JPH06500915A - 角度発信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 角度発信器 技術分野 本発明は請求項１の上位概念に基く角度発信器に関する。

背景技術 この種の角度発信器は公知であり、その際角度測定は最も適合した誘導的又は容 量的な形式で行われる。

更に例へば方法技術のためにポンプ内へ押入するための、機械構造体内における 磁気的な結合装置も公知である。

発明の開示 請求項１に記載の特徴を備えた本発明の角度発信器は、特に自動車の運転中に曝 されるおそれのある高い負荷及び障害に対してこの種の発信器を保護することの できる、密閉したカプセル装置を提供することができるという利点を有している 。その結果運転の安全性が、発信器の精度を損うことなしに飛躍的に高められる 。それは、適合した寸法の磁気回路によって測定誤差が事実上発生しないからで ある。これから述べる手段及び図示されている構造的な手段によって、動的な特 性を最適化せしめることができる。

請求項２以下に述べられている手段により、請求項１で述べた角度発信器の別の 有利な構成が可能である。

その際特に有利なのは、障害を受け易い測定装置を同時に密封状のカプセルにす る際多面的な構造上の構成が可能であるという点である。

図面の簡単な説明 本発明の２つの実施例を図面に図示し、これを詳細に説明する。その際図１には 本発明の角度発信器の断面図が、図２には半径方向に配向された磁石を備えてい る第１実施例が１図３には軸方向に配向された磁石を備えている第２実施例が、 図４には再結合部分間の回転角度に依存する磁気結合装置の戻りモーメントの経 過が、夫々図示されている。

実施例の説明 図１は、特に自動車に使用された場合の、最適な測定原理に基いて作動する非接 触型角度発信器の断面図を示している。この発信器は、監視さるべき図示なしの 回転運動可能な装置によって連行される部分１０を有しており、該部分ｌＯは、 軸１１を介して回転運動可能にＩ動されている。測定装置は、全体が符号１２で 表わされていて、監視さるべき装置の回転角度１３を検出している。

測定装置１２はコード化ディスク１４と走査装置１６とを有しており、走査装置 １６の内方ではコード化ディスク１４に隣接して、光ビーム１８が密封状に密に 保持されている。保持体２６は金属のカバープレー特表十６−５００９１５　（ ３） ト１９内に気密状に位置し、該カバープレー）−１９は、同じ様に金属のケーシ ング２０に気密状にろう付けされている。カバープレート１９及びケーシング２ ０は有利には真鍮から成っている。

連行される部分１０には監視さるべき装置によって駆動される磁石２２が固定さ れており、該磁石２２は、気密状のケーシング２０内を連行される磁石２４に向 い合って位置している。磁石２４はコード化ディスク１４の延長部１５上に位置 し、該延長部１５は軸１１に対し同軸的な支承装置２８内に保持されており、該 支承装置２８は、ケーシング突起部３０内の孔と延長部１５内のビン３２とから 成っている。

自動車内に非接触型の角度発信器を挿入する際には、例へばダストによる、又は 油蒸気又は湿気の凝、結による汚染の危険性が発生する。角度発信器をこのよう な環境影響から保護するには大きな困難が伴う、それは、極めて僅かな汚染又は 降雨であっても測定結果を著しく誤まらせることになるからである。１［動され る部分と発信器の測定部分との間の磁気的な結合作用を利用することによって、 少くとも障害を受け易い部分を密封状にカプセル化することが可能である。その 際本発明の装置は、特に非接触型角度発信器に適合している。

その理由は、このような汚染及び降雨の場合には、例へば光学的又は容量的な走 査の際著しい測定結果の誤差が惹き起されるからである。しかしこれに限定され るものではない。つまり磁気的な結合によって、自動車の苛酷な使用条件下でも 長時間に亘って発信器の無故障運転を保証することができる。

その際基本的には２つの磁気装置が対象になる。図２に図示の半径方向の配置に あっては、磁束が破線１７に対応して延びている。この構成の利点は、連行され る結合部分１０上に、誤差を阻止するための付加的な手段又は高い製作精度を必 要とするような、軸方向の力が全く作用しないという点である。これに対し図３ に図示の軸方向の構成にあっては、角度発信器を極めて偏平でコンパクトな構造 に構成することができるという利点を有している。連行される部分１０とフード 化ディスク１４との間の磁気的な結合によって、測定値発信器として角度発信器 を、運転が確実で寿命の長い優れた測定精度を備えた構成にすることができる。

更に全装置の動的な特性を、自動車の運転の条件に有利に適合せしめることが可 能である。

図１乃至図３に図示の配置にはコード化ディスク１４が設けられており、その上 にデジタルコードがパターンとして塗着されている。このパターンは光ビームに よって走査される。コード化ディスクは角度発信器の連行される部分１０と共に １つのユニットを形成し、その際磁石２２乃至２２′を備えて駆動されている結 合側部は、監視さるべき装置、例へば自動車のスロットルバルブに不動に結合さ れていて、スロットルバルブの角度位置を検出することができる。レーザ保持体 ２６は気密状にカバープレート１９内に組み込まれており、該カバープレート自 体は、ケーシング２０とのろう付は結合結合部によって、コード化ディスク１４ を備えた角度発信器の内室を大気に対して気密状に閉鎖している。

磁石の配置は、連行されている部分と駆動されている部分との明白な配置が可能 なように選択されている。

つまり図２に基く半径方向の磁石の配置にあっては、１切断平面内に夫々磁極対 が１対だけ存在するように選択されている。また図３に基く軸方向の磁石配置に あっては、各半径上に磁極が１対だけ存在している。

磁気的な戻しモーメントは、磁石２２，２４．２２’　。

２４′の大きさ及び配置によって、再平衡位置の近傍の物理的に阻止できない極 めて小さなｌｊ［域以外は摩擦力によって発生するモーメントよりも常により大 きくなるように、かっ各偏位後の零位置への復帰が確実に行われるように選択さ れている。

図４には再結合部分間の回転角度ψに依存する戻しモーメントの経過が、２つの 異なった設計に対して図示されている。不変な摩擦作用に打ち克つために必要な 戻しモーメント６は、判り易（するために本当の値よりも一段と大きく図示され ている。広幅の劣質な磁石及び大きな空気ギヤツブ↓二適用可能な、カーブｌに 基く構成の場合には、零位置への復帰が常に保証されている、また幅の狭い高質 品の磁気材料から成る磁石及び小さな空気ギャップに適用可能な、カーブ２に基 く磁気結合部の構成の場合には、この装置は約３０″と１５０°との間並びに２ １０°と３３０’との間で摩擦力によって零位置への復帰が阻止されている。

本発明の装置にあっては軸受摩擦及び空気摩擦が非常に小さく保持されており、 従って一定の角速度の場合に発生する動的な誤差は、追従の遅延並びに摩擦に伴 う静的なヒステリシス誤差によって許容誤差の枠内（例へぼく１％）に留まって いる。磁石２２．２４乃至２２’　、２４’の間の分離壁の材料の電気的な抵抗 は、適合した材料の選択並びに対応した璧軍の設計によって調節可能であり、そ れによって渦電流による最適な減衰値を得ることができる。このような形式で速 度変化の大きい場合における許容不能な過大振動を排除することができる。

国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ブラウン、ハンス ドイツ連邦共和国　Ｄ−７０００シュツットガルト　１　コルプシュトラーセ　 ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に自動車のための有利には非接触型の角度発信器であって、監視さるべき 装置によって連行される部分と、回転角度を決定するための必定装置とを備えて いる形式のものにおいて、測定装置（１２，１４，１６）が密封状にカプセル化 せしめられており、また連行される部分（１０）と測定装置との間には磁気的な 結合装置（２２，２４）が差し込まれていることを特徴とする角度発信器。 ２．磁気的な結合装置が、半径方向に配向された少くとも１対の磁石（２２，２ ４）を有していることを特徴とする、請求項１記載の角度発信器。 ３．磁気的な結合装置（２２，２４）の１つの切断平面内には、夫々磁極対が１ 対だけ存在していることを特徴とする、整求項２記載の角度発信器。 ４．磁気的な結合装置が、軸方向に配向された少くとも１対の磁石（２２′，２ ４′）を有していることを特徴とする、請求項１記載の角度発信器。 ５．磁気的な結合装置（２２′，２４′）の各半径上には、夫々磁極対が１対だ け日量されていることを特徴とする、請求項４記載の角度発信器。 ６．連行される磁石（２４，２４′）及び測定装置（１２，１４，１６）が、非 磁性の金属ケーシング（２０）内に位置していることを特徴とする、請求項１か ら５までのいづれか１項記載の角度発信器。 ７．測定装置（１２，１４、１６）が光学的な測定装置として構成されており、 かつコード化ディスク（１４）が密封状に密に閉鎖されたケーシング（２０）の 内方で回転可能に支承されており、またケーシングの壁部（１９，２０）内には 光ビーム（１８）用の保持体（２６）が気密状に挿入されていることを特徴とす る、請求項１から６までのいづれか１項記載の角度発信器。 ８．連行される磁気装置（２４，２４′）と測定装置（１２，１４，１６）の連 動する部分（１４）とが１つの構造ユニットを形成していることを特徴とする、 請求項１から７までのいづれか１項記載の角度発信器。 ９．駆動される磁石装置（２２，２２′）が、角度位置（１３．ψ）を検出すべ く笹視さるべき装置（１０）に不動に結合されていることを特徴とする、請求項 １から８までのいづれか１項記載の角度発信器。 １０．測定装置（１２，１４，１６）の不動な部分（１６，２６）が、ケーシン グ（２０）の非磁性の金属カバープレート（１９）に、特に真鍮ケーシングに、 ろう付けされていることを特徴とする、請求項１から９までのいづれか１項記載 の角度発信器。 １１．磁気的な結合装置（２２，２４）の戻りモーメント（Ｍ）が、ほぼ必定装 置（１２，１４，１６）の全回転領域に亘り、摩擦によって発生するモーメント （６）よりもより大きいことを特徴とする、請求項１から１０までのいづれか１ 項記載の角度発信器。 １２．測定装置（１２，１４，１６）の回転運動が、特に両磁石（２２，２４） 間の領域内での金属ケーシング（２０）の適合した寸法及び形状によって、並び に磁石の寸法及び形状によって、夫々減衰せしめられていることを特徴とする、 請求項１から１１までのいづれか１項記載の角度発信器。