(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
長手軸を有し、一部が前記ハウジング内に存在している回転可能シャフトと、
実質的に前記ハウジング内に配置され、前記シャフトが回転することによって前記長手軸に沿って直線移動するように前記シャフトに連結された可動キャリアと、
前記キャリアに配置されるとともに磁化軸を有する磁石であって、前記シャフトの回転範囲が前記長手軸に沿った前記磁石の直線移動の範囲となるように前記キャリアと共に移動し、前記磁化軸が前記長手軸に対して実質的に直角になるように方向付けられた磁石と、
実質的に前記ハウジング内において前記磁石に対して配置された磁気センサ回路であって、前記磁化軸に沿った第１の磁束密度と、前記磁化軸に垂直な方向に沿った第２の磁束密度とを測定するように構成され、前記磁石の前記直線移動の範囲内における前記磁石の位置を表す出力信号を生成し、それにより前記回転範囲内における前記シャフトの回転位置を特定できるように構成された磁気センサ回路と
を備えているデバイス。
【請求項２】
前記シャフトの前記回転範囲が３６０度より大きい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記キャリアは、
前記キャリアおよび前記シャフトに形成された係合ねじ山を介して前記シャフトに連結されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記係合ねじ山は、
前記回転範囲によって前記直線移動の範囲が提供されるように選択されている、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記磁気センサ回路はホールセンサアセンブリを備えており、前記第２の磁束密度は前記長手軸に対応している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
磁石の位置が前記直線移動の範囲のほぼ中間のときに前記磁化軸に沿って測定される磁束密度が最大値を有するように、前記磁石の前記直線移動の範囲が選択されている、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記磁化軸に沿って測定される前記磁束密度に起因する磁石の長手方向位置の不明確性が、前記長手軸に沿って測定される前記磁束密度の指向性によって解決される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記磁気センサ回路がプログラム可能であり、それにより前記シャフトの前記回転範囲のサブセットに対応する出力範囲を画定できる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記回転範囲の前記サブセットが、前記シャフトのＭ度の回転を含む、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
Ｍが３６０度以下である、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
Ｍが３６０度より大きい、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
Ｍがほぼ３６０度のＮ倍に等しく、Ｎが１より大きい正の整数である、請求項１１に記
載のデバイス。
【請求項１３】
前記出力範囲内の前記出力信号が、
前記シャフトの前記回転範囲の前記サブセットの範囲内で、前記シャフトの前記回転位置と概ね直線の関係を有している、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記直線関係が、
前記シャフトの前記回転範囲の前記サブセットの範囲内で、前記シャフトの回転位置での複数の既知の応答に基づいて導き出される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記磁気センサ回路は、
前記出力信号が前記シャフトの前記回転位置を表すものとなるように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記磁気センサ回路は、
出力信号がディジタル信号からなるようアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を備えている、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記シャフトの前記回転範囲のサブセットに基づいて前記ディジタル信号の分解能が選択される、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
さらに、
前記シャフトを支持し、かつ、前記ハウジングに対する前記シャフトの回転を容易にするように寸法設定されたスリーブを備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
さらに、
前記磁気センサ回路を外部電磁障害から遮蔽するように構成されたシールドを備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記シールドが高磁気透磁率材料から形成されている、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
長手軸を有する回転可能シャフトと、
前記シャフトが回転することによって前記長手軸に沿って直線移動するように前記シャフトに連結された可動キャリアと、
前記キャリアに配置された磁石であって、前記シャフトのＮ回転が前記長手軸に沿った前記磁石の直線移動の範囲となるように前記キャリアと共に移動し、量Ｎは１より大きい、磁石と、
前記シャフトの前記Ｎ回転を前記回転位置センサの動作範囲として画定できるように構成されたプログラム可能集積回路であって、前記磁石に対して配置された磁気センサを有しており、該磁気センサは、前記磁気センサに対する前記磁石の長手方向位置を特定できそれにより前記動作範囲内における前記シャフトの対応する回転位置を特定できるよう、前記磁石からの磁界の少なくとも２つの方向成分を測定するように構成されている、プログラム可能集積回路と
を備えている多回転回転位置センサ。
【請求項２２】
対象物の回転位置を特定するためのセンサであって、
長手軸を有し、かつ、前記対象物に回転連結することができるように構成された回転可能シャフトと、
前記シャフトに連結され、前記シャフトが回転することによって前記長手軸に沿って直線移動する被検出アセンブリと、
前記長手軸に沿った複数の位置で前記被検出アセンブリの長手方向位置を特定できるように前記被検出アセンブリに対して配置されたセンサアセンブリと、
前記被検出アセンブリ、前記センサアセンブリおよび前記回転可能シャフトの少なくともいくつかの部分を収納するように構成されたハウジングであって、マウント構造に取り付けることができるように構成され、かつ、湾曲した壁を有するように寸法設定され、さらに、前記湾曲した壁の末端から延存し長手軸に沿って見たときにＵ字形を画定している第１および第２の実質的にストレートな壁を有するハウジングと
を備えているセンサ。
【請求項２３】
前記湾曲した壁が、前記シャフトの前記長手軸と実質的に一致する軸の周りに実質的に半円筒状の壁を備えている、請求項２２に記載のセンサ。
【請求項２４】
前記被検出アセンブリがキャリアに取り付けられた磁石を備えている、請求項２３に記載のセンサ。
【請求項２５】
前記キャリアが、前記ハウジングの前記Ｕ字形の壁の内側を移動できるように寸法設定されたＵ字形輪郭を有する、請求項２４に記載のセンサ。
【請求項２６】
前記センサアセンブリが、前記磁石を検出するように構成された磁界センサを備えている、請求項２４に記載のセンサ。
【請求項２７】
前記ハウジングが、軸を中心にして前記半円筒状の壁の周りに円形のマウント機能が提供されるように、前記マウント構造に取付け可能に寸法設定されている、請求項２３に記載のセンサ。
【請求項２８】
前記回転可能センサが、１回転より大きい回転範囲が許容されるように前記ハウジングに連結されている、請求項２３に記載のセンサ。
【請求項２９】
前記ハウジングが、前記湾曲した壁の反対側に配置され、前記第１および第２の実質的にストレートな壁をつなぐキャップ壁をさらに含み、前記キャップ壁が前記第１および第
２の実質的にストレートな壁に対して概ね直角である、請求項２３に記載のセンサ。
【請求項３０】
前記キャップ壁と前記第１および第２の実質的にストレートな壁とが、湾曲した隅を形成している、請求項２９に記載のセンサ。
【請求項３１】
さらに、
少なくとも前記センサアセンブリに外部磁界または放射からの遮蔽を提供するように構成されたシールドを備えている、請求項２３に記載のセンサ。
【請求項３２】
前記シールドは、
Ｘ線、ガンマ放射、荷電粒子放射あるいは中性子を減衰させるように構成されている、請求項３１に記載のセンサ。
【請求項３３】
前記センサアセンブリが前記Ｕ字形ハウジングの上部部分内に配置されている、請求項３１に記載のセンサ。
【請求項３４】
前記シールドが、
概ね指向性の外部磁界もしくは放射への遮蔽効果が提供されるよう、前記Ｕ字形ハウジングの前記上部部分と実質的に同じ形をしている、請求項３３に記載のセンサ。
【請求項３５】
前記ハウジングおよび前記シールドが、前記シールドを容易に取り外すことができるように構成されている、請求項３４に記載のセンサ。
【請求項３６】
ハウジングと、
長手軸を有し、少なくとも一部が前記ハウジング内に存在している回転可能シャフトと、
実質的に前記ハウジング内に配置され、前記シャフトが回転することによって前記長手軸に沿って直線移動するように前記シャフトに連結された可動キャリアと、
前記キャリアに配置され前記キャリアと共に移動する磁石であって、前記シャフトの回転範囲が前記長手軸に沿った前記磁石の直線移動の範囲となる、磁石と、
実質的に前記ハウジング内において前記磁石に対して配置された磁気センサ回路であって、前記磁石からの磁界の２つまたはそれ以上の成分を検出し、前記磁石の直線位置を表す出力信号を生成し、その直線位置により前記シャフトの回転位置を特定できるように構成された磁気センサ回路と
を備えている回転位置センサ。
【請求項３７】
前記磁気センサ回路部分での磁界が前記長手軸に対して実質的に直角の軸を画定するように、前記磁石が前記キャリアに配置されている、請求項３６に記載のセンサ。
【請求項３８】
前記磁石が、前記軸に沿って位置するＮ極およびＳ極を有する双極子磁石を備えている、請求項３７に記載のセンサ。
【請求項３９】
前記磁石が１つまたは複数の双極子磁石を備えている、請求項３６に記載のセンサ。
【請求項４０】
前記磁石が、前記長手軸に対して実質的に直角の軸に沿って位置するＮ極およびＳ極を有する双極子磁石を備えている、請求項３９に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にセンサの分野に関し、より詳細には、回転可能シャフト等の対象物の角度位置を検出するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの機械デバイスおよび／または電気機械デバイスでは、回転している対象物の状態を正確に特定することが望ましい。例えば、ジャッキねじなどの回転対象物は、その回転によって他の対象物に直線移動を付与している。多くの状況では、直線的に移動する対象物の位置を正確に特定することが望ましい。このような特定は、回転する対象物の角度位置を知ることに基づくものであってもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかのデバイスでは、角度位置の特定は角度センサによって測定できる。しかしながら、このような角度センサは、その回転が１回転（３６０度）に制限されているか、あるいは１回転を超える回転デバイスの回転を検出できるようにするためには出力が不明確になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態で、本開示は、ハウジングを有するデバイスに関している。デバイスには、さらに、長手軸を有する回転可能シャフトであって、シャフトの少なくとも一部がハウジング内に存在している回転可能シャフトが含まれている。デバイスには、さらに、実質的にハウジング内に配置された可動キャリアであって、シャフトが回転することによってキャリアが長手軸に沿って直線移動するようにシャフトに連結された可動キャリアが含まれている。デバイスには、さらに、キャリアに配置され、したがってキャリアと共に移動する磁石であって、シャフトの回転範囲が長手軸に沿った磁石の直線移動の範囲になるようにキャリアと共に移動する磁石が含まれている。磁石は、磁石の磁化軸が長手軸に対して実質的に直角になるように配向することができる。デバイスには、さらに、実質的にハウジング内に配置された磁気センサ回路であって、磁石の直線移動の範囲内の任意の位置における磁石の位置を固有に特定するように構成され、それにより回転範囲内におけるシャフトの回転位置を特定できる磁気センサ回路が含まれている。
【０００５】
一実施形態で、シャフトの回転範囲は３６０度より大きい。一実施形態で、キャリアは、キャリアおよびシャフトに形成された係合ねじ山を介してシャフトに連結されている。一実施形態で、係合ねじ山は、回転の範囲によって直線移動の範囲が提供されるように選択される。
【０００６】
一実施形態で、磁気センサ回路は、磁化軸に沿った磁束密度および長手軸に沿った磁束密度を測定するように構成されたホールセンサアセンブリを備えている。一実施形態で、磁石の直線移動の範囲は、磁石の位置が直線移動の範囲のほぼ中間に位置している場合に、磁化軸に沿って測定される磁束密度が最大値を有するように選択される。一実施形態で、長手軸に沿って測定される磁束密度の指向性により、磁化軸に沿って測定される磁束密度に起因する磁石の長手方向位置の不明確性が解決される。
【０００７】
一実施形態で、磁気センサ回路はプログラム可能であり、したがってシャフトの回転範囲のサブセットに対応する出力範囲を画定できる。一実施形態で、回転範囲のサブセットには、シャフトのＭ度の回転が含まれている。Ｍは、３６０度未満であっても、３６０度であっても、あるいは３６０度より大きくてもよい。一実施形態で、Ｍはほぼ３６０度のＮ倍に等しく、Ｎは１より大きい正の整数である。
【０００８】
一実施形態で、出力範囲内の出力信号は、シャフトの回転範囲のサブセット内では、シャフトの回転位置と概ね直線の関係を有している。一実施形態で、この直線関係は、シャフトの回転範囲のサブセット内におけるシャフトの回転位置での複数の既知の応答に基づいて導き出される。
【０００９】
一実施形態で、磁気センサ回路は、シャフトの回転位置を表す信号を出力するように構成されている。一実施形態で、磁気センサ回路は、出力信号がディジタル信号からなるよう、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を備えている。一実施形態で、ディジタル信号の分解能は、シャフトの回転範囲のサブセットに基づいて選択される。
【００１０】
一実施形態で、デバイスには、さらに、シャフトを支持し、かつ、ハウジングに対するシャフトの回転を容易にするように寸法設定されたスリーブが含まれている。一実施形態で、デバイスには、さらに、磁気センサ回路を外部電磁障害から遮蔽するように構成されたシールドが含まれている。一実施形態で、シールドは、高磁気透磁率材料で形成される。
【００１１】
一実施形態で、本開示は、長手軸を有する回転可能シャフトを有する多回転（マルチターン）回転位置センサに関している。センサには、さらに、シャフトに連結された可動キャリアであって、シャフトが回転することによってキャリアが長手軸に沿って直線移動するようにシャフトに連結された可動キャリアが含まれている。センサには、さらに、キャリアに配置されしたがってキャリアと共に移動する磁石であって、シャフトのＮ回転が長手軸に沿った磁石の直線移動の範囲になるようにキャリアと共に移動する磁石が含まれており、量Ｎは１より大きい。センサには、さらに、シャフトのＮ回転を回転位置センサの動作範囲として画定できるように構成されたプログラム可能集積回路が含まれている。プログラム可能集積回路には磁気センサが含まれており、磁気センサは、磁気センサに対する磁石の長手方向位置を特定することができ、したがって動作範囲内におけるシャフトの回転位置を特定できるよう、磁石の磁界の少なくとも２つの方向成分を測定するように構成され、かつ、配向されている。
【００１２】
一実施形態で、本開示は、回転位置センサを較正するための方法であって、回転位置センサのシャフトの回転に応答して、磁界測定デバイスに対して直線的に移動する磁石を有する回転位置センサを較正するための方法に関している。この方法には、シャフトの回転範囲を選択するステップが含まれている。この方法には、さらに、磁界測定デバイスに対する磁石の複数の直線位置に対して、既知の磁界測定値に基づいて所望の出力応答を特定するステップが含まれており、この複数の直線位置は、回転範囲内におけるシャフトの回転位置に対応している。この方法には、さらに、所望の出力応答を示す情報を保存するステップが含まれており、この情報によって、磁界測定デバイスに対する磁石の所与の直線位置における磁界測定値の入力に対する固有の出力を決定できる。
【００１３】
一実施形態で、所望の出力応答には、シャフトの回転位置に比例する応答が含まれている。
【００１４】
一実施形態で、本開示は、コンピュータ可読媒体であって、１つまたは複数のプロセッサを有する装置によって実行されると、その装置が、磁石がセンサの近傍に位置することによって得られる磁界測定値を表す信号入力の受信を含むオペレーションを実施することになる機械実行可能命令を含んだコンピュータ可読媒体に関しており、磁石およびセンサは、磁石に連結されたシャフトの回転運動に応答して、磁石がセンサに対して直線的に移動することができるように構成される。これらのオペレーションには、さらに、シャフトの回転位置を表す出力信号の生成が含まれており、出力信号は、回転範囲内におけるシャフト位置に対応する複数の既知の応答を表す較正データに基づく所望の出力応答によって決定される。一実施形態で、機械実行可能命令を修正して回転範囲を変更できる。
【００１５】
一実施形態で、本開示は、対象物の回転位置を特定するためのセンサに関している。センサには、長手軸を有し、かつ、対象物に回転連結することができるように構成された回転可能シャフトが含まれている。センサには、さらに、シャフトに連結された被検出アセンブリであって、シャフトが回転することによって被検出アセンブリが長手軸に沿って直線移動するようにシャフトに連結された被検出アセンブリが含まれている。センサには、さらに、長手軸に沿った複数の位置で被検出アセンブリの長手方向位置を特定できるように被検出アセンブリに対して配置されたセンサアセンブリが含まれている。センサには、さらに、被検出アセンブリ、センサアセンブリおよび回転可能シャフトの少なくともいくつかの部分を収納するように構成されたハウジングが含まれている。ハウジングは、取付け構造に取り付けることができるように構成されており、ハウジングは、湾曲した壁、および湾曲した壁の末端から延存してＵ字形を画定している第１および第２の実質的にストレートな壁を有するように寸法設定されている。
【００１６】
一実施形態で、湾曲した壁は、シャフトの長手軸と実質的に一致する軸の周りに実質的に半円筒状の壁を備えている。一実施形態で、被検出アセンブリは、キャリアの上に取り付けられた磁石を備えている。一実施形態で、キャリアは、ハウジングのＵ字形の壁の内側を移動できるように寸法設定されたＵ字形輪郭を有している。一実施形態で、センサアセンブリは、磁石を検出するように構成された磁界センサを備えている。
【００１７】
一実施形態で、ハウジングは、軸を中心にして半円筒状の壁の周りに円形のマウント機能が提供されるようにマウント構造に取り付けることができるように寸法設定されている。一実施形態で、回転可能センサは、１回転より大きい回転範囲が許容されるようにハウジングに連結されている。
【００１８】
一実施形態で、ハウジングには、さらに、湾曲した壁の反対側に配置されたキャップ壁が含まれている。一実施形態で、キャップ壁は、キャップ壁が第１および第２の実質的にストレートな壁に対して概ね直角になるように第１および第２の実質的にストレートな壁を連結することができる。一実施形態で、これらのキャップ壁および第１ならびに第２の実質的にストレートな壁を使用して、湾曲した隅を形成することができる。一実施形態で、これらのキャップ壁および第１ならびに第２の実質的にストレートな壁を使用して、概ね四角の隅を形成することができる。
【００１９】
一実施形態で、センサには、さらに、少なくともセンサアセンブリに外部磁界または放射からの遮蔽を提供するように構成されたシールドが含まれている。一実施形態で、シールドは、Ｘ線、ガンマ放射、荷電粒子放射あるいは中性子を減衰させるように構成されている。一実施形態で、センサアセンブリは、Ｕ字形ハウジングの上部部分内に配置されている。一実施形態で、シールドは、概ね指向性である外部磁界または放射に対する遮蔽効果が提供されるよう、Ｕ字形ハウジングの上部部分の形と実質的に同じ形をしている。一実施形態で、ハウジングおよびシールドは、シールドを容易に取り外すことができるように構成されている。
【００２０】
一実施形態で、本開示は、ハウジングを有する回転位置センサに関している。センサには、さらに、長手軸を有する回転可能シャフトであって、シャフトの少なくとも一部がハウジング内に存在している回転可能シャフトが含まれている。センサには、さらに、実質的にハウジング内に配置された可動キャリアであって、シャフトが回転することによってキャリアが長手軸に沿って直線移動するようにシャフトに連結された可動キャリアが含まれている。センサには、さらに、キャリアに配置され、したがってキャリアと共に移動する磁石であって、シャフトの回転範囲が長手軸に沿った磁石の直線移動の範囲になるようにキャリアと共に移動する磁石が含まれている。センサには、さらに、実質的にハウジング内に配置された磁気センサ回路が含まれている。この回路は、磁石によって生成される、磁気センサ回路部分の磁界の複数の成分を同時に検出することにより、磁石の直線位置を固有に特定するように構成されており、この直線位置を特定することによってシャフトの回転位置を特定できる。
【００２１】
一実施形態で、磁石は、磁気センサ回路部分における磁界によって、長手軸に対して実質的に直角の軸が画定されるようにキャリアに配置されている。一実施形態で、磁石は、軸に沿って配置されたＮ極およびＳ極を有する双極子磁石を備えている。
【００２２】
一実施形態で、磁石は、１つまたは複数の双極子磁石を備えている。一実施形態で、磁石は、長手軸に対して実質的に直角の軸に沿って配置されたＮ極およびＳ極を有する双極子磁石を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】回転位置センサの実施形態の一例を示す略図である。
【図２Ａ】図１の回転位置センサは、入力回転運動を磁石などの被検出要素の並進運動の範囲に機械的に変換するように構成することができ、その並進位置を磁界検出器などの検出要素によって検出することができることを示す図である。
【図２Ｂ】図１の回転位置センサは、入力回転運動を磁石などの被検出要素の並進運動の範囲に機械的に変換するように構成することができ、その並進位置を磁界検出器などの検出要素によって検出することができることを示す図である。
【図３】一実施形態で、回転位置センサは、プログラム可能機能を容易にするためのプロセッサおよびメモリを含むことができることを示す略図である。
【図４Ａ】図１の磁石のために利用することができる磁石構成の非制限例を示す図である。
【図４Ｂ】一実施形態で、磁石は、その磁化軸が磁石の長手方向の運動の方向に対して実質的に直角になるように配置された永久双極子磁石であってもよいことを示す図である。
【図４Ｃ】一実施形態で、磁石は、その並進運動および磁界検出器に対して、検出器部分または検出器の周りの磁界パターンを表すその磁気軸が並進運動方向に対して概ね直角になり、かつ、磁界検出器によって画定される平面に対して概ね直角になるように配向することができることを示す図である。
【図５Ａ】図４の構成に対する磁界強度分布の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図４の構成に対する磁界強度分布の一例を示す図である。
【図６Ａ】図４の磁石配向の例が、その磁気軸の周りに実質的に対称の磁石を提供し、それにより磁界検出器に対する磁石の整列の感度が鈍くなることを示す図である。
【図６Ｂ】図４の磁石配向の例が、その磁気軸の周りに実質的に対称の磁石を提供し、それにより磁界検出器に対する磁石の整列の感度が鈍くなることを示す図である。
【図７Ａ】図４の磁石配向の例が、同じく、横方向に沿った磁石の不整列に対する感度を鈍くすることができることを示す図である。
【図７Ｂ】図４の磁石配向の例が、同じく、横方向に沿った磁石の不整列に対する感度を鈍くすることができることを示す図である。
【図８】図１の回転位置センサの実施形態の一例の分解図である。
【図９Ａ】図８の回転位置センサの切断斜視図である。
【図９Ｂ】図８の回転位置センサの切断側面図である。
【図１０】図８の回転位置センサの組み立てられた斜視図である。
【図１１Ａ】一実施形態で、図１０の回転位置センサにシールドを提供することができることを示す図である。
【図１１Ｂ】回転位置センサの検出要素などの内部部品を図１１Ａの遮蔽例によってシールドすることができる状況の一例を示す図である。
【図１２Ａ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１２Ｂ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１２Ｃ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１２Ｄ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１２Ｅ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１２Ｆ】実施することができるハウジング形状およびシールド形状の様々な非制限例を示す図である。
【図１３】回転位置センサを較正するための構成の一例を示す図である。
【図１４】回転位置センサが動作している間に使用するために、較正データを表し、かつ、保存することができる方法の一例を示す図である。
【図１５】実施することができる較正プロセスの一例を示す図である。
【図１６】一実施形態で、回転位置センサは、検出された角度位置に基づいて例えば回転速度を計算するように構成された速度部を含むことができることを示す図である。
【図１７Ａ】回転位置センサを利用して実施することができるフィードバック制御システムの非制限例を示す図である。
【図１７Ｂ】回転位置センサを利用して実施することができるフィードバック制御システムの非制限例を示す図である。
【００２４】
本教示のこれらおよび他の態様、利点ならびに新規な特徴は、以下の詳細な説明を読み、かつ、添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。図面では、同様の構成要素は同様の参照数表示を有している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本開示は一般に回転位置センサに関している。本明細書に記述されているように、回転位置センサの１つまたは複数の実施形態は有利な特徴を有することができる。例えば、センサは、多回転（マルチターン）入力機能が提供されるように構成することができ、また、このような入力に対する回転数を選択しかつプログラムすることができる。したがって、比較的粗い分解能から比較的高い分解能すなわち細かい分解能まで、センサの回転位置分解能を調整することができる。他の例では、センサは、検出要素と被検出要素との間の非接触配置によって、このような機能が提供されるように構成することができる。したがって典型的には物理的接触構造に関連する様々な機械的な問題を回避できる。
【００２６】
本開示の一実施形態で、回転位置センサは、回転する対象物（シャフトなど）の回転運動を被検出要素の並進運動に変換する。検出要素は、被検出要素の並進位置を特定できるように、被検出要素に対して提供されかつ配置されている。一実施形態で、被検出要素のこのような並進位置はシャフトの固有の回転位置に対応している。
【００２７】
図１に示されているように、一実施形態で、回転位置センサ１００は、キャリア１０４に機械的に連結されたシャフト１０２などの回転する対象物を含むことができる。この機械的連結は、シャフト１０２の回転がキャリア１０４の並進運動に変換されるように構成されていてもよい。一実施形態で、キャリア１０４のこのような並進運動は、実質的に、シャフト１０２の回転軸に実質的に平行の方向に沿った直線移動であってもよい。
【００２８】
シャフト１０２とキャリア１０４の間の機械的連結は、一実施形態で、シャフト１０２に形成された係合ねじ山と、キャリア１０４によって画定された開口の内部表面に形成された係合ねじ山とを含んでいてもよい。このようなねじ付き連結の一例については本明細書でより詳細に記述されている。
【００２９】
これらの係合ねじ山のリード値は、一実施形態で、シャフト１０２の回転とキャリア１０４の並進との間の機械的歯車比が提供されるように選択することができる。本明細書における説明用として、「ピッチ」という用語は、様々なねじ山の例が単一のねじ形態を有しているものと仮定して、「リード」という用語と互いに交換可能に使用することができる。本開示の１つまたは複数の特徴は、複数のねじ形態を有するねじ山にも適用することができることは理解されよう。したがって、説明の中でそのようにすることが適切である場合、これらの２つの用語を区別可能である。
【００３０】
回転位置センサ１００には、図１に示されているようにさらに、キャリア１０４と共に移動できるように該キャリアに設けられた磁石１０６が含まれている。並進運動方向に対する磁石１０６の異なる配向（方向付け）については本明細書でさらに詳細に記述されている。
【００３１】
回転位置センサ１００には、図１に示されているようにさらに、並進運動方向に沿った様々な位置で磁石１０６を検出するように構成された検出要素１０８が含まれている。検出要素１０８については本明細書でさらに詳細に記述されている。
【００３２】
回転位置センサ１００は、一実施形態で、様々な部品を保護したり取付けを容易にしたりするためのハウジング１１０を含んでいてもよい。ハウジングについては本明細書でさらに詳細に記述されている。
【００３３】
図２Ａおよび２Ｂは、一実施形態で、シャフト１０２が第１の方向（矢印１２０）に回転することにより、シャフト１０２とキャリア１０４との間の機械的歯車比に基づいてキャリア１０４（および磁石１０６）が第１の方向（矢印１２２）に直線的に移動することを示している。シャフトが逆方向（矢印１３０）に回転すると、キャリア１０４（および磁石１０６）は第１の直線方向１２２とは逆の第２の方向（矢印１３２）に直線的に移動する。
【００３４】
シャフトとキャリアのこのような連結に基づいて、シャフト１０２の回転運動（矢印１４０で示されている）の範囲（Δα）を、キャリア１０４の２つの端部位置（１４４ａ、１４４ｂ）によって画定される磁石１０６の直線移動範囲（矢印１４２で示されているΔＹ）に対応させることができる。キャリア１０４および／または磁石１０６の直線移動は、一実施形態で、ハウジング１１０の中に制限されてもよい。シャフト１０２とキャリア１０４の間の機械的連結は、シャフト１０２の回転範囲（Δα）に対応する直線移動範囲（ΔＹ）が、機械的に制限されるキャリア１０４および／または磁石１０６の範囲以下になるように選択されていてもよい。
【００３５】
図２Ｂは座標系の一例を示したもので、「Ｙ」は直線移動の方向を表している。図示されている座標系は、単に説明を目的としたものにすぎず、本開示の範囲を何ら制限するものではないことは理解されよう。
【００３６】
図３は、回転位置センサ１００は、一実施形態で、様々な機能部品を含むことができることを示している。図１および２を参照して記述したように、機械的連結部１５６は、シャフト（１０２）の回転運動を、磁石部１５８として表示可能な磁石（１０６）の直線移動に変換できる。磁石の位置は、磁界センサ部１５４として表示可能なセンサ要素（１０８）で検出することができる。
【００３７】
回転位置センサ１００は、一実施形態で、本明細書において記述されている１つまたは複数の機能を提供することができるプロセッサ部１５０とメモリ部１５２を含んでいてもよい。プロセッサ１５０およびメモリ１５２は、一実施形態で、例えばセンサ１００の較正（キャリブレーション）および動作ダイナミックレンジに対するプログラム可能機能を提供できる。
【００３８】
一例として、このようなプログラム可能性により、所望の回転範囲（入力１６０で示されている）を容易に選択することができ、また、このような範囲内におけるシャフトの回転位置は、選択された出力（出力１７０で示されている）の範囲中で固有の出力値を備えることができる。このようなプログラム可能性については本明細書でさらに詳細に記述されている。
【００３９】
図１および２に示されている磁石１０６は、一実施形態で、多くの方法で構成可能である。図４Ａは、本明細書において記述されている回転位置センサ１００の１つまたは複数の実施形態に利用することができる磁石の非制限例を示したものである。例えば、磁石は、円筒状の形をした磁石（１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ）や、箱型の磁石（１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆ）など、いくつかの他の形をしたものであってもよい。図４Ａでは説明用として、斜線が施されたパターンと斜線が施されていないパターンが双極子磁石の２つの極を示していることは理解されよう。例えば、斜線が施されていないパターンはＮ極を表し、斜線が施されたパターンはＳ極を表すことができる。
【００４０】
一実施形態で磁石１０６は永久磁石であってもよい。一実施形態でその永久磁石は、単一の双極子磁石であっても、または複数の双極子磁石の組合せであってもよい。
【００４１】
本明細書における説明用として、永久磁石は、磁化され、固有の実質的に持続磁界を生成する材料を含んだ磁石を含むことができる。このような材料は、鉄、ニッケル、コバルトおよび特定の希土類金属ならびにいくつかのそれらの合金などの強磁性体を含むことができる。
【００４２】
本明細書における説明用として、単一の双極子磁石は、磁界線がＮ極からＳ極へ向かうものとして称されている、いわゆる「Ｎ」極および「Ｓ」極を有していることは理解されよう。単一の双極子磁石の場合、その磁化軸は、一般に、磁石のＮ極およびＳ極を通って延在する線として理解される。
【００４３】
例えば磁石１７２ａの例では、磁石は円筒状の形をしており、円筒の軸に沿ってＮ極およびＳ極を有している。このような構成の場合、磁化軸は、円筒軸と概ね同軸にすることができる。
【００４４】
円筒状の形をした磁石１７２ｂの他の例では、Ｎ極およびＳ極は、円筒方位の二分の一として示されている。その磁化軸は、円筒軸に対して概ね直角であると想定される。二以上の双極子磁石（例えば１７２ｃ、１７２ｆ）を有する整形磁石の場合、磁化軸は、その形状の軸に対して比較的単純な配向を形成していてもよいし、していなくてもよい。本明細書における説明用として、磁化軸は、磁石の総合的な特性と、磁石によって生成される磁界パターンの局所的な特性とを含むことができることは理解されよう。
【００４５】
本明細書において記述されている特定の例では、磁化軸は、磁石の長手方向の運動に対して概ね直角であるものとして示されている。しかしながら、他の配向の磁化軸も可能であることは理解されよう。例えば磁石構成１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｅおよび１７２ｆは、図示されているように配置され、かつ、図示されているＹ方向に沿って移動する場合、直角ではない磁化軸を生成することができる。
【００４６】
図４Ｂは、磁石１０６が、一実施形態で、磁石の長手方向運動の方向（矢印１７４で示されている）に対して磁化軸１８２が実質的に直角になるように配置された双極子磁石であってもよいことを示している。例えば、そのＮ極とＳ極が概ね長手方向に対して実質的に直角の磁化軸１８２を形成するように、円筒状の永久磁石が配置されてもよい。本明細書で記述されているように、このような長手方向運動は、磁石１０６が連結されるシャフト１０２の回転（１２０、１３０）により得ることができる。また、同じく本明細書において記述されているように、このような長手方向運動により、磁石１０６をセンサ要素１０８に対して移動させることができ、それによりセンサ要素１０８に対する磁石の長手方向位置を容易に特定することができる。
【００４７】
図４Ｂに示されている例では、磁化軸１８２は、磁石の形状（例えば円筒）の軸と概ね同様にすることができる。図４Ｃに示されている例は、磁石１０６によって生成される磁界線１８０をより局部化したものである。図４Ｃ〜図７Ｂに示されている磁石１０６は、図４Ｂに示されている磁石等の双極子磁石のコンテキストの中で記述されているが、１つまたは複数の双極子磁石を有する他の磁石構成によって同様の磁界パターンを生成することができあるいは近似することができることは理解されよう。図４Ｃに示されている磁化軸１８２は、センサ要素１０８に影響を及ぼす局部磁界を表すことができる。
【００４８】
磁石１０６は、一実施形態で、センサ要素１０８部分またはその周りの磁界を表すその磁化軸１８２が並進運動方向に対してほぼ直角になるように方向付けられていてもよい。一実施形態で、磁化軸および長手軸がセンサ要素１０８のほぼ中心を通って延在する平面を概ね画定するように、磁石１０６が配置されてもよい。このような実施形態の場合、図２Ｂに示されている座標系例のコンテキストでは、磁石１０６の磁化軸は概ねＺ軸に沿っている。本明細書において記述されているように、このような構成は、望ましい特徴を提供することができる。
【００４９】
図４Ｃは、センサ要素１０８の側面図に対する磁石１０６の極セクションのより詳細な図を示している。図示されているように、磁石１０６の磁化軸１８２は、センサ要素１０８によって画定される平面に対して概ね直角として示されている。
【００５０】
また図には、磁石１０６によって生成される磁界線１８０が示されている。図示されている極が磁気Ｎ極であると仮定して、複数の磁界ベクトルがそれらの分解（ＢＺおよびＢＹ）形態で示されている（図２Ｂに示されている座標系例の中に）。図示されているように、磁界ベクトル１８４は、磁化軸１８２の周りに概ね対称である。したがって磁界ベクトル１８４ａのＺ成分は、磁界ベクトル１８４ｄのＺ成分と概ね同じ方向および同じ大きさであり、Ｙ成分は、ベクトル１８４ｄのＹ成分と方向が逆で概ね同じ大きさである。同様に、磁界ベクトル１８４ｂは、磁界ベクトル１８４ｃと概ね鏡像をなしている。
【００５１】
以上に基づくと、磁石はＹ方向に沿って移動するため、ＢＺの平均寄与（ａｖｅｒａｇｅ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）はあるＹ＝０の周りに概ね対称である。このような対称性が図５ＡではＢＺ曲線１９０で示されている。ＢＺ成分のみがセンサ要素１０８によって測定される場合、磁石の位置特定に不明確性が存在したりしないことがありうる。例えば、センサ要素１０８および磁石１０６が、磁石の運動がセンサ要素の一方の長手方向側に制限されるように構成されている場合、測定されるＢＺ成分は、曲線１９０のＹ＞０部分のＢＺ成分になることになる。このような状況では、ＢＺ成分のみに基づく位置特定には不明確性は存在しないように思われる。しかしながら、センサ要素１０８および磁石１０６が、磁石の運動がセンサ要素の両長手方向側で許容されるように構成されている場合、位置特定に解決可能な不明確性が存在することがある。
【００５２】
並進運動方向（ＢＹ）に沿った磁界成分は、一実施形態で、ＢＺ成分と同時に測定されてもよい。図４Ｃの磁界例表現１８４によれば、磁石はＹ方向に沿って移動するため、ＢＹの平均寄与（ａｖｅｒａｇｅ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）はあるＹ＝０の周りに概ね非対称である。このような非対称性は、図５ＢにＢＹ曲線１９２で示されている。したがってＹ＝０の周りのＢＺ不明確性は、Ｙ＞０である場合はＢＹ＞０、また、Ｙ＜０である場合はＢＹ＜０の非対称性によって解決することができる。
【００５３】
Ｙ方向に沿った磁石の位置を、一実施形態で、ＢＹ成分の値に基づいて特性化することができる。しかしながら多くの理由でＢＺ成分を利用する方が有利である場合がある。例えば、直角成分（磁界検出平面に対する）の検出は、通常、他の成分を検出するより好ましい。他の例では、ＢＹ曲線１９２はＹ＝０でゼロ値を通過する。したがってＹ＝０およびＹ＝０の近傍では、ＢＹ成分は、ゼロの値または比較的小さい値を有している。したがって、Ｙ方向に沿った磁石の移動の中間部分であり得る部分において、信号対雑音比（ＳＮ比）が許容不可能に小さくなることがある。一方、ＢＺ成分は、Ｙ方向に沿った磁石の移動の概ね同じ中間部分で最大値を有している。さらに、ＢＺ成分の最大値は、通常、ＢＹ成分の最大値より著しく大きくすることができる。
【００５４】
以上の特徴に加えて、図４Ｃの磁石配向例が有利な特徴を提供することができるようにするための他の考察事項が存在する。このような特徴には、磁石の配向の様々な偏向に対する出力（図３の１７０）の相対鈍感性（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を含むことができる。
【００５５】
図６Ａおよび６Ｂは、キャリア１０４の上に取り付けられた磁石１０６を磁化軸に沿って見た図である。このような構成例の場合、マウントは、磁石１０６の少なくとも一部と同様の形（例えば円筒状形の磁石を受け取るための円筒状の形をした凹部と同様の形）をした凹部（図８の２６２）を画定しているキャリア１０４によって達成することができる。このような取付け構成例のコンテキストでは、図６Ａおよび６Ｂは次のことを示している：ほぼ対称の磁界のために、磁化軸（図６Ａおよび６ＢのＺ軸に平行）に対する磁石１０６の方位配向は、通常、センサ要素（図４Ｃの１０８）に到達する磁界１８０に影響を及ぼさない。異なる方位配向を示すために、磁石１０６の上にインジケータ２００が示されている。
【００５６】
磁石１０６は、一実施形態で、好ましいことには、磁石の磁化軸が実質的にＺ軸に沿いしたがってＸ軸およびＹ軸の両方に対して直角になるように、キャリア１０４に取り付けられる。しかしながら、様々な理由により、磁化軸がＺ軸から偏向することがあり、図７Ａおよび７Ｂは、このような偏向の例を示したものである。
【００５７】
図７Ａでは、磁石−キャリアアセンブリの側面図は、取り付けられた磁石の軸１８２がＺ軸（２１０で示されている）から偏向し、そのために磁石１０６がＹ方向に沿って傾斜していることを示している。図７Ｂの磁石−キャリアアセンブリの端面図は、取り付けられた磁石の軸１８２がＺ軸（２１０で示されている）から偏向し、そのために磁石１０６がＸ方向に沿って傾斜していることを示している。特定の状況では、図７Ａおよび７ＢのＸ傾斜およびＹ傾斜の組合せが得られるように磁石１０６を傾斜させることができる。
【００５８】
上記の方法で磁石１０６を傾斜させることにより、磁界パターンを図５Ａおよび５Ｂに示されている理想のパターンから偏向させることができる。ＢＺ成分はＢＹ成分と比較すると比較的大きく、また、偏向角（Ｚ軸に対する）が比較的小さいことから、ＢＺに対する正味の効果が比較的小さくなりうる。さらに、ＢＺ成分および／またはＢＹ成分が著しく偏向している場合であっても、本明細書において記述されている一実施形態におけるプログラム可能性により、このような偏向を考慮することができ、磁石配向に対して出力をさらに鈍感にすることができる。
【００５９】
図８〜１０は、回転位置センサ１００の一構成例の様々な図を示したものである。図８は分解図２２０を示したものであり、図９Ａは、組み立てられた切断斜視図３００を示したものであり、図９Ｂは、組み立てられた切断側面図３１０を示したものであり、また、図１０は、組み立てられた斜視図３２０を示したものである。
【００６０】
シャフト１０２には、図示されているように、外部部品（図示せず）からシャフト１０２へのトルクの伝達を容易にするように構成された第１の末端２３０が含まれている。図示の例では、第１の末端２３０は、このような目的のためのスロット３０２（図９Ａ）を画定している。多くの異なる構成が可能であることは理解されよう。
【００６１】
シャフト１０２には、キャリア１０４に連結されるように構成された第２の末端２３２が含まれている。図示の例では、シャフト１０２の第２の末端２３２とキャリア１０４の係合開口２６０とは、シャフト１０２の回転に応答したキャリア１０４の並進運動を容易にする係合ねじパターンを画定している。
【００６２】
図示されているシャフト１０２の第２の末端２３２は、キャリア１０４の移動を制限するための保持クリップ２５６を受け取るように寸法設定されている。また、図示されている第２の末端２３２には、エンドキャップ２７２によって画定される、同じように寸法設定された凹部３０４が受け取るように寸法設定された先端２３４（図９Ａ）が含まれており、それによりシャフトの第２の末端２３２が拘束される。
【００６３】
図示の例では、シャフト１０２の第１の末端（２３０）と第２の末端（２３２）の間の部分は、スリーブ２５０によって画定される開口２５２内で支持されるように寸法設定されている。このスリーブ２５０は、ブッシング２４０およびワッシャ２５４を介してハウジング１１０に固定されるように寸法設定されている。スリーブ２５０およびエンドキャップ２７２の凹部３０４によるシャフト１０２の支持が、ハウジング１１０に対するシャフトの非常に正確な回転を可能にしている。さらに、ブッシング２４０（したがってハウジング１１０）に対するシャフト１０２の長手方向運動は、保持ワッシャ２４２およびワッシャ２５４によって禁止される。
【００６４】
ブッシング２４０は、一実施形態で、取付けナット２４４とかみ合ってセンサアセンブリの取付けを可能にする外部のねじ山を含んでいてもよい。図９Ｂに示されているように、ブッシング上のねじ山パターンは、調整可能空間３１２が取付けナット２４４とハウジングの間に提供されるように選択することができ、この空間３１２は、プレートなどの様々な寸法の構造物の取付けを容易にする。ワッシャ２４６は、このような取付けをさらに容易にすることができる。
【００６５】
特定の状況では場合によっては、センサアセンブリ全体の形を特定の形にすることが望ましい。例えば、丸い形（長手方向から見て）になるようにハウジング設計することができる。より詳細には、シャフトの長手方向の軸に対して円形の形になるようにハウジングを優先的に設計することができる。しかしながら、ハウジングの内部の形が円形でありキャリアの形も円形で、同じくその中心を通ってシャフトが延在している場合、何らかの回転禁止特徴なしでは、キャリアの回転傾向（シャフトの回転に応答した）を禁止できないことがある。
【００６６】
したがって、一実施形態で、ハウジング１１０の側壁２０７の形を「Ｕ」字形（長手方向から見て）にすることができ、また、それに応じたキャリアの形にすることができる。一実施形態で、「Ｕ」の湾曲部分の形を実質的に半円形にすることができ、また、２つのこのような半円によって形成されることになる円の中心にシャフト１０２の長手方向の軸を配置することができる。このような構成は、上で言及した円形設計優先の少なくともいくつかに適応することができる。一実施形態で、「Ｕ」の側面（両面）は、キャリア１０４の回転傾向を禁止するために上に向かって延在させることができる。
【００６７】
「Ｕ」字形側壁２０７の頂部部分は、一実施形態で、平らな回路基板に形成可能な回路アセンブリ２８０を収容するために、概ね平らにすることができる。図示の例では、回路アセンブリ２８０は、印刷回路基板の上に実質的に完全なユニットとして形成することができ、この回路基板は、側壁２７０の頂部部分の近傍に形成された溝２７６に滑り込むように寸法設定されている。
【００６８】
図８に示されているように、キャリア１０４の例は、一実施形態で、同じく側壁２７０にフィットする「Ｕ」字形を有していてもよく、シャフト１０２の回転に対応してその中へ長手方向にスライドする。側壁２７０と同様、キャリア１０４の頂部部分も、平らな形の回路アセンブリ２８０を収容するように概ね平らにすることができる。キャリアの「Ｕ」字形の高さは、検出要素１０８から所望のＺ距離を隔てて（図２Ｂの座標系の例を参照されたい）キャリアの上に磁石１０６を取り付けることができるように（凹部２６２を介して）選択することができる。
【００６９】
回路アセンブリ２８０は、図示されているように、１つまたは複数の電気コンタクト２８２を含むことができ、このようなコンタクトは、エンドキャップ２７２に適切に形成された孔を介してハウジング１１０の外側へ延在させることができる。一実施形態で、回転センサデバイスの組立てを容易にし、かつ、ハウジング１１０の内部の様々な部品のための少なくとも何らかのシーリング機能を提供するシーリング部品２７４を提供することができる。このようなシーリング部品は、ガスケット、エポキシまたはそれらの何らかの組合せを含むことができる。
【００７０】
図１０は、回転位置センサの組み立てられた斜視図３２０を示したものである。この構成例および本明細書において記述されている様々な部品の配置により、回転位置センサは、比較的単純でかつコンパクトなパッケージングで磁界検出機能を提供し、その一方で特定の設計基準を満足することができることが分かる。
【００７１】
図１０および１１Ａに示されているように、一実施形態で、ハウジングの側壁２７０は、シールド２９０の容易な取付けおよび取外しを容易にするように寸法設定されたスロット３２４を含むことができる。特定の状況では、回転位置センサは、外部電界および／または磁界および／または放射に露出されてもよい。
【００７２】
センサ要素１０８は磁界を検出することによって動作するため、正確な測定のためには、磁界を磁石１０６からの磁界に限定することが望ましい。したがって、一実施形態で、磁気透磁率の比較的大きい材料でシールド２９０を形成することができる。例えば、パーマロイおよびＭｕ金属などの金属合金を使用してシールド２９０を形成することができる。
【００７３】
シールド２９０は、図示されているように、側壁２７０の上部部分３２２の形と実質的に同じ形であってもよい。カバー２９２は、一実施形態で、その縁がスロット３２４の中に滑り込み、カバー２９２と側壁２７０の上部部分３２２の間にシールド２９０をはさむように寸法設定されていてもよい。一実施形態で、カバー２９２は、比較的容易にプラスチックで形成可能であり、これによりシールド２９０よりも複雑な形状（スロット３２４の中に嵌合させるため）に対応することができる。
【００７４】
特定の動作条件では、回転位置センサは、Ｘ線、ガンマ放射、高エネルギー荷電粒子、中性子などの放射および／または他のイオン化放射に露出されてもよい。このような放射は、とりわけ露出が長く続くと、回転センサの１つまたは複数の部品に対して有害な影響を有することがある。例えば、センサ要素１０８が半導体材料および／または部品から形成されているか、あるいはそれらに基づいている実施形態では、放射への露出によって検出性能が劣化することがある。
【００７５】
図１１Ｂは、シールド２９０の例が、一実施形態で、放射３２８からのセンサ要素１０８の有効なシールドを、ハウジング２７０を完全に密閉することなく提供できることを示している。放射３２８の方向が概ね分かっている一般的な状況では、シールド２９０が放射からセンサ要素１０８および／または１つまたは複数の他の部品を覆いそれによって放射へのそれらの露出が抑制されるように、回転位置センサが方向付けられていてもよい。
【００７６】
例えば、放射線に基づく治療あるいは画像化デバイスのための可動患者プラットフォームの位置をモニタするのに回転位置センサが使用される場合を想定されたい。多くのこのようなプラットフォームの移動はジャッキねじを介して行われ、このようなジャッキねじの回転をモニタする（回転位置センサを使用して）ことにより、プラットフォームの位置に関する情報を提供することができる。このような制御された臨床状況では、治療または画像化デバイスに関連する放射の方向および量は、一般によく知られている。そのため、放射の遮蔽効果が提供されるように回転位置センサ（シールドを備えている）を方向付けることが可能である。
【００７７】
このような放射の強度を減衰させることで特定の放射の遮蔽効果が提供されるように、一実施形態は、放射シールド２９０が形成され寸法設定されていてもよい。重い核を有する鉛などの材料は、Ｘ線およびガンマ放射をシールドするのに適していることがあり、一方、プラスチックまたはアクリルガラスなどの密度が小さい材料は、高エネルギー電子をシールドするのに適していることがある。他のタイプの放射のための他の材料も同じく可能である。
【００７８】
本明細書において記述されているように、容易に設置できかつ取り外すことができるこのようなシールドを使用することにより、放射安全性のコンテキストにおける有利な特徴を提供できる。性能を劣化させる放射から内部の部品が遮蔽されるため、回転位置センサはより長い耐用年数を有することができる。長期間にわたる露出による自身の活性化放射のためにシールドを交換する必要が生じた場合には、シールドを比較的容易に交換でき、また、サイズが比較的小さくかつ形態が比較的単純であるため、放射性シールドを容易に安全に保存あるいは廃棄できる。
【００７９】
図１２Ａ〜１２Ｆは、回転位置センサの一部として使用することができるハウジング２７０の様々な非制限例を示したものである。また、本明細書において記述されている１つまたは複数の特徴を有するシールド２９０の非制限の構成例が示されている。
【００８０】
図１２Ａは、ハウジング構成５００の一例を示したもので、ハウジング２７０は、湾曲した壁５０２と、その湾曲した壁５０２から延在している第１および第２の壁５０４ａ、５０４ｂとを含んでおり、それにより「Ｕ」字形の壁を形成している。Ｕ字形の壁によって提供することができる有利な特徴の例については、本明細書において、図８および９を参照して記述されている。
【００８１】
図１２Ａはさらに、一実施形態で、キャリア１０４がＵ字形壁の内部と概ね同じ形であってもよく、またＵ字形の壁の内部に対し長手方向に移動できることを示している。キャリア１０４の様々な特徴（例えばセンサ要素１０８に対する長手方向移動を許容するためのシャフト１０２との連結および磁石１０６の保持）は、本明細書において記述されている。
【００８２】
図１２Ｂは、一実施形態で、湾曲した壁が、円５１６の一部によって画定できることを示している。例えば、ハウジング構成５１０の一例では、湾曲した壁は、図示されている円５１６の一部である半円５１２によって画定できる。一実施形態で、湾曲した壁を画定している円の部分は、半円に連結された概ね１８０度程度延在する弧であってもよい。図１２Ｂに示されている例では、半円の壁５１２を画定している円５１６の中心は、シャフト１０２の中心と実質的に同心であってもよい。
【００８３】
図１２Ｂにさらに示されている通り、ハウジング２７０のＵ字形の壁が形成されるように、第１および第２の壁５１４ａ、５１４ｂは半円の壁５１２から延在していてもよい。キャリア１０４は、一実施形態で、Ｕ字形の壁の湾曲した部分の内部の形と実質的に同じ形になるように形成されていてもよい。例えば、半円の壁５１２の例の形と同じ形になるよう、キャリア１０４の湾曲した部分が図示されている円５１８の一部である半円によって画定されてもよい。
【００８４】
図１２Ｃおよび１２Ｅは、Ｕ字形ハウジングの頂部部分が多くの異なる方法で構成できることを示している。図１２Ｃの構成５２０の一例は、キャップ壁５２４を側壁（例えば図１２Ｂの５１４ａ、５１４ｂ）に連結し、それにより５２２ａおよび５２２ｂで示されている実質的に四角の隅を形成できることを示している。図１２Ｅの他の構成５４０例は、キャップ壁５４４を側壁（例えば図１２Ｂの５１４ａ、５１４ｂ）に連結し、それにより５４２ａおよび５４２ｂで示されている丸い隅を形成できることを示している。
【００８５】
図１２Ｄおよび１２Ｆは、本明細書において記述されている１つまたは複数の機能を有するシールド２９０が、多くの方法で形状化できることを示している。図１２Ｄの構成５３０の一例は、シールド２９０が５３２ａ、５３２ｂで示されている概ね四角の隅を含むよう、図１２Ｃのハウジングの頂部部分の四角の隅（５２２ａ、５２２ｂ）の例の形と概ね同じ形になるように形状化できることを示している。図１２Ｆの他の構成５５０例は、シールド２９０が５５２ａ、５５２ｂで示されている丸い隅を含むよう、図１２Ｅのハウジングの頂部部分の丸い隅（５４２ａ、５４２ｂ）の例の形と概ね同じ形になるように形状化できることを示している。
【００８６】
図１２Ａ〜１２Ｆの説明用として「頂部」および「側」などの用語は、Ｕ字形の壁に関連した異なる部品の相対位置のコンテキストの中で使用されており、全体としての回転位置センサをこのように配置しなければならないことを意味するものとして解釈してはならないことは理解されよう。分かり易くするために、Ｕ字形ハウジングを有する回転位置センサの実施形態の場合、必要に応じて、あるいはそうすることが望ましい場合、任意の方法で（例えば上向き、下向き、横向き、またはそれらの任意の組合せの「Ｕ」で）センサを配向することができることは理解されよう。
【００８７】
図３を参照して本明細書において記述されているように、回転位置センサ１００の一実施形態は、例えばセンサ１００の較正および動作ダイナミックレンジに関するプログラム可能機能を含むことができる。図１３および１４は、このようなプログラム可能性の例を示したものである。
【００８８】
図１３では、較正システム３３０は、シャフト１０２の制御された回転（矢印３３８）を可能にするために、アクチュエータ３３６と通信する（線３３４で示されている）コントローラ３３２を含んでいてもよい。制御された回転（例えば階段状の回転）に応答して、図示されている磁石１０６は、センサ要素１０８に対して、選択された長手方向移動範囲内（３５０で示されている）でハウジング１１０内を移動する。制御された磁石位置の各々で、コネクタ３４２を介したコンタクト２８２経由で出力信号を収集でき、このような信号を処理のためにコントローラ３３２に提供することができる（線３４０）。
【００８９】
上記の方法で得られた較正データ３６０は、多くの方法で表現することができる。図１４の表現３６０の一例に示されているように、電圧などの出力と、角度位置αなどの入力との間の関係を得ることができる。多数の角度位置で得られた（例えばΔαの増分で得られた）複数の較正データ点３６２に対して、直線３８０などのカーブを当てはめ、出力電圧と入力角度位置の間の関係を表すことができる。このような代表カーブの当てはめは、広く知られている多くの方法で達成できる。
【００９０】
特定の状況では、較正データ点のある１つまたは複数の部分は、系統的に代表カーブから逸脱してもよい。例えば、角度位置αの上限に近いデータ点は、直線３８０（角範囲の主要部分を表す）からの逸脱として表される。このような逸脱は多くの理由によって生じうる。説明用として、図示されている系統的逸脱は、逸脱曲線３７０によって表されている。
【００９１】
一実施形態で、１つまたは複数の修正を加えることができ、それにより所望の出力表現が得られるように出力を調整することができる。例えば、出力電圧を角度位置αの定義済み範囲内における実質的に直線関係として表すことができるよう、系統的逸脱３７０を調整することができる（矢印３７２）。
【００９２】
一実施形態で、較正された入力−出力関係に関する情報が保存されてもよく、したがって回転位置センサ１００の動作中、その情報を検索することができる。例えば、このような情報は、図３のメモリ部１５２に、ルックアップテーブル、関係を表すアルゴリズムの１つまたは複数のパラメータ（例えば直線関係が使用される場合であれば勾配パラメータおよび切片パラメータ）、等々を始めとする多数のフォーマットのうちの１つで保存されてもよい。
【００９３】
図１５は、図１３および１４を参照して記述した較正プロセスの１つまたは複数の特徴を達成するために実施可能なプロセス４００の一例を示したものである。プロセスブロック４０２では、角度位置センサ１００のシャフトは、所望の回転運動範囲の第１の限界（例えば下限）を表す第１の位置（α１）へ回転してもよい。プロセス４００は、次に、増分ステップで測定が実施される反復シーケンスへ進行できる。判定ブロック４０４では、プロセス４００は、現在の角度位置αが所望の回転運動範囲の第２の限界（例えば上限）を表す第２の位置（α２）未満であるかどうかを判定する。答えが「イエス」である場合、プロセス４００は測定の反復をさらに継続する。プロセスブロック４０６では、現在のシャフト位置αにおける較正測定値を得ることができる。プロセスブロック４０８では、シャフト位置をΔαだけ増分変化させることができ、プロセス４００では、更新された角度位置を使用して判定ブロック４０４の試験を実施することができる。
【００９４】
判定ブロック４０４における答えが「ノー」の場合、プロセスブロック４１０において、任意選択で系統的修正（存在している場合）が適用されてもよい。プロセスブロック４１２では、代表的な出力応答（例えば直線出力応答）を得ることができる。プロセスブロック４１４では、代表的な出力応答に関する情報を保存でき、それにより角度位置センサ１００の動作中、その情報の検索および使用が可能となる。
【００９５】
一実施形態で、較正特徴は、無許可較正および／または出力応答に関する情報の変更を禁止するための固定（ロック）の特徴を含んでいてもよい。特定の状況では、このようなロックは、製造設備などの公認の設備で較正プロセスが実施された後に実行できる。
【００９６】
特定の状況では、較正特徴および／または較正情報がロックされた後に、調整や個別化等のための少なくとも何らかの機能が提供されることが望ましいことがある。一実施形態で、較正特徴は、さらに、公認パーティによるこのような機能の少なくともいくつかをロック解除をすることを許容するキー（例えば電子キー）を含むことができる。無許可較正および／または出力応答に関する情報の変更を禁止するための、ロック、ロック解除および関連する操作は公知の方法で達成可能である。
【００９７】
図１３〜１５を参照した以上の説明では、出力と入力の間の直線関係は、多くの可能な関係のうちの１つとして記述されている。一実施形態で、このような直線関係は、検出要素１０８に対する磁石の並進位置から生じることがある。
【００９８】
例えば、一実施形態で、検出要素１０８は、磁界の３つの成分（ＢＸ、ＢＹ、ＢＺ）を検出する機能を有する集積回路であってもよい。このような集積回路（ＩＣ）は、例えば、Ｍｅｌｅｘｉｓ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓが製造しているホール検出モノリシックセンサＩＣ（モデルＭＬＸ９０３３３）を含むことができる。ＩＣをベースとするセンサ要素の例に関する追加情報については、製造者のウェブサイトhttp://melexis.comで利用することができる様々な文書（アプリケーションノートを含む）を参照されたい。
【００９９】
二以上の磁界成分を検出する機能を有するセンサ要素（Ｍｅｌｅｘｉｓセンサ例など）の場合、ＢＺと長手方向成分（例えばＢＹ）を組み合わせることにより、磁石の長手方向位置（センサ要素に対する）と概ね直線の関係を有する量を得ることができる。例えば、θ＝ａｒｃｔａｎ（ＢＹ／ＢZ）（θは、図４Ｃに示されているように画定される）は、Ｙ軸に沿った磁石の長手方向位置に対して概ね直線の応答をもたらすことができる。
【０１００】
一実施形態で、量θの例とＹ位置の間のこのような概ね直線の関係を拡張して、量θとシャフトの角度位置（α）の間の概ね直線の関係を得ることができる。シャフトの角度位置（α）は、通常、実質的に一様なねじ山を介して連結されている磁石キャリアの並進運動と直線の関係を有しているため、関係のこのような拡張は容易に実施することができる。
【０１０１】
シャフトの角度位置（α）と磁界の量θの間の直線関係の例は、一実施形態で、所望の出力範囲の選択を可能にする振幅パラメータを備えることができる。例えば、約０ボルトと５ボルトの間の範囲の出力値が得られるように、振幅パラメータを選択できる。
【０１０２】
以上の例は、磁界成分の何らかの組合せによって得ることができる概ね直線特性のコンテキストの中で記述されているが、検出されるこのような量は、必ずしも直線で始まる必要はないことは理解されよう。例えば、図５を参照して記述したＢＹ成分および／またはＢＺ成分の例は、広く知られている技法を較正データ点および／または表現曲線に適用することによって直線化できる。
【０１０３】
回転位置センサ１００の出力は、一実施形態でさらには、入力回転に対して直線応答である必要もない。しかしながら、シャフトの個々の角度位置は、対応する固有の出力を有していることが好ましい。
【０１０４】
本明細書において記述されている様々な例では、回転位置センサ１００の出力は、場合によっては電圧として記述されている。しかしながら、この出力は、多くの異なる形態にすることができることは理解されよう。この出力は、ディジタルフォーマットまたはアナログフォーマットのいずれかにでき、また、それには限定されないが、パルス幅変調またはシリアルプロトコルに基づく信号を含むことができる。
【０１０５】
回転位置センサ１００の出力は、一実施形態で、処理されたフォーマットであってもよい。このような処理には、例えば増幅および／またはアナログ−ディジタル変換を含むことができる。
【０１０６】
一実施形態で、磁石の並進位置（したがってシャフトの角度位置）を検出することにより、このような位置が変化する速度を決定することができる。したがって、図１６に概略的に示されているように、センサシステム４２０は、本明細書において記述されている特徴を有する位置特定部４２２、および任意選択で速度部４２４を含むことができる。速度部は、一実施形態で、本明細書において記述されている位置測定値と時間情報（例えばサンプリング周期）とを組み合わせることによって、シャフトの瞬時回転速度の平均または近似値を決定するように構成することができる。一実施形態で、このような速度決定を拡張してシャフトの角加速度を予測することができる。
【０１０７】
図１７Ａおよび１７Ｂは、回転位置センサを使用することができるシステムの非制限の例を概略的に示したものである。図１７Ａに示されているシステム４３０の一例では、回転位置センサ４４０は、アクチュエータ４３２と、機械的連結４３６を介してアクチュエータ４３２によって機械的に駆動される被制御デバイス４４４との間に配置されていてもよい。したがって、アクチュエータ４３２の機械的出力（矢印４３４）はセンサ４４０（例えばシャフトを介して）に連結されてもよく（矢印４３８）、また、その機械的な駆動は、センサ４４０を介して継続し、被制御デバイス４４４に伝達されてもよい（矢印４４２）。
【０１０８】
センサ４４０は、本明細書において記述されているように動作させることができ、したがって、例えば機械的連結の回転状態（例えばシャフトの回転位置）を容易に決定することができる。図示されているように、センサ４４０は、センサの出力に応答してアクチュエータ４３２を制御する（線４５２）ように構成されたコントローラ４５０と通信することができる。一実施形態で、アクチュエータ４３２（したがって被制御デバイス４４４）のこのような検出および制御は、フィードバック制御システムとして構成することができる。
【０１０９】
図１７Ｂは、図１７Ａのシステムの変形形態であってもよい他のシステム例４６０を示したものである。この構成例４６０では、機械的連結部４６６は、アクチュエータ４６２から機械的出力（矢印４６４）を受け取り、個別の機械的出力４７２および４６８を提供するように構成することができる。出力４７２は被制御デバイス４７４に提供することができ、出力４６８はセンサ４７０に提供することができる。図１７Ａのシステム４３０の例と同様、センサ４７０も、アクチュエータ４６２を制御する（線４８２）ように構成されたコントローラ４８０に出力４３４を提供することができる。この場合も、アクチュエータ４６２のこのような検出および制御は、フィードバック制御システムとして構成することができる。
【０１１０】
図１７Ａおよび１７Ｂを参照して記述したように、構成例４３０は、インラインタイプのモニタリングシステムと考えることができ、また、構成例４６０は、並列タイプのモニタリングシステムと考えることができる。他のモニタリング構成および／またはフィードバック構成も可能である。
【０１１１】
１つまたは複数の実施形態例では、本明細書において記述した機能、方法、アルゴリズム、技法および部品は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア（例えばコードセグメントを含む）またはそれらの任意の組合せ内で実施できる。ソフトウェアの中で実施される場合、機能をコンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令またはコードとして保存し、あるいは転送することができる。テーブル、データ構造、式などは、コンピュータ可読媒体上で保存することができる。コンピュータ可読媒体には、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から他の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含んだ通信媒体の両方が含まれている。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによるアクセスが可能な任意の利用可能媒体であってもよい。一例として、それらに限定されないが、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を運び、あるいは保存するために使用することができ、かつ、汎用コンピュータまたは専用コンピュータ、あるいは汎用プロセッサまたは専用プロセッサによるアクセスが可能な他の任意の媒体を備えることができる。また、すべての接続も、当然のことながらコンピュータ可読媒体と呼ばれている。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ディジタル加入者回線（ＤＳＬ）、あるいは赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバまたは他の遠隔ソースからソフトウェアを転送する場合、これらの同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、あるいは赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術も媒体の定義の中に包含される。本明細書において使用されている磁気ディスクおよびディスクには、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、ディジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（登録商標）およびブルーレイディスクが含まれており、磁気ディスクは、一般にデータを磁気的に再生し、一方、ディスクは、レーザを使用してデータを光学的に再生する。これらの組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に包含すべきであろう。
【０１１２】
ハードウェア実施態様の場合、トランスミッタおよび／またはレシーバの１つまたは複数の処理ユニットは、それらに限定されないが、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書において記述されている機能を実行するように設計された他の電子ユニット、あるいはそれらの組合せを含む１つまたは複数の計算デバイスの中で実施することができる。
【０１１３】
ソフトウェア実施態様の場合、本明細書において記述されている技法は、本明細書において記述されている機能を実行するコードセグメント（例えばモジュール）を使用して実施できる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに保存でき、プロセッサによって実行できる。メモリユニットは、プロセッサの中またはプロセッサの外部に実施することができ、プロセッサの外部に実施する場合、当分野で知られている様々な手段を介してプロセッサに通信連結することができる。コードセグメントは、手順、機能、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、または命令、データ構造あるいはプログラム文の任意の組合せを表すことができる。コードセグメントは、情報、データ、引き数、パラメータまたはメモリ内容を引き渡し、および／またはそれらを受け取ることによって他のコードセグメントまたはハードウェア回路に連結することができる。情報、引き数、パラメータ、データ、等々は、メモリ共有、メッセージ受渡し、トークンパッシング、ネットワーク伝送、等々を含む適切な任意の手段を介して引き渡し、転送し、あるいは送信することができる。
【０１１４】
上で開示した実施形態は、上で開示した実施形態に適用した場合の本発明の基本的な新規な特徴を示し、記述し、かつ、指摘したものであるが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、示されているデバイス、システムおよび／または方法の詳細な形態に、様々な省略、置換えおよび変更を加えることができることを理解されたい。したがって本発明の範囲を以上の説明に限定してはならず、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義されるものとする。
【０１１５】
本明細書において言及されている刊行物および特許出願は、すべて、本発明が関連している当業者の技術のレベルを示している。刊行物および特許出願は、すべて、あたかも個々の刊行物あるいは特許出願の各々が、参照によって組み込まれるべく明確に、かつ、個々に示されているものとして、参照により同じ内容が本明細書に組み込まれている。
【符号の説明】
【０１１６】
１００、４４０  回転位置センサ（角度位置センサ）
１０２  シャフト
１０４  キャリア
１０６  磁石
１０８  検出要素（センサ要素）
１１０、２０７、２７０  ハウジング（側壁）
１２０  シャフトの第１の回転方向
１２２  キャリア（および磁石）の第１の移動方向
１３０  シャフトの第１の回転方向とは逆の回転方向
１３２  キャリア（および磁石）の第２の移動方向
１４０  シャフトの回転運動
１４２  磁石の直線移動の範囲
１４４ａ、１４４ｂ  キャリアの末端位置
１５０  プロセッサ部
１５２  メモリ部
１５４  磁界センサ部
１５６  機械的連結部
１５８  磁石部
１６０  所望の回転範囲
１７０  選択された出力範囲
１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ  円筒状の形をした磁石
１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆ  箱の形をした磁石
１７４  磁石の長手方向運動の方向
１８０  磁界線（磁界）
１８２  磁石の磁化軸
１８４、１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃ、１８４ｄ  磁界ベクトル
１９０  磁界ベクトルのＢＺ成分を示す曲線
１９２  磁界ベクトルのＢＹ成分を示す曲線
２００  異なる方位配向を示すためのインジケータ
２１０  Ｚ軸
２２０  回転位置センサの一構成例の分解図
２３０  シャフトの第１の末端
２３２  シャフトの第２の末端
２３４  シャフトの先端
２４０  ブッシング
２４２  保持ワッシャ
２４４  取付けナット
２４６、２５４  ワッシャ
２５０  スリーブ
２５２  スリーブによって画定される開口
２５６  保持クリップ
２６０  キャリアの係合開口
２６２  キャリアの凹部
２７２  エンドキャップ
２７４  シーリング部品
２７６  溝
２８０  回路アセンブリ
２８２  電気コンタクト
２９０  シールド
２９２  カバー
３００  回転位置センサの一構成例の組み立てられた切断斜視図
３０２、３２４  スロット
３０４  エンドキャップによって画定される凹部
３１０  回転位置センサの一構成例の組み立てられた切断側面図
３１２  取付けナットとハウジングの間の調整可能空間
３２０  回転位置センサの一構成例の組み立てられた斜視図
３２２  側壁の上部部分
３２８  放射
３３０  較正システム
３３２、４５０、４８０  コントローラ
３３４  コントローラとアクチュエータの通信を示す線
３３６、４３２、４６２  アクチュエータ
３３８  シャフトの制御された回転
３４０  コントローラに信号を提供する線
３４２  コネクタ
３５０  センサ要素に対する磁石の長手方向運動範囲
３６０  較正データ
３６２  較正データ点
３７０  逸脱曲線
３７２  系統的逸脱の調整
３８０  複数の較正データ点に対して当てはめられる直線
４００  較正プロセス
４０２、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４  プロセスブロック
４０４  判定ブロック
４２０  センサシステム
４２２  位置特定部
４２４  速度部
４３０  回転位置センサを使用することができるシステム
４３２  アクチュエータ
４３４  アクチュエータ４３２の機械的出力（コントローラ４８０へのセンサ４７０の出力）
４３６  機械的連結
４３８  センサ４４０へのアクチュエータ４３２の機械的出力の連結
４４２  被制御デバイスへの機械的な駆動の伝達
４４４、４７４  被制御デバイス
４５２  センサ４４０の出力に応答したアクチュエータ４３２の制御
４６０  システム４３０の変形形態であってもよいシステム例
４６４  アクチュエータ４６２からの機械的出力
４６６  機械的連結部
４６８、４７２  個別の機械的出力
４７０  センサ
４８２  アクチュエータ４６２の制御
５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０  ハウジング構成
５０２  湾曲した壁
５０４ａ、５１４ａ  第１の壁
５０４ｂ、５１４ｂ  第２の壁
５１２  円５１６の一部である半円（半円の壁）
５１６  湾曲した壁を画定する円
５１８  キャリアの湾曲した部分を画定している円
５２２ａ、５２２ｂ、５３２ａ、５３２ｂ  実質的に四角の隅
５２４、５４４  キャップ壁
５４２ａ、５４２ｂ、５５２ａ、５５２ｂ  丸い隅
【図１】
0005602032.tif 000002
【図２Ａ】
0005602032.tif 000003
【図２Ｂ】
0005602032.tif 000004
【図３】
0005602032.tif 000005
【図４Ａ】
0005602032.tif 000006
【図４Ｂ】
0005602032.tif 000007
【図４Ｃ】
0005602032.tif 000008
【図５Ａ】
0005602032.tif 000009
【図５Ｂ】
0005602032.tif 000010
【図６Ａ】
0005602032.tif 000011
【図６Ｂ】
0005602032.tif 000012
【図７Ａ】
0005602032.tif 000013
【図７Ｂ】
0005602032.tif 000014
【図８】
0005602032.tif 000015
【図９Ａ】
0005602032.tif 000016
【図９Ｂ】
0005602032.tif 000017
【図１０】
0005602032.tif 000018
【図１１Ａ】
0005602032.tif 000019
【図１１Ｂ】
0005602032.tif 000020
【図１２Ａ】
0005602032.tif 000021
【図１２Ｂ】
0005602032.tif 000022
【図１２Ｃ】
0005602032.tif 000023
【図１２Ｄ】
0005602032.tif 000024
【図１２Ｅ】
0005602032.tif 000025
【図１２Ｆ】
0005602032.tif 000026
【図１３】
0005602032.tif 000027
【図１４】
0005602032.tif 000028
【図１５】
0005602032.tif 000029
【図１６】
0005602032.tif 000030
【図１７Ａ】
0005602032.tif 000031
【図１７Ｂ】
0005602032.tif 000032