(57)【要約】本発明は、強磁性で導電性の中空シャフトを磁化するための装置を開示し、この装置は、棒状要素上に配置されて中空シャフトの内側面上の内側接触領域と接触するために使用される内部接触デバイスにより１つまたは複数の磁界を発生させるための導電性の棒状要素と、中空シャフトの外側面上の外側接触領域と接触するための外部接触デバイスと、棒状要素、内部接触デバイス、および外部接触デバイスを通して、また内側接触領域と外側接触領域との間で中空シャフトを通して電流パルスを発生させるための電流源と、を備え、電流源の第１の電極が、棒状要素の少なくとも１つの電流供給接点に接続されるかまたは接続されるように構成され、電流源の第２の電極が、外部接触デバイスに接続されるかまたは接続されるように構成され、第１の電極の電気的極性は、第２の電極の電気的極性とは反対である。本発明は、対応する方法をさらに開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性で導電性の中空シャフト（９０、９５）を磁化するための装置（１００、２００）であって、
棒状要素（１０）上に配置されて前記中空シャフトの内側面上の内側接触領域と接触するために使用される内部接触デバイス（２０）により１つまたは複数の磁界を発生させるための導電性の棒状要素（１０）と、
前記中空シャフトの外側面上の外側接触領域と接触するための外部接触デバイス（３０）と、
前記棒状要素（１０）、前記内部接触デバイス（２０）、および前記外部接触デバイス（３０）を通して、また前記内側接触領域と前記外側接触領域との間で前記中空シャフトを通して電流パルスを発生させるための電流源（８０）と、
を備え、
前記電流源（８０）の第１の電極が、前記棒状要素（１０）の少なくとも１つの電流供給接点（１１、１２）に接続されるかまたは接続されるように構成され、前記電流源（８０）の第２の電極が、前記外部接触デバイス（３０）に接続されるかまたは接続されるように構成され、前記第１の電極の電気的極性が、前記第２の電極の電気的極性とは反対である、装置。
【請求項２】
前記外部接触デバイスが、導電性の円筒状要素（３５）を含み、前記円筒状要素（３５）内に磁化中に前記中空シャフトの少なくとも一部分が配置され得る、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記内部接触デバイスおよび前記外部接触デバイスが、前記中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置され得る、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記内部接触デバイスおよび／または前記外部接触デバイスが、環状の形状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記内部接触デバイスおよび／または前記外部接触デバイスが、それぞれの円に配置された複数の内部接触要素および／または外部接触要素（２１、３１）を備え、前記接触要素が、好ましくは、磁化すべき中空シャフトに向かう方向にばね付勢され、好ましくは、同数の内側接触要素および外側接触要素が設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記内部接触要素および／または外部接触要素が、前記中空シャフトの円周方向において互いに一定の角距離に配置される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
２つの電流供給接点（１１、１２）が設けられ、前記内部接触デバイス（２０）が、前記棒状要素の前記２つの電流供給接点（１１、１２）間で前記棒状要素（１０）に配置され、両方の電流供給接点が、前記電流源の前記第１の電極に電気的に接続可能であるか、または、一方の電流供給接点が、前記電流源の前記第１の電極に電気的に接続され、もう一方の電流供給接点が、前記電流源の前記第１の電極に電気的に接続可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
特に請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を使用することにより、強磁性で導電性の中空シャフトを磁化する方法であって、
好ましくは棒状要素が前記中空シャフトの軸上に前記軸に沿って配置されるように、その上に内部接触デバイスが配置された導電性の前記棒状要素を前記中空シャフトの中空スペースに挿入し、前記内部接触デバイスを前記中空シャフトの内側面上の内側接触領域と接触させるステップと、
外部接触デバイスを前記中空シャフトの外側面上の外側接触領域と接触させるステップと、
前記棒状要素、前記内部接触デバイス、および前記外部接触デバイスを通して、また前記内側接触領域と前記外側接触領域との間で前記中空シャフトを通して電流パルスを発生させ、したがって、前記電流が流れる前記棒状要素に発生した磁界により前記中空シャフトが磁化されるステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
前記外部接触デバイスの導電性の円筒状要素内に前記中空シャフトを配置するステップがさらに設けられ、前記中空シャフトの前記軸が、好ましくは前記円筒状要素の軸上に前記軸に沿って配置される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記内部接触デバイスおよび前記外部接触デバイスが、前記中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記内部接触デバイスおよび／または前記外部接触デバイスが、環状の形状であり、かつ、前記中空シャフトの前記内側面および／または前記外側面とそれぞれ接触させられる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記内部接触デバイスおよび／または前記外部接触デバイスが、複数の内部接触要素および／または外部接触要素を備え、複数の前記内部接触要素および／または前記外部接触要素が、それぞれの円に配置され、かつ、前記中空シャフトの前記内側面および／または前記外側面とそれぞれ接触させられる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
同数の内部接触要素および外部接触要素が設けられ、それぞれの内部接触要素および外部接触要素が、前記中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内部接触要素および／または前記外部接触要素が、前記中空シャフトの前記円周方向において互いに一定の角距離に配置される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電流パルスを発生させる前に、以下の追加のステップ、すなわち、
前記棒状要素の少なくとも１つの電流供給接点、特に前記内部接触デバイスに対して互いに向かい合って配置された前記棒状要素の２つの電流供給接点を、電流源の第１の電極に接続するステップと、前記外部接触デバイスを前記電流源の第２の電極に接続するステップと、が設けられ、前記第１の電極の電気的極性が、前記第２の電極の電気的極性とは反対である、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空シャフトを磁化するための装置、および対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁歪測定技術を（例えば、トルク測定に）利用するために、力を伝達する構成要素（例えば、シャフト）を磁化することにおける従来技術は、一方では、直接電気接触（ｄｉｒｅｃｔ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ）である。そのような接触により、それぞれの電流パルスは、磁歪測定に必要とされる残留磁気を発生させるように、構成要素を通して導かれる。この方法は、特許文献１および特許文献２で説明されている。この方法は、「パルス電流磁気コーディング（ＰＣＭＥ：Ｐｕｌｓｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）」の名で知られている。これは、それらの間で磁化が行われる、シャフト上の離間された２つの点における外部接触の他に、シャフトの軸方向に電流パルスを発生させることを伴い、前述の電流パルスは、それによって生成された磁界を介して、円周方向においてシャフトを磁化する。
【０００３】
他方では、特許文献３は、片側だけが開口している中空シャフトの非接触磁化（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）を開示しており、この磁化は、上記のものとは異なる。この場合では、中空シャフトの開口側上で電流が入力および出力される。入力される電流は、シャフトを磁化し、また、中間の磁気遮蔽物により、出力される電流を通じた減磁が防止される。
【０００４】
しかし、現在使用されている方法は、以下に挙げる欠点を有する。ＰＣＭＥ法の３つの異なる接点は、現実的条件下で個々の接触が同じ抵抗性を有さないので、シャフトの周囲での不均等な電流分布をもたらす。中空シャフトの非接触磁化は、磁化に必要とされる電流の遮蔽物がシャフトの内径よりも厚くなければならないので、内径が小さくない場合は特に効果がない。周波数ｆを持つ交流電磁場の侵入度ｄは、
【０００５】
【数１】
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であり、式中、σは、導電率であり、μｒは、遮蔽物材料の比透磁率であり、μ０は、透磁率定数である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ１７７４２７１Ｂ１
【特許文献２】ＥＰ１９０２２８７Ｂ１
【特許文献３】ＤＥ１０２０１２００４１０５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術のこれらの欠点から見て、本発明の目的は、上述の欠点のうちの１つまたは複数を克服する、シャフトの磁化を達成するのに適した方法を提供することである。
【０００８】
本発明の目的は、円周方向における中空シャフトの一様な磁化、また特に小さい内径を有する中空シャフトの一様な磁化を達成するのに適した装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１に記載の強磁性で導電性の中空シャフトを磁化するための装置によって達成される。
【００１０】
本発明による装置は、棒状要素上に配置されて中空シャフトの内側面上の内側接触領域と接触するために使用される内部接触デバイスにより１つの磁界または複数の磁界を発生させるための導電性の棒状要素と、中空シャフトの外側面上の外側接触領域と接触するための外部接触デバイスと、棒状要素、内部接触デバイス、および外部接触デバイスを通して、また内側接触領域と外側接触領域との間で中空シャフトを通して電流パルスを発生させるための電流源と、を備える。ここでは、電流源の第１の電極が、棒状要素の少なくとも１つの電流供給接点に接続されるかまたは接続されるように構成され、電流源の第２の電極が、外部接触デバイスに接続されるかまたは接続されるように構成され、第１の電極の電気的極性は、第２の電極の電気的極性とは反対である。
【００１１】
本発明によれば、電流の流れは（ＰＣＭＥ法の場合以外に）、磁化すべきシャフト領域内に導かれないが、磁化電流は、棒状要素を流れる。これは、円周方向における中空シャフトの一様な磁化をもたらす。内側面から外側面へのまたは外側面から内側面へのシャフトにおける電流の流れは、単に内側接触デバイスと外側接触デバイスとの間の電気回路を閉じる働きをする。棒状要素は、同様に、中空の棒であってもよい。
【００１２】
本発明による装置のさらなる発展形態は、外部接触デバイスが、導電性の円筒状要素を含むことができ、円筒状要素内に磁化中に中空シャフトの少なくとも一部分が配置され得るという点に見られる。電流は、円筒状要素により、外側面上の接点に供給されることができ、かつ、外側面上の接点から放出されることができる。円筒状要素の代わりに、または円筒状要素に加えて、電流源への接続を確立することができる配線が設けられてもよい。
【００１３】
別のさらなる発展形態によれば、内部接触デバイスおよび外部接触デバイスは、中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置され得る。これは、電流がシャフトの径方向に直接流れることができるので、中空シャフトの軸方向における電流の流れを最小限に抑える。
【００１４】
別のさらなる発展形態では、内部接触デバイスおよび／または外部接触デバイスは、環状の形状であり得る。これは、特に一様な形の接触を実現する。
【００１５】
別のさらなる発展形態によれば、内部接触デバイスおよび／または外部接触デバイスは、それぞれの円に配置された複数の内部接触要素および／または外部接触要素を備え、これらの接触要素は、好ましくは、磁化すべき中空シャフトに向かう方向にばね付勢される。このようにして、中空シャフトを通る電流の流れは、中空シャフトの周囲にわたって分布され得る。具体的には、ばね付勢により、一方では、様々な直径を有する中空シャフトの接触が可能であり、他方では、接触要素を中空シャフトに押し付けることにより、そのような接触が保証される。
【００１６】
同数の内側接触要素および外側接触要素が設けられてもよく、これは、電流の流れの一様な分布をさらにもたらす。
【００１７】
内部接触要素および／または外部接触要素は、中空シャフトの円周方向において互いに一定の角距離に配置されることが好ましい。これは、シャフトを通る電流の流れの均質化をもたらす。
【００１８】
別のさらなる発展形態では、２つの電流供給接点が設けられてもよく、内部接触デバイスは、棒状要素の２つの電流供給接点間で棒状要素上に配置されてもよく、両方の電流供給接点が、電流源の第１の電極に電気的に接続可能であるか、または、一方の電流供給接点が、電流源の第１の電極に電気的に接続され、もう一方の電流供給接点が、電流源の第１の電極に電気的に接続可能である。当然、このさらなる発展形態によれば、棒状要素の両方の電流供給接点から内部接触デバイスへの（または、反対方向に、内部接触デバイスから発して２つの電流供給接点に向けられる）それぞれの電流の流れが、相反する方向に２つの電流を生成し、それにより、中空シャフトは、相反する円周方向において磁化されることになる。
【００１９】
本発明の目的はまた、請求項８に記載の強磁性で導電性の中空シャフトを磁化する方法によって達成される。
【００２０】
本発明による方法は、好ましくは棒状要素が中空シャフトの軸上にその軸に沿って配置されるように、その上に内部接触デバイスが配置された導電性の棒状要素を中空シャフトの中空スペースに挿入し、内部接触デバイスを中空シャフトの内側面上の内側接触領域と接触させるステップと、外部接触デバイスを中空シャフトの外側面上の外側接触領域と接触させるステップと、棒状要素、内部接触デバイス、および外部接触デバイスを通して、また内側接触領域と外側接触領域との間で中空シャフトを通して電流パルスを発生させ、したがって、電流が流れる棒状要素に発生した磁界により中空シャフトが磁化されるステップと、を含む。導電性の棒状要素を中空シャフトの中空スペースに挿入するステップは、具体的には、その後に棒状要素の向かい合ったそれぞれの端部が中空シャフトの外側に配置されるように棒状要素を中空シャフトの中空スペースに通すステップを含み得る。
【００２１】
本発明による方法およびそのさらなる発展形態の利点は、本発明による装置およびそのさらなる発展形態の利点に対応し、また、本明細書とともに上記の記述が参照される。
【００２２】
さらなる発展形態によれば、外部接触デバイスの導電性の円筒状要素内に中空シャフトを配置するステップが設けられてもよく、中空シャフトの軸は、好ましくは円筒状要素の軸上にその軸に沿って配置される。
【００２３】
内部接触デバイスおよび外部接触デバイスは、中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置され得る。
【００２４】
内部接触デバイスおよび／または外部接触デバイスは、環状の形状であってもよく、また、環は、中空シャフトの内側面および／または外側面と接触させられ得る。
【００２５】
内部接触デバイスおよび／または外部接触デバイスは、複数の内部接触要素および／または外部接触要素を備えることができ、それらの接触要素は、それぞれの円に配置され、かつ、中空シャフトの内側面および／または外側面と接触させられ得る。
【００２６】
同数の内部接触要素および外部接触要素が設けられてもよく、それぞれの内部接触要素および外部接触要素は、中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置され得る。
【００２７】
内部接触要素および／または外部接触要素は、中空シャフトの円周方向において互いに一定の角距離に配置され得る。
【００２８】
電流パルスを発生させる前に、以下の追加のステップ、すなわち、棒状要素の少なくとも１つの電流供給接点を電流源の第１の電極に接続するステップと、外部接触デバイスを電流源の第２の電極に接続するステップと、が設けられてもよく、第１の電極の電気的極性は、第２の電極の電気的極性とは反対である。具体的には、内部接触デバイスに対して互いに向かい合って配置された棒状要素の２つの電流供給接点が、第１の電極に接続されてもよく、または、電流供給接点のうちの１つが、第１の電極に恒久的に接続されてもよく、第２の電流供給接点が、中空シャフトの中空スペース内への棒状要素の挿入後に第１の電極に接続されてもよい。
【００２９】
中空シャフトの材料は、鋼を含むことが好ましい。
【００３０】
上述のさらなる発展形態は、個別に使用されてもよく、または、上述のさらなる発展形態は、特許請求の範囲に記載の適切な態様で互いに組み合わせられてもよい。
【００３１】
本発明の利点と同様にさらなる特徴および例示的な発展形態が、図面を参照して以下でより詳細に説明される。諸実施形態が本発明の範囲を論じ尽くしはしないことは、言うまでもない。さらに、以下で説明される特徴のうちのいくつかまたは全ての特徴もまた、何らかの他の方法で互いに組み合わせられ得ることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による装置の第１の実施形態の図である。
【図２】本発明による装置における接触のための２つの実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１には、本発明による装置の第１の実施形態が示されている。
【００３４】
強磁性で導電性の中空シャフト９０を磁化するための本発明による装置の第１の実施形態１００では、装置は、棒状要素１０上に配置されて中空シャフト９０の内側面上の内側接触領域と接触するために使用される内部接触デバイス２０により磁界を発生させるための導電性の棒状要素１０と、中空シャフト９０の外側面上の外側接触領域と接触するための外部接触デバイス３０と、棒状要素１０、内部接触デバイス２０、および外部接触デバイス３０を通して、また内側接触領域と外側接触領域との間で中空シャフト９０を通して電流パルスを発生させるための電流源８０と、を備える。
【００３５】
外部接触デバイス３０は、磁化中にその中に中空シャフト９０が配置される導電性の円筒状要素３５を含む。電流は、円筒状要素３５により、外側面上の接点に供給されることができ、かつ、外側面上の接点から放出されることができる。円筒状要素３５および棒状要素１０は、２つの要素を電気的に絶縁する基礎体７０に取り付けられるように配置される。内部接触デバイス２０および外部接触デバイス３０は、中空シャフトに対して互いに径方向に向かい合って配置され、内部接触デバイス２０および外部接触デバイス３０は、それぞれの円に配置された複数の内部接触要素２１および外部接触要素３１を備え、接触要素２１、３１は、磁化すべきシャフト９０に向かう方向にばね付勢される。矢印を備えた線は、電流が流れる棒形状の要素１０により中空シャフト９０に誘起された磁界の向きを示す。
【００３６】
２つの電流供給接点１１、１２が設けられ、内部接触デバイス２０は、棒状要素１０の２つの電流供給接点１１、１２の間で棒状要素１０上に配置され、一方の電流供給接点１１は、電流源８０の第１の電極に恒久的に電気的に接続され、もう一方の電流供給接点１２は、中空シャフト９０の挿入後に（中空シャフト９０が棒１０に被せられた後で）電流源８０の第１の電極に接続される。電流源８０の第２の電極は、外部接触デバイス３０に接続される。第１の電極の電気極性は、第２の電極の電気極性とは反対である。本実施形態によれば、棒状要素１０の両方の電流供給接点１１、１２から内部接触デバイス２０へのそれぞれの電流の流れが、相反する方向に２つの電流を生じさせ（棒状要素１０における矢印参照）、したがって、中空シャフト９０は、相反する円周方向に磁化される。
【００３７】
図２Ａ、Ｂには、本発明による装置における接触のための２つの実施形態が、断面図で示されている。これらの図では、同様の参照番号が、図１に示されたものに対応する構成要素を識別する。
【００３８】
上側の図（図２Ａ）では、内部接触要素２１は、棒１０の周りの円に設けられ、かつ、それぞれが中空シャフト９０の内側と接触している。それぞれの外部接触要素３１は、中空シャフトを通る電流の流れを好ましくは径方向に限定し、また特に中空シャフト９０の軸方向における電流の流れを回避し、それにより所望の磁化に対する磁気干渉場（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｅｌｄ）が生じ得るように、径方向に向かい合う関係で配置される。
【００３９】
下側の図（図２Ｂ）では、内部接触デバイス２０は、内側から中空シャフトに接触するための環を含み、外部接触デバイス３０もまた、外側から中空シャフト９０に接触するための環を含む。両方の環は、同じ理由から、径方向に向かい合う関係で配置される。
【００４０】
示された実施形態は、例示的な性質のものに過ぎず、本発明の完全な範囲は、特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
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【図２Ａ）】
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【図２Ｂ）】
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【国際調査報告】
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2019525498.tif 000008
2019525498.tif 000009
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