(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸（１）の回転運動を検出するための磁石式角変位計測システム（１００）であって、
第１軸端領域（１３）を有する駆動軸（１）と、
前記駆動軸（１）の前記第１軸端領域（１３）に連結されて前記駆動軸（１）と共に回転する励起ユニット（５）と、
静止状態にあり、前記励起ユニット（５）と協働して前記駆動軸（１）の回転運動を検出するセンサユニット（６）と、
軸線方向における前記駆動軸（１）の少なくとも一部を径方向で取り囲む円筒部（３１）を有した遮蔽体（３）と、
磁気伝導性を有し、前記磁石式角変位計測システム（１００）を少なくとも部分的に取り囲むハウジング（４）とを備え、
少なくとも前記第１軸端領域（１３）は、磁気伝導性を有さない材料で形成され、
前記遮蔽体（３）と前記駆動軸（１）との間に、所定の空隙（３６）が形成され、
前記ハウジングは、前記遮蔽体（３）を径方向で取り囲む
ことを特徴とする磁石式角変位計測システム。
【請求項２】
前記駆動軸（１）は、少なくとも２部材からなる構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項３】
前記駆動軸（１）は、それぞれが別個に形成された第１軸部（１１）と第２軸部（１２）とを有し、
前記第１軸端領域（１３）は、前記第１軸部（１１）によって形成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項４】
第１軸部（１１）と第２軸部（１２）とは、少なくとも部分的に、径方向で互いに重なり合っていることを特徴とする請求項３に記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項５】
第１軸部（１１）と第２軸部（１２）とは、一緒に回転するように互いに連結されていることを特徴とする請求項３または４に記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項６】
前記第１軸端領域（１３）は、固定部材（２）によって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項７】
前記遮蔽体（３）は、前記駆動軸（１）の軸受（１４）が当接する軸受部（３４）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項８】
前記遮蔽体（３）は、前記センサユニット（６）及び前記ハウジング（４）の少なくとも一方を固定可能な少なくとも１つの段部（３２，３３）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項９】
前記ハウジング（４）は、軸線方向で前記遮蔽体（３）に取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項１０】
前記励起ユニット（５）は、少なくとも１つの磁石（５１ａ，５１ｂ）が固定された磁石支持部（５０）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項１１】
前記励起ユニット（５）は、磁石（５１ａ）によって形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項１２】
前記励起ユニット（５）は、接着により前記駆動軸（１）の前記第１軸端領域（１３）に固定されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【請求項１３】
前記駆動軸（１）は、少なくとも部分的に前記励起ユニット（５）を挿入可能な凹部（１５）を、前記第１軸端領域（１３）に有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の磁石式角変位計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸の回転運動を検出するための磁石式角変位計測システムに関するものであり、当該磁石式角変位計測システムは、第１軸端領域を有する駆動軸と、駆動軸の第１軸端領域に連結されて駆動軸と共に回転する励起ユニットと、静止状態にあり、励起ユニットと協働して駆動軸の回転運動を検出するセンサユニットとを備える。
【背景技術】
【０００２】
上記のような角変位計測システムは、回転軸の回転運動を計測するために用いられ、角度計測手段、角変位センサ、またはロータリエンコーダとも呼称されることがある。このようなシステムは、具体的には機器や車両の制御や計測に用いられる。このとき、例えば電気誘導式または磁気誘導式など、非接触式の角変位計測システムは、摩耗を生じないセンサシステムであることによって長寿命であるため、特別な役割を果たす。磁石式角変位計測システムの場合、具体的にはマルチターンアブソリュートエンコーダを用いた場合、軸の回転は、計測ユニットを用いて磁気誘導により計測され、この計測ユニットは、永久磁石などからなる回転式の励起ユニットと、例えばホールセンサ及びウィガンドセンサの少なくとも一方など、少なくとも１つのセンサを用いた固定式のセンサユニットとを備えている。このような場合、計測ユニットは、計測対象となる回転軸の自由端部に配置されるのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、磁石式角変位計測システムを駆動軸、特に電動モータもしくは発電機、または電磁ブレーキの駆動軸に直接的に配置または取り付けた場合には、わずかな計測誤差が頻繁に発生する。この計測誤差は、外部から角変位計測システムに作用する干渉によって生じる場合が最も多い。例えば、このような干渉は、電動モータまたは電磁ブレーキでの使用において駆動軸が磁化されること、及び一般的に鋼で形成される駆動軸を介して磁界が伝わることによって生じるものであり、結果として、角変位計測システムで励起ユニットが形成する回転磁界を変化させ、センサユニットに計測誤差が生じるのである。このため、計測精度を向上させるには、角変位計測システムにおいて、このような干渉を防ぐ必要がある。
【０００４】
特許文献１により、スキャニング手段を有した角変位計測装置が知られており、この装置では、スキャニング手段が電気的な悪影響から遮蔽されるようになっている。このために、スキャニング手段は、電気的に絶縁された状態でハウジングに固定され、演算ユニットの接地電位に接続される。更に、ハウジングは、駆動ユニットと電気的に接した状態にあって、駆動ユニットから出力される干渉信号が計測値に悪影響を及ぼさないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第３８１３６１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁気的に誘起される干渉は遮断されず、特に磁石式角変位計測システムの場合には、依然としてセンサユニットに計測誤差が生じる。また、角度計測手段を遮蔽するための機構は極めて複雑な構造となり、多数の構成部材を含むものとなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、駆動軸の回転運動を検出する角変位計測システムとして、正確で干渉を受けない計測を可能とし、簡素な構造で組立が容易な角変位計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、請求項１に記載の特徴を有した本発明に係る角変位計測システムによって達成される。
【０００９】
本発明によれば、少なくとも第１軸端領域は、例えば真鍮またはチタンなど、磁気伝導性を全くまたはわずかしか有していない材料で形成される。駆動軸は、少なくとも一部を中実の軸体として形成し、軸線方向で異なる磁気伝導性を有するようにすることができ、例えば、計測ユニットの方に向く第１軸端領域においては磁気伝導性を有さず、計測ユニットから離間する側となる、もう一方の第２軸端領域においては磁気伝導性を有するようにしてもよい。第１軸端領域に磁気伝導性を全くまたはわずかしか有していない材料を設けることにより、少なくとも、計測ユニットが配置される第１軸端領域には、駆動軸に誘導された磁界が伝わらないようにすることが可能となる。即ち、駆動軸を介して軸線方向に磁気的な干渉が伝播するのを防止することにより、計測ユニットを磁気的に遮蔽することが可能となる。また、駆動軸に誘導された磁界を集めて、第１軸端領域の軸線方向の長さに相当する所定距離だけ軸線方向に計測ユニットから離れた位置で散逸させることが可能となる。具体的には、遮蔽体を用い、駆動軸に生じた磁界を径方向外方に向けて散逸させるようにしてもよい。これにより、駆動軸は、第１軸端領域においてほぼ完全に磁気的に遮蔽され、計測ユニットを駆動軸に結合する上で、この第１軸端領域が好適となる。
【００１０】
一般的に、駆動軸は一体形成された軸体とすることができる。好ましい態様では、駆動軸を２以上の部材からなる構成とし、その軸線方向に沿って複数の別個の軸部材を組み合わせて形成される。これにより、比較的簡単に、その軸線方向に沿って異なる磁気伝導性を有した駆動軸とすることができる。具体的には、軸線方向で計測ユニットの方に向く部分は、計測ユニットから離間する側にある部分よりも、磁気伝導性及び電気伝導性の少なくとも一方が低くなるようにしてもよい。個々の軸部材を連結するため、それら軸部材の互いの係合または固定の少なくとも一方を、補助部材を用いて行うようにしてもよい。
【００１１】
駆動軸は、それぞれが別個に形成された第１軸部と第２軸部とを有するのが特に好ましい。この場合、第１軸端領域は第１軸部に形成され、第１軸部が磁気伝導性を全くまたはわずかしか有していないのが好ましい。このような目的のため、第１軸部は、例えば真鍮で形成される。一方、第２軸部は、磁気伝導性を有し、例えば鋼で形成してもよい。従って、第２軸部は、比較的低コストで得られ、標準的な駆動機構に用いられるような軸体とすることができる。
【００１２】
それぞれの軸部は、軸線方向で互いに連結することができる。２つの軸部の特に強固で屈曲することのない結合を得るため、第１軸部と第２軸部とは、少なくとも部分的に、径方向で互いに重なり合うようにしてもよい。即ち、第１軸部は、軸線方向に突設されたピンまたは連結部を備え、このピンまたは連結部が、径方向で少なくとも部分的に第２軸部によって囲まれるか、或いは対応して第２軸部に形成された凹部内に軸線方向に嵌入されるようにしてもよい。これにより、連結の安定性を増大させることが可能となると共に、第１軸部の軸線方向及び径方向における磁気的な遮蔽が少なくとも部分的に可能となる。当然のことながら、第２軸部が軸線方向に突設されたピンを有し、このピンを、ピンに対応して第１軸部に形成された凹部内に挿入するようにしてもよい。
【００１３】
第１軸部と第２軸部とは、一緒に回転するように互いに連結されるのが好ましい。これら２つの部材は、摩擦溶接によって互いに固定されるのが好ましい。これにより、第２軸部の回転を直に第１軸部に伝達することができ、駆動軸の回転運動の正確な計測が可能となる。このように、第１軸部と第２軸部とは、例えばそれぞれの軸部の対向する軸端面で摩擦溶接を行うなど、素材の接合により結合することができる。これに代えて、またはこれに加え、第１軸部と第２軸部とは、例えば差し込み接続などで、互いに密着嵌合するようにして連結してもよいが、この場合、２つの軸部は、少なくとも部分的に、径方向で互いに重なり合うようにして、例えば径方向に挿入されるグラブネジを用いて固定するようにしてもよい。更に、第１軸部と第２軸部とは、密着状態で嵌合せずに、例えば楔またはネジなどを用いて連結するようにしてもよい。また、上述した連結方法を組み合わせて採用してもよい。このようにして、角変位計測システムの特に強固でコンパクトな構造を実現することが可能となる。
【００１４】
本発明の一態様において、第１軸端領域は、固定部材によって形成され、具体的には磁気伝導性を有さないネジによって形成される。例えば、固定部材は、チタンまたは真鍮によって形成され、駆動軸、即ち駆動軸の一部に誘導された磁界が固定部材を介して励起ユニットに伝わるのを防止することができるようになっている。固定部材は、励起ユニットを駆動軸に組み付ける、または励起ユニットを駆動軸に固定するために用いてもよい。このため、固定部材は、計測ユニットに対向する駆動軸の第１端部に配置されるのが好ましい。励起ユニットを駆動軸に固定し、駆動軸から励起ユニットに向けての好ましくない磁気的干渉の伝播を避けるため、駆動軸の軸線方向端部において、励起ユニットと駆動軸との間に、スペーサ、即ちスリーブ状のスペーサを更に設けてもよいが、このスペーサは、磁気を伝えない材料で形成される。固定部材は、駆動軸に対して回転しないように固定される。例えばネジとして構成される固定部材を設けるため、駆動軸に穴を形成してもよいが、この穴は、駆動軸と同軸状に形成し、ネジに対応するネジ山を有するのが好ましい。このように、比較的簡単に励起ユニットを駆動軸の自由端部に取り付けることができる。これに代えて、またはこれに加え、励起ユニットを駆動軸に接着するようにしてもよい。このようにして、比較的コンパクト且つ低コストで、角変位計測システムを得ることが可能となる。
【００１５】
軸線方向における駆動軸の少なくとも一部を径方向で取り囲む円筒部を有した遮蔽体を備え、当該遮蔽体と駆動軸との間に、所定の空隙が形成されるのが特に好ましい。駆動軸は、その軸線方向の少なくとも一部、特に第２軸部を、例えば鋼など、磁気を伝える材料で形成することができる。遮蔽体は、駆動軸に生じた磁界を効果的に散逸させることができるようにするため、特に磁気を伝える材料で形成するのが好ましい。径方向における駆動軸と遮蔽体との距離は、軸線方向に沿って一定とすることができる。これにより、駆動軸から遮蔽体に向けて、大きな面積で均一に磁界を伝えられるようになる。更に、組立の際には、比較的簡単に、遮蔽体を駆動軸の周囲に被せることができる。遮蔽体は、静止部材として構成することができ、具体的には、少なくとも計測ユニットのハウジングとしてもよい。この結果、角変位計測システムの回転部材に生じる磁界は、伝導位置において、少なくとも１つの静止部材、即ち遮蔽体に伝えることが可能となる。これにより、付加的な回転部材を設けて駆動軸に加わる重量を増大させることなく、遮蔽に寄与する表面積を拡大することが可能となる。また、外部で発生する磁界に対しても効果的な遮蔽を行うことが可能となる。
【００１６】
遮蔽体は、駆動軸の軸受が当接する軸受部を少なくとも備えるようにしてもよい。遮蔽体は、例えば駆動軸の軸受が当接する段部を備える。これにより、角変位計測システムにおいて、駆動軸に対する計測ユニットの正確な位置合わせが可能になると共に、省スペース構造とすることができる。
【００１７】
遮蔽体は、センサユニット及びハウジングの少なくとも一方を固定可能な少なくとも１つの段部を備えていてもよい。例えば、遮蔽体は、配列されたネジ孔を有するフランジが形成され、これに対応してネジ孔を有するフランジが設けられたハウジングが、ネジを用いて固定されるようにしてもよい。遮蔽体は、この段部または更なる段部により、例えば機器などに取り付けられるようにしてもよい。更に、遮蔽体には、センサユニットを固定するための段部または壁部が設けられていてもよい。具体的には、遮蔽体が、センサユニットを挿入して固定することが可能な段部を有する。これにより、回転部材と静止部材との間に形成される空隙が比較的小さくなるように、角変位計測システムにおける各構成部材の互いの位置合わせを行うことが可能となると共に、角変位計測システムを比較的コンパクトな構造とすることが可能となる。
【００１８】
角変位計測システムを少なくとも部分的に取り囲むハウジングを設けるのが好ましい。具体的には、計測ユニット及び遮蔽体が、径方向及び軸線方向の少なくとも一方で、ハウジングにより取り囲まれるようにしてもよい。ハウジングは、鋼によって形成するのが好ましい。これにより、角変位計測システムの外部に発生して角変位計測システムに悪影響を及ぼす可能性のある干渉に対し、計測ユニットまたは角変位計測システムの特に効果的な遮蔽を実現することが可能となる。
【００１９】
ハウジングは、軸線方向から遮蔽体に取り付けられるようになっているのが好ましい。ハウジングは、角変位計測システム、特に計測ユニットに対し、軸線方向から取り付けられる鉢状の形状を有するのが好ましい。これにより、角変位計測システムの効果的な遮蔽及び比較的簡単な組立が可能となる。
【００２０】
励起ユニットは、少なくとも１つの磁石が固定された磁石支持体を備えていてもよい。特に、２つの別個に形成された磁石を設ける場合には、磁石支持体が設けられる。これにより、励起ユニットの製造及び組立が比較的容易且つ低コストで可能となる。磁石支持体は、好ましくは磁気を伝えない、平坦な円盤状の部材とすることができる。これにより、磁界系を厳密に規定する二重遮蔽構造が得られ、センサ、特にウィガンドセンサにおける磁気の状態を安定させることが可能となり、センサのマルチターン機能を実現することが可能となる。
【００２１】
本発明のもう１つの態様において、励起ユニットは、磁石、即ち磁石本体によって形成される。磁石本体は、径方向で磁化された円形磁石であってもよい。このようにして、別個に形成される磁石支持部を省略することが可能であり、角変位計測システムを非常にコンパクトに構成することができる。
【００２２】
励起ユニット、即ち磁石支持体または磁石本体は、駆動軸の第１軸端領域に直接接着することにより、駆動軸に固定するようにしてもよい。具体的には、駆動軸の軸端面に、励起ユニットを接着するようにしてもよい。このような態様において、第１軸端領域は、磁気伝導性を有さない軸部材によって形成されるのが好ましい。駆動軸に励起ユニットを直接接着することにより、角変位計測システムは、非常にコンパクトな構造とすることができる。
【００２３】
励起ユニットと駆動軸との結合強度の増大、及び駆動軸の回転に対応した励起ユニットの安定的な回転の確保の少なくとも一方を目的として、駆動軸の第１軸端領域に凹部を設けることができ、この凹部に、励起ユニット、即ち磁石本体または磁石支持体を、少なくとも部分的に固定するようにしてもよい。これに代えて、駆動軸の第１軸端領域に、励起ユニットを少なくとも部分的に固定可能な外形形状を設けるようにしてもよい。このような凹部または外形形状は、駆動軸に対し、同軸状に、円筒または角を有する筒の形状で形成してもよい。この凹部または外形形状は、接着に寄与する面の表面積を増大させる役割がある。更に、角を有する筒の形状で形成した凹部または外形形状に対し、これに対応して角を有する形状の部分を用いて励起ユニットを挿入または外嵌するようにした場合は、密着嵌合により、駆動軸の回転に対応した励起ユニットの安定的な回転の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る角変位計測システムの概要を、構成部材が分解された状態で示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の詳細を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る角変位計測システムの詳細を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る角変位計測システムの詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、３つの好ましい実施形態及び付随する図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００２６】
図１〜図３は、それぞれ、計測ユニット１０１を有して駆動軸１に直接組み付けられるように構成された角変位計測システム１００を示している。計測ユニット１０１は、具体的には励起ユニット５とセンサユニット６とを備え、駆動軸１の第１軸端領域１３に配置されている。角変位計測システム１００は、例示している実施形態の全てにおいて、実質的に同様の構造を有しており、個々の実施形態の相違点は、駆動軸１の部分にある。
【００２７】
駆動軸１は、作動時に少なくとも一部が磁化されうる中実の軸体として構成される。そのような駆動軸１の磁化は、例えば、図１〜図３に示していない電動モータまたは電磁ブレーキによってなされる可能性がある。電動モータなどの機器は、計測ユニット１０１から離間した駆動軸１の領域、即ち本実施形態では軸部１２の領域に配置されるのが一般的である。駆動軸１の磁化によって生じる可能性のある計測誤差を避けるため、そのような磁界から計測ユニット１０１を遮蔽する必要がある。本実施形態において、この遮蔽は、特に駆動軸１の構造に加え、好ましくない磁界を計測ユニット１０１から効果的にそらすことができるように遮蔽体３を配置することによってなされる。
【００２８】
遮蔽体３は、円筒状の形状を有した静止部材であって、例えば鉄または鋼といった、磁気を伝える材料で形成される。遮蔽体３は、少なくとも部分的に駆動軸１を取り囲んでいる。駆動軸１が遮蔽体３の内側で支障なく回転し、駆動軸１から遮蔽体３への磁界の伝導が可能となるように、駆動軸１と遮蔽体３との間には径方向に所定の距離が設けられる。このような目的のため、遮蔽体３は、駆動軸１を取り囲んで径方向内側を向く径方向伝導面３５を有する。駆動軸１に誘導された磁界は、このようにして比較的簡単な方法で、駆動軸１から径方向外方に向け、遮蔽体３、更にはハウジング４へと伝えることが可能となる。遮蔽体３は、内側段部、及び当該内側段部から続く円筒部３１を備え、この円筒部３１は、励起ユニット５が配置される内部空間を、径方向で少なくとも部分的に取り囲んでいる。これにより特に効果的に、励起ユニット５を磁気的な干渉から遮蔽することが可能となる。遮蔽体３の径方向外側の周面には、遮蔽体３へのハウジング４の固定、及び図示しない機器への角変位計測システム１００の固定の少なくとも一方を行うためのフランジ３２が設けられる。更に、遮蔽体３は、図１に具体的に示しているように、駆動軸１の軸受１４が当接する軸受部３４を備えていてもよい。これにより、駆動軸１に対し、計測ユニット１０１の正確な位置合わせが可能となる。
【００２９】
励起ユニット５は、２つの永久磁石５１ａ，５１ｂが固定された磁石支持部５０を備える。励起ユニット５は、駆動軸１に固定されており、具体的には、駆動軸１のうち、磁気伝導性を有さない第１軸部１１に、駆動軸１と共に回転するように、固定部材２、即ち本実施形態ではネジ２を用いて固定される。これにより、使用時において、これら永久磁石５１ａ，５１ｂは、駆動軸１の回転に対応した回転磁界を生成することが可能となり、この回転磁界は、センサユニット６によって検出することができる。磁石支持部５０に磁界が伝わるのを効果的に防止するため、ネジ２は、磁気を伝えない材料で形成するのが好ましい。
【００３０】
センサユニット６は、静止部材であり、具体的には、センサ支持部６２に固定された、例えばホールセンサ及びウィガンドセンサの少なくとも一方などのセンサ６１を備える。センサ６１は、駆動軸１の任意の回転を検出可能とすることができる。センサユニット６は、図示しない処理用電子回路を更に備えていてもよい。センサ支持部６２は、取付状態において遮蔽体３の段部３３に当接する円盤として構成される。従って、センサ支持部６２は、遮蔽体３内に配設された励起ユニット５のカバーとなる。
【００３１】
最後に、静止部材であるハウジング４が、遮蔽体３及び計測ユニット１０１の双方を少なくとも部分的に取り囲む。ハウジング４は、円筒状に構成することができ、容易に遮蔽体３の円筒部３１に外嵌すると共に、図示しないネジを用い、遮蔽体３のフランジ３２に固定することができる。ハウジング４は、鋼で形成して、遮蔽体３からハウジング４へと磁界を伝えることが可能となっている。これにより、計測ユニット１０１の磁気的な遮蔽を特に効果的に行うことが可能となる。
【００３２】
図１及び図２が示す本発明の第１実施形態では、駆動軸１が、少なくとも２つの部材で形成されている。即ち、駆動軸１は、それぞれ別個に形成された第１軸部１１と第２軸部１２とからなり、これら第１軸部１１及び第２軸部１２が、一体回転するように互いに固定されている。
【００３３】
第１軸部１１は、計測ユニット１０１に対向する第１軸端領域１３に配置され、磁気を伝えない材料からなり、第２軸部１２より大幅に短く形成されている。第２軸部１２は、計測ユニット１０１から離間した第２軸端領域に配置されており、磁気を伝える材料で形成することができる。第２軸部１２は、図示しない電動モータまたは電磁ブレーキの内部に延設されるようにしてもよい。
【００３４】
第１軸部１１において計測ユニット１０１から離間する側にある軸端面１１ｂは、第２軸部１２において計測ユニット１０１の方に向く軸端面１２ａに当接しており、これら軸端面１１ｂと軸端面１２ａとは、摩擦溶接によって互いに固定されている。第１軸部１１及び第２軸部１２は、同じ外径を有し、互いに同一軸線上に延在して、軸線方向で実質的に段を形成することなく一直線の駆動軸１を形成している。このように、比較的簡単に駆動軸１を取り付けることが可能である。
【００３５】
本実施形態において、第１軸部１１は、中実の軸体として形成されている。計測ユニット１０１に対向する軸端面１１ａにおいて、磁石支持部５０が第１軸部１１に当接し、第１軸部１１は、図１に示すように円筒状の穴からなる同軸状の凹部１５を有する。凹部１５には、ネジ２が螺合するネジ山が設けられている。ネジ２が、磁石支持部５０を貫通して駆動軸１の第１軸部１１内まで延在することにより、励起ユニット５が駆動軸１に固定される。ネジ２は、第１軸部１１と同様に、磁気を全くまたはわずかしか伝えない材料で形成される。例えば、第１軸部１１及びネジ２の少なくとも一方は、チタン・アルミニウム・バナジウム合金からなり、駆動軸１の第２軸部１２に誘導された磁界が、第１軸部１１及びネジ２の少なくとも一方を介し、駆動軸１の第１軸端領域１３に伝わらないようになっている。
【００３６】
図示はしないが、これに代わる本発明の実施形態において、第１軸部１１は、軸線方向の全長にわたって中空、即ちスリーブ状に形成される。この場合、第１軸部１１の方に向く第２軸部１２の軸端面１２ａに凹部１５が形成され、ネジ２が、磁石支持部５０及びスリーブ状の第１軸部１１を貫通して、第２軸部１２内まで延在する。ネジ２とスリーブ状の第１軸部１１との間には、径方向に距離を設けるようにしてもよい。このような実施形態では、安定性を増すため、第１軸部１１の外径を、第２軸部１２の外径より小さくするのが好ましい。
【００３７】
図３は、本発明の第２実施形態を示しており、この第２実施形態は、本質的に図１及び図２に基づき説明した実施形態に相当するものであるが、安定性を増すために、駆動軸１の第１軸部１１と第２軸部１２との連結部分に、追加のピン結合がなされている。具体的には、第１軸部１１が、第２軸部１２に対向する軸端面１１ｂに、軸線方向に突設された補助ピン１６を有し、この補助ピン１６が、これに対応して第２軸部１２に形成された凹部１７内に挿入される。図３において、補助ピン１６及び凹部１７は、円筒状の形状を有し、それぞれが第１軸部１１及び第２軸部１２に同軸状に設けられている。補助ピン１６及び凹部１７は、これに代えて、例えば、角を有する筒状としたり、軸端面１１ｂ及び軸端面１２ａのそれぞれにおいて偏心した位置に配置したりするなど、別の形状で構成してもよい。第２軸部１２に対して第１軸部１１をしっかり固定するため、グラブネジ２２が設けられ、このグラブネジ２２は、径方向に第２軸部１２の少なくとも一部を通るだけでなく、第１軸部１１の補助ピン１６を貫通して螺合している。当然のことながら、補助ピン１６を第２軸部１２に設け、これに対応する凹部１７を第１軸部１１に設けるようにしてもよい。
【００３８】
図４は、本発明の第３実施形態を示しており、この第３実施形態は、本質的に図１〜図３に示した実施形態の１つに相当するものであるが、本実施形態では、励起ユニット５が単一の磁石本体５１ａのみで形成され、駆動軸１の第１軸端領域１３において、計測ユニット１０１に対向する軸端面１１ａに直に配置されている。磁石本体５１ａは、具体的には径方向で磁化された円形磁石として構成され、磁気伝導性を有さない第１軸部１１の軸端部において、接着により駆動軸１に固定されている。強度を増すため、更に磁石本体５１ａから軸線方向に突設された磁石ピン５２が、駆動軸１に形成された凹部１５内に、少なくとも部分的に挿入される。図４では、磁石ピン５２と、これに対応して形成された凹部１５とが、円筒状の形状を有して同軸状に設けられている。磁石ピン５２及び凹部１５は、これに代えて、例えば、角を有する筒状としたり、磁石本体５１ａ及び駆動軸１において偏心した位置に配置したりするなど、別の形状で構成してもよい。このようにすることで、駆動軸１に対する磁石本体５１ａの相対回転を特に良好に防止することが可能となる。これに代わる形態として、例えば径方向で磁化された円形磁石として構成された磁石本体５１ａの全体を、これに対応して形成された凹部１５の内部に、軸線方向から挿入するようにすることも可能である。この場合、軸線方向に突設される磁石ピンは省略してもよい。図４に示す本発明の実施形態、及び図４に基づき説明する本発明の実施形態の少なくとも一方においては、別個に形成される磁石支持部、及び磁石本体５１ａを駆動軸１に固定するためのネジを省略することができる。
【００３９】
以上のように、角変位計測システム１００は、正確で干渉を受けない計測、比較的簡単でコンパクトな構造、及び手間のかからない組立を可能とするものである。
【符号の説明】
【００４０】
１００    角変位計測システム
１０１    計測ユニット
１    駆動軸
１１    第１軸部
１１ａ  軸端面
１１ｂ  軸端面
１２    第２軸部
１３    第１軸端領域
１４    軸受
１５    凹部
１６    補助ピン
１７    凹部
２    ネジ（固定部材）
２１    ネジ
２２    グラブネジ
３    遮蔽体
３１    円筒部
３２    フランジ（段部）
３３    段部
３４    軸受部
３５    径方向伝導面
４    ハウジング
５    励起ユニット
５０    磁石支持部
５１ａ  永久磁石、磁石本体
５１ｂ  永久磁石
５２    磁石ピン
６    センサユニット
６１    センサ
６２    センサ支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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