(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の幾何学的回転軸（８）のまわりに回転可能に取り付けられ、前記幾何学的回転軸に対して垂直な第１のプレート（６Ａ、４６；４４）と第２のプレート（４Ａ、４４；４６；７０）とをそれぞれ含む同軸の第１のホイール（６；４）と第２のホイール（４；６；６８）とを含み、さらに前記第１のホイールの第１の基準幾何学的半軸（３０；６０Ａ）と前記第２のホイールの第２の基準幾何学的半軸（３８；５４Ａ）の角度位置を検出する手段（１０）をさらに含む時計型の小型の装置であって、前記第１と第２の半軸の角度位置を検出する前記手段が、上または下にあるアクティブ材料を検出する素子（１４）を備えた単一で同一の磁気または容量センサ（１０）によって構成され、前記第１のプレートが、少なくとも１つの前記センサに対する非アクティブ領域（６Ｂ、５５から５８；４７から５０）を含み、前記第１と第２のプレートが、少なくとも一部分が前記センサに対するアクティブ材料により形成され、前記センサが、前記第１のホイールの少なくとも１つの決定角度位置において検出素子が前記第１の非アクティブ領域の上または下に少なくとも一部分があるように、前記第１のホイールに対して配置されたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記センサ（１０）が、前記検出素子（１４）の上または下のアクティブ材料の存在の変化に対して、与えられる測定値信号が依存する前記センサの少なくとも１つのパラメータまたは変数の変化により応答し、前記第１の非アクティブ領域（６Ｂ、５５〜５８；４７〜５０）は、前記検出素子が、前記決定角度位置において前記第１の非アクティブ領域と少なくともほとんど対向する寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の非アクティブ領域が、前記第１のプレート（６Ａ、４６；４４）に設けられた第１の開口部（６Ｂ、５５から５８；４７から５０）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に記載の装置。
【請求項４】
前記第１と第２のプレートが、前記センサのアクティブ材料からなり、第２のプレート（４Ａ、４４；４６；７０）が、少なくとも１つの第２の開口部（４Ｂ、４７〜５０；５５〜５８；７２、７４）を有し、前記検出素子（１４）は、前記第２のホイールの少なくとも１つの決定角度位置において前記第２の開口部の上にまたは下に少なくとも一部分があるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の半軸（３０；６０Ａ）と第２の半軸（３８；５４Ａ）がそれぞれ、前記幾何学的回転軸から始まり前記第１の開口部（６Ｂ）と第２の開口部（４Ｂ）の実質上幾何学的中心を通るかまたは前記第１の開口部と第２の開口部（８３）の半径方向の縁（８６、８８）によって決められる半径か、あるいはそれぞれ前記第１と第２のプレートの２つの非アクティブ領域の間にそれぞれ半径方向に延びる前記第１のプレート（４６）と第２のプレート（４４）のアクティブ材料からなる部分の中心線と同一の半径によって決められることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記センサ（１０）が、表面に前記検出素子（１４）が配置された支持体（１２）を含み、前記支持体が、第１のプレート（６Ａ、４６）と対向するように配置され、前記第２のプレート（４Ａ；４４）が、前記第１のプレートの前記支持体と反対側に配置され、前記センサは、前記第１のホイール（６）が前記決定角度位置にあるときに前記第２のプレートを少なくとも部分的に形成するアクティブ材料が前記検出素子の上にあることを検出するように配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記センサ（１０）が、表面に前記検出素子（１４）が配置された支持体（１２）を含み、前記支持体が、前記第１と第２のプレート（４４、４６；４６、７０）の間に配置され、前記検出素子が、前記第１のプレート（４４；４６）と対向して配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第１と第２のホイールと同軸の第３のホイール（４）と、前記幾何学的回転軸（８）に対して垂直な第３のプレート（４４）とをさらに含み、前記第３のホイールが、前記磁気または容量センサによって角度位置を検出することができる第３の基準幾何学的半軸を備え、前記第３のプレートが、前記センサの前記支持体（１２）に対して前記第１のプレート（４６）の他方の側に配置され、前記センサのアクティブ材料から少なくとも一部分が形成されており、前記センサは、前記第１のホイール（６）が前記決定角度位置にあるときに前記第３のプレートを少なくとも部分的に形成するアクティブ材料の前記検出素子の上または下にあることを検出するように配置されたことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のプレート（７０）は、前記第２のホイールの少なくとも１つの決定角度位置において前記検出素子が前記第２の非アクティブ領域の上または下に少なくともほとんどがあるように配置された少なくとも１つの前記センサに対する非アクティブ領域（７２、７４）を含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３のプレート（４４）が、アクティブ材料によって形成され、第３の開口部（４７〜５０）を有し、前記第３のホイールの少なくとも１つの決定角度位置において前記検出素子が前記第３の開口部の上または下に少なくとも部分的にあるように配置され、前記第３の半軸は、前記幾何学的回転軸（８）から始まり、前記第３の開口部の幾何学中心を実質上通るか前記第３の開口部の半径方向の縁によって決められる半径か、前記第３のプレートの２つの非アクティブ材料の間に半径方向に延びる前記第３のプレートのアクティブ材料からなる部分の中心線と同一の半径によって決められることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
単一で同一の磁気または容量センサ（１０）によってＮ個の同軸ホイールの決定角度位置を検出する方法であって、これらのＮ個のホイールがそれぞれ、Ｎ個のプレートを含み、各プレートが、前記センサに対する非アクティブ領域を備え、前記センサは前記Ｎ個の各プレートの少なくとも一部分を形成するアクティブ材料に反応する検出素子（１４）を含み、この検出素子と前記非アクティブ領域はそれぞれ、前記非アクティブ領域を有するホイールの少なくとも１つの決定角度位置において互いに重なるように配置され、前記Ｎ個のプレートはそれぞれ、前記センサが検出することができる基準幾何学的半軸を備え、Ｎ個のプレートが、前記検出素子に最も近くにあるプレートから前記検出素子から最も遠いプレートまで昇順に番号が付けられるとすると、
Ａ）番号１のホイールの前記半軸の角度位置を決定する段階と、
Ｂ）番号１のホイールの前記非アクティブ領域を前記検出素子と重なる位置に移動させるかその状態に維持し、あるいはこの非アクティブ領域と検出素子が互いに重なるまで待つ段階と、
Ｃ）必要に応じて番号２から番号Ｎ−１までのホイールに関して、段階ＡとＢを連続的に実行する段階と、
Ｄ）番号Ｎのホイールの前記半軸の角度位置を決定する段階と
を含む方法。
【請求項１２】
Ｅ）Ｎ＝２の場合には番号２の非アクティブ領域を、Ｎが２よりも大きい場合には番号２からＮのホイールの各非アクティブ領域を、前記検出素子と重なる位置に移動するかまたはその状態を維持し、あるいは前記非アクティブ領域と各前記非アクティブ領域と前記検出素子が互いに重なるまで待つ段階と、
Ｆ）番号１のホイールの前記半軸の角度位置を確認し、段階Ａで測定された角度位置に対応しない場合にこの確認により得た角度位置を維持する段階と、
Ｇ）必要に応じて、番号２からＮ−１の各ホイールに関して昇順に、他のホイールの非アクティブ領域を前記検出素子と重なる位置に移動するかその状態を維持し、あるいは前記非アクティブ領域と前記検出素子が互いに重なるのを待った後で、前記ホイールと関連した半軸の角度位置の確認を行い、段階（Ｃ）で測定した角度位置に対応しない場合に番号２からＮ−１のそれぞれの確認により得た角度位置を維持する段階とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
Ｈ）Ｎ＝２の場合には前記非アクティブ領域を、Ｎが２よりも大きい場合には番号１からＮ−１の各非アクティブ領域を、前記検出素子と重なる位置に移動させるかまたはその状態を維持し、あるいは前記非アクティブ領域と各前記非アクティブ領域と前記検出素子が互いに重なるのを待った後で、番号Ｎのホイールと関連した半軸の角度位置を確認する最終段階をさらに含み、この段階が、番号１のホイールと番号１からＮの各ホイールの角度位置を検査する段階で、段階Ａ）からＣ）の間に少なくとも１つの間違った検出があった場合に実行されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、一方では、同じ幾何学的回転軸のまわりに回転可能に取り付けられた少なくとも２つの同軸ホイールと、そのホイールと関連した基準幾何学的半軸の角度位置を検出する手段とを含む小型の装置に関する。本発明は、他方では、本発明による装置に適用できるいくつかの同軸ホイールの角度位置を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には、時計機構の歯車列に含まれる同軸ホイールなどのホイールの基準角度位置を検出するための光学装置が周知である。そのような光検出装置はすべて比較的複雑であり、光源と、その光源から離れた位置にある受光器とを必要とする。光検出装置の取付けは、光源と受光器とそのような装置に関連したホイールとの間に必要な正確な調整を行うのが困難な場合がある。したがって、本発明の場合には、小型の装置用の光学ホイール位置検出システムをなくすことを提案する。
【０００３】
国際特許出願番号９７／４５７０５号は、時計機構の同軸の針とそれぞれ関連した同軸ホイールの位置を検出するシステムを開示している。完全なプレートからなる同軸ホイールにはそれぞれ、非接触磁気センサの識別パターンとなる硬い磁気薄膜のいくつかの分離された配置される。磁気センサは、各同軸ホイールと関連づけられる。すなわち、特定の所定基準位置で、角度位置を検出すべき同軸ホイールと同じ数の磁気センサがある。そのような磁気センサが検出する信号の振幅は、特にこの国際特許出願の図３と図４に示されているように、その磁気センサが磁性材料部分の正面にあるかどうかによって変化する。
【０００４】
特許書類ＷＯ９７／４５７０５号で提案されている検出システムは、磁気センサと関連付けられた各ホイールに、ホイール・プレートの片面に配置された固体磁気薄膜部分または別の部分を取り付けなければならないという欠点を有する。このため、ホイールの製造コストが高くなり、ホイール・プレートは、全体が中実な板であり、これは、特に電力消費の点から時計機構の加工において欠点となる可能性がある。ホイール・プレートは、少なくとも２つの異なる材料、すなわちプレート自体を形成する材料と、プレートの片面に配置される磁性材料とからなる。
そのような欠点の他に、提案された検出システムのコストとその空間要件に関連する大きな欠点、すなわち検出すべき位置と同じ数の磁気センサがあるという欠点が指摘されている。したがって、同軸ホイールが３つの場合は、それぞれ関連した３つの磁気センサがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、同軸ホイールと、比較的構造が簡単、低コスト、小型で、装置の組立てが簡単な少なくとも２つの同軸ホイールの角度位置を検出する効率的な手段とを含む小型の装置を提供することによって、前述の欠点を克服することである。
【０００６】
本発明のもう１つ目的は、本発明による装置に適用することができるＮ個の同軸ホイールの角度位置を効率的かつ確実に検出する方法、すなわち角度位置の検出の精度レベルを保証する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、同一の幾何学的回転軸のまわりに同軸に回転可能に取り付けられ、それぞれ前記幾何学的回転軸に垂直な第１のプレートと第２のプレートを含む第１のホイールと第２のホイールとを含み、さらに前記第１のホイールの第１の基準幾何学的半軸と前記第２のホイールの第２の基準幾何学的半軸nの角度位置を検出する手段を含む、特に時計型の小型の装置であって、前記第１と第２の半軸の角度位置を検出する前記手段が、上または下にあるアクティブ材料の存在を検出する素子を備えた単一で同じ磁気または容量センサによって形成され、前記第１のプレートが、少なくとも１つの前記センサに対する非アクティブ領域を含み、前記第１と第２のプレートが、前記センサに対するアクティブ材料により少なくとも一部分が形成され、前記センサは、前記第１のホイールの少なくとも１つの決定角度位置において検出素子が少なくとも部分的に前記第１の非アクティブ領域の上または下にあるように前記第１のホイールに対して配置されたことを特徴とする装置である。
【０００８】
本発明による装置の特徴により、少なくとも２つの同軸ホイールのそれぞれの角度位置が、単一の同じ磁気または容量センサを使用し、詳細には参照により本明細書に組み込まれた欧州特許第０７４６１００号に開示された電子回路の誘導センサを使用して決定される。
【０００９】
本発明の場合には誘導近接センサの使用が特に適しており、そのようなセンサは、様々な金属、特にホイールやその他の時計機構の製造に広く使用されているアルミニウムや真鍮などの非強磁性金属の存在を検出することができる。
【００１０】
好ましい実施態様によれば、第１のホイール・プレートの前記第１の非アクティブ領域はそのプレートに設けられた第１の開口部によって決められる。より一般に、センサと関連付けられた同軸ホイール・プレートの非アクティブ領域はすべて、開口部によって決められる。したがって、同軸ホイール・プレートは、選択されたセンサの単一の同じアクティブ材料で形成することができ、そのようなプレートに設けられた開口部が、センサの非アクティブ領域に対応する。
【００１１】
本発明は、単一の同じ磁気または容量センサによってＮ個の同軸ホイールの角度位置を検出する方法に関し、そのようなＮ個のホイールがそれぞれ、Ｎ個の各プレートの少なくとも一部分を形成するアクティブ材料を検出する素子を含む前記センサに対する非アクティブ領域を少なくとも１つ有するＮ個のプレートを含み、この検出素子と前記非アクティブ領域はそれぞれ、前記非アクティブ領域を有するホイールの少なくとも１つの決定角度位置において互いに重なるように配置され、前記Ｎ個のプレートはそれぞれ、前記センサが検出できる基準幾何学的半軸を備え、前記方法は、Ｎ個のプレートが、前記検出素子に最も近くにあるプレートから前記検出素子から最も遠いプレートまで昇順に番号が付けられたとすると、
Ａ）番号１のホイールの前記半軸の角度位置を決定する段階と、
Ｂ）番号１のホイールの前記非アクティブ領域を前記検出素子と重なる状態にするかその状態にとどめ、あるいはこの非アクティブ領域と検出素子が互いに重なるまで待つ段階と、
Ｃ）必要に応じて番号２から番号Ｎ−１までのホイールに対して、段階ＡとＢを連続的に実行する段階と、
Ｄ）番号Ｎのホイールの前記半軸の角度位置を決定する段階とを含む。
【００１２】
この方法の特徴により、単一の同じ磁気または容量センサを使用して、装置、特に時計機構の各同軸ホイールの少なくとも１つの基準角度位置を検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、非制限的な例により示された添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
以下に、図１から図３を参照して、本発明による装置の第１の実施形態の関連した２つの同軸ホイールの角度位置を検出する態様を説明する。
【００１５】
この装置は、同じ幾何学的回転軸８のまわりに回転可能に取り付けられた２つの同軸ホイール４および６を含む。これらの２つのホイールは、それぞれ、互いに平行でかつ幾何学的軸８と垂直な２つのプレート４Ａおよび６Ａを有する。２つのプレート４Ａおよび６Ａとそれぞれ関連付けられた２つの基準半軸のそれぞれの角度位置を決定するために、支持体１２を含む誘導センサ１０が設けられ、支持体１２の一方の面には、プレート４および６を形成する材料が検出素子の上にあることを検出する素子が配置される。この検出素子は、平らならせんコイル１４からなる。プレート４および６にそれぞれ設けられた２つの開口部４Ｂおよび６Ｂは、センサ１０と関連付けられる。図示していない実施形態において、コイルは自立巻線で形成することができることに注意されたい。
【００１６】
ホイール４および６は、それぞれ、アナログ表示の２つの針１６および１８と関連付けられる。ホイール４と６の円筒軸２４と２６は、中心軸２８のまわりに回転可能に取り付けられる。
【００１７】
プレート４Ａおよび６Ａは、センサ１０に対してアクティブな材料、すなわち検出素子１４の近くにあることが誘導センサ１０によって検出される材料からなる。開口部４Ｂと６Ｂは、プレート４Ａと６Ａの第１と第２の非アクティブ領域である。これらの非アクティブ領域が開口部によって形成されている事例において、コイル１４と材料が重ならないときは、プレート４Ａおよび６Ａを形成するアクティブ材料がコイル１４と重なっているときと異なる測定信号が生成される。
【００１８】
まず、プレート６Ａが検出素子１４に近いホイール６の基準半軸３０の検出について説明する。このため、参照により内容が本明細書に組み込まれる欧州特許９８１１０７２９．５号の図３に対応する図３を参照する。
【００１９】
図３は、コイル１４の上を開口部６Ｂが通過する間に誘導センサ１０が出力する一連の測定点３４によって得られる曲線３２を概略的に示す。この実施形態の誘導センサは、欧州特許第０７４６１００号に記載されたものと類似の電子回路を含み、このセンサは、差動し張発振器を構成している。そのようなセンサにより提供される測定信号は、このセンサの電子回路によって決定される周波数を表し、その周波数はコイル１４の上のプレート６Ａを形成するアクティブ材料の存在の変化の関数として変化する。このコイル１４が、プレート６Ａを形成するアクティブ材料と対向しているとき、周波数は高い値となる。これと反対に、コイル１４が、開口部６Ｂと実質上対向しているとき、周波数は低くなる。曲線３２は、センサに生成される周波数の値の変化を、幾何学軸８から始まり円形開口部６Ｂの幾何学的中心を通るホイール６の基準半軸３０の角度位置の関数として概略的に決めている。
【００２０】
曲線３２が、値α＝αref に対応する軸３６に対して実質上対称であることに注意されたい。したがって、コイル１４の上または下を通る半軸３０の角度位置αの関数として測定点３４の変化の適切な分析を行うことにより、半軸３０の角度位置α＝αref 、すなわち半軸３０がセンサ１０の基準半軸ＲＤと実質上同一または重なる位置に対する測定値を決定することができる。基準半軸ＲＤは幾何学軸８から軸８と平行でコイル１４の幾何学中心を実質上通るコイル１４の磁気軸を横切る線である。
【００２１】
グラフ３２のくぼみ（または、センサ１０の電子回路の代替実施形態ではピーク）の幅が、開口部６Ｂの断面形状の関数、特にこの開口部の角度寸法の関数であることに注意されたい。当業者に提供され周知の駆動手段により開口部６Ｂがコイル１４の上を通過した後で、αref に対する角度位置の測定値を、やはり当業者に周知の電子的手段によって決定することができる。たとえば、特定の深さにおける曲線３２のくぼみの幅の中間点の計算が行われる。
【００２２】
本発明により半軸３０の角度位置が決定された後、開口部６Ｂは、コイル１４と重なった状態にされるかその状態に留まり、あるいは開口部６Ｂがコイル１４の重なってホイール４と関連した基準半軸３８の角度位置を検出するまで待つ。この後者の半軸３８は、幾何学軸８から始まり、プレート４Ａに設けられた開口部４Ｂの幾何学中心を通る。開口部６Ｂは、ホイール６の少なくとも１つの決定角度位置において、すなわちこの事例では半軸３０とＲＤが実質上同一かまたは重なるときに、らせんコイル１４はほとんどプレート６Ａの非アクティブ領域である開口部６Ｂの上か下にあるような大きさの寸法を有することが好ましい。
【００２３】
したがって、本発明によれば、コイル１４からプレート６Ａよりも離れているプレート４Ａの基準半軸３８の角度位置を検出するために、コイル１４に近い開口部６Ｂは、コイルと実質上対向するかまたはコイルと対向するまで待つ。次に、開口部４Ｂが、コイル１４の上に移動されるか、またはコイルの上を通過し、その結果開口部６Ｂの上を通り、半軸３８の角度位置を検出するまで待つ。これを行うため、図３に示したものと類似の一連の測定が行われ、その結果得られた曲線３４と類似の曲線の分析により、検出手段は、測定値が半軸３８の角度位置α＝αref に対応することを決定することができる。この一連の測定値とそれにより得られた曲線の分析は、検出素子の上または下のプレートを構成しているアクティブ材料４Ａおよび６Ａの存在の変化に対して前記センサから提供される測定信号が依存するセンサ１０の振動周波数の変化によって応答するセンサ１０のコイル１４の上（または下）を通る開口部４Ｂの検出中に、プレート６は、コイル１４上に非アクティブ領域があるという事実によって行うことができる。
【００２４】
検出素子１４から最も遠いプレート４にある第２の開口部４Ｂの場合、曲線３２と類似の測定曲線のくぼみは、特に開口部４Ｂの角度寸法を小さくすることによって単一の測定点とすることができる。この開口部は、特に放射状のスリットの形でもよいことに注意されたい。スリットの幾何学軸の位置がセンサ１０の基準軸ＲＤと実質上合っていることを測定点が示す周波数Ｆの低いしきい値を決めることができる。そのような場合、ホイール４の角度位置は、基準半軸ＲＤと同じかまたは重なる半軸３８の角度位置αref に対する単一の測定値によって直接決定される。そのような特定の事例は、ホイール４の角度位置の検出の測定結果の処理を簡単にすることに注意されたい。
【００２５】
しかしながら、プレート６Ａに機械加工された開口部６Ｂは、センサ１０がホイール４と関連する基準半軸の角度位置を検出しないように、またそれにより本発明の意図から逸脱しないように、コイル１４の寸法よりもかなり小さい寸法を有することがあることに注意されたい。しかしながら、そのような場合、測定効率は低下し、すなわち周波数変化の対称性が低下しやすい。理論的には、本発明の最低条件は、２つの開口部４Ｂおよび６Ｂとらせんコイル１４が、少なくとも１つの状況、すなわちホイール６の少なくとも第１の決定角度位置とホイール４の少なくとも第２の決定角度位置で重なる必要性により与えらる。逆に言えば、与えられたプレート４とコイル１４の間の距離でセンサ１０の測定効率を高めるためには、開口部６Ｂが、少なくともコイル１４の寸法と同等の寸法を有し、それにより、前記コイルの少なくとも大部分が、ホイール６の前記少なくとも第１の決定角度位置において開口部６Ｂに対向していることが好ましい。
【００２６】
図４と図５は、本発明による装置の第２の実施形態を示す。この装置は、第１の実施形態と同じ方法でらせんコイル１４によって検出素子が形成されたセンサ１０を含む。既に説明した参照は、ここでは再び詳細に説明しない。この第２の実施形態は、同軸ホイール４と６のプレート４４と４６の配置が第１の実施形態と本質的に異なる。プレート４４は、４つのアーム５１〜５４を形成している４つの開口部４７〜５０を有する。アーム５４は、実質上互いに同じであるアーム５１〜５３よりも大きい幅／角度寸法を有する。プレート４６は、幾何学軸８からプレート４４の対応する開口部４７〜５０と同じ距離に配置された４つの開口部５５〜５８を有する。開口部５５〜５８は、４つの放射状アーム５９〜６２を決め、アーム６０は、実質上同一のアーム５９、６１および６２よりも大きい幅／角度寸法を有する。放射状アーム５４の中心線をプレート４４の基準半軸５４Ａとし、放射状アーム６０の中心線をプレート４６の基準半軸６０Ａとする。
【００２７】
この第２の実施形態において、ホイール６および４の角度位置をそれぞれ検出するために、アーム６０および５４の通過がそれぞれ検出される。これを行うために、誘導センサ１０のらせんコイル１４の上をアーム６０および５４がそれぞれ通ったことが検出される。この場合も、最初に、コイル１４に最も近いプレート４６の角度位置が検出される。図６を参照すると、プレート４６の回転中に、アーム６０がコイル１４の上を通過するまで、いくつかの一連の測定値６４が得られる。一連の測定値６４は、実質上対称な曲線６６を形成する。開口部４７から５０のうちの１つが、コイル１４と対向しているとき、発振器構成センサ１０の内部周波数は、実質上、Ｆmin・に対応する。これと反対に、アーム６０がコイル１４と対向しているとき、周波数は値Ｆmax・まで上昇する。
【００２８】
アーム６０が対称的でありその結果曲線６６が対称的である想定すると、センサ１０の電子回路によって２つの特性パラメータ、すなわち、アーム６０がコイル１４の正面を通過することにより生成されるピークの中間に対応する角度位置と、ピークまでの半分の角度幅δαとを導き出すことができる。δα＝α２−α１である。δαの測定により、アーム６０を、それぞれ小さな角度寸法を有する他の３つのアーム５９、６１および６２と区別することができる。アーム６０の検出は、アーム６０が通過する間にプレート４６の他の３つのアームが通過するときよりも大きくなる可能性のあるＦmaxの値によって決定することができる。
【００２９】
αref を決定することにより、半軸６０Ａがセンサ１０の基準半軸ＲＤと合ったこと、すなわち２つの半軸６０ＡとＲＤが同じかまたは互いに重なったことを決定することができる。したがって、プレート４６の回転の時間的変化を記憶し、ホイール４および６の角度位置を検出する電子回路は、半軸６０Ａの角度位置αref に対応する瞬間または測定値が決定された後でプレート４６の瞬間的角度位置を決定することができる。
【００３０】
ホイール６の角度位置が決定された後、プレート４６は、コイル１４がプレート４６の開口部５５から５８の１つの少なくともほとんどと重なるように回転されるかその状態に維持される。ホイール４の位置を検出するもう１つの態様では、ホイール４の角度位置の検出を続けるコイル１４が開口部５５から５８の１つと対向して配置されるまで待つ。開口部が、センサ１０にとっての非アクティブ領域を決めるため、次に、センサ１０は、コイル１４から最も遠いプレート４４のアームの通過を検出する。放射状アーム５４の通過を検出することにより、αref に対応する基準半軸５４Ａの角度位置の決定が、後で図６を参照してホイール６に関して詳細に説明するものと類似の方法で行われる。
【００３１】
したがって、本発明による２つの同軸ホイール４と６の角度位置の検出は、単一の磁気または容量センサ１０によって行われる。容量センサの場合には、検出素子は、基板の表面に配置された電極によって構成される。ホイールと特にそのようなホイールのプレートは、容量が検出素子と対向する開口部あるいは中実な板の部分の存在の関数として変化するように配置される。
【００３２】
ホイール４および６の角度位置の正確な検出を保証するために、本発明に対する改良は、コイル１４がプレート４４の開口部４７〜５０のうちの１つの少なくともほとんどと重なる位置にホイール４を移動させるかその状態にしておき、次に、放射状アーム６０がコイル１４の上を通過するようにプレート４６を回転させ、角度位置αref に対応する半軸ＲＤへの半軸６０Ａの通過を確実に決定することができる一連の測定を行うことを含む確認を行うことを提案する。この測定は、最初の測定中にホイール４の正確な角度位置が分かっておらず、プレート４４のアーム５１から５４のうちの１つがコイル１４と実質上対向するように配置された可能性がある場合に、最初に行われた測定よりも正確になることもあり、これは、図６に示され一連の測定値を基にして得られた曲線の一定の非対称性を作りだすことがある。
【００３３】
ホイール６の角度位置が確認された後、この第２の検出の結果が、ホイール６の角度位置に対して維持される。最終的に、本発明による検出方法の代替によれば、コイル１４から最も遠いプレート４４を有するホイール４の角度位置を確認することができる。ホイール６の角度位置が正確に分かっている場合は、コイル１４がプレート４６の開口部の少なくともほとんどと重なるようにホイール６のプレートの角度が決められたときにホイール４の角度位置を確実に検出することができる。そのような確認は、ホイール６の角度位置の確認により、ホイール６の最初の検出と確認検出の間に差があったときに特に有効であることに注意されたい。
【００３４】
図７は、発明の第３の実施形態を示す。同軸ホイール４と６のプレート４４と４６は、前述の図４と図５に示したものと等しい。この第３の実施形態は、上面にコイル１４を有するセンサ１０の基板１２が、プレート４４と４６の間に配置されている点が第２の実施形態と異なる。この場合、プレート４４が、コイル１４に最も近い。しかしながら、代替実施形態において、コイル１４が基板１２のプレート４６に対向して配置されるように基板１２を裏返すことができることに注意されたい。２つのホイール４および６の角度位置を検出する方法は、前述の方法と類似している。この第３の実施形態の構成は、プレート４４と４６が平らなコイル１４の両側に配置されている場合に有利である。
【００３５】
図８は、本発明による装置の第４の実施形態を示す。この装置は、これらの３つの同軸ホイールの角度位置の検出に使用される単一の同一センサ１０と関連付けられた３つの同軸ホイール４、６および６８を含む。ホイール４および６は、図４と図５を参照して前に説明した第２の実施形態のホイール４および６と類似しており、これらの２つのホイールは、センサ１０に対して同じように配置される。第３のホイール６８は、プレート４４および４６と平行なプレート７０を含む。このプレート７０は、プレート４４および４６と同じ開口部を有する。したがって、プレート７０は、４つの放射状アームを備え、それらのアームのうちの１つが、他のものよりも大きな幅／角度寸法を有する。プレート７０の開口部は、そのうちの２つの開口部７２および７４が図８の断面図に示され、プレート４４および４６の開口部と同じように放射状に配置される。
【００３６】
ホイールが異なる直径を有し、半径方向の寸法が各プレートごとに異なる開口部を有する場合には、各プレートの少なくとも１つの開口部と検出素子１４が、対応するホイールの少なくとも１つの決定位置で互いに重なることだけを保証する必要がある。
【００３７】
ホイール４と６の角度位置の検出は、第２の実施形態の範囲内で説明した方法と類似の方法で行われる。同じことはホイール６８にも当てはまり、センサ１０に対する構成は、図７を参照して説明した第３の実施形態のホイール６の構成と類似している。しかしながら、プレート４６がコイル１４に最も近いが、プレート４４が前記コイル１４から最も遠いことに注意されたい。
【００３８】
したがって、本発明による３つの同軸ホイールの位置を検出する方法によれば、最初に、ホイール６の角度位置が、前に説明したように検出され、次に、コイル１４がプレート４６の開口部とほとんど重なる角度位置までプレート４６が移動されるかその状態に維持される。次に、プレート４４よりも近い距離にあり、コイル１４の下にあるプレート７０のホイール６８の角度位置が決定される。プレート７０の基準半軸が決定され、それによりホイール６８の角度位置が決定された後で、プレート７０は、コイル１４がプレート７０の開口部、特に開口部７４と重なる角度位置まで回転されるかその状態に維持される。最終的に、ホイール４の角度位置がセンサ１０によって検出され、プレート４６は、まだ、コイル１４がプレート４６の開口部と重なる角度位置にある。また、ホイール４の角度位置の検出中にコイル１４と対向して配置されるプレート７０の開口部は、この開口部がホイール６８の少なくとも１つの決定角度位置にある状態で、コイル１４がほとんど重なることができる寸法を有することが好ましい。ホイール６８のプレート７０は、プレート４４および４６と同様にセンサ１０のアクティブ材料からなる。
【００３９】
コイル１４に最も近いプレートから最も遠いプレートまで３つの同軸ホイールの角度位置を、前述の２つのホイールを有する事例と同じ方法で確認することができる。これを行うために、他のプレートは、コイル１４が他の各プレートの開口部の上か下にある角度位置まで回転されるかまたはその状態に維持され、あるいは装置がそのような状況になるまで待つ。
【００４０】
図９は、それぞれホイール４、６および６８のプレートの変形を示す。このプレート８０は、３つの角度セクタを決める３つの材料部分によって分離された環状セクタを形成する３つの開口部８１、８２および８３を有する。したがって、開口部８１〜８３の半径方向の縁と中間材料部分がプレート８０の放射状部分を決めている。例として、２つの放射状部分８６と８８はそれぞれ、プレート８０の２つの基準半軸９０と９２である。これらの２つの基準半軸はそれぞれ、図１０に示したＳ字状曲線９６となる一連の測定値９４を使用して、検出手段によって検出することができる。
【００４１】
平らなコイル１４の上を、板のから開口部８３まで、またはこの開口部８３からプレート８０の板の部分まで通過する間に、センサ１０の発振器の周波数は、センサ１０の発振器を構成している電子回路の構成により、ＦminからＦmaxまでまたはその逆に変化する。基準角度αref に対応するセンサ１０の基準半軸ＲＤと基準半軸９０と９２がそれぞれ合う位置は、Ｓ字形曲線９６の中間点に対応する。αrefは、共振周波数Ｆref・に対応する。
【００４２】
したがって、発振器の周波数がＦref'に対応するとき、半軸ＲＤと開口部８１から８３の半径方向の縁が合ったことが検出される。プレート８０の場合には、２つの遷移間の角度幅を決定しなければならない。開口部８３だけが９０°の角度を定義すると仮定し、プレート８０の回転方向が既知の場合は、半軸９０および９２の角度位置をそれぞれ一義的に決定することができる。さらに、開口部を分離する３つの放射状アームがすべて、同一の角度幅を持たないと仮定すると、半軸９０および９２はそれぞれ、他の半軸を検出することなく一義的に検出することができる。
【００４３】
また、プレート８０が、複数の基準半軸を備え、そのうちの少なくとも６つを確実かつ効率よく活用できることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  誘導センサと関連付けられた２つの同軸ホイールの概略的平面図である。
【図２】  図１の線II−IIに沿った断面図であり、針は示されていないが、図１の装置の他の要素は示されている。
【図３】  図１と図２の装置によって提供される測定信号を利用して得られるタイプの測定曲線を概略的に示す図であり、この曲線により、２つの同軸ホイールのどちらかの基準角度位置を決定することができる。
【図４】  本発明による第２の実施形態を概略的に示す平面図である。
【図５】  図４の線Ｖ−Ｖに沿った図２と類似の断面図である。
【図６】  図４と図５の装置のセンサによって提供される測定信号を利用して得られた曲線を概略的に示す図であり、そのような装置の２つの同軸ホイールのどちらかの基準角度位置を決定することができる。
【図７】  本発明による装置の第３の実施形態の図５と類似した断面図である。
【図８】  本発明による装置の第４の実施形態の図５と類似した断面図である。
【図９】  図１から図８に示した同軸ホイールの代替実施形態を概略的に示す図である。
【図１０】  図９に示したホイールの全体または一部と開口部との間で遷移中の測定信号を利用して得られた曲線を概略的に示す図である。
【符号の説明】
４、６  同軸ホイール
４Ａ、６Ａプレート
４Ｂ、６Ｂ  開口部
８  幾何学的回転軸
１０  センサ
１２  基盤
１４  コイル
１６  針
２４  円筒軸
２８  中心軸
３０  基準半軸
３８  基準半軸
４４、４６  プレート
４７、４８、４９、５０  開口部
５１、５２、５３、５４  アーム
５４Ａ基準半軸
５５、５６、５７，５８  開口部
５９、６０，６１、６２  アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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