内容積124を含み、駆動トルクに応答して回転する外側回転子112と、前記外側回転子の前記内容積内に少なくとも部分的に配置され、前記外側回転子から離間し、前記外側回転子に磁気的に結合して、それと共に回転する内側回転子114と、前記外側回転子に近接して配置され、前記外側回転子の方に第1の入射光を選択的に送信し、前記外側回転子から反射された第1の入射光を受信するように構成され、受信した反射された第1の入射光に応答して第1の信号を生成するようにさらに構成された第1の光送受信機104と、前記内側回転子に近接して配置され、前記内側回転子の方に第2の入射光を選択的に送信し、前記内側回転子から反射された第2の入射光を受信するように構成され、受信した反射された第2の入射光に応答して第2の信号を生成するようにさらに構成された第2の光送受信機106と、前記第1の信号および前記第2の信号を受信するために結合し、それらを受け取り次第、前記内側回転子のトルクを決定するように構成された処理装置108とを含む、トルク決定システム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記外側回転子および前記内側回転子は、既知の角度剛性を有する磁気結合体を含み、前記処理装置は、前記既知の角度剛性ならびに前記第1および第2の信号に基づいて、前記トルクを決定するようにさらに構成された、システム。周囲と絶縁したシステムのトルクを決定する方法であって、既知の角度剛性および少なくとも2つの結合体部分を有する非接触磁気結合体を介して、駆動システムを前記周囲と絶縁したシステムに結合するステップと、各結合体部分の相対偏位を光学的に測定するステップと、前記トルクを前記相対偏位および前記既知の角度剛性に基づいて決定するステップとを含む、方法。0004故に、回転システムとの機械的結合または回転システムとの接触に依存しない、周囲と絶縁した回転システムのトルクを決定するシステムおよび方法の必要性が存在する。本発明は、少なくともこの必要性に対処する。00051つの例示的な実施形態において、トルク決定システムは、外側回転子、内側回転子、第1の光送受信機、第2の光送受信機、および処理装置を含む。外側回転子は、内容積を含み、駆動トルクに応答して回転する。内側回転子は、回転可能に取り付けられ、外側回転子の内容積内に少なくとも部分的に配置される。内側回転子は、外側回転子から離間し、外側回転子に磁気的に結合して、それと共に回転する。第1の光送受信機は、外側回転子に近接して配置される。第1の光送受信機は、磁気外側回転子の方に第1の入射光を選択的に送信し、磁気外側回転子から反射された第1の入射光を受信するように構成される。さらに、第1の光送受信機は、受信した反射された第1の入射光に応答して第1の信号を生成するように構成される。第2の光送受信機は、内側回転子に近接して配置される。第2の光送受信機は、内側回転子の方に第2の入射光を選択的に送信し、内側回転子から反射された第2の入射光を受信するように構成される。さらに、第2の光送受信機は、受信した反射された第2の入射光に応答して第2の信号を生成するように構成される。処理装置は、第1の信号および第2の信号を受信するために結合し、それらを受け取り次第、透磁性回転子のトルクを決定するように構成される。0006別の例示的な実施形態において、トルク決定システムは、磁気結合体、第1の光送受信機、第2の光送受信機、および処理装置を含む。磁気結合体は、既知の角度剛性を有し、入力トルクを受け取り、かつ負荷に駆動トルクを供給するようになされ、内側回転子に磁気的に結合する外側回転子と、内側回転子とを含む。第1の光送受信機は、外側回転子に近接して配置される。第1の光送受信機は、外側回転子の方に第1の入射光を選択的に送信し、外側回転子から反射された第1の入射光を受信するように構成される。さらに、第1の光送受信機は、受信した反射された第1の入射光に応答して第1の信号を生成するように構成される。第2の光送受信機は、内側回転子に近接して配置される。第2の光送受信機は、内側回転子の方に第2の入射光を選択的に送信し、内側回転子から反射された第2の入射光を受信するように構成される。さらに、第2の光送受信機は、受信した反射された第2の入射光に応答して第2の信号を生成するように構成される。処理装置は、第1の信号および第2の信号を受信するために結合し、既知の角度剛性ならびに第1および第2の信号に基づいて、透磁性回転子のトルクを決定するように構成される。0007さらに別の例示的な実施形態において、周囲と絶縁したシステムのトルクを決定する方法は、既知の角度剛性および少なくとも2つの結合体部分を有する非接触磁気結合体を介して、駆動システムを周囲と絶縁したシステムに結合するステップを含む。各結合体部分の相対偏位が、光学的に測定され、トルクが、相対偏位および既知の角度剛性に基づいて決定される。0008さらに、続く詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面および上述の背景と併せて読めば、トルク決定システムおよび方法の他の望ましい特徴および特性が明らかになるであろう。0009以下、本発明を、以下の作図と併せて説明し、同様の番号は、同様の要素を示す。0014以下の詳細な説明は、本質的には例示的なものにすぎず、本発明、または本発明の用途および使用を限定することを目的とするものではない。さらに、上述の背景または以下の詳細な説明に示すいかなる理論にも拘束されることを目的としない。その際、特定の好ましい実施形態は、軸受組立体を試験し、かつ軸受組立体の空転トルクを測定するのに使用される試験装置と共に実装されるものとして説明するが、システムおよび方法は、様々な他のシステム、要素、デバイス、および環境と共に、かつそれらの中で使用することができる。0015最初に図1を参照すると、例示的な非接触トルク決定システム100の機能ブロック図が示され、このシステムは、磁気結合体102、第1の光送受信機104、第2の光送受信機106、および処理装置108を含む。磁気結合体102は、外側回転子112および内側回転子114を含む。外側回転子112は、駆動トルクに応答して回転し、示された実施形態においては、ハブ116、および1つまたは複数の磁石118を含む。したがって、外側回転子112は、本明細書の残りの部分を通して、磁気回転子と呼ばれる。ハブ116および磁石118は、一体的に形成され、または別々に形成して共に結合することができることが理解されよう。さらに、駆動トルクは、多くの動力源のいずれか1つより磁気回転子112に供給することができるが、さらに以下でより詳細に説明される特定の実施形態において、動力源は、モータである。0016磁気回転子112は、さらに、内容積124を画定する内部表面122、および外部表面126を含む。示された実施形態において、1つまたは複数の磁石118が、内部表面122の上またはその近傍に配置されるものとして示される。それでもなお、1つまたは複数の磁石を、外部表面126の上またはその近傍に配置することができることが理解されよう。第1の反射構造117が、外部表面126上に配置される。第1の反射構造117は、明暗差表面反射を提供するが、その目的は、さらに以下で説明する。第1の反射構造117は、様々に実装することができる。いくつかの限定されない例には、外部表面126内に形成される表面構造、または外部表面126上に配置される反射帯が含まれる。0017内側回転子114は、多くの透磁性材料のいずれか1つから少なくとも部分的に形成されるのが好ましい。したがって、内側回転子114は、本明細書の残りの部分を通して、透磁性回転子と呼ばれる。透磁性回転子114は、回転可能に取り付けられ、磁気回転子112の内容積124内に少なくとも部分的に配置される。内容積124内にある透磁性回転子114部分は、磁気回転子112から離間しているが、磁気的には磁気回転子112と結合している。示されていないが、透磁性回転子114は、1つまたは複数の突起部、好ましくは磁石118の数に対応する数の突起部によって構成されるのが好ましい。したがって、磁気回転子112が回転するとき、透磁性回転子114は、それと同期して回転する。透磁性回転子114は、様々な手段および方法を介して回転可能に取り付けることができる。しかし、示された実施形態においては、透磁性回転子114は、1つまたは複数の軸受組立体128図1には1つだけを示すを介して回転可能に取り付けられ、負荷に結合される。さらに以下でより詳細に説明される特定の好ましい実施形態において、負荷は、1つまたは複数の軸受組立体128を介して回転可能に取り付けられる試験軸である。0018透磁性回転子114は、その上に配置される第2の反射構造127を有する外部表面115を含む。第1の反射構造117と同様に、第2の反射構造127は、明暗差表面反射を提供する。第2の反射構造127は、様々に実装することができる。いくつかの限定されない例には、透磁性回転子114の外部表面115内に形成される表面構造、または透磁性回転子114の外部表面115上に配置される反射帯が含まれる。0019さらに図1が示すように、透磁性回転子114は、ハウジング125内に配置されることが好ましい。このハウジング125は、非透磁性材料から形成されることが好ましい。したがって、磁気回転子112および透磁性回転子114は、互いに物理的にも熱的にも絶縁している。0020さらに続ける前に、外側回転子112および内側回転子114は、それぞれ、磁気回転子および透磁性回転子と本明細書で呼ばれるとして構成されるが、これは、1つの特定の実施形態の例示にすぎないことに留意されたい。他の実施形態においては、外側回転子112は、多くの透磁性材料のいずれか1つおよび付随する突起部から少なくとも部分的に形成することができ、内側回転子114は、1つまたは複数の磁石118を含むことができる。そのような実施形態では、外側回転子112を透磁性回転子と呼ぶことができ、内側回転子114を磁気回転子と呼ぶことができる。実施形態のいずれにおいても、外側回転子112および内側回転子114は、磁気的に、かつ非機械的に共に結合している。0021もう一度説明に戻ると、第1の光送受信機104は、磁気回転子112に近接して配置され、磁気回転子112の方へ入射光を選択的に送信するように構成される。さらに、第1の光送受信機104は、磁気回転子112から反射された入射光を受信し、第1の光送受信機104が磁気回転子112から反射された入射光を受信するごとに、第1の信号を生成するように構成される。第2の光送受信機106は、透磁性回転子114に近接して配置され、透磁性回転子114の方へ入射光を選択的に送信するように構成される。さらに、第2の光送受信機106は、透磁性回転子114から反射された入射光を受信し、第2の光送受信機106が透磁性回転子114から反射された入射光を受信するごとに、第2の信号を生成するように構成される。0022少なくとも特定の好ましい実施形態において、第1および第2の光送受信機104および106、磁気回転子112、透磁性回転子114、ならびに第1および第2の反射構造117および127は、第1および第2の反射構造117および127がそれぞれ第1および第2の光送受信機104および106をそれぞれ回転して通り過ぎるごとに、第1および第2の信号の特性が変化するように、実装されることに留意されたい。変化する特定の特性は、多くの電気的特性のいずれか1つとすることができる。しかし、示された実施形態においては、振幅が変化する。したがって、第1および第2の信号は、たとえば図1に示された、等振幅矩形波パルス信号などのパルス波信号として現れるのが好ましい。0023第1および第2の光送受信機104および106を、様々に構成し、かつ実装することができることが理解されよう。示された実施形態において、第1および第2の光送受信機104および106は、ほぼ同一の光ファイバケーブル136を介してほぼ同一の光源/センサ回路デバイス134と動作可能に通信する、ほぼ同一の送受信機探針132を含む。これは、光送受信機の構成および実装の1つの例にすぎない。他の実施形態において、第1および第2の光送受信機104および106は、探針132および光源/センサ回路デバイス134が一体的に形成されるように実装され、それによって光ファイバケーブルの必要性を解消することができる。0024示された実施形態において、各送受信機探針132は、その関連する光ファイバケーブル136を介して、その関連する光源/センサ回路デバイス134から供給される入射光を受信するように結合される。各送受信機探針は、場合によって、磁気回転子112または透磁性回転子114へ入射光を送信し、それらの回転子から反射された入射光を受信する。受信された反射光は、適切に関連付けられた光ファイバケーブル136を介して、適切に関連付けられた光源/センサ回路デバイス134に供給される。0025光源/センサ回路デバイス134は各々、2つだけ挙げれば、レーザ光源またはLEDなどの、図示されていない1つまたは複数の光源を含み、図示されていない適切な制御およびセンサ回路をさらに含む。制御およびセンサ回路は、光源を制御し、反射光の光/電気信号変換を適切に実施する。さらに、制御およびセンサ回路は、必要または要望に応じて、たとえばアナログ/デジタル変換、フィルタリング、増幅などを含む適切な信号調整を実施するように構成される。光源/センサ回路デバイス134は、2つの物理的に独立したデバイスとして示されるが、両方とも同じ一体的回路パッケージ内に実装することができる。0026第1および第2の光送受信機104および106の特定の構成および実装にかかわらず、送受信機がそれぞれ供給する第1および第2の信号は、処理装置108に受信される。処理装置108は、第1および第2の信号を受け取り次第、示された実施形態では1つまたは複数の軸受組立体128の空転トルクに対応する、透磁性回転子114のトルクを決定するように構成される。そうするために、処理装置108は、第1および第2の信号間の位相差を決定し、磁気結合体102の角度剛性も用いてトルクを計算する。0027磁気結合体102の角度剛性は、予め定められ、磁気結合体トルクτ対すべりθの形でグラフに表すことができる。1つの特定の磁気結合体102の実施形態に関する、磁気結合体トルク対すべりの例示的なグラフが、図2に示される。示された曲線202は、τ=.0056θ2.1691θ-.0014.という最小二乗最良適合特性方程式を有する。示された曲線202および付随する最良適合特性方程式は、1つの特定の磁気結合体102の実施形態の例示にすぎず、他の曲線および方程式は、他の磁気結合体の実施形態102に適合することができるのが理解されよう。0028磁気結合体102の角度剛性は、図示されていない記憶装置内に格納されることが好ましい。記憶装置は、処理装置108に取り付けられ、または処理装置108によって読取可能な外部記憶デバイスとして実装することができる。いずれの場合でも、上述した通り、処理装置108は、第1および第2の信号間の位相差を決定する。位相差は、図1に示されるように、磁気結合体102のすべりθに対応する。次に、処理装置108は、既知の角度剛性を使用してトルクτを決定することができる。0029非接触トルク決定システム100は、多くのシステム、要素、デバイス、および環境のいずれか1つのトルクを決定するのに使用することができる。1つの特定の好ましい実施形態において、システム100は、軸受組立体を試験し、かつ軸受組立体の空転トルクを決定するのに使用される試験装置と共に実装される。そのような試験装置の1つの特定の物理的実施形態が、図3~5に示され、完全を期して、ここで説明する。そうするとき、図1および図3~5の同様の参照番号は、同様の要素を示す点に留意されたい。0030図3~5を同時に参照すると、試験装置300は、ハウジング組立体302、試験軸304図5、および駆動トルク発生源306を含む。ハウジング組立体302は、台座308上に取り付けられ、様々な要素の中でも特に、冷却用組立体312、複数の軸受支持部314、軸受カバー316、および回転子カバー318を含む。これらの要素は、共に適切に組み立てられたとき、排気され、かつ真空圧に維持されるのが好ましい内容積322を画定する。示された付属器具324のいくつかは、この排気を促進する。残りの付属器具324は、冷却用組立体312内への、かつ冷却用組立体312を通る冷却流を促進する。0031試験軸304は、複数の軸受組立体128を介して、ハウジング組立体内容積322図5内に回転可能に取り付けられる。軸受組立体128は、ハウジング組立体内容積322内に配置され、各々がハウジング組立体302内に取り付けられる。試験軸304は、ハウジング組立体内容積322内に同様に配置される透磁性回転子114に結合される。具体的には、回転子カバー318は、透磁性回転子114を取り囲み、ハウジング組立体内容積322内に透磁性回転子114を封入することがわかる。試験軸304は、多くの技法のいずれか1つを使用して透磁性回転子114に結合することができるが、示された実施形態において、これらの要素は、各要素上に形成される嵌合ねじ山を介して、共に結合される。0032駆動トルク発生源306は、支持部内に取り付けられ、磁気回転子112に結合し、磁気回転子112に駆動トルクを供給するように構成される。上述したように、駆動トルク発生源306は、様々に実装することができる。しかし、示された実施形態において、駆動トルク発生源306は、駆動モータを使用して実装される。駆動モータ306は、理解することができるように、様々に実装することもできる。たとえば、駆動モータ306は、多くの空気モータ、油圧モータ、または電気モータのいずれか1つを使用して実装することができる。特定の好ましい実施形態において、駆動モータ304は、電気モータである。0033試験装置300は、軸受組立体128の空転トルクを決定するのに使用されるのが好ましい。そうするために、上述の試験システム100は、試験装置300の一部として実装される。第1の光送受信機104または関連の探針132は、台座308に固定された取付具311図3および4を参照上に取り付けられ、第2の光送受信機106または関連の探針132は、回転子カバー318内の開口部313図5を参照内に、かつその開口部を通じて密閉するように配置されるのが好ましい。0034本明細書に説明したシステム100は、7x10-5Nm約0.01インチオンスの精度で軸受空転トルクを決定する。試験システム100は、それを回転負荷に機械的に結合することを必要とせずに、これらの正確なトルク決定を提供する一方で、トルク駆動発生源を回転負荷から熱的に絶縁する。0035上述の本発明の詳細な説明において、少なくとも1つの例示的な実施形態が示されてきたが、膨大な数の変形形態が存在することを理解されたい。1つの例示的な実施形態または複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲、適用性、または構成を限定することを決して目的とするものではない点も理解されたい。むしろ、上述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実施するのに便宜的な指針を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態で説明した要素の機能および配置において、様々な変更を行うことができる点を理解されたい。