角速度测量装置以及相对角速度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种角速度测量装置以及相对角速度测量装置。角速度测量装置对被固定在旋转轴上的齿轮的角速度进行测量，并具备：磁传感器，其为一对，并被配置在与齿轮的齿面相对置的位置处，并且以非接触的方式对该齿面的形状进行检测；运算部，其被构成为，生成对一对磁传感器的各自的输出检测信号进行合成而得的波形，并将输出波形输出，且根据该输出波形而对齿轮的角速度进行计算，其中，一对磁传感器被配置为，在将齿轮的圆周方向的齿面形状中的一个周期设为一个齿距时，所述输出检测信号相对性地以{(n－1)+(1/6)}齿距的量而错开。

【技术实现步骤摘要】
角速度测量装置以及相对角速度测量装置
本专利技术涉及一种高精度地对齿轮的转速进行测量的角速度测量装置以及相对角速度测量装置。
技术介绍
齿轮的转速通过适当地选择利用回转式编码器的方式、或利用光遮断器的方式、或利用磁传感器的方式等各种测量方式而被测量。在对被安装于车辆等实际设备上的齿轮的转速进行测量的情况下，在回转式编码器的测量方式中，需要将回转式编码器直接设置在旋转轴上，从而设置空间会受到限制。此外，在实际设备的情况下，在被测量对象进行旋转的结构上以能够进行测量的方式设置回转式编码器这本身是较为困难的。在光遮断器的测量方式中，需要确保光路，此外，由于因环境而产生的影响较大从而设置部位将会受到限制。在磁传感器的测量方式中，由于利用回转式编码器或光遮断器的测量方式的问题不大，因此适用于所安装的齿轮的转速的测量。由于在这种转速的测量方式中采用了如下结构，即，取得传感器信号是否超过固定的阈值的0/1信号，并且通过对该0/1信号进行计数而计算出转速，因此，无法以较高的分辨率来掌握所取得的传感器信号间的速度变化。因此，在日本专利第3016656中公开了如下的角速度测量装置，即，在磁传感器的测量方式中，通过利用正弦波形的传感器信号，从而实现了能够以高分辨率进行测量并以较高精度而取得齿轮的转速，由此能够高精度地掌握齿轮的啮合齿的旋转位置。
技术实现思路
该日本专利第3016656所记载的角速度测量装置中，在采用具有正弦波形的齿面的齿轮的情况下，取得没有噪声的正弦波形的传感器信号的输出波形，并根据该输出波形(正弦波形)的相位波形而实现了转速的变动的高精度的计算。然而，在日本专利第3016656所记载的角速度测量装置中，从磁传感器输出与被测量对象的齿轮的齿面形状相对应的传感器信号。因此，在被测量对象为并非准确的正弦波形的齿面形状的齿轮的情况下，会输出包含与该齿面形状相对应的噪声、具体而言包含高次谐波成分的传感器信号，从而高精度地对转速的变动进行计算较为困难。于是，无法高精度地对被安装且相互啮合的齿轮的相对的角速度进行测量，例如，高精度地取得齿轮的齿面彼此的接触或分离以减少齿轮撞击声等的调节会变得困难。另外，如下文叙述，这种问题即使在利用光遮断器的测量方式的角速度测量装置中，在采用不具有准确的正弦波形的齿面形状的齿轮的情况下，也同样地会发生。本专利技术提供一种即使在具有正弦波形的齿面的齿轮以外的情况下，也能够高精度地取得角速度的变动的角速度测量装置以及相对角速度测量装置。本专利技术的一个方式为对被固定于旋转轴上的齿轮的角速度进行测量的角速度测量装置，所述角速度测量装置包括：第一非接触传感器以及第二非接触传感器，所述第一非接触传感器及所述第二非接触传感器为一对，并被配置在与所述齿轮的齿面相对置的位置处，并且被构成为以非接触的方式对该齿面的形状进行检测；运算部，其被构成为，生成对所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器的各自的输出检测信号进行合成而得的相位的波形，并将输出波形输出，且根据所述输出波形而对所述齿轮的角速度进行计算，其中，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器被配置为，在将所述齿轮的圆周方向的齿面形状中的一个周期设为一个齿距时，利用自然数n，而使所述输出检测信号相对性地以{(n－1)+(1/6)}齿距的量而错开。根据这种本专利技术的一个方式，第一非接触传感器以及第二非接触传感器被配置为，成为与该齿轮的齿面形状相对应的输出波形的输出检测信号相对性地以被测量对象的齿轮的齿面形状的{(n－1)+(1/6)}齿距的量而错开。即，第一非接触传感器以及第二非接触传感器被配置在，从各自的输出检测信号重叠的位置相对性地以该输出信号波形的相位波形中的(π/3)相位的量而错开了的位置处。因此，与随着该齿轮的齿面的旋转而产生的所述齿轮的向圆周方向的变动相对应的相位波形的输出检测信号在相对性地以(π/3)相位的量而错开的状态下被重叠并合成。此时，在来自第一非接触传感器以及第二非接触传感器的输出检测信号中，包含因被测量对象的齿轮的齿面形状为与正弦波形类似的形状而产生的三次的高次谐波成分等噪声。特别是，虽然三次的高次谐波成分的噪声会对角速度的测量精度造成影响，但是通过使各自的输出检测信号以(π/3)相位的量而错开并合成，从而能够减小三次的高次谐波成分的噪声强度，进而形成高品质的大致正弦波形的相位波形的合成输出波形并输出。因此，即使在被测量对象的齿轮被形成为不是正弦波形的齿面形状的情况下，也能够通过解析将对该齿面形状进行检测的输出检测信号合成而得的大致正弦波形的输出波形，从而高分辨率且高精度地对该齿轮的转速进行计算，由此能够容易地掌握该齿轮的高精度的转速的变动。其结果为，能够提供一种即使对于具有正弦波形的齿面的齿轮以外的情况也能够高精度地取得角速度的变动的角速度测量装置。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述齿轮由渐开线齿轮构成。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器由磁传感器构成。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述磁传感器由涡流传感器构成，所述第一非接触传感器和所述第二非接触传感器分别以不同的振荡频率而进行工作。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器被配置于，在该齿轮的圆周方向上相对性地错开了的位置处。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器被配置于在所述齿轮的齿宽方向上错开了的位置处。在本专利技术的方式中，也可以采用如下方式，即，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器在所述齿轮为斜齿轮的情况下，被配置于在所述齿轮的齿宽方向上错开了的位置处，并且被配置于与所述旋转轴的轴线方向平行的直线上。此外，提供一种相对角速度测量装置，其具备至少两组本专利技术的方式的角速度测量装置，所述相对角速度测量装置可以具备相对角速度运算部，所述相对角速度运算部被构成为，分别对通过所述角速度测量装置中的每一组而被测量出的相互啮合的一对所述齿轮的角速度进行测量，并对该齿轮之间的相对性的角速度进行计算。因此，能够构筑取得相互啮合的齿轮彼此的相对性的角速度的相对角速度测量装置，例如，能够有效且容易地抑制随着相互啮合的齿接触或分离而产生的齿轮撞击声等。附图说明本专利技术的代表性实施例的特征、优点、技术与工业意义将被描绘至如下的附图中以供参考，其中相同数字表示相同要素。图1为表示与本专利技术的角速度测量装置相关的一个实施方式的图，且为表示角速度测量装置的概要整体结构的示意图。图2为表示角速度测量装置的运算部的结构的框图。图3A为对角速度测量装置的一个磁传感器的结构进行说明的图，且为对磁传感器的相对于齿轮的配置进行说明的布局图。图3B为对磁传感器的传感器输出进行说明的曲线图。图4A为对角速度测量装置的一对磁传感器的结构进行说明的图，且为对一对磁传感器相对于齿轮的配置进行说明的布局图。图4B为对一对磁传感器的传感器输出进行说明的曲线图。图5A为表示角速度测量装置的一方的基准位置的磁传感器的输出波形模型的曲线图。图5B为表示角速度测量装置的另一方的偏置位置的磁传感器的输出波形模型的曲线图。图5C为表示对各个传感器信号进行合成时的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角速度测量装置，其对被固定于旋转轴上的齿轮的角速度进行测量，所述角速度测量装置的特征在于，包括：第一非接触传感器以及第二非接触传感器，所述第一非接触传感器及第二非接触传感器为一对，并被配置在与所述齿轮的齿面相对置的位置处，并且被构成为以非接触的方式对该齿面的形状进行检测；运算部，其被构成为，生成对所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器的各自的输出检测信号进行合成而得的相位的波形，并将输出波形输出，且根据所述输出波形而对所述齿轮的角速度进行计算，其中，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器被配置为，在将所述齿轮的圆周方向的齿面的形状中的一个周期设为一个齿距时，利用自然数n，而使所述输出检测信号相对性地以{(n－1)+(1/6)}齿距的量而错开。

【技术特征摘要】
2016.09.29 JP 2016-1921201.一种角速度测量装置，其对被固定于旋转轴上的齿轮的角速度进行测量，所述角速度测量装置的特征在于，包括：第一非接触传感器以及第二非接触传感器，所述第一非接触传感器及第二非接触传感器为一对，并被配置在与所述齿轮的齿面相对置的位置处，并且被构成为以非接触的方式对该齿面的形状进行检测；运算部，其被构成为，生成对所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器的各自的输出检测信号进行合成而得的相位的波形，并将输出波形输出，且根据所述输出波形而对所述齿轮的角速度进行计算，其中，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器被配置为，在将所述齿轮的圆周方向的齿面的形状中的一个周期设为一个齿距时，利用自然数n，而使所述输出检测信号相对性地以{(n－1)+(1/6)}齿距的量而错开。2.如权利要求1所述的角速度测量装置，其特征在于，所述齿轮由渐开线齿轮构成。3.如权利要求1或2所述的角速度测量装置，其特征在于，所述第一非接触传感器以及所述第二非接触传感器由磁传感器构成。4.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：北条胜之，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP