特許 7596620 マルチターン測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】マルチターン測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110L

G01D5/245 R

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020147195

(22)【出願日】2020-09-02

(65)【公開番号】P2021043194

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2023-06-07

(31)【優先権主張番号】16/562,522

(32)【優先日】2019-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510225465

【氏名又は名称】メジャメント スペシャリティーズ， インコーポレイテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】520336805

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ゼンザーズ ジャーマニー ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】ジェームス，ビショップ

(72)【発明者】

【氏名】アルミン マイセンベルク

(72)【発明者】

【氏名】スコット，ヤンキー

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２７６２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０７１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２９６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００８０１６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１４５０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００２３２１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００ ～ ５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００ ～ ７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチターン測定システムであって、
前記マルチターン測定システムは、
- シャフト（１０）と、
- 複数のギア（３０）と、
- 前記複数のギア（３０）に係合している複数のピニオン（２０）であって、中心軸（Ｃ）の周りを前記複数のピニオン（２０）が回転することにより前記複数のギア（３０）の回転が駆動される、複数のピニオン（２０）と、
- 各々が、前記複数のギア（３０）のうちの１つに配設されており、前記複数のギア（３０）のうちの１つの角度位置に基づいて変化する磁界を有する、複数の磁石（４０）と、
- 各々が前記複数の磁石（４０）のうちの１つの前記磁界を感知するように配置されている、複数の磁界センサ（５６）と、
を備えるとともに、

前記複数のピニオン（２０）は前記シャフト（１０）に配設されており、前記中心軸（Ｃ）の周りを前記シャフト（１０）と共に回転する、

マルチターン測定システム。

【請求項2】

前記複数のピニオン（２０）の各々は異なる数の歯（２２ｔ、２４ｔ）を有し、前記複数のピニオン（２０）は前記中心軸（Ｃ）周りに同時に回転する、
請求項１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項3】

前記複数のピニオン（２０）は、前記中心軸（Ｃ）に沿った異なる位置に配設されている第１のピニオン（２２）および第２のピニオン（２４）を含む、
請求項２に記載のマルチターン測定システム。

【請求項4】

前記複数のギア（３０）は異なる数の歯（３２ｔ、３４ｔ）を有する第１のギア（３２）および第２のギア（３４）を含み、
前記第１のギア（３２）および前記第２のギア（３４）は、前記中心軸（Ｃ）に沿った異なる場所に配設されており、
前記第１のギア（３２）は前記第１のピニオン（２２）に係合しており、
前記第２のギア（３４）は前記第２のピニオン（２４）に係合している、
請求項３に記載のマルチターン測定システム。

【請求項5】

前記複数のギア（３０）は、前記中心軸（Ｃ）に沿って前記第１のギア（３２）と位置合わせされ前記第１のピニオン（２２）に係合している第３のギア（３８）を含む、
請求項４に記載のマルチターン測定システム。

【請求項6】

前記複数の磁石（４０）の各々は、前記複数のギア（３０）のうちの１つの回転軸（３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ）上で中央に配置されており、
前記複数の磁石（４０）の各々の磁化方向（４２Ｍ、４４Ｍ、４６Ｍ）は、前記複数のギア（３０）のうちの１つの直径方向（３２Ｄ、３４Ｄ、３８Ｄ）に延びている、
請求項１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項7】

前記複数の磁界センサ（５６）は、センサボード（５０）の前記磁石（４０）に面する面（５２）に配設されており、
前記複数の磁界センサ（５６）の各々は、前記複数の磁石（４０）のうちの１つと前記中心軸（Ｃ）と平行な方向において位置合わせされている、
請求項１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項8】

前記センサボード（５０）と前記複数のギア（３０）の間に配設されている電磁シールド（６０）を更に備え、
前記複数の磁界センサ（５６）の各々は、前記電磁シールド（６０）を貫通して延在する複数の通路（６２）のうちの１つの中に配設されている、
請求項７に記載のマルチターン測定システム。

【請求項9】

前記シャフト（１０）は、第１の端部（１２）と第２の端部（１４）を有し、
前記第１の端部（１２）は自由端であり、
前記第２の端部（１４）は、前記シャフト（１０）の一部の周囲に延在するスプール（１６）に回転自在に固定されるように構成されている、
請求項１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項10】

集積回路（５８）を更に備え、
前記集積回路（５８）は、前記複数の磁界センサ（５６）に接続されており、前記複数の磁石（４０）の各々の前記磁界を表す複数の信号を受信する、
請求項１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項11】

前記集積回路（５８）は、前記信号に基づいて前記中心軸（Ｃ）周りの前記シャフト（１０）の回転数および角度位置を判定する、
請求項１０に記載のマルチターン測定システム。

【請求項12】

前記集積回路（５８）は、前記シャフト（１０）の前記回転数および前記シャフト（１０）の前記角度位置の両方を含む前記シャフト（１０）の一意の回転位置を、前記信号の複数の組み合わせの各々と関連付ける、
請求項１１に記載のマルチターン測定システム。

【請求項13】

前記集積回路（５８）は、前記マルチターン測定システムの動作中の任意の所与の時間における前記一意の回転位置を判定できる、
請求項１２に記載のマルチターン測定システム。

【請求項14】

前記集積回路（５８）は、前記信号のみに基づいて前記一意の回転位置を判定する、
請求項１２に記載のマルチターン測定システム。

【請求項15】

前記集積回路（５８）から前記一意の回転位置を表す出力信号を受信する通信ボード（７０）を更に備え、
前記通信ボード（７０）は前記出力信号を前記マルチターン測定システムの外部に送信する、
請求項１２に記載のマルチターン測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は測定システムに関し、より詳細には、複数ターンにわたる回転を測定できる測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数ターンにわたるシャフトの回転を測定するために、所与の時点におけるシャフトの角度位置（angular position）とシャフトが経た回転数とを示す既存の測定システムが使用される。かかる測定システムはたとえば、シャフトの周囲にケーブルが巻かれ、ケーブルが引かれてシャフトから繰り出されるとシャフトが回転する、ケーブル作動式位置センサにおいて使用される。様々な用途において、シャフトの角度位置およびシャフトの回転数は、直線位置を測定するために、繰り出されるケーブルの長さを示す。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

かかる測定システムにおけるシャフトの角度位置およびシャフトの回転数は一般にポテンショメータ（potentiometer）によって測定され、シャフトの回転はポテンショメータの出力電圧を線形に変化させる。しかしながら、精度のレベルの高いポテンショメータは非常に高価である。更に、ポテンショメータは不確実な製造に起因して機械的な不具合を非常に生じ易く、このことが電気的な問題およびそれに対応する不正確な測定につながる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

マルチターン測定システムは、複数のギアと、複数のギアに係合している複数のピニオンと、複数のギアのうちの１つに各々配設されている複数の磁石と、複数の磁界センサと、を含む。中心軸周りにピニオンが回転することにより、複数のギアの回転が駆動される。磁石は各々、複数のギアのうちの１つの角度位置に基づいて変化する磁界を有する。磁界センサは各々、複数の磁石のうちの１つの磁界を感知するように配置されている。

【0005】

ここで本発明について、以下の添付の図面を参照して、例示により記載する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】一実施形態に係るマルチターン測定システムの斜視図である。

【図2】マルチターン測定システムのセンサボードおよび電磁シールドが透明なものとして示されている、マルチターン測定システムの分解斜視図である。

【図3】マルチターン測定システムのシャフト、複数のピニオン、複数のギア、および複数の磁石の斜視図である。

【図4】マルチターン測定システムのピニオン、ギア、磁石、センサボード、および電磁シールドの一部の、詳細な側面図である。

【図5】センサボードの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本開示の例示的な実施形態について、同様の参照符号が同様の要素を指す添付の図面を参照して、以下で詳細に記載する。しかし、本開示は多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に明記する実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろこれらの実施形態は、本開示が本開示の概念を当業者に完全に伝えるように提供されている。更に、以下の詳細な説明では、説明の目的で、開示される実施形態の完全な理解をもたらすための多数の具体的な詳細を明記する。しかし、これらの具体的な詳細がなくても１つまたは複数の実施形態を実施できることが明らかである。

【0008】

一実施形態に係るマルチターン測定システムが、図１および図２に示されている。測定システムは、図１および図２に示すように、シャフト１０と、シャフト１０に配設されておりシャフト１０と共に回転可能な複数のピニオン２０と、複数のピニオン２０に係合しピニオン２０の回転によって駆動される複数のギア３０と、ギア３０に配設されている複数の磁石４０と、ギア３０および磁石４０と隣り合って配設されているセンサボード５０と、を備える。

【0009】

シャフト１０は、図２および図３に示すように、第１の端部１２と第２の端部１４の間の中心軸Ｃに沿って延在する。図１および図２に示す実施形態では、第１の端部１２は自由端であり、第２の端部１４は、シャフト１０の一部の周囲に延在するスプール１６に回転自在に固定されている。この実施形態では、ケーブル、ストリング、または当業者に知られている任意の他の長い部材をスプール１６の周囲に巻くことができ、この長い部材を繰り出すことによってスプール１６に回転が付与され、対応する回転がシャフト１０に付与される。別の実施形態では、シャフト１０はスプール１６に固止されていない。この実施形態では、当業者に知られている様々な他の要素によって、シャフト１０に回転を付与することができる。

【0010】

複数のピニオン２０は、図２～図４に示すように、第１のピニオン２２および第２のピニオン２４を含む。第１のピニオン２２は、第１のピニオン２２の外周の周囲に複数の第１のピニオン歯２２ｔが均等に配設されている、円形の部材である。第２のピニオン２４は、第２のピニオン２４の外周の周囲に複数の第２のピニオン歯２４ｔが均等に配設されている、円形の部材である。第１のピニオン歯２２ｔの数は第２のピニオン歯２４ｔの数とは異なり、第１のピニオン２２の直径は第２のピニオン２４の直径とは異なる。示されている実施形態では、第１のピニオン歯２２ｔの数は第２のピニオン歯２４ｔの数よりも少なく、第１のピニオン２２の直径は第２のピニオン２４の直径よりも小さい。示されている実施形態では、第１のピニオン歯２２ｔの数は１６であり、第２のピニオン歯２４ｔの数は１８である。第１のピニオン２２および第２のピニオン２４の個別の関連する歯の数および直径は、他の実施形態では異なっていてもよい。

【0011】

ピニオン２０は、図３に示すように、シャフト１０の第１の端部１２に配設されている。第１のピニオン２２および第２のピニオン２４は、中心軸Ｃに沿った異なる位置に配設されている。示されている実施形態では、第２のピニオン２４は、第１のピニオン２２よりもシャフト１０の第２の端部１４の近くに配設されている。ピニオン２０はシャフト１０に回転自在に固定されており、シャフト１０の回転に対応して中心軸Ｃ周りに同時に回転する。

【0012】

複数のギア３０は、図２および図３に示すように、第１のギア３２と、第２のギア３４と、第３のギア３８と、を含む。第１のギア３２は、図３に示すように、第１のギアの直径方向３２Ｄと、第１のギア３２の外周の周囲に均等に配設されている複数の第１のギア歯３２ｔと、を有する、円形の部材である。第１のギア３２は、第１の回転軸３２Ｂ周りに回転する。第２のギア３４は、第２のギアの直径方向３４Ｄと、第２のギア３４の外周の周囲に均等に配設されている複数の第２のギア歯３４ｔと、を有する、円形の部材である。第２のギア３４は、第２の回転軸３４Ｂ周りに回転する。第２のギア３４は、図３に示すように、第２のギア３４の中央に配置され第２の回転軸３４Ｂに沿って第２のギア３４から突出している、延長部３６を有する。
第３のギア３８は、第３のギアの直径方向３８Ｄと、第３のギア３８の外周の周囲に均等に配設されている複数の第３のギア歯３８ｔと、を有する、円形の部材である。第３のギア３８は、第３の回転軸３８Ｂ周りに回転する。第１の回転軸３２Ｂ、第２の回転軸３４Ｂ、および第３の回転軸３８Ｂは互いに平行であり、かつ中心軸Ｃと平行である。

【0013】

第１のギア歯３２ｔの数は第２のギア歯３４ｔの数とは異なり、第１のギア３２の直径は第２のギア３４の直径とは異なる。第２のギア歯３４ｔの数は第３のギア歯３８ｔの数に等しく、第２のギア３４の直径は第３のギア３８の直径に等しい。示されている実施形態では、第１のギア歯３２ｔの数は、第２のギア歯３４ｔおよび第３のギア歯３８ｔの数よりも少なく、第１のギア３２の直径は、第２のギア３４および第３のギア３８の直径よりも小さい。示されている実施形態では、第１のギア歯３２ｔの数は４２であり、第２のギア歯３２ｔおよび第３のギア歯３８ｔの数は４８である。他の実施形態では、第１のギア３２、第２のギア３４、および第３のギア３８の個別のおよび相対的な歯の数および直径は、異なっていてもよい。

【0014】

図３に示すように、第１のギア３２および第３のギア３８は、中心軸Ｃに沿った第２のギア３４とは異なる位置に配設されており、第１のギア３２および第３のギア３８は第１のピニオン２２に係合するように配置されており、第２のギア３４は第２のピニオン２４に係合するように配置されている。第１のギア３２および第３のギア３８は、中心軸Ｃに沿った同じ位置に位置合わせされている。第１のピニオン２２の回転が、第１の回転軸３２Ｂ周りの第１のギア３２の、および第３の回転軸３８Ｂ周りの第３のギア３８回転を駆動し、第２のピニオン２４の回転が、第２の回転軸３４Ｂ周りの第２のギア３４の回転を駆動する。

【0015】

複数の磁石４０は、図２および図３に示すように、第１のギア３２に配設されている第１の磁石４２と、第２のギア３４に配設されている第２の磁石４４と、第３のギア３８に配設されている第３の磁石４６と、を含む。第２の磁石４４は、図３に示すように、第２のギア３４の延長部３６に、第１の磁石４２および第３の磁石４６と同一平面となるように配置されている。磁石４０の各々は、対応するギア３０の回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ上の中央に配置されている。磁石４０の各々の磁化方向４２Ｍ、４４Ｍ、４６Ｍ、すなわち磁石４０のＮ極とＳ極の間に延びる方向は、対応するギア３０の直径方向３２Ｄ、３４Ｄ、３８Ｄに延びている。磁石４０は各々、ギア３０と共に回転する。

【0016】

図１、図２、図４、および図５に示すセンサボード５０は、第１の面５２と反対側の第２の面５４とを有するプリント回路基板である。センサボード５０の第１の面５２には、複数の磁界センサ５６が配設されている。磁界センサ５６の数はギア３０に配設されている磁石４０の数に対応しており、示されている実施形態では３つの磁界センサ５６が存在する。一実施形態では、磁界センサ５６の各々は異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサである。

【0017】

図１に示すように、集積回路５８は、センサボード５０の第２の面５４に配設されている。集積回路５８は、センサボード５０の配線を通して磁界センサ５６の各々に電気接続されており、磁界センサ５６の各々から電気信号を受信することができる。集積回路５８は、プロセッサと、このプロセッサに接続されているメモリと、を含む。メモリは非一時的コンピュータ可読媒体であり、以下で更に詳細に記載するように、磁界センサ５６からの入力信号に基づいて出力信号を生成するようにプロセッサによって実行可能なアルゴリズムを記憶している。示されている実施形態では、集積回路５８は、ｉＣ Ｈａｕｓが製造するｉＣ－ＭＮＦとして知られている、市販の特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）である。

【0018】

図１、図２、および図４に示すように、センサボード５０は、センサボード５０の第１の面５２がギア３０および磁石４０に面した状態で、ギア３０と隣り合って配置されている。磁界センサ５６の各々は、対応する磁石４０の回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂに沿って磁石４０のうちの１つと位置合わせされ、中央に配置されている。

【0019】

図２および図４に示す実施形態では、マルチターン測定システムは電磁シールド６０を備える。電磁シールド６０は、図２に示すように、材料のシートから形成されており、電磁シールド６０を貫通して延在する複数のセンサ通路６２を含む。一実施形態では、センサ通路６２は材料のシートにパンチングされる。示されている実施形態では、電磁シールド６０は鋼材料で形成される。他の実施形態では、電磁シールド６０は、鉄材料、または当業者に知られているような電磁シールドを行うことのできる任意の他の材料で形成してもよい。

【0020】

図２および図４に示すように、電磁シールド６０は、センサボード５０の第１の面５２に配置されており、ギア３０とセンサボード５０の間に配設されている。磁界センサ５６の各々は、電磁シールド６０のセンサ通路６２のうちの１つの中に配設されており、電磁シールド６０によって包囲されている。図４に示すように、磁界センサ５６の各々は、電磁シールド６０の厚さとほぼ同じ量だけ、センサボード５０の第１の面５２から突出している。

【0021】

図１および図２に示す実施形態では、マルチターン測定システムは通信ボード７０を備える。通信ボード７０はセンサボード５０に電気接続されているプリント回路基板であり、集積回路５８から出力信号を受信するように適合されている。通信ボード７０は、複数の異なるタイプの電気接続ポートのうちの１つ、および／または、通信ボード７０に設置されている当業者に知られている複数の電気構成要素において実施された複数の異なるタイプの信号フォーマットのうちの１つを有する。

【0022】

マルチターン測定システムは、図１および図２に示す実施形態では、ハウジング８０を備える。ハウジング８０に、シャフト１０、ピニオン２０、ギア３０、磁石４０、センサボード５０、電磁シールド６０、および通信ボード７０が組み付けられる、ハウジング８０を備える。ハウジング８０は、図２に示すように、基部８２と、基部８２の中央を通って延在するシャフト通路８４と、中心軸Ｃ周りに基部８２から延在する側壁８６と、を有する。基部８２および側壁８６は、構成要素受入れスペース８８を画定する。

【0023】

図１および図２に示すように、シャフト１０はシャフト通路８４を通って延在し、ピニオン２０、ギア３０、磁石４０、センサボード５０、および電磁シールド６０は、構成要素受入れスペース８８内に配置されている。ギア３０は基部８２に固止されており、それらのそれぞれの回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ周りに、ハウジング８０に対して回転可能である。センサボード５０は、電磁シールド６０がセンサボード５０の第１の面５２に配設されている状態で、構成要素受入れスペース８８の大部分を閉じ込めるように配置されている。組み立てられた状態では、図４に示すように、磁界センサ５６および電磁シールド６０は、ギア３０に設けられた磁石４０から中心軸Ｃと平行な方向に間隔８９を有して配置されている。通信ボード７０は、ハウジング８０内で、基部８２の構成要素受入れスペース８８とは反対側に配置されている。図１の実施形態に示すように、マルチターン測定システムを組み立てられた状態に固定するために、複数の固定具９０を使用してもよい。

【0024】

マルチターン測定システムは、中心軸Ｃ周りのシャフト１０の回転および中心軸Ｃ周りのシャフト１０の角度位置を測定するが、このことについて以下でより詳細に説明する。

【0025】

中心軸Ｃ周りのシャフト１０の回転は、スプール１６の回転によって駆動され得るか、または外部要素によって直接駆動され得る。シャフト１０が中心軸Ｃ周りに回転するにつれ、ピニオン２０は中心軸Ｃ周りに同時に回転し、ギア３０を、図３に示すそれらの対応する回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ周りに回転するように駆動する。ピニオン２０は異なる数の歯２２ｔ、２４ｔを有し、ギア３０のうちのいくつかは異なる数の歯３２ｔ、３４ｔ、３８ｔを有してピニオン２０に係合するので、ギア３０は各々が異なるギア比を有し、各々がそれらの回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ周りの異なる角度位置を有する。ピニオン２０の関連する歯２２ｔ、２４ｔおよびギア３０の歯３２ｔ、３４ｔ、３８ｔの構成ならびに異なるギア３０と異なるピニオン２０との係合は、ギア３０の各々が同じ開始角度位置に戻った位置に達するのに、シャフト１０の多数回の回転を必要とする。

【0026】

磁石４０の各々は、対応するギア３０の回転に起因して対応するギア３０の角度位置に基づいて変化する磁界を有する。磁石４０と位置合わせされている磁界センサ５６は、図２および図４に示すように、各々が複数の磁石４０のうちの１つの磁界を感知する。磁界センサ５６は各々、磁界センサ５６が位置合わせされている磁石４０の磁界を示すセンサ信号を、集積回路５８に出力する。磁界センサ５６が出力するセンサ信号は、対応するギア３０の回転に起因して磁石４０の各々の磁界が回転するにつれて変化する。電磁シールド６０のセンサ通路６２内に磁界センサ５６を配置することにより、外部の電界および磁界センサ５６が位置合わせされていない他の磁石４０からの浮遊磁界の、位置合わせされている磁石４０の磁界の検出に対する影響が限定され、磁界センサ５６が出力するセンサ信号の品質が改善される。

【0027】

集積回路５８は、磁界センサ５６の各々からセンサ信号を受信する。示されている実施形態では、集積回路５８は３つのセンサ信号、すなわち、第１の回転軸３２Ｂ周りの第１の磁石４２の磁界を表す第１のセンサ信号、第２の回転軸３４Ｂ周りの第２の磁石４４の磁界を表す第２のセンサ信号、および第３の回転軸３８Ｂ周りの第３の磁石４６の磁界を表す第３のセンサ信号を受信する。

【0028】

磁石４０の各々の磁界は対応するギア３０の回転に起因して変動するので、集積回路５８で受信されたセンサ信号は、所与の時点におけるギア３０の各々の角度位置を表している。集積回路５８に記憶されているアルゴリズムにより、バーニヤの原理（Vernier principle）に一部基づいて、対応するセンサ信号が処理される。集積回路５８は、シャフト１０の回転数およびその時点の回転におけるシャフト１０の角度位置の両方を含む、シャフト１０の一意の回転位置と各々関連付けられている磁界センサ５６からの３つのセンサ信号の、可能な組み合わせを記憶する。すなわち、ギア３０が異なるギア比を各々有し、シャフト１０の多数回の回転によるそれらの回転軸３２Ｂ、３４Ｂ、３８Ｂ周りの異なる角度位置を各々有するので、ギア３０に設けられた磁石４０の磁界を表す３つのセンサ信号の各組は区別可能であり、中心軸Ｃ周りのシャフトの個別の回転位置と個々に関連付けることができる。
集積回路５８の一実施形態では、ギア３０の回転中の磁石４０の磁界を表すセンサ信号の各組み合わせを、中心軸Ｃ周りのシャフト１０の時計回りおよび反時計回りの回転方向の各々について８４回転を上限として、シャフト１０の一意の回転位置と関連付けることができる。

【0029】

集積回路５８は、所与の時間に受信されたセンサ信号に関連付けられた一意の回転位置を確認するためのアルゴリズムの実行に基づいて、所与の時間におけるシャフト１０の一意の回転位置を判定する。集積回路５８は、マルチターン測定システムをオンにした直後を含むマルチターン測定システムの動作中の任意の所与の時間における、シャフト１０の一意の回転位置を判定することができる。一実施形態では、集積回路５８は、磁界センサ５６から受信されたセンサ信号のみに基づいて、シャフト１０の一意の回転位置を判定する。

【0030】

ｉＣ Ｈａｕｓの製造するｉＣ－ＭＮＦとして実施される集積回路５８は、ギア３０同士の間の角速度および角度位置の特定の関係を求める記載した計算を行うように適合されている。複数のピニオン２０により、歯３２ｔ、３４ｔ、３８ｔの数がより少ないギア３０の場合に、集積回路５８が磁界センサ５６からのセンサ信号を処理することが可能になり、マルチターン測定システムの全体サイズが小さくなる。

【0031】

集積回路５８は、出力信号としてのシャフト１０の一意の回転位置を、通信ボード７０が読み取り可能なフォーマットで通信ボード７０に送信する。一実施形態では、集積回路５８は、出力信号をシリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）信号として出力する。図１および図２に示す通信ボード７０は、集積回路５８からの出力信号をマルチターン測定システムの外部のデバイスに送信する。複数の通信ボード７０の間で入れ換えが可能であり、マルチターン測定システムと共に使用される特定の通信ボード７０は、所望の接続構成および出力信号の信号フォーマットに基づいて選択される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】