JP2019190930A - Vibration detector - Google Patents
Vibration detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019190930A JP2019190930A JP2018082196A JP2018082196A JP2019190930A JP 2019190930 A JP2019190930 A JP 2019190930A JP 2018082196 A JP2018082196 A JP 2018082196A JP 2018082196 A JP2018082196 A JP 2018082196A JP 2019190930 A JP2019190930 A JP 2019190930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- vibration detector
- magnet
- expansion coefficient
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
本件は、振動検出器に関する。 The present case relates to a vibration detector.
磁気回路が生成する磁界の中を導体が振動することによって得られる起電力を測定することで、振動の大きさを検出する振動検出器が開示されている(例えば、特許文献1,2参照)。 A vibration detector that detects the magnitude of vibration by measuring an electromotive force obtained by the vibration of a conductor in a magnetic field generated by a magnetic circuit is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2). .
磁気回路を構成する磁石の特性は、周囲温度により変化する。例えば、周囲温度が高くなると、磁石の磁力が弱くなる傾向にある。したがって、振動検出器の感度が設置環境により変化し、振動検出器の測定精度が変動するおそれがある。 The characteristics of the magnets constituting the magnetic circuit vary with the ambient temperature. For example, when the ambient temperature increases, the magnetic force of the magnet tends to be weakened. Therefore, the sensitivity of the vibration detector may vary depending on the installation environment, and the measurement accuracy of the vibration detector may vary.
1つの側面では、本発明は、測定精度の変動を抑制することができる振動検出器を提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide a vibration detector that can suppress variation in measurement accuracy.
1つの態様では、本発明に係る振動検出器は、磁石を備え一部に空隙部を有する磁気回路と、前記空隙部に配置され前記磁気回路に対して相対的に変位可能な導体と、を備える振動検出器であって、低熱膨張係数材料と高熱膨張係数材料との熱膨張係数差を利用して、周囲温度が高くなれば前記空隙部に近づき、周囲温度が低くなれば前記空隙部から遠ざかることで、前記空隙部における磁束密度の変化を低減する低減部材、を備えることを特徴とする。 In one aspect, a vibration detector according to the present invention includes a magnetic circuit having a magnet and a gap in part, and a conductor that is disposed in the gap and is relatively displaceable with respect to the magnetic circuit. A vibration detector comprising a thermal expansion coefficient difference between a low thermal expansion coefficient material and a high thermal expansion coefficient material, approaching the gap when the ambient temperature is high, and from the gap when the ambient temperature is low It is provided with the reduction member which reduces the change of the magnetic flux density in the said space | gap part by moving away.
上記振動検出器において、前記低減部材を磁性体としてもよい。 In the vibration detector, the reduction member may be a magnetic body.
上記振動検出器において、前記低減部材を、前記磁気回路が生成する磁場と反発する磁場を生成する磁石としてもよい。 In the vibration detector, the reduction member may be a magnet that generates a magnetic field repelling a magnetic field generated by the magnetic circuit.
測定精度の変動を抑制することができる振動検出器を提供することができる。 A vibration detector that can suppress fluctuations in measurement accuracy can be provided.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1(a)は、第1実施形態に係る振動検出器100の全体構成を例示する模式的な断面図である。図1(a)において、感度軸(例えば鉛直方向)をY軸とし、感度軸と直交する方向(例えば水平方向)をX軸とする。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the
図1(a)で例示するように、振動検出器100は、有底有蓋であってY軸に沿って軸を有する略円筒形状を有するケース10内に各機器が配置された構造を有する。ケース10は、SUS304などの非磁性の金属からなる。
As illustrated in FIG. 1A, the
ケース10内において、ヨーク21が配置されている。ヨーク21は、磁性体からなり、有底であってY軸に沿って軸を有する略円筒形状を有する。ヨーク21の外径はケース10の内径よりも若干小さく設定されているため、ヨーク21は、ケース10内に収容されるとともにケース10内に固定される。ヨーク21の上端部は、内方に対して突出してリング形状をなしている。このリング形状の部分は、ヨーク21の外極として機能する。
A
ヨーク21の底部の上面中心部に、Y軸方向に沿って軸を有する略円柱形状の磁石22が配置されている。磁石22上には、Y軸方向に沿って軸を有する略円柱形状のトッププレート23が配置されている。トッププレート23は、磁性体からなる。トッププレート23は、ヨーク21のリング形状の外極と対向する位置に配置されている。それにより、トッププレート23は、内極として機能する。
A substantially
ヨーク21の外極と、内極として機能するトッププレート23との間の空隙部24には、直流磁界が形成される。それにより、図1(b)で例示するように、ヨーク21、磁石22、トッププレート23および空隙部24によって磁気回路が形成される。すなわち、磁束線は、磁石22、トッププレート23、空隙部24、ヨーク21、磁石22というループを形成する。または、磁束線は、磁石22、ヨーク21、空隙部24、トッププレート23、磁石22というループを形成する。なお、図1(b)においては、磁束線が描かれており、図1(a)のハッチを省略してある。
A DC magnetic field is formed in the
この空隙部24において、Y軸方向を軸として周回するように巻線導体を備える略円筒形状のコイル30が配置されている。コイル30は、上下1対の支持バネ40によって支持されている。支持バネ40は、ヨーク21に固定されている。それにより、空隙部24において、磁気回路に対して相対的に変位可能であって、振動可能である。コイル30は、非磁性材料製のボビンを使用せずにコイル線材だけで直接円筒状に巻線するか、もしくはボビン上にコイル線材を円筒状に巻線して形成されている。コイル30から2本のリード線51は、ケース10の蓋を貫通する出力端子52に接続されている。
In the
コイル30がY軸方向に沿って振動すると、コイル30と磁気回路との間の相対速度に比例した電圧Eがコイル30の両端に発生する。この電圧は、下記式(1)で表すことができる。出力端子52を用いてこの電圧Eを測定することにより、コイル30の振動速度vを検出することができ、振動変位を検出することができる。
E=BLv (1)
B:コイル30が位置している空隙部24の磁束密度
L:コイル30の有効長
v:コイル30と磁気回路との間の相対速度
When the
E = BLv (1)
B: Magnetic flux density of the
本実施形態に係る振動検出器100は、ヨーク21の上端に、有蓋であってY軸方向に沿って軸を有する略円筒形状の支持枠60を備えている。支持枠60は、非磁性体からなる。支持枠60の外径はケース10の内径よりも若干小さく設定されているため、支持枠60は、ケース10内に収容されるとともにケース10内に固定される。
The
支持枠60の蓋部の下面中心部に、Y軸方向に沿って軸を有する略円柱形状の位置決め部材70が固定されている。位置決め部材70は、非磁性体からなる。位置決め部材70の下端には、磁性体80が固定されている。Y軸方向において、磁性体80は、空隙部24よりも上方に位置するが、当該空隙部24の近傍に位置している。
A substantially
位置決め部材70の熱膨張係数は、支持枠60の熱膨張係数よりも高く設定されている。例えば、支持枠60は、セラミックなどによって構成されている。位置決め部材70は、アルミニウム、樹脂材などによって構成されている。それにより、周囲温度が上昇した場合に、支持枠60の膨張量よりも位置決め部材70の膨張量の方が大きくなる。したがって、磁性体80は、周囲温度が低い場合よりも高い場合において、空隙部24に近づくことになる。周囲温度が下降した場合には、支持枠60の収縮量よりも位置決め部材70の収縮量の方が大きくなる。したがって、磁性体80は、周囲温度が高い場合よりも低い場合において、空隙部24から遠ざかることになる。
The thermal expansion coefficient of the
ここで、本実施形態に係る振動検出器100の効果について説明するため、比較形態に係る振動検出器200について説明する。図2(a)は、振動検出器200の構成を例示する模式的な断面図である。図2(a)で例示するように、振動検出器200が振動検出器100と異なる点は、支持枠60、位置決め部材70および磁性体80が備わっていない点である。
Here, in order to explain the effect of the
振動検出器200においても、出力端子52を用いて電圧Eを測定することによって、振動速度vを検出することができる。しかしながら、磁石22の特性は、周囲温度により変化する。例えば、周囲温度が高くなると、図2(b)で例示した磁石22の磁力が弱くなる傾向にある。したがって、振動検出器100の感度が設置環境により変化し、振動検出器100の測定精度が変動してしまう。
Also in the
これに対して、本実施形態に係る振動検出器100においては、磁性体80が空隙部24の近くに位置していることから、図1(b)で例示するように、上述した磁束線のループの一部は磁性体80を通過することになる。磁性体80の位置が変動すると、磁性体80を通過する磁束線の分布も変化する。周囲温度が高くなって磁石22の磁力が弱くなった場合に、支持枠60の熱膨張係数と位置決め部材70の熱膨張係数との差を利用して、磁性体80が空隙部24に近づくことになる。この場合、空隙部24の磁束密度が大きくなる。したがって、周囲温度が高くなって磁石22の磁力が弱くなった場合における空隙部24の磁束密度の変化が低減される。その結果、振動検出器100の測定精度の変動を抑制することができる。
On the other hand, in the
なお、周囲温度が低くなって磁石22の磁力が強くなった場合には、支持枠60の熱膨張係数と位置決め部材70の熱膨張係数との差を利用して、磁性体80が空隙部24から遠ざかることになる。この場合、空隙部24の磁束密度が小さくなる。それにより、周囲温度が低くなって磁石22の磁力が強くなった場合における空隙部24の磁束密度の変化が低減される。その結果、振動検出器100の測定精度の変動を抑制することができる。
Note that when the ambient temperature is lowered and the magnetic force of the
本実施形態においては、ヨーク21、磁石22およびトッププレート23が、磁石を備え一部に空隙部を有する磁気回路の一例として機能する。コイル30が、前記空隙部に配置され前記磁気回路に対して相対的に変位可能な導体の一例として機能する。支持枠60が、低熱膨張係数材料の一例として機能する。位置決め部材70が、高熱膨張係数材料の一例として機能する。磁性体80が、低熱膨張係数材料と高熱膨張係数材料との熱膨張係数差を利用して、周囲温度が高くなれば前記空隙部に近づき、周囲温度が低くなれば前記空隙部から遠ざかることで、前記空隙部における磁束密度の変化を低減する低減部材の一例として機能する。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
図3(a)は、第2実施形態に係る振動検出器100aを例示する模式的な断面図である。振動検出器100aが図1の振動検出器100と異なる点は、磁性体80の代わりに磁石90が設けられている点である。磁石90は、図4(a)で例示するように、磁石90が生成する磁場と、ヨーク21、磁石22、トッププレート23および空隙部24によって構成される磁気回路が生成する磁場とが互いに反発するように配置される。例えば、図4(b)で例示するように、磁石22のN極がY軸上方に位置し、S極がY軸下方に位置する場合には、磁石90は、N極がY軸下方に位置し、S極がY軸上方に位置するように配置される。図4(c)で例示するように、磁石22のS極がY軸上方に位置し、N極がY軸下方に位置する場合には、磁石90は、S極がY軸下方に位置し、N極がY軸上方に位置するように配置される。
(Second Embodiment)
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view illustrating a
磁石22が生成する磁束線と、磁石90が生成する磁束線とは、互いに交差しない。したがって、図3(b)で例示するように、磁石90が空隙部24に近づくと、磁石22が生成する磁束線がY軸方向の下方に押し込まれる。それにより、空隙部24の磁束密度が大きくなる。磁石90が空隙部24から遠ざかると、空隙部24の磁束密度が小さくなる。
The magnetic flux lines generated by the
本実施形態においては、周囲温度が上昇して磁石22の磁力が弱くなった場合に、支持枠60の熱膨張係数と位置決め部材70の熱膨張係数との差を利用して、磁石90が空隙部24に近づくことになる。それにより、空隙部24における磁束密度の変化が低減される。その結果、振動検出器100aの測定精度の変動を抑制することができる。
In the present embodiment, when the ambient temperature rises and the magnetic force of the
なお、周囲温度が低くなって磁石22の磁力が強くなった場合には、支持枠60の熱膨張係数と位置決め部材70の熱膨張係数との差を利用して、磁石90が空隙部24から遠ざかることになる。それにより、空隙部24における磁束密度の変化が低減される、その結果、振動検出器100aの測定精度の変動を抑制することができる。
When the ambient temperature is lowered and the magnetic force of the
本実施形態においては、ヨーク21、磁石22およびトッププレート23が、磁石を備え一部に空隙部を有する磁気回路の一例として機能する。コイル30が、前記空隙部に配置され前記磁気回路に対して相対的に変位可能な導体の一例として機能する。支持枠60が、低熱膨張係数材料の一例として機能する。位置決め部材70が、高熱膨張係数材料の一例として機能する。磁石90が、低熱膨張係数材料と高熱膨張係数材料との熱膨張係数差を利用して、周囲温度が高くなれば前記空隙部に近づき、周囲温度が低くなれば前記空隙部から遠ざかることで、前記空隙部における磁束密度の変化を低減する低減部材の一例として機能する。
In the present embodiment, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 ケース
21 ヨーク
22 磁石
23 トッププレート
24 空隙部
30 コイル
40 支持バネ
51 リード線
52 出力端子
60 支持枠
70 位置決め部材
80 磁性体
90 磁石
100 振動検出器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
低熱膨張係数材料と高熱膨張係数材料との熱膨張係数差を利用して、周囲温度が高くなれば前記空隙部に近づき、周囲温度が低くなれば前記空隙部から遠ざかることで、前記空隙部における磁束密度の変化を低減する低減部材、を備えることを特徴とする振動検出器。 A vibration detector comprising a magnetic circuit having a gap in part with a magnet and a conductor disposed in the gap and displaceable relative to the magnetic circuit,
By utilizing the difference in thermal expansion coefficient between the low thermal expansion coefficient material and the high thermal expansion coefficient material, if the ambient temperature is high, the gap portion is approached, and if the ambient temperature is low, the gap portion is moved away. A vibration detector comprising a reduction member that reduces a change in magnetic flux density.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018082196A JP2019190930A (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Vibration detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018082196A JP2019190930A (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Vibration detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019190930A true JP2019190930A (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=68389868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018082196A Pending JP2019190930A (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Vibration detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019190930A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114383710A (en) * | 2021-11-10 | 2022-04-22 | 星德胜科技(苏州)股份有限公司 | Efficient and convenient vibration measurement method for motor |
-
2018
- 2018-04-23 JP JP2018082196A patent/JP2019190930A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114383710A (en) * | 2021-11-10 | 2022-04-22 | 星德胜科技(苏州)股份有限公司 | Efficient and convenient vibration measurement method for motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10622877B2 (en) | Linear vibration generator | |
JP2017198988A (en) | Dual-lens camera system | |
US9461530B2 (en) | Electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy | |
WO2018058809A1 (en) | Linear vibration motor | |
JP2015118115A (en) | Camera shake correction device | |
KR102123167B1 (en) | Device for deflecting laser beams | |
JP2019190930A (en) | Vibration detector | |
JP2013057872A (en) | Electromagnetic driving device | |
JP2013050172A (en) | Electromagnetic suspension | |
JP2020003447A (en) | Vibration detector | |
JP2022149259A (en) | speaker | |
JPH0544609B2 (en) | ||
JP6346963B2 (en) | Voice coil motor and focus lens | |
JP6064748B2 (en) | Power generator | |
JP2021043112A (en) | Vibration detector | |
JP3341696B2 (en) | Linear actuator | |
JP2008206356A (en) | Moving magnet linear actuator | |
JP2012205451A (en) | Vibration power generator | |
JP2022038362A (en) | Vibration detector | |
CN202679211U (en) | Improved structure of voice coil motor | |
JP2008256110A (en) | Vibration damping device and offset correction method for vibration damping device | |
CN212177741U (en) | Damping device | |
JP2019115200A (en) | Vibration power generator | |
JPH06189518A (en) | Linear motor | |
KR101404601B1 (en) | The vibrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190419 |