JP2668356B2 - 振動センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は、減圧調整等により内部の圧力変動を極端に
減少した適宜の気体タンク（例えば空気タンク）と、後
記コイルと相まって上記気体タンクの変位を感知しつつ
起電力が発生するように組合せ構成した磁性流体並びに
磁石体と、上記発生した起電力を振動表示に変換する適
宜の電気制御回路に連結されたコイルとを巧みに組合せ
てなることを特徴とする振動センサであり、広範囲な各
種分野における振動（特に微振動）を検出するに優れた
振動センサに関するものである。 〔従来における技術〕 従来存在する振動絶縁装置等々における振動検出機構
においては、極めて低い周波数領域での微振動を検出す
る振動センサには種々の技術的制約があったために、当
該検出装置自体が極めて大がかりなものしか存在し得な
かった。従って、従来においては、機構装置自体を極め
てコンパクトにしつつしかも微振動領域での振動を制振
できるような高性能な振動絶縁装置等は全く存在し得な
かったというのが実状であった。 〔本発明の目的〕 本発明は、前記従来の実情に鑑み開発されたものであ
り、その目的は、構造自体を極めて簡易且つコンパクト
なものとしつつ周波数が極めて高い領域での振動検出は
勿論のこと周波数の極めて低い領域での微振動を検出す
ることの出来る斬新な振動センサを提供することにあ
る。 〔本発明の概要〕 前記目的を実現する本発明の振動センサは、振動源と
なる適宜物体に懸架或いは載置等され減圧調整等により
内部の圧力変動を自在に設定可能とされつつ非磁性材よ
り成る上下の気体タンク部（例えば空気タンク）と、上
記気体タンク部内の一定位置に設置されつつタンク部内
でシーリング機能を発揮する磁性流体並びに該磁性流体
のセンタリング機能にて常時センタリングされるように
した磁石体から構成され上記気体タンク部の変位を感知
しながら後記コイルと相まって起電力を惹起するように
した定点機構部と、該定点機構部の外側に配設され定点
機構部で惹起した起電力を振動表示に変換し得る適宜の
電気制御回路に連結されたコイルと、を含んで成るもの
である。 そして、本発明においては、上記定点機構部と気体タ
ンク部との間に相対変位が発生した時通電してその起電
力キャッチ後当該コイル自体に磁気力作用を惹起させて
当該コイルの磁極と定点機構部の磁極とを互いに引き合
わせて、該定点機構部自体の相対変位を即時に静止でき
ると共に該相対変位が解消した場合には通電停止となる
ように機能する電気制御回路に連結したコイルを具備し
てもよい。 このような本発明においては、気体タンク部の圧力を
調整し固有振動数を極力小さくすれば、気体タンク部の
かなり微細な微振動にも感知しながら起電力を惹起する
定点機構部と、該起電力を振動表示するようにした電気
制御回路と連結され更には該定点機構部と気体タンク部
との相対変位を静止するようにしたコイルとの特性によ
り、周波数の極めて低い領域での微振動を検出すること
が出来又上記相対変位自体をも即時に静止出来ると共
に、適宜の被測定振動源からの振動を検出しつつこれに
即応して当該振動を制振することができる極めて高性能
な振動センサを実現できる。 更に、本発明においては、その機構自体を前記の如く
ものとしたことから、装置自体を極めてコンパクトにし
つつ微振動領域での振動を制振できる極めて高性能な振
動絶縁装置等を得られるものとなる。 〔本発明の一実施例〕 以下、添付した図面を参照して本発明に係る振動セン
サの一実施例を説明する。 図面は本発明に係る一実施例の縦断面を示すものであ
る。この実施例においては、気体タンク部１を例えば空
気を封入した適宜の非磁性材をもって形成し、該タンク
部を上下に配設している。当該上下の各気体タンク部１
の気圧は常に同一とされている。その気体自体をどの程
度のものにするかは、如何なる振動領域の振動検出を必
要とするのかに応じて適時圧力を調整しながらタンク部
内の圧力変動に順じて後記定点機構部３自体の固有振動
数が決定されるようになっている。従って、上記気体タ
ンク部１の圧力調整は、検出されるべき振動領域に沿い
つつ後記定点機構部３の固有振動数の決定に応じてその
都度個別に圧力調整を行なうようにしてもよいが、気体
タンク部自体に圧力増減自在な適宜手段を備えるように
してもよい。 上記上下の気体タンク部中間には、定点機構部３を配
設している。なお、必ずしも必要とするものではない
が、当該各気体タンク部の中央部には、適当な括れ状部
２を形成してもよい。定点機構部３は、積層さえた各磁
気部４から成る棒状の磁石体５と、当該磁石体の周囲を
包覆するような状態にて収置した磁性流体６とから成
る。従って、定点機構部３は、後記コイルと相まって気
体タンク部１に変位が生じた際には起電力を発生するよ
うになっていると共に、磁性流体６の特性から上下の気
体タンク部中央部内において磁石体５を常時センタリン
グしつつしかも上下の気体タンク部１をシーリングしな
がら浮遊状態に内蔵配設されていることになる。 磁石体５を形成している上記各磁気部４の積層状態
は、各磁気部の互いの磁極が如何なる状態であるか自在
であり、また、当該磁石体を一本の棒状体から構成して
もよい。なお、定点機構部３を構成している磁性流体６
と磁石体５との配設は、必ずしも図示した状態に限定す
るものではなく、例えば第２図に示すように磁性流体６
の中に非磁性材からなる芯体７を配置し上下の気体タン
ク部中央の外周面に磁石体５を設置するようにしてもよ
い。また、前記磁性流体６が内蔵されている上下の気体
タンク部中央の内周面上下端には、第３図に示す如く非
磁性材よりなる磁性流体のストッパ６′を設けてもよ
い。 そして、定点機構部３が内蔵されている気体タンク部
１の中央部周囲には、コイル８が設けられている。上記
コイル８を有するリード線９の端部は、図外における適
宜の電気制御ブロック回路を経て振動記録計に連結され
ている。また、本発明においては、上記コイル８とは別
のコイル10を気体タンク部の中央部に配設するようにし
てもよく、この場合、該コイルのリード線11端部は、図
外の適宜電源に連結されることになる。 前記コイル10は、これに通電がなされてそのコイル自
体に磁気力が惹起するように構成されつつ、該コイルに
通電されていない場合においては、前記コイル８をもっ
て、前記定点機構３から発生した起電力をキャッチしな
がらこれを図外の適宜制御ブロック回路を経て振動記録
計に変換表示可能なようになっている。但し、コイル10
への通電は、気体タンク部１と定点機構部３との間に相
対変位が発生した場合で且つ定点機構部の起電力キャッ
チ後に通電するような回路構成になっており、通電され
たコイルに磁気力が発生し該磁気力の各磁極と定点機構
部３の磁石体５の各磁極とが互いに引き合って上記相対
変位が静止された際には通電停止となるような回路構成
になっている。 なお、前記各コイル８及び10は、これらの各機能を合
一させて単一のコイルとして構成してもよい。 以下、上述の如く一実施例とした本発明の作用につい
て説明する。 すなわち、例えば、本発明の振動センサを適宜の被測
定振動源となる物体Ａ上に載置してこれを使用した場
合、物体Ａが振動した際、気体タンク部１自体も同時に
振動し、当該タンク部の振動変位に応じて磁性流体６及
び磁石体５から構成した定点機構部３とコイル８との間
には当該変位に比例する起電力が発生する。この際、上
記振動は、気体タンク部の気圧を極端に源圧しておけ
ば、あたかも空気バネと同様な作用をする当該タンク部
のバネ定数が極小なものになっているので、如何なる微
振動があった場合にもこれに感知して起電力を発生させ
ることができる。 そして、発生した上記起電力を感知検出しつつ適宜の
制御ブロック回路を経て振動記録計に表示して、物体Ａ
から発生した振動を計ることができることになる。 一方、コイル10を設けこれに通電可能なように電気制
御した場合は、気体タンク部１と定点機構部３との間に
相対変位が惹起した際には、前記起電力を検出感知した
直後にコイル10への通電をもって当該コイルに磁気力を
発生させて該コイルの磁極と定点機構部３の磁極との吸
引作用により当該相対変位を即時に静止できることにな
り、該相対変位が解消された際には通電が停止されコイ
ル10の磁気力が解消されることになる。 しかして、本発明は、振動発生源の如何なる微細な振
動にも即応して発生する気体タンク部１の振動変位を起
因として、定点機構部３とコイル８との間に発生する起
電力を感知検出可能としつつこれを振動表示しながら、
当該起電力を感知検出した直後においては、気体タンク
部と定点機構部との間の相対変位を即時に静止可能と
し、このような一連の各作用を繰り返して連続的に作動
できるようにした振動センサである。 故に、このような本発明は、被測定振動の検出振動に
対応して該振動を即時に制振するような各種の場合にお
いても幅広くこれを適用できるものとなる。 〔本発明の効果〕 このように構成した本発明に係る振動センサによれ
ば、構造自体を極めて簡易且つコンパクトなものとしつ
つ、周波数が極めて高い領域での振動検出は勿論、周波
数の極めて低い領域での如何なる微振動をも感知検出す
ることのできる高性能な振動センサを実現できると共
に、このセンサ自体でもって、発生する装置内の相対変
位現象を即時に静止できる機能をも具備した振動センサ
を得ることができる。 従って、このような本発明は、如何なる微細な振動領
域をも感知検出することが出来ることから、その適用分
野も極めて広範囲にこれを用いることの出来る特に優れ
た振動センサである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る一実施例の縦断面図、第２図及び
第３図は定点機構部３を第１図の構成とは異なる実施例
とした各縦断面図である。 １……気体タンク部 ３……定点機構部 ５……磁石体 ６……磁性流体 ８、10……コイル。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．被測定振動源となる物体（Ａ）上に載置して物体
   （Ａ）から発生した振動を計るようにした振動センサで
   あり、 封入した圧縮空気圧が同一で、且つ、被測定振動源の振
   動に即応して変位し、中空の中央部を介して該中央部の
   上下位置に非磁性材をもって前記中央部と一体形成した
   上下の各気体タンク部（１）と、 前記中央部内に配置した磁石体（５）とこの磁石体
   （５）の周囲に粘着しつつ該磁石体（５）を包覆する磁
   性流体（６）とからなり、該磁性流体（６）自体が具有
   するセンタリング機能をもって前記磁石体（５）を中央
   部内に常時センタリングし、且つ、前記磁石体（５）及
   びシーリング機能を具有する磁性流体（６）をもって中
   央部をシーリングする状態に構成した定点機構部（３）
   と、 前記定点機構部（３）を内部に配置した前記中央部の周
   囲に設けられ、前記上下の各気体タンク部（１）に変位
   が発生した際、定点機構部（３）と相まってそこに起電
   力が発生し該起電力を感知検出しつつこれを振動表示で
   きるようにした電気制御回路と連結したコイル（８）
   と、 前記定点機構部（３）を内部に配置した前記中央部の周
   囲に設けられ、前記コイル（８）に起電力が感知検出さ
   れた後、前記上下の各気体タンク部（１）と定点機構部
   （３）との間に相対変位が発生した際通電して磁気力を
   発生させるようにした電気制御回路と連結したコイル
   （10）と、 前記コイル（10）に発生した磁気力の各磁極と前記定点
   機構部（３）における磁石体（５）の各磁極とが互いに
   引き合うことにより前記上下の各気体タンク部（１）と
   定点機構部（３）との間の相対変位が解消された際通電
   停止となるような電気制御回路構成とを具備してなり、 被測定振動源となる前記物体（Ａ）が振動した際これと
   同時に振動する前記上下の各気体タンク部（１）の振動
   変位に応じて、前記定点機構部（３）とコイル（８）間
   に当該振動変位に比例する起電力を発生させ、この起電
   力を感知検出して物体（Ａ）から発生した振動を計るよ
   うにしたことを特徴とするとともに、 前記上下の各気体タンク部（１）と定点機構部（３）と
   の間に相対変位が惹起した際には、前記定点機構部
   （３）とコイル（８）間に発生した起電力を検出感知し
   た後に前記コイル（10）への通電をもって当該コイル
   （10）に磁気力を発生させて該コイル（10）の磁極と前
   記定点機構部（３）における磁石体（５）の磁極との吸
   引作用により前記相対変位を即時に静止でき、且つ、当
   該相対変位が解消された際には、前記コイル（10）への
   通電を停止させて当該コイル（10）の磁気力が解消され
   るようにしたことを特徴とする振動センサ。 ２．前記上下の各気体タンク部（１）は、夫々の気体タ
   ンク部のいずれかの部分に設けた孔部と圧縮空気源とを
   連結した空気管をもって、上下の各気体タンク部に圧縮
   空気を給気又は排気できるようにしたものである特許請
   求の範囲第１項記載の振動センサ。 ３．前記磁石体（５）は、互いに積層した複数の各磁気
   部（４）又は単一の棒状体から構成したものである特許
   請求の範囲第１項記載の振動センサ。