JP2982881B2 - ギャップ検出装置 - Google Patents
ギャップ検出装置Info
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- JP2982881B2 JP2982881B2 JP3185146A JP18514691A JP2982881B2 JP 2982881 B2 JP2982881 B2 JP 2982881B2 JP 3185146 A JP3185146 A JP 3185146A JP 18514691 A JP18514691 A JP 18514691A JP 2982881 B2 JP2982881 B2 JP 2982881B2
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- Japan
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- gap
- magnetic body
- magnetic
- gap sensor
- sensor
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気軸受等の回転軸の
径方向変位を検出するギャップ検出装置に関する。
径方向変位を検出するギャップ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気軸受により強磁性体よりなる
回転軸を非接触で支持する場合、回転軸の径方向の変位
をギャップセンサにより検出して、その検出値が所定値
になるように磁気軸受の電磁石を励磁している。そのギ
ャップセンサはＣ形のトランス鉄心に励磁巻線と検出巻
線を巻回し、トランス鉄心の両先端を変位の対象となる
回転軸の表面に空隙を介して対向させてある。励磁巻線
によってトランス鉄心が励磁され、その結果、検出巻線
に電圧が誘起されるが、回転軸が径方向に変位すると、
回転軸とトランス鉄心との間のギャップ長の変化により
パーミアンスの変化が生じ、検出巻線に誘起電圧の変化
をもたらすので、誘起電圧の変化によりギャップ長の変
化を検出している（例えば、特開昭６３−１３３９号、
実開昭６２−１７３００５号公報）。
回転軸を非接触で支持する場合、回転軸の径方向の変位
をギャップセンサにより検出して、その検出値が所定値
になるように磁気軸受の電磁石を励磁している。そのギ
ャップセンサはＣ形のトランス鉄心に励磁巻線と検出巻
線を巻回し、トランス鉄心の両先端を変位の対象となる
回転軸の表面に空隙を介して対向させてある。励磁巻線
によってトランス鉄心が励磁され、その結果、検出巻線
に電圧が誘起されるが、回転軸が径方向に変位すると、
回転軸とトランス鉄心との間のギャップ長の変化により
パーミアンスの変化が生じ、検出巻線に誘起電圧の変化
をもたらすので、誘起電圧の変化によりギャップ長の変
化を検出している（例えば、特開昭６３−１３３９号、
実開昭６２−１７３００５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、磁気軸受で
支持する回転モータやリニアモータなどの電磁アクチュ
エータをコンパクトにまとめようとする場合、ギャップ
センサは電磁アクチュエータの磁気回路の近くに設ける
ことになるが、ギャップセンサが電磁アクチュエータの
回転軸に対向する必要があるため、電磁アクチュエータ
の漏れ磁束による磁気干渉を受け易く、アクチュエータ
の巻線電流の変化によりギャップセンサの検出値が正確
にギャップ長を示さず、磁気軸受の制御ができないとい
う課題があった。そのため、ギャップセンサをモータ部
から離れたところに配置したり、渦電流形のようなセン
サを使用したりしているが、アクチュエータが大きくな
ったり、ギャップセンサがコスト高になるという欠点が
あった。本発明は、ギャップセンサの周辺に磁気パスを
設けて電磁アクチュエータの磁気干渉を回避し、小形の
電磁アクチュエータを提供することを目的とするもので
ある。
支持する回転モータやリニアモータなどの電磁アクチュ
エータをコンパクトにまとめようとする場合、ギャップ
センサは電磁アクチュエータの磁気回路の近くに設ける
ことになるが、ギャップセンサが電磁アクチュエータの
回転軸に対向する必要があるため、電磁アクチュエータ
の漏れ磁束による磁気干渉を受け易く、アクチュエータ
の巻線電流の変化によりギャップセンサの検出値が正確
にギャップ長を示さず、磁気軸受の制御ができないとい
う課題があった。そのため、ギャップセンサをモータ部
から離れたところに配置したり、渦電流形のようなセン
サを使用したりしているが、アクチュエータが大きくな
ったり、ギャップセンサがコスト高になるという欠点が
あった。本発明は、ギャップセンサの周辺に磁気パスを
設けて電磁アクチュエータの磁気干渉を回避し、小形の
電磁アクチュエータを提供することを目的とするもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気軸受によ
って回転移動軸を支持する電磁アクチュエータの固定軸
を構成する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に空隙を
介して対向し回転移動軸を構成する第２の磁性体と、前
記第１の磁性体と前記第２の磁性体間のギャップ長を検
出するギャップセンサとを備えたギャップ検出装置にお
いて、前記第１の磁性体の前記第２の磁性体に対向する
面に装入溝を設け、前記装入溝の中に前記ギャップセン
サを装着し、前記装入溝の周囲における前記第１の磁性
体と前記第２の磁性体との間の距離を、前記ギャップセ
ンサのトランス鉄心の先端と前記第２の磁性体との距離
より短くしたものである。また、前記ギャップセンサの
検出巻線と前記装入溝の内壁との間に漏れ磁束による影
響を与えないだけの空隙を設けたものである。
って回転移動軸を支持する電磁アクチュエータの固定軸
を構成する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に空隙を
介して対向し回転移動軸を構成する第２の磁性体と、前
記第１の磁性体と前記第２の磁性体間のギャップ長を検
出するギャップセンサとを備えたギャップ検出装置にお
いて、前記第１の磁性体の前記第２の磁性体に対向する
面に装入溝を設け、前記装入溝の中に前記ギャップセン
サを装着し、前記装入溝の周囲における前記第１の磁性
体と前記第２の磁性体との間の距離を、前記ギャップセ
ンサのトランス鉄心の先端と前記第２の磁性体との距離
より短くしたものである。また、前記ギャップセンサの
検出巻線と前記装入溝の内壁との間に漏れ磁束による影
響を与えないだけの空隙を設けたものである。
【０００５】
【作用】電磁アクチュエータの漏れ磁束を通す固定軸な
どの第１の磁性体に装入溝を設けて、その中にギャップ
センサを装着し、装入溝の周囲における漏れ磁束を通す
磁性体と測定対象となる回転移動軸などの第２の磁性体
との間の距離を、ギャップセンサのトランス鉄心の先端
と第２の磁性体との距離より短くしてあるので、電磁ア
クチュエータの固定子巻線や移動子など磁束を発生させ
る要素からの漏れ磁束は、第１の磁性体の装入溝の回り
を通って第２の磁性体に抜ける磁気回路を構成し、漏れ
磁束は装入溝の中に装入されたギャップセンサに影響を
与えない。また、ギャップセンサの検出巻線と装入溝と
の間に比較的大きい空隙を設けてあるので、装入溝の回
りを通る漏れ磁束によって検出巻線に影響を与えること
はない。
どの第１の磁性体に装入溝を設けて、その中にギャップ
センサを装着し、装入溝の周囲における漏れ磁束を通す
磁性体と測定対象となる回転移動軸などの第２の磁性体
との間の距離を、ギャップセンサのトランス鉄心の先端
と第２の磁性体との距離より短くしてあるので、電磁ア
クチュエータの固定子巻線や移動子など磁束を発生させ
る要素からの漏れ磁束は、第１の磁性体の装入溝の回り
を通って第２の磁性体に抜ける磁気回路を構成し、漏れ
磁束は装入溝の中に装入されたギャップセンサに影響を
与えない。また、ギャップセンサの検出巻線と装入溝と
の間に比較的大きい空隙を設けてあるので、装入溝の回
りを通る漏れ磁束によって検出巻線に影響を与えること
はない。
【０００６】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図１（ａ）は本発明の実施例を示す要部側断面図、図１
（ｂ）はその正面図、図２は本発明のギャップセンサを
アクチュエータに組み込んだ状態の側断面図で、回転動
作と軸方向移動動作を行う２自由度を有するアクチュエ
ータに適用した場合を示してある。アクチュエータは中
空円筒状のフレーム１の内周に回転用モータ２の固定子
２１を設け、固定子２１の軸方向の両側には磁気軸受用
の電磁石３を固定してある。固定子２１の内側には空隙
を介して対向する回転用モータ２の永久磁石よりなる回
転子２２を配置し、中空円筒状の回転移動軸４の中央部
外周に固定してあり、回転移動軸４の回転子２２の両側
部分に電磁石３が空隙を介して対向するようにしてあ
る。回転移動軸４の中央部の内周にはリニアモータ５の
永久磁石よりなる移動子５１を固定してある。回転移動
軸４の内側には回転移動軸４と同心に固定軸６を設け、
固定軸６の外周には移動子５１に空隙を介して対向する
リニアモータ５の固定子巻線５２を固定してある。ま
た、固定軸６の固定子巻線５２を挟んで両側に装入溝６
１を設けてあり、装入溝６１の中にギャップセンサ７を
装入・固定して回転移動軸４に空隙を介して対向するよ
うにしてある。ギャップセンサ７はＣ形のトランス鉄心
７１の両脚に励磁巻線７２と検出巻線７３とを巻回して
構成してある。ギャップセンサ７と装入溝６１との関係
は、図１に示すように、トランス鉄心７１の先端が回転
移動軸４の表面から０．１〜０．２ｍｍの長さだけ装入
溝の中に入り込むようにしてあり、また検出巻線７３の
外周から装入溝６１の内壁まで間を１〜２ミリの距離離
してある。したがって、アクチュエータの漏れ磁束を通
す第１の磁性体である固定軸６に設けた装入溝６１の周
囲での固定軸６と、ギャップ検出の対象となる第２の磁
性体である回転移動軸４との間の距離は、トランス鉄心
７１の先端から回転移動軸４までの間の距離より短く、
また、検出巻線７３と装入溝６１の内壁との間に漏れ磁
束による影響を与えないだけの空隙を設けてあるので、
固定子巻線５２や移動子５１などの磁束発生要素からの
漏れ磁束は、一点鎖線で示すように、装入溝６１の回り
を通って回転移動軸４に抜ける磁気回路を構成し、ギャ
ップセンサ７にほとんど影響を与えない。
図１（ａ）は本発明の実施例を示す要部側断面図、図１
（ｂ）はその正面図、図２は本発明のギャップセンサを
アクチュエータに組み込んだ状態の側断面図で、回転動
作と軸方向移動動作を行う２自由度を有するアクチュエ
ータに適用した場合を示してある。アクチュエータは中
空円筒状のフレーム１の内周に回転用モータ２の固定子
２１を設け、固定子２１の軸方向の両側には磁気軸受用
の電磁石３を固定してある。固定子２１の内側には空隙
を介して対向する回転用モータ２の永久磁石よりなる回
転子２２を配置し、中空円筒状の回転移動軸４の中央部
外周に固定してあり、回転移動軸４の回転子２２の両側
部分に電磁石３が空隙を介して対向するようにしてあ
る。回転移動軸４の中央部の内周にはリニアモータ５の
永久磁石よりなる移動子５１を固定してある。回転移動
軸４の内側には回転移動軸４と同心に固定軸６を設け、
固定軸６の外周には移動子５１に空隙を介して対向する
リニアモータ５の固定子巻線５２を固定してある。ま
た、固定軸６の固定子巻線５２を挟んで両側に装入溝６
１を設けてあり、装入溝６１の中にギャップセンサ７を
装入・固定して回転移動軸４に空隙を介して対向するよ
うにしてある。ギャップセンサ７はＣ形のトランス鉄心
７１の両脚に励磁巻線７２と検出巻線７３とを巻回して
構成してある。ギャップセンサ７と装入溝６１との関係
は、図１に示すように、トランス鉄心７１の先端が回転
移動軸４の表面から０．１〜０．２ｍｍの長さだけ装入
溝の中に入り込むようにしてあり、また検出巻線７３の
外周から装入溝６１の内壁まで間を１〜２ミリの距離離
してある。したがって、アクチュエータの漏れ磁束を通
す第１の磁性体である固定軸６に設けた装入溝６１の周
囲での固定軸６と、ギャップ検出の対象となる第２の磁
性体である回転移動軸４との間の距離は、トランス鉄心
７１の先端から回転移動軸４までの間の距離より短く、
また、検出巻線７３と装入溝６１の内壁との間に漏れ磁
束による影響を与えないだけの空隙を設けてあるので、
固定子巻線５２や移動子５１などの磁束発生要素からの
漏れ磁束は、一点鎖線で示すように、装入溝６１の回り
を通って回転移動軸４に抜ける磁気回路を構成し、ギャ
ップセンサ７にほとんど影響を与えない。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、漏
れ磁束を通す磁性体に装入溝を設けて、その中にギャッ
プセンサを装入し、漏れ磁束がギャップセンサに影響を
与えないようにしてあるので、ギャップセンサとアクチ
ュエータの固定子巻線などの漏れ磁束を発生する要素と
の間を近付けることができ、磁気軸受を使用したコンパ
クトな電磁アクチュエータを提供できる効果がある。
れ磁束を通す磁性体に装入溝を設けて、その中にギャッ
プセンサを装入し、漏れ磁束がギャップセンサに影響を
与えないようにしてあるので、ギャップセンサとアクチ
ュエータの固定子巻線などの漏れ磁束を発生する要素と
の間を近付けることができ、磁気軸受を使用したコンパ
クトな電磁アクチュエータを提供できる効果がある。
【図１】（ａ）本発明の実施例の要部を示す側断面図で
ある。
ある。
【図１】（ｂ）本発明の実施例の要部を示す正面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例を示す側断面図である。
３ 電磁石 ４ 回転移動軸（第２の磁性体） ５ リニアモータ ５１ 移動子 ５２ 固定子巻線 ６ 固定軸（第１の磁性体） ６１ 装入溝 ７ ギャップセンサ ７１ トランス鉄心 ７２ 励磁巻線 ７３ 検出巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 柴田 和雄 (56)参考文献 実開 昭59−146706（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34
Claims (2)
- 【請求項１】磁気軸受によって回転移動軸を支持する電
磁アクチュエータの固定軸を構成する第１の磁性体と、
前記第１の磁性体に空隙を介して対向し回転移動軸を構
成する第２の磁性体と、前記第１の磁性体と前記第２の
磁性体間のギャップ長を検出するギャップセンサとを備
えたギャップ検出装置において、 前記第１の磁性体の前記第２の磁性体に対向する面に装
入溝を設け、前記装入溝の中に前記ギャップセンサを装
着し、前記装入溝の周囲における前記第１の磁性体と前
記第２の磁性体との間の距離を、前記ギャップセンサの
トランス鉄心の先端と前記第２の磁性体との距離より短
くしたことを特徴とするギャップ検出装置。 - 【請求項２】前記ギャップセンサの検出巻線と前記装入
溝の内壁との間に漏れ磁束による影響を与えないだけの
空隙を設けた請求項１記載のギャップ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185146A JP2982881B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | ギャップ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185146A JP2982881B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | ギャップ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510704A JPH0510704A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2982881B2 true JP2982881B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16165673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185146A Expired - Fee Related JP2982881B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | ギャップ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982881B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887069A (en) * | 1992-03-10 | 1999-03-23 | Hitachi, Ltd. | Sign recognition apparatus and method and sign translation system using same |
| US5659764A (en) * | 1993-02-25 | 1997-08-19 | Hitachi, Ltd. | Sign language generation apparatus and sign language translation apparatus |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185146A patent/JP2982881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510704A (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070924 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |