JP3352983B2 - 滑り誘導子リアクター構造 - Google Patents
滑り誘導子リアクター構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直線ないし非直線
運動をする可動体の運動に滑り誘導子を連動させ、前記
可動体の機械的変位、位置を交流励磁線輪の電磁誘導に
よるリアクタンス変化として取出し、該検出特性に直線
性を持たせ、変位量の計測や位置決め制御等の物理量制
御において、信頼できる電気信号に変換出力できる滑り
誘導子リアクター構造に関する。
運動をする可動体の運動に滑り誘導子を連動させ、前記
可動体の機械的変位、位置を交流励磁線輪の電磁誘導に
よるリアクタンス変化として取出し、該検出特性に直線
性を持たせ、変位量の計測や位置決め制御等の物理量制
御において、信頼できる電気信号に変換出力できる滑り
誘導子リアクター構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記可動体の変位に対する直線性の持つ
線形出力特性を持つ機械的変位量を電気信号に変換する
装置としては、直線変位の計測に使用するものには、ポ
テンショメータ類や差動変圧器や過電流式変位計があ
り、またスケール類としては電磁誘導式スケールや磁気
式スケールや光学式スケール等種類も多いが、本発明と
類似の可動体の運動に連動して直接その機械的変位量を
電気信号に変換する装置としては差動変圧器をあげるこ
とができる。
線形出力特性を持つ機械的変位量を電気信号に変換する
装置としては、直線変位の計測に使用するものには、ポ
テンショメータ類や差動変圧器や過電流式変位計があ
り、またスケール類としては電磁誘導式スケールや磁気
式スケールや光学式スケール等種類も多いが、本発明と
類似の可動体の運動に連動して直接その機械的変位量を
電気信号に変換する装置としては差動変圧器をあげるこ
とができる。
【０００３】上記差動変圧器は、図１１に示すように、
一次コイル５０と二次コイル５１、５２と、前記一次コ
イル５０と二次コイル５１、５２を磁気的に結合させる
可動鉄心のコア５３から構成されている。なお、二次コ
イル５１、５２を図に示すように逆直列に接続する。即
ち、図１２（Ａ）に示すように、一次コイル５０の両側
に二次コイル５１、５２が円筒状に配設され、前記コア
５３が前記円筒のセンタｓにあるときは一次コイル５０
と二次コイル５１、５２との磁気的結合は等しく、コア
５３の位置を点ｓ（ｘ＝零）より＋ｘの方向に移動させ
るときは一次コイル５０と二次コイル５１の磁気結合度
は強まり、一次コイル５０と二次コイル５２の磁気的結
合度は弱まる。二次コイル５１と５２の誘起起電力をｅ
１、ｅ２としたときのコア５３の変位ｘとの関係は、図
１１に示すように二次コイル５１、５２が逆直列接続の
場合は上記起電力ｅ１、ｅ２の合成値ｅは図１２（Ｂ）
に示すように変化する。即ち、コア５３の変位ｘに対す
るｅの値は図の点ｘ１、ｘ２の間は比例し、線形特性を
示す。なお、ｅの値は点ｓを境に位相が１８０度転換す
る。
一次コイル５０と二次コイル５１、５２と、前記一次コ
イル５０と二次コイル５１、５２を磁気的に結合させる
可動鉄心のコア５３から構成されている。なお、二次コ
イル５１、５２を図に示すように逆直列に接続する。即
ち、図１２（Ａ）に示すように、一次コイル５０の両側
に二次コイル５１、５２が円筒状に配設され、前記コア
５３が前記円筒のセンタｓにあるときは一次コイル５０
と二次コイル５１、５２との磁気的結合は等しく、コア
５３の位置を点ｓ（ｘ＝零）より＋ｘの方向に移動させ
るときは一次コイル５０と二次コイル５１の磁気結合度
は強まり、一次コイル５０と二次コイル５２の磁気的結
合度は弱まる。二次コイル５１と５２の誘起起電力をｅ
１、ｅ２としたときのコア５３の変位ｘとの関係は、図
１１に示すように二次コイル５１、５２が逆直列接続の
場合は上記起電力ｅ１、ｅ２の合成値ｅは図１２（Ｂ）
に示すように変化する。即ち、コア５３の変位ｘに対す
るｅの値は図の点ｘ１、ｘ２の間は比例し、線形特性を
示す。なお、ｅの値は点ｓを境に位相が１８０度転換す
る。
【０００４】上記差動変圧器使用の場合は上記点ｘ１と
ｘ２との間の変位に対しては、変位に対する電気信号出
力の出力特性は線形が保持され線形制御が可能となる
が、上記領域を外れた場合は非線形制御を余儀なくされ
ることになる。ところが、上記線形特性の範囲の広い差
動変圧器の製作は基本的に困難でまた、その操作性もよ
くない。
ｘ２との間の変位に対しては、変位に対する電気信号出
力の出力特性は線形が保持され線形制御が可能となる
が、上記領域を外れた場合は非線形制御を余儀なくされ
ることになる。ところが、上記線形特性の範囲の広い差
動変圧器の製作は基本的に困難でまた、その操作性もよ
くない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、直線的運動体に限定されること
なく非直線運動をする可動体にも適用可能の構造にし
て、該可動体の運動に連結して形成される変位を、広い
範囲にわたり交流励磁線輪のリアクター変化として取出
し、前記変位に対し線形アナログ信号を得るようにした
滑り誘導子リアクター構造の提供を目的とするものであ
る。
に鑑みなされたもので、直線的運動体に限定されること
なく非直線運動をする可動体にも適用可能の構造にし
て、該可動体の運動に連結して形成される変位を、広い
範囲にわたり交流励磁線輪のリアクター変化として取出
し、前記変位に対し線形アナログ信号を得るようにした
滑り誘導子リアクター構造の提供を目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本第１の発明
は、空心の棒状交流励磁線輪と、該線輪の内部に沿い軸
方向に滑動自在に設けた棒状交流励磁線輪と等長の高透
磁率素材よりなる磁芯誘導子とより構成するとともに、
該磁芯誘導子は、多芯高透磁率素材よりなる可撓性を持
つ構造とし、渦電流を排除するとともに、変位に対応し
て棒状交流励磁線輪より変位に対応してはみ出る誘導子
部位の先端を折り曲げ収納等による軸方向の長さの縮小
により外部構造物との物理的干渉を排除する構成とした
ことを特徴とする。
は、空心の棒状交流励磁線輪と、該線輪の内部に沿い軸
方向に滑動自在に設けた棒状交流励磁線輪と等長の高透
磁率素材よりなる磁芯誘導子とより構成するとともに、
該磁芯誘導子は、多芯高透磁率素材よりなる可撓性を持
つ構造とし、渦電流を排除するとともに、変位に対応し
て棒状交流励磁線輪より変位に対応してはみ出る誘導子
部位の先端を折り曲げ収納等による軸方向の長さの縮小
により外部構造物との物理的干渉を排除する構成とした
ことを特徴とする。
【０００７】本願発明は、直線的運動のみならず非直線
的運動をする可動体の運動に連動して形成される変位を
棒状交流励磁線輪のリアクタンス変化を介して、棒状交
流励磁線輪の両端の電圧変化に変換し広範囲にわたる直
線的アナログ出力を得るようにしたもので、その一は電
磁誘導に起因するリアクタンス変化を利用し、他の一は
棒状交流励磁線輪の空心内の磁路抵抗の変化に起因する
リアクタンス変化を利用したものである。
的運動をする可動体の運動に連動して形成される変位を
棒状交流励磁線輪のリアクタンス変化を介して、棒状交
流励磁線輪の両端の電圧変化に変換し広範囲にわたる直
線的アナログ出力を得るようにしたもので、その一は電
磁誘導に起因するリアクタンス変化を利用し、他の一は
棒状交流励磁線輪の空心内の磁路抵抗の変化に起因する
リアクタンス変化を利用したものである。
【０００８】即ち、本発明は電磁誘導によるリアクタン
ス変化を利用したもので、棒状の磁芯に一層ないし多層
の分布巻きをした磁芯付き棒状交流励磁線輪を用意し、
その外周に棒状交流励磁線輪と等長の導電性金属管を滑
動自在に設け、該金属管に前記可動体を連結して、管状
誘導子を形成して可動体の変位に連動させるように構成
してある。
ス変化を利用したもので、棒状の磁芯に一層ないし多層
の分布巻きをした磁芯付き棒状交流励磁線輪を用意し、
その外周に棒状交流励磁線輪と等長の導電性金属管を滑
動自在に設け、該金属管に前記可動体を連結して、管状
誘導子を形成して可動体の変位に連動させるように構成
してある。
【０００９】上記構成により、管状誘導子は棒状交流励
磁線輪の一方の端末から他方に向かって滑動するため、
滑動する誘導子に対向する部位の棒状交流励磁線輪のみ
の漏洩磁束が誘導子に鎖交して誘導子には発生する誘起
電圧に対応して短絡電流が流れる。即ち、管状誘導子が
棒状交流励磁線輪と対向した部位の長さ（変位に対応）
に比例して、逐次前記棒状交流励磁線輪のリアクタンス
は直線的に変化する。結局可動体の変位を上記棒状交流
励磁線輪のリアクタンス変化を介して棒状交流励磁線輪
の電圧降下として直線アナログ表示を可能にしている。
磁線輪の一方の端末から他方に向かって滑動するため、
滑動する誘導子に対向する部位の棒状交流励磁線輪のみ
の漏洩磁束が誘導子に鎖交して誘導子には発生する誘起
電圧に対応して短絡電流が流れる。即ち、管状誘導子が
棒状交流励磁線輪と対向した部位の長さ（変位に対応）
に比例して、逐次前記棒状交流励磁線輪のリアクタンス
は直線的に変化する。結局可動体の変位を上記棒状交流
励磁線輪のリアクタンス変化を介して棒状交流励磁線輪
の電圧降下として直線アナログ表示を可能にしている。
【００１０】また、前記管状誘導子の外周には、棒状交
流励磁線輪の磁束との鎖交領域における外部磁界の影響
を遮断する磁気遮蔽管を設けるのがよい。
流励磁線輪の磁束との鎖交領域における外部磁界の影響
を遮断する磁気遮蔽管を設けるのがよい。
【００１１】上記構成により、管状誘導子が鎖交する磁
束を棒状交流励磁線輪の磁芯により形成された磁束のみ
限定して外部磁界の影響を排除すべく、管状誘導子の外
周に磁気遮蔽用高透磁率の部材よりなる磁気遮蔽管を設
けるようにしたものである。
束を棒状交流励磁線輪の磁芯により形成された磁束のみ
限定して外部磁界の影響を排除すべく、管状誘導子の外
周に磁気遮蔽用高透磁率の部材よりなる磁気遮蔽管を設
けるようにしたものである。
【００１２】また、前記環状誘導子は、入れ子状嵌合構
造、金属べローズ構造として、変位に対応して棒状交流
励磁線輪よりはみ出る誘導子部位を短くして外部構造物
との接触等の物理的干渉を排除する構成とするのがよ
い。
造、金属べローズ構造として、変位に対応して棒状交流
励磁線輪よりはみ出る誘導子部位を短くして外部構造物
との接触等の物理的干渉を排除する構成とするのがよ
い。
【００１３】上記構成により、広範囲の変位に対応させ
る場合、前記管状誘導子リアクター構造の最大変位に対
応する全長は棒状交流励磁線輪の２倍以上のスペースを
必要とし、使用目的によっては制約の要素を形成する
が、この問題を排除すべくなされたもので、管状誘導子
を分割入れ子式嵌合構造とするとか、金属製ベローズ構
造として折り曲げ収納可能にするとか、巻き方向を異に
しその端末部分を接続した２層の導電性伸縮バネでも良
く、またはその自由長が棒状交流励磁線輪と等長のバネ
を使用する等の柔軟構造が考えられる。
る場合、前記管状誘導子リアクター構造の最大変位に対
応する全長は棒状交流励磁線輪の２倍以上のスペースを
必要とし、使用目的によっては制約の要素を形成する
が、この問題を排除すべくなされたもので、管状誘導子
を分割入れ子式嵌合構造とするとか、金属製ベローズ構
造として折り曲げ収納可能にするとか、巻き方向を異に
しその端末部分を接続した２層の導電性伸縮バネでも良
く、またはその自由長が棒状交流励磁線輪と等長のバネ
を使用する等の柔軟構造が考えられる。
【００１４】
【００１５】更に上記発明は、棒状交流励磁線輪の空心
内の磁路の状態変化に起因するリアクタンス変化を利用
した発明に関するもので、空心の棒状交流励磁線輪とそ
の内部に該棒状交流励磁線輪と等長の滑動自在の棒状の
高透磁率磁路を設け磁芯誘導子を形成したものである。
内の磁路の状態変化に起因するリアクタンス変化を利用
した発明に関するもので、空心の棒状交流励磁線輪とそ
の内部に該棒状交流励磁線輪と等長の滑動自在の棒状の
高透磁率磁路を設け磁芯誘導子を形成したものである。
【００１６】上記磁芯誘導子を持つ滑り誘導子リアクタ
ー構造においては、磁芯誘導子が前記棒状交流励磁線輪
との対向部位での線輪側のリアクタンス変化は変位の増
加に対し出力電圧は減少する。
ー構造においては、磁芯誘導子が前記棒状交流励磁線輪
との対向部位での線輪側のリアクタンス変化は変位の増
加に対し出力電圧は減少する。
【００１７】また、上記磁芯誘導子は、棒状交流励磁線
輪の磁束との鎖交領域に磁気遮蔽管を設けるのがよい。
輪の磁束との鎖交領域に磁気遮蔽管を設けるのがよい。
【００１８】上記構成により、棒状交流励磁線輪の外周
に沿いその全域にわたり外部磁界の影響を排除する磁気
遮蔽管を設ける構成にしてあるため、外部磁界による棒
状交流励磁線輪のリアクタンス変化を排除し、その排除
したなかで前記磁芯誘導子の変位に対し惹起される前記
棒状交流励磁線輪のリアクタンス変化を介して電気信号
ないし制御信号の線形出力を得ることができる。
に沿いその全域にわたり外部磁界の影響を排除する磁気
遮蔽管を設ける構成にしてあるため、外部磁界による棒
状交流励磁線輪のリアクタンス変化を排除し、その排除
したなかで前記磁芯誘導子の変位に対し惹起される前記
棒状交流励磁線輪のリアクタンス変化を介して電気信号
ないし制御信号の線形出力を得ることができる。
【００１９】又前記磁芯誘導子は、可撓性多芯高透磁率
素材よりなる可撓性を持つ構造とし、変位に対応して棒
状交流励磁線輪よりはみ出る誘導子部位の先端を曲げ外
部構造物との接触等による物理的干渉を排除する構成と
するのがよい。
素材よりなる可撓性を持つ構造とし、変位に対応して棒
状交流励磁線輪よりはみ出る誘導子部位の先端を曲げ外
部構造物との接触等による物理的干渉を排除する構成と
するのがよい。
【００２０】上記構成により、空心の棒状交流励磁線輪
の内側の中空部で作動する高透磁率の磁芯よりなる磁芯
誘導子は可撓性多芯鉄心より形成されているため、断面
に誘起される渦電流の流れを防止し、より正確なリアク
タンス変化を介して電気信号ないし制御信号を得ること
を可能にするとともに、変位に対応して棒状交流励磁線
輪よりはみ出る部位をいずれの方向にも折り曲げをする
ことが出来、大幅な変位に対しても小さいスペースで作
動させることができる。
の内側の中空部で作動する高透磁率の磁芯よりなる磁芯
誘導子は可撓性多芯鉄心より形成されているため、断面
に誘起される渦電流の流れを防止し、より正確なリアク
タンス変化を介して電気信号ないし制御信号を得ること
を可能にするとともに、変位に対応して棒状交流励磁線
輪よりはみ出る部位をいずれの方向にも折り曲げをする
ことが出来、大幅な変位に対しても小さいスペースで作
動させることができる。
【００２１】請求項２記載の第２発明は、空心の棒状交
流励磁線輪と、該線輪の内部に沿い軸方向に滑動自在に
設けた棒状交流励磁線輪と等長の高透磁率素材よりなる
磁芯誘導子とより構成するとともに、前記棒状交流励磁
線輪はその端末部位において、巻き数密度の変更若しく
は短絡線輪の設置よりなる非線形特性の補正手段を設け
たことを特徴とする。
流励磁線輪と、該線輪の内部に沿い軸方向に滑動自在に
設けた棒状交流励磁線輪と等長の高透磁率素材よりなる
磁芯誘導子とより構成するとともに、前記棒状交流励磁
線輪はその端末部位において、巻き数密度の変更若しく
は短絡線輪の設置よりなる非線形特性の補正手段を設け
たことを特徴とする。
【００２２】上記構成により、前記管状誘導子及び磁芯
誘導子を持つ本発明の滑り誘導子リアクター構造におけ
る分布巻きの棒状交流励磁線輪に起因する線輪端末での
非線形特性を補正するため、端末における巻き線密度の
変更や短絡線輪の付設や磁芯形状の変更等を行い、変位
に対する出力特性の直線性を保持するようにしてある。
誘導子を持つ本発明の滑り誘導子リアクター構造におけ
る分布巻きの棒状交流励磁線輪に起因する線輪端末での
非線形特性を補正するため、端末における巻き線密度の
変更や短絡線輪の付設や磁芯形状の変更等を行い、変位
に対する出力特性の直線性を保持するようにしてある。
【００２３】又前記棒状交流励磁線輪には、温度補償回
路を付設することが好ましい。
路を付設することが好ましい。
【００２４】前記棒状交流励磁線輪の励磁電源には、可
聴周波定電流電源を使用する構成とした方が好ましい。
聴周波定電流電源を使用する構成とした方が好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の第１の発明である磁芯付き棒状交流励磁線輪
の外周に変位に連動する管状誘導子を持つ滑り誘導子リ
アクター構造の概略の構成を示す模式図で、図２は本発
明の空心の棒状交流励磁線輪の内部に磁芯誘導子を持つ
滑り誘導子リアクター構造の概略構成を示す模式図で、
図３は図１、図２の滑り誘導子リアクター構造の変位−
出力特性図である。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の第１の発明である磁芯付き棒状交流励磁線輪
の外周に変位に連動する管状誘導子を持つ滑り誘導子リ
アクター構造の概略の構成を示す模式図で、図２は本発
明の空心の棒状交流励磁線輪の内部に磁芯誘導子を持つ
滑り誘導子リアクター構造の概略構成を示す模式図で、
図３は図１、図２の滑り誘導子リアクター構造の変位−
出力特性図である。
【００２６】図１に示すように、本発明の第１の発明で
ある管状誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造は、磁
芯付き棒状交流励磁線輪１２ａと、保護管１３と、管状
誘導子１４と、磁気遮蔽管１５とより構成する。上記磁
芯付き棒状交流励磁線輪１２ａは、磁芯１０と樹脂製巻
き枠１１と一様に分布巻きされた棒状交流励磁線輪１２
とよりなり、保護管１３は前記棒状交流励磁線輪１２を
保護する非磁性、高抵抗素材からなる金属管ないし樹脂
管よりなり、管状誘導子１４は導電性の高い銅管ないし
アルミ管よりなり前記棒状交流励磁線輪１２の長さと同
一の長さとするとともに、図示してない可動体の運動に
連動して矢印Ａに示す左右方向の滑動を可能とする構造
にしてある。また、磁気遮蔽管１５は、前記棒状交流励
磁線輪１２と、管状誘導子１４の前記棒状交流励磁線輪
１２との鎖交部位を少なくとも収納する構成とし、図示
してない可動体と管状誘導子１４との連結部の収納部位
には連結アームの通過用溝部を設けた断面Ｃ字状形状に
して、前記鎖交部位を外部磁界より遮断させるべく、高
透磁率素材より構成してある。
ある管状誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造は、磁
芯付き棒状交流励磁線輪１２ａと、保護管１３と、管状
誘導子１４と、磁気遮蔽管１５とより構成する。上記磁
芯付き棒状交流励磁線輪１２ａは、磁芯１０と樹脂製巻
き枠１１と一様に分布巻きされた棒状交流励磁線輪１２
とよりなり、保護管１３は前記棒状交流励磁線輪１２を
保護する非磁性、高抵抗素材からなる金属管ないし樹脂
管よりなり、管状誘導子１４は導電性の高い銅管ないし
アルミ管よりなり前記棒状交流励磁線輪１２の長さと同
一の長さとするとともに、図示してない可動体の運動に
連動して矢印Ａに示す左右方向の滑動を可能とする構造
にしてある。また、磁気遮蔽管１５は、前記棒状交流励
磁線輪１２と、管状誘導子１４の前記棒状交流励磁線輪
１２との鎖交部位を少なくとも収納する構成とし、図示
してない可動体と管状誘導子１４との連結部の収納部位
には連結アームの通過用溝部を設けた断面Ｃ字状形状に
して、前記鎖交部位を外部磁界より遮断させるべく、高
透磁率素材より構成してある。
【００２７】上記構成により、管状誘導子１４は棒状交
流励磁線輪１２の一方の端末から他方に向かって滑動す
るため、滑動する管状誘導子１４に対向する部位の棒状
交流励磁線輪１２のみの、且つ磁気遮蔽管１５により外
部磁界より遮断された、磁束が管状誘導子１４に鎖交す
る。そして管状誘導子１４には誘起電圧に対応した短絡
電流が流れる。これは二次側巻き数１回の変圧器の二次
線輪短絡に対応するものである。即ち、図３の特性曲線
（ａ）に示すように、管状誘導子１４が棒状交流励磁線
輪１２と対向した部位の長さＬ（変位に対応）に比例し
て、逐次前記棒状交流励磁線輪のリアクタンスは直線的
に変化する。結局可動体の変位を上記棒状交流励磁線輪
のリアクタンス変化を介して棒状交流励磁線輪の出力電
圧は図３の特性曲線（ａ）に示す直線アナログ表示をす
る。
流励磁線輪１２の一方の端末から他方に向かって滑動す
るため、滑動する管状誘導子１４に対向する部位の棒状
交流励磁線輪１２のみの、且つ磁気遮蔽管１５により外
部磁界より遮断された、磁束が管状誘導子１４に鎖交す
る。そして管状誘導子１４には誘起電圧に対応した短絡
電流が流れる。これは二次側巻き数１回の変圧器の二次
線輪短絡に対応するものである。即ち、図３の特性曲線
（ａ）に示すように、管状誘導子１４が棒状交流励磁線
輪１２と対向した部位の長さＬ（変位に対応）に比例し
て、逐次前記棒状交流励磁線輪のリアクタンスは直線的
に変化する。結局可動体の変位を上記棒状交流励磁線輪
のリアクタンス変化を介して棒状交流励磁線輪の出力電
圧は図３の特性曲線（ａ）に示す直線アナログ表示をす
る。
【００２８】図２には、本発明の第２の発明である磁芯
誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造の概略の構成を
示してあるが、図２に示すように磁芯誘導子を持つ滑り
誘導子リアクター構造は、空心の棒状交流励磁線輪１２
ｂと、磁芯誘導子１７と、磁気遮蔽管１５とより構成す
る。上記空心の棒状交流励磁線輪１２ｂは、樹脂製巻き
枠１１と一様に分布巻きされた棒状交流励磁線輪１２と
よりなり、磁芯誘導子１７は多芯可撓性の高透磁率素材
よりなり、前記棒状交流励磁線輪１２の長さと同一の長
さとするとともに、図示してない可動体の運動に連動し
て矢印Ｂに示す左右方向の滑動を可能とする構造にして
ある。また、磁気遮蔽管１５は、前記棒状交流励磁線輪
１２と、磁芯誘導子１７の前記棒状交流励磁線輪１２と
の鎖交部位を少なくとも収納する構成とし、磁束の鎖交
部を外部磁界より遮断させ、Ｃ字状断面形状の高透磁率
素材で構成してある。
誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造の概略の構成を
示してあるが、図２に示すように磁芯誘導子を持つ滑り
誘導子リアクター構造は、空心の棒状交流励磁線輪１２
ｂと、磁芯誘導子１７と、磁気遮蔽管１５とより構成す
る。上記空心の棒状交流励磁線輪１２ｂは、樹脂製巻き
枠１１と一様に分布巻きされた棒状交流励磁線輪１２と
よりなり、磁芯誘導子１７は多芯可撓性の高透磁率素材
よりなり、前記棒状交流励磁線輪１２の長さと同一の長
さとするとともに、図示してない可動体の運動に連動し
て矢印Ｂに示す左右方向の滑動を可能とする構造にして
ある。また、磁気遮蔽管１５は、前記棒状交流励磁線輪
１２と、磁芯誘導子１７の前記棒状交流励磁線輪１２と
の鎖交部位を少なくとも収納する構成とし、磁束の鎖交
部を外部磁界より遮断させ、Ｃ字状断面形状の高透磁率
素材で構成してある。
【００２９】上記磁芯誘導子１７を持つ滑り誘導子リア
クター構造においては、磁芯誘導子１７と前記棒状交流
励磁線輪１２との対向部位での線輪側のリアクタンス変
化は変位の増加に対し出力電圧が減少し、図３の特性図
の（ｆ）に示すように、変位Ｌの増加に対して減少し直
線的変化をする。
クター構造においては、磁芯誘導子１７と前記棒状交流
励磁線輪１２との対向部位での線輪側のリアクタンス変
化は変位の増加に対し出力電圧が減少し、図３の特性図
の（ｆ）に示すように、変位Ｌの増加に対して減少し直
線的変化をする。
【００３０】図４には前記棒状交流励磁線輪１２の端末
の初期における特性曲線の非線形部分（図４（Ｂ）、図
５（Ｂ）の破線部分に示す）に対する補正手段の一例を
示してある。図４（Ｂ）には、管状誘導子１４が左側よ
りＬ方向に滑動し始めたとき棒状交流励磁線輪の変位Ｌ
に対する端子電圧Ｖの特性の変化の状況が示してあり、
図４（Ｂ）に見るように端末部位以降は線形変化してい
る特性が端末部位では破線に示すように非線形状態に移
行する状況が示されている。上記補正には巻き線密度の
変更でも可能であるが図４（Ａ）に示すように磁性金属
管１８を付設しても良い。
の初期における特性曲線の非線形部分（図４（Ｂ）、図
５（Ｂ）の破線部分に示す）に対する補正手段の一例を
示してある。図４（Ｂ）には、管状誘導子１４が左側よ
りＬ方向に滑動し始めたとき棒状交流励磁線輪の変位Ｌ
に対する端子電圧Ｖの特性の変化の状況が示してあり、
図４（Ｂ）に見るように端末部位以降は線形変化してい
る特性が端末部位では破線に示すように非線形状態に移
行する状況が示されている。上記補正には巻き線密度の
変更でも可能であるが図４（Ａ）に示すように磁性金属
管１８を付設しても良い。
【００３１】図５（Ｂ）には、磁芯誘導子１７が左側よ
りＬ方向に滑動し棒状交流励磁線輪１２の右端の端末部
位に差し掛った時の電圧Ｖ−変位Ｌの特性の変化の状況
が示してあり、図５（Ｂ）に見るように端末部位におい
てはハッチングに示すように非線形状態特性は端末部位
をすぎると線形状態に移行する状況が示されている。上
記補正には図５（Ａ）に示すように棒状交流励磁線輪１
２の端末部位に短絡環１９を設ける構造にしてある。
りＬ方向に滑動し棒状交流励磁線輪１２の右端の端末部
位に差し掛った時の電圧Ｖ−変位Ｌの特性の変化の状況
が示してあり、図５（Ｂ）に見るように端末部位におい
てはハッチングに示すように非線形状態特性は端末部位
をすぎると線形状態に移行する状況が示されている。上
記補正には図５（Ａ）に示すように棒状交流励磁線輪１
２の端末部位に短絡環１９を設ける構造にしてある。
【００３２】図６〜図９には、図１や図２に示す滑り誘
導子リアクター構造を広範囲の変位に対応させる場合の
管状誘導子ないし磁芯誘導子の形状及び構造を示す図で
ある。上記滑り誘導子リアクター構造において最大変位
に対応する全長は、棒状交流励磁線輪の２倍以上のスペ
ースを必要とし、使用目的によってはこれにより制約を
受ける場合もある。即ちこの問題を解決すべくなされた
ものである。
導子リアクター構造を広範囲の変位に対応させる場合の
管状誘導子ないし磁芯誘導子の形状及び構造を示す図で
ある。上記滑り誘導子リアクター構造において最大変位
に対応する全長は、棒状交流励磁線輪の２倍以上のスペ
ースを必要とし、使用目的によってはこれにより制約を
受ける場合もある。即ちこの問題を解決すべくなされた
ものである。
【００３３】図６には導電性金属ベローズ１４ａを使用
した場合で、図７は導電性金属性スプリングを使用した
場合を示す図で、図８は管状誘導子を入れ子状に１４
ｂ、１４ｃに分割し嵌合構造した場合を示す図で、それ
ぞれ柔軟構造として必要に応じてその端末長さを短くす
るようにしたものである。なお、上記図７に示す場合
は、巻き方向と直径を異にしたスプリング１４ｄ、１４
ｅを設け、その端末部分を接続した２層の導電性伸縮バ
ネとしたものである。またはその自由長が棒状交流励磁
線輪と等長のバネを使用する等の柔軟構造が考えられ
る。
した場合で、図７は導電性金属性スプリングを使用した
場合を示す図で、図８は管状誘導子を入れ子状に１４
ｂ、１４ｃに分割し嵌合構造した場合を示す図で、それ
ぞれ柔軟構造として必要に応じてその端末長さを短くす
るようにしたものである。なお、上記図７に示す場合
は、巻き方向と直径を異にしたスプリング１４ｄ、１４
ｅを設け、その端末部分を接続した２層の導電性伸縮バ
ネとしたものである。またはその自由長が棒状交流励磁
線輪と等長のバネを使用する等の柔軟構造が考えられ
る。
【００３４】また、図９には磁芯誘導子の場合を示す図
で、図９（Ａ）は多芯高透磁率素材を束ねたものを示
し、図９（Ｂ）にはこれに曲げ力を加え、適宜曲げ状態
を形成させた磁芯誘導子１７ａを示してある。上記のよ
うにして、多芯可撓線を束ねた構造の場合は断面に誘起
される渦電流の流れを防止し、より正確なリアクタンス
変化を介して電気信号ないし制御信号を得ることを可能
にするとともに、変位に対応して棒状交流励磁線輪より
はみ出る部位をいずれの方向にも折り曲げをすることが
出来、大幅な変位に対しても小さいスペースで作動させ
ることができる。
で、図９（Ａ）は多芯高透磁率素材を束ねたものを示
し、図９（Ｂ）にはこれに曲げ力を加え、適宜曲げ状態
を形成させた磁芯誘導子１７ａを示してある。上記のよ
うにして、多芯可撓線を束ねた構造の場合は断面に誘起
される渦電流の流れを防止し、より正確なリアクタンス
変化を介して電気信号ないし制御信号を得ることを可能
にするとともに、変位に対応して棒状交流励磁線輪より
はみ出る部位をいずれの方向にも折り曲げをすることが
出来、大幅な変位に対しても小さいスペースで作動させ
ることができる。
【００３５】図１０は、図１、図４に示す本発明の滑り
誘導子リアクターの電源系統図で、滑り誘導子リアクタ
ー２０と電源３０とよりなり、滑り誘導子リアクター２
０には棒状交流励磁線輪１２に温度補償素子２１を付設
してある。電源３０は可聴周波定電流発振機２３と変位
表示器２５と交流商用電源を供給する電源端子２４と接
続端子２２とより構成する。なお、上記変位の計測に
は、棒状交流励磁線輪１２のリアクタンスが、誘導子の
変位による可変リアクタンス分と変位そのもの関係しな
い誘導子リアクタンス分と前記線輪の抵抗値分とのベク
トル和としてのインピーダンスであるから、上記定電流
励磁を行い、前記線輪端の電圧降下より前記抵抗分と変
化に寄与しないリアクタンス分のみバイアスして除去す
るようにしてある。
誘導子リアクターの電源系統図で、滑り誘導子リアクタ
ー２０と電源３０とよりなり、滑り誘導子リアクター２
０には棒状交流励磁線輪１２に温度補償素子２１を付設
してある。電源３０は可聴周波定電流発振機２３と変位
表示器２５と交流商用電源を供給する電源端子２４と接
続端子２２とより構成する。なお、上記変位の計測に
は、棒状交流励磁線輪１２のリアクタンスが、誘導子の
変位による可変リアクタンス分と変位そのもの関係しな
い誘導子リアクタンス分と前記線輪の抵抗値分とのベク
トル和としてのインピーダンスであるから、上記定電流
励磁を行い、前記線輪端の電圧降下より前記抵抗分と変
化に寄与しないリアクタンス分のみバイアスして除去す
るようにしてある。
【００３６】なお、上記滑り誘導子が導電性の管状誘電
子の場合と高透磁率の磁芯誘電子の場合の使い分けは、
本願リアクターの置かれる環境、即ち励磁線輪は前記何
れの形式の誘導子に比べても耐環境性が低いが、誘導子
側は苛酷な環境でも耐えられるのでそれらが選択肢にな
る。また、誘導子は機器の可動体に連結して連動される
が、このような結合の機構上の点からも誘電子が棒状交
流励磁線輪の内側か外側かの適否が決まる。上記事項か
らも、本願発明に置いては内側と外側で環境条件が異な
るときは、それぞれの環境に応じて、内外取り付け位置
を異にする前記導電性誘電子を使用した滑りリアクター
と磁芯誘電子を使用した滑り誘電子リアクターとに使い
分けできる。
子の場合と高透磁率の磁芯誘電子の場合の使い分けは、
本願リアクターの置かれる環境、即ち励磁線輪は前記何
れの形式の誘導子に比べても耐環境性が低いが、誘導子
側は苛酷な環境でも耐えられるのでそれらが選択肢にな
る。また、誘導子は機器の可動体に連結して連動される
が、このような結合の機構上の点からも誘電子が棒状交
流励磁線輪の内側か外側かの適否が決まる。上記事項か
らも、本願発明に置いては内側と外側で環境条件が異な
るときは、それぞれの環境に応じて、内外取り付け位置
を異にする前記導電性誘電子を使用した滑りリアクター
と磁芯誘電子を使用した滑り誘電子リアクターとに使い
分けできる。
【００３７】
【発明の効果】本第１及び第２の発明は、上記構成によ
り、直線的運動体に限定されることなく非直線運動をす
る可動体にも適用可能にするとともに、可動体の運動に
高範囲に連動して内蔵する棒状交流励磁線輪のリアクタ
ンス変化を介して、変位に対し線形アナログ信号を得る
ことができる。
り、直線的運動体に限定されることなく非直線運動をす
る可動体にも適用可能にするとともに、可動体の運動に
高範囲に連動して内蔵する棒状交流励磁線輪のリアクタ
ンス変化を介して、変位に対し線形アナログ信号を得る
ことができる。
【図１】 本発明の第１の発明である磁芯付きの棒状交
流励磁線輪の外周に変位に連動する管状誘導子を持つ滑
り誘導子リアクター構造の概略の構成を示す模式図であ
る。
流励磁線輪の外周に変位に連動する管状誘導子を持つ滑
り誘導子リアクター構造の概略の構成を示す模式図であ
る。
【図２】 本発明の空心の棒状交流励磁線輪の内部に磁
芯誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造の概略構成を
示す模式図である。
芯誘導子を持つ滑り誘導子リアクター構造の概略構成を
示す模式図である。
【図３】 図１、図２の滑り誘導子リアクター構造の変
位−出力特性図である。
位−出力特性図である。
【図４】 （Ａ）は図１の棒状交流励磁線輪の端末部の
初期における非線形特性の補正手段を示す図で、（Ｂ）
は補正前の非線形特性を示す図である。
初期における非線形特性の補正手段を示す図で、（Ｂ）
は補正前の非線形特性を示す図である。
【図５】 （Ａ）は図２の棒状交流励磁線輪の端末部位
における非線形特性の補正手段を示す図で、（Ｂ）は補
正前の非線形特性を示す図である。
における非線形特性の補正手段を示す図で、（Ｂ）は補
正前の非線形特性を示す図である。
【図６】 図１の管状誘導子の形状に金属ベローズを使
用することにより端末部位を折り曲げる状況を示す図で
ある。
用することにより端末部位を折り曲げる状況を示す図で
ある。
【図７】 図１の管状誘導子に巻き方向の異なる導電性
金属スプリングを使用し端末長さを短くする状況を示す
図である。
金属スプリングを使用し端末長さを短くする状況を示す
図である。
【図８】 図１の管状誘導子に径の異なる入れ子状に分
割嵌合させ端末長さを短くする状況を示す図である。
割嵌合させ端末長さを短くする状況を示す図である。
【図９】 （Ａ）は図２の磁芯誘導子を多芯高透磁率素
材で構成した場合を示す図で、（Ｂ）は前記多芯高透磁
率素材で構成された磁芯誘導子を湾曲させた状況を示す
図である。
材で構成した場合を示す図で、（Ｂ）は前記多芯高透磁
率素材で構成された磁芯誘導子を湾曲させた状況を示す
図である。
【図１０】 本発明の滑り誘導子リアクター構造の電源
系統図である。
系統図である。
【図１１】 従来の差動変圧器の構成図である。
【図１２】 （Ａ）は図１１の概略のコイル配設図で、
（Ｂ）はその特性図である。
（Ｂ）はその特性図である。
１０ 磁芯 １１ 巻き枠 １２ 棒状交流励磁線輪 １２ａ 磁芯付き棒状交流励磁線輪 １２ｂ 空心の棒状交流励磁線輪 １３ 保護管 １４ 管状誘導子 １５ 磁気遮蔽管 １７ 磁芯誘導子 ２０ 滑り誘導子リアクター ２２ 接続端子 ２３ 可聴周波定電流発振機 ２５ 変位表示器 ３０ 電源
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01P 1/00 - 3/80
Claims (3)
- 【請求項１】 空心の棒状交流励磁線輪と、該線輪の内
部に沿い軸方向に滑動自在に設けた棒状交流励磁線輪と
等長の高透磁率素材よりなる磁芯誘導子とより構成する
とともに、該磁芯誘導子は、多芯高透磁率素材よりなる
可撓性を持つ構造とし、渦電流を排除するとともに、変
位に対応して棒状交流励磁線輪より変位に対応してはみ
出る誘導子部位の先端を折り曲げ収納等による軸方向の
長さの縮小により外部構造物との物理的干渉を排除する
構成としたことを特徴とする滑り誘導子リアクター構
造。 - 【請求項２】 空心の棒状交流励磁線輪と、該線輪の内
部に沿い軸方向に滑動自在に設けた棒状交流励磁線輪と
等長の高透磁率素材よりなる磁芯誘導子とより構成する
とともに、前記棒状交流励磁線輪はその端末部位におい
て、巻き数密度の変更若しくは短絡線輪の設置よりなる
非線形特性の補正手段を設けたことを特徴とする滑り誘
導子リアクター構造。 - 【請求項３】 前記棒状交流励磁線輪の外周にそれと等
長の高透磁率金属管からなる磁気遮蔽管を配設する構成
としたことを特徴とする請求項１または２記載の滑り誘
導子リアクター構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32484499A JP3352983B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 滑り誘導子リアクター構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32484499A JP3352983B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 滑り誘導子リアクター構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001141513A JP2001141513A (ja) | 2001-05-25 |
| JP3352983B2 true JP3352983B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=18170311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32484499A Expired - Fee Related JP3352983B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 滑り誘導子リアクター構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352983B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4981698B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2012-07-25 | パナソニック株式会社 | ポジションセンサ |
| JP2009204348A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ポジションセンサ |
-
1999
- 1999-11-16 JP JP32484499A patent/JP3352983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001141513A (ja) | 2001-05-25 |
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