JP3396454B2 - 可動磁石形検流計 - Google Patents
可動磁石形検流計Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2412—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying overlap
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/035—Aligning the laser beam
- B23K26/037—Aligning the laser beam by pressing on the workpiece, e.g. pressing roller foot
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザマーカ、微
細穴あけ加工等に使われるレーザスキャナ用の検流計に
関する。
細穴あけ加工等に使われるレーザスキャナ用の検流計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】検流計の静電容量位置検出器は、従来よ
り種々の提案がなされている（特願平６−１１６８９
０）。図５は上記従来例の電極部分の構成を説明するた
めの斜視図および側面図である。固定された共通電極３
０、同じく固定された４分割電極３２間の空隙ｄに、セ
ラミック等の高誘電率の材料でできた厚さｔのバタフラ
イ状の介在物３１が挿入されている。この高誘電率の介
在物３１は回動可能なシャフト３３に固定され、各電極
間にそれぞれδ1 、δ 2の空隙が設けられている。シャ
フト３３の回転時、介在物３１の回転によって両電極間
の静電容量の変化を検出している。
り種々の提案がなされている（特願平６−１１６８９
０）。図５は上記従来例の電極部分の構成を説明するた
めの斜視図および側面図である。固定された共通電極３
０、同じく固定された４分割電極３２間の空隙ｄに、セ
ラミック等の高誘電率の材料でできた厚さｔのバタフラ
イ状の介在物３１が挿入されている。この高誘電率の介
在物３１は回動可能なシャフト３３に固定され、各電極
間にそれぞれδ1 、δ 2の空隙が設けられている。シャ
フト３３の回転時、介在物３１の回転によって両電極間
の静電容量の変化を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この構造の静電容量位
置検出器は、高誘電体介在物３１としては厚さ１．０ｍ
ｍの比誘電率６〜７程度のセラミックを使用し、空隙δ
1 ，δ 2は０．１ｍｍ程度に設計されているのが一般的
である。両電極間の空隙ｄが大きいので、各電極間およ
び高誘電体の介在物３１と両電極間の平行度、各空隙δ
1 ，δ 2およびｄにはそれほど精度を要求されないとい
う長所および両電極間の空隙ｄが大きいので、温度変化
による空隙ｄの寸法変化に伴う検出静電容量の変化が小
さいという長所も有する。
置検出器は、高誘電体介在物３１としては厚さ１．０ｍ
ｍの比誘電率６〜７程度のセラミックを使用し、空隙δ
1 ，δ 2は０．１ｍｍ程度に設計されているのが一般的
である。両電極間の空隙ｄが大きいので、各電極間およ
び高誘電体の介在物３１と両電極間の平行度、各空隙δ
1 ，δ 2およびｄにはそれほど精度を要求されないとい
う長所および両電極間の空隙ｄが大きいので、温度変化
による空隙ｄの寸法変化に伴う検出静電容量の変化が小
さいという長所も有する。
【０００４】しかしながら、バタフライ状の介在物３１
として高誘電体材料を用いても両電極間の空隙ｄが大き
いため、静電容量は２〜３ＰＦ程度と非常に小さく、位
置の変化に伴う静電容量の変化を検出する回路構成には
５００ＫＨｚ、５００Ｖ程度の高周波、高電圧の信号電
源を供給しなければならない。そのため、ノイズ，耐電
圧対策には非常な苦労を伴う。また、高誘電体の介在物
３１には、セラミックが適しており実際に使用されてい
るが、セラミックは多孔質であるため、湿度が高いと孔
の内に水分が入り、その誘電率が低下する性質を持って
おり、湿度による検出静電容量の誤差を生ずる欠点を有
する。
として高誘電体材料を用いても両電極間の空隙ｄが大き
いため、静電容量は２〜３ＰＦ程度と非常に小さく、位
置の変化に伴う静電容量の変化を検出する回路構成には
５００ＫＨｚ、５００Ｖ程度の高周波、高電圧の信号電
源を供給しなければならない。そのため、ノイズ，耐電
圧対策には非常な苦労を伴う。また、高誘電体の介在物
３１には、セラミックが適しており実際に使用されてい
るが、セラミックは多孔質であるため、湿度が高いと孔
の内に水分が入り、その誘電率が低下する性質を持って
おり、湿度による検出静電容量の誤差を生ずる欠点を有
する。
【０００５】従来の静電容量位置検出器の構造はこのよ
うに加工精度を要求されない、温度変化による影響を受
けにくいという長所を有する反面、静電容量が小さい，
湿度の影響を受けやすいという欠点を有する。本発明は
上記考察に基づくもので、その目的は、上述の長所を生
かしつつ静電容量を大きくするとともに湿度の影響を受
けにくい構造の可動磁石形検流計を提供することにあ
る。
うに加工精度を要求されない、温度変化による影響を受
けにくいという長所を有する反面、静電容量が小さい，
湿度の影響を受けやすいという欠点を有する。本発明は
上記考察に基づくもので、その目的は、上述の長所を生
かしつつ静電容量を大きくするとともに湿度の影響を受
けにくい構造の可動磁石形検流計を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による可動磁石形検流計は、ケースに強磁性体
のアウタヨークを収容し、該アウタヨークの内側にコイ
ルをはりつけてステータ部を形成し、円筒状の永久磁石
を前部シャフトおよび後部シャフトで支持してロータを
形成し、前記後部シャフト部の端部には円板状のガラス
の表面に導電性の薄膜でパターニングしたバタフライ形
状の共通電極をハブを介して取付け、前記共通電極に極
めて接近した空隙をとって４分割電極を対面させ、前記
４分割電極はスペーサに取付け、前記スペーサは前記空
隙が所要寸法になるように前記ケースに取付け、前記後
部シャフト，ハブおよびスペーサは同じ材質で構成され
ている。また、本発明は上記構成において、前記ハブに
接着剤溜まり用溝を設けるとともに前記共通電極に接着
剤注入用の穴を設け、前記接着材注入用の穴から接着剤
を注入し前記共通電極を前記ハブに固定するものであ
る。さらに、本発明は上記構成において、前記共通電極
は、中央に貫通穴を有するガラス板に導電性薄膜を蒸着
またはスパッタリングした後、エッチングによりパター
ンを形成し、前記貫通穴に、前記パターンに接続するリ
ード線引き出し用端子を半田付けまたは導電性接着剤で
固定するものである。さらには、前記目的を達成するた
めに本発明による可動磁石形検流計は、ケースに強磁性
体のアウタヨークを収容し、該アウタヨークの内側にコ
イルをはりつけてステータ部を形成し、円筒状の永久磁
石を前部シャフトおよび後部シャフトで支持してロータ
を形成し、前記ロータを前記コイルの内部に挿入し、前
記後部シャフトを支持する後部ベアリングのインナレー
スおよびアウタレースは、前記後部シャフトの外周およ
び前記ケースにそれぞれ固定するとともに前記前部シャ
フトを支持する前部ベアリングのインナレースは、前記
前部シャフトの外周に固定し、前記前部ベアリングのア
ウタレースは、バネにより後部シャフト方向に付勢力を
与えて軸方向に移動可能とし、前記後部シャフト部の端
部には円板状のガラスの表面に導電性の薄膜でパターニ
ングしたバタフライ形状の共通電極をハブを介して取付
け、前記共通電極に極めて接近した空隙をとって４分割
電極を対面させ、前記４分割電極はスペーサに取付け、
前記スペーサは前記空隙が所要寸法になるように前記ケ
ースに取付け、前記後部シャフト，ハブおよびスペーサ
は同じ材質で構成されている。本発明は上記構成におい
て、前記ハブ，後部シャフトおよびスペーサは、鋼また
はステンレスを用いるものである。
に本発明による可動磁石形検流計は、ケースに強磁性体
のアウタヨークを収容し、該アウタヨークの内側にコイ
ルをはりつけてステータ部を形成し、円筒状の永久磁石
を前部シャフトおよび後部シャフトで支持してロータを
形成し、前記後部シャフト部の端部には円板状のガラス
の表面に導電性の薄膜でパターニングしたバタフライ形
状の共通電極をハブを介して取付け、前記共通電極に極
めて接近した空隙をとって４分割電極を対面させ、前記
４分割電極はスペーサに取付け、前記スペーサは前記空
隙が所要寸法になるように前記ケースに取付け、前記後
部シャフト，ハブおよびスペーサは同じ材質で構成され
ている。また、本発明は上記構成において、前記ハブに
接着剤溜まり用溝を設けるとともに前記共通電極に接着
剤注入用の穴を設け、前記接着材注入用の穴から接着剤
を注入し前記共通電極を前記ハブに固定するものであ
る。さらに、本発明は上記構成において、前記共通電極
は、中央に貫通穴を有するガラス板に導電性薄膜を蒸着
またはスパッタリングした後、エッチングによりパター
ンを形成し、前記貫通穴に、前記パターンに接続するリ
ード線引き出し用端子を半田付けまたは導電性接着剤で
固定するものである。さらには、前記目的を達成するた
めに本発明による可動磁石形検流計は、ケースに強磁性
体のアウタヨークを収容し、該アウタヨークの内側にコ
イルをはりつけてステータ部を形成し、円筒状の永久磁
石を前部シャフトおよび後部シャフトで支持してロータ
を形成し、前記ロータを前記コイルの内部に挿入し、前
記後部シャフトを支持する後部ベアリングのインナレー
スおよびアウタレースは、前記後部シャフトの外周およ
び前記ケースにそれぞれ固定するとともに前記前部シャ
フトを支持する前部ベアリングのインナレースは、前記
前部シャフトの外周に固定し、前記前部ベアリングのア
ウタレースは、バネにより後部シャフト方向に付勢力を
与えて軸方向に移動可能とし、前記後部シャフト部の端
部には円板状のガラスの表面に導電性の薄膜でパターニ
ングしたバタフライ形状の共通電極をハブを介して取付
け、前記共通電極に極めて接近した空隙をとって４分割
電極を対面させ、前記４分割電極はスペーサに取付け、
前記スペーサは前記空隙が所要寸法になるように前記ケ
ースに取付け、前記後部シャフト，ハブおよびスペーサ
は同じ材質で構成されている。本発明は上記構成におい
て、前記ハブ，後部シャフトおよびスペーサは、鋼また
はステンレスを用いるものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、加工精度を要求されない、
温度変化による影響を受けにくいという長所に加えて静
電容量を大きくできるとともに湿度による影響を受ける
ことはない。
温度変化による影響を受けにくいという長所に加えて静
電容量を大きくできるとともに湿度による影響を受ける
ことはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。本発明は、従来の構造のように共通電極と
４分割電極間の空隙ｄの間に、高誘電体で作られシャフ
トに固定されたバタフライ状の介在物の角度位置による
両電極間の静電容量の変化を検出するという構造ではな
い。シャフトに固定されたハブに、円板状のガラスの表
面にバタフライ状にパターニングされた導電性の薄膜を
共通電極として固定し、この共通電極と平行度を保ち、
かつ極めて接近した空隙δ（０．０４ｍｍ〜０．０５ｍ
ｍ）を保つように４分割電極を対面させ、該共通電極と
４分割電極との間の静電容量を検出するようにしたもの
である。
く説明する。本発明は、従来の構造のように共通電極と
４分割電極間の空隙ｄの間に、高誘電体で作られシャフ
トに固定されたバタフライ状の介在物の角度位置による
両電極間の静電容量の変化を検出するという構造ではな
い。シャフトに固定されたハブに、円板状のガラスの表
面にバタフライ状にパターニングされた導電性の薄膜を
共通電極として固定し、この共通電極と平行度を保ち、
かつ極めて接近した空隙δ（０．０４ｍｍ〜０．０５ｍ
ｍ）を保つように４分割電極を対面させ、該共通電極と
４分割電極との間の静電容量を検出するようにしたもの
である。
【０００９】このような構成により、静電容量の大きさ
を約１０ＰＦ程度と大きくできるため、回路構成には７
０ＫＨＺ，３０Ｖ程度の信号電源を用いることができ、
ノイズ、耐電圧対策が非常に有利となる。また、湿度に
よる悪影響を及ぼすセラミック等を使用することもない
ので、さらに有利である。ただし、空隙δが０．０４ｍ
ｍ〜０．０５ｍｍと小さいため、後述するように熱膨張
による空隙δの変化により検出静電容量に誤差を生じや
すい。さらに、空隙δが０．０４ｍｍ〜０．０５ｍｍと
高精度に保たなければならない。
を約１０ＰＦ程度と大きくできるため、回路構成には７
０ＫＨＺ，３０Ｖ程度の信号電源を用いることができ、
ノイズ、耐電圧対策が非常に有利となる。また、湿度に
よる悪影響を及ぼすセラミック等を使用することもない
ので、さらに有利である。ただし、空隙δが０．０４ｍ
ｍ〜０．０５ｍｍと小さいため、後述するように熱膨張
による空隙δの変化により検出静電容量に誤差を生じや
すい。さらに、空隙δが０．０４ｍｍ〜０．０５ｍｍと
高精度に保たなければならない。
【００１０】本件出願人が提案している回転差動容量型
角度変換器（特願平１０−１２５３１８）は、熱膨張に
よるδの変化を電気回路的手法によりキャンセルするよ
うに回路を構成するものであり、この提案により温度変
化による影響を防止する効果はもちろん大であるが、本
発明では空隙δの温度変化自体を極力小さく抑えようと
するものである。前部ベアリングのアウタレースは、軸
方向に滑動可能なように適切な押圧力を有するバネで押
し付けておき、後部ベアリングのアウタレースはケース
に、インナレースは後部シャフトに、それぞれ圧入また
は接着により固定させている。温度変化によるケース，
シャフト間の軸方向の寸法変化の差は、設計条件では２
０°Ｃの温度差で略０．０２ｍｍ位となるが、０．０２
ｍｍバネが変位することにより吸収され、後部シャフト
側には、熱膨張の影響はなくストレスもかかることはな
い。
角度変換器（特願平１０−１２５３１８）は、熱膨張に
よるδの変化を電気回路的手法によりキャンセルするよ
うに回路を構成するものであり、この提案により温度変
化による影響を防止する効果はもちろん大であるが、本
発明では空隙δの温度変化自体を極力小さく抑えようと
するものである。前部ベアリングのアウタレースは、軸
方向に滑動可能なように適切な押圧力を有するバネで押
し付けておき、後部ベアリングのアウタレースはケース
に、インナレースは後部シャフトに、それぞれ圧入また
は接着により固定させている。温度変化によるケース，
シャフト間の軸方向の寸法変化の差は、設計条件では２
０°Ｃの温度差で略０．０２ｍｍ位となるが、０．０２
ｍｍバネが変位することにより吸収され、後部シャフト
側には、熱膨張の影響はなくストレスもかかることはな
い。
【００１１】このように構成し、さらに後部シャフト，
ハブ，後述するスペーサを同じ熱膨張係数の材質で構成
すれば熱膨張による寸法変位は生じることはなく、両電
極間の空隙δの値は温度が変化しても変わることはな
い。本発明に回転差動容量型角度変換器を併用すれば、
非常に優れた温度特性の検流計を実現することができ
る。なお、共通電極をパターニングした円板状のガラス
の熱膨張の問題が残るが、例えば、青板ガラス、ステン
レスの熱膨張係数は、それぞれ、８７×１０ -7 、 １０
０×１０ -7 とその相違は少なく、ガラスの厚さが０．５
５ｍｍ位であることを考えると無視できる値である。
ハブ，後述するスペーサを同じ熱膨張係数の材質で構成
すれば熱膨張による寸法変位は生じることはなく、両電
極間の空隙δの値は温度が変化しても変わることはな
い。本発明に回転差動容量型角度変換器を併用すれば、
非常に優れた温度特性の検流計を実現することができ
る。なお、共通電極をパターニングした円板状のガラス
の熱膨張の問題が残るが、例えば、青板ガラス、ステン
レスの熱膨張係数は、それぞれ、８７×１０ -7 、 １０
０×１０ -7 とその相違は少なく、ガラスの厚さが０．５
５ｍｍ位であることを考えると無視できる値である。
【００１２】また、両電極間の空隙δを０．０４ｍｍ〜
０．０５ｍｍと精度を出すためにスペーサを使用してい
る。近年、ＮＣ工作機械等の加工精度は非常に向上した
が、これにより加工し精度を上げた部品でも、いくつか
の部品が組立された結果、得られる空隙δは、各部品の
加工誤差が累計されるので、精度出しは非常に困難とな
る。そこで、組立途中でケースの端面”Ｘ”（図１参
照）から共通電極の表面までの距離”Ｌ”を個々の製品
ごとに測定して、この測定結果に合わせて、スペーサの
両面を研磨して寸法を出すようにすることは非常にメリ
ットがある。
０．０５ｍｍと精度を出すためにスペーサを使用してい
る。近年、ＮＣ工作機械等の加工精度は非常に向上した
が、これにより加工し精度を上げた部品でも、いくつか
の部品が組立された結果、得られる空隙δは、各部品の
加工誤差が累計されるので、精度出しは非常に困難とな
る。そこで、組立途中でケースの端面”Ｘ”（図１参
照）から共通電極の表面までの距離”Ｌ”を個々の製品
ごとに測定して、この測定結果に合わせて、スペーサの
両面を研磨して寸法を出すようにすることは非常にメリ
ットがある。
【００１３】
【実施例】つぎに図面を参照して実施例を説明する。図
１は、本発明による可動磁石形検流計の実施例を示す正
面断面図である。ステータ２は、ケース９に接着された
円筒形状をした強磁性体のアウタヨーク１０の内側にコ
イル１１をはりつけた構造となっている。ケース９は軽
量化の目的で比重の小さいアルミニウムが用いられ、前
部シャフト７および後部シャフト８は剛性をあげるため
にステンレス材が用いられる。
１は、本発明による可動磁石形検流計の実施例を示す正
面断面図である。ステータ２は、ケース９に接着された
円筒形状をした強磁性体のアウタヨーク１０の内側にコ
イル１１をはりつけた構造となっている。ケース９は軽
量化の目的で比重の小さいアルミニウムが用いられ、前
部シャフト７および後部シャフト８は剛性をあげるため
にステンレス材が用いられる。
【００１４】ロータ１は、円筒状の永久磁石６の両側面
に前部シャフト７および後部シャフト８を固定した構造
である。前部シャフト７および後部シャフト８には前部
ベアリング４および後部ベアリング５が固定されてい
る。前部ベアリング４および後部ベアリング５のインナ
レース１８は前部シャフト７および後部シャフト８に圧
入するか、または接着することにより固定される。段差
部９ａにバネ３を挿入した後、上記の前部ベアリング４
および後部ベアリング５を固定したロータ１をアウタヨ
ーク１０の内部に挿入し、段差部９ａに前部ベアリング
４のアウタレース１９を滑動可能に差込むとともに段差
部９ｂに後部ベアリング５のアウタレース１９を圧入ま
たは接着固定する。これによりロータ１はアウタヨーク
１０の内部に回動可能に収容されるとともに熱膨張によ
りロータ１とステータ２の軸方向に寸法誤差が生じた場
合には、バネ３により吸収される。
に前部シャフト７および後部シャフト８を固定した構造
である。前部シャフト７および後部シャフト８には前部
ベアリング４および後部ベアリング５が固定されてい
る。前部ベアリング４および後部ベアリング５のインナ
レース１８は前部シャフト７および後部シャフト８に圧
入するか、または接着することにより固定される。段差
部９ａにバネ３を挿入した後、上記の前部ベアリング４
および後部ベアリング５を固定したロータ１をアウタヨ
ーク１０の内部に挿入し、段差部９ａに前部ベアリング
４のアウタレース１９を滑動可能に差込むとともに段差
部９ｂに後部ベアリング５のアウタレース１９を圧入ま
たは接着固定する。これによりロータ１はアウタヨーク
１０の内部に回動可能に収容されるとともに熱膨張によ
りロータ１とステータ２の軸方向に寸法誤差が生じた場
合には、バネ３により吸収される。
【００１５】図２は、図１の検流計の静電容量位置検出
器の共通電極，ハブおよびリード線引き出し用端子を組
み立てた概略図，図３は、図１の検流計の静電容量位置
検出器の共通電極と４分割電極の位置関係を示す概略図
である。静電容量位置検出器１４は、前部シャフト７お
よび後部シャフト８と同心となるように固定された４分
割電極１６と、この電極と同心かつ、空隙δを保って対
向して後部シャフトに固定された共通電極１５とから構
成されている。共通電極１５は、４分割電極１６の相互
に対向する２つのパターンで構成される１組の電極のみ
を覆うことができるようなバタフライ状のパターン１５
ａを有している。共通電極１５の回転に応じて４分割電
極１６と共通電極１５で構成される２組のコンデンサＣ
ａ，Ｃｂ（図４参照）の静電容量が角度に比例して一方
が増加した時、他方が減少するように動作し、角度情報
としてＣａ−Ｃｂを電圧に変換する機能を有する。
器の共通電極，ハブおよびリード線引き出し用端子を組
み立てた概略図，図３は、図１の検流計の静電容量位置
検出器の共通電極と４分割電極の位置関係を示す概略図
である。静電容量位置検出器１４は、前部シャフト７お
よび後部シャフト８と同心となるように固定された４分
割電極１６と、この電極と同心かつ、空隙δを保って対
向して後部シャフトに固定された共通電極１５とから構
成されている。共通電極１５は、４分割電極１６の相互
に対向する２つのパターンで構成される１組の電極のみ
を覆うことができるようなバタフライ状のパターン１５
ａを有している。共通電極１５の回転に応じて４分割電
極１６と共通電極１５で構成される２組のコンデンサＣ
ａ，Ｃｂ（図４参照）の静電容量が角度に比例して一方
が増加した時、他方が減少するように動作し、角度情報
としてＣａ−Ｃｂを電圧に変換する機能を有する。
【００１６】４分割電極１６は、プリント基板をエッチ
ングして作られ、２組の電極にＣaリード線２２とＣb
リード線２３が接続されている。共通電極１５は中央に
貫通穴１５ｂを有する円板状のガラスの表面に真空蒸
着、スパッタリング等によって導電性薄膜をバタフライ
状にパターニングして作られる。貫通穴１５ｂにリード
線２４を接続するための端子１２が半田付けされ、パタ
ーン１５ａと端子１２は電気的に接続される。共通電極
１５は、後部シャフト８に取り付けられたハブ１３にシ
ャフト８と同心になるように接着固定される。ハブ１３
には、接着剤溜まり用溝２０が設けられ、共通電極１５
の導電性薄膜のパターニングされていない部分に接着剤
注入用穴２１が穿設されている。この接着剤注入用穴２
１より接着剤を注入する構造とすることにより共通電極
１５の面振れのない正しい接着が可能となる。
ングして作られ、２組の電極にＣaリード線２２とＣb
リード線２３が接続されている。共通電極１５は中央に
貫通穴１５ｂを有する円板状のガラスの表面に真空蒸
着、スパッタリング等によって導電性薄膜をバタフライ
状にパターニングして作られる。貫通穴１５ｂにリード
線２４を接続するための端子１２が半田付けされ、パタ
ーン１５ａと端子１２は電気的に接続される。共通電極
１５は、後部シャフト８に取り付けられたハブ１３にシ
ャフト８と同心になるように接着固定される。ハブ１３
には、接着剤溜まり用溝２０が設けられ、共通電極１５
の導電性薄膜のパターニングされていない部分に接着剤
注入用穴２１が穿設されている。この接着剤注入用穴２
１より接着剤を注入する構造とすることにより共通電極
１５の面振れのない正しい接着が可能となる。
【００１７】検流計の使用周囲温度の変化または検流計
本体の発熱により、検流計の温度が変化し、熱膨張係数
の違いによりロータ１と、ステータ２に軸方向の寸法に
変化が生じた場合、この寸法変化を前部ベアリング４を
ケース９の段差部９ａに挿入してあるバネ３が吸収する
ので、熱膨張による静電容量位置検出器１４の両電極間
の空隙δの温度変化はケース９の“Ｘ”端面より静電容
量位置検出器側のみ解決策を講じればよいこととなる。
本発明は空隙δが所定の寸法になるような厚さのスペー
サ１７をボルト２５によってケース９に固定し、４分割
電極１６をボルト２６によりスペーサ１７に取付けてい
る。
本体の発熱により、検流計の温度が変化し、熱膨張係数
の違いによりロータ１と、ステータ２に軸方向の寸法に
変化が生じた場合、この寸法変化を前部ベアリング４を
ケース９の段差部９ａに挿入してあるバネ３が吸収する
ので、熱膨張による静電容量位置検出器１４の両電極間
の空隙δの温度変化はケース９の“Ｘ”端面より静電容
量位置検出器側のみ解決策を講じればよいこととなる。
本発明は空隙δが所定の寸法になるような厚さのスペー
サ１７をボルト２５によってケース９に固定し、４分割
電極１６をボルト２６によりスペーサ１７に取付けてい
る。
【００１８】スペーサ１７を用いず、ケース９と一体に
アルミニウムで作り、ケース９の端面に４分割電極１６
を共通電極１５と極めて小さな空隙δを保つように固定
した場合、後部シャフト８にステンレスが用いられてい
るため、アルミ製のケースとの熱膨張率が大きく異な
り、熱によるδの寸法変化が大きく検出静電容量に大き
な誤差を生じる。本発明では前述したように端面“Ｘ”
より前部の熱膨張による軸方向の寸法の変位はバネ３に
より吸収し、端面“Ｘ”より後部は、スペーサ１７を設
け、各部品は同じ熱膨張係数の材質を用いることにより
空隙δの温度変化による静電容量の検出誤差を極力小さ
く抑えている。
アルミニウムで作り、ケース９の端面に４分割電極１６
を共通電極１５と極めて小さな空隙δを保つように固定
した場合、後部シャフト８にステンレスが用いられてい
るため、アルミ製のケースとの熱膨張率が大きく異な
り、熱によるδの寸法変化が大きく検出静電容量に大き
な誤差を生じる。本発明では前述したように端面“Ｘ”
より前部の熱膨張による軸方向の寸法の変位はバネ３に
より吸収し、端面“Ｘ”より後部は、スペーサ１７を設
け、各部品は同じ熱膨張係数の材質を用いることにより
空隙δの温度変化による静電容量の検出誤差を極力小さ
く抑えている。
【００１９】また、空隙δは０．０４ｍｍ〜０．０５ｍ
ｍと極めて精度良く寸法出しをしなければならないが、
各部品，ハブ１３、前部シャフト７，後部シャフト８，
ケース９およびマグネット６の寸法の精度を上げて加工
しても、これらを組み立てた結果得られる空隙δは、各
部品の加工誤差が累積されるので上記精度の寸法出しは
非常に困難である。本発明では、上記のようにスペーサ
１７を設けることにより、前述の温度変化による、空隙
δの寸法変化の問題と同時にこの問題も解決している。
スペーサ１７をケース９と別部品として“Ｘ”端面から
バタフライ電極１５までの寸法Ｌを測定した後、スペー
サ１７の厚さをＬ＋（０．０４ｍｍ〜０．０５ｍｍ）に
両端面を研磨すれば、各部品精度はそれほど上げなくと
も比較的容易に寸法出しができる。
ｍと極めて精度良く寸法出しをしなければならないが、
各部品，ハブ１３、前部シャフト７，後部シャフト８，
ケース９およびマグネット６の寸法の精度を上げて加工
しても、これらを組み立てた結果得られる空隙δは、各
部品の加工誤差が累積されるので上記精度の寸法出しは
非常に困難である。本発明では、上記のようにスペーサ
１７を設けることにより、前述の温度変化による、空隙
δの寸法変化の問題と同時にこの問題も解決している。
スペーサ１７をケース９と別部品として“Ｘ”端面から
バタフライ電極１５までの寸法Ｌを測定した後、スペー
サ１７の厚さをＬ＋（０．０４ｍｍ〜０．０５ｍｍ）に
両端面を研磨すれば、各部品精度はそれほど上げなくと
も比較的容易に寸法出しができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明によれ
ば、従来構造の長所、すなわち1)加工精度が比較的ラフ
でも良く、2)温度変化による影響を受けにくいという利
点を生かしつつ、1)静電容量が大きく、2)湿度の影響を
受けにくい可動磁石形検流計を実現できる。
ば、従来構造の長所、すなわち1)加工精度が比較的ラフ
でも良く、2)温度変化による影響を受けにくいという利
点を生かしつつ、1)静電容量が大きく、2)湿度の影響を
受けにくい可動磁石形検流計を実現できる。
【図１】本発明による可動磁石形検流計の実施例を示す
正面断面図である。
正面断面図である。
【図２】図１の検流計の静電容量位置検出器の共通電
極，ハブおよびリード線引き出し用端子を組み立てた概
略図で、（ａ）は正面断面図，（ｂ）は側面図である。
極，ハブおよびリード線引き出し用端子を組み立てた概
略図で、（ａ）は正面断面図，（ｂ）は側面図である。
【図３】図１の検流計の静電容量位置検出器の共通電極
と４分割電極の位置関係を示す概略図で、（ａ）は正面
断面図，（ｂ）は側面図である。
と４分割電極の位置関係を示す概略図で、（ａ）は正面
断面図，（ｂ）は側面図である。
【図４】図１の検流計の静電容量位置検出器の結線図で
ある。
ある。
【図５】従来の静電容量位置検出器の一例を示す概略図
である。
である。
１…ロータ
２…ステータ
３…バネ
４…前部ベアリング
５…後部ベアリング
６…永久磁石
７…前部シャフト
８…後部シャフト
９…ケース
１０…アウタヨーク
１１…コイル
１２…端子
１３…ハブ
１４…静電容量位置検出器
１５…共通電極
１６…４分割電極
１７…スペーサ
１８…インナレース
１９…アウタレース
２０…溝
２１…穴
２２…Ｃａリード線
２３…Ｃｂリード線
２４…共通電極リード線
３１…高誘電体の介在物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−327310（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−132602（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−27505（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−38918（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−55768（ＪＰ，Ｕ)
(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 (5)
- 【請求項１】 ケースに強磁性体のアウタヨークを収容
し、該アウタヨークの内側にコイルをはりつけてステー
タ部を形成し、 円筒状の永久磁石を前部シャフトおよび後部シャフトで
支持してロータを形成し、 前記後部シャフト部の端部には円板状のガラスの表面に
導電性の薄膜でパターニングしたバタフライ形状の共通
電極をハブを介して取付け、 前記共通電極に極めて接近した空隙をとって４分割電極
を対面させ、前記４分割電極はスペーサに取付け、 前記スペーサは前記空隙が所要寸法になるように前記ケ
ースに取付け、前記後部シャフト，ハブおよびスペーサ
は同じ材質で構成したことを特徴とする可動磁石形検流
計。 - 【請求項２】 前記ハブに接着剤溜まり用溝を設けると
ともに前記共通電極に接着剤注入用の穴を設け、 前記接着材注入用の穴から接着剤を注入し前記共通電極
を前記ハブに固定することを特徴とする請求項１記載の
可動磁石形検流計。 - 【請求項３】 前記共通電極は、中央に貫通穴を有する
ガラス板に導電性薄膜を蒸着またはスパッタリングした
後、エッチングによりパターンを形成し、 前記貫通穴に、前記パターンに接続するリード線引き出
し用端子を半田付けまたは導電性接着剤で固定すること
を特徴とする請求項１または２記載の可動磁石形検流
計。 - 【請求項４】 ケースに強磁性体のアウタヨークを収容
し、該アウタヨークの内側にコイルをはりつけてステー
タ部を形成し、 円筒状の永久磁石を前部シャフトおよび後部シャフトで
支持してロータを形成し、 前記ロータを前記コイルの内部に挿入し、前記後部シャ
フトを支持する後部ベアリングのインナレースおよびア
ウタレースは、前記後部シャフトの外周および前記ケー
スにそれぞれ固定するとともに前記前部シャフトを支持
する前部ベアリングのインナレースは、前記前部シャフ
トの外周に固定し、前記前部ベアリングのアウタレース
は、バネにより後部シャフト方向に付勢力を与えて軸方
向に移動可能とし、 前記後部シャフト部の端部には円板状のガラスの表面に
導電性の薄膜でパターニングしたバタフライ形状の共通
電極をハブを介して取付け、 前記共通電極に極めて接近した空隙をとって４分割電極
を対面させ、前記４分割電極はスペーサに取付け、 前記スペーサは前記空隙が所要寸法になるように前記ケ
ースに取付け、 前記後部シャフト，ハブおよびスペーサは同じ材質で構
成したことを特徴とする可動磁石形検流計。 - 【請求項５】 前記ハブ，後部シャフトおよびスペーサ
は、鋼またはステンレスを用いることを特徴とする請求
項１または４記載の可動磁石形検流計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37237499A JP3396454B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 可動磁石形検流計 |
| US09/531,325 US6339336B1 (en) | 1999-12-28 | 2000-03-20 | Moving magnet type galvanometer |
| CNB001321307A CN1177196C (zh) | 1999-12-28 | 2000-12-14 | 可动磁铁式检流计 |
| DE10065447A DE10065447B4 (de) | 1999-12-28 | 2000-12-27 | Drehmagnetgalvanometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37237499A JP3396454B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 可動磁石形検流計 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183168A JP2001183168A (ja) | 2001-07-06 |
| JP3396454B2 true JP3396454B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=18500339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37237499A Expired - Fee Related JP3396454B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 可動磁石形検流計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3396454B2 (ja) |
| CN (1) | CN1177196C (ja) |
| DE (1) | DE10065447B4 (ja) |
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| JP4592615B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2010-12-01 | 関西電力株式会社 | 表示値読取装置 |
| JP5245750B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2013-07-24 | 日本精工株式会社 | レゾルバ装置及びモータ |
| DE102009050052A1 (de) * | 2009-10-21 | 2011-05-05 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Drehsteller |
| CN103090401B (zh) * | 2013-02-21 | 2015-12-23 | 大连康维科技有限公司 | 烟道挡板 |
| EP3007013A1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-04-13 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Position sensor for a timepiece setting stem |
| WO2019086123A1 (en) * | 2017-11-03 | 2019-05-09 | Abb Schweiz Ag | Arrangement for monitoring antifriction bearing of rotating shaft of rotating electric machine |
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|---|---|---|---|---|
| US3517282A (en) * | 1968-11-14 | 1970-06-23 | Hewlett Packard Co | Variable capacitance transducer |
| US3668672A (en) * | 1970-11-13 | 1972-06-06 | Bausch & Lomb | Capacitive transducer |
| US3732553A (en) * | 1971-04-16 | 1973-05-08 | Spearhead Inc | Capacitive pick-off transducer |
| US4588997A (en) * | 1984-12-04 | 1986-05-13 | Xerox Corporation | Electrographic writing head |
| US4864295A (en) * | 1988-06-30 | 1989-09-05 | Cambridge Technology, Inc. | Capacitance sensing system using multiple capacitances to sense rotary motion |
| US5105246A (en) * | 1990-08-10 | 1992-04-14 | Xerox Corporation | Leaky low voltage thin film transistor |
| US5099386A (en) * | 1990-09-20 | 1992-03-24 | General Scanning, Inc. | Variable-capacitance position transducing |
| US5225770A (en) * | 1991-02-25 | 1993-07-06 | General Scanning, Inc. | Moving magnet galvanometers having a varied density winding distribution coil for a desired performance characteristic |
| DE4124160C2 (de) * | 1991-07-20 | 1994-07-28 | Diehl Gmbh & Co | Kapazitiver Drehwinkelgeber |
| US5537109A (en) | 1993-05-28 | 1996-07-16 | General Scanning, Inc. | Capacitive transducing with feedback |
| US5844673A (en) * | 1998-04-17 | 1998-12-01 | Cambridge Technology, Inc. | Axial led position detector for determining the angular position of a rotatable element |
| JP2967413B1 (ja) | 1998-04-20 | 1999-10-25 | 株式会社千葉精密 | 回転差動容量型角度変換器 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37237499A patent/JP3396454B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-20 US US09/531,325 patent/US6339336B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-14 CN CNB001321307A patent/CN1177196C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-27 DE DE10065447A patent/DE10065447B4/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10065447A1 (de) | 2001-07-19 |
| CN1301953A (zh) | 2001-07-04 |
| US6339336B1 (en) | 2002-01-15 |
| CN1177196C (zh) | 2004-11-24 |
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| JP2001183168A (ja) | 2001-07-06 |
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