JPH0125289Y2 - - Google Patents

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JPH0125289Y2
JPH0125289Y2 JP1981020096U JP2009681U JPH0125289Y2 JP H0125289 Y2 JPH0125289 Y2 JP H0125289Y2 JP 1981020096 U JP1981020096 U JP 1981020096U JP 2009681 U JP2009681 U JP 2009681U JP H0125289 Y2 JPH0125289 Y2 JP H0125289Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は回転変位及び直線変位の双方を検出
し得る電磁誘導形の無接触式変位検出装置に関す
る。
回転変位検出器には回転形ポテンシヨメータ、
シンクロ及びレゾルバ等が有り、特に電磁誘導形
の無接触式のものとしてはマイクロシンが広く知
られている。又、直線変位検出器には直動形ポテ
ンシヨメータ、ヌルトラツクス及び差動変圧器等
が知られている。これ等の各検出器は回転変位、
あるいは直線変位のどちらか一方しか検出でき
ず、双方を検出し得るものはなかつた。
この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
回転変位検出器及び直線変位検出器の双方に利用
できる変位検出器を提供することを目的とする。
この目的は、巻線が施された磁極を複数設けて成
るステータと、適宜のギラツプを介して該ステー
タの各磁極によつて囲まれた空間内に可動鉄心
(コア)とを具えるものにおいて、前記可動鉄心
にら旋突条を設けることによつて達成される。
すなわち、この考案に係る変位検出装置は、1
次巻線と2次巻線とを巻回して成る成る複数の磁
極を円周方向に所定間隔で配して成り、各磁極を
磁性体で連結した一体構造のステータと、このス
テータの内部空間に配され、側面周囲にら旋突条
が形成された可動鉄心とを具え、前記各磁極の1
次巻線を位相のずれた複数の交流信号によつて各
別に励磁し、前記ステータに対する前記可動鉄心
の相的回転位置又は直線位置に応じて前記交流信
号を位相シフトした信号を前記2次巻線より得る
ようにしたものである。この可動鉄心が1回転す
る場合における各磁極とら旋突条との間のパーミ
アンスは、ら旋突条の1ピツチを1サイクルとし
て変化する。又、可動鉄心が回転せずに軸方向に
直線変位する場合においても同様にら旋突条の1
ピツチを1サイクルとするパーミアンス変化が得
られる。従つて、可動鉄心が1回転する場合のパ
ーミアンス特性と軸方向に1ピツチ分の直線変位
をする場合のパーミアンス特性とは同一の特性と
なり、回転変位検出及び直線変位検出の双方に利
用できることになる。また、ステータは各磁極を
磁性体で連結した一体構造のものから成るもので
あり、この場合、磁気回路は或る相のステータ磁
極から可動鉄心を通つて別のステータ磁極へ入
り、磁極間の連結部を通つて元のステータ磁極へ
戻る構成となる。このような一体構造型ステータ
により、各相磁極の位置関係をステータ加工時の
プレス打ち打き等の際に確定することができるの
で、正確且つ簡単である、という利点を有する。
以下添付図面を参照してこの考案の一実施例を
詳細に説明しよう。
第1図に示す変位検出装置22においてステー
タ1は4つの磁極1A,1B,1,1を円周
方向に略90度の間隔で配して成るもので、半径方
向で対向する2つの磁極1A及び1、あるいは
1B及び1が夫々対を成しており、各対から差
動出力が得られるように1次巻線及び2次巻線
(2A,2B,2,2,3A,3B,3,
3)が各極1A乃至1に夫々巻かれている。
各磁極1A乃至1によつて囲まれた空間内にコ
ア4が配されており、コア4の円周側面にはら旋
突条4aが形成されている。このコア4は軸5に
固定されており、軸5の回転、あるいは直線変位
に応じて変位する。コア4のら旋突条4aと各磁
極1A乃至1との間のギヤツプを介して磁気回
路が形成される。ら旋突条4aの存在によつて各
ギヤツプのパーミアンスはロータ4の回転変位
θ、あるいは直線変位xに応じて変化する。ステ
ータ1は各磁極を磁性体で連結した一体構造のも
のから成るものであり、この場合、磁気回路は或
る相のステータ磁極からコア4を通つて別のステ
ータ磁極へ入り、磁極間の連結部を通つて元のス
テータ磁極へ戻る構成となる。
まずコア4が回転する場合について第2図aを
参照して説明する。第2図aは各磁極1A,1
B,1,1とコア4との間のパーミアンス
PA,PB,PA,PBを示したもので、横軸は回転変
位θ、縦軸はパーミアンスを示す。第2図aでは
磁極1Aとら旋突条4aとの対向面積が最大とな
る位置を原点すなわちθ=0(ラジアン)とする。
1対の磁極1A,1について見ると、各磁極1
A,1とコア4のら旋突条4aとの対応関係は
1/2ピツチずれており、θ=0(ラジアン)では、
一方の極1Aとコア4とのギヤツプのパーミアン
スPAが最大となり、他方の極1とコア4との
ギヤツプのパーミアンスPAが最小となる。θ=
π/2(ラジアン)では、各磁極1A,1のパー ミアンスPA,PAは平衡する。θ=π(ラジアン)
では、一方の極1AのパーミアンスPAが最小と
なり、他方の極1のパーミアンスPAが最大と
なる。こうしてコア4の1回転につき1サイクル
の割合で各極1A,1のパーミアンスが逆方向
に(差動的に)変化する。同様のことはもう一方
の磁極対1B,1についてもいえる。但し、磁
極対1B,1は磁極対1A,1からπ/2(ラ ジアン)ずれた位置に配されているので、磁極対
1A,1にみられるパーミアンス変化PA,PA
と同じ変化P,PBがそれよりもπ/2(ラジア ン)ずれた回転変位において顕われる。
次にコア4が軸方向に直線変位する場合につい
て説明する。第2図bは各磁極1A,1B,1
A,1とコア4との間のパーミアンスPA′,
PB′,PA′,PB′を示したもので、横軸は直線変
位x、縦軸はパーミアンスを示す。Pはら旋突条
4aの1ピツチ分の直線変位量である。第2図b
も同図aと同様に磁極1Aとら旋突条4aとの対
向面積が最大となる位置(回転変位θ=0ラジア
ンのときと同じ位置)を直線変位の原点すなわち
x=0とする。従つて、x=0のときの各磁極1
A乃至1のパーミアンスPA′乃至PB′は回転変
位θが0ラジアンのときのパーミアンスPA乃至
Bと同一のものとなる。直線変位xがP/4のとき は、回転変位θがπ/2ラジアンのときと同一のパ ーミアンス特性を示す。直線変位xがP/2のとき は、回転変位θがπラジアンのときと同一のパー
ミアンス特性を示す。こうしてコア4の直線変位
xに対応したパーミアンス変化が得られる。
このパーミアンスPA,PB,PA,PB(=PA′,
PB′,PA′,PB′)に対応した出力信号A,B,
A,が変位検出装置22の2次巻線に生じる。
変位検出装置22における巻線の回路構成の一例
を第3図に示す。第3図の回路構成は、2次側に
表われる励磁用交流信号成分の位相ずれにもとづ
いて変位を検出するようにしたものであり、巻線
3A,3B,3,3を1次巻線として使用
し、巻線2A,2B,2,2を2次巻線とし
て使用する。そして、差動変化を生じる磁極対1
A,1及び1B,1を位相のずれた別々の交
流信号で励磁する。尚、或る瞬間において各極1
A,1,1B,1に励磁される磁束の向きは
矢印X,Yのようになる。一方の磁極対(1A,
1)の1次巻線3A,3には適宜の発振手段
24から正弦波信号I sin ωtが印加され、他方
の磁極対(1B,1)の1次巻線3B,3に
は適宜の発振手段25から余弦波信号I cos
ωtが印加される。第1図に示すようにコア4に
ら旋突条4aが設けられているので、各磁極対1
A乃至1とコア4との間のパーミアンス変化は
前述の通り1ピツチにつき第2図のようになる。
この図から明らかなように、正弦波信号I sin
ωtによつて励磁される一方の磁極対1A,1
と余弦波信号I cos ωtによつて励磁される他
方の磁極対1B,1とのパーミアンス変化には
1/4ピツチのずれがあり、コア4が回転変位する
場合には、一方のパーミアンス変化を予弦関数
cos θで表わすとすると、他方のパーミアンス変
化は正弦関数sin θで表わせる。又、コア4が直
線変位する場合には、一方のパーミアンス変化を
余弦関数cos2πx/Pで表わすとすると、他方のパー ミアンス変化は正弦関数sin2πx/Pで表わせる。そ のため、各磁極対1A,1及び1B,1の2
次巻線2A,2,2B,2に誘起された電圧
の合成出力Eは次式のように略示できる。
回転変位θの場合、 E=E〓=K sin(ωt−θ) …(1) 直線変位xの場合、 E=Ex=K sin(ωt−α) …(2) 但し、α=2πx/P、である。
すなわち、第1式においては励磁用交流信号
sinωtに対してコア4の回転変位θだけ位相のず
れた交流信号を出力信号E〓として得ることができ
る。又、第2式においては励磁用交流信号sin ωt
に対してコア4の直線変位xに相当する電気角α
だけ位相のずれた交流信号を出力信号Exとして
得ることができる。従つて、出力信号Eにおける
位相のずれθまたはαを検出することにより、回
転変位θ又は直線変位xを求めることができる。
以上説明したようにこの考案によれば、コアに
ら旋突条を形成することにより回転変位検出と直
線変位検出の双方に利用できる変位検出装置を提
供できる。従つて、従来、回転変位検出装置と直
線変位検出装置を夫々個別に製作していたものを
共通の変位検出装置として製作することによつて
コストの低減る図ることができるという優れた効
果を奏する。また、一体構造型ステータとしたこ
とにより、各相磁極の位置関係をステータ加工時
のプレス打ち抜き等の際に確定することができる
ので、正確且つ簡単である、という効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図aはこの考案の一実施例を示す径方向断
面図、同図bは同実施例の軸方向一部断面側面
図、第2図は同実施例におけるコアと各ステータ
磁極との間のパーミアンスを変位(回転変位θ及
び直線変位x)を横軸にとつて夫々示すグラフ、
第3図は同実施例のステータ磁極に巻回された巻
線の回路構成例を示す回路図、である。 1……ステータ(鉄心)、1A,1B,1,
1……磁極、2A乃至2,3A乃至3……
巻線、4……可動鉄心(コア)、5……回転軸、
6……発振器、7,8……整流回路、4a……ら
旋突条、22……変位検出装置。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 1次巻線と2次巻線とを巻回して成る複数の
    磁極を円周方向に所定間隔で配して成り、各磁
    極を磁性体で連結した一体構造のステータと、 このステータの内部間に配され、側面周囲に
    ら旋突条が形成された可動鉄心と を具え、前記各磁極の1次巻線を位相のずれた
    複数の交流信号によつて各別に励磁し、前記ス
    テータに対する前記可動鉄心の相対的回転位置
    又は直線位置に応じて前記交流信号を位相シフ
    トした信号を前記2次巻線より得るようにした
    変位検出装置。 2 前記ステータの磁極は、同一円周上で90度の
    間隔で配された4つの磁極からなり、前記可動
    鉄心のら旋突条は1条ねじ構造である実用新案
    登録請求の範囲第1項記載の変位検出装置。
JP1981020096U 1981-02-17 1981-02-17 Expired JPH0125289Y2 (ja)

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