JPH0477268B2 - - Google Patents
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- JPH0477268B2 JPH0477268B2 JP58034987A JP3498783A JPH0477268B2 JP H0477268 B2 JPH0477268 B2 JP H0477268B2 JP 58034987 A JP58034987 A JP 58034987A JP 3498783 A JP3498783 A JP 3498783A JP H0477268 B2 JPH0477268 B2 JP H0477268B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- fixed
- permanent magnet
- speed
- detection device
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
- G01P3/52—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed by measuring amplitude of generated current or voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えばデイスクメモリー装置のヘツ
ド移送機構、あるいはロボツトアーム等の直線運
動を行なう可動体の移動速度を非接触で検出する
速度検出装置に関するものである。
ド移送機構、あるいはロボツトアーム等の直線運
動を行なう可動体の移動速度を非接触で検出する
速度検出装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
例えばデイスクメモリー装置のヘツド移送機
構、あるいはロボツトアーム等の直線運動機構に
おいては、近年ますます高速化、高精度化、小型
軽量化が要求されてきている。
構、あるいはロボツトアーム等の直線運動機構に
おいては、近年ますます高速化、高精度化、小型
軽量化が要求されてきている。
それに伴なつて、その移動時の速度検出装置に
対しても、高応答性、広いリニア範囲、高精度の
出力安定性を備え、かつ小型軽量化であることが
要求されてきている。
対しても、高応答性、広いリニア範囲、高精度の
出力安定性を備え、かつ小型軽量化であることが
要求されてきている。
この様な速度検出装置として、従来から種々の
方式・形状の装置が考案されている。
方式・形状の装置が考案されている。
その中で差動トランス形の装置が最も一般的で
ある。以下、第１図を用いて、その差動トランス
形装置の構成を説明する。
ある。以下、第１図を用いて、その差動トランス
形装置の構成を説明する。
第１図において、１は発振器、２は発振器１に
接続された１次側コイル、３は可動鉄心、４は２
次側コイル、５はダイオードＤ１，Ｄ２、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び指針５′を
有する検出回路である。なお、可動鉄心３は、被
測定物に取り付けられ、他の部品は固定されてい
る。
接続された１次側コイル、３は可動鉄心、４は２
次側コイル、５はダイオードＤ１，Ｄ２、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び指針５′を
有する検出回路である。なお、可動鉄心３は、被
測定物に取り付けられ、他の部品は固定されてい
る。
以下、上記のように構成された装置の動作につ
いて説明する。まず、発振器により励磁されてい
る１次側コイル２と２次側コイル４との間には可
動鉄心３を介して相互誘導が作用し、２次側コイ
ル４に誘起電圧が発生する。この時、２次側コイ
ル４を位置的に分割しＡ−Ｂ間の電圧とＢ−Ｃ間
の電圧の差動を検出することにより、可動鉄心３
の位置が検出でき、その差動出力を微分回路（図
示せず）で時間微分することにより可動鉄心３の
速度、すなわち被測定物の速度が検出される。
いて説明する。まず、発振器により励磁されてい
る１次側コイル２と２次側コイル４との間には可
動鉄心３を介して相互誘導が作用し、２次側コイ
ル４に誘起電圧が発生する。この時、２次側コイ
ル４を位置的に分割しＡ−Ｂ間の電圧とＢ−Ｃ間
の電圧の差動を検出することにより、可動鉄心３
の位置が検出でき、その差動出力を微分回路（図
示せず）で時間微分することにより可動鉄心３の
速度、すなわち被測定物の速度が検出される。
ところが上記のような構成では、その出力がリ
ニアな範囲を例えば60mmとすれば、固定側は約
150mm必要となり、測定範囲に対して約数倍の長
さを有さなければならない。
ニアな範囲を例えば60mmとすれば、固定側は約
150mm必要となり、測定範囲に対して約数倍の長
さを有さなければならない。
また、励磁用発振器１の電源、及び微分回路等
の回路が必要となり、装置全体が大きくなる。
の回路が必要となり、装置全体が大きくなる。
さらには、可動鉄心３が細長い片持ちばり的に
被測定物に取り付けられるため、移動時に機構的
共振を発生しやすく高い制御ゲインを得ることが
できない。従つて、高精度の速度制御を必要とす
る光デイスクのヘツド移送機構あるいはロボツト
アーム等の速度検出器としては不適当である。
被測定物に取り付けられるため、移動時に機構的
共振を発生しやすく高い制御ゲインを得ることが
できない。従つて、高精度の速度制御を必要とす
る光デイスクのヘツド移送機構あるいはロボツト
アーム等の速度検出器としては不適当である。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
測定範囲に対して、速度検出器長をほぼ等しく
し、さらに励磁用発振器等の回路を不要とするこ
とにより、装置の小型化を実現するとともに、被
測定物に取り付けられる可動部材が移動時に機会
的共振を起しにくい構造とすることで、高い制御
ゲインを得ることができるため、高精度の速度制
御を必要とする被測定物に対しても高い信頼性を
もつて使用することのできる速度検出装置を提供
するものである。
測定範囲に対して、速度検出器長をほぼ等しく
し、さらに励磁用発振器等の回路を不要とするこ
とにより、装置の小型化を実現するとともに、被
測定物に取り付けられる可動部材が移動時に機会
的共振を起しにくい構造とすることで、高い制御
ゲインを得ることができるため、高精度の速度制
御を必要とする被測定物に対しても高い信頼性を
もつて使用することのできる速度検出装置を提供
するものである。
発明の構成
本発明は、可動体の移動方向とコイル軸方向が
一致するように固定された固定コイルと、前記固
定コイルの巻装面にその磁極がコイル外周面側か
ら対向するように前記可動体に固着された永久磁
石と、前記永久磁石と固定コイルに配置された磁
性体からなるヨークを有し、前記可動体の移動速
度を非接触で検出する速度検出装置であつて、 前記ヨークは少なくとも前記固定コイルの内部
を貫通し、かつ前記永久磁石から発生した磁束
を、前記固定コイルに同一極性の逆起電力を発生
するようにコイルに鎖交させるための閉磁路を形
成するように配置されたことを特徴とする速度検
出装置である。
一致するように固定された固定コイルと、前記固
定コイルの巻装面にその磁極がコイル外周面側か
ら対向するように前記可動体に固着された永久磁
石と、前記永久磁石と固定コイルに配置された磁
性体からなるヨークを有し、前記可動体の移動速
度を非接触で検出する速度検出装置であつて、 前記ヨークは少なくとも前記固定コイルの内部
を貫通し、かつ前記永久磁石から発生した磁束
を、前記固定コイルに同一極性の逆起電力を発生
するようにコイルに鎖交させるための閉磁路を形
成するように配置されたことを特徴とする速度検
出装置である。
実施例の説明
以下、本発明をその実施例を表わす図面ととも
に説明する。
に説明する。
（第１実施例）
本発明の第１の実施例を第２図及び第３図を用
いて説明する。
いて説明する。
第２図は本発明の第１の実施例における速度検
出装置の側面図、第３図はその平面図である。
出装置の側面図、第３図はその平面図である。
第２図、第３図において、６は矢印Ｘ−Ｘの方
向に直線運動する可動体、７は可動体６に設けら
れた磁性体からなる可動ヨーク、８は図中Ｎ、Ｓ
で示した磁性を有する永久磁石、９は角形に巻装
されたコイル、１０′はコイル９を貫通するヨー
ク部材１０a′と、そのヨーク１０a′と連結させか
つ可動ヨーク７とでギヤツプＢを与えるヨーク部
材１０b′とで形成した磁性体からなる固定ヨーク
である。
向に直線運動する可動体、７は可動体６に設けら
れた磁性体からなる可動ヨーク、８は図中Ｎ、Ｓ
で示した磁性を有する永久磁石、９は角形に巻装
されたコイル、１０′はコイル９を貫通するヨー
ク部材１０a′と、そのヨーク１０a′と連結させか
つ可動ヨーク７とでギヤツプＢを与えるヨーク部
材１０b′とで形成した磁性体からなる固定ヨーク
である。
なお、永久磁石８は可動ヨーク７を介して、可
動体６に固着され、被測定物である可動体６と一
体になつて、矢印Ｘ−Ｘの方向に移動する。コイ
ル９はその一面が永久磁石８のＮ極と対向し、か
つコイル９の軸方向が矢印Ｘ−Ｘの方向と一致す
るように配置されている。
動体６に固着され、被測定物である可動体６と一
体になつて、矢印Ｘ−Ｘの方向に移動する。コイ
ル９はその一面が永久磁石８のＮ極と対向し、か
つコイル９の軸方向が矢印Ｘ−Ｘの方向と一致す
るように配置されている。
その結果、永久磁石８から発生した磁束は、第
２図および第３図に矢印でその経路を示したよう
に、磁石８のＮ極を発したのち、コイル９、ヨー
ク部材１０a′，１０b′、可動ヨーク７を経由して
磁石８のＳ極に至り、閉磁路を形成している。
２図および第３図に矢印でその経路を示したよう
に、磁石８のＮ極を発したのち、コイル９、ヨー
ク部材１０a′，１０b′、可動ヨーク７を経由して
磁石８のＳ極に至り、閉磁路を形成している。
さて、この閉磁路の途中にギヤツプＡが設けら
れており、そのギヤツプＡ中の磁束密度Bgとす
る。また、可動体６の移動速度をＶ、コイルを構
成する導体のうち、磁束密度Bgと鎖交する部分
の導体の総長（幅ａのギヤツプＡ中にある導体の
長さに略等しい）をｌとする。
れており、そのギヤツプＡ中の磁束密度Bgとす
る。また、可動体６の移動速度をＶ、コイルを構
成する導体のうち、磁束密度Bgと鎖交する部分
の導体の総長（幅ａのギヤツプＡ中にある導体の
長さに略等しい）をｌとする。
そこで、可動体６が速度Ｖで移動、すなわち永
久磁石が速度Ｖで移動すると、相対的にコイル９
の長さｌに相当する導線が磁束密度Bgの磁界を
速度Ｖで横切つたことと等価となり、フアラデー
の法則から Ｅ＝BgVl の逆起電力が発生し、この逆起電力から可動体６
の移動速度Ｖを直接検出することができる。
久磁石が速度Ｖで移動すると、相対的にコイル９
の長さｌに相当する導線が磁束密度Bgの磁界を
速度Ｖで横切つたことと等価となり、フアラデー
の法則から Ｅ＝BgVl の逆起電力が発生し、この逆起電力から可動体６
の移動速度Ｖを直接検出することができる。
この時、第２図および第３図に矢印で示した閉
磁路から分かるように、コイル９に対して鎖交す
る磁束は、コイル９の全域において磁石８のＮ極
からコイル９が巻装されているヨーク部材１０′
ａの方向に鎖交する。従つて、磁束密度Bgの正
負の符号は、コイル９の全長にわたつて同一であ
る。その結果、逆起電力Ｅ＝BgVlの極性も同一
となる。
磁路から分かるように、コイル９に対して鎖交す
る磁束は、コイル９の全域において磁石８のＮ極
からコイル９が巻装されているヨーク部材１０′
ａの方向に鎖交する。従つて、磁束密度Bgの正
負の符号は、コイル９の全長にわたつて同一であ
る。その結果、逆起電力Ｅ＝BgVlの極性も同一
となる。
（第２実施例）
次に第４図を用いて本発明の第２の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第４図は本発明の第２の実施例における速度検
出装置の側面図である。
出装置の側面図である。
第４図において、６は可動体、７は可動ヨー
ク、１０は固定ヨークである。８′は断面が固定
ヨーク１０と同心の円弧状をなし、その半径方向
に磁極を持つ永久磁石である。９′は円筒コイル
で、永久磁石８′の円弧状面に形成されたＮ極と
対向しかつ、そのコイル軸が可動体６の移動方向
である矢印Ｘ−Ｘの方向と略一致するよう配置さ
れている。
ク、１０は固定ヨークである。８′は断面が固定
ヨーク１０と同心の円弧状をなし、その半径方向
に磁極を持つ永久磁石である。９′は円筒コイル
で、永久磁石８′の円弧状面に形成されたＮ極と
対向しかつ、そのコイル軸が可動体６の移動方向
である矢印Ｘ−Ｘの方向と略一致するよう配置さ
れている。
本実施例の場合、第１の実施例と同じく速度の
検出が可能であるのは明らかであるが、巻装コイ
ル形状が円筒状であるので、第１の実施例の角形
コイルと比較して巻装工程が容易になるという特
徴を有する。
検出が可能であるのは明らかであるが、巻装コイ
ル形状が円筒状であるので、第１の実施例の角形
コイルと比較して巻装工程が容易になるという特
徴を有する。
発明の効果
以上、本発明によれば、Ｅ＝BgVlの形の逆起
電力によつて直接速度信号を検出でき、電源、励
磁発信器、微分回路等を必要とせず装置全体の小
型化が可能という大なる効果を有する。
電力によつて直接速度信号を検出でき、電源、励
磁発信器、微分回路等を必要とせず装置全体の小
型化が可能という大なる効果を有する。
その他の効果としては、閉磁路を形成している
ので、モータ等の外部磁界の影響を受けにくい安
定した速度信号検出が可能である、磁石の効率を
高めることができる、可動部である磁石の重量を
低減できる、等の効果を有する。
ので、モータ等の外部磁界の影響を受けにくい安
定した速度信号検出が可能である、磁石の効率を
高めることができる、可動部である磁石の重量を
低減できる、等の効果を有する。
さらに、本発明の速度検出器においては、永久
磁石は固定コイル巻装面に直接に対向する構成で
あるので、永久磁石と固定コイル巻装面とのギヤ
ツプは十分に小さくすることが可能である。
磁石は固定コイル巻装面に直接に対向する構成で
あるので、永久磁石と固定コイル巻装面とのギヤ
ツプは十分に小さくすることが可能である。
一方、固定磁石と可動コイルという組合せの場
合にはギヤツプ中にコイルとこのコイルを巻装す
るボビンとを位置させなければならない。
合にはギヤツプ中にコイルとこのコイルを巻装す
るボビンとを位置させなければならない。
つまり、換言すれば、本発明では、従来に比べ
て、ギヤツプをボビンの厚みだけ小さくできるの
で、ギヤツプ長に反比例する閉磁路中の磁束密度
Bgを向上できる。その結果、Ｅ＝BgVlの式から
導かれる速度検出感度（Ｅ／Ｖ＝BgVl）を向上
することが可能である。
て、ギヤツプをボビンの厚みだけ小さくできるの
で、ギヤツプ長に反比例する閉磁路中の磁束密度
Bgを向上できる。その結果、Ｅ＝BgVlの式から
導かれる速度検出感度（Ｅ／Ｖ＝BgVl）を向上
することが可能である。
さらに平板磁石８は平板状であり可動部に対し
て強固な取付けが可能となる。従つて、第１図の
可動鉄心３のような片持ち梁的支持と比較して、
可動部が移動した時に機械的共振を発生しにく
い。その結果、速度制御系に機械的共振に起因す
る位相の乱れが発生する事を防止できる。
て強固な取付けが可能となる。従つて、第１図の
可動鉄心３のような片持ち梁的支持と比較して、
可動部が移動した時に機械的共振を発生しにく
い。その結果、速度制御系に機械的共振に起因す
る位相の乱れが発生する事を防止できる。
これにより位相条件から決まる速度制御系のカ
ツトオフ周波数を高めることができ、第１図に示
した従来装置と比較して高い制御ゲインつまり速
度制御誤差補正能力を得ることができる。
ツトオフ周波数を高めることができ、第１図に示
した従来装置と比較して高い制御ゲインつまり速
度制御誤差補正能力を得ることができる。
また、閉磁路中の磁石を可動磁石とすることで
固定磁石の場合のように、被測定物の移動距離全
長にわたつて磁極面を配置する必要がなく、Ｎ
極、Ｓ極間の長さに対して磁極面積を小さくする
ことができるので、磁石のパーミアンス係数を大
きくすることができる。従つて、閉磁路中の磁束
密度を向上でき速度検出感度を向上することがで
きる。
固定磁石の場合のように、被測定物の移動距離全
長にわたつて磁極面を配置する必要がなく、Ｎ
極、Ｓ極間の長さに対して磁極面積を小さくする
ことができるので、磁石のパーミアンス係数を大
きくすることができる。従つて、閉磁路中の磁束
密度を向上でき速度検出感度を向上することがで
きる。
第１図は従来の速度検出装置の回路図、第２図
は本発明の第１の実施例における速度検出装置の
要部側面図、第３図は同平面図、第４図は本発明
の第２の実施例における速度検出装置の要部側面
図である。 ７……可動ヨーク、８，８′……永久磁石、９，
９′……コイル、１０，１０′……固定ヨーク。
は本発明の第１の実施例における速度検出装置の
要部側面図、第３図は同平面図、第４図は本発明
の第２の実施例における速度検出装置の要部側面
図である。 ７……可動ヨーク、８，８′……永久磁石、９，
９′……コイル、１０，１０′……固定ヨーク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可動体の移動方向とコイル軸方向が一致する
ように固定された固定コイルと、前記固定コイル
の巻装面にその磁極がコイル外周面側から対向す
るように前記可動体に固着された永久磁石と、前
記永久磁石と固定コイルに配置された磁性体から
なるヨークを有し、前記可動体の移動速度を非接
触で検出する速度検出装置であつて、 前記ヨークは少なくとも前記固定コイルの内部
を貫通し、かつ前記永久磁石から発生した磁束
を、前記固定コイルに同一極性の逆起電力を発生
するようにコイルに鎖交させるための閉磁路を形
成するように配置されたことを特徴とする速度検
出装置。 ２ 永久磁石は厚み方向に磁極を有する平板状永
久磁石とし、固定コイルは角形に巻装された角型
コイルとすると共に、前記平板状永久磁石の一方
の磁極と、前記角型コイルの一面とが対向するよ
うに配置した特許請求の範囲第１項記載の速度検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3498783A JPS59160767A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3498783A JPS59160767A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160767A JPS59160767A (ja) | 1984-09-11 |
| JPH0477268B2 true JPH0477268B2 (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=12429489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3498783A Granted JPS59160767A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160767A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3909190C1 (ja) * | 1989-03-21 | 1990-08-30 | August Bilstein Gmbh & Co Kg, 5828 Ennepetal, De | |
| JPH0769336B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1995-07-26 | グラフテック株式会社 | 速度センサ装置 |
| IT1279542B1 (it) * | 1995-02-17 | 1997-12-16 | Magneti Marelli Spa | Dispositivo sensore per il controllo elettronico di un elettromagnete di innesto, in particolare per un motorino d'avviamento. |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49134377A (ja) * | 1973-04-26 | 1974-12-24 | ||
| JPS519629A (en) * | 1974-07-15 | 1976-01-26 | Canon Kk | Rejisutano naiyohyojisochi |
| JPS5644853A (en) * | 1979-03-28 | 1981-04-24 | Digital Equipment Corp | Transducer for differential linear speed |
-
1983
- 1983-03-02 JP JP3498783A patent/JPS59160767A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49134377A (ja) * | 1973-04-26 | 1974-12-24 | ||
| JPS519629A (en) * | 1974-07-15 | 1976-01-26 | Canon Kk | Rejisutano naiyohyojisochi |
| JPS5644853A (en) * | 1979-03-28 | 1981-04-24 | Digital Equipment Corp | Transducer for differential linear speed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59160767A (ja) | 1984-09-11 |
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