JPH0522162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は対象物の変位測定を非接触で行なう
渦電流式位置検出器およびその製造方法に関する
ものである。

例えば磁気力によつて軸を空間に浮上させた状
態で回転駆動する磁気軸受に於いては、回転軸の
変位を非接触で検出し、設定位置からのずれ量を
これに応じた電流に変換して電磁コイルを励磁
し、生じた電磁力により軸を定位置に修正するフ
イードバツクシステムの為、軸の径方向及び軸方
向の変位を検出する必要がある。そこで、位置検
出器としてノイズドリフトが少なく、経年変化が
少ない等の理由により渦電流式位置検出器が多く
用いられている。

渦電流式位置検出器は、交流電流が流れるコイ
ルに導電体を近付けると、コイルと導電体との距
離に応じて導電体に渦電流が流れて交流磁界が発
生し、この交流磁界がコイルに作用してコイルの
インピーダンスを変化させるという原理を応用
し、コイルをプローブとして利用することにより
導電体である対象物の位置を検出するものであ
る。

ところで、従来の渦電流式位置検出器に於いて
は、第１図に示すような絶縁被覆銅細線ａを樹脂
芯に数回〜数十回リング状に巻き付け、その外周
部を樹脂モールドしたプローブ用コイルＡが使用
されているが、磁気軸受等のように多数個のプロ
ーブを使用して軸の位置を検出する場合、コイル
製造時の張力の不均一等による特性のバラツキを
無視することができない。又、磁気軸受等に於い
ては軸の径方向の位置を検出する為に２〜４個の
プローブを同一円周上に軸芯に対して90゜の位置
間隔で固定するが、従来のプローブ用コイルＡで
は取付位置の正確な設定に手数を要する欠点があ
る。更に、従来のプローブ用コイルＡは製造に工
数が掛り過ぎて製造コストが高価である等の問題
を含んでいる。

この発明は従来の上記欠点に鑑み、これを改良
除去せんとしたもので、以下この発明の詳細を図
面について説明すると次の通りである。

第２図はこの発明の渦電流位置検出器に用いら
れる新規なプローブの一実施例を示すもので、図
面に於いて、１は可撓性の合成樹脂シート、２は
合成樹脂シート１上に銅合金等の導電薄膜２ａを
スパイラル状に形成した導電体部、３，３は導電
体部２の導電薄膜２ａの両端部より導出した絶縁
被覆銅細線等のリード線である。

上記プローブ用シートＢは次の如く得られるも
のである。即ち、１mm以下の可撓性の合成樹脂シ
ート１上に電着法により導電薄膜２ａを形成し、
この導電薄膜２ａをフオトエツチング法によりス
パイラル状に残して導電体部２を形成し、この導
電体部２の導電薄膜２ａの両端部にリード線３，
３を夫々電気的に接続して得られる。尚、前記ス
パイラル状導電体部２は、径方向の変位を正確に
検出できるようにする為にスパイラル外径を極力
小さくする必要があり、又、渦電流による交流磁
界を効率よく捕えるようにする為にスパイラル内
径を極力大きくする必要があり、従つてスパイラ
ルのピツチ間隔を極力狭く形成させる必要があ
る。

第３図は上記プローブ用シートＢを応用して形
成させた軸回転型磁気軸受に於ける回転軸の位置
検出プローブで、合成樹脂シート１上の等間隔４
個所に前述したようにスパイラル状導電体部２及
びリード線３，３を設け、この合成樹脂シート１
を上記スパイラル状導電体部２及びリード線３，
３を外側に向け、かつ対象物となる回転軸とのす
き間を所定方法例えば0.5mm程度に設定して円筒
状に形成すると共に、該合成樹脂シート１の外周
部を合成樹脂製の円筒状ケーシング４で樹脂モー
ルドしたものである。

第４図は軸固定のアウターローター回転型磁気
軸受に於ける位置検出プローブで、合成樹脂シー
ト１をスパイラル状導電体部２及びリード線３，
３を内側に向けて円筒状に形成し、図面では示さ
れていないが合成樹脂シート１の内周部を合成樹
脂製の円筒状ケーシングでモールドしたものであ
る。

尚、上記第３図及び第４図に示す実施例では、
合成樹脂シート１上に複数個のスパイラル状導電
体部２及びリード線３，３を設ける方法により多
素子一体型プローブを得るようにしているが、合
成樹脂製ケーシングの内周面或いは外周面に複数
個の第２図に示す前記プローブ用シートＢを貼着
する方法により多素子一体型プローブを得ること
も可能である。又、合成樹脂製ケーシングの熱膨
脹及びプローブの温度変化の影響を問題としない
用途に於いては、第５図に示すように軸芯に対し
て90゜の位置２個所にスパイラル状導電体部２及
びリード線３，３を設けた２素子一体型のプロー
ブの使用も可能である。更に、前述した実施例で
は対象物の径方向の位置検出について説明した
が、対象物の軸方向の位置検出にも使用が可能で
ある。又、スパイラル状導電体部２は図面に示す
ような丸形に限定されるものでなく、例えば四角
形等に形成しても可能である。

以上説明したところから明らかなように、この
発明は次のような効果を奏する。

この発明の渦電流式位置検出器は、合成樹脂シ
ートの表面に電着とフオトエツチングにより複数
の渦巻状導電薄膜を形成させたものであるから、
従来の機械巻による巻線タイプのプローブ（第１
図）を使用するのに比べて加工コストが格段に低
減するのみならず、素子間の特性のバラツキが少
ないので磁気軸受等における回転体の半径方向位
置検出のために円周上の複数位置で検出をするの
に非常に有利である。また、一枚の合成樹脂シー
トに複数の導電体部を配置した多素子一体型であ
るから、従来のように単体プローブをそれぞれ取
り付けるのに比べて、素子相互の相対的な位置関
係の調整が全く不要であり、したがつて取付作業
も非常に容易である。既述のように素子相互間の
特性のバラツキがもともと少ないことに加えて、
取り付けに際して相互の位置関係を変化させてし
まう心配もないから、所期の精度を保つて信頼性
の高い検出が可能である。

さらに、この発明の渦電流式位置検出器は、合
成樹脂シートの、導電薄膜が形成されている面と
は反対側の面が被検出回転体と対面するようにし
て実施した場合、合成樹脂シートが被検出回転体
と導電薄膜との間に介在して導電薄膜を保護す
る。したがつて、導電薄膜を傷つけないように細
心の注意を払うといつた組立作業に対する要求が
緩和され、作業能率の向上にも大いに寄与するこ
ととなる。また、合成樹脂シートと導電薄膜を合
わせても肉圧は非常に薄く、しかも、導電薄膜を
固めるモールド層も被検出回転体とは反対側の面
に形成されるため、その形状や寸法に関する制約
が少なく、磁気軸受等の対象機器における限られ
たスペースに組み込むうえで非常に有利である。

なお、導電薄膜を形成した合成樹脂シートは、
治具に巻いて合成樹脂モールドで固めて円筒形状
にするので、その際、各導電薄膜と被検出体との
間のすきまの設定ないし調整がしやすいことか
ら、合成樹脂シートの被検出体側の面にも導電薄
膜を設けて実施することが可能であり、これによ
り検出能力の向上を図ることができる。

この発明の渦電流式位置検出器の製造方法によ
れば、被検出回転体と対面する円筒面に複数の渦
巻状導電薄膜を所定間隔で配設するにあたり、渦
巻状導電薄膜を円筒面に直接形成させるのではな
く、平板状合成樹脂シート上に形成させた後、そ
の合成樹脂シートを円筒形状に巻くようにしたの
で、渦巻状導電薄膜相互の位置関係が正確に保た
れ、かつ、導電薄膜と被検出体との間のすきまの
設定ないし調整がしやすく、したがつて精度のよ
い渦電流式位置検出器を容易に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の巻線タイプのプローブを示す斜
視図、第２図はこの発明の渦電流式位置検出器に
用いられるプローブ用シートを示す図面、第３図
乃至第５図はこの発明の渦電流式位置検出器の具
体的な例を夫々示す斜視図である。 Ｂ…プローブ用シート、１…合成樹脂シート、
２ａ…導電薄膜、２…スパイラル状導電体部、
３，３…リード線、４…ケーシング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体の半径方向位置を検出するための渦電
   流式位置検出器であつて、被検出回転体との間に
   所定の半径方向すきまを形成するように円筒形に
   巻いた可撓性の合成樹脂シート、上記合成樹脂シ
   ートの円周方向に90度間隔で配設された複数の導
   電体部、および上記合成樹脂シートの導電体部を
   配設した面に形成された樹脂モールドからなり、
   上記各導電体部が、上記合成樹脂シートに電着と
   フオトエツチングで形成された渦巻状の導電薄膜
   と、その導電薄膜の両端から導出した位置検出端
   子を有する渦電流式位置検出器。 ２ 回転体の半径方向位置を円周上の90度間隔の
   複数位置で検出するための渦電流式位置検出器を
   製造する方法であつて、一枚の平板状可撓性合成
   樹脂シートの表面に電着とフオトエツチングとに
   より所定の間隔で複数の渦巻状導電薄膜を形成
   し、上記シートを前記回転体との間に予め設定し
   た半径方向スキマを形成する円筒形状に捲き、上
   記シートの導電薄膜を形成した面を合成樹脂で固
   めて前記渦巻状導電薄膜をモールドし、かつ前記
   各渦巻状導電薄膜の両端部にリード線を接続する
   ことからなる渦電流式位置検出器の製造方法。