JPH06229710A - 軸の撓み量検出装置 - Google Patents

軸の撓み量検出装置

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JPH06229710A
JPH06229710A JP5018879A JP1887993A JPH06229710A JP H06229710 A JPH06229710 A JP H06229710A JP 5018879 A JP5018879 A JP 5018879A JP 1887993 A JP1887993 A JP 1887993A JP H06229710 A JPH06229710 A JP H06229710A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸の撓み量を高精度に検出することができ、
しかも、その軸の高速回転を可能とする。 【構成】 第1のコイル1は軸の外周面と対向するよう
に設置する一方、第2のコイル2は上記軸を介し第1の
コイル1と対向するように配設し、この両コイル1,2
は互いに直列に接続する。両コイル1,2のインダクタ
ンスに差を設けるために、第1のコイル1の巻数は第2
のコイル2の巻数より多くなるように設定する。これに
より、両コイル1,2の直列接続点Aから得られる出力
信号S0 の特性を一方向にオフセットする、つまり、軸
の撓み量が極微小の範囲aにあっても、出力信号S0
は常に一定の直線性が得られるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は砥石軸等の軸の撓み量
を検出する装置に関し、特に、軸の撓み量を高精度に検
出することができるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、先端に砥石を取り付けた軸、
いわゆる砥石軸における研削抵抗等を求めるために、そ
の軸の撓み量を検出する装置は、軸の外周面に一体に取
り付けたターゲット、ならびに互いに直列接続された第
1及び第2のコイル等を有し、ターゲットは積層電磁鋼
板から形成されていると共に、第1のコイルは上記軸の
外周面側でターゲットと対向するように設置されている
一方、第2のコイルは上記ターゲット及び軸を介して第
1のコイルと対向するように配設されており、また、こ
の両コイルはともにインダクタンスが実質的に同一に形
成されている。
【0003】即ち、この撓み量検出装置は、第1及び第
2のコイル間に高周波電圧が印加された状態で軸が撓む
と、上記両コイルの直列接続点からは軸の撓み量に対応
する絶対値の出力信号が得られ、その後、この出力信号
を検波し直流化すると、実際の軸の撓み量が検出できる
ように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の撓み量検出装置、即ち軸の撓み量を検出する
のに当り2つのコイルを用いる装置にあっては、上記の
如く軸と一体に積層電磁鋼板のターゲットを設けた場合
でも、ヒステリシス損や励磁用高周波電圧による渦電流
損等により、特に軸が撓んで両コイルの中心付近に位置
し、軸の撓み量が極微小の範囲にあるとき、コイルに残
留電圧が発生することは避けられず、この残留電圧を完
全に除去することは不可能であるため、図6(a)に示
す如く両コイルの直列接続点から得られる出力信号の特
性に直線性がなく、この出力信号を検波し直流化する
と、撓み量が極微小の範囲aにおける検波済み出力信号
の特性は図6(b)に示す如く撓み量の増減変化に比し
検波済み出力信号の増減変化の方が極めて小さくなる、
つまり、検波済み出力信号の精度が粗くなるので、高精
度に撓み量を検出することができず、しかも、軸に余分
に積層電磁鋼板のターゲットが取り付けられているの
で、遠心力によるターゲット材料の破壊を防ぐためや、
軸の付加重量増加による軸の曲げ共振周波数低下等によ
り、軸を高速で回転させることができない等の不具合も
生じる。
【0005】また、軸を高速回転可能とするために、積
層電磁鋼板のターゲットを取り外した場合、つまり軸
(焼入れ鋼の一体材料)をターゲットとした場合には、
積層電磁鋼板のターゲットを有するときに比し、ヒステ
リシス損や励磁用高周波電圧による渦電流損が多く、上
記のような残留電圧が極めて大きくなるので、撓み量の
検出精度がより一層悪化する等の問題点がある。
【0006】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、軸の撓み量を高精度に
検出することができ、しかも、その軸の高速回転を可能
とする撓み量検出装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、軸の外周面側に設置された第1のコイ
ルと、上記軸を介して上記第1のコイルと対向するよう
に位置しかつその第1のコイルに直列接続された第2の
コイルと、上記両コイル間に高周波電圧を印加する電圧
印加手段と、上記両コイルの直列接続点からの出力信号
に基いて上記軸の撓み量を検出する撓み量検出部とを備
える軸の撓み量検出装置において、上記両コイルのイン
ダクタンスに差を設けたことを特徴とする。
【0008】
【作用】この発明によれば、両コイルのインダクタンス
に設けた差により、両コイルの直列接続点から得られる
出力信号が一方向にオフセットされる、つまり、軸の撓
み量が極微小の範囲にあっても上記出力信号の特性には
常に一定の直線性が得られる。
【0009】
【実施例】以下、この発明に係る撓み量検出装置の実施
例について図1ないし図6を用いて詳細に説明する。な
お、この実施例では、先端に砥石を取り付けた軸、いわ
ゆる砥石軸における研削抵抗等を求めるために、その軸
の撓み量を検出する例について示す。
【0010】この撓み量検出装置は図1に示す如く第1
及び第2のコイル1,2を有し、その第1のコイル1は
図2及び図3に示す如く軸50を支持する2組のベアリ
ング51,51と軸50の先端に取り付けられた砥石5
2との間に位置しかつ軸50の外周面と対向するように
設置されており、第2のコイル2は上記軸50を介し第
1のコイル1と対向するように配設されていると共に、
これらの第1のコイル1と第2のコイル2は図1に示す
如く互いに直列に接続されている。
【0011】また、上記第1のコイル1の巻数は第2の
コイル2の巻数より多くなるように設定されており、こ
れにより、上記両コイル1,2のインダクタンスには差
が設けられている。なお、この両コイル1,2について
は巻数が異なるだけで、その材質及び軸50の中心線ま
での距離等は略同一に形成されている。
【0012】さらに、両コイル1,2間には高周波発振
器3,3からの高周波電圧が印加されるように構成され
ている、つまり、上記高周波発振器3,3からの高周波
電圧が両コイル1,2間に印加された状態で軸50が撓
むと、両コイル1,2の直列接続点Aからは高周波発振
器3,3の高周波成分を有しかつ軸50の撓み量に対応
する絶対値の出力信号S0 が得られると共に、このよう
にして得られる出力信号S0 の特性は、上記のような両
コイル1,2のインダクタンスの差により、図5(a)
に示す如く一方向にオフセットされる、つまり、軸50
が撓んで両コイル1,2の中心付近に位置するとき、即
ち軸50の撓み量が極微小の範囲aにあっても、出力信
号S0 には常に一定の直線性が得られるように構成され
ている。
【0013】また、上記両コイル1,2の直列接続点A
は撓み量検出回路4に接続されていると共に、その撓み
量検出回路4には交流増幅器5、同期検波器6、ローパ
スフィルタ7、オフセット調節器8等が設けられてお
り、交流増幅器5は上記直列接続点Aからの出力信号S
0 を増幅して同期検波器6へ出力するように構成されて
いる。
【0014】一方、上記同期検波器6は交流増幅器5か
らの増幅済み出力信号S1 を同期検波用信号発生器9か
らの同期信号に基き検波してローパスフィルタ7へ出力
すると共に、そのローパスフィルタ7は検波済み出力信
号S2 から上記高周波発振器3の高周波成分をカットす
るように構成されており、このローパスフィルタ7から
の高周波カット済み出力信号S3 の特性についても、図
5(b)に示すように上記の如くオフセットされたまま
の状態で得られる、つまり、軸50の撓み量が極微小の
範囲aにあっても、高周波カット済み出力信号S3 には
常に一定の直線性が得られるように構成されている。
【0015】また、上記オフセット調節器8は上記高周
波カット済み出力信号S3 のレベルを調節するもので、
この調節により、軸50の撓み量が“0”の場合には、
ローパスフィルタ7からの高周波カット済み出力信号S
3 の値を“0”に設定できるように構成されている。
【0016】ところで、上記第1及び第2のコイル1,
2、並びに撓み量検出回路4は軸50のY軸線方向につ
いての撓み量を検出するものであるが、他の第1及び第
2のコイル1a,2a、並びに撓み量検出回路4aは軸
50のX軸線方向についての撓み量を検出するもので、
その具体的な構成は上記各部材1,2,4と同様なため
詳細説明を省略する。
【0017】次に、上記の如く構成された撓み量検出装
置の動作について図1ないし図3、及び図5を用いて詳
細に説明する。
【0018】この撓み量検出装置によれば、高周波発振
器3からの高周波電圧が両コイル1,2間に印加された
状態で、砥石52による工作物Wの研削が行われ、その
研削により軸50が撓むと、両コイル1,2の直列接続
点Aからは軸50の撓み量に対応する絶対値の出力信号
0 が撓み量検出回路4に出力される。この際、その出
力信号S0 の特性は上記両コイル1,2の巻数の差、即
ちインダクタンスの差により図5(a)に示す如く一方
向にオフセットされる、つまり、軸50の撓み量が極微
小の範囲aにあっても出力信号S0 の特性には常に一定
の直線性が得られる。
【0019】一方、撓み量検出回路4に出力された出力
信号S0 は、その振幅が交流増幅器5において増幅され
た後、同期検波器6において同期検波用信号発生器9か
らの同期信号に基き検波されてから、ローパスフィルタ
7に出力され、その後、ローパスフィルタ7において高
周波発振器3の高周波成分がカットされる。この際、そ
の高周波カット済み出力信号S3 の特性は図5(b)に
示すように上記の如くオフセットされたままの状態で得
られる、つまり、軸50の撓み量が極微小の範囲aにあ
っても高周波カット済み出力信号S3 には常に一定の直
線性が得られるので、軸50が極微小に撓んだ場合にお
いても、その撓み量を上記高周波カット済み出力信号S
3 から高精度に検出することができる。
【0020】なお、オフセット調整器8は上記高周波カ
ット済みの出力信号S3 のレベルを調整するもので、こ
の調整により軸50の撓み量が“0”の場合には上記出
力信号S3 の値を“0”に設定できる。
【0021】したがって、上記実施例の撓み量検出装置
によれば、第1及び第2のコイルの巻数に差を設けた、
即ち両コイルのインダクタンスに差を設けたため、上記
両コイルの直列接続点から得られる出力信号が一方向に
オフセットされる、つまり、軸の撓み量が極微小の範囲
にあっても上記出力信号の特性には常に一定の直線性が
得られるので、その出力信号に基いて軸の撓み量を高精
度に検出することができる。
【0022】なお、軸の撓み量は最大数μmであるた
め、上記第1及び第2のコイルのインダクタンス差をあ
る程度大きく設けておけば、逆方向の撓みでも常に一定
の直線性が得られる。
【0023】しかも、この実施例の撓み量検出装置によ
ると、軸に余分なターゲットを取り付けることなく、単
に両コイルのインダクタンスに差を設けるだけで、軸の
撓み量を高精度に検出することができるので、軸の高速
回転も可能となる。
【0024】なお、上記実施例では、両コイル1,2の
インダクタンスに差を設ける手段として、両コイル1,
2の巻数に差を設けるように構成したが、両コイル1,
2のインダクタンスに差を設けることについては、それ
に限定されることはなく、例えば、図4に示す如く、両
コイル1,2の巻数を同一とし、かつ両コイル1,2の
設置位置だけをずらし、第2のコイル2より第1のコイ
ル1の方が軸50の中心線までの距離が短くなるよう構
成して、第1のコイルのインダクタンスを第2のコイル
のインダクタンスより大きくしたり、あるいは、両コイ
ル1,2の鉄心の材質だけを適宜選択して、第1のコイ
ルと第2のコイルのインダクタンスを異ならせるように
構成してもよいことは勿論である。
【0025】また、上記実施例ではこの発明を砥石軸に
適用した例について説明したが、これに限定されること
はなく、この発明は工作物側の主軸等に適用しても良
い。
【0026】
【発明の効果】この発明に係る撓み量検出装置にあって
は、上記の如く第1及び第2のコイルのインダクタンス
に差を設けたため、上記両コイルの直列接続点から得ら
れる出力信号が一方向にオフセットされる、つまり、軸
の撓み量が極微小の範囲にあっても上記出力信号の特性
には常に一定の直線性が得られるので、その出力信号に
基いて軸の撓み量を高精度に検出することができる。
【0027】しかも、この撓み量検出装置によれば、軸
に余分なターゲットを取り付けることなく、単に第1及
び第2のコイルのインダクタンスに差を設けるだけで、
軸の撓み量を高精度に検出することができるので、軸の
高速回転も可能となる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る撓み量検出装置の一実施例を説
明するブロック図。
【図2】図1に示す撓み量検出装置を砥石軸に装着した
実施例の断面図。
【図3】図2に示す III−III 線断面図。
【図4】この発明に係る撓み量検出装置の他の実施例を
説明する説明図。
【図5】この発明に係る撓み量検出装置における出力信
号の特性を説明する説明図。
【図6】従来の撓み量検出装置における出力信号の特性
を説明する説明図。
【符号の説明】
1 第1のコイル 2 第2のコイル 3 高周波発振器(電圧印加手段) 4 撓み量検出回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸の外周面側に設置された第1のコイル
    と、上記軸を介して上記第1のコイルと対向するように
    位置しかつその第1のコイルに直列接続された第2のコ
    イルと、上記両コイル間に高周波電圧を印加する電圧印
    加手段と、上記両コイルの直列接続点からの出力信号に
    基いて上記軸の撓み量を検出する撓み量検出部とを備え
    る軸の撓み量検出装置において、 上記両コイルのインダクタンスに差を設けたことを特徴
    とする軸の撓み量検出装置。
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