JPS61275602A - 軸体変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁気軸受などの非接触軸体の制御に用いられる
軸体変位検出装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に軸体を非接触で軸支する磁気軸受では。

その軸体の変位を常に監視して、この軸体が他の部分に
接触しないように、軸体変位検出装置でその変化を検出
しながら、正常の位置になるように制御するように構成
されている。この従来の軸体変位検出装置は、第４図に
示すように、軸体１の端面に非接触で軸体１の渦電流を
検出するセンサーがＸＹ軸方向に対でＸ軸センサー２，
３（センサ２は軸ｌの裏面側）およびＹ軸センサ４，５
として設けられている。特にＺ軸方向の変化に対しては
、２軸センサ６．７がその端面８のエッヂ部分に半分突
出して設けられている。このような配置に設けられた各
々のセンサーによって、図示しない各軸の制御用電磁石
を駆動制御して、軸体の変位を調整する。

しかし、上述のような従来装置であっては、２軸の制御
に、Ｘ−Ｙ方向の影響が生じたり、軸長の膨張等による
検出誤差のキャンセルが困難であるなどの欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した従来装置を改良したもので。

簡単な構成で、精密に軸体の変化を検出でき、磁気軸受
装置に適用できる軸体変化検出装置を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気軸受などの軸受からなる被変位検出軸体
の一端部周囲に非接触でかつ上記軸体を挾んで対向配置
した一対の第１のセンサーと、この第１のセンナと上記
軸体の軸心に対して９０°の角度で異なる位置に非接触
でかつ上記軸体を挾んで対向配置した一対の第２のセン
サーと、この軸体の他端部周囲に非接触でかつ上記第１
のセンサーと同一角度の位置に非接触にかつ軸体を挾ん
で対向配置した一対の第３のセンサーと、この第３のセ
ンサーと上記軸体の軸心に対して９０°の角度で異なる
位置に非接触でかつ軸体を挾んで対向配置した一対の第
４のセンサーと、上記軸体の両端面に非接触で対向配置
しかつ軸体エッヂに近接し軸体の径より大径なリング状
のコイルからなる第５のセンサーと、上記第１乃至第５
のセンサの各々の一対の出力の差動出力を得る変換装置
とを具備して構成し、この変換装置の出力信号で、磁気
軸受などの軸受制御に利用できる軸体変化検出装置であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ｚ軸方向のセンサＴｈ　リング状のコ
イルを軸体のエッヂ部に近接して設けることによって構
成できるので、簡単な構成のしかもＸ−Ｙ軸の影響の少
ない、精密な軸体変化の検出ができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明による軸体変位検出装置の原理図であ
り、被変位検出軸体である磁気浮上回転軸１０の周囲に
、この回転軸１０のＸ、Ｙ軸方向の変位を検出する８個
のセンサーコイル１１〜１８が設けられている。Ｙ軸の
センサーコイル１１〜１４はＸｌ軸七ンサコイル１１．
１２およびＸ２軸センサーコイル１３．１３として、各
々一対で、回転軸１０の端部に近接して設けられている
。このＸ軸ノセンサーコイル１１〜１４と回転軸１０の
軸心を中心に９０″角度を有して配置されたＹ軸のセン
サーコイル１５〜１８は、Ｙｌセンサーコイル１５゜１
６、およびＹ２センサーコイル１７．１８として、回転
軸１０の端部に近接して設けられている。回転軸１０の
端部で特にエッヂ部１９，２０の近くには。

リング状のコイルからなるＺ軸のセンサーコイル２１．
２２が回転軸１０の径より大径にして、回転軸がその軸
心方向に貫通できる程度に近接して設けられている。

また、回転軸１０の周囲には、上述した各々センサーコ
イル１１〜１８によって検出された信号によって回転軸
１０の動キヲ駆動制御する制御電磁石２３〜３０が設け
られている。この制御電磁石２３〜３０は、Ｘｌ軸セン
サーコイル１１．１２に対しては、Ｘｌ軸制御電磁石２
３．２４が各々対応して設けられており、同様にＸ２軸
センサーコイル１３．１’４の対はＸ　２　＃Ｊ御電電
磁石２５．２６、Ｙｌ軸センサーコイル１５．１６の対
にはＹｌ軸制御電磁石２７．２８が、そしてＸ２軸セン
サーコイル１７゜１８の対にＹ２軸制御電磁石２９．３
０がそれぞれ対応して設けられている。尚、２軸センサ
ーコイル２１．２２に対応するＺ軸制御電磁石３１．３
２は。

第１図では図示しないが１回転軸１０の軸心方向の動き
を制御するように設けられている。

上述したセンサーコイルおよび制御電磁石の具体的な配
置は、第２図に一端面から見た場合を示すと、基台３３
に固定され九センサー類固定冶具３４の周囲に、Ｘ軸セ
ンサーコイル（例えばＸｉｍセｙセンサーコイル１１２
が左右に、Ｙ軸センサーコイル（例えばＹｌ軸センサー
コイル２７．２８が上下方向に、それらの検出面を内方
にして、固設されている。制御電磁石２３．２４，２７
，２８はそれぞれセンサーコイルに近接して設けられて
いる。

２軸センサーコイル２１．２２は、第２図ではコイル２
１のみを示すが、固定冶具３４の内側に沿って固定され
ている。

センサーコイルおよび制御電磁石は、＃ｇ３図に示すよ
うな回路の変換器Ｍおよび制御増幅話人に接続して動作
する。−組のセンサーコイルに接続されている回路Ｍ、
Ａは、各組共に同種の回路構成となっているので、Ｘｌ
軸の回路のみ示し、他はその説明全省略する。Ｘｌ軸セ
ンサーコイル１１　、１２はブリッヂ基準電源３５と一
対のブリッヂ固定素子３６．３７とによってブリッヂ回
路を構成している。ブリッヂの出力にはその信号を検波
する検波器３８．３９が接続され検波された信号は、固
定素子３６，３フの個体差を補正する補正抵抗４０で所
定の値に補正して、差動増幅器４１に入力する。

との差動増幅器４１の出力信号は、制御増幅話人を介し
てＸｌ軸制御電磁石２７．２８を付勢して、軸体１０の
変化を修正するために得られる軸体変位検出されたもの
となる。なお、制御増幅器Ａは特性及び制御コントロー
ル部４２と電流増幅器４３とで主に構成されている。ま
た、制御電磁石２７゜２８は、軸体１０を同一方向に作
用させるように構成されている。

Ｘ２．Ｙｌ、Ｙ２ｚ軸についてもＸ１軸と同様に構成さ
れ、それぞれのセンサーで検出した信号を変換器Ｍを介
ししてそれぞれの軸に対応した変位量を出力し、この出
力した各々の変位量によってそれぞれの軸の制御電磁石
を制御増幅善人１制御して。

無接触の回転軸受を構成するのである。

以上のように本発明を例えば回転軸受の５軸制御に用い
たとすると、特に２方向の制御がリング状センサーコイ
ルで構成しているので、極めて簡単な構造で、しかも確
実に軸体の変位を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す原理説明図％第２図は本
発明の実施例を示す具体的構成の断面図、第３図は本発
明の実施例の回路図、第４図は従来技術を示す説明図で
ある。 １１．１２・・・Ｘｌ軸センサーコイル、　　１３．１
４・・・Ｘ２軸センサーコイル、　１５．１６・・・Ｙ
ｌ軸センサーコイル１７．１８・・・Ｙ２Ｎセンサーコ
イル、２軸センサーコイル、Ｍ・・・変換器、３５・・
・ブリッヂ基準電源、　３６．３７・・・ブリッヂ固定
素子、　３８．３９・・・検波器、４１・・・差動増幅
器。 代理人　弁理士　則近憲佑（ほか１名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被変位検出軸体の一端部周囲に非接触でかつ前記軸体を
   挾んで対向配置した一対の第１のセンサーと、この第１
   のセンサーと前記軸体の軸心に対し９０°の角度で異な
   る位置に非接触でかつ前記軸体を挾んで対向配置した一
   対の第２のセンサーと、前記軸体の他端部周囲に非接触
   でかつ前記第１のセンサーと同一角度の位置に非接触に
   かつ前記軸体を挾んで対向配置した一対の第３のセンサ
   ーと、この第３のセンサーと前記軸体の軸心に対し９０
   °の角度で異なる位置に非接触でかつ前記軸体を挾んで
   対向配置した一対の第４のセンサーと、前記軸体の両端
   面に非接触で対向配置したこの軸体エッヂに近接しかつ
   軸体の径より大径のリング状コイルからなる第５のセン
   サーと、前記第１乃至第５のセンサーの各々の一対の出
   力の差動出力を得る変換装置とを具備したことを特徴と
   する軸体変位検出装置。