KR20000057319A - 포인터 측정기용 와전류 측정 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포인터 측정기용 와전류 측정 기구에 관한 것이다. 구동축상에 회전 고정되어 배열되어 있으며 와전류 부재에 대향 위치되어 있고 포인터축상에 회전 고정되어 있으며 전도체 물질로 제조되어 있고 구동축이 회전하는 경우에 포인터 축에 제 1 토크를 전달하도록 구성된 회전 마그넷과, 포인터축에 제 1 토크와 반대 방향인 제 2 토크를 전달하는 토션 스프링과, 와전류 부재의 하류 및/또는 회전 마그넷의 하류에 배열된 마그네틱 리턴 부재와, 온도가 상승하는 경우에 회전 마그넷의 자기장이 약해지는 것을 보상하고 와전류 부재의 전도성이 감소되는 것을 보상하기 위한 온도 종속 보상 부재를 구비한 포인터 측정기용 와전류 측정 기구에 관한 것으로서, 상기 보상 요소(14-17)는 온도가 상승하는 경우에 토션 스프링(11)에 의해 포인터축(10)에 전달되는 제 2 토크를 감소시키고, 또는 와전류 부재(9)에 전달되는 제 1 토크를 일정하게 유지하도록 구성된 스프링 요소로서 형성된 포인터 측정기용 와전류 측정 기구가 제공된다.

Description

포인터 측정기용 와전류 측정 기구 {EDDY CURRENT MEASURING ARRANGEMENT FOR AN INDICATING INSTRUMENT}

이러한 와전류 측정 기구는 공지되어 있는데 예를 들면, 타코 미터에 사용되고 있다. 공지의 와전류 측정 기구에는 보상 요소로서 온도 증가에 따라 내자성이 증가하는 물질로 제조된 보상링이 회전 마그넷의 극쌍위에 장착되어 있다. 그 결과로서, 회전 마그넷에 의해 발생되는 자기장은 온도가 낮은 경우에 약해지며, 약해지는 정도는 온도가 올라감에 따라 계속적으로 감소된다.

본 발명은 포인터 측정기용 와전류 측정 기구에 관한 것으로서, 특히 구동축상에 회전되도록 고정되는 방식으로 배열되어 있으며 와전류 부재에 대향하여 위치되어 있고, 포인터축상에 회전되도록 고정되고 전도체 물질로 제조되어 있으며, 구동축이 회전하는 경우에 포인터 축에 제 1 토크를 전달하도록 구성된 회전 마그넷과, 포인터축에 제 1 토크와 반대 방향인 제 2 토크를 전달하는 토션 스프링과, 와전류 부재의 하류 및/또는 회전 마그넷의 하류에 배열된 마그네틱 회전 부재와, 회전 마그넷의 자기장이 약해지는 것을 보상하고 온도가 상승할 경우에 와전류 부재의 전도성이 감소하는 것을 보상하기 위한 온도 종속 보상 부재를 구비한 타코미터 및/또는 회전 카운터용 와전류 측정 기구에 관한 것이다.

도 1은 보상 요소로서 제조된 토션 스프링을 가지는 본 발명에 따른 와전류 측정 기구를 도시하며,

도 2는 본 발명에 따른 와전류 측정 기구의 실시예를 도시하고,

도 3은 도 2의 A 섹션을 도시하며,

도 4는 본 발명에 따른 와전류 측정 기구의 다른 실시예를 도시하고,

도 5는 가능한 보상 요소의 실시예를 도시한다.

본 발명의 기본적인 목적은 치수가 가능한 작으며 저렴하게 제조될 수 있는 전술한 방식의 와전류 측정 기구를 제공하는데 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 보상 요소가 토션 스프링에 의해 포인터축에 전달되는 제 2 토크를 감소시키거나, 온도가 상승하는 경우에 와전류 부재에 전달되는 제 1 토크를 일정하게 유지하도록 구성된 스프링 요소로 구성되므로써 해결된다.

이러한 구성에 따라서, 와전류 측정 기구에 미치는 온도의 영향을 보상하기 위하여, 회전 마그넷에 고정되는 보상 링은 더 이상 필요하지 않다. 그러므로, 회전 마그넷은 특히, 짧은 거리를 두고 와전류 부재에 대향되어 놓여질 수 있다. 그 결과, 회전 마그넷은 매우 소형의 것으로 할 수 있으며 비용이 저렴한 자석 물질로 제조할 수 있다. 그러므로, 와전류 측정 기구는 매우 작은 치수를 가지며 저렴한 비용으로 제조될 수 있다.

물론, 본 발명은 포인터축상에 영구자석을 또한 구동축상에 와전류 부재를 구비함으로써 조건들의 운동역학적 반전에 의해 달성하는 것도 가능하다.

본 발명의 개선예에 따라서, 와전류 측정 기구는 보상 요소로 구성할 목적으로 토션 스프링이 온도가 상승하는 경우에 상기 토션 스프링의 스프링 상수를 감소시키는 물질로 제조될때 특히, 소수의 부품을 구비한다. 토션 스프링은 제 2 토크를 생기게 하는 어떠한 경우에도 존재하기 때문에, 부가적인 부품이 보상 요소를 위하여 필요하지 않다.

본 발명의 다른 개선예에 따라서, 보상 요소가 온도 상승시 와전류 부재와 회전 마그넷 사이의 축방향 공간을 감소시킬 목적으로 축방향 스프링으로서 제조되었을 때 공기 갭은 보상 요소에 의해 자동으로 설정된다.

이에 대한 변형예로서, 본 발명은 온도가 상승하는 경우에 보상 요소가 마그네틱 리턴 부재와 와전류 부재 또는 회전 마그네틱 사이의 축방향 간격을 감소시킬 목적으로 축방향 스프링으로서 제조함으로서 달성된다. 이러한 구성은 본 발명에 의해 매우 작은 간격을 두고 와전류 부재와 대향하도록 위치되는 매우 작은 회전 마그넷을 사용하기 때문에 와전류 측정 기구의 치수를 증가시키는 원인이 되지 않는다.

본 발명에 따른 보상 요소에 있어서, 온도 반응을 완전히 보상하는 보상 요소는 반비례적으로 큰 장치에 의해서만 달성될 수 있고, 이는 온도 반응을 정확하게 보상하지 못하며, 공지 수단의 조력으로 결여된 보상을 충족하게 할 수 있다. 보상이 조금 못미치는 경우에, 보상 요소의 보상만으로는 불완전한 정도까지, 공지의 보상 물질의 조력으로 작용하는 공기 갭으로 부가적으로 결여된 보상을 달성하는 것이 바람직하다. 보상 요소가 과대 보상하는 것 만큼, 보상 요소와 함께 마그네틱이 리턴되어 보상이 달성되도록 예를 들면, FeNi 합금과 같은 보상 물질을 도입하여 가능하며, 온도와 무관한 측정 기구가 충족된다.

보상 요소는 본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따라서, 주입 주조법을 이용하여 플라스틱으로 제조될 때 실제적으로 어떠한 모양으로도 제조할 수 있고 특히, 저렴하게 제조할 수 있다.

회전 마그넷에 의해 와전류 부재에 전달되는 토크는 온도가 10℃ 상승하고 통상적인 물질 조합으로서 약 4 내지 8% 감소된다. 본 발명의 다른 개선예에 따라서, 보상 요소는 예를 들면, 폴리옥시메틸렌과 같은 적절한 열적 특성을 가진 플라스틱으로 제조될 때, 넓은 온도 범위에 걸쳐 이러한 변화가 보상된다.

온도가 높은 경우일지라도, 플라스틱으로 제조된 보상 요소는 본 발명에 따른 다른 개선예에 따라서, 섬유로 보강되었을 때 충분한 강도를 가지며 약간의 좌굴될 경향을 가진다. 예를 들면, 유리 섬유로 제조된 인서트는 섬유 보강용으로 적절하다.

스프링 요소들은 종종 일정한 온도 범위에서는 직선적으로 변하는 스프링 상수를 가진다. 이러한 온도 범위는 스프링 요소가 직렬로 배열된 복수의 세그먼트를 가지며 온도가 변함에 따른 그들의 스프링 상수가 다르게 변할 때 쉽게 넓어질 수 있다.

본 발명에 따른 다른 개선예에 따라서, 회전 마그넷을 강자성 페라이트로 제조하면, 와전류 측정 기구를 제조하는 비용을 더욱 줄이는데 기여한다.

본 발명은 다수의 실시예를 허용한다. 본 발명의 기본적인 원리를 더욱 잘 설명하기 위하여, 4개의 실시예가 도면에 도시되어 있으며 하기에 설명되어 있다.

도 1, 도 2 및 도 4는 하우징(1)내에 배열되어 있으며 가요성 축(6)을 연결하기 위하여 형성된 연결편(7)을 가진 와전류 측정 기구(2-5)를 각각 도시한다. 회전 마그넷(8)은 영구 자석 물질로 제조되고 회전 마그넷에 대향하여 약간의 공간을 두고 와전류 부재(9)가 가요성 축(6)을 거쳐 회전되도록 설치되어 있다. 예를 들면, 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 물질로 구성된 와전류 부재(9)는 회전 마그넷(8)에 대하여 회전되도록 장착된 포인터 축(10)상에 회전 고정되도록 고정되어 있다. 자기 유도를 통하여, 회전 마그넷(8)이 회전하면 와전류 부재(9)에 와전류가 발생한다. 그 결과, 회전 마그넷(8)이 와전류 부재(9)에 대하여 회전하는 것 보다 더 빨리 회전시키는 제 1 토크가 포인터축(10)에 전달된다. 상기 제 1 토크는 토션 스프링(11)에 의해 포인터 축(10)에 전달되며 포인터 축(10)이 휘는 것보다 더 크게 휘게 하는 제 2 토크에 반대로 작용한다. 자기 유도를 개선하기 위하여, 마그네틱 리턴 부재(12, 13)는 각 경우에 있어서 와전류 부재(9)의 상측과 회전 마그넷(8)의 하면에 배열되어 있다. 토션 스프링(11)은 도면에서 원추형으로 도시되어 있다. 물론, 이 경우에 있어서, 평판 스파이럴 스프링을 사용하는 것도 가능하다.

도 1에 도시된 와전류 측정 기구(2)에 있어서, 보상 요소(14)를 구성하기 위하여, 토션 스프링(11)은 온도가 상승하는 경우에 와전류 부재(9)에 전달되는 제 1 토크가 하강하는 만큼 토션 스프링(11)의 스프링 상수를 감소시키는 물질로 제조된다. 그 결과, 회전 마그넷(8)의 자성 물질의 온도 종속도와 와전류 부재(9)의 전도성이 보상된다. 예를 들면, 폴리옥시메틸렌이 토션 스프링(11)으로 적절한 물질이다.

도 2는 축방향 스프링으로 제조되어 있으며 온도가 상승하는 경우에 회전 마그넷(8)과 와전류 부재(9) 사이의 공간을 감소시키는 보상 요소(16)가 도시되어 있다. 이러한 공간은 와전류 부재(9)내에서 생성된 와전류를 결정하기 때문에, 이러한 구성의 효과는 온도가 상승하는 경우에 회전 마그넷(8)에 의해 와전류 부재(9) 에 전달되는 토크가 감소되는 것을 보상하는 것이다. 회전 마그넷(8), 와전류 부재(9)와 마그네틱 리턴 부재(12, 13)가 도시를 위하여 단면으로 도시되어 있다.

도 3에는 베어링 부시(16b) 방향으로 축방향으로 변위가능하며, 포인터축(10)과 축방향 스프링으로 제조된 보상 요소(16) 사이에서 약간의 마찰을 가지도록 포인터축(10)을 장착하도록 작용하는 축방향 베어링(16a)이 도시되어 있다.

도 4에 도시된 와전류 측정 기구(5)의 경우에 있어서, 회전 마그넷(8)과 하부 마그네틱 리턴 부재(13) 사이에는 축방향 스프링으로 구성되어 있으며 온도가 상승하는 경우에 마그네틱 리턴 부재(9)로부터 회전 마그넷(8)의 공간을 감소시키는 보상 요소(17)가 배열되어 있다. 와전류 부재(9)에서 생성된 와전류가 회전 마그넷(8)으로부터 마그네틱 리턴 부재(13)의 간격을 작게하도록 강하기 때문에, 그 결과로서, 와전류 측정 기구(5)에 대한 온도의 영향을 보상하게 된다.

도 5에 도시된 보상 요소(15)는 플라스틱을 주입 주조법에 의해 일편으로 제조된다. 또한 실제적인 스프링 요소는 부가적으로 웨브(18) 와 래칭 클립(19)을 가진다. 래칭 클립(19)의 조력으로, 보상 요소는 하우징(1)내에 단단히 래치될때까지 단순히 가압되며 이에 의해 완전히 장착된다. 그런 다음에, 웨브(18)는 본 발명에 따라 와전류 측정 기구내의 원하는 위치에 보상 요소(15)를 위치시킬수 있다.

Claims (10)

1. 구동축상에 회전되도록 고정되어 배열되어 있으며, 와전류 부재에 대향 위치되어 있고, 포인터축상에 회전되도록 고정되어 있으며, 전도체 물질로 제조되어 있고, 구동축이 회전하는 경우에 포인터 축에 제 1 토크를 전달하도록 구성된 회전 마그넷과; 포인터축에 제 1 토크와 반대 방향인 제 2 토크를 전달하는 토션 스프링과; 와전류 부재의 하류 및/또는 회전 마그넷의 하류에 배열된 마그네틱 리턴 부재와; 온도가 상승하는 경우에 회전 마그넷의 자기장이 약해지는 것을 보상하고 와전류 부재의 전도성을 감소시키기 위한 온도 종속 보상 부재를 구비한 포인터 측정기용 와전류 측정 기구로서, 상기 보상 요소(14-17)는 온도가 상승하는 경우에 토션 스프링(11)에 의해 포인터축(10)에 전달되는 제 2 토크를 감소시키고, 또는 와전류 부재(9)에 전달되는 제 1 토크를 일정하게 유지하도록 구성된 스프링 요소로서 형성된 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
2. 제 1항에 있어서, 보상 요소(14)로서 제조된 토션 스프링(11)은 온도가 상승하는 경우에 상기 토션 스프링의 스프링 상수를 감소시키는 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
3. 제 1항에 있어서, 보상 요소(16)는 온도가 상승하는 경우에 와전류 부재(9)와 회전 마그넷(8) 사이에 있는 축방향 공간을 감소시킬 목적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
4. 제 1항에 있어서, 보상 요소(17)는 온도가 상승하는 경우에 마그네틱 리턴 부재(12, 13)와 와전류 부재(9) 또는 회전 마그넷(8) 사이에 있는 축방향 공간을 감소시킬 목적으로 축방향 스프링으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
5. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 부가적인 마그네틱 보상은 작용하는 공기 갭내에서 온도-종속 투자율을 가진 제 1 물질 및/또는 마그네틱 리턴으로서 작용하는 공기 갭의 외측에서의 온도-종속 투자율을 가진 제 2 물질에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
6. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 보상 요소(14-17)는 주입 성형법에 의해 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
7. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 보상 요소(14-17)는 폴리옥시메틸렌으로 제조되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
8. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 보상 요소(14-17)는 섬유 보강체인 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
9. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 보상 요소(14-17)는 병렬로 배열된 복수의 세그먼트를 가지며 온도 변화에 따라 그들의 스프링 상수가 다르게 변하는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.
10. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 회전 마그넷(8)은 강자성 페라이트로 제조되는 것을 특징으로 하는 포인터 측정기용 와전류 측정 기구.