JPS6131803B2 - - Google Patents
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- JPS6131803B2 JPS6131803B2 JP17970280A JP17970280A JPS6131803B2 JP S6131803 B2 JPS6131803 B2 JP S6131803B2 JP 17970280 A JP17970280 A JP 17970280A JP 17970280 A JP17970280 A JP 17970280A JP S6131803 B2 JPS6131803 B2 JP S6131803B2
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- JP
- Japan
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- annular
- displacement
- magnetic flux
- magnetic
- excitation coil
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
- G01D5/202—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by movable a non-ferromagnetic conductive element
- G01D5/2026—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by movable a non-ferromagnetic conductive element constituting a short-circuiting element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、回転変化量を電気信号に変換する
変位−電気変換器に関し、特に広角度の回転変位
を高精度に検出し得る変位−電気変換器に関する
ものである。
変位−電気変換器に関し、特に広角度の回転変位
を高精度に検出し得る変位−電気変換器に関する
ものである。
本出願人は、先に、磁気誘導を利用した２重環
状鉄心方式による無接触式変位−電気変換器を開
発し、特許出願を行つた。既に提案された変位−
電気変換器を例示すれば、第１図および第２図に
示す通りである。すなわち、積層鉄心またはフエ
ライト鉄心等よりなる同軸的に離間配置した略同
一寸法からなる２個の環状鉄心１０，１２と、こ
れら環状鉄心１０，１２の間に形成される空隙部
１４に配置された継鉄１６と、この継鉄１６に巻
回された巻数N1〔Ｔ〕の励磁コイル１８と、環
状鉄心１０に前記継鉄１６を挾むように巻回され
たそれぞれ巻数N2〔Ｔ〕の一対の検出コイル２
０，２０と、環状鉄心にこれと鎖交するよう設け
た短絡環２２とを備え、前記短絡環２２をアーム
２４を介して回転軸２６に機械的に結合した構成
からなる。このように構成された変位−電気変換
器は、励磁コイル１８に交流電圧E1〔Ｖ〕を供
給して励磁電流I1〔Ａ〕を流せば、励磁コイル１
８と環状鉄心１０，１２とで磁気回路が形成さ
れ、この時発生する全磁束Φ〔wb〕は次式で示
される。
状鉄心方式による無接触式変位−電気変換器を開
発し、特許出願を行つた。既に提案された変位−
電気変換器を例示すれば、第１図および第２図に
示す通りである。すなわち、積層鉄心またはフエ
ライト鉄心等よりなる同軸的に離間配置した略同
一寸法からなる２個の環状鉄心１０，１２と、こ
れら環状鉄心１０，１２の間に形成される空隙部
１４に配置された継鉄１６と、この継鉄１６に巻
回された巻数N1〔Ｔ〕の励磁コイル１８と、環
状鉄心１０に前記継鉄１６を挾むように巻回され
たそれぞれ巻数N2〔Ｔ〕の一対の検出コイル２
０，２０と、環状鉄心にこれと鎖交するよう設け
た短絡環２２とを備え、前記短絡環２２をアーム
２４を介して回転軸２６に機械的に結合した構成
からなる。このように構成された変位−電気変換
器は、励磁コイル１８に交流電圧E1〔Ｖ〕を供
給して励磁電流I1〔Ａ〕を流せば、励磁コイル１
８と環状鉄心１０，１２とで磁気回路が形成さ
れ、この時発生する全磁束Φ〔wb〕は次式で示
される。
Φ＝N1I1／Ｒ ……(1)
但し、Ｒは空隙部１４の磁気抵抗
しかるに、この全磁束Φは、空隙部１４におい
ては環状鉄心１２から環状鉄心１０へ流れ、継鉄
１６においては環状鉄心１０から環状鉄心１２へ
流れる。このため、環状鉄心１０，１２の材質
が均一で、比透磁率μｓが非常に大きく、環状
鉄心１０，１２間の空隙部１４の間隙ｌ〔ｍ〕が
一定であり、かつ各鉄心の断面積が等しくしかも
全周に亘つて均等であれば、環状鉄心１０，１２
の空隙部１４を等磁束分布にすることができる。
この結果、回転軸２６を中心とする空隙部１４の
単位角当りの磁束φ〔wd/rad〕は、次式で示さ
れる。
ては環状鉄心１２から環状鉄心１０へ流れ、継鉄
１６においては環状鉄心１０から環状鉄心１２へ
流れる。このため、環状鉄心１０，１２の材質
が均一で、比透磁率μｓが非常に大きく、環状
鉄心１０，１２間の空隙部１４の間隙ｌ〔ｍ〕が
一定であり、かつ各鉄心の断面積が等しくしかも
全周に亘つて均等であれば、環状鉄心１０，１２
の空隙部１４を等磁束分布にすることができる。
この結果、回転軸２６を中心とする空隙部１４の
単位角当りの磁束φ〔wd/rad〕は、次式で示さ
れる。
φ＝Φ／２π ……(2)
そこで、検出コイル２０，２０に鎖交する磁束
φ１、φ２は、短絡環２２の位置を分岐点として
流れ方向が異なり、次式で示される。
φ１、φ２は、短絡環２２の位置を分岐点として
流れ方向が異なり、次式で示される。
φ１＝（ｘ−θ）φ ……(3)
φ２＝（ｘ＋θ）φ ……(4)
この場合、検出コイル２０，２０は、巻数がそ
れぞれN2〔Ｔ〕でしかも差動的に接続すること
によつて、鎖交する磁束の和φ０は次式で示され
る。
れぞれN2〔Ｔ〕でしかも差動的に接続すること
によつて、鎖交する磁束の和φ０は次式で示され
る。
φ０＝φ２−φ１＝２θφ ……(5)
従つて、検出コイル２０，２０によつて誘起さ
れる誘起電圧E2〔Ｖ〕は次式で示される。
れる誘起電圧E2〔Ｖ〕は次式で示される。
E2＝N2ｄφ０／ｄｔ ……(6)
前記式(6)は、式(1)および式(5)より次式のように
変形される。
変形される。
E2＝θ／π・N2・ｄΦ／ｄｔ ……(7)
ここで、全磁束Φが励磁コイル１８に鎖交する
ものとすると次式が成立する。
ものとすると次式が成立する。
N1Φ＝LI1
すなわち、
Φ＝LI1／N1 ……(8)
但し、Ｌは励磁コイル１８の自己インダクタン
ス また、励磁コイル１８の交流インピーダンス分
ωＬ〔Ω〕と直流インピーダンス分ｒ〔Ω〕との
間に次式 ωＬ≫ｒ ……(9) が成立する場合には、励磁コイル１８の励磁電圧
E1と励磁電流I1との間には、次式が成立する。
ス また、励磁コイル１８の交流インピーダンス分
ωＬ〔Ω〕と直流インピーダンス分ｒ〔Ω〕との
間に次式 ωＬ≫ｒ ……(9) が成立する場合には、励磁コイル１８の励磁電圧
E1と励磁電流I1との間には、次式が成立する。
E1＝ＬｄＩ１／ｄｔ ……(10)
従つて、前記式(7)は、式(8)および式(10)に基づい
て次式のように変形される。
て次式のように変形される。
E2＝θ／π・Ｎ２／Ｎ１・E1
＝Ｋθ（Ｋ＝Ｅ１／π・Ｎ２／Ｎ１）……(11)
仍つて、検出コイル２０，２０から回転軸２６
の回転角θに直線的に比例した交流出力電圧E2
を取出すことができる。
の回転角θに直線的に比例した交流出力電圧E2
を取出すことができる。
しかしながら、入力角θに対して得られる出力
信号が前記式(11)に示されるように一次式の関係が
成り立つためには、各部品構成が理想的に製作さ
れていることが条件となる。このため、部品の材
料選定に充分な注意を要し、部品の加工精度を高
め、組立作業に高度の技術が要求される。
信号が前記式(11)に示されるように一次式の関係が
成り立つためには、各部品構成が理想的に製作さ
れていることが条件となる。このため、部品の材
料選定に充分な注意を要し、部品の加工精度を高
め、組立作業に高度の技術が要求される。
このため、入力角θが広範囲に亘り、必要精度
（直線性）を得るためには、部品材料費および製
造コストが増大し、不良品の増加に伴う歩留りの
低下や小型化できない等の問題を生じる。
（直線性）を得るためには、部品材料費および製
造コストが増大し、不良品の増加に伴う歩留りの
低下や小型化できない等の問題を生じる。
また、第１図および第２図に示す構成からなる
変位−電気変換器においては、図示されない回転
軸受や環状鉄心１０，１２を保持する保持具等
に、傾き（第３図参照）や偏心（第４図参照）が
加工時並びに組立時に発生し易い。このような場
合には、空隙部１４に流れる磁束が等磁束分布に
ならなくなつたり、第４図に示すように偏心が生
じた場合には、入力角θと検出コイル２０，２０
に発生する電気的信号が直線関係にならなくな
る。また、継鉄１６と環状鉄心１０，１２との空
隙部に発生する漏洩磁束により直線性が損われる
等の難点がある。
変位−電気変換器においては、図示されない回転
軸受や環状鉄心１０，１２を保持する保持具等
に、傾き（第３図参照）や偏心（第４図参照）が
加工時並びに組立時に発生し易い。このような場
合には、空隙部１４に流れる磁束が等磁束分布に
ならなくなつたり、第４図に示すように偏心が生
じた場合には、入力角θと検出コイル２０，２０
に発生する電気的信号が直線関係にならなくな
る。また、継鉄１６と環状鉄心１０，１２との空
隙部に発生する漏洩磁束により直線性が損われる
等の難点がある。
出願人は、先に、前記励磁コイル１８から空隙
部１４へ直接漏洩磁束が発生し、そのため励磁コ
イル１８の付近においては空隙部１４の磁束分布
の均一性が失なわれ、その付近における出力電圧
の直線性が悪くなるという問題点を解決するた
め、励磁コイル１８とこれが巻回される継鉄１６
とを磁気遮蔽板により覆うと共に２つの環状鉄心
１０，１２の外周面を相対する面を除いて磁気遮
蔽板により覆うことを提案した。
部１４へ直接漏洩磁束が発生し、そのため励磁コ
イル１８の付近においては空隙部１４の磁束分布
の均一性が失なわれ、その付近における出力電圧
の直線性が悪くなるという問題点を解決するた
め、励磁コイル１８とこれが巻回される継鉄１６
とを磁気遮蔽板により覆うと共に２つの環状鉄心
１０，１２の外周面を相対する面を除いて磁気遮
蔽板により覆うことを提案した。
しかるに、この場合、短絡環が磁束の通路を取
囲むように存在すると、短絡環内には渦電流が流
れて短絡環部分の磁気抵抗が大きくなり、前記通
路の短絡環内を磁束が通過するのを阻止され、こ
れにより左右両方から短絡環まで流れる磁束は短
絡環の所で零となり戻る。従つて、前記のよう
に、励磁コイルの全周を磁気遮蔽板で取囲んだ場
合、この磁束遮蔽板は前述した短絡環と同様の作
用をなし、継鉄に磁束が流れようとするのを阻止
するため変換器の機能が低下する難点がある。
囲むように存在すると、短絡環内には渦電流が流
れて短絡環部分の磁気抵抗が大きくなり、前記通
路の短絡環内を磁束が通過するのを阻止され、こ
れにより左右両方から短絡環まで流れる磁束は短
絡環の所で零となり戻る。従つて、前記のよう
に、励磁コイルの全周を磁気遮蔽板で取囲んだ場
合、この磁束遮蔽板は前述した短絡環と同様の作
用をなし、継鉄に磁束が流れようとするのを阻止
するため変換器の機能が低下する難点がある。
そこで、本発明者等は、前述した従来の変位−
電気変換器の種々の問題点を克服すべく種々検討
並びに試作を重ねた結果、適当な厚みを有する導
電性材料からなりしかも一部にスリツトが形成さ
れている環状の磁気遮蔽体を、交番磁界を有する
磁気回路の空隙部に位置する励磁コイルを囲繞す
るよう配置することにより、空隙部の磁束分布状
態を制御し、前記問題点を一挙に解消し得ること
を突き止めた。
電気変換器の種々の問題点を克服すべく種々検討
並びに試作を重ねた結果、適当な厚みを有する導
電性材料からなりしかも一部にスリツトが形成さ
れている環状の磁気遮蔽体を、交番磁界を有する
磁気回路の空隙部に位置する励磁コイルを囲繞す
るよう配置することにより、空隙部の磁束分布状
態を制御し、前記問題点を一挙に解消し得ること
を突き止めた。
すなわち、励磁コイルを取囲む磁気遮蔽体にス
リツトを設けることにより、磁気遮蔽体に渦電流
が流れるのを防止することができる。
リツトを設けることにより、磁気遮蔽体に渦電流
が流れるのを防止することができる。
さらに、前記励磁コイルを囲繞する磁気遮蔽体
と連接して一方の環状鉄心に他方の環状鉄心の対
向面に沿つて磁気遮蔽板を当接配置することによ
り、磁気遮蔽板を平面方向にスライドさせれば環
状鉄心に対し磁気遮蔽する面積を変化させてその
磁束分布状態を制御することができ、出力特性曲
線を任意に設定することが可能となる。
と連接して一方の環状鉄心に他方の環状鉄心の対
向面に沿つて磁気遮蔽板を当接配置することによ
り、磁気遮蔽板を平面方向にスライドさせれば環
状鉄心に対し磁気遮蔽する面積を変化させてその
磁束分布状態を制御することができ、出力特性曲
線を任意に設定することが可能となる。
従つて、本発明の目的は、簡単な構成でしかも
空隙部の磁束分布状態を制御し、精度の高い入出
力特性を有する変位−電気変換器を提供するにあ
る。
空隙部の磁束分布状態を制御し、精度の高い入出
力特性を有する変位−電気変換器を提供するにあ
る。
前記の目的を達成するため、本発明において
は、同一軸心上に配置された２つの環状鉄心と、
交流電圧が供給され前起２つの環状鉄心とで磁気
回路を形成する励磁コイルと、この励磁コイルの
周りを囲繞する磁気遮蔽体と、前記一方の環状鉄
心の内部を通過する磁束を検出し得るように配置
された磁束検出要素と、前記一方の環状鉄心に設
けられた短絡環とを備え、前記励磁コイルおよび
磁束検出要素と短絡環とのうち一方を固定し、他
方を前記一方の環状鉄心の軸心を中心として回動
し磁束検出要素から出力信号を取出すよう構成し
た変位−電気変換器において、前記磁気遮蔽体を
スリツトが形成されて完全に閉じていない環状体
で構成し、さらにこの磁気遮蔽体と連接して一方
の環状鉄心に他方の環状鉄心の対向面に沿つて磁
気遮蔽板を当接配置することを特徴とする。
は、同一軸心上に配置された２つの環状鉄心と、
交流電圧が供給され前起２つの環状鉄心とで磁気
回路を形成する励磁コイルと、この励磁コイルの
周りを囲繞する磁気遮蔽体と、前記一方の環状鉄
心の内部を通過する磁束を検出し得るように配置
された磁束検出要素と、前記一方の環状鉄心に設
けられた短絡環とを備え、前記励磁コイルおよび
磁束検出要素と短絡環とのうち一方を固定し、他
方を前記一方の環状鉄心の軸心を中心として回動
し磁束検出要素から出力信号を取出すよう構成し
た変位−電気変換器において、前記磁気遮蔽体を
スリツトが形成されて完全に閉じていない環状体
で構成し、さらにこの磁気遮蔽体と連接して一方
の環状鉄心に他方の環状鉄心の対向面に沿つて磁
気遮蔽板を当接配置することを特徴とする。
前記の変位−電気変換器において、磁束検出要
素は、励磁コイルを挾むように一方の環状鉄心に
設けた検出コイルまたは磁気抵抗素子で構成する
ことができる。
素は、励磁コイルを挾むように一方の環状鉄心に
設けた検出コイルまたは磁気抵抗素子で構成する
ことができる。
また本発明においては、短絡環を一方の環状鉄
心に位置固定し、励磁コイルに対し短絡環および
磁束検出要素を一体的に回動するよう構成するこ
とができる。また、短絡環を一方の環状鉄心に位
置固定し、磁束検出要素および励磁コイルを一体
的に回動するよう構成することもできる。さら
に、短絡環を一方の環状鉄心に対し移動可能に配
置し、磁束検出要素および励磁コイルを環状鉄心
と共に一体的に回動するよう構成することもでき
る。
心に位置固定し、励磁コイルに対し短絡環および
磁束検出要素を一体的に回動するよう構成するこ
とができる。また、短絡環を一方の環状鉄心に位
置固定し、磁束検出要素および励磁コイルを一体
的に回動するよう構成することもできる。さら
に、短絡環を一方の環状鉄心に対し移動可能に配
置し、磁束検出要素および励磁コイルを環状鉄心
と共に一体的に回動するよう構成することもでき
る。
次に、本発明に係る変位−電気変換器の実施例
につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
第５図乃至第７図は、本発明に係る変位−電気
変換器の原理的構成を示すものである。なお、説
明の便宜上第１図および第２図に示す従来の変位
−電気変換器と同一の構成部分については、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
すなわち、本実施例においては、交番磁界を有す
る磁気回路の空隙部、特に励磁コイル１８の外周
を環状の磁気遮蔽体３０で囲繞したものである。
なお、磁気遮蔽体３０は適当な厚みを有する導電
性材料で構成することができる。また、磁気遮蔽
体３０は、磁気回路を形成する励磁コイル１８の
作動に影響を及ぼさないように一部にスリツト３
２を設ける（第７図参照）。この場合、磁気遮蔽
体３０のスリツト３２の位置は、図示例に限定さ
れることなく、励磁コイル１８を囲繞する個所で
あれば任意に設定することができる。さらに、本
実施例においては、相対する環状鉄心１０，１２
において、短絡環２２が回動する環状鉄心１０と
対向する環状鉄心１２の空隙部１４側の対向面全
周に亘つて略等幅の環状磁気遮蔽板３４を配置す
る。この磁気遮蔽板３４も前記磁気遮蔽体３０と
同様に、適当な厚みを有する導電性材料で構成す
ることができる。
変換器の原理的構成を示すものである。なお、説
明の便宜上第１図および第２図に示す従来の変位
−電気変換器と同一の構成部分については、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
すなわち、本実施例においては、交番磁界を有す
る磁気回路の空隙部、特に励磁コイル１８の外周
を環状の磁気遮蔽体３０で囲繞したものである。
なお、磁気遮蔽体３０は適当な厚みを有する導電
性材料で構成することができる。また、磁気遮蔽
体３０は、磁気回路を形成する励磁コイル１８の
作動に影響を及ぼさないように一部にスリツト３
２を設ける（第７図参照）。この場合、磁気遮蔽
体３０のスリツト３２の位置は、図示例に限定さ
れることなく、励磁コイル１８を囲繞する個所で
あれば任意に設定することができる。さらに、本
実施例においては、相対する環状鉄心１０，１２
において、短絡環２２が回動する環状鉄心１０と
対向する環状鉄心１２の空隙部１４側の対向面全
周に亘つて略等幅の環状磁気遮蔽板３４を配置す
る。この磁気遮蔽板３４も前記磁気遮蔽体３０と
同様に、適当な厚みを有する導電性材料で構成す
ることができる。
このように、交番磁界を有する磁気回路の空隙
部１４に磁気遮蔽を施すことにより、磁気遮蔽体
３０および磁気遮蔽板３４に交番磁界が鎖交する
とそこに渦電流が流れ、磁気回路に流れる磁束を
打消す磁束が発生する。従つて、励磁コイル１８
を適当な大きさの周波数を有する交流電圧で励磁
すれば、前記磁気遮蔽体３０および磁気遮蔽板３
４により、空隙部１４の磁束を制御することがで
きる。
部１４に磁気遮蔽を施すことにより、磁気遮蔽体
３０および磁気遮蔽板３４に交番磁界が鎖交する
とそこに渦電流が流れ、磁気回路に流れる磁束を
打消す磁束が発生する。従つて、励磁コイル１８
を適当な大きさの周波数を有する交流電圧で励磁
すれば、前記磁気遮蔽体３０および磁気遮蔽板３
４により、空隙部１４の磁束を制御することがで
きる。
前述したように、磁気回路の空隙部１４に磁気
遮蔽体３０および磁気遮蔽板３４を設けることに
より、空隙部１４の磁束分布状態を制御し、等磁
束分布することができる。特に、励磁コイル１８
を囲繞するよう配置した磁気遮蔽体３０は、励磁
コイル１８を巻回した継鉄１６と環状鉄心１０，
１２との接続個所に発生する漏洩磁束による磁束
分布の乱れを制御することができる。このため、
磁気遮蔽体３０に設けるスリツト３２の寸法Δｌ
は小さければ小さい程良く、絶縁シート等をスリ
ツト３２に挾み込んでもよい。また、相対する環
状鉄心１０，１２の関係につき、工作上必然的に
発生する誤差成分が比較的小さければ、環状磁気
遮蔽体３４を省略し、回転軸２６の中心と環状鉄
心１０の中心とを偏心させることにより誤差成分
を充分補償することができる。
遮蔽体３０および磁気遮蔽板３４を設けることに
より、空隙部１４の磁束分布状態を制御し、等磁
束分布することができる。特に、励磁コイル１８
を囲繞するよう配置した磁気遮蔽体３０は、励磁
コイル１８を巻回した継鉄１６と環状鉄心１０，
１２との接続個所に発生する漏洩磁束による磁束
分布の乱れを制御することができる。このため、
磁気遮蔽体３０に設けるスリツト３２の寸法Δｌ
は小さければ小さい程良く、絶縁シート等をスリ
ツト３２に挾み込んでもよい。また、相対する環
状鉄心１０，１２の関係につき、工作上必然的に
発生する誤差成分が比較的小さければ、環状磁気
遮蔽体３４を省略し、回転軸２６の中心と環状鉄
心１０の中心とを偏心させることにより誤差成分
を充分補償することができる。
また、磁気遮蔽体３０と磁気遮蔽板３４とを併
用する場合は、相対する環状鉄心１０，１２に傾
きや偏心が生じても、磁気遮蔽板３４を平面方向
にスライドさせて環状鉄心１０，１２に対し磁気
遮蔽する面積を制御することにより、出力特性の
直線性を容易に改善することができる。
用する場合は、相対する環状鉄心１０，１２に傾
きや偏心が生じても、磁気遮蔽板３４を平面方向
にスライドさせて環状鉄心１０，１２に対し磁気
遮蔽する面積を制御することにより、出力特性の
直線性を容易に改善することができる。
第８図および第９図は、前述した本発明に係る
変位−電気変換器の原理に基づいて具体的に構成
した変位−電気変換器の実施例を示すものであ
る。すなわち、本実施例においては、一方の環状
鉄心１２を断面逆凹形のコアホルダ３６内に収納
し、これを固定部材３８で固定保持し、一方対向
する環状鉄心１０を継鉄１６を介してコアホルダ
４０に収納し、このコアホルダ４０、前記固定部
材３８に対し固定具４２を介して接合した構成か
らなる。なお、本実施例においては、前記コアホ
ルダ３６，４０は全て磁気遮蔽材料で構成する。
また、コアホルダ３６の底部には適宜スプリング
４４を配置して環状鉄心１２を継鉄１６に圧接す
るようにする。固定部材３８の中心部には相対す
る環状鉄心１０の中心部まで延在する回転軸挿通
部３８ａが設けられ、この挿通部３８ａ内に回転
軸２６が軸受４６を介して回転自在に挿通配置さ
れる。従つて、回転軸２６の先端部にはアーム２
４の一端部が固着され、このアーム２４の他端部
に環状鉄心１０を囲繞する短絡環２２が固定され
る。なお、継鉄１６には励磁コイル１８が囲繞配
置され、この励磁コイル１８と対応してコアホル
ダ４０内に一対の検出コイル２０，２０が設けら
れる。このように構成される変位−電気変換器
は、相対する環状鉄心１０，１２の空隙部１４に
おいて、励磁コイル１８を囲繞する磁気遮蔽体３
０と環状鉄心１２に沿つて配置する磁気遮蔽体３
４とを一体的に構成して配設したものである。な
お、環状鉄心１０側のコアホルダ４０の外周部は
適宜カバー４８で被覆される。特に、本実施例の
変位−電気変換器は、固定具４２を適宜調節する
ことにより、磁気遮蔽体３０および磁気遮蔽板３
４を含む環状鉄心１０側の下半体を、環状鉄心１
２に対し水平方向にスライドさせて、前述したよ
うに磁束分布状態を制御することができる。
変位−電気変換器の原理に基づいて具体的に構成
した変位−電気変換器の実施例を示すものであ
る。すなわち、本実施例においては、一方の環状
鉄心１２を断面逆凹形のコアホルダ３６内に収納
し、これを固定部材３８で固定保持し、一方対向
する環状鉄心１０を継鉄１６を介してコアホルダ
４０に収納し、このコアホルダ４０、前記固定部
材３８に対し固定具４２を介して接合した構成か
らなる。なお、本実施例においては、前記コアホ
ルダ３６，４０は全て磁気遮蔽材料で構成する。
また、コアホルダ３６の底部には適宜スプリング
４４を配置して環状鉄心１２を継鉄１６に圧接す
るようにする。固定部材３８の中心部には相対す
る環状鉄心１０の中心部まで延在する回転軸挿通
部３８ａが設けられ、この挿通部３８ａ内に回転
軸２６が軸受４６を介して回転自在に挿通配置さ
れる。従つて、回転軸２６の先端部にはアーム２
４の一端部が固着され、このアーム２４の他端部
に環状鉄心１０を囲繞する短絡環２２が固定され
る。なお、継鉄１６には励磁コイル１８が囲繞配
置され、この励磁コイル１８と対応してコアホル
ダ４０内に一対の検出コイル２０，２０が設けら
れる。このように構成される変位−電気変換器
は、相対する環状鉄心１０，１２の空隙部１４に
おいて、励磁コイル１８を囲繞する磁気遮蔽体３
０と環状鉄心１２に沿つて配置する磁気遮蔽体３
４とを一体的に構成して配設したものである。な
お、環状鉄心１０側のコアホルダ４０の外周部は
適宜カバー４８で被覆される。特に、本実施例の
変位−電気変換器は、固定具４２を適宜調節する
ことにより、磁気遮蔽体３０および磁気遮蔽板３
４を含む環状鉄心１０側の下半体を、環状鉄心１
２に対し水平方向にスライドさせて、前述したよ
うに磁束分布状態を制御することができる。
前述した実施例から明らかなように、本発明に
係る変位−電気変換器は、空隙部に磁気遮蔽を施
して磁気回路の磁束分布を制御することができる
ことから、環状鉄心の磁気抵抗分（比透磁率μｓ
に反比例）から発生する非直線成分が補償でき、
材料に与えられた制限が軽減されて材料費のコス
ト低減を図ることができ、しかも工作上の制限も
軽減されて量産化が可能となり製造コストを著し
く低減し得る。特に、本発明によれば、励磁コイ
ル外周の磁気遮蔽により、漏洩磁束を無くし、非
直線成分の発生を防止することができる。
係る変位−電気変換器は、空隙部に磁気遮蔽を施
して磁気回路の磁束分布を制御することができる
ことから、環状鉄心の磁気抵抗分（比透磁率μｓ
に反比例）から発生する非直線成分が補償でき、
材料に与えられた制限が軽減されて材料費のコス
ト低減を図ることができ、しかも工作上の制限も
軽減されて量産化が可能となり製造コストを著し
く低減し得る。特に、本発明によれば、励磁コイ
ル外周の磁気遮蔽により、漏洩磁束を無くし、非
直線成分の発生を防止することができる。
また、本発明によれば、空隙部の磁気回路の磁
束分布を制御することにより、出力特性曲線を任
意に設定することができ、自動平衡機器のサーボ
機構のフイードバツク信号発生部に応用したり、
被測定量を一度回転変位に変換する物理量を測定
する手段等に応用し、その特性をリニアライズ化
することが容易となる等多くの利点を有する。
束分布を制御することにより、出力特性曲線を任
意に設定することができ、自動平衡機器のサーボ
機構のフイードバツク信号発生部に応用したり、
被測定量を一度回転変位に変換する物理量を測定
する手段等に応用し、その特性をリニアライズ化
することが容易となる等多くの利点を有する。
前述した実施例においては、環状鉄心１０に対
し短絡環２２を回動する場合について説明した
が、短絡環２２を環状鉄心１０に固定し、この鉄
心の内部を通過する磁束を検出し得る磁束検出要
素として検出コイル２０，２０または磁気抵抗素
子を励磁コイル１８を挾むように環状鉄心１０に
取付けまたは埋込み配置し、環状鉄心１０はアー
ム２４を介して回転軸２６に機械的に結合し、回
転軸２６の回動により環状鉄心１０と短絡環２２
とを励磁コイル１８に対し一体的に回転させるよ
う構成しても所期の目的を達成することができ
る。
し短絡環２２を回動する場合について説明した
が、短絡環２２を環状鉄心１０に固定し、この鉄
心の内部を通過する磁束を検出し得る磁束検出要
素として検出コイル２０，２０または磁気抵抗素
子を励磁コイル１８を挾むように環状鉄心１０に
取付けまたは埋込み配置し、環状鉄心１０はアー
ム２４を介して回転軸２６に機械的に結合し、回
転軸２６の回動により環状鉄心１０と短絡環２２
とを励磁コイル１８に対し一体的に回転させるよ
う構成しても所期の目的を達成することができ
る。
また、短絡環２２を環状鉄心１０に固定し、励
磁コイル１８を挾むように配置した検出コイル２
０，２０を移動自在に構成し、検出コイル２０，
２０と励磁コイル１８（継鉄１６を含む）とをそ
れぞれアーム２４を介して回転軸２６に機械的に
結合し、回転軸２６の回転により検出コイル２
０，２０と励磁コイル１８とを一体的に回転させ
るように構成しても所期の目的を達成し得ること
は、電磁気学的に明らかである。
磁コイル１８を挾むように配置した検出コイル２
０，２０を移動自在に構成し、検出コイル２０，
２０と励磁コイル１８（継鉄１６を含む）とをそ
れぞれアーム２４を介して回転軸２６に機械的に
結合し、回転軸２６の回転により検出コイル２
０，２０と励磁コイル１８とを一体的に回転させ
るように構成しても所期の目的を達成し得ること
は、電磁気学的に明らかである。
さらに、短絡環２２を環状鉄心１０に対し移動
可能に配置し、継鉄１６を環状鉄心１０，１２に
対し機械的に結合し、継鉄１６はアーム２４を介
して回転軸２６に機械的に結合し、回転軸２６の
回動により環状鉄心１０，１２、励磁コイル１８
（継鉄１６を含む）および磁束検出要素（検出コ
イルまたは磁気抵抗素子）を一体的に回転させる
ように構成しても所期の目的を達成し得ることは
勿論である。
可能に配置し、継鉄１６を環状鉄心１０，１２に
対し機械的に結合し、継鉄１６はアーム２４を介
して回転軸２６に機械的に結合し、回転軸２６の
回動により環状鉄心１０，１２、励磁コイル１８
（継鉄１６を含む）および磁束検出要素（検出コ
イルまたは磁気抵抗素子）を一体的に回転させる
ように構成しても所期の目的を達成し得ることは
勿論である。
以上の実施例においては、略同一寸法の環状鉄
心を使用する場合について説明したが、相対する
環状鉄心の寸法につき同一のものでなくてもよい
ことは電磁気学的に明らかである。
心を使用する場合について説明したが、相対する
環状鉄心の寸法につき同一のものでなくてもよい
ことは電磁気学的に明らかである。
さらに、相対する２つの環状鉄心を上下平行に
同軸的に配置した場合について説明したが、径の
異なる環状鉄心を内外同一平面に同心的に配置し
た場合についても、前記実施例と同様にして相対
する環状鉄心に磁気遮蔽体ないしは磁気遮蔽体を
施し、所期の目的を達成することができることは
勿論である。
同軸的に配置した場合について説明したが、径の
異なる環状鉄心を内外同一平面に同心的に配置し
た場合についても、前記実施例と同様にして相対
する環状鉄心に磁気遮蔽体ないしは磁気遮蔽体を
施し、所期の目的を達成することができることは
勿論である。
以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
第１図は従来の変位−電気変換器の側断面図、
第２図は第１図の一部断面平面図、第３図は従来
の変位−電気変換器の異常状態を示す側断面図、
第４図は別の異常状態を示す変位−電気変換器の
平面図、第５図は本発明に係る変位−電気変換器
の一実施例を示す側断面図、第６図は第５図の一
部切開平面図、第７図は第５図および第６図に示
す磁気遮蔽体および磁気遮蔽板の斜視図、第８図
は第５図乃至第６図に示す実施例の原理に基づい
て具体化した変位−電気変換器の側断面図、第９
図は第８図の−線要部断面図である。 １０……環状鉄心、１２……環状鉄心、１４…
…空隙部、１６……継鉄、１８……励磁コイル、
２０……検出コイル、２２……短絡環、２４……
アーム、２６……回転軸、３０……磁気遮蔽体、
３２……スリツト、３４……磁気遮蔽板、３６…
…コアホルダ、３８……固定部材、４０……コア
ホルダ、４２……固定具、４４……スプリング、
４６……軸受、４８……カバー。
第２図は第１図の一部断面平面図、第３図は従来
の変位−電気変換器の異常状態を示す側断面図、
第４図は別の異常状態を示す変位−電気変換器の
平面図、第５図は本発明に係る変位−電気変換器
の一実施例を示す側断面図、第６図は第５図の一
部切開平面図、第７図は第５図および第６図に示
す磁気遮蔽体および磁気遮蔽板の斜視図、第８図
は第５図乃至第６図に示す実施例の原理に基づい
て具体化した変位−電気変換器の側断面図、第９
図は第８図の−線要部断面図である。 １０……環状鉄心、１２……環状鉄心、１４…
…空隙部、１６……継鉄、１８……励磁コイル、
２０……検出コイル、２２……短絡環、２４……
アーム、２６……回転軸、３０……磁気遮蔽体、
３２……スリツト、３４……磁気遮蔽板、３６…
…コアホルダ、３８……固定部材、４０……コア
ホルダ、４２……固定具、４４……スプリング、
４６……軸受、４８……カバー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一軸心上に配置された２つの環状鉄心と、
交流電圧が供給され前記２つの環状鉄心とで磁気
回路を形成する励磁コイルと、この励磁コイルの
周りを囲繞する磁気遮蔽体と、前記一方の環状鉄
心の内部を通過する磁束を検出し得るように配置
された磁束検出要素と、前記一方の環状鉄心に設
けられた短絡環とを備え、前記励磁コイルおよび
磁束検出要素と短絡環とのうち一方を固定し、他
方を前記一方の環状鉄心の軸心を中心として回動
し磁束検出要素から出力信号を取出すよう構成し
た変位−電気変換器において、前記磁気遮蔽体を
スリツトが形成されて完全に閉じていない環状体
で構成し、さらにこの磁気遮蔽体と連接して一方
の環状鉄心に他方の環状鉄心の対向面に沿つて磁
気遮蔽板を当接配置することを特徴とする変位−
電気変換器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の変位−電気変換
器において、磁束検出要素は励磁コイルを挾むよ
うに一方の環状鉄心に設けた検出コイルまたは磁
気抵抗素子からなる変位−電気変換器。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の変
位−電気変換器において、短絡環を一方の環状鉄
心に位置固定し、励磁コイルに対し短絡環および
磁束検出要素を一体的に回動するよう構成してな
る変位−電気変換器。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項のいずれ
かに記載の変位−電気変換器において、短絡環を
一方の環状鉄心に位置固定し、磁束検出要素およ
び励磁コイルを一体的に回動するよう構成してな
る変位−電気変換器。 ５ 特許請求の範囲第１項または第２項のいずれ
かに記載の変位−電気変換器において、短絡環を
一方の環状鉄心に対し移動可能に位置し、磁束検
出要素および励磁コイルを環状鉄心と共に一体的
に回動するよう構成してなる変位−電気変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17970280A JPS57104813A (en) | 1980-12-20 | 1980-12-20 | Displacement-electricity converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17970280A JPS57104813A (en) | 1980-12-20 | 1980-12-20 | Displacement-electricity converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57104813A JPS57104813A (en) | 1982-06-30 |
| JPS6131803B2 true JPS6131803B2 (ja) | 1986-07-23 |
Family
ID=16070375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17970280A Granted JPS57104813A (en) | 1980-12-20 | 1980-12-20 | Displacement-electricity converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57104813A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105720745B (zh) * | 2016-04-11 | 2018-04-03 | 哈尔滨理工大学 | 一种汽轮发电机定子端部导磁结构 |
-
1980
- 1980-12-20 JP JP17970280A patent/JPS57104813A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57104813A (en) | 1982-06-30 |
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