JPH0416892Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0416892Y2 JPH0416892Y2 JP17460086U JP17460086U JPH0416892Y2 JP H0416892 Y2 JPH0416892 Y2 JP H0416892Y2 JP 17460086 U JP17460086 U JP 17460086U JP 17460086 U JP17460086 U JP 17460086U JP H0416892 Y2 JPH0416892 Y2 JP H0416892Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- leaf spring
- cam
- cantilever beam
- cantilever
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 29
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本考案は、片持梁を用いた振動式による変位セ
ンサに係り、特にその精度を向上させた振動式変
位センサに関する。
ンサに係り、特にその精度を向上させた振動式変
位センサに関する。
〈従来の技術〉
第４図は従来の振動式変位センサの構成を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
１０はパイロツト弁からの空気圧信号Ａで駆動
される操作バルブ、１０１はバルブステム、１０
２はバルブステム１０１に固定されたピンであ
る。
される操作バルブ、１０１はバルブステム、１０
２はバルブステム１０１に固定されたピンであ
る。
１１はバルブステム１０１の変位を取出すＬ字
状のレバーであり、角部が支点１１１で回動可能
に固定され、一端１１２がバルブステム１０１に
取付けられたピン１０２に係合し、バルブステム
１０１の上下方向の変位を矢印Ｂで示す回転変位
に変換すると共に円弧状のカム１１３を形成する
他端１１４を上下に変位させる。
状のレバーであり、角部が支点１１１で回動可能
に固定され、一端１１２がバルブステム１０１に
取付けられたピン１０２に係合し、バルブステム
１０１の上下方向の変位を矢印Ｂで示す回転変位
に変換すると共に円弧状のカム１１３を形成する
他端１１４を上下に変位させる。
１２は弾性材で構成された片持梁で、一端１２
１がボルト１３により支持材１４に固定され、他
端１２２はカム１１３に当接されている。
１がボルト１３により支持材１４に固定され、他
端１２２はカム１１３に当接されている。
１２３は片持梁１２の一端の近くに形成された
薄板状の振動部であり、貫通孔１２４の長手方向
の直径部分にエツチング処理などによりブリツジ
状に形成されている。振動部１２３の両端には圧
電素子S1，S2が接着などにより固定され、増幅器
１５と共に発振回路を構成している。振動部１２
３の右方には溝１２５を作り板ばね部１２６が形
成されカム１１３による片持梁１２の他端１２２
の変位Ｙを力Ｆに変換している。
薄板状の振動部であり、貫通孔１２４の長手方向
の直径部分にエツチング処理などによりブリツジ
状に形成されている。振動部１２３の両端には圧
電素子S1，S2が接着などにより固定され、増幅器
１５と共に発振回路を構成している。振動部１２
３の右方には溝１２５を作り板ばね部１２６が形
成されカム１１３による片持梁１２の他端１２２
の変位Ｙを力Ｆに変換している。
以上の構成により、バルブステム１０１の上下
方向の移動によりレバー１１が支点１１１を中心
として矢印Ｂで示す回転変位に変換され、これに
よりカム１１３に上下方向の変位Ｙが生ずる。変
位Ｙにより片持梁１２の他端１２２が変形し、板
ばね部１２６で力Ｆに変換される。この力Ｆによ
り振動部１２３の張力が変化することにより固有
振動数ｆが変わる。これにより、バルブステム１
０１の変位に対応した固有振動数ｆの変化が得ら
れる。
方向の移動によりレバー１１が支点１１１を中心
として矢印Ｂで示す回転変位に変換され、これに
よりカム１１３に上下方向の変位Ｙが生ずる。変
位Ｙにより片持梁１２の他端１２２が変形し、板
ばね部１２６で力Ｆに変換される。この力Ｆによ
り振動部１２３の張力が変化することにより固有
振動数ｆが変わる。これにより、バルブステム１
０１の変位に対応した固有振動数ｆの変化が得ら
れる。
第５図は従来の他の変位式振動センサの構成を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
第４図に示す変位式振動センサでは通常のカム
を使用して回転変位Ｂを変位Ｙに変換している
が、カム１１３と片持梁１２の他端１２２が擦り
合わされるので摩耗が問題となる。第５図に示す
例では、偏心軸Ｌを有する偏心カム１６とその先
端に取り付けたベアリング１７の回転を利用する
ことにより片持梁１２の他端１２２の摩耗を少な
くすることができる。
を使用して回転変位Ｂを変位Ｙに変換している
が、カム１１３と片持梁１２の他端１２２が擦り
合わされるので摩耗が問題となる。第５図に示す
例では、偏心軸Ｌを有する偏心カム１６とその先
端に取り付けたベアリング１７の回転を利用する
ことにより片持梁１２の他端１２２の摩耗を少な
くすることができる。
〈考案が解決しようとする問題点〉
しかしながら、この様な従来の振動式変位セン
サはバルブステムの変位によりカムと片持梁の接
触点が変化すると出力である振動周波数ｆに非線
形性が生じ、さらに温度変化などの外乱によりカ
ムの位置が変化したときにも出力の変化をもたら
すという問題がある。
サはバルブステムの変位によりカムと片持梁の接
触点が変化すると出力である振動周波数ｆに非線
形性が生じ、さらに温度変化などの外乱によりカ
ムの位置が変化したときにも出力の変化をもたら
すという問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉
この考案は、以上の問題点を解決するため、一
端が固定された片持梁の固定部の近傍に形成され
た板ばね部と、片持梁の一部に形成された振動部
と、この振動部の両端に固定された一対の圧電素
子と、これ等の圧電素子が入力端と出力端に接続
されて発振回路を形成する増幅手段と、板ばね部
に変位を与えるカム機構とからなり、片持梁がカ
ム機構の部分に当る当接面から振動部の中心まで
の距離と当接面から板ばね部の中心までの距離の
比がほぼ１対２になるようにカム機構の部分を配
置し、変位に対応した出力を増幅手段から取り出
すようにしたものである。
端が固定された片持梁の固定部の近傍に形成され
た板ばね部と、片持梁の一部に形成された振動部
と、この振動部の両端に固定された一対の圧電素
子と、これ等の圧電素子が入力端と出力端に接続
されて発振回路を形成する増幅手段と、板ばね部
に変位を与えるカム機構とからなり、片持梁がカ
ム機構の部分に当る当接面から振動部の中心まで
の距離と当接面から板ばね部の中心までの距離の
比がほぼ１対２になるようにカム機構の部分を配
置し、変位に対応した出力を増幅手段から取り出
すようにしたものである。
〈実施例〉
第１図は本考案の１実施例を示す構成図であ
る。第４図、第５図に示す構成と同じ構成部分に
ついては適宜にその説明を省略する。
る。第４図、第５図に示す構成と同じ構成部分に
ついては適宜にその説明を省略する。
１８は弾性材で構成された片持梁で、一端１８
１がボルト１３により支持材１４に固定され、他
端１８２はカム１１３に当接されている。
１がボルト１３により支持材１４に固定され、他
端１８２はカム１１３に当接されている。
片持梁１８の一端１８１の近くには溝１８６を
作り板ばね部１８３が形成されカム１１３による
片持梁１８の他端１８２の変位Ｙを力Ｆに変換し
ている。
作り板ばね部１８３が形成されカム１１３による
片持梁１８の他端１８２の変位Ｙを力Ｆに変換し
ている。
１８４は溝１８６の右方に形成された薄板状の
振動部であり、貫通孔１８５の長手方向の直径部
分にエツチング処理などによりブリツジ状に形成
されている。振動部１８４の両端には、圧電素子
S1，S2が接着などにより固定され増幅器１５と共
に発振回路を構成している。
振動部であり、貫通孔１８５の長手方向の直径部
分にエツチング処理などによりブリツジ状に形成
されている。振動部１８４の両端には、圧電素子
S1，S2が接着などにより固定され増幅器１５と共
に発振回路を構成している。
第２図は第１図における板ばね部１８３と振動
部１８４の位置関係を説明する説明図である。
部１８４の位置関係を説明する説明図である。
ｘをカム１１３によつて片持梁１８に与えられ
る変位、Ｆを変位ｘによつて生じる力、Ｔは振動
部１８４に与えられるトルク、ｙを変位ｘが与え
られる点と振動部１８４までの距離、ｌを変位ｘ
が与えられる点と板ばね部１８３の中央までの距
離、θを板ばね部１８３の変形角度、Ｚを板ばね
部の溝の長さ、とすればトルクＴは次の(1)式で与
えられる。
る変位、Ｆを変位ｘによつて生じる力、Ｔは振動
部１８４に与えられるトルク、ｙを変位ｘが与え
られる点と振動部１８４までの距離、ｌを変位ｘ
が与えられる点と板ばね部１８３の中央までの距
離、θを板ばね部１８３の変形角度、Ｚを板ばね
部の溝の長さ、とすればトルクＴは次の(1)式で与
えられる。
Ｔ＝Ｆ・ｙ ……(1)
板ばね部１８３の変形角度θは次の(2)式で与え
られる。
られる。
θ＝FlZ／（EI） ……(2)
但し、Ｅはヤング率、Ｉは板ばね部の断面二次
モーメントである。また、θは次の(3)式でも表わ
せる。
モーメントである。また、θは次の(3)式でも表わ
せる。
θ＝ｘ／ｌ ……(3)
ここで、(2)と(3)式とを等しいおけば、Ｆは次の
ように表せる。
ように表せる。
Ｆ＝EIx／（Zl2） ……(4)
また、(1)、(4)式よりトルクＴは(5)式のようにな
る。
る。
Ｔ＝EIxy／Zl2） ……(5)
カム１１３によつて与えられる変位ｘを一定と
すると長さｌ、およびｙはカム１１３の動きにし
たがつて変化するので、それぞれ(6)式、(7)式のよ
うになる。
すると長さｌ、およびｙはカム１１３の動きにし
たがつて変化するので、それぞれ(6)式、(7)式のよ
うになる。
ｌ＝l0＋Δl0 ……(6)
ｙ＝y0＋Δy0 ……(7)
但し、l0，y0はそれぞれ初期値であり、Δl0、
Δy0はカムの動きによる変化分であり、l0＝Δy0
である。これらを(5)式に代入すると、 Ｔ＝EIx（ｙ＋Δy0）／（l0＋Δl0）2 ……(8) となる。
Δy0はカムの動きによる変化分であり、l0＝Δy0
である。これらを(5)式に代入すると、 Ｔ＝EIx（ｙ＋Δy0）／（l0＋Δl0）2 ……(8) となる。
ここで、l0＝2y0とおけば、
Ｔ＝EIx（y0＋Δy0）／４（y0＋Δy0／２）2 ……(9)
となる。
ここで、Δy0≪l0、Δy0≪y0とすれば、
ＴEIxy0（１＋Δy0／y0）／4Zy0 2（１＋Δy0）
＝EI（１＋（Δy0／y0）−（Δy0／y0））
＝EI／4Zy0 ……(10)
となる。すなわち、トルクＴはΔy0に影響されな
くなる。
くなる。
換言すれば、l0＝2y0となるように配置すれば、
Ｔはカムの変位ｘにほぼ比例するようにでき、リ
ニアリテイを向上させることができる。
Ｔはカムの変位ｘにほぼ比例するようにでき、リ
ニアリテイを向上させることができる。
第３図は第５図に対応する本考案の他の実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
この場合にも片持梁がカム機構に当接する部
分、振動部の中心部、板ばね部の各々の位置関係
は第２図に示す場合と同じに配置してある。
分、振動部の中心部、板ばね部の各々の位置関係
は第２図に示す場合と同じに配置してある。
〈考案の効果〉
以上、実施例と共に具体的に説明したように本
考案によれば、片持梁がカム機構部分に当接する
部分、振動部、板ばね部の各々の距離を所定の関
係に配置するようにしたので、カムが回転して片
持梁と当接する部分の位置がずれてもノンリニヤ
が発生せず、かつ温度変化などの外乱に対しても
強い振動式変位センサを実現できる。
考案によれば、片持梁がカム機構部分に当接する
部分、振動部、板ばね部の各々の距離を所定の関
係に配置するようにしたので、カムが回転して片
持梁と当接する部分の位置がずれてもノンリニヤ
が発生せず、かつ温度変化などの外乱に対しても
強い振動式変位センサを実現できる。
第１図は本考案の１実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図における各素子の間の配置を示す説
明図、第３図は本考案の第２の実施例を示す縦断
面図、第４図は従来の振動式変位センサの構成を
示す縦断面図、第５図は従来の他の振動式変位セ
ンサの構成を示す縦断面図である。 １０……操作バルブ、１１……レバー、１２…
…片持梁、１５……増幅器、１６……偏心カム、
１７……ベアリング、１８……片持梁、１８３…
…板ばね部、１８４……振動部、S1，S2……圧電
素子。
２図は第１図における各素子の間の配置を示す説
明図、第３図は本考案の第２の実施例を示す縦断
面図、第４図は従来の振動式変位センサの構成を
示す縦断面図、第５図は従来の他の振動式変位セ
ンサの構成を示す縦断面図である。 １０……操作バルブ、１１……レバー、１２…
…片持梁、１５……増幅器、１６……偏心カム、
１７……ベアリング、１８……片持梁、１８３…
…板ばね部、１８４……振動部、S1，S2……圧電
素子。
Claims (1)
- 一端が固定された片持梁の固定部の近傍に形成
された板ばね部と、前記片持梁の一部に形成され
た振動部と、この振動部の両端に固定された一対
の圧電素子と、これ等の圧電素子が入力端と出力
端に接続されて発振回路を形成する増幅手段と、
前記板ばね部に変位を与えるカム機構とからな
り、前記片持梁が前記カム機構の部分に当る当接
面から前記振動部の中心までの距離と前記当接面
から前記板ばね部の中心までの距離の比がほぼ１
対２になるように前記カム機構の部分を配置し、
前記変位に対応した出力を前記増幅手段から取り
出すことを特徴とする振動式変位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17460086U JPH0416892Y2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17460086U JPH0416892Y2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379518U JPS6379518U (ja) | 1988-05-26 |
| JPH0416892Y2 true JPH0416892Y2 (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=31113137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17460086U Expired JPH0416892Y2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0416892Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4529114B2 (ja) * | 2003-09-18 | 2010-08-25 | 小倉クラッチ株式会社 | 空隙式電磁制動装置 |
| US7609056B2 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-27 | Fisher Controls International Llc | Apparatus to determine the position of an actuator |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP17460086U patent/JPH0416892Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379518U (ja) | 1988-05-26 |
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