JPH06102002A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH06102002A JPH06102002A JP25158992A JP25158992A JPH06102002A JP H06102002 A JPH06102002 A JP H06102002A JP 25158992 A JP25158992 A JP 25158992A JP 25158992 A JP25158992 A JP 25158992A JP H06102002 A JPH06102002 A JP H06102002A
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- JP
- Japan
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- coil
- axial
- detection
- rotation
- center
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 43
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】この位置検出装置においては、回転軸としての
中空軸１の端面の、回転中心とは異なる回転方向の複数
位置に、位置センサとしての検出コイル４を複数配置し
た。これらの検出コイル４からの信号に基づいて、中空
軸１の端面の回転中心の軸方向変位を検出する。 【効果】中空軸等で端面の回転中心の軸方向変位を直接
測定できない場合にも、これを精度良く測定できる。軸
の回転振れの影響を回避できる。
中空軸１の端面の、回転中心とは異なる回転方向の複数
位置に、位置センサとしての検出コイル４を複数配置し
た。これらの検出コイル４からの信号に基づいて、中空
軸１の端面の回転中心の軸方向変位を検出する。 【効果】中空軸等で端面の回転中心の軸方向変位を直接
測定できない場合にも、これを精度良く測定できる。軸
の回転振れの影響を回避できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回転軸の軸方向変位
を測定する位置検出装置に関する。
を測定する位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械等の精密機械分野において、回
転軸を磁気軸受により支持しているものがある。この分
野においては、回転軸の軸方向変位を精度良く計測する
ことが要求される。通常、回転軸の端面の、回転中心部
分に、距離に応じた信号を出力する位置センサを対向さ
せ、この位置センサからの信号に基づいて回転軸の軸方
向位置を検出するようにしている。
転軸を磁気軸受により支持しているものがある。この分
野においては、回転軸の軸方向変位を精度良く計測する
ことが要求される。通常、回転軸の端面の、回転中心部
分に、距離に応じた信号を出力する位置センサを対向さ
せ、この位置センサからの信号に基づいて回転軸の軸方
向位置を検出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スペース等
の問題のため、位置センサを、回転中心と対向させて配
置することができない場合がある。また、ＡＴＣ（自動
工具交換装置）等で使用される中空軸に対しては、そも
そも、回転中心部分の変位を検出すること自体が不可能
である。
の問題のため、位置センサを、回転中心と対向させて配
置することができない場合がある。また、ＡＴＣ（自動
工具交換装置）等で使用される中空軸に対しては、そも
そも、回転中心部分の変位を検出すること自体が不可能
である。
【０００４】この発明の目的は、回転軸の軸方向位置を
精度良く測定することができる位置検出装置を提供する
ことである。
精度良く測定することができる位置検出装置を提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明に係る位置検出装置は、回転軸の端面の、回
転中心とは異なる回転方向の複数部分に対して、所定の
間隙を設けて対向配置された複数の位置センサを備え、
これらの位置センサにより検出された信号に基づいて、
上記回転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出するこ
とを特徴とするものである。
め、本発明に係る位置検出装置は、回転軸の端面の、回
転中心とは異なる回転方向の複数部分に対して、所定の
間隙を設けて対向配置された複数の位置センサを備え、
これらの位置センサにより検出された信号に基づいて、
上記回転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出するこ
とを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明に係る位置検出装置によれば、回転軸の
端面の、回転中心から離れた複数部分の軸方向位置の変
化を複数の位置センサにより検出し、これらの検出信号
に基づき、回転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出
できる。
端面の、回転中心から離れた複数部分の軸方向位置の変
化を複数の位置センサにより検出し、これらの検出信号
に基づき、回転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出
できる。
【０００７】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面に基づいて説明
する。図１は、この発明の一実施例としての位置検出装
置の全体構成を示す概略図である。同図を参照して、回
転軸としての中空軸１と一体回転するディスク１０が、
アキシャル磁気軸受２，３によって軸方向に非接触的に
支持されている。本位置検出装置は、中空軸１の端面部
１ａに対して、対向配置された複数の位置センサとして
の検出コイル４と、各検出コイル４からの信号に基づ
き、中空軸１の端面部１ａの所定部の軸方向位置をそれ
ぞれ検出する複数の検出回路５と、各検出回路５からの
信号を平均化して回転中心での変位に補正する補正回路
６とを備えている。
する。図１は、この発明の一実施例としての位置検出装
置の全体構成を示す概略図である。同図を参照して、回
転軸としての中空軸１と一体回転するディスク１０が、
アキシャル磁気軸受２，３によって軸方向に非接触的に
支持されている。本位置検出装置は、中空軸１の端面部
１ａに対して、対向配置された複数の位置センサとして
の検出コイル４と、各検出コイル４からの信号に基づ
き、中空軸１の端面部１ａの所定部の軸方向位置をそれ
ぞれ検出する複数の検出回路５と、各検出回路５からの
信号を平均化して回転中心での変位に補正する補正回路
６とを備えている。
【０００８】図２を参照して、位置センサとしての検出
コイル４は、端面部１ａの円周等配に例えば３つが配置
されている。検出回路５としては、検出コイル４に発振
出力を与える発振回路５ａ、検出コイル４と並列に接続
された共振用コンデンサ５ｂ、検出コイル４からの出力
の高周波成分を除去するローパスフィルタ５ｃを備えて
いる。図３に示すように、各検出コイル４に対応して検
出回路５が設けられ、各検出回路５からの出力がそれぞ
れ補正回路６に入力される。
コイル４は、端面部１ａの円周等配に例えば３つが配置
されている。検出回路５としては、検出コイル４に発振
出力を与える発振回路５ａ、検出コイル４と並列に接続
された共振用コンデンサ５ｂ、検出コイル４からの出力
の高周波成分を除去するローパスフィルタ５ｃを備えて
いる。図３に示すように、各検出コイル４に対応して検
出回路５が設けられ、各検出回路５からの出力がそれぞ
れ補正回路６に入力される。
【０００９】この検出コイル４および検出回路５による
検出は下記の原理で行われる。すなわち、検出コイル４
に発振出力を与えることによって、検出体としての端面
部１ａとの間に磁気回路が形成される。端面部１ａと検
出コイル４との軸方向のギャップδが変化すると、磁気
回路内の磁気抵抗が変化するが、この変化を検出コイル
４のインダクタンス変化として検出することにより、上
記ギャップδの変化を測定する。
検出は下記の原理で行われる。すなわち、検出コイル４
に発振出力を与えることによって、検出体としての端面
部１ａとの間に磁気回路が形成される。端面部１ａと検
出コイル４との軸方向のギャップδが変化すると、磁気
回路内の磁気抵抗が変化するが、この変化を検出コイル
４のインダクタンス変化として検出することにより、上
記ギャップδの変化を測定する。
【００１０】この実施例では、検出コイル４が円周等配
に配置されているので、中空軸１の回転中心の軸方向変
位Δδは、各検出コイル４による検出値をΔδ１，Δδ
２，Δδ３とすると、Δδ＝（Δδ１＋Δδ２＋Δδ
３）／３で示される。したがって、各検出回路からの信
号を加算器で加算してこれを平均化すれば、上記求めよ
うとするΔδを得ることができる。なお、中空軸１が回
転振れ等により傾いている場合にも、上記のように平均
化することにより、傾きによる影響を相殺することがで
きる。
に配置されているので、中空軸１の回転中心の軸方向変
位Δδは、各検出コイル４による検出値をΔδ１，Δδ
２，Δδ３とすると、Δδ＝（Δδ１＋Δδ２＋Δδ
３）／３で示される。したがって、各検出回路からの信
号を加算器で加算してこれを平均化すれば、上記求めよ
うとするΔδを得ることができる。なお、中空軸１が回
転振れ等により傾いている場合にも、上記のように平均
化することにより、傾きによる影響を相殺することがで
きる。
【００１１】図４は補正回路６の一例を示している。こ
の回路は負帰還増幅回路として構成されている。各検出
コイル４による検出電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が入力される
端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介し
て反転入力端子に接続されている。また、出力端子と反
転入力端子との間には、抵抗Ｒが接続されている。出力
電圧Ｖとしては、Ｖ＝−Ｒ（Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ２／Ｒ２＋
Ｖ３／Ｒ３）で示され、各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を抵抗
Ｒに等しく設定しておけば、加算値を得ることができ
る。
の回路は負帰還増幅回路として構成されている。各検出
コイル４による検出電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が入力される
端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介し
て反転入力端子に接続されている。また、出力端子と反
転入力端子との間には、抵抗Ｒが接続されている。出力
電圧Ｖとしては、Ｖ＝−Ｒ（Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ２／Ｒ２＋
Ｖ３／Ｒ３）で示され、各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を抵抗
Ｒに等しく設定しておけば、加算値を得ることができ
る。
【００１２】この実施例によれば、回転中心から離れた
複数部分の軸方向位置の変化を検出し、これらの検出信
号に基づき、中空軸１の端面の回転中心の軸方向位置を
検出することができる。回転中心での軸方向変位を直接
検出することが不可能な中空軸であっても、回転振れ等
による軸の傾きの影響を回避した状態で、精度良く、軸
方向変位を検出することができる。
複数部分の軸方向位置の変化を検出し、これらの検出信
号に基づき、中空軸１の端面の回転中心の軸方向位置を
検出することができる。回転中心での軸方向変位を直接
検出することが不可能な中空軸であっても、回転振れ等
による軸の傾きの影響を回避した状態で、精度良く、軸
方向変位を検出することができる。
【００１３】なお、上記の実施例においては、個々の検
出コイル４のそれぞれに発振出力を与え、各検出コイル
４に接続されたそれぞれの検出回路５からの複数の出力
を得、これらを補正回路６によって平均化して、回転中
心での変位を求めた。これに対して、互いに直列または
並列に接続された複数の検出コイルを一つのセンサとし
て構成し、これに一括して発振出力を与えるようにすれ
ば、その出力としては、平均化したものが得られる。し
たがって、発振回路や検出回路の数を削減できるととも
に補正回路を不要にでき、構造を大幅に簡素化すること
ができる。
出コイル４のそれぞれに発振出力を与え、各検出コイル
４に接続されたそれぞれの検出回路５からの複数の出力
を得、これらを補正回路６によって平均化して、回転中
心での変位を求めた。これに対して、互いに直列または
並列に接続された複数の検出コイルを一つのセンサとし
て構成し、これに一括して発振出力を与えるようにすれ
ば、その出力としては、平均化したものが得られる。し
たがって、発振回路や検出回路の数を削減できるととも
に補正回路を不要にでき、構造を大幅に簡素化すること
ができる。
【００１４】図５は他の実施例を示している。この実施
例では、中空軸１１の端面１ｂを、当該中空軸１１の回
転振れの中心となる重心位置Ｇから半径Ｒの球面に形成
し、また、位置センサとしての検出コイル４も、端面１
ｂを構成する球面と同心の球面上に複数配置されてい
る。この実施例によれば、中空軸１１が回転振れ等によ
り傾いても、端面１ｂと各検出コイル４との距離は変化
しない。したがって、回転振れによる影響を略完全に回
避した状態で、非常に精度良く、中空軸１１の軸方向変
位を検出することができる。
例では、中空軸１１の端面１ｂを、当該中空軸１１の回
転振れの中心となる重心位置Ｇから半径Ｒの球面に形成
し、また、位置センサとしての検出コイル４も、端面１
ｂを構成する球面と同心の球面上に複数配置されてい
る。この実施例によれば、中空軸１１が回転振れ等によ
り傾いても、端面１ｂと各検出コイル４との距離は変化
しない。したがって、回転振れによる影響を略完全に回
避した状態で、非常に精度良く、中空軸１１の軸方向変
位を検出することができる。
【００１５】なお、この発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、例えば、検出回路や補正回路は、他の
公知の回路を用いることができる。その他、この発明の
要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことがで
きる。
るものではなく、例えば、検出回路や補正回路は、他の
公知の回路を用いることができる。その他、この発明の
要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことがで
きる。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、回転軸の端面の、回
転中心から離れた部分の軸方向位置の変化を複数の位置
センサにより検出し、これらの検出信号に基づいて、回
転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出する。したが
って、中空軸等で端面の回転中心の軸方向位置を直接検
出できないような場合にも、これを精度良く測定するこ
とができる。
転中心から離れた部分の軸方向位置の変化を複数の位置
センサにより検出し、これらの検出信号に基づいて、回
転軸の端面の回転中心の軸方向位置を検出する。したが
って、中空軸等で端面の回転中心の軸方向位置を直接検
出できないような場合にも、これを精度良く測定するこ
とができる。
【図１】この発明の一実施例としての位置検出装置の概
略図である。
略図である。
【図２】その検出回路の概略構成図である。
【図３】位置検出装置の概略構成図である。
【図４】補正回路の構成図である。
【図５】他の実施例の位置検出装置の概略図である。
１ 中空軸（回転軸） ４ 検出コイル（位置センサ）
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸の端面の、回転中心とは異なる回転
方向の複数位置に対して、所定の間隙を設けて対向配置
された複数の位置センサを備え、これらの位置センサに
より検出された信号に基づいて、上記回転軸の端面の回
転中心の軸方向位置を検出することを特徴とする位置検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25158992A JPH06102002A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25158992A JPH06102002A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102002A true JPH06102002A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17225067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25158992A Pending JPH06102002A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015137888A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 新光電機株式会社 | 変位センサ |
| US10227860B1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-12 | Upwing Energy, LLC | Axial generator measurement tool |
| JP2019132140A (ja) * | 2018-01-29 | 2019-08-08 | 国立大学法人九州工業大学 | 回転機 |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP25158992A patent/JPH06102002A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015137888A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 新光電機株式会社 | 変位センサ |
| US10227860B1 (en) | 2017-09-20 | 2019-03-12 | Upwing Energy, LLC | Axial generator measurement tool |
| WO2019060347A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Upwing Energy, LLC | AXIAL GENERATOR MEASURING TOOL |
| JP2019132140A (ja) * | 2018-01-29 | 2019-08-08 | 国立大学法人九州工業大学 | 回転機 |
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