JPH06301881A - 回転体の物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トルク等の回転体の物理量を検出し、その検出
信号をノイズの混入がない状態で、高い応答性をもって
長期に亘り安定的に固定側に伝送する。 【構成】 両端側のＣフランジ８Ｌと８Ｒに被測定体の
回転力が伝達されると、円筒状の起歪体１のうち薄肉に
形成された起歪部１ａが捩られてその表面に剪断ひずみ
を生じる。この剪断ひずみは、ひずみゲージ２３により
電気信号に変換され、さらに信号処理回路部２２で増幅
・Ａ／Ｄ変換・並列／直列変換・変調等の処理が施され
て発光ダイオード２１を点滅駆動させる。この点滅情報
は、固定側のフォトダイオード２０で電気信号に再び変
換され、さらに波形整形・復調・Ｄ／Ａ変換等の処理が
施されて回転力が記録・表示されることになる。一方、
固定側から回転側への電力の供給は、コイル１６，１
７，フェライトコア１５ａ，１５ｂ等からなるロータリ
トランスを介して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体の物理量−電気
量変換器の検出信号伝送装置に関し、例えば高速にて回
転する回転体の回転トルク量を電気量として検出し、固
定側へその電気量を転送する回転体の物理量−電気量変
換器の検出信号伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転体のトルクの測定は、駆動軸
と、この駆動軸によって回転駆動される負荷軸との間に
連結された円柱状の起歪体に添着されたひずみゲージに
よって、起歪体に発生するねじれ量を電気量として検出
し、被測定体の回転トルクを測定するようにしている。

【０００３】この測定方法で一番課題となる点は、被測
定体が回転体ということに起因する問題である。すなわ
ち、測定された結果を活用する為には、一般的に回転側
から固定側へ測定量を伝達しなければならない。この伝
達手段として、例えば従来用いられてきた第一の手法
は、スリップリングとブラシを用いて機械的接触により
アナログ信号を伝達するスリップリング方式である。

【０００４】また、第２の手法は、測定されたアナログ
信号を交流の搬送波信号に変換し、変換された信号を回
転側と固定側との間に設けた非接触のロータリートラン
スにより伝達するロータリートランス方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一の
手法であるスリップリング方式は、ブラシの摺動部に摺
動ノイズが発生し、そのノイズの検出信号への混入が避
けられないという問題があった。また、伝送系もスリッ
プリングやブラシを使用した機械的な接触方式によるも
のであるため、高速回転に耐えられず摺動部の摩耗と接
触不良の発生、さらには接触不良に伴う信号の伝達不良
の発生という問題も避けられず、また、この後者の問題
の防止には、頻繁なメンテナンスが必須であった。

【０００６】一方、第二の手法のロータリートランス方
式は、摺動部の摩耗の問題は生じないが、外部ノイズの
影響を受け易く、信号の高Ｓ／Ｎ比化が望めなかった。
また、電源の伝送に信号の伝送と同一手法を用いると、
相互干渉によるノイズの混入が発生し、これを避けるた
めに相互の搬送周波数を充分離し、更に信号の整形を行
う等特別な配慮を必要とした。

【０００７】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、低速から高速回転する被測定
対象の物理量を検出して電気量に変換する物理量−電気
量変換装置の検出信号を固定部側に伝送する際に、その
回転数に何らの制約を受けず、信号伝送系にノイズが生
ずることなく、正確に且つ長期に亘り安定的にしかも高
い応答性をもって固定側に伝送することができる回転体
の物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、回転する被測定対象の物理量
を物理量−電気量変換器により検出しこの検出した信号
を固定側へ伝送する検出信号伝送装置において、上記物
理量−電気量変換器の検出信号を受けこれを少なくとも
増幅する信号調整手段と、この信号調整手段から出力さ
れる信号をデジタル変換すると共にこのデジタル変換し
た並列信号を直列信号に変換する第１の信号処理手段
と、上記信号調整手段および上記第１の信号処理手段と
ともに上記被測定対象側に配設されこれと一体に回転し
つつ上記第１の信号処理手段の出力に基づき点滅する発
光素子を有する発光手段と、固定側に配設され上記発光
素子から発せられる点滅光を受けこれを電気信号に変換
する受光素子を有する受光手段とを具備したことを特徴
としている。

【０００９】また、上記の目的を達成するために、請求
項２の発明は、上記被測定対象側の所定角度の範囲内に
一定角度間隔で回転軸を中心とする円弧上に配設された
複数の発光素子よりなり、一方、上記受光手段は、上記
固定側の上記回転軸を中心とする円弧上であって上記発
光素子に近接対向して等配角度で配設された複数の受光
素子よりなり、被測定対象の回転位置に拘らず上記発光
手段による点滅光を上記受光手段で受け得るように構成
したことを特徴としている。

【００１０】さらにまた、上記の目的を達成するため
に、請求項３の発明は、回転する被測定対象の物理量を
検出しこの検出した信号を固定側へ伝送する回転体の物
理量−電気量変換器の検出信号伝送装置において、固定
側に第１の磁性材と第１のコイルを設け、回転側に第２
の磁性材と第２のコイルを設け、上記第１の磁性材と上
記第２の磁性材とを上記第２の磁性材の回転位置に拘ら
ず相互に近接した位置を保持し得るように配置して上記
第１の磁性材と上記第２の磁性材とで閉磁路を形成し、
上記第１のコイルへ経時的に変化する電流を流して上記
第１の磁性材に変化する起磁力を生じさせ上記第２の磁
性材に生じる磁束の変化によって上記第２のコイルに起
電力を発生させるように構成してなる電力伝送手段を具
備し、上記電力伝送手段によって回転側へ伝送された電
力を上記回転体の物理量の検出に用いることを特徴とし
ている。

【００１１】さらにまた、上記の目的を達成するため
に、請求項４の発明は、２つの回転体の中間部に介挿さ
れ且つ相互に連結され上記２つの回転体の間に発生する
トルクを検出しこの検出した信号を少なくとも増幅し且
つデジタル変換して固定側へ伝送するための信号に変換
する信号処理手段を、上記トルクを検出するための円筒
状の起歪体の内部に配設したことを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記のように構成された回転体の物理量−電気
量変換器の検出信号伝送装置は、回転する被測定対象の
物理量を物理量−電気量変換器で電気信号に変換し、こ
の検出信号に増幅等の信号調整を施した後、並列のデジ
タル信号に変換したうえで、これをさらに直列信号に順
次変換処理し、この変換処理後の信号に基づき発光手段
が上記物理量に対応する光信号に変換する。

【００１３】回転側で光信号に変換された物理量に対応
する信号を固定側に配置した受光素子が受け電気信号に
変換する。より具体的には、回転側で電気信号を光信号
とする発光手段は、被測定対象側の所定角度範囲内（例
えば４５°）に一定角度（例えば９°）間隔で回転軸を
中心とする円弧上に配設された複数個の発光素子よりな
り、一方、固定側の光信号を受信する受光手段は、回転
軸を中心とする円弧上であって上記発光素子に近接対応
して等配角度（例えば４５°）で配設された複数個の受
光素子よりなる。このような構成により、物理量−電気
量変換器により検出された被測定対象の物理量の信号
は、電気的作用を受け難い光信号に変換されて回転側か
ら固定側へと非接触の状態で伝送される。

【００１４】また、発光素子と受光素子の配置条件を上
記のように設定したことにより、回転側の位置に拘らず
回転側の発光領域と固定側の受光領域が常時重複し、従
って、全回転域で安定して信号の伝送が行われる。

【００１５】上記のように構成された検出信号伝送装置
には、固定側と回転側とにそれぞれ磁性材とコイルとが
設けられ、これがいわゆる非接触型のロータリートラン
スとして機能し、回転体の回転位置に拘らず電力供給ト
ランスの機能が維持される。

【００１６】よって、固定側のコイルに交流電流、パル
ス電流等の経時的に変化する電流を流し回転側のコイル
に起電力を生じさせることにより、非接触で電力伝送を
行うようにしてある。回転側へ伝送された電力は、物理
量−電気量変換器、信号調整手段、第１の信号処理手段
等に供給される。

【００１７】２つの回転体の中間部へ連結された筒状の
起歪体の内部には、空間効率を向上させると共に検出し
た信号を高Ｓ／Ｎ比をもって固定側へ伝送するための増
幅、デジタル変換等を行う信号処理手段が収納してあ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の構成を、図面に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。本実施例の説明は、下記の主
要な機能および機構に分類して行うこととする。

【００１９】本実施例の回転体の物理量ー電気量変換器
の検出信号伝送装置（以下、「伝送装置」と略称する）
は、大別すると、図１、図３および図４に示す測定機構
部と、図２に示す測定回路部とに分類される。

【００２０】このうち、測定機構部は、図１に示すよう
に、トルク伝達部、フォトカップリング部、トルク検出
部、信号処理回路部、受電部、の５つの主要部に分類さ
れる。先ず、この実施例について測定機構部を中心に上
記の５つの各部の説明と、測定回路部全体の説明を、以
下に詳しく説明する。

【００２１】（１）トルク伝達部 本実施例の伝送装置のトルク伝達部は、連結機能に柔軟
性をもたせた、いわゆるフレキシブルカップリング機構
として構成されている。その主要機構部は、起歪体１を
中心として、左右対称に形成されている。

【００２２】伝送装置は、その左右に２個のカップリン
グフランジ（以降「Ｃフランジ」という）８Ｌ，８Ｒを
有しており、一方のＣフランジ８Ｌまたは８Ｒが、被測
定対象たる駆動側の回転体へ、他方のＣフランジ８Ｒま
たは８Ｌが負荷、制動装置等へ連結される。

【００２３】また、伝送装置の中央部には、起歪体１が
設けられている。この起歪体１は、左右のＣフランジ８
Ｌ，８Ｒ間のトルクを検出するための部分である。トル
ク測定の詳細は、（３）トルク検出部において説明す
る。２個のＣフランジ８の一方８Ｌから起歪体１を介し
て他方のＣフランジ８Ｒへの回転力の伝達は、左右それ
ぞれにおいて３個のダイヤフラムＡ５，同Ｂ６，同Ｃ７
とフランジ２とそれらを固定する各種のボルト４，９，
１０等を介して行われる。

【００２４】（２）フォトカップリング部 フォトカップリング部は、測定された信号を回転側から
固定側へ伝送する機構部である。上述の起歪体１へ取付
けられた発光側リング１４とこの発光側リング１４に取
付けられた複数の発光素子である発光ダイオード２１と
により回転側の信号送信部が構成されている。

【００２５】また、受光側リング１３とこの受光側リン
グ１３に取付けられた複数の受光素子であるフォトダイ
オード２０とにより固定側の信号受信部がそれぞれ構成
されている。

【００２６】上記信号送信部の発光リング１４は、その
リング形状の内周側が起歪体１へ固定され、外周側はリ
ングの横断面形状が略お腕型となるように形成され、お
腕型形状の底部には発光ダイオード２１が取付けられて
いる。

【００２７】一方、信号受信部の受光リング１３は、内
周側が略お腕型に形成され、その底部にフォトダイオー
ド２０が取付けられている。これらの２種の受光側リン
グ１３と発光側リング１４は、お腕型形状の開口部が対
向し且つ近接して配設されている。

【００２８】また、これらの２種のリング１３，１４
は、アルミニウム製で軽量に構成され、そのお腕型内周
面は、アルマイト処理が施されて高い光反射率の構造に
製作されている。

【００２９】フォトダイオード２０は、図３に示すよう
に、受光リング１３の内周において４５度の等間隔で８
個取付けられている。また、発光ダイオード２１は、リ
ング全周を８分割した４５°の１つの円弧状領域内に９
°（４５／５）の等間隔で５個取付けられている。

【００３０】フォトダイオード２０および発光ダイオー
ド２１は、光の伝達が均一化されるようにそれぞれ指向
特性の広い（例えば±１００°程度）ものが用いられて
いる。５個の発光ダイオード２１と８個のフォトダイオ
ード２０を上記のように配置し、５個の発光ダイオード
２１を同時に点灯駆動させれば、発光領域は、約４５度
の円弧帯状となる。

【００３１】そのため、受光可能領域は、フォトダイオ
ード２０が受光リング１３に４５度の等間隔で分散配置
されているから実質上３６０度全域をカバーすることと
なる。そのため、発光リング１４の如何なる回転位置に
も拘らず８個のフォトダイオード２０のうち、少なくと
もいずれか１個のフォトダイオード２０により送信信号
としての点滅光が受光可能となる。

【００３２】よって、８個のフォトダイオード２０の出
力信号を論理和の構成として入力するように構成すれ
ば、発光ダイオード２１の送信信号は欠落なく常時受信
されることとなる。上記の構成によれば、発光側リング
１４と受光側リング１３とは、非接触であり、両者に摺
接などの機械的な連結関係は生じない。

【００３３】ところで回転側の部品は、両側のＣフラン
ジ８を介して被測定体と連結され固定される。また固定
側は、受光側リングベース１９により保持され、図１に
破線にて示すカバー２４により後述する受電部の送電側
リングベース１８と連結部材２３により連結され、底部
において図示されていない固定ベースへ固定される。

【００３４】（３）トルク検出部 上記の「（２）トルク伝達部」の欄においても説明した
が、トルクの検出は、伝送装置の起歪体１のうち、薄肉
に形成された起歪部１ａで行う。

【００３５】すなわち、起歪体１は、全体としては大径
の筒状体であるが、トルク検出部である起歪部１ａは、
軸方向の中間部が薄肉とされ、さらに、この薄肉部であ
り筒状体の軸芯に対し対称の側面部の２箇所が表面部を
平面状に削られて平坦部が形成され、そこにひずみゲー
ジ２３が接着、蒸着、スパッタリング等の手段により添
着されていている。

【００３６】一般的にトルクの検出は、トルク伝達軸の
中間部を小径に形成することで、大きなひずみ量を発生
させ大きなひずみ検出信号を得るようにしている。しか
しながら、このようにすると、剛性が小さくなりトルク
変換器の応答性が低下する。この相反する特性を充足さ
せるべく、本実施例においては、上記の構造としている
のである。つまり、ひずみ検出感度を増大させつつ剛性
を高めて応答性を向上させるようにしている。

【００３７】ひずみゲージ２３は、起歪部１ａの軸中心
に対し４５°および１３５°をなす方向に感度軸を合わ
せて添着されている。例えば、Ｃフランジ８Ｒを介して
駆動軸からのトルクが入力され、Ｃフランジ８Ｌを介し
て負荷軸からの負荷を受ける場合に、その中間に介挿さ
れた起歪体１の起歪部１ａに生じる機械的なねじれ（せ
ん断ひずみ）は、上記の如く添着された一対のひずみゲ
ージ２３によって抵抗変化に変換される。

【００３８】上記の２枚のひずみゲージ２３と軸中心に
対し対称（１８０°反対）側の２枚のひずみゲージ（図
示せず）とは、各々同一方向の２枚のひずみゲージを対
辺とするホイートストンブリッジ回路に組まれる。この
ホイートストンブリッジ回路によって、起歪部１ａに生
じるトルクに対応した電圧（または電流）として検出す
ることが可能となる。

【００３９】（４）信号処理回路部 図２に示す信号処理回路部２２は、トルク検出部として
の起歪部１ａに添着されたひずみゲージ２３により検出
した検出信号を適宜増幅・波形整形・信号変換等の処理
を施し、処理後の信号を発光ダイオード２１とフォトダ
イオード２０からなるフォトカップリング部へ出力する
回路等をもって構成される。また、後述する受電部が受
信した電源を処理する電源処理回路も含まれる。

【００４０】これらの回路部は、基板化およびモールド
化して構成されており、図１に示すように円筒状の起歪
体１の内部へ収納されている。起歪体１は、高速回転さ
れるため、その内部に収納される信号処理回路部２２も
高速回転に耐えられるように、例えば、小型軽量部品の
採用、部品の取付け補強、重量のバランス配分等の対応
が採られる。この回路の機能および動作については、後
述する。

【００４１】（５）受電部 受電部は、いわゆる非接触型のロータリートランスにて
構成される。固定側の送電リング１１および受電側リン
グ１２が対峙した状態で近接配置されている。

【００４２】この両リング１１，１２の対向する側面部
に、それぞれコの字型の一対のフェライトコア１５ａ，
１５ｂが開口部を向い合わせて取付けられている。この
各々のフェライトコア１５ａ，１５ｂのコの字空間内に
リング状に送電側コイル１６および受電側コイル１７が
巻回された状態で配設されている。

【００４３】相対向する１対のコの字型のフェライトコ
ア１５ａ，１５ｂは、閉磁路を形成し、上記コイル１
６，１７とともに交流トランスを構成する。すなわち、
送電側コイル１６へ経時的に変化する電流、例えば、交
流電流、パルス電流等を流して受電側のフェライトコア
１５に磁束の変化を生じさせれば、単位時間当りの磁束
の変化量に応じた起電力が受電側コイル１７に発生す
る。

【００４４】回転側の受電側リング１２は、フォトカッ
プリング部の発光側リング１４と共に起歪体１の外周に
強固に固定される。受電側コイル１７が発生する電力
は、信号処理回路部２２へケーブル２６を介して送られ
る。また、固定側のトルク測定回路および電源回路は、
送電側リングベース１８に設けられているコネクタ２５
を介して接続されるようになっている。

【００４５】送電側リング１１と受電側リング１２と
は、非接触の関係にあり、摺動、圧接など機械的連結関
係はない。固定側の送電側リング１１は、送電側リング
ベース１８に固定されている。尚、送電側リング１１と
受光側リング１３とは、固定用シャフト３により強固に
連結されている。

【００４６】（６）連結機構部 本実施例の伝送装置の連結機構部は、被測定体へ連結さ
れ被測定体とともに、例えば１０，０００回転／分、と
いう高速回転を考慮した高剛性構造となっている。

【００４７】すなわち、高精度でのトルクの測定ととも
に機械的な耐久力、バランスおよび柔軟性、更に保守の
容易性に配慮がなされている。被測定体としての駆動軸
および負荷軸との連結部であるカップリング部（２，
５，６，７，８等）は、起歪体１を中心として左右対称
であるので、説明を繁雑化させないために、左側の構成
部分主として以下に説明する。

【００４８】３種類のダイヤフラムＡ５，Ｂ６，Ｃ７
は、Ｃフランジ８Ｌとその中心部において連結されてい
る。更に、これらダイヤフラムＡ５，Ｂ６，Ｃ７の外周
側には、複数のボルト挿通穴が穿設されており、このボ
ルト挿通穴とフランジ２の外周側に穿設されたボルト挿
通孔には、ボルト９が挿通され、これにナット１０が螺
合されて、ダイヤフラム５，６，７とフランジ２とが一
体的に連結されている。

【００４９】このフランジ２と起歪体１とがボルト９に
よって一体的に連結されている。

【００５０】従って、両サイドのＣフランジ８Ｌ，８Ｒ
と起歪体１とが、一体に連結されることになる。この結
合構造は、３種類のダイヤフラム（Ａ，Ｂ，Ｃ）５，
６，７の若干の調心的機能を介在させた接続構造であ
り、所望の強度と柔軟性が確保されている。

【００５１】起歪体１は、既述のように中空の円筒状と
なっており、その中空部を利用して、回転側の回路部で
ある信号処理回路部２２が収納されている。回転体の中
心部は、遠心力が比較的小さく、また外来ノイズに対し
遮蔽されているため信号処理回路部２２を収納するのに
最適である。

【００５２】保守時は、ダイヤフラム５，６，７を連結
しているボルト１０およびＣカップリング８Ｌと負荷軸
との結合を外すことにより起歪体１側との結合が外れる
ので、起歪体１の内部に収納されている信号処理回路部
２２の補修等を容易に行うことが出来る。 （７）測定回路部 測定回路部は、図２に示す回路ブロック図に示すように
構成されており、測定機構部の説明で既述したフォトカ
ップリング部、トルク検出部、信号処理回路部２２およ
び受電部の各回路を含んだ構成となっている。

【００５３】起歪部としてのトルク検出部に添着された
ひずみゲージ２３により構成されたホイートストンブリ
ッジ回路の出力端から、起歪部１ａに生じたせん断ひず
みに対応した電気量が出力される。この出力信号は、信
号処理回路部２２へ送られる。

【００５４】信号処理回路部２２における検出信号の処
理は、アンプ（増幅器）２２１、Ａ／Ｄ変換器２２２お
よびフェーズエンコード２２３とによって行われる。ア
ンプ２２１は、ひずみゲージ２３により検出された微小
なトルク信号を適宜増幅して出力すると共に、所定の周
波数範囲だけの信号を通過させるフィルタ処理を施す。

【００５５】アンプ２２１から出力される出力信号は、
Ａ／Ｄ変換器２２２へ入力され、アナログ信号からデジ
タル信号に変換（以下「Ａ／Ｄ変換」という）されさら
に、シフトレジスタのような並列／直列変換回路を介し
てシリアル信号として出力される。このＡ／Ｄ変換器２
２２から出力されるシリアル信号は、フェーズエンコー
ダ２２３へ入力され、フェーズエンコーダ変調（以降
「ＰＥ変調」という）処理が施される。

【００５６】ＰＥ変調とは、デジタル信号に所定のクロ
ック信号を加味して信号に所定の加工を行うことであ
り、伝送信号の対ノイズ特性を高める為の処置をいう。
ＰＥ変調された信号は、フォトカップリング部（信号伝
送部）の発光ダイオード２１へ入力される。発光ダイオ
ード２１は、入力信号に基づいて点灯／消灯（以下「点
滅」という）する。回転側での測定信号の処理は、この
段階で終了する。

【００５７】固定側のフォトダイオード２０は、発光ダ
イオード２１の点滅による光信号を電気信号に変換し出
力する。この光電変換信号は、順次下記の如き処理がな
される。

【００５８】先ず、受信信号に生じた波形の歪が波形整
形回路３０１により除去され、ＰＥ変調されている信号
をクロック分離回路３０２で復調し、シリアル／パラレ
ル変換回路３０３でパラレルデジタル信号とし、Ｄ／Ａ
変換回路３０４でアナログ信号とする。また、ローパス
フィルター３０５では、上記アナログ信号を波形整形処
理を施し、出力バッファ３０６を経て測定信号として出
力する。このようにして回転側で検出されたトルク信号
は、フォトカップリングからなる信号伝送部を介して固
定側の各処理回路に伝送される。

【００５９】次に電源側の説明を行う。測定回路へ入力
された商用電源は、図２に示すように、電源トランス４
０１で所用の電圧の電源とされ、整流平滑回路４０２に
よって整流され且つ平滑化された直流電源とされる。直
流電源は、安定化電源回路４０３を経て測定回路の各回
路へ供給されると共に、電力発振回路４０４により発振
された交流電力は、回転トランスの送電側コイル１６へ
供給される。回転側では、回転トランスの受電側コイル
１７で電力受信がされ、受信された電源は、信号処理回
路部２２の電源処理回路へ送られる。

【００６０】電源処理回路では、整流平滑回路５０１で
直流電源とされ、安定化電源回路５０２を経て回転側の
各回路へ供給されると共に、ブリッジ電源回路５０３で
ひずみ検出用の電源が生成されホイートストンブリッジ
回路の入力端へ印加される。

【００６１】なお、本発明は、上述した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、
種々の変形実施が可能である。

【００６２】例えば、発光側リング１４および受光側リ
ング１３の対向面の横断面形状は、図１および図４に示
す形状に限られるものではなく、図５に示すように、発
光側リング１４の横断面を、受光側リング１３の横断面
より大きな曲率半径断面形状に形成してもよいし、図６
に示すように、発光側リング１４および受光側リング１
３の横断面を、図１に示すものより深いお椀型に形成し
てもよいし、さらに、図７に示すように、受光側リング
１３の横断面を、逆Ｖ字状に形成してもよい。

【００６３】また、信号伝送部のフォトダイオードと発
光ダイオードの個数および配置は、上述した例に限ら
ず、その個数は、発光ダイオードの指向性、出力、発光
側リングの円周面形状フォトダイオードの感度などによ
って適宜増減し得るものである。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、低速回転から高速回転に至る
広い回転数範囲で回転する被測定対象の物理量を検出し
て電気量に変換する物理量−電気量変換装置の検出信号
を固定部側に伝送する際に、その回転数に何ら制約を受
けることがなく、しかも信号伝送系に外来ノイズが混入
・重畳する虞れがなく、正確に且つ長期に亘り安定的に
しかも高い応答性をもって固定側に伝送することができ
る回転体の物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置を
提供することができる。

【００６５】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記の請求項１に記載の効果に加えて、少ない発光手段と
受光手段の安価な構成で被測定対象の回転位置に拘らず
効率よく確実に固定側に検出信号を伝送し得る回転体の
物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置を提供するこ
とができる。

【００６６】また、請求項３に記載の発明によれば、固
定部から回転体への電源供給が非接触で行われるため、
機械的な摩耗部がなく、製品寿命が延長化され、保守点
検の負担が大幅に軽減化されると共に、検出信号の伝送
系とは異なる伝送系であるため、両者の相互干渉による
影響を皆無となし得る回転体の物理量−電気量変換器の
検出信号伝送装置を提供することができる。

【００６７】さらに請求項４に記載の発明によれば、検
出した微弱信号を増幅し、アナログ−デジタル変換しさ
らに並列信号を直列信号に変換して発光手段を上記物理
量に対応させて点滅駆動するための信号処理手段を円筒
状の起歪体の内部に配設したから、本来デッドスペース
であった部分を有効に利用でき、しかも信号処理手段は
円筒体の中心部分で遠心力の作用も小さく、強度をあま
り大きく設定しなくても済み、さらには、微弱の検出信
号をしかもスリップリングなどのようにノイズの混入し
やすい伝送系で行っていた従来の方式に比べ、ノイズが
殆ど混入しない回転体の物理量−電気量変換器の検出信
号伝送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である回転体の物理量−電気
量変換器の検出信号伝送装置の測定機構部の半断面の正
面図である。

【図２】本発明の一実施例である回転体の物理量−電気
量変換器の検出信号伝送装置の電気的作用部を機能別に
表わした回路ブロック図である。

【図３】図１に示す実施例からＣフランジ、３枚のダイ
ヤフラム、フランジなどを取り除き且つカバーの上半部
を取り除いた状態における右側面図である。

【図４】図１に示す実施例からＣフランジ、３枚のダイ
ヤフラム、フランジなどを取り除いた状態において、そ
の一部を破断して示す正面図である。

【図５】図１に示す実施例中に用いられている発光側リ
ングと受光側リングの変形例を示す部分横断面図であ
る。

【図６】図５に示すものとはさらに異なる変形例を示す
部分横断面図である。

【図７】図６に示すものとはさらに異なる変形例を示す
部分横断面図である。

【符号の説明】

１ 起歪部 ２ フランジ ３ 連結部材 ４ ボルト ５ ダイヤフラムＡ ６ ダイヤフラムＢ ７ ダイヤフラムＣ ８ カップリングフランジ（Ｃフランジ） ９ ボルト １０ ナット １１ 送電側リング １２ 受電側リング １３ 受光側リング １４ 送光側リング １５ フェライトコア １６ 送電側コイル １７ 受電側コイル １８ 送電側リングベース １９ 受光側リングベース ２０ フォトダイオード ２１ 発光ダイオード ２２ 信号処理回路部 ２３ ひずみゲージ ２４ カバー ２５ コネクタ ２２１ アンプ ２２２ Ａ／Ｄ変換器 ２２３ フェーズエンコーダ ３０１ 波形整形回路 ３０２ クロック分離回路 ３０３ シリアルパラレル変換回路 ３０４ Ｄ／Ａ変換回路 ３０５ ローパスフィルタ ３０６ 出力バッファ ４０１ 電源トランス ４０２ 整流平滑化回路 ４０３ 安定化電源回路 ４０４ 電力発振回路 ５０１ 整流平滑回路 ５０２ 安定化電源回路 ５０３ フリッジ電源回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する被測定対象の物理量を物理量−
   電気量変換器により検出しこの検出した信号を固定側へ
   伝送する検出信号伝送装置において、上記物理量−電気
   量変換器の検出信号を受けこれを少なくとも増幅する信
   号調整手段と、この信号調整手段から出力される信号を
   デジタル変換すると共にこのデジタル変換した並列信号
   を直列信号に変換する第１の信号処理手段と、上記信号
   調整手段および上記第１の信号処理手段とともに上記被
   測定対象側に配設されこれと一体に回転しつつ上記第１
   の信号処理手段の出力に基づき点滅する発光素子を有す
   る発光手段と、固定側に配設され上記発光素子から発せ
   られる点滅光を受けこれを電気信号に変換する受光素子
   を有する受光手段とを具備したことを特徴とする回転体
   の物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置。
2. 【請求項２】 上記の発光手段は、上記被測定対象側の
   所定角度の範囲内に一定角度間隔で回転軸を中心とする
   円弧上に配設された複数の発光素子よりなり、一方、上
   記受光手段は、上記固定側の上記回転軸を中心とする円
   弧上であって上記発光素子に近接対向して等配角度で配
   設された複数の受光素子よりなり、被測定対象の回転位
   置に拘らず上記発光手段による点滅光を上記受光手段で
   受け得るように構成したことを特徴とする請求項１記載
   の回転体の物理量−電気量変換器の検出信号伝送装置。
3. 【請求項３】 回転する被測定対象の物理量を検出しこ
   の検出した信号を固定側へ伝送する回転体の物理量−電
   気量変換器の検出信号伝送装置において、固定側に第１
   の磁性材と第１のコイルを設け、回転側に第２の磁性材
   と第２のコイルを設け、上記第１の磁性材と上記第２の
   磁性材とを上記第２の磁性材の回転位置に拘らず相互に
   近接した位置を保持し得るようにして配置して上記第１
   の磁性材と上記第２の磁性材とで閉磁路を形成し、上記
   第１のコイルへ経時的に変化する電流を流して上記第１
   の磁性材に変化する起磁力を生じさせ上記第２の磁性材
   に生じる磁束の変化によって上記第２のコイルに起電力
   を発生させるように構成してなる電力伝送手段を具備
   し、上記電力伝送手段によって回転側へ伝送された電力
   を上記回転体の物理量の検出に用いることを特徴とする
   請求項１および２記載の回転体の物理量−電気量変換器
   の検出信号伝送装置。
4. 【請求項４】 ２つの回転体の中間部に介挿され且つ相
   互に連結され上記２つの回転体の間に発生するトルクを
   検出しこの検出した信号を少なくとも増幅し且つデジタ
   ル変換して固定側へ伝送するための信号に変換する信号
   処理手段を、上記トルクを検出するための円筒状の起歪
   体の内部に配設したことを特徴とする請求項１，２また
   は３記載の回転体の物理量−電気量変換器の検出信号伝
   送装置。