JPH0684881B2 - 多重磁気検出スイッチ - Google Patents

多重磁気検出スイッチ

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JPH0684881B2
JPH0684881B2 JP59241738A JP24173884A JPH0684881B2 JP H0684881 B2 JPH0684881 B2 JP H0684881B2 JP 59241738 A JP59241738 A JP 59241738A JP 24173884 A JP24173884 A JP 24173884A JP H0684881 B2 JPH0684881 B2 JP H0684881B2
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三良 植村
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1列に並べた多数の可飽和コイルを用いる多
重磁気検出スイツチに関するものである。
〔従来技術の問題点〕
磁気に感応して動作する近接スイツチを多数並べてスケ
ール又はポテンシヨメータの形に構成した装置は、これ
までにもあつた。
第1の例は、リードスイツチを直線的に多数並べて抵抗
群を接続したもので、同軸的に配置して移動するフロー
トに磁石を付け、上記リードスイツチの動作により磁石
の位置を検出する方式の水位計が前から実用されてい
る。しかし、この装置は、スイツチに接点を使うため非
接触ではなく、多数のスイツチを使う方式として寿命に
問題があるうえ、リードスイツチが100ガウス以上の磁
界を必要とし磁石とスイツチとを大きく離すことができ
ないので、水位計以外には使用されていない。
第2の例は、多数の可飽和コアをセンサとして一列に並
べたもので、形は同じであるが多数のセンサを電子回路
で切替えて出力するので、走査型と呼ばれている。この
装置は、出力がデジタル表示で得られるものの、走査を
するため応答速度が遅くなること及び走査回路が複雑で
あることが問題である(特公昭57-34883号公報参照)。
したがつて、本発明は、移動体に付けた磁石のような移
動する発磁体の位置を非接触で検出し、10ガウス程度の
弱磁界でも動作する高感度であつて磁石との間隔を大き
く離すことができ、回路構成が簡単で応答速度の早い磁
気検出スイツチを提供することを目的とするものであ
る。
本発明に係る多重磁気検出スイッチは上記目的を達成す
るため、例えば第1図、第2図及び第5図に示すよう
に、以下の構成を採択する。
ベルト状発磁体(ゴム状磁石ベルトM)が配された走行
路上を走行する移動体に搭載される多重磁気検出スイッ
チにおいて、 上記ベルト状発磁体と上記走行路上で直交する方向に、
磁気によりインダクタンスが変化する可飽和コイル
(L1,L2,……,Ln)を多数個1列に配置し、高周波発
振器(OSC)より直列抵抗(RS)を介して上記各可飽和
コイルに電圧を供給し、上記各可飽和コイルにインダク
タンスの変化を検出してオン・オフする検出スイッチ回
路(D1,D2,……,Dn)を設け、隣り合う上記各検出回
路の出力端を出力抵抗(R1,R2,……,Rn-1)で互いに
接続し、これらの直列に接続された出力抵抗群に定電流
源(CT)から定電流(IO)を供給し、上記出力抵抗群よ
り上記走行路上を上記ベルト状発磁体に沿って走行する
移動体の走行方向に直交する方向の位置ずれ量に応じた
階段状の直流電圧((R3+R4+……+Rn-1)IO)を取り
出すようにしたものであって、 上記直列に接続された出力抵抗群の両端と上記定電流源
との間に切換スイッチ(S)を配し、この切換スイッチ
を切り換えることで、上記ベルト状発磁体の右端を検出
するか左端を検出するかを選択可能にしたことを特徴と
する多重磁気検出スイッチ。
〔作用〕
このように構成される本発明に係る多重磁気検出スイッ
チによれば、1列に並んだ可飽和コイル(L1〜Ln)のう
ち、ベルト状発磁体(M)に近接する可飽和コイル(例
えばL3)のコアが飽和して、コイル(L3)の端子間電圧
が減少し、その可飽和コイル(L3)の検出スイツチ
(D3)がオンして、定電流源(CT)から定電流(IO)が
供給された出力抵抗群(R1〜Rn-1)のうち、右端または
左端から発磁体の位置に対応する出力抵抗の接続点(R2
とR3の間の接続点)までの直列出力抵抗(R3〜Rn-1)の
両端に、このベルト状発磁体の位置に応じて直流電圧
((R3+R4+……+Rn-1)IO)が発生する。このため、
本発明に係る多重磁気検出スイッチを使用した移動体
(無人車)は、この直流電圧に基づいてベルト状発磁体
が配された走行路に沿って走行制御することができる。
更に、本発明に係る多重磁気検出スイッチは、上記直列
出力抵抗群の両端と定電流源との間に切換スイツチ
(S)を配し、この切換スイツチを切り換えることで、
上記ベルト状発磁体の右端を検出するか左端を検出する
かを選択している。このため、本発明に係る多重磁気検
出スイッチを使用した移動体(無人車)は、分岐を有す
るベルト状発磁体に左側の分岐コースに進ませるか直進
コース(右側の分岐コースと見ることができる。第5図
参照)に進ませるかの分岐制御を容易に行うことが出来
る。
〔実施例〕
第1図は、本発明の基本的実施例を示す回路図である。
同図において、L1,L2,…,Lnは、磁気センサとなる可
飽和コイルで、I形のパーマロイ・コアに巻線が施して
あり、コアの厚さや形状により磁気検出感度が変わる。
本例では、高さ5ミリ、幅4ミリ、厚さ0.05ミリのパー
マロイ・コアに200回巻線したものを使用した。OSCは高
周波(例えば、約400kHz)発振器、RSは直列抵抗(例え
ば3kΩ)、D1〜Dnは検出スイツチ回路、R1〜Rn-1は出力
抵抗、CTは定電流回路、Sは切換スイツチ、Mは発磁体
を示す。
第4図は可飽和コイルの特性を示すもので、コアに加わ
る磁界Hが増加すると、コアが飽和し、コイル端子電圧
が減少する。検出スイツチ回路D1〜Dnは、磁界値HSを境
にオン、オフ動作をするよう構成する。本例のコイルで
は、HSはほぼ15ガウスである。更にコイルの感度を上げ
てもつと低い磁界で動作させるには、永久磁石でバイア
ス磁界HBを加えてやれば、HS−HB=HXだけの低磁界でオ
ン、オフさせることができる。可飽和コイルL1〜Lnを一
定間隔例えば10ミリ毎に配列し、出力抵抗R1〜Rn-1の値
をそれぞれ等しくROとすれば、発磁体Mの位置に応じた
階段状の直流出力電圧を得る。いま、切換スイツチSを
図の位置とし、発磁体Mが図の位置にあるとすれば、可
飽和コイルL3の端子電圧が下がり、検出スイツチ回路D3
の前段トランジスタがオフ、後段トランジスタがオンと
なる。よつて、出力抵抗R2,R3間の接続点と電源の
(−)線とが導通し、電源(−)線と出力端子間に(R3
+R4+…+Rn-1)IOなる電圧が生じる。ただし、IOは定
電流である。
切換スイツチSを上側に切換えると、出力電圧は(R1
R2)IOとなる。すなわち、出力電圧は、切換スイツチS
が上側のとき左端位置から発磁体Mまでの距離を示し、
切換スイツチSが下側のとき右端位置から発磁体Mまで
の距離を示すことになる。第2図は、出力抵抗を一定値
ROとした場合の発磁体Mの位置と出力電圧との関係の例
を示すもので、図の場合は、切換スイツチSが下側の発
磁体の右側検出になつていて、発磁体の右端の検出に適
する。左側検出の場合は、出力電圧は第2図と同形で右
上がりの階段状になる。
第2図では、コイル間隔及び出力抵抗値を一定とした場
合を示したが、その変形実施例として、コイル間隔を中
心部で細かく端の部分で粗くした場合を第3図に示す。
第3図ではまた、出力抵抗値ROを両端部分で0としてあ
る。このようにして、階段状電圧の形状を変えることが
できるので、用途に応じて所望の形状となるように設計
することが可能である。
次に、本発明に好適な用途について述べる。
第5図は、本発明を無人車の軌道制御に使用した例を示
す平面図である。同図は、床面に幅20ミリ、厚さ2ミリ
のゴム磁石のベルトを埋込むか又は貼り付け、この磁石
ベルトに沿つて無人車の移動を制御する場合を示す。無
人車には車駆動部や制御部が含まれているが、図には軌
道位置検出用の多重検出スイツチのみ示してある。この
多重検出スイツチ(以下「検出スイツチ」と略称す
る。)は、上述した如き構成・作用を有するものであ
る。このような検出スイツチを使用すると、ゴム磁石と
検出スイツチの間隔を20ミリまで大きくしても動作す
る。したがつて、検出スイツチは、床から例えば10ミリ
程度離して取付け、床面に10ミリ以上の凸起があれば跳
ね上げるような弾力的な取付けをする。
この無人車の制御に使用する検出スイツチは、第3図に
示すような出力電圧を生ずるもので、例えば、中心部±
30ミリの範囲は可飽和コイルを5ミリ間隔で並べ、その
外側80ミリの範囲は可飽和コイルを20ミリ間隔で並べる
と共に出力電圧が一定になるようにする。こうすると、
出力特性は3つの部分に分かれる。中心部±30ミリの範
囲はサーボコントロールにより車の位置が制御され、そ
の外側80ミリの範囲は出力電圧が一定のためサーボ制御
はできないが、この一定電圧は、車が正しい軌道から±
110ミリの範囲にあつて左又は右に大きく外れているこ
とを示す警告信号となる。検出スイツチの範囲±110ミ
リの外になると、出力電圧が所定値(例えば5V)以上に
なり(第3図参照)、この電圧が検出されると、車が制
御できる限界を越えた異常又は事故として停車させるこ
とになる。このように、検出スイツチは3通りの役割を
果たす。
無人車の走行路には第5図に示すように行路の分岐にあ
るので、検出スイツチにより分岐制御が楽にできること
が好ましい。上述のように、第1図に示す検出スイツチ
は、切換スイツチSによつて発磁体の右端を検出するか
左端を検出するかを選択できる。第5図の場合、発磁体
の右端検出とすれば、車を分岐点に関係なく直進させる
ことができる。切換スイツチの位置を左端検出にすれ
ば、左側の分岐コースに進ませる信号を発生させること
ができる。よつて、本発明の検出スイツチを使えば、分
岐制御も極めて容易である。検出スイツチの出力側に接
続して制御、警告、停止等の信号を取出すための電子回
路は、当業者にとつて設計容易であるから特に説明は加
えない。
第6図は、本発明無人車の正確な停止位置制御に使用し
た例を示す平面図である。無人車を一定の場所(位置)
に電気制御によつて正確に停止させるには、例えば、定
点の手前で減速信号を出して減速して定点近傍でサーボ
制御により位置決めする。すなわち、定点の僅か手前で
ブレーキをかけて定点で停止させる。
このような場合、停止位置が定点にあるかどうかの確認
が必要であり、単純なリミツト・スイツチでは不十分で
あるが、本発明の検出スイツチはかかる停止制御にも利
用できる。すなわち、第6図に示すように、第5図の如
きコース検出スイツチの外に停止制御用検出スイツチを
車の側面に進行方向と平行に取付ける。停止制御用検出
スイツチに対応する停止点を示す位置の床面に停止点磁
石(ゴム磁石)を埋める。この磁石に幅20ミリ、長さ60
ミリ、厚さ4ミリのものを使用した場合、第3図のよう
な特性の検出スイツチは、磁石とスイツチを30ミリ離し
ても動作するのを認めた。
第3図の実施例のように、中心から±30ミリの範囲で直
線的傾斜の階段状出力電圧を、その外側±80ミリの範囲
で一定出力電圧を生じるセンサでは、停止点の110ミリ
手前から減速信号を出し、30ミリ手前からサーボ制御に
入らすことができる。したがつて、本発明の多重検出ス
イツチは、停止位置制御に適したセンサにもなる。ま
た、停止位置制御センサとして、無人車だけでなくスタ
ツカ・クレーン、エレベータその他の移動体に広く使用
できる。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明によれば、次の如き種々の
顕著な効果が得られる。
(イ)移動する発磁体の位置を非接触で検出しうるの
で、一種のスケールとして一般的な用途に使用できる。
(ロ)可飽和コアを用いること及び更にこれにバイアス
磁界を加えることにより高感度が得られ、磁石と検出ス
イツチの間隔を大きくしうるので、床平面上に敷かれた
ゴム磁石の帯に沿つて無人車を誘導制御するための磁気
センサ装置として好適である。
(ハ)床又は壁の停止位置を指示する位置に磁石を固定
しておくことにより、スタツカ・クレーン、エレベー
タ、無人搬送車などの停止位置を制御することができ
る。
(ニ)出力信号が階段状の直流電圧で、可飽和コアの配
列により出力特性の形を任意に選べる。例えば、無人車
の走行制御には、中心部に細かく端の方に粗く配置する
ことで容易に制御に適した特性が得られる。
(ホ)回路構成が比較的簡単で、応答速度が早い。
(ヘ)抵抗群に定電流を流す方向により、発磁体の右側
端又は左側端を選択的に検出しうるので、無人車走行の
分岐制御に役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的実施例を示す回路図、第2図は
その動作を示す出力特性図、第3図は本発明の変形実施
例を示す出力特性図、第4図は可飽和コイルの動作を示
す特性図、第5図は本発明を無人車の軌道制御に使用し
た例を示す平面図、第6図は本発明を無人車の正確な停
止位置制御に使用した例を示す平面図である。 L1〜Ln……可飽和コイル、OSC……高周波発振器、RS
…直列抵抗、D1〜Dn……検出スイツチ回路、R1〜Rn-1
…出力抵抗、CT……定電流回路、IO……定電流、M……
発磁体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベルト状発磁体が配された走行路上を走行
    する移動体に搭載される多重磁気検出スイッチにおい
    て、 上記ベルト状発磁体と上記走行路上で直交する方向に、
    磁気によりインダクタンスが変化する可飽和コイルを多
    数個1列に配置し、高周波発振器より直列抵抗を介して
    上記各可飽和コイルに電圧を供給し、上記各可飽和コイ
    ルにインダクタンスの変化を検出してオン・オフする検
    出スイッチ回路を設け、隣り合う上記各検出回路の出力
    端を出力抵抗で互いに接続し、これらの直列に接続され
    た出力抵抗群に定電流源から定電流を供給し、上記出力
    抵抗群より上記走行路上を上記ベルト状発磁体に沿って
    走行する移動体の移動方向に直角な方向の位置ずれ量に
    応じた階段状の直流電圧を取り出すようにしたものであ
    って、 上記直列に接続された出力抵抗群の両端と上記定電流源
    との間に切換スイッチを配し、この切換スイッチを切り
    換えることで、上記ベルト状発磁体の右端を検出するか
    左端を検出するかを選択可能にしたことを特徴とする多
    重磁気検出スイッチ。
JP59241738A 1984-11-16 1984-11-16 多重磁気検出スイッチ Expired - Lifetime JPH0684881B2 (ja)

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