JPH097865A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転する２つの部材間で非接触で信号を伝達
することができる処理装置を提供する。 【構成】 周期的信号を発生する装置を内部又は外部に
備えた第１の部材３０と、この第１の部材３０に対して
離間して相対的に回転する第２の部材５０と、上記周期
的信号を上記第１の部材３０に伝達することにより上記
第２の部材５０に電圧を誘起させる信号伝達手段と、上
記第２の部材５０に設けられて同第２の部材５０のイン
ピーダンスを変化させる電気的負荷手段７２と、上記イ
ンピーダンスの変化を検出する検出手段２０２とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触状態で相対的に
回転する一対の部材どうしにおいて信号の処理を行う信
号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある装置の本体に対して回転する部材を
設け、この回転する部材と本体との間において電気信号
の伝達を行うことがある。従来、そのような技術とし
て、スリップリングを用いたものが知られている。この
場合、スリップリングは、例えば回転する部材の本体と
の対向面に設けられ、本体には、スリップリングに弾性
的に押圧された端子が設けられる。これにより、部材が
回転してもスリップリングと端子とが接触しているの
で、本体と回転部材との間において信号の伝達を行うこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なスリップリングを用いた技術では、スリップリングと
端子との間に摩擦抵抗が生じるため、その分の電力消費
が無駄になるばかりでなく、スリップリングおよび端子
が磨耗して保守点検のコストが割高になるという問題が
ある。よって、本発明は、そのような問題点を解決する
ために、非接触で信号を伝達することができる信号処理
装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の信号処
理装置は、周期的信号を発生する装置を内部又は外部に
備えた第１の部材と、この第１の部材に対して離間して
相対的に回転する第２の部材と、上記周期的信号を上記
第１の部材に伝達することにより上記第２の部材に電圧
を誘起させる信号伝達手段と、上記第２の部材に設けら
れて同第２の部材のインピーダンスを変化させる電気的
負荷手段と、上記インピーダンスの変化を検出する検出
手段とを備えたことを特徴としている。

【０００５】請求項２に記載の信号処理装置は、請求項
１において、上記信号伝達手段が、上記第１の部材に設
けられた１次コイルと、上記第２の部材に設けられた２
次コイルとを有するトランスであり、上記１次コイルに
おけるインピーダンスを観測することにより上記第２の
部材における電気的負荷の状態を検出することを特徴と
している。

【０００６】請求項３に記載の信号処理装置は、請求項
２において、上記１次コイルが、上記２次コイルの回転
中心の半径方向において２次コイルの外周側又は内周側
に配置されていることを特徴としている。

【０００７】請求項４に記載の信号処理装置は、請求項
３において、上記１次コイルと上記２次コイルのうち上
記外周側に配置されたものが、その円周方向において複
数に分割されたコアを有することを特徴としている。

【０００８】請求項５に記載の信号処理装置は、請求項
２において、上記１次コイルと上記２次コイルが、上記
２次コイルの回転中心の軸線方向において相対向するよ
うに配置されていることを特徴としている。

【０００９】請求項６に記載の信号処理装置は、請求項
２ないし５のいずれかにおいて、上記１次コイルおよび
２次コイルがそれぞれ２個づつ設けられ、上記第２の部
材における負荷の状態を上記２つの１次コイルにおける
インピーダンスの差として検出することを特徴としてい
る。

【００１０】請求項７に記載の信号処理装置は、請求項
２ないし６のいずれかにおいて、ＣＰＵによって上記１
次コイルに励磁電流を供給し、上記１次コイルにおける
インピーダンスの観測を上記ＣＰＵによって行うことを
特徴としている。

【００１１】請求項８に記載の信号処理装置は、請求項
７において、上記励磁電流が正負いずれか一方の極性を
有することを特徴としている。

【００１２】請求項９に記載の信号処理装置は、請求項
７または８において、上記励磁電流の供給を間欠的に行
うことを特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１記載の信号処理装置にあっては、第２
の部材のインピーダンスが変化することにより、第１の
部材から第２の部材に供給される負荷電流に変化が生じ
る。これにより、第１の部材の周期的信号の電圧で第１
の部材に流れる電流に変化が生じ、この変化を第２の部
材におけるインピーダンスの変化として検出する。

【００１４】請求項２に記載の信号処理装置にあって
は、周期的信号を発生する構成とインピーダンスの変化
を検出する検出手段とを回転する第２の部材以外に設け
ることができるから、第２の部材の構成を簡略化するこ
とができる。

【００１５】請求項３に記載の信号処理装置にあって
は、１次コイルおよび２次コイルが内外周の位置に配置
されているから、両者の中心軸が多少ずれていても伝達
される信号の変化が少ない。

【００１６】請求項４に記載の信号処理装置にあって
は、１次コイルおよび２次コイルのうち外周側に配置さ
れたもののコアが円周方向において複数に分割されてい
るので、コアの内周側にコイルを設ける場合にその作業
が容易になる。

【００１７】請求項５に記載の信号処理装置にあって
は、１次コイルと２次コイルが回転中心の軸線方向にお
いて相対向するように配置されているから、コイルを互
いの対向面に配置することができる。よって、予め巻回
形成したコイルをコアに埋め込むことによって、１次、
及び２次コイルを簡単に製造することができる。

【００１８】請求項６に記載の信号処理装置にあって
は、２次コイルにおける電気的負荷を２つの１次コイル
におけるインピーダンスの差として検出するから、出力
された信号に温度や湿度の変化あるいは組立誤差等によ
ってばらつきが生じても、そのばらつきが差し引きされ
て消去される。よって、環境の変化等による検出誤差を
少なくすることができる。

【００１９】請求項７に記載の信号処理装置にあって
は、ＣＰＵに励磁電流の供給と信号の読取とを行うの
で、制御装置が簡略化される。また、請求項８に記載の
信号処理装置にあっても電源が１種類で済むため構成が
簡略化される。さらに、請求項９に記載の信号処理装置
にあっては、励磁電流を間欠的に供給するので、消費電
力が少なくて済むとともに、供給する電流が少ないから
磁性材料で構成された各種部品の磁化を防止することが
でき、さらに、１つのパルスの電流値を高くすることが
できるので、２次コイルの応答感度を高めることができ
る。

【００２０】

【実施例】

（１）実施例の構成 Ａ．車椅子用動輪の全体構成 図１ないし図を参照をしながら本発明の実施例について
説明する。この実施例は本発明を補助モータ付き車椅子
の動輪に適用した例である。まず、実施例の説明に先立
ち車椅子用動輪の全体構成について説明する。図１およ
び２は車椅子用動輪の全体を示す図である。これらの図
に示すように、車椅子用動輪Ａは、既成の車椅子の車輪
と交換して使用することができるように構成されてお
り、使用者の手によって回転力が加えられるハンドリム
組立体７０と、ハンドリム組立体７０から伝達される回
転力と後述するモータの駆動力とを合成して動輪２１を
回転させる駆動部２０とから構成されている。

【００２１】図２において符号１０はフレームであり、
フレーム１０にはボス１１が嵌合させられ、ボス１１の
内側には車軸２２が嵌合させられている。車軸２２は中
空とされ、その中空部分にはシャフト２３が軸方向へ摺
動自在に嵌合されている。シャフト２３の両端部には他
の部分よりも大径な頭部２３ａ，２３ｂがそれぞれ形成
されている。左側の頭部２３ａの内側にはコイルバネ２
４が配置され、シャフト２３を車軸２２に対して左側へ
付勢している。また、車軸２２には、複数のボール２
５，…が外周側に抜け出ない状態で半径方向へ移動可能
に収容されている。各ボール２５，…は、シャフト２３
の頭部２３に押圧されることにより車軸２２の外周から
僅かに突出し、これにより、車軸２２は、ボス１１から
抜けないようになっている。また、シャフト２３を車軸
２２に対して図中右側へ相対的に移動させることによ
り、シャフト２３の小径部分がボール２５，…の位置に
移動し、ボール２５，…が内側へ移動できる状態とな
る。これにより、車軸２２をボス１１から図中左側へ抜
き出すことができる。

【００２２】車軸２２は、略円板状の固定プレート３０
を貫通してこれを支持し、固定プレート３０には、図２
および図６に示すように、回り止め部材１５がネジ２７
によって取り付けられている。回り止め部材１５は、に
よって回り止めされた状態で取り付けられている。回り
止め部材１５は、図６において紙面と直交する方向に突
出する係止片１５ａ，１５ａを有し、これら係止片１５
ａ，１５ａがフレーム１０と係合することにより、固定
プレート３０がフレーム１０に対して回転しないように
なっている。

【００２３】また、車軸２２には、略有底円筒状をなす
可動プレート（第２の部材）５０が軸受５１によって回
転自在に支持されている。この可動プレート５０は、固
定プレート（第１の部材）３０に設けた以下の構成によ
り回転可能とされている。すなわち、固定プレート３０
には、回転軸３１ａを内側に突出させたモータ３１が取
り付けられている（図３および４参照）。また、固定プ
レート３０には、ギア３２が回転自在に支持されている
（図４参照）。ギア３２の軸にはプーリ３３が固定さ
れ、このプーリ３３とモータ３１の回転軸３１ａにはベ
ルト３４が巻回されている。さらに、固定プレート３０
には、ギア３２とかみ合うギア３５が回転自在に支持さ
れ、ギア３５の軸に固定されたギア３６は、可動プレー
ト５０の内周に取り付けた内歯ギア５２とかみ合ってい
る。この構成のもとに、モータ３１の回転軸３１ａが回
転すると、可動プレート５０が回転し、それに伴って可
動プレート５０の外周に取り付けた動輪２１が回転す
る。

【００２４】次に、図１ないし図３に示すように、可動
プレート５０には、ハンドリム組立体７０が所定角度相
対回転可能に支持されている。ハンドリム組立体７０
は、使用者が加える回転力を可動プレート５０に伝達す
るとともに、加えられる回転力を検出する機能を有して
いる。以下、使用者が加える回転力を検出する構成につ
いて説明する。図１および２において符号７１は、ハン
ドリム組立体７０の骨組みを構成するフレームであり、
フレーム７１は、内輪部７１ａ外輪部７１ｂとを複数の
支柱７１ｃおよび板部７１ｄで連結して構成されてい
る。フレーム７１は、可動プレート５０に取り付けたブ
ッシュ５５によって回転自在に支持されている。

【００２５】フレーム７１の板部７１ｄには、ポテンシ
オメータ７２が取り付けられ、ポテンシオメータ７２の
入力軸７２ａには、長孔７３ａを有するレバー７３が取
り付けられている。レバー７３の長孔７３ａには、可動
プレート５０に取り付けたピン５３が挿入されている。
この構成のもとに、可動プレート５０に対するハンドリ
ム組立体７０との相対角度が基準位置から変化すると、
ポテンシオメータ７２の入力軸７２ａが回転し、そのイ
ンピーダンスが回転角度に応じて変化する。

【００２６】次に、図１および図２に示すように、可動
プレート５０には、３つのバネガイド５４，…が円周方
向に等間隔に取り付けられている。バネガイド５４の一
側に形成された半円状の凹部５４ａには（図２参照）、
コイルバネ５６の中央部が収容されている。コイルバネ
５６の両端部には、円周方向へ移動自在なスライダ５
７，５７が取り付けられている。スライダ５７の移動
は、可動プレート５０に一体成形されコイルバネ５６の
両側に配置されたストッパ５８，…によって規制されて
いる。一方、ハンドリム組立体７０のフレーム７１に
は、長円状をなすブラケット５９が各コイルバネ５６の
側方に位置するように取り付けられている。ブラケット
５９の両端部には、ピン６０，６０が２つのスライダ５
７を挟むようにして取り付けられている。

【００２７】この構成のもとに、ハンドリム組立体７０
を可動プレート５０に対して相対回転させると、一方の
スライダ５７がピン６０によって移動させられる。ま
た、ハンドリム組立体７０への回転力を除去すると、コ
イルバネ５６の弾性力によってスライダ５７がストッパ
５８に当接するまで移動し、図１に示すように、可動プ
レート５０に対する基準位置に弾性的に保持される。こ
のように、ハンドリム組立体７０に加える回転力に応じ
てコイルバネ５６が弾性変形し、ハンドリム組立体７０
が可動プレート５０に対して相対回転する。その回転角
度は以下に説明する信号処理装置によって検出される。
なお、図中符号７６はスポーク、７７はハンドリムであ
る。また、符号７８は柔軟性のあるキャップであり、こ
れを押圧することによりシャフト２３が図２において右
側へ移動し、前述のように、固定プレート３０を含む車
輪側全体を１つのユニットとしてフレーム１０から着脱
することができる。また、図２において符号１００は後
述するコントローラである。

【００２８】Ｂ．信号処理装置の構成 次に、実施例の信号伝達装置の構成を説明する。図２，
３および５において符号８０は差動回転トランス（信号
伝達手段）である。図７および８は差動回転トランス８
０の詳細を示す。これらの図に示すように、差動回転ト
ランス８０は、固定プレート３０に取り付けられたアウ
タートランス８１と、可動プレート５０に取り付けられ
たインナートランス８６とから構成されている。アウタ
ートランス８１は、リングを半割にした形状を有するコ
ア８２，８２の内周に２条の溝８３，８３を形成し、各
溝８３に１次コイル８４を巻回して構成されている。ま
た、インナートランス８６は、コア８７の外周に２条の
溝８８，８８を形成し、各溝８８に２次コイル８９を巻
回して構成されている。２次コイル８９の巻き数は、１
次コイル８４の巻き数よりも多く設定されている。ま
た、インナートランス８６のコア８７の内周には、軸線
方向に延在する断面半円形の溝９０が形成され、溝９０
には２次コイル８９の端部が通されてポテンシオメータ
７２に接続されている（図示略）。

【００２９】図９は実施例の制御ブロック図である。図
において符号１００はコントローラであり、制御部１０
１、パワー部１０２およびバッテリ１０３とを有してい
る。制御部１０１は、ポテンシオメータ７２のインピー
ダンスに基づいてＰＷＭ制御信号をパワー部１０２に出
力する。パワー部１０２は、トランジスタやＦＥＴ等の
スイッチング手段１０２ａを有しており、ＰＷＭ制御信
号に対応するデューティ比でスイッチング手段１０２ａ
を開閉する。これにより、ポテンシオメータ７２のイン
ピーダンスに対応する大きさの電流がバッテリ１０３か
らモータ３１へ供給される。

【００３０】以上は、車椅子の左側のフレーム１０に取
り付けられる左側固定駆動系Ｌの構成であるが、右側の
フレーム１０に取り付けられる右側固定駆動系Ｒもバッ
テリ１０３を有しない点を除いて同じ構成である。な
お、左側固定駆動系Ｌと右側固定駆動系Ｒとの接続はコ
ネクタＣ，Ｃによって行われ、両者を接続するワイヤハ
ーネス中には、モータ３１を駆動するための電流を右側
固定駆動系Ｒへ供給する配線と、左側の制御部１０１か
ら右側の制御部１０１へ制御用電流を供給する配線とが
含まれている。また、一方の固定駆動系（Ｌ，Ｒ）の制
御に異常が生じたときに他方の固定駆動系（Ｌ，Ｒ）へ
エラー信号を供給する配線も含まれ、これによって、い
ずれかに異常が生じたときに両固定駆動系の制御を停止
するようになっている。

【００３１】次に、図１０はポテンシオメータ７２〜制
御部１０１の回路を示すブロック図である。図に示すよ
うに、ＣＰＵ２００はトランジスタアンプ２０１に所定
周波数の矩形のパルス信号を出力し、トランジスタアン
プ２０１は、パルス信号を増幅してアウタートランス８
１の１次コイル８４，８４に周期的に変動する電圧Ｖ₁
を印加する。この場合の電圧波形は矩形波となる。ま
た、電圧波形は、一方の極性に励磁されるような波形と
され、たとえば、０Ｖと＋５Ｖ程度の２つの電位をとる
矩形波となる。

【００３２】１次コイル８４，８４に電圧Ｖ₁が印加さ
れることにより、２次コイル８９，８９に電圧Ｖ₁と同
じ周期で変動する電圧Ｖ₂が誘起される。ポテンシオメ
ータ７２の回路は、２次コイル８９，８９と直列に接続
された抵抗Ｒ₁，Ｒ₂および可変抵抗Ｒ₃を有している。
また、可変抵抗Ｒ₃には、２次コイル８９，８９の中間
部と接続された接触子７２ｂが接触しており、この接触
子７２ｂの接触部分は、ポテンシオメータ７２の入力軸
７２ａの回転に伴って可変抵抗Ｒ₃に沿って移動する。
これにより、差動回転トランス８０には、接触子７２ｂ
を境にして図１０中上側の第１チャンネルＣＨ₁と、下
側の第２チャンネルＣＨ₂が構成されている。

【００３３】次に、１次コイル８４，８４の電源側と反
対側の端部はそれぞれ抵抗Ｒを介してプルダウンされ、
差動増幅回路２０２によって各端部の電位Ｖ_a，Ｖ_bの差
に比例する信号として出力される。この出力信号は、サ
ンプルホールド回路２０３によって所定の周期でサンプ
リングされ、かつ、その周期の間保持される。なお、サ
ンプルホールド回路２０３は、ＣＰＵ２００から出力さ
れるクロックに従ってサンプリングを行う。次に、サン
プルホールド回路２０３によって保持された信号は、ロ
ーパスフィルター２０４に出力されて平滑化され、イン
ターフェース２０５によってデジタル信号に変換された
後にＣＰＵ２００に出力される。ＣＰＵ２００は、入力
された信号に基づいてパワー部１０２にＰＷＭ制御信号
を出力し、これにより、ハンドリム組立体７０に加えら
れる回転力に対応した補助トルクがモータ３１から出力
される。

【００３４】（２）実施例の動作 ハンドリム７７を手で回すことにより、その回転力がコ
イルバネ５６，…を介して可動プレート５０に伝達さ
れ、動輪２１が回転する。同時に、ハンドリム組立体７
０と可動プレート５０との相対角度位置が変化し、ポテ
ンシオメータ７２の入力軸７２ａが回転して接触子７２
ｂが移動する。このとき、トランジスタアンプ２０１か
ら図１１（Ａ）に示すような矩形波を有する周期的電圧
Ｖ₁が１次コイル８４，８４に印加されると、１次コイ
ル８４，８４のインピーダンスの差により流れる電流の
大きさに差が生じ、プルダウンの点における電位はそれ
ぞれＶ_a，Ｖ_bとなる。

【００３５】ここで、可変抵抗Ｒ₃のうち接触子７２ｂ
との接点よりも図中上側（チャンネルＣＨ₁側）の部分
の抵抗をＲ_3a、下側の部分の抵抗をＲ_3bとする。また、
チャンネルＣＨ₁側の１次コイル８４を流れる電流ｉ
₁は、磁界を形成するための励磁成分ｉ₁₁と抵抗Ｒに対
して供給される負荷成分ｉ₁₂とからなり、チャンネルＣ
Ｈ₂側の１次コイル８４を流れる電流ｉ₂は、励磁成分ｉ
₂₁と負荷成分ｉ₂₂とからなるものとする。今、ポテンシ
オメータ７２の接触子７２ｂが移動して抵抗Ｒ_3aが大き
くなったとする。この場合、チャンネルＣＨ₁側の２次
コイル８９の負荷が大きくなり、電磁的に結合された１
次コイル８４を流れる電流ｉ₁の負荷成分ｉ_{1 2}が小さく
なる。これにより、チャンネルＣＨ₁側の１次コイル８
４を流れる電流ｉ₁が小さくなり、電流ｉ₁に比例する電
位Ｖ_aは低くなる。逆に、抵抗Ｒ_3bが大きければチャン
ネルＣＨ₂側の負荷が大きくなり、チャンネルＣＨ₂側を
流れる電流ｉ₂の負荷成分ｉ₂₂が小さくなる。これによ
り、チャンネルＣＨ₂側の１次コイル８４を流れる電流
ｉ₂が小さくなり、電流ｉ₂に比例する電位Ｖ_bは低くな
る。

【００３６】ここで、Ｖ_a＝Ｒ（ｉ₁₁＋ｉ₁₂）、Ｖ_b＝Ｒ
（ｉ₂₁＋ｉ₂₂）とすると、 Ｖ_a−Ｖ_b＝Ｒ（ｉ₁₁＋ｉ₁₂−ｉ₂₁−ｉ₂₂） となるが、励磁成分ｉ₁₁，ｉ₂₁は抵抗Ｒ_3a，Ｒ_3bが変化
しても影響を受けずしかも互いに等しいから、上記式の
右辺はＲ（ｉ₁₂−ｉ₂₂）となり、これはＲ_3aをパラメー
タとする簡単な関数で表すことができる。よって、差動
増幅回路２０２、サンプルホールド回路２０３およびロ
ーパスフィルタ２０４等を介してＣＰＵ２００に出力さ
れる信号は、Ｒ_3aの関数となり、ＣＰＵ２００は入力さ
れた信号からポテンシオメータ７２の入力軸７２ａの回
転角度、つまり、ハンドリム７７に加えられた回転力を
認識する。そして、回転力に対応した補助トルクをモー
タ３１から出力して動輪２１に伝える。

【００３７】上記構成の信号処理装置においては、ポテ
ンシオメータ７２の可変抵抗Ｒ₃の抵抗（インピーダン
ス）Ｒ_3aが変化することにより、電位Ｖ_a，Ｖ_bの差に変
化が生じ、この変化を抵抗Ｒ_3aの変化として検出するか
ら、非接触でありながらポテンシオメータ７２の出力信
号を検出してモータ３１の制御を行うことができる。よ
って、スリップリングを用いた従来の技術のように、部
材の回転に伴う摩擦抵抗や磨耗といった問題が生じな
い。

【００３８】特に、上記実施例では、アウタートランス
８１およびコントローラ１００を固定プレート３０に設
けているので、回転する可動プレート５０に設ける部品
はインナートランス８６とポテンシオメータ７２のみで
よい。よって、構成を大幅に簡略化することができる。
また、アウタートランス８１およびインナートランス８
６が内外周の位置に配置されているから、両者の中心軸
が多少ずれていても伝達される信号の変化が少ない。さ
らに、アウタートランス８１のコア８２が円周方向にお
いて複数に分割されているので、予め巻回形成したコイ
ルをコア８２の溝８３に嵌合させてアウタートランス８
１を製造することができる。よって、アウタートランス
８１の製造が簡単で製造コストを低減することができ
る。加えて、アウタートランス８１のコア８２が円周方
向において分割されているため、分割部分に磁気抵抗の
大きな部分が生じるが、その部分は全周のほんの一部で
あるから、磁路の形成に対する影響が少なく感度を維持
することができる。さらに、２次コイル８９の巻き数が
１次コイル８４の巻き数よりも多く設定されているか
ら、ポテンシオメータ７２の出力信号の検出感度を向上
させることができる。

【００３９】加えて、上記実施例では、交流電圧波形を
矩形としているので、デジタル処理が容易で波形の形成
を簡単に行うことができる。また、矩形波は高い周波数
成分を有するため、電磁誘導が高い周波数で行われ、こ
れにより、少ない励磁電流で２次コイル８９に電圧を励
起することができる。また、印加する周期的な電圧波形
を一方の極性に励磁されるような波形としているから、
他方の極性に励磁するための電源を要しない。さらに、
上記実施例では、２つの電位Ｖ_a，Ｖ_bの差をポテンシオ
メータ７２の抵抗の変化として検出するから、出力され
る信号に温度や湿度の変化あるいは組立誤差等によって
ばらつきが生じても、そのばらつきが差し引きされて消
去される。よって、環境の変化等による検出誤差を少な
くすることができる。

【００４０】（３）変更例 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下の
ように種々の変更が可能である。 トランジスタアンプ２０１から印加する周期的電圧波
形は、図１１（Ｃ）に示すように、間欠的にパルスが立
ち上がるようにすることができる。このような波形とす
ることにより、電力消費量や回路の負担を低減すること
ができるのは勿論のこと、１次コイル８４に供給する電
流が少ないから、磁性材料で構成された各種部品の磁化
を防止することができる。また、パルス数が少ない分１
つのパルスの電流値を高くすることができるので、２次
コイル８９の応答感度を高めることができる。 図１１（Ｂ）に示すように、交流電圧波形を両方の極
性に励磁されるような波形とすることもできる。 １次コイルおよび２次コイルのコアの端面にコイルを
埋め込み、それらの端面どうしを対向させて配置するこ
ともできる。この場合、予め巻回形成したコイルをコア
に埋め込むことによって１次、及び２次コイルを製造す
ることができ、製造が簡単である。 １次コイルおよび２次コイルを１個づつ設けることも
できる。 印加する周期的電圧を正弦波にすることもできる。 上記のような車椅子の制御に限らず、あらゆる種類の
装置に適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
非接触でありながら検出手段の出力信号を検出すること
ができ、よって、スリップリングを用いた従来の技術の
ように、部材の回転に伴う摩擦抵抗や磨耗といった問題
が生じない（請求項１）。

【００４２】周期的信号を出力する構成とインピーダン
スの変化を検出する検出手段とを回転する第２の部材以
外に設けることができるから、第２の部材の構成を簡略
化することができる（請求項２）。また、１次コイルお
よび２次コイルが内外周の位置に配置されているから、
両者の中心軸が多少ずれていても伝達される信号の変化
が少ない（請求項３）。

【００４３】外周側に配置されたもののコアが円周方向
において複数に分割されているので、コアの内周側にコ
イルを設ける場合にその作業が容易になる（請求項
４）。また、１次コイルと２次コイルが回転中心の軸線
方向において相対向するように配置されているから、コ
イルを互いの対向面に配置することができ、よって、予
め巻回形成したコイルをコアに埋め込むことによって１
次、及び２次コイルを製造することができ、製造が簡単
である（請求項５）。さらに、２つの１次コイルにより
インピーダンスの差を検出するから、検出した信号に温
度や湿度の変化あるいは組立誤差等によってばらつきが
生じても、そのばらつきが差し引きされて消去される
（請求項６）。ＣＰＵに励磁電流の供給と信号の読取と
を行うので、制御装置が簡略化され（請求項７）、電源
が１種類で済むため構成が簡略化される（請求項８）。
さらに、励磁電流を間欠的に供給するので、消費電力が
少なくて済むとともに、供給する電流が少ないから磁性
材料で構成された各種部品の磁化を防止することがで
き、さらに、１つのパルスの電流値を高くすることがで
きるので、２次コイルの応答感度を高めることができる
（請求項９）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例が適用された車椅子用補助
動輪を示す正面図である。

【図２】 本発明の一実施例が適用された車椅子用補助
動輪を示す側断面図である。

【図３】 図６におけるIII−III線断面図である。

【図４】 図６におけるIV−IV線断面図である。

【図５】 図６において固定プレート３０を外した状態
を示す一部破砕平断面図である。

【図６】 図２における矢印VI矢視である。

【図７】 差動回転トランスを示す平面図である。

【図８】 図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】 車椅子用補助動輪の制御ブロック図である。

【図１０】 本発明の信号処理装置の制御ブロック図で
ある。

【図１１】 交流電圧波形の種々の例を示す図である。

【符号の説明】

３０ 固定プレート（第１の部材） ５０ 可動プレート（第２の部材） ７２ ポテンシオメータ（電気的負荷手段） ８０ 差動回転トランス（信号伝達手段） ８４ １次コイル ８９ ２次コイル ２０２ 差動増幅回路（検出手段）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的信号を発生する装置を内部又は外
   部に備えた第１の部材と、 この第１の部材に対して離間して相対的に回転する第２
   の部材と、 上記周期的信号を上記第１の部材に伝達することにより
   上記第２の部材に電圧を誘起させる信号伝達手段と、 上記第２の部材に設けられて同第２の部材のインピーダ
   ンスを変化させる電気的負荷手段と、 上記インピーダンスの変化を検出する検出手段とを備え
   たことを特徴とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 上記信号伝達手段は、上記第１の部材に
   設けられた１次コイルと、上記第２の部材に設けられた
   ２次コイルとを有するトランスであり、上記１次コイル
   におけるインピーダンスを観測することにより上記第２
   の部材における電気的負荷の状態を検出することを特徴
   とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 【請求項３】 上記１次コイルは、上記２次コイルの回
   転中心の半径方向において２次コイルの外周側又は内周
   側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の
   信号処理装置。
4. 【請求項４】 上記１次コイルと上記２次コイルのうち
   上記外周側に配置されたものは、その円周方向において
   複数に分割されたコアを有することを特徴とする請求項
   ３に記載の信号処理装置。
5. 【請求項５】 上記１次コイルと上記２次コイルは、上
   記２次コイルの回転中心の軸線方向において相対向する
   ように配置されていることを特徴とする請求項２に記載
   の信号処理装置。
6. 【請求項６】 上記１次コイルおよび２次コイルはそれ
   ぞれ２個づつ設けられ、上記第２の部材における負荷の
   状態を上記２つの１次コイルにおけるインピーダンスの
   差として検出することを特徴とする請求項２ないし５の
   いずれかに記載の信号処理装置。
7. 【請求項７】 ＣＰＵによって上記１次コイルに励磁電
   流を供給し、上記１次コイルにおけるインピーダンスの
   観測を上記ＣＰＵによって行うことを特徴とする請求項
   ２ないし６のいずれかに記載の信号処理装置。
8. 【請求項８】 上記励磁電流は、正負いずれか一方の極
   性を有することを特徴とする請求項７に記載の信号処理
   装置。
9. 【請求項９】 上記励磁電流の供給を間欠的に行うこと
   を特徴とする請求項７または８に記載の信号処理装置。