JPS583276B2 - カンシソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に相対的に運動する二つの素子間の異常状
態の存在を表示する装置に関し、特に前記二つの素子間
の状態を監視する装置に関する。

装置を安全作動状態に保つ為にいつでも可動部の状態が
把握されていなければならないという例が多くある。

装置は“フエールセーフ”でなければならず、監視され
る部分と監視装置の両方の状態を監視するようなもので
なければならない。

これが必要欠くべからざるものであるという一つの応用
例はコンベア装置にあり、コンベアベルトが切れたり裂
けたりした場合に装置の損傷が大きくなる前に停止する
ということが重要である。

もう一つの応用例として自動車のタイヤ圧を監視するも
のがあり、こゝでタイヤの一つ又はそれ以上のタイヤの
状態が異常か又は危険な状態であるということを運転者
に警告するようになされる。

この発明の他の種々な応用例が当業者には明らかになる
であろう。

しかしながら、簡単な為に上記の応用例に関してのみ述
べることにしよう。

可動の素子の状態を監視する為に用いられた従来の装置
は次のような欠点の一つ又はそれ以上の欠点について悩
みの種であった。

１）装置が複雑で生産するのに不経済である。

２）送信側と受信側の構成要素間に要求される相対的な
空間距離に限界があるので装置の塔載がはん雑になるよ
うな特定な応用例は容易に実効を果たせない。

３）監視される素子と監視する装置との両方の機能が不
完全であることを表示するという点に関して“フエール
セーフ”ではない。

４）周囲条件に影響を受けやすいので規則正しい保守が
必要である。

故に本発明の第一の目的は従来の装置が上記の様な或い
は他の欠点について最も悩んでいる監視装置にフエール
セーフ状態を供給することにある。

本発明の第一の目的、他の目的及び利点は次に述べる一
つの実施例で明らかになるであろう。

その実施例は可動部材上の状態感知装置、相対的に静止
している部材上にあり可動部材上で感知された状態を表
わす電気信号出力を供給する回路装置、及び可動部材上
で感知された状態を表わす警告信号を供給する静止部材
上の表示装置を有している。

本発明の特徴と利点は添付図面と次の説明からより良く
理解されるであろう。

第１図について説明すると、１０で示された検出回路は
入力インダクタンスコイルＬ１と出力インダクタンスコ
イルＬ２を有する増巾器を包含している。

検出回路１０の出力はダイオード１２を介して警告表示
回路１４へ結線されていて、相対運動する感知回路１６
を含む装置の増巾器構成により、感知回路１６の状態及
び検出回路１０の状態を表示するようになっている。

感知回路１６は、可動部の前以って設定した条件を感知
する働きをするスイッチ１８とインダクタンスコイルＬ
１とＬ２に対して相対運動して通過することによってイ
ンダクタンスコイルＬ１とＬ２の相互結合を強める誘導
ループＬ３とを包含する。

インダクタンスコイルＬ１とＬ２は、感知回路１６によ
る閉回路が存在しないときは増巾器の状態に影響を及ぼ
すには不十分な結合なので正常な結合がなされていない
と考えられる。

本発明では最良の動作状態として監視される部分に異常
がなければ感知回路１６は閉じたままに維持するように
している。

この場合に、インダクタンスコイルＬ１とＬ２は誘導ル
ープＬ３が近づいた時相互結合されることになり、検出
回路１０が結合されたインダクタンスコイルＬ１とＬ２
によって発生した信号で動作することとなる。

警告表示回路１４は、監視される部材と監視する装置の
正常及び異常の表示をする検出回路に結合されており、
監視装置は第２図を参照して更に詳しく説明される。

第２図について説明すると、検出回路１０はベース、エ
ミツタ及びコレクタを夫々有するＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ１とＱ２を包含している。

トランジスタＱ１のベースからのリード線２０は、イン
ダクタンスコイルＬ１とコンデンサＣ１を通して接地さ
れ、エミツタ２２は抵抗Ｒ２を通して接地されている。

Ｑ１のコレクタからのリード線２４はバイアス抵抗Ｒ４
を通して直流電源の陽極に結線されている。

トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１のコレクタリー
ド線２４へ結線されたベースのリード線２６をもってい
てエミツタのリード線２８は抵抗Ｒ３を通して接地され
ている。

トランジスタＱ２はインダクタンスコイルＬ２とコンデ
ンサＣ２からなるタンク回路を通してバツテリの陽極へ
結線されたコレクタのリード線３０をもっている。

この直流増巾器は入力点２０ａとトランジスタＱ２のエ
ミツタのリード線２８との結合点２８ａとの間に抵抗Ｒ
１が結線されていて、更にエミツタ抵抗Ｒ２とＲ３にて
電圧降下をもたらされ安定化される。

ベース、エミツタ及びコレクタを有するトランジスタＱ
３、Ｑ４及びＱ５を含む回路は増巾器の出力点３０へ結
線されている。

トランジスタＱ３はＰＮＰ型トランジスタであってその
ベースからのリード線３２はトランジスタＱ２のコレク
タのリード線３０へ結線されエミツタからのリード線３
４は、直流電源の陽極へ結線されている。

トランジスタＱ３のコレクタからのリード線３６は抵抗
Ｒ５とコンデンサＣ３から並列ＣＲ回路を介して接地さ
れていて更にはカップリングコンデンサＣ４を介してト
ランジスタＱ４のベースからのリード線３８へ結線され
ている。

トランジスタＱ４はコレクタのリード線４０が直流電源
の陽極へ結線され、エミツタ４２がコンデンサＣ５を介
して接地される謂ゆるエミツタ接地の形になっている。

トランジスタＱ５はベースのリード線４４がトランジス
タＱ４のエミツタからのリード線４２へ結線される謂ゆ
る電圧フオロワである。

トランジスタＱ５のコレクタからのリード線４６は直流
電源の陽極へ結線され、エミツタは抵抗Ｒ６と遠隔接地
の帰還回路を介して出力電流を供給する。

検出回路１０の出力は検出回路１０から離れた位置にあ
ることを表す為の第２図の破線で示したリード線５０を
通して警告表示回路１４へ与えられる。

警告表示回路１４は、ＮＰＮ型トランジスタＱ６、Ｑ７
及びＱ８を包含している。

抵抗Ｒ７を通る電流はダイオードＤ１を導通又は非導通
とする電圧レベルを警告表示回路の入力に確立する。

トランジスタＱ６は、抵抗Ｒ８とＲ９とダイオードＤ１
からなるベースバイアス回路へ結線されたベースのリー
ド線５２を有する。

トランジスタＱ６は、コレクタのリード線５４が直流電
源の陽極へ結線されていて適切にバイアスされている。

トランジスタＱ６とＱ７はダーリントン接続されていて
トランジスタＱ６のエミツタ５６がトランジスタＱ７の
ベース５８へ接続されている。

トランジスタＱ７のコレクタのリード線は表示ランプ６
２を介して直流電源の陽極へ接続されている。

トランジスタＱ８のベースからのリード線６４はトラン
ジスタＱ７のコレクタへ接続されていてコレクタからの
リード線６６は表示ランプ６８を介して直流電源の陽極
へ接続されている。

動作中、インダクタンスコイルＬ１とＬ２が可動部材に
取付けられている誘導ループＬ３と相対的位置関係にあ
るように検出回路１０が静止部に取付けられている。

第４ａ図に示された自動車のタイヤ圧力監視装置への本
発明の応用例について述べると、誘導ループＬ３を有す
る感知回路１６とスイッチ１８は自動車の各車輪へ取付
けられていてスイッチ１８は、正規のタイヤ圧Ｐによっ
て閉の位置を維持するような圧力スイッチである。

自動車のシャーシに取付けられインダクタンスコイルＬ
１とＬ２を有する検出回路１０は、回転する誘導ループ
Ｌ３と相対的位置関係に置かれ、車輪の各回転毎に誘導
ループＬ３が最も近づいた時にインダクタンスコイルＬ
１とＬ２の結合が増大して信号が発生しこの信号が運転
室に取付けられた警告回路１４ヘリード線５０を通って
送られ運転者に自動車の各タイヤの状態を知らせる。

第４ｂ図に示したようなコンベアベルト監視装置への本
発明の応用例について説明すると、誘導ループＬ３はベ
ルトの縦方向運動に対し直角にベルトの中へ巾一杯に埋
め込まれている。

この場合、スイッチ１８は必要ではなく、感知回路１６
を構成する誘導ループＬ３はベルトが正常の場合は閉回
路であって、ベルトの中に縦きずや破れが発生した時に
開回路になる。

多数の誘導ループＬ３がベルトの長さにそって規則正し
い間隔を置いてベルトの中に設置されているので連続す
る誘導ループＬ３が検出回路１０に接近する時間間隔は
検出回路１０の時定数よりも短かくなる。

これについては後に第２図と第３図を参照して更に詳細
に説明する。

更に、第４ｂ図に関して述べると、警告表示回路１４は
ベルトが破れるとコンベアを自動的に停止するオンオフ
制御器に接続されている。

鉱山作業に用いられるような非常に長いコンベアの場合
には、多数の検出回路１０がベルトの破れをいち早く検
知し得るようにベルトの長さにそって規則正しい間隔で
取付けられる。

更に、回路動作について第２図を参照して更に詳しく述
べると、トランジスタＱ１とＱ２は、抵抗Ｒ１を介して
の負帰還と抵抗Ｒ２とＲ３による電圧降下（負帰還）に
より直流安定化をはかりかつ交流の帰還がコンデンサＣ
１によって妨げられている直流増巾器に組込まれる。

この増巾器はまた増巾器を発信させるのに不十分な相互
結合をしている入力インダクタンスコイルＬ１と出力イ
ンダクタンスコイルＬ２とを備えている。

閉回路になっている誘導ループＬ３がインダクタンスコ
イルＬ１とＬ２に対し最も近く並んだ位置を通過する際
に、インダクタンスコイルＬ１とＬ２との結合は第３図
の波形Ａで示されるようにバースト的に発振が起こるよ
うな程度にまで増大する。

このバースト的な発振出力がリード線３２に出力されト
ランジスタＱ２が導通している間トランジスタＱ３が導
通しコンデンサＣ３が正に充電される。

コンデスサＣ３の放電は抵抗Ｒ５を通して起りバースト
信号の復調をフォローするのに十分な程ゆっくりと放電
する。

コンデンサＣ４は直流レベルは通さずに変調パルスを通
し、このパルスはトランジスタＱ４をバイアスしてパル
スとパルスの間の正のレベルを一定時間に維持する充電
コンデンサＣ５へ電流を流す。

回路中の点Ｂ，Ｃ及びＤ点での波形は第３図に示される
。

可動な感知回路１６の閉回路誘導ループＬ３が周期的に
インダクタンスコイルＬ１とＬ２を結合する間は変調パ
ルスはコンデンサＣ５を正の充電状態に維持すべく与え
られるということは上記の説明から明らかである。

コンデンサＣ５が充電されるとトランジスタＱ５は導通
状態になりダイオードＤ１は逆バイアスされる。

この状態ではトランジスタＱ６とＱ７は導通状態であり
、表示ランプ６２はオンである。

ランプ６２は小さな緑色のランプでありランプ６２がオ
ンの間は、運転者は監視部が正常に動作しているという
ことを教えられる。

しかしながら感知回路１６がベルトの異常状態によって
開回路になると、コンデンサＣ５の充電を保持するため
の変調パルスが与えられずトランジスタＱ５がオフにな
り、ダイオードＤ１は順バイアスされトランジスタＱ６
とＱ７は非導通状態に切り換わる。

この状態では、トランジスタＱ８は導通状態に切り換わ
り、ランプ６８はランプ６２が消えている間点灯してい
る。

ランプ６８は赤色ランプであり、可動部の異常状態を運
転者に警告するためのものであるが、或いは本発明を応
用する場合の必要に応じて視覚又は聴覚装置等の何れの
他形式のものであってもよい。

感知回路１６を開かせる異常状態が起るとコンデンサＣ
５は第３図のＤの波形によって示される予め定められた
限界電圧以下に放電し表示回路１４の状態を「正常状態
」から「異常状態」という表示へ切換えるということは
前述のことからも明らかである。

コンデンサＣ５を放電させるような検知回路１０の何等
かの機能不良或いはリード線５０の開回路があった場合
にも運転者に「異常状態」の表示をするということも明
らかになる。

この点で、本発明の装置は、監視される部材と監視する
回路の両方について正常及び異常動作状態両方の表示を
するので“フエールセーフ”と考えられる。

本発明の回路は印刷回路技術と封入技術によって小型化
が可能なので自動車や工業用コンベアへの応用のような
苛酷な環境に有用である。

これらの或いは他の応用例のどれを一つとっても、第２
図に示すように破線部で表わされた多数の入力を一個の
警報表示回路１４に供給し単一の警報表示回路１４で機
能が悪くなったという信号を与えるように使用すること
もできるが小型化された回路は非常に小さい空間で足り
るので何れの個数の警告表示回路１４でも感知回路１６
と検知回路１０と共に機能の悪いところをより特定して
つきとめる為に用いられ得る。

これは多数車輪の車輌の場合に適用し空気圧力が減少し
ている特定のタイヤを正確に指摘するのに有効であり、
或いは、非常に長いエンドレスのベルトコンベアの場合
に適用しベルトが破れたらいち早く停止する為にベルト
の長さ方向に沿って種々の位置にてベルトを監視するの
に有効である。

本発明の一つの代表的実施例を２つの特定の応用例に用
いるものとして示し述べてきたが、添付した特許請求の
範囲によって述べられている本発明の精神或いは範囲か
ら離れない範囲内で種々の変更や改良をすることは当業
者には容易なことである。

例えば、正常動作状態のもとて感知回路１６を開回路の
ままにしておくことが必要ならば装置はそのように働く
であろう。

このような状態においてはコンデンサＣ５が放電された
ままになり、必要なことは警告表示ランプ６２と６８を
入れかえることだけである。

異常状態が発生したとき警報回路１６を閉じ変調パルス
がＣ５を限界電圧以上に充電するように与えられ、警報
表示回路１４は正常時と反対の状態に切り換えられる。

このことは全て当業者の知識の中にあることであるので
、本発明の背景は添付した特許請求の範囲の背景によっ
てのみ制約されると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を図式で示したものである。 第２図は好適実施例の回路図である。第３図は第２図の
回路の各点での信号波形を示す。 第４ａ図は乗物のタイヤ圧力監視装置への本発明の応用
を示し、第４ｂ図はコンベアベルトの破れ監視装置への
本発明の応用を示す。 １０・・・・・・検出回路、１４・・・・・・警告表示
回路、１６・・・・・・感知回路、１８・・・・・・ス
イッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の部材であって第２の部材に近くありかつ第２
   の部材と相対的運動をする前記第１の部材の状態を監視
   する監視装置において、 （イ）第２の部材上の検出回路装置であって、入力イン
   ダクタンスコイル及び出力インダクタンスコイルを有す
   る増巾器であって入力インダクタンスコイルと出力イン
   ダクタンスコイルとは増幅器において正帰還を与えるに
   は不十分な相互結合がされている前記増巾器を備え、増
   巾器の入力インダクタンスコイルと出力インダクタンス
   コイルとの結合に応じて出力信号を供給する前記検出回
   路装置、 （ロ）第１の部材上の誘導的な感知回路装置であって、
   第１の部材の状態を監視し，第１の部材が正常状態にあ
   り閉回路とされている場合に増巾器の入力インダクタン
   スコイルと出力インダクタンスコイルとの間を周期的に
   結合する前記感知回路装置、及び （ハ）検出回路装置の出力信号に応じかつ該信号を受け
   る表示回路装置であって、検出回路装置から出力信号を
   受けている場合に正常状態の表示を供給し検出回路装置
   から出力信号を受けない場合に異常状態の表示を供給す
   る前記表示回路装置、 を有することを特徴とする監視装置。