JPS605641Y2 - 非接触パルス発生器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気的パルス発生器に関するもので、特にシャ
フトの位置に関連した出力パルスを与えるホール効果デ
バイス（または、磁気抵抗効果素子）を使用した電気的
な非接触パルス発生器に関する。

電気的パルス発生器は機械的な機能を開始させたり、ま
たは終了させたりする電気機械的制御方式によく使用さ
れる。

しばしば、回転シャフトはある決められた固有周期にそ
の機能を行なうために制御機構に同期されなければなら
ない場合が生じる。

回転シャフトの位置を感知するための機械的な位置感知
器はその可動部品がいつも可動しているため摩耗するの
で疲労しがちである。

光線や光電感知器を使用１．ている固定感知装置は繊維
のクズが存在する大気中では完全には満足できるもので
はない。

なぜなら空気中にある繊維のクズやほこりが感知器をに
ぶ（させ感知器の感度と正確さを減じ、のためひんばん
な保守が要求されるからである。

この同期化のために回転シャフトに使用されている他の
公知の位置感知装置は、電磁石の感知器と共働する回転
シャフトに固定されているか、または結合されている永
久磁石を含んでいる。

この電磁石感知器は電磁石のコアにある隙間を永久磁石
が通過するたびに電気的パルスを与える。

この技術分野で公知の他のパルス発生器は、回転する永
久磁石と静止したホール効果デバイスを用い、磁石が近
接するたびにホール効果デバイスがそれを感知して電気
的パルスを与えるものである。

回転シャフトと共働するさらに他の感知装置は空隙があ
るコアを有する電磁石を使用している。

その中に開孔部をもつ磁束を伝導しない材料の円盤が、
普通シャフトに固定されるか結合されて電磁石の空隙に
おかれている。

円盤における磁束非伝導性の部分が電磁石の空隙間にあ
るときには、磁束線は絶たれ電磁石のインダクタンスは
減少する。

円盤の開孔部が電磁石の空隙中にあるように円盤が回転
するとき、電磁石のインダクタンスは増加する。

電磁石の状態のこの変化は直接、または間接に使用でき
る。

例えば発振器の帰還を制御しそれによりシャフトの位置
に関係する出力を生ずる。

更に、ホール効果デバイスに近いシャフトに固定されて
いるラセン状永久磁石は公知である。

シャフトが回転することにより、磁石が固定されている
シャフトの位置に関連してボール効果デバイスの出力や
状態が変化する。

一般に、先行技術による装置では永久磁石装置は回転シ
ャフトに固定され磁石の磁束線が感知器の状態に変化を
もたらすように遮断されることが要求される。

我々が知っているこの種パルス発生器は、いずれも回転
部材のシャフト位置に応答する信号を与えるものではあ
るが、これらの先行技術の方式には、我々の知る限り、
接近して配置された固定の永久磁石と固定のホール効果
デバイスとを使用して、回転部材の個々の位置に応答す
る信号パルスを与える方式のものはない。

本考案の原理を用いた非接触パルス発生器は、同転シャ
フトの個々の位置に応答する回期化されたパルスを与え
ることで先行技術の短所を克服している。

本考案の発生器は信頼性が高く本質的に保守は不用であ
りほこりや繊維クズの多く集まっている空気中でも使用
可能である。

本考案の原理に従う非接触パルス発生器は取付台とその
取付台に固定された磁束発生装置と、この磁束発生装置
と前らって定められた関係で上記取付台に支えられでい
るホール効果デバイスであって、磁束密度のレベルに依
存する少くとも２つの状態をもつホール効果デバ２イス
と、上記取付台の適切に軸受けされるよ・うにした回転
シャフトと、そ１．てこの回転シャフトに固定され、か
つ、予め選択された回転シャフトの角度位置に従いホー
ル効果デバイスに印加される磁束発生手段による磁束の
密度を変化させるために、ホール効果デバイスと共働す
る形状が変化した外周面の輪郭をもち、磁束密度に影響
を及ばず例えば半円形のカムとを含んでいる。

本考案の非接触型の電気的パルス発生器１０の好適実施
例の拡大斜視図である第１図を特に参照〔７ながら説明
する。

パルス発生器１０はシャフト１４に固定されていてねじ
１６によりそのシャフトに留められている半円形カム１
２を含む。

カム１２は段階的に変形した外周面の輪郭１８を有して
いる。

外周面の輪郭１８はホール効果デバイス２０と共働する
のに使用される。

本考案の好適実施例で使用されているホール効果デバイ
ス２０は、ハネウＩ／ｌ／ （Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）
ノマイクロスイッチ部門で作られた標準部品番号１ｓｓ
４である。

ホール効果感知素子に加えてホール効果デバイス中に含
まれているものは、しきい値検出回路であって、しきい
値検出回路は、磁束線の存在下においてホール効果感知
素子がその端子間に最小の電圧値を与えるとき、一定の
出力電圧を供給するものである。

以後ホール効果デバイスなる記載はホール効果感知素子
としきい値検出器とを含むことになる。

このようにホール効果デバイス２０は、デバイス２０の
表面２２の上述された部分に近い永久磁石のＳ極でもっ
てほぼ４ボルトの出力電圧を得る。

磁石を離すこと、すなわち表面２２の近くの磁束線を減
少させたりすることでほぼ０．３ボルトの低いレベルの
出力電圧が出る。

上述のホール効果デバイスは、端子２８を接地電位とし
て入力端子２８．３０間に直流＋５ボルトが与えられる
とき端子２４．２６間に前述の電位を得る。

本考案の好実施例においてはホール効果デバイスについ
て述べられてきたが、半円形状カム１２によって生ずる
２つの磁束レベルを区分ができるデバイスと同じように
、磁気抵抗効果のような固体現象でも働くことは注目さ
れよう。

ホール効果デバイスの全長を延ばしている永久磁石３２
の近くに粘着性材料によってホール効果デバイス２０が
固定されるのが好ましい。

永久磁石３２はそのＮ極がホール効果デバイス２０の近
くに、またそのＳ極が磁束を通す取付台３４の近くにな
るように極性づけられている。

回転シャフト１４に近いところにある本考案のパルス発
生器を利用する装置（図示しない）のどの部分にも取付
台を取付けられるように、２つの穴３６．３８が取付台
３４に設けられている。

取付台３４は、また取付台３４に直角で、ねじ４６によ
りシャフト１４に固定されている円形の円盤部材４４と
共働するのに使用される外向にのびた部分４０を有して
いる。

円盤部材４４は取付台３４、シャフト１４、カム１２の
材料と同様の磁束を通す材料からできている。

円盤部材４４は、それらの間の空隙を減少させ永久磁石
３２によって与えられる磁束線４８の流れを増加させる
ことに有利であるように取付台３４の外へ出た部分４０
に近くに位置している。

永久磁石３２から磁束線４８の通路が第２図に示れてい
る。

磁束線の通路は、カム１２と感知器２０との間の空隙が
最小のとき磁石３２から取付台３４を通り、端部４０、
円盤４４、シャフト１４、カム１２、感知器２０を通る
。

動作について説明すると、カムの外周面１８がホール効
果デバイス２０の表面２２上における磁束線を増強させ
、すなわち、集中させるたびに、電気的信号パルスが得
られる。

カム表面１８がホール感知デバイス２０の表面２２の近
くにあるかぎり、リード２４．２６間に得られる出力パ
ルスは保持される。

カム１２の形状を変えて、さらに追加の溝や段をそのカ
ムの中に含むようにすることによって、パルスの接続時
間や回転ごとのパルス数を変えることができる。

端子２４．２６から得られる電気パルス信号は、シャフ
ト１４の回転に同期したパルスを必要とする従来装置に
結合することができる。

第１図に示される位置においてカム１２の外周面１８と
ホール効果デバイス２０との間の空隙は最小である。

それゆえ電気出力信号は前述したように４ボルトであり
、シャフト１４が半回転するまでそのレベルを保持する
。

カム１２の段階的な外周面における下方の段部がホール
効果デバイス２０の表面２２に近づいたとき、磁束線は
ホール感知器を通過できないので消散し、その出力電圧
は減少し線２４．２６にほぼ０．３ボルトの出力が出る
。

以上に述べたように、本考案は種々の回転部材の個々の
シャフト位置に関連した電気的信号パルスを非接触的に
与えるものであり、この非接触パルス発生器は繊維クズ
やほこりの多い大気中で使用されるのに非常に適してお
り、また電気機械制御を回転シャフトに同期させるのに
使用できる。

さらに本考案により開示された非接触型パルス発生器は
、動作がきわめて安定で、その設備と保守のための手間
や費用などが最小ですみ、シャフト位置に関連した電気
信号を必要とするいかなる場合にも広く適用することが
できる、という数々の顕著な効果をもたらすものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構造を示すものであって、
本考案の原理に従って作られたパルス発生器の拡大され
た斜視図である。 第２図は、第１図のパルス発生器の側面図であって、特
に磁束線の通路を示すためのものである。 １０・・・・・・非接触パルス発生器の実施例の図、１
２・・・・・・カム、１４・・・・・・シャフト、１６
・・・・・・ネジ、１８・・・・・・カムの外周、２０
・・・・・・ホール効果デバイス、２２・・・・・・ホ
ール効果デバイスの表面、２４・・・・・・出力端子（
リード）、２６・・・・・・出力端子、２８・・・・・
・入力端子、３０・・・・・・入力端子、３２・・・・
・・永久磁石、３４・・・・・・取付台、３６・・・・
・・取付は用の穴、３８・・・・・・取付は用の穴、４
０・・・・・・取付台の一部分、４４・・・・・・円盤
、４６・・・・・・ネジ、４８・・・・・・磁束線の通
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 イ 磁束伝導性の取付台３４と、 口 磁束線を与えるために該取付台に付着された永久磁
   石装置３２と、 ハ 上記磁束線の通路内で該永久磁石装置に直接取り付
   けられ且つ磁束レベルによる少くとも２つの安定状態を
   有するホール効果感知器２０と、 二 前記取付台と間隔をへだてた関係で支承され、且つ
   上記取付台とともに上記磁束線の磁気通路を形成する磁
   束伝導性の回転軸装置１４と、 ホ 該回転軸装置の予め選択された角度位置に従って、
   前記ホール効果感知器に前記永久磁石装置によって与え
   られる磁束密度を変えるための磁束伝導性のカム装置１
   ２であって、該カム装置の周辺が上記磁束線の通路内に
   あって前記ホール効果感知器と対向するような配置で前
   記回転軸装置に支持され、且つ該カム装置は上記ホール
   効果感知器の１つの安定状態が得られるような大きい半
   径と、上記ホール効果感知器の他の安定状態が得られる
   ような小さい半径を有する段階状の外周面を有するもの
   、から成る非接触型の電気的パルス発生器であって、上
   記取付台は上記回転軸装置の方向に伸びている一端に一
   部を有し、該回転軸装置は上記磁束伝導性のカム装置に
   加えて、該回転軸装置上に支持され且つ外側に延びてい
   る取付台部分に最も近く重なるよう回転する環状の磁束
   導体円板４４を有し、上記取付台、円盤、回転軸装置及
   びカム装置によって磁束導体回路が得られることを特徴
   とする非接触型の電気的パルス発生器。