JPS61226611A - 信号の伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえばエンコーグや近接スイッチなどに好
適に実施される信号の伝送方式に関する。

背景技術 典型的な先行技術は、産業用ロボットの作業端の各変位
量を検出するエンコーグである。エンコーグは作業端に
連動して角変位する遮光性のコード板を備え、このコー
ド板の周方向には光学的に読取り可能な各変位量に対応
した記録領域が形成されている。前記記＊ａ域に光を照
射し、この記録領域を通過した光または記録領域で反射
した光を受光素子で受光し、この受光素子からの出力に
基づいて各変位量を検出するようにしている。

発明が解決しようとする問題、α 上記先行技術では、発光素子を電力付勢するために電力
を供給するラインを必要とし、したがって配線の簡略化
が図られ、かつ電力消費の少ないエンコーグが望まれて
いる。

本発明の目的は、電力を供給するためのラインまたは電
源などを省略することができるようにした信号の伝送方
式を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、移動体に固定され、その移動体の移動方向に
交差する方向に磁化された永久磁石と、永久磁石と磁気
結合する固定位置に配ｌＩ！され、外部磁界の増減によ
って内部の磁束密度が急変する強磁性材料と、 強磁性材料に巻回される検出コイルと、検出コイルから
の出力によって発光する発光素子と、その発光素子から
の光を受光する受光素子とを有するホトカプラとを含み
、 ホトカプラからの出力を電流変化として伝送することを
特徴とする信号の伝送方式である。

作　　用 本発明に従えば、移動体に永久磁石が固定される。この
移動体の移動にともなう外部磁界の増減によって、強磁
性材料の内部の磁束密度が急変する。強磁性材料には検
出コイルが巻回されでおり、そのため、この検出コイル
には磁界の増減の際に高い誘起起電力が発生し、この検
出コイルの出力はホトカプラを介して電流変化として伝
送される。

これによって、移動体の移動位置を検出して伝送するこ
とが可能となる。したがって電力を供給するためのライ
ンまたは電源などを省略することがで島るようにした信
号の伝送方式が達成される。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の電気回路図である１回転
輸１には、直円柱状の回転部材２が同軸に固着される。

回転部材２は、非磁性材料、たとえばアルミニウムまた
はステンレス鋼から成る。

回転部材２の周壁には、周方向に等間隔をあけて永久磁
石３が固着されている。永久磁石３は長手−直線状に墓
び、この永久磁石３の艮手力向は回転部材２の回転軸線
と平行である。この永久磁石３は回転部材２の回転方向
４に直交する方向に磁化されており、しかもすべての永
久磁石３の磁化方向は同一である。すなわち永久磁石３
の上部側はＮ極に磁化され、下部側はＳ極に磁化されて
いる。この永久磁石３は固定位置に取付けられた検出ヘ
ッド５と磁気的に結合されている。

検出へラド５は、外部の磁界の増減によって内部の磁束
密度が急変する強磁性材料６と、この強磁性材料６に巻
回される検出コイル７と、リセット用永久磁石８とを含
む、永久磁石８の磁化方向は前記永久磁石３の磁化方向
とは逆であり、上部がＳ極に磁化され下部がＮ極に磁化
されている。

永久磁石３は永久磁石８よりも磁化力が強い６回転部材
２が回転することによって、強磁性材料６に加えられる
外部磁界が永久磁石３の磁界と永久磁石８による磁界の
影響によって、後述するように強磁性材料６の内部磁束
密度の大きなジャンプが生じ、このジャンプが発生した
ときには、検出コイル７には比較的高いインパルス状起
電圧が発生する。

検出コイル７の両端には、電流制限用抵抗Ｒ１と発光ダ
イオードＤとの直列回路が接続される。

検出コイル７からの出力電圧が１．５ｖ　以上であると
きには、発光ダイオードＤは発光し、この発光ダイオー
ドＤからの光りは受光素子としてのホトトランジスタＴ
によって受光される６発光ダイオードＤとホトトランジ
スタＴは、ホトカプラ９を構成する。ホトトランジスタ
Ｔのコレクタは、伝送ライン７１を介してバッフ７１０
の反転入力端子に接続される。バッフ７１０の出力側に
は伝送ライン！２が接続される。ホトトランジスタＴの
エミッタは、伝送ライン！３を介して接地される。伝送
ラインＪ？１には、抵抗Ｒ２を介して電源電圧＋Ｖｃｅ
が印加される。

第２図は、回転部材２に固着された一つの永久磁石３と
検出ヘッド５との関係を説明するための周方向展開図で
あり、１ｌＩｉ３図は強磁性材料６に加わる外部磁界の
変化と検出コイル７の出力との関係を説明するための図
である。強磁性材料６に加えられる外部磁界は、回転部
材２が回転方向４に回転することによって永久磁石３に
よる磁界６゜と永久磁石８による磁界６１の影響によっ
て、第３図（１）のように変化する。第３図（２）は横
比コイル５の出力を示し、１３図（３）は永久磁石３の
位置を示し、＃３図（４）はバッファ１０の出力を示す
。

第４図は、永久磁石３が強磁性材料６の近傍を通過する
際に生じる強磁性材料６の磁化の態様を示す断面図であ
る。強磁性材料６は、異なった保磁力を有するコア３１
ｍと、シェル３１ｂとを有する、ここでは、シェル３１
ｂの保磁力がコア３１ａの保磁力より強い材料を用いる
こととして説明する１強磁性材料６は永久磁石３が第２
図の位置Ｐ１にあるとき第３図（１）で示すように弱い
負の方向の磁界の影響をうけ、保磁力の小さいコア３１
ａは外部磁界７０の方向に磁化され、保磁力の大キいシ
ェル３１ｂは逆の方向に磁化されている。

したがって強磁性材料６は第４図（１）の状態にある。

永久磁石３が強磁性材料６の近傍の位置Ｐ２に達すると
、強磁性材料６に加わる外部磁界７０はコア３１ａの保
磁力より大きくなり、コア３１ａの磁化の方向が反転し
、第４図（２）の状態になる。永久磁石３が位置Ｐ３に
達すると再び外部磁界７０の方向が反転し、コア３１＆
の磁化の方向も反転し、第４図（３）の状態になる。

第５図は強磁性材料６の外部磁界が第３図（１）のよう
に変化したときのヒステリシスループである。第４図（
１）の状態から第４図（２）の状態に移るとき内部磁束
密度の大きなジャンプが生じ、第４図（２）の状態から
第４図（３）の状態に移るとき小さなジャンプが生じる
。＃Ｓ３図（２）に示すように検出コイル７には、前者
のジャンプのとき比較的高いインパルス状電圧が発生し
、後者のジャンプのとき小さな電圧が発生する。前者の
発生電圧の波高値はたとえば１．５〜２■　であり発光
ダイオードＤが点灯される。なお、その半値幅は約２０
μ秒であり、ＳＮ比が良好である。後者の発生電圧は、
前者の発生電圧とは方向が逆であり、しかも電圧値は十
分小さく発光ダイオードＤは消灯されたままである。

永久磁石３が回転方向４の逆方向に回転するときにも同
様に検出フィル７には同じ極性の大きなインパルス状電
圧が誘起される。

このように検出ヘッド５は永久磁石８、強磁性材料６お
よび検出コイル７から構成されているので、何等の電力
源を必要とすることなく永久磁石３の回転を確実に検出
することができる。

次に、検出コイル７にインパルス状誘起電圧が発生した
ときの検出フィル７の出力の伝送方式について説明する
。再び第３図を参照して、永久磁石３が位置Ｐ１にある
ときには、第３図（２）で示されるように検出コイル７
の出力はローレベルである。したがって発光ダイオード
Ｄは消灯したままである。そのためホトトランジスタＴ
は遮断されており、したがってバッファ１０の反転入力
端子はハイレベルであり、バッファ１０からの出力すな
わち伝送ライン！２に伝送される信号は第３図（４）で
示されるようにローレベルである。永久磁石３が回転し
て位ｆｉＰ２に達したときには、第３図（２）で示され
るように検出コイル７の出力はハイレベルとなり、これ
によって発光ダイオードＤは点灯し、ホトトランジスタ
Ｔが導通する。バッファ１０の反転入力端子はローレベ
ルとなり、バッファ１０からの出力に従って伝送ライン
１２の信号は第３図（４）で示されるようにハイレベル
となる。そして永久磁石３が位５！Ｐ２を通過すると検
出コイル７の出力はローレベルとなり、伝送ラインＪ！
２は再びローレベルとなる。このような一連の動作が回
転部材２の回転に伴なって各永久磁石３毎に繰返し行な
われて、伝送ライン！２に回転角度に対応したパルス数
を有する信号が導出される。こうして回転部材２の回転
角度を電源を用いることなく、また電力を供給するため
のラインを省略して確実に伝送することが可能となろ。

第６図は他の実施例の斜視図である。この実施例では、
リセット用永久磁石８は回転部材２側に固定されている
。しかも永久磁石８は複数個準備され、永久磁石３と交
互に配置される。このような構成によってもまた回転部
材２の回転位置を高精度に検出することができる。

効　　果 以上のように本発明によれば、外部磁界の増減によって
、磁化の強さが急速に変化する強磁性材料に検出コイル
を巻くことによって、この検出コイルには磁界の増減の
際に高い誘起起重力を得ることができ、この検出コイル
の出力をホトカプラを介して電流変化として伝送するよ
うにしたので、電力を供給するためのラインまたは電源
などを省略することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２図は回転
部材２を周方向に展開した状態を示す断面図、第３図は
強磁性材料６に加わる外部磁界の変化と検出コイル７の
出力との関係を説明するための図、第４図は強磁性材料
６の磁化の方向の変化を説明するための断面図、第５図
は強磁性材料６のヒステリシスループを示す図、第６図
は他の実施例の斜視図である。 １・・・回転軸、２・・・回転部材、３・・・永久磁石
、５・・・検出ヘッド、６・・・強磁性材料、７・・・
検出コイル、８・・・リセット用永久磁石、９・・・ホ
トカプラ、１０・・・バッファ、Ｄ・・・発光ダイオー
ド、Ｔ・・・ホトトランジスタ、！１〜ノ３・・−伝送
ライン代理人　　弁理士　西教　圭一部 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体に固定され、その移動体の移動方向に交差する方
   向に磁化された永久磁石と、 永久磁石と磁気結合する固定位置に配置され、外部磁界
   の増減によって内部の磁束密度が急変する強磁性材料と
   、 強磁性材料に巻回される検出コイルと、 検出コイルからの出力によって発光する発光素子と、そ
   の発光素子からの光を受光する受光素子とを有するホト
   カプラとを含み、 ホトカプラからの出力を電流変化として伝送することを
   特徴とする信号の伝送方式。