JPS62174603A - 磁気検出器 - 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、エレベータなど各種の搬送車を所定の位置に
高ネーｉ度で且つ滑らかに停！ヒさせるのに必要な位置
検出、又は無人搬送車の誘導などに用いる磁気検出器に
関するものである。

〔従来の技術〕

通電、搬送車の位置決め停止には、各種の近接スイッチ
を用い停止点及び停止前を検出して減速停止を行ってい
る。他の方法として、停止点に置かれた磁石板を検出し
′ζ停止点の前後におい°ζステップ状に変化する出力
を生ずる多重磁気検出スイッチを用いる方法が提案され
ている（特願昭５９−２４１７３８号参照）。

また、無人搬送車の誘導には、床に埋設した電線と車上
の検出コイルを使う電磁誘導方式と、床に貼った白いテ
ープを光センサで検出する光学方式とがある。他の方式
として、床上にベルト状のゴム磁石を貼り、ゴム磁イコ
の位置を上記の多重磁気検出スイッチで検出して舵取り
制御を行う磁気ガイド方式も試みられている（前記出願
参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

−に記の多重磁気検出スイッチは、制御電圧がステップ
状になるため連続的なサーボ制御にやや問題があり、３
００ミリに及ぶ広範囲をカバーするためには数十個の磁
気検出スイッチを要し、回路が複雑で高価になる欠点が
ある。

発磁体と磁気検出器を組合せて非接触式のポテンショメ
ータを作ることは既に行われているが、従来の方式では
、ポテンショメータの全変化域にわたって発磁体を設け
る必要があるばかりでなく、Ｆｉ、線的な出力を生ずる
ためには発磁体の磁気の強さを場所によって変える必要
があり、無人車の誘導等の検出器に通さない。

本発明は、変位方向となる発磁体の幅よりも広い変化域
にわたって直線的な出力電圧を生ずる位置決め用磁気検
出器を得ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するため、磁気によりイン
ダクタンスが変化する可飽和コイルを２個もしくは４個
又はそれ以上の偶数個を発磁体の幅にほぼ等しいか又は
それより大きい間隔で直線状に一列に配列し、これらの
各可飽和：ｌイルを２紺に分け各組において直列に接続
し、画周波発振器より抵抗を介して、画周波電圧を各組
の可飽和コイルに供給し、各抵抗に生ずる電圧をダイオ
ード等により整流し、出力電圧を差動的に取出すように
した。

〔作用〕

一列に並べた可飽和コイル（多ｌ！ｆ磁気センサ）に発
磁体が近接すると、コアが飽和してこれに接続されたダ
イオードの出力側の電圧が上昇する。

コイルの間隔を発磁体の幅以上に大きくとっであるので
、発磁体が各コイルの前を通る毎に山形のｅ１１圧を生
じ、第１の組のコイルからは（＋）の電圧、第２の組の
コイルからは（＝）の電圧が生じる。電Ｉモの大きさは
各コイルの巻数に関係し、山の出る位置はコイルの位置
で決まる。コイルの巻数と位置を適当に選ぶことにより
、広い範囲にわたり直線的な傾斜をもつ出力電）玉が得
られる。

〔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、ＬＬ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４は、多重磁気セ
ンサを構成する可飽和コイルでｌ形のパーマロイ・コア
に巻線が施し°ζあり、二ノアの厚さや形状により磁気
検出感度が変わる。本例では、向さ５ミリ幅４ミリ厚さ
０．０５ミリのパーマロイ・コアに２００回と１００回
巻線したものを使用した。１１図でＬｌ及びＬ２が２０
０回ＩＬ３及びし４が１００回巻線したものである。Ｏ
２０は商用波（例えば５０ｋｌｌ？）発振器で、そのパ
ルス幅は例えば１μｓである。Ｒ３は直列抵抗（例えば
３００Ω）。

Ｄｌ及びＤ２はダイオード、Ｒ１及びＲ２は出力抵抗、
Ｃ１，Ｃ２及びＣ〕は平滑容量１Ｍは発磁体である。

本実施例では、発磁体は幅（移動方向）Ｗが５０ミリ、
厚さが０．８ミリのゴム磁石を使用した。無人搬送車ガ
イドの場合は発磁体が長手方向に数十メートルに及ぶ良
いものになるが、実験では長さ１００ミリのものを用い
た。

第３図は、本発明の原理を示すため、第１し１において
Ｉ、３．Ｌ４のコイルを省きＬＬ　、　Ｌ２２（ｌ晶１
だけにし［，１とｌ、２の間隔ｌを６０．１００．１４
１１．１１（Ｏｉりに変化させたときの出力型Ｉ五曲線
図で、９．離体と検出器の磁気センサとの間隔を３０ミ
リ　（一定値）に保ら、発磁体Ｍをｌｌ’ｉｔｊ　Ｗ方
向に移動させたときの出力電圧を示すものである。

第３図によれば、間隔βが６０ミリの場合、出力電圧は
４０ミリの区間では直線的な傾斜で変化し、山と谷の間
隔は６０ミリで２に等しい。ｌが１００ミリの場合、７
０ミリの区間はほぼ直線的な傾斜となるが、中央部分に
僅かながら曲がりが認められる。

１＝１４０ミリ、１＝１８０ミリの場合、出力電圧は完
全に（＋）側の山と（−）側の山に分かれ、中央部分が
著しく非直線的である。ただし、これら山と山の間隔は
、どの場合も尼に等しい。

出力電圧の大きさは発磁体Ｍと検出器の磁気センサとの
間隔ｄの大きさに関係するが、実施例では出力電圧のピ
ーク値はｄ−３０ミリのとき±３Ｖであった。このとき
、発磁体ＭのＬＬ面で３０ミリ離れた場所の磁界は８ガ
ウスであった。これより、実施例の磁気検出器は非常に
Ｊｉ感度であることが分かる。

直線度ｉｖＪ域が発磁体Ｍの幅Ｗの１．５倍位までは、
Ｌｌ、Ｒ２の２　（１１，１の可飽和コイルを適当に配
置することで目的の磁気検出器が得られるが、それ以」
二広い範囲にわたり直線的な変化域を必要とするときは
、第１図に示すようにＬｔ、Ｒ２の間にＲ３゜■７４を
置き出力電圧曲線中央部の曲がりを補正する必要がある
。

第４図はその原理をボすもので、同図において、■１及
び■２は、第３図から流用したβ−１８０（７）曲線す
なわち１８０ミリの間隔に置いたＬｌ、Ｌ、２のコイル
に基づいて生ずる出力電圧を示ず。■３及び■、は、Ｌ
ｒ　、Ｒ２の間に９０ミリ間隔で置いた；２イルＬ３．
Ｒ４それぞれに基づいて住する電圧をボす。■、３１Ｌ
４の巻線は、出力電圧が半分になるように少なく巻いて
おく。”ｌ　＋　　Ｖ２　ｒ　　Ｖ３及び■→の各曲線
の電圧を市ね合わせた合成電圧曲線は、磁気検出器とし
ての出力電圧曲線となり、かなり広い範囲にわたって直
線状になる。

同様にして、可飽和コイルの数を増すことにより、一層
広い範囲にわたり直線的な出力電圧を生ずる磁気検出器
を得ることができる。

第２図は、第１図の回路のように［１，Ｒ２゜Ｒ３及び
Ｒ４４個のｒｉＪ飽和コイルを、中心から１４５ミリの
所にＲ３及び１，４．±９０ミリの所に１．ｓ及びＲ２
を置いたときの出力電圧をボず。このし１から、発磁体
Ｍと検出器の磁気センサとの間隔ｄが３０ミリ或いはそ
れ以１−であれば、　１５０ミリの範囲にわたり直線的
な変化を不ずことがわかる。！般送車が広い範囲にわた
り移動するとき、本発明の（ｄｉ磁気検出器検出できる
区間は限られた範υｌであるため、一般には、限られた
範囲で制御に必要なアナログ出力の外にこの制御できる
区間を不ずオン・オフの区間信号が必要になる。第２図
には、１１Ｑ送車にアナログ出力を生じる磁気検出器と
一緒に組込んだ磁気スイッチより生じた区間信号も併せ
°ζポしである。

第５図は、区間信号を発生する磁気スイッチ回路の例を
示す。同図において、Ｋｌ、に２．　　・・Ｋ６は、磁
気スイッチのセンサとなるｒＩＪ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
により磁気スイッチ感度が変わる。本例では、商さ５ミ
リ、幅４ミリ厚さ０．０３ミリのパーマロイ・コアに２
００回巻線したものを使用した。これは、第１図のＬｌ
、Ｒ２とほぼ同じで厚さだけが異なっている。ｏＳＣは
高周波（例えば５００ｋＨ２）発振器、Ｒ６は直列抵抗
、ＳＩ＋Ｓ２．　　・・、Ｓｓは磁気スイッチ、ＡＭＰ
はオアゲート付きの増幅器である。ｒＩＪ飽和コイルＫ
ｌ。

Ｋ２．　　・・Ｋ６は、この実施例では、アナＩ’：Ｉ
グ出力を出ず磁気検出器用の可飽和コイルＬ　１１　Ｌ
　２１Ｌ３及びＲ４と同一線上に配列し、Ｋｔ＋’Ｋｔ
＋・・Ｋ６相互の間隔はほぼ３０ミリとする。この間隔
は、）Ａ離体Ｍの幅（この場合５０ミ１月より狭く選ぶ
。

第６図（イ）は、磁気スイッチ８１〜８６個々の出力電
圧を示し、発磁体ＭがＦＩＪ飽和コイルに１の前面にき
たときＳｌがオンになり、Ｍが移動するにつれ力）１１
次Ｓ　２　＋　　・・、Ｓ６がオンになる。ＡＭＰは、
磁気スイッチ８１〜Ｓ６が動作する全区間にわたってオ
ンとなり、第６図（ロ）にボす如き区間信号を出力する
。１個のり飽和コイルを用いた磁気スイッチでは、発磁
体Ｍの磁界が及ぶ範囲でしか動作しないが、上述のよう
に多数の磁気スイッチを適当な間隔に並べ出力をオア回
路でまとめることにより、発磁体の幅より広い任意の範
囲で作動する区間検出回路が得られる。第５図に示した
例は、磁気スイッチを６個設け１８０ミリの区間で動作
するよう設計したものである。

〔使用例〕

次に、本発明の好適な用途について述べる。

第７図は、自動倉庫に使用されるスタッカークレーンの
制御に本発明を使用した例を示す平面図である。同図で
は、棚の一部に発磁体Ｍを取付けである。この発磁体は
、移動方向の幅５０ミリ長さ１００ミリ厚さ　１．６ミ
リのゴム磁イ１を用いた。レール上を移動する無人車に
は、発磁体Ｍに近接できる側面に本発明の磁気検出器を
取付けると共に検出器の前後に３００ミリ離れた位１カ
１に商感度の磁気近接スイッチＳ　Ｗ　Ｌ　、　　Ｓ　
Ｗ２を設けである。無人車が例えば図面の上からトの方
向に移りＪしてきたとき、まず磁気近接スイッチＳ　Ｗ
　Ｌが発磁体Ｍに懇してオンになり、停止のために減速
を始める。

約３００ミリ進行した所で検出器の区間信号がオンにな
り、無人車はアナログ制御により検出器出力が零になる
停止点に停止させられる。発磁体と１＊出器、ＳＷ工及
びＳＷ２との間隔はそれぞれ５０ミリで、これは無人車
の揺れがあっても動作に充分な間隔である。また、停止
のためにアナログ制御を行う区間が±９０ミリあるので
、連続的な減速で滑らかに１′７止させることができる
。

スタッカークレーンに限らず、エレベータや床」−を走
る無人搬送車等を定位置に停止させるサーボ制御に、本
発明による磁気検出器は極め°ζ有効である。

第８図は、本発明を無人搬送車の軌道制御に使用した例
をボす平向図である。同図は、床面に幅５０ミリ、厚さ
　０．８ミリのベルト状のゴム磁石を貼りつけ、この磁
気ベルトに沿っ°ζ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るが、図には軌
道位置検出用と停止制御用の検出器のめ示し°ζある。

軌道用の検出器は、床面から３０ミリ離して磁気ベルト
に直角方向に無人車に取付ける。無人車が正しく磁気ベ
ルト上にあれば、検出器のアナログ出力電圧は中心位置
の０電圧になり、車が右又は左に外れると、検出器は外
れ量に比例して（＋）又は（−）の電圧を生ずる。４食
出器のアナログ出力電圧を車の制御装置に供給し、サー
ボ制御により車を正しくす【辺上を移動させることがで
きる。

もし、なんらかの理由で車が＃Ｌ道から±９０ミリ以上
外れると、検出器に組込ｌξれ°ζいる区間検出回路の
区間１４号がオフになって警報を発する。

検出器及び区間検出回路は、共に口Ｊ飽和コイルを高周
波電圧で作動させているので、応答速度が早く最高応答
周波数は４　ｋ　ｌｌｚ以上である。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、次の如き社々の
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、
一種のスケール或いはポテンショメータとして一般的な
用途に使用できる。

口）磁気センサと発磁体の相対位置の変位に対し出力電
圧は完全に連続的で■つ時間の遅れが殆どないので、微
分回路を組合わせて速度検出器としても使用できる。

ハ）ｌ（ｌｉ感度のり飽和コイルを使用することにより
磁イ１と検出器の間隔を大きくしうるので、床面上に敷
かれたゴム磁石の帯に沿って無人車を誘導制御するため
の検出器として好適である。

二）床又は壁の停止位置を指示する位置に磁イ１を固定
しておくことにより、スタフカークレーン、エレベータ
、無人搬送車などの停止Ｉ−位置を制御することができ
る。

ホ）出力電圧信号の直線部分の長さを、制御目的に応じ
てＪＡ磁離体幅よりも十分大き（することができる。

へ）直線的に変化するアナログ出力電圧を出す磁気検出
器に制御１＋Ｊ能区間を限定する区間検出回路を一体的
に組合わせることにより、１駁送車が制御区間の中にあ
るか外にあるかを常に明確にすることができる。

ト）ｒｌ−！回路構成が簡単で且つ応答速度が速い。

【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
上記実施例の動作を示す出力電圧曲線図、第３図は本発
明の原理を丞す出力電圧曲線図、第４図は上記実施例の
動作を説明するための出力電圧曲線図、第５図は本発明
の他の実施例の要部を示す接続図、第（；図は第５図の
動作を示す波形図、第７図及び第８図は本発明の使用例
を示す略図である。 Ｍ・・・発磁体、Ｗ・・・発磁体の幅、１，１゜Ｌ２．
Ｌ３．Ｌ４　　・・・ｒ＋Ｊ飽和コイルＩＲ３”・抵抗
、Ｏ２０・・・同周波発振器、（Ｄｉ、Ｄ２、Ｒ１，Ｒ
２，ＣＬ、Ｃ２，Ｃ３）　　・・・差動出力取出し手段
。 第１図 第５図 オフ 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発磁体と、この発磁体の幅以上の間隔で直線上に配列し
   た偶数個の可飽和コイルと、これらの可飽和コイルを２
   組に分け各組の可飽和コイルにそれぞれ抵抗を介して高
   周波電圧を供給する発振器と、上記各抵抗に生じる電圧
   を整流して差動的に取出す手段とを具え、発磁体がその
   幅より広い区間にわたり相対的に変位したとき直線的な
   出力電圧を生ずることを特徴とする磁気検出器。