JPH06201311A - 位置検出センサの電力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置検出センサよりのＯＮ又はＯＦＦ信号を
位置検出センサより離間した位置にある制御装置に制御
信号をコードレスで伝達するために要する電力をコード
レスで供給する装置を得る。 【構成】 商用電源を直流にした後で、発振回路で発振
させた高周波電流を第一の電磁誘導素子に印加し、対向
して離れた位置にある位置検出センサに内蔵した第二の
電磁誘導素子に磁気的結合によって起電力を誘起させる
手段を有し、この起電力を電源として、位置検出センサ
部のＯＮ又はＯＦＦ信号を離れた制御装置にコードレス
で伝達する信号伝達装置を作動させる手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置検出センサよりの
電気的ＯＮ又はＯＦＦ情報を該位置検出センサより離間
した位置にある制御装置に制御信号をコードレスで伝達
するにために要する電力をコードレスで供給する装置に
関する。

【０００２】従来、位置検出センサより送出された電気
的ＯＮ又はＯＦＦ情報を制御装置に伝送するには有線で
行なわれているのが一般的であったが、当然断線のおそ
れがあり、特に位置検出センサの取り付け面がターレッ
ト等になっている場合はコードが捻じれてしまう不具合
があることから、最近は自由度の大きいコードレスで伝
送する手段が実用化されてきている。

【０００３】実用化されたコードレスで伝送する第一の
方法は、誘電カップリングを使用する方法で、制御装置
より交流電流を流した誘導コイルを、位置検出センサ本
体に設けた誘導コイルに近接させて起電力を与え、位置
検出センサのスイッチがＯＮ又はＯＦＦすることによる
誘導コイルのインダクタンスの変化により前記交流電流
が変化することを検知し、増幅して、制御装置を制御す
る方法である。

【０００４】更にコードレスで伝送する第二の方法とし
ては、位置検出センサの本体に赤外線投光部を設けて、
位置検出センサにより出力したＯＮ又はＯＦＦ信号を電
流に変換して前記投光部に入力して光信号を送出させる
ことにより、離れた距離に備えられた受光器で受光し、
再び電流信号に変換し、増幅して、制御装置に制御電流
を送る方法である。

【０００５】更にまたコードレスで伝送する第三の方法
としては、位置検出センサにより出力したＯＮ又はＯＦ
Ｆ信号を、例えばＦＭ変調した電波に変換して、位置検
出センサ本体に設けた発信アンテナより発射させること
により、離れた距離に備えた受信アンテナで受信し、そ
の電波を検波し、増幅して制御装置に制御電流を送る方
法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記コードレス伝送の
第一の方法は、位置検出センサ本体側には電源を必要と
しない利点があるが、位置検出センサ本体側の誘導コイ
ルと、制御装置側に備えた誘導コイルとの間隔が極めて
狭くて１ｍｍ程度しかとれず、鉄等の磁性体の切粉が対
向した誘導コイルのギャップにつまると、誘電率が変化
して、伝導作動に異状が発生するという問題点がある。

【０００７】上記のような問題点がなく、かつ、離れた
距離をコードレスで制御信号を伝送するには上記第二、
第三の方法によらなくてはならないが、上記第二の方法
は赤外線投光部を発光させるための、また、上記第三の
方法は電波を発射させるための電源を必要とする。この
ために、第二、第三の方法は電源として、コードを使用
しないで電力を供給するためには、位置検出センサに電
池を内蔵する必要があり、内蔵電池の寿命を検知し、そ
れを交換する作業はユーザにとって極めて面倒であると
いう間題点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るために、本発明の位置検出装置の電力伝達装置は、位
置検出センサのハウジングの外側より離間した位置に高
周波交流電源に接続した第一の電磁誘導素子を、上記ハ
ウジング部には上記第一の電磁誘導素子に対向した位置
に第二の電磁誘導素子を設けて、上記第一の電磁誘導素
子より上記第二の電磁誘導素子に起電力を誘起させ、上
記位置検出センサの開閉情報を上記ハウジング外部に伝
送する手段の電源とすることを特徴としたものである。

【０００９】また、位置検出センサのハウジングの外側
より離間した位置に高周波交流電源に接続した第一の電
磁誘導素子を、上記ハウジング部には上記第一の電磁誘
導素子に対向した位置に第二の電磁誘導素子を設けて、
上記第一の電磁誘導手段より上記第二の電磁誘導手段に
起電力を誘起させ、上記位置検出センサの開閉情報を上
記ハウジング外部に伝送する手段の電源としての充電電
池を充電することを特徴としたものである。

【００１０】また、上記第二の電磁誘電素子は上記ハウ
ジングの取り付け面側に設けられたことを特徴としたも
のである。

【００１１】また、第二の電磁誘導素子は上記位置検出
センサの開閉情報を電波として発信するアンテナとし
て、上記第一の電磁誘導素子は上記電波を受信するアン
テナとして共用することを特徴としたものである。

【００１２】

【作用】商用電源を直流にした後で、発振回路で発振さ
せた高周波電流を第一の電磁誘導素子に印加し、対向し
て離れた位置にある位置検出センサに内蔵した第二の電
磁誘導素子に磁気的結合によって起電力を誘起させる。
この起電力を電源として、位置検出センサ部のＯＮ又は
ＯＦＦ信号を離れた制御装置にコードレスで伝達する信
号伝達装置を作動させる。

【００１３】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１に示す構成図において（ｂ）は供電部の構成を示
し、１は商用電源、２は第一の整流回路、３は第一の平
滑回路、４は発振回路、５は第一の電磁誘導素子であ
り、（ａ）は位置検出センサ部の構成を示し、６は第二
の電磁誘導素子、７は第二の整流回路、８は第二の平滑
回路、９は定電圧回路、１０は位置検出センサのアクチ
ュエータ、１１は可動接点、１２は固定接点、１３は信
号伝達装置である。

【００１４】次に図１の動作を説明すると、商用電源１
は第一の整流回路２で整流され、更に第一の平滑回路３
で平滑されて直流となり発振回路４に供給される。発振
回路４は、たとえば数十ＫＨｚないし数百ＫＨｚの高周
波交流を発生し、その高周波交流は第一の電磁誘導素子
５、すなわち、図２（ａ）の正面断面図に示されるよう
なフェライト等の棒状磁性体よりなる第一のコアー２１
に導線を巻いた第一のコイル２２の両端に印加される。

【００１５】第一の誘導素子５に距離Ｌだけ離れた位置
に、第一の電磁誘導素子５と同様にフェライト等の棒状
磁性体よりなる第二のコアー２３に導線を巻いた第二の
コイル２４よりなる第二の電磁誘導素子６が距離Ｌだけ
離れて対向している。第一の電磁誘導素子５と第二の電
磁誘導素子６とは離間しているが磁気的には結合してお
り、電磁誘導の原理により第一の電磁誘導素子５の第一
のコイル２１に流れる交流電流によって、第二の電磁誘
導素子６の第二のコイル２４は交流の起電力が誘起され
る。

【００１６】上記のように第一の電磁誘導素子５と第二
の電磁誘導素子６とは、高周波特性の良いフェライト等
の磁性体を使用して高周波交流を印加しているので、通
常の商用交流に比して、はるかに電磁誘導効率が高く、
エヤーギャップＬが大きく（たとえば数ｃｍ）とれる。

【００１７】第二のコイル２４に誘起された交流の起電
力は第二の整流回路７で整流され、第二の平滑回路８で
平滑されて直流となる。９は定電圧回路であって、第一
の電磁誘電素子５と第二の電磁誘電素子６のエヤーギャ
ップＬが多少変化する場合でも一定電圧を維持出来るよ
うにしてある。

【００１８】１０はアクチュエータで、図には記さない
ワークやテーブルが紙面で右方に変位することにより、
共に右方に変位して可動接点１１が固定接点１２に接触
した瞬間に定電圧回路９から信号伝達装置１３に電圧が
印加されて（図３の説明に詳記されている）、たとえば
赤外線光又は電波を発して、離れた位置にある受光器又
はアンテナで受けて、制御信号発生装置にＯＮ信号を送
る。

【００１９】図２（ａ）は上記のように第一のコアー２
１及び第二のコアー２３としてフェライト等の棒状磁性
体を使用した例であるが、図２（ｂ）は第一のコアー２
５及び第二のコアー２７としてフェライト等のＥ形磁性
体を使用した例を示す。なお、上記棒形、Ｅ形の他にポ
ット形、］形のコアーにすることも当然可能である。

【００２０】図３は図１及び図２で記載した構成を装置
として組み込んだ実施例の正面断面図であって、（ａ）
は位置検出センサ部で、３１はハウジング、３２は測定
子で、ハウジング３１に固定した軸受３３に摺動自在に
軸受されている。３４はハウジング３１に固定されたス
イッチ本体で、その蓋３５には固定接点１２が設けら
れ、その中央部には固定接点１２に対向する可動接点１
１を備えた断面Ｔ形のアクチュエータ１０の軸受を形成
している。３６は測定子３２の右端に固定された作動
盤、３７は強い圧縮ばねで、作動盤３６を押すことによ
り、測定子３２が常時左方に押されるともに、アクチュ
エータ１０も押されて、スイッチばね３８の弱いばねに
抗してスイッチの可動接点１１を固定接点１２より離間
させている。なお、３９はハウジング３１に植えられた
作動盤３６の回り止めピンである。

【００２１】４０は図１の第二の整流回路７ないし定電
圧回路９の回路部品を取り付けるプリント基板ａで、図
には記さないビス等でハウジング３１に止められ、その
基板ａ４０には第二の電磁誘導素子６が取り付けられて
いる。

【００２２】ハウジング３１の右端部にはねじを設け
て、ナット４１により、例えば旋盤、マシニングセン
タ、専用機などのＮＣ機械の取り付け面４２に装着す
る。４３は磁力を通過する物質、例えばプラスチックの
ような材料よりなるカバーａで、ハウジング３１に気密
性を保つように取り付けられている。

【００２３】図３（ｂ）は供電部の正面断面図であっ
て、４４は供電部本体、４５は供電部本体４４に固定さ
れたプリント基板ｂで、そのプリント基板ｂ４５には図
１の第一の整流回路２ないし発振回路４の回路部品と第
一の電磁誘導素子５が取り付けられている。４６は磁気
を通過する物質、例えばプラスチックのような材料より
なるカバーｂで、供電部本体４４に気密性を保つように
取り付けられている。なお、４７は電源ケーブルであ
る。動作については、図１及び図２の説明と同様である
ので、省略する。

【００２４】図４は別実施例の構成図であって、図１に
対して、第二の平滑回路８の出力を定電流抵抗４８を経
て充電が可能な電池４９に充電するようにした点が異な
る。すなわち、商用電源１が供給され、かつ第一の電磁
誘導素子５が第二の電磁誘導素子６に対向していれば、
常時充電電池４７に充電するように構成されている。第
一の電磁誘導素子５と第２の電磁誘導素子６との対向し
ている時間が長くて、信号伝達装置１３の通電時間が短
く消費電力が電磁誘導電力に対して大きい場合に適して
いる。

【００２５】図５は更に別実施例の構成図であって、本
出願人による特願平４−３２９８３０の発明に図１に記
載された発明を加えた構成を示す。図１及び図２と異な
る部分のみ記すと、５１はトリーマコンデンサ、５２は
発振用トランジスター、５３は水晶発振子で、たとえば
４０ＭＨｚ等を使用する。５４は抵抗、５５はコンデン
サー、５６は第二のコイル２４上に数ターン巻いた送信
アンテナである。

【００２６】５７は第一のコイル２２上に数ターン巻い
た受信アンテナ、５８は超再生検波回路、５９は低周波
増幅回路、６０は整流回路、６１は直流増幅回路、６２
はスイッチング回路、６３は制御回路、６４はモータで
ある。

【００２７】次に簡単に動作を説明すると、図５（ａ）
の位置検出センサ部で、図には記さないワークやテーブ
ルが移動してアクチュエータ１０が紙面で右方に変位し
て可動接点１１が固定接点１２に接触した瞬間に、図１
及び図２の説明で詳記したように信号伝達装置として
の、発振回路（５１ないし５５）に電流が流れて送信ア
ンテナ５６より電波を発射する。

【００２８】送信アンテナ５６より発射された電波は対
向した図３（ｂ）供電・制御部の受信アンテナ５７で受
けられる。アンテナ出力は超再生検波回路５８で検波さ
れ、低周波増幅回路５９で低周波増幅した後で整流回路
６０で整流され、直流増幅回路６１で直流増幅した後ス
イッチング回路６２で制御回路６３を駆動するに十分な
電流を制御回路６３に出力し、制御回路６３は前記ワー
クやテーブルを駆動する例えばモータ６４の給電を断ち
ブレーキをかけてワークやテーブルを停止することによ
り寸法検出、位置決め等ができる。

【００２９】本実施例による発振回路へ供給電圧は３ボ
ルト、消費電流は４ミリアンペアー程度であるので、第
一の電磁誘導素子５と第二の電磁誘導素子６間の誘導電
力で賄えるので、位置検出センサがターレットになって
いて、位置検出時のみ第一の電磁誘導素子５と第二の電
磁誘導素子６とが対向する場合に好適である。

【００３０】図６及び図７は本発明の応用実施例を示
し、図６は第一の電磁誘導素子５と第二の電磁誘導素子
６により電磁誘導された電力によりＯＮ信号として、位
置検出センサ部６５の外側の赤外線発光素子６６を発光
させ、離れた受光器６７に伝送して制御部を制御する。
図７は第一の電磁誘導素子５と第二の電磁誘導素子６に
より電磁誘導された電力によりＯＮ信号として、位置検
出センサ部のハウジング７５の外側のアンテナ７６によ
りＦＭ変調した電波を発射して、離れた受信アンテナ７
７に送信して制御部を制御する。

【００３１】以上、スイッチは常時開接点として、検出
信号としてはＯＮ信号を送出するように説明したが、常
時閉接点とし、ＯＦＦ信号を送出するようにしても勿論
よい。その場合は、位置検出センサ内の信号伝達装置が
常時電力を消費するので、電磁誘導電力が常時供給され
ない場合や、位置検出センサ部の消費電力が電磁誘導電
力を上回る場合は、センサ部にスイッチング回路等を設
けて、スイッチがＯＮ信号を送出する前後にのみ電源を
投入する等の構成が必要である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明されたように構成し
たので、以下に記載されたような効果を有する。

【００３３】位置検出センサ部に電池を必要としない。
又は、コードレスで充電電池を充電しながら信号伝達装
置に電力を供給できるので、ユーザは電池寿命を検知
し、それを交換する作業が不要である。

【００３４】電磁誘導素子には高周波電流が印加される
ので、直流又は低周波交流のように電磁誘導素子に金属
の切削粉が付着することがない。

【００３５】位置検出センサの取り付け部側に電磁誘導
素子を設けたために、旋盤やマシンニングセンタ等の加
工側の裏側を利用しているので、供電部が加工の際に邪
魔にならない。

【００３６】第二の電磁誘導素子に送信アンテナを、第
一の電磁誘導素子に受信アンテナを兼ねさたために、部
品数が少なくなるとともに、省スペースとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の構成図である。

【図２】電磁誘導素子の正面断面図である。

【図３】図１及び図２の構成を装置として組み込んだ場
合の正面断面図である。

【図４】別の実施例の構成図である。

【図５】更に別の実施例の構成図である。

【図６】応用実施例の正面図である。

【図７】別の応用実施例の正面図である。

【符号の説明】

１ 商用電源 ４ 発振回路 ５ 第一の電磁誘導素子 ６ 第二の電磁誘導素子 １０ アクチュエータ １１ 可動接点 １２ 固定接点 １３ 信号伝達装置 ２１ 第一のコアー ２２ 第一のコイル ２３ 第二のコアー ２４ 第二のコイル ３１ ハウジング ３２ 測定子 ４９ 充電電池 ５６ 送信アンテナ ５７ 受信アンテナ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】第一の誘導素子５に距離Ｌだけ離れた位置
に、第一の電磁誘導素子５と同様にフェライト等の棒状
磁性体よりなる第二のコアー２３に導線を巻いた第二の
コイル２４よりなる第二の電磁誘導素子６が対向してい
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図４は別実施例の構成図であって、図１に
対して、第二の平滑回路８の出力を定電流抵抗４８を経
て充電が可能な充電電池４９に充電するようにした点が
異なる。すなわち、商用電源１が供給され、かつ第一の
電磁誘導素子５が第二の電磁誘導素子６に対向していれ
ば、常時充電電池４９に充電するように構成されてい
る。第一の電磁誘導素子５と第二の電磁誘導素子６との
対向している時間が長くて、信号伝達装置１３の通電時
間が短く消費電力が電磁誘導電力に対して大きい場合に
適している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】送信アンテナ５６より発射された電波は対
向した図５（ｂ）供電・制御部の受信アンテナ５７で受
けられる。アンテナ出力は超再生検波回路５８で検波さ
れ、低周波増幅回路５９で低周波増幅した後で整流回路
６０で整流され、直流増幅回路６１で直流増幅した後ス
イッチング回路６２で制御回路６３を駆動するに十分な
電流を制御回路６３に出力し、制御回路６３は前記ワー
クやテーブルを駆動する例えばモータ６４の給電を断ち
ブレーキをかけてワークやテーブルを停止することによ
り寸法検出、位置決め等ができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置検出センサのハウジングの外側より
   離間した位置に高周波交流電源に接続した第一の電磁誘
   導素子を、上記ハウジング部には上記第一の電磁誘導累
   子に対向した位置に第二の電磁誘導素子を設けて、上記
   第一の電磁誘導素子より上記第二の電磁誘導素子に起電
   力を誘起させ、上記位置検出センサの開閉情報を上記ハ
   ウジング外部に伝送する手段の電源とすることを特徴と
   する位置検出センサの電力伝達装置。
2. 【請求項２】 位置検出センサのハウジングの外側より
   離間した位置に高周波交流電源に接続した第一の電磁誘
   導素子を、上記ハウジング部には上記第一の電磁誘導素
   子に対向した位置に第二の電磁誘導素子を設けて、上記
   第一の電磁誘導手段より上記第二の電磁誘導手段に起電
   力を誘起させ、上記位置検出センサの開閉情報を上記ハ
   ウジング外部に伝送する手段の電源としての充電電池を
   充電することを特徴とする位置検出センサの電力伝達装
   置。
3. 【請求項３】 上記第二の電磁誘電累子は上記ハウジン
   グの取り付け面側に設けられたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の位置検出センサの電力伝達装置。
4. 【請求項４】 上記第二の電磁誘導素子は上記位置検出
   センサの開閉情報を電波として発信するアンテナとし
   て、上記第一の電磁誘導素子は上記電波を受信するアン
   テナとして共用することを特徴とする請求項１又は２記
   載の位置検出センサの電力伝達装置。