JPH08248332A - 光遮断装置 - Google Patents
光遮断装置Info
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- JPH08248332A JPH08248332A JP7081695A JP8169595A JPH08248332A JP H08248332 A JPH08248332 A JP H08248332A JP 7081695 A JP7081695 A JP 7081695A JP 8169595 A JP8169595 A JP 8169595A JP H08248332 A JPH08248332 A JP H08248332A
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- Japan
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- light
- incident light
- blocking device
- light blocking
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小形で熱損失が小さく、シャッタの移動距離
が大きく、入射光を遮断状態で止めることが可能な光遮
断装置を提供する。 【構成】 入射光Ｈ検出する光検出部５と、入射光Ｈを
遮断するシャッタ３と、シャッタ３を開閉駆動する駆動
部とを備えた光遮断装置において、駆動部は、シャッタ
３を収納する磁性体からなる中空箱形の収納体２０と、
収納体２０の中に収納され、シャッタ３の移動方向に沿
ってシャッタ３を案内するガイドレール７と、シャッタ
３の移動方向の両端面に空隙を介して対向する収納体２
０の内壁に固定された二つの永久磁石６Ａ，６Ｂと、一
方端がシャッタ３の中間部３４に対向し、かつ他方端が
収納体２０の内壁に固定された鉄心部８１に励磁コイル
８２を巻回して構成した電磁石８とを備えたものであ
る。
が大きく、入射光を遮断状態で止めることが可能な光遮
断装置を提供する。 【構成】 入射光Ｈ検出する光検出部５と、入射光Ｈを
遮断するシャッタ３と、シャッタ３を開閉駆動する駆動
部とを備えた光遮断装置において、駆動部は、シャッタ
３を収納する磁性体からなる中空箱形の収納体２０と、
収納体２０の中に収納され、シャッタ３の移動方向に沿
ってシャッタ３を案内するガイドレール７と、シャッタ
３の移動方向の両端面に空隙を介して対向する収納体２
０の内壁に固定された二つの永久磁石６Ａ，６Ｂと、一
方端がシャッタ３の中間部３４に対向し、かつ他方端が
収納体２０の内壁に固定された鉄心部８１に励磁コイル
８２を巻回して構成した電磁石８とを備えたものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意の時間周期で光を
遮断する装置に関する。
遮断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、任意の時間周期で光を遮断する装
置は、例えば図４に示すようになっている。図におい
て、１は入射光Ｈを発生する光源、２は架台、３は入射
光Ｈを遮断するシャッタ、３１はシャッタ３に設けたス
リット、４は一方端を架台２に固定し、他方端をシャッ
タ３に固定して、シャッタ３を開閉駆動する圧電バイモ
ルフ、５は入射光Ｈを検出する光検出部である。圧電バ
イモルフ４に電圧を印加していないときは、シャッタ３
は開いた状態となっており、光源１から発生した入射光
Ｈは、シャッタ３のスリット３１を通過し、光検出部５
で入射光Ｈを検出する。圧電バイモルフ４に電圧を印加
すると、圧電バイモルフ４が変位し、シャッタ３が閉じ
て入射光Ｈを遮断する。印加電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り
返し、入射光Ｈの遮断を周期的に行うようにしてある。
（例えば、文献：ＳＡＮＹＯ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ Ｒ
ＥＶＩＥＷ ＶＯＬ．２１Ｎｏ．２ ＪＵＮ．１９８
９）
置は、例えば図４に示すようになっている。図におい
て、１は入射光Ｈを発生する光源、２は架台、３は入射
光Ｈを遮断するシャッタ、３１はシャッタ３に設けたス
リット、４は一方端を架台２に固定し、他方端をシャッ
タ３に固定して、シャッタ３を開閉駆動する圧電バイモ
ルフ、５は入射光Ｈを検出する光検出部である。圧電バ
イモルフ４に電圧を印加していないときは、シャッタ３
は開いた状態となっており、光源１から発生した入射光
Ｈは、シャッタ３のスリット３１を通過し、光検出部５
で入射光Ｈを検出する。圧電バイモルフ４に電圧を印加
すると、圧電バイモルフ４が変位し、シャッタ３が閉じ
て入射光Ｈを遮断する。印加電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り
返し、入射光Ｈの遮断を周期的に行うようにしてある。
（例えば、文献：ＳＡＮＹＯ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ Ｒ
ＥＶＩＥＷ ＶＯＬ．２１Ｎｏ．２ ＪＵＮ．１９８
９）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、シャッタの駆動に圧電バイモルフを使用しているた
め、小さな量の入射光しか遮断できない。すなわち、圧
電バイモルフの長さを９ｍｍとすると、印加電圧Ｖに対
して２．４μｍ程度の変位量しか得られず、シャッタの
変位量が小さく、検出する光量も少ないため検出誤差が
大きいという問題があった。シャッタの変位量を大きく
するためには圧電バイモルフの長さを長くするか、圧電
バイモルフを共振周波数で動作させる方法が考えられ
る。しかし、圧電バイモルフの長さを長くすると、光遮
断装置の構造が大きくなるという問題があり、共振周波
数で動作させると、入射光を遮断した状態で止めておく
ことができないという問題があった。本発明は、小形で
熱損失が小さく、シャッタの移動距離が大きく、入射光
を遮断状態で止めることが可能な光遮断装置を提供する
ことを目的とするものである。
は、シャッタの駆動に圧電バイモルフを使用しているた
め、小さな量の入射光しか遮断できない。すなわち、圧
電バイモルフの長さを９ｍｍとすると、印加電圧Ｖに対
して２．４μｍ程度の変位量しか得られず、シャッタの
変位量が小さく、検出する光量も少ないため検出誤差が
大きいという問題があった。シャッタの変位量を大きく
するためには圧電バイモルフの長さを長くするか、圧電
バイモルフを共振周波数で動作させる方法が考えられ
る。しかし、圧電バイモルフの長さを長くすると、光遮
断装置の構造が大きくなるという問題があり、共振周波
数で動作させると、入射光を遮断した状態で止めておく
ことができないという問題があった。本発明は、小形で
熱損失が小さく、シャッタの移動距離が大きく、入射光
を遮断状態で止めることが可能な光遮断装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、入射光を検出する光検出部と、前記入射
光を通過させるスリットと前記入射光を遮断する光遮断
部とを有するシャッタと、前記シャッタを駆動する駆動
部とを備えた光遮断装置において、前記駆動部は、前記
シャッタを収納する磁性体からなる中空箱形の収納体
と、前記収納体の中に収納され、前記シャッタの移動方
向に沿って前記シャッタを案内するガイドレールと、前
記シャッタの移動方向の両端面に空隙を介して対向する
前記収納体の内壁に固定された二つの永久磁石と、一方
端が前記シャッタの中間部に対向し、他方端が前記収納
体の内壁に固定された鉄心部に励磁コイルを巻回して構
成した電磁石とを備えたものである。また、前記電磁石
の鉄心部に、前記シャッタの移動に応じて前記永久磁石
と前記励磁コイルとによって誘起される誘起電圧を検出
する検出コイルを設けたものである。
め、本発明は、入射光を検出する光検出部と、前記入射
光を通過させるスリットと前記入射光を遮断する光遮断
部とを有するシャッタと、前記シャッタを駆動する駆動
部とを備えた光遮断装置において、前記駆動部は、前記
シャッタを収納する磁性体からなる中空箱形の収納体
と、前記収納体の中に収納され、前記シャッタの移動方
向に沿って前記シャッタを案内するガイドレールと、前
記シャッタの移動方向の両端面に空隙を介して対向する
前記収納体の内壁に固定された二つの永久磁石と、一方
端が前記シャッタの中間部に対向し、他方端が前記収納
体の内壁に固定された鉄心部に励磁コイルを巻回して構
成した電磁石とを備えたものである。また、前記電磁石
の鉄心部に、前記シャッタの移動に応じて前記永久磁石
と前記励磁コイルとによって誘起される誘起電圧を検出
する検出コイルを設けたものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、一方端が前記シャッタの中間
部に対向し、他方端が前記収納体の内壁に固定された鉄
心部に励磁コイルを巻回して構成した電磁石とを備えて
あるので、一方の永久磁石によって生じる磁束は、シャ
ッタの一方の端面から中間部、鉄心部、収納体を通り、
一方の永久磁石に戻る磁気回路を通り、他方の永久磁石
によって生じる磁束は、シャッタの他方の端面から中間
部、鉄心部、収納体を通り他方の永久磁石に戻る磁気回
路を通る。電磁石によって生じる磁束は、前記二つの永
久磁石の磁束が通る二つの磁気回路を通る。最初、シャ
ッタを一方の永久磁石に吸引された状態とし、この時、
入射光がスリットを通過して光を検出しているとする。
この状態で励磁コイルに、一方の永久磁石による磁束と
逆方向に、すなわち、反対側の永久磁石による磁束と同
方向に磁束が発生するように、電流を流すと、他方の永
久磁石の通る磁気回路の磁束が増加し、シャッタは他方
の永久磁石側に移動する。その結果、入射光は遮断され
る。次に、励磁コイルに反対方向に電流を流すと、シャ
ッタの両端に働く磁気吸引力の大きさが反転し、シャッ
タが他方の永久磁石側から一方の永久磁石側に移動し、
光がシャッタのスリットを通り光検出部で光を検出す
る。電磁石の磁束とシャッタの移動方向の両側に取り付
けた永久磁石の磁束とが影響し合う範囲であれば、シャ
ッタは移動し得るので、圧電バイモルフのように変位量
が制限されることなく、シャッタの移動距離を大きくす
ることができる。また、前記電磁石の端面付近に設けた
誘起電圧を検出する検出コイルにより、シヤッタの移動
方向を検出することができるので、入射光の遮断の有無
を確認することができる。
部に対向し、他方端が前記収納体の内壁に固定された鉄
心部に励磁コイルを巻回して構成した電磁石とを備えて
あるので、一方の永久磁石によって生じる磁束は、シャ
ッタの一方の端面から中間部、鉄心部、収納体を通り、
一方の永久磁石に戻る磁気回路を通り、他方の永久磁石
によって生じる磁束は、シャッタの他方の端面から中間
部、鉄心部、収納体を通り他方の永久磁石に戻る磁気回
路を通る。電磁石によって生じる磁束は、前記二つの永
久磁石の磁束が通る二つの磁気回路を通る。最初、シャ
ッタを一方の永久磁石に吸引された状態とし、この時、
入射光がスリットを通過して光を検出しているとする。
この状態で励磁コイルに、一方の永久磁石による磁束と
逆方向に、すなわち、反対側の永久磁石による磁束と同
方向に磁束が発生するように、電流を流すと、他方の永
久磁石の通る磁気回路の磁束が増加し、シャッタは他方
の永久磁石側に移動する。その結果、入射光は遮断され
る。次に、励磁コイルに反対方向に電流を流すと、シャ
ッタの両端に働く磁気吸引力の大きさが反転し、シャッ
タが他方の永久磁石側から一方の永久磁石側に移動し、
光がシャッタのスリットを通り光検出部で光を検出す
る。電磁石の磁束とシャッタの移動方向の両側に取り付
けた永久磁石の磁束とが影響し合う範囲であれば、シャ
ッタは移動し得るので、圧電バイモルフのように変位量
が制限されることなく、シャッタの移動距離を大きくす
ることができる。また、前記電磁石の端面付近に設けた
誘起電圧を検出する検出コイルにより、シヤッタの移動
方向を検出することができるので、入射光の遮断の有無
を確認することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１（ａ）は本発明の第１の実施例を示す平面
図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面に沿う正断面図、（ｃ）はＣ−
Ｃ断面に沿う側断面図である。図において、１は入射光
を発生する光源、２０は磁性体からなる中空箱形状の収
納体で、上部に入射光Ｈを通過させる入射窓２０１を設
けてある。３は収納体２０の中に収納されて入射窓２０
１から入射された入射光Ｈを遮断するシャッタ、３１は
シャッタ３に設けたスリット、３２は入射光を遮断する
遮断部である。５はシャッタの下方に設けて、スリット
３１から入射された入射光Ｈを検出する光検出部で、シ
ャッタ３が初期状態の時、入射光Ｈを検出する位置に設
けてある。６Ａ，６Ｂはシャッタ３の移動方向の両端部
に設けた永久磁石で、それぞれシャッタ３の端面３３
Ａ，３３Ｂに対向するように収納体２０の内壁に固定し
てある。７はシャッタ３を摺動し得るように、かつ両側
面から抱きかかえるように支持するガイドレールで、シ
ャッタ３の摺動部には、例えばテフロンシートのような
摩擦係数の小さい潤滑層７１を形成してある。ガイドレ
ール７の一方の側面には、鉄心窓７２を設けてある。永
久磁石６Ａ，６Ｂの端面６１Ａ，６１Ｂにはシリコンゴ
ムなどの衝撃吸収材６２を取りつけてあり、シャッタ３
が端面６１Ａ，６１Ｂに吸引された時の衝撃を低減する
ようにしてある。８はシャッタ３を開閉駆動する電磁
石、８１は一方端を収納体２０の底部に固定し、他方端
をシャッタ３の中間部３４に対向するように、ガイドレ
ール７の鉄心窓７２に挿入してＬ字状に形成した電磁石
８の鉄心部、８２は電磁石８の励磁コイルである。励磁
コイル８２で発生した損失熱は鉄心８１、収納体２０を
介して外気に放散するようにしてある。９は鉄心部８１
に巻回された検出コイルで、シャッタ３が移動する際
に、励磁コイル８２と永久磁石６Ａ，６Ｂとによって生
じる鉄心部３の磁束の変化から誘起する電圧を検出する
ようにしてある。
する。図１（ａ）は本発明の第１の実施例を示す平面
図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面に沿う正断面図、（ｃ）はＣ−
Ｃ断面に沿う側断面図である。図において、１は入射光
を発生する光源、２０は磁性体からなる中空箱形状の収
納体で、上部に入射光Ｈを通過させる入射窓２０１を設
けてある。３は収納体２０の中に収納されて入射窓２０
１から入射された入射光Ｈを遮断するシャッタ、３１は
シャッタ３に設けたスリット、３２は入射光を遮断する
遮断部である。５はシャッタの下方に設けて、スリット
３１から入射された入射光Ｈを検出する光検出部で、シ
ャッタ３が初期状態の時、入射光Ｈを検出する位置に設
けてある。６Ａ，６Ｂはシャッタ３の移動方向の両端部
に設けた永久磁石で、それぞれシャッタ３の端面３３
Ａ，３３Ｂに対向するように収納体２０の内壁に固定し
てある。７はシャッタ３を摺動し得るように、かつ両側
面から抱きかかえるように支持するガイドレールで、シ
ャッタ３の摺動部には、例えばテフロンシートのような
摩擦係数の小さい潤滑層７１を形成してある。ガイドレ
ール７の一方の側面には、鉄心窓７２を設けてある。永
久磁石６Ａ，６Ｂの端面６１Ａ，６１Ｂにはシリコンゴ
ムなどの衝撃吸収材６２を取りつけてあり、シャッタ３
が端面６１Ａ，６１Ｂに吸引された時の衝撃を低減する
ようにしてある。８はシャッタ３を開閉駆動する電磁
石、８１は一方端を収納体２０の底部に固定し、他方端
をシャッタ３の中間部３４に対向するように、ガイドレ
ール７の鉄心窓７２に挿入してＬ字状に形成した電磁石
８の鉄心部、８２は電磁石８の励磁コイルである。励磁
コイル８２で発生した損失熱は鉄心８１、収納体２０を
介して外気に放散するようにしてある。９は鉄心部８１
に巻回された検出コイルで、シャッタ３が移動する際
に、励磁コイル８２と永久磁石６Ａ，６Ｂとによって生
じる鉄心部３の磁束の変化から誘起する電圧を検出する
ようにしてある。
【０００７】ここで、図２に示した収納体２０と永久磁
石６Ａ，６Ｂと電磁石８によって形成された磁気回路と
シャッタ３の動作を説明する。永久磁石６Ａによって生
じる磁束は、シャッタ３の端面３３Ａから中間部３４、
鉄心部８１、収納体２０を通り、永久磁石６Ａに戻る実
線で示した磁気回路を通り、永久磁石６Ｂによって生じ
る磁束は、シャッタ３の端面３３Ｂから中間部３４、鉄
心部８１、収納体２０を通り永久磁石６Ｂに戻る実線で
示した磁気回路を通る。電磁石８によって生じる磁束
は、二つの永久磁石６Ａ，６Ｂの磁束が通る破線で示し
た二つの磁気回路を通る。シャッタ３は両端面６１Ａ，
６１Ｂに働く磁気吸引力の差で動き、この磁気吸引力ｆ
は次の式（１）によって求められる。 ｆ＝（１／２μ0 ）（ＢL 2−ＢR 2）Ｓ ここで、μ0 は空気の透磁率、ＢL 、ＢR はそれぞれシ
ャッタ３の端面３１Ａ，３１Ｂの磁束密度、Ｓはシャッ
タ３の断面積である。磁束密度Ｂは永久磁石６Ａ，６Ｂ
による磁束密度Ｂmag と励磁コイル８２による磁束密度
Ｂcoilの和となる。シャッタ３が永久磁石３Ａ側にある
とき、シャッタ３の端面６１Ａ，６１Ｂの永久磁石６
Ａ，６Ｂによる磁束密度ＢAmag，ＢBmagは次の式
（２）、（３）で表される。 ＢAmag＝μ0 Ｈc Ｌm ／（Ｌm ＋Ｌd ） …（２） ＢBmag＝μ0 Ｈc Ｌm ／（Ｌm ＋Ｌd ＋Ｌg ） …（３） ここで、Ｈc は永久磁石の保磁力、Ｌm は永久磁石の厚
さ、Ｌd は衝撃吸収材６２の厚さ、Ｌg は空隙長さ（シ
ャッタ３の移動量）である。シャッタ３は、次の式
（４）で表される両側の永久磁石６Ａ，６Ｂの磁気吸引
力の差で永久磁石６Ａ側に保持されている。 ｆ＝（１／２μ0 ）（ＢAmag 2 −ＢBmag 2 ）Ｓ …（４）
石６Ａ，６Ｂと電磁石８によって形成された磁気回路と
シャッタ３の動作を説明する。永久磁石６Ａによって生
じる磁束は、シャッタ３の端面３３Ａから中間部３４、
鉄心部８１、収納体２０を通り、永久磁石６Ａに戻る実
線で示した磁気回路を通り、永久磁石６Ｂによって生じ
る磁束は、シャッタ３の端面３３Ｂから中間部３４、鉄
心部８１、収納体２０を通り永久磁石６Ｂに戻る実線で
示した磁気回路を通る。電磁石８によって生じる磁束
は、二つの永久磁石６Ａ，６Ｂの磁束が通る破線で示し
た二つの磁気回路を通る。シャッタ３は両端面６１Ａ，
６１Ｂに働く磁気吸引力の差で動き、この磁気吸引力ｆ
は次の式（１）によって求められる。 ｆ＝（１／２μ0 ）（ＢL 2−ＢR 2）Ｓ ここで、μ0 は空気の透磁率、ＢL 、ＢR はそれぞれシ
ャッタ３の端面３１Ａ，３１Ｂの磁束密度、Ｓはシャッ
タ３の断面積である。磁束密度Ｂは永久磁石６Ａ，６Ｂ
による磁束密度Ｂmag と励磁コイル８２による磁束密度
Ｂcoilの和となる。シャッタ３が永久磁石３Ａ側にある
とき、シャッタ３の端面６１Ａ，６１Ｂの永久磁石６
Ａ，６Ｂによる磁束密度ＢAmag，ＢBmagは次の式
（２）、（３）で表される。 ＢAmag＝μ0 Ｈc Ｌm ／（Ｌm ＋Ｌd ） …（２） ＢBmag＝μ0 Ｈc Ｌm ／（Ｌm ＋Ｌd ＋Ｌg ） …（３） ここで、Ｈc は永久磁石の保磁力、Ｌm は永久磁石の厚
さ、Ｌd は衝撃吸収材６２の厚さ、Ｌg は空隙長さ（シ
ャッタ３の移動量）である。シャッタ３は、次の式
（４）で表される両側の永久磁石６Ａ，６Ｂの磁気吸引
力の差で永久磁石６Ａ側に保持されている。 ｆ＝（１／２μ0 ）（ＢAmag 2 −ＢBmag 2 ）Ｓ …（４）
【０００８】この状態で永久磁石６Ａによる磁束と逆方
向に、すなわち、永久磁石６Ｂによる磁束と同方向に磁
束が発生するように、ターン数Ｎの励磁コイル８２に電
流Ｉを流すと、シャッタ３の両端の磁束密度ＢL 、ＢR
は、次の式（５）、（６）で表される。 ＢL ＝ＢAmag−ＢAcoil …（５） ＢR ＝ＢBmag＋ＢBcoil …（６） なお、シャッタ３の両端の励磁コイル８２による磁束密
度は、それぞれ次の式（７）、（８）で表される。 ＢAcoil ＝μ0 ・ＮＩ／（Ｌm ＋Ｌd ） …（７） ＢBcoil ＝μ0 ・ＮＩ／（Ｌm ＋Ｌd ＋Ｌg ） …（８） したがって、式（２）、（３）と式（７）、（８）か
ら、次の（９）式の関係となる電流を励磁コイル８２に
流せば、ＢL ＜ＢR となり、シャッタ３は永久磁石６Ｂ
側に移動し、永久磁石６Ｂによって保持される。 ＮＩ＞Ｈc Ｌm Ｌg ／（２Ｌm ＋２Ｌd ＋Ｌg ） …（９） 次に、シャッタを逆方向に移動させるには、励磁コイル
８２に逆方向の電流を流せばよく、今度は、ＢL ＞ＢR
となり、シャッタ３は永久磁石６Ａ側に移動する。この
ように、励磁コイルに電流を流し、両端の永久磁石によ
る磁束を増減させ、シャッタの両端に働く磁気吸引力の
大きさを反転させることにより、シャッタを移動させ、
光の遮断を行う。
向に、すなわち、永久磁石６Ｂによる磁束と同方向に磁
束が発生するように、ターン数Ｎの励磁コイル８２に電
流Ｉを流すと、シャッタ３の両端の磁束密度ＢL 、ＢR
は、次の式（５）、（６）で表される。 ＢL ＝ＢAmag−ＢAcoil …（５） ＢR ＝ＢBmag＋ＢBcoil …（６） なお、シャッタ３の両端の励磁コイル８２による磁束密
度は、それぞれ次の式（７）、（８）で表される。 ＢAcoil ＝μ0 ・ＮＩ／（Ｌm ＋Ｌd ） …（７） ＢBcoil ＝μ0 ・ＮＩ／（Ｌm ＋Ｌd ＋Ｌg ） …（８） したがって、式（２）、（３）と式（７）、（８）か
ら、次の（９）式の関係となる電流を励磁コイル８２に
流せば、ＢL ＜ＢR となり、シャッタ３は永久磁石６Ｂ
側に移動し、永久磁石６Ｂによって保持される。 ＮＩ＞Ｈc Ｌm Ｌg ／（２Ｌm ＋２Ｌd ＋Ｌg ） …（９） 次に、シャッタを逆方向に移動させるには、励磁コイル
８２に逆方向の電流を流せばよく、今度は、ＢL ＞ＢR
となり、シャッタ３は永久磁石６Ａ側に移動する。この
ように、励磁コイルに電流を流し、両端の永久磁石によ
る磁束を増減させ、シャッタの両端に働く磁気吸引力の
大きさを反転させることにより、シャッタを移動させ、
光の遮断を行う。
【０００９】シャッタ３は電磁石８の磁束と永久磁石６
Ａ，６Ｂの磁束とが影響し合う範囲であれば移動し得る
ので、シャッタ３の移動距離を大きくすることができ
る。したがって、シャッタ３の移動距離に応じてスリッ
トの幅および光遮断部の幅を大きくすることができ、入
射光Ｈの光量を増やすことができる。励磁コイル８２に
矩形波またはパルス状の電流を印加すると、シヤッタ３
は周期的に開閉動作をくり返す。シャッタ３が遮断状態
のときに励磁コイル８２の電流を切るとシャッタ３は遮
断状態を維持することができる。また、シャッタ３が永
久磁石６Ａに近づくときは磁束密度が増加し、検出コイ
ル９には正の誘起電圧を検出する。シャッタ３が永久磁
石６Ａから離れるときは磁束密度が減少するので、負の
誘起電圧を検出する。シャッタ３が移動の際に検出コイ
ル９に次の式（１０）に示すような誘起電圧Ｖが発生す
る。 Ｖ＝ＮK （ｄΦ／ｄｔ） …（１０） ここで、Φは鉄心を通過する磁束、ＮK は検出コイルの
巻き回数である。シャッタ３の移動時間を５０（ｍｓ）
とした時、１（ｍＶ）の誘起電圧が発生した。検出され
た誘起電圧より、シャッタ３の移動速度や移動方向を検
出することができ、また、誘起電圧を積分することによ
り、位置情報を得ることができ、光検出部５の検出とは
別に、入射光Ｈの遮断動作の有無を確認することができ
る。さらに、任意の位置にシャッタを位置決めすること
もできる。
Ａ，６Ｂの磁束とが影響し合う範囲であれば移動し得る
ので、シャッタ３の移動距離を大きくすることができ
る。したがって、シャッタ３の移動距離に応じてスリッ
トの幅および光遮断部の幅を大きくすることができ、入
射光Ｈの光量を増やすことができる。励磁コイル８２に
矩形波またはパルス状の電流を印加すると、シヤッタ３
は周期的に開閉動作をくり返す。シャッタ３が遮断状態
のときに励磁コイル８２の電流を切るとシャッタ３は遮
断状態を維持することができる。また、シャッタ３が永
久磁石６Ａに近づくときは磁束密度が増加し、検出コイ
ル９には正の誘起電圧を検出する。シャッタ３が永久磁
石６Ａから離れるときは磁束密度が減少するので、負の
誘起電圧を検出する。シャッタ３が移動の際に検出コイ
ル９に次の式（１０）に示すような誘起電圧Ｖが発生す
る。 Ｖ＝ＮK （ｄΦ／ｄｔ） …（１０） ここで、Φは鉄心を通過する磁束、ＮK は検出コイルの
巻き回数である。シャッタ３の移動時間を５０（ｍｓ）
とした時、１（ｍＶ）の誘起電圧が発生した。検出され
た誘起電圧より、シャッタ３の移動速度や移動方向を検
出することができ、また、誘起電圧を積分することによ
り、位置情報を得ることができ、光検出部５の検出とは
別に、入射光Ｈの遮断動作の有無を確認することができ
る。さらに、任意の位置にシャッタを位置決めすること
もできる。
【００１０】図３は具体的実施例の励磁電流と推力との
関係を示したものである。この場合、上記構成の諸元は
次のとおりである。永久磁石６Ａ，６Ｂは、幅３（ｍ
ｍ）、高さ２（ｍｍ）、磁化方向厚さ０．５（ｍｍ）
で、保磁力２０００（Ｏｅ）、残留磁束密度０．２
（Ｔ）の特性を持つプラスチック磁石であり、収納体２
０は１０（ｍｍ）角、厚さ１（ｍｍ）で、励磁コイル６
２は２０００（ターン）、検出コイルは２００（ター
ン）、衝撃吸収材６２は０．５（ｍｍ）のゴム材であ
る。シャッタ３の重量は０．１（ｇ）であり、摩擦係数
０．５のとき、シャッタ３を移動させるのに必要な推力
は０．７（ｍＮ）であるが、電流５０（ｍＡ）で２０
（ｍＮ）の推力を発生し、シャッタ３を移動させること
ができた。また、電流の方向を周期的に変えることで、
シャッタ３が左右に移動し、入射光を周期的に遮断する
ことができた。
関係を示したものである。この場合、上記構成の諸元は
次のとおりである。永久磁石６Ａ，６Ｂは、幅３（ｍ
ｍ）、高さ２（ｍｍ）、磁化方向厚さ０．５（ｍｍ）
で、保磁力２０００（Ｏｅ）、残留磁束密度０．２
（Ｔ）の特性を持つプラスチック磁石であり、収納体２
０は１０（ｍｍ）角、厚さ１（ｍｍ）で、励磁コイル６
２は２０００（ターン）、検出コイルは２００（ター
ン）、衝撃吸収材６２は０．５（ｍｍ）のゴム材であ
る。シャッタ３の重量は０．１（ｇ）であり、摩擦係数
０．５のとき、シャッタ３を移動させるのに必要な推力
は０．７（ｍＮ）であるが、電流５０（ｍＡ）で２０
（ｍＮ）の推力を発生し、シャッタ３を移動させること
ができた。また、電流の方向を周期的に変えることで、
シャッタ３が左右に移動し、入射光を周期的に遮断する
ことができた。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
ャッタの駆動部に永久磁石と電磁石を一体に磁性体から
なる収納体に収納し、収納体がその磁気回路を兼ねるよ
うにしてあるので、小形でかつ低価格の光遮断装置が得
られる。また、励磁コイルで発生する熱は、面積の大き
い収納体を通して放熱されるので、励磁コイルによる発
生熱の影響が小さく、また、シャッタの移動距離が大き
く、入射光を遮断状態で止めることが可能である。さら
に、シャッタの移動の際の誘起電圧を検出することで、
光の遮断の有無を検出することができるなどの効果があ
る。
ャッタの駆動部に永久磁石と電磁石を一体に磁性体から
なる収納体に収納し、収納体がその磁気回路を兼ねるよ
うにしてあるので、小形でかつ低価格の光遮断装置が得
られる。また、励磁コイルで発生する熱は、面積の大き
い収納体を通して放熱されるので、励磁コイルによる発
生熱の影響が小さく、また、シャッタの移動距離が大き
く、入射光を遮断状態で止めることが可能である。さら
に、シャッタの移動の際の誘起電圧を検出することで、
光の遮断の有無を検出することができるなどの効果があ
る。
【図１】 本発明の実施例を示す（ａ）平面図，（ｂ）
正断面図、（ｃ）側断面図である。
正断面図、（ｃ）側断面図である。
【図２】 本発明の実施例の動作状態を示す正断面図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の実施例の励磁電流と推力との関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】 従来例を示す斜視図である。
１ 光源、２０ 収納体、２０１ 入射窓、３ シャッ
タ、３１ スリット、３２ 光遮断部、３３Ａ，３３Ｂ
端面、３４ 中間部、５ 光検出部、６Ａ，６Ｂ 永
久磁石、６１Ａ，６１Ｂ 端面、６２ 衝撃吸収材、７
ガイドレール、７１ 潤滑層、７２ 鉄心窓、８ 電
磁石、８１ 鉄心部、８２ 励磁コイル、９ 検出コイ
ル
タ、３１ スリット、３２ 光遮断部、３３Ａ，３３Ｂ
端面、３４ 中間部、５ 光検出部、６Ａ，６Ｂ 永
久磁石、６１Ａ，６１Ｂ 端面、６２ 衝撃吸収材、７
ガイドレール、７１ 潤滑層、７２ 鉄心窓、８ 電
磁石、８１ 鉄心部、８２ 励磁コイル、９ 検出コイ
ル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 彰浩 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (4)
- 【請求項１】 入射光を検出する光検出部と、前記入射
光を通過させるスリットと前記入射光を遮断する光遮断
部とを有するシャッタと、前記シャッタを駆動する駆動
部とを備えた光遮断装置において、前記駆動部は、前記
シャッタを収納する磁性体からなる中空箱形の収納体
と、前記収納体の中に収納され、前記シャッタの移動方
向に沿って前記シャッタを案内するガイドレールと、前
記シャッタの移動方向の両端面に空隙を介して対向する
前記収納体の内壁に固定された二つの永久磁石と、一方
端が前記シャッタの中間部に対向し、かつ他方端が前記
収納体の内壁に固定された鉄心部に励磁コイルを巻回し
て構成した電磁石とを備えたことを特徴とする光遮断装
置。 - 【請求項２】 前記電磁石の鉄心部に、前記シャッタの
移動に応じて前記永久磁石と前記励磁コイルとによって
誘起される誘起電圧を検出する検出コイルを設けた請求
項１記載の光遮断装置。 - 【請求項３】 前記ガイドレールの前記シャッタが摺動
する面に潤滑層を形成した請求項１または２記載の光遮
断装置。 - 【請求項４】 前記永久磁石の前記シャッタと対向する
面に衝撃吸収材を固定した請求項１から３までのいずれ
か１項に記載の光遮断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081695A JPH08248332A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 光遮断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081695A JPH08248332A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 光遮断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248332A true JPH08248332A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13753513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7081695A Pending JPH08248332A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 光遮断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248332A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024489A1 (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-17 | Nabtesco Corporation | 光部品用ガイド機構 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7081695A patent/JPH08248332A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024489A1 (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-17 | Nabtesco Corporation | 光部品用ガイド機構 |
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