(57)【要約】【課題】回転部と固定部との間で信号を伝達する装置において、無接触でかつ正確な信号伝達を可能とする。【解決手段】回転部(回転シャフト２)側に、回転部の回転方向にギャップ６を有するヨークコア４と、このヨークコア４の中心に巻回される電磁コイル５と、を設けると共に、固定部側に、ヨークコア４のギャップ６の間に配置される磁気センサ(ホール素子を内蔵したホールＩＣ部品)１０を設けて構成され、電磁コイル５に信号を入力し、ヨークコア４のギャップ６を通る磁束７を磁気センサ１０で検出して、入力信号に応じた出力を取り出すようにする。さらにこの構成では、ヨークコア４、電磁コイル５及び磁気センサ１０の組み合わせを、回転部の回転軸方向に複数並設することにより、多極化を実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部と固定部との間で無接触に信号を伝達する装置であって、
上記回転部と上記固定部の何れか一方側に、上記回転部の回転方向にギャップを有するヨークコアと、このヨークコアの中心に巻回される電磁コイルと、を設けると共に、
他方側に、上記ヨークコアのギャップの間に配置される磁気センサを設けて構成され、
上記電磁コイルに信号を入力し、上記ヨークコアのギャップを通る磁束を上記磁気センサで検出して、入力信号に応じた出力を取り出すようにしたことを特徴とする無接触信号伝達装置。
【請求項２】
上記ヨークコア、上記電磁コイル及び上記磁気センサの組み合わせを、上記回転部の回転軸方向に複数並設したことを特徴とする請求項１に記載の無接触信号伝達装置。
【請求項３】
上記複数のヨークコアの間に絶縁体を配置したことを特徴とする請求項２に記載の無接触信号伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部と固定部との間で無接触に信号を伝達する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転部と固定部との間で信号を伝達する装置としては、二つの部位間に機械的な接点を設けたスリップリングが一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、この方式では、スリップリングの接点における接触ノイズの発生や、接触不良による信号劣化等の問題があるため、近年では回転部と固定部の間での信号伝達を無接触で電磁的に行なう方式が採用されている。
【０００４】
従来、このような無接触型の信号伝達手段としては、例えば下記の特許文献１に記載される装置のように、回転部側に電磁コイルを設けると共に、この電磁コイルに対応して固定部側に磁気センサを設け、電磁コイルに入力された信号による磁束を磁気センサで検出して、入力信号に応じた出力を取り出すようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００４−２６５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載される装置は、電磁コイルの周面に対向して磁気センサを配置した構成であるため、電磁コイルの巻き状態によっては回転部の回転時に電磁コイルと磁気センサの位置関係が微妙に変化し、その場合は電磁コイルの磁束を磁気センサで安定して検出することができず、回転部と固定部との間で正確に信号を伝達することができないという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解消することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため本発明は、回転部と固定部との間で無接触に信号を伝達する装置において、回転部と固定部の何れか一方側に、回転部の回転方向にギャップを有するヨークコアと、このヨークコアの中心に巻回される電磁コイルと、を設けると共に、他方側に、上記ヨークコアのギャップの間に配置される磁気センサを設けて構成され、電磁コイルに信号を入力し、ヨークコアのギャップを通る磁束を磁気センサで検出して、入力信号に応じた出力を取り出すようにしたものである。
【０００７】
さらにこの装置では、ヨークコア、電磁コイル及び磁気センサの組み合わせを、回転部の回転軸方向に複数並設した構成とする。またこの場合、複数のヨークコアの間に絶縁体を配置し、互いの磁気的干渉を避けるようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記の如く構成される本発明の無接触信号伝達装置では、回転部が回転してもヨークコアのギャップ間距離は一定であり、常に一定の磁場が磁気センサに加わることになるので、磁気センサは磁束を安定して検出し、その結果、回転部と固定部との間で正確に信号を伝達することができる。
【０００９】
そしてさらに本発明の無接触信号伝達装置では、ヨークコア、電磁コイル及び磁気センサの組み合わせを複数並設することで、容易に多極化が可能となり、一度に複数の信号を伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１は本発明による無接触信号伝達装置の外観を示す斜視図、図２はその内部の主要部分の構造を示す一部断面にした側面図である。
【００１１】
本例の無接触信号伝達装置では、図１に示す如く、固定部側のケース１に、回転部側の回転シャフト２が軸受３を介して回転自在に軸支されている。
図２で明らかな如く、ケース１の内部において回転シャフト２には、電磁コイル５を巻回したヨークコア４が取り付けられている。このヨークコア４は、回転シャフト２の回転方向(周方向)にギャップ６を有し、その中心部に電磁コイル５が巻回されており、この電磁コイル５に、回転側に設けられたアンプ段から回転シャフト２の中空部を通る導線５ａを介してアナログ信号またはデジタル信号が入力される。
【００１２】
一方、この電磁コイル５と対応してケース１の内部には、磁気センサとしてホール素子９を内蔵したホールＩＣ部品１０が配置されている。ここで図２及び図３に示す如くホールＩＣ部品１０は、ヨークコア４のギャップ６の間に位置するように、ケース内部の回路基板１１に実装されている。
【００１３】
本例の無接触信号伝達装置では、上記のヨークコア４、電磁コイル５及びホールＩＣ部品１０を、回転シャフト２の軸方向に３段(３極分)並べて設けてある。さらにこの構成では、複数のヨークコア４の間に絶縁体８を配置して、互いの磁気的干渉を避けるようにしている。
【００１４】
上記の如く構成される本例の信号伝達装置において、電磁コイル５に入力信号(アナログ信号またはデジタル信号)が入力されると、この電磁コイル５に磁極が発生し、図４に示す如くその磁力は入力信号に応じた磁束７となってヨークコア４を流れる。そして、このヨークコア４のギャップ６を通る磁束７を磁気センサであるホール素子９で検出し、入力信号に応じた出力をホールＩＣ部品１０から取り出すことにより、回転部側から固定部側に無接触で信号を伝達することができる。
【００１５】
この信号伝達において特に本例の信号伝達装置では、回転シャフト２と一体にヨークコア４が回転しても、ヨークコア４のギャップ６間の距離は一定であり、常に一定の平行磁場がホールＩＣ部品１０のホール素子９に加わることになるので、ホール素子９は磁束７を安定して検出し、その結果、回転部側から固定部側に正確に信号を伝達することができる。
【００１６】
そしてさらにこの無接触信号伝達装置では、ヨークコア４、電磁コイル５及びホールＩＣ部品１０の組み合わせによる入出力系統を複数(本例では３極分)並設することで、容易に多極化が可能となり、一度に複数の信号を伝達することができる。
【００１７】
また本例の信号伝達装置においては、磁気センサとしてホール素子９が用いられ、このホール素子９は、平行磁場が発生しているヨークコア４のギャップ６のエリアに比べて非常に小さい面積(０．２ｍｍ２程度)に形成されていることにより、図５(Ａ)〜(Ｄ)に示すようにホールＩＣ部品１０が上下左右方向に多少ずれてもホール素子９の全体で有効に磁束７を検出できるため、出力への影響は小さく、容易に位置調整が可能である。
【００１８】
さらにこの信号伝達装置では、ヨークコア４、電磁コイル５及びホールＩＣ部品１０を収容する固定部のケース１に鉄などの磁性材金属を用い、磁気遮蔽する構造とすることが望ましい。このように磁性材金属で磁気遮蔽することにより、外部からの信号への影響を小さくすることができ、より正確な信号の伝達が可能となる。
【００１９】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では回転部(回転シャフト)側にヨークコアと電磁コイルを設け、固定部(ケース)側に磁気センサであるホール素子を設けて、回転部側から固定部側に信号を伝達するようにした構成を示してあるが、これを逆の構成、即ち固定部側にヨークコアと電磁コイルを設け、回転部側に磁気センサとしてホール素子を設けて、固定部側から回転部側に信号を伝達する構成とすることもできる。
【００２０】
また、上記の実施例では、入出力系統を３極とした構成を示してあるが、ヨークコア、電磁コイル及びホールＩＣ部品の組み合わせを増設していくことで、さらなる多極化が可能となるものである。
【００２１】
さらにその他の各部においても、上記の実施例に示した構成に限定されることなく、他にも種々の実施形態を採り得るものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による無接触信号伝達装置の実施例の構成を示す外観斜視図である。
【図２】実施例の無接触信号伝達装置の内部の主要部分の構造を示す一部断面にした側面図である
【図３】実施例の無接触信号伝達装置における入出力系統の構成を示す斜視図である。
【図４】同、縦断側面図である。
【図５】実施例の無接触信号伝達装置におけるホールＩＣ部品の位置ずれの説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…ケース(固定部)、２…回転シャフト(回転部)、３…軸受、４…ヨークコア、５…電磁コイル、６…ギャップ、７…磁束、８…絶縁体、９…ホール素子(磁気センサ)、１０…ホールＩＣ部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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