(57)【要約】【課題】  ロータリトランスを介し電力送受信と回転体上で発生する数値情報信号を符号化し、簡易な回路構成で、そのロータリトランスを介し、電力送信と信号受信を行うセンサシステムを提供する。【解決手段】  回転子と、固定子と、回転子に取り付けられたセンサと、固定子から回転子への電力供給と、回転子から、固定子への信号伝送を担うロータリトランスと、回転子に備えられた、ロータリートランスの回転子側コイルに誘起された起電力を整流する装置と前記整流器の出力をチェナーダイオードを２個直列接続し閉回路を生成し、高電圧側のツェナーダイオードを短絡する手段（スイッチ）と低電圧側のツェナーダイオードの両端の電圧を回転子上の回路の電源の原資とし、センサ回路によって得られた数値を2値シリアル信号に変換し、該スイッチのオン・オフを制御する事で、固定子のドライブ回路電流を変動させ、回転子上の信号を復調する方式。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体と、該固定体に対し回転自在な回転体と、前記固定体に取付けられたステータコイルと前記回転体に取付けられたロータコイルとからなるロータリートランスと、前記固定体側に備えられ、所定の周波数の交番電源信号を出力する発振回路と、該交番信号で該ロータリートランスのステータコイルを励振するドライブ回路と、該ステータコイルに流れる実効電流をモニターする装置と、前記回転体に取付けられた、前記ロータコイルに伝搬された前記交番電源信号から全波整流信号を生成する整流器と、スイッチ素子により、端子間を短絡する事の出来る第一のツェナーダイオードと、第二のツェナーダイオードを直列に前記整流器の整流出力に閉回路を形成し、第二のツェナーダイオードの端子電圧を電圧源とする定電圧装置と、回転体に取り付けられたセンサと、センサからの信号を成形するアンプと、前記定電圧電源によって動作し、センサー信号を、ＡＤ変換したのち、２値シリアル信号に符号化可能なマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサーの２値シリアル信号のレベル（２値）によって、前記第一のツェナーダイオードのスイッチを制御する事を特徴とした、非接触、電源供給および信号伝搬受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体と回転体間で電力送信および信号受信を同一のロータリートランスによって行なう電力伝送および信号伝送装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２０１３−４０７７５
【特許文献２】特許第３０８４１５８
【特許文献３】特許第３５３３３７６
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】特願２０１３−２５８７６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固定体と回転体の回転軸沿って設置された、単一ロータリトランスを、固定体から回転体への電力送信と、回転体上で発生した数値情報信号を前記ロータリトランスを介し、固定体への信号伝送を行なう、電力送信および信号伝送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
回転体と、固定体と、回転体に取り付けられたセンサと、固定体から回転体への交流電力供給と、回転体から固定体への信号伝送を担うロータリトランスと、ロータリートランスの回転子側コイルに誘起された起電力を直流電圧に変換する整流器と、前記整流器の出力に対する閉回路として、高電圧側に位置し、短絡回路を有した第一のツェナーダイオードと第一のツェナーダイオードの低圧側に位置する第二のツェナーダイオードを有し、第二のツェナーダイオードの端子電圧を回転体上の回路の電力源とし、センサ回路によって得られる数値を2値の非同期シリアル信号に変換し、その２値シリアル信号によって、該短絡回路を制御する事で、回転体上の情報を固定体に伝搬させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明による、トルクセンサ例の全体図
【図２】第一のツェナーダイオードに付加された短絡スイッチの実施例
【図３】固定体励振回路および負荷量検出回路の実施例
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図1の項目説明
１０１：固定体側の回路
１０２：回転体側の回路
１０１＃１：ロータリートランス・固定体コイル（ステータコイル）
１０１＃２：電源用発振器
１０１＃３：出力電流検出端子付コイル電流ドライバ
１０１＃４：コイル電流に閾値を適用し、２値信号を取り出す回路
１０２＃１：ロータリートランス・回転体コイル（ローターコイル）
１０２＃２：電源整流器
１０２＃３Ａ：第一のツェナーダイオード
１０２＃３Ｂ: 第一のツェナーダイオードの短絡スイッチ
１０２＃４：第二のツェナーダイオード
１０２＃５：定電圧電源
１０２＃６：トルク検出用ひずみセンサ（ブリッジ）
１０２＃７：増幅器
１０２＃８：パワースイッチ
１０２＃９：ＡＤ変換器付マイクロプロセッサー
【０００８】
図１：１０１の説明
固定体では発振器を使用して、交番信号を発生し、電流ドライバにより、ステータコイルを交流駆動する。駆動回路には電流検出機能を設けステータコイルに流れる電流量を計測し、回転体から送信された２値シリアル信号を復調する。
【０００９】
図１：１０２の説明
回転体コイル（ローターコイル）１０２＃１に励起された交番信号は整流器１０２＃２によって全波整流され、第一のツェナーダイオード（１０２＃３Ａ）および第二のツェナーダイオード（１０２＃４）に直列に供給される。第一のツェナーダイオードにはツェナーダイオードを短絡するスイッチ（１０２＃３Ｂ）があり、このスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで、ローターコイルへの負荷は変動するが、第二のツェナーダイオードの両端の電圧の変動はツェナーダイオードの性質により、安定である。この第二のツェナーダイオードの両端の電圧は直列型定電圧電源ＩＣに供給され、回転子上の回路電源となる。
【００１０】
１０２＃３Ｂの短絡スイッチはマイクロプロセッサー１０２＃９が制御する。無通信状態ではスイッチは短絡とし、さらに２値シリアル通信方式でのアイドル状態（マーク）も短絡とし、スペース（信号あり）の状態でスイッチを開放させる。
【００１１】
マイクロプロセッサー１０２＃９は通信のアイドル期間にパワースイッチ１０２＃８を必要時間起動して、ひずみセンサブリッジの信号をオペアンプ１０２＃７経由で取得し、ＡＤ変換し、その時点のトルク値を摂取する。符号化の例として、トルク値が２３．５の場合、それをアスキー文字列”Ｔ２３５Ｃ”などに変換する。通信エラーを検出するために冗長性を含める事も出来る。
【００１２】
次にマイクロプロセッサーは文字列”Ｔ２３５Ｃ”を２値シリアル通信方式（非同期シリアル通信方式いわゆるＲＳ２３２Ｃ）などによって、第一のツェナーダイオードの短絡スイッチを制御する。この場合、スタートビットとデータの１はスペース（短絡スイッチ開放）となり、データの０とストップビットはマーク（短絡状態）とする。
【００１３】
回転体回路がスペースを送信すると回転体コイル（ローターコイル）の電流が減少し、結果、固定子コイルに流れる電流も減少する。その電流検出電圧をコンパレータ１０１＃４により、適切な閾値で検定する事で、マイクロプロセッサー１０２＃９が送信した非同期シリアル通信信号を復調できる。
【実施例】
【００１４】
図2は第一のツェナーダイオード（１０１＃３Ａ）および短絡スイッチ（１０１＃３Ｂ）の実施例を１０１＃３の点線内に示す。
【００１５】
１０２＃３に於いて、トランジスタＴｒ１１はスイッチの本体であり、Ｔｒ１がオンの時は第一のツェナーダイオードの両端は短絡され、ローターコイルから供給された電力はすべて、第二のツェナーダイオードに印加される。Ｔｒ１がオフの時は第一のツェナーダイオードが直列に挿入される。ローターコイルと整流器によって発生した電圧によって、最終的に第二のツェナーダイオードに拠って消費されるが、短絡スイッチがオンした状態が最大値となり、オフした状態が最小値となる。
【００１６】
図３は固定子側の回路の実施例である。Ｈブリッジ回路のグラウンド回路にシャント抵抗を挿入し、コイルに流れる電流を電圧に変換することで、回転子回路内の短絡スイッチのオン・オフ動作を復調出来る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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