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公開番号2024068585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-20
出願番号2022179147
出願日2022-11-08
発明の名称運動検出装置
出願人ヒロセ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01F 1/06 20060101AFI20240513BHJP(測定;試験)
要約【課題】被検体の運動に関する情報を、磁気センサからのパルスを用いて無電源で無線により伝達できるようにする。
【解決手段】被検体の回転を検出する回転検出装置1は、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサを備えた装置本体と、無線送信機21と、無線送信機21の稼働電力を磁気センサからのパルスを用いて生成する電力供給回路22とを備え、電力供給回路22は、整流された上記パルスの電荷を蓄積する蓄電器24と、蓄電器24に蓄積された電荷を用いて稼働電力を生成する定電圧回路25とを有し、定電圧回路25は、1パケットを送信するに当たり無線送信機21および定電圧回路25が消費する電力に相当する電荷量の電荷が蓄電器24に蓄積されるごとに稼働電力を生成し、無線送信機21は、定電圧回路25により稼働電力が生成されたときに当該稼働電力を用いて1パケットを送信し、その後、次に稼働電力が生成されるまで送信を行わない。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
被検体の運動を検出する運動検出装置であって、
大バルクハウゼン効果を奏する磁性線材にコイルを設けることにより形成された磁気センサ、磁石、および前記被検体の運動に連動して前記磁気センサと前記磁石の各磁極との互いの位置関係が相対的に変化するように前記磁気センサおよび前記磁石を支持する支持機構を有する装置本体と、
所定の情報を無線送信する無線送信機と、
前記無線送信機を稼働させるために前記無線送信機に供給する稼働電力を、前記被検体の運動に連動した前記磁気センサと前記磁石の各磁極との互いの位置関係の相対的な変化により前記磁気センサから出力されたパルスを用いて生成する電力供給回路とを備え、
前記電力供給回路は、
前記磁気センサから出力された正負のパルスを整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された前記パルスの電荷を蓄積する蓄電器と、
前記蓄電器に蓄積された電荷を用いて前記稼働電力を生成する電力生成回路とを有し、
前記電力生成回路は、前記無線送信機が１単位の前記情報を無線送信するに当たり前記無線送信機および前記電力生成回路が消費する単位情報送信電力に相当する単位情報送信電荷量の電荷が前記蓄電器に蓄積されるごとに前記稼働電力を生成し、
前記無線送信機は、前記電力生成回路により前記稼働電力が生成されたときに当該稼働電力を用いて１単位の前記情報を無線送信し、その後、次に前記電力生成回路により前記稼働電力が生成されるまで前記情報の無線送信を行わないことを特徴とする運動検出装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記磁気センサから出力された前記パルスをカウントし、前記パルスのカウント値を記憶するカウンタを備え、
前記無線送信機は、前記カウンタに記憶された前記カウント値が含まれた前記情報を無線送信することを特徴とする請求項１に記載の運動検出装置。
【請求項３】
前記無線送信機は、当該運動検出装置に接続された外部装置から出力された外部データが含まれた前記情報を無線送信することを特徴とする請求項１に記載の運動検出装置。
【請求項４】
前記無線送信機から送信された前記情報を受信する無線受信機を備え、
前記無線受信機は、前記無線送信機から受信した１単位の前記情報の受信回数に基づいて前記磁気センサから出力されたパルスの個数を算出し、算出した前記パルスの個数を当該無線受信機が有する記憶部に記憶することを特徴とする請求項１に記載の運動検出装置。
【請求項５】
前記無線送信機から送信された前記情報を受信する無線受信機を備え、
前記無線受信機は、前記無線送信機から受信した１単位の前記情報の受信間隔に基づいて前記磁気センサから出力されたパルスの間隔を算出し、算出した前記パルスの間隔を当該無線受信機が有する記憶部に記憶することを特徴とする請求項１に記載の運動検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサにより、被検体の運動を検出する運動検出装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサにより被検体の回転等の運動を検出する運動検出装置の原理は次の通りである。
【０００３】
例えば、回転する被検体に磁石を取り付け、被検体の回転に伴ってＮ極とＳ極が回転する回転磁界を形成する。そして、その回転磁界の中に、大バルクハウゼン効果を奏する磁性線材にコイルを設けることにより形成された磁気センサを置き、被検体の回転に伴って磁気センサに作用する磁界の方向が変化するようにする。磁性線材は、それに作用する磁界の方向が変化し、変化した磁界の強度が、ある閾値に達したときに、磁化方向が瞬時に反転する性質を有している。したがって、被検体の回転に伴って磁気センサに作用する磁界の方向が変化する度に、磁性線材の磁化方向が反転し、コイルに電流が流れる。そして、磁界の方向が変化したとき、その変化の速さに拘わらず、磁性線材の磁化方向は瞬時に反転するので、そのときにコイルに流れる電流は鋭いパルス状になる。このパルスに基づいて被検体の回転を検出する。
【０００４】
実開平２－１１５１２４号公報（特許文献１）には、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサを利用して流体の流量を計測する流量計が記載されている。また、特開２００９－１６２７３０号公報（特許文献２）には、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサを利用して操舵角を検出する回転角検出装置が記載されている。また、国際公開２０１６／００２４３７号公報（特許文献３）には、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサを利用して、例えばサーボモータの回転軸の回転等の運動を検出する運動検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
実開平２－１１５１２４号公報
特開２００９－１６２７３０号公報
国際公開２０１６／００２４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサにおいては、回転磁界の中に磁気センサを置くことにより、磁気センサのコイルに鋭いパルス状の電流が生じる。したがって、大バルクハウゼン効果を用いた磁気センサによれば、被検体の運動の検出の基礎となるパルスを得るのに、商用電源または電池等の電源は不要であり、被検体の運動検出を無電源で行うことができる。
【０００７】
さらに、特開２００９－１６２７３０号公報に記載された回転角検出装置、および国際公開２０１６／００２４３７号公報に記載された運動検出装置は、パルスを得ることだけでなく、被検体の回転等に関する情報を記憶することをも無電源で行う構成を有している。すなわち、これらの装置は、磁気センサから出力されたパルスの電力を用いてメモリを動作させ、そのメモリに、被検体の回転等に関する情報を記憶している。
【０００８】
ところで、運動検出装置によって被検体の運動を検出することにより得られた被検体の運動に関する情報を、被検体から離れた場所へ無線で伝達することができれば、運動検出装置の利便性が高まる。さらに、このような情報の無線による伝達を無電源で行うことができれば、運動検出装置の利便性が一層高まる。
【０００９】
上記情報の無線による伝達を無電源で行う方法として、運動検出装置に無線送信機を設け、その無線送信機を、磁気センサから出力されたパルスの電力を用いて稼働させ、その無線送信機により上記情報を無線送信するといった方法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、一般的に考えて、情報の無線送信は、情報のメモリへの記憶と比較して電力の消費量が多い。それゆえ、磁気センサから出力されたパルスの電力を用いて無線送信機を稼働させ、この無線送信により上記情報を無線送信することは実際上容易でない。
（【００１１】以降は省略されています）

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