電気パルス発生装置
【課題】従来方法の複合磁性ワイヤを使用した電気パルス発生装置においては、複合磁性ワイヤに磁界を印加するための２個以上の磁石を使用して磁界を反転する必要があるとされた。簡素な構成で複合磁性ワイヤを使用した電気パルス発生装置が実現可能であれば、無接点スイッチ、エンコーダナドなどに応用範囲を拡大できる。
【解決手段】大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤにコイルを巻き回し配置し、少なくとも１つ以上の磁石または電磁石である磁界発生手段を持つ電気パルス発生装置であって、前記磁性ワイヤに磁界を局所的に与え、この磁界の強度あるいは方向を変化させることで電気パルスを発生することが可能な装置であって、簡素で応用範囲の広い構造の電気パルス発生装置が実現できる。
【解決手段】大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤにコイルを巻き回し配置し、少なくとも１つ以上の磁石または電磁石である磁界発生手段を持つ電気パルス発生装置であって、前記磁性ワイヤに磁界を局所的に与え、この磁界の強度あるいは方向を変化させることで電気パルスを発生することが可能な装置であって、簡素で応用範囲の広い構造の電気パルス発生装置が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動している物体の移動位置や移動速度に応じた電気パルスを得る、あるいは種々の操作に応じた電気パルス信号を発生することは、自動制御分野や、電気および電子機器等の各種の分野において必要とされている。従来、この種の電気パルスを発生する手段としては、光学式あるいは磁気式など種々なものがエンコーダとして開発され使用されているが、それらの一つとして、大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置がある。
この電気パルス発生装置は、磁性ワイヤ、磁石、電気コイル等から構成されるもので、磁石などの磁界発生手段の移動あるいは置き換えにより磁気異方性を持つ磁性体中の磁束密度を変化させて、この変化により近接する電気コイルに、電磁誘導作用により電圧が発生され、この電圧をパルス信号として使用するものである。
【０００３】
また電気スイッチの一種に磁性体よりなる可動部分を設けこれに連動する接点よりなっており、外部より磁界を印加することによりオン−オフ動作を行うリードスイッチがある。このような電気スイッチのチャタリング動作を起こすなどの接点に関する欠点を補うものとして、本発明の属する分野の大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置は電源が不要であり、パルス信号を出力する無接点スイッチとして有用である。
【０００４】
本発明の背景技術として大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤについて説明する。強磁性体を線引きして細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに独特な磁気的性質を持つ。このワイヤにひねり応力を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねられ、中心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周部と中心部では磁気特性が異なることとなる。この状態を残留させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性が異なる強磁性体の磁性ワイヤができる。
【０００５】
この磁性ワイヤの外周部の磁気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方向を変える。これに対して、中心部は、外周部よりも大きな磁界によってその磁化方向を変える。すなわち、一本の磁性ワイヤの中に比較的磁化されやすい磁気特性を持つ外周部と、磁化されにくい中心部という２種類の異なった磁気特性を持つ複合磁性体が形成されている。ここでは、外周部をソフト層、中心部をハード層と呼び、このような磁性ワイヤを複合磁性ワイヤと称する。
【０００６】
この複合磁性ワイヤのハード層およびソフト層は、初期的には、どのような方向に磁化されているか定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複合磁性ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をかけると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化できるような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結果、複合磁性ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化されている方向が逆であるという磁化状態ができる。この状態で外部磁界を取り去ってもソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押さえられていて磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセット磁界と呼ぶ。
【０００７】
次に、セット磁界と反対方向の外部磁界をかけてこの外部磁界を増加させる。外部磁界の強さがある臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転する。この磁界を臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現象は、雪崩をうつような状態でソフト層の磁壁が移動して一瞬のうちに磁化反転が起きる。この結果、ソフト層とハード層の磁化方向は同じとなり最初の状態に戻る。外部磁界は臨界磁界よりも大きな磁界をかけることとなる。この磁界をリセット磁界と呼ぶ。この雪崩をうつように磁化状態が反転する現象を大バルクハウゼンジャンプとされている。磁化反転の速度は、この大バルクハウゼンジャンプのみに依存していて外部磁界には無関係とされる。
【０００８】
従来の技術において、前述の大バルクハウゼンジャンプを発生させるためには、基本的に磁極を反転した状態の２個以上の磁石を磁性ワイヤに交互に近接させて電気パルスを発生することを動作原理としていた。
【０００９】
この動作原理に従う電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤを感磁要素とし、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源および感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源が必要であり、さらに感磁要素の近くに検出コイルを設置固定し、第１の磁界発生源に続けて第２の磁界発生源を近接させることにより感磁要素である複合磁性ワイヤに大バルクハウゼンジャンプを起こさせて、前記検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。
【００１０】
この方式の電気パルス発生装置の例として、特公昭５２−１３７０５号公報に開示されているパルス信号発生装置が提案されている。このパルス信号発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる強磁性体からなる感磁要素と、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源および感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルよりなり、感磁要素および検出コイルとを固定し、第１の磁界発生源で磁化された後に第１の磁界発生源と逆の方向の磁化を第２の磁界発生源によりなされるよう磁界発生源を可動体として組み合わせてなり、可動体の回転により感磁要素に所定の変化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。この従来例は、ワイヤ全体に磁界が印加されさらにワイヤ全体の磁界が交番するように磁界発生源が配置されている例である。
【００１１】
この方式について電気パルス発生装置の他の例が、特公昭６４−８９２９号公報に開示されている。この電気パルス発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる感磁要素と、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源と感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルとを固定し、この固定側に対し、第１の磁界発生源の感磁要素に対する磁化作用を断続的に減殺させる可動体を組み合わせてなり、可動体の挙動により感磁要素に所定の変化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。この従来例は、ワイヤ全体に印加される磁界が変動するように磁性体よりなる可動体が配置されている例である。
【００１２】
これらの従来の電気パルス発生装置は、無電源とすることができ、外部磁界の影響を受けにくい点を優れているところとして、従来の電磁ピックアップやホール効果型センサの代わりに使用することができるものである。
【００１３】
【特許文献１】特公昭５２−１３７０５号公報
【特許文献２】特公昭６４−８９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記の磁性ワイヤに磁気バイアスを印加して大バルクハウゼンジャンプを利用したパルス信号を得るためには、前記の感磁要素である複合磁性ワイヤに印加する磁気バイアスとして前述の第１の磁界発生源と第２の磁界発生源に相当する磁界が必要である。
【００１５】
図１３に、従来例の動作原理図を示す。図１３に示すように、Ｎ極とＳ極の方向が交互に入れ替わるように少なくとも２個以上の磁石を複合磁性ワイヤの中心線の方向に該平行に配置し、少なくとも２個以上配置した磁石より複合磁性ワイヤに交番磁界が印加できるよう、回転などの運動をさせる。しかし、このような構造を持つと、
電気パルス発生装置は構造が複雑で形状的にも大きなものとなる。そのため、小型の電子機器内に組み込むことは困難な状況にあり、さらには少なくとも２個以上の磁石を使用するため、磁石間の着磁のばらつきを抑えることと組み立ての精度を必要とし、安価な製品を提供することは困難であった。
【００１６】
特許文献２において提案されている電気パルス発生装置においても、次のような問題点を有している。すなわち、磁性体にスリットを設けた可動体が必要である。この可動体は、第１の磁界発生源および第２の磁界発生源としての磁石や感磁要素よりも小さくできない。さらには、可動体と磁石や感磁要素は、互いに平行を保ち運動しなければならないという複雑な構造となる。したがって電子機器の内部に組み込めるような小型で安価なものとすることは困難であった。
【００１７】
本発明の課題は、簡素な構成で充分な性能を持ち、さらに幅広い分野で応用可能な電気パルス発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による電気パルス発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる複合磁性ワイヤと、複合磁性ワイヤに巻き回して配置された検出コイルと、１つの磁界発生手段を持った簡単な構造を持つ装置である。
【００１９】
従来、大バルクハウゼンジャンプを誘起するためには、複合磁性ワイヤの中心方向のほぼ全体に磁界を印加させる必要があるとされていた。しかし、複合磁性ワイヤの局所に磁界を印加させるだけでも大バルクハウゼンジャンプと思われる現象を見出した。動作原理については、上述の大バルクハウゼンジャンプによるものと考えられるが、詳細な理論的解明は今後に待つところである。
【００２０】
大バルクハウゼンジャンプを起こしうる複合磁性ワイヤに対して、１つの磁界発生手段から発せられる磁界を、前記磁性ワイヤの局所に印可し、前記磁界発生手段の磁界強度あるいは磁界の方向を変化させることで電気パルスを発生させることができる。この現象を利用した電気パルス発生装置を提供しようとするものである。
【００２１】
磁界発生手段を移動させる典型的な例としては、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤに対して、複合磁性ワイヤの長さのおおよそ１／４の部分の複合磁性ワイヤ側面に複合磁性ワイヤの中心線と直交して、磁界発生手段のＮ極を近接させて、これを磁性ワイヤの中心線と磁界発生手段のＮ極とＳ極を結ぶ直線とそれぞれに直交する方向に移動させる場合において、磁界発生手段と磁性ワイヤ間の距離、磁界発生手段の大きさ、発生する磁界の強度などを適切に選ぶことによって電気パルスを発生することができる。
【００２２】
磁界発生手段を近接させて磁界を印加する部分は、上記の例に限らず、磁性ワイヤの一部側面であれば、電気パルスを発生させることができる。ただし、磁性ワイヤの長さ方向の中心付近、あるいは磁性ワイヤの端部付近では、電気パルスの出力が小さく不安定で実用的ではない。したがって磁界を印加する部分は、長さ方向の中心付近および端部以外のいずれかに磁界を印加する方法が望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、一つの磁性ワイヤに対して磁界発生手段が一つあれば出力が発生するため、従来から苦慮されていた複数の磁界発生手段の磁界強度を均一化することと、取り付け精度を維持することが簡略化でき、小型で安価な電気パルス発生装置の提供が可能となった。
【００２４】
さらに、本発明による電気パルス発生装置は、従来の大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置に比較して簡素な構成で充分な性能を達成するため、電気パルス信号を発生する無電源のスイッチやエンコーダなどの広い応用分野において利用可能な電気パルス発生装置の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
従来例では複数の磁界発生手段が必要であるとされるのに比して磁界発生手段を、１個の永久磁石または１個の電磁石として磁性ワイヤの一部に局所的に近接することにより、磁性ワイヤの一部を磁化する構成をとる。以下実施例に従って説明する。
【００２６】
なお、実施例において複合磁性ワイヤの中心線の方向をＸ方向、複合磁性ワイヤの中心線の方向に直角の方向をそれぞれＹ方向、Ｚ方向として説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１に実施例１を示す。図１の電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤ１と、この複合磁性ワイヤ１の周りに巻き回された検出コイル２と、複合磁性ワイヤ１の一部を磁化しうる磁界を発生する磁界発生手段としての直方体の永久磁石３を備えている。永久磁石３は複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離を持って、複合磁性ワイヤ１に接触せず、複合磁性ワイヤ１の側面より複合磁性ワイヤ１を磁化するよう近接配置されている。永久磁石３は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直交する方向（Ｚ方向）に着磁されていて、図１の例では複合磁性ワイヤ１に近接する方向がＮ極になっているが、複合磁性ワイヤ１に近接する方向がＳ極でも同じ効果は得られる。
【００２８】
図１において、永久磁石３がＹ方向へ往復移動した場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で正負の電気パルスを発生することができる。
【００２９】
具体的に、このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。図１において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻きまわしてある。永久磁石３はＹ方向の幅５ｍｍ、Ｘ方向の幅６ｍｍ、Ｚ方向厚さ２．５ｍｍの大きさであり、３５０ｍＴの磁界強度に着磁してある。
【００３０】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ１ｍｍ離れた状態でＹ方向へ移動できるよう配置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の一方の端部より８．３ｍｍの位置に一致してＹ方向へ移動する。永久磁石が複合磁性ワイヤに相対的に移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルスが発生する。実施例１のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち永久磁石３の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。図７に実施例１の電気パルスを図示する。実施例１のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさは異なる。
【００３１】
実施例１において、永久磁石３の着磁によりＮ極とＳ極の方向を逆に配置した場合、検出コイルに発生する電気パルスは、極性が逆転した電気パルスが得られ図７を反転した出力パルスとなる。
【実施例２】
【００３２】
図２に実施例２を示す。図２はこの実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図２の電気パルス発生装置は、基本的な構成は図１と同様の図であって、電気パルス発生装置を構成する各要素は図１と同じものとして説明できる。
【００３３】
実施例２では、永久磁石３は、複合磁性ワイヤ１の中心線と該並行に移動する。
【００３４】
このような構成を有する電気パルス発生装置の動作について説明する。図２において、永久磁石３は複合磁性ワイヤ１に対して、Ｘ方向へ移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイル２に電気パルス信号が発生する。実施例２のＸ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＸ方向の端部と複合磁性ワイヤの端部が最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で電気パルスを発生することができる。
【００３５】
具体的に、このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。各要素について大きさと性能は実施例１と同様とする。
【００３６】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ９．５ｍｍ離れた状態でＸ方向へ移動できるよう配置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の中心線に沿って移動する。実施例２においてＸ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＸ方向の端部と複合磁性ワイヤの端部が最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。図８に発生する電気パルスを図示する。実施例２のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさは異なる。
【００３７】
実施例２において、永久磁石３の着磁によりＮ極とＳ極の方向を逆に配置した場合、検出コイルに発生する電気パルスは、極性が逆転したパルス信号が得られ図８を反転した出力パルスとなる。
【実施例３】
【００３８】
図３に実施例３を示す。図３は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。実施例３の各要素と配置は実施例１と同様であるが、実施例１では永久磁石３の着磁方向がＺ方向であるのに対し、実施例３では永久磁石の着磁方向はＹ方向である。
【００３９】
次にこのような構成を有する電気パルス発生装置の動作について説明する。図３において、永久磁石３は複合磁性ワイヤ１に対して、Ｙ方向へ移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイル２に電気パルスが発生する。実施例３のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部すなわちＮ極とＳ極の側面と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で電気パルスを発生することになる。
【００４０】
このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。図３において、複合磁性ワイヤ１と検出コイル２については、実施例１と同様のものを用いた。永久磁石３はＹ方向の幅２．５ｍｍ、Ｘ方向の幅６ｍｍ、Ｚ方向厚さ５ｍｍの大きさであり、３５０ｍＴの磁界強度に着磁してある。
【００４１】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ１ｍｍ離れた状態でＹ方向へ移動可能に設置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の一方の端部より３ｍｍの位置に一致して移動する。永久磁石が複合磁性ワイヤに相対的に移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。実施例３のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部すなわち磁極Ｎと磁極Ｓの側面と複合磁性ワイヤが最近接するそれぞれの位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。
【実施例４】
【００４２】
図４に実施例４を示す。図４は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図４の電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤ１と、この複合磁性ワイヤ１の周りに巻き回された検出コイル２と、複合磁性ワイヤ１の近傍にそって配置され、複合磁性ワイヤ１を磁化しうる磁界を発生する磁界発生手段として円板状永久磁石３３とを備えている。
【００４３】
実施例４では、回転中心を複合磁性ワイヤ１の中心線と該平行に持つ円板状永久磁石３３が、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に近接するが接触しない状態で回転可能に設置されている。円板状永久磁石３３の外周部は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直角方向（ＹまたはＺ方向）にＮ極とＳ極が着磁されていている。なお、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、磁気ドラムのように多極面着磁された永久磁石でも効果は同じである。
また、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、棒状永久磁石でも効果は同じである。
【００４４】
図４において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻き回してある。円板状永久磁石３３は直径が１０ｍｍ、Ｘ方向の幅３ｍｍの円板であり、表面において３０ｍＴの磁界強度のＮ極とＳ極が交互にそれぞれ着磁してある。
【００４５】
円板状永久磁石３３の外周は、複合磁性ワイヤ１と１ｍｍ離れて設置されて、接触しないよう配置されている。円板状永久磁石が回転する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。円板状永久磁石３３のＮ極とＳ極が入れ替わり複合磁性ワイヤに近接する特定の位置で、正または負の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない回転数と磁極に応じた正または負のパルスが発生する。図１０に発生する電気パルスを図示する。実施例４のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさはほぼ等しくなる。
【実施例５】
【００４６】
図５に実施例５を示す。図５は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図５の電気パルス発生装置の構成は、基本的に実施例４と同様のものである。
【００４７】
実施例５では、回転中心を複合磁性ワイヤ１の中心線と該直行方向に持つ円板状永久磁石３３が、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に近接するが接触しない状態で回転可能に設置されている。円板状永久磁石３３の外周部は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直角方向（ＸまたはＺ方向）にＮ極とＳ極が着磁されていている。なお、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、磁気ドラムのように多極面着磁された永久磁石でも効果は同じである。
また、実施例５では単極着磁の円板状永久磁石としたが、棒状永久磁石でも効果は同じである。
【００４８】
図５において、複合磁性ワイヤ１、検出コイル２、および円板状永久磁石３３は実施例４と同一の仕様のものである。
【００４９】
円板状永久磁石３３の外周は、複合磁性ワイヤ１と３ｍｍ離れて設置されて、接触しないよう配置されている。円板状永久磁石が回転する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。円板状永久磁石３３のＮ極とＳ極が入れ替わり複合磁性ワイヤに近接する特定の位置で、正または負の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない回転数と磁極に応じたパルスが発生する。図１１に発生する電気パルスを図示する。実施例５のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさはほぼ等しくなる。
【実施例６】
【００５０】
図６に実施例６を示す。図６は電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。この実施例の電気パルス発生装置は、磁界発生手段の構成以外は、図１に示した実施例と同様の構成であり、ここでは、磁界発生手段の構成についてのみ説明する。この磁界発生手段は電磁石３４であり、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に接触せず配置されている。
【００５１】
図６において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻き回してある。電磁石３４は直径が３ｍｍ、Ｚ方向長さ３５ｍｍの円柱状フェライトコアの中央部２５ｍｍに１００００ターンのコイルが巻き回したものであり、電磁石３４の中心線は複合磁性ワイヤ１の一方の端部よりＸ方向へ３ｍｍ内側において複合磁性ワイヤ１の中心線と直交し、先端部を複合磁性ワイヤよりＺ方向へ２ｍｍ離れて設置してある。５０サイクルの交流電流を電磁石３４に流したとき検出コイルより図１２のパルス信号を得た。図１２に示すように電磁石に流す電流によって交番する磁界の特定の磁界が印加する際に、正負の電圧パルスが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の電気パルス発生装置は、非常に簡素な構成で無電源の電気パルス出力のスイッチ、各種の位置変化を電気パルス信号として出力するエンコーダに応用可能である。
【００５３】
従来、磁気バイアスの変動を与えるために複雑な構成をとっていたことにより実用化が充分進展しなかった複合磁性ワイヤ応用の電気パルス発生装置が、非常に簡素な構成で実現可能となることによって、パルス出力のスイッチ、各種のエンコーダなどが容易に実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の電気パルス発生装置の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の電気パルス発生装置の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の電気パルス発生装置の第３の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の電気パルス発生装置の第４の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の電気パルス発生装置の第５の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の電気パルス発生装置の第６の実施例を示す図である。
【図７】本発明の電気パルス発生装置の第１の実施例の出力を示す図である。
【図８】本発明のパルス発生装置の第２の実施例の出力を示す図である。
【図９】本発明の電気パルス発生装置の第３の実施例の出力を示す図である。
【図１０】本発明の電気パルス発生装置の第４の実施例の出力を示す図である。
【図１１】本発明の電気パルス発生装置の第５の実施例の出力を示す図である。
【図１２】本発明の電気パルス発生装置の第６の実施例の出力を示す図である。
【図１３】電気パルス発生装置の従来例動作原理を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 複合磁性ワイヤ
２ 検出コイル
３ 永久磁石
３３ 円板状永久磁石
３４ 電磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動している物体の移動位置や移動速度に応じた電気パルスを得る、あるいは種々の操作に応じた電気パルス信号を発生することは、自動制御分野や、電気および電子機器等の各種の分野において必要とされている。従来、この種の電気パルスを発生する手段としては、光学式あるいは磁気式など種々なものがエンコーダとして開発され使用されているが、それらの一つとして、大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置がある。
この電気パルス発生装置は、磁性ワイヤ、磁石、電気コイル等から構成されるもので、磁石などの磁界発生手段の移動あるいは置き換えにより磁気異方性を持つ磁性体中の磁束密度を変化させて、この変化により近接する電気コイルに、電磁誘導作用により電圧が発生され、この電圧をパルス信号として使用するものである。
【０００３】
また電気スイッチの一種に磁性体よりなる可動部分を設けこれに連動する接点よりなっており、外部より磁界を印加することによりオン−オフ動作を行うリードスイッチがある。このような電気スイッチのチャタリング動作を起こすなどの接点に関する欠点を補うものとして、本発明の属する分野の大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置は電源が不要であり、パルス信号を出力する無接点スイッチとして有用である。
【０００４】
本発明の背景技術として大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤについて説明する。強磁性体を線引きして細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに独特な磁気的性質を持つ。このワイヤにひねり応力を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねられ、中心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周部と中心部では磁気特性が異なることとなる。この状態を残留させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性が異なる強磁性体の磁性ワイヤができる。
【０００５】
この磁性ワイヤの外周部の磁気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方向を変える。これに対して、中心部は、外周部よりも大きな磁界によってその磁化方向を変える。すなわち、一本の磁性ワイヤの中に比較的磁化されやすい磁気特性を持つ外周部と、磁化されにくい中心部という２種類の異なった磁気特性を持つ複合磁性体が形成されている。ここでは、外周部をソフト層、中心部をハード層と呼び、このような磁性ワイヤを複合磁性ワイヤと称する。
【０００６】
この複合磁性ワイヤのハード層およびソフト層は、初期的には、どのような方向に磁化されているか定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複合磁性ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をかけると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化できるような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結果、複合磁性ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化されている方向が逆であるという磁化状態ができる。この状態で外部磁界を取り去ってもソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押さえられていて磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセット磁界と呼ぶ。
【０００７】
次に、セット磁界と反対方向の外部磁界をかけてこの外部磁界を増加させる。外部磁界の強さがある臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転する。この磁界を臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現象は、雪崩をうつような状態でソフト層の磁壁が移動して一瞬のうちに磁化反転が起きる。この結果、ソフト層とハード層の磁化方向は同じとなり最初の状態に戻る。外部磁界は臨界磁界よりも大きな磁界をかけることとなる。この磁界をリセット磁界と呼ぶ。この雪崩をうつように磁化状態が反転する現象を大バルクハウゼンジャンプとされている。磁化反転の速度は、この大バルクハウゼンジャンプのみに依存していて外部磁界には無関係とされる。
【０００８】
従来の技術において、前述の大バルクハウゼンジャンプを発生させるためには、基本的に磁極を反転した状態の２個以上の磁石を磁性ワイヤに交互に近接させて電気パルスを発生することを動作原理としていた。
【０００９】
この動作原理に従う電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤを感磁要素とし、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源および感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源が必要であり、さらに感磁要素の近くに検出コイルを設置固定し、第１の磁界発生源に続けて第２の磁界発生源を近接させることにより感磁要素である複合磁性ワイヤに大バルクハウゼンジャンプを起こさせて、前記検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。
【００１０】
この方式の電気パルス発生装置の例として、特公昭５２−１３７０５号公報に開示されているパルス信号発生装置が提案されている。このパルス信号発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる強磁性体からなる感磁要素と、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源および感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルよりなり、感磁要素および検出コイルとを固定し、第１の磁界発生源で磁化された後に第１の磁界発生源と逆の方向の磁化を第２の磁界発生源によりなされるよう磁界発生源を可動体として組み合わせてなり、可動体の回転により感磁要素に所定の変化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。この従来例は、ワイヤ全体に磁界が印加されさらにワイヤ全体の磁界が交番するように磁界発生源が配置されている例である。
【００１１】
この方式について電気パルス発生装置の他の例が、特公昭６４−８９２９号公報に開示されている。この電気パルス発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる感磁要素と、その全体を正方向に磁化する第１の磁界発生源と感磁要素の比較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２の磁界発生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルとを固定し、この固定側に対し、第１の磁界発生源の感磁要素に対する磁化作用を断続的に減殺させる可動体を組み合わせてなり、可動体の挙動により感磁要素に所定の変化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させるようにしたものである。この従来例は、ワイヤ全体に印加される磁界が変動するように磁性体よりなる可動体が配置されている例である。
【００１２】
これらの従来の電気パルス発生装置は、無電源とすることができ、外部磁界の影響を受けにくい点を優れているところとして、従来の電磁ピックアップやホール効果型センサの代わりに使用することができるものである。
【００１３】
【特許文献１】特公昭５２−１３７０５号公報
【特許文献２】特公昭６４−８９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記の磁性ワイヤに磁気バイアスを印加して大バルクハウゼンジャンプを利用したパルス信号を得るためには、前記の感磁要素である複合磁性ワイヤに印加する磁気バイアスとして前述の第１の磁界発生源と第２の磁界発生源に相当する磁界が必要である。
【００１５】
図１３に、従来例の動作原理図を示す。図１３に示すように、Ｎ極とＳ極の方向が交互に入れ替わるように少なくとも２個以上の磁石を複合磁性ワイヤの中心線の方向に該平行に配置し、少なくとも２個以上配置した磁石より複合磁性ワイヤに交番磁界が印加できるよう、回転などの運動をさせる。しかし、このような構造を持つと、
電気パルス発生装置は構造が複雑で形状的にも大きなものとなる。そのため、小型の電子機器内に組み込むことは困難な状況にあり、さらには少なくとも２個以上の磁石を使用するため、磁石間の着磁のばらつきを抑えることと組み立ての精度を必要とし、安価な製品を提供することは困難であった。
【００１６】
特許文献２において提案されている電気パルス発生装置においても、次のような問題点を有している。すなわち、磁性体にスリットを設けた可動体が必要である。この可動体は、第１の磁界発生源および第２の磁界発生源としての磁石や感磁要素よりも小さくできない。さらには、可動体と磁石や感磁要素は、互いに平行を保ち運動しなければならないという複雑な構造となる。したがって電子機器の内部に組み込めるような小型で安価なものとすることは困難であった。
【００１７】
本発明の課題は、簡素な構成で充分な性能を持ち、さらに幅広い分野で応用可能な電気パルス発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による電気パルス発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる複合磁性ワイヤと、複合磁性ワイヤに巻き回して配置された検出コイルと、１つの磁界発生手段を持った簡単な構造を持つ装置である。
【００１９】
従来、大バルクハウゼンジャンプを誘起するためには、複合磁性ワイヤの中心方向のほぼ全体に磁界を印加させる必要があるとされていた。しかし、複合磁性ワイヤの局所に磁界を印加させるだけでも大バルクハウゼンジャンプと思われる現象を見出した。動作原理については、上述の大バルクハウゼンジャンプによるものと考えられるが、詳細な理論的解明は今後に待つところである。
【００２０】
大バルクハウゼンジャンプを起こしうる複合磁性ワイヤに対して、１つの磁界発生手段から発せられる磁界を、前記磁性ワイヤの局所に印可し、前記磁界発生手段の磁界強度あるいは磁界の方向を変化させることで電気パルスを発生させることができる。この現象を利用した電気パルス発生装置を提供しようとするものである。
【００２１】
磁界発生手段を移動させる典型的な例としては、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤに対して、複合磁性ワイヤの長さのおおよそ１／４の部分の複合磁性ワイヤ側面に複合磁性ワイヤの中心線と直交して、磁界発生手段のＮ極を近接させて、これを磁性ワイヤの中心線と磁界発生手段のＮ極とＳ極を結ぶ直線とそれぞれに直交する方向に移動させる場合において、磁界発生手段と磁性ワイヤ間の距離、磁界発生手段の大きさ、発生する磁界の強度などを適切に選ぶことによって電気パルスを発生することができる。
【００２２】
磁界発生手段を近接させて磁界を印加する部分は、上記の例に限らず、磁性ワイヤの一部側面であれば、電気パルスを発生させることができる。ただし、磁性ワイヤの長さ方向の中心付近、あるいは磁性ワイヤの端部付近では、電気パルスの出力が小さく不安定で実用的ではない。したがって磁界を印加する部分は、長さ方向の中心付近および端部以外のいずれかに磁界を印加する方法が望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、一つの磁性ワイヤに対して磁界発生手段が一つあれば出力が発生するため、従来から苦慮されていた複数の磁界発生手段の磁界強度を均一化することと、取り付け精度を維持することが簡略化でき、小型で安価な電気パルス発生装置の提供が可能となった。
【００２４】
さらに、本発明による電気パルス発生装置は、従来の大バルクハウゼンジャンプを利用した電気パルス発生装置に比較して簡素な構成で充分な性能を達成するため、電気パルス信号を発生する無電源のスイッチやエンコーダなどの広い応用分野において利用可能な電気パルス発生装置の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
従来例では複数の磁界発生手段が必要であるとされるのに比して磁界発生手段を、１個の永久磁石または１個の電磁石として磁性ワイヤの一部に局所的に近接することにより、磁性ワイヤの一部を磁化する構成をとる。以下実施例に従って説明する。
【００２６】
なお、実施例において複合磁性ワイヤの中心線の方向をＸ方向、複合磁性ワイヤの中心線の方向に直角の方向をそれぞれＹ方向、Ｚ方向として説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１に実施例１を示す。図１の電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤ１と、この複合磁性ワイヤ１の周りに巻き回された検出コイル２と、複合磁性ワイヤ１の一部を磁化しうる磁界を発生する磁界発生手段としての直方体の永久磁石３を備えている。永久磁石３は複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離を持って、複合磁性ワイヤ１に接触せず、複合磁性ワイヤ１の側面より複合磁性ワイヤ１を磁化するよう近接配置されている。永久磁石３は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直交する方向（Ｚ方向）に着磁されていて、図１の例では複合磁性ワイヤ１に近接する方向がＮ極になっているが、複合磁性ワイヤ１に近接する方向がＳ極でも同じ効果は得られる。
【００２８】
図１において、永久磁石３がＹ方向へ往復移動した場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で正負の電気パルスを発生することができる。
【００２９】
具体的に、このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。図１において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻きまわしてある。永久磁石３はＹ方向の幅５ｍｍ、Ｘ方向の幅６ｍｍ、Ｚ方向厚さ２．５ｍｍの大きさであり、３５０ｍＴの磁界強度に着磁してある。
【００３０】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ１ｍｍ離れた状態でＹ方向へ移動できるよう配置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の一方の端部より８．３ｍｍの位置に一致してＹ方向へ移動する。永久磁石が複合磁性ワイヤに相対的に移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルスが発生する。実施例１のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち永久磁石３の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。図７に実施例１の電気パルスを図示する。実施例１のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさは異なる。
【００３１】
実施例１において、永久磁石３の着磁によりＮ極とＳ極の方向を逆に配置した場合、検出コイルに発生する電気パルスは、極性が逆転した電気パルスが得られ図７を反転した出力パルスとなる。
【実施例２】
【００３２】
図２に実施例２を示す。図２はこの実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図２の電気パルス発生装置は、基本的な構成は図１と同様の図であって、電気パルス発生装置を構成する各要素は図１と同じものとして説明できる。
【００３３】
実施例２では、永久磁石３は、複合磁性ワイヤ１の中心線と該並行に移動する。
【００３４】
このような構成を有する電気パルス発生装置の動作について説明する。図２において、永久磁石３は複合磁性ワイヤ１に対して、Ｘ方向へ移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイル２に電気パルス信号が発生する。実施例２のＸ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＸ方向の端部と複合磁性ワイヤの端部が最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で電気パルスを発生することができる。
【００３５】
具体的に、このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。各要素について大きさと性能は実施例１と同様とする。
【００３６】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ９．５ｍｍ離れた状態でＸ方向へ移動できるよう配置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の中心線に沿って移動する。実施例２においてＸ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＸ方向の端部と複合磁性ワイヤの端部が最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。図８に発生する電気パルスを図示する。実施例２のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさは異なる。
【００３７】
実施例２において、永久磁石３の着磁によりＮ極とＳ極の方向を逆に配置した場合、検出コイルに発生する電気パルスは、極性が逆転したパルス信号が得られ図８を反転した出力パルスとなる。
【実施例３】
【００３８】
図３に実施例３を示す。図３は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。実施例３の各要素と配置は実施例１と同様であるが、実施例１では永久磁石３の着磁方向がＺ方向であるのに対し、実施例３では永久磁石の着磁方向はＹ方向である。
【００３９】
次にこのような構成を有する電気パルス発生装置の動作について説明する。図３において、永久磁石３は複合磁性ワイヤ１に対して、Ｙ方向へ移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイル２に電気パルスが発生する。実施例３のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部すなわちＮ極とＳ極の側面と複合磁性ワイヤが最近接する位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。したがって磁石の移動するスピードと磁石の幅に対応した間隔で電気パルスを発生することになる。
【００４０】
このような構成を有する電気パルス発生装置の動作例について説明する。図３において、複合磁性ワイヤ１と検出コイル２については、実施例１と同様のものを用いた。永久磁石３はＹ方向の幅２．５ｍｍ、Ｘ方向の幅６ｍｍ、Ｚ方向厚さ５ｍｍの大きさであり、３５０ｍＴの磁界強度に着磁してある。
【００４１】
永久磁石は、ワイヤに接触しないようＺ方向へ１ｍｍ離れた状態でＹ方向へ移動可能に設置されており、Ｘ方向の永久磁石中心の位置は、複合磁性ワイヤ１の一方の端部より３ｍｍの位置に一致して移動する。永久磁石が複合磁性ワイヤに相対的に移動する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。実施例３のＹ方向へ永久磁石３が移動する場合、ほぼ永久磁石３のＹ方向の端部すなわち磁極Ｎと磁極Ｓの側面と複合磁性ワイヤが最近接するそれぞれの位置で、正負それぞれ１個の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない正負のそれぞれ１個のパルスが発生する。
【実施例４】
【００４２】
図４に実施例４を示す。図４は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図４の電気パルス発生装置は、複合磁性ワイヤ１と、この複合磁性ワイヤ１の周りに巻き回された検出コイル２と、複合磁性ワイヤ１の近傍にそって配置され、複合磁性ワイヤ１を磁化しうる磁界を発生する磁界発生手段として円板状永久磁石３３とを備えている。
【００４３】
実施例４では、回転中心を複合磁性ワイヤ１の中心線と該平行に持つ円板状永久磁石３３が、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に近接するが接触しない状態で回転可能に設置されている。円板状永久磁石３３の外周部は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直角方向（ＹまたはＺ方向）にＮ極とＳ極が着磁されていている。なお、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、磁気ドラムのように多極面着磁された永久磁石でも効果は同じである。
また、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、棒状永久磁石でも効果は同じである。
【００４４】
図４において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻き回してある。円板状永久磁石３３は直径が１０ｍｍ、Ｘ方向の幅３ｍｍの円板であり、表面において３０ｍＴの磁界強度のＮ極とＳ極が交互にそれぞれ着磁してある。
【００４５】
円板状永久磁石３３の外周は、複合磁性ワイヤ１と１ｍｍ離れて設置されて、接触しないよう配置されている。円板状永久磁石が回転する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。円板状永久磁石３３のＮ極とＳ極が入れ替わり複合磁性ワイヤに近接する特定の位置で、正または負の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない回転数と磁極に応じた正または負のパルスが発生する。図１０に発生する電気パルスを図示する。実施例４のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさはほぼ等しくなる。
【実施例５】
【００４６】
図５に実施例５を示す。図５は、この実施例の電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。図５の電気パルス発生装置の構成は、基本的に実施例４と同様のものである。
【００４７】
実施例５では、回転中心を複合磁性ワイヤ１の中心線と該直行方向に持つ円板状永久磁石３３が、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に近接するが接触しない状態で回転可能に設置されている。円板状永久磁石３３の外周部は、複合磁性ワイヤ１の中心線と直角方向（ＸまたはＺ方向）にＮ極とＳ極が着磁されていている。なお、実施例４では単極着磁の円板状永久磁石としたが、磁気ドラムのように多極面着磁された永久磁石でも効果は同じである。
また、実施例５では単極着磁の円板状永久磁石としたが、棒状永久磁石でも効果は同じである。
【００４８】
図５において、複合磁性ワイヤ１、検出コイル２、および円板状永久磁石３３は実施例４と同一の仕様のものである。
【００４９】
円板状永久磁石３３の外周は、複合磁性ワイヤ１と３ｍｍ離れて設置されて、接触しないよう配置されている。円板状永久磁石が回転する場合、複合磁性ワイヤ１に巻き回された検出コイルに電気パルス信号が発生する。円板状永久磁石３３のＮ極とＳ極が入れ替わり複合磁性ワイヤに近接する特定の位置で、正または負の電気パルスが発生する。すなわち磁石の移動する速度に依存しない回転数と磁極に応じたパルスが発生する。図１１に発生する電気パルスを図示する。実施例５のような構造を持つ電気パルス発生装置は、正負二つの電気パルスの大きさはほぼ等しくなる。
【実施例６】
【００５０】
図６に実施例６を示す。図６は電気パルス発生装置の構成を概略的に示している。この実施例の電気パルス発生装置は、磁界発生手段の構成以外は、図１に示した実施例と同様の構成であり、ここでは、磁界発生手段の構成についてのみ説明する。この磁界発生手段は電磁石３４であり、複合磁性ワイヤ１の長さ方向の中心線位置から適度な距離をもって、複合磁性ワイヤ１に接触せず配置されている。
【００５１】
図６において、複合磁性ワイヤ１として直径２５０μｍ長さ２２ｍｍのバイカロイワイヤを用い、中心部１０ｍｍの範囲に３０００ターンの検出コイル２が巻き回してある。電磁石３４は直径が３ｍｍ、Ｚ方向長さ３５ｍｍの円柱状フェライトコアの中央部２５ｍｍに１００００ターンのコイルが巻き回したものであり、電磁石３４の中心線は複合磁性ワイヤ１の一方の端部よりＸ方向へ３ｍｍ内側において複合磁性ワイヤ１の中心線と直交し、先端部を複合磁性ワイヤよりＺ方向へ２ｍｍ離れて設置してある。５０サイクルの交流電流を電磁石３４に流したとき検出コイルより図１２のパルス信号を得た。図１２に示すように電磁石に流す電流によって交番する磁界の特定の磁界が印加する際に、正負の電圧パルスが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の電気パルス発生装置は、非常に簡素な構成で無電源の電気パルス出力のスイッチ、各種の位置変化を電気パルス信号として出力するエンコーダに応用可能である。
【００５３】
従来、磁気バイアスの変動を与えるために複雑な構成をとっていたことにより実用化が充分進展しなかった複合磁性ワイヤ応用の電気パルス発生装置が、非常に簡素な構成で実現可能となることによって、パルス出力のスイッチ、各種のエンコーダなどが容易に実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の電気パルス発生装置の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の電気パルス発生装置の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の電気パルス発生装置の第３の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の電気パルス発生装置の第４の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の電気パルス発生装置の第５の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の電気パルス発生装置の第６の実施例を示す図である。
【図７】本発明の電気パルス発生装置の第１の実施例の出力を示す図である。
【図８】本発明のパルス発生装置の第２の実施例の出力を示す図である。
【図９】本発明の電気パルス発生装置の第３の実施例の出力を示す図である。
【図１０】本発明の電気パルス発生装置の第４の実施例の出力を示す図である。
【図１１】本発明の電気パルス発生装置の第５の実施例の出力を示す図である。
【図１２】本発明の電気パルス発生装置の第６の実施例の出力を示す図である。
【図１３】電気パルス発生装置の従来例動作原理を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 複合磁性ワイヤ
２ 検出コイル
３ 永久磁石
３３ 円板状永久磁石
３４ 電磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤにコイルを巻きまわし配置し、大バルクハウゼンジャンプを誘起させる少なくとも１つ以上の磁界発生手段を持つ電気パルス発生装置であって、前記磁性ワイヤに対して、前記磁界発生手段から発せられる磁界を局所的に与えることを特徴とする電気パルス発生装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、少なくとも１つ以上の永久磁石とし、前記磁性ワイヤに対して前記永久磁石を相対的に移動させることを特徴とする請求項１記載の電気パルス発生装置。
【請求項３】
前記永久磁石は、多極面着磁された永久磁石とする請求項１、又は請求項２記載の電気パルス発生装置。
【請求項４】
前記磁界発生手段は、少なくとも１つ以上の電磁石とし、前記電磁石から発せられる交番磁界により、電気パルスを発生することを特徴とする請求項１記載の電気パルス発生装置。
【請求項１】
大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤにコイルを巻きまわし配置し、大バルクハウゼンジャンプを誘起させる少なくとも１つ以上の磁界発生手段を持つ電気パルス発生装置であって、前記磁性ワイヤに対して、前記磁界発生手段から発せられる磁界を局所的に与えることを特徴とする電気パルス発生装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、少なくとも１つ以上の永久磁石とし、前記磁性ワイヤに対して前記永久磁石を相対的に移動させることを特徴とする請求項１記載の電気パルス発生装置。
【請求項３】
前記永久磁石は、多極面着磁された永久磁石とする請求項１、又は請求項２記載の電気パルス発生装置。
【請求項４】
前記磁界発生手段は、少なくとも１つ以上の電磁石とし、前記電磁石から発せられる交番磁界により、電気パルスを発生することを特徴とする請求項１記載の電気パルス発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３５２６０８（Ｐ２００６−３５２６０８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７７２９６（Ｐ２００５−１７７２９６）
【出願日】平成１７年６月１７日（２００５．６．１７）
【出願人】（０００１１０９８５）ニッコーシ株式会社 (11)
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１７日（２００５．６．１７）
【出願人】（０００１１０９８５）ニッコーシ株式会社 (11)
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