JP3036285U - シリンダ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン部外周に格別の加工の必要が無く、
サイズの異なるシリンダにおいても共用化が容易であ
り、摺動摩耗の心配もないこと。 【解決手段】 第１の支持体４の一端がシリンダ本体２
の閉鎖端側にて片持ち支持され、他端が該シリンダ本体
の開口端の方に延びている。ピストン部３の内部には、
第１の支持体４の侵入を許すように空間６が設けられ
る。ピストン部３の内部に設けられた空間６内におい
て、一端が片持ち支持され、他端がシリンダ本体の閉鎖
端の方に延びた第２の支持体５が設けられる。検出部
は、コイル部１０及びこのコイル部に対して相対的に変
位可能に非接触的に配置される磁気応答部材２０を含
み、第１及び第２の支持体４，５の一方にコイル部１０
を設け、他方に磁気応答部材２０を設ける。ピストン部
の位置に応じて第１及び第２の支持体４，５の相対位置
が変位し、対応する検出信号がコイル部１０から出力さ
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、誘導型の位置検出装置を内蔵したシリンダ位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

流体圧シリンダ等のストローク位置を検出する位置検出装置は、従来より種々 の方式のものが知られている。そのうち、電磁コイルを使用した誘導型のシリン ダ位置検出装置としては、例えば、実公平２−２６００３号公報等に示されたも のが知られている。従来公知のこの種の誘導型のシリンダ位置検出装置は、いず れも、ピストンロッドの表面を凹凸加工したり、ピストンロッドの表面に磁性体 又は導電体のパターンを形成し、その上から所要のコーティング処理を施してピ ストンロッド表面の保護を図ったものである。また、位置検出方式は、複数の１ 次コイルを互いに電気的位相のずれた複数相の交流信号（例えばsin ωｔとcos ωｔ）でそれぞれ励磁し、各１次コイルによる２次側誘導信号を合成して１つの ２次出力信号を生成し、励磁用の交流信号に対するこの２次出力信号における電 気的位相ずれが検出対象ピストン位置を示すようにした位相シフトタイプからな っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来装置のようにピストンロッドの表面に所要の加工・形成を行うものにおい ては、ピストンロッドの製造・加工が面倒であり、また、各シリンダロッド毎に 特注で製造・加工を行わなければならないため、様々なタイプ・サイズのシリン ダにおいて位置検出装置の共用化を図ることができなかった。また、加工済みの ピストンロッドの表面に所要のコーティング処理を施したとしても、ピストンロ ッドの伸縮動作の繰り返しによる摺動摩耗によって、数年の使用によって、表面 コーティングが剥がれてしまい、耐久性に乏しいという問題点もあった。 更に、従来の位相シフトタイプの誘導型直線位置検出装置では、差動トランス に比べて多くの点で利点を持っているが、少なくとも２相の交流信号（例えばsi n ωｔとcos ωｔ）を用意しなければならないため、励磁回路の構成が複雑にな るという問題点があった。また、温度変化等によって１次及び２次コイルのイン ピーダンスが変化すると、２次出力信号における電気的位相ずれに誤差が生じる という欠点もあった。

【０００４】 本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、ピストンロッドの外周に格別の加 工をする必要が無く、サイズの異なるシリンダにおいても検出装置各要素の共用 化を容易に図ることができ、かつ、摺動摩耗の心配のない耐久性に富んだシリン ダ位置検出装置を提供しようとするものである。 また、小型かつシンプルな構造を持つと共に、広い範囲にわたってシリンダロ ッド位置検出の可能な誘導型のシリンダ位置検出装置を提供しようとするもので ある。 また、製造が極めて容易になるようなシンプルな構造を持つシリンダ位置検出 装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るシリンダ位置検出装置は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に 対して相対的に直線変位可能に挿入されたピストン部とを含むシリンダ装置にお いて、前記シリンダ本体の内部において、該シリンダ本体の閉鎖端側にて一端が 片持ち支持され、他端が該シリンダ本体の開口端の方に延びた、第１の支持体と 、前記ピストン部の内部において、前記第１の支持体の侵入を許すように設けら れた空間と、前記ピストン部の内部に設けられた前記空間内において、一端が片 持ち支持され、他端が前記シリンダ本体の閉鎖端の方に延びた、第２の支持体と 、コイル部及びこのコイル部に対して相対的に変位可能に非接触的に配置される 磁気応答部材を含み、該磁気応答部材の該コイル部に対する相対的位置に応じた 検出信号を前記コイル部から出力するものであって、前記第１及び第２の支持体 の一方に該コイル部が配設され、他方に該磁気応答部材が配設されてなる検出部 とを具備し、前記ピストン部の前記シリンダ本体に対する相対的直線変位に伴っ て前記第１及び第２の支持体に夫々配設された前記磁気応答部材とコイル部との 相対的位置が変位し、これにより該ピストン部の直線位置に対応する前記検出信 号が出力されることを特徴とするものである。

【０００６】 上記構成によれば、ピストン部の内部に形成された空間内に第１及び第２の支 持体が収納されて、シリンダ本体に対するピストン部の相対的直線変位に応じて 該第１及び第２の支持体の相対的位置が変化するようになっており、かつ、検出 部の磁気応答部材とコイル部を両支持体に夫々配設することにより、シリンダ本 体に対するピストン部の相対的直線変位に応じて磁気応答部材とコイル部の相対 位置が変化し、かくして、シリンダ本体に対するピストン部の直線位置に対応す る検出信号がコイル部から得られるようになっている。 これにより、本考案によれば、ピストンロッドの外周に格別の加工をする必要 が無いものとなっており、かつ、検出部の磁気応答部材とコイル部は支持体に夫 々配設する構成であってピストン又はシリンダ本体に取り付ける構成ではないの で、サイズの異なるシリンダにおいても検出装置各要素（つまり磁気応答部材と コイル部）の共用化を容易に図ることができ、かつ、摺動摩耗の心配のない耐久 性に富んだシリンダ位置検出装置を提供することができる。また、小型かつシン プルな構造を持つと共に、広い範囲にわたってシリンダロッド位置検出の可能な 誘導型のシリンダ位置検出装置を提供することができる。更には、製造が極めて 容易になるようなシンプルな構造を持つシリンダ位置検出装置を提供することが できる。

【０００７】 一例として、前記第１の支持体は、筒状体からなっており、前記第２の支持体 は、棒状体からなっていて、該棒状体が前記筒状体の筒内に侵入している構成を 採用してよい。このような構成は、限られたスペースでの第１及び第２の支持体 の相互変位関係を円滑にし、かつコイル部の配設を容易にする。 更に、前記第１の支持体を構成する前記筒状体は、２重筒からなっていて、該 ２重筒の筒間スペース内に前記コイル部を気密又は液密に収納してなるようにし てもよい。この構成は、電気回路の一部であるコイル部を、シリンダ本体内の圧 力流体から気密又は液密に保護する上で有利である。

【０００８】 検出部の好ましい実施形態例としては、前記コイル部は、１相の交流信号によ って励磁される１次コイル及び直線変位方向に関して異なる位置に配置された複 数の２次コイルを含み、前記磁気応答部材は、所定の磁気応答特性を持つ磁気応 答部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで複数繰り返して設けて成り、前記 相対的変位に応じて前記部材の前記コイル部に対する対応位置が変化することに より前記１次コイルと各２次コイル間の磁気結合が前記ピストン部の直線位置に 応じて変化され、これにより、該直線位置に応じて振幅変調された誘導出力交流 信号を、各２次コイルの配置のずれに応じて異なる振幅関数特性で、各２次コイ ルに誘起させるようにしたものとするとよい。 この構成によれば、１相の交流信号によって励磁する構成であるため、励磁回 路の構成が簡単である、という利点を有する。また、磁気応答部材において、所 定の磁気応答特性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで複 数繰り返して設けて成るので、２次コイルに誘起される誘導出力交流信号として 、該磁気応答部材の繰り返しピッチを１サイクルとして周期的に変化する信号を 得ることができ、検出可能範囲を拡大することができるものである。 この場合、複数の２次コイルが前記１ピッチの範囲内に配置されるように適切 に配置すると、コイル部の構成をコンパクト化することができるので、好ましい 。

【０００９】 また、前記検出部から出力される前記直線位置に応じて振幅変調された前記誘 導出力交流信号として、サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号とコサ イン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを出力するようにし、前記第１ の出力交流信号と第２の出力交流信号を入力し、前記直線位置を示す前記サイン 関数とコサイン関数の位相値を検出する位相検出回路を更に具備するようにする とよい。 上記構成によれば、回転型位置検出装置である従来知られたレゾルバにおいて 得られるのと同様の、２つの出力交流信号（サイン出力とコサイン出力）をシリ ンダ位置検出装置において得ることができる。従って、そのような本考案に係る シリンダ位置検出装置においては、前記第１の出力交流信号と第２の出力交流信 号を入力し、両信号の振幅値に相当する前記サイン関数とコサイン関数の位相値 を検出する位相検出回路を更に具備することにより、電気的位相の測定に基づい て精度のよいアブソリュート位置検出が可能である。このような位相検出回路と しては、レゾルバ用の位相検出回路として従来知られたＲ−Ｄ（レゾルバ−ディ ジタル）コンバータを使用することができるし、その他の方式の位相検出回路を 用いることもできる。このようなレゾルバタイプの位相検出回路を使用すること ができることは、従来の位相シフトタイプの誘導型直線位置検出装置が持ってい たような、温度変化等によって１次及び２次コイルのインピーダンスが変化する ことにより２次出力信号における電気的位相ずれに誤差が生じるという欠点を除 去することができるので、好都合である。

【００１０】 前記コイル部において、更に、少なくとも前記磁気応答部材の１ピッチを最小 単位とする粗い位置データを得るためのコイルを具備するようにすれば、磁気応 答部材の１ピッチを越えるアブソリュート位置の検出のために有利である。 そのための一実施の形態として、前記コイル部が、前記磁気応答部材の１ピッ チ内のアブソリュート位置に応答する第１の検出信号を出力する第１のコイル部 と、前記磁気応答部材の終端部の通過に応答する第２の検出信号を出力する少な くとも１つの第２のコイル部とを含むようにしてもよい。これにより、第２のコ イル部によって、ピストン部の直線位置が所定の定位置に達したことを検出する ことができる。このような第２のコイル部を複数設けることにより、磁気応答部 材の１ピッチを越えるアブソリュート位置の検出に利用することもできる。 また、別の実施の形態として、前記コイル部が、前記磁気応答部材の１ピッチ 内のアブソリュート位置に応答する第１の検出信号を出力する第１のコイル部と 、前記磁気応答部材の１ピッチよりも長い範囲にわたって設けられてなり、該磁 気応答部材の侵入量に応答する第２の検出信号を出力する第２のコイル部とを含 むようにしてもよい。これによっても、磁気応答部材の１ピッチを越えるアブソ リュート位置の検出を行うことがてせきる。

【００１１】 本考案に係るシリンダ位置検出装置の一実施形態においては、前記磁気応答部 材の芯部を成す棒状体をピアノ線のような金属線で構成し、この芯線の周囲に磁 性体金属片を所定のピッチで複数繰り返して配置してそれぞれをかしめ止めする ようにしてもよい。このような構成は、ピアノ線と金属片を用意し、金属片を所 望のピッチでピアノ線にかしめ止めすることにより、提供できるので、構成が極 めて簡単であり、かつ製造が極めて容易であり、製造コストも極めて安価にする ことができるので、かなり有意義である。しかも、磁気応答部材つまりコアの径 は、ピアノ線の径に金属片の厚みを足した程度の小さなものとなり、これに伴い 、コイル部の各コイルの径も小さくすることができるので、全体としてかなり小 型化された検出部を提供することができることとなり、ピストン部に設ける空間 のサイズを小さくしてその強度を損なうことがないようにすることができる。ま た、芯線をピアノ線等の金属線で構成するため、強靭でありながら軽量かつフレ キシビリティに富むものであり、強度、重量、柔軟性の全ての点で有利であり、 かつ、安価でもある。 その場合、前記金属片としてスプリングピンを用いると、かしめ止め加工作業 も楽になり、しかも安価であるから、極めて有利である。また、前記金属片とし て略円形乃至楕円形の金属片を使用してもよく、略円形乃至楕円形の形状により 、直線位置に応じた磁気結合係数の変化を三角関数に近似した理想的なものにし 易くなるので、有利である。 また、所定のサイズの前記金属片を１乃至複数個連続して前記芯部の周囲にか しめ止めするようにすれば、磁気応答部材の繰り返し配列の所定の１ピッチの長 さが任意に変化できるので、製造及び加工に際して、材料の共用化を図ることが できるので、有利である。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面を参照してこの考案の実施の形態を詳細に説明しよう。 図１は本考案の一実施例に係るシリンダ位置検出装置をシリンダ軸方向に沿う 断面図で示すものである。このシリンダ位置検出装置が適用されるシリンダ装置 １は、油圧又は空気圧シリンダなど、どのようなタイプのシリンダであってもよ い。このシリンダ装置１は、通常知られるように、シリンダ本体２と、このシリ ンダ本体２に対して相対的に直線変位可能に挿入されたピストン部３とを含んで いる。なお、図１において、シリンダ本体２に関連する油圧又は空気圧回路の図 示は省略してある。 シリンダ本体２の内部においては、該シリンダ本体２の閉鎖端２ａ側にて一端 が片持ち支持され、他端が該シリンダ本体２の開口端２ｂの方に延びた、第１の 支持体４が設けられている。図示の例では、この第１の支持体４は、２重筒状の 筒状体からなっている。

【００１３】 シリンダ本体２の内部には第１の支持体４が延びて設けられているが故に、シ リンダ本体２の内部でＸ方向に前後に直線移動するピストン部３は、この第１の 支持体４を適切に避ける必要がある。そこで、ピストン部３の内部において、こ の第１の支持体４の侵入を許すように、所要の空間６が設けられる。 ピストン部３においては、その内部に設けられた空間６内において、一端がピ ストン部３の適宜箇所にて片持ち支持され、他端がシリンダ本体２の閉鎖端２ａ の方に延びた、第２の支持体５が設けられている。図示の例では、この第２の支 持体５は、棒状体からなっており、筒状体からなる第１の支持体４の筒内に侵入 している。 上記第１及び第２の支持体４，５は、検出部を構成するコイル部１０と磁気応 答部材２０とを夫々適切に搭載して支持するためのものである。 電磁誘導式の検出部は、コイル部１０と、このコイル部１０に対して相対的に 変位可能に非接触的に配置される磁気応答部材２０を含んで構成されており、該 磁気応答部材２０の該コイル部１０に対する相対的位置に応じた検出信号を前記 コイル部１０から出力するようになっている。 図示の例では、シリンダ本体２の側に設けられた第１の支持体（２重筒）４の 側にコイル部１０が配設され、ピストン部３の側に設けられた第２の支持体５（ 棒状体）の側に磁気応答部材２０が配設される。この場合、第１の支持体（２重 筒）４は、非磁性体からなる。

【００１４】 コイル部１０と磁気応答部材２０の配置には様々な変形が可能であるが、以下 、好ましい一例について具体的に説明する。 図１において、第１の支持体４を構成する筒状体は２重筒からなっていて、該 ２重筒の筒間スペース４ｃ内にコイル部１０が気密又は液密に収納されている。 すなわち、内側筒４ａと外側筒４ｂの間のスペース４ｃにコイル部１０が嵌入し て所定位置で固定され、該スペース４ｃがシーリング４ｄで封印されて気密又は 液密となっている。コイル部１０の配線（図示せず）は、２重筒スペース４ｃ及 びシリンダ閉鎖端部２ａ内に適宜穿たれた通り道７を通って、コネクタ８に接続 され、外部とコンタクトする。 第２の支持体５は、棒状の磁性体例えば適宜の太さのピアノ線からなっていて 、その周囲に直線変位方向に沿って所定のピッチｐで複数の磁気応答部材２０が 繰り返して配置されている。このように磁気応答部材２０を設けた第２の支持体 ５の一端がピストン部３に固定され、他端が直線変位方向Ｘに延びて、第１の支 持体４の内側筒４ａ内に侵入している。第１の支持体４に設けられたコイル部１ ０の磁界が内側筒４ａ内を移動する磁気応答部材２０によって影響され、該コイ ル部１０の誘導結合が変化し、該コイル部１０に対する磁気応答部材２０の相対 的位置関係に応じた検出信号がコイル部１０から出力される。

【００１５】 既に知られているように、磁気応答部材２０の材質を鉄またはニッケルなどの ような磁性体、あるいは銅またはアルミニウムなどのような非磁性の導電体とす ることにより、透磁率あるいは磁気抵抗あるいは渦電流損失などの所定の磁気応 答特性を持たせることができるので、そのように適宜の材質を用いて磁気応答部 材２０を構成してよい。なお、芯部である支持体５の材質も、ピアノ線に限らず 、磁性体又は非磁性体又は導電体など適宜の材質を用いてよく、どのような材質 を用いるかは、磁気応答部材２０の材質及び／又は形状等との兼ね合いによって 定まる。要するに、磁気応答部材２０が存在する箇所とそうでない箇所との間で は、コイル部１０に及ぼす磁気的応答特性が異なるようになっていればよいもの である。また、芯部である支持体５に対する磁気応答部材２０の形成法も、貼り 付け、接着、かしめ止め、切削、めっき、蒸着、焼き付け、など適宜の手法を用 いてよい。

【００１６】 検出部におけるコイル部１０の詳細構成例及び磁気応答部材２０との相関関係 を明瞭に示すために、図２を示す。図２では、便宜上、第１の支持体４の筒４ａ ，４ｂの図示を省略してある。 コイル部１０は、１相の交流信号によって励磁される１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5 と、ピストン部３の直線変位方向Ｘに関して異なる位置に配置された複数の２次 コイルＳＷ1〜ＳＷ4とを含む。これらの１次及び２次コイルの構成を明示するた めに、図２ではコイル部１０は断面を含んで示されているが、実際は、点線で補 って示されているように、磁気応答部材２０を配置してなる棒状の第２の支持体 ５の周囲にて適宜のギャップを空けて、コイル巻線が巻回された状態を成してい る。１相の交流信号によって共通に励磁されるが故に、１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5 の数は、１又は適宜の複数であってよく、その配置も適宜であってよい。しかし 、複数の１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5を適宜に分離して、例えば図２に示されるよう に各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4をそれぞれの間に挟むように、配置することは、１ 次コイルによって発生する磁界を個別の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に対して有効に 及ぼし、かつ磁気応答部材２０による磁場への影響を有効に及ぼすことができる ので、好ましい。

【００１７】 検出対象たるピストン部３の直線位置（ストローク位置）の変化に応じて、磁 気応答部材２０のコイル部１０に対する対応位置が変化することにより、１次コ イルＰＷ1〜ＰＷ5と各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4間の磁気結合が該ピストンストロ ーク位置に応じて変化され、これにより、該ピストンストローク位置に応じて振 幅変調された誘導出力交流信号が、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4の配置のずれに応 じて異なる振幅関数特性で、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に誘起される。各２次コ イルＳＷ1〜ＳＷ4に誘起される各誘導出力交流信号は、１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5 が１相の交流信号によって共通に励磁されるが故に、その電気的位相が同相であ り、その振幅関数が磁気応答部材２０の繰り返しピッチの１ピッチｐに相当する 変位量を１サイクルとして周期的にそれぞれ変化する。

【００１８】 ４つの２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4は、磁気応答部材２０の繰り返しピッチの１ピ ッチｐの範囲内において所定の間隔で配置され、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に生 じる誘導出力交流信号の振幅関数が、所望の特性を示すように設定される。例え ば、レゾルバタイプの位置検出装置として構成する場合は、各２次コイルＳＷ1 〜ＳＷ4に生じる誘導出力交流信号の振幅関数が、サイン関数、コサイン関数、 マイナス・サイン関数、マイナス・コサイン関数、にそれぞれ相当するように設 定する。例えば図２に示されるように、１ピッチｐの範囲を４分割し、ｐ／４づ つずれた各分割位置に配列する。これにより、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に生じ る誘導出力交流信号の振幅関数が、サイン関数、コサイン関数、マイナス・サイ ン関数、マイナス・コサイン関数、にそれぞれ相当するように設定することがで きる。勿論、種々の条件によって、各コイルの配置は微妙に変わり得るので、希 望の関数特性が得られるように各コイル配置を適宜調整したり、あるいは２次出 力レベルを電気的増幅によって調整して、希望の振幅関数特性が最終的に得られ るようにする。

【００１９】 例えば、２次コイルＳＷ1の出力がサイン関数（図でｓを付記する）に対応す るとすると、これに対してｐ／２だけずれて配置された２次コイルＳＷ3の出力 はマイナス・サイン関数（図で／ｓ（ｓバー）を付記する）に対応し、この両者 の出力を差動的に合成することによりサイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交 流信号が得られる。また、サイン関数出力に対応する２次コイルＳＷ1からｐ／ ４ずれて配置された２次コイルＳＷ2の出力はコサイン関数（図でｃを付記する ）に対応し、これに対してｐ／２だけずれて配置された２次コイルＳＷ4の出力 はマイナス・コサイン関数（図で／ｃ（ｃバー）を付記する）に対応し、この両 者の出力を差動的に合成することによりコサイン関数の振幅関数を持つ第２の出 力交流信号が得られる。。なお、明細書中では、表記の都合上、反転を示すバー 記号は「／（スラッシュ）」で記載するが、これは、図中のバー記号に対応して いる。

【００２０】 図３はコイル部１０の回路図であり、１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5には共通の励磁 交流信号（説明の便宜上、sinωｔで示す）が印加される。この１次コイルＰＷ1 〜ＰＷ5の励磁に応じて、磁気応答部材２０のコイル部１０に対する対応位置に 応じた振幅値を持つ交流信号が各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に誘導される。夫々の 誘導電圧レベルは検出対象直線位置ｘに対応して２相の関数特性sinθ，cosθ及 びその逆相の関数特性−sinθ，−cosθを示す。すなわち、各２次コイルＳＷ1 〜ＳＷ4の誘導出力信号は、検出対象直線位置ｘに対応して２相の関数特性sinθ ，cosθ及びその逆相の関数特性−sinθ，−cosθで振幅変調された状態で夫々 出力される。なお、θはｘに比例しており、例えば、θ＝２π（ｘ／ｐ）のよう な関係である。説明の便宜上、コイルの巻数等、その他の条件に従う係数は省略 し、２次コイルＳＷ1をサイン相として、その出力信号を「sinθ・sinωｔ」で示 し、２次コイルＳＷ2をコサイン相として、その出力信号を「cosθ・sinωｔ」で 示す。また、２次コイルＳＷ3をマイナス・サイン相として、その出力信号を「 −sinθ・sinωｔ」で示し、２次コイルＳＷ4をマイナス・コサイン相として、そ の出力信号を「−cosθ・sinωｔ」で示す。サイン相とマイナス・サイン相の誘 導出力を差動的に合成することによりサイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交 流信号（２sinθ・sinωｔ）が得られる。また、コサイン相とマイナス・コサイ ン相の誘導出力を差動的に合成することによりコサイン関数の振幅関数を持つ第 ２の出力交流信号（２cosθ・sinωｔ）が得られる。なお、表現の簡略化のため に、係数「２」を省略して、以下では、第１の出力交流信号を「sinθ・sinωｔ 」で表わし、第２の出力交流信号を「cosθ・sinωｔ」で表わす。

【００２１】 こうして、検出対象直線位置ｘに対応する第１の関数値sinθを振幅値として 持つ第１の出力交流信号Ａ＝sinθ・sinωｔと、同じ検出対象直線位置ｘに対応 する第２の関数値cosθを振幅値として持つ第２の出力交流信号Ｂ＝cosθ・sinω ｔとが出力される。このようなコイル構成によれば、回転型位置検出装置である 従来知られたレゾルバにおいて得られるのと同様の、同相交流であって２相の振 幅関数を持つ２つの出力交流信号（サイン出力とコサイン出力）をシリンダピス トンストローク位置検出装置において得ることができることが理解できる。 従って、本発明の位置検出装置において得られる２相の出力交流信号（Ａ＝si nθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔ）は、従来知られたレゾルバの出力と同様の使 い方をすることができる。例えば、図３に示すように、コイル部２の出力交流信 号Ａ，Ｂを適切なディジタル位相検出回路４０に入力し、前記サイン関数sinθ とコサイン関数cosθの位相値θをディジタル位相検出方式によって検出し、傾 斜角θのディジタルデータＤθを得るようにすることができる。ディジタル位相 検出回路４０で採用するディジタル位相検出方式としては、公知のＲ−Ｄ（レゾ ルバ−ディジタル）コンバータを適用してもよいし、本発明者らによって開発済 の新方式を採用してもよい。 なお、上記のように、４つの２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4を磁気応答部材２０の繰 り返しピッチの１ピッチｐの範囲内において所定の間隔で配置した構成は、コイ ル部１０全体のサイズを磁気応答部材２０の１ピッチの範囲に略対応する比較的 小さなサイズに収めることができるので、位置検出装置全体の構成を小型化する ことに役立つ。

【００２２】 直線変位に応じて磁気抵抗を変化させるための磁気応答部材２０の設け方の一 実施形態として、芯部である第２の支持体５としてピアノ線を使用し、磁気応答 部材２０として所定の金属片を使用し、ピアノ線からなる支持体５の周囲に、磁 気応答部材２０としての該金属片を所定のピッチで複数繰り返して配置してそれ ぞれの金属片をかしめ止めすることによって、該所定のピッチで繰り返し配置し た磁気応答部材２０を構成するようにするとよい。このような構成は、単に、所 望の長さのピアノ線と所望の数の金属片とを用意し、該金属片を所望のピッチで 該ピアノ線にかしめ止めすることだけで、製造することができるので、構成が極 めて簡単であり、かつ製造が極めて容易であり、製造コストも極めて安価にする ことができるので、かなり有意義である。しかも、検出部の可動コア部の径は、 ピアノ線（支持体５）の径に金属片（磁気応答部材２０）の厚みを足した程度の 小さなものとなり、これに伴い、コイル部１０の各コイルの径もかなり小さくす ることができるので、全体としてかなり小型化された位置検出装置を提供するこ とができる。

【００２３】 更にその場合、磁気応答部材２０としての前記金属片として、既存のスプリン グピンを用いてもよく、そのようスプリングピンを用いると、かしめ止め加工作 業も極めて容易になり、かつ、かしめ止めも確実になり、しかも安価であるから 、極めて有利である。また、磁気応答部材２０を形成するための前記金属片とし て展開状態では長方形のものを使用すると、これを支持体５（ピアノ線）の周り にかしめ止めしたとき、図２に示すように、磁気応答部材２０は略円筒形状とな る。しかし、これに限らず、磁気応答部材２０を形成するための前記金属片とし て展開状態では略円形乃至楕円形の金属片２０’を使用してもよく、これを支持 体５（ピアノ線）の周りにかしめ止めすると、図４に示すように、支持体５の周 囲をカバーする磁気応答部材２０の面積が連続的に変化するものとなり、直線位 置の変化に応じた磁気結合係数の変化を三角関数に近似した理想的なものにし易 くなるので、有利である。

【００２４】 図５は磁気応答部材２０の設け方の別の実施形態を示すもので、磁気応答部材 ２０として磁性体からなる所定径の球２２を１乃至複数個連続して配置し、次い で非磁性体からなる所定径の球２３を１乃至複数個連続して配置して、所望の１ ピッチｐの長さを確定し、このような磁性体球２２と非磁性体２３の所定ピッチ の繰り返しを、棒状の支持体５（ピアノ線）に沿って多数形成してなるものであ る。この場合、各球２２，２３の中心軸には支持体５（ピアノ線）の挿入を許す 孔が穿ってあり、該孔に支持体５（ピアノ線）を挿入して多数の上記所定配置の 球２２，２３を密接して設けるようにする。この構成も、磁気応答部材２０の繰 り返し配列の所定の１ピッチｐの長さが任意に変化できるので、本発明に従って 異なる仕様（ストローク長）の位置検出装置を製造するに際して、どの場合でも 同じ球２２，２３を利用できることにより、材料の共用化を図ることができる。 また、単に球２２，２３の孔に支持体５（ピアノ線）を差し込むだけでよいので 、製造が極めて簡単である。

【００２５】 図６は磁気応答部材２０の設け方の更に別の実施形態を示すもので、第２の支 持体５として非磁性及び非導電性すなわち非磁気応答性物体からなる筒を用いる 。この筒（第２の支持体５）の中に、磁気応答部材２０として磁性体からなる所 定径の球２２を１乃至複数個連続して配置し、次いで非磁性体からなる所定径の 球２３を１乃至複数個連続して配置して、所望の１ピッチｐの長さを確定し、こ のような磁性体球２２と非磁性体２３の所定ピッチの繰り返しを多数形成してな るものである。この場合も、磁気応答部材２０の繰り返し配列の所定の１ピッチ ｐの長さが任意に変化できるので、本発明に従って異なる仕様（ストローク長） の位置検出装置を製造するに際して、どの場合でも同じ球２２，２３を利用でき ることにより、材料の共用化を図ることができる。また、単に筒（第２の支持体 ５）の中に球２２，２３を入れるだけでよいので、製造が極めて簡単である。

【００２６】 なお、図５及び図６のどちらの場合も、磁気応答部材２０としての球２２は、 磁性体に限らず、導電体からなるものであってもよい。また、一方の球２２（又 は２３）を磁性体とし、他方の球２３（又は２２）を導電体としてもよい。また 、図５及び図６のどちらの場合も、球２２，２３に代えて、楕円球あるいは円柱 などの任意の形状の物体を使用することができることは容易に理解できるであろ う。 例えば、図７は、そろばん玉のような断面略菱形のテーパ部材２５（又は２つ の台形を逆向きにくっつけたもの）の長さを１ピッチｐとして、これを複数個連 続して非磁気応答性物体からなる筒（第２の支持体）５の中に配置するようにし た例を示している。この場合も、筒状の支持体５を使用せずに、テーパ部材２５ の中心軸に孔を穿ち、線状の支持体５（ピアノ線）を差し込むようにしてもよい 。テーパ部材２５は、磁性体又は導電体からなり、これが磁気応答部材２０に相 当する。勿論、テーパ部材２５の傾斜は直線的なものに限らず曲線的でもあって もよい。

【００２７】 図８は、コイル部１０におけるコイル配置の別の実施形態を示す。図８の例で は、４つの２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4の配置は、１ピッチＰの範囲を４分割した位 置に配置されている点で図１と同じであるが、各２次コイル間に１次コイルが介 在していないことにより、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4のコイル長が図１の例より も長い。この場合、１次コイルＰＷ1，ＰＷ2は、２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に比べ て大径であり、２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4の外側に巻かれる格好になっている。こ こで、隣接する２つの２次コイルＳＷ1，ＳＷ2の丁度中間位置に対応してその外 側に１つの１次コイルＰＷ1が巻回された配置となっており、また、別の隣接す る２つの２次コイルＳＷ3，ＳＷ4の丁度中間位置に対応してその外側にもう１つ の１次コイルＰＷ2が巻回された配置となっている。各１次コイルＰＷ1，ＰＷ2 のコイル長は適宜であってよいが、２つの１次コイルＰＷ1，ＰＷ2はくっつくこ となく、分離されていることが望ましい。このように１次コイルを分離して個別 の２次コイルに対して必要な範囲でのみ磁界を及ぼすことができるようにしたコ イル配置は、図１の場合と同様に、１次コイルによって発生する磁界を個別の２ 次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に対して有効に及ぼし、かつ磁気応答部材２０による磁場 への影響を有効に及ぼすことができるので、好ましい。

【００２８】 なお、図２及び図８のどちらのコイル配置においても、隣接する各コイルの境 界に磁気シールド用の磁性体金属を介在させると、クロストークを改善すること ができ、個別の各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4毎の誘導出力信号における所望の振幅 関数特性が改善される。 勿論、コイル部１０の構成は図２及び図８に図示の例に限らず、その他の設計 変更が可能である。また、図９に示すように、コイル部１０の端部寄りに位置す る２次コイルＳＷ1，ＳＷ4の誘導出力特性を良好にするために、該コイル部１０ の両端において適宜の間隔を空けて更に１次コイルＰＷ6，ＰＷ7をそれぞれ付加 するとよい。

【００２９】 上述の通り、本発明に係る誘導型のシリンダ位置検出装置によれば、リニアタ イプの位置検出装置でありながら、回転型レゾルバと同様の２相の出力交流信号 （Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔ）をコイル部１０の２次コイルＳＷ1 〜ＳＷ4から出力することができるようになる。従って、適切なディジタル位相 検出回路を適用して、前記サイン関数sinθとコサイン関数cosθの位相値θをデ ィジタル位相検出によって検出し、これに基づき直線位置ｘの位置検出データを 得るようにすることができる。

【００３０】 図１の例では、磁気応答部材２０の１ピッチの範囲におけるピストン部３の微 妙なアブソリュート位置を検出することができるものである。この１ピッチを越 えるピストン部３のストローク位置は、ストローク位置が該１ピッチを越える毎 に、適宜のカウンタにおいて増減カウントすることによって求めることができる 。この増減カウントは、コイル部１０の出力信号が１ピッチ範囲で１巡する毎に 、ピストン部３の前後移動方向に応じてプラス１またはマイナス１カウントする ことにより行える。従って、例えば図１０のような回路を設けて、コイル部１０ の出力信号に基づくディジタル計測値（Ｄθ）が最大値（Ｍ）から最小値（０） をクロスして変化したとき（Ｍ→０）、あるいはその逆に最小値（０）から最大 値（Ｍ）をクロスして変化したとき（０→Ｍ）、を判定回路７０，７１で判定し てプラス１またはマイナス１のカウントトリガ信号を生成し、これをカウンタ７ ２でカウントするようにすればよい。この場合、カウンタ７２のカウント値Ｎｐ は、位置検出値の上位データとして利用できる。

【００３１】 別の例として、図１１に示すように、第２のコイル部として、１つのピックア ップコイル８０（１個のコイルまたは１組の１次・２次コイルからなる）を第１ の支持体４の適宜位置に固定し、このピックアップコイル８０が１個の磁気応答 部材２０を検知する毎にカウントトリガ信号を生成し、上記カウンタ７２のカウ ントを行うようにしてもよい。その場合、プラス／マイナスはピストン部１の移 動方向によって区別すればよい。図１２の（ａ）は、磁気応答部材２０を検知す る毎に変化するピックアップコイル８０の出力信号の一例を示し（交流成分を除 去して示す）、（ｂ）はこれに基づくカウント値の変化を例示する。

【００３２】 本発明の実施にあたっては、ピストン部３のストロークエンドのような所定の 定位置の検出のために、上記のような第２のコイル部、つまりピックアップコイ ル（１個のコイルまたは１組の１次・２次コイルからなる）を設けてもよい。上 記ピックアップコイル８０は、上記のようなカウントトリガ信号作成用に限らず 、そのような定位置検出用に使用することができる。また、図１１に示された別 のピックアップコイル８１（１個のコイルまたは１組の１次・２次コイルからな る）は、別の定位置検出コイルの例を示す。これらのピックアップコイル８０， ８１は、磁気応答部材２０の通過を検知する毎に対応する出力信号を発生するが 、磁気応答部材２０を検出しなくなると出力信号を発生しなくなる。すなわち、 これらのピックアップコイル８０，８１のそばを、磁気応答部材２０が通過して いる間は、図１３（ａ）（ｃ）のような磁気応答部材２０の存在に応答する検出 信号を繰り返し発生する。しかし、支持体５の端部にある最後の磁気応答部材２ ０が通過した後は、検出信号を発生しなくなるので、この検出信号が途絶えたこ とを判定することにより、ピストン部３が所定の定位置に到達したことを検知す ることができる。この場合、支持体５そのものがピアノ線のような磁性体からな っていれば、該支持体５の端部の通過判定を、単純な電圧レベル比較によって行 うことがやり易い。

【００３３】 図１４は、上記のような定位置検出のための判定回路例を示す。定位置検出用 の各ピックアップコイル８０，８１の出力を整流回路８２，８３で整流してその エンベロープレベルに応答する信号を出力する。図１３（ａ）は或るピックアッ プコイル（例えば８０）の検出信号のエンベロープレベル信号例すなわち整流回 路８２の出力例を示し、（ｃ）は別のピックアップコイル（例えば８１）の検出 信号のエンベロープレベル信号例すなわち整流回路８３の出力例を示す。比較器 ８４，８５は、これらの信号レベルと所定の基準レベルとを比較し、検出信号が 途絶えたことを判定する。例えば、これらの入力信号レベルが０になったとき、 ハイレベルの比較出力信号を生じる。このハイレベルの比較出力信号が、ピック アップコイル検出信号が途切れたことを検知する定位置検出信号に相当する。図 １３（ｂ）は、（ａ）に示す信号の入力に応じて比較器８４から出力される定位 置検出信号を示す。図１３（ｄ）は、（ｃ）に示す信号の入力に応じて比較器８ ５から出力される定位置検出信号を示す。

【００３４】 このような定位置検出用のピックアップコイル８０，８１は、必要に応じて１ 個のみ設けてもよいが、適宜複数設けてもよい。また、このような定位置検出用 のピックアップコイルを所定間隔で（例えば磁気応答部材２０の１ピッチに相当 する間隔毎に）複数設けてもよい。そうすると、ピストンストロークの全長にわ たってアブソリュート位置検出を行うことができる。図１，図１１を見ればすぐ わかるように、第１の支持体４の２重筒内のスペース４ｃは、十分に空いている ので、第２のコイル部として複数のピックアップコイルを設けることには何の問 題もない。なお、これらのピックアップコイルからの検出信号の発生状態によっ て、ピストン部３の移動方向も容易に判別できる。

【００３５】 別の実施例として、図１５に示すように、第２のコイル部として、軸方向に長 いコイル９０，９１，９２をスペース４ｃ内の所定の長さ範囲Ｌにわたって設け 、これらのコイルによって該範囲Ｌにわたるピストン部３のアブソリュート位置 を検出を行うようにしてもよい。このコイル構成は、１つの１次コイル９０と、 ２つの２次コイル９１，９２とからなっている。図の例では、１次コイル９０が 内側筒４ａに巻かれ、１次コイル９０の外側に２次コイル９１が巻かれ、２次コ イル９１の外側に２次コイル９２が巻かれているが、この順序はこれに限らない 。２つの２次コイル９１，９２は、同じコイル長Ｌからなっていて、同じ範囲Ｌ をカバーしている。以下説明するように、この範囲Ｌが、これらのコイル９０， ９１，９２によるアブソリュート位置検出可能範囲である。磁気応答部材２０を 搭載した支持体５は、この範囲Ｌに侵入し、ピストン部３の動きに連動して移動 する。明らかなように、この範囲Ｌにおける磁気応答部材２０を搭載した支持体 ５の侵入量に応じて、コイル９０，９１，９２の磁気結合度が変化し、該支持体 ５の侵入量すなわちピストン部３のストローク位置に対応する出力信号を２次コ イル９１，９２から得ることができる。

【００３６】 明らかなように、１つの２次コイル９１（又は９２）からは、磁気応答部材２ ０を搭載した支持体５の侵入量、すなわち範囲Ｌ内のピストン部３のストローク 位置に対応するピーク電圧レベルを持つ交流信号が出力される。最も単純には、 この１つの２次コイル９１（又は９２）の出力信号のピーク電圧レベルを測定し て、これを該範囲Ｌにわたるピストン部３のアブソリュート位置検出情報として よい。そのような簡易なロング・アブソリュート位置検出情報を得るためには、 ２次コイル９１，９２は２個設ける必要は無く、１つのみでよい。そのような簡 易な実施の形態も、勿論、本考案の範囲に含まれる。 しかし電圧レベル値を位置検出情報とする方式では、温度変化等によって電圧 レベル値が変動するので、誤差が出易いという欠点がある。

【００３７】 そのような欠点を改善するために、１次コイル９０に対応して２つの２次コイ ル９１，９２を設け、これらの各２次コイル９１，９２に対応してバランス用コ イル部９３，９４を夫々設け、各２次コイル９１，９２の出力信号に違いが出る ようにして、電気的位相の測定に基づくロング・アブソリュート位置検出ができ るようにしている。 図１６は、図１５の各コイルの接続例を示す回路図である。各バランス用コイ ル部９３，９４は、夫々１次コイル９３ｐ，９４ｐと２次コイル９３ｓ，９４ｓ の対からなる。各１次コイル９３ｐ，９４ｐは１次コイル９０と同相接続され、 所定の交流信号（例えばｓｉｎωｔとする）によって励磁される。検出対象範囲 Ｌにわたって設けられた一方の２次コイル９１に対応するバランス用コイル部９ ３の２次コイル９３ｓは、該２次コイル９１とは逆相に接続される。他方の２次 コイル９２に対応するバランス用コイル部９４の２次コイル９４ｓも、該２次コ イル９２とは逆相に接続される。検出対象範囲Ｌにわたって設けられた各２次コ イル９１，９２の巻き数は同じであり、一方、バランス用の２次コイル９３ｓ， ９４ｓは、夫々適切に巻き数が異なるように設定される。なお、バランス用コイ ル部９３，９４の位置までは、支持体５（すなわち磁気応答部材２０）の先端は 侵入しない。

【００３８】 以上の構成により、検出範囲Ｌにおけるコイル９１，９２への磁性体（すなわ ち第２の支持体５に搭載された磁気応答部材２０）の侵入量に応じて、各２次コ イル９１，９２の出力信号Ｏ１，Ｏ２のレベルが互いに９０度位相のずれた三角 関数特性の一部範囲の特性（概ね９０度範囲の特性）を示すように、バランス用 の２次コイル９３ｓ，９４ｓの設定によって、調整することができる。例えば、 コイル９１と９３ｓの差動出力信号Ｏ１はサイン関数特性を示し（これを便宜上 、ｓｉｎα・ｓｉｎωｔで示す）、コイル９２と９４ｓの差動出力信号Ｏ２はコ サイン関数特性を示す（これを便宜上、ｃｏｓα・ｓｉｎωｔで示す）ように設 定することができる。ただし、検出対象範囲Ｌに対応する角度αの範囲は、ほぼ ９０度程度の範囲である。これは、構造上、３６０度全部の変化は得られないた めである。なお、設定の仕方によっては、検出対象範囲Ｌに対応する角度αの範 囲を、９０度以上の範囲に拡大することもできなくはないが、９０度程度の範囲 に設定するのが確実である。更に、検出可能な９０度の範囲のうち、安定した検 出が可能な９０度未満のより狭い角度範囲に検出対象範囲Ｌを対応づけて検出処 理をするようにしてもよい。なお、αは検出対象範囲Ｌにおけるピストン部３の 現在位置に対応することは言うまでもない。 このような構成によって、各２次コイル９１，９２から出力される信号Ｏ１， Ｏ２は、ちょうど、公知のレゾルバの出力のような２相の信号となる。 Ｏ１＝ｓｉｎα・ｓｉｎωｔ Ｏ２＝ｃｏｓα・ｓｉｎωｔ

【００３９】 明らかなように、この出力信号Ｏ１，Ｏ２は、前述の第１のコイル部１０の２ つの出力交流信号Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ，Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔと同じ フォームとなり、レゾルバ位相検出タイプの検出回路部を使用して、上記αを電 気的位相角としてデイジタル測定することができる。なお、この場合、θのため の検出回路部と、αのための検出回路部が別々に必要であるが、各検出回路部の ハードウェア回路において共用できるものは共用して、時分割処理によって夫々 のディジタル測定を行うようにすることも可能であるのは勿論である。

【００４０】 こうして、検出対象範囲Ｌにおけるピストン部３の現在位置を示すアブソリュ ートデータを位相角αのディジタル測定によって求めることができる。勿論、長 い範囲Ｌがほぼ９０度の角度範囲に対応しているので、第１のコイル部１０の出 力信号Ａ，Ｂに基づく、短い範囲ｐが３６０度角度範囲に対応しているθの位相 測定に基づく検出データよりは、検出分解能は粗いものとなる。しかし、短い範 囲ｐ内での精密なアブソリュート位置検出分解能は第１のコイル部１０の出力信 号Ａ，Ｂに基づき前述の通り得られるので、各２次コイル９１，９２から出力さ れる信号Ｏ１，Ｏ２に基づき得られる長い範囲Ｌ内でのアブソリュート位置検出 分解能は粗いものであってさしつかえない。すなわち、複数個の磁気応答部材２ ０の配設ピッチの１ピッチ分の長さｐを単位とするアブソリュート位置検出デー タを得ることができればよい。

【００４１】 これによって、コイル部１０から得られるθに対応するディジタルアブソリュ ート位置検出データと、追加のコイル９０，９１，９２から得られるαに対応す るディジタルアブソリュート位置検出データとの組み合わせによって、ピストン 部３のストロークのほぼ全長にわたるアブソリュート位置検出データを得ること ができる。 なお、磁気応答部材２０は支持体５に沿って断続的に設けられているので、検 出範囲Ｌにおけるコイル９１，９２への支持体５の侵入に伴うコイル９０，９１ ，９２のインダクタンス変化（結合係数変化）は、きれいなサインカーブ又はコ サインカーブとはならず、多少凹凸を伴うが、これは出力波形を適宜なまらせる 処理をすれば問題ないし、また、そのような処理をしなくても、αの測定精度は 上述の通り粗いものであってさしつかえないので、一向に問題のない測定を行う ことができる。

【００４２】 なお、上記実施例では、第１の支持体４が２重筒４ａ，４ｂからなっているが 、この構造はこれに限らない。例えば１つの筒４ａのみとした場合は、コイル部 １０の防水処理や配線引き出し処理等を適切に行えばよい。しかし、図示のよう な２重筒４ａ，４ｂの構造は、コイル部１０の防水処理や配線引き出し処理等を 容易に行うことができるので、有利である。また、第１及び第２の支持体４，５ の構造は、上記実施例のような筒体とその中に侵入した棒状体という関係からな るものに限らず、コイル部１０と磁気応答部材２０とを夫々適切に配置しうる構 造であれば任意のものでよい。 また、上記実施例では、シリンダ本体２側の支持体４にコイル部１０を設け、 ピストン部３側の支持体５に磁気応答部材２０を設けているが、この関係は、逆 であってもよい。その場合は、ピストン部３の側にコイル部１０の配線引き出し 用のコネクタ８を設けなければならないので、それが可能であればさしつかえな い。しかし、図示実施例のようにシリンダ本体２側の支持体４にコイル部１０を 設けるようにした方が、シリンダ本体２が固定されていることにより、コネクタ から出た配線が動かないので有利である。

【００４３】 また、上記実施例では、磁気応答部材２０は複数個設けられているが、これは １個でもよい。また、コイル部として、レゾルバ出力を得るためのコイル部１０ を設けずに、定位置検出用のピックアップコイル８０又は８１のみを設けるよう にしてもよい。 また、精密な検出分解能を要求しない場合は、図１５の例において、コイル部 １０を省略し、長いコイル９０，９１，９２とそれに対応するバランス用コイル 部９３，９４のみを設けるようにしてもよい。図１７は、その場合の一例を示す 。その場合、所定ピッチｐの磁気応答部材２０を複数個繰り返し設ける必要はな く、支持体５そのものが１つの磁気応答部材（２０）であってよい。すなわち、 支持体５として磁性体金属を使用すれば、それがそのまま１つの磁気応答部材（ ２０）となる。図１７では、コイル部１０が省略された分だけ、各コイル９０， ９１，９２の長さＬ’が図１５の例よりも長くなっている。その動作は、図１５ ，図１６を参照して説明したものと同じである。

【００４４】 なお、上記各実施例において、コイル部１０と磁気応答部材２０による検出部 の構成を、公知の位相シフトタイプ位置検出器のように構成してもよい。例えば 、図２に示されたコイル部１０において、１次コイルと２次コイルの関係を逆に して、サイン相のコイルＳＷ1とマイナス・サイン相のコイルＳＷ3を互いに逆相 のサイン信号ｓｉｎωｔ，−ｓｉｎωｔによって励磁し、コサイン相のコイルＳ Ｗ2とマイナス・コサイン相のコイルＳＷ4を互いに逆相のコサイン信号ｃｏｓω ｔ，−ｃｏｓωｔによって励磁し、コイルＰＷ1〜ＰＷ5から検出対象位置ｘに応 じた電気的位相シフトθを含む出力信号ｓｉｎ（ωｔ−θ）を得るようにしても よい。 あるいは、コイル部１０と磁気応答部材２０による検出部の構成を、公知の差 動トランス型の直線位置検出器のように構成してもよい。

【００４５】 あるいは、上記各実施例において、各コイル部の構成として、１次コイルと２ 次コイルの対を含むように構成せずに、１つのコイルのみによって構成し、該１ つのコイルを所定の交流信号によって定電圧駆動し、該コイルへの磁性体（磁気 応答部材２０）の侵入量に応じて生じるインダクタンス変化に基づく電流変化を 計測することにより、ピストン部３の位置検出データを得るようにしてもよい。 その場合、該電流変化に応答する出力信号の振幅変化を測定する方法、あるいは 該電流変化に応答するコイル各端部での出力信号間の位相変化を測定する方法な どによって所要の測定を行うことができる。 その他、コイル部１０と磁気応答部材２０による検出部の構成は任意の変形が 可能である。 そのほか、上記実施例で示した新規かつ有意義な構成の一部を選択的に採用し てシリンダ位置検出装置を構成してもよい。

【００４６】

【考案の効果】

以上の通り、本考案によれば、ピストン部の内部に形成された空間内に第１及 び第２の支持体が収納されて、シリンダ本体に対するピストン部の相対的直線変 位に応じて該第１及び第２の支持体の相対的位置が変化するようになっており、 かつ、検出部の磁気応答部材とコイル部を両支持体に夫々配設することにより、 シリンダ本体に対するピストン部の相対的直線変位に応じて磁気応答部材とコイ ル部の相対位置が変化し、かくして、シリンダ本体に対するピストン部の直線位 置に対応する検出信号がコイル部から得られるようになっているので、ピストン ロッドの外周に格別の加工をする必要が無いものとなっており、かつ、検出部の 磁気応答部材とコイル部は支持体に夫々配設する構成であり、該支持体を介在さ せてピストン及びシリンダ本体に取り付けるようにしているので、サイズの異な るシリンダ装置においても検出装置各要素（つまり磁気応答部材２０とコイル部 １０）の共用化を容易に図ることができ、かつ、摺動摩耗の心配のない耐久性に 富んだシリンダ位置検出装置を提供することができる。また、小型かつシンプル な構造を持つと共に、広い範囲にわたってシリンダロッド位置検出の可能な誘導 型のシリンダ位置検出装置を提供することができる。更には、製造が極めて容易 になるようなシンプルな構造を持つシリンダ位置検出装置を提供することができ る。

【００４７】 また、第１及び第２の支持体の一方を筒状体とし、他方を棒状体として、該棒 状体が筒状体の筒内に侵入している構成とした場合は、限られたスペースでの第 １及び第２の支持体の相互変位関係を円滑にし、かつコイル部の配設を容易にす ることができる。更に、支持体を構成する筒状体を２重筒として、該２重筒の筒 間スペース内にコイル部を気密又は液密に収納してなるようにした場合は、電気 回路の一部であるコイル部を、シリンダ本体内の圧力流体から気密又は液密に保 護する上で有利である。

【００４８】 更に、検出部の好ましい実施形態例として、コイル部が、１相の交流信号によ って励磁される１次巻線及び直線変位方向に関して異なる位置に配置された複数 の２次巻線を含み、磁気応答部材が、所定の磁気応答特性を持つ磁気応答部材を 直線変位方向に沿って所定のピッチで複数繰り返して設けて成り、前記相対的変 位に応じて前記部材の前記巻線部に対する対応位置が変化することにより前記１ 次巻線と各２次巻線間の磁気結合が前記ピストン部の直線位置に応じて変化され 、これにより、該直線位置に応じて振幅変調された誘導出力交流信号を、各２次 巻線の配置のずれに応じて異なる振幅関数特性で、各２次巻線に誘起させるよう にした場合は、１相の交流信号によって励磁する構成であるため、励磁回路の構 成が簡単である、という利点を有し、また、磁気応答部材において、所定の磁気 応答特性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで複数繰り返 して設けて成るので、２次巻線に誘起される誘導出力交流信号として、該磁気応 答部材の繰り返しピッチを１サイクルとして周期的に変化する信号を得ることが でき、検出可能範囲を拡大することができるものである。

【００４９】 また、前記検出部から出力される前記直線位置に応じて振幅変調された前記誘 導出力交流信号として、サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号とコサ イン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを出力するようにし、前記第１ の出力交流信号と第２の出力交流信号を入力し、前記直線位置を示す前記サイン 関数とコサイン関数の位相値を検出する位相検出回路を更に具備するようにした 場合は、電気的位相の測定に基づいて精度のよいアブソリュート位置検出が可能 であり、このような位相検出回路として、レゾルバ用の位相検出回路として従来 知られたＲ−Ｄ（レゾルバ−ディジタル）コンバータを使用することができるし 、その他の方式の位相検出回路を用いることもでき、そのようなレゾルバタイプ の位相検出回路を使用することができることは、従来の位相シフトタイプの誘導 型直線位置検出装置が持っていたような、温度変化等によって１次及び２次巻線 のインピーダンスが変化することにより２次出力信号における電気的位相ずれに 誤差が生じるという欠点を除去することができるので、好都合である。 更に、コイル部において、定位置検出用のピックアップコイルを適宜設けるこ とにより、定位置の検出若しくは粗い精度でのピストンロッド位置検出を容易に 行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係るシリンダ位置検出装置の一実施
例を示す軸方向断面図。

【図２】 図１において検出部を構成しているコイル部
と磁気応答部材の構成例を拡大して示す一部切欠き斜視
図。

【図３】 図２におけるコイル部の構成例を示す回路
図。

【図４】 図２における磁気応答部材の変更例を示す斜
視図。

【図５】 図２における磁気応答部材の別の変更例を示
す側面略図。

【図６】 図２における磁気応答部材の更に別の変更例
を示す側面略図。

【図７】 図２における磁気応答部材の更に別の変更例
を示す一部断面側面略図。

【図８】 図２におけるコイル部のコイル配置の別の例
を示す略図。

【図９】 図２におけるコイル部のコイル配置の更に別
の例を示す略図。

【図１０】 本考案に係るシリンダ位置検出装置におい
て磁気応答部材の１ピッチ単位の変位を判定しカウント
する回路構成例を示すブロック図。

【図１１】 図１の実施例に対する変形例を示す軸方向
断面図。

【図１２】 磁気応答部材の１ピッチ単位の変位をカウ
ントするように構成する場合の図１１の動作説明図。

【図１３】 任意の定位置を検出するように構成する場
合の図１１の別の動作説明図。

【図１４】 図１３に示されたような動作を実現するた
めに図１１の装置に組み合わせられる判定用の回路の一
例を示すブロック図。

【図１５】 本考案に係るシリンダ位置検出装置の別の
実施例を示す軸方向断面図。

【図１６】 図１５における各コイルの接続例を示す回
路図。

【図１７】 本考案に係るシリンダ位置検出装置の更に
別の実施例を示す軸方向断面図。

【符号の説明】

１ シリンダ装置 ２ シリンダ本体 ３ ピストン部 ４ 第１の支持体 ４ａ，４ｂ 筒 ５ 第２の支持体 ６ ピストン部内の空間 １０ コイル部 ＰＷ１〜ＰＷ5 １次コイル ＳＷ１〜ＳＷ４ ２次コイル ２０ 磁気応答部材 ８０，８１ ピックアップコイル ９０ １次コイル ９１，９２ ２次コイル ９３，９４ バランス用コイル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 赤津 伸行 東京都東大和市新堀２−1453−43 (72)考案者 坂元 和也 東京都羽村市川崎１丁目１番５号、ＭＡＣ 羽村コートＩＩ−405 (72)考案者 坂本 宏 埼玉県川越市山田896−８ (72)考案者 山本 明男 東京都国立市西１−13−29 ＫＭハイツ 101

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体と、このシリンダ本体に対
   して相対的に直線変位可能に挿入されたピストン部とを
   含むシリンダ装置において、 前記シリンダ本体の内部において、該シリンダ本体の閉
   鎖端側にて一端が片持ち支持され、他端が該シリンダ本
   体の開口端の方に延びた、第１の支持体と、 前記ピストン部の内部において、前記第１の支持体の侵
   入を許すように設けられた空間と、 前記ピストン部の内部に設けられた前記空間内におい
   て、一端が片持ち支持され、他端が前記シリンダ本体の
   閉鎖端の方に延びた、第２の支持体と、 コイル部及びこのコイル部に対して相対的に変位可能に
   非接触的に配置される磁気応答部材を含み、該磁気応答
   部材の該コイル部に対する相対的位置に応じた検出信号
   を前記コイル部から出力するものであって、前記第１及
   び第２の支持体の一方に該コイル部が配設され、他方に
   該磁気応答部材が配設されてなる検出部とを具備し、前
   記ピストン部の前記シリンダ本体に対する相対的直線変
   位に伴って前記第１及び第２の支持体に夫々配設された
   前記磁気応答部材とコイル部との相対的位置が変位し、
   これにより該ピストン部の直線位置に対応する前記検出
   信号が出力されることを特徴とするシリンダ位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記コイル部は、１相の交流信号によっ
   て励磁される１次コイル及び前記ピストン部の直線変位
   方向に関して異なる位置に配置された複数の２次コイル
   を含み、前記磁気応答部材は、前記ピストン部の直線変
   位方向に沿って所定のピッチで複数繰り返して設けて成
   り、前記ピストン部の直線位置に応じて前記磁気応答部
   材の前記コイル部に対する対応位置が変化することによ
   り前記１次コイルと各２次コイル間の磁気結合が前記ピ
   ストン部の直線位置に応じて変化され、これにより、該
   ピストン部の直線位置に応じて振幅変調された誘導出力
   交流信号を、各２次コイルの配置のずれに応じて異なる
   振幅関数特性で、各２次コイルに誘起させ、前記各２次
   コイルに誘起される各誘導出力交流信号は、その電気的
   位相が同相であり、その振幅関数が前記磁気応答部材の
   繰り返しピッチを１サイクルとして周期的にそれぞれ変
   化することを特徴とし、かつ、前記複数の２次コイルが
   前記１ピッチの範囲内に配置されている請求項１に記載
   のシリンダ位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記コイル部において、更に、少なくと
   も前記磁気応答部材の１ピッチを最小単位とする粗い位
   置データを得るためのコイルを具備することを特徴とす
   る請求項１又は２に記載のシリンダ位置検出装置。