JPH01302101A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH01302101A JPH01302101A JP13366988A JP13366988A JPH01302101A JP H01302101 A JPH01302101 A JP H01302101A JP 13366988 A JP13366988 A JP 13366988A JP 13366988 A JP13366988 A JP 13366988A JP H01302101 A JPH01302101 A JP H01302101A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
［産業上の利用分野］
この発明は可動ロッドの装置を検出する装置に関するも
のである。
のである。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題１従来、
ロッドが移動した距離を直接計測する手段としては、ロ
ッドに複数の溝を軸線方向へ並設し、この谷溝を光電方
式又は電磁方式などでパルス計数するものがあるが、ロ
ッドに施すことができる溝幅の制約から、高精度及び高
分解能（例えば０．１ｍｍのロッド移動距離）を得るこ
とは困難であった。
ロッドが移動した距離を直接計測する手段としては、ロ
ッドに複数の溝を軸線方向へ並設し、この谷溝を光電方
式又は電磁方式などでパルス計数するものがあるが、ロ
ッドに施すことができる溝幅の制約から、高精度及び高
分解能（例えば０．１ｍｍのロッド移動距離）を得るこ
とは困難であった。
ヌ、励磁コイル及び検出コイルを一組のセットとしてそ
の四組をロッドの外周に配設し、二組づつｉ［弦波形及
び余弦波形を加えて渦電流による位置変化を検出するレ
ゾルバ−等の手段もあるが、回路が複雑で調整が難しい
問題があった。
の四組をロッドの外周に配設し、二組づつｉ［弦波形及
び余弦波形を加えて渦電流による位置変化を検出するレ
ゾルバ−等の手段もあるが、回路が複雑で調整が難しい
問題があった。
その他、超音゛波センサや差動トランスやボテンジョン
メータなどを利用したちのもあるが、それらをロッドに
組込むことが困難であった。
メータなどを利用したちのもあるが、それらをロッドに
組込むことが困難であった。
本発明の目的はロッド自体をスケールとして直接位置検
出する装置においてその構造を筒中に覆ることにある。
出する装置においてその構造を筒中に覆ることにある。
発明の構成
［課題を解決するための手段］
本発明に係る位置検出装置はこの目的に化み、複数の溝
を軸線方向へ並設した可動ロッドと、この可動ロッドの
移動軌跡上に磁界を作用させる磁石と、この磁石と対応
して可動ロッドの軸線方向へ並設した複数の磁性体と、
前記可動ロッドの移動に伴う磁界の変化を磁性体の透磁
率の変化として検出する検出手段とを右しているもので
ある。
を軸線方向へ並設した可動ロッドと、この可動ロッドの
移動軌跡上に磁界を作用させる磁石と、この磁石と対応
して可動ロッドの軸線方向へ並設した複数の磁性体と、
前記可動ロッドの移動に伴う磁界の変化を磁性体の透磁
率の変化として検出する検出手段とを右しているもので
ある。
又、本発明に係る位置検出装置は各磁性体に巻いたコイ
ルのインダクタンスの変化をデジタル信号として検出す
るものである。
ルのインダクタンスの変化をデジタル信号として検出す
るものである。
［作用］
本発明に係る位置検出装置においては、可動ロッドが移
動すると、磁石の磁界が変化し、この磁界の変化により
各磁性体の透磁率も変化してその変化を検出するこ、と
ができる。例えば、各磁性体にコイルを巻けば、各磁性
体の透磁率の変化により各コイルのインダクタンスが変
化し、その変化をデジタル信号として検出することがで
きる。
動すると、磁石の磁界が変化し、この磁界の変化により
各磁性体の透磁率も変化してその変化を検出するこ、と
ができる。例えば、各磁性体にコイルを巻けば、各磁性
体の透磁率の変化により各コイルのインダクタンスが変
化し、その変化をデジタル信号として検出することがで
きる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。
第１図に示すように本実施例に係る位置検出装置１はエ
アシリンダ２のビス１−ンロツド２ａ （可動ロッド
）の外周に組込まれている。第２図に示すようにこの位
置検出装置１に対応してビス１〜ンロツド２ａの外周に
は複数の溝３とそれらの間の凸部４とがロッド２ａの周
方向全体でロッド２ａの＠線方向へ交互に並設されてい
る。）８３の軸線方向長さＬ３と凸部４の軸線方向良さ
［４とは互いに簀しくなっているとともに、溝３の深ざ
［〕と凸部４の高さＨも互いに等しくなっている。なお
、各満３内には合成樹脂からなる非磁性体５が充填され
、この非磁性体５の外周面全体及び凸部４の外周面全体
には銅メツキ６が施されている。
アシリンダ２のビス１−ンロツド２ａ （可動ロッド
）の外周に組込まれている。第２図に示すようにこの位
置検出装置１に対応してビス１〜ンロツド２ａの外周に
は複数の溝３とそれらの間の凸部４とがロッド２ａの周
方向全体でロッド２ａの＠線方向へ交互に並設されてい
る。）８３の軸線方向長さＬ３と凸部４の軸線方向良さ
［４とは互いに簀しくなっているとともに、溝３の深ざ
［〕と凸部４の高さＨも互いに等しくなっている。なお
、各満３内には合成樹脂からなる非磁性体５が充填され
、この非磁性体５の外周面全体及び凸部４の外周面全体
には銅メツキ６が施されている。
前記ピストンロッド２ａの外周−側には永久磁石７が配
設され、この永久磁石７に対応して同ロッド２ａの外周
他側には磁性体ホルダー８が配設されている。この永久
磁９石７の軸線方向長さ［７は前記溝３の軸線方向長さ
Ｌ３と凸部４の軸線方向長さＬ４との和に等しくなって
いる。
設され、この永久磁石７に対応して同ロッド２ａの外周
他側には磁性体ホルダー８が配設されている。この永久
磁９石７の軸線方向長さ［７は前記溝３の軸線方向長さ
Ｌ３と凸部４の軸線方向長さＬ４との和に等しくなって
いる。
第３図に示すように前記磁性体ホルダー８には１６個の
保持孔９が形成され、ロッド２ａとは反対側になる同ホ
ルダー８の一面８ａには各保持孔９の口部９ａが３列の
千鳥状に配設されている。
保持孔９が形成され、ロッド２ａとは反対側になる同ホ
ルダー８の一面８ａには各保持孔９の口部９ａが３列の
千鳥状に配設されている。
各保持孔９にはそれぞれ磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６が挿入
され、その一端部が凸部４及び溝３に対向するように同
一ピッチＰで軸線方向へ並設されている。この各磁気感
知体Ｍ１〜Ｍ１６は第５図に示すように磁性体１０（コ
ア）にコイル１１を巻いて形成されている。
され、その一端部が凸部４及び溝３に対向するように同
一ピッチＰで軸線方向へ並設されている。この各磁気感
知体Ｍ１〜Ｍ１６は第５図に示すように磁性体１０（コ
ア）にコイル１１を巻いて形成されている。
第４図に示すように前記各磁性体１０の透磁率μは外部
から加わる磁力Ｇ（ガウス）により磁気バイアスが強く
なるに従って小さくなる。磁性体１０としては、透磁率
μが大さ（かつ保１１餞力が小さい材料、例えばアモル
ファス合金やパーマロイ合金が好ましい。アモルファス
合金としは透磁率μが１４０００で保磁力が０．２Ｇの
ものなどを利用することができる。なお、磁性体１０の
断面形状の直径はＱ、１ｍｍ程度のものが適している。
から加わる磁力Ｇ（ガウス）により磁気バイアスが強く
なるに従って小さくなる。磁性体１０としては、透磁率
μが大さ（かつ保１１餞力が小さい材料、例えばアモル
ファス合金やパーマロイ合金が好ましい。アモルファス
合金としは透磁率μが１４０００で保磁力が０．２Ｇの
ものなどを利用することができる。なお、磁性体１０の
断面形状の直径はＱ、１ｍｍ程度のものが適している。
又、各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６間のピッチＰは０゜２ｍ
ｍになっている。
ｍになっている。
第５図に示ずように、前記各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６の
コイル１１には発振器１２が増幅？Ｓ１３を介して接続
され、この発振器１２から各コイル１１に１００ｋｌ−
１ｚ〜５００にト１７の正弦波形を印加し冑るようにな
っている。さらに、各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６のコイル
１１にそれぞれ抵抗Ｒ１〜Ｒ１６が直列に接続され、各
抵抗（で１〜Ｒ１６の両端の電圧をオペアンプ１４によ
り取出すことができるようになっている。各オペアンプ
１４からの出力信号はそれぞれフリップフロップからな
るラッチ回路１５に導かれ、発振（答１２に接続された
タイミング発生回路１６からの廿ツトパルス又はリセッ
トパルスにより、発振器１２の出力と同期して１サイク
ル毎に記憶又は更新されるようになっている。ラッチ回
路１５からの出力信号はロッド２ａの位置に対応したコ
ード信号であって、ロジック回路からなるコード変換回
路１７に樽かれ、このコード変換回路１７により２進の
信号として変換された後、増幅器１８を介して取出され
るようになっている。
コイル１１には発振器１２が増幅？Ｓ１３を介して接続
され、この発振器１２から各コイル１１に１００ｋｌ−
１ｚ〜５００にト１７の正弦波形を印加し冑るようにな
っている。さらに、各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６のコイル
１１にそれぞれ抵抗Ｒ１〜Ｒ１６が直列に接続され、各
抵抗（で１〜Ｒ１６の両端の電圧をオペアンプ１４によ
り取出すことができるようになっている。各オペアンプ
１４からの出力信号はそれぞれフリップフロップからな
るラッチ回路１５に導かれ、発振（答１２に接続された
タイミング発生回路１６からの廿ツトパルス又はリセッ
トパルスにより、発振器１２の出力と同期して１サイク
ル毎に記憶又は更新されるようになっている。ラッチ回
路１５からの出力信号はロッド２ａの位置に対応したコ
ード信号であって、ロジック回路からなるコード変換回
路１７に樽かれ、このコード変換回路１７により２進の
信号として変換された後、増幅器１８を介して取出され
るようになっている。
アモルファス合金からなる磁性体１０はロッド２ａの直
径が大きい凸部４では１０Ｇ程度の磁力を受け、ロッド
２ａの自任が小さい満３では３Ｇ以下の磁力となる。こ
の磁性（Ａ１０は１４０００以上の透！ｉ率μを有し、
５Ｇ以上の磁力では′ｆ１磁率μが急激に低下する。こ
の磁性体１０に巻かれた」イル１１のインダクタンスは
透磁率μの変化に伴い同じく急激に変化する。このコイ
ル１１に直列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ１６にはインダ
クタンスの変化に応じた電圧変化が発生する。この電圧
変化の状態を第６図に示し、発振器１２からの印加波形
に対し、各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６のコイル１１には図
示するコイル検出波形が出力される。
径が大きい凸部４では１０Ｇ程度の磁力を受け、ロッド
２ａの自任が小さい満３では３Ｇ以下の磁力となる。こ
の磁性（Ａ１０は１４０００以上の透！ｉ率μを有し、
５Ｇ以上の磁力では′ｆ１磁率μが急激に低下する。こ
の磁性体１０に巻かれた」イル１１のインダクタンスは
透磁率μの変化に伴い同じく急激に変化する。このコイ
ル１１に直列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ１６にはインダ
クタンスの変化に応じた電圧変化が発生する。この電圧
変化の状態を第６図に示し、発振器１２からの印加波形
に対し、各磁気感知体Ｍ１〜Ｍ１６のコイル１１には図
示するコイル検出波形が出力される。
第２図に示１状態では、ロッド２ａの凸部４に対応する
磁気感知体Ｍ１〜Ｍ８に直列接続された抵抗［）１〜Ｒ
８にハイレベルの電圧が生ずるとともに、ロッド２ａの
満３に対応する磁気感知体Ｍ９〜Ｍ１６に直列接続され
た抵抗Ｒ９〜Ｒ１６にローレベルの電圧が生じ、このハ
イレベルの電圧とローレベルの電圧の中間をスレッシ１
ホールドレベルとして０Ｎ−ＯＦＦのデジタル信号とし
ている。このデジタル信号が前記ラッチ回路１５及びコ
ード変換回路１７によりバイナリ−出力として取出され
る。なお、通常、ロッド２ａは１００ｍｍ以上の長さを
有しているため、このバイナリ−出力を加減すすること
により良いロッド２ａに対しても対応することができる
。
磁気感知体Ｍ１〜Ｍ８に直列接続された抵抗［）１〜Ｒ
８にハイレベルの電圧が生ずるとともに、ロッド２ａの
満３に対応する磁気感知体Ｍ９〜Ｍ１６に直列接続され
た抵抗Ｒ９〜Ｒ１６にローレベルの電圧が生じ、このハ
イレベルの電圧とローレベルの電圧の中間をスレッシ１
ホールドレベルとして０Ｎ−ＯＦＦのデジタル信号とし
ている。このデジタル信号が前記ラッチ回路１５及びコ
ード変換回路１７によりバイナリ−出力として取出され
る。なお、通常、ロッド２ａは１００ｍｍ以上の長さを
有しているため、このバイナリ−出力を加減すすること
により良いロッド２ａに対しても対応することができる
。
第１図はこのように構成された位置検出装置１をエアシ
リンダ２の位置決め制御に応用した一例を示し、前述し
たバイナリ−出力をコント〔］−ラ１９にフィードバッ
クし、このコン］・ローラ１９により演淳処理して電磁
弁２０を制御することにより、エアシリンダ２が位置決
め制御されるようになっている。
リンダ２の位置決め制御に応用した一例を示し、前述し
たバイナリ−出力をコント〔］−ラ１９にフィードバッ
クし、このコン］・ローラ１９により演淳処理して電磁
弁２０を制御することにより、エアシリンダ２が位置決
め制御されるようになっている。
特に本実施例においては、複数の溝３を軸線方向へ並設
したロッド２ａの位置を検出する手段として、このロッ
ド２ａの移１！＋軌跡上に磁界を作用させる永久磁石７
と対応して複数の磁性体１０をロッド２ａの軸線方向へ
並設することにより、ロッド２ａの移動に伴う磁界の変
化を磁性体１０の透磁率μの変化として検出するように
しているので、ロッド２ａ自体をスケールとして複数の
磁性体１０により直接位置検出することができ、位置検
出装置を簡単な構造でかつ小型にすることができる。な
お、複数の！ｌｆｌ性休１０体透磁率μの変化を検出す
る手段として、本実施例では各磁性体１０に巻いたコイ
ル１１のインダクタンスの変化をデジタル信号として検
出するようにしている。
したロッド２ａの位置を検出する手段として、このロッ
ド２ａの移１！＋軌跡上に磁界を作用させる永久磁石７
と対応して複数の磁性体１０をロッド２ａの軸線方向へ
並設することにより、ロッド２ａの移動に伴う磁界の変
化を磁性体１０の透磁率μの変化として検出するように
しているので、ロッド２ａ自体をスケールとして複数の
磁性体１０により直接位置検出することができ、位置検
出装置を簡単な構造でかつ小型にすることができる。な
お、複数の！ｌｆｌ性休１０体透磁率μの変化を検出す
る手段として、本実施例では各磁性体１０に巻いたコイ
ル１１のインダクタンスの変化をデジタル信号として検
出するようにしている。
又、磁性体１０としてアモルファス合金を使用している
ので、ロッド２ａの微少な変位（例えば０．１ｍｌｌ１
）で大きな透磁率μの変化が得られ、はば飽和領域まで
変化させることができ、大きな電気出力を１りることが
可能になる。
ので、ロッド２ａの微少な変位（例えば０．１ｍｌｌ１
）で大きな透磁率μの変化が得られ、はば飽和領域まで
変化させることができ、大きな電気出力を１りることが
可能になる。
発明の効果
本発明によれば、可動ロッドの移動軌跡上に作用する磁
石の磁界の変化を複数の磁性体の透！１ｆ８の変化とし
て検出するようにしたので、位置検出装置の構造が簡単
になる。
石の磁界の変化を複数の磁性体の透！１ｆ８の変化とし
て検出するようにしたので、位置検出装置の構造が簡単
になる。
第１図は本発明の一実施例に係る位置検出装置を利用し
たシステムブロック図、第２図は位置検出装置を示す部
分断面図、第３図は磁性体ホルダーを示す斜視図、第４
図は磁力と透磁率との関係を示すグラフ、第５図は磁性
体の透！１率の変化を検出ザる検出回路図、第６図は各
磁性体に巻いたコイルへの印加波形並びに各コイルの検
出波形を承り波形図である。 １・・・位置検出装置、２ａ・・・ピストンロッド（可
動ロッド）、３・・・溝、７・・・永久磁石、１０・・
・磁性体、１１・・・コイル、Ｍ１〜Ｍ１６・・・磁気
感知体、μ・・・透磁率、Ｒ１−Ｒ１６・・・抵抗。 磁力Ｇ
たシステムブロック図、第２図は位置検出装置を示す部
分断面図、第３図は磁性体ホルダーを示す斜視図、第４
図は磁力と透磁率との関係を示すグラフ、第５図は磁性
体の透！１率の変化を検出ザる検出回路図、第６図は各
磁性体に巻いたコイルへの印加波形並びに各コイルの検
出波形を承り波形図である。 １・・・位置検出装置、２ａ・・・ピストンロッド（可
動ロッド）、３・・・溝、７・・・永久磁石、１０・・
・磁性体、１１・・・コイル、Ｍ１〜Ｍ１６・・・磁気
感知体、μ・・・透磁率、Ｒ１−Ｒ１６・・・抵抗。 磁力Ｇ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の溝（３）を軸線方向へ並設した可動ロッド（
２ａ）と、 この可動ロッド（２ａ）の移動軌跡上に磁界を作用させ
る磁石（７）と、 この磁石（７）と対応して可動ロッド（２ａ）の軸線方
向へ並設した複数の磁性体（１０）と、前記可動ロッド
（２ａ）の移動に伴う磁界の変化を磁性体（１０）の透
磁率（μ）の変化として検出する検出手段とを有してい
ることを特徴とする位置検出装置。 ２、第１請求項において、検出手段は各磁性体（１０）
にコイル（１１）を巻き、この各コイル（１１）のイン
ダクタンスの変化を検出するものであることを特徴とす
る位置検出装置。 ３、第１請求項において、検出手段はデジタル信号とし
て検出するものであることを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13366988A JPH01302101A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13366988A JPH01302101A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302101A true JPH01302101A (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=15110142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13366988A Pending JPH01302101A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01302101A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287630A (en) * | 1990-09-03 | 1994-02-22 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Distance or position detecting device |
| US6573708B1 (en) | 2001-02-22 | 2003-06-03 | Juki Corporation/Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Linear displacement detecting structure and electronic component mounting head |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215508A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | 検出器 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP13366988A patent/JPH01302101A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215508A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | 検出器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287630A (en) * | 1990-09-03 | 1994-02-22 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Distance or position detecting device |
| US6573708B1 (en) | 2001-02-22 | 2003-06-03 | Juki Corporation/Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Linear displacement detecting structure and electronic component mounting head |
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