JPH0618209A - 流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置 - Google Patents
流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置Info
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- JPH0618209A JPH0618209A JP7871293A JP7871293A JPH0618209A JP H0618209 A JPH0618209 A JP H0618209A JP 7871293 A JP7871293 A JP 7871293A JP 7871293 A JP7871293 A JP 7871293A JP H0618209 A JPH0618209 A JP H0618209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体圧シリンダのピストンロッド位置を、渦
電流損をパラメータとした誘導係数変化と、磁気抵抗に
よる誘導係数変化の相補作用により精度よく検出するこ
と。 【構成】 ピストンロッドの周面において該ロッドの移
動方向に沿う所定範囲で突出して設けられており、コイ
ル部を通る磁気回路の磁気抵抗を該コイル部に対するこ
の磁性体部分の相対的位置に応じて変化せしめる磁性体
部分と、ピストンロッドの周面における前記磁性体部分
が突出していない箇所において、磁束に対して渦電流路
を形成し得るように設けられており、前記磁性体部分よ
りも相対的に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良
導電体から成る導電体部分とを具えている。ピストンロ
ッドの移動に伴なう磁性体部分と導電体部分のコイル部
に対する相対的変位に応じて該導電体部分を流れる渦電
流量が変化すると共に該コイル部の磁気回路の磁気抵抗
が変化し、これに応じた2次出力信号が該コイル部にお
いて得られるようにした。
電流損をパラメータとした誘導係数変化と、磁気抵抗に
よる誘導係数変化の相補作用により精度よく検出するこ
と。 【構成】 ピストンロッドの周面において該ロッドの移
動方向に沿う所定範囲で突出して設けられており、コイ
ル部を通る磁気回路の磁気抵抗を該コイル部に対するこ
の磁性体部分の相対的位置に応じて変化せしめる磁性体
部分と、ピストンロッドの周面における前記磁性体部分
が突出していない箇所において、磁束に対して渦電流路
を形成し得るように設けられており、前記磁性体部分よ
りも相対的に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良
導電体から成る導電体部分とを具えている。ピストンロ
ッドの移動に伴なう磁性体部分と導電体部分のコイル部
に対する相対的変位に応じて該導電体部分を流れる渦電
流量が変化すると共に該コイル部の磁気回路の磁気抵抗
が変化し、これに応じた2次出力信号が該コイル部にお
いて得られるようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は流体圧シリンダのピス
トンロッド位置検出装置に関し、特にシリンダ本体側に
固定された巻線に対するピストンロッドの相対的変位に
応じて誘導係数を変化させ、それに応じた出力信号を得
るようにした誘導形のピストンロッド位置検出装置に関
し、更に詳しくはピストンロッドの周囲に銅のような比
較的良導電体の部分を設け、この導電体部分の作用によ
り少なくとも渦電流損をパラメータとした誘導係数変化
が得られるようにしたピストンロッド位置検出装置に関
する。
トンロッド位置検出装置に関し、特にシリンダ本体側に
固定された巻線に対するピストンロッドの相対的変位に
応じて誘導係数を変化させ、それに応じた出力信号を得
るようにした誘導形のピストンロッド位置検出装置に関
し、更に詳しくはピストンロッドの周囲に銅のような比
較的良導電体の部分を設け、この導電体部分の作用によ
り少なくとも渦電流損をパラメータとした誘導係数変化
が得られるようにしたピストンロッド位置検出装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第3,956,973号には、
ピストンロッドの周囲の鉄若しくは磁性体金属にリング
状又はら旋状の溝を設け、ピストンロッドの移動に伴う
上記溝の通過に応答して電気的パルス信号を発生するト
ランスジューサをシリンダ本体側に固定して成るピスト
ンロッド位置検出装置が開示されている。実開昭59−
23609号には、ピストンロッドの周囲に複数の磁性
リングを所定間隔で設け、シリンダ本体側に複数相の1
次巻線と2次巻線を設け、各相の1次巻線を位相のずれ
た複数の交流信号によって個別に励磁して、ピストンロ
ッドの位置に応じて位相シフトされた交流信号が2次巻
線の側に得られるようにし、この位相シフト量をディジ
タル的にカウントすることによりピストンロッドの位置
をアブソリュートで検出し得るようにしたピストンロッ
ド位置検出装置が開示されている。
ピストンロッドの周囲の鉄若しくは磁性体金属にリング
状又はら旋状の溝を設け、ピストンロッドの移動に伴う
上記溝の通過に応答して電気的パルス信号を発生するト
ランスジューサをシリンダ本体側に固定して成るピスト
ンロッド位置検出装置が開示されている。実開昭59−
23609号には、ピストンロッドの周囲に複数の磁性
リングを所定間隔で設け、シリンダ本体側に複数相の1
次巻線と2次巻線を設け、各相の1次巻線を位相のずれ
た複数の交流信号によって個別に励磁して、ピストンロ
ッドの位置に応じて位相シフトされた交流信号が2次巻
線の側に得られるようにし、この位相シフト量をディジ
タル的にカウントすることによりピストンロッドの位置
をアブソリュートで検出し得るようにしたピストンロッ
ド位置検出装置が開示されている。
【0003】実開昭59−23610号には、複数の磁
極に1次巻線と2次巻線を巻回して成るステータをシリ
ンダ本体側に固定し、ピストンロッドの周囲の磁性体部
において複数の突起を設け、各相の1次巻線を位相のず
れた複数の交流信号によって個別に励磁して、ピストン
ロッドの位置に応じて位相シフトされた交流信号が2次
巻線の側に得られるようにし、この位相シフト量をディ
ジタル点的にカウントすることによりピストンロッドの
位置をアブソリュートで検出し得るようにしたピストン
ロッド位置検出装置が開示されている。
極に1次巻線と2次巻線を巻回して成るステータをシリ
ンダ本体側に固定し、ピストンロッドの周囲の磁性体部
において複数の突起を設け、各相の1次巻線を位相のず
れた複数の交流信号によって個別に励磁して、ピストン
ロッドの位置に応じて位相シフトされた交流信号が2次
巻線の側に得られるようにし、この位相シフト量をディ
ジタル点的にカウントすることによりピストンロッドの
位置をアブソリュートで検出し得るようにしたピストン
ロッド位置検出装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の米国特許に示さ
れた検出装置は、ピストンロッドに設けた溝の通過に応
答した単なるパルス信号を発生する構成であるため、位
置データを得るにはこのパルス信号をカウントする構成
としなければならず、事実上のインクリメンタルパルス
発生及びカウント方式となってしまう。従って、ピスト
ンロッド位置をアブソリュートで検出することはできな
いという問題点がある。また、ピストンロッドに溝を設
けるためには切削加工等を行わねばならず、加工が面倒
であるという問題点がある。
れた検出装置は、ピストンロッドに設けた溝の通過に応
答した単なるパルス信号を発生する構成であるため、位
置データを得るにはこのパルス信号をカウントする構成
としなければならず、事実上のインクリメンタルパルス
発生及びカウント方式となってしまう。従って、ピスト
ンロッド位置をアブソリュートで検出することはできな
いという問題点がある。また、ピストンロッドに溝を設
けるためには切削加工等を行わねばならず、加工が面倒
であるという問題点がある。
【0005】上述の2つの実用新案登録出願は、アブソ
リュート方式であるため、上述のような欠点はないが、
ピストンロッドの周囲の磁性リング又は突起の組立若し
くは加工に手間がかかるという問題点は同様にある。
リュート方式であるため、上述のような欠点はないが、
ピストンロッドの周囲の磁性リング又は突起の組立若し
くは加工に手間がかかるという問題点は同様にある。
【0006】また、上述の何れの従来技術も、単に鉄又
は磁性金属の溝又は突起の有無によってのみ巻線の誘導
係数変化を生ぜしめるようになっているため、溝の深さ
あるいは突起の高さを十分にとらないと検出精度を上げ
ることができないという問題点もある。
は磁性金属の溝又は突起の有無によってのみ巻線の誘導
係数変化を生ぜしめるようになっているため、溝の深さ
あるいは突起の高さを十分にとらないと検出精度を上げ
ることができないという問題点もある。
【0007】この発明は上述の様々な問題点を解決し得
るピストンロッド位置検出装置を提供することを目的と
する。
るピストンロッド位置検出装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る流体圧シ
リンダのピストンロッド位置検出装置は、シリンダ本体
の開口端側に設けられ、1次交流信号によって励磁され
ると共に2次出力を取出すためのコイル部と、ピストン
ロッドの周面において該ロッドの移動方向に沿う所定範
囲で突出して設けられており、前記コイル部を通る磁気
回路の磁気抵抗を該コイル部に対するこの磁性体部分の
相対的位置に応じて変化せしめる磁性体部分と、前記ピ
ストンロッドの周面における前記磁性体部分が突出して
いない箇所において、磁束に対して渦電流路を形成し得
るように設けられており、前記磁性体部分よりも相対的
に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電体から
成る導電体部分とを具え、前記ピストンロッドの移動に
伴なう前記磁性体部分と導電体部分の前記コイル部に対
する相対的変位に応じて該導電体部分を流れる渦電流量
が変化すると共に該コイル部の磁気回路の磁気抵抗が変
化し、これに応じた2次出力信号が該コイル部において
得られるようにしたことを特徴とするものである。
リンダのピストンロッド位置検出装置は、シリンダ本体
の開口端側に設けられ、1次交流信号によって励磁され
ると共に2次出力を取出すためのコイル部と、ピストン
ロッドの周面において該ロッドの移動方向に沿う所定範
囲で突出して設けられており、前記コイル部を通る磁気
回路の磁気抵抗を該コイル部に対するこの磁性体部分の
相対的位置に応じて変化せしめる磁性体部分と、前記ピ
ストンロッドの周面における前記磁性体部分が突出して
いない箇所において、磁束に対して渦電流路を形成し得
るように設けられており、前記磁性体部分よりも相対的
に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電体から
成る導電体部分とを具え、前記ピストンロッドの移動に
伴なう前記磁性体部分と導電体部分の前記コイル部に対
する相対的変位に応じて該導電体部分を流れる渦電流量
が変化すると共に該コイル部の磁気回路の磁気抵抗が変
化し、これに応じた2次出力信号が該コイル部において
得られるようにしたことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】ピストンロッド周面における前記磁性体部分が
突出した個所に関しては、コイル部による磁界にこの磁
性体部分の個所が浸入すると、該コイル部を通る磁気回
路の磁気抵抗が減少する(換言すれば透磁性すなわちパ
ーミアンスが増大する)。他方、磁性体部分が突出して
いない個所では磁気抵抗が増大する(パーミアンスが減
少する)。導電体部分は、このように磁気抵抗が増大す
る個所において設けられる。従って、コイル部による磁
界にピストンロッドの導電体部分(換言すれば磁性体部
分が突出していない部分)が浸入すると、その部分で渦
電流損が生じ、これにより実質的な磁気抵抗が更に増大
せしめられる。
突出した個所に関しては、コイル部による磁界にこの磁
性体部分の個所が浸入すると、該コイル部を通る磁気回
路の磁気抵抗が減少する(換言すれば透磁性すなわちパ
ーミアンスが増大する)。他方、磁性体部分が突出して
いない個所では磁気抵抗が増大する(パーミアンスが減
少する)。導電体部分は、このように磁気抵抗が増大す
る個所において設けられる。従って、コイル部による磁
界にピストンロッドの導電体部分(換言すれば磁性体部
分が突出していない部分)が浸入すると、その部分で渦
電流損が生じ、これにより実質的な磁気抵抗が更に増大
せしめられる。
【0010】こうして、磁性体部分の変位による磁気抵
抗変化(透磁性変化)のみならず導電体部分の変位によ
る渦電流損をもパラメータとした誘導係数変化(コイル
巻線数その他の条件は固定であるため、実質的には磁気
抵抗変化と等価である)が相乗的に得られることにな
る。すなわち、コイル部磁気回路へのピストンロッドの
磁性体部分の浸入によって磁気抵抗が相対的に減少せし
められる範囲(パーミアンスが相対的に増大せしめられ
る範囲)においては導電体部分による渦電流損の影響が
及ばず、従って相対的に十分に高いレベルの電圧を2次
側に誘導することができる。他方、コイル部磁気回路か
らのピストンロッドの磁性体部分の離脱によって磁気抵
抗が相対的に増大せしめられる範囲では該ロッドの導電
体部分が該コイル部磁気回路に浸入して渦電流損が生ぜ
しめられ、磁性体部分の離脱による相対的磁気抵抗増大
に加えて導電体部分の渦電流損による相対的磁気抵抗増
大が加算され、従って2次側に誘導される電圧レベルを
より一層下げることができる。こうして、2次側誘起電
圧の高レベル時と低レベル時の差すなわち変位に対する
2次出力の変化幅を十分に大きくすることができるよう
になり、これにより精度の良いピストンロッドの直線変
位検出を行うことができるようになる。
抗変化(透磁性変化)のみならず導電体部分の変位によ
る渦電流損をもパラメータとした誘導係数変化(コイル
巻線数その他の条件は固定であるため、実質的には磁気
抵抗変化と等価である)が相乗的に得られることにな
る。すなわち、コイル部磁気回路へのピストンロッドの
磁性体部分の浸入によって磁気抵抗が相対的に減少せし
められる範囲(パーミアンスが相対的に増大せしめられ
る範囲)においては導電体部分による渦電流損の影響が
及ばず、従って相対的に十分に高いレベルの電圧を2次
側に誘導することができる。他方、コイル部磁気回路か
らのピストンロッドの磁性体部分の離脱によって磁気抵
抗が相対的に増大せしめられる範囲では該ロッドの導電
体部分が該コイル部磁気回路に浸入して渦電流損が生ぜ
しめられ、磁性体部分の離脱による相対的磁気抵抗増大
に加えて導電体部分の渦電流損による相対的磁気抵抗増
大が加算され、従って2次側に誘導される電圧レベルを
より一層下げることができる。こうして、2次側誘起電
圧の高レベル時と低レベル時の差すなわち変位に対する
2次出力の変化幅を十分に大きくすることができるよう
になり、これにより精度の良いピストンロッドの直線変
位検出を行うことができるようになる。
【0011】
【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の一実施
例を詳細に説明しよう。図1において、11はシリンダ
本体、12はピストン、6はピストンロッドである。周
知のように、シリンダ本体の一端には開口が設けられて
おり、この開校内をピストンロッド6が通っている。こ
のシリンダ本体11の開口端の側にコイル部10が設け
られている。コイル部10は、1次コイル1A〜1Dと
2次コイル2A〜2Dを含んでおり、これらのコイルの
円筒空間がロッド6と同心になるように該ロッド6を該
コイル空間にスライド自在に貫通させた状態でシリンダ
本体11の開口端の側に固定されている。ピストンロッ
ド6は、基材すなわち中心ロッド6aと、この中心ロッ
ド6aの周囲にリング状に設けられた導電体部分6b
と、外周全体を被覆したコーティング6cとを具えてい
る。この導電体部分6bの幅はP/2(但しPは任意の
数)であり、ロッド6の相対的直線変位方向(図の矢印
L,/L方向;なお“/L”は“バーL”を示す)に沿
って所定間隔P/2で複数個の導電体部分6bが繰返し
設けられている。この導電体部分6bは、弱磁性又は非
磁性材から成ると共に中心ロッド6aの材質よりも相対
的に良導電体から成るものであり、例えば銅又はアルミ
ニウム又は真ちゅう若しくはそれらのような良導電素材
と他の物質を混合又は化合したものなどを用いることが
できる。中心ロッド6aは、磁性体又は非磁性体のどち
らを用いてもよく、金属、非金属(合成樹脂、ガラス、
セラミック等)を問わない。要は導電体部分6bよりも
電気的固有抵抗が大きいもの(導電性が悪いもの)を中
心ロッド6aとして用いる。これは、断続的に設けられ
た導電体部分6bの部分でのみより多くの渦電流が流れ
るようにし、変位に対して周期的な磁気抵抗変化が得ら
れるようにするためである。
例を詳細に説明しよう。図1において、11はシリンダ
本体、12はピストン、6はピストンロッドである。周
知のように、シリンダ本体の一端には開口が設けられて
おり、この開校内をピストンロッド6が通っている。こ
のシリンダ本体11の開口端の側にコイル部10が設け
られている。コイル部10は、1次コイル1A〜1Dと
2次コイル2A〜2Dを含んでおり、これらのコイルの
円筒空間がロッド6と同心になるように該ロッド6を該
コイル空間にスライド自在に貫通させた状態でシリンダ
本体11の開口端の側に固定されている。ピストンロッ
ド6は、基材すなわち中心ロッド6aと、この中心ロッ
ド6aの周囲にリング状に設けられた導電体部分6b
と、外周全体を被覆したコーティング6cとを具えてい
る。この導電体部分6bの幅はP/2(但しPは任意の
数)であり、ロッド6の相対的直線変位方向(図の矢印
L,/L方向;なお“/L”は“バーL”を示す)に沿
って所定間隔P/2で複数個の導電体部分6bが繰返し
設けられている。この導電体部分6bは、弱磁性又は非
磁性材から成ると共に中心ロッド6aの材質よりも相対
的に良導電体から成るものであり、例えば銅又はアルミ
ニウム又は真ちゅう若しくはそれらのような良導電素材
と他の物質を混合又は化合したものなどを用いることが
できる。中心ロッド6aは、磁性体又は非磁性体のどち
らを用いてもよく、金属、非金属(合成樹脂、ガラス、
セラミック等)を問わない。要は導電体部分6bよりも
電気的固有抵抗が大きいもの(導電性が悪いもの)を中
心ロッド6aとして用いる。これは、断続的に設けられ
た導電体部分6bの部分でのみより多くの渦電流が流れ
るようにし、変位に対して周期的な磁気抵抗変化が得ら
れるようにするためである。
【0012】この実施例において、コイルは4つの相で
動作するように設けられている。これらの相を便宜上
A,B,C,Dなる符号を用いて区別する。コイルに対
するリング状導電体部分6bの相対的位置に応じて各相
A〜Dに生じる磁気抵抗が90度づつずれるようになっ
ており、例えばA相をコサイン相とすると、B相はサイ
ン相、C相はマイナスコサイン相、D相はマイナスサイ
ン相となるように、各コイルの配置及び導電体部分6b
の寸法形状が決定されている。
動作するように設けられている。これらの相を便宜上
A,B,C,Dなる符号を用いて区別する。コイルに対
するリング状導電体部分6bの相対的位置に応じて各相
A〜Dに生じる磁気抵抗が90度づつずれるようになっ
ており、例えばA相をコサイン相とすると、B相はサイ
ン相、C相はマイナスコサイン相、D相はマイナスサイ
ン相となるように、各コイルの配置及び導電体部分6b
の寸法形状が決定されている。
【0013】図1の例では、各相A〜D毎の1次コイル
1A〜1Dと2次コイル2A〜2Dは対応するもの同士
が同じ位置に巻かれており、個々のコイルのコイル長は
ほぼ「P/2」である。そして、A相のコイル1A,2
AとC相のコイル1C,2Cが隣合って設けられてお
り、B相のコイル1B,2BとD相のコイル1D,2D
も隣合って設けられている。また、A,C相のコイルグ
ループとB,D相のコイルグループの間隔は「P{n±
(1/4)}」(nは任意の自然数)である。これによ
り、A,C相における磁気回路のリラクタンス変化に対
してB,D相における磁気回路のリラクタンス変化の位
相を90度(1ピッチPの1/4)ずらすことができ
る。
1A〜1Dと2次コイル2A〜2Dは対応するもの同士
が同じ位置に巻かれており、個々のコイルのコイル長は
ほぼ「P/2」である。そして、A相のコイル1A,2
AとC相のコイル1C,2Cが隣合って設けられてお
り、B相のコイル1B,2BとD相のコイル1D,2D
も隣合って設けられている。また、A,C相のコイルグ
ループとB,D相のコイルグループの間隔は「P{n±
(1/4)}」(nは任意の自然数)である。これによ
り、A,C相における磁気回路のリラクタンス変化に対
してB,D相における磁気回路のリラクタンス変化の位
相を90度(1ピッチPの1/4)ずらすことができ
る。
【0014】A相及びC相のコイル1A,2A,1C,
2Cは鉄のような磁性体から成る円筒ケース4に収納さ
れており、B相及びD相のコイル1B,2B,1D,2
Dも同様の円筒ケースに収納されている。これらの鉄製
ケース4,5は各コイル間のクロストークを防止すると
共に各コイルの磁力線を集中し磁気回路の結合を高める
ためのものである。以上の構成において、各相の1次コ
イル1A〜1Dによる磁束は磁性体ケース4,5及びピ
ストンロッド6を通るものとなり、導電体部分6bがそ
の磁界内に侵入したときその侵入量に応じて該導電体部
分6bのリングに沿って渦電流が流れる。この導電体部
分6bがコイル内により多く侵入している状態(例えば
最大では図1のA相に対応している状態)ほどより多く
の渦電流が流れる。反対に導電体部分6bがコイル内に
全く侵入していない状態(例えば図1のC相の状態)で
はほとんど渦電流が流れない。こうして、各相のコイル
に対する導電体部分6bの侵入度に応じて該導電体部分
6bに渦電流が流れ、この渦電流損による磁気抵抗変化
が各相の磁気回路に生ぜしめられる。各相の2次コイル
2A〜2Dにはこの磁気抵抗に応じたレベルの交流信号
が誘起される。
2Cは鉄のような磁性体から成る円筒ケース4に収納さ
れており、B相及びD相のコイル1B,2B,1D,2
Dも同様の円筒ケースに収納されている。これらの鉄製
ケース4,5は各コイル間のクロストークを防止すると
共に各コイルの磁力線を集中し磁気回路の結合を高める
ためのものである。以上の構成において、各相の1次コ
イル1A〜1Dによる磁束は磁性体ケース4,5及びピ
ストンロッド6を通るものとなり、導電体部分6bがそ
の磁界内に侵入したときその侵入量に応じて該導電体部
分6bのリングに沿って渦電流が流れる。この導電体部
分6bがコイル内により多く侵入している状態(例えば
最大では図1のA相に対応している状態)ほどより多く
の渦電流が流れる。反対に導電体部分6bがコイル内に
全く侵入していない状態(例えば図1のC相の状態)で
はほとんど渦電流が流れない。こうして、各相のコイル
に対する導電体部分6bの侵入度に応じて該導電体部分
6bに渦電流が流れ、この渦電流損による磁気抵抗変化
が各相の磁気回路に生ぜしめられる。各相の2次コイル
2A〜2Dにはこの磁気抵抗に応じたレベルの交流信号
が誘起される。
【0015】ピストンロッド6の外周に設けられたコー
ティング6cは、導電体部分6bよりも相対的に低導電
性又は不導電性であり、非磁性又は弱磁性の物質を用い
る。例えばクロームメッキを用いるとよい。図1の実施
例では各相のコイルが円筒状磁性体ケース4,5に収納
され、これれらケース4,5が導磁路を形成し得るよう
になっているが、このような磁性体ケースを設けずに実
施してもよい。上記実施例ではピストンロッドがコイル
内の空間に挿入される構造であったが、これに限らず、
適宜に変更してよい。
ティング6cは、導電体部分6bよりも相対的に低導電
性又は不導電性であり、非磁性又は弱磁性の物質を用い
る。例えばクロームメッキを用いるとよい。図1の実施
例では各相のコイルが円筒状磁性体ケース4,5に収納
され、これれらケース4,5が導磁路を形成し得るよう
になっているが、このような磁性体ケースを設けずに実
施してもよい。上記実施例ではピストンロッドがコイル
内の空間に挿入される構造であったが、これに限らず、
適宜に変更してよい。
【0016】図3はコイル部10の変更例を示すもの
で、図4はそのIV−IV線断面図である。各相A〜Dに対
応する1次及び2次コイル1A〜1D,2A〜2Dが夫
々各相毎に設けられたコの字形の磁性体コア7A〜7D
の両足に夫々巻回されている。各相A〜Dのコア7A〜
7Dは、磁気抵抗変化のサイクルが隣合う相間で1/4
サイクル(90度)づつずれるように、所定の配置で相
互に固定されている。例えば、隣合う相間のコア7A〜
7Dの間隔が3P/4(広義にはP{1±(1/4)}
であればよい)となっている。ピストンロッド6は図1
に示したものと同様の構造である。各コの字形コア7A
〜7Dにおける両端部の間隔は導電体部分6bの幅P/
2にほぼ対応しており、各相ではコの字形コア7A〜7
Dの一端部からロッド6を通り他端部に抜ける磁気回路
が夫々形成される。図3では各相のコア7A〜7Dが直
線変位方向に一直線に並んでいるが、これに限らず、図
4の破線7A’〜7D’に示すように円周方向に適宜ず
らして配置してもよい。その場合、隣合う相間の直線変
位方向の間隔は3P/4に限らずもっと短く(例えばP
/4)することができる。図3の例では、導電体部分6
bに生じる渦電流路は、リング形状に沿って形成される
というよりはむしろ各コア7A〜7Dの端部に垂直な磁
束路の周囲に形成される。従って、この場合、ロッド6
の導電体部分6bは必ずしもリング形状である必要はな
く、コア7A〜7Dの端部に対向する箇所において或る
程度の(渦電流路が形成し得る程度の)面積を有してい
るか、あるいはリング状のパターンを成していればよ
い。
で、図4はそのIV−IV線断面図である。各相A〜Dに対
応する1次及び2次コイル1A〜1D,2A〜2Dが夫
々各相毎に設けられたコの字形の磁性体コア7A〜7D
の両足に夫々巻回されている。各相A〜Dのコア7A〜
7Dは、磁気抵抗変化のサイクルが隣合う相間で1/4
サイクル(90度)づつずれるように、所定の配置で相
互に固定されている。例えば、隣合う相間のコア7A〜
7Dの間隔が3P/4(広義にはP{1±(1/4)}
であればよい)となっている。ピストンロッド6は図1
に示したものと同様の構造である。各コの字形コア7A
〜7Dにおける両端部の間隔は導電体部分6bの幅P/
2にほぼ対応しており、各相ではコの字形コア7A〜7
Dの一端部からロッド6を通り他端部に抜ける磁気回路
が夫々形成される。図3では各相のコア7A〜7Dが直
線変位方向に一直線に並んでいるが、これに限らず、図
4の破線7A’〜7D’に示すように円周方向に適宜ず
らして配置してもよい。その場合、隣合う相間の直線変
位方向の間隔は3P/4に限らずもっと短く(例えばP
/4)することができる。図3の例では、導電体部分6
bに生じる渦電流路は、リング形状に沿って形成される
というよりはむしろ各コア7A〜7Dの端部に垂直な磁
束路の周囲に形成される。従って、この場合、ロッド6
の導電体部分6bは必ずしもリング形状である必要はな
く、コア7A〜7Dの端部に対向する箇所において或る
程度の(渦電流路が形成し得る程度の)面積を有してい
るか、あるいはリング状のパターンを成していればよ
い。
【0017】図5の実施例では、ピストンロッド部6
は、中心ロッド6aの周囲にら旋状に導電体部分14を
設けて成るものである。このら旋状導電体部分14は、
1ピッチ幅がPの1条ねじのパターンで配列されてい
る。図5ではピストンロッド6は側面図で示されてい
る。図6は図5のVI−VI線断面図であり、同図に示すよ
うに、ピストンロッド6の周囲に90度の間隔で各相A
〜Dのコの字形コア8A〜8Dが設けられており、各コ
ア8A〜8Dには1次コイル1A〜1Dと2次コイル2
A〜2Dが巻回されている。
は、中心ロッド6aの周囲にら旋状に導電体部分14を
設けて成るものである。このら旋状導電体部分14は、
1ピッチ幅がPの1条ねじのパターンで配列されてい
る。図5ではピストンロッド6は側面図で示されてい
る。図6は図5のVI−VI線断面図であり、同図に示すよ
うに、ピストンロッド6の周囲に90度の間隔で各相A
〜Dのコの字形コア8A〜8Dが設けられており、各コ
ア8A〜8Dには1次コイル1A〜1Dと2次コイル2
A〜2Dが巻回されている。
【0018】図7の実施例では、ピストンロッド6は、
中心ロッド6aの周囲に1ピッチが2Pからなる2条ね
じのパターンでら旋状の導電対部分15を設けて成るも
のである。図8は図7のVIII−VIII線断面図であり、ロ
ッド6の周囲に45度の間隔で8個のコア8A〜8D,
8A’〜8D’が設けられている。180度の間隔で夫
々対向している2個のコアは夫々同相であり、2個のコ
アから成るコア対が4対有り、各対が夫々A相〜D相に
対応する。各相A〜Dのコア8A〜8D’には前述と同
様に1次コイル1A〜1Dと2次コイル2A〜2Dが夫
々巻回されている。同相の2次コイル出力は夫々加算さ
れる。
中心ロッド6aの周囲に1ピッチが2Pからなる2条ね
じのパターンでら旋状の導電対部分15を設けて成るも
のである。図8は図7のVIII−VIII線断面図であり、ロ
ッド6の周囲に45度の間隔で8個のコア8A〜8D,
8A’〜8D’が設けられている。180度の間隔で夫
々対向している2個のコアは夫々同相であり、2個のコ
アから成るコア対が4対有り、各対が夫々A相〜D相に
対応する。各相A〜Dのコア8A〜8D’には前述と同
様に1次コイル1A〜1Dと2次コイル2A〜2Dが夫
々巻回されている。同相の2次コイル出力は夫々加算さ
れる。
【0019】図5〜図8において、図1の実施例と同様
に、コーティング6cがロッド6の外周に設けられてい
る。図5〜図8の実施例においては、図3の実施例と同
様に、導電体部分14,15における渦電流路は、各コ
ア8A〜8D’の端部に垂直な磁束路の周囲に形成され
る。従って、この場合も、ピストンロッド6の導電体部
分14,15は必らずしも連続するら旋形状である必要
はなく、コア8A〜8D’の端部に対向する個所におい
て或る程度の面積を有しているか、あるいはリング状パ
ターンを成していればよい。
に、コーティング6cがロッド6の外周に設けられてい
る。図5〜図8の実施例においては、図3の実施例と同
様に、導電体部分14,15における渦電流路は、各コ
ア8A〜8D’の端部に垂直な磁束路の周囲に形成され
る。従って、この場合も、ピストンロッド6の導電体部
分14,15は必らずしも連続するら旋形状である必要
はなく、コア8A〜8D’の端部に対向する個所におい
て或る程度の面積を有しているか、あるいはリング状パ
ターンを成していればよい。
【0020】ピストンロッド6における導電体部分6
b,14,15の形成は、一例として次のような手順で
行うことができる。 (1)中心ロッド6aの全周にわたってエッチング剤に対
して耐性を示す樹脂コーティングを施す。 (2)樹脂コーティングした中心ロッド6aの全周にわた
って所定の導電性物質を所定の表面加工処理技術(例え
ば、めっき、溶射、焼付、塗装その他)によって付着さ
せる。 (3)次に、エッチングのような除去技術により、不要な
部分の導電性物質を中心ロッド6aの表面から取除き、
所定の導電体部分6a,14,15のパターンを形成す
る。 (4)次に、コーティング6cをピストンロッド6の全周
にわたって施し、その表面を保護すると共に滑らかにす
る。
b,14,15の形成は、一例として次のような手順で
行うことができる。 (1)中心ロッド6aの全周にわたってエッチング剤に対
して耐性を示す樹脂コーティングを施す。 (2)樹脂コーティングした中心ロッド6aの全周にわた
って所定の導電性物質を所定の表面加工処理技術(例え
ば、めっき、溶射、焼付、塗装その他)によって付着さ
せる。 (3)次に、エッチングのような除去技術により、不要な
部分の導電性物質を中心ロッド6aの表面から取除き、
所定の導電体部分6a,14,15のパターンを形成す
る。 (4)次に、コーティング6cをピストンロッド6の全周
にわたって施し、その表面を保護すると共に滑らかにす
る。
【0021】上記(1)の工程は(3)の工程において除去
用薬剤が導電性物質のみならず中心ロッド6aの材質を
も侵すことを防止するのに役立つ。このような防止策が
不要ならば(1)の工程は省略することができる。なお、
始めから所望のパターンで導電性物質を付着させること
ができる表面加工処理技術を採用した場合は、勿論、エ
ッチング等は不要である。
用薬剤が導電性物質のみならず中心ロッド6aの材質を
も侵すことを防止するのに役立つ。このような防止策が
不要ならば(1)の工程は省略することができる。なお、
始めから所望のパターンで導電性物質を付着させること
ができる表面加工処理技術を採用した場合は、勿論、エ
ッチング等は不要である。
【0022】図9はピストンロッド9の別の実施例を示
すものであり、コイル部10は図1に示したものと同じ
構成である。
すものであり、コイル部10は図1に示したものと同じ
構成である。
【0023】ピストンロッド9の中心部分9aは磁性体
から成り、この中心部分9aの周囲にリング状に突出し
た磁性体部分9dが直線変位方向(矢印L,/L方向)
に所定の幅P/2で設けられており、この磁性体部分9
dが直線変位方向に所定間隔P/2毎に複数設けられて
いる。各磁性体部分9dの間のリング状の凹みには複数
の導電体部分9bが夫々リング状に充填されている。各
リング状導電体部分9bの幅もP/2である。中心部分
9a及び磁性体部分9dは鉄その他の強磁性材質から成
り、導電体部分9bは磁性体部分9dよりも相対的に弱
磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電性の材質
(例えば銅あるいはアルミニウムあるいは真鍮など、若
しくはそれらのような良導電体物質と他の物質の混合し
たもの)から成る。ピストンロッド9の外周全体は前述
と同様に、クロームめっき等によるコーティング9cが
設けられている。このコーティング9cは、合成樹脂製
のスリーブであってもよい。
から成り、この中心部分9aの周囲にリング状に突出し
た磁性体部分9dが直線変位方向(矢印L,/L方向)
に所定の幅P/2で設けられており、この磁性体部分9
dが直線変位方向に所定間隔P/2毎に複数設けられて
いる。各磁性体部分9dの間のリング状の凹みには複数
の導電体部分9bが夫々リング状に充填されている。各
リング状導電体部分9bの幅もP/2である。中心部分
9a及び磁性体部分9dは鉄その他の強磁性材質から成
り、導電体部分9bは磁性体部分9dよりも相対的に弱
磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電性の材質
(例えば銅あるいはアルミニウムあるいは真鍮など、若
しくはそれらのような良導電体物質と他の物質の混合し
たもの)から成る。ピストンロッド9の外周全体は前述
と同様に、クロームめっき等によるコーティング9cが
設けられている。このコーティング9cは、合成樹脂製
のスリーブであってもよい。
【0024】以上の構成において、各相の1次コイル1
A〜1Dによる磁束は磁性体ケース4,5及びピストン
ロッド9の中心部分9aを通るものとなる。ケース4,
5の内周端部とロッド9の突出した磁性体部分9dとの
間のギャップは、該内周端部とロッド9の導電体部分9
bの下層の中心部分9aの表面との間のキャップよりも
狭い。また、磁性体部分9d及び導電体部分9bの幅P
/2は各コイルの長さにほぼ対応している。従って、ロ
ッド9がコイル部10に対して相対的に直線変位すると
き、各相コイルに対する磁性体部分9dの相対的位置に
応じて各相の磁気回路の磁気抵抗が夫々変化する。周知
のように、コイル内により多くの磁性体部分9dが侵入
している状態(例えば最大では図9のC相の状態)ほど
磁気抵抗が小さく、従って、パーミアンスが大である。
このことから明らかなように、各磁性体部分9dの間に
設けられた導電体部分9bは、ロッド9における磁気抵
抗が相対的に増大せしめられる個所(パーミアンスが相
対的に減少せしめられる個所)に対応して設けられてい
ることになる。また、導電体部分9bは磁路をなす中心
部分9aに対してリング状をなしており、いわゆるショ
ートリングとして、機能し、磁束に対して渦電流路を形
成し得るものである。従って、この導電体部分9bがコ
イル内により多く侵入している状態(例えば最大では図
9のA相の状態)ほどより多くの渦電流が流れ、渦電流
損によって実質な磁気抵抗が増大せしめられる。一方、
前述の通り、この導電体部分9bでは磁性体部分9dの
欠落によって磁気抵抗が相対的に増大せしめられてい
る。従って、相乗的に磁気抵抗が増大され、2次側誘起
電圧のレベルが相乗的に減衰せしめられる。
A〜1Dによる磁束は磁性体ケース4,5及びピストン
ロッド9の中心部分9aを通るものとなる。ケース4,
5の内周端部とロッド9の突出した磁性体部分9dとの
間のギャップは、該内周端部とロッド9の導電体部分9
bの下層の中心部分9aの表面との間のキャップよりも
狭い。また、磁性体部分9d及び導電体部分9bの幅P
/2は各コイルの長さにほぼ対応している。従って、ロ
ッド9がコイル部10に対して相対的に直線変位すると
き、各相コイルに対する磁性体部分9dの相対的位置に
応じて各相の磁気回路の磁気抵抗が夫々変化する。周知
のように、コイル内により多くの磁性体部分9dが侵入
している状態(例えば最大では図9のC相の状態)ほど
磁気抵抗が小さく、従って、パーミアンスが大である。
このことから明らかなように、各磁性体部分9dの間に
設けられた導電体部分9bは、ロッド9における磁気抵
抗が相対的に増大せしめられる個所(パーミアンスが相
対的に減少せしめられる個所)に対応して設けられてい
ることになる。また、導電体部分9bは磁路をなす中心
部分9aに対してリング状をなしており、いわゆるショ
ートリングとして、機能し、磁束に対して渦電流路を形
成し得るものである。従って、この導電体部分9bがコ
イル内により多く侵入している状態(例えば最大では図
9のA相の状態)ほどより多くの渦電流が流れ、渦電流
損によって実質な磁気抵抗が増大せしめられる。一方、
前述の通り、この導電体部分9bでは磁性体部分9dの
欠落によって磁気抵抗が相対的に増大せしめられてい
る。従って、相乗的に磁気抵抗が増大され、2次側誘起
電圧のレベルが相乗的に減衰せしめられる。
【0025】上記実施例ではロッド9の中心部分9aが
磁性体部分9dと同様の磁性材質から成るものとしてい
るが、これに限らず適宜の非磁性材質等であってもよ
い。図11にはその一例が示されており、このピストン
ロッド9は、不導電及び非磁性材質から成る心棒9a’
の周囲に幅P/2のリング状の磁性体部分9dと導電体
部分9bを交互に形成したものである。心棒9a’は磁
性体部分9dと同様の磁性材質であってもよく、その場
合は図9と実質的に同様となる。また、心棒9a’は導
電体部分9bと同様に弱磁性又は非磁性の良導電材質で
あってもよい。
磁性体部分9dと同様の磁性材質から成るものとしてい
るが、これに限らず適宜の非磁性材質等であってもよ
い。図11にはその一例が示されており、このピストン
ロッド9は、不導電及び非磁性材質から成る心棒9a’
の周囲に幅P/2のリング状の磁性体部分9dと導電体
部分9bを交互に形成したものである。心棒9a’は磁
性体部分9dと同様の磁性材質であってもよく、その場
合は図9と実質的に同様となる。また、心棒9a’は導
電体部分9bと同様に弱磁性又は非磁性の良導電材質で
あってもよい。
【0026】図9に示すピストンロッド9にも図3と同
様のコイル部を使用することができる。また、図5〜図
8と同様に、図12〜図15に示すように、ピストンロ
ッド9の周面の導電体部分9bと磁性体部分9dをら旋
状に設けることもできる。
様のコイル部を使用することができる。また、図5〜図
8と同様に、図12〜図15に示すように、ピストンロ
ッド9の周面の導電体部分9bと磁性体部分9dをら旋
状に設けることもできる。
【0027】図12の実施例では、ロッド部9において
1ピッチ幅がPからなる1条ねじの配列で磁性体部分9
dと導電体部分9bが交互にら旋状に設けられている。
ねじの山部が磁性体部分9dに相当し、ねじの谷部に導
電体部分9bが設けられている。図12では図示の便宜
上、ねじの山部(磁性体部分9d)と谷部は側面図で示
し、この谷部に充填される導電体部分9は断面で示して
ある。図13は図12のIII−III線断面図であり、コア
8A〜8Dの配列は図6と同様である。
1ピッチ幅がPからなる1条ねじの配列で磁性体部分9
dと導電体部分9bが交互にら旋状に設けられている。
ねじの山部が磁性体部分9dに相当し、ねじの谷部に導
電体部分9bが設けられている。図12では図示の便宜
上、ねじの山部(磁性体部分9d)と谷部は側面図で示
し、この谷部に充填される導電体部分9は断面で示して
ある。図13は図12のIII−III線断面図であり、コア
8A〜8Dの配列は図6と同様である。
【0028】図14の実施例では、ロッド9において1
ピッチ幅が2Pから成る2条ねじの配列で磁性体部分9
dと導電体部分9bが交互にら旋状に設けられている。
前述と同様に、ねじの山部が磁性体部分9dであり、谷
部に導電体部分9bが設けられている。図12と同様に
山部(磁性体部分9d)と谷部が側面図で示されてお
り、導電体部分9bは断面図で示されている。図15は
図14のV−V線断面図であり、コア8A〜8D’は図
8と同様の配列である。また、磁性体部分9dと導電体
部分9bは各相のコア8A〜8D’に対応する位置にだ
け設けてもよい。
ピッチ幅が2Pから成る2条ねじの配列で磁性体部分9
dと導電体部分9bが交互にら旋状に設けられている。
前述と同様に、ねじの山部が磁性体部分9dであり、谷
部に導電体部分9bが設けられている。図12と同様に
山部(磁性体部分9d)と谷部が側面図で示されてお
り、導電体部分9bは断面図で示されている。図15は
図14のV−V線断面図であり、コア8A〜8D’は図
8と同様の配列である。また、磁性体部分9dと導電体
部分9bは各相のコア8A〜8D’に対応する位置にだ
け設けてもよい。
【0029】なお、ピストンロッド9の周囲における導
電体部分9b及び磁性体部分9dの形成方法の一例を示
すと、磁性体から成るロッドの心棒に導電体部分9bの
位置に対応してリング状の溝又はねじ溝を機械加工し、
その後、めっき又は溶射又はパターン焼付その他適宜の
表面加工処理によって所定の導電材質を丸棒表面に付着
させ、その後丸棒表面を研磨して溝内のみに導電体部分
9bが残るようにするとよい。勿論、導電体部分を形成
すべき所定のパターンに沿ってのみ所定の導電物質を表
面加工処理(例えば溶射又はパターン焼付)によって付
着させるようにしてもよく、その場合は最後の表面研磨
は不要となる。
電体部分9b及び磁性体部分9dの形成方法の一例を示
すと、磁性体から成るロッドの心棒に導電体部分9bの
位置に対応してリング状の溝又はねじ溝を機械加工し、
その後、めっき又は溶射又はパターン焼付その他適宜の
表面加工処理によって所定の導電材質を丸棒表面に付着
させ、その後丸棒表面を研磨して溝内のみに導電体部分
9bが残るようにするとよい。勿論、導電体部分を形成
すべき所定のパターンに沿ってのみ所定の導電物質を表
面加工処理(例えば溶射又はパターン焼付)によって付
着させるようにしてもよく、その場合は最後の表面研磨
は不要となる。
【0030】上述の各実施例では位相シフト方式によっ
てピストンロッドの直線位置に応じた出力信号を得るこ
とができるようになっている。すなわち、各相A〜Dで
はピストンロッドの直線変位量Pを1周期として周期的
な磁気抵抗変化が生じ、この磁気抵抗変化の位相は隣合
う相間では90度(P/4)づつずれている。従って、
直線変位に対応する位相角をψで表わしたとすると、各
相A〜Dの2次コイル2A〜2Dに誘起される電圧のレ
ベルはピストンロッドの直線位置(つまりψ)に応じて
概ねA相ではcosψ、B相ではsinψ、C相では−
cosψ、D相では−sinψ(但し2πはPに相当す
る)なる略式で表わすことができる。A,C相の1次コ
イル1A,1Cは正弦波信号sinωtによって励磁
し、B,D相の1次コイル1B,1Dは余弦波信号co
sωtによって励磁する。そして、A,C相対ではその
2次コイル2A,2Cの出力信号を差動的に加算し、
B,D相対でもその2次コイル2B,2Dの出力を差動
的に加算し、各対の差動出力信号を加算合成して最終的
な出力信号Yを得る。そうすると、出力信号Yは次のよ
うな略式で実質的に表現することができる。
てピストンロッドの直線位置に応じた出力信号を得るこ
とができるようになっている。すなわち、各相A〜Dで
はピストンロッドの直線変位量Pを1周期として周期的
な磁気抵抗変化が生じ、この磁気抵抗変化の位相は隣合
う相間では90度(P/4)づつずれている。従って、
直線変位に対応する位相角をψで表わしたとすると、各
相A〜Dの2次コイル2A〜2Dに誘起される電圧のレ
ベルはピストンロッドの直線位置(つまりψ)に応じて
概ねA相ではcosψ、B相ではsinψ、C相では−
cosψ、D相では−sinψ(但し2πはPに相当す
る)なる略式で表わすことができる。A,C相の1次コ
イル1A,1Cは正弦波信号sinωtによって励磁
し、B,D相の1次コイル1B,1Dは余弦波信号co
sωtによって励磁する。そして、A,C相対ではその
2次コイル2A,2Cの出力信号を差動的に加算し、
B,D相対でもその2次コイル2B,2Dの出力を差動
的に加算し、各対の差動出力信号を加算合成して最終的
な出力信号Yを得る。そうすると、出力信号Yは次のよ
うな略式で実質的に表現することができる。
【0031】Y=sinωtcosψ−(−sinωt
cosψ)+cosωtsinψ−(cosωtsin
ψ) =2sinωtcosψ+2cosωtsinψ =2sin(ωt+ψ)
cosψ)+cosωtsinψ−(cosωtsin
ψ) =2sinωtcosψ+2cosωtsinψ =2sin(ωt+ψ)
【0032】上記式で便宜的に「2」と示された係数を
諸種の条件に応じて定まる定数Kで置換えると、
諸種の条件に応じて定まる定数Kで置換えると、
【0033】Y=Ksin(ωt+ψ) と表現できる。ここで、ψはピストンロッドの直線位置
に対応しているので、1次交流信号sinωt(または
cosωt)に対応する出力信号Yの位相ずれψを測定
することによりピストンロッド位置を検出することがで
きる。
に対応しているので、1次交流信号sinωt(または
cosωt)に対応する出力信号Yの位相ずれψを測定
することによりピストンロッド位置を検出することがで
きる。
【0034】2次コイルの出力合成信号Yと基準交流信
号sinωt(又はcosωt)との位相ずれψを求め
るための手段は適宜に構成できる。図16は位相ずれψ
をディジタル量で求めるようにした回路例を示すもので
ある。尚、特に図示しないが、積分回路を用いて基準交
流信号sinωtと出力信号Y=Ksin(ωt+ψ)
との位相角0度の時間差分を求めることにより、位相ず
れψをアナログ量で求めることもできる。
号sinωt(又はcosωt)との位相ずれψを求め
るための手段は適宜に構成できる。図16は位相ずれψ
をディジタル量で求めるようにした回路例を示すもので
ある。尚、特に図示しないが、積分回路を用いて基準交
流信号sinωtと出力信号Y=Ksin(ωt+ψ)
との位相角0度の時間差分を求めることにより、位相ず
れψをアナログ量で求めることもできる。
【0035】図16において、発振部32は基準の正弦
信号sinωtと余弦信号cosωtを発生する回路、
位相差検出回路37は上記位相ずれψを測定するための
回路である。クロック発振器33から発振されたクロッ
クパルスCPがカウンタ30でカウントされる。カウン
タ30は例えばモジュロM(Mは任意の整数)であり、
そのカウント値がレジスタ31に与えられる。カウンタ
30の4/M分周出力からは、クロックパルスCPを4
/M分周したパルスPcが取り出され、1/2分周用の
フリップフロップ34のC入力に与えられる。このフリ
ップフロップ34のQ出力から出たパルスPbがフリッ
プフロップ35に加わり、/Q出力から出たパルスPa
がフリップフロップ36に加わり、これら35及び36
の出力がローパスフィルタ38,39及び増幅器40,
41を経由して、余弦信号cosωtと正弦信号sin
ωtが得られ、各相A〜Dの1次コイル1A〜1Dに印
加される。カウンタ30におけるMカウントがこれら基
準信号cosωt,sinωtの2πラジアン分の位相
角に相当する。すなわち、カウンタ30の1カウント値
は2π/Mラジアンの位相角を示している。
信号sinωtと余弦信号cosωtを発生する回路、
位相差検出回路37は上記位相ずれψを測定するための
回路である。クロック発振器33から発振されたクロッ
クパルスCPがカウンタ30でカウントされる。カウン
タ30は例えばモジュロM(Mは任意の整数)であり、
そのカウント値がレジスタ31に与えられる。カウンタ
30の4/M分周出力からは、クロックパルスCPを4
/M分周したパルスPcが取り出され、1/2分周用の
フリップフロップ34のC入力に与えられる。このフリ
ップフロップ34のQ出力から出たパルスPbがフリッ
プフロップ35に加わり、/Q出力から出たパルスPa
がフリップフロップ36に加わり、これら35及び36
の出力がローパスフィルタ38,39及び増幅器40,
41を経由して、余弦信号cosωtと正弦信号sin
ωtが得られ、各相A〜Dの1次コイル1A〜1Dに印
加される。カウンタ30におけるMカウントがこれら基
準信号cosωt,sinωtの2πラジアン分の位相
角に相当する。すなわち、カウンタ30の1カウント値
は2π/Mラジアンの位相角を示している。
【0036】2次コイル2A〜2Dの合成出力信号Yは
増幅器42を介してコンパレータ43に加わり、該信号
Yの正・負極性に応じた方形波信号が該コンパレータ4
3から出力される。このコンパレータ43の出力信号の
立上りに応答して立上り検出回路44からパルスTsが
出力され、このパルスTsに応じてカウンタ30のカウ
ント値をレジスタ31にロードする。その結果、位相ず
れψに応じたディジタル値Dψがレジスタ31に取り込
まれる。こうして、所定範囲P内のピストンロッド位置
をアブソリュートで示すデータDψを得ることができ
る。
増幅器42を介してコンパレータ43に加わり、該信号
Yの正・負極性に応じた方形波信号が該コンパレータ4
3から出力される。このコンパレータ43の出力信号の
立上りに応答して立上り検出回路44からパルスTsが
出力され、このパルスTsに応じてカウンタ30のカウ
ント値をレジスタ31にロードする。その結果、位相ず
れψに応じたディジタル値Dψがレジスタ31に取り込
まれる。こうして、所定範囲P内のピストンロッド位置
をアブソリュートで示すデータDψを得ることができ
る。
【0037】信号処理方式は上述のような位相シフト方
式に限らず、通常の差動トランスのように、2次コイル
の差動出力を整流して直線位置に応じたレベルのアナロ
グ電圧を得るようにしてもよい。その場合、コイル部は
A,C相又はB,D相の一方だけであってもよい。
式に限らず、通常の差動トランスのように、2次コイル
の差動出力を整流して直線位置に応じたレベルのアナロ
グ電圧を得るようにしてもよい。その場合、コイル部は
A,C相又はB,D相の一方だけであってもよい。
【0038】尚、1次コイルと2次コイルは必らずしも
別々に設ける必要はなく、実開昭58−2621号ある
いは実開昭58−39507号に示されたもののように
共通であってもよい。また、導電体部分6b,9bのパ
ターンは図示したものに限らず、渦電流路を形成し得る
形状であれば何でもよい。
別々に設ける必要はなく、実開昭58−2621号ある
いは実開昭58−39507号に示されたもののように
共通であってもよい。また、導電体部分6b,9bのパ
ターンは図示したものに限らず、渦電流路を形成し得る
形状であれば何でもよい。
【0039】
【発明の効果】以上の通りこの発明によれば、ピストン
ロッドの周面に導電性物質を所定のパターンで付着させ
ればよいので、加工、形成が容易である。また、導電体
部分は薄くてもその機能を十分に発揮することができる
ので、単に磁性体に溝だけを設ける場合(この場合は溝
を十分に深くする必要がある)に比べて構造が簡略化さ
れる。また、磁性体部分の突起と導電体部分との組合せ
により、変位に対する2次出力電圧レベルの変化幅を大
きくすることができるようになり、検出精度を向上させ
ることができる。
ロッドの周面に導電性物質を所定のパターンで付着させ
ればよいので、加工、形成が容易である。また、導電体
部分は薄くてもその機能を十分に発揮することができる
ので、単に磁性体に溝だけを設ける場合(この場合は溝
を十分に深くする必要がある)に比べて構造が簡略化さ
れる。また、磁性体部分の突起と導電体部分との組合せ
により、変位に対する2次出力電圧レベルの変化幅を大
きくすることができるようになり、検出精度を向上させ
ることができる。
【図1】 この発明に係るピストンロッド位置検出装置
の一実施例を示す縦断面図
の一実施例を示す縦断面図
【図2】 図1のII−II線断面図
【図3】 図1におけるコイル部の変更例を示す断面図
【図4】 図3のIV−IV線断面図
【図5】 図1におけるコイル部及びピストンロッドの
変更例を示す一部断面側面図
変更例を示す一部断面側面図
【図6】 図5のVI−VI線断面図
【図7】 図1におけるコイル部及びピストンロッドの
別の変更例を示す一部断面側面図
別の変更例を示す一部断面側面図
【図8】 図7のVIII−VIII線断面図
【図9】 この発明に係るピストンロッド位置検出装置
の別の実施例を示す縦断面図
の別の実施例を示す縦断面図
【図10】 図9のX−X線断面図
【図11】 図9におけるピストンロッドの変更例を示
す一部断面側面図
す一部断面側面図
【図12】 図9におけるコイル部及びピストンロッド
の変更例を示す一部断面側面図
の変更例を示す一部断面側面図
【図13】 図12のIII−III線断面図
【図14】 図9におけるコイル部及びピストンロッド
の別の変更例を示す一部断面側面図
の別の変更例を示す一部断面側面図
【図15】 図14のV−V線断面図
【図16】 この発明の検出装置を位相シフト方式によ
って動作させ、ピストンロッド位置に応じた電気的位相
シフト量の測定を行うための回路の一例を示す電気的ブ
ロック図
って動作させ、ピストンロッド位置に応じた電気的位相
シフト量の測定を行うための回路の一例を示す電気的ブ
ロック図
11…シリンダ本体、12…ピストン、6,9…ピスト
ンロッド、6a…中心ロッド、6b,9b,14,15
…導電体部分、6c,9c…コーティング、9d…磁性
体部分、10…コイル部、1A〜1D…1次コイル、2
A〜2D…2次コイル
ンロッド、6a…中心ロッド、6b,9b,14,15
…導電体部分、6c,9c…コーティング、9d…磁性
体部分、10…コイル部、1A〜1D…1次コイル、2
A〜2D…2次コイル
Claims (10)
- 【請求項1】 シリンダ本体の開口端側に設けられ、1
次交流信号によって励磁されると共に2次出力を取出す
ためのコイル部と、 ピストンロッドの周面において該ロッドの移動方向に沿
う所定範囲で突出して設けられており、前記コイル部を
通る磁気回路の磁気抵抗を該コイル部に対するこの磁性
体部分の相対的位置に応じて変化せしめる磁性体部分
と、 前記ピストンロッドの周面における前記磁性体部分が突
出していない箇所において、磁束に対して渦電流路を形
成し得るように設けられており、前記磁性体部分よりも
相対的に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電
体から成る導電体部分と、 を具え、前記ピストンロッドの移動に伴なう前記磁性体
部分と導電体部分の前記コイル部に対する相対的変位に
応じて該導電体部分を流れる渦電流量が変化すると共に
該コイル部の磁気回路の磁気抵抗が変化し、これに応じ
た2次出力信号が該コイル部において得られるようにし
たことを特徴とする流体圧シリンダのピストンロッド位
置検出装置。 - 【請求項2】 前記磁性体部分と導電体部分とが交互に
複数設けられている請求項1に記載のピストンロッド位
置検出装置。 - 【請求項3】 前記導電体部分は、前記ピストンロッド
の周囲を回って閉鎖したリングから成り、前記コイル部
のコイル空間内に前記ピストンロッドが挿入されている
請求項1又は2に記載のピストンロッド位置検出装置。 - 【請求項4】 前記ピストンロッドは、前記磁性体部分
と前記導電体部分を交互にら旋状に配列して成るもので
ある請求項2に記載のピストンロッド位置検出装置。 - 【請求項5】 前記コイル部は、コイルを巻回した磁性
体コアを含み、この磁性体コアの磁極端部が前記ピスト
ンロッドの周面にギャップを介して対向している請求項
1又は2又は4に記載のピストンロッド位置検出装置。 - 【請求項6】 前記磁性体部分は、前記ピストンロッド
の基部をなす磁性部材において突出部として形成されて
おり、前記導電体部分は前記磁性体部分の凹部内に設け
られている請求項1乃至5の何れかに記載のピストンロ
ッド位置検出装置。 - 【請求項7】 前記導電体部分は、前記磁性部材よりも
相対的に弱磁性又は非磁性であると共に相対的に良導電
体から成る物質を該磁性部材の凹部内に所定のパターン
で表面加工処理によって付着させたものである請求項6
に記載のピストンロッド位置検出装置。 - 【請求項8】 前記ピストンロッドの外周全体にわたっ
て非磁性及び非導電性の所定の物質を被覆して成る請求
項1乃至7の何れかに記載のピストンロッド位置検出装
置。 - 【請求項9】 前記コイル部は、複数の1次コイルと、
この1次コイルに対応する2次コイルとを含み、各1次
コイルを位相のずれた複数の1次交流信号を用いて励磁
し、これにより前記1次交流信号を前記ロッド部の相対
的直線位置に応じて位相シフトした信号が前記2次コイ
ルの側で得られるようにした請求項1乃至8の何れかに
記載のピストンロッド位置検出装置。 - 【請求項10】 前記1次及び2次コイルは4相のコイ
ルグループから成り、前記ロッド部の相対的直線位置に
応じた各相磁気回路の磁気抵抗変化の位相がほぼ90度
づつずれるようにこれらコイルが配置されており、その
中で磁気抵抗変化が180度隔った2つの相を正弦波信
号によって励磁して2次コイル出力を差動的に取出し、
磁気抵抗変化が180度隔った別の2つの相を余弦波信
号によって励磁して2次コイル出力を差動的に取出し、
各相対の2次コイル差動出力信号を加算合成して前記位
相シフトされた出力信号を得るようにした請求項9に記
載のピストンロッド位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078712A JPH06103162B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078712A JPH06103162B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59257639A Division JPH0665961B2 (ja) | 1984-02-10 | 1984-12-07 | 流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0618209A true JPH0618209A (ja) | 1994-01-25 |
JPH06103162B2 JPH06103162B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=13669488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5078712A Expired - Fee Related JPH06103162B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 流体圧シリンダのピストンロッド位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06103162B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017732A (ja) * | 2010-10-27 | 2011-01-27 | Amitec:Kk | 位置検出装置 |
JP2011022108A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Ribekkusu:Kk | 変位検出用部材 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4918573U (ja) * | 1972-05-19 | 1974-02-16 | ||
JPS57134622U (ja) * | 1981-02-17 | 1982-08-21 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5078712A patent/JPH06103162B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4918573U (ja) * | 1972-05-19 | 1974-02-16 | ||
JPS57134622U (ja) * | 1981-02-17 | 1982-08-21 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011022108A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Ribekkusu:Kk | 変位検出用部材 |
JP2011017732A (ja) * | 2010-10-27 | 2011-01-27 | Amitec:Kk | 位置検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06103162B2 (ja) | 1994-12-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |