JPH0377001A - スプール位置検出センサ - Google Patents
スプール位置検出センサInfo
- Publication number
- JPH0377001A JPH0377001A JP21469189A JP21469189A JPH0377001A JP H0377001 A JPH0377001 A JP H0377001A JP 21469189 A JP21469189 A JP 21469189A JP 21469189 A JP21469189 A JP 21469189A JP H0377001 A JPH0377001 A JP H0377001A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spool
- cylinder
- yoke
- magnet
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、スプールに連結され、スプールの位置検出
を行なうスプール位置検出センサに関する。
を行なうスプール位置検出センサに関する。
〈従来の技術〉
従来、この種のスプール位置検出センサとしては、例え
ば第４図および第５図に示すようなものがある。このス
プール位置検出センサは、いわゆる差動トランス型であ
って、スプール６０にシャフト６！を介して取り付けら
れたコア５１をボビン５０の内部に収容し、ボビン５０
の中央部周囲に巻かれた１次コイルＰと、コア５１がボ
ビン５０の中央にあるとき１次コイルＰに対しての磁気
的結合度が等しくなるように巻かれ、かつ誘起電圧が互
いに打ち消すように結線された２次コイルＳ１およびＳ
、を備えている。１次側の入力に交流電圧を印加した状
態で、スプール６０とともに、コア５１がボビン５０の
中央の位置からこれらの図中に示す（＋Ｘ）方向または
（−ｘ）方向のどちらかへ変位すると、１次コイルＰと
変位した側の２次コイルＳ、またはＳ、との磁気的結合
度が強まり、他方の磁気的結合度が弱まって、２次コイ
ルＳ１゜Ｓ、の誘起電圧に差が生じる。この差を出力と
して取り出し、電気的に処理して、スプール６０の変位
を検出するようにしている。
ば第４図および第５図に示すようなものがある。このス
プール位置検出センサは、いわゆる差動トランス型であ
って、スプール６０にシャフト６！を介して取り付けら
れたコア５１をボビン５０の内部に収容し、ボビン５０
の中央部周囲に巻かれた１次コイルＰと、コア５１がボ
ビン５０の中央にあるとき１次コイルＰに対しての磁気
的結合度が等しくなるように巻かれ、かつ誘起電圧が互
いに打ち消すように結線された２次コイルＳ１およびＳ
、を備えている。１次側の入力に交流電圧を印加した状
態で、スプール６０とともに、コア５１がボビン５０の
中央の位置からこれらの図中に示す（＋Ｘ）方向または
（−ｘ）方向のどちらかへ変位すると、１次コイルＰと
変位した側の２次コイルＳ、またはＳ、との磁気的結合
度が強まり、他方の磁気的結合度が弱まって、２次コイ
ルＳ１゜Ｓ、の誘起電圧に差が生じる。この差を出力と
して取り出し、電気的に処理して、スプール６０の変位
を検出するようにしている。
なお、上記入力に印加する交流電圧としては、感度や応
答性を得るために商用周波数よりも高い２２０〜５００
０ Ｈｚ程度の励磁周波数が用いられている。
答性を得るために商用周波数よりも高い２２０〜５００
０ Ｈｚ程度の励磁周波数が用いられている。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、上記従来のスプール位置検出センサは、出力
が交流となるため、これを電気的に処理してスプール６
０の変位に対応した量とするために平滑回路などの復調
回路を設けねばならず、また励磁周波数を発振する発振
回路を設けねばならない。このため、周辺回路の設計が
複雑となり困難であるという問題がある。
が交流となるため、これを電気的に処理してスプール６
０の変位に対応した量とするために平滑回路などの復調
回路を設けねばならず、また励磁周波数を発振する発振
回路を設けねばならない。このため、周辺回路の設計が
複雑となり困難であるという問題がある。
この問題を解決するために単にスプール６０のシャフト
６１に接触して位置検出を行う接触型のポテンショメー
タとした場合、周辺回路は簡単なもので済むけれども、
接触型であるため、摩耗等の問題があり、信頼性および
耐久性を損なうおそれがある。
６１に接触して位置検出を行う接触型のポテンショメー
タとした場合、周辺回路は簡単なもので済むけれども、
接触型であるため、摩耗等の問題があり、信頼性および
耐久性を損なうおそれがある。
そこで、この発明の目的は、周辺回路の設計を簡単にす
ることができ、しかも信頼性および耐久性を損なうおそ
れがないスプール位置検出センサを提供することにある
。
ることができ、しかも信頼性および耐久性を損なうおそ
れがないスプール位置検出センサを提供することにある
。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するために、この発明のスプール位置検
出センサは、スプールに連結されるシャフトを軸方向に
移動自在に収容する非磁性材料からなる密閉容器と、上
記シャフトの先端部に取り付けられた磁性部材と、上記
密閉容器の外部に軸方向に平行に設けられたマグネット
と、上記マグネットと密閉容器の壁面との間に設けられ
た磁気抵抗素子とを備えたことを特徴としている。
出センサは、スプールに連結されるシャフトを軸方向に
移動自在に収容する非磁性材料からなる密閉容器と、上
記シャフトの先端部に取り付けられた磁性部材と、上記
密閉容器の外部に軸方向に平行に設けられたマグネット
と、上記マグネットと密閉容器の壁面との間に設けられ
た磁気抵抗素子とを備えたことを特徴としている。
く作用〉
スプールとともに磁性材料が移動して、磁気抵抗素子お
よび密閉容器の壁を挟んでマグネットと磁性材料とに互
いに対向する部分が生ずると、この部分の磁性材料が強
く磁化されて上記対向する部分間の磁界が強くなる。こ
のため、上記磁気抵抗素子に直流（ＤＣ）電圧を印加し
た状態で、スプールが移動すると、磁気抵抗素子は磁界
の変化を受けて上記対向する部分に挟まれた箇所の抵抗
が大きくなって、上記磁気抵抗素子を流れる電流（直流
電流）の値が小さくなる。したがって、スプールの変位
は直流電流の変化として検出される。なお、上記磁気抵
抗素子に直列に接続した抵抗素子に電圧降下させること
によって、ＤＣ！圧の変化としても検出される。
よび密閉容器の壁を挟んでマグネットと磁性材料とに互
いに対向する部分が生ずると、この部分の磁性材料が強
く磁化されて上記対向する部分間の磁界が強くなる。こ
のため、上記磁気抵抗素子に直流（ＤＣ）電圧を印加し
た状態で、スプールが移動すると、磁気抵抗素子は磁界
の変化を受けて上記対向する部分に挟まれた箇所の抵抗
が大きくなって、上記磁気抵抗素子を流れる電流（直流
電流）の値が小さくなる。したがって、スプールの変位
は直流電流の変化として検出される。なお、上記磁気抵
抗素子に直列に接続した抵抗素子に電圧降下させること
によって、ＤＣ！圧の変化としても検出される。
このように、このスプール位置検出センサは、入出力が
直流で行なわれるため、上記従来のスプール位置検出セ
ンサと異なり、復調回路や励磁周波数発振回路を要しな
い。したがって、周辺回路の設計が簡単となる。また、
上記磁気抵抗素子は密閉容器の外部にあるため、密閉容
器内の液の圧力を受けて信頼性や耐久性か損なわれるお
それがない。
直流で行なわれるため、上記従来のスプール位置検出セ
ンサと異なり、復調回路や励磁周波数発振回路を要しな
い。したがって、周辺回路の設計が簡単となる。また、
上記磁気抵抗素子は密閉容器の外部にあるため、密閉容
器内の液の圧力を受けて信頼性や耐久性か損なわれるお
それがない。
〈実施例〉
以下、この発明のスプール位置検出センサを図示の実施
例により詳細に説明する。
例により詳細に説明する。
第１図に示すように、このスプール位置検出センサ（図
中にｌで示す）は、密閉容器としてステンレス製のシリ
ンダ２と、同じくステンレス製のシャフト１２と、磁性
部材としてのヨーク３と、ＭＲ（磁気抵抗）素子４と、
このＭＲ素子４にバイアス磁界を印加するマグネット５
と、上記ＭＲ素子４からの信号を検出し処理する内蔵回
路６と、これら各構成部品を保護するケース７と、上記
内蔵回路６からの信号をケース７の外へ中継するコネク
タ８を備えている。上記シリンダ２は、スプール弁ＩＯ
の外側面に接続され、シリンダ２およびスプール弁１０
の内部を流通する油２０を密閉している。シャフト１２
は、スプール１１に軸を一致させて連結され、スプール
１１の動きにあわせて上記シリンダ２内を図中に示すに
方向に移動する。
中にｌで示す）は、密閉容器としてステンレス製のシリ
ンダ２と、同じくステンレス製のシャフト１２と、磁性
部材としてのヨーク３と、ＭＲ（磁気抵抗）素子４と、
このＭＲ素子４にバイアス磁界を印加するマグネット５
と、上記ＭＲ素子４からの信号を検出し処理する内蔵回
路６と、これら各構成部品を保護するケース７と、上記
内蔵回路６からの信号をケース７の外へ中継するコネク
タ８を備えている。上記シリンダ２は、スプール弁ＩＯ
の外側面に接続され、シリンダ２およびスプール弁１０
の内部を流通する油２０を密閉している。シャフト１２
は、スプール１１に軸を一致させて連結され、スプール
１１の動きにあわせて上記シリンダ２内を図中に示すに
方向に移動する。
なお、シャフト１２の外周に軸方向の割り溝を設けて、
シリンダ２内に入った油がスプール弁ｌＯの内部へ容易
に流通するようにしている。ヨーク３は、シリンダ２に
内嵌した円柱状の磁性体からなり、シャフト１２の先端
に取り付けられている。
シリンダ２内に入った油がスプール弁ｌＯの内部へ容易
に流通するようにしている。ヨーク３は、シリンダ２に
内嵌した円柱状の磁性体からなり、シャフト１２の先端
に取り付けられている。
そして、スプールｌ！のＸ方向の動きに伴ってシリンダ
２内を摺動する。ヨーク３のＸ方向の長さは、スプール
１１のストロークに等しくしている。
２内を摺動する。ヨーク３のＸ方向の長さは、スプール
１１のストロークに等しくしている。
マグネット５は、シリンダ２の外部に軸方向に平行に設
けられている。ＭＲ素子４は、マグネット５とシリンダ
２の壁面との間に設けられている。
けられている。ＭＲ素子４は、マグネット５とシリンダ
２の壁面との間に設けられている。
第２図（ａ）に示すように、このＭＲ素子４は、磁気抵
抗効果を示す２つの素子４ ａ、 ４ ｂを直列接続し
て構成されている。そして、スプール弁１０に遠い方に
端子ｌ、素子４ａと４ｂとの接続点に端子２、スプール
弁ｌＯに近い方に端子３をそれぞれ有しており、端子１
，３間に電圧を印加すると、端子１．２間の降下電圧は
素子４ａと素子４ｂとの抵抗比で決まるようになってい
る。なお、マグネット５とＭＲ素子４は、ヨーク３の長
さすなわちスプール１１のＸ方向のストロークの２倍の
長さを有している。上記内蔵回路６は、第３図に示すよ
うに、直列接続した２つの抵抗素子Ｒ，，Ｒ，に温度補
償のためのゲイン補償回路６２を通してＤＣＣ電圧を印
加して、抵抗素子Ｒ８とＲ７との接続点から電圧出力を
取り出す一方、温度補償のための中点補償回路６１を通
して上記ＭＲ素子４からの出力を取り出して、両画力差
を差動増幅器６３で検出し、その後、出力増幅器６４で
増幅して出力端子に出力するようにしている。
抗効果を示す２つの素子４ ａ、 ４ ｂを直列接続し
て構成されている。そして、スプール弁１０に遠い方に
端子ｌ、素子４ａと４ｂとの接続点に端子２、スプール
弁ｌＯに近い方に端子３をそれぞれ有しており、端子１
，３間に電圧を印加すると、端子１．２間の降下電圧は
素子４ａと素子４ｂとの抵抗比で決まるようになってい
る。なお、マグネット５とＭＲ素子４は、ヨーク３の長
さすなわちスプール１１のＸ方向のストロークの２倍の
長さを有している。上記内蔵回路６は、第３図に示すよ
うに、直列接続した２つの抵抗素子Ｒ，，Ｒ，に温度補
償のためのゲイン補償回路６２を通してＤＣＣ電圧を印
加して、抵抗素子Ｒ８とＲ７との接続点から電圧出力を
取り出す一方、温度補償のための中点補償回路６１を通
して上記ＭＲ素子４からの出力を取り出して、両画力差
を差動増幅器６３で検出し、その後、出力増幅器６４で
増幅して出力端子に出力するようにしている。
まず、上記ＭＲ素子４の端子４１．４２間にＤＣＣ電圧
が印加された状態でスプール１１が（−Ｘ）方向に変位
して、第２図（ａ）に示すように、ヨーク３がＭＲ素子
４の素子４ｂ側に位置したとする。
が印加された状態でスプール１１が（−Ｘ）方向に変位
して、第２図（ａ）に示すように、ヨーク３がＭＲ素子
４の素子４ｂ側に位置したとする。
すると、ヨーク３がマグネット５の磁界によって磁化さ
れるため、ヨーク３とマグネット５のヨーク３に対向し
ている部分との間の磁界が強くなる。
れるため、ヨーク３とマグネット５のヨーク３に対向し
ている部分との間の磁界が強くなる。
したがって、素子４ｂの抵抗値が素子４ａの抵抗値より
も大きくなって端子４１．４２間の電圧は最小となる。
も大きくなって端子４１．４２間の電圧は最小となる。
第２図（ｂ）に示すようにヨーク３がＭＲ素子４の中央
に位置した場合、端子４１．４２間の電圧Ｅ／２となり
、また、ヨーク３が（十Ｘ）方向に変位して、第２図（
ｃ）に示すようにヨーク３が素子４ａ側に位置した場合
、端子４１．４２間の電圧は最小となる。このようにス
プール１１と一体にヨーク３がＸ方向に移動した場合、
移動量に比例したＤＣ電圧を得ることができる。さらに
、第３図に示した内蔵回路６によって、周囲温度に無関
係に安定したＤＣ出力を得ることができる。
に位置した場合、端子４１．４２間の電圧Ｅ／２となり
、また、ヨーク３が（十Ｘ）方向に変位して、第２図（
ｃ）に示すようにヨーク３が素子４ａ側に位置した場合
、端子４１．４２間の電圧は最小となる。このようにス
プール１１と一体にヨーク３がＸ方向に移動した場合、
移動量に比例したＤＣ電圧を得ることができる。さらに
、第３図に示した内蔵回路６によって、周囲温度に無関
係に安定したＤＣ出力を得ることができる。
このように、入出力をＤＣで行なうようにした場合、従
来のスプール位置検出センサと異なり、復調回路や励磁
周波数発振回路を設ける必要がなく、周辺回路の設計を
簡単にすることができる。また、上記ＭＲ素子４をシリ
ンダ２の外部に設けているので油圧によって信頼性や耐
久性が損なわれるおそれがない。
来のスプール位置検出センサと異なり、復調回路や励磁
周波数発振回路を設ける必要がなく、周辺回路の設計を
簡単にすることができる。また、上記ＭＲ素子４をシリ
ンダ２の外部に設けているので油圧によって信頼性や耐
久性が損なわれるおそれがない。
〈発明の効果〉
以上より明らかなように、この発明のスプール位置検出
センサは、スプールに連結されるシャフトを軸方向に移
動自在に収容する非磁性材料からなる密閉容器と、上記
シャフトの先端部に取り付けられた磁性部材と、上記密
閉容器の外部に軸方向に平行に設けられたマグネットと
、上記マグネットと密閉容器の壁面との間に設けられた
磁気抵抗素子とを備えているので、非接触型でスプール
の位置を検出でき、したがって、信頼性および耐久性が
高く、しかも発振回路や平滑回路が不要で、周辺回路が
簡単になる。
センサは、スプールに連結されるシャフトを軸方向に移
動自在に収容する非磁性材料からなる密閉容器と、上記
シャフトの先端部に取り付けられた磁性部材と、上記密
閉容器の外部に軸方向に平行に設けられたマグネットと
、上記マグネットと密閉容器の壁面との間に設けられた
磁気抵抗素子とを備えているので、非接触型でスプール
の位置を検出でき、したがって、信頼性および耐久性が
高く、しかも発振回路や平滑回路が不要で、周辺回路が
簡単になる。
第１図は、この発明の一実施例のスプール位置検出セン
サを示す断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ
）はそれぞれ上記スプール位置検出センサの動作を説明
する図、第３図は上記スプール位置検出センサの内蔵回
路を示す図、第４図は従来のスプール位置検出センサを
示す断面図、第５図は上記従来のスプール位置検出セン
サの結線を示す図である。 ！・・・スプール位置検出センサ、２・・・シリンダ、
３・・・ヨーク、４・・・ＭＲ素子、５・・・マグネッ
ト、６・・・内蔵回路、７・・・ケース、８・・・コネ
クタ、ｌＯ・・・スプール弁、 １１・・・スプール
、１２・・・シャフト、２０・・・油。
サを示す断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ
）はそれぞれ上記スプール位置検出センサの動作を説明
する図、第３図は上記スプール位置検出センサの内蔵回
路を示す図、第４図は従来のスプール位置検出センサを
示す断面図、第５図は上記従来のスプール位置検出セン
サの結線を示す図である。 ！・・・スプール位置検出センサ、２・・・シリンダ、
３・・・ヨーク、４・・・ＭＲ素子、５・・・マグネッ
ト、６・・・内蔵回路、７・・・ケース、８・・・コネ
クタ、ｌＯ・・・スプール弁、 １１・・・スプール
、１２・・・シャフト、２０・・・油。
Claims (1)
- （１）スプール（１１）に連結されるシャフト（１２）
を軸方向に移動自在に収容する非磁性材料からなる密閉
容器（２）と、 上記シャフト（１２）の先端部に取り付けられた磁性部
材（３）と、 上記密閉容器（２）の外部に軸方向に平行に設けられた
マグネット（５）と、 上記マグネット（５）と密閉容器（２）の壁面との間に
設けられた磁気抵抗素子（４）とを備えたことを特徴と
するスプール位置検出センサ（１）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469189A JPH0377001A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | スプール位置検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469189A JPH0377001A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | スプール位置検出センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377001A true JPH0377001A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16660001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21469189A Pending JPH0377001A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | スプール位置検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0377001A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04307303A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Ckd Corp | 位置検出装置 |
| JP2001027361A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Smc Corp | 位置検出機能付き切換弁 |
| JP2019086504A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 日本精機株式会社 | ストロークセンサ |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP21469189A patent/JPH0377001A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04307303A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Ckd Corp | 位置検出装置 |
| JP2001027361A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Smc Corp | 位置検出機能付き切換弁 |
| JP2019086504A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 日本精機株式会社 | ストロークセンサ |
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