JPH04157315A - 直線位置検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗変化を利用した直線位置検出装置に
係り、特に磁気抵抗変化を出力交流信号の電気的位相角
の変化として検出する位相シフト方式の直線位置検出装
置に関する。

〔従来技術〕 磁気抵抗変化を利用した直線位置検出装置としては差動
トランスが従来からよく知られている。

これは、直線位置を電圧レベルに変換するものであるた
め、外乱による影響を受けて誤差を生じ易いという欠点
がある０例えば、温度変化の影響を受けてコイルの抵抗
が変化し、これによって検出信号レベルが変動したり、
また、検出器からその検出信号を利用する回路までの信
号伝送路におけるレベルの減衰量がその伝送距離によっ
てまちまちであり、さらに、ノイズによるレベル変動が
そのまま検出誤差となって顕れてしまうなどといった欠
点を有している。

そこで、本発明の出願人は、外乱等による出力レベル変
動に影響されることな（正確に直線位置を検出すること
のできる位相シフト方式の直線位置検出装置を先に提案
している（実開昭５７−１３５９１７号公報、実開昭５
８−１３６７１８号公報又は実開昭５９−１７５１０５
号公報等）。

以下、この位相シフト方式の直線位置検出装置について
第６図を用いて説明する。

位置検出器６１は位相シフト方式によって直線位置を検
出するものであり、ボビン６３に収納されたコイルアン
センブリと、このボビン６３内に直線移動可能に挿入さ
れたロッド６２とから構成される。

ロッド６２は、その軸方向に所定間隔で設けられた複数
個のコア６５と、各コア６５の間に設けられた非磁性体
のスペーサ６６と、これらコア６５及びスペーサ６６の
周囲を覆うスリーブ６７とから構成される。コア６５と
スペーサ６６は所定のピッチＰで繰り返し設けられてお
り、例えばそれぞれの軸方向の長さはＰ／２　（Ｐは任
意の値）であり、１ピッチＰの磁気目盛りを構成してい
る。

コイルアッセンブリは、ロッド６２の軸方向に所定間隔
で形成された樹脂製のボビン６３の各溝に巻回された４
個の１次コイルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄと、これに対応して設け
られた２次コイルａ、ｂ、ｃ。

ｄとから構成される。ボビン６３は鉄等の磁性体からな
る円筒ケース６４に収納されている。

各１次コイルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対するコア６５の相対的
位置関係に応じて、各コイルには大きさの異なる磁気抵
抗が生じる。それは、１次コイルＢの中心が１次コイル
Ａに対してｒｐ（ｎ−１／４）」だけ右方向にずれてお
り、１次コイルＣの中心が１次コイルＡに対してｒ　Ｐ
　（ｎ　−２／　４　）　Ｊだけ右方向にずれており、
１次コイルＤの中心が１次コイルＡに対してｒ　Ｐ　（
ｎ　−３／　４　）　Ｊだけ右方向にずれているからで
ある。ここで、ｎは任意の自然数である。

コア６５及びスペーサ６６の繰り返しからなる磁気目盛
り部は、コイルの磁気回路に生ゼしめる磁気抵抗が三角
関数状に変化するように寸法及び形状を定めることがで
きる。ここで、コア６５の繰り返しピッチ「Ｐ」を位相
角で２πとすると、軸方向の長さ［’／４Ｊは位相角で
π／２に対応する。従って、第６図のようにコイルの中
心がスペーサ６６の中心に位置するような１次コイルＡ
に生じる磁気抵抗の大きさがαｓｉｎθ（αは磁気抵抗
変化係数、θはコア６５の直線位置に対応する位相）の
割合で変化するものと仮定すると、１次コイルＢ、Ｃ，
Ｄに生じる各磁気抵抗の太きさはそれぞれαｃｏｓθ、
−αｓｉｎθ、−αＣｏｓθの割合で変化するようにな
る。

第７図に示した位置検出器７１はコイルアッセンブリの
構成が異なる他は第６図のものと同じ構成である。第７
図の位置検出器７１が第６図のものと異なる点は、１次
コイルＡと１次コイルＣと。

１次コイルＢと１次コイルＤとがそれぞれ「Ｐ（ｎ−２
／４）Ｊの間隔で隣合って設けられている点である。

第６図及び第７図のような位置検出器を用いて位相シフ
ト方式によって出力信号を得るには、互いに磁気抵抗変
化が逆相である１次コイルＡ、　Ｃを共通の１次交流信
号（例えば正弦波信号）によって励磁して２次コイルａ
、Ｑから差動出力を得る。同じく互いに磁気抵抗変化が
逆相である１次コイルＢ、Ｄも共通の１次交流信号（例
えば余弦波信号）によって励磁して２次コイルｂ、ｄか
ら差動出力を得る。その結果、各２次コイルａ、Ｑ。

ｂ、ｄからは各差動出力信号の加算合成した信号として
、コア６５　（７５）の直線位置（１ピッチ内の直線変
位′Ｉ＆）に応じた位相角θだけ１次交流信号の電気角
を位相シフトした２次信号出力が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図及び第７図の直線位置検出器においては、ロッド
６２（７２）の各コア６５　（７５）が所定の形状に完
全に同一に加工され、また各スペーサ６６　（７６）も
同サイズに形成され、さらに、コイルアンセンブリの各
コイルの抵抗値及びインダクタンス値も完全に同一であ
る場合に、理論的に検出誤差のない位置検出を行うこと
ができる。

しかしながら、実際に第６図又は第７図のような位置検
出器を製作した場合、製造誤差によって。

各コアは完全に同一形状・寸法とはならず、若干具なっ
た形状となり、またスペーサの間隔にもずれが生じ、各
コイルに対して生じる磁気抵抗変化にもバラツキが生じ
る。また、各１次及び２次コイルの抵抗値及びインダク
タンス値も完全に同一とはならずにそれぞればらついた
値となる。このようなロッド６２　（７２）における磁
気目盛り部の形状の相違から生じる誤差をロッド誤差（
もしくは目盛り誤差）といい、コイルの特性の相違から
生じる誤差をヘッド誤差という。

第６図及び第７図の位置検出器のように、コイルアッセ
ンブリの軸方向における長さをピッチＰの２倍から３倍
（２Ｐ〜３Ｐ）の範囲に設定すると、コイルアンセンブ
リ内に３〜４個のコアが存在することとなり、各１次コ
イルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対して磁気抵抗変化を生じさせる
コア６５（７５）の組み合わせが各コイル間で異なる。

従って、第６図及び第７図の位置検出器の場合は、それ
ぞれの１次コイルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに生じる磁気抵抗変化
がロッド誤差の影響を受けてばらつくために、位置検出
精度が大きな誤差を有することになる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、位置検
出装置を構成するロッドの形状の相違から生じるロッド
誤差を抑制することのできる直線位置検出装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の直線位置検出装置は、所定の交流信号により励
磁される１次コイルを少なくとも有するコイル部と、こ
のコイル部に対して相対的に直線変位可能に設けられ、
この直線変位に伴って前記コイル部の磁気回路における
磁気抵抗が変化するように、直線変位方向に沿って設け
られた磁気目盛り部と、この磁気目盛り部と前記コイル
部との間の相対的位置関係によって生じる前記コイル部
の磁気回路の磁気抵抗変化に基づき、前記磁気目盛り部
の位置を示すデータを前記コイル部から取り出す位置検
出精度とを具備し、前記コイル部を前記目盛り部の目盛
りの１ピッチ内に設けたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明のコイル部は、目盛り部の目盛りの１ピッチ内に
設けられているので、磁気抵抗の変化に関与する磁気目
盛り部の目盛りがコイル部に対して１個だけ存在するよ
うになる１位置検出回路は磁気目盛り部の１個の目盛り
とコイル部との間の相対的位置関係によって生じるコイ
ル部の磁気回路の磁気抵抗変化に基づき、磁気目盛りの
位置を示すデータを取り出している。従って、磁気目盛
り部に製造誤差が存在し、磁気目盛り部の形状等が完全
に同一でなくても、本発明の直線位置検出装置はコイル
部内に存在する１個の目盛りに対しては正確な位置を検
出することが可能となり、検出精度を大幅に向上するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例を示す図である。

位置検出器１１は位相シフト方式によって直線位置を検
出するものであり、ボビン１３に収納されたコイルアン
センブリと、このボビン１３内に直線移動可能に挿入さ
れたロッド１２とから構成される１本実施例の特徴は、
磁性体部１５と非磁性体部１６の交互配列における１ピ
ッチ分の間隔ｒＰＪ内にコイルアンセンブリを構成する
コイル部が配電されていることである。

ロッド１２は、その周囲において、磁性体部１５と、そ
の周囲の軸方向に交互に設けられた所定幅のリング状の
非磁性体部１６とからなる磁気目盛り部１７を具備して
いる。この磁性体部１５と非磁性体部１６とはコイルア
ンセンブリに形成された磁気回路に対して磁気抵抗の変
化を与えるような構成になっていればどのような材質の
もので構成してもよい９例えば、非磁性体部１６を非磁
性体又は空気等で構成してもよい、また、鉄製のロッド
１２にレーザ焼き付けを行うことにより。

磁気的性質を変化させることにより、互いに透磁率の異
なる磁性体部１５と非磁性体部１６とを交互に形成する
ようにしてもよい。

磁性体部１５と非磁性体部１６の交互配列における１ピ
ッチ分の間隔は「Ｐ」である。その場合、例えば、磁性
体部１５と非磁性体部１６の長さは等しく　ｒＰ／２」
であってもよいし、また、必ずしも等しくなくてもよい
。

コイルアンセンブリは、ロッド１２の軸方向に所定間隔
で形成された樹脂製のボビン１３の弁溝に巻回された４
個の１次コイルＩＡ、ＩＢ、ＩＣ。

１Ｄと、これに対応して１次コイルＬＡ、ＩＢ。

ＩＣ，ＬＤの外側に巻かれた２次コイル１ａ、１ｂ、ｌ
ｃ、ｌｄとから構成される。ボビン１３は鉄等の磁性体
からなる円筒ケース１４に収納されている。

各１次コイルＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＬＤに対する磁性体部
１５及び非磁性体部１６の相対的位置関係に応じて、各
コイルには大きさの異なる磁気抵抗が生じる。それは、
１次コイルＩＤが１次コイルＩＡに対してｒＰ／４Ｊだ
け右方向にずれており、１次コイルＩＣが１次コイルＩ
Ａに対して１２Ｐ／４ノだけ右方向にずれており、１次
コイルＩＤが１次コイルＩＡに対してｒ３Ｐ／４Ｊだけ
右方向にずれているからである。

ここで、磁性体部１５及び非磁性体部１６の交互配列ピ
ッチｒＰＪを位相角で２πとすると、軸方向の長さｒＰ
／４Ｊは位相角でπ／２となる。

従って、１次コイルＩＡに生じる磁気抵抗の大きさがα
ｓｉｎθ（αは磁気抵抗変化係数、θはコイルと磁性体
部１５（非磁性体部１６）との間における直線位置を示
す位相角）の割合で変化するものと仮定すると、１次コ
イルＩＢ、ＩＣ，１０に生じる各磁気抵抗の大きさはそ
れぞれαｃｏｓθ、−αｓｉｎθ、−αｃｏｓθの割合
で変化するようになる。

本実施例において、コイルアンセンブリを構成する１次
コイルＩＡ、ＩＢ、Ｉｃ、ＩＤは４相で動作するように
構成されいる。各１次コイルＩＡ。

ＩＢ、ＩＣ，ＩＤ及び２次コイルｌａ、ｌｂ、１ｃ、ｌ
ｄの軸方向における長さは、それぞれ「Ｐ／４」以下で
ある。

この構成によって、ロッド１２の直線変位に応じて各コ
イルにおける磁気回路のりラフタンスが距離ｒＰＪを一
周期として周期的に変化し、しかもそのリラクタンス変
化の位相が各コイル毎に９０度（π／２）ずつずれるよ
うにすることができる、従って、１次コイルＩＡとＩＣ
とでは１８０度（π）だけずれており、１次コイルＩＤ
とＩＤとでも１８０度（π）だけずれている。

１次コイルＬＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＬＤ及び２次コイルｌａ
、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの結線形式を第２図に示す。第２図
において、１次コイルＩＡ及びＩＣは正弦信号ｓｉｎω
ｔで互いに逆相に励磁され。

２次コイル１ａ及び１ｃの出力は同相で加算されるよう
に結線されている。同様に、１次コイルＩＢ及びＩＤは
余弦信号ｃｏｓωｔで互いに逆相に励磁され、２次コイ
ル１ｂ及び１ｄの出力は同相で加算されるように結線さ
れている。２次コイルｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの出力は
最終的に加算され、出力信号Ｙとして位相差検出回路２
２に取り込まれる。

この出力信号Ｙは、ロッド１２における磁性体部１５の
直線位置に応じた位相角θだけ基準交流信号（ｓｉｎω
を又はＱＯ８ωｔ）を位相シフトしたものとなる。その
理由は、各コイルのりラフタンスが９０度（π／２）ず
つずれており、かつ一方の対（１次コイルＩＡ、ｉＣ）
と他方の対（１次コイルＩＢ、ＩＤ）の励磁信号の電気
的位相が９０度ずれているためである。従って、出力信
号ＹはＹ＝Ｋｓ　ｉ　ｎ　（（１）　を十〇）となる、
ここで、には定数である。

リラクタンス変化の位相θは磁性体部１５の直線位置に
所定の比例係数（又は関数）に従って比例しているので
、出力信号Ｙにおける基準信号Ｓｉｎωｔ（又はｃｏｓ
ωｔ）からの位相ずれθを測定することにより直線位置
を検出することができる。但し５位相ずれ量θが全角２
πのとき、糞線位随は前述の１ピッチ分の距離ｒＰＪに
相当する。すなわち、出力信号Ｙにおける電気的位相ず
れ量θによれば、ｒＰＪの範囲内でのアブソリュートな
直線位置が検出できるのである。この電気的位相ずれ量
θを測定することによって、ｒＰＪの範囲内の直線位置
をかなりの高分解能で精度よく割り出すことが可能とな
る。

なお、ロッド１２における磁気目盛り部１７は磁性体部
１５と非磁性体部１６に限らず、磁気抵抗変化を生せし
めることのできるその他の材質を用いてもよい０例えば
、銅等のように導電率の高い材質と鉄等のように導電率
の低い材質（非導電体でもよい）との組合せ（導電率の
異なる材質）により磁気目盛り部１７を形成し、渦電流
損に応°じた磁気抵抗変化を生ぜしめるようにしてもよ
い。

その場合、鉄等のロッド１２の表面に銅メツキ等により
良導電体のパターンを形成するようにしてもよい。パタ
ーンの形状等は磁気抵抗の変化を効率よく生せしめるも
のであれば、いかなる形状のものでもよい。

出力信号Ｙと基準信号ｓｉｎωｔ　（又はｃｏｓωｔ）
との位相ずれ量θを求めるための手段は適宜に構成する
ことができる。第２図はこの位相ずれ量θをデジタル量
で求めるようにした回路例を示す図である。特に５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＝Ｋｇｉｎ　（ωｔ＋θ）との０位相の時間
差分を求めることにより、位相ずれ量θをアナログ量で
求めることもできる。

第２図において、発振部２１は基準の正弦信号ｓｉｎω
ｔと余弦信号ＱＯ８ωｔを発生する回路であり、位相差
検出回路２２は位相ずれ量θを測定するための回路であ
る。

クロック発振器２３から発振されたクロックパルスＣＰ
がカウンタ２４でカウントされる。カウンタ２４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４５に与えられる。カウンタ２４の４／
Ｍ分周された出方からは、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２５のＣ入力に与えられる。

フリップフロップ２５のＱ出力がら出力されるパルスｐ
ｂはフリップフロップ２９に加わり、傘Ｑ　（Ｑの前の
傘は反転出力を意味する）出方から出力されたパルスＰ
ａはフリップフロップ２６に加わり、これらフリップフ
ロップ２６及び２９の出力がローパスフィルタ２７．４
０及び増幅器２８．４１を介して、正弦信号ｓｉｎωｔ
と余弦信号ａｏｓωｔとして、コイルアンセンブリの各
１次コイルＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＩＤに供給される。

カウンタ２３におけるＭカウントがこれら基準信号ｓｉ
ｎωｔ、ｃｏｓωｔの２πラジアン分の位相角に相当す
る。すなわち、カウンタ２３の１カウント値は２π／Ｍ
ラジアンの位相角を示している。

２次コイルｌａ、ｌｂ、４ｃ、ｌｄ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、出力信
号Ｙの正・負極性に応じた方形波信号がコンパレータ４
３から出力される。このコンパレータ４３の出力信号の
立ち上がりに応答して立ち上がり検出回路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３
４のカウント値をレジスタ４５に書き込む。その結果。

位相ずれ量θに応じたデジタル値Ｄθがレジスタ４５に
取り込まれる。これによって、シリンダロッド１２の直
線位置をアブソリュートで、しかも高精度に検出するこ
とが可能となる。

第３図は本発明の第２の実施例を示す図である。

第３図において第１図と同じ構成のものには同一の符号
が付しであるので、その説明は省略する。

本実施例の位置検出器３６が第１図のものと異なる点は
、ボビン３７の両端の溝にダミー用の１次コイルＱＣ，
００，ＯＡ、ＩＢを巻回している点である。すなわち、
１次コイルＬＡの左側にはダミー用の１次コイルＯＤ及
びＯＣが、１次コイルＩＤの右側にはダミー用の１次コ
イルＯＡ及びＯＢがそれぞれ設けられている。

第１図において、１次コイルＩＢは両側に１次コイルＩ
Ａ及びＩＣを有し、１次コイルｌＣは両側に１次コイル
ＩＢ及びＬＤを有しているが、１次コイルＩＡの左側と
１次コイルＩＤの右側にはそのようなコイルを有しない
ため、各コイル間の磁気バランスが悪くなり、それが検
出誤差として現れる。そこで、本実施例ではコイルアン
センブリにダミー用の１次コイルを設け、磁気バランス
を補正している。なお、ダミー用１次コイルの外側に２
次コイルｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの出力とは直接関係な
いダミー用の２次コイルを設けてもよい。

１次コイルＯＡ〜ＯＤ、１．Ａ〜ＩＤ及び２次コイル１
　ａ　＝　１　ｄの結線形式は第２図と同様にする。

すなわち、１次コイルＱＣ，ＩＡ、、１Ｃ，ＯＡを順番
に直列に接続し、１次コイルＯＣとＩＡ、１ＡとＩＣ，
ＩＣとＯＡが互いに正弦信号ｓｉｎωｔで逆相に励磁さ
れるように結線する。同様に、１次コイルＯＤ、ＩＢ、
ＩＤ、ＯＢも順番に直列に接続し、１次コイルＯＤとＩ
Ｂ、ＩＢとＩＤ、ＩＤとＯＢが互いに余弦信号ｅ０８ω
ｔで逆相に励磁されるように結線する。２次コイル１ａ
〜１ｄは順番に直列に接続され、その出力が同相で加算
されるように結線されている。従って、２次コイル１８
〜１ｄの出力は最終的に加算され、出力信号Ｙとして位
相差検出回路２２に取り込まれる。

第４図は本発明の第３の実施例を示す図である。

第４図において第１図と同じ構成のものには同一の符号
が付しであるので、その説明は省略する。

なお、本図ではボビンと円筒ケースの図示は省略しであ
る。

本実施例の位置検出器４１が第１図のものと異なる点は
、磁性体部１５と非磁性体部１６の交互配列における１
ピッチｒＰＪ内に設けられたコイルアンセンブリをロッ
ド１２の軸方向に複数個設け、その両端にダミー用１次
コイルを設けた点である。

本実施例の位置検出器４１は、第１図の１次コイルＩＡ
〜ＩＤ及び２次コイル１８〜１ｄの他に。

磁性体部１５と非磁性体部１６の交互配列における１ピ
ッチｒＰＪ内に配置された１次コイル２Ａ〜２Ｄ、３Ａ
〜３Ｄ、２次コイル２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄ及びダミー
用１次コイルＯＡ〜ＯＤをそれぞれ有している。１次コ
イルＩＡ〜ＩＤと２次コイル１８〜１ｄとで第１の位置
検出器を、１次コイル２Ａ〜２Ｄと２次コイル２ａ〜２
ｄとで第２の位置検出器を、１次コイル３Ａ〜３Ｄと２
次コイル３８〜３ｄとで第３の位置検出器を構成してい
る。すなわち、本実施例の位置検出器４１は、第１図の
位置検出器１１がロッド１２の軸方向に３個設けられた
構成である。

１次コイルＩＡ〜ＬＤ、２Ａ〜２Ｄ、３Ａ〜３Ｄ、ダミ
ー用１次コイルＯＡ〜ＯＤ及び２次コイルｌ　ａ　〜１
　ｄ　、　２　ａ　〜２　ｄ　、　３　ａ　〜３　ｄ結
線形式は第３図と同様にする。すなわち、１次コイルＯ
Ｃ，ＩＡ、ＩＣ，２Ａ、２Ｇ、３Ａ、３Ｃ，ＯＡを順番
に直列に接続し、１次コイルＯＣとＩＡ、ＩＡとＩＣ１
ＩＣと２Ａ、２Ａと２Ｃ１２Ｃと３Ａ、３Ａと３Ｃ１３
ＣとＯＡが互いに正弦信号Ｓｉｎωｔで逆相に励磁され
るように結線する。同様に、１次コイルＯＤ、ＩＢ、Ｌ
Ｄ、２Ｂ、２Ｄ。

３Ｂ、３Ｄ、ＯＢを順番に直列に接続し、１次コイルＯ
ＤとＩＢ、ＩＢとＩＤ、ＩＤと２Ｂ、２Ｂと２Ｄ、２Ｄ
と３Ｂ、３Ｂと３Ｄ３ＤとＯＢが互いに余弦信号ＣＯ８
ωｔで逆相に励磁されるように結線する。２次コイル１
８〜ｌｄ、２ａ〜２ｄ。

３８〜３ｄは順番に直列に接続され、その出力が同相で
加算されるように結線されている。従って。

２次コイル１ａ〜１ｄ、２ａ〜２ｄ、３ａ−３ｄの出力
は最終的に加算され、出力信号Ｙとして位相差検出回路
２２に取り込まれる。

このように２次コイル１ａ〜ｌｄ、２ａ〜２ｄ。

３ａ〜３ｄからの出力信号を加算して出力することによ
って、第１、第２及び第３の位置検出器で検出されたロ
ッド誤差が平均化され、ロッド誤差の減少した出力信号
Ｙを位相差検出回路２２に出力することが可能となる。

第５図は本発明の第４の実施例を示す図である。

第５図において第１図と同じ構成のものには同一の符号
が付しであるので、その説明は省略する。

なお１本図ではボビンと円筒ケースの図示は省略しであ
る。

本実施例の位置検出器５１が第１図のものと異なる点は
、磁性体部１５と非磁性体部１６の交互配列における１
ピッチ「ＰＪ内に６個の１次コイルと２次コイルを設け
、この１次コイルを３相の交流信号で励磁し、それをロ
ッド１２の軸方向に複数個設け、その両端にダミー用１
次コイルを設けた点である。

本実施例の位置検出器５１は、磁性体部１５と非磁性体
部１６の交互配列における１ピッチｒＰＪ内に１次コイ
ルＩＡ〜ＩＦ及び２次コイル１８〜１ｆを有し、同様に
１次コイル２Ａ〜２Ｆ及び２次コイル２ａ〜２ｆも１ピ
ッチ内に有している。

１次コイルＩＤは１次コイルＩＡに対してｒＰ／６」、
１次コイルＩＣは１次コイルＩＡに対してｒ２Ｐ／６Ｊ
　、１次コイルＩＤは１次コイルＩＡに対してｒ３Ｆ／
６」、１次コイルＩＥは１次コイルＩＡに対して「４Ｐ
／６Ｊ、１次コイルＩＦは１次コイルＩＡに対してｒ５
Ｐ／６Ｊだけ右方向にずれている。

１次コイルＩＡ〜ＩＦと２次コイル１ａ〜１ｆとで第１
の位置検出器を、１次コイル２Ａ〜２Ｆと２次コイル２
８〜２ｆとで第２の位置検出器をそれぞれ構成している
。すなわち１本実施例の位置検出器５１は、３相励磁さ
れる位置検出器がロッド１２の軸方向に２個設けられた
構成である。

１次コイルＩＡ〜ＩＦ、２Ａ〜２Ｆ、ダミー用１次コイ
ルＯＡ〜ＯＦ及び２次コイル１ａ〜１ｆ。

２ａ〜２ｆの結線形式は次の様にする。すなわち、１次
コイ／Ｌ１０Ｄ、ＬＡ、ＬＤ、２Ａ、２Ｄ、ＯＡを順番
に直列に接続し、１次コイルＯＤとＩＡ、ＩＡとＩＤ、
ＬＤと２Ａ、２Ａと２Ｄ、２ＤとＯＡを互いに正弦信号
ｓｉｎωｔで逆相に励磁されるように結線する。同様に
、１次コイルＯＥ、ＩＢ、ＩＥ、２Ｂ、２Ｅ、ＯＢを順
番に直列に接続し、１次コイルＯＥとＩＢ、ＩＢとＩＥ
、ＩＥと２Ｂ、２Ｂと２Ｅ、２ＥとＯＢが互いに正弦信
号ｓｉｎ　（ωを一π／３）で逆相に励磁されるように
結線し、１次コイルＯＦ、ＩＣ，ＩＦ、２Ｃ。

２Ｆ、ＱＣの順番に直列に接続し、１次コイルＯＦとＩ
Ｃ１ＩＣとｌＦ、ＩＦと２Ｃ１２Ｃと２Ｆ、２ＦとＯＣ
が互いに正弦信号ｓｉｎ　（ωｔ−２π／３）で逆相に
励磁されるように結線する。２次コイル１ａ〜ｉｆ、２
ａ〜２ｆは順番に直列に接続され、その出力が同相で加
算されるように結線されている。従って、２次コイル１
ａ〜１ｆ、２ａ〜２ｆの出力は最終的に加算され、出力
信号Ｙとして位相差検出回路２２に取り込まれる。

このように２次コイル１ａ〜ｉｆ、２ａ〜２ｆからの出
力信号を加算して出力することによって。

第１及び第２の位置検出器で検出されたロッド誤差が平
均化され、ロッド誤差の減少した出力信号Ｙを位相差検
出回路２２に出力することが可能となる。また、第５図
の実施例のように１次コイルを３相励磁することによっ
て、高調波成分の誤差を減少することができる。

゛実施例ではコイル部がＡ−Ｄの４相と、Ａ−Ｆの６相
の場合について説明したが、これに限らす２相、３相、
その他の相数で構成することも可能である。

本実施例では、磁気目盛り部をロッドに直接形成する場
合について説明したが、ロッドの動きに連動するような
位置に別途形成してもよい。

また、ロッドの形状は円筒状に限らず、直線変位に応じ
てｓｉｎθ又はＣＯＳθ等のりラフタンス変化をもたら
すものであればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、位置検出装置を構成するロッドの形状
の相違から生じるロッド誤差を抑制することができ、位
置検出精度を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直線位置検出装置の第１の実施例を示
す図、 第２図は第１図の直線位置検出装置からの検出信号を位
置信号に変換する位置変換手段の構成を示す図、 第３図は本発明の直線位置検出装置の第２の実施例を示
す図。 第４図は本発明の直線位置検出装置の第３の実施例を示
す図。 第５図は本発明の直線位置検出装置の第４の実施例を示
す図、 第６図及び第７図は従来の直線位置検出装置の構成を示
す図である。 １１．３６，４１．５１・・・位置検出器、１２・・・
ロッド、１３・・・ボビン、１４・・・円筒ケース、１
５・・・非磁性体部、１６・・・磁性体部、１７・・・
磁気目盛り部 特許出願人　株式会社　ニスジー 代　理　人　弁理士　飯塚　義仁

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の交流信号により励磁される１次コイルを少
   なくとも有するコイル部と、 このコイル部に対して相対的に直線変位可能に設けられ
   、この直線変位に伴って前記コイル部の磁気回路におけ
   る磁気抵抗が目盛りの１ピッチを１サイクルとして周期
   的に変化するように、直線変位方向に沿って複数ピッチ
   の目盛りを設けてなる磁気目盛り部と、 この磁気目盛り部と前記コイル部との間の相対的位置関
   係によって生じる前記コイル部の磁気回路の磁気抵抗変
   化に基づき、前記磁気目盛り部の位置を示すデータを前
   記コイル部から取り出す位置検出回路とを具備し、 前記コイル部を前記目盛り部の目盛りの１ピッチ内に設
   けたことを特徴とする直線位置検出装置。
2. （２）前記コイル部が、それぞれ位相のずれた複数の基
   準交流信号によって個別に励磁される複数の１次コイル
   と、 この１次コイルの励磁によって前記基準交流信号の前記
   相対的位置に応じて位相シフトされた出力信号を発生す
   る複数の２次コイルとを有するものであることを特徴と
   する請求項１に記載の直線位置検出装置。
3. （３）前記目盛り部の目盛りの１ピッチ内に設けられた
   前記コイル部を直線変位方向に複数個設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の直線位置検出装置。
4. （４）前記１次コイルの直線変位方向の両側にダミー用
   の１次コイルを有することを特徴とする請求項１に記載
   の直線位置検出装置。
5. （５）前記位置検出回路が、位相のずれた複数の基準交
   流信号によって前記各１次コイルを個別に励磁する回路
   と、前記各１次コイルに対応する２次コイルの出力を合
   計して、前記磁気目盛り部の相対的直線位置に従って前
   記基準交流信号を位相シフトした出力信号を発生する出
   力回路と、前記基準交流信号の所定の１つと前記出力回
   路からの出力信号との位相差を検出し、検出した位相差
   データを前記磁気目盛り部の位置データとして出力する
   回路とを有するものであることを特徴とする請求項２に
   記載の直線位置検出措置。
6. （６）前記磁気目盛り部は透磁率の異なる２種類の材質
   の繰り返しからなることを特徴とする請求項２に記載の
   直線位置検出装置。
7. （７）前記磁気目盛り部は導電率の異なる２種類の材質
   の繰り返しからなることを特徴とする請求項２に記載の
   直線位置検出装置。