JPH052005U - ロツド位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、各種アクチュエータのロッド位置
を検出する装置のセンサを小型にし、信号処理回路も簡
単にすることを目的とする。 【構成】 幅が最大幅と最小幅が交互に一定ピッチで繰
返され、または深さが連続的に増加するように底面が傾
斜している（角度θ）構造の、ロッド母材５８とは導電
率の異なるポジションマーカ５９をロッド５８の軸方向
に沿って取付け、このポジションマーカに対向して１個
の電磁コイルより成るセンサ６０を設けたことを特徴と
している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種アクチュエータのロッド位置を検出する装置に関し、油圧アク チュエータ、電動アクチュエータ、各種プラントの弁制御アクチュエータ等に利 用することが可能である。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば油圧シリンダのロッド位置検出装置は、ロッド母材の磁気特性と 異なる磁気特性の異種金属をポジションマーカとしてロッドの軸方向に等間隔で 断続して埋設し、このポジションマーカの位置をシリンダ内周部に配置したコイ ルによって検出する方式が用いられ、実用新案出願公開昭64-173604 号“渦電流 式ロッド位置センサ”に開示されている。

【０００３】 この装置は、図７及び図８に示すように、センシングロッド８に、軸方向の長 さａと間隔ｂが同等に埋設された異種磁性金属９の移動による変位を、油圧シリ ンダ１に位相を１／４周期ずらせて配設された２組の検出コイル１０−１、１０ −２から成るヘッドセンサ１０によって検出する。センシングロッド８の移動に よる異種磁性金属９の変位検出信号は図９に示すように出力される。

【０００４】 すなわち、いずれか一方の検出コイル１０−１又は１０−２の検出値又は双方 の検出コイル１０−１、１０−２の検出値の平均によってセンシングロッド８の 移動量を検出し、双方の検出コイル１０−１、１０−２の差動（位相の変化の差 ）によってセンシングロッド８の移動方向を検出する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の装置では、センシングロッド８の移動方向を特定するために２組のリン グ状で大型の検出コイル１０−１、１０−２と、この双方の検出コイル１０−１ 、１０−２から出力１１を処理する移動方向判定部を具備した信号処理回路１２ を必要とする。 従って装置が複雑で高価なものになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するための本考案によるアクチヌユエータりロッド位置検出装 置の構成は、ロッドの軸方向のポジションマーカの変位をこのポジションマーカ に対向して固設したセンサによって検出し、このロッドの軸方向の移動量及び移 動方向を検出する装置に於いて、最大幅と最小幅とを交互に等間隔で長い方向に 列設すると共に底面を長さ方向に傾斜して形成し、前記ロッドの母材とは電導率 の異なる物質によって成るポジションマーカを前記ロッドの軸方向に埋設し、こ のポジションマーカに対向いて１個の電磁コイルによって成るセンサを設けたこ とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

センサを電流に印加して対向するポジションマーカが埋設されたロッドの表面 に渦電流を発生させる。ロッドが軸方向に移動すると、対向するポジションマー カの底面傾斜による深さが変化し、同時に長さ方向に列設された周期的形状も変 化する。この時のセンサの出力は、底面傾斜に起因する１次傾斜成分と、周期的 形状変化に起因する周期的成分とが重なり合ったものになっていて、これらの両 信号成分を適切に組み合わせることにより（即ち、ポジションマーカの底面傾斜 及び周期的形状を適切に定めることにより）、ロッドの移動方向と移動量を同時 に検出することができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面によって具体的に説明する。

【０００９】 図１乃至図３にに於いて、５９は、例えばニッケルクローム合金のような、ロ ッド５８の母材よりも電導率の低い金属によって成るポジションマーカであり、 図３の上面図で示すように最大幅ｗ1 と最小幅ｗ2 とが交互に同一ピッチｐで列 設され、その底面は傾斜角度θによる勾配を有して形成され、シリンダ５１内の プランジャ５８ａと一体のロッド５８の軸方向に埋設されている。６０は、１個 のコイルによって成るセンサヘッドであり、シリンダ５１の出口に、ポジション マーカ５９と対向して埋設され、信号処理回路６２及びストロークコントローラ ５４を介して油圧サーボ回路５３に連結されている。

【００１０】 なお、ロッド５８及びポジションマーカ５９の表面には、シリンダ５１のシー ルとの摺動による磨耗を防止するため、２０〜４０μｍ程度のＣｒメッキ等を施 しても測定に支障はない。

【００１１】 次に本装置の作用について説明する。センサヘッド６０に電流を印加し、プラ ンジャ５８ａの移動によってロッド５８及びポジションマーカ５９が移動すると 、ポジションマーカ５９のセンサヘッド６０と対向する部位の幅ｗ1 、ｗ2 が周 期的に変化し、深さｈがその移動方向によって増大又は減少する。ポジションマ ーカ５９の電導率はロッド５８の電導率よりも低いので、ロッド５８の表面に発 生する渦電流はロッド５８の軸方向の移動によって変化し（ポジションマーカ５ ９の幅ｗ1 、ｗ2 及び深さｈが大きくなると渦電流は小さくなる。）、これに比 例してコイル出力ｂ1 も変化する。

【００１２】 このコイル出力６１の変化は、図４に示すように、ポジションマーカ５９の周 期的な幅ｗ1 、ｗ2 の変化に起因して発生する周期成分ａと深さｈの変化に起因 して発生する１次傾斜成分とから成っている。

【００１３】 従って、周期成分と１次傾斜成分の量を適切に定めればコイル出力６１とロッ ド５８の位置と１対１に対応させることができ、信号処理回路６２を介してセン サヘッド６０のコイル出力６１からロッド５８の位置を検出することができる。 もし、ロッド５８の位置修正を要すれば、その修正用信号をストロークコントロ ーラ５４に送信し、ストロークコントローラ５４は受信した信号により油圧サー ボ回路５３を介してプランジャ５８ａ及びロッド５８を移動させ、その位置を制 御する。

【００１４】 図５は本発明の第２実施例のポジションマーカ６９の幅形状を示していて、工 作の都合等により最大幅ｗ1 と最小幅ｗ2 とを結ぶ曲線にしたものであり、その 他の構成は第１実施例と変わらない。 この様な幅形状であっても、周期成分ａの変化によるロッド５８の移動量の検 出には支障ないものである。

【００１５】

【考案の効果】

本考案では、ロッドの軸方向に埋設した最大幅と最小幅とを交互に等間隔で長 さ方向に列設すると共に底面を長さ方向に傾斜させロッドとは電導率の異なる物 質のポジションマーカの移動量及び移動方向を、１個の電磁コイルによって成る センサによって同時に検出することにより、センサがスポット状の小型で簡単に なり、その信号処理回路も簡単にすることが可能になる。 従ってアクチュエータ及びその付随装置のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係わるロッド位置検出装
置の概念図及びそのロッド、ポジションマーカ及びセン
サヘッドを示す破断側面図。

【図２】図１のIII −III 断面図。

【図３】図１及び図２のポジションマーカの形状を示す
平面図。

【図４】ロッド移動によるコイル出力を示す線図。

【図５】本考案の第２実施例に係わるロッド位置検出装
置のポジションマーカの幅形状を示す平面図。

【図６】従来のロッド位置検出装置を示す概念図。

【図７】図６のセンサヘッドと異種磁性金属との位置関
係を示す概念図。

【図８】図７のロッド移動によるコイル出力を示す線
図。

【符号の説明】

５１…シリンダ、５３…油圧サーボ回路、５４…ストロ
ークコントローラ、５８…ロッド、５９…ポジションマ
ーカ、６０…センサヘッド、６２…信号処理回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 井出上 和夫 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)考案者 島筒 博章 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ロッドの軸方向のポジションマーカの変
   位をこのポジションマーカに対向して固設したてセンサ
   によって検出し、このロッドの軸方向の移動量及び移動
   方向を検出する装置に於いて、最大幅と最小幅とを交互
   に等間隔で長さ方向に列設すると共に底面を長さ方向に
   傾斜して形成し、前記ロッドの母材とは導電率の異なる
   物質によって成るポジションマーカを前記ロッドの軸方
   向に埋設し、このポジションマーカに対向して１個の電
   磁コイルによって成るセンサを設けたことを特徴とする
   アクチュエータのロッド位置検出装置。