JPH053921Y2 - - Google Patents
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- JPH053921Y2 JPH053921Y2 JP1989013555U JP1355589U JPH053921Y2 JP H053921 Y2 JPH053921 Y2 JP H053921Y2 JP 1989013555 U JP1989013555 U JP 1989013555U JP 1355589 U JP1355589 U JP 1355589U JP H053921 Y2 JPH053921 Y2 JP H053921Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- phase
- ball
- casing
- linear guide
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0633—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
- F16C29/0652—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage
- F16C29/0654—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage with balls
- F16C29/0657—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage with balls with two rows of balls, one on each side of the rail
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、可変磁気抵抗型かつ位相シフト型
の位置検出装置に関し、特に、ボールベアリング
を軸受とするボールねじ又はボールガイド等のリ
ニアガイド機構において簡単な構造で適用できる
ものに関する。
の位置検出装置に関し、特に、ボールベアリング
を軸受とするボールねじ又はボールガイド等のリ
ニアガイド機構において簡単な構造で適用できる
ものに関する。
可変磁気抵抗型かつ位相シフト型の直線位置検
出装置は、本出願人の出願に係る実開昭58−
136718号に開示されている。そこに開示された位
置検出装置は、変位方向に互いにずれた所定の配
置で配設された複数の１次コイルと、この１次コ
イルに対応して設けられた２次コイルと、１次コ
イル及び２次コイルに対して相対的に変位可能に
配され、かつ変位方向に所定間隔で設けられた複
数個のコアを含むコア部とを具備し、１次コイル
の各々を位相のずれた複数の基準交流信号によつ
て個別に励磁し、これにより前記基準交流信号を
前記コイルに対する前記コア部の位置に応じて位
相シフトした出力信号を前記２次コイルに生ぜし
めるようにしたものである。
出装置は、本出願人の出願に係る実開昭58−
136718号に開示されている。そこに開示された位
置検出装置は、変位方向に互いにずれた所定の配
置で配設された複数の１次コイルと、この１次コ
イルに対応して設けられた２次コイルと、１次コ
イル及び２次コイルに対して相対的に変位可能に
配され、かつ変位方向に所定間隔で設けられた複
数個のコアを含むコア部とを具備し、１次コイル
の各々を位相のずれた複数の基準交流信号によつ
て個別に励磁し、これにより前記基準交流信号を
前記コイルに対する前記コア部の位置に応じて位
相シフトした出力信号を前記２次コイルに生ぜし
めるようにしたものである。
前述のような直線位置検出装置をボールベアリ
ングを軸受とするボールねじ又はボールガイド等
のリニアガイド機構に適用する場合、リニアガイ
ドとは別に該リニアガイドに並行に延びた複数個
のコアを含むコア部を併設する必要があつた。そ
のため、かなり余分のスペースが必要であり、省
スペース化を妨げると共に構造が複雑になり、ま
たコストも高くなる傾向にあつた。
ングを軸受とするボールねじ又はボールガイド等
のリニアガイド機構に適用する場合、リニアガイ
ドとは別に該リニアガイドに並行に延びた複数個
のコアを含むコア部を併設する必要があつた。そ
のため、かなり余分のスペースが必要であり、省
スペース化を妨げると共に構造が複雑になり、ま
たコストも高くなる傾向にあつた。
この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
リニアガイドに並行に専用のコア部を併設する必
要がなく、該リニアガイドの位置を検出すること
ができるようにしたリニアガイドにおける位置検
出装置を提供しようとするものである。
リニアガイドに並行に専用のコア部を併設する必
要がなく、該リニアガイドの位置を検出すること
ができるようにしたリニアガイドにおける位置検
出装置を提供しようとするものである。
この考案に係るリニアガイドにおける位置検出
装置は、移動範囲にわたつて設けられたリニアガ
イド部材と、前記リニアガイド部材に沿つて変位
する可動部材と、前記リニアガイド部材と前記可
動部材の摺動接触する部分において該可動部材側
に設けられたボールベアリング部とを具えたリニ
アガイド機構において、前記ボールベアリング部
は、エンドレス構造のケーシングと該ケーシング
内に密着して配列された複数の磁性体から成るボ
ールとを有し、前記ケーシングの一部に対応して
複数の１次コイル及び該１次コイルに対応する２
次コイルから成るコイル部とを具えたものであ
る。
装置は、移動範囲にわたつて設けられたリニアガ
イド部材と、前記リニアガイド部材に沿つて変位
する可動部材と、前記リニアガイド部材と前記可
動部材の摺動接触する部分において該可動部材側
に設けられたボールベアリング部とを具えたリニ
アガイド機構において、前記ボールベアリング部
は、エンドレス構造のケーシングと該ケーシング
内に密着して配列された複数の磁性体から成るボ
ールとを有し、前記ケーシングの一部に対応して
複数の１次コイル及び該１次コイルに対応する２
次コイルから成るコイル部とを具えたものであ
る。
リニアガイド部材に沿つて可動部材が変位する
と、可動部材側に設けられたボールベアリング部
はリニアガイド部材に摺動接触し、ケーシング内
に密着して配置された複数の磁性体から成るボー
ルは摺動に伴つて転動する。ボールベアリング部
のケーシング内におけるボールの配列はエンドレ
スに密着しているので、摺動に伴うボールの回転
に応じて可動部材の変位量と同量だけボールが変
位する。ケーシングの一部に対応して設けられた
コイル部では、可動部材の変位に伴うボールの変
位に応じて、ボールの直径に略対応する変位を１
サイクルとする磁気抵抗変化を検知し、この磁気
抵抗変化に応じた出力信号を生じる。この出力信
号に応じて可動部材の相対的変位量を検出するこ
とができる。
と、可動部材側に設けられたボールベアリング部
はリニアガイド部材に摺動接触し、ケーシング内
に密着して配置された複数の磁性体から成るボー
ルは摺動に伴つて転動する。ボールベアリング部
のケーシング内におけるボールの配列はエンドレ
スに密着しているので、摺動に伴うボールの回転
に応じて可動部材の変位量と同量だけボールが変
位する。ケーシングの一部に対応して設けられた
コイル部では、可動部材の変位に伴うボールの変
位に応じて、ボールの直径に略対応する変位を１
サイクルとする磁気抵抗変化を検知し、この磁気
抵抗変化に応じた出力信号を生じる。この出力信
号に応じて可動部材の相対的変位量を検出するこ
とができる。
例えば、可動部材がリニアガイド部材に沿つて
１cm移動した場合、この変位に伴つてケーシング
内のボールも１cm移動する。このボールの変位を
コイル部により検出して、該可動部材の位置を検
出する。
１cm移動した場合、この変位に伴つてケーシング
内のボールも１cm移動する。このボールの変位を
コイル部により検出して、該可動部材の位置を検
出する。
以下、添付図面を参照してこの考案の一実施例
を詳細に説明しよう。
を詳細に説明しよう。
第１図は、この考案に係わる位置検出装置の一
実施例を示すものであり、一部断面図側面図であ
る。ここにおけるリニアガイド機構は、ボールベ
アリングを軸受とするボールねじ機構であり、ベ
アリングボールとして磁性球体１６を用いてい
る。ねじ２０は雄ねじであり、所定ピツチでねじ
溝２２が切られており、図示しない動力部に駆動
されて回転する。
実施例を示すものであり、一部断面図側面図であ
る。ここにおけるリニアガイド機構は、ボールベ
アリングを軸受とするボールねじ機構であり、ベ
アリングボールとして磁性球体１６を用いてい
る。ねじ２０は雄ねじであり、所定ピツチでねじ
溝２２が切られており、図示しない動力部に駆動
されて回転する。
スライド部１７は第３図のように、所定の範囲
にわたつてねじ２０の外周を覆うように取り付け
られている円筒形のものであり、ねじ２０の回転
に応じて直線的に変位する。スライド部１７の内
径はねじ２０のねじ山２２に回動可能に当接して
おり、ねじ溝２２に対応するピツチで、磁性球体
１６を収納するための収納溝が設けられている。
この収納溝は、スライド部１７の一端と他端とで
開口しており、その開口部分にケーシングパイプ
１８の一端と他端が夫々接続されている。つま
り、スライド部１７は、ねじ山２１とねじ溝２２
と共に複数の磁性球体１６を収納するケーシング
１５の一部を構成している。
にわたつてねじ２０の外周を覆うように取り付け
られている円筒形のものであり、ねじ２０の回転
に応じて直線的に変位する。スライド部１７の内
径はねじ２０のねじ山２２に回動可能に当接して
おり、ねじ溝２２に対応するピツチで、磁性球体
１６を収納するための収納溝が設けられている。
この収納溝は、スライド部１７の一端と他端とで
開口しており、その開口部分にケーシングパイプ
１８の一端と他端が夫々接続されている。つま
り、スライド部１７は、ねじ山２１とねじ溝２２
と共に複数の磁性球体１６を収納するケーシング
１５の一部を構成している。
ケーシングパイプ１８は、磁性球体１６と略同
じ内径の非磁性体から成るパイプ状のものであ
り、その一端と他端がスライド部１７の開口部分
の一端と他端に夫々接続されている。該ケーシン
グパイプ１８内にも複数の磁性球体１６が回動可
能かつ変位可能に密着して収納されており、つま
り、ケーシングパイプ１８は磁性球体１６を収納
しているスライド部１７とねじ２０から成る収納
部分と共にケーシング１５を構成している。従つ
て、ケーシング１５内には複数の磁性球体１６が
回動可能かつ変位可能に密着して収納されてお
り、エンドレス構造の球体収納機構となつてい
る。磁性球体１６は、ベアリングボールとして機
能する。
じ内径の非磁性体から成るパイプ状のものであ
り、その一端と他端がスライド部１７の開口部分
の一端と他端に夫々接続されている。該ケーシン
グパイプ１８内にも複数の磁性球体１６が回動可
能かつ変位可能に密着して収納されており、つま
り、ケーシングパイプ１８は磁性球体１６を収納
しているスライド部１７とねじ２０から成る収納
部分と共にケーシング１５を構成している。従つ
て、ケーシング１５内には複数の磁性球体１６が
回動可能かつ変位可能に密着して収納されてお
り、エンドレス構造の球体収納機構となつてい
る。磁性球体１６は、ベアリングボールとして機
能する。
ケーシング１５内の磁性球体１６は、ねじ２０
の回転に応じて、スライド部１７の開口部分の一
端又は他端からケーシングパイプ１８に、或いは
ケーシングパイプ１８からスライド部１７の開口
部分の他端又は一端にエンドレスの還流する。こ
こで、磁性球体１６の変位量はねじ２０の回転量
に比例しており、該ねじ２０の回転量はスライド
部１７の直線変位量に対応している。従つて、磁
性球体１６の変位量はスライド部１７の直線変位
量に対応しており、この磁性球体１６の変位量を
検出することにより該スライド部１７の直線位置
を求めることができる。
の回転に応じて、スライド部１７の開口部分の一
端又は他端からケーシングパイプ１８に、或いは
ケーシングパイプ１８からスライド部１７の開口
部分の他端又は一端にエンドレスの還流する。こ
こで、磁性球体１６の変位量はねじ２０の回転量
に比例しており、該ねじ２０の回転量はスライド
部１７の直線変位量に対応している。従つて、磁
性球体１６の変位量はスライド部１７の直線変位
量に対応しており、この磁性球体１６の変位量を
検出することにより該スライド部１７の直線位置
を求めることができる。
例えば、ねじ２０が90度回転すると、スライド
部１７の開口部分からケーシングパイプ１８の１
９ｂ側に磁性球体１６が１個間隔Ｐで送り出さ
れ、該ケーシングパイプ１８内の磁性球体１６が
左側に該ケーシングパイプ１８の１９ａ側に送り
出される。従つて、磁性球体１６がケーシングパ
イプ１８の１９ａ側からスライド部１７の開口部
分の他端に送り出され、同様に、該スライド部１
７の他端から一端に磁性球体１６が１個間隔で還
流する。
部１７の開口部分からケーシングパイプ１８の１
９ｂ側に磁性球体１６が１個間隔Ｐで送り出さ
れ、該ケーシングパイプ１８内の磁性球体１６が
左側に該ケーシングパイプ１８の１９ａ側に送り
出される。従つて、磁性球体１６がケーシングパ
イプ１８の１９ａ側からスライド部１７の開口部
分の他端に送り出され、同様に、該スライド部１
７の他端から一端に磁性球体１６が１個間隔で還
流する。
このボールねじ機構を矢印方向に見た断面図
を示すと、第２図のようである。ケーシングパイ
プ１８の所定部分に位置検出用のコイル部１０が
取り付けられている。コイル部１０は、ケーシン
グパイプ１８の外周を覆うように複数の１次コイ
ルと、該１次コイルに対応して設けられた２次コ
イルとを具備したものである。これらのコイル部
１０とケーシングパイプ１８の断面図を示すと第
４図のようであり、４つの１次コイル１Ａ〜１Ｄ
及び２次コイル２Ａ〜２Ｄと、これらのコイル空
間内にケーシング１５内を矢印Ｒ若しくは矢印Ｈ
方向に変位する磁性球体１６を含むものである。
このように、ケーシング１５内を還流して該コイ
ル部１２に対して相対的に変位する磁性球体１６
によつて２次コイル２Ａ〜２Ｄに発生する出力信
号を取り出して、それによつて磁性球体１６の変
位量に応じたスライド部１７の位置を検出する。
例えば１次コイルをサイン・コサインで２相励磁
すると、出力信号の位相が直線変位に対応するも
のとなるので、この出力信号の位相を測定するこ
とにより直線位置の検出が行なえる。このような
位相シフト方式の位置検出装置としては、実開昭
58−136718号で開示されており、従つてここでは
簡単にその原理を説明する。
を示すと、第２図のようである。ケーシングパイ
プ１８の所定部分に位置検出用のコイル部１０が
取り付けられている。コイル部１０は、ケーシン
グパイプ１８の外周を覆うように複数の１次コイ
ルと、該１次コイルに対応して設けられた２次コ
イルとを具備したものである。これらのコイル部
１０とケーシングパイプ１８の断面図を示すと第
４図のようであり、４つの１次コイル１Ａ〜１Ｄ
及び２次コイル２Ａ〜２Ｄと、これらのコイル空
間内にケーシング１５内を矢印Ｒ若しくは矢印Ｈ
方向に変位する磁性球体１６を含むものである。
このように、ケーシング１５内を還流して該コイ
ル部１２に対して相対的に変位する磁性球体１６
によつて２次コイル２Ａ〜２Ｄに発生する出力信
号を取り出して、それによつて磁性球体１６の変
位量に応じたスライド部１７の位置を検出する。
例えば１次コイルをサイン・コサインで２相励磁
すると、出力信号の位相が直線変位に対応するも
のとなるので、この出力信号の位相を測定するこ
とにより直線位置の検出が行なえる。このような
位相シフト方式の位置検出装置としては、実開昭
58−136718号で開示されており、従つてここでは
簡単にその原理を説明する。
磁性球体１６の直径は「Ｐ」（Ｐは任意）であ
り、各磁性球体１６の中心から中心までの間隔も
「Ｐ」であり、従つて磁性球体１６の相互の中心
間隔ピツチも「Ｐ」となつている。これらのコイ
ルは４つの相で動作するように設けられており、
便宜的に１次コイル１Ａと２Ａ、１Ｂと２Ｂ、１
Ｃと２Ｃ、１Ｄと２Ｄ毎の各相を夫々Ａ〜Ｄ相な
る符号を用いて区別する。ケーシング１５内の磁
性球体１６の変位に応じて各相Ａ〜Ｄに生じるリ
ラクタンスが90度づつずれるようになつており、
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、となるようになつている。各相Ａ〜
Ｄ毎に個別に１次コイル１Ａ〜１Ｄ及び２次コイ
ル２Ａ〜２Ｄが設けられている。各相Ａ〜Ｄに対
応する２次コイル２Ａ〜２Ｄは各々に対応する１
次コイル１Ａ〜１Ｄの外側に夫々巻かれている。
各コイル幅は磁性球体１６の半径に略等しく、
「Ｐ／４」である。Ａ相コイル１Ａ及び２ＡとＣ
相のコイル１Ｃ及び２Ｃとが隣合つて設けられて
おり、Ｂ相コイル１Ｂ及び２ＢとＤ相のコイル１
Ｄ及び２Ｄとが隣合つて設けられている。また、
Ａ相とＢ相若しくはＣ相とＤ相のコイルの間隔
は、「Ｐ（ｎ±１／４）」（ｎは任意の自然数）であ
る。
り、各磁性球体１６の中心から中心までの間隔も
「Ｐ」であり、従つて磁性球体１６の相互の中心
間隔ピツチも「Ｐ」となつている。これらのコイ
ルは４つの相で動作するように設けられており、
便宜的に１次コイル１Ａと２Ａ、１Ｂと２Ｂ、１
Ｃと２Ｃ、１Ｄと２Ｄ毎の各相を夫々Ａ〜Ｄ相な
る符号を用いて区別する。ケーシング１５内の磁
性球体１６の変位に応じて各相Ａ〜Ｄに生じるリ
ラクタンスが90度づつずれるようになつており、
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、となるようになつている。各相Ａ〜
Ｄ毎に個別に１次コイル１Ａ〜１Ｄ及び２次コイ
ル２Ａ〜２Ｄが設けられている。各相Ａ〜Ｄに対
応する２次コイル２Ａ〜２Ｄは各々に対応する１
次コイル１Ａ〜１Ｄの外側に夫々巻かれている。
各コイル幅は磁性球体１６の半径に略等しく、
「Ｐ／４」である。Ａ相コイル１Ａ及び２ＡとＣ
相のコイル１Ｃ及び２Ｃとが隣合つて設けられて
おり、Ｂ相コイル１Ｂ及び２ＢとＤ相のコイル１
Ｄ及び２Ｄとが隣合つて設けられている。また、
Ａ相とＢ相若しくはＣ相とＤ相のコイルの間隔
は、「Ｐ（ｎ±１／４）」（ｎは任意の自然数）であ
る。
以上の構成において、ケーシング１５内の磁性
球体１６の変位に応じて各相Ａ〜Ｄに生じるリラ
クタンスが変化し、そのリラクタンス変化の位相
は90度づつずれている。（従つて、Ａ相とＣ相で
は180度ずれ、Ｂ相とＤ相では180度ずれる）よう
になつている。Ａ相とＣ相の１次コイル１Ａ，１
Ｃを正弦信号sinωtによつて互いに逆相で励磁し、
２次コイル２Ａ，２Ｃの出力を同相で加算するよ
うにして、また、Ｂ相とＤ相も上述と同様に、１
次コイル１Ｂ，１Ｄを正弦信号cosωtによつて互
いに逆相で励磁し、２次コイル２Ｂ，２Ｄの出力
を同相で加算するようにして、各２次コイル２Ａ
〜２Ｄの出力を加算的に取り出して出力信号Ｙを
得る。この出力信号Ｙは、磁性球体１６の変位に
応じて、位相角だけ基準交流信号（sinωt又は
cosωt）を位相シフトしたものとなる。
球体１６の変位に応じて各相Ａ〜Ｄに生じるリラ
クタンスが変化し、そのリラクタンス変化の位相
は90度づつずれている。（従つて、Ａ相とＣ相で
は180度ずれ、Ｂ相とＤ相では180度ずれる）よう
になつている。Ａ相とＣ相の１次コイル１Ａ，１
Ｃを正弦信号sinωtによつて互いに逆相で励磁し、
２次コイル２Ａ，２Ｃの出力を同相で加算するよ
うにして、また、Ｂ相とＤ相も上述と同様に、１
次コイル１Ｂ，１Ｄを正弦信号cosωtによつて互
いに逆相で励磁し、２次コイル２Ｂ，２Ｄの出力
を同相で加算するようにして、各２次コイル２Ａ
〜２Ｄの出力を加算的に取り出して出力信号Ｙを
得る。この出力信号Ｙは、磁性球体１６の変位に
応じて、位相角だけ基準交流信号（sinωt又は
cosωt）を位相シフトしたものとなる。
例えば、１つの磁性球体１６の位置に対応する
位相をとすると、位置に応じたリラクタンス変
化の関数は、Ａ相がcos、Ｂ相がsin、Ｃ相が
−cos、Ｄ相が−sinなる略式で示すことがで
きる。その結果、加算的に合成する２次コイル２
Ａ〜２Ｄの出力信号Ｙは、次のような略式で表現
することができる。
位相をとすると、位置に応じたリラクタンス変
化の関数は、Ａ相がcos、Ｂ相がsin、Ｃ相が
−cos、Ｄ相が−sinなる略式で示すことがで
きる。その結果、加算的に合成する２次コイル２
Ａ〜２Ｄの出力信号Ｙは、次のような略式で表現
することができる。
Ｙ＝sinωt×cos−（−sinωt
×cos）＋cosωt×sin−
（−cosωt×sin）＝2sinωt
×cos＋2cosωt×sin
＝2sin（ωt＋）
ここで便宜的に「２」と示した計数を緒種の条
件に応じて定まる定数Ｋで置換えると、 Ｙ＝Ksin（ωt＋） と表現できる。つまり、リラクタンス変化の位相
は磁性球体１６の位置Ｌに所定の比例係数（又
は関数）に従つて比例するので、出力信号Ｙにお
ける基準交流信号（sinωt又はcosωt）を位相ず
れを測定することにより位置Ｌを検出すること
ができる。但し、位相ずれ量が全角2πのとき、
位置Ｌは前述の距離Ｐに相当する。すなわち、出
力信号Ｙにおける電機的位相ずれ量によれば、
距離Ｐの範囲内でのアブソリユートな位置Ｌが検
出できるのである。このようにして、磁性球体１
６の変位量を検出することによつて、スライド部
１７の位置を求めることができる。
件に応じて定まる定数Ｋで置換えると、 Ｙ＝Ksin（ωt＋） と表現できる。つまり、リラクタンス変化の位相
は磁性球体１６の位置Ｌに所定の比例係数（又
は関数）に従つて比例するので、出力信号Ｙにお
ける基準交流信号（sinωt又はcosωt）を位相ず
れを測定することにより位置Ｌを検出すること
ができる。但し、位相ずれ量が全角2πのとき、
位置Ｌは前述の距離Ｐに相当する。すなわち、出
力信号Ｙにおける電機的位相ずれ量によれば、
距離Ｐの範囲内でのアブソリユートな位置Ｌが検
出できるのである。このようにして、磁性球体１
６の変位量を検出することによつて、スライド部
１７の位置を求めることができる。
第５図は、この考案に係る位置検出装置の他の
実施例を示すものであり、リニアガイド機構とし
てボールガイドを用いたものである。図中、第１
図と同じ符号を附したものは同じ機能を果たすも
のである。このボールガイド機構は、大別してレ
ール３０とスライド部２７から成つており、固定
して設けられたレール３０上を図示しない動力に
よつて駆動されたスライド部２７が磁性球体１６
を含むボールベアリングの摺動により変位するよ
うになつている。ボールガイド機構を矢印方向
に見た断面図を示すと第６図のようである。
実施例を示すものであり、リニアガイド機構とし
てボールガイドを用いたものである。図中、第１
図と同じ符号を附したものは同じ機能を果たすも
のである。このボールガイド機構は、大別してレ
ール３０とスライド部２７から成つており、固定
して設けられたレール３０上を図示しない動力に
よつて駆動されたスライド部２７が磁性球体１６
を含むボールベアリングの摺動により変位するよ
うになつている。ボールガイド機構を矢印方向
に見た断面図を示すと第６図のようである。
レール３０は、鉄道用レールに似た形状をして
おり、スライド部２７をガイドするものである。
該レール３０の上方両側端には、磁性球体１６の
一部が嵌合するような弧状のボール溝２８が設け
られている。
おり、スライド部２７をガイドするものである。
該レール３０の上方両側端には、磁性球体１６の
一部が嵌合するような弧状のボール溝２８が設け
られている。
スライド部２７は、レール３０の上方にまたが
るように複数の磁性球体１６を介して設けられて
おり、磁性球体１６をベアリングボールとして矢
印Ｒ若しくは矢印Ｌ方向に直線変位する。該スラ
イド部２７は、両側に２つのケーシング２５を具
備している。磁性球体１６をレール３０の夫々の
ボール溝２８に対応して該磁性球体１６の一部が
嵌合するような弧状のボール溝が設けられてい
る。これらのレール３０の夫々のボール溝２８と
スライド部２７のボール溝とに嵌合されるよう
に、複数の磁性球体１６が密着して回動可能且つ
変位可能に収納されている。スライド部２７のボ
ール溝の一端と他端は開口しており、夫々の開口
部分にケーシングパイプ２９の一端と他端が磁性
球体１６が移動可能に接続されている。
るように複数の磁性球体１６を介して設けられて
おり、磁性球体１６をベアリングボールとして矢
印Ｒ若しくは矢印Ｌ方向に直線変位する。該スラ
イド部２７は、両側に２つのケーシング２５を具
備している。磁性球体１６をレール３０の夫々の
ボール溝２８に対応して該磁性球体１６の一部が
嵌合するような弧状のボール溝が設けられてい
る。これらのレール３０の夫々のボール溝２８と
スライド部２７のボール溝とに嵌合されるよう
に、複数の磁性球体１６が密着して回動可能且つ
変位可能に収納されている。スライド部２７のボ
ール溝の一端と他端は開口しており、夫々の開口
部分にケーシングパイプ２９の一端と他端が磁性
球体１６が移動可能に接続されている。
ケーシングパイプ２９は、スライド部２７の下
方両側に設けられた楕円状のパイプであり、その
内径は磁性球体１６の直径と略同じであり、非磁
性体から成るものである。該ケーシングパイプ２
９の一端と他端はスライド部２７に設けられたボ
ール溝の一端と他端の開口に夫々接続されてお
り、複数の磁性球体１６が密着して回動可能且つ
変位可能に収納されている。つまり、ケーシング
パイプ２９は、スライド部２７における球体収納
部分と共に磁性球体１６を収納するエンドレス状
のケーシング２５を構成している。このケーシン
グパイプ２９は、所定部分に前述したコイル部１
０の１次コイル１Ａ〜１Ｄ及び２次コイル２Ａ〜
２Ｄが設けられている。磁性球体１６は、スライ
ド部２７の変位に応じてケーシング２５内を還流
するようになつている。
方両側に設けられた楕円状のパイプであり、その
内径は磁性球体１６の直径と略同じであり、非磁
性体から成るものである。該ケーシングパイプ２
９の一端と他端はスライド部２７に設けられたボ
ール溝の一端と他端の開口に夫々接続されてお
り、複数の磁性球体１６が密着して回動可能且つ
変位可能に収納されている。つまり、ケーシング
パイプ２９は、スライド部２７における球体収納
部分と共に磁性球体１６を収納するエンドレス状
のケーシング２５を構成している。このケーシン
グパイプ２９は、所定部分に前述したコイル部１
０の１次コイル１Ａ〜１Ｄ及び２次コイル２Ａ〜
２Ｄが設けられている。磁性球体１６は、スライ
ド部２７の変位に応じてケーシング２５内を還流
するようになつている。
例えば、スライド部２７が矢印Ｒ方向に１cm変
位すると、直径１cmの磁性球体１６がすべてケー
シング２５内を矢印Ｒ方向に１個分の距離だけ送
り出される。従つて、コイル部１０の１次及び２
次コイルが設けられている部分において、ケーシ
ングパイプ２９内の磁性球体１６が１個分づつ
夫々移動する。このようにして、１次コイル１Ａ
〜１Ｄ及び２次コイル２Ａ〜２Ｄと該１次及び２
次コイル内を変位する磁性球体１６によつて、上
述したような位置検出が可能になる。
位すると、直径１cmの磁性球体１６がすべてケー
シング２５内を矢印Ｒ方向に１個分の距離だけ送
り出される。従つて、コイル部１０の１次及び２
次コイルが設けられている部分において、ケーシ
ングパイプ２９内の磁性球体１６が１個分づつ
夫々移動する。このようにして、１次コイル１Ａ
〜１Ｄ及び２次コイル２Ａ〜２Ｄと該１次及び２
次コイル内を変位する磁性球体１６によつて、上
述したような位置検出が可能になる。
なお、この実施例ではレール３０を直線状のも
のとして説明しているが、レール３０は必ずしも
直線状でなくてもよく、湾曲した形状であつても
よい。すなわち、本考案は湾曲した形状のリニア
ガイドにも適用可能である。
のとして説明しているが、レール３０は必ずしも
直線状でなくてもよく、湾曲した形状であつても
よい。すなわち、本考案は湾曲した形状のリニア
ガイドにも適用可能である。
なお、この実施例ではケーシング２５の一部を
パイプ形状として説明しているが、磁性球体が還
流するようなをエンドレス構造の収納機構である
なら本実施例に限らず、他の適宜の構成であつて
もよい。
パイプ形状として説明しているが、磁性球体が還
流するようなをエンドレス構造の収納機構である
なら本実施例に限らず、他の適宜の構成であつて
もよい。
なお、この実施例ではコイル部の１次コイル及
び２次コイルを円筒形にしてケーシングパイプ２
９の外周に取り付けているが、これらのコイルは
円筒形に限らず、例えば、平面状コイル等であつ
てもよい。
び２次コイルを円筒形にしてケーシングパイプ２
９の外周に取り付けているが、これらのコイルは
円筒形に限らず、例えば、平面状コイル等であつ
てもよい。
なお、１次コイルを励磁する基準信号の相数や
２次コイルの接続方法は、この実施例に限定され
るものではなく、適宜変更できる。
２次コイルの接続方法は、この実施例に限定され
るものではなく、適宜変更できる。
また、２次コイル出力信号Ｙと基準信号
（sinωt又はcosωt）との位相ずれを求めるための
手段は適宜に構成することができる。特に図示し
ないが、基準信号sinωtと出力信号Ｙ＝Ksin（ωt
＋）との所定位相角（例えば、０度）の時間差
分をカウンタでカウントすることにより、位相ず
れをデイジタル量で、求めることができる。ま
た、所定位相角の時間差分を積分することによ
り、位相ずれをアナログ量で求めることもでき
る。
（sinωt又はcosωt）との位相ずれを求めるための
手段は適宜に構成することができる。特に図示し
ないが、基準信号sinωtと出力信号Ｙ＝Ksin（ωt
＋）との所定位相角（例えば、０度）の時間差
分をカウンタでカウントすることにより、位相ず
れをデイジタル量で、求めることができる。ま
た、所定位相角の時間差分を積分することによ
り、位相ずれをアナログ量で求めることもでき
る。
なお、本実施例では１次コイルと該１次コイル
に対応する２次コイルを４つの相（sin相又はcos
相の２相構成）で動作するように説明している
が、４つの相に限らず実願61−189045号によつて
開示されたような６つの相（３相構成）又は他の
適宜の数の相で動作するようにしてもよい。
に対応する２次コイルを４つの相（sin相又はcos
相の２相構成）で動作するように説明している
が、４つの相に限らず実願61−189045号によつて
開示されたような６つの相（３相構成）又は他の
適宜の数の相で動作するようにしてもよい。
以上の通り、この考案によればボールベアリン
グを軸受とするボールねじ又はボールガイド等の
リニアガイド機構において、磁性球体のベアリン
グボールをエンドレス構造で配置し、スライド部
の移動に応じて該磁性球体が変位するようにし、
この磁性球体の変位量を検出することによつて該
スライド部の位置検出を行なうようにしたため、
位置検出用の専用のコア部をスライド部の外部に
並行に併設する必要がなく、装置構成の簡略化と
省スペース化及び低コスト化を容易に実現するこ
とが可能になる、という優れた効果を奏する。
グを軸受とするボールねじ又はボールガイド等の
リニアガイド機構において、磁性球体のベアリン
グボールをエンドレス構造で配置し、スライド部
の移動に応じて該磁性球体が変位するようにし、
この磁性球体の変位量を検出することによつて該
スライド部の位置検出を行なうようにしたため、
位置検出用の専用のコア部をスライド部の外部に
並行に併設する必要がなく、装置構成の簡略化と
省スペース化及び低コスト化を容易に実現するこ
とが可能になる、という優れた効果を奏する。
第１図は本考案に係る直線位置検出装置の一実
施例を示す一部断面側面図、第２図は同実施例に
おける矢印方向に見た断面図、第３図は同実施
例の外観略図、第４図は第１図におけるコイル部
の断面図、第５図は本考案に係る位置検出装置の
別の実施例を示す一部断面側面図、第６図は同実
施例における矢印方向に見た断面図、である。 １０……コイル部、１５，２５……ケーシン
グ、１６……磁性球体、１７，２７……スライド
部、１８，２９……ケーシングパイプ、２８……
ボール溝、１Ａ〜１Ｄ……１次コイル、２Ａ〜２
Ｄ……２次コイル、２０……ねじ溝、２１……ね
じ山、２２……ねじ溝、３０……レール。
施例を示す一部断面側面図、第２図は同実施例に
おける矢印方向に見た断面図、第３図は同実施
例の外観略図、第４図は第１図におけるコイル部
の断面図、第５図は本考案に係る位置検出装置の
別の実施例を示す一部断面側面図、第６図は同実
施例における矢印方向に見た断面図、である。 １０……コイル部、１５，２５……ケーシン
グ、１６……磁性球体、１７，２７……スライド
部、１８，２９……ケーシングパイプ、２８……
ボール溝、１Ａ〜１Ｄ……１次コイル、２Ａ〜２
Ｄ……２次コイル、２０……ねじ溝、２１……ね
じ山、２２……ねじ溝、３０……レール。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 移動範囲にわたつて設けられたリニアガイド部
材と、前記リニアガイド部材に沿つて変位する可
動部材と、前記リニアガイド部材と前記可動部材
の摺動接触する部分において該可動部材側に設け
られたボールベアリング部とを具えたリニアガイ
ド機構において、 前記ボールベアリング部は、エンドレス構造の
ケーシングと該ケーシング内に密着して配列され
た複数の磁性体から成るボールとを有し、 前記ケーシングの一部に対応して複数の１次コ
イル及び該１次コイルに対応する２次コイルから
成るコイル部を設け、 前記可動部材の変位に伴う前記ボールの変位に
応じて、前記ボールの直径に略対応する変位を１
サイクルとする磁気抵抗変化を前記コイル部に生
じせしめ、この磁気抵抗変化に応じた出力信号を
前記コイル部から取り出すようにしたことを特徴
とするリニアガイドにおける位置検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989013555U JPH053921Y2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | |
| EP90102334A EP0386477B1 (en) | 1989-02-09 | 1990-02-07 | Position detection device for a linear guide |
| DE69011907T DE69011907T2 (de) | 1989-02-09 | 1990-02-07 | Positionserfassungseinrichtung für eine lineare Führung. |
| US07/476,799 US5006798A (en) | 1989-02-09 | 1990-02-08 | Position detection using reluctance changes induced by displacement of metallic balls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989013555U JPH053921Y2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105105U JPH02105105U (ja) | 1990-08-21 |
| JPH053921Y2 true JPH053921Y2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=11836419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989013555U Expired - Lifetime JPH053921Y2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5006798A (ja) |
| EP (1) | EP0386477B1 (ja) |
| JP (1) | JPH053921Y2 (ja) |
| DE (1) | DE69011907T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140263A (en) * | 1990-04-20 | 1992-08-18 | Liberty Technology Center, Inc. | System for determining position of an internal, movable conductive element |
| GB2340242B (en) * | 1998-07-28 | 2002-09-25 | Newall Measurement Syst Ltd | Improvements relating to position detectors |
| DE19837076C2 (de) * | 1998-08-17 | 2000-10-12 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Wickelfederkassette |
| GB2343755A (en) * | 1998-11-09 | 2000-05-17 | Laurence Ross Petrie | Displacement measurement using an elongate magnetic modulating means comprising ferromagnetic balls |
| US6104009A (en) * | 1998-12-07 | 2000-08-15 | Hp Intellectual Corp. | Electrical appliance having user proximity sensor |
| GB2356049B (en) | 1999-11-04 | 2004-04-28 | Elliott Ind Ltd | Improvements in or relating to position detectors |
| US6914423B2 (en) | 2000-09-05 | 2005-07-05 | Cascade Microtech, Inc. | Probe station |
| GB2367622A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-10 | Transense Technologies Plc | Position sensor utilising the changing radiating characteristic of an antenna |
| GB2377497B (en) * | 2001-07-11 | 2003-07-23 | Elliott Ind Ltd | Inductive position detectors |
| DE102006003980A1 (de) | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Schaeffler Kg | Linearführungseinheit mit Längenmesssystem |
| DE102010017113B4 (de) * | 2010-05-27 | 2013-07-18 | Hiwin Technologies Corp. | Getriebe mit einer Sensoreinrichtung |
| KR101450325B1 (ko) | 2012-02-24 | 2014-10-22 | 주식회사 만도 | 랙구동형 동력 보조 조향장치 |
| JP6458742B2 (ja) * | 2016-01-20 | 2019-01-30 | オムロン株式会社 | 近接センサ |
| DE102017205315A1 (de) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Wälzkörpervorrichtung mit autarker Energieversorgung |
| DE102018115847A1 (de) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Sensitec Gmbh | Verschleißüberwachungsvorrichtung und Kugelgewindetrieb |
| CZ308232B6 (cs) * | 2019-02-26 | 2020-03-11 | Ĺ KODA AUTO a.s. | Lineární valivé vedení s integrovaným diagnostickým zařízením |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB889578A (en) * | 1959-04-01 | 1962-02-21 | Gen Electric | Improvements in position-indicating device |
| GB1513567A (en) * | 1975-08-05 | 1978-06-07 | Newell Eng Co Ltd | Position detectors |
| JPS57135917U (ja) * | 1981-02-20 | 1982-08-25 | ||
| DE3438550C1 (de) * | 1984-10-20 | 1986-05-07 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Positionsmeßeinrichtung |
-
1989
- 1989-02-09 JP JP1989013555U patent/JPH053921Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-07 EP EP90102334A patent/EP0386477B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-07 DE DE69011907T patent/DE69011907T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-08 US US07/476,799 patent/US5006798A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0386477A3 (en) | 1992-06-03 |
| EP0386477B1 (en) | 1994-08-31 |
| US5006798A (en) | 1991-04-09 |
| EP0386477A2 (en) | 1990-09-12 |
| DE69011907T2 (de) | 1995-01-05 |
| JPH02105105U (ja) | 1990-08-21 |
| DE69011907D1 (de) | 1994-10-06 |
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