JPH06103162B2 - Fluid pressure cylinder piston rod position detector - Google Patents
Fluid pressure cylinder piston rod position detectorInfo
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- JPH06103162B2 JPH06103162B2 JP5078712A JP7871293A JPH06103162B2 JP H06103162 B2 JPH06103162 B2 JP H06103162B2 JP 5078712 A JP5078712 A JP 5078712A JP 7871293 A JP7871293 A JP 7871293A JP H06103162 B2 JPH06103162 B2 JP H06103162B2
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Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston rod position detecting device for a fluid pressure cylinder, and more particularly to changing the induction coefficient according to the relative displacement of the piston rod with respect to the winding fixed to the cylinder body side, and in accordance therewith. The present invention relates to an inductive type piston rod position detecting device for obtaining an output signal. More specifically, a relatively good conductor such as copper is provided around the piston rod, and at least the eddy current loss is caused by the action of the conductor. The present invention relates to a piston rod position detecting device capable of obtaining a change in the induction coefficient with the parameter as a parameter.
【0002】[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。2. Description of the Prior Art U.S. Pat. No. 3,956,973
A ring or spiral groove is provided on the iron or magnetic metal around the piston rod, and a transducer that generates an electrical pulse signal in response to the passage of the piston rod along with the movement of the piston rod is fixed to the cylinder body side. Disclosed is a piston rod position detecting device. 59-
In No. 23609, a plurality of magnetic rings are provided around the piston rod at a predetermined interval, and a plurality of magnetic rings are provided on the cylinder body side.
A secondary winding and a secondary winding are provided, and the primary winding of each phase is individually excited by a plurality of AC signals with a phase shift, and the AC signal phase-shifted according to the position of the piston rod is secondary. Disclosed is a piston rod position detecting device which is provided on the winding side and is capable of absolutely detecting the position of the piston rod by digitally counting the phase shift amount.
【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。In Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-23610, a stator formed by winding a primary winding and a secondary winding around a plurality of magnetic poles is fixed to the cylinder body side, and a plurality of magnetic bodies are provided around a piston rod. Is provided, and the primary winding of each phase is individually excited by a plurality of AC signals having a phase shift, and the AC signal phase-shifted according to the position of the piston rod is 2
Disclosed is a piston rod position detecting device which is provided on the side of the next winding and in which the position of the piston rod can be detected by absolute counting by digitally counting the amount of phase shift.
【0004】[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。Since the detection device shown in the above-mentioned U.S. Pat. The configuration must count the pulse signals, which results in a practical incremental pulse generation and counting method. Therefore, there is a problem that the position of the piston rod cannot be detected absolutely. Further, in order to form the groove in the piston rod, a cutting process or the like must be performed, which is a problem that the process is troublesome.
【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。The above two utility model registration applications are of the absolute type, so they do not have the above-mentioned drawbacks.
There is also the problem that it takes time to assemble or process the magnetic ring or projection around the piston rod.
【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。Further, in any of the above-mentioned prior arts, the change in the induction coefficient of the winding is caused only by the presence or absence of the groove or the protrusion of iron or magnetic metal, so that the depth of the groove or the height of the protrusion is increased. There is also a problem in that the detection accuracy cannot be improved unless it is taken sufficiently.
【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。An object of the present invention is to provide a piston rod position detecting device which can solve the above-mentioned various problems.
【0008】[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
範囲で該ロッドの直線移動方向に沿って周期的なパター
ンで設けられ、前記コイル部を通る磁気回路の磁気抵抗
を該ロッドの直線変位に応じて所定距離ごとに周期的に
変化せしめる磁性体部分と、前記ピストンロッドの周面
において設けられ、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り、
前記コイル部による磁束に応じた渦電流路を該良導電体
において形成し、かつ前記磁性体部分のパターンにおい
て前記コイル部を通る磁気回路の前記磁気抵抗が相対的
に増大せしめられる箇所に対応して前記渦電流路による
渦電流損が相対的に増大するように周期的なパターンで
設けられた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。A piston rod position detection device for a fluid pressure cylinder according to the present invention is provided on the opening end side of a cylinder body, and is excited by a primary AC signal and outputs a secondary output. The magnetic resistance of the magnetic circuit passing through the coil portion is provided in a periodic pattern along the linear movement direction of the rod within a predetermined range along the movement direction of the rod on the circumferential surface of the piston rod. And a magnetic body portion that is periodically changed at a predetermined distance according to the linear displacement of the piston rod, and is provided on the circumferential surface of the piston rod and is relatively weaker magnetic or non-magnetic than the magnetic body portion and relatively Made of good conductor,
An eddy current path corresponding to the magnetic flux generated by the coil portion is formed in the good conductor, and the pattern of the magnetic body portion corresponds to a portion where the magnetic resistance of the magnetic circuit passing through the coil portion is relatively increased. And a conductor portion provided in a periodic pattern so that the eddy current loss due to the eddy current path is relatively increased, and the magnetic body portion and the conductor portion The amount of eddy current flowing through the conductor portion changes according to the relative displacement with respect to the coil portion, and the magnetic resistance of the magnetic circuit of the coil portion changes, and a secondary output signal corresponding to the change is obtained in the coil portion. It is characterized by having been made to be.
【0009】[0009]
【作用】 ピストンロッド周面における磁性体部分の周
期的パターンによって、コイル部に対するピストンロッ
ドの相対的直線位置に応じて、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)箇所と、反対に磁気抵抗が増大
する(パーミアンスが減少する)箇所とが周期的に現わ
れる。導電体部分は、磁性体部分のパターンにおいて磁
気抵抗が増大する個所に対応して、渦電流損が相対的に
増大するように、丁度正反対のパターンで設けられる。
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のパターンにおいて磁気抵
抗が増大する箇所)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。With the periodic pattern of the magnetic material portion on the circumferential surface of the piston rod, the magnetic resistance of the magnetic circuit passing through the coil portion decreases according to the relative linear position of the piston rod with respect to the coil portion (in other words, the magnetic permeability). That is, a part where the permeance increases) and a part where the magnetic resistance increases (the permeance decreases) appear on the contrary. The conductor portions are provided in exactly opposite patterns so that the eddy current loss relatively increases corresponding to the location where the magnetic resistance increases in the pattern of the magnetic material portion.
Therefore, when the conductor part of the piston rod (in other words, the part where the magnetic resistance increases in the pattern of the magnetic part) intrudes into the magnetic field generated by the coil part, eddy current loss occurs at that part, which causes a substantial magnetic resistance. Is further increased.
【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。Thus, not only the magnetic resistance change (permeability change) due to the displacement of the magnetic body portion but also the induction coefficient change using the eddy current loss due to the displacement of the conductor portion as a parameter (the number of coil windings and other conditions are fixed). Therefore, it is substantially equivalent to the change in magnetic resistance). That is, in the range in which the magnetic resistance is relatively reduced by the infiltration of the magnetic body portion of the piston rod into the coil magnetic circuit (the range in which the permeance is relatively increased), the effect of the eddy current loss due to the conductor portion is Therefore, a relatively sufficiently high voltage level can be induced on the secondary side. On the other hand, in the range where the magnetic resistance is relatively increased by the detachment of the magnetic body portion of the piston rod from the coil magnetic circuit, the conductor portion of the rod penetrates into the coil magnetic circuit, causing eddy current loss. Therefore, the relative magnetic resistance increase due to the eddy current loss of the conductor portion is added to the relative magnetic resistance increase due to the detachment of the magnetic body portion, so that the voltage level induced on the secondary side can be further reduced. . In this way, the difference between the high level and the low level of the secondary side induced voltage, that is, the width of change in the secondary output with respect to the displacement can be made sufficiently large, which enables accurate linear displacement detection of the piston rod. You will be able to do it.
【0011】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, 11 is a cylinder body, 12 is a piston, and 6 is a piston rod. As is well known, an opening is provided at one end of the cylinder body, and the piston rod 6 passes through this opening. The coil portion 10 is provided on the open end side of the cylinder body 11. The coil portion 10 includes primary coils 1A to 1D and secondary coils 2A to 2D, and the rod 6 is slidably penetrated into the coil space so that the cylindrical space of these coils is concentric with the rod 6. In this state, the cylinder body 11 is fixed to the open end side. The piston rod 6 includes a base material, that is, a center rod 6a, and a conductor portion 6b provided around the center rod 6a in a ring shape.
And a coating 6c covering the entire outer periphery. The width of the conductor portion 6b is P / 2 (where P is an arbitrary number), and the relative linear displacement direction of the rod 6 (direction of arrows L and / L in the figure; "/ L" means "bar L"). A plurality of conductor portions 6b are repeatedly provided at a predetermined interval P / 2. The conductor portion 6b is made of a weakly magnetic or non-magnetic material and is made of a good conductor relatively to the material of the center rod 6a. For example, copper or aluminum or brass or a good conductive material such as brass is used. A mixture or mixture of other substances can be used. The center rod 6a may use either a magnetic substance or a non-magnetic substance, and is made of metal or non-metal (synthetic resin, glass,
Ceramic etc.) In short, a material having a larger electrical specific resistance than that of the conductor portion 6b (having poor conductivity) is used as the center rod 6a. This is to allow more eddy current to flow only in the portion of the conductor portion 6b that is intermittently provided, and to obtain a periodic magnetoresistance change with respect to displacement.
【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。In this embodiment, the coils are arranged to operate in four phases. For the sake of convenience, these phases are distinguished by using the symbols A, B, C, and D. According to the relative position of the ring-shaped conductor portion 6b with respect to the coil, the magnetic resistance generated in each of the phases A to D is shifted by 90 degrees. For example, when the A phase is the cosine phase, the B phase is the sine phase, Arrangement of the coils and the conductor portion 6b so that the C phase is the minus cosine phase and the D phase is the minus sine phase.
Has been determined.
【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。In the example of FIG. 1, the primary coils 1A to 1D and the secondary coils 2A to 2D for the respective phases A to D are wound at the same position, and the coil lengths of the individual coils are the same. It is almost “P / 2”. And the A-phase coils 1A and 2
A and C phase coils 1C and 2C are provided adjacent to each other, and B phase coils 1B and 2B and D phase coils 1D and 2D are provided.
Are also adjacent to each other. The distance between the A and C phase coil groups and the B and D phase coil groups is "P {n ±
(1/4)} ”(n is an arbitrary natural number). Accordingly, the phase of the reluctance change of the magnetic circuit in the B and D phases can be shifted by 90 degrees (1/4 of one pitch P) with respect to the reluctance change of the magnetic circuit in the A and C phases.
【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。A-phase and C-phase coils 1A, 2A, 1C,
2C is housed in a cylindrical case 4 made of a magnetic material such as iron, and has B-phase and D-phase coils 1B, 2B, 1D, 2
D is also stored in the same cylindrical case. These iron cases 4 and 5 are for preventing crosstalk between the coils and for concentrating the magnetic force lines of the coils to enhance the coupling of the magnetic circuit. In the above configuration, the magnetic fluxes from the primary coils 1A to 1D of the respective phases pass through the magnetic body cases 4 and 5 and the piston rod 6, and when the conductor portion 6b enters the magnetic field, it depends on the amount of penetration. Eddy currents flow along the ring of the conductor portion 6b. The more the conductor portion 6b penetrates into the coil (for example, the state corresponding to the phase A in FIG. 1 at maximum), the more eddy current flows. On the contrary, almost no eddy current flows in the state where the conductor portion 6b has not entered the coil at all (for example, the state of phase C in FIG. 1). In this way, an eddy current flows through the conductor portion 6b according to the degree of penetration of the conductor portion 6b into the coil of each phase, and a magnetic resistance change due to this eddy current loss is generated in the magnetic circuit of each phase. An AC signal of a level corresponding to the magnetic resistance is induced in the secondary coils 2A to 2D of each phase.
【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。The coating 6c provided on the outer periphery of the piston rod 6 has a lower conductivity or non-conductivity than the conductor portion 6b, and uses a non-magnetic or weak magnetic substance. For example, chrome plating may be used. In the embodiment of FIG. 1, the coils of each phase are housed in the cylindrical magnetic body cases 4 and 5, and these cases 4 and 5 can form a magnetic path. You may implement without providing a case. In the above embodiment, the piston rod has a structure to be inserted into the space inside the coil, but the structure is not limited to this.
It may be changed appropriately.
【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。FIG. 3 shows a modification of the coil portion 10, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV. U-shaped magnetic cores 7A to 7D in which primary and secondary coils 1A to 1D and 2A to 2D corresponding to the respective phases A to D are provided for the respective phases, respectively.
It is wound on both legs. Core 7A for each phase A-D
7D has a cycle of magnetoresistance change of 1/4 between adjacent phases.
They are fixed to each other in a predetermined arrangement so as to be offset by cycles (90 degrees). For example, the core 7A between adjacent phases
7D spacing is 3P / 4 (P {1 ± (1/4)} in a broad sense)
It is good). The piston rod 6 is shown in FIG.
The structure is similar to that shown in. Each U-shaped core 7A
The distance between both ends in 7D is the width P / of the conductor portion 6b.
Corresponds to 2 in general, and U-shaped cores 7A to 7 for each phase
A magnetic circuit is formed from one end of D through the rod 6 to the other end. In FIG. 3, the cores 7A to 7D of each phase are aligned in a straight line in the linear displacement direction. Good. In that case, the interval in the linear displacement direction between adjacent phases is not limited to 3P / 4, but is shorter (for example, P
/ 4) can be done. In the example of FIG. 3, the conductor portion 6
The eddy current path generated in b is formed around the magnetic flux path perpendicular to the end of each core 7A to 7D, rather than being formed along the ring shape. Therefore, in this case, the rod 6
The conductor portion 6b does not have to have a ring shape, and has a certain area (to the extent that an eddy current path can be formed) at a portion facing the ends of the cores 7A to 7D, or It only has to form a ring-shaped pattern.
【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。In the embodiment of FIG. 5, the piston rod portion 6
Is formed by providing a conductor portion 14 in a spiral shape around the center rod 6a. The spiral conductor portion 14 is
They are arranged in a pattern of single thread having a pitch width of P. In FIG. 5, the piston rod 6 is shown in a side view. FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5, and as shown in the figure, each phase A is provided around the piston rod 6 at intervals of 90 degrees.
~ D-shaped U-shaped cores 8A to 8D are provided, and each of the cores 8A to 8D has a primary coil 1A to 1D and a secondary coil 2.
A to 2D are wound.
【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。In the embodiment of FIG. 7, the piston rod 6 is
A spiral conductive pair portion 15 is provided around the center rod 6a in a double thread pattern having a pitch of 2P. FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 7, showing eight cores 8A to 8D at intervals of 45 degrees around the rod 6.
8A'-8D 'are provided. Two cores facing each other at an interval of 180 degrees are in phase with each other, and there are four pairs of cores composed of two cores, and each pair corresponds to phase A to phase D, respectively. The primary coils 1A to 1D and the secondary coils 2A to 2D are wound around the cores 8A to 8D 'of the phases A to D, respectively, as described above. In-phase secondary coil outputs are added together.
【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。5 to 8, the coating 6c is provided on the outer circumference of the rod 6 as in the embodiment of FIG. In the embodiment shown in FIGS. 5 to 8, the eddy current paths in the conductor portions 14 and 15 are formed around the magnetic flux path perpendicular to the ends of the cores 8A to 8D ', as in the embodiment shown in FIG. To be done. Therefore, in this case as well, the conductor portions 14 and 15 of the piston rod 6 do not necessarily have to have a continuous spiral shape, and there is a certain degree at a portion facing the ends of the cores 8A to 8D '. It may have an area or form a ring-shaped pattern.
【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。Conductor portion 6 of piston rod 6
The formation of b, 14, and 15 can be performed by the following procedure as an example. (1) A resin coating having resistance to an etching agent is applied to the entire circumference of the center rod 6a. (2) A predetermined conductive material is attached to the entire circumference of the resin-coated center rod 6a by a predetermined surface processing technique (for example, plating, thermal spraying, baking, painting, etc.). (3) Next, a conductive material in unnecessary portions is removed from the surface of the center rod 6a by a removal technique such as etching,
A pattern of predetermined conductor portions 6a, 14 and 15 is formed. (4) Next, the coating 6c is applied to the entire circumference of the piston rod 6 to protect and smooth the surface thereof.
【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。The step (1) is useful for preventing the removing agent from invading not only the conductive substance but also the material of the center rod 6a in the step (3). If such preventive measures are unnecessary, the step (1) can be omitted. In addition,
When a surface processing technique capable of depositing a conductive substance in a desired pattern is adopted from the beginning, of course, etching or the like is unnecessary.
【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。FIG. 9 shows another embodiment of the piston rod 9, and the coil portion 10 has the same structure as that shown in FIG.
【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。A central portion 9a of the piston rod 9 is made of a magnetic material, and a magnetic material portion 9d protruding in a ring shape around the central portion 9a is linearly displaced (arrows L and / L directions).
Is provided with a predetermined width P / 2 in the magnetic material portion 9
A plurality of d are provided at predetermined intervals P / 2 in the linear displacement direction. The ring-shaped recesses between the magnetic body portions 9d are filled with a plurality of conductor portions 9b in a ring shape. The width of each ring-shaped conductor portion 9b is also P / 2. The central portion 9a and the magnetic material portion 9d are made of a ferromagnetic material such as iron, and the conductive material portion 9b is weaker magnetic or non-magnetic than the magnetic material portion 9d and has a relatively good conductive material (for example, Copper, aluminum, brass, etc., or a mixture of a good conductor material such as these and other materials). The entire outer circumference of the piston rod 9 is provided with a coating 9c by chrome plating or the like as described above. The coating 9c may be a synthetic resin sleeve.
【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。In the above structure, the primary coil 1 of each phase
The magnetic fluxes A to 1D pass through the magnetic material cases 4 and 5 and the central portion 9a of the piston rod 9. Case 4,
The gap between the inner peripheral end of the rod 5 and the protruding magnetic body portion 9d of the rod 9 is equal to the gap between the inner peripheral end and the conductor portion 9 of the rod 9.
It is narrower than the cap between the surface of the central portion 9a of the lower layer of b. In addition, the width P of the magnetic body portion 9d and the conductor portion 9b
/ 2 substantially corresponds to the length of each coil. Therefore, when the rod 9 is linearly displaced relative to the coil portion 10, the magnetic resistance of the magnetic circuit of each phase changes in accordance with the relative position of the magnetic material portion 9d with respect to each phase coil. As is well known, the more the magnetic material portion 9d penetrates into the coil (for example, the state of phase C in FIG. 9 at the maximum), the smaller the magnetic resistance, and therefore the larger the permeance.
As is clear from this, the conductor portion 9b provided between the magnetic body portions 9d is located at a location where the magnetic resistance of the rod 9 is relatively increased (a location where the permeance is relatively reduced). It will be provided correspondingly. Further, the conductor portion 9b has a ring shape with respect to the central portion 9a forming the magnetic path, functions as a so-called short ring, and can form an eddy current path for the magnetic flux. Therefore, the more the conductor portion 9b penetrates into the coil (for example, the maximum state of the phase A in FIG. 9), the more eddy current flows, and the substantial magnetic resistance is increased by the eddy current loss. . on the other hand,
As described above, the magnetic resistance of the conductor portion 9b is relatively increased due to the lack of the magnetic portion 9d. Therefore, the magnetic resistance is synergistically increased and the level of the secondary side induced voltage is synergistically attenuated.
【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。Although the central portion 9a of the rod 9 is made of the same magnetic material as the magnetic portion 9d in the above embodiment, the present invention is not limited to this and may be an appropriate non-magnetic material or the like. An example thereof is shown in FIG. 11, and this piston rod 9 has a mandrel 9a ′ made of a non-conductive and non-magnetic material.
A ring-shaped magnetic material portion 9d and a conductor portion 9b having a width P / 2 are alternately formed around the circumference of the. The mandrel 9a 'may be made of the same magnetic material as the magnetic material portion 9d, in which case it is substantially the same as in FIG. Further, the mandrel 9a 'may be made of a weakly magnetic or non-magnetic material having good conductivity, like the conductor portion 9b.
【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。A coil portion similar to that shown in FIG. 3 can be used for the piston rod 9 shown in FIG. Further, similarly to FIGS. 5 to 8, as shown in FIGS. 12 to 15, the conductor portion 9b and the magnetic portion 9d on the peripheral surface of the piston rod 9 may be provided in a spiral shape.
【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。In the embodiment shown in FIG. 12, the rod portion 9 has an arrangement of single-threaded screws each having a pitch width of P.
d and the conductor portions 9b are alternately provided in a spiral shape.
The thread portion of the screw corresponds to the magnetic material portion 9d, and the conductor portion 9b is provided at the root portion of the screw. In FIG. 12, for convenience of illustration, the thread crests (magnetic material portions 9d) and troughs are shown in a side view, and the conductor portions 9 filled in these troughs are shown in cross section. 13 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 12, and the arrangement of the cores 8A to 8D is the same as that in FIG.
【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。In the embodiment shown in FIG. 14, the rod 9 has 1
The magnetic body part 9 is formed by the arrangement of the two-thread screw having the pitch width of 2P.
d and the conductor portions 9b are alternately provided in a spiral shape.
Similar to the above, the thread portion of the screw is the magnetic material portion 9d, and the conductor portion 9b is provided in the valley portion. Similar to FIG. 12, the crests (magnetic material portions 9d) and the valleys are shown in a side view, and the conductor portions 9b are shown in a sectional view. 15 is a sectional view taken along line VV of FIG. 14, and the cores 8A to 8D ′ have the same arrangement as that of FIG. Further, the magnetic material portion 9d and the conductor portion 9b may be provided only at the positions corresponding to the cores 8A to 8D 'of each phase.
【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。An example of the method of forming the conductor portion 9b and the magnetic portion 9d around the piston rod 9 will be described. A ring-shaped member corresponding to the position of the conductor portion 9b is formed on the mandrel of the rod made of a magnetic material. Machine groove or thread groove,
After that, a predetermined conductive material may be attached to the surface of the round bar by plating, thermal spraying, pattern baking, or other suitable surface treatment, and then the surface of the round bar may be polished so that the conductor portion 9b remains only in the groove. Of course, a predetermined conductive material may be attached by a surface processing treatment (for example, thermal spraying or pattern baking) only along a predetermined pattern for forming a conductor portion, in which case the last surface polishing is not necessary. Become.
【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。In each of the above-mentioned embodiments, an output signal corresponding to the linear position of the piston rod can be obtained by the phase shift method. That is, in each of the phases A to D, a periodical magnetic resistance change occurs with the linear displacement amount P of the piston rod as one cycle, and the phase of this magnetic resistance change is deviated by 90 degrees (P / 4) between adjacent phases. . Therefore,
Assuming that the phase angle corresponding to the linear displacement is represented by ψ, the level of the voltage induced in the secondary coils 2A to 2D of the respective phases A to D is approximately A phase according to the linear position of the piston rod (ie, ψ). cos ψ, sin ψ in B phase, − in C phase
The cos φ and the D phase can be represented by an abbreviated formula of −sin φ (where 2π corresponds to P). The A and C phase primary coils 1A and 1C are excited by the sine wave signal sinωt, and the B and D phase primary coils 1B and 1D are excited by the cosine wave signal co.
Excitation is performed by sωt. Then, for A and C relative, the output signals of the secondary coils 2A and 2C are differentially added,
Even in the B and D relative, the outputs of the secondary coils 2B and 2D are differentially added, and the differential output signals of each pair are added and combined to obtain a final output signal Y. Then, the output signal Y can be substantially expressed by the following simplified formula.
【0031】Y=sinωtcosψ−(−sinωt
cosψ)+cosωtsinψ−(cosωtsin
ψ) =2sinωtcosψ+2cosωtsinψ =2sin(ωt+ψ)Y = sin ωt cos ψ-(-sin ωt
cos ψ) + cos ωt sin ψ- (cos ωt sin
ψ) = 2sin ωtcos ψ + 2cos ωtsin ψ = 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、If the coefficient indicated as "2" for convenience in the above equation is replaced with a constant K determined according to various conditions,
【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。It can be expressed as Y = Ksin (ωt + ψ). Since ψ corresponds to the linear position of the piston rod, the piston rod position can be detected by measuring the phase shift ψ of the output signal Y corresponding to the primary AC signal sinωt (or cosωt). .
【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。The means for obtaining the phase shift ψ between the output combined signal Y of the secondary coil and the reference AC signal sinωt (or cosωt) can be appropriately configured. FIG. 16 shows the phase shift ψ
FIG. 7 shows an example of a circuit for obtaining a digital value. Although not shown in the drawing, a reference AC signal sinωt and an output signal Y = Ksin (ωt + ψ) are used by using an integrating circuit.
It is also possible to obtain the phase shift ψ with an analog amount by obtaining the time difference of 0 ° and the phase angle of 0 °.
【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。In FIG. 16, an oscillator 32 is a circuit for generating a reference sine signal sinωt and a cosine signal cosωt,
The phase difference detection circuit 37 is a circuit for measuring the phase shift ψ. The clock pulse CP oscillated from the clock oscillator 33 is counted by the counter 30. The counter 30 is, for example, a modulo M (M is an arbitrary integer),
The count value is given to the register 31. From the 4 / M frequency division output of the counter 30, the clock pulse CP is set to 4
The pulse Pc divided by / M is taken out and applied to the C input of the flip-flop 34 for dividing by 1/2. The pulse Pb output from the Q output of the flip-flop 34 is added to the flip-flop 35, and the pulse Pa output from the / Q output.
Joins the flip-flop 36, and these 35 and 36
Output is low-pass filter 38, 39 and amplifier 40,
41 via cosine signal cos ωt and sine signal sin
ωt is obtained and applied to the primary coils 1A to 1D of the phases A to D. The M count in the counter 30 corresponds to the phase angle of 2π radians of these reference signals cos ωt and sin ωt. That is, one count value of the counter 30 indicates a phase angle of 2π / M radian.
【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。The combined output signal Y of the secondary coils 2A to 2D is applied to a comparator 43 via an amplifier 42, and a square wave signal according to the positive / negative polarity of the signal Y is added to the comparator 4.
It is output from 3. In response to the rise of the output signal of the comparator 43, the rise detection circuit 44 outputs a pulse Ts, and the count value of the counter 30 is loaded into the register 31 according to the pulse Ts. As a result, the digital value Dψ corresponding to the phase shift ψ is loaded into the register 31. In this way, it is possible to obtain the data Dψ that indicates the piston rod position within the predetermined range P as an absolute value.
【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。The signal processing system is not limited to the phase shift system as described above, but like a normal differential transformer, the differential output of the secondary coil is rectified to obtain an analog voltage of a level corresponding to the linear position. You may In that case, the coil portion may have only one of the A and C phases or the B and D phases.
【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。The primary coil and the secondary coil do not necessarily have to be provided separately, and they are common as those shown in Japanese Utility Model Publication No. 58-2621 or Japanese Utility Model Publication No. 58-39507. May be. Further, the patterns of the conductor portions 6b and 9b are not limited to those shown in the figure, and may have any shape as long as they can form an eddy current path.
【0039】[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。As described above, according to the present invention, since the conductive material may be attached to the peripheral surface of the piston rod in a predetermined pattern, the processing and the formation are easy. Also, even if the conductor part is thin, its function can be sufficiently exhibited, so the structure is simpler than when only the groove is formed in the magnetic body (in this case, the groove needs to be deep enough). Be converted. Further, by combining the protrusion of the magnetic body portion and the conductor portion, it is possible to increase the change width of the secondary output voltage level with respect to the displacement, and it is possible to improve the detection accuracy.
【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FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a piston rod position detecting device according to the present invention.
【図2】 図1のII−II線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図3】 図1におけるコイル部の変更例を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modified example of the coil portion in FIG.
【図4】 図3のIV−IV線断面図4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.
【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5 is a partial cross-sectional side view showing a modified example of the coil portion and the piston rod in FIG.
【図6】 図5のVI−VI線断面図6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
【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7 is a partial cross-sectional side view showing another modification of the coil portion and the piston rod in FIG.
【図8】 図7のVIII−VIII線断面図8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
【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FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing another embodiment of the piston rod position detecting device according to the present invention.
【図10】 図9のX−X線断面図10 is a sectional view taken along line XX of FIG.
【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FIG. 11 is a partial cross-sectional side view showing a modified example of the piston rod in FIG.
【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FIG. 12 is a partial cross-sectional side view showing a modified example of the coil portion and the piston rod in FIG.
【図13】 図12のIII−III線断面図13 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
【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14 is a partial cross-sectional side view showing another modified example of the coil portion and the piston rod in FIG.
【図15】 図14のV−V線断面図FIG. 15 is a sectional view taken along line VV of FIG.
【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FIG. 16 is an electrical block diagram showing an example of a circuit for operating the detection device of the present invention by a phase shift method and measuring an electrical phase shift amount according to a piston rod position.
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11 ... Cylinder body, 12 ... Piston, 6, 9 ... Piston rod, 6a ... Center rod, 6b, 9b, 14, 15
... conductor part, 6c, 9c ... coating, 9d ... magnetic part, 10 ... coil part, 1A-1D ... primary coil, 2
A to 2D ... secondary coil
Claims (10)
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該ロッドの直線移動方
向に沿って周期的なパターンで設けられ、前記コイル部
を通る磁気回路の磁気抵抗を該ロッドの直線変位に応じ
て所定距離ごとに周期的に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いて設けられ、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り、前記コイル部による磁束に応
じた渦電流路を該良導電体において形成し、かつ前記磁
性体部分のパターンにおいて前記コイル部を通る磁気回
路の前記磁気抵抗が相対的に増大せしめられる箇所に対
応して前記渦電流路による渦電流損が相対的に増大する
ように周期的なパターンで設けられた導電体部分とを具
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。1. A cylinder body is provided on the open end side,
Provided in a periodic pattern along the linear movement direction of the rod within a predetermined range along the movement direction of the rod on the circumferential surface of the piston rod, which is excited by the next AC signal and for extracting the secondary output. A magnetic body portion for periodically changing the magnetic resistance of the magnetic circuit passing through the coil portion at predetermined distances according to the linear displacement of the rod;
It is provided on the peripheral surface of the piston rod, is relatively weakly magnetic or non-magnetic than the magnetic body portion, and is made of a relatively good conductor, and has an eddy current path corresponding to the magnetic flux generated by the coil portion. The eddy current loss due to the eddy current path is relatively increased corresponding to the portion where the magnetic resistance of the magnetic circuit formed in the conductor and passing through the coil portion is relatively increased in the pattern of the magnetic material portion. And a conductor portion provided in a periodic pattern so that the conductor portion is responsive to the relative displacement of the magnetic portion and the conductor portion with respect to the coil portion as the piston rod moves. The amount of eddy current flowing through the coil changes and the magnetic resistance of the magnetic circuit of the coil changes.
A piston rod position detection device for a fluid pressure cylinder, wherein a next output signal is obtained at the coil portion.
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、該磁性体部分と導電体部分の各リングが交互に複数
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。2. The conductor portion and the conductor portion each include a ring that is closed around the piston rod, and a plurality of rings of the magnetic portion and the conductor portion are alternately provided. Item 1. A piston rod position detection device according to item 1.
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1に記載のピストンロッド位置検出装置。3. The piston rod position detecting device according to claim 1, wherein the piston rod is formed by alternately arranging the magnetic body portions and the conductor portions in a spiral shape.
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乃至3の何れかに記載のピストンロッド位置検出装
置。4. The coil portion includes a magnetic core wound with a coil, and a magnetic pole end of the magnetic core faces a peripheral surface of the piston rod with a gap interposed therebetween. The piston rod position detection device according to any one of 1.
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4の何れかに記載のピストンロ
ッド位置検出装置。5. The magnetic material portion is formed as a protrusion in a magnetic member that forms a base portion of the piston rod, and the conductor portion is provided in a concave portion of the magnetic material portion. 4. The piston rod position detection device according to any one of 4 above.
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5
に記載のピストンロッド位置検出装置。6. The conductor portion is surface-treated with a predetermined pattern in a concave portion of the magnetic member, the substance being relatively weakly magnetic or non-magnetic than the magnetic member and made of a relatively good conductor. 6. The adhesive is applied by treatment.
The piston rod position detector described in.
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6の何れかに記載のピストンロッド位置検出装
置。7. The piston rod position detecting device according to claim 1, wherein the entire outer circumference of the piston rod is coated with a predetermined non-magnetic and non-conductive substance.
し、各1次コイルを位相のずれた複数の1次交流信号に
よってそれぞれ別々に励磁することにより、該各1次コ
イルを通る磁気回路の磁気抵抗の相違に従って前記1次
交流信号を位相シフトした誘導出力信号を取り出すよう
にした請求項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。8. The coil unit has a plurality of primary coils, and each primary coil is separately excited by a plurality of primary AC signals having a phase shift, thereby passing through each primary coil. The piston rod position detecting device according to any one of claims 1 to 7, wherein an induced output signal obtained by phase-shifting the primary AC signal is extracted according to a difference in magnetic resistance of a magnetic circuit.
イルを夫々具える4相のコイルグループから成り、前記
ピストンロッドの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位相シフトされた出力信号を得る
ようにした請求項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。9. The coil unit is composed of a four-phase coil group having a primary coil and a secondary coil, and the phase of the magnetic resistance change of each phase magnetic circuit according to the linear position of the piston rod is substantially equal. These coils are arranged so that they are displaced by 90 degrees, and the magnetic resistance change is 180
The two phases separated by a sine wave signal are excited to extract the secondary coil output differentially, and the other two phases separated by 180 degrees in the magnetic resistance change are excited by a cosine wave signal to generate the secondary The piston rod position detection according to any one of claims 1 to 7, wherein the coil outputs are taken out differentially, and the relative secondary coil differential output signals are added and combined to obtain a phase-shifted output signal. apparatus.
号における前記位相シフト量をディジタル的に測定する
ことによって、前記ピストンロッドの前記コイル部に対
する相対的直線位置に対応する位置検出データを得るよ
うにした請求項8又は9に記載のピストンロッド位置検
出装置。10. The position detection data corresponding to the relative linear position of the piston rod with respect to the coil portion is obtained by digitally measuring the phase shift amount in the output signal obtained from the coil portion. The piston rod position detecting device according to claim 8 or 9.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5078712A JPH06103162B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Fluid pressure cylinder piston rod position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5078712A JPH06103162B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Fluid pressure cylinder piston rod position detector |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257639A Division JPH0665961B2 (en) | 1984-02-10 | 1984-12-07 | Fluid pressure cylinder piston rod position detector |
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|---|---|
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| JPH06103162B2 true JPH06103162B2 (en) | 1994-12-14 |
Family
ID=13669488
Family Applications (1)
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| JP5078712A Expired - Fee Related JPH06103162B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Fluid pressure cylinder piston rod position detector |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH06103162B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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| JP4990390B2 (en) * | 2010-10-27 | 2012-08-01 | 株式会社アミテック | Position detection device |
Family Cites Families (2)
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-
1993
- 1993-03-12 JP JP5078712A patent/JPH06103162B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0618209A (en) | 1994-01-25 |
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