JPH07332911A - 軸位置検出用センサー - Google Patents
軸位置検出用センサーInfo
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- JPH07332911A JPH07332911A JP6144070A JP14407094A JPH07332911A JP H07332911 A JPH07332911 A JP H07332911A JP 6144070 A JP6144070 A JP 6144070A JP 14407094 A JP14407094 A JP 14407094A JP H07332911 A JPH07332911 A JP H07332911A
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- Japan
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- shaft
- detection
- detecting
- sensor
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- 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
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
-
- 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
- G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/2006—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
- G01D5/2013—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
-
- 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
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/70—Position sensors comprising a moving target with particular shapes, e.g. of soft magnetic targets
- G01D2205/77—Specific profiles
- G01D2205/774—Profiles with a discontinuity, e.g. edge or stepped profile
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被検出部の透磁率又は断面積がその他の部分
と異なるように構成された軸上の位置を磁気的に検出す
ることによって、軸に塗布されたグリスの飛散による誤
検出を低減する。 【構成】 軸２の一部分である被検出部２ａの磁気的性
質がその他の部分に比して異なるように、被検出部２ａ
の断面積を他の部分の断面積に比べて小さくしたり、磁
性テープ２ｃを巻き付けたり、あるいは磁性層２ｄを形
成する。被検出部２ａが検出コイル３内に位置した状態
と位置しない状態との間のインダクタンスの違いを検出
部によって検出する。検出コイル３をインダクタンス素
子として利用する共振部４の出力は後段の交流分検出部
５に送出された後、信号周期検出部６に送られ、ここ
で、インダクタンスの違いが周期の違いとして検出され
る。そして、信号周期検出部６の出力信号が後段の２値
化部７に送られ、被検出部２ａを検出したか否かに対応
した２値信号へと変換される。
と異なるように構成された軸上の位置を磁気的に検出す
ることによって、軸に塗布されたグリスの飛散による誤
検出を低減する。 【構成】 軸２の一部分である被検出部２ａの磁気的性
質がその他の部分に比して異なるように、被検出部２ａ
の断面積を他の部分の断面積に比べて小さくしたり、磁
性テープ２ｃを巻き付けたり、あるいは磁性層２ｄを形
成する。被検出部２ａが検出コイル３内に位置した状態
と位置しない状態との間のインダクタンスの違いを検出
部によって検出する。検出コイル３をインダクタンス素
子として利用する共振部４の出力は後段の交流分検出部
５に送出された後、信号周期検出部６に送られ、ここ
で、インダクタンスの違いが周期の違いとして検出され
る。そして、信号周期検出部６の出力信号が後段の２値
化部７に送られ、被検出部２ａを検出したか否かに対応
した２値信号へと変換される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被検出部の透磁率又は
断面積がその他の部分と異なるように構成された軸上の
位置を磁気的に検出することによって、軸に塗られたグ
リスの飛散による誤検出の低減を図ることができるよう
にした新規な軸位置検出用センサーを提供しようとする
ものである。
断面積がその他の部分と異なるように構成された軸上の
位置を磁気的に検出することによって、軸に塗られたグ
リスの飛散による誤検出の低減を図ることができるよう
にした新規な軸位置検出用センサーを提供しようとする
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ボールネジとボールナットを使った移動
機構において、ボールネジ上の位置を検出する場合、ボ
ールナット側に光センサーを設けるとともに、ボールネ
ジのある部分にその他の部分とは反射率の異なる部分を
設け、反射光の強度の違いを検出するようにした位置検
出用センサーが知られている。
機構において、ボールネジ上の位置を検出する場合、ボ
ールナット側に光センサーを設けるとともに、ボールネ
ジのある部分にその他の部分とは反射率の異なる部分を
設け、反射光の強度の違いを検出するようにした位置検
出用センサーが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光を使ったセンサーでは、検出部をボールネジに
対して極端に近接させる必要があるため、ボールネジの
表面に塗布されたグリスの飛散による受光部の汚染の問
題や外乱の影響を無視することができず、その結果検出
精度の低下を招く虞が生じるという問題がある。
ような光を使ったセンサーでは、検出部をボールネジに
対して極端に近接させる必要があるため、ボールネジの
表面に塗布されたグリスの飛散による受光部の汚染の問
題や外乱の影響を無視することができず、その結果検出
精度の低下を招く虞が生じるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を解決するために、被検出部の透磁率がその他の
部分の透磁率と異なるように構成された軸又は磁性材料
で形成されるとともに被検出部の断面積がその他の部分
の断面積と異なるように構成された軸上の位置を磁気的
に検出するための軸位置検出用センサーであって、軸に
遊挿された検出コイルと、被検出部が検出コイル内に位
置する場合と被検出部が検出コイル内に位置しない場合
との間のインダクタンスの違いを検出する検出部とを備
えたものである。
た課題を解決するために、被検出部の透磁率がその他の
部分の透磁率と異なるように構成された軸又は磁性材料
で形成されるとともに被検出部の断面積がその他の部分
の断面積と異なるように構成された軸上の位置を磁気的
に検出するための軸位置検出用センサーであって、軸に
遊挿された検出コイルと、被検出部が検出コイル内に位
置する場合と被検出部が検出コイル内に位置しない場合
との間のインダクタンスの違いを検出する検出部とを備
えたものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、被検出部とその他の部分とで
透磁率や断面積が相違するように軸を形成して軸上の位
置をインダクタンスによって検出しており、軸表面に塗
布されたグリスの飛散による外乱の影響を受けにくいの
で、これによって検出精度の向上を図ることができる。
透磁率や断面積が相違するように軸を形成して軸上の位
置をインダクタンスによって検出しており、軸表面に塗
布されたグリスの飛散による外乱の影響を受けにくいの
で、これによって検出精度の向上を図ることができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明軸位置検出用センサーを図示
した実施例に従って説明する。
した実施例に従って説明する。
【０００７】図１及び図２は本発明軸位置検出用センサ
ーに係る検出原理を説明するものである。
ーに係る検出原理を説明するものである。
【０００８】図１は軸位置検出用センサー１の基本構成
を示すものであり、軸２は、その一部分である被検出部
２ａの磁気的性質がその他の部分に比して異なってい
る。例えば、図２（ａ）に示すように、被検出部２ａの
断面積を他の部分の断面積に比べて小さくすることによ
って段差２ｂ、２ｂを有する形状としたり、あるいは図
２（ｂ）に示すように、２ａの部分に磁性テープ２ｃを
巻き付けたり、又は図２（ｃ）に示すように、２ａの部
分に蒸着やスパッタリング等で磁性層２ｄを形成するこ
とによって被検出部２ａとその他の部分との間で磁気的
性質に違いを持たせることができる。尚、このような被
検出部２ａは１箇所に限らず軸２に沿って複数箇所設け
ても良い。
を示すものであり、軸２は、その一部分である被検出部
２ａの磁気的性質がその他の部分に比して異なってい
る。例えば、図２（ａ）に示すように、被検出部２ａの
断面積を他の部分の断面積に比べて小さくすることによ
って段差２ｂ、２ｂを有する形状としたり、あるいは図
２（ｂ）に示すように、２ａの部分に磁性テープ２ｃを
巻き付けたり、又は図２（ｃ）に示すように、２ａの部
分に蒸着やスパッタリング等で磁性層２ｄを形成するこ
とによって被検出部２ａとその他の部分との間で磁気的
性質に違いを持たせることができる。尚、このような被
検出部２ａは１箇所に限らず軸２に沿って複数箇所設け
ても良い。
【０００９】３は検出コイルであり、該検出コイル３内
を上記軸２が挿通されている。軸２は、図１に矢印Ａで
示すように、検出コイル３に対して相対的に直進される
ため、上記被検出部２ａが検出コイル３内に位置した状
態と位置しない状態との間のインダクタンスの違いが検
出コイル３により１次情報として検出される。尚、図１
では検出コイル３が固定されており、軸２が移動すると
したが、検出コイル３と軸２との位置関係は相対的なも
のであって、検出コイル３の方が移動するように構成し
ても良いことは勿論である。
を上記軸２が挿通されている。軸２は、図１に矢印Ａで
示すように、検出コイル３に対して相対的に直進される
ため、上記被検出部２ａが検出コイル３内に位置した状
態と位置しない状態との間のインダクタンスの違いが検
出コイル３により１次情報として検出される。尚、図１
では検出コイル３が固定されており、軸２が移動すると
したが、検出コイル３と軸２との位置関係は相対的なも
のであって、検出コイル３の方が移動するように構成し
ても良いことは勿論である。
【００１０】４は上記検出コイル３をインダクタンス素
子として利用する共振部であり、その出力は後段の交流
分検出部５に送出される。
子として利用する共振部であり、その出力は後段の交流
分検出部５に送出される。
【００１１】交流分検出部５は、共振部４によって得ら
れる信号の交流成分を検出し、その出力信号を後段の信
号周期検出部６に送り、ここで、軸２の被検出部２ａと
それ以外の部分との間のインダクタンスの違いが周期の
違いとして検出される。
れる信号の交流成分を検出し、その出力信号を後段の信
号周期検出部６に送り、ここで、軸２の被検出部２ａと
それ以外の部分との間のインダクタンスの違いが周期の
違いとして検出される。
【００１２】そして、信号周期検出部６の出力信号が後
段の２値化部７に送られ、軸２における被検出部２ａを
検出したか否かに対応した２値信号に変換される。
段の２値化部７に送られ、軸２における被検出部２ａを
検出したか否かに対応した２値信号に変換される。
【００１３】以上のように、本発明では軸２についての
磁気的な検出を行なうことによって、軸２に塗布される
グリスの飛散が検出精度に及ぼす影響を低減することが
できるので、光検出を行なう場合のように軸の表面状態
の如何が検出精度に過敏に反映されることはない。
磁気的な検出を行なうことによって、軸２に塗布される
グリスの飛散が検出精度に及ぼす影響を低減することが
できるので、光検出を行なう場合のように軸の表面状態
の如何が検出精度に過敏に反映されることはない。
【００１４】図３乃至図８は本発明に係る実施例を示す
ものであり、本発明をボールネジの位置検出（ストロー
クエンドの検出や原点検出等）に適用するあたって、図
２（ａ）に示したように軸の断面積に変化をもたせたも
のである。
ものであり、本発明をボールネジの位置検出（ストロー
クエンドの検出や原点検出等）に適用するあたって、図
２（ａ）に示したように軸の断面積に変化をもたせたも
のである。
【００１５】図３はボールネジの一部分とコイル部とを
示すものである。
示すものである。
【００１６】図中、８はボールネジであり、その外周面
に形成される螺旋状のリード溝８ａの深さは１ｍｍ程度
とされている。
に形成される螺旋状のリード溝８ａの深さは１ｍｍ程度
とされている。
【００１７】９はボールネジ８に形成された被検出部で
あり、その断面積がその他の部分の断面積に比べて小さ
くされることによって、段差１０、１０が形成されてい
る。つまり、この段差１０、１０によってボールネジ８
には深さｄ（＝約０．１５ｍｍ）の浅溝１１が形成され
ることになるが、この浅溝１１によってボールネジ８と
ボールナット（図示せず。）との係合関係に悪影響が生
じることはない。尚、浅溝１１の幅Ｗは後述するコイル
ハウジングの厚みより大きくされている。
あり、その断面積がその他の部分の断面積に比べて小さ
くされることによって、段差１０、１０が形成されてい
る。つまり、この段差１０、１０によってボールネジ８
には深さｄ（＝約０．１５ｍｍ）の浅溝１１が形成され
ることになるが、この浅溝１１によってボールネジ８と
ボールナット（図示せず。）との係合関係に悪影響が生
じることはない。尚、浅溝１１の幅Ｗは後述するコイル
ハウジングの厚みより大きくされている。
【００１８】１２はコイルであり、コイルハウジング１
３内に収納されている。
３内に収納されている。
【００１９】コイルハウジング１３は、図４に示すよう
に、Ｎｉ−Ｆｅ系材料で形成された取付板１４と、該取
付板１４上に設けられた円筒状のコイル収納部１５とか
らなり、コイル収納部１５の中心に形成された挿通孔１
６にボールネジ８が挿通されるようになっている。尚、
コイルハウジング１３は取付板１４をビス止め等によっ
て図示しないボールナット又は固定用ブラケット等に固
定される。
に、Ｎｉ−Ｆｅ系材料で形成された取付板１４と、該取
付板１４上に設けられた円筒状のコイル収納部１５とか
らなり、コイル収納部１５の中心に形成された挿通孔１
６にボールネジ８が挿通されるようになっている。尚、
コイルハウジング１３は取付板１４をビス止め等によっ
て図示しないボールナット又は固定用ブラケット等に固
定される。
【００２０】コイル収納部１５は、図５に示すように、
横断面形状がＬ字状をした外ケース１５ａと、横断面形
状が横倒コ字状をした内ボビン１５ｂとから構成されて
いる。
横断面形状がＬ字状をした外ケース１５ａと、横断面形
状が横倒コ字状をした内ボビン１５ｂとから構成されて
いる。
【００２１】外ケース１５ａは、外部磁束や温度の影響
を低減したり、センサー磁束の集中化を図るためにパー
マロイ等のＮｉ−Ｆｅ系の材料によって形成されてい
る。
を低減したり、センサー磁束の集中化を図るためにパー
マロイ等のＮｉ−Ｆｅ系の材料によって形成されてい
る。
【００２２】また、内ボビン１５ｂは、合成樹脂材料に
よって形成されており、ボールネジ８からのグリスの飛
散からコイル１２を保護するために設けられている。
よって形成されており、ボールネジ８からのグリスの飛
散からコイル１２を保護するために設けられている。
【００２３】コイル１２は内ボビン１５ｂに巻装された
状態で外ケース１５ａと内ボビン１５ｂとの間に形成さ
れる収容空間内に位置されており、その巻数は５０〜１
００程度とされ、線径は０．０５〜０．１ｍｍ程度とさ
れている。そして、コイル１２の端部は、コイル収納部
１５の外周面のうち取付板１４寄りの位置に形成された
孔１７（図４参照。）を通してコイル収納部１５の外に
引き出される。
状態で外ケース１５ａと内ボビン１５ｂとの間に形成さ
れる収容空間内に位置されており、その巻数は５０〜１
００程度とされ、線径は０．０５〜０．１ｍｍ程度とさ
れている。そして、コイル１２の端部は、コイル収納部
１５の外周面のうち取付板１４寄りの位置に形成された
孔１７（図４参照。）を通してコイル収納部１５の外に
引き出される。
【００２４】本実施例では、検出原理として、以下に示
すように２つの事項を利用することが可能である。
すように２つの事項を利用することが可能である。
【００２５】ａ）コイル１２の励磁周波数が低い場合に
はインダクタンスがボールネジ８の断面積に比例して変
化する。
はインダクタンスがボールネジ８の断面積に比例して変
化する。
【００２６】つまり、この場合には被検出部９の断面積
とその他の部分の断面積との差がインダクタンスの変化
として検出される。
とその他の部分の断面積との差がインダクタンスの変化
として検出される。
【００２７】ｂ）コイル１２の励磁周波数が高い場合に
は軸の表面に段差１０、１０によるエッジがあると磁束
がここに集中することが知られており（所謂表皮効
果）、このエッジによってインダクタンスが変化する。
は軸の表面に段差１０、１０によるエッジがあると磁束
がここに集中することが知られており（所謂表皮効
果）、このエッジによってインダクタンスが変化する。
【００２８】つまり、コイル１２の励磁周波数が５００
Ｋ〜１ＭＨｚ程度の領域では、図６の上段の図のように
磁束が軸の表面付近と通ろうとするが、軸の表面にエッ
ジがあると、下段の図のように磁束はこのエッジに集ま
ることになり、被検出部９がコイル１２内を通過する際
にインダクタンスが数パーセント上昇する。
Ｋ〜１ＭＨｚ程度の領域では、図６の上段の図のように
磁束が軸の表面付近と通ろうとするが、軸の表面にエッ
ジがあると、下段の図のように磁束はこのエッジに集ま
ることになり、被検出部９がコイル１２内を通過する際
にインダクタンスが数パーセント上昇する。
【００２９】尚、上記ａ）、ｂ）のいづれを利用するか
は溝１１の深さや信号のＳ／Ｎ比等を考慮して感度の安
定を保証し易い方式を選択すれば良い。尚、両方式に共
通することは、ボールネジ８には螺旋状のリード溝８ａ
が形成され、その断面積が回転の角度に関係なく一定し
ているため、インダクタンスを測定量として採用するこ
とは検出誤差の低減の面で利点があるということであ
る。
は溝１１の深さや信号のＳ／Ｎ比等を考慮して感度の安
定を保証し易い方式を選択すれば良い。尚、両方式に共
通することは、ボールネジ８には螺旋状のリード溝８ａ
が形成され、その断面積が回転の角度に関係なく一定し
ているため、インダクタンスを測定量として採用するこ
とは検出誤差の低減の面で利点があるということであ
る。
【００３０】図７は検出回路の構成例１８を示すもので
あり、図８は各部の信号波形を概略的に示すものであ
る。尚、両図において、「ＳＸ」は符号Ｘで示される素
子又は回路の出力信号を示している。
あり、図８は各部の信号波形を概略的に示すものであ
る。尚、両図において、「ＳＸ」は符号Ｘで示される素
子又は回路の出力信号を示している。
【００３１】１９はコイル１２をインダクタンス素子と
して利用した共振回路であり、例えば、変形ウイーンブ
リッジ発振回路が用いられている。尚、共振回路１９の
出力Ｓ１９は、図８に示すように、コイル１２による検
出出力Ｓ１２に対してその立ち上りや立ち下がりの関係
が逆になっている。また、図中の「Ｔ」は周期、「Δ
Ｔ」はインダクタンス変化に対応した周期の変動分をそ
れぞれ示している。
して利用した共振回路であり、例えば、変形ウイーンブ
リッジ発振回路が用いられている。尚、共振回路１９の
出力Ｓ１９は、図８に示すように、コイル１２による検
出出力Ｓ１２に対してその立ち上りや立ち下がりの関係
が逆になっている。また、図中の「Ｔ」は周期、「Δ
Ｔ」はインダクタンス変化に対応した周期の変動分をそ
れぞれ示している。
【００３２】共振回路１９の出力Ｓ１９は後段のバッフ
ァ２０に送出されて波形整形された後（図８のＳ２０参
照。）、カウンタ２１にクロック信号として送出され
る。
ァ２０に送出されて波形整形された後（図８のＳ２０参
照。）、カウンタ２１にクロック信号として送出され
る。
【００３３】カウンタ２１は、バッファ２０の出力信号
Ｓ２０を１／ｎ（ｎ≧２の整数）に分周することによっ
てインダクタンス変化の検出精度をｎ倍にする（図８の
周期「ｎ×（Ｔ＋ΔＴ）」を参照。）ために設けられて
いる。
Ｓ２０を１／ｎ（ｎ≧２の整数）に分周することによっ
てインダクタンス変化の検出精度をｎ倍にする（図８の
周期「ｎ×（Ｔ＋ΔＴ）」を参照。）ために設けられて
いる。
【００３４】カウンタ２１の出力信号Ｓ２１は、後段の
モノマルチバイブレータ２２、リトリガブルモノマルチ
バイブレータ２３に順次送出されて信号の周期が計測さ
れる。
モノマルチバイブレータ２２、リトリガブルモノマルチ
バイブレータ２３に順次送出されて信号の周期が計測さ
れる。
【００３５】モノマルチバイブレータ２２は、その外付
け抵抗及びコンデンサによって基準時定数を設定するこ
とができるようになっており、該基準時定数に基づく信
号幅（図８に「ＲＣ」で示す。）及びカウンタ２１の出
力信号Ｓ２１の立ち下がりのタイミングに基づいてイン
ダクタンスの変化に応じたパルス幅をもつ出力パルスＳ
２２を得るために設けられている。つまり、インダクタ
ンスに対してある閾値を設け、閾値以下の場合にパルス
幅がゼロとなるように基準時定数を設定している。尚、
図８の信号Ｓ２２中の幅「ΔＵ」はインダクタンス変化
に応じて変動する。
け抵抗及びコンデンサによって基準時定数を設定するこ
とができるようになっており、該基準時定数に基づく信
号幅（図８に「ＲＣ」で示す。）及びカウンタ２１の出
力信号Ｓ２１の立ち下がりのタイミングに基づいてイン
ダクタンスの変化に応じたパルス幅をもつ出力パルスＳ
２２を得るために設けられている。つまり、インダクタ
ンスに対してある閾値を設け、閾値以下の場合にパルス
幅がゼロとなるように基準時定数を設定している。尚、
図８の信号Ｓ２２中の幅「ΔＵ」はインダクタンス変化
に応じて変動する。
【００３６】リトリガブルモノマルチバイブレータ２３
は、モノマルチバイブレータ２２からの出力パルスＳ２
２を受けて、パルス幅がゼロの場合に出力「０」、パル
ス幅が少しでもある場合に出力「１」が得られるように
（負論理であることに注意。）、外付け抵抗及びコンデ
ンサによって基準時定数（図８の「ＲＣ′」を参照。）
が設定されている。そして、このように２値化された信
号がオープンコレクタのトランジスタ２４に送出される
ことによって検出信号が取り出される。
は、モノマルチバイブレータ２２からの出力パルスＳ２
２を受けて、パルス幅がゼロの場合に出力「０」、パル
ス幅が少しでもある場合に出力「１」が得られるように
（負論理であることに注意。）、外付け抵抗及びコンデ
ンサによって基準時定数（図８の「ＲＣ′」を参照。）
が設定されている。そして、このように２値化された信
号がオープンコレクタのトランジスタ２４に送出される
ことによって検出信号が取り出される。
【００３７】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、軸上において透磁率
がその他の部分の透磁率と異なる被検出部を設けるとと
もに該被検出部が検出コイル内に位置するかどうかに応
じたインダクタンスの違いを検出し、また、請求項２に
係る発明によれば、磁性材料で形成された軸上において
断面積がその他の部分の断面積と異なる被検出部を設け
るとともに該被検出部が検出コイル内に位置するかどう
かに応じたインダクタンスの違いを検出しているので、
軸表面に塗布されたグリスの飛散等によって検出精度が
大きく左右されなくなる。
に、請求項１に係る発明によれば、軸上において透磁率
がその他の部分の透磁率と異なる被検出部を設けるとと
もに該被検出部が検出コイル内に位置するかどうかに応
じたインダクタンスの違いを検出し、また、請求項２に
係る発明によれば、磁性材料で形成された軸上において
断面積がその他の部分の断面積と異なる被検出部を設け
るとともに該被検出部が検出コイル内に位置するかどう
かに応じたインダクタンスの違いを検出しているので、
軸表面に塗布されたグリスの飛散等によって検出精度が
大きく左右されなくなる。
【００３８】また、請求項３や請求項４に係る発明によ
れば、軸上に磁性テープを巻着したり、軸上に磁性層を
形成することによって被検出部を軸の製造後に形成する
ことができる。
れば、軸上に磁性テープを巻着したり、軸上に磁性層を
形成することによって被検出部を軸の製造後に形成する
ことができる。
【００３９】そして、請求項５及び請求項６に係る発明
によれば、検出コイルへの励磁周波数の高低に応じて、
軸の断面積に略比例したインダクタンスの変化を検出す
るか、あるいは、被検出部とその他の部分との境界に生
じるエッジによってインダクタンスが変化することを検
出するかを選定することで、感度の安定化を図ることが
できる。
によれば、検出コイルへの励磁周波数の高低に応じて、
軸の断面積に略比例したインダクタンスの変化を検出す
るか、あるいは、被検出部とその他の部分との境界に生
じるエッジによってインダクタンスが変化することを検
出するかを選定することで、感度の安定化を図ることが
できる。
【００４０】また、請求項７に係る発明によれば、検出
コイルをインダクタンス素子として利用した共振部の発
振信号の交流成分を検出した後、その周期を検出して２
値化することで被検出部の位置検出を比較的簡単な処理
手順で行なうことができる。
コイルをインダクタンス素子として利用した共振部の発
振信号の交流成分を検出した後、その周期を検出して２
値化することで被検出部の位置検出を比較的簡単な処理
手順で行なうことができる。
【００４１】そして、請求項８に係る発明では、ボール
ネジのようにリード溝を形成しても断面積が一定化して
いる軸の位置検出に適用することによって、検出誤差の
バラツキを低減することができる。
ネジのようにリード溝を形成しても断面積が一定化して
いる軸の位置検出に適用することによって、検出誤差の
バラツキを低減することができる。
【図１】本発明に係る軸位置検出用センサーの基本構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】軸に形成される被検出部の形成について示すも
のであり、（ａ）は軸の断面積に変化をもたせた例を示
し、（ｂ）は軸に磁性テープを巻着した例を示し、
（ｃ）は軸に磁性層を形成した例を示す。
のであり、（ａ）は軸の断面積に変化をもたせた例を示
し、（ｂ）は軸に磁性テープを巻着した例を示し、
（ｃ）は軸に磁性層を形成した例を示す。
【図３】本発明軸位置検出用センサーをボールネジにお
ける位置検出に適用した例を示すものであり、コイル部
の断面と被検出部とを示す図である。
ける位置検出に適用した例を示すものであり、コイル部
の断面と被検出部とを示す図である。
【図４】図３のコイルハウジングの外観を示す斜視図で
ある。
ある。
【図５】コイルの収納状態を示す要部の拡大断面図であ
る。
る。
【図６】軸上のエッジ部による表皮効果についての説明
図である。
図である。
【図７】本発明に係る検出部の構成例を示すブロック図
である。
である。
【図８】図７の検出部の動作について説明するためのタ
イムチャート図である。
イムチャート図である。
１ 軸位置検出用センサー ２ 軸 ２ａ、９ 被検出部 ２ｃ 磁性テープ ２ｄ 磁性層 ３、１２ 検出コイル ４ 共振部 ５ 交流分検出部 ６ 信号周期検出部 ７ ２値化部 ８ ボールネジ
Claims (8)
- 【請求項１】 被検出部の透磁率がその他の部分の透磁
率と異なるように構成された軸上の位置を磁気的に検出
するための軸位置検出用センサーであって、軸に遊挿さ
れた検出コイルと、被検出部が検出コイル内に位置する
場合と被検出部が検出コイル内に位置しない場合との間
のインダクタンスの違いを検出する検出部とを備えたこ
とを特徴とする軸位置検出用センサー。 - 【請求項２】 磁性材料で形成されるとともに被検出部
の断面積がその他の部分の断面積と異なるように構成さ
れた軸上の位置を磁気的に検出するための軸位置検出用
センサーであって、軸に遊挿された検出コイルと、被検
出部が検出コイル内に位置する場合と被検出部が検出コ
イル内に位置しない場合との間のインダクタンスの違い
を検出する検出部とを備えたことを特徴とする軸位置検
出用センサー。 - 【請求項３】 被検出部が軸上に磁性テープを巻着する
ことによって形成されることを特徴とする請求項１に記
載の軸位置検出用センサー。 - 【請求項４】 軸上に磁性層を形成することによってそ
の他の部分とは透磁率の異なる被検出部が形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の軸位置検出用センサ
ー。 - 【請求項５】 検出コイルへの励磁周波数が低い場合に
おいて検出部が軸の断面積に略比例したインダクタンス
の変化を検出するようにしたことを特徴とする請求項２
に記載の軸位置検出用センサー。 - 【請求項６】 検出コイルへの励磁周波数が高い場合に
おいて被検出部とその他の部分との境界に生じるエッジ
によってインダクタンスが変化することを検出部が検出
するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の軸位
置検出用センサー。 - 【請求項７】 検出部が、検出コイルをインダクタンス
素子とする共振部と、該共振部の出力の交流成分を検出
する交流分検出部と、交流分検出部の出力信号の周期を
検出する信号周期検出部と、信号周期検出部の出力信号
を２値化する２値化部とを備えたことを特徴とする請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請
求項６に記載の軸位置検出用センサー。 - 【請求項８】 軸がボールネジであることを特徴とする
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、
請求項６又は請求項７に記載の軸位置検出用センサー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144070A JPH07332911A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 軸位置検出用センサー |
| KR1019950014058A KR960001523A (ko) | 1994-06-03 | 1995-05-31 | 축위치 검출장치 |
| US08/458,726 US5652510A (en) | 1994-06-03 | 1995-06-02 | Linear magnetic shaft position sensor monitoring changes in the inductance in a coil |
| US08/771,686 US5811969A (en) | 1994-06-03 | 1996-12-23 | Shaft position detection sensor monitoring changes in coil inductance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144070A JPH07332911A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 軸位置検出用センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332911A true JPH07332911A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15353595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6144070A Pending JPH07332911A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 軸位置検出用センサー |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5652510A (ja) |
| JP (1) | JPH07332911A (ja) |
| KR (1) | KR960001523A (ja) |
Cited By (1)
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- 1994-06-03 JP JP6144070A patent/JPH07332911A/ja active Pending
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1995
- 1995-05-31 KR KR1019950014058A patent/KR960001523A/ko not_active Withdrawn
- 1995-06-02 US US08/458,726 patent/US5652510A/en not_active Expired - Lifetime
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1996
- 1996-12-23 US US08/771,686 patent/US5811969A/en not_active Expired - Fee Related
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