JPH02264814A - 線形位置センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 見訓座１見 本発明は位置センサーに関するもので、特に２つの部材
の相対的な長さ方向のズレを、センサープローブに信号
を適用し、プローブの２つの部分の相対的ズレに比例し
て変動する電気的パラメータを測定することにより感知
する型のセンサーに関するものである。

自動車乗り心地制御システムは、サスペンション部材を
圧縮しようとする力に反応して路面状況に対する能動的
サスペンション応答を行う。これを達成するためには、
サスペンション装置の種々の部分、例えばホイール組立
体のシャーシに対する相対位置のリアルタイム測定を行
うことが必要である。これら相対位置の変数は乗り心地
制御コンピュータへの入力として与えられ、該コンピュ
ータはそれぞれのショックアブソーバ−内の流体圧を調
整することで力学的に応答する。

かような位置センサーの好ましい１つの位置は組合わさ
れるショックアブソーバ−の内側であり、そこでは各ホ
イールの運動が伸縮式のショックアブソーバ一部材の相
対運動によって監視され得る。

ショックアブソーバ−内部の環境は非常に過酷であって
、内部に取付けたセンサーを６５００　ｐｓｉにもなる
圧力と１３５℃もの温度に曝すことになる。従ってショ
ックアブソーバ−内部に取付ける線形位置センサーは小
型であると共にきわめて頑丈で耐久性あるものでなけれ
ばならない。ショックアブソーバ−の外部に取付ける時
でも、自動車乗り心地制御装置と共に使用するかような
位置センサーは廠しい環境に曝されるので、センサーは
種々の自動車用流体による劣化に耐えるもので１周囲温
度の幅広い変化の下できわめて安定であることが要求さ
れる。その上、自動車分野で成功するためには、この種
の位置センサーは必然的に製造が安価で、性能が信頼性
あり、長期にわたりほとんど摩耗しないものでなければ
ならない。

見五立量見 本発明の一態様において、線形位置センサーシステムは
一次及び二次巻線と、これら巻線間のトランス結合を変
化させるため位置を感知されるべき部材に対し可動な結
合調整手段とを有するセンサーを包含する。巻線の各々
は細長いコアとこのコアの周りにラジアルに巻かれたコ
イルとから成る。

位置センサーシステムはさらに、周期的に変動する信号
を一次巻線に適用する手段と、一次巻線から結合されて
いる二次巻線に生じる信号を測定する測定手段とを含む
回路手段を有している。結合調整手段が位置を感知され
るべき部材に沿って変位され又は再位置づけされると、
両巻線間のトランス結合の変化が二次巻線に生じる信号
を変位の旦に比例的に変化させて、感知された部材の位
置の表示をもたらす。

ラジアルに巻いたコイルは、コイル巻線間の相対間隔を
コアの長さに沿って選択的に位置づけさせることにより
センサー出力の線形性を調整又は同調させる能力を与え
る。さらに、実質的に同長の細長い複数のコア部材を実
質的にコイル巻線で被覆して使用することは、センサー
プローブ部分のストローク長さの９０％以上の信号応答
性を与える。

本発明の他の態様によれば、線形位置センサーシステム
は、センサー部材と、これに接続されセンサーを励起す
るための正弦波発生器を有する電子アセンブリーと、セ
ンサーの電気的パラメータを測定するための測定手段と
を包含する。この線形位置センサーシステムは、さらに
、位置を感知すべき部材と共に可動で、センサーの電気
パラメータの値を比例的に調整する手段を有する。正弦
波発生器は、方形波信号を生じさせる方形波発生器と、
方形波発生器出力を低ひずみ正弦波に変換させるローパ
スフィルターとを有する。

正弦波発生器は、本発明のこの態様によれば、方形波発
生器に固有の振幅周波数安定性を使用することにより異
例の温度安定性をもつ、さらに、本発明のこの態様によ
り与えられる電子アセンブリーは、異例のコンパクトさ
とすることができる。

電子アセンブリーのコンパクト性は、正弦波発生器の異
例の温度安定性と相まって、電子制御回路全体を一体化
した小型のユニットの中ヘセンサー部材と共に組み込む
ことを容易ならしめ、この−体化ユニットは厳しい環境
に設置することができる。本発明のこの態様に係る線形
位置センサーは、車載電源からろ波してないＤＣ電圧を
受けて、感知されつつある部材の位置に比例するＤＣ出
力信号を発生することができる。このシステムは、乗り
心地制御コンピュータに直接接続して、位置センサーと
コンピュータ間の″合せ調整″や目盛定めを要しないよ
うに・できる小型ユニットである。

従って、目盛定めなどは工場で行なっておけばよく、セ
ンサーシステムは工場若しくは野外で取付は又は交換し
て、従来の位置センサーに必須であった屋外での目盛合
せを必要としないで接続ができる。

本発明に係る線形位置センサーは、車輌乗り心地制御シ
ステムの過酷な環境で機能し得るように頑丈な構造と小
型の形状をもつことができる。本発明の１実施態様によ
れば、センサープローブの１可動部分は、互いに平行で
離間した同長の一次巻線と二次巻線とから成る６センサ
ープローブの他の可動部分は、両コイルの周りに配置さ
れた結合強化部材である結合調整手段を、有するもので
、これにより二次コイルに生じる信号は結合調整手段が
両巻線と同長になるほど増加するようにされる。本発明
の他の態様によれば、同長の一次及び二次巻線は同心に
、しかし環状空所又はギャップにより隔てられて配置さ
れる。結合調整手段は、その存在が両巻線間のトランス
結合を減少させるようにギャップ内で巻線間に配置され
た結合切断部材から成り、これにより二次巻線に生じる
信号は結合調整手段が両巻線と同長になるほど減少させ
られる。さらに他の本発明の態様では、車輌のショック
アブソーバ−の外部に取付けられるようにするため、結
合調整手段は、外側支持部材の中に嵌め込まれる内側金
属製部材と、外側支持部材と筒状内孔との間の抗摩擦手
段とから成る。巻線は内孔内に配置され、その中で結合
調整手段は長さ方向に摺動可能である。

乳＾夾爽旌段晟且 図面を参照して実施例について説明すると、非接触型線
形位置センサー組立体は第１図で全体を符号１０で示さ
れ、これは車の一部、例えばシャーシに取付けたショッ
クアブソーバ−の一部などに取付けられる基部１２と１
位置を感知しようとする車の一部、例えばホイール支持
体に取付けられるショックアブソーバ−の一部に取付け
られる摺動部１６とから成る。摺動部１６と基部１２と
は互いに長さ方向に相対可動であり、相当するショック
アブソーバ−の内部又は外部に取付けることができる。

センサー組立体１０はさらに、基部１２にケーブル２７
で接続された制御モジュール２８を有する。電気接続体
２９は、これに合う接続具（図示せず）に係合して乗り
心地制御コンピュータに接続するためのもので、制御モ
ジュール２８への入力及び出力端となる。基部１２は遮
蔽部材２６を有し、これが形成する内部の円形室の中に
は巻線組立体３２が強固に配置される。巻線組立体３２
は、遮蔽部材２６の拡径部２５内に位置する端部３４と
、遮蔽部材２６の細径部内に位置する感知部３６とから
成る。拡径部２５はショックアブソーバ−（図示せず）
の端部材に合致してその中へ挿入される形状とされる。

摺動部１６は端部４０と、細長い筒状部分４２から成る
トランス結合：Ａ整手段とを有する。筒状部分４２の内
径は、巻線組立体３２の感知部３６の周りを自由に摺動
する大きさに定められる。端部４０は、摺動部１６を位
置を感知すべき車の部位に取付けるための取付は部材１
８を有している。感知部３６と筒状部分４２とは協同し
てセンサープローブ３５を形成する。センサープローブ
の相対可動部分は、精密な寸法公差に組み立てられ、も
しショックアブソーバ−内に組付けられるなら、ショッ
クアブソーバ−内の作動油を可動部分間の潤滑嵌めに利
用することができる。

巻線組立体３２は、互いに包被材料４８（第２．３図）
の中に包まれた一次巻線４４及び二次巻線４６から成る
。一次巻線４４と二次巻線４６とは同長で並設されてお
り、互いに実質的に平行で雛間されている。一次巻線４
４は細長い円筒形コア５０と、このコアの実質的に全長
にわたりラジアルに巻かれた１本の磁性ワイヤから成る
コイル５２とを有する。二次巻線４６は細長い円筒形コ
ア５４と、この実質的に全長にラジアルに巻かれた１本
の磁性ワイヤから成るコイル５６から成る。１つの好適
実施例において、コア５０及び５４は、１．２７ｎｕｏ
（０，０５インチ）径の強磁性鉄心を０．０５＋ｕ＋（
０，００２インチ）テフロンコーティング又はその他の
絶縁材で被覆した１８３＋ｎ１（７，２インチ）長のも
のである。コイル５２及び５６は、それぞれ４ｌ−ＩＧ
及び４３−ＡＷＧワイヤを絶縁コアの周りに密に巻いた
二重層から成り、各コイルにつき３又は４ミリヘンリー
のインダクタンスを生じるものとする。一次及び二次巻
線４４．４６はそれぞれマイラースリーブ（図示せず）
などの保護フィルムで被覆され、互いに例えば液晶ポリ
マー（セラニズ・コーポレイションのＶｅｃｔｒａ　Ｂ
−１３０など）のような材料４８により包被される。

摺動部１６の筒状部分４２は同長に間隔を置いた平行な
一次及び二次巻線４４．４６の可変長を取り巻いて１両
巻１（変圧器として形状づけられている）のためのトラ
ンス結合調整部材を構成する。第１〜３図の実施例にお
いて、筒状部分４２は、車のホイールがシャーシにより
近づく運動の結果として、感知部３６と筒状部分４２と
がより多く重なる時に一次巻線と二次巻線の間のトラン
ス結合を増加させるトランス結合強化部材として働く。

図示の実施例において、筒状部材４２は非鉄金属、例え
ばアルミニウム製であり、これは一次巻線の励起の結果
として筒状部分に誘導されるラジアルループ電流によっ
て一次及び二次巻線間のトランス結合を増強するもので
ある。

この実施例により得られる結果を第４図にグラフで示し
である。このグラフから認められるように、二次巻線に
生じた信号は直接電圧伝達比に比例するもので、実質的
に筒状部分４２の感知部３６に対する重なりの量に線形
に関連している。さらに。

本発明の重要な特徴は、ラジアルに巻かれるコイルは、
市販の数値制御巻線装置によって、残りの非線形性を実
質的に無視するような当業者の能力範囲内のやり方で、
予め設定された非一定巻回間隔で巻いてもよいというこ
とである。さもなければ、特定の用途には特定の特徴的
非線形電圧伝達比をもたらすようにしてもよい０巻回間
隔は、電圧伝達比を所望の特徴に″同調“させるように
定めることができる。

第５図を参照して制御モジュール２８の構成を説明する
。方形波発生器５８はその出力線６０に方形波信号を発
生する。この方形波信号は図示の実施例で１２．８にＨ
ｚで動作し、正弦波成形器６２への入力として与えられ
、該成形器は方形波信号を同じ周波数の低調波ひずみ正
弦波信号に変換して出力線６４に出力する。正弦波信号
は増幅及び駆動回路６６により増幅されてセンサープロ
ーブ（感知部）３５の一次巻線４４への線６７に出力さ
れる。一次巻線に与えられた方形波信号は、巻線組立体
とセンサープローブの結合調整部との長さ方向の相対的
型なりに比例して二次巻線に結合される。二次巻線に生
じた信号は線６８を通じて緩衝増幅器７０へ与えられ、
該増幅器は二次巻線に生じた比較的小さい信号について
高入力インピーダンスを与えて増幅する。

緩衝増幅器７０は、さらに誘起された高周波ノイズとＤ
Ｃオフセットとを除去するための手段を包含する。緩衝
増幅器の出カフ２は精密整流器７４へ与えられ、その出
カフ６によりアナログＤＣ電圧を生じる。これは二次巻
線両端間に生じる平均ＡＣ電圧に比例する。ＤＣアナロ
グ電圧は直流増幅器７８により増幅されて出力ａ８０に
より車の乗り心地制御コンピュータ（図示せず）への入
力として与えられる。

方形波発生器５８の出力６０は、また、負電源８２への
入力としても与えられ、該負電源はその出力８３に車の
シャーシ接地に対して負である電圧を生じ。

これは精密整流器７４と直流増幅器７８とに与えられる
。制御モジュールのこれらの部分に車載電気系統で普通
は得られない負電圧を通常の正電源に追加してかける目
的は、出力信号、特に低信号レベルでの出力信号の直線
性を改良すると共に、他方センサー出力のＤＣオフセッ
トを所望のレベル（ゼロ又はマイナスでさえあり得る）
に調整できるようにするためである。さらに精密整流器
と直流増幅器とにシャーシ接地に対し負である電圧をか
けることにより、出力８０上の電圧の極性を監視すれば
、これら回路部分の成る内部故障を検出する手段が与え
られる。この出力の極性が所定レベルよりさらに負にな
ったら、位置センサーが誤作動していることの表示が乗
り心地制御コンピュータに与えられる。

この電気制御装置の実施例の詳細を第６図を参照して述
べる。車載電圧は接続体２９のピン８５から制御装置に
与えられ、入力ろ波器８６及び反対極性保護ダイオード
８８により調成される。調成された電源電圧は電圧調整
手段９０により定電圧ｖＣＣに調整される。調整手段９
０は当業者にとって周知の何らかの手段２例えば精密分
路基準装置であり得る。電圧ｖＣＣはバス９２上に生じ
、回路の所要部分への供給電圧として与えられる。

図示の実施例で方形波発振器５８はタイプ５５５ＣＭＯ
Ｓタイマー９４であり、その周波数は、タイマー９４の
タイミング端子と信号接地の間に接続されて抵抗９７か
ら１００とｖＣＣバス９２とに直列をなしているコンデ
ンサ９６により１２．８　ＫＨｚに設定されている。

抵抗の１つ１００はタイマー９４の周波数の成分調整を
行うため調整可能である。当業者には認められるように
、　ＣＭＯＳタイマー９４は広範な温度条件にわたって
安定な周波数及び振幅源を構成する。タイマー９４から
の線６０上への出力は電圧分割装置に接続された一対の
精密抵抗１０１．１０２によりスケーリングされ、線１
０４に出力される。線１０４は抵抗１０６を経て増幅・
駆動回路６６へ入力６４を与える。線１０４上の信号の
特性は、この線１０４と接地の間に挿入されている正弦
波成形器６２により著しく変えられ、″能動負荷″ロー
パスフィルタとして働いて方形波信号の高周波成分を接
地へ分路させる。これにより、方形波発生器のパルス繰
返し速さに等しい周波数をもつ正弦波であるところの方
形波の実質的に低゛周波数成分だけをセンサープローブ
へ通過させることができる。

正弦波成形器６２は、正のＤＣ電源Ｖ＋と信号接地との
間に直列接続した抵抗１１２．１１４から成る分圧器に
より与えられる定電圧に保持された線１１０上の非反転
入力をもつ演算増幅器１０８を有している。さらにこの
増幅器１０８は反転入力１１６をコンデンサ１１８を介
して線１０４に接続させている。増幅器１０８は線１２
０上に出力を生じ、この線１２０は抵抗１２２を介して
反転入力１１６へ、コンデンサ１２４を介して線１０４
へ接続されている。正弦波成形器６２の特定の形状が、
出力線１２０と抵抗１２２、コンデンサ１１８゜１２４
を含む反転入力１１６との間の特定フィードバック様式
により方形波の高周波成分を積極的に接地へ分路させる
と共に、タイマー９４により生じる方形波の基本周波数
に比較的高インピーダンスを与え、信号を成形する働き
をする。従って、結果たる信号はタイマー９４のパルス
繰返し速さに等しい周波数をもつ正弦波となる。

正弦波信号は増幅・駆動器６６への入力として抵抗１０
６を介し線６４へ与えられる。増幅・駆動器６６は演算
増幅器１２６を有し、これは抵抗１１２，１１４により
形成される分圧器からの定電圧レベルを与えられている
非反転入力１２８と、入力線６４に接続されて前述の正
弦曲線信号を与えられている反転入力１３０とをもって
いる。増幅器１２６の出力１３２はトランジスタ１３４
のベース端子に直接接続され、該トランジスタのコレク
タは直接Ｖ＋に、エミッタは線１３６に接続されている
。フィードバック抵抗１３８はｌｌＡ１３６を反転入力
１３０に接続して増幅器１２６とトランジスタ１３４の
結合利得をもたらすと共にこの結合を線形増幅器として
動作させる。線１３６と信号接地の間の抵抗１３９は増
幅器１３６への負荷を構成し、外部の源泉から誘起され
る高周波信号のノイズ除去を行う。

、４９１３６は抵抗１４０とコンデンサ１４２の並列の
組に接続される。この並列の組の目的は、一次巻線４４
に与えられる信号のＤＣ成分を減少させることであると
共に同信号のＡＣ成分を一次巻線に結合させる。抵抗１
４０は一次巻線４４のＤＣ抵抗値に対する温度変動の効
果を補償するためバリスタでもよい。コンデンサ１４２
と抵抗１４０の並列の組はフィルター回路１４４を経て
一次巻線４４の一端子に接続され、その他の端子は接地
される。

前述した回路によって一次巻線４４を励起すると、生じ
た磁束は結合調整手段４２によって二次巻線４６に結合
され、二次巻線両端間に信号が誘起される。

二次巻線４６はｖＡ６８と接地の間に接続されている。

線６８は、二次巻線４６に生じた信号のＡＣ成分だけを
回路の残りの部分に結合するため、直列コンデンサ１４
６の一端子に接続される。このコンデンサの第２の端子
１４９は、センサープローブ巻線に誘起される高周波ノ
イズを減少されるため高周波接地分路を構成するコンデ
ンサ１４８に接続される。

この端子１４９は、利得調整抵抗１５０と抵抗１５２の
直列の組を介して緩衝増幅器７０の入力へ接続される。

緩衝増幅器７０は、抵抗１５２からの信号を受ける反転
入力１５４をもつ増幅器１５６を有する。この増幅器１
５６はさらに非反転入力１５ｇを有し、これは信号に固
定ＤＣバイアスを与えるためにＶ＋と信号接地の間に直
列に接続された抵抗１６０と１６２とから成る分圧器に
より与えられる定電圧源に接続されである。抵抗１６４
とコンデンサ１６６の並列の組から成るフィードバック
回路が増幅器の出力１６８と反転入力１５４の間に接続
される。この構成において、緩衝増幅器７０は二次巻線
４６に生じた低信号レベルにつき高入力インピーダンス
を与え、信号を増幅する。増幅器７０の出力は直列コン
デンサ１７０と抵抗１７８により精密整流器７４の入カ
フ２へＡＣ結合される。

精密整流１（３７４は演算増幅器１７２を有し、その非
反転入力１７４は抵抗１７５を介して接地され１反転入
力１７６は入力線７２に接続される。ダイオード１８０
が出力１８２と増幅器１７２の入力１７６とのＩ？ｆｆ
のフィードバック路として設けられ、増幅器１７２にＡ
Ｃ信号の正に向かう゛部分を導通させるが負に向かう部
分を導通させないように働く。加えて、出力１８２は順
方向バイアスダイオード１８４と抵抗１８６を経て出力
線７Ｇに接続される。ダイオード１８４はさらに抵抗１
８８を介して反転入力１７６に接続される。この形状で
は、本質的に順方向電圧降下を増幅器１７２のオープン
ループ利得で分割することにより、在来の整流器より著
しく減少した順方向電圧降下をもたらすものである。そ
の上、この形状はフィードバックループに反対極性の一
対のダイオードを使用することで異例の温度安定性をも
たらすものである。

精密整流器７４からの出力線７６は、増幅器１９０を含
んでいるＤＣ増幅器７８に与えられる。出カフ６は増幅
器１９０の非反転入力に与えられる。反転入力１９２は
直列抵抗１９４を介して、ＶＣＣと信号接地の間に直列
に接続されている抵抗１９５．１９６．１９７及び１９
８から成る分圧器に接続される。抵抗１９７は可変抵抗
であり、線１９９上に与えられる増幅器１９０の出力に
ついてＤＣオフセットを調整する手段となっている。抵
抗２００とコンデンサ２０２の並列の組は。

出力１９９と反転入力１９２との間のフィードバック路
として接続され、増幅器１９０の利得特性を設定すると
共に出力線１９９上のＡＣリプルを減少させるローパス
フィルター特性を与えるものである。ＤＣ増幅器７８の
出力１９９は抵抗２０４を介し出力線８０に接続され、
ついで出力線８０は接続体２９の出力ピン２０６に接続
される。出力線８０と信号接地の間のダイオード２０８
は過剰な負電圧の振れを除去して乗り心地制御コンピュ
ータへ行かないようにする逆電圧クランプを構成する。

追加的出力ローバスフィルタがコンデンサ２０９と２１
０により与えられる。

方形波発生器５８の出力６０はまた増幅器２１２の非反
転入力に接続され、その反転入力２１４はｖＣＣと接地
の間に直列に接続された抵抗２１６と２１８からなる分
圧器により定電圧水準に維持される。増幅器２１２は、
直列コンデンサ２２０、直列ダイオード２２２、分路ダ
イオード２２４及び分路コンデンサ２２６を含む整流回
路８２へ周期的に変動する信号を与えるための低インピ
ーダンス源を構成する。整流回路８２の出力は線８３上
に信号接地に対し負であるＤＣ電圧として与えられる。

負電圧線８３は増幅器１７２と１９０とに、■＋から供
給される正電圧に加えて供給電圧として与えられる。こ
うして増幅器１７２と１９０とは、小さい信号レベルに
おいても線形領域で動作することができ、増幅器１９０
の出力線１９９上のＤＣオフセットはゼロ又は所望なら
負にさえも調整することができる。増幅器１７２と１９
０とに負電圧供給を与えることの追加的利益は、いずれ
かの増幅器の内部故障が出力１９９の負電圧に結果とし
て現われるから、これを乗り心地制御コンピュータが制
御モジュールの誤作動の表示として解釈し得ることであ
る。

作−一月一 作用について述べると、安定な周波数及び振幅の方形波
が方形波発生器５８により線６０上に発生され、これは
低周波成分と、調波的に関係するより高い周波数とを含
んでいるが、抵抗１０１と１０２によリスケーリングさ
れる。スケーリングされた方形波は正弦波成形器６２の
能動負荷高周波分路作用により低ひずみ正弦波に転換さ
れる。正弦波成形器６２は方形波の高周波成分に対し低
インピーダンス分路を、低周波信号成分に対し高インピ
ーダンス負荷を与えると共に、その結果たる信号の形を
整える働きをする。従って、低ひずみで、安定した振幅
の正弦波が生成される。この正弦波信号は増幅・駆動器
６６により増幅されて抵抗１４０、コンデンサ１４２及
びフィルタ１４４を通じて一次巻線４４に与えられる。

一次巻線４４の励起は筒状部材４２にラジアルループ電
流を誘起する。ついで、この電流は二次巻線４６に電圧
を誘起し、この電圧は筒状部材４２内部に重なっている
センサープローブ３６の長さに比例する。かくして、筒
状部材４２は一次巻線と二次巻線の間のトランス結合を
構成する。二次巻線４６に生じた電圧は緩衝増幅器７０
により増幅されて、精密整流器７４によりＡＣ信号の平
均値に等しいＤＣレベルに整流される。精密整流器７４
の出力は増幅器７８により増幅され、さらにろ波される
。制御モジュールの利得は抵抗１５０を調節することに
より調整され、ピン２０６上の出力信号のオフセットは
抵抗１９７を調節することにより調整され得る。

次に、筒状部材４２の巻線組立体の感知部３６に対する
効果を第７図を参照して説明する。同図において Ｋは順方向電圧伝達比 Ｒは有効プローブ入力抵抗 Ｘは有効プローブ入カリアクタンス ■、は一次巻線４４に与えられる入力電圧信号ｖ２は二
次巻線４６に生じた出力電圧信号Ｉｓは筒状部材４２に
誘起されたループ電流である。巻線４４と４６は細長い
コイルである。かようなコイル内の電流は、コイル内部
では密で、コイル外部では距離と共に急速に減少する磁
束を生じさせる。従って、筒状部材４２の効果を除くと
、両巻線は横に接しているから巻線４４の励起に応答し
て巻線４６に信号ｖ２は本質的に生じないであろう。と
ころが筒状部材４２が巻線組立体の一部に重なっている
から、一次巻線により発生された磁束は筒壁によりカッ
トされ、これにより筒内にラジアル電流を誘起する。こ
の誘起電流は筒内に磁束を発生させ、これは一次磁束と
対向し、一部を消去させる。もし、対向磁束が例えば一
次コイル内の磁束の０．３倍であるとすると、一次コイ
ル内の磁束は、重なっていない長さ部分内では元の振幅
であろうが、重なった部分内では元の振幅の７０％にす
ぎない。これはＲ＋ＪＸをも減少させるから、丁度一次
巻線の重なり部分が部分的に縮んだように、又は回路か
ら除外されたように応答することになる。

二次巻線４６の同じ長さが筒状部材４２内にあるから、
二次巻線のこの部分は、この例では一次巻線内の元の磁
束振幅の３０％を受けると共に二次巻線の非転換部分は
本質的に磁束を受けない。ｖ２は、二次巻線内磁束と一
次巻線内の磁束との比のＶ□倍に直接比例する。結果は
、筒状部材４２内にある巻線組立体の長さに比例する電
圧が二次巻線内に誘起されることになる。

夏上立！履盤 本発明の第１の変形例を第８〜１２図に示す。この例で
は一次巻線と二次巻線が同心に巻かれ、環状空所又はギ
ャップにより隔てられていて、結合調整手段はギャップ
内の巻線間に長さ方向に配置され得る結合切断部材から
成る。この例で、結合調整手段とセンサープローブの重
なりがより大きくなると、一次巻線に加えられる電圧の
結果として二次巻線に生じる電圧は減少する。なぜなら
、結合調整手段が巻線間のトランス結合の大きさを禁止
又は減少させるからである。

この例において、非接触型線形位置センサー組立体３１
０は基部３１２と摺動部３１６とを有し、これらは互い
に長さ方向に伸縮可能である（第８図）。基部３１２は
これを車の静止部分に取付ける取付手段（図示せず）を
有し、摺動部３１６は車の可動部分、例えばホイール組
立体に取付けるための取付手段３１８を有している。基
部３１２は、コア３５０の周りにラジアルに巻かれたコ
イル３５２から成る一次巻線３４４を含む感知部３３６
を有している（第８．９及び１０図）。一次巻線３４４
をその中に同心に配置させている二次巻線３４６は、前
記コア３５０の外径上り実質的に大きい内径の中央孔を
形成する壁部をもつコア３５４を含んでいる。二次巻線
３４６はさらにこのコア３５４の周りにラジアルに巻か
れたコイル３５６を有している。一次巻線と二次巻線の
寸法は、同心に配した両巻線の間に環状空所又はギャッ
プ３３８を形成するように定められる。摺動部３１６の
筒状部分３４２はギャップ３３８内で長さ方向に位置づ
けられ得る。筒状部分３４２と感知部３３６とがセンサ
ープローブ３３５を形成する。

コア３５０はコア３５４と摩擦係合する寸法とした拡径
端部３３４を有し、このコア３５４は基部３１２に含ま
れるフレーム部材３２６（第８図）と摩擦係合する寸法
に定められる。位置センサー３１０はさらに、フレーム
部材３２６と係合し、且つ制御モジュール３２８へ延び
ている多数の電気リード線を支持する応力解放部材２３
０を有している。制御モジュール３２８は電気接続体３
２９により乗り心地制御コンピュータ（図示せず）へ接
続される。

コア３５０は鉄などのような強磁性材料で作られ、二次
巻線３５４は構造用ポリマーなどのような非磁性材料で
作られる。第８図に明らかなように、一次巻線と二次巻
線はそれぞれのコアの全長に延びてはいない。むしろ両
コイルは、筒状部材３４２の移動する全長プラス内側の
一部コイルの約ｌＯ％と外側の二次コイルの約５％とに
等しいコアの追加長さにわたって結合調整手段とコイル
との間にインターフェイスができるように、それぞれの
コイル上に配置される。一次巻線と二次巻線は１本のワ
イヤからそれぞれのコアの周りにラジアルに巻かれ、各
々マイラースリーブ又はその他の絶縁材料などのような
保護フィルムで被覆される。

一次巻＄３４４は二次巻ａ３４６内に配置されるから。

電圧ｖ１による一次巻線の励起は二次巻線に電圧ｖ２を
誘起する（第１２図）。この例での結合調整手段（筒状
部分３４２により形成される）はこの一次巻線３４４と
二次巻線３４６の間のトランス結合を遮断する磁性遮蔽
として働く。筒状部分３４２は短絡回路巻線として働き
、磁束に対して可変的なリラクタンス路を形成する。こ
の可変リラクタンス路は二次巻線に誘起される電流の量
を比例的に減少させる。二次巻線に電圧を誘起するのに
役立つ磁束は、筒状部分３４２が存在していないギャッ
プ３３８の長さに比例する。従って、筒状部分３４２が
ギャップ３３８内へ追加的に嵌まり込んでいくと、筒状
部分の磁束遮蔽効果によって両巻線間の磁性結合は減少
され、これにより一次巻線に加えられた信号から二次巻
線に生じる電圧は減少される。こうしてセンサープロー
ブからの信号出力は、第１〜５図に示した実施例につい
て述べたのと反対の方法で位置センサー部分の相対的位
置づけに応答する。この変形例において筒状部分３４２
は鉄などのような磁性金属で作られる。

この例での制御モジュ、−ル３２８は第１１図に示して
あり、本質的には第４，５図に示したものと同じである
が、直流増幅器７８の出力８０に接続した反転増幅器２
３２が追加されている。反転増幅器２３２は演算増幅器
２３４を有し、そのフィードバック抵抗２３６は増幅器
の出力２３８と反転入力２４０との間に接続されて利得
を得るようにされている。増幅器２３２の非反転入力２
４１は、ｖＣＣと接地との間に直列接続された抵抗２４
４．２４５及び２４６と直列抵抗２４２とから成る分圧
器を通じて定電圧水準を供給される。第１１図に示す例
で、抵抗２４５は可変である。

増幅器２３４は正電圧Ｖ＋と線８３からの負電圧との双
方を供給される。第１１図の制御モジュール３２８の動
作は第５．６図のそれと本質的に同じである。

しかし、増幅器７８の出力８０は１反転増幅器２３４を
含む追加出力段階を有しているため、さらに増幅され反
転される。

里ス匁Ｉ盪ス差■ ショックアブソーバ−の外側で車の乗り心地制御装置と
関連して使用される変形例を第１３．１４図に示す。こ
の変形例は、第１〜７図に示した実施例と同じ電気的構
成と動作をもつが、主な相違は一次巻線と二次巻線の長
さが図示の例で４．８インチ（１２２＋ｎ＋＋＋）に減
少されていることである。

第１３図で符号４１０により全体を示す線形位置センサ
ーは、取付部材４１４により車の一部例えばシャーシに
取付けられる基部４１２と、位置を感知すべき車の部分
例えばホイール支持構造に第２の取付部材４１８により
取付けられる摺動部４１６とを有している。摺動部４１
６と基部４１２とは、互いに長さ方向に相対移動可能で
あって、長さ方向に伸縮性あるブーツ４２０により伸縮
自在に閉じられる。ブーツ４２０の第１の端部４２２は
１条体５００などのようなりランプ手段により基部４１
２に封着され、第２の端部４２４は同じく適当な条体（
図示せず）などのクランプ手段により摺動部４１６に封
着される。

基部４１２はフレーム４２６を有し、この中に制御モジ
ュール２８が種々の自動車用流体に耐性ある適当な包被
材料による包被で同時に閉じ込められている。乗り心地
制御コンピュータへの接続のため電気接続体４２９がこ
れと合う接続具（図示せず）に係合するようにされ、制
御モジュール２８への入力及び出力を構成する。フレー
ム４２６はその内表面４２７が内部円形室４３０を形成
し、その中に巻線組立体４３２が固着される。巻線組立
体４３２は、一次巻線４４４及び二次巻線４４６（第１
４図）を構造用ポリマー殻４４８で包んで成り、その端
部４３４（第１３図）は内表面４２７に摩擦係合する寸
法とされている。巻線組立体４３２はさらに感知部４３
６を有し、これは内表面４２７から隔てられ、その間に
環状空所又はギャップ４３８を形成している。摺動部４
１６の端部４４０には取付部材４１８が取付けられ、細
長い筒状部分４４２から成る結合調整手段が包含されて
いる。

筒状部分４４２は、巻線組立体４３２の感知部４３６と
内表面４２７との間のギャップ４３８内を自由に摺動で
きる形状とされている。筒状部分４４２はポリマー製の
支持筒４９６内に密に嵌合した非鉄金属製のトランス結
合部材４９５から成る。多数のリブ４９７（第１４図）
が支持筒４９６の周囲に円周方向間隔をおいて設けられ
、内表面４２７との摺接に対し低摩擦案内手段となって
いる。フレーム４２６の壁部に多数の開孔４９８が穿設
され、筒状部分４４２が長さ方向に移動する時ギャップ
３８内の圧を均衡させる通気手段となっている。

図示した実施例の制御モジュール２８（第６図）の種々
の回路素子の値は以下の通りである。

−泉ゴＪと降号−１ｍ− 抵抗　１０１　　　　　　　１５Ｋ、１％抵抗　１０２
　　　　　　　５．１１Ｋ、１％抵抗　１１２　　　　
　　　１１０に 抵抗　１１４　　　　　　　２４に 抵抗　１２２ 抵抗　１３９ 抵抗　１４０ コンデンサ１４２ コンデンサ１４６ コンデンサ１４８ 抵抗１６０ 抵抗１６２ 抵抗１６４ コンデンサ１６６ コンデンサ１７０ １０Ｋ、　１％ １０に １８０に ４．７ｕｆ ０．１ｕｆ Ｏ，０Ｏ１ｕｆ １８０に １００に ２７４に、　　１％ １０ｐｆ、　ＮＰＯタイプ ０．１ｕｆ 抵抗　１７５　　　　　　　１　Ｋ 抵抗　１７８　　　　　　　　１　Ｋ、１％抵抗　１８
６　　　　　　　１０Ｋ、１％抵抗　１８８　　　　　
　　２．１　Ｋ、１％抵抗　１９４　　　　　　　４７
．５　Ｋ、１％抵抗　１９５　　　　　　　２３７　Ｋ
抵抗　１９６　　　　　　　２．１に、１％抵抗　１９
８　　　　　　　２００　Ｋ、１％抵抗　２００　　　
　　　　　２７４　Ｋ、１％コンデンサ２０２　　　　
　６８０ｐｆコンデンサ２０９　　　　　　１　ｕｆコ
ンデンサ２１０　　　　　０．００１ｕｆ茄−一二隨 本発明は低価格自動化機構に容易に適合できる。

巻線は、数値制御装置によってワイヤの巻回を行ないつ
つコイルを回転させることにより容易にコアの上に巻き
付けることができる。センサープローブの相対的位置づ
けに対するセンサー組立体の出力特性は、それぞれのコ
アの種々の部分に沿うコイルの巻回間隔を選択的に調節
することにより調整し得る。この自由度により線形位置
センサーを特定の車のサスペンションシステムの特性に
″同調″させることができる。センサープローブと電子
制御モジュールとのパッケージを組合せる能力は、電子
回路の利得やオフセットなどの調節を構成素子を包被す
る前に工場でできるようにさせる。従って本発明の位置
センサーは容易に車に取付けて、乗り心地制御コンピュ
ータへ野外での追加的調節なしに容易に接続することが
できる。

種々の構成素子の構造は本発明の組立体の重量と嵩を減
少させ、耐久性を強めさせる。本発明に係る制御モジュ
ールの独特な構成は部品数を減少させ、組立体のコンパ
クトさをさらに改良し、且つ回路の優れた温度安定性と
相まってセンサープローブ全体を過酷な環境に取付ける
のを可能にする。

さらに、センサープローブの素子は成る実施例ではショ
ックアブソーバの作動油によりもたらされる潤滑すベリ
嵌めに適合され得る。

本発明に係る線形位置センサーは基部に対する摺動部の
ストローク長さの９０％以上に応答するように構成され
得る。こうして本発明の組立体により占められる空間は
実質的に減少される。ショックアブソーバの内部に取付
けるほか、本発明はショックアブソーバの外側にその変
移方向と平行に取付けることができる。本発明は、この
ほか、自動車のサスペンション以外の部分の位置の検出
にも応用することができ、また工作機械などに対する使
用のように車以外の用途にも適応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非接触型線形位置センサーの一実
施例を示す側面図、 第２図は第１図で■として示した部分の拡大断面図、 第３図は第２図■−■線における断面図。 第４図は第１図の実施例のセンサーにおけるセンサープ
ローブの筒状部分の位置（横軸）と電圧伝達比（縦軸）
との関係を示すグラフ、 第５図は本発明の電気制御回路のブロック図、第６図は
第５図の回路の結線図、 第７図は第１〜６図の実施例におけるセンサープローブ
の等価回路を示す図、 第８図は本発明の第１の変形例の断面側面図、第９図は
第８図の■の部分の拡大断面図、第１０図は第９図Ｘ−
Ｘにおける断面図。 第１１図は第８〜１０図の例の回路のブロック結線図、 第１２図は第８〜１０図の例の回路におけるセンサープ
ローブの等価回路を示す図、 第１３図は第２の変形例の断面図、 第１４図は第１３図ＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図で
ある。 、支要−符ｊ− １０・・・センサー組立体 １２・・・基部　　　　　　　　１６・・・摺動部２８
・・・制御モジュール　　　２９・・・接続体３２・・
・巻線組立体 ３５・・・センサープローブ ３６・・・感知部 ４２・・・筒状部分 ４４・・・一次巻線 ５０・・・コア ５２・・・コイル ３２６・・・フレーム部材 ３３８・・・環状空所又はギャップ ４２０・・・ブーツ ４Ｇ・・・二次巻線 ５４・・・コア ４０・・・端部 ５６・・・コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の細長いコアと、このコアの長さに実質的に沿
   って間隔を置いてコア周囲に多数巻回されたコイルとを
   有する一次巻線と、 前記第１の細長いコアと実質的に同長の第２の細長いコ
   アと、このコアの長さに実質的に沿って間隔を置いてコ
   ア周囲に多数巻回されたコイルとを有する二次巻線と、 位置を感知すべき部材と前記両巻線とに対し可動で該両
   巻線間のトランス結合を変動させるための結合調整手段
   と から成る線形位置センサー。 ２、前記両巻線は間隔を置いて平行であり、前記結合調
   整手段は前記コイルの周りの結合強化部材を有していて
   、一次巻線の励起の結果二次巻線に発生する信号が該結
   合強化部材と前記両巻線との重なりが同じになるほど増
   加するようにされている請求項１に記載のセンサー。 ３、前記結合強化部材が電導性の筒状部材である請求項
   ２に記載のセンサー。 ４、前記筒状部材が非鉄金属製である請求項３に記載の
   センサー。 ５、前記コアが強磁性材料製である請求項３に記載のセ
   ンサー。 ６、前記コアが強磁性材料製である請求項２に記載のセ
   ンサー。 ７、さらに、前記一次巻線へ周期的に変動する信号を適
   用する手段と、前記一次巻線から結合された二次巻線に
   発生する信号を測定するための測定手段とを有する請求
   項２に記載のセンサー。 ８、前記両巻線が共通の包被体に包被されている請求項
   ２に記載のセンサー。 ９、さらに、周期的に変動する信号を発生し、これを前
   記一次巻線に適用する手段と、前記一次巻線から結合さ
   れた前記二次巻線に発生する信号を測定するための手段
   とを有する電子モジュールを有している請求項８に記載
   のセンサー。 １０、前記両巻線が同心であって環状空所により隔てら
   れており、前記結合調整手段が該空所内で前記両巻線間
   の結合切断部材を有しており、一次巻線の励起の結果前
   記二次巻線に発生する信号が該部材と両巻線とが同長に
   なるほど減少するようにした請求項１に記載のセンサー
   。 １１、前記切断部材が筒状磁性シールドから成る請求項
   １０に記載のセンサー。 １２、前記シールドが鉄金属製である請求項１１に記載
   のセンサー。 １３、前記一次巻線が前記二次巻線の内部にあり、前記
   第１のコアが強磁性材料製である請求項１０に記載のセ
   ンサー。 １４、前記第２のコアが非磁性材料製である請求項１３
   に記載のセンサー。 １５、前記材料がポリマーである請求項１４に記載のセ
   ンサー。 １６、さらに、周期的に変動する信号を前記一次巻線に
   適用する手段と、前記一次巻線から結合された二次巻線
   に発生する信号を測定するための測定手段を有している
   請求項１０に記載のセンサー。 １７、一次巻線と、 該一次巻線に結合された二次巻線と、 前記一次巻線に周期的に変動する信号を適用する発生手
   段と、 位置を感知すべき部材と前記両巻線とに対し可動で、前
   記一次巻線から結合された時二次巻線に発生する信号を
   変動させるための手段と、前記二次巻線に発生する二次
   信号を測定するための測定手段であって、該二次信号を
   整流する整流手段と、整流された信号にＤＣオフセット
   信号を適用する手段とを含む測定手段と から成る線形位置センサーシステム。 １８、ＤＣオフセット信号を適用する前記手段が前記整
   流された二次信号のレベルを減少させるようにされてい
   る請求項１７に記載のセンサーシステム。 １９、前記整流手段が入力と出力を有する増幅器と、該
   増幅器入力と出力の間のダイオードとを有する請求項１
   ７に記載のセンサーシステム。 ２０、前記発生手段がその出力端に方形波信号を発生さ
   せるための方形波発生器と、該方形波発生器出力端と前
   記一次巻線の間で前記方形波信号を正弦波信号に変換す
   るローパスフィルターとを有する請求項１７に記載のセ
   ンサーシステム。 ２１、前記ローパスフィルターは高周波信号を接地させ
   るようになっている請求項２０に記載のセンサーシステ
   ム。 ２２、前記ローパスフィルターが、反転入力と、出力と
   、前記増幅器入力と前記反転入力の間の抵抗と、前記方
   形波発生器出力と前記増幅器入力との間の第１コンデン
   サと、前記方形波発生器出力と前記増幅器出力との間の
   第２コンデンサとを有する請求項２１に記載のセンサー
   システム。 ２３、前記両巻線、前記発生手段及び前記測定手段が共
   通の包被体に包まれていて環境耐性あるセンサーシステ
   ムを構成している請求項１７に記載のセンサーシステム
   。 ２４、電気接続端子をもつセンサー部材と、前記電気接
   続端子間に挿入され、該端子に正弦波信号を適用するた
   めの正弦波発生器と、該端子におけるセンサーの電気パ
   ラメータを測定するための測定手段とを有している電子
   アセンブリーと、 位置を感知すべき部材に対し可動で前記電気パラメータ
   の値を比例的に調整するための調整手段と から成り、 前記正弦波発生器がその出力端に方形波信号を発生する
   ための方形波発生手段と、該方形波発生器出力と前記電
   気接続端子の間のローパスフィルターとを有している線
   形位置センサーシステム。 ２５、前記センサーと前記電子アセンブリーが共通のハ
   ウジング内に組合わされている請求項２４に記載のセン
   サー。 ２６、前記共通ハウジングが前記センサーと前記電子ア
   センブリーを共通に包被して環境耐性ある構造を構成し
   ている請求項２５に記載のセンサーシステム。 ２７、前記ローパスフィルターは高周波信号を前記方形
   波発生器出力から分路させるようにされている請求項２
   ４に記載のセンサーシステム。 ２８、前記ローパスフィルターが、反転入力と、出力と
   、前記増幅器出力と前記反転入力との間の抵抗と、前記
   方形波発生器出力と前記増幅器入力との間の第１コンデ
   ンサと、前記方形波発生器出力と前記増幅器出力との間
   の第２コンデンサとを有する請求項２７に記載のセンサ
   ーシステム。 ２９、前記測定手段が前記電気パラメータを整流するた
   めの整流手段と、整流された電気パラメータにＤＣオフ
   セットを適用するための手段とを有する請求項２４に記
   載のセンサーシステム。 ３０、前記整流手段が反転入力と出力を有する増幅器と
   、該増幅器入力と出力の間のダイオードとを有する請求
   項２９に記載のセンサーシステム。 ３１、細長い一次巻線と細長い二次巻線とを有し、両巻
   線は距離を置いて共通のハウジング内に同長に位置づけ
   られ、両巻線の各々は細長いコアとそれぞれのコアの周
   りに巻かれたコイルとから成る巻線組立体と、 前記巻線組立体の一部を伸縮状に受け入れるように非鉄
   金属製の円筒壁を有している筒状部材と から成る線形位置センサー。 ３２、さらに、前記一次巻線に適用されるべき周期的に
   変動する信号を発生するための発生手段と、前記筒状部
   材の壁内にある前記巻線組立体の部分の長さに比例して
   前記二次巻線に発生する信号を測定するための測定手段
   とを有する電子アセンブリーを有している請求項３１に
   記載のセンサー。 ３３、前記電子アセンブリーが前記ハウジング内で前記
   巻線組立体に結合されている請求項３２に記載のセンサ
   ー。 ３４、さらに、前記筒状部材と前記巻線組立体を密封的
   に結合するブーツを有している請求項３３に記載のセン
   サー。 ３５、前記発生手段が方形波信号を発生するための方形
   波発生手段と、該方形波の所定周波数以下の成分のみを
   通過させるためのローパスフィルターとを有している請
   求項３２に記載のセンサー。 ３６、前記ローパスフィルターが、前記方形波信号の所
   定周波数以上の成分を接地させる分路手段を有している
   請求項３５に記載のセンサー。 ３７、細長い一次巻線と細長い二次巻線とから成る巻線
   組立体であって、該巻線の各々は細長いコアとそれぞれ
   のコアの周りに巻かれたコイルとから成り、該二次巻線
   のコアはその長さの方向に沿って延びる中央内孔を形成
   する壁手段を有し、該内孔の内径は前記一次巻線の外径
   より大きく、該一次巻線は両巻線間に環状空所を形成す
   る前記内孔の内部に位置づけられているところの巻線組
   立体と、 磁性材料製の円筒壁を有し、前記環状空所内に長さ方向
   に調整可能に位置づけられるようにした筒状部材とから
   成る線形位置センサー。 ３８、さらに、前記一次巻線に適用されるべき周期的に
   変動する信号を発生するための発生手段と、前記巻線組
   立体の環状空所内にある前記筒状部材の長さに反比例し
   て前記二次巻線に発生される信号を測定するための測定
   手段とを有する電子アセンブリーを有している請求項３
   ７に記載のセンサー。 ３９、前記コイルがそれぞれのコアのまわりにラジアル
   に巻かれている請求項３７に記載のセンサー。 ４０、前記発生手段が方形波信号を発生するための方形
   波発生手段と、該方形波の所定周波数以下の成分のみを
   通過させるローパスフィルターとを有している請求項３
   ８に記載のセンサー。 ４１、前記ローパスフィルターが前記方形波の所定周波
   数以上の成分を接地する分路手段を有している請求項４
   ０に記載のセンサー。 ４２、第１の細長いコアと、このコアの周囲に巻かれコ
   アの長さに実質的に沿った多数巻回から成るコイルとを
   有する一次巻線と、 前記第１コアと実質的に同長の第２の細長いコアと、こ
   のコアの周りに巻かれコアの長さに実質的に沿った多数
   の巻回から成る第２のコイルとを有する二次巻線と、 位置を感知すべき部材と前記両巻線とに対し可動で、両
   巻線間のトランス結合を変動させるための結合調整手段
   と、 前記一次巻線に周期的に変動する信号を適用するための
   手段と、 前記一次巻線から結合された二次巻線に発生する信号を
   測定するための測定手段と から成る線形位置センサー。 ４３、第１の細長いコアとこのコアの周りに巻かれたコ
   イルとを有する一次巻線と、 前記第１コアと実質的に同長の第２コアと該第２コアの
   周りに巻かれたコイルとを有する二次巻線と、 位置を感知すべき部材と前記両巻線とに対し可動で、両
   巻線間のトランス結合を変化させるための結合調整手段
   と、 前記両巻線をその中に位置づけるべき内孔を形成する内
   表面手段を有する筒状フレーム部材と、 前記内孔内を摺動可能な前記結合調整手段に備えられて
   、外部支持部材内に嵌め込まれている内部金属部材と、 前記外部支持部材と前記内表面との間の抗摩擦手段とか
   ら成る線形位置センサー。 ４４、前記支持部材はポリマーであり、前記抗摩擦手段
   は前記支持部材からその周りに環状に隔てられて延びる
   リブから成る請求項４３に記載のセンサー。 ４５、前記内孔内を前記結合調整手段が動く時その内孔
   内の圧力を均衡させるため前記筒状フレームに沿って隔
   てられた多数の開孔を形成する手段を有する請求項４３
   に記載のセンサー。 ４６、前記筒状フレーム部材と前記結合調整手段との間
   に延びるブーツを有している請求項４３に記載のセンサ
   ー。