JP2001174206A - シリンダ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつシンプルな構造を持ち、利用可能な
検出可能ストローク範囲を広くとることもでき、検出対
象変位が微小でも高分解能での検出が可能。 【解決手段】 ピストンロッド４の表面において、少な
くとも１つの磁気応答部５ａ，５ｂが、ストローク変位
方向に沿って面積が漸増又は漸減する区間を有する所定
のパターンで配置される。シリンダ本体の側には磁気応
答部のそれぞれに対応して測定用のコイルＬＡ，ＬＢが
設けられる。コイルを所定の交流信号で励磁し、ピスト
ンロッドのストローク位置の変位に応じて該コイルに対
する該磁気応答部の対応面積が変化し、この対応面積変
化に応じて該コイルのインダクタンスが変化し、該コイ
ルの両端間電圧が漸増又は漸減変化する。各コイルの電
圧を演算することにより、ストローク位置に応じて所定
の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出
力信号を生成する。２次コイルが無い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧シリンダ等
のピストンストローク位置を検出するシリンダ位置検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧シリンダ等のストローク位置を検
出する位置検出装置には、従来より種々の方式のものが
知られている。そのうち、コイルを使用した誘導型のシ
リンダ位置検出装置としては、例えば、実公平２−２６
００３号公報等に示されたものが知られている。そこに
おいては、ピストンロッドの表面をねじ状に加工し、ね
じの１ピッチに相当する直線変位をアブソリュートで検
出する例が示されている。また、ピストンロッドの表面
をリング状に凹凸加工し、凹凸リングの１ピッチに相当
する直線変位をアブソリュートで検出する例が示されて
いる。この種の従来装置における位置検出方式は、複数
の１次コイルを互いに電気的位相のずれた複数相の交流
信号（例えばｓｉｎωｔとｃｏｓωｔ）でそれぞれ励磁
し、各１次コイルによる２次側誘導信号を合成して１つ
の２次出力信号を生成し、励磁用の交流信号に対するこ
の２次出力信号における電気的位相ずれが検出対象ピス
トン位置を示すようにした位相シフトタイプからなって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来知られたシリンダ
ストローク位置検出装置に用いられる誘導型位置センサ
のコイル構成は、１次コイルと２次コイルが必要である
ため、部品点数が多くなり、製造コストを低廉にするの
に限界があった。また、小型化するにも限界があった。
励磁コイルの自己インダクタンスを測定するタイプの位
置検出器も知られており、それはそれでコイル数を減ら
すことができるが、検出対象の変位に応じた移相量が狭
い範囲でしか得られないため、実際はその移相量の測定
が困難であり、また、検出分解能が悪く、実用化には不
向きであった。本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、小型かつシンプルな構造を持つと共に、利用可能な
検出可能ストローク範囲を広くとることもでき、また、
検出対象の変位が微小でも高分解能での検出が可能なシ
リンダ位置検出装置を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシリンダ位
置検出装置は、ピストンロッドの表面においてストロー
ク変位方向に沿って面積が漸増又は漸減する区間を有す
る所定のパターンで配置された少なくとも１つの磁気応
答部と、シリンダ本体の側に固定され、前記磁気応答部
のそれぞれに対応して設けられたコイルとを具備し、前
記コイルを所定の交流信号で励磁し、前記ピストンロッ
ドの直線的ストローク位置の変位に応じて該コイルに対
する該磁気応答部の対応面積が変化し、この対応面積変
化に応じて該コイルのインダクタンスが変化し、前記磁
気応答部が漸増又は漸減する区間に対応して該コイルの
両端間電圧が漸増又は漸減するようにしたことを特徴と
するものである。

【０００５】磁気応答部は、磁性体及び導電体の少なく
とも一方を含んでなるものであってよい。磁気応答部が
磁性体からなる場合は、コイルに対する該磁気応答部の
対応面積が増すほど該コイルの自己インダクタンスが増
加し、該コイルの両端間電圧が漸増する。一方、磁気応
答部として銅のような良導電体を使用した場合は、渦電
流損によってコイルの自己インダクタンスが減少し、コ
イルに対する該磁気応答部の対応面積が増すほど該コイ
ルの自己インダクタンスが減少し、該コイルの両端間電
圧が漸減する。また、磁気応答部として、磁性体と導電
体を組合わせたハイブリッドタイプのものを用いてもよ
い。このようなコイル端子間電圧の漸増（又は漸減）変
化を、所定周期関数の部分的位相範囲での変化に見立て
てこの特性を利用することにより、ピストンロッドのス
トローク位置を検出することができる。

【０００６】一実施例として、複数の磁気応答部をピス
トンロッドに配置し、各磁気応答部とそれに対応するコ
イルとの対応面積の漸増又は漸減のパターン又は区間が
異なるように配置する。これにより、各磁気応答部に対
応する各コイルの両端間電圧がピストンロッドのストロ
ーク変位に対して示す漸増又は漸減のパターンを、各コ
イル毎に異ならせることができる。各コイルの電圧をそ
れぞれ取り出し、それらを加算及び／又は減算すること
により、ピストンロッドのストローク位置に応じて所定
の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出
力信号を生成するアナログ演算回路を更に具備し、該複
数の各交流出力信号の振幅を規定する前記周期関数特性
が所定位相だけ異なる同一特性の周期関数からなるよう
にすることができる。すなわち、各コイルの端子間電圧
をそれぞれ取り出し、それらを加算及び／又は減算して
組合わせることにより、ピストンロッドのストローク位
置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示
す複数の交流出力信号を生成することができる。

【０００７】例えば、典型的には、該コイルの両端間電
圧の漸増変化カーブは、例えばサイン関数における０度
から９０度までの範囲の関数値変化になぞらえることが
できる。また、この漸増変化カーブは、その振幅を負に
反転して、所定レベル（オフセットレベル）を加算する
電圧シフトを行なえば、所定レベルから漸減する漸減変
化カーブに変換することができる。このような漸減変化
カーブは、例えばサイン関数における９０度から１８０
度までの範囲の関数値変化になぞらえることができる。
かくして、コイルの両端間電圧の漸増又は漸減変化は、
必要に応じて適宜の加算及び／又は減算を施すことによ
り、サイン関数における０度から９０度までの範囲の関
数値変化、９０度から１８０度までの範囲の関数値変
化、１８０度から２７０度までの範囲の関数値変化、２
７０度から３６０度までの範囲の関数値変化、等にそれ
ぞれなぞらえることができる。各範囲におけるカーブの
傾斜方向や電圧シフトのオフセットレベルは、適切なア
ナログ演算により、適宜コントロールすることができ
る。しかして、ピストンロッドのストローク位置に応じ
てサイン関数特性に従う振幅を示す第１の交流出力信号
を生成することができ、また、このサイン関数に対して
９０度位相ずれた同一特性の周期関数つまりコサイン関
数の特性に従う振幅を示す第２の交流出力信号を生成す
ることもできる。

【０００８】このように、好ましい一実施形態として、
ピストンロッドのストローク位置に応じてサイン及びコ
サイン関数特性に従う振幅をそれぞれ示す２つの交流出
力信号を生成することができる。例えば、検出対象スト
ローク位置を角度θに置き換えて示すと、概ね、サイン
関数特性を示す振幅を持つ交流出力信号は、ｓｉｎθｓ
ｉｎωｔで示すことができるものであり、コサイン関数
特性を示す振幅を持つ交流出力信号は、ｃｏｓθｓｉｎ
ωｔで示すことができるものである。これは、レゾルバ
といわれる位置検出器の出力信号の形態と同様のもので
あり、極めて有用なものである。例えば、前記アナログ
演算回路で生成された前記２つの交流出力信号を入力
し、該２つの交流出力信号における振幅値の相関関係か
ら該振幅値を規定する前記サイン及びコサイン関数にお
ける位相値を検出し、検出した位相値に基づき前記検出
対象の位置検出データを生成する振幅位相変換部を具備
するようにするとよい。

【０００９】かくして、この発明によれば、１次コイル
のみを設ければよく、２次コイルは不要であるため、小
型かつシンプルな構造のシリンダ位置検出装置を提供す
ることができる。また、ストローク位置の変化に応じた
磁気応答部との対応面積の漸増（又は漸減）変化に応じ
て漸増（又は漸減）するコイルの両端間電圧を適宜加算
及び／又は減算することにより、検出対象ストローク位
置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示
す複数の交流出力信号（例えばサイン及びコサイン関数
特性に従う振幅をそれぞれ示す２つの交流出力信号）を
容易に生成することができ、利用可能な位相角範囲を広
くとることができる。例えば、上記のように、０度から
３６０度までのフルの位相角範囲で検出を行うことも可
能である。勿論、フルの位相角範囲に限らず、０度から
９０度まで、あるいは０度から１８０度までのように限
られた位相角範囲で検出を行うことも可能である。ま
た、これら複数の交流出力信号における振幅値の相関関
係から該振幅値を規定する所定周期関数（例えばサイン
及びコサイン関数）における位相値を検出することで、
検出対象の変位が微小でも高分解能での位置検出が可能
である。

【００１０】ストローク変位方向に沿って面積が漸増又
は漸減する区間を有する所定のパターンで配置された磁
気応答部を実質的に１つだけ設け、これに対応してコイ
ルを１つだけ設けるようにしてもよい。その場合は、前
記交流信号が印加されるインピーダンス手段と、前記コ
イル及び前記インピーダンス手段の電圧をそれぞれ取り
出し、これらに基づき前記ピストンロッドのストローク
位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ
示す複数の交流出力信号を生成するアナログ演算回路で
あって、該複数の各交流出力信号の振幅を規定する前記
周期関数特性は所定位相だけ異なる同一特性の周期関数
からなるものとを更に具備する。コイルが１つだけの場
合、ストローク位置に応じてコイルから発生される電圧
の漸増（又は漸減）変化カーブは１つだけしか発生され
ない。それだけでは、検出対象ストローク位置に応じて
所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交
流出力信号、典型的には、検出対象位置に応じてサイン
及びコサイン関数特性に従う振幅をそれぞれ示す２つの
交流出力信号、を生成するのは困難である。そこで、ダ
ミーの電圧発生手段として、前記交流信号が印加される
インピーダンス手段を設け、前記コイルの両端間電圧と
このダミーのインピーダンス手段の両端間電圧とを組合
わせることで、検出対象位置に応じて所定の周期関数特
性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号、典型
的には、検出対象位置に応じてサイン及びコサイン関数
特性に従う振幅をそれぞれ示す２つの交流出力信号、を
生成することができるようにしている。ダミーのインピ
ーダンス手段としては、抵抗素子でもよいし、コイルの
ようなインダクタンス手段でもよい。この場合、異なる
パターン又は区間で配置された複数の磁気応答部とそれ
らの対応するコイルを設けるタイプと同様の効果を得る
ことができることに加えて、コイルが１個でよいため、
超小型、微小変位の検出に適している。

【００１１】前記面積の漸増又は漸減のパターンが共通
の複数の前記磁気応答部を前記ピストンロッドの円周方
向に所定角度でずらして配置してなり、これにより、該
各磁気応答部に対応する前記各コイルの前記両端間電圧
が前記ピストンロッドのストローク変位に対して示す漸
増又は漸減のパターンは各コイルで共通するものとさ
れ、各コイルの出力電圧を加算合成することで、前記ピ
ストンロッドの直線的ストローク変位に応じて漸増又は
漸減する１つの出力電圧を生成する回路を更に具備し、
この１つの出力電圧と前記インピーダンス手段の出力電
圧を前記アナログ演算回路に入力するようにしてもよ
い。この場合は、ピストンロッドの伸縮ストローク変化
時における自重による軸心ずれが起こっても、各コイル
の出力電圧が加算によって平均化されることにより、ス
トローク位置検出精度に悪影響を与えないものとするこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図１はこの発明に
係るシリンダ位置検出装置を適用したシリンダ装置１の
外観を略示する斜視図である。シリンダ装置１は、油圧
または空気圧シリンダなど、どのようなタイプのシリン
ダであってもよい。このシリンダ装置１は、通常知られ
るように、シリンダ本体２と、このシリンダ本体２内に
収納されて該シリンダ本体２に対して相対的に直線変位
するピストン３と、このピストン３に一端が連結され、
他端がシリンダ本体２の端部開口から外部に突出してい
て、ピストン３の直線変位に伴って軸方向（図示の矢印
ｘ）に直線変位するピストンロッド４とを含んでいる。
なお、シリンダ本体２に関連する油圧または空気圧回路
等の図示は省略してある。

【００１３】シリンダ位置検出装置は、ピストンロッド
４の表面においてストローク変位方向に沿って面積が漸
増又は漸減する区間を有する所定のパターンで配置され
た磁気応答部５と、シリンダ本体２の側に固定され、磁
気応答部５に対応して設けられたコイルからなるコイル
センサ部６とを具備している。磁気応答部５は、ピスト
ンロッド４の表面の他の部分とは磁気応答特性が異なる
ように形成された部分であり、例えば、その部分で、他
の部分よりもパーミアンスの増加若しくは減少（磁気抵
抗の減少若しくは増加）を生ぜしめるようなものであ
り、典型的には磁性体及び導電体の少なくとも一方を含
んでなるものである。磁気応答部５が磁性体からなる場
合は、コイルに対する磁気応答部５の対応面積が増すほ
ど該コイルの自己インダクタンスが増加し、該コイルの
両端間電圧が漸増する。一方、磁気応答部５として銅の
ような良導電体を使用した場合は、渦電流損によってコ
イルの自己インダクタンスが減少し、コイルに対する磁
気応答部５の対応面積が増すほど該コイルの自己インダ
クタンスが減少し、該コイルの両端間電圧が漸減する。
また、磁気応答部５として、磁性体と導電体を組合わせ
たハイブリッドタイプのものを用いてもよい（例えば、
鉄からなるロッド４の表面に所定のパターンで凹みを形
成し、その凹みに銅のような良導電体を埋め込み配置す
る）。以下では、磁気応答部５は銅のような非磁性の良
導電体からなるものとする。例えば、ピストンロッド４
の表面に所定のパターンで銅メッキを施すことにより、
所望の配置パターンからなる磁気応答部５を形成するこ
とができる。コイルセンサ部６は、追って説明するよう
に、そのコイル構成をかなり小型化することができるた
め、既存のシリンダヘッド７（ロッド軸受）の内部に収
納することができる。

【００１４】図２はピストンロッド４の表面における磁
気応答部５の配置パターンを示す展開図である。図でピ
ストンロッド４の直線変位の方向を矢印ｘで示す。磁気
応答部５は２つのパターン５ａ、５ｂからなっており、
第１のパターン５ａは図において、左から右に向かって
漸増する三角形状を成しており、パターン５ｂは反対に
左から右に向かって漸減する逆三角形状を成している。
すなわちパターン５ａ、の面積が漸増する区間及びパタ
ーン５ｂの面積が漸減する区間はピストンロッド４軸方
向の全長にわたる。

【００１５】図３はコイルセンサ部６の構成例を示す概
念的略図であり、シリンダ本体２の端部開口の側から見
た正面図の形式で示されている。コイルセンサ部６はパ
ターン５ａ、５ｂにそれぞれ対応して設けられた２つの
コイルＬａ、Ｌｂからなり、各コイルはそれぞれピスト
ンロッド４の軸周の半面（ほぼ１８０度の範囲）をカバ
ーするように配置されている。すなわち、コイルＬａは
パターン５ａの配置領域をカバーしており、コイルＬｂ
はパターン５ｂの配置領域をカバーしている。コイルＬ
ａ，Ｌｂは、巻数、コイル長等の性質が同等であり、各
コイルの内部磁束はロッド４表面に略垂直に（ロッドの
径方向に）生じるように配置される。

【００１６】図２に示すように、ピストンロッド４の表
面のパターン５ａは図において、左から右に向かって漸
増する三角形状を成しており、パターン５ｂは、反対に
左から右に漸減する逆三角形状を成していることから、
矢印ｘ方向へのピストンロッド４の直線的ストローク変
位に応じて、コイルＬａに対向するパターン５ａの対応
面積は小さくなる。それに応じて、導電体からなるパタ
ーン５ａによる渦電流損失が減少し、相対的にコイルＬ
ａの自己インダクタンスが増加するので、コイルＬａの
両端間電圧は、パターン５ａの面積の漸減に対応して漸
増する。この時、コイルＬｂに対向するパターン５ｂの
対応面積は漸増し、渦電流損失が漸増することによって
コイルＬｂの自己インダクタンスは漸減し、コイルＬｂ
の両端間電圧は、パターン５ｂの面積の漸増に対応して
漸減する。勿論、ピストンロッド４が矢印ｘの反対方向
に戻る時は、各コイルＬａ，Ｌｂに対する各パターン５
ａ，５ｂの対応面積は上記とは逆に漸減または漸増す
る。このようにコイルＬａとＬｂの自己インダクタンス
はピストンロッド４の直線変位に応じて互いに逆方向に
変化する。

【００１７】図４（ａ）はコイルセンサ部６におけるコ
イル接続例を示す回路図であり、各コイルＬａ，Ｌｂは
交流電源８から発生される所定の１相の交流出力信号
（仮にｓｉｎωｔで示す）によって定電圧又は定電流で
励磁される。各コイルＬａ，Ｌｂの両端間電圧をそれぞ
れＶａ，Ｖｂで示すと、このそれぞれの電圧Ｖ，Ｖｂを
取り出すために、端子９〜１１が設けられている。前述
のようにピストンロッド４の矢印ｘ方向への直線的スト
ローク位置の変位に応じたコイルＬａ，Ｌｂに対するパ
ターン５ａ，５ｂの対応面積の変化に応じて、各コイル
Ｌａ，Ｌｂの自己インダクタンスが変化し、図４（ｂ）
に示すように、コイルＬａの両端間の電圧Ｖａは漸増変
化し、コイルＬｂの両端間の電圧Ｖｂは漸減変化する。
典型的には、コイルセンサ部６に対応する磁気応答部５
のパターンの対応面積の変化に応じたコイル両端間電圧
の漸増又は漸減変化カーブは、サイン関数又はコサイン
関数における９０度未満の適宜の範囲の関数値変化にな
ぞらえることができる。よってピストンロッド４のスト
ローク位置に応じたサイン及びコサイン関数特性を示す
振幅をそれぞれ持つ２つの交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎ
ωｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔを生成することができる。

【００１８】すなわち、図４（ｂ）に示すようなコイル
Ｌａの出力電圧Ｖａの漸増変化は、概ね、サイン関数に
おけるほぼ０度から９０度の範囲内に納まる適宜の範囲
の関数値変化になぞらえることができる。よって、コイ
ルＬａの出力電圧Ｖａを適当なアナログバッファ回路２
１を介して取り出すことにより、サイン関数特性の交流
出力信号を得ることができ、これは、等価的に「ｓｉｎ
θｓｉｎωｔ」と示すことができる（但し、θは０度か
ら９０度の範囲未満）。また、コイルＬｂの両端間の電
圧Ｖｂは漸減変化は、コサイン関数におけるほぼ０度か
ら９０度の範囲内に納まる適宜の範囲の関数値変化にな
ぞらえることができる。よって、コイルＬｂの出力電圧
Ｖｂを適当なアナログバッファ回路２１を介して取り出
すことにより、コサイン関数特性の交流出力信号を得る
ことができ、これは、等価的に「ｃｏｓθｓｉｎωｔ」
と示すことができる（但し、θは０度から９０度の範囲
未満）。

【００１９】各交流出力信号の振幅成分であるサイン及
びコサイン関数における位相角θは、ピストンロッド４
の直線的ストローク位置に対応している。この場合、有
効検出範囲は、図４（ｃ）に示すように、サイン関数と
コサイン関数とがクロスする０度から９０度までの範囲
内の適宜の範囲に対応している。すなわち、この０度か
ら９０度の範囲内の適宜の範囲が、ピストンロッド４の
ストローク位置検出可能範囲に対応しており、この範囲
における上記位相角θの値を検出することにより、ピス
トンロッド４のストローク位置をアブソリュートで検出
することができる。

【００２０】ここで、本発明の位置検出装置において得
られる２相の交流出力信号（ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びｃ
ｏｓθｓｉｎωｔ）は、従来知られたレゾルバの出力と
同様の使い方をすることができる。例えば、図４（ａ）
に示すように、センサ部６の各コイル交流出力信号を適
宜の位相検出回路１２に入力し、前記サイン関数ｓｉｎ
θとコサイン関数ｃｏｓθの位相値θを位相検出方式に
よって検出し、位相角θのディジタルデータＤθを得る
ようにすることができる。位相検出回路１２で採用する
位相検出方式としては、例えば、特開平９−１２６８０
９号公報に示された技術を用いて構成するとよい。例え
ば、第１の交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔを電気的に
９０度シフトすることで、交流出力信号ｓｉｎθｃｏｓ
ωｔを生成し、これと第２の交流出力信号ｃｏｓθｓｉ
ｎωｔを加減算合成することで、ｓｉｎ（ωｔ＋θ）お
よびｓｉｎ（ωｔ−θ）なる、θに応じて進相および遅
相方向に位相シフトされた２つの交流出力信号（振幅位
相成分θを交流位相ずれに変換した信号）を生成し、そ
の位相θを測定することで、ストローク位置検出データ
を得ることができる。あるいは、公知のレゾルバ出力を
処理するためのＲ−Ｄ（レゾルバ−ディジタル）コンバ
ータを適用してもよい。検出した位相角θのディジタル
データＤθは、ピストンロッド４の直線的ストローク位
置に対応しているものであり、よって、ピストンロッド
４のストローク位置をアブソリュートで検出することが
できる。なお、ディジタルデータを出力する方式に限ら
ず、検出したストローク位置を示すアナログデータを出
力するようにしてもよいのは勿論である。

【００２１】なお、図４（ｂ）に示すように、サイン及
びコサイン関数特性の交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ
及びｃｏｓθｓｉｎωｔにおける振幅特性は、角度θと
検出対象位置ｘとの対応関係が線形性を持つものとする
と、真のサイン及びコサイン関数特性を示していない。
しかし、位相検出回路１２では、見かけ上、この交流出
力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔをそ
れぞれサイン及びコサイン関数の振幅特性を持つものと
して位相検出処理して差し支えない。その結果、検出し
た位相角θは、検出対象位置ｘに対して、線形性を示さ
ないことになるかもしれない。しかし、位置検出にあた
っては、そのように、検出出力データ（検出した位相角
θ）と実際の検出対象位置との非直線性はあまり問題に
しなくてもよい。つまり、所定の反復再現性をもって位
置検出を行なうことができればよいのである。また、必
要とあらば、位相検出回路１２の出力データを適宜のデ
ータ変換テーブルを用いてデータ変換することにより、
検出出力データと実際の検出対象位置との間に正確な線
形性を持たせることが容易に行なえる。よって、本発明
でいうサイン及びコサイン関数の振幅特性を持つ交流出
力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔと
は、真のサイン及びコサイン関数特性を示していなけれ
ばならないものではなく、図４（ｂ）に示されるよう
に、実際は三角波形状のようなものであってよいもので
あり、要するに、そのような傾向を示していればよい。
つまり、サイン等の三角関数に類似した周期関数であれ
ばよい。なお、図４（ｂ）の例では、観点を変えて、そ
の横軸の目盛をθと見立ててその目盛が所要の非線形目
盛からなっているとすれば、横軸の目盛をストローク位
置と見立てた場合には見かけ上三角波形状に見えるもの
であっても、θに関してはサイン関数又はコサイン関数
ということができる。

【００２２】かくして、この発明によれば、１次コイル
のみを設ければよく、２次コイルは不要であるため、小
型かつシンプルな構造のシリンダ位置検出装置を提供す
ることができる。また、検出対象ストローク位置に応じ
て所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の
交流出力信号（例えばサイン及びコサイン関数特性に従
う振幅をそれぞれ示す２つの交流出力信号）を容易に生
成することができる。また、これら複数の交流出力信号
における振幅値の相関関係から該振幅値を規定する所定
周期関数（例えばサイン及びコサイン関数）における位
相値を検出することで、検出対象の変位が微小でも高分
解能での位置検出が可能である。

【００２３】上記実施例において使用するコイルの構成
は上述のものに限定されないのは言うまでもない。図５
にコイル変更例の一例を示す。図５（ａ）に斜視図を示
し、同図（ｂ）にコイルと磁気応答部パターンの展開図
を示す。この場合は、コイルの中心空間内にピストンロ
ッド４が侵入する構成になっており、コイルの内部磁束
の向きはロッド４の軸方向を指向している。パターン５
ａに対応するコイルＬＡ及びパターン５ｂに対応するコ
イルＬＢは、巻数、コイル長等の性質が同等の２つのコ
イルを隣接配置してなるものである。各コイルの内周の
半面（ほぼ１８０度の範囲）には、例えば銅等の良導電
体でマスキングＭＡ，ＭＢを施す。これによりマスキン
グが施されていない半面においてのみ対応している磁気
応答部５ａ，５ｂの対応面積に応じた出力電圧が各コイ
ルＬＡ，ＬＢから生じることになる。コイルＬＡにおけ
るマスキングＭＡはパターン５ｂに対応する半面に施さ
れており、コイルＬＡはパターン５ｂに応答せず、パタ
ーン５ａにのみ応答する。コイルＬＢにおけるマスキン
グＭＢはパターン５ａに対応する半面に施されており、
コイルＬＢはパターン５ａに応答せず、パターン５ｂに
のみ応答する。よって、パターン５ａのコイル対応面積
の漸減に対応してコイルＬＡからの出力電圧が漸増し、
パターン５ｂのコイル対応面積の漸増に対応してコイル
ＬＢからの出力電圧が漸減し、前述と同様に図４のよう
に検出動作を行うことができる。

【００２４】ところで、図２または図５の例では、ピス
トンロッド４が回転した場合は、センサ部６の各コイル
Ｌａ，Ｌｂに対する磁気応答部５ａ、５ｂの対応位置が
ずれてしまい、センサ部６の出力がピストンロッド４の
直線的ストローク位置を正確に反映しないものとなって
しまう。この問題は、ピストンロッド４が回転しないよ
うに構成すれば解決できるし、また、ピストンロッド４
が回転しないような環境で使用すればよい。一方、シリ
ンダ装置が大型である場合等は、ピストンロッド４もま
たある程度重量のあるものとなる。すると、ロッド４の
伸縮ストローク変位時に、ロッド４の自重により、ロッ
ド４にたわみが生じ易い。ロッド４がたわむと、コイル
に対する軸芯がずれてしまい、それにより、センサ部６
と磁気応答部５とのギャップが変化してコイルの自己イ
ンダクタンスが変化してしまい、センサ部６からの出力
はピストンロッド４の直線的ストローク位置を正確に反
映しないものとなってしまう。そこで、次に、ピストン
ロッド４の回転及び軸芯ずれによる検出誤差を除去する
ようにした実施例について、図６により説明する。

【００２５】図６（ａ）は、図２と同様の、ピストンロ
ッド４の表面の展開図である。磁気応答部５は３つの共
通なパターン５ａ，５ｂ，５ｃからなり、これらをピス
トンロッド４の側面を円周方向に３分割した範囲に対応
して並列的に配置してなり、何れも、同図（ａ）におい
て、左から右に向かって漸減する三角形状を成してい
る。コイルセンサ部６はパターン５ａ，５ｂ，５ｃにそ
れぞれ対応する３つのコイルＬａ、Ｌｂ、Ｌｃからな
り、ロッド４の円周方向を３分割した各１２０度の範囲
にそれぞれ対応するように配置されており、各コイルＬ
ａ，Ｌｂ，Ｌｃは磁気応答部の各パターン５ａ，５ｂ，
５ｃにそれぞれ対応づけられる。これにより、磁気応答
部パターン５ａ〜５ｃに対応する各コイルＬａ〜Ｌｃの
両端間電圧が、ピストンロッド４の直線的ストローク位
置変位に応じて示す漸減または漸増変化のパターンは各
コイルで共通するものとなる。図６（ｂ）はコイル接続
例を示す回路図である。各コイルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃから
の出力電圧をＶａ，Ｖｂ，Ｖｃとする。この出力電圧Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃを平均化回路１３で平均化または加算合
成して、その平均値または合成値を１出力ＶＡとする。

【００２６】各コイルＬａ〜Ｌｃからの出力電圧Ｖａ〜
Ｖｃを加算合成して１出力ＶＡとすることにより、もし
ピストンロッド４が回転してしまったとしても、本発明
においては、複数の各コイルＬａ〜Ｌｃからの同じ特性
の出力を加算合成しているので、回転による個々のコイ
ルの出力誤差は相殺される。また、ピストンロッド４の
軸芯位置が伸縮時のたわみ等によってずれた場合、或る
コイルと磁気応答部５とのギャップが狭まり、該コイル
の自己インダクタンスが相対的に減少して相応の出力誤
差が生じたとしても、その反対側では、前記ギャップが
その分だけ広がり、対応するコイルの自己インダクタン
スが相対的に増大して前記出力誤差と同等の逆向きの誤
差もまた生じるので、各出力Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを加算合
成することにより、ピストンロッド４の軸芯のズレによ
って生じる出力誤差が相殺され、ピストンロッド４の軸
芯ずれによる悪影響を受けない。

【００２７】矢印ｘ方向へのピストンロッド４の直線的
ストローク位置変位に応じてコイルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃに
対向するパターン５ａ，５ｂ，５ｃの対応面積は漸増す
る。それに応じた渦電流損失の漸増により各コイルの自
己インダクタンスが漸減し、各コイルＬａ〜Ｌｃからの
出力電圧Ｖａ〜Ｖｃは漸減変化する。そして、各出力電
圧Ｖａ〜Ｖｃを加算合成した結果である電圧ＶＡの漸減
変化は、図６（ｃ）に示すように、ほぼ０度から９０度
の範囲内に納まる適宜の範囲でのコサイン関数特性にな
ぞらえることができる。ここで、コイルに対するパター
ンの対応面積がいちばん小さいときに得られる電圧、す
なわち最大電圧をＶＮとすると、適宜の定電圧発生回路
１４から定電圧ＶＮを発生し、定電圧ＶＮから該電圧Ｖ
Ａを減算すると、得られる電圧「ＶＮ−ＶＡ」は、図６
（ｃ）に示すようにほぼ０度から９０度の範囲内に納ま
る適宜の範囲でのサイン関数特性になぞらえることがで
きる。

【００２８】従って、図６（ｂ）において、コイルＬ
ａ，Ｌｂ，Ｌｃの両端間電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを平均化
回路１３で加算合成することで、平均化し、その合成出
力ＶＡとして、コサイン関数特性の交流出力信号ｃｏｓ
θｓｉｎωｔに相当する信号を生成することができる。
また、定電圧発生回路１４から発生した定電圧ＶＮから
前記合成出力ＶＡを減算回路１５で減算することによ
り、その減算結果「ＶＮ−ＶＡ」として、サイン関数特
性の交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔに相当する信号を
生成することができる。よって、前述と同様に図４のよ
うな検出動作を行うことができる。なお、定電圧発生回
路１４は、コイルＬａ，Ｌｂ及びＬｃと同等の特性を持
つダミーコイルを用いて構成し、同じ励磁交流出力信号
によって励磁するようにすれば温度ドリフトに対する補
償が行われるので都合がよい。

【００２９】上記の実施例では、サイン及びコサイン関
数特性の交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びｃｏｓθ
ｓｉｎωｔにおける振幅関数ｓｉｎθ及びｃｏｓθの位
相成分θの、シリンダ１ストロークに対応する変化範囲
は０度から９０度までの角度範囲未満であったが、それ
に限らず、より広い角度範囲がシリンダ１ストロークに
対応するようにしてもよい。例えば、０度から３６０度
までのフルの位相角範囲で検出を行うことも可能であ
る。勿論、フルの位相角範囲に限らず、０度から１８０
度までのように限られた位相角範囲で検出を行うことも
可能である。利用可能な位相範囲は、検出目的等に応じ
て適宜に設定可能であり、所望の位相変化が得られるよ
うに磁気応答部、コイル、演算回路等を適宜に構成すれ
ばよい。以下、それらの変更例を示す。

【００３０】図７は、０度から１８０度までの位相変化
を生じさせることができる実施例を示す。図７（ａ）は
ピストンロッド４の表面のパターン配置例を示す展開図
である。磁気応答部は６つのパターン５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆからなり、これらをピストンロッ
ド４の側面を円周方向に６分割した範囲に対応して並列
的に配置してなる。パターン５ａ，５ｃ及び５ｅは互い
に共通なパターンであり、パターン５ｂ，５ｄ及び５ｆ
も互いに共通なパターンである。パターン５ａ，５ｃ及
び５ｅは、同図（ａ）においてロッド４の長さ方向の左
半分の区間で、左から右に向かって、磁気応答部の面積
が漸減し、右半分の区間では磁気応答部を有さないパタ
ーンである。パターン５ｂ，５ｄ及び５ｆは、同図
（ａ）においてロッド４の長さ方向の右半分の区間で、
左から右に向かって、磁気応答部の面積が漸減し、左半
分の区間では全面が磁気応答部からなるパターンであ
る。コイルセンサ部６は各パターン５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄ，５ｅ，５ｆにそれぞれ対応するコイルＬ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６からなり、ロッド４の円周
方向を６分割した各６０度の範囲にそれぞれ対応するよ
うに配置されている。

【００３１】矢印ｘ方向へピストンロッド４が変位する
と、そのストロークのほぼ前半の区間において、パター
ン５ｂ，５ｄ，５ｆとそれに対応するコイルＬ２，Ｌ
４，Ｌ６との対応面積が漸増し、各コイルＬ２，Ｌ４，
Ｌ６の出力電圧Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６が漸減変化する。この
前半区間では、他のパターン５ａ，５ｃ，５ｅに対応す
るコイルＬ１，Ｌ３，Ｌ５の出力電圧Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５
は、磁気応答部（導電体）がないため、最大レベルを維
持する。漸減変化パターンがそれぞれ共通である出力電
圧Ｖ１，Ｖ３及びＶ５さらにピストンロッド４が変位す
ると、そのストロークのほぼ後半の区間において、パタ
ーン５ａ，５ｃ，５ｅとそれに対応するコイルＬ１，Ｌ
３，Ｌ５との対応面積が漸増し、各コイルＬ１，Ｌ３，
Ｌ５の出力電圧Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５が漸減変化する。この
後半区間では、他のパターン５ｂ，５ｄ，５ｆに対応す
るコイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６の出力電圧Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６
は、磁気応答部（導電体）が常に存在するため、最小レ
ベルを維持する。変化パターンがそれぞれ共通である出
力電圧Ｖ１，Ｖ３及びＶ５は図７（ｂ）における平均化
回路１６で加算合成され、出力ＶＡを得る。また出力電
圧Ｖ２，Ｖ４及びＶ６も平均化回路１６で加算合成さ
れ、出力ＶＢを得る。各合成出力ＶＡ、ＶＢの一例を図
８（ａ）に示す。このように第一の共通パターン５ａ，
５ｃ，５ｅと第二の共通パターン５ｂ，５ｄ，５ｆとを
交互に配置し、それぞれの出力を加算合成した理由は、
前述の図６の例と同様に、ロッド４の回転、軸芯ずれの
悪影響を受けないようにするためである。

【００３２】コイル出力電圧の最大電圧をＶＮとする
と、これに対応する定電圧ＶＮを定電圧発生回路１４か
ら、図８（ａ）に示すように、発生させる。出力電圧Ｖ
ＡとＶＢの加算値から該定電圧ＶＮを減算すると、得ら
れる電圧「ＶＡ＋ＶＢ−ＶＮ」は、図８（ｂ）に示すよ
うに、ほぼ０度から１８０度範囲内に納まる範囲のコサ
イン関数特性になぞらえることができる。一方、電圧Ｖ
ＡからＶＢを減算すると、得られる電圧「ＶＡ−ＶＢ」
は、同図（ｂ）に示すように、ほぼ０度から１８０度範
囲内に納まる範囲のサイン関数特性になぞらえることが
できる。従って、図７（ｂ）において、出力電圧ＶＡ，
ＶＢを減算回路１７で減算することにより、その減算結
果を「ＶＡ−ＶＢ」として、サイン関数特性の交流出力
信号ｓｉｎθｓｉｎωｔに相当する信号を生成すること
ができる。また、出力電圧ＶＡ，ＶＢを加算回路１８で
加算し、その加算結果から定電圧発生回路１４から発生
した定電圧ＶＮを減算回路１９で減算することにより、
その減算結果を「ＶＡ＋ＶＢ−ＶＮ］として、コサイン
関数特性の交流出力信号ｃｏｓθｓｉｎωｔに相当する
信号を生成することができる。よって、前述の図４の例
と同様な検出動作を行うことができ、シリンダ１ストロ
ークの範囲を０度から１８０度の範囲内の適宜の位相角
範囲に換算して検出が行える。

【００３３】更に別の実施例として、シリンダ１ストロ
ークに対応して０度から３６０度までの位相変化を生じ
させることができる例を、図９に示す。この実施例で
は、磁気応答部５として、磁性体と導電体を組合わせた
ハイブリッドタイプのものを採用する。例えば、鉄から
なるロッド４の表面に所定のパターンで凹みを形成し、
その凹みに銅のような良導電体を埋め込む。尚、この実
施例においては、鉄の凸部箇所を磁気応答部パターンと
称する。図９（ａ）はピストンロッド４の表面のパター
ン配置例を示す展開図である。磁気応答部５は４つのパ
ターン５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄからなり、ロッド４の側
面を円周方向に４分割した範囲に対応して配置してな
る。説明の便宜上、同図（ａ）において、ロッド４を長
さ方向に４分割し、４分の１の各区間をそれぞれＰ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と称する。パターン５ａは、図におい
て左から右に向かって、Ｐ１区間で磁性体の面積が漸減
する（導電体の面積は漸増）三角形状のパターンを成
し、Ｐ４区間で磁性体の面積が漸増（導電体の面積は漸
減）する三角形状のパターンを成し、Ｐ２及びＰ３区間
では全域が導電体からなる。パターン５ｂは磁性体の面
積がＰ３区間で漸増し、Ｐ４区間で漸減し、他の区間Ｐ
１，Ｐ２では全域が導電体からなる。パターン５ｃは磁
性体の面積がＰ２区間で漸増し、Ｐ３区間で漸減し、他
の区間Ｐ１，Ｐ４では全域が導電体からなる。パターン
５ｄは磁性体の面積がＰ１区間で漸増し、Ｐ２区間で漸
減し、他の区間Ｐ３，Ｐ４では全域が導電体かなる。コ
イルルセンサ部６は各パターン５ａ〜５ｄにそれぞれ対
応するコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４からなり、ロッド
４の円周方向を４分割した各９０度の範囲にそれぞれ対
応するように配置されている。

【００３４】矢印ｘ方向へピストンロッド４が変位する
ときのストローク位置の変化に応じた出力電圧Ｖ１〜Ｖ
４の漸増及び漸減変化を、図９（ｂ）に示す。各パター
ンと出力電圧変化の関係を明確に示すために、前記区切
りＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の対応位置を図９（ｂ）にも
示す。出力電圧Ｖ１からＶ２を減算すると、得られる電
圧「Ｖ１−Ｖ３」は、図９（ｃ）に示すように、ほぼ０
度から３６０度範囲内に納まる範囲のコサイン関数特性
になぞらえることができる。一方、電圧Ｖ２からＶ４を
減算すると、得られる電圧「Ｖ２−Ｖ４」は、同図
（ｃ）に示すように、ほぼ０度から３６０度範囲内に納
まる範囲のサイン関数特性になぞらえることができる。

【００３５】図９の実施例における回路構成例を図１０
に示す。髄１０に示すように、出力電圧Ｖ１，Ｖ３をア
ナログ演算回路２０で減算し、その減算結果を「Ｖ１−
Ｖ３」として、図９（ｃ）に示すような、３６０度の範
囲のコサイン関数特性の交流出力信号ｃｏｓθｓｉｎω
ｔに相当する信号を生成することができる。また、出力
電圧Ｖ２，Ｖ４をアナログ演算回路２０で減算し、その
減算結果を「Ｖ２−Ｖ４」として、図９（ｃ）に示すよ
うな、３６０度の範囲のサイン関数特性の交流出力信号
ｓｉｎθｓｉｎωｔに相当する信号を生成することがで
きる。よって、前述の図４の例と同様な検出動作を行う
ことができ、ほぼ０度から３６０度の幅の位相角範囲に
おける検出ができる。

【００３６】上述の各実施例においては、磁気応答部５
が複数のパターンからなる例を説明したが、それに限ら
ず、磁気応答部のパターンは一つであっても可能であ
る。図１１はその一例を示すもので、（ａ）に示すよう
に、面積が漸減する三角形状の磁気応答部５のパターン
が、ピストンロッド４の表面で螺旋を描くように配置さ
れてなるものである。この磁気応答部５の螺旋パターン
は、ロッド４のストローク変位方向に沿って面積が漸増
又は漸減するもので、これは展開すると、図１１（ｂ）
に示すような、左から右に向かって面積が漸減する三角
形状の１つのパターンと等価であり、実質的には１パタ
ーンであるといえる。この場合、磁気応答部５が１パタ
ーンなので、コイルセンサ部６は、それに対応する１つ
のコイルからなり、コイルの中心空間内にピストンロッ
ド４が侵入する構成の（コイルの内部磁束の向きがロッ
ド４の軸方向を指向している）ものを採用する。コイル
が１個であるから、出力電圧の変化カーブは１パターン
しか発生されないので、図６（ｂ）の低電圧発生回路１
４と同様なダミーの電圧発生手段を設け、図６（ｃ）と
同様にコイルの両端間電圧ＶＡとダミー定電圧出力ＶＮ
とを適宜に組み合わせ、検出対象位置に応じてサイン及
びコサイン関数特性に従う振幅をそれぞれ示す２つの交
流出力信号を生成することができ、複数の磁気応答部パ
ターンを設ける例と同様の効果を得ることができる。磁
気応答部５のパターンが螺旋状になっていること及び、
コイルはロッド４の全周を覆っていることから、図６の
例と同様に、ピストンロッドの回転及び軸芯ずれによる
検出誤差が生じないようにすることができる。よって、
１パターンだけであっても、回転及び軸芯ずれによる検
出誤差のない位置検出が可能である。また、このような
螺旋形状の磁気応答部パターンは、ピストンロッドに対
する形成加工が非常に容易であるので、有利である。更
に、センサ部６のコイルは１個でよいため、構成が簡単
である。勿論、超小型、微小変位の検出にも適してい
る。尚、図６，図７，図９の実施例においても、コイル
構成を、図５に示すような、コイル内部磁束の向きがロ
ッド４の軸方向を指向するように配置し、所定の不感領
域範囲に対応してマスキング手段を設けてなる構成に変
更することができるのは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、１次
コイルのみを設ければよく、２次コイルは不要であるた
め、シンプルな構造のシリンダ位置検出装置を提供する
ことができる。また、必要に応じて、小型化するにも適
している。また、ストローク位置の変化に応じた磁気応
答部との対応面積の漸増（又は漸減）変化に応じて漸増
（又は漸減）するコイルの両端間電圧を適宜加算及び／
又は減算することにより、検出対象ストローク位置に応
じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数
の交流出力信号（例えばサイン及びコサイン関数特性に
従う振幅をそれぞれ示す２つの交流出力信号）を容易に
生成することができ、利用可能な位相角範囲を広くとる
ことができる。これら複数の交流出力信号における振幅
値の相関関係から該振幅値を規定する所定周期関数（例
えばサイン及びコサイン関数）における位相値を検出す
ることで、検出対象の変位が微小でも高分解能での位置
検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るシリンダ位置検出装置を適用
したシリンダ装置の外観を略視する斜視図。

【図２】 同シリンダ位置検出装置の一実施例を示すピ
ストンロッド表面展開図。

【図３】 同実施例におけるコイルセンサ部の構成例を
略示する、シリンダ本体の端部開口から見た正面略図。

【図４】 （ａ）は同実施例におけるコイル部に関連す
る電気回路図、（ｂ）は各コイルの出力例を示す図、
（ｃ）はコイル出力に基づく検出原理を説明するための
図。

【図５】 本発明実施例におけるコイル配置の変形例を
示す斜視図。

【図６】 この発明に係るシリンダ位置検出装置の別の
実施例を示すもので、（ａ）はピストンロッド表面展開
図、（ｂ）はコイル部に関連する電気回路図、（ｃ）は
各コイルの出力例とコイル出力の演算合成例を示す図。

【図７】 この発明に係るシリンダ位置検出装置の更に
別の実施例を示すもので、（ａ）はピストンロッド表面
展開図、（ｂ）はコイル部に関連する電気回路図。

【図８】 （ａ）は図７の実施例における各コイルの出
力例を示す図、（ｂ）はコイル出力の演算合成例と、コ
イル出力に基づく検出原理を示す図。

【図９】 この発明に係るシリンダ位置検出装置他の実
施例を示すもので、（ａ）はピストンロッド表面展開
図、（ｂ）は各コイルの出力例を示す図、（ｃ）はコイ
ル出力の演算合成例と、コイル出力に基づく検出原理を
示す図。

【図１０】 図９の実施例におけるコイル部に関連する
電気回路図。

【図１１】 本発明実施例における磁気応答部パターン
の変更例を示す図で、（ａ）はピストンロッドとコイル
の概略図、（ｂ）は磁気応答部パターンと実質的に等価
である１パターンを示す展開図。

【符号の説明】

１ シリンダ装置 ２ シリンダ本体 ３ ピストン ４ ピストンロッド ５ 磁気応答部 ６ コイルセンサ部 ７ シリンダヘッド ８ 交流電源 ９，１０，１１ 端子 １２ 位相検出回路 １３，１６ 平均回路 １４ 定電圧発生回路 １５，１７，１９ 減算回路 １８ 加算回路 ２０ アナログ演算回路 ２１ アナログバッファ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 宏 埼玉県川越市山田896−８ (72)発明者 山本 儀明 福島県郡山市待池台１−１ 小松ゼノア株 式会社内 (72)発明者 永橋 伸之 福島県郡山市待池台１−１ 小松ゼノア株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F063 AA02 BA05 BC02 BD15 CA09 CA10 CA34 CB12 CC04 DA01 DB04 DD03 DD06 EA02 GA08 GA29 GA33 GA36 GA66 GA72 KA01 KA05 KA10 LA11 LA16 LA22 LA23 2F077 AA25 AA27 AA43 CC02 FF02 FF12 FF31 FF39 NN04 NN16 PP21 QQ03 QQ10 QQ15 TT06 TT42 TT82 3H081 AA03 BB01 CC25 FF04 GG04 GG15 GG22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンロッドの表面においてストロー
   ク変位方向に沿って面積が漸増又は漸減する区間を有す
   る所定のパターンで配置された少なくとも１つの磁気応
   答部と、 シリンダ本体の側に固定され、前記磁気応答部のそれぞ
   れに対応して設けられたコイルとを具備し、前記コイル
   を所定の交流信号で励磁し、前記ピストンロッドの直線
   的ストローク位置の変位に応じて該コイルに対する該磁
   気応答部の対応面積が変化し、この対応面積変化に応じ
   て該コイルのインダクタンスが変化し、前記磁気応答部
   が漸増又は漸減する区間に対応して該コイルの両端間電
   圧が漸増又は漸減するようにしたことを特徴とするシリ
   ンダ位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記面積の漸増又は漸減のパターン又は
   区間が異なる複数の前記磁気応答部を有し、該各磁気応
   答部に対応する前記各コイルの前記両端間電圧が前記ピ
   ストンロッドのストローク変位に対して示す漸増又は漸
   減のパターンは、各コイル毎に異なっており、 前記各コイルの電圧をそれぞれ取り出し、それらを加算
   及び／又は減算することにより、前記ピストンロッドの
   ストローク位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅
   をそれぞれ示す複数の交流出力信号を生成するアナログ
   演算回路であって、該複数の各交流出力信号の振幅を規
   定する前記周期関数特性は所定位相だけ異なる同一特性
   の周期関数からなるものを更に具備した請求項１に記載
   のシリンダ位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記交流信号が印加されるインピーダン
   ス手段と、 前記コイル及び前記インピーダンス手段の電圧をそれぞ
   れ取り出し、これらに基づき前記ピストンロッドのスト
   ローク位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそ
   れぞれ示す複数の交流出力信号を生成するアナログ演算
   回路であって、該複数の各交流出力信号の振幅を規定す
   る前記周期関数特性は所定位相だけ異なる同一特性の周
   期関数からなるものとを更に具備した請求項１に記載の
   シリンダ位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記面積の漸増又は漸減のパターンが共
   通の複数の前記磁気応答部を前記ピストンロッドの円周
   方向に所定角度でずらして配置してなり、これにより、
   該各磁気応答部に対応する前記各コイルの前記両端間電
   圧が前記ピストンロッドのストローク変位に対して示す
   漸増又は漸減のパターンは各コイルで共通するものとさ
   れ、 各コイルの出力電圧を加算合成することで、前記ピスト
   ンロッドの直線的ストローク変位に応じて漸増又は漸減
   する１つの出力電圧を生成する回路を更に具備し、この
   １つの出力電圧と前記インピーダンス手段の出力電圧を
   前記アナログ演算回路に入力するようにした請求項３に
   記載のシリンダ位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記磁気応答部は、前記ピストンロッド
   の表面において螺旋を描きつつストローク変位方向に沿
   って面積が漸増又は漸減する形状を成している請求項３
   に記載のシリンダ位置検出装置。