JP2001330408A - Rotational position detector for fluid pressure oscillating actuator - Google Patents

Rotational position detector for fluid pressure oscillating actuator

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JP2001330408A
JP2001330408A JP2000193562A JP2000193562A JP2001330408A JP 2001330408 A JP2001330408 A JP 2001330408A JP 2000193562 A JP2000193562 A JP 2000193562A JP 2000193562 A JP2000193562 A JP 2000193562A JP 2001330408 A JP2001330408 A JP 2001330408A
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coils
rotational position
output
comparator
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Naomasa Oshie
直正 押柄
Toshio Shinpo
敏夫 新保
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RIBEKKUSU KK
Levex Corp
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RIBEKKUSU KK
Levex Corp
New Era Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotational position detector which achieves an easier mounting, a smaller size, a saving of space, an obtaining of a stable output against temperature changes and a higher resistance to effect from an magnetic field of a magnet or the like in a type used for a fluid pressure oscillating actuator. SOLUTION: In the rotational position detector, a coiled conductor or magnetic element rotating with an output shaft of a fluid pressure oscillating actuator is arranged at a position where it is laminated with one coil or more than one coils arrayed as opposed to each other to vary the inductance of the coils thereby changing the time of charging or discharging a capacitor (2). Utilizing this fact, the cycle of the oscillation using a comparator (3) is changed to observe the cycle thereof thereby allowing the detection of the angle of the rotation of the output shaft in the fluid pressure oscillating actuator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流体圧揺動形アクチュ
エータの回転位置に対応した電圧、または電流を出力し
たり、回転位置を感知して所定の位置にあるかどうかを
判定してスイッチ出力を発生するような流体圧揺動形ア
クチュエータにおける回転位置検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch for outputting a voltage or a current corresponding to the rotational position of a fluid pressure oscillating type actuator, detecting the rotational position and judging whether or not the actuator is at a predetermined position. The present invention relates to a rotational position detector in a fluid pressure oscillating actuator that generates an output.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、流体圧揺動形アクチュエータ
用の位置検出器は、図2、及び図3に示すように、出力
軸(18)に磁石取り付けステー(19)を固定し磁石
(20)が出力軸とともに回転するような構成をとり、
磁力を感知するホール素子等を用いた磁気センサ(2
1)を、磁気センサ取り付けステー(22)を介して流
体圧揺動形アクチュエータ(17)の本体に固定してい
る。検出位置の設定は、磁気センサ(21)の位置を移
動させながら調整し、ねじ等でしめつけて固定する。
2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIGS. 2 and 3, a position detector for a fluid pressure oscillating type actuator has a magnet mounting stay (19) fixed to an output shaft (18) and a magnet (19). 20) is configured to rotate with the output shaft,
A magnetic sensor using a Hall element or the like that senses magnetic force (2
1) is fixed to the body of the fluid pressure oscillating actuator (17) via a magnetic sensor mounting stay (22). The detection position is adjusted while moving the position of the magnetic sensor (21), and fixed by tightening with a screw or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような流体圧揺
動形アクチュエータ用の位置検出器では、磁気センサ
(21)の取り付け位置を調整するための構成が必要に
なることに加えて、磁気センサ(21)自体の大きさに
も制限があり、例えば外径28mmの流体圧揺動形アク
チュエータの場合、最大直径28mm、長さ30mm程
度の取り付けスペースを必要とし、そのスペース以下の
狭い処では、使用出来なかった。また、狭い場所に流体
圧揺動形アクチュエータを設置した場合には、検出位置
を後から調整するための作業そのものが困難であること
に加え、磁気センサ(21)を固定する際の締め付け力
の大小の問題も発生して、締め付け過ぎた場合は誤動作
の原因になり、締め付け不足の場合は位置がずれる恐れ
があった。また、磁石(20)の磁力を感知する方式の
ため、近接して設置した場合に、隣接したアクチュエー
タに装着された磁石の影響を受けるため、ある一定の距
離をおいて設置する必要があった。また、外部磁界の強
い環境では、使用できなかった。
The above-described position detector for the fluid pressure oscillating actuator requires not only a structure for adjusting the mounting position of the magnetic sensor (21) but also a magnetic field. The size of the sensor (21) itself is also limited. For example, in the case of a fluid pressure oscillating actuator having an outer diameter of 28 mm, a mounting space of a maximum diameter of 28 mm and a length of about 30 mm is required. , Could not be used. When the fluid pressure oscillating actuator is installed in a narrow place, it is difficult to adjust the detection position later, and the tightening force when fixing the magnetic sensor (21) is reduced. There was also a problem of large and small, and if it was tightened excessively, it would cause a malfunction, and if it was insufficiently tightened, the position could shift. In addition, since the system is configured to sense the magnetic force of the magnet (20), if it is installed in close proximity, it is affected by a magnet mounted on an adjacent actuator, so that it has to be installed at a certain distance. . Further, it could not be used in an environment with a strong external magnetic field.

【0004】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、流体圧揺動形アクチュエータに容易に装着でき、検
出位置を容易に設定でき、小型で省スペースであり、か
つ外部磁界や、温度の影響で出力変動の少ない流体圧揺
動形アクチュエータ用の回転位置検出器を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and can be easily mounted on a fluid pressure oscillating actuator, a detection position can be easily set, a small and space-saving, external magnetic field, It is an object of the present invention to provide a rotational position detector for a fluid pressure oscillating type actuator, which has less output fluctuation due to temperature.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転位置検出器は、1個、または対向して
配置した2個以上のコイルとその重合部に配置された渦
巻状の磁性体、または導電体よりなる変位検出部と、抵
抗、コンデンサ、コンパレータよりなる発振回路部、周
波数電圧変換部、および出力変換部よりなるアンプ部に
より構成される。
In order to achieve the above-mentioned object, a rotary position detector according to the present invention comprises one or two or more coils arranged opposite to each other and a spiral coil arranged in an overlapping portion thereof. And a displacement detection unit made of a magnetic material or a conductor, and an oscillation circuit unit made up of a resistor, a capacitor, and a comparator, an amplifier unit made up of a frequency-voltage conversion unit, and an output conversion unit.

【0006】上記変位検出部に用いるコイルは、1個、
または2個以上を直列に接続し、2個以上接続するとき
は、僅かな隙間を設けて配置する。これらコイルは空
芯、または磁性体の芯を有する有芯コイルである。
[0006] The coil used for the displacement detection unit is one,
Alternatively, when two or more are connected in series and two or more are connected, they are arranged with a slight gap. These coils are air cores or cored coils having a magnetic core.

【0007】上記変位検出部に用いる磁性体、または導
電体は、流体圧揺動形アクチュエータの出力軸に固定さ
れた渦巻状であり、流体圧揺動形アクチュエータの動作
角度内において、上記コイルとの重合部の面積が2値を
とらないような形状とする。
The magnetic or conductive material used in the displacement detecting section is a spiral shape fixed to the output shaft of the fluid pressure oscillating actuator, and the coil and the magnetic material are electrically connected within the operating angle of the fluid pressure oscillating actuator. Are formed so that the area of the overlapping portion does not take a binary value.

【0008】上記発振回路部に用いる抵抗はコイルと直
列に接続し、どちらか一方はコンパレータ入力側に、他
方はコンパレータ出力側に接続する。
The resistor used in the oscillation circuit section is connected in series with the coil, one of which is connected to the comparator input side and the other is connected to the comparator output side.

【0009】上記発振回路部に用いるコンデンサは、一
方の極を基準電位に接続し、他極をコンパレータの入力
側に接続する。
The capacitor used in the oscillation circuit has one pole connected to the reference potential and the other pole connected to the input side of the comparator.

【0010】上記発振回路部に用いるコンパレータは、
ヒステリシスを有するしきい値を具えた反転出力の比較
器であり、入力電圧が低電圧から上昇するときは、高電
圧側のしきい値により判定し、そのしきい値を越えると
ローレベルを出力し、また、入力電圧が高電圧側から下
降するときは、低電圧側のしきい値により判定し、その
しきい値を越えるとハイレベルを出力するものである。
具体的には、コンパレータの他にオペアンプや論理素子
のシュミットインバータなどが利用できる。
[0010] The comparator used in the oscillation circuit section is
This is an inverting output comparator with a threshold with hysteresis. When the input voltage rises from a low voltage, it is determined by the threshold on the high voltage side, and when the input voltage exceeds the threshold, a low level is output. When the input voltage falls from the high voltage side, it is determined by the threshold value on the low voltage side, and when the input voltage exceeds the threshold value, a high level is output.
Specifically, in addition to the comparator, an operational amplifier, a Schmitt inverter of a logic element, or the like can be used.

【0011】上記周波数電圧変換部は、コンパレータの
発振する出力を観測し、その周波数を電圧に変換するも
のである。
The frequency-voltage converter observes the output oscillated by the comparator and converts the frequency to a voltage.

【0012】上記出力変換部は、流体圧揺動形アクチュ
エータの出力軸の回転角度に対応した電圧、または電流
を出力したり、また予め指定した回転角度に対して流体
圧揺動形アクチュエータの出力軸の回転角度がどちら側
にあるかを判定してスイッチ出力を発生させるものであ
る。
The output converter outputs a voltage or current corresponding to the rotation angle of the output shaft of the fluid pressure oscillating actuator, or outputs the output of the fluid pressure oscillating actuator to a predetermined rotation angle. The switch output is generated by determining which side the shaft rotation angle is on.

【0013】また、上記変位検出部に用いるコイルは、
導電線に銅−ニッケル−マンガン合金線(マンガニン
線)、または銅−ニッケル合金線を用いることにより温
度変化に対して出力値の変動をより小さくすることが可
能である。
[0013] Further, the coil used for the displacement detecting section is
By using a copper-nickel-manganese alloy wire (manganin wire) or a copper-nickel alloy wire as the conductive wire, it is possible to further reduce the fluctuation of the output value with respect to a temperature change.

【0014】また、上記変位検出部のコイルとの重合部
に配置する渦巻状の磁性体の材質を、3%珪素鉄、アモ
ルファス、またはフェライトにすることで温度変化に対
して出力値の変動をより小さくすることが可能である。
In addition, by making the material of the spiral magnetic material disposed in the overlapping portion of the displacement detecting unit and the coil a 3% silicon iron, amorphous, or ferrite material, the output value changes with temperature change. It is possible to make it smaller.

【0015】また、上記変位検出部のコイルとの重合部
に配置する渦巻状の導電体の材質を、銅−ニッケル−マ
ンガン合金、銅−ニッケル合金、ニッケル−クロム合金
にすることで温度変化に対して出力値の変動をより小さ
くすることが可能である。
[0015] Further, the material of the spiral conductor disposed in the overlapping portion of the displacement detection unit and the coil is made of a copper-nickel-manganese alloy, a copper-nickel alloy, or a nickel-chromium alloy, so that the temperature change can be prevented. On the other hand, it is possible to make the fluctuation of the output value smaller.

【0016】また、上記変位検出部のコイルを磁性体を
芯とする有芯コイルとすることにより、より少ない巻き
数で小径のコイルを利用できる。
Further, by using a cored coil having a magnetic material as a core for the coil of the displacement detecting section, a coil having a smaller number of turns and a smaller diameter can be used.

【0017】また、上記有芯コイルの芯とする磁性体の
材質を、3%珪素鉄、アモルファス、またはフェライト
とすることにより温度変化に対して出力値の変動をより
小さくすることが可能である。
Further, by making the material of the magnetic material used as the core of the cored coil 3% silicon iron, amorphous, or ferrite, it is possible to further reduce the fluctuation of the output value with respect to the temperature change. .

【0018】さらに、上記変位検出部のコイルの抵抗値
の温度変化分を補償するために、負温度特性のサーミス
タをコイルと直列に接続し、コイル近傍に配置した構成
とすることで温度変化に対して出力値の変動をより小さ
くすることが可能である。
Furthermore, in order to compensate for the temperature change of the resistance value of the coil of the displacement detecting section, a thermistor having a negative temperature characteristic is connected in series with the coil, and is arranged in the vicinity of the coil. On the other hand, it is possible to make the fluctuation of the output value smaller.

【0019】また、上記変位検出部のコイルのインダク
タンスの温度変化分を補償するために、負温度特性のサ
ーミスタをコイルと並列に接続し、コイル近傍に配置し
た構成とすることで温度変化に対して出力値の変動をよ
り小さくすることが可能である。
In order to compensate for the temperature change of the inductance of the coil of the displacement detecting section, a thermistor having a negative temperature characteristic is connected in parallel with the coil and is arranged near the coil to prevent the temperature change. Thus, the fluctuation of the output value can be further reduced.

【0020】さらに、上記発振回路部のコンパレータの
出力の立ち上がり、及び立ち下がりにおいて固定時間の
矩形波を生成すると、周期の変化によりこの矩形波の間
隔に粗密が発生するため、この矩形波を積分することに
より、コンパレータの出力の発振の周期の変化を電圧の
変化として出力できるようになり、周波数電圧変換器を
容易に構成することが可能である。
Further, when a fixed-time rectangular wave is generated at the rise and fall of the output of the comparator of the oscillation circuit section, the interval between the rectangular waves varies due to a change in the period. By doing so, it becomes possible to output a change in the oscillation cycle of the output of the comparator as a change in voltage, and it is possible to easily configure a frequency-voltage converter.

【0021】[0021]

【作用】上記のように構成された回転位置検出器に電源
を投入すると、コンデンサに電荷が蓄えられていないと
きは、コンパレータの入力電圧がローレベルなのでコン
パレータからはハイレベルが出力される。すると、コイ
ルと抵抗によるインピーダンスにより決まるはやさでコ
ンデンサに電荷が蓄えられる。
When power is applied to the rotational position detector constructed as described above, when no charge is stored in the capacitor, the comparator outputs a high level because the input voltage of the comparator is low. Then, electric charges are stored in the capacitor at a speed determined by the impedance of the coil and the resistor.

【0022】このコンデンサに電荷が蓄えられる側の極
は、コンパレータの入力側にも接続してあるので、ある
時間の後、コンパレータのしきい値を越える電圧に達す
るとコンパレータの出力が反転しローレベルとなる。こ
のときのコンパレータへの入力側の電圧の変化は、低電
圧から上昇する方向であり高電圧側のしきい値による判
定がおこなわれる。
Since the pole on the side where electric charge is stored in this capacitor is also connected to the input side of the comparator, the output of the comparator is inverted when a voltage exceeding the threshold value of the comparator is reached after a certain time. Level. The change in the voltage on the input side to the comparator at this time is in the direction of rising from the low voltage, and the determination is made based on the threshold value on the high voltage side.

【0023】コンパレータの出力がローレベルになる
と、コイルと抵抗によるインピーダンスにより決まるは
やさでコンデンサに充電されていた電荷が放電される。
When the output of the comparator goes low, the charge stored in the capacitor is discharged as soon as it is determined by the impedance of the coil and the resistor.

【0024】この放電によりコンパレータの入力側の電
圧が低下するが、このときの電圧の変化は、高電圧から
下降する方向であり低電圧側のしきい値による判定が行
われ、そのしきい値を越えて入力電圧が下降すると、出
力はハイレベルとなり今度はコンデンサに電荷が蓄えら
れる。以後、これら一連の動作を繰り返すことによりコ
ンパレータの出力が発振を続けることになる。
This discharge causes the voltage on the input side of the comparator to decrease. At this time, the change in the voltage is in the direction of falling from the high voltage, and the judgment is made based on the threshold value on the low voltage side. When the input voltage falls below the threshold, the output goes high and charge is stored in the capacitor. Thereafter, by repeating these series of operations, the output of the comparator continues to oscillate.

【0025】また、電源投入時において、コンデンサに
電荷が蓄えられていたときは、コンパレータの入力がハ
イレベルなので、ローレベルが出力される。よって、コ
ンデンサは放電を始め、コンパレータの低圧側のしきい
値を越えるまで電圧が低くなると、今度はコンパレータ
の出力はハイレベルとなる。従って、コンデンサに充電
されていきコンパレータの高圧側のしきい値を越えるま
で電圧が高くなると、またコンパレータの出力はローレ
ベルとなり、以後、これら一連の動作を繰り返す。
When the electric charge is stored in the capacitor when the power is turned on, a low level is output because the input of the comparator is at a high level. Therefore, when the capacitor starts discharging and the voltage becomes low until the voltage exceeds the low-voltage threshold of the comparator, the output of the comparator goes high. Therefore, when the voltage is increased until the capacitor is charged and exceeds the high-side threshold value of the comparator, the output of the comparator becomes low level, and thereafter, a series of these operations are repeated.

【0026】以上のように、コンデンサの状態がどのよ
うな状態でも電源を投入すればコンパレータの出力は、
発振を始める。
As described above, if the power is turned on regardless of the state of the capacitor, the output of the comparator becomes
Start oscillating.

【0027】この発振の周期は、コイル、抵抗、コンデ
ンサの値により決まるが、当該回転位置検出器では、コ
イルのインピーダンスを変化させることにより、コンパ
レータの出力の発振の周期を変化させる。
The cycle of this oscillation is determined by the values of the coil, the resistor, and the capacitor. In the rotational position detector, the oscillation cycle of the output of the comparator is changed by changing the impedance of the coil.

【0028】コイルのインピーダンスを変化させるため
には、コイルのインダクタンスを変化させる必要があ
り、コイルとの重合部において、渦巻状の磁性体、また
は導電体を回転させる方法を利用する。
In order to change the impedance of the coil, it is necessary to change the inductance of the coil. At the overlap portion with the coil, a method of rotating a spiral magnetic or conductive material is used.

【0029】コイルとの重合部において渦巻状の磁性体
を回転させる方法では、磁性体とコイルの重合した部分
が多くなるにしたがって、コイル近傍の透磁率が上がる
ためコイルを貫く磁束が増加する。それにより磁性体と
コイルの重合部が増加するにつれてコイルのインダクタ
ンスが増加し、インピーダンスも増加するので、コンデ
ンサへの充電と放電の時間が長くなり、その結果コンパ
レータの出力の発振の周期が長くなる。
In the method of rotating the spiral magnetic body at the overlapping portion with the coil, as the portion where the magnetic material and the coil overlap increases, the magnetic permeability near the coil increases, so that the magnetic flux passing through the coil increases. As a result, the inductance of the coil increases and the impedance increases as the overlap between the magnetic material and the coil increases, so that the time for charging and discharging the capacitor increases, and as a result, the period of oscillation of the output of the comparator increases. .

【0030】また、コイルとの重合部において渦巻状の
導電体を回転させる方法では、コイルより発生する磁束
は導電体の表面に渦電流を発生し、その部分の内部抵抗
により熱に変換され損失するためコイルを貫く磁束が減
少する。そのために導電体とンパレータの出力の発振の
周期が短くなる。
In the method of rotating a spiral conductor at a portion where the coil overlaps with the coil, the magnetic flux generated from the coil generates an eddy current on the surface of the conductor, and is converted into heat by the internal resistance of the portion, resulting in loss. As a result, the magnetic flux passing through the coil decreases. Therefore, the cycle of oscillation between the conductor and the output of the comparator is shortened.

【0031】また、棒状の磁性体を芯とする有芯コイル
を用いる方法では、棒状の磁性体を芯とするためコイル
近傍に磁束が集中することになりコイルを貫く磁束が増
加しコイルのインダクタンスは空芯コイルに比較して増
加した状態になる。そのためより小さなコイルで空芯コ
イルと同様のコイル特性が得られ、その状態でコイルと
の重合部に渦巻状の導電体を配置すると、コイルにより
発生した磁束が導電体の表面に渦電流を発生し、それが
熱に変換され損失になり、コイルを貫く磁束を減少させ
るため、コイルのインダクタンスを減少させる。そのた
め、インピーダンスも減少するので、コイルと導電体の
重合部が増加するにつれてコンデンサへの充電と放電の
時間が短くなり、その結果コンパレータの発振の周期が
短くなる。
In the method using a cored coil having a rod-shaped magnetic material as a core, the magnetic flux concentrates near the coil because the rod-shaped magnetic material is used as a core, so that the magnetic flux passing through the coil increases and the inductance of the coil increases. Is increased compared to the air-core coil. As a result, coil characteristics similar to those of air-core coils can be obtained with smaller coils, and if a spiral conductor is placed in the overlapping portion with the coil in this state, the magnetic flux generated by the coil generates eddy currents on the surface of the conductor However, it is converted into heat, resulting in loss, and reduces the magnetic flux passing through the coil, thereby reducing the inductance of the coil. Therefore, since the impedance also decreases, as the number of overlapping portions between the coil and the conductor increases, the time for charging and discharging the capacitor decreases, and as a result, the period of oscillation of the comparator decreases.

【0032】上記のようにコイルとの重合部に渦巻状の
磁性体、または導電体を配置することで変位検出部を構
成するが、1個のコイルの場合は、形状を小型化できる
利点があるがコイルと渦巻状の磁性体、または導電体と
の距離変化による影響を受け易くなる。そのため、製品
精度、組み立て精度を厳しくする必要が生じる。そこ
で、2個のコイルを対向して配置し、直列に接続し、そ
の間隙に渦巻状の磁性体、または導電体を配置すること
により、コイルとの距離が多少変化しても、出力が変化
しない特性を得ることができる。また、コイルの数は何
個でも良い。
As described above, the displacement detecting section is formed by disposing a spiral magnetic body or a conductor at the overlapping portion with the coil. However, in the case of one coil, there is an advantage that the shape can be reduced in size. However, it is easily affected by a change in the distance between the coil and the spiral magnetic or conductive material. Therefore, it is necessary to make the product accuracy and assembly accuracy strict. Therefore, by arranging two coils facing each other, connecting them in series, and arranging a spiral magnetic or conductive material in the gap, the output changes even if the distance from the coil changes slightly. Characteristics can be obtained. Also, the number of coils may be any number.

【0033】以上のようにコイルのインダクタンス、及
びインピーダンスを変化させることにより、コンパレー
タの出力の発振の周期を変化させ、その周期を観測する
ことにより流体圧揺動形アクチュエータの出力軸の回転
角度を検出する。
As described above, by changing the inductance and impedance of the coil, the cycle of oscillation of the output of the comparator is changed, and by observing the cycle, the rotation angle of the output shaft of the fluid pressure oscillating actuator can be changed. To detect.

【0034】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コンデンサの充電と放電
の時間に関与するコイルの抵抗値を安定させる必要があ
り、コイルを構成する導電線の材質を温度の変化に対し
て抵抗値が安定な銅−ニッケル−マンガン合金線(マン
ガニン線)、または銅−ニッケル合金線を用いることで
出力の変動を抑えることができる。
In order to enhance the stability of the rotational position detector against a change in temperature, it is necessary to stabilize the resistance value of the coil which is involved in the charging and discharging time of the capacitor. By using a copper-nickel-manganese alloy wire (manganin wire) or a copper-nickel alloy wire whose material has a stable resistance value against a change in temperature, fluctuations in output can be suppressed.

【0035】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コンデンサの充電と放電
の時間に関与するコイルのインダクタンス、及びインピ
ーダンスを安定させる必要があり、有芯コイルのときに
芯とする磁性体の材質を、磁気特性が温度の変化に対し
て安定な3%珪素鉄、アモルファス、フェライトを用い
ることで、出力の変動を抑えることができる。
In order to increase the stability of the rotational position detector against a change in temperature, it is necessary to stabilize the inductance and impedance of the coil involved in charging and discharging of the capacitor. By using 3% silicon iron, amorphous, or ferrite, whose magnetic properties are stable with respect to a change in temperature, as the material of the magnetic material serving as the core, fluctuations in output can be suppressed.

【0036】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コンデンサの充電と放電
の時間に関与するコイルのインダクタンス、及びインピ
ーダンスを安定させる必要があり、コイルとの重合部に
配置する渦巻状の磁性体の材質を、磁気特性が温度の変
化に対して安定な3%珪素鉄、アモルファス、フェライ
トを用いることで、出力の変動を抑えることができる。
In order to enhance the stability of the rotational position detector against a change in temperature, it is necessary to stabilize the inductance and the impedance of the coil involved in charging and discharging of the capacitor. By using 3% silicon iron, amorphous, or ferrite, whose magnetic properties are stable with respect to a change in temperature, as the material of the spiral magnetic body to be disposed, fluctuations in output can be suppressed.

【0037】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コンデンサの充電と放電
の時間に関与するコイルのインダクタンス、及びインピ
ーダンスを安定させる必要があり、コイルとの重合部に
配置する渦巻状の導電体の材質を、抵抗値が温度の変化
に対して安定な銅−ニッケル−マンガン合金、銅−ニッ
ケル合金、またはニッケル−クロム合金を用いること
で、出力の変動を抑えることができる。
In order to increase the stability of the rotational position detector against a change in temperature, it is necessary to stabilize the inductance and the impedance of the coil involved in charging and discharging of the capacitor. The fluctuation of output is suppressed by using a copper-nickel-manganese alloy, a copper-nickel alloy, or a nickel-chromium alloy, whose resistance value is stable with respect to temperature change, for the material of the spiral conductor arranged in be able to.

【0038】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コイル部分の抵抗値の変
化を補償する方法があり、負温度特性のサーミスタをコ
イルと直列に接続し、コイル近傍に配置することで、位
置検出部の温度の変化に対する出力の変動を抑えること
ができる。
In order to enhance the stability of the rotational position detector against a change in temperature, there is a method for compensating for a change in the resistance value of the coil portion. A thermistor having a negative temperature characteristic is connected in series with the coil, By arranging it in the vicinity, it is possible to suppress a change in output with respect to a change in temperature of the position detection unit.

【0039】また、当該回転位置検出器の温度の変化に
対する安定性を高めるために、コイル部分のインダクタ
ンスの変化を補償する方法があり、負温度特性のサーミ
スタをコイルと並列に接続し、コイル近傍に配置するこ
とで、位置検出部の温度の変化に対する出力の変動を抑
えることができる。
In order to enhance the stability of the rotational position detector against changes in temperature, there is a method of compensating for changes in inductance of the coil portion. A thermistor having a negative temperature characteristic is connected in parallel with the coil, and the vicinity of the coil is connected. , It is possible to suppress a change in output with respect to a change in temperature of the position detection unit.

【0040】さらに、当該回転位置検出器の周波数電圧
変換部において、その機能を容易に実現するための方法
として、コンパレータの出力の立ち上がり、及び立ち下
がりにおいて固定時間の矩形波を生成すると、周期の変
化によりこの矩形波の間隔に粗密が発生するため、この
矩形波を積分することにより、コンパレータの発振の周
期の変化を電圧の変化として出力できるように構成でき
る。
Further, as a method for easily realizing the function in the frequency-voltage converter of the rotational position detector, when a rectangular wave having a fixed time is generated at the rising and falling of the output of the comparator, Since the change causes variations in the interval between the rectangular waves, integration of the rectangular waves can output a change in the oscillation cycle of the comparator as a change in voltage.

【0041】以上のような作用により当該回転位置検出
器が成立するが、特にコイルを空芯コイルとし、コイル
との重合部に配置する渦巻状の導電体に非磁性材料を選
択することにより、外部磁気、特に磁石等による直流的
な磁気には特に影響を受けない回転位置検出器となる。
The rotation position detector is realized by the above-described operation. In particular, by selecting a coil as an air-core coil and selecting a non-magnetic material for a spiral conductor disposed at a portion where the coil overlaps with the coil, The rotational position detector is not particularly affected by external magnetism, especially DC magnetism by a magnet or the like.

【0042】また、コイルと磁性体、または導電体との
僅かな間隙内での感知を利用するため、同様の位置検出
器を具えた機器を近接して配置しても、相互に干渉を起
こすことはない。
Also, since the sensing is used within a small gap between the coil and the magnetic or conductive material, mutual interference occurs even if devices having similar position detectors are arranged in close proximity. Never.

【0043】[0043]

【実施例】実施例について図面を参照して説明するが、
まずはじめに全体の構成について説明すると、図1にお
いて、直列に接続し、対向して配置した2個のコイル
(4)(5)の間隙に、流体圧揺動形アクチュエータ
(1)の出力軸(7)に固定された渦巻状の導電体
(9)を挿入する。
An embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration will be described. In FIG. 1, the output shaft (1) of the fluid pressure oscillating actuator (1) is provided in a gap between two coils (4) and (5) connected in series and arranged facing each other. A spiral conductor (9) fixed to 7) is inserted.

【0044】ヒステリシスを有するしきい値を具えた反
転出力のコンパレータ(3)の入力側と出力側の間にコ
イル(4)(5)と抵抗(6)を直列に接続する。ま
た、コンパレータ(3)の入力側にコンデンサ(2)を
接続し、コンデンサ(2)の他極を基準電位に接続す
る。
The coils (4) and (5) and the resistor (6) are connected in series between the input side and the output side of the inverted output comparator (3) having a threshold value having hysteresis. Further, the capacitor (2) is connected to the input side of the comparator (3), and the other pole of the capacitor (2) is connected to the reference potential.

【0045】コンパレータ(3)の出力波形を観測し、
立ち上がり、及び立ち下がりにおいて固定時間の矩形波
を生成すると、周期の変化によりこの矩形波に粗密が発
生するため、この矩形波を積分することにより、コンパ
レータ(3)の発振の周期の変化、即ち、周波数の変化
を電圧の変化として出力できる。
Observing the output waveform of the comparator (3),
When a rectangular wave having a fixed time is generated at the rise and fall, the rectangular wave becomes uneven due to the change of the period. By integrating the rectangular wave, the change of the period of oscillation of the comparator (3), that is, The change in frequency can be output as a change in voltage.

【0046】この電圧を出力変換部(16)において、
ある比率を乗じた電圧、または電流として出力するか、
またはある特定の回転角度を予め設定しておき、その角
度に対して流体圧揺動形アクチュエータの出力軸の回転
角度がどちら側にあるかを判定してスイッチ出力を発生
するなどの構成をとって回転位置検出器とする。
This voltage is output to an output converter (16).
Output as a voltage or current multiplied by a certain ratio,
Alternatively, a specific rotation angle is set in advance, and a switch output is generated by determining which side of the rotation angle of the output shaft of the fluid pressure oscillation type actuator is located with respect to the predetermined rotation angle. Is a rotational position detector.

【0047】スイッチ出力を発生する場合は、前述の周
波数を変換して得られた電圧を、スイッチ出力を希望す
る回転角度に相当する電圧レベルと比較して、スイッチ
出力のハイレベル、ローレベルを出力するような構成が
考えられる。
When a switch output is generated, the voltage obtained by converting the frequency is compared with a voltage level corresponding to a desired rotation angle of the switch output, and the high level and the low level of the switch output are changed. A configuration for outputting data is conceivable.

【0048】当該回転位置検出器の構成のなかで、コイ
ル(4)(5)を有芯コイルにすることにより、コイル
部を小型化することが可能になり、例えば、図4に示す
実施例のように、外径28mm、の小型の空気圧揺動形
アクチュエータにも簡単に組み込むことができる。
By making the coils (4) and (5) cored coils in the configuration of the rotational position detector, it is possible to reduce the size of the coil portion. For example, the embodiment shown in FIG. As described above, a small pneumatic oscillating actuator having an outer diameter of 28 mm can be easily incorporated.

【0049】この実施例では、空気圧揺動形アクチュエ
ータ(23)の出力軸(24)に渦巻状の導電体(2
5)を固定し、その導電体(25)をはさむように2個
のコイル(26)(27)を配置する。一般的な空気圧
揺動形アクチュエータの回転角度は、最大で270度か
ら300度くらいであり、その範囲内で回転したときに
図5で示すように、コイル(26)(27)と導電体
(25)が重合する部分が徐変するような形状、および
配置とする。
In this embodiment, the spiral conductor (2) is connected to the output shaft (24) of the pneumatic oscillating actuator (23).
5) is fixed, and two coils (26) and (27) are arranged so as to sandwich the conductor (25). The rotation angle of a general pneumatic oscillating actuator is about 270 to 300 degrees at the maximum, and when rotated within that range, as shown in FIG. 5, the coils (26) and (27) and the conductor ( 25) The shape and arrangement are such that the polymerized portion gradually changes.

【0050】図4に示す実施例において、コイル(2
6)(27)に使用する導電線の材質を温度の変化に対
して、抵抗値が安定な銅−ニッケル−マンガン合金線
(マンガニン線)、または銅−ニッケル合金線を用いる
ことによって温度の変化による出力の変動をより少なく
することができる。
In the embodiment shown in FIG.
6) The material of the conductive wire used in (27) is changed in temperature by using a copper-nickel-manganese alloy wire (manganin wire) or a copper-nickel alloy wire having a stable resistance value against a change in temperature. Output fluctuations can be further reduced.

【0051】また、図4で示す実施例において、磁性体
(28)(29)からなる芯の材質を温度の変化に対し
て磁気特性が安定な、3%珪素鉄、アモルファス、また
はフェライトを用いることによって温度の変化による出
力値の変動をより少なくすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the material of the core made of the magnetic materials (28) and (29) is made of 3% silicon iron, amorphous or ferrite whose magnetic properties are stable against a change in temperature. As a result, a change in the output value due to a change in temperature can be further reduced.

【0052】また、図4で示す実施例において、コイル
(26)(27)の近傍に、コイル(26)(27)の
抵抗の温度変化分を補償するためにコイル(26)(2
7)と直列に負温度特性のサーミスタを接続して収める
ことにより、温度の変化による出力値の変動をより少な
くすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the coils (26) and (2) are provided near the coils (26) and (27) to compensate for the temperature change of the resistance of the coils (26) and (27).
By connecting and storing a thermistor having a negative temperature characteristic in series with 7), a change in output value due to a change in temperature can be further reduced.

【0053】また、図4で示す実施例のうち、コイル
(26)(27)近傍に、コイル(26)(27)のイ
ンダクタンスの温度変化分を補償するためにコイル(2
6)(27)と並列に負温度特性のサーミスタを接続し
て収めることにより、温度の変化による出力値の変動を
より少なくすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the coils (2) and (27) are provided near the coils (26) and (27) to compensate for the temperature change of the inductance of the coils (26) and (27).
6) By connecting and storing a thermistor having a negative temperature characteristic in parallel with (27), a change in output value due to a change in temperature can be further reduced.

【0054】しかしながら、当該回転位置検出器の特徴
である小型で簡単な構造を実現するにおいて、サーミス
タの使用は避けたい。そのために、磁性体(28)(2
9)の芯の材質に3%珪素鉄、アモルファス、またはフ
ェライトを用いて、コイル(26)(27)にマンガニ
ン線を用いて、さらに2個のコイルの間隙に挿入する渦
巻状の導電体(25)を銅−ニッケル−マンガン合金、
銅−ニッケル合金、またはニッケル−クロム合金など電
気抵抗値が温度の変化に対して安定な材質とすること
で、サーミスタを使用しなくても、温度変化に対して極
めて安定した出力が得られるようになる。
However, it is desired to avoid using a thermistor in realizing a small and simple structure which is a feature of the rotational position detector. Therefore, the magnetic material (28) (2)
9) Using a 3% silicon iron, amorphous or ferrite material for the core, using a manganin wire for the coils (26) and (27), and further inserting a spiral conductor ( 25) is a copper-nickel-manganese alloy,
By using a material whose electrical resistance is stable against temperature changes, such as a copper-nickel alloy or a nickel-chromium alloy, it is possible to obtain an extremely stable output against temperature changes without using a thermistor. become.

【0055】また、図1に示す構成図において、周波数
電圧変換部(15)は、コンパレータ(3)の出力の発
振の周波数を電圧に変換する部分である。一般的に周波
数電圧変換とよばれる方法は多数存在するが、この回転
位置検出器において容易に実現できる方法を以下に述べ
る。
In the configuration diagram shown in FIG. 1, the frequency-voltage converter (15) is a part that converts the oscillation frequency of the output of the comparator (3) into a voltage. In general, there are many methods called frequency-voltage conversion, and a method that can be easily realized by this rotational position detector will be described below.

【0056】発振しているコンパレータ(3)の出力波
形の立ち上がりと立ち下がりのエッジで、ある固定時間
の矩形波を発生させる。コンパレータ(3)の発振の周
期が変化すると、この矩形波の間隔が変化するので、積
分することにより周波数を電圧に変換することができ
る。
At the rising and falling edges of the output waveform of the oscillating comparator (3), a rectangular wave of a fixed time is generated. When the oscillation cycle of the comparator (3) changes, the interval between the rectangular waves changes, so that the frequency can be converted into a voltage by integrating.

【0057】次にサーミスタを用いた温度補償について
述べる。図1に示す構成図において、コイル(4)
(5)に用いる導電線の材質や、有芯コイルの場合の芯
(10)の材質や、コイル(4)(5)の間隙に挿入す
る渦巻状の磁性体(8)、及び導電体(9)の材質を、
これまで述べてきたように温度特性の良いもので構成す
るならば、温度補償用のサーミスタ(11)(12)は
必要ないと思われるが、回転位置検出器の使用環境、形
状、その他の要因で温度特性の良い材料の使用が困難な
ときは、サーミスタで温度補償するほうが簡単な場合が
ある。また、上記のように温度特性の良い材料を使用す
ることに加えてサーミスタを使用することで、より温度
特性を向上させることができる。
Next, temperature compensation using a thermistor will be described. In the configuration diagram shown in FIG.
The material of the conductive wire used for (5), the material of the core (10) in the case of a cored coil, the spiral magnetic body (8) inserted into the gap between the coils (4) and (5), and the conductor ( 9)
As described above, it is considered that the temperature compensating thermistors (11) and (12) are not necessary if they are configured with good temperature characteristics. However, the use environment, shape, and other factors of the rotational position detector are considered. When it is difficult to use a material having good temperature characteristics, it may be easier to perform temperature compensation using a thermistor. Further, by using a thermistor in addition to using a material having good temperature characteristics as described above, the temperature characteristics can be further improved.

【0058】サーミスタを使用した温度補償の方法につ
いて、その接続方法を実験により求めた結果として説明
すると、コイル(4)(5)に銅線を用い、有芯コイル
の芯(10)に鉄を用いた場合は、温度変化に対して銅
線の電気抵抗が約0.4%/℃位変化し、有芯コイルの
インダクタンスが約0.1〜0.2%/℃位変化するの
で、その影響で出力電圧が変化する。
The method of temperature compensation using a thermistor will be described as a result of experimentally determining a connection method. Copper wires are used for the coils (4) and (5), and iron is used for the core (10) of the cored coil. When used, the electric resistance of the copper wire changes by about 0.4% / ° C with respect to the temperature change, and the inductance of the cored coil changes by about 0.1 to 0.2% / ° C. The output voltage changes due to the influence.

【0059】そこで、コイル(4)(5)と直列、及び
並列に、つまり図1のサーミスタ(11)(12)の代
わりに可変抵抗器をつけて変位検出部(13)の温度を
変化させたとき、はじめの温度のときと同じ出力電圧が
得られるようにそれぞれの可変抵抗器の抵抗値をさがし
だした。すると、2個のコイル(4)(5)の間隙に挿
入する渦巻状の導電体(9)とコイル(4)(5)との
重合量によりそれぞれの可変抵抗器を両方とも調整しな
ければ、検出範囲全体において、温度補償することはで
きなかった。つまり、回転角度により補償する値が異な
ることが判明した。
Therefore, the temperature of the displacement detecting section (13) is changed in series and in parallel with the coils (4) and (5), that is, by attaching a variable resistor instead of the thermistors (11) and (12) in FIG. Then, the resistance of each variable resistor was found so that the same output voltage as that at the initial temperature could be obtained. Then, both variable resistors need to be adjusted according to the amount of overlap between the spiral conductor (9) inserted into the gap between the two coils (4) and (5) and the coils (4) and (5). The temperature could not be compensated over the entire detection range. That is, it has been found that the value to be compensated differs depending on the rotation angle.

【0060】そのため、今度はコイル(4)(5)にマ
ンガニン線を用いて同様の実験をおこなった。すると、
コイル(4)(5)と直列に接続したほうの可変抵抗器
の抵抗値を変化させることなく、コイル(4)(5)と
並列に接続した可変抵抗器の抵抗値を変化させるのみ
で、検出範囲全体について、温度補償をすることができ
た。
For this reason, a similar experiment was performed using manganin wires for the coils (4) and (5). Then
Without changing the resistance value of the variable resistor connected in series with the coils (4) and (5), only the resistance value of the variable resistor connected in parallel with the coils (4) and (5) is changed. Temperature compensation could be performed for the entire detection range.

【0061】以上のことから、マンガニン線は抵抗温度
係数が10PPM/℃程度と非常に安定しているため、
コイル(4)(5)に並列に接続した可変抵抗器により
補償したものは、有芯コイルのインダクタンスの変化分
といえる。そして、コイル(4)(5)に直列に接続し
た可変抵抗器により補償したものは、マンガニン線に変
更したために調整不要となったことから、コイル(4)
(5)の抵抗値の変化分といえる。
From the above, since the manganin wire has a very stable temperature coefficient of resistance of about 10 PPM / ° C.,
What is compensated by the variable resistors connected in parallel to the coils (4) and (5) can be said to be the change in inductance of the cored coil. The compensation performed by the variable resistors connected in series to the coils (4) and (5) requires no adjustment because of the change to the manganin wire.
This can be said to be the change in the resistance value of (5).

【0062】また、どちらの可変抵抗器も温度補償した
ときの抵抗値は、温度が上がるにつれて抵抗値を下げる
方向であったため、これをサーミスタで行うには、負の
抵抗温度係数をもつものが必要であり、さらに、温度に
対して比例した抵抗値の変化が必要なため、実際の使用
では、固定抵抗とサーミスタを並列接続してサーミスタ
の温度に対して曲線的な抵抗値の変化を直線的にする必
要がある。
Further, since the resistance value of both variable resistors when the temperature is compensated is such that the resistance value decreases as the temperature rises, in order to perform this with a thermistor, a resistor having a negative temperature coefficient of resistance is required. It is necessary to change the resistance value in proportion to temperature.In actual use, a fixed resistance and a thermistor are connected in parallel, and the change in the resistance value in a curved line with respect to the temperature of the thermistor is straightened. Need to be done.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0064】コイルと渦巻状の磁性体、または導電体の
みで温度特性の優れた回転位置検出器を構成できるた
め、構造が非常に簡単であり、また発振回路部、周波数
電圧変換部、および出力変換部からなるアンプ部も非常
に簡単に構成できるため、全体的に小型化が容易であ
る。
Since a rotational position detector having excellent temperature characteristics can be constituted only by the coil and the spiral magnetic or conductive material, the structure is very simple, and the oscillation circuit, the frequency-voltage converter, and the output Since the amplifier section including the conversion section can be configured very simply, it is easy to reduce the size as a whole.

【0065】有芯コイルの方式の場合、1往復巻のコイ
ルでも十分な出力が得られるため、変位検出部が非常に
小さくなり、製作も容易であるので小型の流体圧揺動形
アクチュエータのような機器への取り付けも容易であ
る。
In the case of the cored coil system, a sufficient output can be obtained even with a single reciprocating coil, so that the displacement detecting section is very small, and it is easy to manufacture. It is easy to attach to various devices.

【0066】流体圧揺動形アクチュエータに装着する構
成部品は、コイルと、それに重合する位置に配置する磁
性体、または導電体と、また必要があればサーミスタの
みであり、発振回路部、周波数電圧変換部、および出力
変換部からなるアンプ部は電線を介して離れた場所に設
置できるため、ある特定の回転位置に対してスイッチ出
力を発生するような用途で当該回転位置検出器を用いる
場合、流体圧揺動形アクチュエータを設置してある場所
から離れた場所でスイッチ出力位置の調整をすることが
可能になり、流体圧揺動形アクチュエータを設置するス
ペースの自由度がひろがる。
The components mounted on the fluid pressure oscillating actuator are only a coil, a magnetic substance or a conductor disposed at a position overlapping with the coil, and if necessary, a thermistor only. Since the conversion unit and the amplifier unit including the output conversion unit can be installed at a remote place via an electric wire, when the rotation position detector is used in an application that generates a switch output for a specific rotation position, The switch output position can be adjusted at a location distant from the location where the fluid pressure oscillating actuator is installed, and the degree of freedom in installing the fluid pressure oscillating actuator is increased.

【0067】コイルと磁性体、または導電体の僅かな間
隙内で感知する方式のため、同様の位置検出器を具えた
流体圧揺動形アクチュエータを近接して設置することが
可能であり、相互の干渉を起こさない。
Since the sensing is performed within a small gap between the coil and the magnetic or conductive material, it is possible to install a fluid pressure oscillating actuator having a similar position detector in close proximity. Do not cause interference.

【0068】空芯コイルの方式の場合、コイルと重合さ
せる位置に配置する導電体に非磁性材料を選定すると、
構成部品を全て非磁性材で構成でき、磁石等の磁気を近
付けても出力の変動を起こさないので、従来のようなホ
ール素子等の位置検出器よりも、外部磁気に対して安定
である。
In the case of the air-core coil system, if a non-magnetic material is selected for the conductor disposed at the position where the coil overlaps with the coil,
Since all the components can be made of a non-magnetic material, and the output does not fluctuate even when the magnetism of a magnet or the like is brought close, it is more stable against external magnetism than a conventional position detector such as a Hall element.

【0069】コイルを用いた位置検出器において、一般
的に用いられている温度補償用の複雑な回路や、温度補
償用コイルなどを用いなくても構成材料の選定のみで、
温度の変化に対して安定な出力が得られるので、コイル
構造の自由度が高く機器への装着が容易である。
In a position detector using a coil, a complicated circuit for temperature compensation, which is generally used, or a selection of constituent materials without using a coil for temperature compensation, etc., is used.
Since a stable output is obtained with respect to a change in temperature, the degree of freedom of the coil structure is high, and the coil can be easily mounted on a device.

【0070】また、コイルと直列にサーミスタを接続し
たり、コイルと並列にサーミスタを接続してコイル近傍
に配置するだけで、温度変化による安定性を簡単に向上
できるので、変位検出部の構成材料の選択肢が多く、使
用環境、大きさ、形状などへの対応が容易である。
Further, by simply connecting a thermistor in series with the coil or connecting a thermistor in parallel with the coil and disposing the thermistor in the vicinity of the coil, the stability due to a temperature change can be easily improved. There are many choices, and it is easy to respond to usage environment, size, shape, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】流体圧揺動形アクチュエータにおける回転位置
検出器の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a rotational position detector in a fluid pressure oscillating actuator.

【図2】従来の位置検出器を用いた流体圧揺動形アクチ
ュエータの構成図(平面図)である。
FIG. 2 is a configuration diagram (plan view) of a fluid pressure swing type actuator using a conventional position detector.

【図3】従来の位置検出器を用いた流体圧揺動形アクチ
ュエータの構成図(正面図)である。
FIG. 3 is a configuration diagram (a front view) of a fluid pressure oscillation type actuator using a conventional position detector.

【図4】回転位置検出器を小型空気圧揺動形アクチュエ
ータに組み込んだときの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view when the rotational position detector is incorporated in a small pneumatic oscillating actuator.

【図5】回転位置検出器の渦巻状の導電体、または磁性
体とコイルの形状、および、配置を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing shapes and arrangements of a spiral conductor or a magnetic body and a coil of the rotational position detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、17 流体圧揺動形アクチュエータ 2 コンデンサ 3 コンパレータ 4、5 コイル 6 抵抗 7、18、24 出力軸 8 磁性体(渦巻状) 9 導電体(渦巻状) 10 磁性体(芯) 11、12 サーミスタ 13 変位検出部 14 発振回路部 15 周波数電圧変換部 16 出力変換部 19 磁石取り付けステー 20 磁石 21 磁気センサ 22 磁気センサ取り付けステー 23 空気圧揺動形アクチュエータ 24 出力軸 25 渦巻状の導電体 26、27 コイル 28、29 芯 Reference Signs List 1, 17 Fluid pressure oscillating actuator 2 Capacitor 3 Comparator 4, 5 Coil 6 Resistance 7, 18, 24 Output shaft 8 Magnetic body (spiral) 9 Conductor (spiral) 10 Magnetic body (core) 11, 12 Thermistor DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Displacement detection part 14 Oscillation circuit part 15 Frequency voltage conversion part 16 Output conversion part 19 Magnet attachment stay 20 Magnet 21 Magnetic sensor 22 Magnetic sensor attachment stay 23 Pneumatic oscillating actuator 24 Output shaft 25 Spiral conductor 26, 27 Coil 28, 29 core

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01D 5/20 G01D 5/20 P Fターム(参考) 2F063 AA35 BA30 CB01 CC02 DA05 EA03 GA07 GA08 KA01 LA04 LA05 LA13 LA30 2F077 CC02 FF03 FF13 TT02 TT22 TT35 TT36 TT82 UU03 3H081 AA21 BB01 GG06 GG15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G01D 5/20 G01D 5/20 PF term (Reference) 2F063 AA35 BA30 CB01 CC02 DA05 EA03 GA07 GA08 KA01 LA04 LA05 LA13 LA30 2F077 CC02 FF03 FF13 TT02 TT22 TT35 TT36 TT82 UU03 3H081 AA21 BB01 GG06 GG15

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体圧揺動形アクチュエータ(1)にお
ける回転位置検出器において、一方の極を基準電位に接
続したコンデンサ(2)の他極をヒステリシスを有する
しきい値を具えた反転出力のコンパレータ(3)の入力
側に接続し、コンパレータ(3)の出力側は、1個、ま
たは対向して配置された2個以上のコイル(4)(5)
と抵抗(6)を直列に接続してコンパレータ(3)の入
力側に接続する回路を構成することにより、コンパレー
タ(3)の出力を発振させておき、流体圧揺動形アクチ
ュエータ(1)の出力軸(7)の回転にともないコイル
(4)(5)との重合面積が変化するように渦巻状の磁
性体(8)、または導電体(9)を配置することでコイ
ル(4)(5)のインダクタンスを流体圧揺動形アクチ
ュエータ(1)の出力軸(7)の回転とともに変化させ
ることにより、コイル(4)(5)と抵抗(6)を併せ
たインピーダンスが変化するので、コンデンサ(2)の
充電と放電の時間が変化し、それによりコンパレータ
(3)の出力の発振の周期が変化するので、その周期を
観測することにより、流体圧揺動形アクチュエータ
(1)の出力軸(7)の回転位置を検出できるように構
成した回転位置検出器。
1. A rotary position detector in a fluid pressure oscillating actuator (1), wherein one of the poles is connected to a reference potential and the other pole is connected to a reference potential, and the other pole is provided with an inverted output having a threshold value having hysteresis. The output side of the comparator (3) is connected to the input side of the comparator (3), and one or two or more coils (4) (5) arranged opposite to each other
And the resistor (6) are connected in series to form a circuit connected to the input side of the comparator (3), so that the output of the comparator (3) is oscillated, and the fluid pressure oscillating actuator (1) By arranging the spiral magnetic body (8) or the conductor (9) so that the overlapping area with the coils (4) and (5) changes with the rotation of the output shaft (7), the coils (4) and ( By changing the inductance of (5) with the rotation of the output shaft (7) of the fluid pressure oscillating actuator (1), the impedance including the coils (4) and (5) and the resistance (6) changes, so that the capacitor is changed. Since the period of the charge and discharge of (2) changes and the period of the oscillation of the output of the comparator (3) changes, the output shaft of the fluid pressure oscillating actuator (1) is observed by observing the period. (7) Configured translocation can detect the rotational position detector.
【請求項2】 コイル(4)(5)を構成する導電線の
材質を、温度の変化に対して抵抗値が安定している、銅
−ニッケル−マンガン合金線(マンガニン線)、または
銅−ニッケル合金線とした請求項1記載の回転位置検出
器。
2. The material of the conductive wire forming the coils (4) and (5) is selected from a copper-nickel-manganese alloy wire (manganin wire) or a copper The rotational position detector according to claim 1, wherein the rotational position detector is a nickel alloy wire.
【請求項3】 コイル(4)(5)の重合部に配置する
渦巻状の磁性体(8)の材質を、温度の変化に対して磁
気特性が安定している、3%珪素鉄、アモルファス、ま
たはフェライトとした請求項1記載の回転位置検出器。
3. The material of the spiral magnetic body (8) disposed in the overlapping portion of the coils (4) and (5) is made of 3% silicon iron, amorphous whose magnetic properties are stable against a change in temperature. The rotational position detector according to claim 1, wherein the rotational position detector is ferrite.
【請求項4】 コイル(4)(5)の重合部に配置する
渦巻状の導電体(9)の材質を、温度の変化に対して抵
抗値が安定している、銅−ニッケル−マンガン合金、銅
−ニッケル合金、またはニッケル−クロム合金とした請
求項1記載の回転位置検出器。
4. A copper-nickel-manganese alloy having a resistance value stable with respect to a change in temperature, wherein a material of a spiral conductor (9) disposed in an overlapping portion of the coils (4) and (5) is made of a material. 2. The rotation position detector according to claim 1, wherein the rotation position detector is made of a copper-nickel alloy or a nickel-chromium alloy.
【請求項5】 コイル(4)(5)において、磁性体
(10)を芯とする有芯コイルを利用する請求項1記載
の回転位置検出器。
5. The rotational position detector according to claim 1, wherein the coils (4) and (5) use a cored coil having a magnetic body (10) as a core.
【請求項6】 請求項5記載の磁性体(10)の材質
を、3%珪素鉄、アモルファス、またはフェライトとし
た回転位置検出器。
6. A rotational position detector wherein the material of the magnetic material (10) according to claim 5 is 3% silicon iron, amorphous, or ferrite.
【請求項7】 コイル(4)(5)の抵抗値の温度変化
分を補償するために、負温度特性のサーミスタ(11)
をコイル(4)(5)と直列に接続し、コイル(4)
(5)の近傍に配置した構成とする請求項1記載の回転
位置検出器。
7. A thermistor (11) having a negative temperature characteristic for compensating for a temperature change in resistance of the coils (4) and (5).
Are connected in series with the coils (4) and (5), and the coils (4)
The rotational position detector according to claim 1, wherein the rotational position detector is arranged near (5).
【請求項8】 コイル(4)(5)のインダクタンスの
温度変化分を補償するために、負温度特性のサーミスタ
(12)をコイル(4)(5)と並列に接続し、コイル
(4)(5)の近傍に配置した構成とする請求項1記載
の回転位置検出器。
8. A thermistor (12) having a negative temperature characteristic is connected in parallel with the coils (4) and (5) to compensate for a temperature change in inductance of the coils (4) and (5). The rotational position detector according to claim 1, wherein the rotational position detector is arranged near (5).
【請求項9】 コンパレータ(3)の出力の立ち上が
り、及び立ち下がりにおいて、固定時間の矩形波を生成
すると、周期の変化によりこの矩形波の間隔に粗密が発
生するため、この矩形波を積分することにより、コンパ
レータ(3)の出力の発振の周期の変化を電圧の変化と
して出力できるように構成した請求項1記載の回転位置
検出器。
9. When a rectangular wave having a fixed time is generated at the rise and fall of the output of the comparator (3), the interval between the rectangular waves varies due to a change in the period, and therefore the rectangular wave is integrated. 2. The rotational position detector according to claim 1, wherein a change in the oscillation cycle of the output of the comparator can be output as a change in voltage.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046018B2 (en) * 2001-04-23 2006-05-16 Levex Corporation Position sensor
JP2010196777A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Tokyo Institute Of Technology Rotary actuator
JP2010210631A (en) * 2002-07-03 2010-09-24 Fisher Controls Internatl Llc Position sensor

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