JP2015014479A - Displacement sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変位センサに関する。 The present invention relates to a displacement sensor.
特許文献１には、油圧シリンダのピストンロッドの変位量を検出する変位センサが開示されている。変位センサは、ピストンロッドに形成された磁気スケールに起因する磁界の変化を検出する磁気センサを有するセンサ部と、センサ部を収納するケースと、ケースからセンサ部が進出する方向にセンサ部を付勢するスプリングと、センサ部とピストンロッドとの間に介装されセンサ部とピストンロッドとの間に間隙を形成するベアリングと、を備える。 Patent Document 1 discloses a displacement sensor that detects a displacement amount of a piston rod of a hydraulic cylinder. The displacement sensor is provided with a sensor unit having a magnetic sensor for detecting a magnetic field change caused by a magnetic scale formed on the piston rod, a case for housing the sensor unit, and a sensor unit in a direction in which the sensor unit advances from the case. And a bearing that is interposed between the sensor portion and the piston rod and that forms a gap between the sensor portion and the piston rod.
上記従来の技術では、磁気センサとピストンロッドに形成された磁気スケールとの間のギャップをベアリングによって一定に保持している。ピストンロッドが移動すると磁気スケールが磁気センサの前を通過し、磁界の変化に伴って磁気センサの出力値が変化する。この出力値の変化に基づいてピストンロッドのストローク量が演算される。 In the prior art, the gap between the magnetic sensor and the magnetic scale formed on the piston rod is held constant by the bearing. When the piston rod moves, the magnetic scale passes in front of the magnetic sensor, and the output value of the magnetic sensor changes as the magnetic field changes. The stroke amount of the piston rod is calculated based on the change in the output value.
しかし、油圧シリンダの長期使用によってベアリングが摩耗すると、磁気センサと磁気スケールとの間のギャップが小さくなり、磁気スケールが通過した際の磁気センサの出力値が変化する。変化した出力値に基づいてストローク量の演算が行われると、変位センサの検出精度が低下する可能性がある。 However, when the bearing is worn due to long-term use of the hydraulic cylinder, the gap between the magnetic sensor and the magnetic scale is reduced, and the output value of the magnetic sensor when the magnetic scale passes changes. If the stroke amount is calculated based on the changed output value, the detection accuracy of the displacement sensor may be lowered.
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、変位センサの検出精度の低下を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical problem, and an object thereof is to prevent a decrease in detection accuracy of a displacement sensor.
本発明は、可動体の変位量を検出する変位センサであって、可動体の変位方向に沿って所定の間隔で設けられ、所定の深さを有する溝である浅溝と浅溝より深い溝である深溝とから構成される磁気スケールと、可動体の変位によって磁気スケールが通過する位置に設けられ、磁気スケールによって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気センサと、磁気センサの出力値と予め定められた基準値とに基づいて磁気センサを通過した磁気スケールが浅溝であるか深溝であるかを判定する判定部と、浅溝が通過したと判定された場合の磁気センサの出力値と、深溝が通過したと判定された場合の磁気センサの出力値と、に基づいて基準値を更新する基準値更新部と、を備えることを特徴とする変位センサ。 The present invention is a displacement sensor that detects the amount of displacement of a movable body, and is provided at a predetermined interval along the displacement direction of the movable body, and is a groove having a predetermined depth and a groove deeper than the shallow groove. A magnetic scale composed of a deep groove, a magnetic sensor provided at a position through which the magnetic scale passes due to displacement of the movable body, and outputs a signal corresponding to a magnetic field that changes according to the magnetic scale, and an output value of the magnetic sensor A determination unit that determines whether the magnetic scale that has passed through the magnetic sensor is a shallow groove or a deep groove based on a predetermined reference value, and an output value of the magnetic sensor when it is determined that the shallow groove has passed And a reference value updating unit that updates the reference value based on the output value of the magnetic sensor when it is determined that the deep groove has passed.
本発明によれば、浅溝が通過したと判定された場合の磁気センサの出力値と、深溝が通過したと判定された場合の磁気センサの出力値と、に基づいて基準値を更新するので、ベアリングの摩耗などによって磁気センサと可動体とのギャップが変化しても、磁気センサを通過した磁気スケールが浅溝であるか深溝であるかを精度よく判定することができる。よって、変位センサの検出精度の低下を防止することができる。 According to the present invention, the reference value is updated based on the output value of the magnetic sensor when it is determined that the shallow groove has passed and the output value of the magnetic sensor when it is determined that the deep groove has passed. Even if the gap between the magnetic sensor and the movable body changes due to wear of the bearing or the like, it can be accurately determined whether the magnetic scale that has passed through the magnetic sensor is a shallow groove or a deep groove. Therefore, it is possible to prevent a decrease in detection accuracy of the displacement sensor.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本実施形態における変位センサ１０が組み込まれたダンパ１００を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a damper 100 in which a displacement sensor 10 according to this embodiment is incorporated.
ダンパ１００は、作動流体が封入されたシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に収装されたピストン２と、一端がピストン２に結合され他端がシリンダ１の外部へと延在する可動体としてのロッド３と、ロッド３のストローク量（変位量）を検出する変位センサ１０と、を備える。 The damper 100 includes a cylinder 1 in which a working fluid is sealed, a piston 2 that is slidably accommodated in the cylinder 1, and a movable member that has one end coupled to the piston 2 and the other end extending outside the cylinder 1. A rod 3 as a body and a displacement sensor 10 that detects a stroke amount (displacement amount) of the rod 3 are provided.
シリンダ１の開口端には、シリンダ１を封止するシリンダヘッド４が設けられる。シリンダヘッド４は、ロッド３の外周と摺接するベアリング５を内周に有してロッド３を軸支する。 A cylinder head 4 for sealing the cylinder 1 is provided at the opening end of the cylinder 1. The cylinder head 4 has a bearing 5 in sliding contact with the outer periphery of the rod 3 on the inner periphery and pivotally supports the rod 3.
シリンダヘッド４よりロッド３の他端側には、シリンダヘッド４と同軸状にセンサホルダ６が設けられる。センサホルダ６は、内周から外周まで径方向に連通して変位センサ１０のセンサ機構１１（図２）が挿入される連通孔７と、連通孔７よりロッド３の他端側の内周に設けられシリンダ１内へのダストの侵入を防止するダストシール８と、を有する。 A sensor holder 6 is provided coaxially with the cylinder head 4 on the other end side of the rod 3 from the cylinder head 4. The sensor holder 6 communicates in the radial direction from the inner periphery to the outer periphery, the communication hole 7 into which the sensor mechanism 11 (FIG. 2) of the displacement sensor 10 is inserted, and the inner periphery on the other end side of the rod 3 from the communication hole 7. And a dust seal 8 that prevents dust from entering the cylinder 1.
ロッド３は、鉄等の磁性体によって形成される。ロッド３には、多数の磁気スケール９がロッド３の変位方向である軸方向に沿って一列に所定の間隔をもって形成される。変位センサ１０のセンサ機構１１（図２）は、ロッド３の磁気スケール９に対向するようにセンサホルダ６内に収装される。 The rod 3 is formed of a magnetic material such as iron. A large number of magnetic scales 9 are formed on the rod 3 in a line along the axial direction, which is the displacement direction of the rod 3, at a predetermined interval. The sensor mechanism 11 (FIG. 2) of the displacement sensor 10 is housed in the sensor holder 6 so as to face the magnetic scale 9 of the rod 3.
図２は、変位センサ１０を拡大して示す拡大図である。 FIG. 2 is an enlarged view showing the displacement sensor 10 in an enlarged manner.
変位センサ１０は、ロッド３のストローク量に応じた磁界の変化を電気信号として出力するセンサ機構１１と、センサ機構１１と配線１２によって接続されセンサ機構１１から出力される電気信号を増幅する増幅回路（図示せず）を有する基板１３と、センサ機構１１を支持するとともに基板１３を収容する有底筒状のケース１４と、ケース１４の開口部１４ａに覆設されるカバー１５と、基板１３において増幅された電気信号に基づいてロッド３のストローク量を演算するコントローラ３０と、を備える。 The displacement sensor 10 includes a sensor mechanism 11 that outputs a change in the magnetic field according to the stroke amount of the rod 3 as an electric signal, and an amplifier circuit that is connected to the sensor mechanism 11 by the wiring 12 and amplifies the electric signal output from the sensor mechanism 11. In the substrate 13 having a substrate 13 (not shown), a bottomed cylindrical case 14 that supports the sensor mechanism 11 and accommodates the substrate 13, a cover 15 that covers the opening 14 a of the case 14, and the substrate 13 And a controller 30 that calculates the stroke amount of the rod 3 based on the amplified electrical signal.
ケース１４は、センサホルダ６の外周に固定され、側面にセンサホルダ６の連通孔７と連通するセンサ用開口部１４ｂを有する。カバー１５は、ケース１４の開口部１４ａ側のケース１４に固定され、ケース１４内の外部配線１６を外部へと引き出すための孔１５ａを有する。 The case 14 is fixed to the outer periphery of the sensor holder 6, and has a sensor opening 14 b that communicates with the communication hole 7 of the sensor holder 6 on the side surface. The cover 15 is fixed to the case 14 on the opening 14a side of the case 14, and has a hole 15a for drawing the external wiring 16 in the case 14 to the outside.
センサ機構１１は、ケース１４のセンサ用開口部１４ｂに支持される基端部１７と、基端部１７に対してセンサ機構１１の軸方向に移動可能な磁気センサとしてのセンサ部１８と、センサ部１８と基端部１７との間に介装されセンサ部１８をロッド３側に付勢するスプリング１９と、を有する。 The sensor mechanism 11 includes a base end portion 17 supported by the sensor opening 14 b of the case 14, a sensor portion 18 as a magnetic sensor that can move in the axial direction of the sensor mechanism 11 with respect to the base end portion 17, and a sensor A spring 19 that is interposed between the portion 18 and the base end portion 17 and biases the sensor portion 18 toward the rod 3 side.
センサ部１８のロッド３側には、円環状のベアリング２０が装着され、センサ部１８はベアリング２０を介してロッド３と摺接する。ベアリング２０は、樹脂等の絶縁材料によって形成される。ベアリング２０の軸方向の厚みは、スプリング１９によって付勢されるセンサ部１８とロッド３とが所定の隙間を有するように予め設定される。 An annular bearing 20 is mounted on the rod 3 side of the sensor unit 18, and the sensor unit 18 is in sliding contact with the rod 3 through the bearing 20. The bearing 20 is formed of an insulating material such as resin. The axial thickness of the bearing 20 is set in advance so that the sensor portion 18 biased by the spring 19 and the rod 3 have a predetermined gap.
センサ部１８は、ロッド３の変位によって磁気スケール９が通過する位置に設けられ、磁気スケール９によって変化する磁界に応じた電気信号を出力する。磁気スケール９は、所定の深さを有する溝である浅溝２３と浅溝２３より深い溝である深溝２４とから構成され、ロッド３の軸方向に所定の間隔を有して形成される。深溝２４は、隣接する深溝２４間の浅溝２３の数がそれぞれ異なるように配設される。 The sensor unit 18 is provided at a position where the magnetic scale 9 passes due to the displacement of the rod 3, and outputs an electric signal corresponding to the magnetic field that changes by the magnetic scale 9. The magnetic scale 9 includes a shallow groove 23 that is a groove having a predetermined depth and a deep groove 24 that is a groove deeper than the shallow groove 23, and is formed with a predetermined interval in the axial direction of the rod 3. The deep grooves 24 are arranged such that the number of shallow grooves 23 between adjacent deep grooves 24 is different.
センサ部１８の先端中央には、センサＩＣ２５が内蔵されている。センサＩＣ２５は、永久磁石やＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）等から構成され、ＭＲ素子に作用する磁界に応じて内部回路の抵抗値を変化させる。センサＩＣ２５は、配線１２を介して一定の電圧が印加され、抵抗値に応じた電圧値を出力信号として配線１２を介して出力する。 A sensor IC 25 is built in the center of the tip of the sensor unit 18. The sensor IC 25 includes a permanent magnet, an MR element (magnetoresistance effect element), and the like, and changes the resistance value of the internal circuit in accordance with the magnetic field acting on the MR element. A constant voltage is applied to the sensor IC 25 via the wiring 12, and a voltage value corresponding to the resistance value is output as an output signal via the wiring 12.
基板１３は、ケース１４の内面であってロッド３の軸方向に垂直な面に固定される。配線１２は、センサ機構１１の基端部１７の背面からロッド３の軸に垂直な方向に延出するとともに、基板１３の表面からロッド３の軸に平行に延出し、途中で屈曲する屈曲部１２ａを有する。 The substrate 13 is fixed to the inner surface of the case 14 and a surface perpendicular to the axial direction of the rod 3. The wiring 12 extends from the back surface of the base end portion 17 of the sensor mechanism 11 in a direction perpendicular to the axis of the rod 3, and extends from the surface of the substrate 13 in parallel to the axis of the rod 3 and bends in the middle. 12a.
これにより、センサ機構１１の基端部１７から延出する配線１２と、基板１３から延出する配線１２との、屈曲部１２ａにおいてなす角度は９０度である。なお、屈曲部１２ａは、直角に折れ曲がっている必要はなく所定の曲率をもって屈曲していればよい。 Thus, the angle formed at the bent portion 12 a between the wiring 12 extending from the base end portion 17 of the sensor mechanism 11 and the wiring 12 extending from the substrate 13 is 90 degrees. The bent portion 12a does not need to be bent at a right angle, and may be bent with a predetermined curvature.
基板１３は、ボルト２１によって仮止めされた後、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等のモールド樹脂２２によって全周をモールドされる。基板１３のモールドは、屈曲部１２ａがモールド樹脂２２の外側に位置するように、ケース１４内の一部である基板１３付近の一か所においてのみ行われる。すなわち、モールド樹脂２２は基板１３の全周にわたって設けられる一方、配線１２については基板１３から延出する所定長さ分だけがモールドされる。 The substrate 13 is temporarily fixed with bolts 21 and then molded with a mold resin 22 such as silicon resin or epoxy resin. The molding of the substrate 13 is performed only at one location in the vicinity of the substrate 13 which is a part in the case 14 so that the bent portion 12a is located outside the mold resin 22. That is, the mold resin 22 is provided over the entire circumference of the substrate 13, while the wiring 12 is molded only for a predetermined length extending from the substrate 13.
さらに、基板１３には、増幅回路によって増幅した電気信号をケース１４外へと伝達する外部配線１６が接続される。外部配線１６は、カバー１５の孔１５ａを通して外部へと引き出される。 Furthermore, an external wiring 16 that transmits the electrical signal amplified by the amplifier circuit to the outside of the case 14 is connected to the substrate 13. The external wiring 16 is drawn out through the hole 15 a of the cover 15.
変位センサ１０は以上のように構成され、ロッド３のストロークによってセンサ機構１１のセンサ部１８に対向する磁気スケール９が移動すると、センサ機構１１から出力される電気信号が基板１３の増幅回路に伝達されて信号が増幅された後、ケース１４外のコントローラ３０に送信される。コントローラ３０は、変位センサ１０から送信される電気信号を処理することでロッド３のストローク量を導出する。 The displacement sensor 10 is configured as described above, and when the magnetic scale 9 facing the sensor portion 18 of the sensor mechanism 11 is moved by the stroke of the rod 3, an electric signal output from the sensor mechanism 11 is transmitted to the amplifier circuit of the substrate 13. After the signal is amplified, the signal is transmitted to the controller 30 outside the case 14. The controller 30 processes the electrical signal transmitted from the displacement sensor 10 to derive the stroke amount of the rod 3.
図３は、ロッド３に形成された磁気スケール９と、この磁気スケール９が通過した際のセンサＩＣ２５の出力信号と、の関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the magnetic scale 9 formed on the rod 3 and the output signal of the sensor IC 25 when the magnetic scale 9 passes.
センサＩＣ２５の出力信号としての電圧値は、溝がない場合に最低となり、溝の深さが深いほど高くなる。浅溝２３は所定の間隔をあけて形成されているので、ロッド３が変位すると、浅溝２３が断続的にセンサＩＣ２５の前を通過する。これに伴って、センサＩＣ２５の出力信号は、溝のない領域に対応する電圧を谷とし、浅溝２３のある領域に対応する電圧を山とする正弦波として出力される。 The voltage value as an output signal of the sensor IC 25 is lowest when there is no groove, and increases as the depth of the groove increases. Since the shallow groove 23 is formed at a predetermined interval, the shallow groove 23 intermittently passes in front of the sensor IC 25 when the rod 3 is displaced. Along with this, the output signal of the sensor IC 25 is output as a sine wave having a voltage corresponding to a region without a groove as a valley and a voltage corresponding to a region with the shallow groove 23 as a peak.
さらに、深溝２４がセンサＩＣ２５の前を通過すると、センサＩＣ２５とロッド３の表面とのギャップがさらに大きくなるので、電圧値は浅溝２３の場合よりも高くなる。 Further, when the deep groove 24 passes in front of the sensor IC 25, the gap between the sensor IC 25 and the surface of the rod 3 is further increased, so that the voltage value is higher than that in the case of the shallow groove 23.
コントローラ３０は、上記のようにセンサＩＣ２５の出力信号を解析することで、ロッド３の変位の有無、変位量、変位方向などを演算することができる。また、隣接する深溝２４間の浅溝２３の数は、それぞれ異なる個数に設定されるので、隣接する深溝２４及び当該深溝２４間の浅溝２３を検出することで、コントローラ３０はロッド３の絶対位置を演算することができる。 The controller 30 can calculate the presence / absence of displacement of the rod 3, the displacement amount, the displacement direction, and the like by analyzing the output signal of the sensor IC 25 as described above. Since the number of shallow grooves 23 between adjacent deep grooves 24 is set to a different number, the controller 30 detects the absolute depth of the rod 3 by detecting the adjacent deep grooves 24 and the shallow grooves 23 between the deep grooves 24. The position can be calculated.
図４は、コントローラ３０の制御処理を示すフローチャートである。本制御処理は、変位センサ１０又は変位センサ１０が組み込まれたダンパ１００の起動時に実行される。なお、実行のタイミングは、当該ダンパ１００が搭載された車両のシステム起動時であってもよいし、システム起動後にダンパ１００が初めてストロークする時であってもよい。また、上記制御処理は、システム起動後に常時実行されていてもよい。 FIG. 4 is a flowchart showing the control process of the controller 30. This control process is executed when the displacement sensor 10 or the damper 100 incorporating the displacement sensor 10 is activated. Note that the execution timing may be when the system of the vehicle on which the damper 100 is mounted is activated, or when the damper 100 makes a stroke for the first time after the system is activated. Further, the control process may be always executed after the system is started.
ステップＳ１においてコントローラ３０は、センサ部１８から基板１３を介して出力される信号を読み込む。センサ部１８からの出力信号は電圧値であり、ロッド３のストローク量にかかわらず所定のサンプリング周期で出力される。 In step S <b> 1, the controller 30 reads a signal output from the sensor unit 18 via the substrate 13. The output signal from the sensor unit 18 is a voltage value, and is output at a predetermined sampling period regardless of the stroke amount of the rod 3.
ステップＳ２においてコントローラ３０は、読み込んだ出力信号がピーク値であるか否かを判定する。出力信号がピーク値であると判定されると処理がステップＳ３へ進み、ピーク値でないと判定されると処理がステップＳ１へ戻る。 In step S2, the controller 30 determines whether or not the read output signal has a peak value. If it is determined that the output signal has a peak value, the process proceeds to step S3. If it is determined that the output signal is not a peak value, the process returns to step S1.
出力信号である電圧値は、図３に示すように、ロッド３のストロークに応じて上下に変動して正弦波となる。この正弦波の山に相当する値が出力された時、出力信号がピーク値であると判定される。例えば、処理がステップＳ１及びステップＳ２（条件不成立）を所定の周期で繰り返している場合に、出力信号が上昇から下降に転じた時、正弦波の山に相当する値が出力されたと判定され、この時の出力信号をピーク値であると判断する。 As shown in FIG. 3, the voltage value that is the output signal fluctuates up and down according to the stroke of the rod 3 to become a sine wave. When a value corresponding to the peak of the sine wave is output, it is determined that the output signal has a peak value. For example, when the process repeats step S1 and step S2 (condition not satisfied) at a predetermined cycle, when the output signal turns from rising to falling, it is determined that a value corresponding to a sine wave peak is output, The output signal at this time is determined to be a peak value.
ステップＳ３において判定部としてのコントローラ３０は、ピーク値が基準値以下であるか否かを判定する。ピーク値が基準値以下であると判定されると処理がステップＳ４へ進み、基準値より大きいと判定されると処理がステップＳ５へ進む。 In step S3, the controller 30 as the determination unit determines whether or not the peak value is equal to or less than a reference value. If it is determined that the peak value is less than or equal to the reference value, the process proceeds to step S4. If it is determined that the peak value is greater than the reference value, the process proceeds to step S5.
基準値は、図３に示すように、センサＩＣ２５が浅溝２３を通過した場合に出力される電圧値のピーク値と深溝２４を通過した場合に出力される電圧値のピーク値との中間の値であり、予め設定される。 As shown in FIG. 3, the reference value is intermediate between the peak value of the voltage value output when the sensor IC 25 passes through the shallow groove 23 and the peak value of the voltage value output when it passes through the deep groove 24. Value, which is preset.
ステップＳ４においてコントローラ３０は、センサＩＣ２５の前を浅溝２３が通過したと判定し、ステップＳ１において読み込まれた電圧値を記憶する。 In step S4, the controller 30 determines that the shallow groove 23 has passed in front of the sensor IC 25, and stores the voltage value read in step S1.
ステップＳ５においてコントローラ３０は、センサＩＣ２５の前を深溝２４が通過したと判定し、ステップＳ１において読み込まれた電圧値を記憶する。 In step S5, the controller 30 determines that the deep groove 24 has passed in front of the sensor IC 25, and stores the voltage value read in step S1.
ステップＳ６においてコントローラ３０は、浅溝２３が通過したと判定された回数が所定回数以上であるか否かを判定する。所定回数以上であると判定されると処理がステップＳ７へ進み、所定回数未満であると判定されると処理がステップＳ１へ戻る。所定回数は、浅溝２３が通過した場合に出力される電圧値のばらつきを平均化できる程度の回数に予め設定される。 In step S <b> 6, the controller 30 determines whether or not the number of times it is determined that the shallow groove 23 has passed is a predetermined number or more. If it is determined that the number is greater than or equal to the predetermined number, the process proceeds to step S7, and if it is determined that the number is less than the predetermined number, the process returns to step S1. The predetermined number of times is set in advance to a number that can average the variation in the voltage value output when the shallow groove 23 passes.
ステップＳ７においてコントローラ３０は、深溝２４が通過したと判定された回数が所定回数以上であるか否かを判定する。所定回数以上であると判定されると処理がステップＳ８へ進み、所定回数未満であると判定されると処理がステップＳ１へ戻る。所定回数は、深溝２４が通過した場合に出力される電圧値のばらつきを平均化できる程度の回数に予め設定される。 In step S <b> 7, the controller 30 determines whether or not the number of times it is determined that the deep groove 24 has passed is a predetermined number or more. If it is determined that the number is greater than or equal to the predetermined number, the process proceeds to step S8, and if it is determined that the number is less than the predetermined number, the process returns to step S1. The predetermined number of times is set in advance to a number that can average the variation in the voltage value output when the deep groove 24 passes.
ステップＳ８において基準値更新部としてのコントローラ３０は、ステップＳ３において用いる基準値を更新する。基準値は、ステップＳ４において記憶された浅溝２３が通過した場合の電圧値の平均値と、ステップＳ５において記憶された深溝２４が通過した場合の電圧値の平均値と、の中間の値に更新される。例えば、ステップＳ４において記憶された浅溝２３が通過した場合の電圧値の平均値が６０Ｖであり、ステップＳ５において記憶された深溝２４が通過した場合の電圧値の平均値が１００Ｖである場合、基準値は、６０Ｖと１００Ｖとの中間値である８０Ｖに更新される。 In step S8, the controller 30 as the reference value update unit updates the reference value used in step S3. The reference value is an intermediate value between the average value of the voltage value when the shallow groove 23 stored in step S4 passes and the average value of the voltage value when the deep groove 24 stored in step S5 passes. Updated. For example, when the average value of the voltage value when the shallow groove 23 stored in step S4 passes is 60V, and the average value of the voltage value when the deep groove 24 stored in step S5 passes is 100V, The reference value is updated to 80V, which is an intermediate value between 60V and 100V.
これにより、変位センサ１０が搭載されたダンパ１００の次回起動時には、更新された基準値に基づいて浅溝２３及び深溝２４の通過が判定される。したがって、ダンパ１００の長期使用によってロッド３に摺接するベアリング２０が摩耗してセンサＩＣ２５とロッド３とのギャップが変化しても、この変化に応じて浅溝２３及び深溝２４を判定する基準値が更新されるので、浅溝２３及び深溝２４の通過判定を精度よく行うことができる。 Thereby, at the next start-up of the damper 100 on which the displacement sensor 10 is mounted, the passage of the shallow groove 23 and the deep groove 24 is determined based on the updated reference value. Therefore, even if the bearing 20 that is in sliding contact with the rod 3 is worn due to long-term use of the damper 100 and the gap between the sensor IC 25 and the rod 3 changes, the reference value for determining the shallow groove 23 and the deep groove 24 according to this change is Since it is updated, the passage judgment of the shallow groove 23 and the deep groove 24 can be accurately performed.
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the effects shown below.
浅溝２３が通過したと判定された場合の電圧値と、深溝２４が通過したと判定された場合の電圧値と、に基づいて基準値を更新するので、ベアリング２０の摩耗などによってセンサＩＣ２５とロッド３とのギャップが変化しても、センサＩＣ２５を通過した磁気スケール９が浅溝２３であるか深溝２４であるかを精度よく判定することができる。よって、変位センサ１０の検出精度の低下を防止することができる。 Since the reference value is updated based on the voltage value when it is determined that the shallow groove 23 has passed and the voltage value when it is determined that the deep groove 24 has passed, the sensor IC 25 Even if the gap with the rod 3 changes, it can be accurately determined whether the magnetic scale 9 that has passed through the sensor IC 25 is the shallow groove 23 or the deep groove 24. Therefore, it is possible to prevent a decrease in detection accuracy of the displacement sensor 10.
さらに、コントローラ３０は、ピーク値が基準値以下である場合、センサＩＣ２５の前を浅溝２３が通過したと判定し、ピーク値が基準値より大きい場合、センサＩＣ２５の前を深溝２４が通過したと判定するので、基準値に基づいて浅溝２３と深溝２４とを精度よく判別することができる。 Further, the controller 30 determines that the shallow groove 23 has passed in front of the sensor IC 25 when the peak value is less than or equal to the reference value. If the peak value is greater than the reference value, the deep groove 24 has passed in front of the sensor IC 25. Therefore, the shallow groove 23 and the deep groove 24 can be accurately distinguished based on the reference value.
さらに、コントローラ３０は、浅溝２３が通過した場合の電圧値と深溝２４が通過した場合の電圧値との中間の値に基準値を更新するので、ベアリング２０の摩耗などによってセンサＩＣ２５とロッド３とのギャップが変化した場合に、当該変化に応じて基準値を更新することができる。よって、センサＩＣ２５を通過した磁気スケール９が浅溝２３であるか深溝２４であるかを精度よく判定することができる。 Furthermore, since the controller 30 updates the reference value to an intermediate value between the voltage value when the shallow groove 23 passes and the voltage value when the deep groove 24 passes, the sensor IC 25 and the rod 3 are changed due to wear of the bearing 20 or the like. When the gap changes, the reference value can be updated according to the change. Therefore, it can be accurately determined whether the magnetic scale 9 that has passed through the sensor IC 25 is the shallow groove 23 or the deep groove 24.
さらに、コントローラ３０は、浅溝２３が通過した場合の電圧値の平均値と深溝２４が通過した場合の電圧値の平均値との中間の値に基準値を更新するので、各電圧値のばらつきを平均化して、基準値を浅溝２３が通過した場合の電圧値と深溝２４が通過した場合の電圧値との中間の値により精度よく設定することができる。よって、センサＩＣ２５を通過した磁気スケール９が浅溝２３であるか深溝２４であるかを精度よく判定することができる。 Further, the controller 30 updates the reference value to an intermediate value between the average value of the voltage value when the shallow groove 23 passes and the average value of the voltage value when the deep groove 24 passes. And the reference value can be accurately set by an intermediate value between the voltage value when the shallow groove 23 passes and the voltage value when the deep groove 24 passes. Therefore, it can be accurately determined whether the magnetic scale 9 that has passed through the sensor IC 25 is the shallow groove 23 or the deep groove 24.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
例えば、上記実施形態では、磁気スケール９が浅溝２３と深溝２４との２種類の溝を有する場合について例示したが、３種類以上の溝を磁気スケール９として形成してもよい。この場合、基準値を複数設定することで各溝を判定することができる。 For example, in the above-described embodiment, the case where the magnetic scale 9 has two types of grooves, that is, the shallow groove 23 and the deep groove 24, is exemplified. However, three or more types of grooves may be formed as the magnetic scale 9. In this case, each groove can be determined by setting a plurality of reference values.
さらに、上記実施形態では、基準値を浅溝２３が通過した場合の電圧値と深溝２４が通過した場合の電圧値との中間の値に更新したが、中間値でなくてもよい。また、基準値を、浅溝２３が通過した場合の電圧値より小さい値又は深溝２４が通過した場合の電圧値より大きい値に設定し、出力された電圧値との差や比率などに基づいて溝の種類を判定してもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although the reference value was updated to the intermediate value of the voltage value when the shallow groove | channel 23 passed, and the voltage value when the deep groove | channel 24 passed, it may not be an intermediate value. Further, the reference value is set to a value smaller than the voltage value when the shallow groove 23 passes or a voltage value larger than the voltage value when the deep groove 24 passes, and based on the difference or ratio of the output voltage value, etc. You may determine the kind of groove | channel.
さらに、上記実施形態では、変位センサ１０がダンパ１００に組み込まれた場合について例示したが、ロッド３が直線運動する構造であればよく、流体圧アクチュエータ等に適用することも可能である。 Furthermore, although the case where the displacement sensor 10 was incorporated in the damper 100 was illustrated in the said embodiment, it should just be the structure where the rod 3 moves linearly, and it is also applicable to a fluid pressure actuator etc.
さらに、上記実施形態では、変位センサ１０が可動体としてのロッド３のストローク量を検出する場合について例示したが、可動体は直線運動するものに限らず回転体であってもよい。 Furthermore, although the case where the displacement sensor 10 detects the stroke amount of the rod 3 as a movable body has been illustrated in the above embodiment, the movable body is not limited to a linear motion but may be a rotating body.
３ ロッド（可動体）
９ 磁気スケール
１０ 変位センサ
１８ センサ部（磁気センサ）
２３ 浅溝
２４ 深溝
３０ コントローラ（判定部、基準値更新部）
3 Rod (movable body)
9 Magnetic scale 10 Displacement sensor 18 Sensor unit (magnetic sensor)
23 shallow groove 24 deep groove 30 controller (determination part, reference value update part)
Claims (4)
前記可動体の変位方向に沿って所定の間隔で設けられ、所定の深さを有する溝である浅溝と前記浅溝より深い溝である深溝とから構成される磁気スケールと、
前記可動体の変位によって前記磁気スケールが通過する位置に設けられ、前記磁気スケールによって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサの出力値と予め定められた基準値とに基づいて前記磁気センサを通過した前記磁気スケールが前記浅溝であるか前記深溝であるかを判定する判定部と、
前記浅溝が通過したと判定された場合の前記磁気センサの出力値と、前記深溝が通過したと判定された場合の前記磁気センサの出力値と、に基づいて前記基準値を更新する基準値更新部と、
を備えることを特徴とする変位センサ。 A displacement sensor for detecting a displacement amount of a movable body,
A magnetic scale which is provided at predetermined intervals along the displacement direction of the movable body, and is composed of a shallow groove which is a groove having a predetermined depth and a deep groove which is a groove deeper than the shallow groove;
A magnetic sensor that is provided at a position through which the magnetic scale passes due to the displacement of the movable body, and that outputs a signal corresponding to a magnetic field changed by the magnetic scale;
A determination unit that determines whether the magnetic scale that has passed through the magnetic sensor is the shallow groove or the deep groove based on an output value of the magnetic sensor and a predetermined reference value;
A reference value for updating the reference value based on the output value of the magnetic sensor when it is determined that the shallow groove has passed and the output value of the magnetic sensor when it is determined that the deep groove has passed. Update section,
A displacement sensor comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の変位センサ。 When the output value of the magnetic sensor is smaller than the reference value, the determination unit determines that the magnetic scale that has passed through the magnetic sensor is the shallow groove, and the output value of the magnetic sensor is larger than the reference value. If the magnetic scale that has passed through the magnetic sensor is determined to be the deep groove,
The displacement sensor according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変位センサ。 The reference value update unit is an intermediate value between the output value of the magnetic sensor when it is determined that the shallow groove has passed and the output value of the magnetic sensor when it is determined that the deep groove has passed. Update the reference value to
The displacement sensor according to claim 1 or 2, characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の変位センサ。 The reference value update unit includes an average value of the output value of the magnetic sensor when it is determined that the shallow groove has passed, and an average value of the output value of the magnetic sensor when it is determined that the deep groove has passed. And updating the reference value to an intermediate value between
The displacement sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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