JP2016075494A - Stroke sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ストロークセンサに関するものである。 The present invention relates to a stroke sensor.
従来、シリンダなどの直動部品のストローク量を検出するためにストロークセンサが用いられている。ストロークセンサは、第1部材に設けられた検出素子が、第1部材に対して進退自在な第2部材に設けられた磁気スケールを検出することによって直動部品のストローク量を検出する。特許文献1には、磁気スケールの形状をストローク量に応じて変化させることにより、直動部品の絶対的なストローク量を検出可能としたストロークセンサが開示されている。 Conventionally, a stroke sensor has been used to detect the stroke amount of a linear component such as a cylinder. The stroke sensor detects the stroke amount of the linear motion component by detecting a magnetic scale provided on a second member that is movable forward and backward with respect to the first member by a detection element provided on the first member. Patent Document 1 discloses a stroke sensor that can detect the absolute stroke amount of a linear motion component by changing the shape of a magnetic scale according to the stroke amount.
特許文献1に開示されるストロークセンサの磁気スケールは、切削加工によって形成される。このため、例えば、三角形形状の頂点部付近のように、徐々に幅が狭まる微細部分を形成するには高い加工精度が要求される。 The magnetic scale of the stroke sensor disclosed in Patent Document 1 is formed by cutting. For this reason, for example, high processing accuracy is required to form a fine portion whose width gradually decreases, such as the vicinity of the apex portion of a triangular shape.
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、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現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 realize detection of an absolute stroke amount of a linear motion component by easy processing.
第一の発明は、第1部材に対して進退自在に設けられる第2部材を局所的に溶融することにより形成されるスケールに、第2部材の進退方向に沿って深さが徐々に変化する深度変化部が設けられることを特徴とする。 In the first invention, the depth is gradually changed along the advancing / retreating direction of the second member to a scale formed by locally melting the second member provided so as to be movable back and forth with respect to the first member. A depth changing unit is provided.
第一の発明では、第2部材に作用する磁気は、スケールの深度変化部によって、第2部材のストローク量に応じて変化する。このため、第2部材に作用する磁気を検出する検出素子の出力は、第2部材のストローク量に応じて変化する。 In 1st invention, the magnetism which acts on the 2nd member changes according to the stroke amount of the 2nd member by the depth change part of a scale. For this reason, the output of the detection element that detects the magnetism acting on the second member changes according to the stroke amount of the second member.
第二の発明は、スケールが、深度変化部を有する複数のスケールにより構成されることを特徴とする。 The second invention is characterized in that the scale is constituted by a plurality of scales having a depth changing portion.
第二の発明では、深度変化部を有する複数のスケールによって第2部材のストローク量が検出される。このため、深度変化部を有する1つのスケールによって第2部材の全ストローク量を検出する場合と比較し、各スケールの加工が容易になる。 In the second invention, the stroke amount of the second member is detected by a plurality of scales having a depth changing portion. For this reason, compared with the case where the whole stroke amount of the 2nd member is detected by one scale which has a depth change part, processing of each scale becomes easy.
第三の発明は、各深度変化部が、第2部材の進退方向において互いに連続的に位置するように配置されることを特徴とする。 The third invention is characterized in that the depth changing portions are arranged so as to be continuously located in the advancing and retreating direction of the second member.
第三の発明では、深度変化部が連続的に位置しているため、第2部材に作用する磁気は、第2部材のストローク量に応じて比例的に変化する。よって、磁気を検出する検出素子の出力に基づいて、第2部材の絶対的なストローク量を容易に検出することができる。 In the third invention, since the depth changing portion is continuously located, the magnetism acting on the second member changes proportionally according to the stroke amount of the second member. Therefore, the absolute stroke amount of the second member can be easily detected based on the output of the detection element that detects magnetism.
第四の発明は、最も長い中央スケールが検出素子の中心部に対峙することを特徴とする。 The fourth invention is characterized in that the longest central scale faces the center of the detection element.
第四の発明では、最収縮端部から最伸出端部までにわたって形成される中央スケールが検出素子の感度が高い中心部に常に対峙する。このため、検出素子の検出精度を向上させることができる。 In the fourth invention, the central scale formed from the most contracted end portion to the most extended end portion always faces the central portion where the sensitivity of the detection element is high. For this reason, the detection accuracy of the detection element can be improved.
第五の発明は、スケールの長さが、中央スケールから第2部材の進退方向に対して垂直な方向に離れて配置されるスケールほど短いことを特徴とする。 The fifth invention is characterized in that the length of the scale is shorter as the scale is separated from the central scale in a direction perpendicular to the advancing / retreating direction of the second member.
第五の発明では、検出素子の感度が高い中心部近傍に比較的長いスケールが対峙する。このため、検出素子の検出精度を向上させることができる。 In the fifth invention, a relatively long scale is opposed to the vicinity of the central portion where the sensitivity of the detection element is high. For this reason, the detection accuracy of the detection element can be improved.
第六の発明は、スケールが、第2部材の進退方向に対して垂直な方向における幅が深度変化部に向かって変化するとともに深さが一定な幅変化部を有することを特徴とする。 The sixth invention is characterized in that the scale has a width changing portion whose width in a direction perpendicular to the advancing and retreating direction of the second member changes toward the depth changing portion and whose depth is constant.
第六の発明では、深度変化部と幅変化部とを有する1つのスケールによって、第2部材に作用する磁気は、第2部材のストローク量に応じて比例的に変化する。よって、磁気を検出する検出素子の出力に基づいて、第2部材の絶対的なストローク量を容易に検出することができる。 In 6th invention, the magnetism which acts on the 2nd member according to one scale which has a depth change part and a width change part changes proportionally according to the amount of strokes of the 2nd member. Therefore, the absolute stroke amount of the second member can be easily detected based on the output of the detection element that detects magnetism.
第七の発明は、局所加熱装置によって第2部材を溶融し、局所加熱された部分を磁性化または非磁性化することにより深度変化部を有するスケールが形成されることを特徴とする。 The seventh invention is characterized in that a scale having a depth changing portion is formed by melting the second member by a local heating device and magnetizing or demagnetizing the locally heated portion.
第七の発明では、レーザー等の局所加熱装置によって深度変化部を有するスケールが形成される。よって、切削加工と比較し、容易に深さが変化するスケールを形成することができる。 In 7th invention, the scale which has a depth change part is formed by local heating apparatuses, such as a laser. Therefore, it is possible to form a scale whose depth easily changes as compared with the cutting process.
本発明によれば、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現することができる。 According to the present invention, detection of an absolute stroke amount of a linear motion component can be realized by easy processing.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1を参照して、本発明の実施形態に係るストロークセンサ100について説明する。図1に示されるシリンダ10は、図示しない油圧ポンプから吐出される作動油によって動作する油圧シリンダである。ストロークセンサ100は、このシリンダ10に設けられる。
A
シリンダ10は、シリンダ10の本体である第1部材としてのシリンダチューブ20と、シリンダチューブ20に対して進退自在に設けられる第2部材としてのピストンロッド30と、を備える。
The
シリンダチューブ20は円筒形であり、シリンダチューブ20の内部には軸方向に摺動自在であるピストン31が設けられる。このピストン31によって、シリンダチューブ20の内部には二つの油室11,12が画成される。
The
二つの油室11,12は、それぞれ図示しない切替バルブに接続され、二つの油室11,12には油圧ポンプから吐出された作動油が出入り可能である。シリンダ10は複動式のシリンダであるが、単動式であってもよい。また、シリンダ10は、油圧式に限定されず、空気式,水圧式または電動機械式等であってもよい。
The two
ピストンロッド30は、基端部30aがピストン31に固定され、先端部30bがシリンダチューブ20から露出する円柱形の磁性部材である。ピストンロッド30は、ピストン31に作用する油圧の力によって動作する。
The
次に、シリンダ10に設けられるストロークセンサ100について説明する。
Next, the
ストロークセンサ100は、シリンダチューブ20に配設される検出素子としてのMRセンサ50と、ピストンロッド30に形成されるスケールとしての磁気スケール60とを備える。ストロークセンサ100は、シリンダチューブ20に対するピストンロッド30のストローク量を検出するために設けられる。
The
MR(Magneto−Resistive:磁気抵抗)センサ50は、磁気の強弱によって電気抵抗が変化するMR素子を有する。MRセンサ50は、シリンダチューブ20から露出するピストンロッド30の外周と対峙するように、シリンダチューブ20の端部内周側に配設される。MRセンサ50の外周側には、磁気発生源である永久磁石(図示省略)が配設される。
The MR (Magneto-Resistive)
MRセンサ50は、永久磁石から発せられる磁気を検出し、検出された磁気に応じた電圧を図示しないコントローラへ出力する。永久磁石から発せられる磁気は、磁性体には作用するが、非磁性体には作用しない。つまり、MRセンサ50は、永久磁石から発せられる磁気が、MRセンサ50に対峙する部材の磁性によってどのように変化したかを検出する。
The
MRセンサ50に代えて、より感度のよいGMR(Giant Magneto−Resistive:巨大磁気抵抗)センサや、MI(Magneto−Impedance:磁気インピーダンス)効果を利用したMIセンサなどを使用してもよい。
Instead of the
磁気スケール60は、磁性体であるピストンロッド30の外周に形成される非磁性体である。磁気スケール60は、ピストンロッド30の外周面を局所加熱装置としてのレーザー装置によって照射されるレーザーにより溶融するとともにNiやMnを添加してオーステナイト化することによって形成される。レーザー装置から供給されるエネルギーやレーザー装置の作動時間を調整することによって磁気スケール60の深さを変更することができる。
The
なお、ピストンロッド30は、非磁性体からなるものであってもよく、この場合、磁気スケール60は、ピストンロッド30をレーザー装置によって溶融するとともにSn等を添加することにより磁性体として形成される。局所的に加熱する手段は、レーザーに限定されず、電子ビームや高周波誘導加熱,アーク放電等、局所的に加熱可能な手段であればどのような手段であってもよい。
The
磁気スケール60は、ピストンロッド30が最も収縮したときにMRセンサ50と対峙する最収縮端部から、最も伸出したときにMRセンサ50と対峙する最伸出端部まで、ストローク全体にわたって形成される。図1に示される磁気スケール60は、ピストンロッド30の外周に1つだけ設けられているが、周方向に間隔をあけて複数設けてもよい。なお、複数の磁気スケール60を周方向に均等配置することにより、溶融により磁気スケール60を形成する際に生じる熱ひずみを除去することができる。
The
このような構成のストロークセンサ100において、永久磁石から発せられピストンロッド30へと作用する磁気は、非磁性体である磁気スケール60の大きさによって変化する。そして、磁気スケール60の大きさは、後述のように、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化している。このため、ストロークセンサ100は、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する磁気をMRセンサ50で検出することにより、ピストンロッド30の絶対的なストローク量、つまり、ピストンロッド30の絶対位置を検出することができる。
In the
次に、図2及び図3を参照し、磁気スケール60について詳しく説明する。図2は、図1に示される磁気スケール60を拡大して示したものである。図3は、図2で示される磁気スケール60の断面図である。なお、説明のために、図2に示す磁気スケール60は、図1に対して、ピストンロッド30の進退方向Aの長さよりもピストンロッド30の周方向Bの長さを拡大して示している。また、図3のハッチング部は非磁性化された磁気スケール60を示す。
Next, the
ピストンロッド30の側面30cに形成される磁気スケール60は、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って並列に形成される複数の磁気スケール61〜65を有する。これらの磁気スケール61〜65は、図2に示すように、ピストンロッド30が往復動する際にMRセンサ50によって検出可能な検出幅50a内に配置される。
The
ピストンロッド30が往復動する際に、MRセンサ50の中心部50bが対峙する部分には、中央スケールとしての第1磁気スケール61が配置される。第1磁気スケール61を中心としてピストンロッド30の周方向Bに間隔をあけて、第2磁気スケール62,第3磁気スケール63,第4磁気スケール64,及び第5磁気スケール65が、図2に示すように配置される。なお、図3の(a)は、ピストンロッド30の進退方向Aにおける第1磁気スケール61の断面図であり、(b)は、第2磁気スケール62の断面図であり、(c)は、第3磁気スケール63の断面図であり、(d)は、第4磁気スケール64の断面図であり、(e)は、第5磁気スケール65の断面図である。
When the
第1磁気スケール61は、最収縮端部から最伸出端部までにわたって形成され、他の磁気スケール62〜65と比較して最も長く形成される。他の磁気スケール62〜65の長さは、第1磁気スケール61から周方向Bに離れて配置されるものほど短くなる。MRセンサ50の感度が高い中心部50b近傍に、比較的長さの長い磁気スケール61〜63を配置することによりMRセンサ50の検出精度を向上させることができる。磁気スケール61〜65の配置は、上記配置に限定されず、最も短い第5磁気スケール65をMRセンサ50の中心部50b近傍に、配置してもよい。
The first
各磁気スケール61〜65は、図2及び図3に示すように、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って非磁性化領域の深さが徐々に変化する深度変化部67a〜67eを有する。また、最も短い第5磁気スケール65以外の各磁気スケール61〜64は、深度変化部67a〜67eに連続して形成され深さが一定である平坦部68a〜68dをさらに有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, each of the
図3に示されるように、ピストンロッド30の進退方向Aにおける各深度変化部67a〜67eの長さは、等しく設定される。また、深度変化部67a〜67eの深さは、ピストンロッド30の側面30cの表面から平坦部68a〜68dの深さと同じになるまで一定の割合で深くなる。深度変化部67a〜67eは、深さが直線的に変化する構成に代えて、深さが凸状曲線的または凹状曲線的に変化する構成であってもよい。
As shown in FIG. 3, the lengths of the
また、各深度変化部67a〜67eは、図3に示されるように、ピストンロッド30の進退方向Aにずらして連続的に位置するように配置される。換言すれば、各深度変化部67a〜67eは、進退方向Aに対して垂直な方向から見たときに、それぞれが重なり合わないように配置される。
Moreover, each
図2及び図3に示す各磁気スケール61〜65は、ピストンロッド30の先端部30b側に深度変化部67a〜67eが設けられ、基端部30a側に平坦部68a〜68dが設けられる。そして、各磁気スケール61〜65は、ピストンロッド30の基端部30a側の端面がピストンロッド30の進退方向Aにおいて同じ位置に揃うように配置される。これに代えて、深度変化部67a〜67eを基端部30a側に設け、先端部30b側の端面がピストンロッド30の進退方向Aにおいて同じ位置に揃うようにしてもよい。この場合も、各深度変化部67a〜67eは、ピストンロッド30の進退方向Aにずらして連続的に位置するように配置される。
The
磁気スケール60を構成するスケールの本数は、5本に限定されず、1本であってもよいし、5本以外の複数本であってもよい。なお、磁気スケール60が1本のスケールからなる場合は、最収縮位置から最伸出位置に至るまでの間、MRセンサ50と対峙する部分に深度変化部が設けられる。
The number of scales constituting the
以下では、ストロークセンサ100の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the
ここでは、ピストンロッド30が最収縮位置にある状態から伸張する場合について説明する。伸張状態にあるピストンロッド30が収縮する場合には、以下の説明とは逆の動作になる。
Here, the case where the
切換バルブが切り換えられ、油圧ポンプから吐出された作動油が油室12へと供給されると、油室11の内部に溜まっていた作動油は外部へ排出される。これによって、油室12の内部圧力が上昇し、相対的に油室11の内部圧力が低下する。このため、油室11,12間に位置するピストン31は、油室11側へと移動させられる。そして、ピストン31の移動に伴って、ピストン31と一体であるピストンロッド30がシリンダチューブ20から伸張し始める。
When the switching valve is switched and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the
ピストンロッド30が伸張し始めると、MRセンサ50は、対峙する第1磁気スケール61の深度変化部67aによる磁気の変化を検出する。MRセンサ50と対峙する第1磁気スケール61の深度変化部67aの深さは、ピストンロッド30が伸張するにつれて増加する。つまり、ピストンロッド30が伸張するにつれて、MRセンサ50と対峙する部分を占める非磁性体の割合が増加する。このように、非磁性体が占める割合が増えると磁気の変化も大きくなる。この結果、ピストンロッド30が伸張し始めると、MRセンサ50の出力も次第に大きくなる。
When the
ピストンロッド30がさらに伸張すると、MRセンサ50は、第1磁気スケール61の平坦部68aに対峙すると同時に第2磁気スケール62の深度変化部67bに対峙する。ここで平坦部68aは深さが一定であるため、一定の磁気変化を生じるものの、ピストンロッド30がさらに伸張してもさらなる磁気変化を生じることはない。一方、第2磁気スケール62の深度変化部67bは、第1磁気スケール61の深度変化部67aと同様に、ピストンロッド30が伸張するにつれて磁気変化を増大させる。この結果、MRセンサ50は、平坦部68aによる一定の磁気変化に加えて、深度変化部67bにより漸増する磁気変化を検出することになるため、その出力はさらに大きくなる。
When the
同様にして、MRセンサ50は、ピストンロッド30が伸張するに伴い他の深度変化部67c〜67e及び平坦部68a〜68dと順次対峙する。この結果、MRセンサ50の出力は、ピストンロッド30のストローク量に応じて増加し、図4に示すように、直線的に変化する。図4において、横軸はピストンロッド30のストローク量であり、縦軸はMRセンサ50から出力される電圧である。
Similarly, the
このように本実施形態におけるストロークセンサ100では、ピストンロッド30のストローク量に応じてMRセンサ50から出力される電圧の大きさが変化する。したがって、MRセンサ50から出力される電圧の大きさに基づいて、ピストンロッド30の絶対的なストローク量を検出することができる。
As described above, in the
なお、各深度変化部67a〜67eは、進退方向Aにずらして配置されているが、進退方向Aに対して垂直な方向から見て一部が重なり合うように配置されていてもよい。この場合、MRセンサ50から出力される電圧の変化量は、各深度変化部67a〜67eが重なり合う部分で大きくなる。このため、MRセンサ50の出力変化は、非直線的な変化となる。しかし、電圧の大きさとストローク量とは1対1の関係にあるので、電圧の大きさとストローク量との関係を把握しておくことにより、MRセンサ50から出力される電圧の大きさに基づいて、ピストンロッド30の絶対的なストローク量を検出することができる。
In addition, although each
以上の実施形態によれば、以下に示すような効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the following effects.
本実施形態では、ピストンロッド30を局所的に溶融することにより形成される磁気スケール60,70に、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って深さが徐々に変化する深度変化部67a〜67e,71が設けられる。このため、ピストンロッド30に作用する磁気は、深度変化部67a〜67e,71によってピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。この結果、磁気を検出するMRセンサ50の出力は、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。このように、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現することができる。
In the present embodiment,
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施形態に係るストロークセンサ100の変形例について説明する。図5は、図2に対応しており、変形例の磁気スケール70を拡大して示したものである。図6は、図5で示される磁気スケール70の断面図である。
Next, with reference to FIG.5 and FIG.6, the modification of the
上記実施形態では、磁気スケール60は、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って並列に複数形成されている。これに代えて、変形例の磁気スケール70は、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って形成される1つのスケールからなり、深さが徐々に変化する深度変化部71と、深度変化部71に連続して形成され、深さが一定である幅変化部72と、を有する。この磁気スケール70は、上記実施形態と同様に、ピストンロッド30の外周面をレーザー装置等の局所加熱装置によって溶融することによって形成される。
In the above embodiment, a plurality of
深度変化部71は、上記実施形態の深度変化部67a〜67eと同様に、その深さは、ピストンロッド30の側面30cの表面から幅変化部72の深さと同じになるまで一定の割合で深くなる。一方、幅変化部72は、深さが一定であるが、ピストンロッド30の進退方向Aに対して垂直な方向における幅が、深度変化部71から離れるにつれて拡大する。幅変化部72は、最も幅が拡大する部分が、図5に示すように、ピストンロッド30が往復動する際にMRセンサ50によって検出可能な検出幅50a内に収まるように形成される。
The
この変形例においても、ストロークセンサ100は上記実施形態と同様に作用する。ピストンロッド30が伸張し始めると、MRセンサ50は、対峙する深度変化部71による磁気の変化を検出する。MRセンサ50と対峙する深度変化部71の深さは、ピストンロッド30が伸張するにつれて増加する。つまり、ピストンロッド30が伸張するにつれて、MRセンサ50と対峙する部分を占める非磁性体の割合が増加する。このように、非磁性体が占める割合が増えると磁気の変化も大きくなる。この結果、ピストンロッド30が伸張し始めると、MRセンサ50の出力も次第に大きくなる。
Also in this modified example, the
ピストンロッド30がさらに伸張すると、MRセンサ50は、幅変化部72に対峙することになる。ここで幅変化部72は、深さが一定であるが、ピストンロッド30の進退方向Aに対して垂直な方向における幅が深度変化部71から離れるほど拡大する。このため、幅変化部72によって、MRセンサ50周辺の磁気はピストンロッド30が伸張するにつれて比例的に変化する。この結果、MRセンサ50の出力は比例的に大きくなる。
When the
このように、磁気スケール70が、深度変化部71と幅変化部72とを有する単一のスケールである場合においても、図4に示される出力特性を得ることができる。
As described above, even when the
以上の変形例によれば、以下に示すような効果を奏する。 According to the above modification, the following effects are obtained.
変形例では、ピストンロッド30に作用する磁気は、深度変化部71と幅変化部72とによって、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。このため、磁気を検出するMRセンサ50の出力は、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。この結果、上記実施形態と同様に、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現することができる。
In the modification, the magnetism acting on the
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.
本実施形態において、ストロークセンサ100は、シリンダチューブ20と、シリンダチューブ20に対して進退自在に設けられるピストンロッド30と、ピストンロッド30の側面30cに形成され、ピストンロッド30が溶融されて磁性が変化した磁気スケール60,70と、シリンダチューブ20に設けられ、近接する磁気スケール60,70の形状に応じて出力が変化するMRセンサ50と、を備え、磁気スケール60,70は、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って深さが徐々に変化する深度変化部67a〜67e,71を有することを特徴とする。
In the present embodiment, the
この構成では、ピストンロッド30を局所的に溶融することにより形成される磁気スケール60,70に、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って深さが徐々に変化する深度変化部67a〜67e,71が設けられる。このため、ピストンロッド30に作用する磁気は、深度変化部67a〜67e,71によってピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。この結果、磁気を検出するMRセンサ50の出力は、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。このように上記構成によれば、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現することができる。
In this configuration,
また、本実施形態では、磁気スケール60は、ピストンロッド30の進退方向Aに沿って並列に複数形成され、複数の磁気スケール61〜65は、それぞれ深度変化部67a〜67eを有することを特徴とする。
In the present embodiment, a plurality of
この構成では、磁気スケール60が、深度変化部67a〜67eを有する複数の磁気スケール61〜65により構成される。ピストンロッド30のストローク量の検出を、深度変化部を有する1本の磁気スケールによって行おうとすると、最大ストローク量に合わせて深度変化部の最も深い部分を深くするか、あるいは、深度変化部の深さの変化度合を緩やかにしなければならない。しかし、溶融により形成される非磁性体の深さを深くするには、供給される溶融エネルギーを大きくする必要があり、また、深さの変化度合を小さくするには、供給される溶融エネルギーの微調整を行う必要があるなど、磁気スケールを加工することが難しくなる。一方、上記構成によれば、それぞれの深度変化部67a〜67eが担うストローク量は、最大ストローク量の一部分となる。このため、1本の磁気スケールの深度変化部によりストローク量を検出する場合と比較し、各深度変化部67a〜67eを加工する際の自由度が高い。よって、各深度変化部67a〜67eを容易に加工することができる。
In this configuration, the
また、本実施形態では、複数の磁気スケール61〜65のそれぞれの深度変化部67a〜67eは、ピストンロッド30の進退方向Aにおいて互いに連続的に位置するように配置されることを特徴とする。
In the present embodiment, the
この構成では、各深度変化部67a〜67eが、ピストンロッド30の進退方向Aにおいて互いに連続的に位置する。このため、ピストンロッド30に作用する磁気は、ピストンロッド30のストローク量に応じて比例的に変化する。したがって、磁気を検出するMRセンサ50から出力される電圧の大きさに基づいて、ピストンロッド30の絶対的なストローク量を容易に検出することができる。
In this configuration, the
また、本実施形態では、複数の磁気スケール61〜65のうち、MRセンサ50の中心部を通過する第1磁気スケール61は、他の磁気スケール62〜65と比較してピストンロッド30の進退方向Aに最も長く形成されることを特徴とする。
Moreover, in this embodiment, the 1st
この構成では、最も長い第1磁気スケール61がMRセンサ50の中心部に対峙するように形成される。このため、最収縮端部から最伸出端部までにわたって形成される第1磁気スケール61がMRセンサ50の感度が中心部に常に対峙する。この結果、MRセンサ50の検出精度を向上させることができる。
In this configuration, the longest first
また、本実施形態では、複数の磁気スケール61〜65の長さは、第1磁気スケール61からピストンロッド30の進退方向Aに対して垂直な方向に離れて配置されるスケールほど短いことを特徴とする。
In the present embodiment, the lengths of the plurality of
この構成では、比較的長い磁気スケール61〜63が、MRセンサ50の感度が高い中心部付近に対峙する。このため、MRセンサ50の検出精度を向上させることができる。
In this configuration, the relatively long
また、本実施形態では、磁気スケール70は、ピストンロッド30の進退方向Aに対して垂直な方向における幅が深度変化部71に向かって徐々に変化するとともに深さが一定な幅変化部72を有することを特徴とする。
In the present embodiment, the
この構成では、ピストンロッド30を局所的に溶融することにより、深度変化部71と幅変化部72とを有する磁気スケール70が形成される。ピストンロッド30に作用する磁気は、深度変化部71と幅変化部72とによって、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。このため、磁気を検出するMRセンサ50の出力は、ピストンロッド30のストローク量に応じて変化する。この結果、直動部品の絶対的なストローク量の検出を容易な加工により実現することができる。
In this configuration, the
また、本実施形態では、磁気スケール60,70は、レーザーによってピストンロッド30が溶融されて磁性化または非磁性化された部分であることを特徴とする。
Further, in the present embodiment, the
この構成では、レーザー装置等の局所加熱装置によってピストンロッド30を溶融し、局所加熱された部分を磁性化または非磁性化することにより磁気スケール60,70が形成される。このため、切削加工と比較し、容易に磁気スケール60,70を形成することができる。
In this configuration, the
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部を示したに過ぎず、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 only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
本実施形態では、磁界の変化をMRセンサ50によって検出しているが、これに代えて、ピストンロッド30の外周を包囲するコイル、または、ピストンロッド30表面の磁気スケール60,70に向かい合って設けられるコイルによって検出してもよい。この場合、コイルのインピーダンスがピストンロッド30の変位に応じて変化する。
In the present embodiment, the change in the magnetic field is detected by the
100・・・ストロークセンサ、10・・・シリンダ、20・・・シリンダチューブ(第1部材)、30・・・ピストンロッド(第2部材)、50・・・MRセンサ(検出素子)、60,70・・・磁気スケール(スケール)、61・・・第1磁気スケール(中央スケール)、62・・・第2磁気スケール(スケール)、63・・・第3磁気スケール(スケール)、64・・・第4磁気スケール(スケール)、65・・・第5磁気スケール(スケール)、67a〜67e,71・・・深度変化部、68a〜68d・・・平坦部、72・・・幅変化部、A・・・ピストンロッドの進退方向、B・・・ピストンロッドの周方向 100 ... stroke sensor, 10 ... cylinder, 20 ... cylinder tube (first member), 30 ... piston rod (second member), 50 ... MR sensor (detection element), 60, 70 ... magnetic scale (scale), 61 ... first magnetic scale (center scale), 62 ... second magnetic scale (scale), 63 ... third magnetic scale (scale), 64 ··· -4th magnetic scale (scale), 65 ... 5th magnetic scale (scale), 67a-67e, 71 ... Depth change part, 68a-68d ... Flat part, 72 ... Width change part, A ... Advancing / retreating direction of piston rod, B ... Peripheral direction of piston rod
Claims (7)
前記第1部材に対して進退自在に設けられる第2部材と、
前記第2部材の表面に形成され、前記第2部材が溶融されて磁性が変化したスケールと、
前記第1部材に設けられ、近接する前記スケールの形状に応じて出力が変化する検出素子と、を備え、
前記スケールは、前記第2部材の進退方向に沿って深さが徐々に変化する深度変化部を有することを特徴とするストロークセンサ。 A first member;
A second member provided to be movable forward and backward with respect to the first member;
A scale formed on the surface of the second member, the second member is melted and the magnetism is changed;
A detection element provided on the first member, the output of which varies depending on the shape of the scale close to the first member;
The scale has a depth changing portion in which the depth gradually changes along the advancing / retreating direction of the second member.
複数の前記スケールは、それぞれ前記深度変化部を有することを特徴とする請求項1に記載のストロークセンサ。 A plurality of the scales are formed in parallel along the advance / retreat direction,
The stroke sensor according to claim 1, wherein each of the plurality of scales includes the depth changing unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014204225A JP2016075494A (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Stroke sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014204225A JP2016075494A (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Stroke sensor |
Publications (1)
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JP2016075494A true JP2016075494A (en) | 2016-05-12 |
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ID=55951315
Family Applications (1)
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JP2014204225A Pending JP2016075494A (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Stroke sensor |
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Country | Link |
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-
2014
- 2014-10-02 JP JP2014204225A patent/JP2016075494A/en active Pending
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