JP2018112465A - Stroke detection device - Google Patents

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JP2018112465A JP2017002774A JP2017002774A JP2018112465A JP 2018112465 A JP2018112465 A JP 2018112465A JP 2017002774 A JP2017002774 A JP 2017002774A JP 2017002774 A JP2017002774 A JP 2017002774A JP 2018112465 A JP2018112465 A JP 2018112465A
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杉原　克道
Katsumichi Sugihara
克道 杉原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stroke detection device capable of efficiently detecting a reference position.SOLUTION: A stroke detection device 100 includes: a main scale 61 formed on the surface of a piston rod 30 along directions of forward and backward movements of the piston rod 30; and a sub-scale 62 formed on the surface of the piston rod 30 along a main scale 61 along the directions of forward and backward movements of the piston rod 30. The main scale 61 is configured of a plurality of main markers 61a arranged at equal interval along its forward and backward directions. The sub-scale 62 is configured of a plurality of sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d provided at the predetermined positions in which the correspondence relation with a stroke position of the piston rod 30 is predetermined. The plurality of sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d is arranged in such a manner that the outputs of a first magnetic detector 51 which are detected by a second magnetic detector 52, respectively are different from each other.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ストローク検出装置に関するものである。   The present invention relates to a stroke detection device.

作業機械などに搭載される油圧シリンダは、作業後に電源がオフされた状態が続くと、負荷の自重によって意図せず伸縮することがある。このような油圧シリンダの意図しない伸縮は、電源がオフされているためストローク検出装置によって検出することはできない。よって、再び電源をオンにして作業をする際、油圧シリンダのストローク位置を正確に把握することができないおそれがある。   A hydraulic cylinder mounted on a work machine or the like may expand and contract unintentionally due to its own weight when the power is turned off after work. Such unintended expansion / contraction of the hydraulic cylinder cannot be detected by the stroke detection device because the power is off. Therefore, when working with the power turned on again, the stroke position of the hydraulic cylinder may not be accurately grasped.

このような問題を解決するために、例えば特許文献１に開示されるストローク検出装置では、ストローク位置の原点位置を検出するリセットセンサが設けられる。このストローク検出装置によれば、リセットセンサによってストローク位置の原点位置を検出するため、油圧シリンダのストローク位置を正確に把握することができる。   In order to solve such a problem, for example, in the stroke detection device disclosed in Patent Document 1, a reset sensor for detecting the origin position of the stroke position is provided. According to this stroke detection device, since the origin position of the stroke position is detected by the reset sensor, the stroke position of the hydraulic cylinder can be accurately grasped.

特開平０７−３１８３７１号公報JP 07-318371 A

特許文献１に開示されるようなストローク検出装置において、ストローク位置の基準位置（原点位置）を検出するためには、リセットセンサが反応するまで油圧シリンダをストロークさせる必要がある。このストローク検出装置では、単一のリセットセンサが設けられるため、例えばリセットセンサをストロークの中央位置に設けたとすると、基準位置の検出には最大で総ストローク量の半分だけ油圧シリンダをストロークさせなければならない。このため、特許文献１に開示されるストローク検出装置では、基準位置の検出作業が煩わしい。   In the stroke detection device as disclosed in Patent Document 1, in order to detect the reference position (origin position) of the stroke position, it is necessary to stroke the hydraulic cylinder until the reset sensor reacts. In this stroke detection device, since a single reset sensor is provided, for example, if the reset sensor is provided at the center position of the stroke, the hydraulic cylinder must be stroked by a maximum of half the total stroke amount to detect the reference position. Don't be. For this reason, in the stroke detection device disclosed in Patent Document 1, the reference position detection operation is troublesome.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、効率よく基準位置の検出が可能なストローク検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a stroke detection device capable of efficiently detecting a reference position.

第１の発明は、ストローク検出装置であって、第１部材と、第１部材に対して進退自在に設けられる第２部材と、第２部材の進退方向に沿って第２部材の表面に形成されるメインスケールと、第２部材の表面に、メインスケールに沿って形成されるサブスケールと、メインスケールと対向するように第１部材に設けられ、メイン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第１磁気検出器と、サブスケールと対向するように第１部材に設けられ、サブ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第２磁気検出器と、を備え、メインスケールは、第２部材の進退方向に沿って等間隔で配置され、第２部材の進退方向に沿った幅が互いに同一に形成される複数のメインマーカで構成され、サブスケールは、第２部材のストローク位置との対応関係が予め定められた位置に設けられる複数のサブマーカで構成され、複数のサブマーカは、第２磁気検出器によってサブマーカがそれぞれ検出された際の第１磁気検出器の出力が互いに異なるように配置されることを特徴とする。   1st invention is a stroke detection apparatus, Comprising: It forms on the surface of a 2nd member along the 1st member, the 2nd member provided so that advancement / retraction is possible with respect to the 1st member, and the advancing / retreating direction of the 2nd member A main scale, a subscale formed along the main scale on the surface of the second member, and a signal corresponding to a magnetic field that is provided on the first member so as to face the main scale. A first magnetic detector that outputs, and a second magnetic detector that is provided on the first member so as to face the subscale and outputs a signal corresponding to a magnetic field that changes according to the subscale. The sub-scale is composed of a plurality of main markers arranged at equal intervals along the advance / retreat direction of the second member and formed with the same width along the advance / retreat direction of the second member. A plurality of sub markers provided at predetermined positions, and the outputs of the first magnetic detectors when the sub markers are respectively detected by the second magnetic detector are mutually connected. It is characterized by being arranged differently.

第２の発明は、第１磁気検出器が、メインスケールによる磁界の変化に応じた電圧値を出力し、第２磁気検出器によって各サブマーカが検出された際に第１磁気検出器が出力する電圧値は、互いに異なることを特徴とする。   In the second invention, the first magnetic detector outputs a voltage value corresponding to the change of the magnetic field due to the main scale, and the first magnetic detector outputs when each sub marker is detected by the second magnetic detector. The voltage values are different from each other.

第１及び第２の発明では、第２部材のストローク位置との対応関係が予め定められた位置にサブマーカが設けられるため、第２磁気検出器によりサブマーカのいずれかを検出することにより、そのサブマーカに対応するストローク位置を基準位置として検出することができる。第２磁気検出器が複数のサブマーカのいずれを検出したかは、第１磁気検出器の出力によって見分けることができる。このように、複数のサブマーカによって基準位置を検知できるため、基準位置を検出するための第１部材と第２部材とのストローク量を短くすることができる。   In the first and second inventions, since the sub marker is provided at a position where the correspondence relationship with the stroke position of the second member is predetermined, the sub marker is detected by detecting any of the sub markers with the second magnetic detector. Can be detected as a reference position. Which of the plurality of sub-markers is detected by the second magnetic detector can be identified by the output of the first magnetic detector. Thus, since the reference position can be detected by the plurality of sub-markers, the stroke amount between the first member and the second member for detecting the reference position can be shortened.

第３の発明は、第１磁気検出器が、それぞれ磁界の変化に応じた信号を出力する第１及び第２磁気検出ユニットを有し、第１磁気検出ユニットと第２磁気検出ユニットとは、出力する信号の位相がずれるように第２部材の進退方向にずれて配置され、第１磁気検出器が出力する信号は、第１磁気検出ユニットの出力と第２磁気検出ユニットの出力とを合成した鋸波として出力されることを特徴とする。   In a third aspect of the invention, the first magnetic detector has first and second magnetic detection units that output signals corresponding to changes in the magnetic field, and the first magnetic detection unit and the second magnetic detection unit are: The signal output from the first magnetic detector is combined with the output of the first magnetic detection unit and the output of the second magnetic detection unit. Output as a sawtooth wave.

第３の発明では、第１磁気検出器が出力する信号が鋸波形状であるため、出力の増減を観察することで第２部材の移動方向を判定することができる。   In the third invention, since the signal output from the first magnetic detector has a sawtooth shape, the movement direction of the second member can be determined by observing the increase / decrease in the output.

第４の発明は、サブスケールとして第２部材の進退方向にずれる第１サブスケール及び第２サブスケールを備えることを特徴とする。   4th invention is provided with the 1st subscale and the 2nd subscale which shift in the advancing and retreating direction of the 2nd member as a subscale.

第５の発明は、第１磁気検出器及び第２磁気検出器の出力に基づいてストローク位置を演算するコントローラをさらに備え、コントローラは、第２磁気検出器によるサブマーカの検出によって求められるストローク位置と、第１磁気検出器の検出結果に基づいて演算されるストローク位置と、を比較する自己診断機能を有することを特徴とする。   The fifth invention further includes a controller that calculates a stroke position based on outputs of the first magnetic detector and the second magnetic detector, and the controller includes a stroke position obtained by detecting the sub marker by the second magnetic detector, And a self-diagnosis function for comparing the stroke position calculated based on the detection result of the first magnetic detector.

第５の発明では、自己診断機能により、第１磁気検出器の出力に基づいて求められるストローク位置と第２磁気検出器の出力に基づいて求められるストローク位置（基準位置）との間でずれが生じているかを判定することができる。よって、ストローク位置の検出精度を向上させることができる。   In the fifth invention, the self-diagnosis function causes a shift between the stroke position obtained based on the output of the first magnetic detector and the stroke position (reference position) obtained based on the output of the second magnetic detector. It can be determined whether it has occurred. Therefore, the detection accuracy of the stroke position can be improved.

第６の発明は、複数のサブマーカが、第１部材に対する第２部材の進入時に第２磁気検出器によってサブマーカがそれぞれ検出された際の第１磁気検出器の出力が互いに異なると共に、第１部材に対する第２部材の退出時に第２磁気検出器によってサブマーカがそれぞれ検出された際の第１磁気検出器の出力が互いに異なるように設けられることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the invention, the plurality of sub-markers are different from each other in output of the first magnetic detector when the sub-marker is detected by the second magnetic detector when the second member enters the first member. The second magnetic detector is provided so that the outputs of the first magnetic detectors are different from each other when the second magnetic detector detects each of the sub-markers when the second member withdraws from the position.

第６の発明では、第２部材が第１部材に対して進入する場合と退出する場合とのいずれにおいても、基準位置を検出することができる。   In the sixth invention, the reference position can be detected both when the second member enters and leaves the first member.

本発明によれば、ストローク検出装置において基準位置を効率よく検出することができる。   According to the present invention, the reference position can be efficiently detected in the stroke detection device.

本発明の実施形態に係るストローク検出装置の構成図である。It is a block diagram of the stroke detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置のスケールを示す図である。It is a figure which shows the scale of the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置のメインマーカを示す図である。It is a figure which shows the main marker of the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置におけるメインスケールとサブスケールとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the main scale and subscale in the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置が備える第１磁気検出器の出力を示すグラフ図である。It is a graph which shows the output of the 1st magnetic detector with which the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置が備える第１磁気検出器の出力の演算結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the calculation result of the output of the 1st magnetic detector with which the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置が備える第１磁気検出器及び第２磁気検出器の出力を対応させて表すグラフ図である。It is a graph which shows the output of the 1st magnetic detector with which the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided, and the output of a 2nd magnetic detector correspondingly. 本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置におけるメインスケールの周期、第１磁気検出器の出力、サブマーカの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the period of the main scale in the stroke detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, the output of a 1st magnetic detector, and a sub marker. 本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置のスケールを示す図である。It is a figure which shows the scale of the stroke detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置におけるメインスケールの周期、第１磁気検出器の出力、サブマーカの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the period of the main scale, the output of a 1st magnetic detector, and a sub marker in the stroke detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

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.

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置１００について説明する。図１に示される油圧シリンダ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。ストローク検出装置１００は、この油圧シリンダ１０に設けられる。 (First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, the stroke detection apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. A hydraulic cylinder 10 shown in FIG. 1 is operated by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump (not shown). The stroke detection device 100 is provided in the hydraulic cylinder 10.

油圧シリンダ１０は、油圧シリンダ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。つまり、油圧シリンダ１０は、一方の部材であるシリンダチューブ２０に対して他方の部材であるピストンロッド３０が進退運動する直動部品である。   The hydraulic cylinder 10 includes a cylinder tube 20 as a first member that is a main body of the hydraulic cylinder 10, and a piston rod 30 as a second member that is provided so as to be movable forward and backward with respect to the cylinder tube 20. That is, the hydraulic cylinder 10 is a linear motion component in which the piston rod 30 as the other member moves forward and backward with respect to the cylinder tube 20 as one member.

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。また、シリンダチューブ２０の端部には、ピストンロッド３０が摺動自在に挿通するシリンダヘッド２０ａが設けられる。シリンダチューブ２０の内部は、ピストン３１によって二つの油室１１，１２に区画される。   The cylinder tube 20 has a cylindrical shape, and a piston 31 that is slidable in the axial direction is provided inside the cylinder tube 20. A cylinder head 20a through which the piston rod 30 is slidably inserted is provided at the end of the cylinder tube 20. The inside of the cylinder tube 20 is partitioned into two oil chambers 11 and 12 by the piston 31.

二つの油室１１，１２は、図示しない切換弁を通じて図示しない油圧ポンプ又はタンクに接続される。二つの油室１１，１２の一方が油圧ポンプに接続された場合には、他方がタンクに接続される。油圧シリンダ１０は、油圧ポンプから二つの油室１１，１２の何れかに作動油が導かれてピストンロッド３０が軸方向に移動することによって伸縮作動する。油圧シリンダ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、油圧シリンダ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。また、油圧シリンダ１０は、アクチュエータとして作動するものに限定されず、緩衝器等として作動するものであってもよい。   The two oil chambers 11 and 12 are connected to a hydraulic pump or tank (not shown) through a switching valve (not shown). When one of the two oil chambers 11 and 12 is connected to the hydraulic pump, the other is connected to the tank. The hydraulic cylinder 10 expands and contracts when hydraulic oil is guided from the hydraulic pump to one of the two oil chambers 11 and 12 and the piston rod 30 moves in the axial direction. The hydraulic cylinder 10 is a double-acting cylinder, but may be a single-acting cylinder. The hydraulic cylinder 10 is not limited to a hydraulic type, and may be a pneumatic type, a hydraulic type, an electric mechanical type, or the like. The hydraulic cylinder 10 is not limited to one that operates as an actuator, and may operate as a shock absorber or the like.

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 piston rod 30 is a columnar magnetic member having a base end portion 30 a fixed to the piston 31 and a tip end portion 30 b exposed from the cylinder tube 20. The piston rod 30 is operated by a hydraulic force acting on the piston 31.

次に、図１〜図４を参照し、油圧シリンダ１０に設けられるストローク検出装置１００について説明する。図２は、図１に示されるピストンロッド３０の側面３０ｃを周方向Ｂ（図１の矢印Ｂ方向）に沿って展開して示したものである。   Next, the stroke detection device 100 provided in the hydraulic cylinder 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the side surface 30c of the piston rod 30 shown in FIG. 1 developed along the circumferential direction B (the direction of arrow B in FIG. 1).

ストローク検出装置１００は、図１及び図２に示すように、ピストンロッド３０の側面３０ｃにピストンロッド３０の進退方向Ａ（図１の矢印Ａ方向）に沿って形成されるスケール６０と、スケール６０と対向するようにシリンダチューブ２０に固定され、スケール６０によって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気検出器５０と、磁気検出器５０の検出結果に基づいてピストンロッド３０のストロークを演算するコントローラ７０と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the stroke detection device 100 includes a scale 60 formed on the side surface 30 c of the piston rod 30 along the forward / backward direction A (direction of arrow A in FIG. 1) of the piston rod 30, and the scale 60. And a controller for calculating the stroke of the piston rod 30 based on the detection result of the magnetic detector 50. The magnetic detector 50 outputs a signal corresponding to the magnetic field changed by the scale 60. 70.

スケール６０は、磁性体であるピストンロッド３０の外周に溝状に形成される非磁性体である。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。   The scale 60 is a nonmagnetic material formed in a groove shape on the outer periphery of the piston rod 30 that is a magnetic material. The scale 60 is formed by melting the outer peripheral surface of the piston rod 30 with a laser irradiated by a laser device as a local heating device and adding Ni or Mn to austenite.

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、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，アーク放電など、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 piston rod 30 may be made of a non-magnetic material. In this case, the scale 60 is formed as a magnetic material by melting the piston rod 30 with a laser device and adding Sn or the like. The means for locally heating is not limited to a laser, and any means may be used as long as it can be locally heated, such as an electron beam, high-frequency induction heating, or arc discharge.

図２に示されるように、スケール６０は、ピストンロッド３０のストローク量を検出するためのメインスケール６１と、メインスケール６１とは周方向Ｂにずれて設けられるサブスケール６２と、を有する。サブスケール６２は、後述する油圧シリンダ１０の基準位置を検出するためのものである。   As shown in FIG. 2, the scale 60 includes a main scale 61 for detecting the stroke amount of the piston rod 30 and a subscale 62 provided so as to be shifted from the main scale 61 in the circumferential direction B. The subscale 62 is for detecting a reference position of the hydraulic cylinder 10 described later.

メインスケール６１は、ピストンロッド３０の進退方向Ａに沿って等間隔で並べられた複数のメインマーカ６１ａにより構成される。メインマーカ６１ａは、ピストンロッド３０の進退方向Ａに沿った幅が互いに同一に形成される。以下、ピストンロッド３０の進退方向Ａに沿ったメインマーカ６１ａの幅をＷ１、メインマーカ６１ａのピッチ（間隔）をＰ１とする（図３参照）。   The main scale 61 is composed of a plurality of main markers 61 a arranged at equal intervals along the forward / backward direction A of the piston rod 30. The main markers 61a are formed to have the same width along the forward / backward direction A of the piston rod 30. Hereinafter, the width of the main marker 61a along the forward / backward direction A of the piston rod 30 is W1, and the pitch (interval) of the main marker 61a is P1 (see FIG. 3).

サブスケール６２は、図２及び図４に示すように、ピストンロッド３０の進退方向Ａに沿った幅が互いに等しい４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄによって構成される。４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、それぞれピストンロッド３０のストローク位置（絶対位置）との対応関係が予め定められた位置に設けられる。サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄについては、後に詳細に説明する。   As shown in FIGS. 2 and 4, the subscale 62 includes four submarkers 62 a, 62 b, 62 c, and 62 d having the same width along the forward / backward direction A of the piston rod 30. The four sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are provided at positions where the corresponding relationship with the stroke position (absolute position) of the piston rod 30 is predetermined. The sub markers 62a, 62b, 62c, and 62d will be described in detail later.

磁気検出器５０は、図２に示すように、メインスケール６１と対向するようにシリンダチューブ２０に設けられ、メインスケール６１によって変化する磁界に応じた信号を出力する第１磁気検出器５１と、サブスケール６２と対向するようにシリンダチューブ２０に設けられ、サブスケール６２によって変化する磁界に応じた信号を出力する第２磁気検出器５２と、を有する。   As shown in FIG. 2, the magnetic detector 50 is provided in the cylinder tube 20 so as to face the main scale 61, and outputs a signal corresponding to a magnetic field changed by the main scale 61, And a second magnetic detector 52 provided in the cylinder tube 20 so as to face the subscale 62 and outputting a signal corresponding to a magnetic field changed by the subscale 62.

第１磁気検出器５１から出力された信号はコントローラ７０に入力され、ピストンロッド３０のストローク量を演算するために使用される。また、第２磁気検出器５２から出力された信号もコントローラ７０に入力され、ピストンロッド３０のストロークの基準位置（絶対位置）を検出するために使用される。   The signal output from the first magnetic detector 51 is input to the controller 70 and used to calculate the stroke amount of the piston rod 30. A signal output from the second magnetic detector 52 is also input to the controller 70 and used to detect the reference position (absolute position) of the stroke of the piston rod 30.

第１磁気検出器５１は、周囲の磁界の変化を検出する第１及び第２磁気検出ユニット５１ａ，５１ｂにより構成される。第１磁気検出ユニット５１ａと第２磁気検出ユニット５１ｂとは、ピストンロッド３０の軸方向にずらして配置される（図２参照）。   The first magnetic detector 51 includes first and second magnetic detection units 51a and 51b that detect changes in the surrounding magnetic field. The first magnetic detection unit 51a and the second magnetic detection unit 51b are arranged to be shifted in the axial direction of the piston rod 30 (see FIG. 2).

第２磁気検出器５２は、周囲の磁界の変化を検出する単一の第３磁気検出ユニットにより構成される。第１磁気検出ユニット５１ａ、第２磁気検出ユニット５１ｂ、第３磁気検出ユニットとは構造が同一であるため、以下では、第１磁気検出ユニット５１ａの構造についてのみ説明する。   The second magnetic detector 52 includes a single third magnetic detection unit that detects a change in the surrounding magnetic field. Since the first magnetic detection unit 51a, the second magnetic detection unit 51b, and the third magnetic detection unit have the same structure, only the structure of the first magnetic detection unit 51a will be described below.

第１磁気検出ユニットａは、図示しない磁気センサと、磁気センサに対してピストンロッド３０とは反対側に設けられる図示しない永久磁石と、を有する。磁気センサは、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信号をコントローラ７０へと出力する。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、第１，第２磁気検出器５１，５２の出力は、永久磁石から発せられる磁気を変化させる非磁性体であるスケール６０の形状等に応じた値となる。   The first magnetic detection unit a includes a magnetic sensor (not shown) and a permanent magnet (not shown) provided on the opposite side of the piston rod 30 with respect to the magnetic sensor. The magnetic sensor detects magnetism emitted from the permanent magnet and outputs a signal corresponding to the detected magnetism to the controller 70. The magnetism emitted from the permanent magnet acts on the magnetic material, but does not act on the non-magnetic material. That is, the outputs of the first and second magnetic detectors 51 and 52 are values corresponding to the shape of the scale 60, which is a nonmagnetic material that changes the magnetism emitted from the permanent magnet.

磁気センサとしては、磁気の強弱によって電気抵抗が変化するＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：磁気抵抗）素子やＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：巨大磁気抵抗）センサ、ＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ：磁気インピーダンス）効果を利用したＭＩセンサ、ホール効果を利用したホール素子などが採用される。なお、第１，第２磁気検出器５１，５２は、スケール６０と対向して配置されるコイルを備えたものであってもよい。この場合、励磁されたコイルのインピーダンスは、対向するスケール６０の面積に応じて変化する。   As a magnetic sensor, an MR (Magneto-Resistive) element, a GMR (Giant Magneto-Resistive) sensor, or an MI (Magneto-Impedance) effect is used. MI sensors, Hall elements using the Hall effect, etc. are employed. The first and second magnetic detectors 51 and 52 may be provided with a coil disposed to face the scale 60. In this case, the impedance of the excited coil varies depending on the area of the opposing scale 60.

コントローラ７０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えるマイクロコンピュータで構成される。ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。   The controller 70 is configured by a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an I / O interface (input / output interface). The ROM stores a CPU control program and the like in advance, and the I / O interface is used for input / output of information with a connected device.

コントローラ７０は、第１磁気検出器５１の出力に基づき、油圧シリンダ１０のストローク位置を演算する。また、コントローラ７０は、第２磁気検出器５２の出力に基づき、油圧シリンダ１０のストロークの基準位置を検出する。基準位置とは、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の絶対的なストローク位置を規定するものであり、シリンダチューブ２０やピストンロッド３０の形状、サブスケール６２や第２磁気検出器５２が設けられる位置等により、予め定められるものである。   The controller 70 calculates the stroke position of the hydraulic cylinder 10 based on the output of the first magnetic detector 51. Further, the controller 70 detects the reference position of the stroke of the hydraulic cylinder 10 based on the output of the second magnetic detector 52. The reference position defines the absolute stroke position of the piston rod 30 with respect to the cylinder tube 20, the shape of the cylinder tube 20 and the piston rod 30, the position where the subscale 62 and the second magnetic detector 52 are provided, and the like. Is determined in advance.

コントローラ７０は、第２磁気検出器５２により検出されるサブスケール６２のサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに基づいて基準位置を検出し、第１磁気検出器５１により検出されるメインスケール６１のメインマーカ６１ａに基づいてストローク量を演算する。コントローラ７０は、基準位置からのピストンロッド３０のストローク量を演算することにより、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０のストローク位置を検出する。   The controller 70 detects the reference position based on the sub markers 62 a, 62 b, 62 c, 62 d of the sub scale 62 detected by the second magnetic detector 52, and the main of the main scale 61 detected by the first magnetic detector 51. The stroke amount is calculated based on the marker 61a. The controller 70 detects the stroke position of the piston rod 30 relative to the cylinder tube 20 by calculating the stroke amount of the piston rod 30 from the reference position.

次に、ストローク検出装置１００によるストローク検出方法について説明する。   Next, a stroke detection method by the stroke detection device 100 will be described.

第１磁気検出器５１における第１磁気検出ユニット５１ａの出力は、磁性体であるピストンロッド３０の側面３０ｃと対向した状態で最大となり、非磁性体で形成されるメインスケール６１のメインマーカ６１ａと対向した状態で最小となる。よって、ピストンロッド３０の移動に伴いピストンロッド３０の側面３０ｃと対向する状態とメインマーカ６１ａと対向する状態とが繰り返される第１磁気検出ユニット５１ａの出力値Ｖ１は、図５に実線で示されるように、ピストンロッド３０のストローク量に応じて正弦波状に変化する。   The output of the first magnetic detection unit 51a in the first magnetic detector 51 is maximum when facing the side surface 30c of the piston rod 30 that is a magnetic body, and the main marker 61a of the main scale 61 that is formed of a non-magnetic body. It is the minimum when facing each other. Therefore, the output value V1 of the first magnetic detection unit 51a in which the state facing the side surface 30c of the piston rod 30 and the state facing the main marker 61a are repeated as the piston rod 30 moves is shown by a solid line in FIG. Thus, it changes in a sine wave shape according to the stroke amount of the piston rod 30.

第１磁気検出ユニット５１ａと同様に出力が変化する第２磁気検出ユニット５１ｂは、その出力値Ｖ２が第１磁気検出ユニット５１ａの出力値Ｖ１に対して、４分の１周期だけ位相がずれるようにシリンダヘッド２０ａに取り付けられる。このため、第２磁気検出ユニット５１ｂの出力値Ｖ２は、図５に破線で示されるように、余弦波状に変化する。   The second magnetic detection unit 51b whose output changes in the same manner as the first magnetic detection unit 51a is such that its output value V2 is out of phase by a quarter period with respect to the output value V1 of the first magnetic detection unit 51a. To the cylinder head 20a. For this reason, the output value V2 of the second magnetic detection unit 51b changes in a cosine wave shape as indicated by a broken line in FIG.

図５に示される第１磁気検出ユニット５１ａの出力値Ｖ１と第２磁気検出ユニット５１ｂの出力値Ｖ２とから、図６に示されるストローク量に比例した演算値Ｓ１が演算される。演算値Ｓ１は、下記（１）式から求められる。   From the output value V1 of the first magnetic detection unit 51a shown in FIG. 5 and the output value V2 of the second magnetic detection unit 51b, a calculation value S1 proportional to the stroke amount shown in FIG. 6 is calculated. The calculated value S1 is obtained from the following equation (1).

[数１]
Ｓ１＝｛ａｔａｎ２（Ｖ２，Ｖ１）+π｝／２π ・・・（１）

ａｔａｎ２（ｘ，ｙ）：原点を始点とし、座標（ｘ，ｙ）を終点とするベクトルとｘ軸との成す角度（−π〜π）を算出する関数（アークタンジェント関数）
Ｖ１：第１磁気検出ユニット５１ａの出力値
Ｖ２：第２磁気検出ユニット５１ｂの出力値 [Equation 1]
S1 = {atan2 (V2, V1) + π} / 2π (1)

atan2 (x, y): a function (arctangent function) for calculating an angle (−π to π) between a vector starting from the origin and ending at coordinates (x, y) and the x axis
V1: Output value of the first magnetic detection unit 51a V2: Output value of the second magnetic detection unit 51b

上記（１）式から求められる演算値Ｓ１は０から１の数値であり、１周期のストローク長、すなわち、メインマーカ６１ａの幅Ｗ１とメインマーカ６１ａが設けられる間隔Ｐ１とを足し合わせた長さに対する比率を示している。   The calculated value S1 obtained from the above equation (1) is a numerical value from 0 to 1, and is a stroke length of one cycle, that is, a length obtained by adding the width W1 of the main marker 61a and the interval P1 at which the main marker 61a is provided. The ratio is shown.

このように、第１磁気検出器５１は、第１磁気検出ユニット５１ａの出力値Ｖ１と第２磁気検出ユニット５１ｂの出力値Ｖ２とを合成した演算値Ｓ１を信号として出力する。演算値Ｓ１は、電圧値としてコントローラ７０に出力される。本実施形態では、０〜１の範囲にあるＳ１は、０〜５Ｖの電圧値としてコントローラ７０に出力される。   As described above, the first magnetic detector 51 outputs the operation value S1 obtained by combining the output value V1 of the first magnetic detection unit 51a and the output value V2 of the second magnetic detection unit 51b as a signal. The calculated value S1 is output to the controller 70 as a voltage value. In the present embodiment, S1 in the range of 0 to 1 is output to the controller 70 as a voltage value of 0 to 5V.

コントローラ７０は、以上のようにして求められる演算値Ｓ１に１周期のストローク長Ｌ（＝Ｗ１＋Ｐ１）を乗ずるとともに、演算値Ｓ１が１から０に切り換わった数をカウントする。カウント数にストローク長Ｌを乗じた値と、演算値Ｓ１にストローク長Ｌを乗じた値と、を足し合わせることで、カウント開始からのピストンロッド３０のストローク量を得ることができる。   The controller 70 multiplies the calculated value S1 obtained as described above by one cycle of the stroke length L (= W1 + P1) and counts the number of the calculated value S1 switched from 1 to 0. By adding the value obtained by multiplying the count number by the stroke length L and the value obtained by multiplying the calculated value S1 by the stroke length L, the stroke amount of the piston rod 30 from the start of counting can be obtained.

また、第１磁気検出器５１の出力である演算値Ｓ１は、図６に示すように、１周期内において出力値の上昇割合と下降割合とが一致しない鋸波状に出力される。つまり、演算値Ｓ１は、出力値の最大値（極値）が１周期の中央に位置しないものである。このように、演算値Ｓ１は、出力値の上昇割合と下降割合とが一致しない鋸波として出力されるため、演算値Ｓ１の増減を観察することにより、ピストンロッド３０が伸長方向へ移動しているのか、収縮方向へ移動しているのか、を判定することができる。ピストンロッド３０の移動方向を判定することで、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の絶対的なストローク位置を正確に演算することができる。   In addition, as shown in FIG. 6, the calculated value S1 that is the output of the first magnetic detector 51 is output in a sawtooth shape in which the increasing rate and decreasing rate of the output value do not match within one cycle. That is, the calculated value S1 is such that the maximum value (extreme value) of the output value is not located at the center of one cycle. Thus, since the calculated value S1 is output as a sawtooth wave whose output value rise rate and descending rate do not match, by observing the increase or decrease of the calculated value S1, the piston rod 30 moves in the extending direction. Or whether it is moving in the contraction direction. By determining the moving direction of the piston rod 30, the absolute stroke position of the piston rod 30 with respect to the cylinder tube 20 can be accurately calculated.

ここで、作業機械などに搭載される油圧シリンダ１０は、作業後に電源がオフされた状態が続くと、負荷の自重によって意図せず伸縮することがある。このような油圧シリンダ１０の意図しない伸縮は、電源がオフされているためストローク検出装置１００によって検出することはできない。よって、再び電源をオンにして作業をする際、油圧シリンダ１０のストローク位置を正確に把握することができないおそれがある。   Here, the hydraulic cylinder 10 mounted on a work machine or the like may expand and contract unintentionally due to its own weight when the power is turned off after the operation. Such unintended expansion / contraction of the hydraulic cylinder 10 cannot be detected by the stroke detection device 100 because the power is off. Therefore, when working with the power turned on again, the stroke position of the hydraulic cylinder 10 may not be accurately grasped.

そこで、再び電源がオンされた際には、油圧シリンダ１０のストローク位置を正確に把握するために、ピストンロッド３０の基準位置の検出が行われる。以下、基準位置の検出について具体的に説明する。   Therefore, when the power is turned on again, the reference position of the piston rod 30 is detected in order to accurately grasp the stroke position of the hydraulic cylinder 10. Hereinafter, the detection of the reference position will be specifically described.

まず、基準位置の検出のために設けられるサブスケール６２における第１〜第４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄの配置について説明する。   First, the arrangement of the first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d in the sub-scale 62 provided for detecting the reference position will be described.

第１〜第４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、シリンダチューブ２０に対してピストンロッド３０が進入する（油圧シリンダ１０が収縮作動する）際と、シリンダチューブ２０に対してピストンロッド３０が退出する（油圧シリンダ１０が伸長作動する）際とのそれぞれにおいて、それぞれが第２磁気検出器５２によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように配置されている。   The first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are configured such that when the piston rod 30 enters the cylinder tube 20 (the hydraulic cylinder 10 contracts), the piston rod 30 retracts from the cylinder tube 20. In this case (when the hydraulic cylinder 10 is extended), the outputs of the first magnetic detectors 51 when they are detected by the second magnetic detector 52 are different from each other.

具体的に説明すると、第１〜第４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、メインスケール６１の１周期に対する相対位置が互いに異なるように配置される。図４に示すように、周期的に並ぶメインマーカ６１ａで構成されるメインスケール６１の１周期を４つの領域Ｒ１〜Ｒ４に分けた場合、各サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、互いに異なる領域Ｒ１〜Ｒ４内に設けられる。本実施形態では、第１サブマーカ６２ａは、図４中進退方向Ａの左側からみて、最初の領域Ｒ１に設けられ、第２〜第４サブマーカ６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは順に領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に設けられる。よって、各サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、メインスケール６１の周期に対して、順に１／４周期ずつずれて配置される。なお、図４では、説明の便宜上、図２とは異なり、メインスケール６１の連続する周期にサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのそれぞれが設けられる場合を図示している。   Specifically, the first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are arranged so that the relative positions of the main scale 61 with respect to one cycle are different from each other. As shown in FIG. 4, when one period of the main scale 61 composed of periodically arranged main markers 61a is divided into four areas R1 to R4, the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are different from each other. Provided in R1 to R4. In the present embodiment, the first sub marker 62a is provided in the first region R1 when viewed from the left side in the forward / backward direction A in FIG. 4, and the second to fourth sub markers 62b, 62c, and 62d are sequentially arranged in the regions R2, R3, and R4. Provided. Therefore, the sub-markers 62 a, 62 b, 62 c, 62 d are arranged so as to be shifted by ¼ period in order with respect to the period of the main scale 61. 4, for convenience of explanation, unlike FIG. 2, the case where each of the sub markers 62a, 62b, 62c, 62d is provided in a continuous cycle of the main scale 61 is illustrated.

第１磁気検出器５１は、図７及び８に示すように、メインマーカ６１ａの１周期中のどの領域に対向しているかによって、出力が異なる。よって、互いに設けられる領域Ｒ１〜Ｒ４が異なる各サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが第２磁気検出器５２によって検出された際には、第１磁気検出器５１の出力が互いに異なる。言い換えれば、メインマーカ６１ａの１周期中の４つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４における第１磁気検出器５１の出力と、第２磁気検出器５２により検出される各サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄとは、一対一で対応するものである（図８参照）。   As shown in FIGS. 7 and 8, the output of the first magnetic detector 51 differs depending on which region in one cycle of the main marker 61a is opposed. Therefore, when the second magnetic detector 52 detects the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d having different regions R1 to R4 provided from each other, the outputs of the first magnetic detector 51 are different from each other. In other words, the outputs of the first magnetic detector 51 in the four regions R1, R2, R3, R4 in one cycle of the main marker 61a and the sub-markers 62a, 62b, 62c, detected by the second magnetic detector 52, 62d corresponds one-to-one (see FIG. 8).

また、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに第２磁気検出器５２が対向した際のピストンロッド３０のストローク位置が、キャリブレーション等によって予め把握されている。これにより、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのいずれかが第２磁気検出器５２によって検出されると、ピストンロッド３０のストローク位置（基準位置）を求めることができる。   Further, the stroke position of the piston rod 30 when the second magnetic detector 52 faces the sub markers 62a, 62b, 62c, 62d is previously grasped by calibration or the like. Thus, when any of the sub markers 62a, 62b, 62c, and 62d is detected by the second magnetic detector 52, the stroke position (reference position) of the piston rod 30 can be obtained.

次に、第２磁気検出器５２によってサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄを検出して基準位置を検出する方法について説明する。   Next, a method for detecting the reference position by detecting the sub markers 62a, 62b, 62c, 62d by the second magnetic detector 52 will be described.

第２磁気検出器５２は、図７に示すように、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄによる磁界の変化に応じてパルス波形の信号（オンオフ信号）を出力する。これにより、第２磁気検出器５２によって、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが検出される。   As shown in FIG. 7, the second magnetic detector 52 outputs a pulse waveform signal (ON / OFF signal) in accordance with the change in the magnetic field by the sub markers 62a, 62b, 62c, and 62d. Accordingly, the second magnetic detector 52 detects the sub markers 62a, 62b, 62c, and 62d.

上述のように、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、第１磁気検出器５１の出力の１周期中のどの領域において検出されるかのタイミングが互いに異なるように設けられる。よって、第２磁気検出器５２により信号が出力されると、コントローラ７０は、その際の第１磁気検出器５１の出力（サブマーカの検出のタイミング）に基づいて、第２磁気検出器５２が第１〜第４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのいずれを検知したかを判定する。第１磁気検出器５１の出力は、第２磁気検出器５２が第１〜４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのいずれを検出したかによって異なるため、第１磁気検出器５１の出力を比較することで、第１〜第４サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄの何れが検知されたかを把握することができる。例えば、図８に示すように、第２磁気検出器５２により信号が出力された際の第１磁気検出器５１の出力が１．２５〜２．５Ｖの間であった場合には、第２磁気検出器５２が第２サブマーカ６２ｂを検出したと判定する。また、各サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、上述のように第２磁気検出器５２によって検出された際のストローク位置が予め把握されるものである。よって、検出されたサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに対応するストローク位置が、基準位置として求められる。   As described above, the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are provided so that the timings in which regions in one cycle of the output of the first magnetic detector 51 are detected are different from each other. Therefore, when a signal is output from the second magnetic detector 52, the controller 70 determines that the second magnetic detector 52 is the first based on the output of the first magnetic detector 51 (sub marker detection timing) at that time. It is determined which one of the first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d has been detected. Since the output of the first magnetic detector 51 differs depending on which of the first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d is detected by the second magnetic detector 52, the output of the first magnetic detector 51 is compared. Thus, it is possible to grasp which of the first to fourth sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d has been detected. For example, as shown in FIG. 8, when the output of the first magnetic detector 51 when the signal is output by the second magnetic detector 52 is between 1.25 and 2.5 V, the second It is determined that the magnetic detector 52 has detected the second sub marker 62b. In addition, each of the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d has a stroke position when it is detected by the second magnetic detector 52 as described above. Therefore, the stroke positions corresponding to the detected sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are obtained as reference positions.

このようにして、基準位置が算出されると、コントローラは、第１磁気検出器５１の出力に基づき基準位置からのストローク量求める。つまり、基準位置が算出されるタイミングで演算値Ｓ１のカウント数がリセットされる。このように、新たに検出した基準位置とこの基準位置からのストローク量とを算出することで、電源オフの間に油圧シリンダ１０が伸縮したとしても、正確なストローク位置を把握することができる。   When the reference position is calculated in this way, the controller obtains the stroke amount from the reference position based on the output of the first magnetic detector 51. That is, the count value of the calculation value S1 is reset at the timing when the reference position is calculated. Thus, by calculating the newly detected reference position and the stroke amount from this reference position, the accurate stroke position can be grasped even if the hydraulic cylinder 10 expands and contracts while the power is off.

本実施形態では、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄを有するため、基準位置を検出するために必要なストローク量が総ストローク量の１／５程度でよく、速やかに基準位置を検出することができる。   In this embodiment, since the four sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are provided, the stroke amount necessary for detecting the reference position may be about 1/5 of the total stroke amount, and the reference position can be detected quickly. Can do.

次に、本実施形態の変形例について説明する。   Next, a modification of this embodiment will be described.

上記実施形態では、基準位置の検出は、少なくとも電源オン後に一度だけ行えば、電源オフの間に油圧シリンダ１０が意図せず伸縮したとしても、正確なストローク位置を把握することができる。これに対し、電源オン後に基準位置を一度検出した後、電源をオフされるまでの間において、新たに基準位置の検出を行い、ストローク位置が正確に検出できているか否かを診断する自己診断をコントローラ７０によって行ってもよい。例えば、電源オン後に一度基準位置を検出し、その後所定ストローク量だけピストンロッド３０が移動すると、再び基準位置を検出して、現在のストローク位置と新たに検出した基準位置とが一致しているかをコントローラ７０が判定する。ストローク位置と基準位置とが一致していない場合には、新たに検出した基準位置から再びストローク検出を行う。これによれば、仮に電源オンの後にメインマーカ６１ａの誤検知等により実際のストローク位置と検出するストローク位置とにずれが発生した場合であっても、速やかにずれを修正してより精度良くストローク検出を行うことができる。   In the above embodiment, if the reference position is detected at least once after the power is turned on, an accurate stroke position can be grasped even if the hydraulic cylinder 10 expands and contracts unintentionally during the power-off. On the other hand, after the reference position is detected once after the power is turned on, the reference position is newly detected until the power is turned off, and self-diagnosis is performed to diagnose whether or not the stroke position can be accurately detected. May be performed by the controller 70. For example, once the reference position is detected after the power is turned on, and then the piston rod 30 moves by a predetermined stroke amount, the reference position is detected again, and whether the current stroke position and the newly detected reference position match. The controller 70 determines. If the stroke position does not match the reference position, the stroke is detected again from the newly detected reference position. According to this, even if a deviation occurs between the actual stroke position and the detected stroke position due to erroneous detection of the main marker 61a after the power is turned on, the deviation is promptly corrected and the stroke is more accurately performed. Detection can be performed.

また、上記実施形態では、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、ピストンロッド３０の進退方向Ａに沿った幅が互いに等しく形成され、メインスケール６１の１周期に対する相対位置が互いに異なるように配置される。これにより、油圧シリンダ１０の伸長作動時において、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのそれぞれが第２磁気検出器５２によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なると共に、油圧シリンダ１０の収縮作動時においても、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのそれぞれが第２磁気検出器５２によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なる。これに対し、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、油圧シリンダ１０の伸長作動時においてサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なると共に収縮作動時においてサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように、その他の構成、例えば、進退方向Ａに沿ったサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄの幅を互いに異なるように構成してもよい。また、ストローク検出装置１００では、油圧シリンダ１０を伸長及び収縮のいずれの方向にストロークさせても基準位置が検出できるため、油圧シリンダ１０の伸長作動時と収縮作動時のいずれにおいても、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なることが望ましい。これに対し、基準位置を検出する際のストローク方向が限定されるものの、油圧シリンダ１０が伸長する際及び収縮する際の一方のみにおいて、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように構成してもよい。   In the above embodiment, the four sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are formed to have the same width along the forward / backward direction A of the piston rod 30, and the relative positions of the main scale 61 with respect to one cycle are different from each other. Be placed. Accordingly, when the hydraulic cylinder 10 is extended, the outputs of the first magnetic detector 51 when the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are detected by the second magnetic detector 52 are different from each other, and the hydraulic cylinder Even during the 10 contraction operations, the outputs of the first magnetic detector 51 when the sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d are detected by the second magnetic detector 52 are different from each other. On the other hand, the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are contracted and the outputs of the first magnetic detectors 51 are different when the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d are detected when the hydraulic cylinder 10 is extended. Other configurations such as the sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d along the advancing / retreating direction A so that the outputs of the first magnetic detectors 51 when the sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d are detected at different times are different from each other. You may comprise so that the width | variety may mutually differ. Further, since the reference position can be detected by the stroke detection device 100 regardless of whether the hydraulic cylinder 10 is stroked in the extending or contracting direction, the sub marker 62a, It is desirable that the outputs of the first magnetic detector 51 when 62b, 62c, and 62d are detected are different from each other. On the other hand, although the stroke direction when detecting the reference position is limited, the first time when the sub markers 62a, 62b, 62c, and 62d are detected only when the hydraulic cylinder 10 extends or contracts. You may comprise so that the output of 1 magnetic detector 51 may mutually differ.

また、上記実施形態では、サブスケール６２は、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄによって構成される。これに限らず、サブスケール６２は、２つ、３つ、又は５つ以上のサブマーカによって構成されてもよい。サブマーカの数が多いほど、基準位置検出のために必要なストローク量が少なくなる一方、メインマーカ６１ａの１周期を分割する数が増えるため、必要とされるサブマーカの加工精度が高くなる。よって、サブマーカの数は、求められる加工精度と基準位置検出のためにストローク量とに応じて、適切に設定すればよい。   Moreover, in the said embodiment, the subscale 62 is comprised by four sub marker 62a, 62b, 62c, 62d. Not limited to this, the subscale 62 may be configured by two, three, or five or more submarkers. As the number of sub-markers increases, the stroke amount required for detecting the reference position decreases, while the number of divisions of one cycle of the main marker 61a increases, so that the required processing accuracy of the sub-markers increases. Therefore, the number of sub-markers may be appropriately set according to the required processing accuracy and the stroke amount for detecting the reference position.

また、上記実施形態では、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、ストローク領域の全域にわたってほぼ均等に配置される。これに対し、例えば、ストローク領域内において使用頻度が高い中央部分に全てのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが配置され、図２中の両端であるストロークエンド付近には、サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが配置されなくてもよい。   Moreover, in the said embodiment, sub marker 62a, 62b, 62c, 62d is arrange | positioned substantially equally over the whole region of a stroke area | region. On the other hand, for example, all the sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d are arranged in the central portion that is frequently used in the stroke region, and the sub-markers 62a, 62b, 62c are located near the stroke ends at both ends in FIG. , 62d may not be arranged.

また、上記実施形態では、第１磁気検出器５１は、第１、第２磁気検出ユニット５１ａ，５１ｂを有し、これらの出力を合成した信号を出力する。これにより、演算値Ｓ１は、左右非対称の波形となり、ピストンロッド３０の移動方向が判定できる。これに対し、第１磁気検出器５１は、単一の磁気検出ユニットを有し、ピストンロッド３０の移動方向は、他の手段により判定してもよい。この場合には、第１磁気検出器５１の出力は、サブスケール６２のようなパルス波形を有するオンオフ信号として出力される。よって、サブスケール６２は、２つのサブマーカによって構成し、第１磁気検出器５１の出力がオフ信号の時に一方のサブマーカが検知され、出力がオン信号の時に他方のサブマーカが検知されるように構成すればよい。この場合でも、上記実施形態と同様に基準位置の検出をすることができる。   Moreover, in the said embodiment, the 1st magnetic detector 51 has the 1st, 2nd magnetic detection units 51a and 51b, and outputs the signal which synthesize | combined these outputs. Thereby, the calculation value S1 becomes a left-right asymmetric waveform, and the moving direction of the piston rod 30 can be determined. On the other hand, the first magnetic detector 51 may have a single magnetic detection unit, and the moving direction of the piston rod 30 may be determined by other means. In this case, the output of the first magnetic detector 51 is output as an on / off signal having a pulse waveform like the subscale 62. Therefore, the subscale 62 is configured by two submarkers, and one submarker is detected when the output of the first magnetic detector 51 is an off signal, and the other submarker is detected when the output is an on signal. do it. Even in this case, the reference position can be detected as in the above embodiment.

また、上記実施形態では、ストローク検出装置１００は、第１部材としての筒状のシリンダチューブ２０と、第２部材としての棒状のピストンロッド３０と、を備える。これに対し、第１部材及び第２部材は筒状や棒状に限られず、例えば、板状の第２部材が板状の第１部材に対して進入及び退出するように構成されてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the stroke detection apparatus 100 is provided with the cylindrical cylinder tube 20 as a 1st member, and the rod-shaped piston rod 30 as a 2nd member. On the other hand, the first member and the second member are not limited to a cylindrical shape or a rod shape, and for example, the plate-like second member may be configured to enter and leave the plate-like first member.

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above 1st Embodiment, there exists an effect shown below.

ストローク検出装置１００では、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄによって構成されるサブスケール６２を第２磁気検出器５２により検出することで、ピストンロッド３０の基準位置を求めることができる。第２磁気検出器５２が４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄのいずれを検知したかは、第１磁気検出器５１の出力を比較することで、判定することができる。このように、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄによって基準位置を検出できるため、単一のサブマーカによって基準位置を検出する場合と比較して、必要なストローク量を少なくすることができ、速やかに基準位置を検出することができる。よって、ストローク検出装置１００における基準位置の検出を効率よく行うことができる。   In the stroke detection device 100, the reference position of the piston rod 30 can be obtained by detecting the subscale 62 constituted by the four submarkers 62a, 62b, 62c, and 62d by the second magnetic detector 52. Which of the four sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d is detected by the second magnetic detector 52 can be determined by comparing the output of the first magnetic detector 51. As described above, since the reference position can be detected by the four sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d, the required stroke amount can be reduced as compared with the case of detecting the reference position by a single sub-marker, and promptly. It is possible to detect the reference position. Therefore, the reference position in the stroke detection device 100 can be detected efficiently.

（第２実施形態）
次に、図９及び１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のストローク検出装置１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components as those of the stroke detection device 100 of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

上記第１実施形態に係るストローク検出装置１００は、単一のサブスケール６２を備える。これに対し、第２実施形態に係るストローク検出装置２００は、サブスケールとして第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４の２つと、それぞれ第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４を検出する２つの第２磁気検出器５３，５４と、を備える点において、上記第１実施形態とは相違する。   The stroke detection device 100 according to the first embodiment includes a single subscale 62. In contrast, the stroke detection apparatus 200 according to the second embodiment detects two sub-scales, the first sub-scale 63 and the second sub-scale 64, and the first sub-scale 63 and the second sub-scale 64, respectively. The second embodiment is different from the first embodiment in that the second magnetic detectors 53 and 54 are provided.

ストローク検出装置２００は、図９に示すように、サブスケールとして、メインスケール６１とは周方向Ｂにずれて設けられる第１サブスケール６３と、第１サブスケール６３からさら周方向Ｂにずれて設けられる第２サブスケール６４と、を備える。また、ストローク検出装置２００は、第１サブスケール６３と対向するように設けられ第１サブスケール６３によって変化する磁界に応じた信号を出力する第２磁気検出器５３と、第２サブスケール６４と対向するように設けられ第２サブスケール６４によって変化する磁界に応じた信号を出力する第２磁気検出器５４と、を備える。２つの第２磁気検出器５３，５４の構成は、上記第１実施形態の第２磁気検出器５２と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 9, the stroke detection device 200 includes a first subscale 63 provided as a subscale that is shifted in the circumferential direction B from the main scale 61, and a shift in the circumferential direction B from the first subscale 63. And a second subscale 64 provided. In addition, the stroke detection device 200 is provided so as to face the first subscale 63, and outputs a signal corresponding to a magnetic field changing by the first subscale 63, and a second subscale 64. And a second magnetic detector 54 that outputs a signal corresponding to a magnetic field that is provided so as to be opposed and is changed by the second subscale 64. Since the configuration of the two second magnetic detectors 53 and 54 is the same as that of the second magnetic detector 52 of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４は、上記第１実施形態におけるサブスケール６２と同様に、それぞれ４つのサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及びサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄによって構成される。第１サブスケール６３と第２サブスケール６４とは、互いに進退方向Ａにずれて配置される。つまり、第１サブスケール６３の第１〜第４サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄと第２サブスケール６４の第１〜第４サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄとは、進退方向Ａに沿って互いに入れ違いに配置される。   The first subscale 63 and the second subscale 64 are configured by four submarkers 63a, 63b, 63c, and 63d and submarkers 64a, 64b, 64c, and 64d, respectively, similarly to the subscale 62 in the first embodiment. . The first subscale 63 and the second subscale 64 are arranged so as to be shifted from each other in the forward / backward direction A. That is, the first to fourth sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d of the first subscale 63 and the first to fourth sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d of the second subscale 64 are along the forward / backward direction A. They are placed one after the other.

第１サブスケール６３における４つのサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは、上記第１実施形態におけるサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと同様に、第２磁気検出器５３によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように設けられる。また、同様に、第２サブスケール６４における４つのサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄも、第２磁気検出器５４によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように設けられる。具体的には、上記第１実施形態と同様に、メインマーカ６１ａの１周期を４つに分けた領域Ｒ１〜Ｒ４と、第１サブスケール６３の第１〜第４サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及び第２サブスケール６４の第１〜第４サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄとは、それぞれ一対一で対応する（図１０参照）。   The four sub-markers 63a, 63b, 63c, and 63d in the first sub-scale 63 are the first when detected by the second magnetic detector 53 in the same manner as the sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d in the first embodiment. The outputs of the magnetic detectors 51 are provided to be different from each other. Similarly, the four sub-markers 64a, 64b, 64c, and 64d in the second sub-scale 64 are also provided such that the outputs of the first magnetic detector 51 when detected by the second magnetic detector 54 are different from each other. . Specifically, similarly to the first embodiment, the regions R1 to R4 in which one cycle of the main marker 61a is divided into four, and the first to fourth submarkers 63a, 63b, 63c of the first subscale 63, 63d and the first to fourth sub-markers 64a, 64b, 64c, and 64d of the second sub-scale 64 correspond one-to-one (see FIG. 10).

なお、第１磁気検出器５１の出力は、第１サブスケール６３のサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ間及び第２サブスケール６４のサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ間で異なるものであればよく、第１サブスケール６３と第２サブスケール６４との間で異なるものでなくてもよい。つまり、図１０に示すように、第１サブスケール６３のうちのある一つが検出された際の第１磁気検出器５１の出力は、第２サブスケール６４のうちのある一つのサブマーカが検出された際の第１磁気検出器５１の出力と同じものでもよい。この場合には、２つの第２磁気検出器５３，５４のうちのいずれによってサブマーカが検出されたのかを判定することにより、どのサブマーカが検出されたのかを見分ければよい。   The output of the first magnetic detector 51 may be different between the sub-markers 63a, 63b, 63c, and 63d of the first sub-scale 63 and between the sub-markers 64a, 64b, 64c, and 64d of the second sub-scale 64. The first subscale 63 and the second subscale 64 may not be different. That is, as shown in FIG. 10, when one of the first subscales 63 is detected, the output of the first magnetic detector 51 detects one submarker of the second subscale 64. The same output as that of the first magnetic detector 51 may be used. In this case, it is only necessary to determine which sub-marker has been detected by determining which of the two second magnetic detectors 53 and 54 has detected the sub-marker.

このように、ストローク検出装置２００では、サブスケールとして第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４が設けられるため、上記第１実施形態と比較して、基準位置検出のために必要なストローク量がさらに少なくなり、効率よく基準位置の検出を行うことができる。   Thus, since the first subscale 63 and the second subscale 64 are provided as subscales in the stroke detection device 200, the stroke amount necessary for detecting the reference position is smaller than that in the first embodiment. Further, the reference position can be detected efficiently with fewer.

また、本実施形態では、第１及び第２サブスケール６３，６４は、それぞれサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及びサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄによって構成されるものであり、サブスケール全体としては８つのサブマーカが設けられる。また、本実施形態では、第１サブスケール６３のサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄのいずれか一つと第２サブスケール６４におけるサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのいずれか一つとは、第２磁気検出器５３，５４によって検出された際の第１磁気検出器５１の出力が同じとなるように形成されてもよい。このため、単一のサブスケールが８つのサブマーカにより構成される場合と比較して、１周期を分割する数が少なくなり、高い加工精度が要求されないため、サブスケールを容易に加工することができる。   In the present embodiment, the first and second subscales 63 and 64 are configured by submarkers 63a, 63b, 63c, and 63d and submarkers 64a, 64b, 64c, and 64d, respectively. Eight sub-markers are provided. In the present embodiment, any one of the sub markers 63a, 63b, 63c, and 63d of the first sub scale 63 and any one of the sub markers 64a, 64b, 64c, and 64d of the second sub scale 64 are the second magnetic field. You may form so that the output of the 1st magnetic detector 51 at the time of detecting by the detectors 53 and 54 may become the same. For this reason, compared with the case where a single subscale is comprised by eight submarkers, since the number which divides | segments 1 period decreases and high processing precision is not requested | required, a subscale can be processed easily. .

なお、上記第２実施形態では、サブスケールとして第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４の２つが設けられるが、これに限らず、３以上のサブスケールが設けられるものでもよい。サブスケールの数と、サブスケールを構成するサブマーカの数は、サブマーカの加工精度と基準位置検出に必要なストローク量とに応じて、任意に設定することができる。   In the second embodiment, two subscales, the first subscale 63 and the second subscale 64, are provided, but the present invention is not limited to this, and three or more subscales may be provided. The number of subscales and the number of submarkers constituting the subscale can be arbitrarily set according to the processing accuracy of the submarkers and the stroke amount necessary for detecting the reference position.

また、上記第２実施形態は、上記第１実施形態における変形例と適宜組み合わせが可能である。   Moreover, the said 2nd Embodiment can be combined with the modification in the said 1st Embodiment suitably.

以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above 2nd Embodiment, there exists an effect shown below.

ストローク検出装置２００では、それぞれ４つのサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及びサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄによって構成される第１、第２サブスケール６３，６４を第２磁気検出器５３，５４により検出することで、ピストンロッド３０の基準位置を求めることができる。第１、第２サブスケール６３，６４のそれぞれにおいて、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及びサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのいずれを検知したかは、第１磁気検出器５１の出力に基づいて、判定することができる。また、サブスケールを２つとすることで、第１実施形態と比較してサブマーカの形状は同一としつつ、基準位置検出に必要なストローク量を少なくすることができる。よって、要求される加工精度の上昇を防止しつつ、基準位置の検出をより効率よく行うことができる。   In the stroke detection apparatus 200, the first and second subscales 63 and 64 each including four submarkers 63a, 63b, 63c, and 63d and submarkers 64a, 64b, 64c, and 64d are provided by the second magnetic detectors 53 and 54, respectively. By detecting, the reference position of the piston rod 30 can be obtained. Based on the output of the first magnetic detector 51, which of the sub markers 63a, 63b, 63c, 63d and the sub markers 64a, 64b, 64c, 64d is detected in each of the first and second sub scales 63, 64. Can be determined. Further, by using two subscales, it is possible to reduce the stroke amount necessary for the reference position detection while maintaining the same shape of the submarker as compared with the first embodiment. Therefore, the reference position can be detected more efficiently while preventing the required processing accuracy from increasing.

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.

ストローク検出装置１００，２００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の進退方向に沿ってピストンロッド３０の表面に形成されるメインスケール６１と、ピストンロッド３０の表面に、メインスケール６１に沿って形成されるサブスケール（サブスケール６２、第１サブスケール６３、第２サブスケール６４）と、メインスケール６１と対向するようにシリンダチューブ２０に設けられ、メインスケール６１によって変化する磁界に応じた信号を出力する第１磁気検出器５１と、サブスケール（サブスケール６２、第１サブスケール６３、第２サブスケール６４）と対向するようにシリンダチューブ２０に設けられ、サブスケール（サブスケール６２、第１サブスケール６３、第２サブスケール６４）によって変化する磁界に応じた信号を出力する第２磁気検出器５２，５３，５４と、を備え、メインスケール６１は、ピストンロッド３０の進退方向に沿って等間隔で配置され、ピストンロッド３０の進退方向に沿った幅が互いに同一に形成される複数のメインマーカ６１ａで構成され、サブスケール（サブスケール６２、第１サブスケール６３、第２サブスケール６４）は、ピストンロッド３０のストローク位置との対応関係が予め定められた位置に設けられる複数のサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）で構成され、複数のサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）は、第２磁気検出器５２，５３，５４によってサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）がそれぞれ検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように配置される。   The stroke detection devices 100 and 200 include a cylinder tube 20, a piston rod 30 provided so as to be able to advance and retreat with respect to the cylinder tube 20, and a main scale 61 formed on the surface of the piston rod 30 along the advancing and retreating direction of the piston rod 30. A subscale (subscale 62, first subscale 63, second subscale 64) formed on the surface of the piston rod 30 along the main scale 61, and the cylinder tube 20 so as to face the main scale 61. The first magnetic detector 51 that outputs a signal corresponding to the magnetic field that varies depending on the main scale 61 and the subscale (subscale 62, first subscale 63, second subscale 64) are opposed to each other. A subscale (subscale) is provided on the cylinder tube 20. 2, first magnetic scales 52, 53, and 54 that output signals corresponding to magnetic fields that change according to the first subscale 63 and the second subscale 64), and the main scale 61 moves the piston rod 30 forward and backward. It is composed of a plurality of main markers 61a arranged at equal intervals along the direction and having the same width along the advancing and retreating direction of the piston rod 30. The subscale (subscale 62, first subscale 63, first The two sub-scales 64) are provided with a plurality of sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, and sub-markers 64a) that are provided at predetermined positions with respect to the stroke position of the piston rod 30. , 64b, 64c, 64d), and a plurality of sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 2c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d) are sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b) by the second magnetic detectors 52, 53, 54. , 63c, 63d and sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d) are arranged such that the outputs of the first magnetic detector 51 are different from each other.

また、ストローク検出装置１００，２００では、第１磁気検出器５１は、メインスケール６１による磁界の変化に応じた電圧値を出力し、第２磁気検出器５２，５３，５４によって各サブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）が検出された際に第１磁気検出器５１が出力する電圧値は、互いに異なる。   In the stroke detection devices 100 and 200, the first magnetic detector 51 outputs a voltage value corresponding to a change in the magnetic field by the main scale 61, and the second magnetic detectors 52, 53, and 54 output each sub marker (sub marker 62a). , 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d), the voltage values output by the first magnetic detector 51 are different from each other.

これらの構成では、ピストンロッド３０のストローク位置との対応関係が予め定められた位置にサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）が設けられるため、第２磁気検出器５２，５３，５４によりサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）のいずれかを検出することにより、そのサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）に対応するストローク位置を基準位置として検出することができる。第２磁気検出器５２，５３，５４が複数のサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）のいずれを検出したかは、第１磁気検出器５１の出力によって見分けることができる。このように、複数のサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）によって基準位置を検知できるため、基準位置を検出するためのピストンロッド３０のストローク量を短くすることができる。したがって、基準位置を効率よく検出することができる。   In these configurations, sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d) are provided at positions where the correspondence relationship with the stroke position of the piston rod 30 is predetermined. ), The second magnetic detectors 52, 53, and 54 are used to select one of the sub markers (sub markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub markers 64a, 64b, 64c, 64d). By detecting, the stroke position corresponding to the sub marker (sub markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub markers 64a, 64b, 64c, 64d) can be detected as a reference position. Which of the plurality of sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d) is detected by the second magnetic detectors 52, 53, 54. It can be distinguished by the output of the first magnetic detector 51. Thus, since the reference position can be detected by a plurality of sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, 64d), the reference position is detected. The stroke amount of the piston rod 30 can be shortened. Therefore, the reference position can be detected efficiently.

また、ストローク検出装置１００，２００では、第１磁気検出器５１は、それぞれ磁界の変化に応じた信号を出力する第１及び第２磁気検出ユニット５１ａ，５１ｂを有し、第１磁気検出ユニット５１ａと第２磁気検出ユニット５１ｂとは、出力する信号の位相がずれるようにピストンロッド３０の進退方向にずれて配置され、第１磁気検出器５１が出力する信号は、第１磁気検出ユニット５１ａの出力と第２磁気検出ユニット５１ｂの出力とを合成した鋸波として出力される。   In the stroke detection devices 100 and 200, the first magnetic detector 51 includes first and second magnetic detection units 51a and 51b that output signals corresponding to changes in the magnetic field, respectively, and the first magnetic detection unit 51a. And the second magnetic detection unit 51b are arranged so as to be shifted in the forward / backward direction of the piston rod 30 so that the phase of the output signal is shifted, and the signal output from the first magnetic detector 51 is the signal of the first magnetic detection unit 51a. It is output as a sawtooth wave that combines the output and the output of the second magnetic detection unit 51b.

この構成では、第１磁気検出器５１が出力する信号が鋸波形状であるため、出力の増減を観察することでピストンロッド３０の移動方向を判定することができる。   In this configuration, since the signal output from the first magnetic detector 51 has a sawtooth shape, the moving direction of the piston rod 30 can be determined by observing the increase or decrease in output.

また、ストローク検出装置１００では、サブスケール６２は、４つのサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄにより構成される。   In the stroke detection device 100, the subscale 62 is composed of four submarkers 62a, 62b, 62c, and 62d.

また、ストローク検出装置２００は、サブスケールとしてピストンロッド３０の進退方向にずれる第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４を備える。   Further, the stroke detection device 200 includes a first subscale 63 and a second subscale 64 that are shifted in the forward / backward direction of the piston rod 30 as subscales.

また、ストローク検出装置２００では、第１サブスケール６３及び第２サブスケール６４は、それぞれ４つのサブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ及びサブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄにより構成される。   In the stroke detection device 200, the first subscale 63 and the second subscale 64 are each composed of four submarkers 63a, 63b, 63c, and 63d and submarkers 64a, 64b, 64c, and 64d.

また、ストローク検出装置１００，２００は、第１磁気検出器５１及び第２磁気検出器５２，５３，５４の出力に基づいてストローク位置を演算するコントローラ７０をさらに備え、コントローラ７０は、第２磁気検出器５２，５３，５４によるサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）の検出によって求められるストローク位置（基準位置）と、第１磁気検出器５１の検出結果に基づいて演算されるストローク位置と、を比較する自己診断機能を有する。   The stroke detection devices 100 and 200 further include a controller 70 that calculates a stroke position based on the outputs of the first magnetic detector 51 and the second magnetic detectors 52, 53, and 54. A stroke position (reference position) obtained by detection of sub markers (sub markers 62a, 62b, 62c, 62d, sub markers 63a, 63b, 63c, 63d, sub markers 64a, 64b, 64c, 64d) by the detectors 52, 53, 54; It has a self-diagnosis function that compares the stroke position calculated based on the detection result of the first magnetic detector 51.

この構成では、自己診断機能により、第１磁気検出器５１の出力に基づいて求められるストローク位置と第２磁気検出器５２，５３，５４の出力に基づいて求められるストローク位置（基準位置）との間でずれが生じているかを判定することができる。よって、ストローク位置の検出精度を向上させることができる。   In this configuration, the self-diagnosis function is used to determine the stroke position obtained based on the output of the first magnetic detector 51 and the stroke position (reference position) obtained based on the outputs of the second magnetic detectors 52, 53, and 54. It is possible to determine whether or not there is a gap between them. Therefore, the detection accuracy of the stroke position can be improved.

また、ストローク検出装置１００，２００は、複数のサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）が、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の進入時に第２磁気検出器５２，５３，５４によってサブマーカ（サブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）がそれぞれ検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なると共に、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の退出時に第２磁気検出器５２，５３，５４によってサブマーカサブマーカ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、サブマーカ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、サブマーカ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ）がそれぞれ検出された際の第１磁気検出器５１の出力が互いに異なるように設けられる。   Further, the stroke detection devices 100 and 200 include a plurality of sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, and 63d, sub-markers 64a, 64b, 64c, and 64d), and a piston rod 30 for the cylinder tube 20. When the second magnetic detectors 52, 53, and 54 detect sub-markers (sub-markers 62a, 62b, 62c, and 62d, sub-markers 63a, 63b, 63c, and 63d, and sub-markers 64a, 64b, 64c, and 64d), respectively. The outputs of the first magnetic detectors 51 are different from each other, and the sub-markers sub-markers 62a, 62b, 62c, 62d, and sub-markers 63a, 63b are moved by the second magnetic detectors 52, 53, 54 when the piston rod 30 is retracted from the cylinder tube 20. , 6 c, 63d, Sabumaka 64a, 64b, 64c, 64d) is the output of the first magnetic detector 51 when the detected respectively are provided to be different from each other.

この構成では、ピストンロッド３０がシリンダチューブ２０に対して進入する場合と退出する場合とのいずれにおいても、基準位置を検出することができる。   In this configuration, the reference position can be detected both when the piston rod 30 enters and exits the cylinder tube 20.

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.

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）、５１…第１磁気検出器、５１ａ…第１磁気検出ユニット、５１ｂ…第２磁気検出ユニット、５２，５３，５４…第２磁気検出器、６１…メインスケール、６１ａ…メインマーカ、６２…サブスケール、６３…第１サブスケール（サブスケール）、６４…第２サブスケール（サブスケール）６２ａ，６３ａ，６４ａ…第１サブマーカ（サブマーカ）、６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ…第２サブマーカ（サブマーカ）、６２ｃ，６３ｃ，６４ｃ…第３サブマーカ（サブマーカ）、６２ｄ，６３ｄ，６４ｄ…第４サブマーカ（サブマーカ）、７０…コントローラ、１００，２００…ストローク検出装置   20 ... Cylinder tube (first member), 30 ... Piston rod (second member), 51 ... First magnetic detector, 51a ... First magnetic detection unit, 51b ... Second magnetic detection unit, 52, 53, 54 ... Second magnetic detector, 61 ... main scale, 61a ... main marker, 62 ... subscale, 63 ... first subscale (subscale), 64 ... second subscale (subscale) 62a, 63a, 64a ... first Sub marker (sub marker), 62b, 63b, 64b ... second sub marker (sub marker), 62c, 63c, 64c ... third sub marker (sub marker), 62d, 63d, 64d ... fourth sub marker (sub marker), 70 ... controller, 100, 200: Stroke detection device

Claims (6)

第１部材と、
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部材の進退方向に沿って前記第２部材の表面に形成されるメインスケールと、
前記第２部材の表面に、前記メインスケールに沿って形成されるサブスケールと、
前記メインスケールと対向するように前記第１部材に設けられ、前記メイン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第１磁気検出器と、
前記サブスケールと対向するように前記第１部材に設けられ、前記サブ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第２磁気検出器と、を備え、
前記メインスケールは、前記第２部材の進退方向に沿って等間隔で配置され、前記第２部材の進退方向に沿った幅が互いに同一に形成される複数のメインマーカで構成され、
前記サブスケールは、前記第２部材のストローク位置との対応関係が予め定められた位置に設けられる複数のサブマーカで構成され、
前記複数のサブマーカは、前記第２磁気検出器によって前記サブマーカがそれぞれ検出された際の前記第１磁気検出器の出力が互いに異なるように配置されることを特徴とするストローク検出装置。 A first member;
A second member provided to be movable forward and backward with respect to the first member;
A main scale formed on the surface of the second member along the advancing and retreating direction of the second member;
A subscale formed along the main scale on the surface of the second member;
A first magnetic detector provided on the first member so as to face the main scale, and outputting a signal corresponding to a magnetic field changed by the main scale;
A second magnetic detector provided on the first member so as to face the subscale, and outputting a signal corresponding to a magnetic field that changes according to the subscale,
The main scale is composed of a plurality of main markers that are arranged at equal intervals along the advancing / retreating direction of the second member, and that have the same width along the advancing / retreating direction of the second member,
The subscale is composed of a plurality of submarkers provided at positions where the correspondence with the stroke position of the second member is predetermined.
The plurality of sub-markers are arranged so that outputs of the first magnetic detectors when the sub-markers are respectively detected by the second magnetic detectors are different from each other. 前記第１磁気検出器は、前記メインスケールによる磁界の変化に応じた電圧値を出力し、
前記第２磁気検出器によって前記各サブマーカが検出された際に前記第１磁気検出器が出力する電圧値は、互いに異なることを特徴とする請求項１に記載のストローク検出装置。 The first magnetic detector outputs a voltage value corresponding to a change in magnetic field due to the main scale,
2. The stroke detection device according to claim 1, wherein voltage values output from the first magnetic detector when the sub-markers are detected by the second magnetic detector are different from each other. 前記第１磁気検出器は、それぞれ磁界の変化に応じた信号を出力する第１及び第２磁気検出ユニットを有し、
前記第１磁気検出ユニットと前記第２磁気検出ユニットとは、出力する信号の位相がずれるように前記第２部材の進退方向にずれて配置され、
前記第１磁気検出器が出力する信号は、前記第１磁気検出ユニットの出力と前記第２磁気検出ユニットの出力とを合成した鋸波として出力されることを特徴とする請求項１または２に記載のストローク検出装置。 The first magnetic detector has first and second magnetic detection units that output signals corresponding to changes in the magnetic field,
The first magnetic detection unit and the second magnetic detection unit are arranged to be shifted in the advancing / retreating direction of the second member so that the phase of the output signal is shifted,
The signal output from the first magnetic detector is output as a sawtooth wave obtained by combining the output of the first magnetic detection unit and the output of the second magnetic detection unit. The described stroke detection device. 前記サブスケールとして前記第２部材の進退方向にずれる第１サブスケール及び第２サブスケールを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のストローク検出装置。   The stroke detecting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a first subscale and a second subscale that are shifted in the advancing and retreating direction of the second member as the subscale. 前記第１磁気検出器及び前記第２磁気検出器の出力に基づいてストローク位置を演算するコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記第２磁気検出器による前記サブマーカの検出によって求められるストローク位置と、前記第１磁気検出器の検出結果に基づいて演算されるストローク位置と、を比較する自己診断機能を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のストローク検出装置。 A controller for calculating a stroke position based on outputs of the first magnetic detector and the second magnetic detector;
The controller has a self-diagnosis function for comparing a stroke position obtained by detection of the sub marker by the second magnetic detector and a stroke position calculated based on a detection result of the first magnetic detector. The stroke detection device according to any one of claims 1 to 4. 前記複数のサブマーカは、前記第１部材に対する前記第２部材の進入時に前記第２磁気検出器によって前記サブマーカがそれぞれ検出された際の前記第１磁気検出器の出力が互いに異なると共に、前記第１部材に対する前記第２部材の退出時に前記第２磁気検出器によって前記サブマーカがそれぞれ検出された際の前記第１磁気検出器の出力が互いに異なるように設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のストローク検出装置。   The plurality of sub-markers are different from each other in output of the first magnetic detector when the sub-marker is detected by the second magnetic detector when the second member enters the first member. 6. The first magnetic detector is provided so that outputs of the first magnetic detectors are different from each other when the second marker is detected by the second magnetic detector when the second member leaves the member. The stroke detection device according to any one of the above.
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