JP3226124B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧シリンダのロッド
などアクチュエータのストローク位置を高精度で検出す
る装置の改良に関する。
などアクチュエータのストローク位置を高精度で検出す
る装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダのピストンロッドなどのス
トローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの
表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を配設した磁気ス
ケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの
検出信号がピストンロッドの変位によって正弦波形で変
化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い
位置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、
本願出願人も特開平４−１３６７１３号公報に高精度の
測定が行えるものを提案している。
トローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの
表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を配設した磁気ス
ケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの
検出信号がピストンロッドの変位によって正弦波形で変
化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い
位置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、
本願出願人も特開平４−１３６７１３号公報に高精度の
測定が行えるものを提案している。
【０００３】これら相対位置検出型の位置検出装置では
ストロークの絶対位置を得るためにピストンロッドの最
収縮位置などにリミットスイッチを設け、ピストンロッ
ドの先端がこのリミットスイッチを通過した位置をスト
ロークの基準点としてリセットする。このため、油圧シ
リンダを起動させる毎にリミットスイッチまで変位させ
る必要があった。
ストロークの絶対位置を得るためにピストンロッドの最
収縮位置などにリミットスイッチを設け、ピストンロッ
ドの先端がこのリミットスイッチを通過した位置をスト
ロークの基準点としてリセットする。このため、油圧シ
リンダを起動させる毎にリミットスイッチまで変位させ
る必要があった。
【０００４】このリセット動作を短縮する位置検出装置
として、実開平４−７１１１４号公報に開示されるよう
に、増分値を検出するためのメインスケールと、基準点
を計測するためのサブスケールとをそれぞれ備えて、油
圧シリンダの任意のストローク位置から２つの基準点を
通過させることにより絶対位置を得るものが知られてい
る。
として、実開平４−７１１１４号公報に開示されるよう
に、増分値を検出するためのメインスケールと、基準点
を計測するためのサブスケールとをそれぞれ備えて、油
圧シリンダの任意のストローク位置から２つの基準点を
通過させることにより絶対位置を得るものが知られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では１つのアクチュエータに２つの磁気スケー
ルを配設するために、装置の部品点数が増大してコスト
を上昇させるとともに、メインスケールとサブスケール
の位置関係を保持する必要があるため、ロッドが回転す
るアクチュエータには適用できないという問題があっ
た。
来の装置では１つのアクチュエータに２つの磁気スケー
ルを配設するために、装置の部品点数が増大してコスト
を上昇させるとともに、メインスケールとサブスケール
の位置関係を保持する必要があるため、ロッドが回転す
るアクチュエータには適用できないという問題があっ
た。
【０００６】そこで本発明は、簡易な構成の磁気スケー
ルにより基準点を容易に検出でき、ロッドが回転するア
クチュエータにも使用可能な位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。
ルにより基準点を容易に検出でき、ロッドが回転するア
クチュエータにも使用可能な位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【問題を解決するための手段】本発明は、図１におい
て、アクチュエータ３０の移動方向に所定のピッチで弱
磁性部が配置され、ピッチ数を異ならせて所定の不等間
隔をもつ複数の弱磁性部の深さＭ２を他の弱磁性部Ｍ１
より深く形成して基準点とした磁気スケール２と、前記
磁気スケール２のピッチに対応して９０度の位相差をも
った正弦波を出力する一対の磁気センサ５と、前記一対
の磁気センサ５が出力する正弦波を全ての弱磁性部につ
いて計数することにより相対位置を演算する手段１０
と、前記一対の磁気センサ５が出力する正弦波の出力が
所定値以上であることにより当該弱磁性部の位置を基準
点と判定する手段２０と、前記基準点と直前に検出した
基準点との間隔を算出する手段２２と、前記磁気スケー
ル２の基準点に対応した絶対位置を格納する手段２４
と、前記基準点の間隔に基づいて前記格納手段２４の絶
対位置信号を制御する手段２３と、前記絶対位置信号制
御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と前記算出され
た相対位置とから絶対位置を演算する手段２１とを備え
る。
て、アクチュエータ３０の移動方向に所定のピッチで弱
磁性部が配置され、ピッチ数を異ならせて所定の不等間
隔をもつ複数の弱磁性部の深さＭ２を他の弱磁性部Ｍ１
より深く形成して基準点とした磁気スケール２と、前記
磁気スケール２のピッチに対応して９０度の位相差をも
った正弦波を出力する一対の磁気センサ５と、前記一対
の磁気センサ５が出力する正弦波を全ての弱磁性部につ
いて計数することにより相対位置を演算する手段１０
と、前記一対の磁気センサ５が出力する正弦波の出力が
所定値以上であることにより当該弱磁性部の位置を基準
点と判定する手段２０と、前記基準点と直前に検出した
基準点との間隔を算出する手段２２と、前記磁気スケー
ル２の基準点に対応した絶対位置を格納する手段２４
と、前記基準点の間隔に基づいて前記格納手段２４の絶
対位置信号を制御する手段２３と、前記絶対位置信号制
御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と前記算出され
た相対位置とから絶対位置を演算する手段２１とを備え
る。
【０００８】
【作用】したがって、アクチュエータの起動時には、磁
気スケールの弱磁性部を通過する際に磁気センサが出力
する正弦波の振幅レベルに基づいて基準点を検出し、さ
らに、磁気センサの出力に基づいて算出された相対位置
より直前に検出した基準点と現在の基準点との間隔を演
算する。前記基準点の間隔、基準点の間隔の符号に基づ
くアクチュエータの変位方向をパラメータとして絶対位
置を格納する手段のアドレスを演算し、算出されたアド
レスの絶対位置を現在の基準点の絶対位置としてセット
し、以降この基準点の絶対位置に相対変位量を加算した
ものを絶対位置として出力する。
気スケールの弱磁性部を通過する際に磁気センサが出力
する正弦波の振幅レベルに基づいて基準点を検出し、さ
らに、磁気センサの出力に基づいて算出された相対位置
より直前に検出した基準点と現在の基準点との間隔を演
算する。前記基準点の間隔、基準点の間隔の符号に基づ
くアクチュエータの変位方向をパラメータとして絶対位
置を格納する手段のアドレスを演算し、算出されたアド
レスの絶対位置を現在の基準点の絶対位置としてセット
し、以降この基準点の絶対位置に相対変位量を加算した
ものを絶対位置として出力する。
【０００９】
【実施例】図２〜３に本発明の実施例を示す。
【００１０】図２において、１は図示しない油圧シリン
ダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピス
トンロッドで、このピストンロッド１の表面には軸方向
に所定のピッチＰを備えて深さＭ1、Ｍ2の弱磁性部３を
形成して磁気スケール２を構成する。
ダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピス
トンロッドで、このピストンロッド１の表面には軸方向
に所定のピッチＰを備えて深さＭ1、Ｍ2の弱磁性部３を
形成して磁気スケール２を構成する。
【００１１】この弱磁性部３の幅はピッチＰの半分であ
るＰ／２を備え、磁気スケール２の弱磁性部３と強磁性
部４はともにＰ／２の幅を備えてピッチＰで交互に配設
される。
るＰ／２を備え、磁気スケール２の弱磁性部３と強磁性
部４はともにＰ／２の幅を備えてピッチＰで交互に配設
される。
【００１２】磁気スケール２の弱磁性部３のうち、所定
の不等間隔に設定された磁気スケール２の基準点ｈ1〜
ｈ7に対応する弱磁性部３は深さＭ2に形成され、基準点
ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4、ｈ5、ｈ6、ｈ7の間隔はそれぞれ
６Ｐ、４Ｐ、２Ｐ、Ｐ、３Ｐ、５Ｐの間隔を備えて同一
の間隔が存在しないよう不等間隔に設定される。なお、
これら弱磁性部３の深さはＭ1＜Ｍ2の関係を満たしてい
る。また、基準点間隔の並び方は、この例に限る必要は
なく、同一間隔が存在しなければよい。
の不等間隔に設定された磁気スケール２の基準点ｈ1〜
ｈ7に対応する弱磁性部３は深さＭ2に形成され、基準点
ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4、ｈ5、ｈ6、ｈ7の間隔はそれぞれ
６Ｐ、４Ｐ、２Ｐ、Ｐ、３Ｐ、５Ｐの間隔を備えて同一
の間隔が存在しないよう不等間隔に設定される。なお、
これら弱磁性部３の深さはＭ1＜Ｍ2の関係を満たしてい
る。また、基準点間隔の並び方は、この例に限る必要は
なく、同一間隔が存在しなければよい。
【００１３】図示しない油圧シリンダの一端にはピスト
ンロッド１の変位に伴って磁気スケール２の１ピッチを
１周期とし、互いに９０゜の位相差を備えた２相の正弦
波を出力する一対の磁気センサ５が備えられる。この磁
気センサ５の出力信号は図４に示すように、９０度の位
相差を備えた出力信号sigＡ、sigＢとして出力される。
ンロッド１の変位に伴って磁気スケール２の１ピッチを
１周期とし、互いに９０゜の位相差を備えた２相の正弦
波を出力する一対の磁気センサ５が備えられる。この磁
気センサ５の出力信号は図４に示すように、９０度の位
相差を備えた出力信号sigＡ、sigＢとして出力される。
【００１４】磁気センサ５からの２相の出力信号はsig
Ａ、sigＢは、図３に示すようにマイクロコンピュータ
などで構成されるコントローラ７に入力されて、これに
基づいてピストンロッド１のストロークの相対位置が演
算される。
Ａ、sigＢは、図３に示すようにマイクロコンピュータ
などで構成されるコントローラ７に入力されて、これに
基づいてピストンロッド１のストロークの相対位置が演
算される。
【００１５】この相対位置の演算は、例えば、特開平４
−１３６７１３号公報にも開示されるように、磁気セン
サ５の出力信号sigＡ、sigＢのそれぞれのピーク値に基
づいて求めた正規化係数に基づいて１／２Ｐ単位の位置
（粗位置）と、１／２Ｐ間を所定数に分割した位置（精
位置）を求め、これらを合算することでストロークの相
対位置が求められる。
−１３６７１３号公報にも開示されるように、磁気セン
サ５の出力信号sigＡ、sigＢのそれぞれのピーク値に基
づいて求めた正規化係数に基づいて１／２Ｐ単位の位置
（粗位置）と、１／２Ｐ間を所定数に分割した位置（精
位置）を求め、これらを合算することでストロークの相
対位置が求められる。
【００１６】磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢはサ
ンプルホールド回路ＳＨＡ、ＳＨＢ、及びアナログ・デ
ジタルコンバータＡＤＣを介してコントローラ７の中央
演算処理部ＣＰＵに入力される。
ンプルホールド回路ＳＨＡ、ＳＨＢ、及びアナログ・デ
ジタルコンバータＡＤＣを介してコントローラ７の中央
演算処理部ＣＰＵに入力される。
【００１７】コンパレータＣＡ、ＣＢはＣＰＵにおいて
演算された磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピ
ッチにおける最大値と最小値との中央値である振央レベ
ルを基準値として出力信号sigＡ、sigＢと比較して、振
央レベルよりも大きいときにＨレベル、小さいときにＬ
レベルの信号を出力する。なお、ＤＡＣＡ、ＤＡＣＢは
ＣＰＵで演算された各振央レベルをアナログ変換するデ
ジタル・アナログコンバータである。
演算された磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピ
ッチにおける最大値と最小値との中央値である振央レベ
ルを基準値として出力信号sigＡ、sigＢと比較して、振
央レベルよりも大きいときにＨレベル、小さいときにＬ
レベルの信号を出力する。なお、ＤＡＣＡ、ＤＡＣＢは
ＣＰＵで演算された各振央レベルをアナログ変換するデ
ジタル・アナログコンバータである。
【００１８】コンパレータＣＺは磁気センサ５の出力信
号sigＡから基準点ｈ1〜ｈ7を判定するもので、デジタ
ル・アナログコンバータＤＡＣＺから与えられる基準点
判定レベルbasＺと出力信号sigＢとを比較して、出力信
号sigＢが基準点判定レベルbasＺより大きいときにＨレ
ベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。
号sigＡから基準点ｈ1〜ｈ7を判定するもので、デジタ
ル・アナログコンバータＤＡＣＺから与えられる基準点
判定レベルbasＺと出力信号sigＢとを比較して、出力信
号sigＢが基準点判定レベルbasＺより大きいときにＨレ
ベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。
【００１９】この基準点の判定はコンパレータＣＡの出
力が変化したとき、すなわち出力信号sigＡが振央レベ
ルを通過したときに割り込み処理が発生し、後述するソ
フトウェアにより基準点の判定が行われる。
力が変化したとき、すなわち出力信号sigＡが振央レベ
ルを通過したときに割り込み処理が発生し、後述するソ
フトウェアにより基準点の判定が行われる。
【００２０】メモリＲＡＭには磁気センサ５の出力信号
sigＡ、sigＢの各ピッチごとのピーク値が格納されると
ともに、各基準点における絶対位置情報が格納される。
なお、このメモリＲＡＭはバッテリなどでバックアップ
されており、装置の電源が遮断されても記憶内容が保持
される。
sigＡ、sigＢの各ピッチごとのピーク値が格納されると
ともに、各基準点における絶対位置情報が格納される。
なお、このメモリＲＡＭはバッテリなどでバックアップ
されており、装置の電源が遮断されても記憶内容が保持
される。
【００２１】ここで、図４を参照して基準点の判定方法
について説明する。
について説明する。
【００２２】ピストンロッド１が変位すると磁気センサ
５の出力信号sigＡ、sigＢはそれぞれ９０゜の位相差を
もつ正弦波として出力される。出力信号sigＡ、sigＢは
深さＭ1の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル１
を、基準点である深さＭ2の弱磁性部３を通過する際に
は振幅レベル２をそれぞれ出力する。したがって、基準
点ｈ1〜ｈ7における振幅レベルは２となり、その他の弱
磁性部３では振幅レベルは１となる。
５の出力信号sigＡ、sigＢはそれぞれ９０゜の位相差を
もつ正弦波として出力される。出力信号sigＡ、sigＢは
深さＭ1の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル１
を、基準点である深さＭ2の弱磁性部３を通過する際に
は振幅レベル２をそれぞれ出力する。したがって、基準
点ｈ1〜ｈ7における振幅レベルは２となり、その他の弱
磁性部３では振幅レベルは１となる。
【００２３】各基準点は出力信号sigＡが振央レベルcen
Ａとなる基準点において、出力信号sigＢは最小ピーク
値である振幅レベル２を発生するが、弱磁性部３の深さ
Ｍ2の誤差などにより変動することがあるため、出力信
号sigＢが予め設定した基準点判定レベルbasＺ以下であ
ることを条件として基準点を判定する一方、基準点以外
の弱磁性部３を通過する際の振央レベルcenＡを除外す
る。
Ａとなる基準点において、出力信号sigＢは最小ピーク
値である振幅レベル２を発生するが、弱磁性部３の深さ
Ｍ2の誤差などにより変動することがあるため、出力信
号sigＢが予め設定した基準点判定レベルbasＺ以下であ
ることを条件として基準点を判定する一方、基準点以外
の弱磁性部３を通過する際の振央レベルcenＡを除外す
る。
【００２４】この基準点判定レベルbasＺは、出力信号s
igＢの振央レベルcenＢと前記出力信号sigＢの振幅レベ
ルから次式のように設定することができる。
igＢの振央レベルcenＢと前記出力信号sigＢの振幅レベ
ルから次式のように設定することができる。
【００２５】 ｂａｓＺ＝ｃｅｎＢ−（レベル１＋レベル２）／２ したがって、出力信号sigＡが振央レベルcenＡとなった
ときに出力信号Ｂが基準点判定レベルbasＺ以下であれ
ば基準点であることが容易に判定される。
ときに出力信号Ｂが基準点判定レベルbasＺ以下であれ
ば基準点であることが容易に判定される。
【００２６】次に、コントローラ７における基準点を判
定してから絶対位置を設定するまでの処理を図５のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。なお、図５は装置
の電源を再投入してから基準点の絶対位置がセットされ
るまでの流れを示す。
定してから絶対位置を設定するまでの処理を図５のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。なお、図５は装置
の電源を再投入してから基準点の絶対位置がセットされ
るまでの流れを示す。
【００２７】まず、Ｓ１０においてストローク位置をリ
セットした後に図示しない駆動手段によってピストンロ
ッド１を任意の方向に駆動させ、Ｓ１１で出力信号sig
Ａが振央レベルcenＡかつ出力信号sigＢが基準点判定レ
ベルbasＺ以下であるかの判定により第１の基準点の判
定を行う。
セットした後に図示しない駆動手段によってピストンロ
ッド１を任意の方向に駆動させ、Ｓ１１で出力信号sig
Ａが振央レベルcenＡかつ出力信号sigＢが基準点判定レ
ベルbasＺ以下であるかの判定により第１の基準点の判
定を行う。
【００２８】第１の基準点が検出されると、Ｓ１２では
そのときのストローク位置、すなわち、弱磁性部３の通
過に伴って算出される相対位置をＸ1に保持する。
そのときのストローク位置、すなわち、弱磁性部３の通
過に伴って算出される相対位置をＸ1に保持する。
【００２９】さらにピストンロッド１を駆動させて、Ｓ
１３ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。
Ｓ１３で第２の基準点が判定されると、Ｓ１４ではＳ１
２と同様にして、そのときの相対位置をＸ2に保持し、
Ｓ１５において既に保持された第１及び第２の基準点の
相対位置Ｘ1、Ｘ2から距離Ｌを演算する。
１３ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。
Ｓ１３で第２の基準点が判定されると、Ｓ１４ではＳ１
２と同様にして、そのときの相対位置をＸ2に保持し、
Ｓ１５において既に保持された第１及び第２の基準点の
相対位置Ｘ1、Ｘ2から距離Ｌを演算する。
【００３０】Ｓ１６では算出した距離Ｌの絶対値と弱磁
性部３のピッチＰとを比較して、距離ＬがピッチＰより
大きければＳ１８の処理へ進む一方、小さければＳ１７
の処理を経由して再び第２の基準点の検出を行う。
性部３のピッチＰとを比較して、距離ＬがピッチＰより
大きければＳ１８の処理へ進む一方、小さければＳ１７
の処理を経由して再び第２の基準点の検出を行う。
【００３１】距離ＬがピッチＰ未満となる場合は、ピス
トンロッド１の伸縮によって磁気センサ５が第１の基準
点を２回通過した状態であり、正確に絶対位置を設定で
きないため，Ｓ１７において最新の基準点の相対位置を
第１の基準点のデータとしてＸ1に転送するとともに、
Ｓ１３の処理に戻る。
トンロッド１の伸縮によって磁気センサ５が第１の基準
点を２回通過した状態であり、正確に絶対位置を設定で
きないため，Ｓ１７において最新の基準点の相対位置を
第１の基準点のデータとしてＸ1に転送するとともに、
Ｓ１３の処理に戻る。
【００３２】一方、Ｓ１６の判定で距離ＬがピッチＰよ
り大きければ、Ｓ１８において前記算出した基準点の間
隔Ｌの正負よりストロークの方向を判定して、距離Ｌが
正であればＳ２０へ、負であればＳ１９の処理へそれぞ
れ進む。
り大きければ、Ｓ１８において前記算出した基準点の間
隔Ｌの正負よりストロークの方向を判定して、距離Ｌが
正であればＳ２０へ、負であればＳ１９の処理へそれぞ
れ進む。
【００３３】Ｓ１９、２０ではピストンロッド１の変位
方向に応じて所定の変換係数base１〜２がそれぞれ与え
られ、現在の基準点（前記第２の基準点）と以前の基準
点（前記第１の基準点）の距離Ｌに所定の変換定数ｍを
乗じたものに変換係数base１〜２を加算したものが、現
在の基準点の絶対位置を格納するメモリＲＡＭのアドレ
スＡＤとして得られる。なお、変換定数ｍは基準点間の
距離ＬをメモリＲＡＭのアドレスに変換するための定数
である。
方向に応じて所定の変換係数base１〜２がそれぞれ与え
られ、現在の基準点（前記第２の基準点）と以前の基準
点（前記第１の基準点）の距離Ｌに所定の変換定数ｍを
乗じたものに変換係数base１〜２を加算したものが、現
在の基準点の絶対位置を格納するメモリＲＡＭのアドレ
スＡＤとして得られる。なお、変換定数ｍは基準点間の
距離ＬをメモリＲＡＭのアドレスに変換するための定数
である。
【００３４】ここで、メモリＲＡＭの内容は、図６のメ
モリマップに示すように、ストロークの方向、変換係数
base１〜２、基準点の距離（Ｐ〜５Ｐ）の順位で基準点
ｈ1〜ｈ7の絶対位置が格納されている。
モリマップに示すように、ストロークの方向、変換係数
base１〜２、基準点の距離（Ｐ〜５Ｐ）の順位で基準点
ｈ1〜ｈ7の絶対位置が格納されている。
【００３５】なお、このメモリマップにおいて同一の基
準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格納される
が、各アドレスの重複する基準点の絶対位置は必ずしも
等しくなく、これは、ピストンロッド１の変位方向によ
って基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央レベルcen
Ａと等しくなる位置）が微妙にずれるためである。した
がって、各基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置はピストンロッド
１の変位方向ごとにアドレスを変えて正確な絶対位置を
格納する。
準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格納される
が、各アドレスの重複する基準点の絶対位置は必ずしも
等しくなく、これは、ピストンロッド１の変位方向によ
って基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央レベルcen
Ａと等しくなる位置）が微妙にずれるためである。した
がって、各基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置はピストンロッド
１の変位方向ごとにアドレスを変えて正確な絶対位置を
格納する。
【００３６】Ｓ２１ではＳ１９〜２０で得られたアドレ
スＡＤに基づいて格納された絶対位置を読み出し、現在
の基準点にこの読み出された絶対位置をセットするとと
もに、以降算出される相対位置を加算することで絶対位
置を出力することが可能となり、さらにコントローラ７
からは絶対位置セット完了信号が出力され、図示しない
油圧シリンダの駆動手段は計測されたピストンロッド１
の絶対位置に基づいて駆動を行うことができる。
スＡＤに基づいて格納された絶対位置を読み出し、現在
の基準点にこの読み出された絶対位置をセットするとと
もに、以降算出される相対位置を加算することで絶対位
置を出力することが可能となり、さらにコントローラ７
からは絶対位置セット完了信号が出力され、図示しない
油圧シリンダの駆動手段は計測されたピストンロッド１
の絶対位置に基づいて駆動を行うことができる。
【００３７】したがって、装置の休止中にピストンロッ
ド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を２
箇所通過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能
となり、起動時のストローク量を低減して稼働までの時
間を短縮することができ、一つの磁気スケール２に弱磁
性部３の深さをＭ1で構成する一方、基準点に対応する
弱磁性部３の深さをＭ2としたため、１組の磁気スケー
ルと磁気センサにより構成することが可能となって、部
品点数を増大させることなく絶対値型の高精度な位置検
出装置を構成することが可能となり、所定のピッチＰで
配設した弱磁性部３をピストンロッド１の全周に配設す
ることによってピストンロッド１の回転を許容すること
ができる。
ド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を２
箇所通過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能
となり、起動時のストローク量を低減して稼働までの時
間を短縮することができ、一つの磁気スケール２に弱磁
性部３の深さをＭ1で構成する一方、基準点に対応する
弱磁性部３の深さをＭ2としたため、１組の磁気スケー
ルと磁気センサにより構成することが可能となって、部
品点数を増大させることなく絶対値型の高精度な位置検
出装置を構成することが可能となり、所定のピッチＰで
配設した弱磁性部３をピストンロッド１の全周に配設す
ることによってピストンロッド１の回転を許容すること
ができる。
【００３８】一方、メモリＲＡＭの所定のアドレスに各
基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置を再設定するには、ピストン
ロッド１を最収縮位置まで変位させ、このときの相対位
置をゼロにセットした後に、ピストンロッド１を伸長さ
せて基準点を通過する毎に算出した相対位置をメモリＲ
ＡＭにセットすることにより自動的に絶対位置を設定す
ることができる。
基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置を再設定するには、ピストン
ロッド１を最収縮位置まで変位させ、このときの相対位
置をゼロにセットした後に、ピストンロッド１を伸長さ
せて基準点を通過する毎に算出した相対位置をメモリＲ
ＡＭにセットすることにより自動的に絶対位置を設定す
ることができる。
【００３９】ピストンロッド１の最収縮位置で相対位置
をゼロにセットするため、検出した基準点の相対位置は
絶対位置と等価となり、上記処理をピストンロッド１の
伸長方向及び収縮方向でそれぞれ行うことにより容易か
つ正確に各基準点の絶対位置を設定することができる。
をゼロにセットするため、検出した基準点の相対位置は
絶対位置と等価となり、上記処理をピストンロッド１の
伸長方向及び収縮方向でそれぞれ行うことにより容易か
つ正確に各基準点の絶対位置を設定することができる。
【００４０】図７は他の実施例を示し、前記第１の実施
例における相対位置の演算を特開平４−１３６７１３号
公報にも開示される位置検出装置にて構成したものであ
り、その他の構成は上記第１の実施例と同様である。
例における相対位置の演算を特開平４−１３６７１３号
公報にも開示される位置検出装置にて構成したものであ
り、その他の構成は上記第１の実施例と同様である。
【００４１】１ピッチ単位（又は１／２ピッチ）単位の
粗位置と、１ピッチ（又は１／２ピッチ）を所定数に分
割した精位置を合算した値を相対位置として出力するた
め、ストローク位置の分解能を向上させることができ
る。
粗位置と、１ピッチ（又は１／２ピッチ）を所定数に分
割した精位置を合算した値を相対位置として出力するた
め、ストローク位置の分解能を向上させることができ
る。
【００４２】なお、上記実施例において、弱磁性部３を
ピストンロッド１の表面の１部に形成した例を開示した
が、図示はしないが弱磁性部３を全周に形成することに
よって、ピストンロッド１の回転を許容することが可能
となる。
ピストンロッド１の表面の１部に形成した例を開示した
が、図示はしないが弱磁性部３を全周に形成することに
よって、ピストンロッド１の回転を許容することが可能
となる。
【００４３】また、上記実施例において、任意の２カ所
の基準点を検出した時点で、現在のストローク位置をＲ
ＡＭに格納された絶対位置に置き換えたが、この置き換
えは複数回行ってもよく、例えば、電源再投入時に現在
位置をＲＡＭに格納された絶対位置に置き換えた後、基
準点の間隔を常時演算するとともに、各基準点で演算さ
れたストロークの絶対位置とＲＡＭの格納値とを比較し
て、演算されたストローク量の絶対位置が異なっている
場合などにＲＡＭに格納された絶対位置を読み出して置
き換えてもよい。
の基準点を検出した時点で、現在のストローク位置をＲ
ＡＭに格納された絶対位置に置き換えたが、この置き換
えは複数回行ってもよく、例えば、電源再投入時に現在
位置をＲＡＭに格納された絶対位置に置き換えた後、基
準点の間隔を常時演算するとともに、各基準点で演算さ
れたストロークの絶対位置とＲＡＭの格納値とを比較し
て、演算されたストローク量の絶対位置が異なっている
場合などにＲＡＭに格納された絶対位置を読み出して置
き換えてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アクチュ
エータが休止中に変位しても、任意の基準点を２箇所通
過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能とな
り、起動時のストローク量を低減して稼働までの時間を
短縮することができ、１つの磁気スケールに相対位置を
測定する弱磁性部を設ける一方、これら弱磁性部のうち
不等間隔で設定した基準点に対応するものを異なる深さ
で形成したため、１組の磁気スケールと磁気センサによ
り構成することができ、部品点数の増大を抑制して絶対
値型の位置検出装置を構成することが可能となり、所定
の間隔で配設した弱磁性部をアクチュエータのロッドな
どの全周に配設することによってロッドの回転を許容し
ながら位置計測を行うことができる。
エータが休止中に変位しても、任意の基準点を２箇所通
過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能とな
り、起動時のストローク量を低減して稼働までの時間を
短縮することができ、１つの磁気スケールに相対位置を
測定する弱磁性部を設ける一方、これら弱磁性部のうち
不等間隔で設定した基準点に対応するものを異なる深さ
で形成したため、１組の磁気スケールと磁気センサによ
り構成することができ、部品点数の増大を抑制して絶対
値型の位置検出装置を構成することが可能となり、所定
の間隔で配設した弱磁性部をアクチュエータのロッドな
どの全周に配設することによってロッドの回転を許容し
ながら位置計測を行うことができる。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】本発明の実施例を示す磁気スケールの概略図で
ある。
ある。
【図３】コントローラのブロック図である。
【図４】各ピッチにおける磁気センサの出力信号の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図５】制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】メモリの内容を示す図である。
【図７】他の実施例を示す磁気スケールの説明図であ
る。
る。
１ ピストンロッド ２ 磁気スケール ３ 弱磁性部 ４ 強磁性部 ５ 磁気センサ ７ コントローラ １０ 相対位置演算手段 ２０ 基準点検出手段 ２１ 位置信号演算手段 ２２ 基準点間隔演算手段 ２３ 絶対位置信号制御手段 ２４ 絶対位置格納手段 ３０ アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−136713（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−71114（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−184906（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 102 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62
Claims (1)
- 【請求項１】アクチュエータの移動方向に所定のピッチ
で弱磁性部が配置され、ピッチ数を異ならせて所定の不
等間隔をもつ複数の弱磁性部の深さを他の弱磁性部より
深く形成して基準点とした磁気スケールと、 前記磁気スケールのピッチに対応して９０度の位相差を
もった正弦波を出力する一対の磁気センサと、前記一対の磁気センサが出力する正弦波を全ての弱磁性
部について計数することにより相対位置を演算する手段
と、 前記一対の磁気センサが出力する正弦波の出力が所定値
以上であることにより当該弱磁性部の位置を基準点と判
定する手段と、 前記基準点と直前に検出した基準点との間隔を算出する
手段と、 前記磁気スケールの基準点に対応した絶対位置を格納す
る手段と、 前記基準点の間隔に基づいて前記格納手段の絶対位置信
号を制御する手段と、 前記絶対位置信号制御手段が読み出す基準点の絶対位置
と前記算出された相対位置とから絶対位置を演算する手
段とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34490192A JP3226124B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
| US08/168,728 US5461311A (en) | 1992-12-24 | 1993-12-16 | Rod axial position detector including plural scales wherein nonmagnetized portions have differing spacing and differing depths and means for calculating the absolute position are provided |
| ITRM930841A IT1261950B (it) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Dispositivo rivelatore di posizione assiale di aste, in particolare steli di pistoni. |
| DE4344291A DE4344291C2 (de) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Axialer Positionsdetektor für eine Stange |
| KR1019930029467A KR970003620B1 (ko) | 1992-12-24 | 1993-12-24 | 피스톤 로드의 축선 방향 위치 검출기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34490192A JP3226124B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194110A JPH06194110A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3226124B2 true JP3226124B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=18372870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34490192A Expired - Fee Related JP3226124B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3226124B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6122714B2 (ja) * | 2013-07-03 | 2017-04-26 | Ｋｙｂ株式会社 | 変位センサ |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34490192A patent/JP3226124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06194110A (ja) | 1994-07-15 |
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