JP4628815B2 - Cylinder position measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダチューブ内部を直動するロッド、ピストンの位置を計測するシリンダの位置計測装置に関するものである。   The present invention relates to a cylinder position measuring device that measures the position of a rod and piston that move linearly inside a cylinder tube.

油圧シリンダ等のシリンダチューブの内部をロッドとともに直動するピストンに永久磁石を設けるとともに、シリンダチューブの外部に磁力センサを設け、磁力センサを通過する磁力(磁力線)を検出することによって、シリンダのピストン(ロッド)の位置を計測するという装置は、既に公知となっている。   A permanent magnet is provided on the piston that moves directly with the rod inside the cylinder tube, such as a hydraulic cylinder, and a magnetic sensor is provided outside the cylinder tube to detect the magnetic force (line of magnetic force) that passes through the magnetic sensor. An apparatus for measuring the position of the (rod) is already known.

下記特許文献1には、シリンダヘッドに、ロッドの直動量を回転量として検出するロータリエンコーダを設けるとともに、シリンダチューブの途中にあってチューブ外周面にリセット用磁力センサを設け、このリセット用磁力センサで、チューブ内部を直動するピストンに固定された磁石で発生した磁力を検出して、その磁力がピーク値に達したときに、ロータリエンコーダの検出値から得られる計測位置を原点位置にリセットするという発明が記載されている。   In Patent Document 1 below, a rotary encoder that detects the amount of linear motion of the rod as a rotation amount is provided in the cylinder head, and a reset magnetic sensor is provided on the outer peripheral surface of the tube in the middle of the cylinder tube. The magnetic force generated by the magnet fixed to the piston that moves directly inside the tube is detected, and when the magnetic force reaches the peak value, the measurement position obtained from the detected value of the rotary encoder is reset to the origin position. The invention is described.

また、下記特許文献2には、エアシリンダのシリンダチューブ内部のピストンに、磁石を設けるとともに、シリンダチューブの外部に磁力センサを設けて、磁力センサの検出信号レベルの変化に応じて、ピストンの各移動位置を計測するという発明が記載されている。   Further, in Patent Document 2 below, a magnet is provided in a piston inside a cylinder tube of an air cylinder, and a magnetic sensor is provided outside the cylinder tube. The invention of measuring the movement position is described.

また、下記特許文献3には、シリンダのシリンダチューブ内部のピストンに、磁石を設けるとともに、シリンダチューブの外部に、所定距離離間させて2つの磁力センサを設けて、2つの磁力センサが所定の時間差をおいて所定の検出信号レベル以上になったときに、ピストンが特定の位置にあると判断し、そうでない場合はノイズであると判断するという発明が記載されている。
実開平5−75603号公報 特開平7−103707号公報 特開平6−249605号公報
In Patent Document 3 below, a magnet is provided on the piston inside the cylinder tube of the cylinder, and two magnetic sensors are provided outside the cylinder tube and separated by a predetermined distance, so that the two magnetic sensors have a predetermined time difference. An invention is described in which it is determined that the piston is at a specific position when the signal level exceeds a predetermined detection signal level, and if it is not, it is determined that it is noise.
Japanese Utility Model Publication No. 5-75603 JP-A-7-103707 JP-A-6-249605

上述したように、特許文献1では、リセット用磁力センサで検出された磁力がピーク値に達したときに、ロータリエンコーダの検出値から得られる計測位置を原点位置にリセットしているが、これは、磁力のピーク値が正確に求められるということを前提としている。   As described above, in Patent Document 1, when the magnetic force detected by the reset magnetic sensor reaches a peak value, the measurement position obtained from the detection value of the rotary encoder is reset to the origin position. It is assumed that the peak value of magnetic force can be obtained accurately.

しかし、油圧シリンダのチューブ外部に磁力センサを設ける場合には、磁力のピーク値を正確に求めることは難しい。   However, when a magnetic sensor is provided outside the tube of the hydraulic cylinder, it is difficult to accurately determine the peak value of the magnetic force.

すなわち、油圧シリンダのチューブは、内部の高圧の圧油を密封して高圧の圧油によって容易に変形や損傷が生じないように設計する必要があり、強度が高く厚い磁性材料(鉄鋼材)で構成されている。   That is, the tube of the hydraulic cylinder must be designed so that the internal high pressure oil is sealed so that it is not easily deformed or damaged by the high pressure oil. It is configured.

このためシリンダチューブの壁は、内部の永久磁石で生成された磁力線が外部に漏れることを防止する磁気シールドとして機能する。磁力センサで検出される磁力の信号レベルは、ベースレベルに比して極めて低く、信号レベルの変化は、ロッドの移動量に対して極めて緩慢である。このためピーク値付近の信号レベルの変化は、なだらかで幅広いという特性をもっている。また、信号レベルは、他の磁界発生源(ノイズ)やピストンのガタや温度等の影響を受けやすく、たとえばノイズとピーク値との判別が困難な場合もある。このようにピーク値付近の信号レベル変化は小さくノイズ等の影響を受けやすいため、ピーク値を正確に求めることは難しい。   For this reason, the wall of a cylinder tube functions as a magnetic shield which prevents the magnetic force line produced | generated by the internal permanent magnet from leaking outside. The signal level of the magnetic force detected by the magnetic sensor is extremely low compared to the base level, and the change in the signal level is extremely slow with respect to the amount of movement of the rod. For this reason, the signal level change near the peak value is gentle and wide. Further, the signal level is easily influenced by other magnetic field generation sources (noise), piston play, temperature, and the like, and for example, it may be difficult to distinguish between noise and peak value. Thus, since the signal level change near the peak value is small and easily affected by noise or the like, it is difficult to accurately obtain the peak value.

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、リセットセンサで検出される信号のピークを正確に求めるようにして、ストローク位置センサの原点位置へのリセットを高精度に行えるようにすることを第1の解決課題とするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to accurately obtain the peak of a signal detected by a reset sensor so that the reset of the stroke position sensor to the origin position can be performed with high accuracy. This is a first problem to be solved.

また、油圧シリンダのチューブ外部に磁力センサを設ける場合には、内部のピストンの移動速度の影響を受け、磁力のピーク値から真のストローク位置(原点位置)を正確に求めることは難しい。   Further, when a magnetic sensor is provided outside the tube of the hydraulic cylinder, it is difficult to accurately determine the true stroke position (origin position) from the peak value of the magnetic force due to the influence of the moving speed of the internal piston.

すなわち、油圧シリンダのチューブは、磁性材料で構成されているため、チューブ内部で発生した磁気がチューブを介してチューブ外部の磁力センサに到達するまでに一定の時間遅れ(伝達遅れ)がある。一方、シリンダチューブ内部のピストンが移動する速度は、一定ではなく、磁力センサ付近を遅い速度で移動することもあれば、速い速度で磁力センサ付近を移動することもある。このため、磁力センサで検出される磁力がピーク値に達したときに演算処理によって得られるストローク位置は、ピストン移動速度如何によって、真のストローク位置(原点位置)からずれたものとなる。   That is, since the tube of the hydraulic cylinder is made of a magnetic material, there is a certain time delay (transmission delay) until the magnetism generated inside the tube reaches the magnetic sensor outside the tube via the tube. On the other hand, the speed at which the piston inside the cylinder tube moves is not constant, and may move near the magnetic sensor at a slow speed or may move near the magnetic sensor at a high speed. For this reason, the stroke position obtained by the arithmetic processing when the magnetic force detected by the magnetic force sensor reaches the peak value is shifted from the true stroke position (origin position) depending on the piston moving speed.

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、シリンダチューブ内部のピストン等の直動部材の移動速度如何にかかわらず、正確に原点位置を計測できるようにすることを第2の解決課題とするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and it is a second solution to make it possible to accurately measure the origin position regardless of the moving speed of the linear motion member such as the piston inside the cylinder tube. To do.

なお、上記各特許文献1、2、3には、磁力センサで磁力のピーク値を正確に求めることは難しいといった問題点の指摘や、磁力センサの検出値からストローク位置を求める際にはピストン等の直動部材の移動速度の影響に受けて、ストローク位置を正確に求めることは難しいといった問題点の指摘はなく、また、これら問題点に対応する技術的課題を示唆する記載もない。   In each of the above Patent Documents 1, 2, and 3, it is difficult to accurately determine the peak value of the magnetic force with the magnetic sensor, and when determining the stroke position from the detected value of the magnetic sensor, a piston or the like There is no indication of the problem that it is difficult to accurately determine the stroke position under the influence of the moving speed of the linear motion member, and there is no description that suggests technical problems corresponding to these problems.

第1発明は、
シリンダチューブ(250)内部を直動する直動部材(201、202)の位置を計測するシリンダの位置計測装置において、
前記直動部材のストローク位置を検出するストローク位置センサ(100)と、
前記直動部材(201)に設けられた検出媒体(350)と、
前記シリンダチューブ(250)の外側に、前記直動部材(201、202)の原点位置に対応して設けられ、前記検出媒体(350)からの距離に応じて変化する物理量を検出するリセットセンサ(301、302)と、
前記ストローク位置センサ(100)で検出されるストローク位置と、前記リセットセンサ(301、302)で検出される物理量との対応関係を求め、
前記対応関係に基づいて、前記直動部材が原点位置に達したときの検出ストローク位置を求め、この検出ストローク位置を、原点位置にリセットする演算処理手段(400)と
を備えたことを特徴とする。
The first invention is
In the cylinder position measuring device for measuring the position of the linear motion member (201, 202) that linearly moves inside the cylinder tube (250),
A stroke position sensor (100) for detecting a stroke position of the linear motion member;
A detection medium (350) provided on the linear motion member (201);
A reset sensor (external to the cylinder tube (250)) corresponding to the origin position of the linear motion members (201, 202) and detecting a physical quantity that changes according to the distance from the detection medium (350). 301, 302),
Determining the correspondence between the stroke position detected by the stroke position sensor (100) and the physical quantity detected by the reset sensor (301, 302);
Computational processing means (400) for obtaining a detected stroke position when the linear motion member reaches the origin position based on the correspondence relationship, and resetting the detected stroke position to the origin position. To do.

第2発明は、第1発明において、
前記演算処理手段(400)は、
前記直動部材(201、202)が少なくとも2回ストロークしたときの両対応関係を求め、両対応関係のずれ量に基づいて、前記直動部材が原点位置に達したときの検出ストローク位置を求め、この検出ストローク位置を、原点位置にリセットするものであることを特徴とする。
The second invention is the first invention,
The arithmetic processing means (400)
Both correspondences when the linear motion members (201, 202) make a stroke at least twice are obtained, and a detected stroke position when the linear motion member reaches the origin position is obtained on the basis of the deviation amount of both correspondences. The detection stroke position is reset to the origin position.

第3発明は、
シリンダチューブ(250)内部を直動する直動部材(201、202)の位置を計測するシリンダの位置計測装置において、
前記直動部材(201)に設けられた検出媒体(350)と、
前記シリンダチューブ(250)の外側の既知の特定位置に設けられ、前記検出媒体(350)で生成され前記直動部材(201)の位置に応じて変化する物理量を検出するセンサ(301、302)と、
前記直動部材(201、202)が前記特定位置を通過するときの移動速度に基づいて、前記センサ(301、302)で検出される物理量を補正する演算処理手段(400)と
を備えたことを特徴とする。
The third invention is
In the cylinder position measuring device for measuring the position of the linear motion member (201, 202) that linearly moves inside the cylinder tube (250),
A detection medium (350) provided on the linear motion member (201);
Sensors (301, 302) which are provided at known specific positions outside the cylinder tube (250) and detect physical quantities generated by the detection medium (350) and changing according to the position of the linear motion member (201). When,
Computation processing means (400) for correcting a physical quantity detected by the sensors (301, 302) based on a moving speed when the linear motion members (201, 202) pass through the specific position. It is characterized by.

第4発明は、第1発明または第2発明において、
前記演算処理手段(400)は、
前記直動部材(201、202)が前記原点位置を通過するときの移動速度に基づいて、前記直動部材が原点位置に達したときの検出ストローク位置を補正することを特徴とする。
4th invention is 1st invention or 2nd invention,
The arithmetic processing means (400)
The detection stroke position when the linear motion member reaches the origin position is corrected based on the moving speed when the linear motion member (201, 202) passes through the origin position.

第5発明は、第1発明または第2発明または第4発明において、
前記リセットセンサ(301、302)は、
前記シリンダチューブ(250)の外側に、前記直動部材(201、202)の直動方向に沿って所定距離離間されて設けられた2つのリセットセンサ(301、302)であって、これら2つのリセットセンサ(301、302)は、極性が異なる検出信号を出力するものであり、
前記演算処理手段(400)は、
前記2つのリセットセンサ(301、302)の検出信号を合成した信号に基づいて演算処理を行うことを特徴とする。
The fifth invention is the first invention, the second invention or the fourth invention,
The reset sensor (301, 302)
Two reset sensors (301, 302) provided on the outside of the cylinder tube (250) and spaced apart from each other by a predetermined distance along the linear motion direction of the linear motion members (201, 202). The reset sensors (301, 302) output detection signals having different polarities,
The arithmetic processing means (400)
Calculation processing is performed based on a signal obtained by synthesizing detection signals of the two reset sensors (301, 302).

第6発明は、
シリンダチューブ(250)内部を直動する直動部材(201、202)の位置を計測するシリンダの位置計測装置において、
前記直動部材(201)に設けられた検出媒体(350)と、
前記シリンダチューブ(250)の外側の既知の特定位置に設けられ、前記検出媒体(350)で生成され前記直動部材(201)の位置に応じて変化する磁力を検出するセンサ(301、302)と、
磁力が前記シリンダチューブ(250)内部を通過するときの遅れを補償して、前記センサ(301、302)で検出される位置を補正する演算処理手段(400)と
を備えたことを特徴とする。
The sixth invention
In the cylinder position measuring device for measuring the position of the linear motion member (201, 202) that linearly moves inside the cylinder tube (250),
A detection medium (350) provided on the linear motion member (201);
Sensors (301, 302) which are provided at known specific positions outside the cylinder tube (250) and detect magnetic force generated by the detection medium (350) and changing according to the position of the linear motion member (201). When,
Computational processing means (400) for compensating for a delay when the magnetic force passes through the cylinder tube (250) and correcting a position detected by the sensors (301, 302). .

図9(a)は、第1発明の比較例であり、時間tと磁力センサ301で検出される検出信号Vnとの関係を示している。   FIG. 9A is a comparative example of the first invention, and shows the relationship between the time t and the detection signal Vn detected by the magnetic force sensor 301.

磁力センサ301で検出される信号の変化は緩やかであり、ノイズ等の影響を受けやすい。このため図9(a)に示すように、ノイズが発生した時点を、ピストン201が原点位置I0を通過したときであると誤ることがある。また、ピストン201は原点位置I0付近で一定速度で移動するという保証はない。よって図9(b)に示すように、カーブの頂点付近の形状は、ピストン201の移動速度の影響を受けて、変動する。このため、図9(a)に示す時間tと磁力(電圧値)Vnの対応関係から、カーブの真の頂点(ピーク)を、ノイズ等と区別して正確に求めることは難しい。   The change in the signal detected by the magnetic sensor 301 is gradual and easily affected by noise or the like. For this reason, as shown in FIG. 9A, the point in time when noise is generated may be mistaken as the time when the piston 201 passes the origin position I0. Further, there is no guarantee that the piston 201 moves at a constant speed near the origin position I0. Therefore, as shown in FIG. 9B, the shape near the top of the curve varies under the influence of the moving speed of the piston 201. For this reason, it is difficult to accurately determine the true apex (peak) of the curve from noise or the like from the correspondence between time t and magnetic force (voltage value) Vn shown in FIG.

そこで、第1発明では、図8(a)に示すように、回転センサ100の検出回転量から得られるロッド202の計測ストローク位置Inと、磁力センサ301の検出信号(磁力;電圧値)Vnとの対応関係500を求め、図8(b)に示すように、この対応関係500に基づいて、原点位置I0に達したときの計測ストローク位置Ip(ピーク位置)を求め、この計測ストローク位置(ピーク位置)Ipを、原点位置I0にリセットする。   Therefore, in the first invention, as shown in FIG. 8A, the measurement stroke position In of the rod 202 obtained from the rotation amount detected by the rotation sensor 100, the detection signal (magnetic force; voltage value) Vn of the magnetic sensor 301, and 8 is obtained, and as shown in FIG. 8B, the measurement stroke position Ip (peak position) when the origin position I0 is reached is obtained based on the correspondence relation 500, and this measurement stroke position (peak Position) Ip is reset to the origin position I0.

ストローク位置Inと磁力センサ検出信号Vnとの対応関係500は、ピストン201の移動速度の影響を受けずに安定した形状である。このため対応関係500から計測ストローク位置(ピーク位置)Ipを正確に求めることができ、原点位置I0のリセットを極めて高精度に行うことができる。   The correspondence relationship 500 between the stroke position In and the magnetic sensor detection signal Vn is a stable shape without being affected by the moving speed of the piston 201. Therefore, the measurement stroke position (peak position) Ip can be accurately obtained from the correspondence relationship 500, and the origin position I0 can be reset with extremely high accuracy.

第2発明によれば、図11(a)、(b)に示すように、ピストン201(ロッド202)が少なくとも2回ストロークされて、各対応関係600(モデル)、500′が求められる。そして図11(c)に示すように、両対応関係600、500′のずれ量Sln、Srnに基づいて、ピストン201が原点位置I0に達したときの計測ストローク位置(ピーク位置)Ipが求められ、この計測ストローク位置(ピーク位置)Ipを、原点位置I0にリセットするようにしている。   According to the second invention, as shown in FIGS. 11A and 11B, the piston 201 (rod 202) is stroked at least twice, and the corresponding relationships 600 (model) and 500 ′ are obtained. Then, as shown in FIG. 11 (c), the measured stroke position (peak position) Ip when the piston 201 reaches the origin position I0 is obtained based on the deviations Sln and Srn of the correspondence relations 600 and 500 '. The measurement stroke position (peak position) Ip is reset to the origin position I0.

第4発明では、原点位置通過速度Vと、原点位置I0から位置ずれ量(ピーク位置補正量)ΔIとの対応関係が取得され、この対応関係に従い、回転センサ100の検出結果から得られるピーク位置Ipが補正される。   In the fourth aspect of the invention, the correspondence between the origin position passing speed V and the positional deviation amount (peak position correction amount) ΔI from the origin position I0 is acquired, and the peak position obtained from the detection result of the rotation sensor 100 is obtained according to this correspondence. Ip is corrected.

すなわち、原点位置通過速度Vは、磁力センサ301、302の各ピーク位置Ipa、Ipb間の距離と、これらピーク位置Ipa、Ipb間をピストン201が通過した時間を計測することにより、求められる。   That is, the origin position passing speed V is obtained by measuring the distance between the peak positions Ipa and Ipb of the magnetic force sensors 301 and 302 and the time that the piston 201 has passed between the peak positions Ipa and Ipb.

また、ピーク位置補正量ΔIは、真の原点位置I0と、ピーク位置Ipa、Ipbの平均値であるピーク位置Ipとの偏差を算出することで、求められる。   The peak position correction amount ΔI can be obtained by calculating the deviation between the true origin position I0 and the peak position Ip that is the average value of the peak positions Ipa and Ipb.

ピストン201の移動速度を変化させて、原点位置付近を通過させる運動を繰り返し行うことで、上記原点位置通過速度Vとピーク位置補正量ΔIのデータが取得される。取得されたデータは、ピストン201の移動速度の各大きさj毎に、原点位置通過速度Vと、ピーク位置補正量ΔIとの対応関係のデータ(Vj、ΔIj)として、データテーブルの形式で演算処理部400の記憶装置に記憶される。   Data of the origin position passing speed V and the peak position correction amount ΔI is acquired by changing the moving speed of the piston 201 and repeatedly performing the motion of passing the vicinity of the origin position. The acquired data is calculated in the form of a data table as data (Vj, ΔIj) of correspondence between the origin position passing speed V and the peak position correction amount ΔI for each magnitude j of the moving speed of the piston 201. It is stored in the storage device of the processing unit 400.

そして、このデータテーブル(Vj、ΔIj)にしたがい、第1発明または第2発明におけるストローク位置センサの検出ストローク位置(ピーク位置Ip)が、移動速度Vに応じて補正される。   Then, according to the data table (Vj, ΔIj), the detected stroke position (peak position Ip) of the stroke position sensor in the first invention or the second invention is corrected according to the moving speed V.

上述した第4発明は、ストローク位置センサ(回転センサ100)の検出ストローク位置(ピーク位置)を、移動速度に応じて補正して、この補正したストローク位置(補正ピーク位置)を、リセットするという発明であるが、ストローク位置センサ(回転センサ100)を設けない構成、ストローク位置センサ(回転センサ100)の原点位置へのリセット処理を前提としない実施にも、本発明を適用することができる。   In the fourth invention described above, the detected stroke position (peak position) of the stroke position sensor (rotation sensor 100) is corrected according to the moving speed, and the corrected stroke position (corrected peak position) is reset. However, the present invention can also be applied to a configuration in which the stroke position sensor (rotation sensor 100) is not provided and an implementation that does not assume reset processing of the stroke position sensor (rotation sensor 100) to the origin position.

第3発明は、たとえば、ストローク位置センサ(回転センサ100)を設けずに、磁力センサ301(302)の検出信号からピストン201が特定の位置を通過したことを計測するような場合に適用され、第4発明と同様にして、その磁力センサの計測位置が移動速度Vに応じて補正される。   The third invention is applied, for example, to the case where the piston 201 passes a specific position from the detection signal of the magnetic force sensor 301 (302) without providing the stroke position sensor (rotation sensor 100). Similarly to the fourth invention, the measurement position of the magnetic sensor is corrected according to the moving speed V.

第3発明、第4発明によれば、シリンダチューブ250内部のピストン201の移動速度如何にかかわらず、正確に原点位置あるいは特定位置を計測することができる。   According to the third and fourth inventions, the origin position or the specific position can be accurately measured regardless of the moving speed of the piston 201 inside the cylinder tube 250.

第5発明では、図15(a)に示すように、2つのリセットセンサ301、302からは、極性が異なる検出信号301a、302aが出力され、演算処理部400では、図15(b)に示すように、2つのリセットセンサ301、302の検出信号301a、302aが合成され、この合成された信号301cに基づいて演算処理(図17(a)〜(f))が行われる。   In the fifth invention, as shown in FIG. 15A, detection signals 301a and 302a having different polarities are output from the two reset sensors 301 and 302, and the arithmetic processing unit 400 shows the signals shown in FIG. 15B. As described above, the detection signals 301a and 302a of the two reset sensors 301 and 302 are combined, and arithmetic processing (FIGS. 17A to 17F) is performed based on the combined signal 301c.

本第5発明によれば、図17(a)〜(f)に示すように、振幅値間距離J、ピーク位置間距離Kがベースレベルの変動の影響を受けずに変動しない特性を有した合成信号301cに基づいて、リセットが行われるので、ノイズとの判別が正確に行われ、モデル600との対比を正確に行うことができる。この結果、回転センサ100の検出結果から得られる計算上の原点位置Ipを、真の原点位置I0にリセットする処理を極めて高精度を行うことができる。   According to the fifth invention, as shown in FIGS. 17A to 17F, the distance J between the amplitude values and the distance K between the peak positions are not affected by the fluctuation of the base level and have characteristics that do not vary. Since the reset is performed based on the synthesized signal 301c, the discrimination from the noise is accurately performed, and the comparison with the model 600 can be performed accurately. As a result, the process of resetting the calculated origin position Ip obtained from the detection result of the rotation sensor 100 to the true origin position I0 can be performed with extremely high accuracy.

第6発明は、第3発明を上位概念で記述した請求項であり、磁力がシリンダチューブ250内部を通過するときの遅れが補償されて、リセットセンサ301、302で検出される位置が補正される。   The sixth invention is a claim in which the third invention is described in a superordinate concept, the delay when the magnetic force passes through the cylinder tube 250 is compensated, and the positions detected by the reset sensors 301 and 302 are corrected. .

以下、図面を参照して本発明に係るシリンダの位置計測装置の実施の形態について説明する。   Embodiments of a cylinder position measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(a)は、シリンダ200と、ストローク位置センサとしての回転センサ100と、リセットセンサとしての磁力センサ300の位置関係を、シリンダ200の縦断面図で示している。   FIG. 1A shows the positional relationship of the cylinder 200, the rotation sensor 100 as a stroke position sensor, and the magnetic force sensor 300 as a reset sensor in a longitudinal sectional view of the cylinder 200. FIG.

図1(a)に示すように、シリンダ200の壁であるシリンダチューブ250には、ピストン201が摺動自在に設けられている。ピストン201には、ロッド202が取り付けられている。ロッド202は、シリンダヘッド203に摺動自在に設けられている。シリンダヘッド203とピストン201とシリンダ内壁とによって画成された室が、シリンダヘッド側油室204Hを構成する。ピストン201を介してシリンダヘッド側油室204Hとは反対側の油室がシリンダボトム側油室204Bを構成している。   As shown in FIG. 1A, a piston 201 is slidably provided on a cylinder tube 250 that is a wall of the cylinder 200. A rod 202 is attached to the piston 201. The rod 202 is slidably provided on the cylinder head 203. A chamber defined by the cylinder head 203, the piston 201, and the cylinder inner wall constitutes a cylinder head side oil chamber 204H. An oil chamber opposite to the cylinder head side oil chamber 204H via the piston 201 constitutes a cylinder bottom side oil chamber 204B.

シリンダヘッド203には、ロッド202との隙間を密封し、塵埃等のコンタミがシリンダヘッド側油室204Hに入り込まないようにするロッドシール205a、ダストシール205bが設けられている。   The cylinder head 203 is provided with a rod seal 205a and a dust seal 205b that seal a gap with the rod 202 and prevent contamination such as dust from entering the cylinder head side oil chamber 204H.

シリンダチューブ250には、油圧ポート206H、206Bが形成されている。油圧ポート206Hを介して、シリンダヘッド側油室204Hに圧油が供給され、若しくは同油室204Hから油圧ポート206Hを介して圧油が排出される。油圧ポート206Bを介して、シリンダボトム側油室204Bに圧油が供給され、若しくは同油室204Bから油圧ポート206Bを介して圧油が排出される。   The cylinder tube 250 is formed with hydraulic ports 206H and 206B. Pressure oil is supplied to the cylinder head side oil chamber 204H via the hydraulic port 206H, or pressure oil is discharged from the oil chamber 204H via the hydraulic port 206H. Pressure oil is supplied to the cylinder bottom side oil chamber 204B via the hydraulic port 206B, or pressure oil is discharged from the oil chamber 204B via the hydraulic port 206B.

シリンダヘッド側油室204Hに圧油が供給され、シリンダボトム側油室204Bから圧油が排出されることによって、ロッド202が縮退し、あるいは、シリンダヘッド側油室204Hから圧油が排出され、シリンダボトム側油室204Bに圧油が供給されることによって、ロッド202が伸張する。すなわち、ロッド202は図中左右方向に直動する。   When pressure oil is supplied to the cylinder head side oil chamber 204H and pressure oil is discharged from the cylinder bottom side oil chamber 204B, the rod 202 is degenerated, or pressure oil is discharged from the cylinder head side oil chamber 204H, By supplying pressure oil to the cylinder bottom side oil chamber 204B, the rod 202 extends. That is, the rod 202 moves linearly in the left-right direction in the figure.

シリンダヘッド側油室204Hの外部にあって、シリンダヘッド203に密接した場所には、回転センサ100を覆い、内部に収容するケース207が形成されている。ケース207は、シリンダヘッド203にボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド203に固定されている。すなわち、ケース207(回転センサ100)は、シリンダチューブ250に簡易に取り付けたり、取り外すことができる。   A case 207 that covers the rotation sensor 100 and accommodates it inside is formed outside the cylinder head side oil chamber 204H and in close contact with the cylinder head 203. The case 207 is fixed to the cylinder head 203 by being fastened to the cylinder head 203 with a bolt or the like. That is, the case 207 (the rotation sensor 100) can be easily attached to or removed from the cylinder tube 250.

回転センサ100を構成する後述する回転ローラ110は、その表面がロッド202の表面に接触し、ロッド202の直動に応じて回転自在に設けられている。すなわち、回転ローラ110によって、ロッド202の直線運動が回転運動に変換される。   A rotation roller 110 (to be described later) constituting the rotation sensor 100 has a surface in contact with the surface of the rod 202 and is rotatably provided in accordance with the linear movement of the rod 202. That is, the rotating roller 110 converts the linear motion of the rod 202 into rotational motion.

回転ローラ110は、その回転中心軸110cが、ロッド202の直動方向に対して、直交(紙面の背後方向、看者方向)するように配置されている。ケース207には、ロッド202との隙間を密封し、塵埃等のコンタミが回転ローラ110とロッド202との間に入り込まないようにするダストシール208が設けられている。これにより回転ローラ110とロッド202との間に塵埃等が入り込んで、回転ローラ110が動作不良となるような事態を回避することができる。つまり、回転センサ100は、ケース207に設けられたダストシール208と、シリンダヘッド203に設けられたダストシール205bとによって防塵構造となっている。   The rotation roller 110 is arranged such that the rotation center shaft 110c is orthogonal to the linear movement direction of the rod 202 (the rear direction of the paper, the viewer direction). The case 207 is provided with a dust seal 208 that seals a gap with the rod 202 and prevents contamination such as dust from entering between the rotating roller 110 and the rod 202. As a result, it is possible to avoid a situation in which dust or the like enters between the rotating roller 110 and the rod 202 and the rotating roller 110 malfunctions. That is, the rotation sensor 100 has a dustproof structure by the dust seal 208 provided on the case 207 and the dust seal 205 b provided on the cylinder head 203.

回転センサ100は、上述した回転ローラ110と、回転ローラ110の回転量を検出する図示しない回転センサ部とを少なくとも備えている。回転センサ部で検出された回転ローラ110の回転量を示す信号は、演算処理部400に送られ、シリンダ200のロッド202の位置(ストローク)に変換される。   The rotation sensor 100 includes at least the above-described rotation roller 110 and a rotation sensor unit (not shown) that detects the rotation amount of the rotation roller 110. A signal indicating the rotation amount of the rotating roller 110 detected by the rotation sensor unit is sent to the arithmetic processing unit 400 and converted into the position (stroke) of the rod 202 of the cylinder 200.

回転センサ100の回転ローラ110とロッド202と間では、滑り(スリップ)が発生することは避けられず、この滑りによって回転センサ100の検出結果から得られるロッド202の計測位置と、ロッド202の実際の位置との間には、誤差(滑りによる累積誤差)が生じる。そこで、この回転センサ100の検出結果から得られる計測位置を、原点位置(基準位置)にリセットするために、シリンダチューブ250の外部には、リセットセンサとしての磁力センサ300が設けられている。   Slip (slip) is inevitably generated between the rotation roller 110 and the rod 202 of the rotation sensor 100, and the measurement position of the rod 202 obtained from the detection result of the rotation sensor 100 due to this slip and the actual state of the rod 202. An error (cumulative error due to slipping) occurs between the position and the position. Therefore, in order to reset the measurement position obtained from the detection result of the rotation sensor 100 to the origin position (reference position), a magnetic force sensor 300 as a reset sensor is provided outside the cylinder tube 250.

すなわち、ピストン201には、磁力線を生成する磁石350が設けられている。磁石350は、ピストン201、ロッド202の直動方向に対して垂直な図中鉛直方向に、N極、S極が配置されるように、ピストン201に設けられている。なお、磁石350を、ピストン201、ロッド202の直動方向と平行な方向に沿って、N極、S極が配置されるように、ピストン201に設けてもよい。   That is, the piston 201 is provided with a magnet 350 that generates lines of magnetic force. The magnet 350 is provided on the piston 201 so that the N pole and the S pole are arranged in the vertical direction in the drawing perpendicular to the linear movement direction of the piston 201 and the rod 202. The magnet 350 may be provided on the piston 201 so that the N pole and the S pole are arranged along a direction parallel to the linear movement direction of the piston 201 and the rod 202.

磁力センサ300は、ピストン201の直動方向に沿って所定距離離間されて配置された2個の磁力センサ301、302からなる。磁力センサ301、302は、磁石350で生成された磁力線を透過して、磁力(磁束密度)を検出し、磁力(磁束密度)に応じた電気信号(電圧)を出力する。磁力センサ301、302は、既知の原点位置に設けられている。磁力センサ301、302の検出結果に基づいて、回転センサ100の検出結果から得られる計測位置が、原点位置(基準位置)にリセットされる。   The magnetic force sensor 300 includes two magnetic force sensors 301 and 302 that are spaced apart from each other by a predetermined distance along the linear movement direction of the piston 201. The magnetic sensors 301 and 302 transmit the magnetic lines generated by the magnet 350, detect the magnetic force (magnetic flux density), and output an electric signal (voltage) corresponding to the magnetic force (magnetic flux density). The magnetic sensors 301 and 302 are provided at known origin positions. Based on the detection results of the magnetic sensors 301 and 302, the measurement position obtained from the detection result of the rotation sensor 100 is reset to the origin position (reference position).

また、2個の磁力センサ301、302の検出位置に基づいて、ピストン201、ロッド202の絶対移動距離を計測することができる。たとえば、回転センサ100の回転ローラ110が経年変化によって消耗すると、回転センサ100の検出回転量から得られるロッド202の移動距離は、実際のロッド202の移動距離よりも小さくなるが、ピストン201が2個の磁力センサ301、302間を移動したときに回転センサ100の検出回転量から得られる移動距離L′と、実際の2個の磁力センサ301、302間の距離Lとの比率L/L′に基づいて、回転センサ100の検出回転量から得られる移動距離を補正することができる。   Further, the absolute movement distance of the piston 201 and the rod 202 can be measured based on the detection positions of the two magnetic sensors 301 and 302. For example, when the rotation roller 110 of the rotation sensor 100 is consumed due to aging, the movement distance of the rod 202 obtained from the detected rotation amount of the rotation sensor 100 is smaller than the actual movement distance of the rod 202, but the piston 201 is 2 The ratio L / L ′ of the moving distance L ′ obtained from the rotation amount detected by the rotation sensor 100 when moving between the magnetic sensors 301 and 302 and the actual distance L between the two magnetic sensors 301 and 302 Based on the above, the movement distance obtained from the rotation amount detected by the rotation sensor 100 can be corrected.

磁力センサ301、302としては、たとえばホールICが使用される。   As the magnetic sensors 301 and 302, for example, Hall ICs are used.

磁力センサ301、302は、ひさし310に装着されている。ひさし310は、バンド320に装着されている。バンド320は、シリンダチューブ250の外周に固定されている。バンド320は、磁性材料によって構成されている。バンド320の材料としては、一般構造用鉄鋼材等、通常容易に入手できる磁性材料を使用することができる。   The magnetic sensors 301 and 302 are attached to the eaves 310. The eaves 310 are attached to the band 320. The band 320 is fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250. The band 320 is made of a magnetic material. As a material of the band 320, a magnetic material that is usually easily available, such as a general structural steel material, can be used.

図1(b)は、図1(a)のA−A断面図、つまりシリンダチューブ250の横断面図を示している。   FIG. 1B shows a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

バンド320は、シリンダチューブ250の外周に圧接されて固定される。バンド320は、シリンダチューブ250の外径に応じた断面半円弧状のバンド部材320Aと、同じく断面半円弧状のバンド部材320Bとからなり、バンド部材320Aと、バンド部材320Bとは、ボルト321によって締結され、締結されることによりシリンダチューブ250の外周に圧接される。一方のバンド部材320Aには、ひさし310が装着されている。このためシリンダチューブ250にネジ穴を形成したり、シリンダチューブ250の外周を溶接するなどの加工、処理を施すことなくして、シリンダチューブ250の外周に磁力センサ301、302を固定することができる。また、シリンダチューブ250に加工、処理を施す必要がないため、シリンダチューブ250の厚さを、最低限の厚さに維持することができる。すなわち、シリンダチューブ250に加工、処理を施すことにすると、強度を保つために、チューブ自体を厚くしなければならないが、その必要はない。   The band 320 is fixed in pressure contact with the outer periphery of the cylinder tube 250. The band 320 includes a band member 320A having a semicircular cross section corresponding to the outer diameter of the cylinder tube 250, and a band member 320B having a semicircular cross section, and the band member 320A and the band member 320B are The cylinder tube 250 is pressed against the outer periphery by being fastened. The eaves 310 are attached to one band member 320A. For this reason, the magnetic force sensors 301 and 302 can be fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250 without forming a screw hole in the cylinder tube 250 or performing processing such as welding the outer periphery of the cylinder tube 250. Moreover, since it is not necessary to process and process the cylinder tube 250, the thickness of the cylinder tube 250 can be maintained at a minimum thickness. That is, if the cylinder tube 250 is processed and processed, in order to maintain the strength, the tube itself must be thickened, but this is not necessary.

また、バンド320のシリンダチューブ250への固定位置の変更が容易かつ簡単に行え、磁力センサ301、302を、シリンダチューブ250の長手方向(ピストン201、ロッド202の直動方向)の任意の位置に、容易にかつ簡単に装着することができる。   In addition, the fixing position of the band 320 to the cylinder tube 250 can be easily and easily changed, and the magnetic force sensors 301 and 302 can be placed at arbitrary positions in the longitudinal direction of the cylinder tube 250 (the linear movement direction of the piston 201 and the rod 202). Can be easily and easily installed.

(第1実施例)
図2は、磁力センサ301、302と、ひさし310と、バンド320の構成の詳細を示している。
(First embodiment)
FIG. 2 shows details of the configuration of the magnetic sensors 301 and 302, the eaves 310, and the band 320.

図2(a)は、図1(a)に対応するシリンダチューブ250の縦断面図を拡大して示している。図2(b)は、図1(b)に対応するシリンダチューブ250の横断面図(図2(a)のA視)を拡大して示している。図2(c)は、図2(a)をZ視方向(図中下方から上方に向かう方向)からみた図である。   FIG. 2A is an enlarged longitudinal sectional view of the cylinder tube 250 corresponding to FIG. FIG. 2B shows an enlarged cross-sectional view of the cylinder tube 250 corresponding to FIG. 1B (view A in FIG. 2A). FIG.2 (c) is the figure which looked at Fig.2 (a) from Z view direction (direction which goes to the upper direction from the downward direction in the figure).

図2(d)は、磁力センサ301、302の各面を定義する図である。   FIG. 2D is a diagram for defining each surface of the magnetic sensors 301 and 302.

磁力センサ300(301、302)は、直方体形状の部材であり、底面300B、上面300T、前面300F、左右側面300L、300R、後面300Gを有している。
同図2に示すように、磁石350は、ピストン201のシリンダヘッド側油室204Hに臨む面に、ホルダリング351によって固定されている。
The magnetic sensor 300 (301, 302) is a rectangular parallelepiped member, and has a bottom surface 300B, an upper surface 300T, a front surface 300F, left and right side surfaces 300L, 300R, and a rear surface 300G.
As shown in FIG. 2, the magnet 350 is fixed to the surface of the piston 201 facing the cylinder head side oil chamber 204 </ b> H by a holder ring 351.

ホルダリング351と磁石350をピストン201に共締めすることで、磁石350がピストン201に固定される。   The magnet 350 is fixed to the piston 201 by fastening the holder ring 351 and the magnet 350 together with the piston 201.

ひさし310は、磁性材料で構成されており、磁力センサ301、302の上面300T、後面300Gを覆うように配置されている。ひさし310は、炭素鋼、一般構造用鉄鋼材等、通常容易に入手できる磁性材料を使用することができる。   The eaves 310 are made of a magnetic material, and are arranged so as to cover the upper surface 300T and the rear surface 300G of the magnetic force sensors 301 and 302. The eaves 310 can be made of a magnetic material that is usually readily available, such as carbon steel or general structural steel.

ひさし310と磁力センサ301、302の配置は、図2(a)中左右対称であり同様な位置関係にあるので、一方の磁力センサ301を代表させて説明する。   The arrangement of the eaves 310 and the magnetic sensors 301 and 302 is symmetrical in the left-right direction in FIG. 2A and has the same positional relationship, and therefore, one magnetic sensor 301 will be described as a representative.

ひさし310のバンド固定面310Aは、バンド部材320Aに固定される。ひさし310のチューブ密着面310Bは、シリンダチューブ250の外周面に密着される。   The band fixing surface 310A of the eaves 310 is fixed to the band member 320A. The tube contact surface 310 </ b> B of the eaves 310 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder tube 250.

磁力センサ301は、モールド材303に囲まれるようにモールド材303と一体形成されている。磁力センサ301を含むモールド材303は、磁力センサ301の上面300T側、後面300G側が、ひさし310の上面固定面310T、後面固定面310Rそれぞれに固定されている。また、磁力センサ301の底面300B側がシリンダチューブ250の外周面に密着されている。   The magnetic sensor 301 is integrally formed with the molding material 303 so as to be surrounded by the molding material 303. In the molding material 303 including the magnetic sensor 301, the upper surface 300T side and the rear surface 300G side of the magnetic sensor 301 are fixed to the upper surface fixing surface 310T and the rear surface fixing surface 310R of the eaves 310, respectively. Further, the bottom surface 300 </ b> B side of the magnetic sensor 301 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder tube 250.

磁力センサ301の前面300F、左右側面300L、300R側には、真ちゅう製の板材311が設けられる。   A brass plate 311 is provided on the front surface 300F and the left and right side surfaces 300L and 300R of the magnetic sensor 301.

すなわち、シリンダチューブ250の外周面に、磁力センサ301、302の底面300Bを配置して、磁力センサ301、302を、ひさし310によって覆うようにしたため、磁力センサ301の上面300T側、後面300G側に関しては、磁性材料(ひさし310)が配置されるが、磁力センサ301の前面300F側、左右側面300L、300R側に関しては、磁性材料は配置されない(磁性材料から開放されている)構成となっている。   That is, since the bottom surface 300B of the magnetic force sensors 301 and 302 is disposed on the outer peripheral surface of the cylinder tube 250 and the magnetic force sensors 301 and 302 are covered with the eaves 310, the upper surface 300T side and the rear surface 300G side of the magnetic force sensor 301 are related. The magnetic material (the eaves 310) is arranged, but the magnetic material is not arranged (opened from the magnetic material) on the front surface 300F side and the left and right side surfaces 300L, 300R side of the magnetic force sensor 301. .

一方の磁力センサ301について説明したが、他方の磁力センサ302についても同様にして、ひさし310に装着される。   Although one magnetic force sensor 301 has been described, the other magnetic force sensor 302 is similarly attached to the eaves 310.

ひさし310には、端子312を備えた端子台313が内蔵されている。また、ひさし310には、図示しないハーネスが挿通される穴であって、端子312に連通する挿通穴314が形成されている。磁力センサ301、302と、端子312とは、図示しない電気信号線によって接続される。端子312には、ひさし310の外部から、挿通穴314を介して、ハーネスが接続される。このハーネスは、演算処理部400に接続される。この演算処理部400では、磁力センサ301、302の検出信号と、回転センサ100の検出信号とが演算処理されて、ロッド202(ピストン201)の直動位置が計測される。すなわち、回転センサ100の検出結果からロッド202の位置が計測されるとともに、磁力線センサ301、302の検出結果に基づいて、回転センサ100の検出結果から得られるロッド202の計測位置が原点位置(基準位置)にリセットされる。   The eaves 310 incorporates a terminal block 313 having terminals 312. In addition, the eaves 310 are formed with a hole through which a harness (not shown) is inserted, and an insertion hole 314 communicating with the terminal 312. The magnetic sensors 301 and 302 and the terminal 312 are connected by an electric signal line (not shown). A harness is connected to the terminal 312 from the outside of the eaves 310 through an insertion hole 314. This harness is connected to the arithmetic processing unit 400. In the arithmetic processing unit 400, the detection signals of the magnetic sensors 301 and 302 and the detection signal of the rotation sensor 100 are subjected to arithmetic processing, and the linear motion position of the rod 202 (piston 201) is measured. That is, the position of the rod 202 is measured from the detection result of the rotation sensor 100, and the measurement position of the rod 202 obtained from the detection result of the rotation sensor 100 is based on the detection result of the magnetic field sensors 301 and 302. Position).

図3(a)は、図2(a)に対応する図であり、磁石350の磁極Nを起点とし磁極Sを終点とする磁力線の経路を概念的に示している。   FIG. 3A is a diagram corresponding to FIG. 2A and conceptually shows a path of magnetic lines of force starting from the magnetic pole N of the magnet 350 and ending with the magnetic pole S. FIG.

図3(b)は、比較例であり、本第1実施例のひさし310が仮にないとした場合の磁力線の経路を概念的に示している。   FIG. 3B is a comparative example and conceptually shows a path of magnetic lines of force when the eaves 310 of the first embodiment are not provided.

同図3(a)と図3(b)とを対比してわかるように、ひさし310があることによって、磁石350のN極を起点として磁力線は、シリンダチューブ250、磁力センサ301、ひさし310を透過し、磁石350のS極に戻る経路を生成するが、ひさし310がない場合には、磁石350で生成された磁力は、シリンダチューブ250によって遮られてしまいチューブ250外部の磁力センサ301まで磁力線が到達しないか、僅かにしか到達しない。図3では、一方の磁力センサ301について磁力線を示したが、他方の磁力線センサ302についても同様である。   As can be seen by comparing FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b), the presence of the eaves 310 causes the magnetic lines of force to start from the north pole of the magnet 350, the cylinder tube 250, the magnetic sensor 301, and the eaves 310. A path that passes through and returns to the south pole of the magnet 350 is generated, but when the eaves 310 are not provided, the magnetic force generated by the magnet 350 is blocked by the cylinder tube 250 and reaches the magnetic force sensor 301 outside the tube 250. Will not reach or only slightly. In FIG. 3, magnetic lines of force are shown for one magnetic sensor 301, but the same applies to the other magnetic line sensor 302.

また、バンド320は、磁性材料で構成されているため、シリンダチューブ250の外周方向の磁力線の経路となり、磁力線は、バンド320を透過して、チューブ250の外周方向の一点箇所に設けられた磁力センサ301、302に集中的に集められる。このようにひさし310とバンド320の相乗的な効果により、磁石350で生成された磁力は、磁力センサ301、302に集中的に集められる。   Further, since the band 320 is made of a magnetic material, it becomes a path of magnetic lines of force in the outer peripheral direction of the cylinder tube 250, and the magnetic lines of force pass through the band 320 and are provided at one point in the outer peripheral direction of the tube 250. The sensors 301 and 302 are collected in a concentrated manner. Thus, due to the synergistic effect of the eaves 310 and the band 320, the magnetic force generated by the magnet 350 is concentrated on the magnetic sensors 301 and 302.

以上のように本第1実施例によれば、磁力センサ301、302を覆うひさし310を設け、磁石350を起点とする磁力線がシリンダチューブ250、磁力センサ301、302、ひさし310を通過して磁石350に戻る経路を形成するようにしたので、たとえシリンダチューブ250が強度を確保するために厚い磁性材料で構成されていたとしても、チューブの250外部に設けられた磁力センサ301、302で磁力線を確実に検出することができるようになる。この結果、磁力センサ301、302の検出結果に基づくロッド202の位置計測精度が飛躍的に向上する。   As described above, according to the first embodiment, the eaves 310 that covers the magnetic force sensors 301 and 302 are provided, and the lines of magnetic force starting from the magnet 350 pass through the cylinder tube 250, the magnetic force sensors 301 and 302, and the eaves 310, and Since the path back to 350 is formed, even if the cylinder tube 250 is made of a thick magnetic material to ensure strength, the magnetic force lines 301 and 302 provided outside the tube 250 are used to generate magnetic lines of force. It becomes possible to detect reliably. As a result, the position measurement accuracy of the rod 202 based on the detection results of the magnetic sensors 301 and 302 is greatly improved.

つぎに、上記第1実施例の変形例について説明する。   Next, a modification of the first embodiment will be described.

(第2実施例)
上述した第1実施例では、バンド320によって、磁力センサ301、302をシリンダチューブ250の外周に固定するようにしているが、磁力センサ301、302の固定方法は任意である。また、第1実施例では、磁力センサ300を2個設けるようにしているが、磁力センサ300は、1個の磁力センサ301だけであってもよい。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, the magnetic force sensors 301 and 302 are fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250 by the band 320, but the fixing method of the magnetic force sensors 301 and 302 is arbitrary. In the first embodiment, two magnetic force sensors 300 are provided. However, the magnetic force sensor 300 may include only one magnetic force sensor 301.

図4は、シリンダチューブ250の外周に、1個の磁力センサ301が装着されたひさし310を、バンドなしで固定する斜視図にて示している。   FIG. 4 is a perspective view in which the eaves 310 having one magnetic sensor 301 mounted on the outer periphery of the cylinder tube 250 is fixed without a band.

同図4に示すように、第1実施例と同様に、磁力センサ301は、上面300T、後面300Gが、ひさし310の上面固定面310T、後面固定面310Rそれぞれに固定されている。また、磁力センサ301の底面300Bがシリンダチューブ250の外周面側に配置されている。   As shown in FIG. 4, similarly to the first embodiment, the magnetic sensor 301 has an upper surface 300T and a rear surface 300G fixed to the upper surface fixing surface 310T and the rear surface fixing surface 310R of the eaves 310, respectively. The bottom surface 300 </ b> B of the magnetic sensor 301 is disposed on the outer peripheral surface side of the cylinder tube 250.

すなわち、シリンダチューブ250の外周面に、磁力センサ301の底面300Bを配置し、磁力センサ301の上面300T、後面300Gをひさし310によって覆うようにしたため、磁力センサ301の上面300T側、後面300G側に関しては、磁性材料(ひさし310)が配置されるが、磁力センサ301の前面300F側、左右側面300L、300R側に関しては、磁性材料は配置されない(磁性材料から開放されている)構造となっている。   That is, since the bottom surface 300B of the magnetic sensor 301 is disposed on the outer peripheral surface of the cylinder tube 250 and the upper surface 300T and the rear surface 300G of the magnetic sensor 301 are covered with the eaves 310, the upper surface 300T side and the rear surface 300G side of the magnetic sensor 301 Has a structure in which the magnetic material (eave 310) is arranged, but the magnetic material is not arranged (opened from the magnetic material) on the front surface 300F side and the left and right side surfaces 300L and 300R side of the magnetic sensor 301. .

図5は、バンド320以外の装着部材で、ひさし310を、シリンダチューブ250の外周に固定する装着例を示している。   FIG. 5 shows a mounting example in which the eaves 310 are fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250 by a mounting member other than the band 320.

すなわち、シリンダの種類によっては、シリンダチューブ250の外周の長手方向に沿って、複数のタイロッド260が架け渡された構造のものがある。   That is, depending on the type of cylinder, there is a structure in which a plurality of tie rods 260 are bridged along the longitudinal direction of the outer periphery of the cylinder tube 250.

そこで、ひさし310に、複数(2本)のタイロッド260、260が挿通される挿通穴260Aを形成し、この挿通穴260Aに、タイロッド260を挿通させることで、ひさし310をシリンダチューブ250の外周に固定してもよい。   Therefore, an insertion hole 260A through which a plurality (two) of tie rods 260, 260 are inserted is formed in the eaves 310, and the eaves 310 are inserted into the outer periphery of the cylinder tube 250 by inserting the tie rods 260 into the insertion holes 260A. It may be fixed.

(第3実施例)
上述した第1実施例、第2実施例では、ひさし310を、磁力センサ301の上面300Tの全体を覆う形状、大きさとしているが、必ずしも上面300Tの全体を覆う必要はない。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the eaves 310 are shaped and sized to cover the entire top surface 300T of the magnetic sensor 301, but it is not necessary to cover the entire top surface 300T.

また、上述した第1実施例、第2実施例では、ひさし310を、磁力センサ301の後面300Gの全体を覆う形状、大きさとしているが、必ずしも後面300Gの全体を覆う必要はない。   In the first and second embodiments described above, the eaves 310 are shaped and sized to cover the entire rear surface 300G of the magnetic force sensor 301. However, it is not always necessary to cover the entire rear surface 300G.

図6は、磁力センサ301の一部を覆う形状、大きさに形成されたひさし310の第1例を例示している。   FIG. 6 illustrates a first example of the eaves 310 formed in a shape and size that covers a part of the magnetic sensor 301.

図6(a)は、図2(a)に対応するシリンダチューブ250の縦断面図であり、図6(b)は、図6(a)を上面からみた図である。   6A is a longitudinal sectional view of the cylinder tube 250 corresponding to FIG. 2A, and FIG. 6B is a view of FIG. 6A as viewed from above.

同図6(a)、(b)に示すように、ひさし310は、磁力センサ301の後面300Gについては全体を覆うが、上面300Tについては一部を覆う形状、大きさに形成されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the eaves 310 are formed in a shape and size that covers the entire rear surface 300G of the magnetic sensor 301 but covers a part of the upper surface 300T.

図6(c)は、図2(a)に対応するシリンダチューブ250の縦断面図であり、図6(d)は、図6(c)を上面からみた図である。   6C is a longitudinal sectional view of the cylinder tube 250 corresponding to FIG. 2A, and FIG. 6D is a view of FIG. 6C as viewed from above.

同図6(c)、(d)に示すように、ひさし310は、磁力センサ301の上面300T、後面300Gについて一部を覆う形状、大きさに形成されている。   As shown in FIGS. 6C and 6D, the eaves 310 are formed in a shape and size that partially covers the upper surface 300T and the rear surface 300G of the magnetic sensor 301.

いずれにせよ、ひさし310としては、磁力センサ301(302)をどの程度覆うのかが問題なのではなく、図3(a)で概念的に示したように、磁石350を起点とする磁力線が磁力センサ301を通り磁石350に戻る経路を形成するような形状、大きさに形成されていればよい。   In any case, the length of the eaves 310 does not matter how much the magnetic sensor 301 (302) is covered. As conceptually shown in FIG. 3A, the magnetic field lines starting from the magnet 350 are magnetic field sensors. It may be formed in a shape and size so as to form a path through 301 and returning to the magnet 350.

(第4実施例)
上述した第1実施例〜第3実施例では、磁力センサ301(302)をひさし310を介してシリンダチューブ250の外周に固定する構造としているが、ひさし310を介することなく、バンド320に磁力センサ301(302)を直接、装着することで、シリンダチューブ250の外周に固定してもよい。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments described above, the magnetic force sensor 301 (302) is fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250 via the eaves 310, but the magnetic force sensor is attached to the band 320 without using the eaves 310. You may fix to the outer periphery of the cylinder tube 250 by mounting | wearing 301 (302) directly.

図7(a)は図2(a)に対応するシリンダチューブ250の縦断面を示し、図7(b)は図7(a)のA−A断面を示し、図7(c)は図7(a)を上面からみた図である。   7A shows a longitudinal section of the cylinder tube 250 corresponding to FIG. 2A, FIG. 7B shows an AA section of FIG. 7A, and FIG. 7C shows FIG. It is the figure which looked at (a) from the upper surface.

同図7に示すように、磁力センサ301は、モールド材303に囲まれるようにモールド材303と一体形成されている。磁力センサ301を含むモールド材303は、カバー304によって覆われ、カバー304は、バンド320に接続されている。カバー304は、真ちゅう等の非磁性材料で構成されている。   As shown in FIG. 7, the magnetic force sensor 301 is integrally formed with the molding material 303 so as to be surrounded by the molding material 303. The molding material 303 including the magnetic sensor 301 is covered with a cover 304, and the cover 304 is connected to the band 320. The cover 304 is made of a nonmagnetic material such as brass.

磁力センサ301は、後面300Gがバンド320の側面320Sに配置される態様で、バンド320に装着されている。   The magnetic sensor 301 is attached to the band 320 such that the rear surface 300G is disposed on the side surface 320S of the band 320.

このため、磁力センサ301の前面300F側、上面300T側、左右側面300L、300R側には、磁性材料が配置されておらず(磁性材料から開放されている)、磁力センサ301の後面300G側については、磁性材料(バンド320)が配置された構造となっている。   For this reason, no magnetic material is disposed on the front surface 300F side, the upper surface 300T side, and the left and right side surfaces 300L and 300R of the magnetic sensor 301 (the magnetic material is released from the magnetic material). Has a structure in which a magnetic material (band 320) is arranged.

このように構成した場合にも、バンド320は、シリンダチューブ250の外周方向の磁力線の経路となって、磁力線は、バンド320を透過して、チューブ250の外周方向の一点箇所に設けられた磁力センサ301に集中的に集められるため、チューブ250内部の磁石350で生成された磁力を磁力センサ301で確実に検出することが可能となる。   Even in such a configuration, the band 320 becomes a path of magnetic lines of force in the outer peripheral direction of the cylinder tube 250, and the magnetic lines of force pass through the band 320 and are provided at one point in the outer peripheral direction of the tube 250. Since the light is concentrated on the sensor 301, the magnetic force generated by the magnet 350 inside the tube 250 can be reliably detected by the magnetic force sensor 301.

(第5実施例)
つぎに、演算処理部400で行われる演算処理について説明する。
(5th Example)
Next, arithmetic processing performed in the arithmetic processing unit 400 will be described.

図8(a)、(b)は、第5実施例を説明する図であり、演算処理部400で行われる処理を説明する図である。なお、磁力センサ301、302のうち、一方の磁力センサ301を代表させて説明する。まず、本実施例の比較例について説明する。図9は、本第5実施例の比較例を説明する図である。   FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining the fifth embodiment and for explaining the processing performed by the arithmetic processing unit 400. FIG. One of the magnetic sensors 301 and 302 will be described as a representative. First, a comparative example of this example will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining a comparative example of the fifth embodiment.

図9(a)は、時間tと磁力センサ301で検出される検出信号Vnとの関係を示している。なお、磁力センサ301では、磁力に対応する電圧値Vnが検出される。なお、また、nはデータのサンプリング順序(n=1、2…)であり、データのサンプリングは一定間隔で行われるものとする。   FIG. 9A shows the relationship between the time t and the detection signal Vn detected by the magnetic force sensor 301. The magnetic force sensor 301 detects a voltage value Vn corresponding to the magnetic force. Note that n is the data sampling order (n = 1, 2,...), And data sampling is performed at regular intervals.

磁力センサ301では、磁石350からの距離が近づくほど検出レベル(磁力;電圧値)Vnが大きくなる信号が検出される。磁力センサ301は、原点位置I0に設けられているため、磁石350が原点位置I0に達したときに、磁石350と磁力センサ301との距離が最小となり、磁力センサ301で、最大レベルの信号Vm(磁力;電圧値)が検出されるはずである。   The magnetic sensor 301 detects a signal whose detection level (magnetic force; voltage value) Vn increases as the distance from the magnet 350 decreases. Since the magnetic force sensor 301 is provided at the origin position I0, when the magnet 350 reaches the origin position I0, the distance between the magnet 350 and the magnetic force sensor 301 is minimized, and the magnetic force sensor 301 causes the maximum level signal Vm. (Magnetic force; voltage value) should be detected.

しかしながら、実際には、磁力センサ301で検出される信号が最大レベルVmになったときに、ピストン201が必ずしも原点位置I0に位置しているとは限らない。前述したように磁力センサ301で検出される信号の変化は緩やかであり、ノイズ等の影響を受けやすい。このため図9(a)に示すように、ノイズが発生した時点を、ピストン201が原点位置I0を通過したときであると誤ることがある。また、ピストン201は原点位置I0付近で一定速度で移動するという保証はない。よって図9(b)に示すように、カーブの頂点付近の形状は、ピストン201の移動速度の影響を受けて、変動する。このため、図9(a)に示
す時間tと磁力(電圧値)Vnの対応関係から、カーブの真の頂点(ピーク)を、ノイズ等と区別して正確に求めることは難しい。
However, actually, when the signal detected by the magnetic sensor 301 reaches the maximum level Vm, the piston 201 is not necessarily located at the origin position I0. As described above, the change in the signal detected by the magnetic force sensor 301 is gradual and easily affected by noise or the like. For this reason, as shown in FIG. 9A, the point in time when noise is generated may be mistaken as the time when the piston 201 passes the origin position I0. Further, there is no guarantee that the piston 201 moves at a constant speed near the origin position I0. Therefore, as shown in FIG. 9B, the shape near the top of the curve varies under the influence of the moving speed of the piston 201. For this reason, it is difficult to accurately determine the true apex (peak) of the curve from noise or the like from the correspondence between time t and magnetic force (voltage value) Vn shown in FIG.

そこで、本実施例では、図8(a)に示すように、回転センサ100の検出回転量から得られるピストン201の計測ストローク位置Inと、磁力センサ301の検出信号(磁力;電圧値)Vnとの対応関係500を求め、図8(b)に示すように、この対応関係500に基づいて、ピストン201が原点位置I0に達したときの計測ストローク位置Ip(以下、ピーク位置という)を求め、この計測ストローク位置(ピーク位置)Ipを、原点位置I0にリセットするようにしている。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8A, the measurement stroke position In of the piston 201 obtained from the rotation amount detected by the rotation sensor 100, the detection signal (magnetic force; voltage value) Vn of the magnetic sensor 301, and 8 is obtained, and as shown in FIG. 8B, based on this correspondence 500, a measurement stroke position Ip (hereinafter referred to as a peak position) when the piston 201 reaches the origin position I0 is obtained. The measurement stroke position (peak position) Ip is reset to the origin position I0.

ストローク位置Inと磁力センサ検出信号Vnとの対応関係500は、ピストン201の移動速度の影響を受けずに安定した形状である(図9(b)と図8(b)参照)。このため対応関係500から計測ストローク位置Ipを正確に求めることができ、原点位置I0のリセットを極めて高精度に行うことができる。   The correspondence relationship 500 between the stroke position In and the magnetic sensor detection signal Vn has a stable shape without being influenced by the moving speed of the piston 201 (see FIGS. 9B and 8B). Therefore, the measurement stroke position Ip can be accurately obtained from the correspondence relationship 500, and the origin position I0 can be reset with extremely high accuracy.

具体的には、まず、回転センサ100の検出値から逐次得られる回転量を、ピストン201(ロッド202)のストローク位置In(n=1、2…)に逐次変換する。   Specifically, first, the rotation amount sequentially obtained from the detection value of the rotation sensor 100 is sequentially converted into the stroke position In (n = 1, 2,...) Of the piston 201 (rod 202).

ピストン201のストローク位置Inが計測される毎に、そのときのリセットセンサ301の検出信号Vnを読み出し、両者のデータInとVnとを対応づける。   Each time the stroke position In of the piston 201 is measured, the detection signal Vn of the reset sensor 301 at that time is read, and the data In and Vn are associated with each other.

つぎに、図8(a)に示すように、回転センサ100の検出信号から得られる計測ストローク位置Inと、磁力センサ301の検出信号(磁力;電圧値)Vnとの対応関係500を、横軸をストローク位置Inとし縦軸を磁力(電圧値)Vnとして求める。   Next, as shown in FIG. 8A, the correspondence relationship 500 between the measurement stroke position In obtained from the detection signal of the rotation sensor 100 and the detection signal (magnetic force; voltage value) Vn of the magnetic sensor 301 is represented by the horizontal axis. Is the stroke position In, and the vertical axis is the magnetic force (voltage value) Vn.

つぎに、図8(b)に示すように、対応関係500に、モデル600を適用して、対応関係500の頂点500P(ストローク位置Ip、磁力Vp)を求める。   Next, as shown in FIG. 8B, the model 600 is applied to the correspondence relationship 500, and the vertex 500P (stroke position Ip, magnetic force Vp) of the correspondence relationship 500 is obtained.

つぎに頂点500Pの座標位置(ストローク位置Ip、磁力Vp)から、ピストン201が原点位置に達したときの計測ストローク位置Ip、つまりピーク位置Ipを読み取る。   Next, the measurement stroke position Ip when the piston 201 reaches the origin position, that is, the peak position Ip is read from the coordinate position (stroke position Ip, magnetic force Vp) of the vertex 500P.

つぎに、この読み取った計測ストローク位置Ipを、真のストローク位置である原点位置I0にリセットする。   Next, the read measurement stroke position Ip is reset to the origin position I0 which is the true stroke position.

モデル600は、理想的なストローク位置Iと磁力(電圧値)Vとの対応関係を示すものとして予め用意したものでもよく、1ストロークしたときのデータから作成されたものであってもよい。   The model 600 may be prepared in advance as a correspondence relationship between the ideal stroke position I and the magnetic force (voltage value) V, or may be created from data obtained after one stroke.

図10は、前回1ストロークしたときのデータからモデル600を求めてリセットを行う本実施例のアルゴリズムを示している。   FIG. 10 shows an algorithm of the present embodiment in which the model 600 is obtained from data obtained at the previous one stroke and reset is performed.

たとえば、ピストン201が図1(a)中で左の位置から原点位置を通過し右の位置に達するまでを1回目のストロークとし、ピストン201が右の位置に達しから原点位置を通過し左の位置に達するまでを2回目のストロークとして、データを取得する。   For example, the piston 201 passes the origin position from the left position in FIG. 1A to reach the right position as the first stroke, and after the piston 201 reaches the right position, passes the origin position to the left Data is acquired with the second stroke as the second stroke.

図11(a)は、1回目のストロークによって得られる対応関係(モデル)600を破線で示すとともに、2回目のストロークによって得られる対応関係500を実線で示している。   FIG. 11A shows a correspondence relationship (model) 600 obtained by the first stroke by a broken line and a correspondence relationship 500 obtained by the second stroke by a solid line.

2回目のストロークによって、ストローク位置Inと電圧値Vn(n=1、2…)の対応関係500が得られたとすると、この対応関係500のデータから、電圧最大値(磁力最大値)に対応するストローク位置Imを求める。このストローク位置Imを仮のピーク位置とする(ステップ1001)。   If a correspondence relationship 500 between the stroke position In and the voltage value Vn (n = 1, 2,...) Is obtained by the second stroke, it corresponds to the maximum voltage value (the maximum magnetic force value) from the data of the correspondence relationship 500. Determine the stroke position Im. This stroke position Im is set as a temporary peak position (step 1001).

つぎに、図11(b)に示すように、ストローク位置Inと電圧値Vnとの対応関係500を、ストローク位置Imがモデル600の原点位置I0に一致するようにシフトさせる。   Next, as shown in FIG. 11 (b), the correspondence relationship 500 between the stroke position In and the voltage value Vn is shifted so that the stroke position Im coincides with the origin position I 0 of the model 600.

シフトさせた対応関係500′のストローク位置In′と、シフト前の対応関係500′のストローク位置Inとの関係は、下記(1)式で表される。   The relationship between the shifted stroke position In ′ of the correspondence relationship 500 ′ and the stroke position In of the correspondence relationship 500 ′ before the shift is expressed by the following equation (1).

In′=In−Im+I0 …(1) (ステップ1002)。   In '= In-Im + I0 (1) (Step 1002).

つぎに、図11(c)に示すように、各電圧値Vn′毎に、対応関係500′とモデル600とのストローク差Sln、Srnを求める(ステップ1003)。   Next, as shown in FIG. 11C, stroke differences Sln and Srn between the correspondence relationship 500 ′ and the model 600 are obtained for each voltage value Vn ′ (step 1003).

求められたストローク差Sln、Srnのうち絶対距離が小さい方のストローク差を、モデル600と対応関係500′の位置ずれSn(=Σmin(Sln,Srn))とする。下記(2)式に示すように、すべての電圧値Vn′(n=1、2…)について位置ずれSnを求め、それらの平均位置ずれSを算出する。   Of the obtained stroke differences Sln and Srn, the stroke difference having the smaller absolute distance is defined as a positional deviation Sn (= Σmin (Sln, Srn)) between the model 600 and the corresponding relationship 500 ′. As shown in the following equation (2), the positional deviation Sn is obtained for all voltage values Vn ′ (n = 1, 2,...), And the average positional deviation S is calculated.

S=Σmin(Sln,Srn)/n …(2) (ステップ1004)
つぎに、平均位置ずれSと、仮のピーク位置Imとを用いて、下記(3)式のごとく、ピストン201が原点位置Ipに達したときの計測ストローク位置Ip、つまり対応関係500のピーク位置Ipを算出する。
S = Σmin (Sln, Srn) / n (2) (Step 1004)
Next, using the average position deviation S and the temporary peak position Im, the measured stroke position Ip when the piston 201 reaches the origin position Ip, that is, the peak position of the correspondence 500, as shown in the following equation (3). Ip is calculated.

Ip=Im−S …(3) (ステップ1005)
つぎに、このようにして求められたピーク位置Ip(回転センサ100の検出結果から得られる計算上の原点位置)を、真の原点位置I0にリセットする(ステップ1006)。
Ip = Im-S (3) (Step 1005)
Next, the peak position Ip (calculated origin position obtained from the detection result of the rotation sensor 100) obtained in this way is reset to the true origin position I0 (step 1006).

なお、本実施例では、モデル600は、ピストン201を原点位置付近を1ストロークさせたときのデータから求めるようにしているが、原点位置付近を2回以上ストロークさせたデータからモデル600を求める実施も可能である。   In the present embodiment, the model 600 is obtained from data obtained when the piston 201 is made to make one stroke near the origin position. However, the model 600 is obtained from data obtained by making two strokes around the origin position. Is also possible.

(第6実施例)
上述した第5実施例では、前回の1ストロークのデータのモデル600を用いて、対応関係500のピーク位置Ipを求めるようにしているが、対応関係500に近似する連続曲線510を求め、この連続曲線510から、対応関係500のピーク位置Ipを求めてもよい。
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment described above, the peak position Ip of the correspondence relationship 500 is obtained using the model 600 of the previous one-stroke data. However, a continuous curve 510 approximating the correspondence relationship 500 is obtained, and this continuous From the curve 510, the peak position Ip of the correspondence relationship 500 may be obtained.

すなわち、図12(a)に示すように、対応関係500の各点(In、Vn)のデータを用いて最小自乗法によって、連続曲線510を求め、この連続曲線510上で電圧値が最大となるストローク位置を、対応関係500のピーク位置Ipと定めてもよい。また、図12(b)に示すように、対応関係500に近似する相関関数として、たとえば4次関数(V=f(I))を求め、この4次関数の連続曲線520上で電圧値が最大となるストローク位置を、対応関係500のピーク位置Ipと定めてもよい。   That is, as shown in FIG. 12A, a continuous curve 510 is obtained by the least square method using the data of each point (In, Vn) of the correspondence relationship 500, and the voltage value is maximum on the continuous curve 510. May be determined as the peak position Ip of the correspondence 500. Further, as shown in FIG. 12B, for example, a quartic function (V = f (I)) is obtained as a correlation function approximated to the correspondence relationship 500, and the voltage value is obtained on a continuous curve 520 of this quartic function. The maximum stroke position may be determined as the peak position Ip of the correspondence relationship 500.

(第7実施例)
特許文献3では、2つの磁力センサが所定の時間差をおいて所定の検出信号レベル(しきい値)以上になったときに、ピストンが特定の位置にあると判断し、そうでない場合はノイズであると判断している。この発明は、図13(a)に示すように、一方の磁力センサがオンとなった時刻から他方の磁力センサがオンとなる時刻までの時間幅が一定であることを前提としている。
(Seventh embodiment)
In Patent Document 3, it is determined that the piston is in a specific position when the two magnetic sensors become equal to or higher than a predetermined detection signal level (threshold value) with a predetermined time difference, otherwise noise is detected. Judging that there is. As shown in FIG. 13A, the present invention is based on the premise that the time width from the time when one magnetic sensor is turned on to the time when the other magnetic sensor is turned on is constant.

しかし、磁力センサで検出される磁力のベースレベルは、一定ではなく、変動し得るものである。たとえばシリンダチューブ250とピストン201との間には隙間ガタが存在し、これにより磁石350と磁力センサとの距離は、変動し、ベースレベルは、図13(b)、(c)、(d)に示すように高くなったり低くなったりする。その他、外来磁気などの設置環境の影響を受けてベースレベルが変化することもある。このため、一定のしきい値をもって、磁力センサがオンであるか否かを判断することにすると、一方の磁力センサがオンとなってから他方の磁石がオンとなるまでの時間幅が変化したり(図13(b)、(c))、あるいは場合によって全くオンとならないこともある(図13(d))。   However, the base level of the magnetic force detected by the magnetic sensor is not constant and can vary. For example, there is a gap play between the cylinder tube 250 and the piston 201, whereby the distance between the magnet 350 and the magnetic force sensor fluctuates, and the base levels are shown in FIGS. 13B, 13C, and 13D. As shown in the figure, it becomes higher or lower. In addition, the base level may change under the influence of the installation environment such as extraneous magnetism. For this reason, when it is determined whether or not the magnetic sensor is on with a certain threshold value, the time width from when one magnetic sensor is turned on until the other magnet is turned on changes. (FIGS. 13B and 13C) or may not turn ON at all (FIG. 13D).

また、図14(a)に示す磁力センサで検出される波形を、図14(b)に示すノイズと判別しようとしても、ノイズと判別することが困難である。   Further, even if the waveform detected by the magnetic sensor shown in FIG. 14A is determined to be the noise shown in FIG. 14B, it is difficult to determine it as noise.

また、モデル600と対比するためには、磁力センサの検出波形のベースレベルを確定させて、モデル600と一致するように振幅を拡大したり、縮小したり、シフトさせる必要があるが、図14(c)に矢印で示すように検出波形の裾野の各ポイントのレベルが異なるため、真のベースレベルがどこにあるのか判別することが困難である。このためモデル600との対比が困難になる。   Further, in order to compare with the model 600, it is necessary to determine the base level of the detection waveform of the magnetic force sensor, and to increase, reduce, or shift the amplitude so as to coincide with the model 600. FIG. As indicated by the arrows in (c), the level of each point at the base of the detected waveform is different, so it is difficult to determine where the true base level is. This makes it difficult to compare with the model 600.

そこで、本実施例では、シリンダチューブ250の外側に、ピストン201、ロッド202の直動方向に沿って所定距離離間されて設けられた2つ磁力センサ301、302を設け、図15(a)に示すように、これら2つの磁力センサ301、302から、極性が異なる検出信号301a、302aを出力させ、更に両検出信号301a、302aの電圧レベルを、固定抵抗を用いた平均化回路によって、平均化して、平均化された電圧レベルの信号301cに基づいて、ストローク位置を求めるなどの演算処理を行うようにしている。   Therefore, in this embodiment, two magnetic force sensors 301 and 302 are provided outside the cylinder tube 250 and separated by a predetermined distance along the linear motion direction of the piston 201 and the rod 202. FIG. As shown, detection signals 301a and 302a having different polarities are output from these two magnetic sensors 301 and 302, and the voltage levels of both detection signals 301a and 302a are averaged by an averaging circuit using a fixed resistor. Thus, arithmetic processing such as obtaining a stroke position is performed based on the averaged voltage level signal 301c.

図15(a)は、磁力センサ301、302で検出される信号波形301a、302aをそれぞれ示している。一方の磁力センサ302の極性が他方の磁力センサ301とは逆極性となるように、両磁力センサ301、302が配置されている。   FIG. 15A shows signal waveforms 301a and 302a detected by the magnetic sensors 301 and 302, respectively. Both magnetic force sensors 301 and 302 are arranged so that the polarity of one magnetic sensor 302 is opposite to that of the other magnetic force sensor 301.

図15(b)は、上記平均化回路で磁力センサ301、302の出力信号を平均化して得られる合成信号301cを示している。合成信号301cは、磁力センサ301、302の出力信号301a、302aを加算して、平均する演算処理を行うことで取得される。   FIG. 15B shows a composite signal 301c obtained by averaging the output signals of the magnetic force sensors 301 and 302 by the averaging circuit. The combined signal 301c is acquired by performing an arithmetic process of adding the output signals 301a and 302a of the magnetic force sensors 301 and 302 and averaging them.

このようにして得られた合成信号301cは、図14(d)、(e)に示すように、ベースレベルが小さくなったり、大きくなったりしても、一方の磁力センサ301の最小振幅値(マイナス極性)から、他方の磁力センサ302の最大振幅値(プラス極性)までの距離(以下、振幅値間距離J)変化は、ごく小さい(両磁力センサ301、302の振幅の合計値)。また、一方の磁力センサ301のピーク位置から他方の磁力センサ302のピーク位置までの距離(以下、ピーク位置間距離K)は、ベースレベルの変化にかかわらず、既知の磁力センサ301、302間の距離に応じた一定値となる。   As shown in FIGS. 14D and 14E, the composite signal 301c obtained in this way is the minimum amplitude value (one) of the magnetic sensor 301 (even if the base level is reduced or increased). The change from the negative polarity) to the maximum amplitude value (positive polarity) of the other magnetic force sensor 302 (hereinafter, distance J between amplitude values) is very small (the total value of the amplitudes of both magnetic force sensors 301 and 302). Further, the distance from the peak position of one magnetic sensor 301 to the peak position of the other magnetic sensor 302 (hereinafter referred to as the peak position distance K) is between the known magnetic sensors 301 and 302 regardless of changes in the base level. It becomes a constant value according to the distance.

このように合成信号301cは、上記振幅値間距離J、ピーク位置間距離Kが、ベースレベルの変動の影響を受けずに変動しない特性を有している。   As described above, the composite signal 301c has a characteristic that the distance J between the amplitude values and the distance K between the peak positions do not change without being affected by the change in the base level.

図16は、合成信号301cに基づき行われる演算処理のアルゴリズムを示している。   FIG. 16 shows an algorithm of arithmetic processing performed based on the synthesized signal 301c.

まず、回転センサ100の検出信号と、合成信号301cとに基づいて、ストローク位置Inと電圧値Vn(n=1、2…)の対応関係500を、図17(a)に示すように取得し、これらストローク位置Inと電圧値Vnとの対応関係500のデータ(In、Vn)を記憶する(ステップ1101)。   First, a correspondence relationship 500 between the stroke position In and the voltage value Vn (n = 1, 2,...) Is acquired based on the detection signal of the rotation sensor 100 and the composite signal 301c as shown in FIG. The data (In, Vn) of the correspondence relationship 500 between the stroke position In and the voltage value Vn is stored (step 1101).

つぎに、対応関係500のデータ(In、Vn)に基づいて、振幅値間距離J、ピーク位置間距離Kを演算によって求める。そして、この演算された振幅値間距離Jが所定の幅J1(下限値)〜J2(上限値)内に収まっており、かつ、演算されたピーク位置間距離Kが所定の幅K1(下限値)〜K2(上限値)内に収まっているいるか否かが判断される(ステップ1102)。   Next, based on the data (In, Vn) of the correspondence relationship 500, the distance J between the amplitude values and the distance K between the peak positions are obtained by calculation. The calculated distance J between amplitude values is within a predetermined width J1 (lower limit value) to J2 (upper limit value), and the calculated distance K between peak positions is a predetermined width K1 (lower limit value). ) To K2 (upper limit value) is judged (step 1102).

上記ステップ1102の判断がYESである場合には、この対応関係500で示される信号波形は、ノイズではなくて、磁石350が磁力センサ301、302間の原点位置を通過したときに同センサから出力される信号波形であるとして、つぎのステップ1103に移行し、そうでない場合(ステップ1102の判断NO)には、ノイズであると判断する(ステップ1104)。   If the determination in step 1102 is YES, the signal waveform indicated by the correspondence relationship 500 is not noise but is output from the sensor when the magnet 350 passes the origin position between the magnetic force sensors 301 and 302. Assuming that the signal waveform is a signal waveform, the process proceeds to the next step 1103. Otherwise (determination NO in step 1102), it is determined to be noise (step 1104).

ステップ1103では、モデル600の振幅値間距離J0に一致するように、対応関係500を拡大、縮小させる。たとえば図17(b)、(c)、(d)に示すように、対応関係500の振幅値間距離Jが、モデル600の振幅値間距離J0よりも小さい場合には、対応関係500の振幅値間距離Jがモデル600の振幅値間距離J0に一致するように、対応関係500の振幅値間距離Jを拡大させて、対応関係500′にする。対応関係500の拡大、縮小処理は、次式(4)に示される演算式にしたがい行われる。なお、変換後の対応関係500′の電圧値データをVn′とする。   In step 1103, the correspondence relationship 500 is enlarged or reduced so as to coincide with the distance J0 between the amplitude values of the model 600. For example, as shown in FIGS. 17B, 17C, and 17D, when the distance J between amplitude values of the correspondence relationship 500 is smaller than the distance J0 between amplitude values of the model 600, the amplitude of the correspondence relationship 500 The distance J between the amplitude values in the correspondence relationship 500 is enlarged so that the distance J between the values coincides with the distance J0 between the amplitude values of the model 600 to obtain a correspondence relationship 500 ′. The enlargement / reduction processing of the correspondence relationship 500 is performed according to the arithmetic expression shown in the following equation (4). Note that the voltage value data of the correspondence relationship 500 ′ after conversion is Vn ′.

Vn′=(Vn−対応関係500の最小振幅値)(モデル600の最大振幅値− モデル600の最小振幅値)/(対応関係500の最大振幅値−対応 関係500の最小振幅値)+モデル600の最小振幅値 …(4)

(ステップ1103)
つぎに、図17(e)、(f)に示すように、拡大された対応関係500′を、しきい値Q1、Q2によって、2つの部分500a′、500b′に分割する。一方の部分500a′は、一方の磁力センサ301の検出波形301aに対応する部分であり、他方の部分500b′は、他方の磁力センサ302の検出波形302aに対応する部分である(ステップ1105)。
Vn ′ = (Vn−minimum amplitude value of correspondence 500) (maximum amplitude value of model 600−minimum amplitude value of model 600) / (maximum amplitude value of correspondence 500−minimum amplitude value of correspondence 500) + model 600 Minimum amplitude value (4)

(Step 1103)
Next, as shown in FIGS. 17E and 17F, the enlarged correspondence 500 ′ is divided into two parts 500a ′ and 500b ′ by threshold values Q1 and Q2. One part 500a ′ is a part corresponding to the detection waveform 301a of one magnetic sensor 301, and the other part 500b ′ is a part corresponding to the detection waveform 302a of the other magnetic sensor 302 (step 1105).

つぎに、分割した各部分500a′、500b′それぞれに対して、第5実施例、第6実施例で説明したのと同様の手法でモデル600と対比させて、それぞれのピーク位置Ipa、Ipbを求める(ステップ1106)。   Next, the divided portions 500a ′ and 500b ′ are respectively compared with the model 600 in the same manner as described in the fifth and sixth embodiments, and the respective peak positions Ipa and Ipb are obtained. Obtained (step 1106).

つぎに、演算された各ピーク位置Ipa、Ipbを平均してピーク位置Ipを求める。なお、本実施例では、磁力センサ301、302の中間位置を原点位置I0に定めているものとする(ステップ1107)。   Next, the peak positions Ip are obtained by averaging the calculated peak positions Ipa and Ipb. In this embodiment, it is assumed that the intermediate position between the magnetic sensors 301 and 302 is set to the origin position I0 (step 1107).

つぎに、このようにして求められたピーク位置Ip(回転センサ100の検出結果から得られる計算上の原点位置)を、真の原点位置I0にリセットする(ステップ1108)。   Next, the peak position Ip (calculated origin position obtained from the detection result of the rotation sensor 100) obtained in this way is reset to the true origin position I0 (step 1108).

以上のように本実施例によれば、振幅値間距離J、ピーク位置間距離Kがベースレベルの変動の影響を受けずに変動しない特性を有した合成信号301cに基づいてリセットを行うようにしているので、ノイズとの判別を正確に行え、モデル600との対比を正確に行うことができる。この結果、回転センサ100の検出結果から得られる計算上の原点位置Ipを、真の原点位置I0にリセットする処理を極めて高精度に行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the distance J between the amplitude values and the distance K between the peak positions are reset based on the synthesized signal 301c having a characteristic that is not affected by the fluctuation of the base level. Therefore, the discrimination from noise can be performed accurately, and the comparison with the model 600 can be performed accurately. As a result, the process of resetting the calculated origin position Ip obtained from the detection result of the rotation sensor 100 to the true origin position I0 can be performed with extremely high accuracy.

(第8実施例)
ところで、シリンダチューブ250内部の磁石350で発生した磁気がシリンダチューブ250を伝達するときに磁気伝達遅れが発生する。この磁気伝達の遅れの時間は、シリンダチューブ250の比透磁率と比誘電率により定まり一定となる。したがって磁石350とともに直動するピストン201、ロッド202が高速で移動している場合と低速で移動している場合とでは、同じストローク位置における磁力センサ301、302の検出電圧レベルが異なることになる。
(Eighth embodiment)
By the way, when the magnetism generated by the magnet 350 inside the cylinder tube 250 is transmitted through the cylinder tube 250, a magnetic transmission delay occurs. This magnetic transmission delay time is determined by the relative permeability and relative permittivity of the cylinder tube 250 and is constant. Therefore, the detection voltage levels of the magnetic force sensors 301 and 302 at the same stroke position are different between the case where the piston 201 and the rod 202 that move linearly together with the magnet 350 are moving at a high speed and the case where the piston 201 and the rod 202 are moving at a low speed.

このためピストン201が原点位置I0を通過するときの移動速度V(以下、原点位置通過速度という)如何によって、回転センサ100の検出結果から得られるピーク位置Ipが、変動することになる。   Therefore, the peak position Ip obtained from the detection result of the rotation sensor 100 varies depending on the moving speed V (hereinafter referred to as the origin position passing speed) when the piston 201 passes the origin position I0.

そこで、本実施例では、原点位置通過速度Vと、原点位置I0から位置ずれ量(ピーク位置補正量)ΔIとの対応関係を取得しデータテーブル形式で記憶装置に格納し、このデータテーブルに従い、回転センサ100の検出結果から得られる位置Inを補正するようにしている。   Therefore, in this embodiment, the correspondence between the origin position passing speed V and the positional deviation amount (peak position correction amount) ΔI from the origin position I0 is acquired and stored in the data table format in the storage device, and according to this data table, The position In obtained from the detection result of the rotation sensor 100 is corrected.

すなわち、原点位置通過速度Vは、磁力センサ301、302の各ピーク位置Ipa、Ipb間の距離と、これらピーク位置Ipa、Ipb間をピストン201が通過した時間を計測することにより、求められる。   That is, the origin position passing speed V is obtained by measuring the distance between the peak positions Ipa and Ipb of the magnetic force sensors 301 and 302 and the time that the piston 201 has passed between these peak positions Ipa and Ipb.

また、ピーク位置補正量ΔIは、真の原点位置I0と、ピーク位置Ipa、Ipbの平均値であるピーク位置Ipとの偏差を算出することで、求められる。   The peak position correction amount ΔI can be obtained by calculating the deviation between the true origin position I0 and the peak position Ip that is the average value of the peak positions Ipa and Ipb.

ピストン201の移動速度を変化させて、原点位置付近を通過させる運動を繰り返し行うことで、上記原点位置通過速度Vとピーク位置補正量ΔIのデータが取得される。取得されたデータは、ピストン201の移動速度の各大きさj毎に、原点位置通過速度Vと、ピーク位置補正量ΔIとの対応関係のデータ(Vj、ΔIj)として、データテーブルの形式で演算処理部400の記憶装置に記憶される。   Data of the origin position passing speed V and the peak position correction amount ΔI is acquired by changing the moving speed of the piston 201 and repeatedly performing the motion of passing the vicinity of the origin position. The acquired data is calculated in the form of a data table as data (Vj, ΔIj) of correspondence between the origin position passing speed V and the peak position correction amount ΔI for each magnitude j of the moving speed of the piston 201. It is stored in the storage device of the processing unit 400.

そして、このデータテーブル(Vj、ΔIj)にしたがい、計測されたピーク位置Ipが、原点位置通過速度Vに応じて補正される。   Then, according to the data table (Vj, ΔIj), the measured peak position Ip is corrected according to the origin position passing speed V.

たとえば、第7実施例では、図16のステップ1106で説明したように、各ピーク位置Ipa、Ipbが演算されるが、これら各ピーク位置Ipa、Ipb間の距離と、これらピーク位置Ipa、Ipb間をピストン201が通過する時間とに基づいて、実際の原点位置通過速度Vが求められる。そして、この原点位置通過速度Vに対応するピーク位置補正量ΔIが、データテーブル(Vj、ΔIj)から読み出される。   For example, in the seventh embodiment, as described in step 1106 of FIG. 16, the peak positions Ipa and Ipb are calculated. The distance between these peak positions Ipa and Ipb and the distance between these peak positions Ipa and Ipb are calculated. Based on the time for which the piston 201 passes, the actual origin position passing speed V is obtained. Then, the peak position correction amount ΔI corresponding to the origin position passing speed V is read from the data table (Vj, ΔIj).

第7実施例では、各ピーク位置Ipa、Ipbの平均値をピーク位置Ipとしているが(図16のステップ1107)、このピーク位置Ipは上記ピーク位置補正量ΔI分の誤差を含んでいるため、下記(5)式にしたがい、ピーク位置Ipを補正し、補正ピーク位置Ip′を算出する。   In the seventh embodiment, the average value of the peak positions Ipa and Ipb is set as the peak position Ip (step 1107 in FIG. 16), but this peak position Ip includes an error corresponding to the peak position correction amount ΔI. According to the following equation (5), the peak position Ip is corrected and the corrected peak position Ip ′ is calculated.

Ip′=Ip+ΔI …(5)
このようにして、シリンダチューブ250内部のピストン201の移動速度如何にかかわらず、正確に補正ピーク位置Ip′が求められ、この補正ピーク位置Ip′に基づいて、原点位置へのリセットが高精度に行われる。
Ip ′ = Ip + ΔI (5)
In this manner, the corrected peak position Ip ′ is accurately obtained regardless of the moving speed of the piston 201 inside the cylinder tube 250, and the reset to the origin position is accurately performed based on the corrected peak position Ip ′. Done.

本第8実施例では、第7実施例と組み合わせて実施する場合について説明したが、第5実施例、第6実施例と組み合わせて実施してもよい。また、磁力センサが2個もうけられた場合のみならず磁力センサが1個設けられた場合にも適用することができる。磁力センサが1個の場合には、各ピーク位置Ipa、Ipb間の距離に基づきピストン201の移動速度を求めることはできないが、ピストン201の移動速度を計測すればよい。   Although the eighth embodiment has been described in connection with the seventh embodiment, the eighth embodiment may be implemented in combination with the fifth and sixth embodiments. Further, the present invention can be applied not only when two magnetic sensors are provided, but also when one magnetic sensor is provided. When there is one magnetic sensor, the moving speed of the piston 201 cannot be obtained based on the distance between the peak positions Ipa and Ipb, but the moving speed of the piston 201 may be measured.

上述した説明では、データテーブル(Vj、ΔIj)を用いて、計測されたピーク位置Ipを、原点位置通過速度Vに応じて補正するようにしているが、下記の演算式を用いて、補正量ΔIを求めてもよい。   In the above description, the measured peak position Ip is corrected according to the origin position passing speed V using the data table (Vj, ΔIj), but the correction amount is calculated using the following arithmetic expression. ΔI may be obtained.

ΔI=V×Td …(6)
上記(6)式において、Tdは、シリンダチューブ250内部の磁石350で発生した磁気がシリンダチューブ250を伝達するときに磁気伝達遅れの時間であり、シリンダチューブ250の材質等によって一義的に定まる既知の値である。
ΔI = V × Td (6)
In the above equation (6), Td is a magnetic transmission delay time when the magnetism generated by the magnet 350 inside the cylinder tube 250 is transmitted through the cylinder tube 250 and is uniquely determined by the material of the cylinder tube 250 and the like. Is the value of

また本実施例では、ピストン201の計測ストローク位置Inと、磁力センサ301の検出信号(磁力;電圧値)Vnとの対応関係500を求めた後に、データテーブルまたは演算式を用いて、計測ピーク位置Ipを補正しているが、補正は、対応関係500を求める過程で行うようにしてもよい。   In this embodiment, after obtaining the correspondence 500 between the measurement stroke position In of the piston 201 and the detection signal (magnetic force; voltage value) Vn of the magnetic sensor 301, the measurement peak position is obtained using a data table or an arithmetic expression. Although Ip is corrected, the correction may be performed in the process of obtaining the correspondence relationship 500.

すなわち、ピストン201の逐次の計測ストローク位置In毎に、移動速度によって補正した補正ストローク位置In′を求め、この補正ストローク位置In′と、磁力センサ301の検出信号(磁力;電圧値)Vnとの対応関係500に基づいて、ピーク位置Ipを求めてもよい。この場合には、ピストン201の各計測ストローク位置In毎に、ピストン201の移動速度を計測し、この移動速度に応じて補正ストローク位置In′を算出すればよい。   That is, for each successive measurement stroke position In of the piston 201, a correction stroke position In 'corrected by the moving speed is obtained, and the correction stroke position In' and a detection signal (magnetic force; voltage value) Vn of the magnetic sensor 301 are obtained. Based on the correspondence relationship 500, the peak position Ip may be obtained. In this case, the movement speed of the piston 201 may be measured for each measurement stroke position In of the piston 201, and the correction stroke position In ′ may be calculated according to this movement speed.

また、上述の実施例では、実際の原点位置通過速度Vを、各ピーク位置Ipa、Ipb間の距離と、これらピーク位置Ipa、Ipb間をピストン201が通過する時間とに基づいて、算出するようにしているが、回転センサ100で逐次計測されるストローク位置に基づいて、実際の原点位置通過速度Vを算出してもよい。たとえば、前回計測されたストローク位置と、今回計測されたストローク位置と、前回から今回までの時間差とに基づいて、実際の原点位置通過速度Vを算出することができる。   In the above-described embodiment, the actual origin position passage speed V is calculated based on the distance between the peak positions Ipa and Ipb and the time during which the piston 201 passes between the peak positions Ipa and Ipb. However, the actual origin position passing speed V may be calculated based on the stroke position sequentially measured by the rotation sensor 100. For example, the actual origin position passing speed V can be calculated based on the previously measured stroke position, the currently measured stroke position, and the time difference from the previous time to the current time.

また、上述した本第8実施例では、回転センサ100の検出結果から得られるストローク位置Ip(ピーク位置)を、ピストン201の移動速度Vに応じて補正して、この補正したストローク位置Ip′(補正ピーク位置)を、原点位置I0にリセットする場合を想定して説明したが、回転センサ100を設けない構成、回転センサ100の原点位置へのリセット処理を前提としない実施にも、本発明を適用することができる。たとえば、回転センサ100を設けずに、磁力センサ301(302)の検出信号に基づいてピストン201が特定の位置を通過したことを計測するような場合にも、その計測位置の補正に本発明を適用することができる。   In the eighth embodiment described above, the stroke position Ip (peak position) obtained from the detection result of the rotation sensor 100 is corrected according to the moving speed V of the piston 201, and this corrected stroke position Ip ′ ( The correction peak position) has been described on the assumption that it is reset to the origin position I0. However, the present invention is also applicable to a configuration in which the rotation sensor 100 is not provided, and an implementation that does not assume the reset processing of the rotation sensor 100 to the origin position. Can be applied. For example, when the rotation sensor 100 is not provided and the fact that the piston 201 has passed a specific position is measured based on the detection signal of the magnetic force sensor 301 (302), the present invention is used to correct the measurement position. Can be applied.

すなわち、本発明としては、磁力がシリンダチューブ250内部を通過するときの遅れを補償して、リセットセンサ301、302で検出される位置を補正することができるものであればよい。   In other words, the present invention only needs to compensate for the delay when the magnetic force passes through the cylinder tube 250 and correct the position detected by the reset sensors 301 and 302.

なお、第5実施例〜第8実施例では、検出媒体は磁石(磁力)であることを前提に説明したが、検出媒体は必ずしも磁石(磁力)である必要はなく、たとえば図8(a)に示すごとく、原点位置でピークとなるように物理量が変化する検出媒体であればよい。たとえば検出媒体を音波とし、超音波センサで音波を検出する場合にも第5実施例〜第8実施例に係る本発明を適用することができる。   In the fifth to eighth embodiments, the description has been made on the assumption that the detection medium is a magnet (magnetic force). However, the detection medium is not necessarily a magnet (magnetic force). For example, FIG. As shown in FIG. 4, any detection medium whose physical quantity changes so as to have a peak at the origin position may be used. For example, when the detection medium is a sound wave and the sound wave is detected by an ultrasonic sensor, the present invention according to the fifth to eighth embodiments can be applied.

図1(a)、(b)は、シリンダと回転センサとリセットセンサの関係を説明するために用いたシリンダチューブの断面図である。1A and 1B are cross-sectional views of a cylinder tube used for explaining the relationship among a cylinder, a rotation sensor, and a reset sensor. 図2(a)、(b)、(c)、(d)は、第1実施例のリセットセンサの構成を示す図である。FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D are diagrams showing the configuration of the reset sensor of the first embodiment. 図3(a)、(b)は、磁力線の経路を概念的に本実施例と比較例とを対比して示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams conceptually showing the path of the lines of magnetic force in contrast between the present example and the comparative example. 図4は、第2実施例を例示する図で、バンドなしで、ひさしを、シリンダチューブの外周に固定する装着例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the second embodiment, and is a diagram illustrating a mounting example in which the eaves are fixed to the outer periphery of the cylinder tube without a band. 図5は、第2実施例を例示する図で、バンド以外の装着部材で、ひさしを、シリンダチューブの外周に固定する装着例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the second embodiment, and is a diagram illustrating a mounting example in which the eaves are fixed to the outer periphery of the cylinder tube with a mounting member other than the band. 図6(a)、(b)、(c)、(d)は、第3実施例を例示する図で、磁力センサの一部を覆うひさしを構成を示した図である。FIGS. 6A, 6 </ b> B, 6 </ b> C, and 6 </ b> D are diagrams illustrating the third embodiment, and are diagrams illustrating a configuration of an eaves that covers a part of the magnetic sensor. 図7(a)、(b)(c)は第4実施例の構成図である。FIGS. 7A, 7B and 7C are configuration diagrams of the fourth embodiment. 図8(a)、(b)は第5実施例を説明する図である。FIGS. 8A and 8B are views for explaining the fifth embodiment. 図9(a)、(b)は第5実施例の比較例を示した図である。FIGS. 9A and 9B are views showing a comparative example of the fifth embodiment. 図10は第5実施例のアルゴリズムを例示する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an algorithm of the fifth embodiment. 図11(a)、(b)、(c)は図10の処理内容を説明する図である。FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams for explaining the processing contents of FIG. 図12(a)、(b)は第6実施例を説明する図である。FIGS. 12A and 12B are views for explaining the sixth embodiment. 図13(a)、(b)、(c)、(d)は第7実施例の比較例を説明する図である。FIGS. 13A, 13B, 13C, and 13D are diagrams for explaining a comparative example of the seventh embodiment. 図14(a)、(b)、(c)は第7実施例の比較例を説明する図で、図14(d)、(e)は第7実施例の合成信号の特徴を説明する図である。14A, 14B, and 14C are diagrams for explaining a comparative example of the seventh embodiment, and FIGS. 14D and 14E are diagrams for explaining characteristics of the synthesized signal of the seventh embodiment. It is. 図15(a)、(b)は第7実施例における信号処理を説明する図である。FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining signal processing in the seventh embodiment. 図16は第7実施例のアルゴリズムを例示する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an algorithm of the seventh embodiment. 図17(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は図16の処理内容を説明する図である。FIGS. 17A, 17B, 17C, 17D, 17E, and 17F are diagrams for explaining the processing contents of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 回転センサ 201 ピストン 202 ロッド 250 シリンダチューブ 300 301、302 磁力センサ(リセットセンサ) 310 ひさし 320 バンド 350 磁石 400 演算処理部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Rotation sensor 201 Piston 202 Rod 250 Cylinder tube 300 301, 302 Magnetic force sensor (reset sensor) 310 Eave 320 Band 350 Magnet 400 Arithmetic processing part

Claims (5)

シリンダチューブ(250)内部を直動する直動部材(201、202)の位置を計測するシリンダの位置計測装置において、
前記直動部材のストローク位置を検出するストローク位置センサ(100)と、
前記直動部材(201)に設けられた検出媒体(350)と、
前記シリンダチューブ(250)の外側に、前記直動部材(201、202)の原点位置に対応して設けられ、前記検出媒体(350)からの距離に応じて検出レベルが変化する検出信号を出力するセンサであって、前記直動部材(201、202)が前記原点位置に達したときに検出レベルがピーク値となる検出信号を出力するリセットセンサ(301、302)と、
横軸および縦軸のうち一方の軸を前記ストローク位置センサ(100)で検出されるストローク位置とし、他方の軸を前記リセットセンサ(301、302)から出力される検出信号として、両者の対応関係を示すカーブを求め、
前記カーブの頂点に対応する検出ストローク位置を、前記原点位置にリセットする演算処理手段(400)と
を備えたことを特徴とするシリンダの位置計測装置。
In the cylinder position measuring device for measuring the position of the linear motion member (201, 202) that linearly moves inside the cylinder tube (250),
A stroke position sensor (100) for detecting a stroke position of the linear motion member;
A detection medium (350) provided on the linear motion member (201);
A detection signal is provided on the outside of the cylinder tube (250) corresponding to the origin position of the linear motion member (201, 202), and the detection level changes according to the distance from the detection medium (350). A reset sensor (301, 302) that outputs a detection signal whose detection level reaches a peak value when the linear motion member (201, 202) reaches the origin position;
One of the horizontal axis and the vertical axis is a stroke position detected by the stroke position sensor (100), and the other axis is a detection signal output from the reset sensor (301, 302). Find the curve showing
A cylinder position measuring device comprising: an arithmetic processing means (400) for resetting a detected stroke position corresponding to a vertex of the curve to the origin position.
前記演算処理手段(400)は、
前記直動部材(201、202)を2回ストロークさせて、前記対応関係を示す2つのカーブを求め、当該2つのカーブのずれ量に基づいて、前記カーブの頂点に対応する検出ストローク位置を求め、この検出ストローク位置を、原点位置にリセットするものであることを特徴とする請求項1記載のシリンダの位置計測装置。
The arithmetic processing means (400)
The linear motion member (201, 202) is stroked twice to obtain two curves indicating the correspondence, and based on the deviation amount of the two curves, a detected stroke position corresponding to the vertex of the curve is obtained. 2. The cylinder position measuring apparatus according to claim 1, wherein the detected stroke position is reset to an origin position.
前記演算処理手段(400)は、前記直動部材(201、202)が前記原点位置を通過するときの移動速度の各大きさ毎に、移動速度と、前記原点位置の補正量との対応関係を予め求めておき、
前記直動部材(201、202)が前記リセットセンサ(301、302)を通過するときの実際の移動速度を計測し、計測した実際の移動速度に対応する前記原点位置の補正量を前記対応関係から求め、
この求められた前記原点位置の補正量によって、前記カーブの頂点に対応する検出ストローク位置を補正することを特徴とする請求項1または2記載のシリンダの位置計測装置。
The arithmetic processing means (400) has a correspondence relationship between the movement speed and the correction amount of the origin position for each magnitude of the movement speed when the linear motion members (201, 202) pass through the origin position. Is obtained in advance,
The actual movement speed when the linear motion member (201, 202) passes through the reset sensor (301, 302) is measured, and the correction amount of the origin position corresponding to the measured actual movement speed is the correspondence relationship. From
3. The cylinder position measuring apparatus according to claim 1, wherein the detected stroke position corresponding to the vertex of the curve is corrected based on the obtained correction amount of the origin position.
前記リセットセンサ(301、302)は、
前記シリンダチューブ(250)の外側に、前記直動部材(201、202)の直動方向に沿って所定距離離間されて設けられた2つのリセットセンサ(301、302)であって、これら2つのリセットセンサ(301、302)は、極性が異なる検出信号を出力するものであり、
前記演算処理手段(400)は、
前記2つのリセットセンサ(301、302)の検出信号を合成した信号に基づいて演算処理を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のシリンダの位置計測装置。
The reset sensor (301, 302)
Two reset sensors (301, 302) provided on the outside of the cylinder tube (250) and spaced apart from each other by a predetermined distance along the linear motion direction of the linear motion members (201, 202). The reset sensors (301, 302) output detection signals having different polarities,
The arithmetic processing means (400)
Position measuring device of the cylinder according to any of claims 1 to 3, characterized in that the arithmetic processing based on the signal acquired by combining the detection signals of the two reset sensors (301, 302).
シリンダチューブ(250)内部を直動する直動部材(201、202)の位置を計測するシリンダの位置計測装置において、
前記直動部材(201)に設けられた検出媒体(350)と、
前記シリンダチューブ(250)の外側の既知の特定位置に設けられ、前記検出媒体(350)からの距離に応じて変化する磁力を、前記直動部材(201、202)の位置として検出するセンサ(301、302)と、
磁力が前記シリンダチューブ(250)内部を通過するときの遅れを補償して、前記センサ(301、302)で検出される位置を補正する演算処理手段(400)と
を備えたことを特徴とするシリンダの位置計測装置。
In the cylinder position measuring device for measuring the position of the linear motion member (201, 202) that linearly moves inside the cylinder tube (250),
A detection medium (350) provided on the linear motion member (201);
A sensor (provided at a known specific position outside the cylinder tube (250)) that detects a magnetic force that changes according to a distance from the detection medium (350) as a position of the linear motion member (201, 202). 301, 302),
Computational processing means (400) for compensating for a delay when the magnetic force passes through the cylinder tube (250) and correcting a position detected by the sensors (301, 302). Cylinder position measuring device.
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