JP4640113B2 - Displacement detection device - Google Patents

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Description

本発明は、相対変位する2部材の相対変位量を検出する変位量検出装置に関するものである。   The present invention relates to a displacement amount detection device that detects a relative displacement amount of two members that undergo relative displacement.

相対変位する2部材の相対変位量を検出する装置としては、例えば、ひずみゲージを用いたものがある(例えば、特許文献1参照)。ここで、ひずみゲージは、異方性を有している。従って、検出したい方向の相対変位量を検出できるようにひずみゲージを配置することで、所定の方向の相対変位量を検出することができる。   As an apparatus for detecting the relative displacement amount of the two members that are relatively displaced, for example, there is one using a strain gauge (see, for example, Patent Document 1). Here, the strain gauge has anisotropy. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined direction can be detected by arranging the strain gauge so that the relative displacement amount in the direction to be detected can be detected.

ところで、従来から、ゴム中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたゴムセンサが知られている(例えば、特許文献2参照)。このゴムセンサが圧縮された場合には、分散された導電性粒子が近接するので、ゴムセンサの抵抗値が小さくなる。一方、ゴムセンサが引張られた場合には、導電性粒子が離れるので、ゴムセンサの抵抗値は大きくなる。このように、ゴムセンサの状態に応じてゴムセンサの抵抗値が異なることを利用することで、ゴムセンサが取り付けられた部材の物理量を検出することができるとされている。
特開2005−134220号公報 特開平4−283602号公報
Conventionally, a rubber sensor in which conductive particles such as metal powder are dispersed in rubber is known (see, for example, Patent Document 2). When this rubber sensor is compressed, the dispersed conductive particles come close to each other, so that the resistance value of the rubber sensor becomes small. On the other hand, when the rubber sensor is pulled, the conductive particles are separated, so that the resistance value of the rubber sensor increases. Thus, it is supposed that the physical quantity of the member to which the rubber sensor is attached can be detected by utilizing the fact that the resistance value of the rubber sensor varies depending on the state of the rubber sensor.
JP-A-2005-134220 JP-A-4-283602

しかし、ゴムセンサなどの粘弾性部材は、ひずみゲージとは異なり、異方性を有していない。つまり、ゴムセンサが例えば圧縮変形又は引張変形をする場合において、どの方向に圧縮変形又は引張変形をしたのかを判断することができない。従って、2部材が複数方向へ相対変位する場合に、従来のゴムセンサを用いたとしても、2部材の特定方向への相対変位量を検出することはできない。   However, unlike a strain gauge, a viscoelastic member such as a rubber sensor does not have anisotropy. That is, in the case where the rubber sensor undergoes, for example, compression deformation or tensile deformation, it cannot be determined in which direction the compression deformation or tensile deformation has occurred. Therefore, when the two members are relatively displaced in a plurality of directions, even if a conventional rubber sensor is used, the relative displacement amount in the specific direction of the two members cannot be detected.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ゴムセンサなどの粘弾性部材を用いて、相対変位する2部材の相対変位量を検出することができる変位量検出装置を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, and provides the displacement amount detection apparatus which can detect the relative displacement amount of two members to be displaced relatively using viscoelastic members, such as a rubber sensor. For the purpose.

本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、第2部材は第1部材に対して基準位置から直交3軸のうち所定軸方向へ相対変位可能であると共に、直交3軸のうち所定軸方向とは異なる軸方向への相対移動および相対回転のうち少なくとも1つの相対変位可能であり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定方向への相対変位量を検出する変位量検出装置であって、第1の導電性粘弾性部材と、第2の導電性粘弾性部材と、ホイーストン・ブリッジ回路と、電源と、検出部と、変形吸収材とを備えることを特徴とする。 In the displacement amount detection device of the present invention, the second member is disposed away from the first member, and the second member is relative to the first member in a predetermined axial direction among three orthogonal axes from the reference position. It is possible to displace and at least one relative displacement in relative movement and relative rotation in an axial direction different from a predetermined axial direction among the three orthogonal axes, and the second member is moved from the reference position with respect to the first member. A displacement amount detection device for detecting a relative displacement amount in a predetermined direction from a reference position of a second member with respect to a first member in the case of relative displacement in a predetermined axial direction, comprising: a first conductive viscoelastic member; 2 conductive viscoelastic members, a Wheatstone bridge circuit, a power source, a detector, and a deformation absorber .

ここで、第1の導電性粘弾性部材は、第1部材と第2部材とを弾性連結、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする部材である。この第1の導電性粘弾性部材は、例えば、粘弾性部材の中に金属粉末等の導電性粒子が分散されたものなどである。粘弾性材とは、ゴム、シリコン、エラストマー、ゲルなどである。 Here, the first conductive viscoelastic member has a first member and a second member elastically coupled, Ri Do a conductive viscoelastic material whose impedance varies according to the deformation, with respect to the first member it is a member you tensile deformation or compression deformation when the second member is relatively displaced from the reference position to the predetermined axis direction. The first conductive viscoelastic member is, for example, a material in which conductive particles such as metal powder are dispersed in a viscoelastic member. The viscoelastic material is rubber, silicon, elastomer, gel or the like.

第2の導電性粘弾性部材は、第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなる。さらに、この第2の導電性粘弾性部材は、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位した場合に、第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする部材である。ここで、引張変形の逆対称は圧縮変形を意味し、圧縮変形の逆対称は引張変形を意味する。つまり、第1の導電性粘弾性部材が引張変形する場合には、第2の導電性粘弾性部材が圧縮変形される。また、第1の導電性粘弾性部材が圧縮変形する場合には、第2の導電性粘弾性部材が引張変形される。 The second conductive viscoelastic member, the first member and the second member elastically coupled so as to be parallel with the first conductive viscoelastic member, the conductive viscous impedance changes according to the deformation Made of elastic material. Furthermore, the second conductive viscoelastic member is resistant to tensile and compressive deformation of the first conductive viscoelastic member when the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to the first member. This is a member that undergoes anti-symmetric tensile compression deformation. Here, the reverse symmetry of tensile deformation means compression deformation, and the reverse symmetry of compression deformation means tensile deformation. That is, when the first conductive viscoelastic member undergoes tensile deformation, the second conductive viscoelastic member is compressed and deformed. Further, when the first conductive viscoelastic member is compressively deformed, the second conductive viscoelastic member is tensile deformed.

ホイーストン・ブリッジ回路は、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される回路である。ここで、ホイーストン・ブリッジ回路とは、4つのインピーダンスにより形成される回路である。具体的には、第1インピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した第1ハーフブリッジ回路と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとを直列接続した第2ハーフブリッジ回路とから構成される。そして、第1ハーフブリッジと第2ハーフブリッジとは、並列接続されている。さらに、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点とが、接続されている。そして、第1〜第4インピーダンスのうち選択された2個のインピーダンスが、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとされている。なお、上記において、インピーダンスと称したが、交流電流が流れる場合にはインピーダンスとなるが、直流電流が流れる場合には抵抗に相当することになる。つまり、本発明におけるインピーダンスとは、直流電流が流れる場合における抵抗を含む概念である。   The Wheatstone bridge circuit is a circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Here, the Wheatstone bridge circuit is a circuit formed by four impedances. Specifically, it comprises a first half bridge circuit in which a first impedance and a third impedance are connected in series, and a second half bridge circuit in which a second impedance and a fourth impedance are connected in series. The first half bridge and the second half bridge are connected in parallel. Furthermore, an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance are connected. Two impedances selected from the first to fourth impedances are the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member. In the above description, the impedance is referred to. When an alternating current flows, the impedance is used. However, when a direct current flows, the impedance corresponds to a resistance. That is, the impedance in the present invention is a concept including a resistance when a direct current flows.

電源は、ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する。つまり、電源は、ホイーストン・ブリッジ回路を構成する第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各両端にブリッジ入力電圧を印加する。この電源は、直流電源であってもよし、交流電源であってもよい。   The power supply applies a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit. In other words, the power supply applies a bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit constituting the Wheatstone bridge circuit. This power source may be a DC power source or an AC power source.

検出部は、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出する。ここで、ブリッジ出力電圧とは、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点との電圧差である。つまり、検出部は、この電圧差に基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定方向への相対変位量を検出する。
変形吸収材は、第1部材及び/又は第2部材と第1の導電性粘弾性部材との間、並びに、第1部材及び/又は第2部材と第2の導電性粘弾性部材との間に配置され、且つ、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さなバネ定数からなる。
そして、第2の導電性粘弾性部材と第1の導電性粘弾性部材とは、第2部材を挟むように、第1の導電性粘弾性部材に対して所定軸方向に対向配置される。
The detection unit detects a relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member based on the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit. Here, the bridge output voltage is a voltage difference between an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance. That is, the detection unit detects a relative displacement amount in the predetermined direction from the reference position of the second member with respect to the first member based on the voltage difference.
The deformation absorber is between the first member and / or the second member and the first conductive viscoelastic member, and between the first member and / or the second member and the second conductive viscoelastic member. And a spring constant smaller than that of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member.
Then, the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are disposed to face the first conductive viscoelastic member in a predetermined axial direction so as to sandwich the second member.

上述したように構成される変位量検出装置は、以下のように動作する。まず、第1部材と第2部材とが相対変位することにより、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が引張圧縮変形をする。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材の一方が引張変形し、他方が圧縮変形する。つまり、この場合には、引張変形をする導電性粘弾性部材のインピーダンスは大きくなる。一方、圧縮変形をする導電性粘弾性部材のインピーダンスは小さくなる。 The displacement amount detection apparatus configured as described above operates as follows. First, when the first member and the second member are relatively displaced, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member undergo tensile deformation. In particular, when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, one of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member is tensilely deformed and the other is compressed. Deform. That is, in this case, the impedance of the conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation increases. On the other hand, the impedance of the conductive viscoelastic member that undergoes compressive deformation is reduced.

ここで、上述したように、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧は、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点との電圧差である。そして、第1〜第4インピーダンスのうち選択された2個のインピーダンスが、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスである。   Here, as described above, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit is a voltage difference between an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance. The two impedances selected from the first to fourth impedances are the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member.

従って、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスがそれぞれ大小異なる変化をすることにより、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧が変化する。このように変化するブリッジ出力電圧に基づき、検出部は第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。 Therefore, when the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member change in magnitude, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit changes. Based on the bridge output voltage that changes in this way, the detection unit can detect the amount of relative displacement in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member.

一方、第1部材に対して第2部材が上述した所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材との両方が、同じ変形をすることがある。例えば、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、共に引張変形をしたり、共に圧縮変形をしたりすることがある。このように、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の何れもが同じ変形をする場合には、それぞれのインピーダンスは同じように変化する。つまり、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが、それぞれ大小異なる変化をしない。この場合、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧は、変化しないようにできる。 On the other hand, when the second member is relatively displaced with respect to the first member in a direction different from the predetermined axial direction described above, both the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are The same deformation may occur. For example, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member may both undergo tensile deformation or compressive deformation together. In this way, when both the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner, the respective impedances change in the same manner. That is, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member do not change different from each other. In this case, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit can be prevented from changing.

なお、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合に、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とが同じ変形をしないような場合もある。このような場合であっても、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧の変化と、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧の変化とは、異なる挙動となる。 When the second member is relatively displaced with respect to the first member in a direction different from the predetermined axial direction , the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member do not deform the same. In some cases. Even in such a case, the change in the bridge output voltage when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, and the second member is in the predetermined axial direction with respect to the first member. A change in the bridge output voltage in the case of relative displacement in different directions behaves differently.

このように、上述した何れの場合であっても、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧と、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧とが、それぞれ異なる挙動を示す。従って、このような挙動を示すブリッジ出力電圧を利用することで、第1部材に対する第2部材が所定軸方向への相対変位量を抽出することができる。
特に、第2の導電性粘弾性部材と第1の導電性粘弾性部材とが、第2部材を挟むように、第1の導電性粘弾性部材に対して所定軸方向に対向配置されるようにしている。つまり、第1の導電性粘弾性部材の一端側と第2の導電性粘弾性部材の一端側との間に、第2部材が配置されることになる。そして、第1の導電性粘弾性部材の他端側及び第2の導電性粘弾性部材の他端側が、第1部材に連結されている。さらに、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とを結ぶ直線が、所定軸方向となるようにされている。
これにより、第1部材に対して第2部材が所定軸方向に相対変位した場合には、確実に第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材の何れか一方が圧縮変形をし、他方が引張変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸方向に相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスの差は、変化する。そして、第1部材に対して第2部材が所定軸に直交する方向へ相対変位する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が同じ変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸に直交する方向へ相対変位する場合には、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差は変化しない。さらに、第1部材に対して第2部材が所定軸回り又は所定軸に直交する軸回りに回転する場合にも、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が同じ変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸回り又は所定軸に直交する軸回りに回転する場合にも、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差は変化しない。
つまり、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材との間に第2部材を配置するようにすることで、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ相対変位する場合であっても、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を確実に検出することができる。すなわち、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向への相対変位に影響を受けることなく、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。
また、変形吸収材を備えることにより、第1部材に対して第2部材が大きく変位するような場合には、変形吸収材が大きく変形し、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の変形量を小さくすることができる。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ変位する場合に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が受ける影響を小さくすることができる。そして、変形吸収材のバネ定数が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さくすることで、変形吸収材の変形が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材へほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。従って、より確実に検出対象である第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。
Thus, in any case described above, the bridge output voltage when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, and the second member is the predetermined axis with respect to the first member. The bridge output voltage in the case of relative displacement in a direction different from the direction exhibits different behaviors. Therefore, by using the bridge output voltage exhibiting such behavior, the relative displacement amount of the second member relative to the first member in the predetermined axial direction can be extracted.
In particular, the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are arranged to face the first conductive viscoelastic member in a predetermined axial direction so as to sandwich the second member. I have to. That is, the second member is disposed between one end side of the first conductive viscoelastic member and one end side of the second conductive viscoelastic member. The other end side of the first conductive viscoelastic member and the other end side of the second conductive viscoelastic member are connected to the first member. Further, a straight line connecting the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member is set to a predetermined axial direction.
Accordingly, when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, either the first conductive viscoelastic member or the second conductive viscoelastic member is surely compressed and deformed. And the other undergoes tensile deformation. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in the predetermined axial direction, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member changes. . When the second member is displaced relative to the first member in a direction perpendicular to the predetermined axis, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in a direction perpendicular to the predetermined axis, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member. Does not change. Furthermore, even when the second member rotates about a predetermined axis or about an axis orthogonal to the predetermined axis with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner. do. Therefore, even when the second member rotates about the predetermined axis or about the axis orthogonal to the predetermined axis with respect to the first member, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member The difference from the impedance does not change.
That is, by arranging the second member between the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the second member is located in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member. Even in the case of relative displacement in the direction, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be reliably detected. That is, the relative displacement in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected without being affected by the relative displacement in the direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member. can do.
Further, by providing the deformation absorbing material, when the second member is largely displaced with respect to the first member, the deformation absorbing material is greatly deformed, and the first conductive viscoelastic member and the second conductive material are deformed. The amount of deformation of the viscous viscoelastic member can be reduced. In particular, when the second member is displaced in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member, it is possible to reduce the influence of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. . Then, by making the spring constant of the deformation absorbent smaller than the spring constant of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the deformation of the deformation absorbent is changed to the first conductive viscoelastic member. The elastic member and the second conductive viscoelastic member can be hardly affected. Accordingly, it is possible to more reliably detect the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member to be detected.

ここで、ホイーストン・ブリッジ回路において、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスは、以下のようにするとよい。   Here, in the Wheatstone bridge circuit, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member may be as follows.

まず、第1部材に対して第2部材が基準位置に位置している場合において第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスは、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと略同一とする。さらに、ホイーストン・ブリッジ回路は、以下に示す第1ハーフブリッジ回路と第2ハーフブリッジ回路とを備えるようにする。この第1ハーフブリッジ回路は、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した回路である。第2ハーフブリッジ回路は、第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスに略同一インピーダンスの第4インピーダンスとを直列接続している。さらに、第2ハーフブリッジ回路は、第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが直接接続されるように、第1ハーフブリッジ回路に並列接続される。さらには、第2ハーフブリッジ回路の第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第4インピーダンスとの中間点が、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとの中間点に接続される。そして、この場合に、電源は、第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各両端にブリッジ入力電圧を印加し、ブリッジ出力電圧は、第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各中間点の電圧差であるとする。   First, when the second member is located at the reference position with respect to the first member, the impedance of the second conductive viscoelastic member is substantially the same as the impedance of the first conductive viscoelastic member. Further, the Wheatstone bridge circuit includes a first half bridge circuit and a second half bridge circuit described below. The first half-bridge circuit is a circuit in which the impedance of the first conductive viscoelastic member and the third impedance are connected in series. The second half-bridge circuit connects in series the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance that is substantially the same impedance as the third impedance. Further, the second half-bridge circuit is connected in parallel to the first half-bridge circuit so that the impedance of the second conductive viscoelastic member and the impedance of the first conductive viscoelastic member are directly connected. Furthermore, an intermediate point between the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance of the second half bridge circuit is connected to an intermediate point between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the third impedance. The In this case, the power source applies a bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit, and the bridge output voltage is set between the first half bridge circuit and the second half bridge circuit. It is assumed that the voltage difference is a point.

これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、ブリッジ出力電圧である電圧差に直接的に現われることになる。ここで、第1部材に対して第2部材が所定方向へ相対変位した場合には、上述したように、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスがそれぞれ大小異なる変化をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定方向へ相対変位した場合には、ブリッジ出力電圧は、非常に大きな値となる。これに対して、第1部材に対して第2部材が所定方向とは異なる方向へ相対変位した場合には、ブリッジ出力電圧は、比較的小さな値となる。従って、このようなブリッジ出力電圧を利用することで、確実に、第1部材に対する第2部材が所定方向への相対変位量を抽出することができる。   As a result, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member appears directly in the voltage difference that is the bridge output voltage. Here, when the second member is relatively displaced in the predetermined direction with respect to the first member, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member are as described above. Each changes differently. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in a predetermined direction, the bridge output voltage has a very large value. On the other hand, when the second member is displaced relative to the first member in a direction different from the predetermined direction, the bridge output voltage has a relatively small value. Therefore, by using such a bridge output voltage, it is possible to reliably extract the amount of relative displacement of the second member with respect to the first member in the predetermined direction.

また、検出部が第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにするとよい。これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量に、より確実に対応することになる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。   Further, when the detection unit detects the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are: It is preferable to have substantially the same impedance when substantially the same deformation is performed. Thereby, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member is a relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member. It will respond more reliably. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.

この場合、さらに、第2の導電性粘弾性部材が、第1の導電性粘弾性部材と略同一材質であり、所定軸方向に垂直な面に対して第1の導電性粘弾性部材と略面対称な形状からなるようにするとよい。つまり、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とは、略同一材質からなり、第2部材を挟んで略面対称な形状となっている。これにより、より確実に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにすることができる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。   In this case, the second conductive viscoelastic member is substantially the same material as the first conductive viscoelastic member, and is substantially the same as the first conductive viscoelastic member with respect to a plane perpendicular to the predetermined axial direction. It is preferable to have a plane-symmetric shape. That is, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are made of substantially the same material, and have substantially plane symmetry with the second member interposed therebetween. Accordingly, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member can be made to have substantially the same impedance when deformed in substantially the same manner. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.

これにより、第1部材に対して第2部材が大きく変位するような場合には、変形吸収材が大きく変形し、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の変形量を小さくすることができる。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ変位する場合に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が受ける影響を小さくすることができる。そして、変形吸収材のバネ定数が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さくすることで、変形吸収材の変形が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材へほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。従って、より確実に検出対象である第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。   Thereby, when the second member is largely displaced with respect to the first member, the deformation absorbing material is greatly deformed, and the deformation amount of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can be reduced. In particular, when the second member is displaced in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member, it is possible to reduce the influence of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. . Then, by making the spring constant of the deformation absorbent smaller than the spring constant of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the deformation of the deformation absorbent is changed to the first conductive viscoelastic member. The elastic member and the second conductive viscoelastic member can be hardly affected. Accordingly, it is possible to more reliably detect the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member to be detected.

また、本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、第2部材は第1部材に対して基準位置から所定軸回りの回転方向及び直交3軸のうち1以上の軸方向に相対変位可能であり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置と適用することができる。 Further, in the displacement amount detection device of the present invention, the second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member rotates relative to the first member from the reference position and is orthogonal to the predetermined axis. When the second member is relatively displaceable in one or more of the three axes and the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position, the second member with respect to the first member The present invention can be applied to a displacement amount detection device that detects a relative displacement amount in a rotation direction around a predetermined axis from the reference position.

そして、この場合、以下のような構成とすることで、第1部材に対して第2部材が所定軸回りへの回転方向以外の方向(例えば、所定軸以外の軸回りの回転方向及び軸方向など)へ相対変位する場合であっても、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を確実に検出することができる。すなわち、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度のみを確実に抽出することができる。   In this case, with the following configuration, the second member is in a direction other than the rotation direction around the predetermined axis with respect to the first member (for example, the rotation direction and the axial direction around the axis other than the predetermined axis). Even when the relative displacement is performed, the relative displacement amount in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member can be reliably detected. That is, it is possible to reliably extract only the relative rotation angle in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member with respect to the first member.

具体的には、本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置であって、第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位した場合に第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなる1以上の第3の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される第1ホイーストン・ブリッジ回路と、第1の導電性粘弾性部材、第2の導電性粘弾性部材及び第3の導電性粘弾性部材の中から、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の組み合わせ以外の選択された2個の導電性粘弾性部材により形成された1以上の第2ホイーストン・ブリッジ回路と、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する検出部とを備える。
そして、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路の合計回路数は、第1部材に対して第2部材が軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した所定数以上に設定される。例えば、第1部材に対して第2部材が所定軸回りの回転方向と直交3軸方向へ相対変位可能な場合には、例えば、1個の第1ホイーストン・ブリッジ回路と、3個の第2ホイーストン・ブリッジ回路とを備えるようにする。
Specifically, the displacement amount detection device of the present invention provides a reference for the second member relative to the first member when the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position. A displacement amount detecting device for detecting a relative displacement amount in a rotational direction from a position around a predetermined axis, wherein the first member and the second member are elastically connected, and the conductive viscoelasticity whose impedance changes according to deformation A first conductive viscoelastic member made of a material, which undergoes tensile deformation or compression deformation when the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position; The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the conductive viscoelastic member, and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes in accordance with the deformation. The phase of the rotation direction of the member around the specified axis from the reference position A second conductive viscoelastic member that undergoes tensile and compressive deformation that is inversely symmetric with respect to the tensile and compressive deformation of the first conductive viscoelastic member when displaced, the first conductive viscoelastic member, and the second conductive material; One or more third conductive viscoelastic materials made of a conductive viscoelastic material that elastically connects the first member and the second member so as to be in parallel with the elastic viscoelastic member and whose impedance changes according to deformation. A first Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the elastic member, the first conductive viscoelastic member, and the second conductive viscoelastic member; the first conductive viscoelastic member; Formed by two selected conductive viscoelastic members other than the combination of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member among the viscoelastic member and the third conductive viscoelastic member One or more second Wheatstone bridge circuits, and A power source for applying a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit, and a second power for the first member based on the bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit. A detection unit that detects a relative displacement amount in a rotation direction around a predetermined axis from a reference position of the member.
The total number of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit is equal to or greater than a predetermined number obtained by adding 1 to the number of directions in which the second member can be displaced relative to the first member in the axial direction. Is set. For example, when the second member can be displaced relative to the first member in the three axial directions orthogonal to the rotational direction around the predetermined axis, for example, one first Wheatstone bridge circuit and three first members 2 Wheatstone bridge circuit.

さらに、検出部は、基準電圧ベクトル記憶部と、実電圧ベクトル検出部と、寄与度算出部と、変位量算出部とを備える。基準電圧ベクトル記憶部は、第1部材に対する第2部材のそれぞれの方向への相対変位に応じて出力される前記所定数以上のブリッジ出力電圧である基準電圧ベクトルを予め記憶する。実電圧ベクトル検出部は、実際の第1部材に対する第2部材の相対変位に応じて出力される前記所定数以上のブリッジ出力電圧である実電圧ベクトルを検出する。寄与度算出部は、基準電圧ベクトル及び実電圧ベクトルに基づき、実電圧ベクトルに含まれる所定軸回りの回転方向及び軸方向それぞれの成分に関する寄与度を算出する。変位量算出部は、所定軸回りの回転方向の成分に関する寄与度及び基準電圧ベクトル記憶部に記憶された所定軸回りの回転方向に関する基準電圧ベクトルに基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対変位量を算出する。   The detection unit further includes a reference voltage vector storage unit, an actual voltage vector detection unit, a contribution calculation unit, and a displacement calculation unit. The reference voltage vector storage unit stores in advance a reference voltage vector which is the predetermined number or more of bridge output voltages output in accordance with the relative displacement of the second member in the respective directions with respect to the first member. The actual voltage vector detection unit detects an actual voltage vector that is a bridge output voltage of the predetermined number or more that is output according to the relative displacement of the second member with respect to the actual first member. The contribution calculation unit calculates contributions related to the rotation direction around the predetermined axis and the components in the axial direction included in the actual voltage vector based on the reference voltage vector and the actual voltage vector. The displacement amount calculation unit is configured to determine the reference position of the second member relative to the first member based on the contribution related to the rotation direction component around the predetermined axis and the reference voltage vector related to the rotation direction around the predetermined axis stored in the reference voltage vector storage unit. To calculate the relative displacement amount in the rotation direction around the predetermined axis.

また、検出部が第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対変位量を検出する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにするとよい。これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度に、より確実に対応することになる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度を検出することができる。   In addition, when the detection unit detects the relative displacement amount in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelasticity. It is preferable that the members have substantially the same impedance when subjected to substantially the same deformation. Thereby, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member is a relative rotation in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member. The angle will be handled more reliably. Accordingly, the relative rotation angle in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.

ここで、上述した本発明の変位量検出装置において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、それぞれ複数からなるようにしてもよい。例えば、第1部材に対して第2部材が直交3軸方向へ相対変位可能な場合において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材を3個ずつ備えるようにする。そして、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、第2部材を挟むように、直交3軸方向にそれぞれ対向配置する。そうすることで、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材により、第1部材に対する第2部材の基準位置から直交3軸方向への相対変位量を検出することができる。また、例えば、第1部材に対して第2部材が直交3軸回りの回転方向へ相対変位(相対回転)可能な場合において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材を少なくとも3個ずつ備えるようにする。そして、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、直交3軸回りの回転方向へ相対回転したそれぞれの場合に、逆対称の引張圧縮変形をするようにする。そうすることで、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材により、第1部材に対する第2部材の基準位置から直交3軸方向への相対回転角度を検出することができる。   Here, in the displacement detection device of the present invention described above, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member may each be composed of a plurality. For example, when the second member is relatively displaceable in the three orthogonal directions relative to the first member, three first conductive viscoelastic members and three second conductive viscoelastic members are provided. And each 1st electroconductive viscoelastic member and 2nd electroconductive viscoelastic member are each opposingly arranged in the orthogonal three-axis direction so that the 2nd member may be pinched | interposed. By doing so, the relative displacement amount in the orthogonal three-axis direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected by each of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can do. In addition, for example, when the second member can be relatively displaced (relatively rotated) in the rotation direction around three orthogonal axes with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. So that at least three are provided. And each 1st electroconductive viscoelastic member and 2nd electroconductive viscoelastic member are made to carry out an antisymmetric tension compression deformation in each case rotated relatively to the rotation direction of the orthogonal 3 axis | shafts. . By doing so, the relative rotation angle in the orthogonal three-axis direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected by each of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can do.

本発明の変位量検出装置によれば、異方性を有しないゴムセンサなどの粘弾性部材を用いて、相対変位する2部材の所定方向の相対変位量を検出することができる。   According to the displacement amount detection device of the present invention, it is possible to detect the relative displacement amount in the predetermined direction of the two members that are relatively displaced by using a viscoelastic member such as a rubber sensor having no anisotropy.

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.

(1)第1実施形態:軸方向の相対変位量を検出する変位量検出装置
第1実施形態の変位量検出装置30は、第1部材10に対して第2部材20が基準位置から所定軸方向へ変位した相対変位量を検出する装置である。第1実施形態の変位量検出装置30の構成について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分を示す図である。図2及び図3は、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分の動作を示す図である。図4は、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分を示す図である。ここで、第1実施形態の変位量検出装置30は、第1部材10に対して第2部材20が図1の上下方向へ変位した相対変位量を検出する装置としている。
(1) 1st Embodiment: Displacement amount detection apparatus which detects the relative displacement amount of an axial direction The displacement amount detection apparatus 30 of 1st Embodiment is the 2nd member 20 with respect to the 1st member 10, and a predetermined axis from a reference position. It is a device that detects the amount of relative displacement displaced in the direction. The configuration of the displacement amount detection device 30 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a mechanical component of a displacement amount detection device 30 according to the first embodiment. 2 and 3 are diagrams illustrating the operation of the mechanical components of the displacement amount detection device 30 of the first embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration portion of the displacement detection device 30 according to the first embodiment. Here, the displacement amount detection device 30 of the first embodiment is a device that detects a relative displacement amount in which the second member 20 is displaced in the vertical direction of FIG.

(1.1)第1部材10及び第2部材20の説明
まず、第1部材10及び第2部材20について、図1を参照して説明する。第1部材10は、略矩形形状の枠体である。そして、この第1部材10は、例えば、他の部材(図示せず)に固定された固定枠とする。第2部材20は、例えば略直方体形状からなり、第1部材10の枠状の中央に配置されている。ここで、第1部材10に対して第2部材20が図1の状態に存在する位置が、第1部材10に対する第2部材20の基準位置とする。また、第2部材20は、第1部材10の枠内において、第1部材10に対して図1の上下方向、左右方向、及び前後方向の直交3軸方向へ相対変位可能とされている。さらに、第2部材20は、第1部材10に対して僅かな角度だけ回転可能でもある。つまり、第2部材20は、基準位置から、図1の上下方向、左右方向、前後方向、及び回転方向へ変位可能である。
(1.1) Description of the 1st member 10 and the 2nd member 20 First, the 1st member 10 and the 2nd member 20 are demonstrated with reference to FIG. The first member 10 is a substantially rectangular frame. The first member 10 is, for example, a fixed frame fixed to another member (not shown). The second member 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape, for example, and is disposed at the center of the frame shape of the first member 10. Here, the position where the second member 20 exists in the state of FIG. 1 with respect to the first member 10 is the reference position of the second member 20 with respect to the first member 10. In addition, the second member 20 can be relatively displaced in the frame of the first member 10 with respect to the first member 10 in the three axis directions perpendicular to the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction of FIG. Further, the second member 20 can be rotated by a slight angle with respect to the first member 10. That is, the second member 20 can be displaced from the reference position in the up-down direction, the left-right direction, the front-rear direction, and the rotation direction in FIG.

(1.2)変位量検出装置30の機械構成部分についての説明
次に、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分について、図1〜図3を参照して説明する。図1に示すように、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分は、第1導電性粘弾性部材31と、第2導電性粘弾性部材32と、第1電極33と、第2電極34と、第3電極35と、第4電極36とから構成される。
(1.2) Description of Mechanical Component Part of Displacement Detection Device 30 Next, a mechanical component part of the displacement detection device 30 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the mechanical component of the displacement detection device 30 of the first embodiment includes a first conductive viscoelastic member 31, a second conductive viscoelastic member 32, a first electrode 33, It is composed of two electrodes 34, a third electrode 35, and a fourth electrode 36.

第1導電性粘弾性部材31は、略円柱状であって、導電性の粘弾性材からなる。導電性の粘弾性材とは、本実施形態においては、ゴム又はシリコン中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたものである。そして、この第1導電性粘弾性部材31の柱方向(図1の上下方向)の長さは、第2部材20が基準位置に位置する場合において、第1部材10の図1の上辺部分の内側面と第2部材20の図1の上側面との離間距離にほぼ等しい長さとしている。   The first conductive viscoelastic member 31 has a substantially cylindrical shape and is made of a conductive viscoelastic material. In the present embodiment, the conductive viscoelastic material is obtained by dispersing conductive particles such as metal powder in rubber or silicon. The length of the first conductive viscoelastic member 31 in the column direction (vertical direction in FIG. 1) is the length of the upper side portion in FIG. 1 of the first member 10 when the second member 20 is located at the reference position. The length is substantially equal to the distance between the inner side surface and the upper side surface of the second member 20 in FIG.

この第1導電性粘弾性部材31の上端面には、略円盤状の第1電極33が固定されている。そして、第1電極33は、第1部材10の図1の上辺部分の内側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第1導電性粘弾性部材31の上端面は、第1電極33を介して、第1部材10の図1の上辺部分の内側面に連結固定されている。また、第1導電性粘弾性部材31の下端面には、略円盤状の第2電極34が固定されている。そして、第2電極34は、第2部材20の図1の上側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第1導電性粘弾性部材31の下端面は、第2電極34を介して、第2部材20の図1の上側面に連結固定されている。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合には、第1導電性粘弾性部材31は、図1の上下方向に向かって延伸するように、第1部材10と第2部材20の間に配置されている。   A substantially disk-shaped first electrode 33 is fixed to the upper end surface of the first conductive viscoelastic member 31. And the 1st electrode 33 is being fixed to the center of the left-right direction of the inner surface of the upper side part of FIG. That is, the upper end surface of the first conductive viscoelastic member 31 is connected and fixed to the inner side surface of the upper side portion of FIG. 1 of the first member 10 via the first electrode 33. A substantially disk-shaped second electrode 34 is fixed to the lower end surface of the first conductive viscoelastic member 31. And the 2nd electrode 34 is being fixed to the center of the left-right direction of the upper surface of FIG. That is, the lower end surface of the first conductive viscoelastic member 31 is connected and fixed to the upper side surface of the second member 20 in FIG. Accordingly, when the second member 20 is located at the reference position, the first conductive viscoelastic member 31 extends from the first member 10 and the second member 20 so as to extend in the vertical direction of FIG. It is arranged between.

そして、第1導電性粘弾性部材31は、第2部材20が基準位置から変位することに伴って変形する。つまり、第1導電性粘弾性部材31は、第2部材20の基準位置からの変位方向に応じて、圧縮変形をしたり、引張変形をしたりする。ここで、第2部材20が基準位置に位置する場合における第1導電性粘弾性部材31の状態を第1導電性粘弾性部材31の基準状態という。   The first conductive viscoelastic member 31 is deformed as the second member 20 is displaced from the reference position. That is, the first conductive viscoelastic member 31 is subjected to compression deformation or tensile deformation according to the displacement direction from the reference position of the second member 20. Here, the state of the first conductive viscoelastic member 31 when the second member 20 is located at the reference position is referred to as a reference state of the first conductive viscoelastic member 31.

また、第1導電性粘弾性部材31のうち第1電極33と第2電極34との間の抵抗(又は、インピーダンス)R1(以下、「第1抵抗R1」という)は、第1導電性粘弾性部材31の変形に応じて異なる。具体的には、第1導電性粘弾性部材31が基準状態から圧縮変形をする場合には、当該第1抵抗R1は小さくなる。これは、第1導電性粘弾性部材31内に分散されている導電性粒子間が近接することによるものである。一方、第1導電性粘弾性部材31が基準状態から引張変形をする場合には、当該第1抵抗R1は大きくなる。これは、第1導電性粘弾性部材31内に分散されている導電性粒子間が拡大することによるものである。   In addition, the resistance (or impedance) R1 (hereinafter referred to as “first resistance R1”) between the first electrode 33 and the second electrode 34 in the first conductive viscoelastic member 31 is the first conductive viscoelasticity member 31. It differs according to the deformation of the elastic member 31. Specifically, when the first conductive viscoelastic member 31 is compressed and deformed from the reference state, the first resistance R1 is reduced. This is because the conductive particles dispersed in the first conductive viscoelastic member 31 are close to each other. On the other hand, when the first conductive viscoelastic member 31 undergoes tensile deformation from the reference state, the first resistance R1 increases. This is because the space between the conductive particles dispersed in the first conductive viscoelastic member 31 is enlarged.

第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31と略同一形状の略円柱状からなる。さらに、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31と略同一材質の導電性の粘弾性材からなる。そして、この第2導電性粘弾性部材32の柱方向(図1の上下方向)の長さは、第2部材20が基準位置に位置する場合において、第1部材10の図1の下辺部分の内側面と第2部材20の図1の下側面との離間距離にほぼ等しい長さとしている。   The second conductive viscoelastic member 32 has a substantially cylindrical shape that is substantially the same shape as the first conductive viscoelastic member 31. Further, the second conductive viscoelastic member 32 is made of a conductive viscoelastic material that is substantially the same material as the first conductive viscoelastic member 31. The length of the second conductive viscoelastic member 32 in the column direction (vertical direction in FIG. 1) is the length of the lower side portion of the first member 10 in FIG. 1 when the second member 20 is located at the reference position. The length is approximately equal to the distance between the inner surface and the lower surface of the second member 20 in FIG.

この第2導電性粘弾性部材32の下端面には、略円盤状の第3電極35が固定されている。そして、第3電極35は、第1部材10の図1の下辺部分の内側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第2導電性粘弾性部材32の下端面は、第3電極35を介して、第1部材10の図1の下辺部分の内側面に連結固定されている。また、第2導電性粘弾性部材32の上端面には、略円盤状の第4電極36が固定されている。そして、第4電極36は、第2部材20の図1の下側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第2導電性粘弾性部材32の上端面は、第4電極36を介して、第2部材20の図1の下側面に連結固定されている。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合には、第2導電性粘弾性部材32は、図1の上下方向に向かって延伸するように、第1部材10と第2部材20の間に配置されている。   A substantially disk-shaped third electrode 35 is fixed to the lower end surface of the second conductive viscoelastic member 32. And the 3rd electrode 35 is being fixed to the center of the left-right direction of the inner surface of the lower side part of FIG. That is, the lower end surface of the second conductive viscoelastic member 32 is connected and fixed to the inner surface of the lower side portion of FIG. 1 of the first member 10 via the third electrode 35. A substantially disc-shaped fourth electrode 36 is fixed to the upper end surface of the second conductive viscoelastic member 32. And the 4th electrode 36 is being fixed to the horizontal center of the lower surface of FIG. That is, the upper end surface of the second conductive viscoelastic member 32 is connected and fixed to the lower surface of FIG. 1 of the second member 20 via the fourth electrode 36. Therefore, when the second member 20 is located at the reference position, the second conductive viscoelastic member 32 extends so as to extend in the vertical direction of FIG. It is arranged between.

上述したように配置することで、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31とにより第2部材20を挟むように、第1導電性粘弾性部材31に対して図1の上下方向に対向配置されることになる。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32との間に第2部材20が配置され、且つ、第1導電性粘弾性部材31、第2部材20、及び第2導電性粘弾性部材32が、図1の上下方向に直線上に配置されている。さらには、第2導電性粘弾性部材32は、図1の上下方向に垂直な面に対して、第1導電性粘弾性部材31と略面対称な形状となるようにされている。   By arranging as described above, the second conductive viscoelastic member 32 is illustrated with respect to the first conductive viscoelastic member 31 such that the second member 20 is sandwiched by the first conductive viscoelastic member 31. 1 are arranged opposite to each other in the vertical direction. That is, the second member 20 is disposed between the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32, and the first conductive viscoelastic member 31, the second member 20, and the second The conductive viscoelastic member 32 is arranged on a straight line in the vertical direction of FIG. Furthermore, the second conductive viscoelastic member 32 is configured to be substantially plane-symmetric with the first conductive viscoelastic member 31 with respect to a plane perpendicular to the vertical direction in FIG.

そして、第2導電性粘弾性部材32は、第2部材20が基準位置から変位することに伴って変形する。つまり、第2導電性粘弾性部材32は、第2部材20の基準位置からの変位方向に応じて、圧縮変形をしたり、引張変形をしたりする。ここで、第2部材20が基準位置に位置する場合における第2導電性粘弾性部材32の状態を第2導電性粘弾性部材32の基準状態という。   The second conductive viscoelastic member 32 is deformed as the second member 20 is displaced from the reference position. In other words, the second conductive viscoelastic member 32 is subjected to compressive deformation or tensile deformation according to the displacement direction from the reference position of the second member 20. Here, the state of the second conductive viscoelastic member 32 when the second member 20 is located at the reference position is referred to as a reference state of the second conductive viscoelastic member 32.

また、第2導電性粘弾性部材32のうち第3電極35と第4電極36との間の抵抗(又は、インピーダンス)R2(以下、「第2抵抗R2」という)は、第2導電性粘弾性部材32の変形に応じて異なる。具体的には、第2導電性粘弾性部材32が基準状態から圧縮変形をする場合には、当該第2抵抗R2は小さくなる。これは、第2導電性粘弾性部材32内に分散されている導電性粒子間が近接することによるものである。一方、第2導電性粘弾性部材32が基準状態から引張変形をする場合には、当該第2抵抗R2は大きくなる。これは、第2導電性粘弾性部材32内に分散されている導電性粒子間が拡大することによるものである。   In addition, the resistance (or impedance) R2 (hereinafter referred to as “second resistance R2”) between the third electrode 35 and the fourth electrode 36 in the second conductive viscoelastic member 32 is the second conductive viscoelasticity member 32. It differs depending on the deformation of the elastic member 32. Specifically, when the second conductive viscoelastic member 32 undergoes compression deformation from the reference state, the second resistance R2 becomes small. This is because the conductive particles dispersed in the second conductive viscoelastic member 32 are close to each other. On the other hand, when the second conductive viscoelastic member 32 undergoes tensile deformation from the reference state, the second resistance R2 increases. This is because the space between the conductive particles dispersed in the second conductive viscoelastic member 32 is enlarged.

ここで、第2導電性粘弾性部材32は、上述したように、第1導電性粘弾性部材31と略同一形状及び略同一材質からなる。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合において、第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1と第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2とは略同一の抵抗となる。さらに、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とが略同一変形をしたときには、第1抵抗R1と第2抵抗R2とは、略同一の抵抗となる。   Here, as described above, the second conductive viscoelastic member 32 is made of substantially the same shape and material as the first conductive viscoelastic member 31. Accordingly, when the second member 20 is located at the reference position, the first resistance R1 of the first conductive viscoelastic member 31 and the second resistance R2 of the second conductive viscoelastic member 32 are substantially the same resistance. It becomes. Further, when the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 undergo substantially the same deformation, the first resistance R1 and the second resistance R2 have substantially the same resistance.

このような構成からなる変位量検出装置30の機械構成部分は、第2部材20が変位した場合に、以下のようになる。まず、第2部材20が基準位置から図1の上下方向へ変位する場合について、図2を参照して説明する。図2に示すように、第2部材20が図1の上側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31は圧縮変形をし、第2導電性粘弾性部材32は引張変形をする。この場合、第1抵抗R1は小さくなるのに対して、第2抵抗R2は大きくなる。さらに、第2部材20の基準位置から図1の上側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1はさらに小さくなり、第2抵抗R2はさらに大きくなる。   The mechanical components of the displacement detection device 30 having such a configuration are as follows when the second member 20 is displaced. First, the case where the second member 20 is displaced from the reference position in the vertical direction of FIG. 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when the second member 20 is displaced upward in FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 undergoes compressive deformation, and the second conductive viscoelastic member 32 undergoes tensile deformation. . In this case, the first resistor R1 is reduced, while the second resistor R2 is increased. Furthermore, as the amount of displacement of the second member 20 from the reference position to the upper side in FIG. 1 increases, the first resistance R1 further decreases and the second resistance R2 increases further.

一方、第2部材20が図1の下側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31は引張変形をし、第2導電性粘弾性部材32は圧縮変形をする。この場合、第1抵抗R1は大きくなるのに対して、第2抵抗R2は小さくなる。さらに、第2部材20の基準位置から図1の下側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1はさらに大きくなり、第2抵抗R2はさらに小さくなる。   On the other hand, when the second member 20 is displaced downward in FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 undergoes tensile deformation, and the second conductive viscoelastic member 32 undergoes compressive deformation. In this case, the first resistor R1 is increased while the second resistor R2 is decreased. Furthermore, as the amount of displacement of the second member 20 from the reference position to the lower side in FIG. 1 increases, the first resistance R1 further increases and the second resistance R2 decreases further.

つまり、第2部材20が図1の上下方向へ変位する場合には、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31の引張圧縮変形とは逆対称の引張圧縮変形をする。そして、第2部材20の図1の上下方向への変位量が大きいほど、第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20が基準位置からの図1の上下方向への変位量が大きいほど、第1抵抗R1と第2抵抗R2の差が大きくなる。   That is, when the second member 20 is displaced in the vertical direction in FIG. 1, the second conductive viscoelastic member 32 undergoes a tensile compression deformation that is opposite to the tensile compression deformation of the first conductive viscoelastic member 31. To do. And the 1st resistance R1 and the 2nd resistance R2 become larger or smaller, so that the amount of displacement of the 2nd member 20 in the up-and-down direction of Drawing 1 is large. Accordingly, the larger the amount of displacement of the second member 20 in the vertical direction in FIG. 1 from the reference position, the greater the difference between the first resistance R1 and the second resistance R2.

次に、第2部材20が図1の左右方向へ変位する場合について、図3を参照して説明する。図3に示すように、第2部材20が図1の左側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。具体的には、この場合、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32は、変形前も変形後も、図1の上下方向に垂直な面に対して面対称となる形状を維持する。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、同じ引張変形をしていることになる。このとき、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、共に小さくなる。そして、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、同じ抵抗となる。   Next, the case where the second member 20 is displaced in the left-right direction in FIG. 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, when the second member 20 is displaced to the left in FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 both undergo tensile deformation. Specifically, in this case, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are plane-symmetric with respect to a plane perpendicular to the vertical direction in FIG. 1 before and after the deformation. Maintain shape. That is, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are subjected to the same tensile deformation. At this time, both the first resistance R1 and the second resistance R2 become small. The first resistor R1 and the second resistor R2 are the same resistor.

そして、第2部材20が図1の右側へ変位する場合にも、第2部材20が図1の左側へ変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。   When the second member 20 is displaced to the right side of FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscosity are also the same as when the second member 20 is displaced to the left side of FIG. Both elastic members 32 undergo tensile deformation. Accordingly, the first resistor R1 and the second resistor R2 in this case are both small and have the same resistance.

さらに、第2部材20が図1の前後方向へ変位する場合にも、第2部材20が図1の左右方向へ変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。   Further, when the second member 20 is displaced in the front-rear direction of FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive member are displaced in the same manner as when the second member 20 is displaced in the left-right direction of FIG. Both the viscoelastic members 32 undergo tensile deformation. Accordingly, the first resistor R1 and the second resistor R2 in this case are both small and have the same resistance.

また、第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合には、以下のようになる。第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。具体的には、この場合、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、回転軸を中心に点対称となる形状に変形をする。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、同じ引張変形をしていることになる。このとき、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。   Further, when the second member 20 is rotationally displaced in the clockwise direction of FIG. When the second member 20 is rotationally displaced in the clockwise direction in FIG. 1, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 both undergo tensile deformation. Specifically, in this case, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are deformed into a point-symmetric shape around the rotation axis. That is, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are subjected to the same tensile deformation. At this time, both the first resistor R1 and the second resistor R2 become smaller and have the same resistance.

さらに、第2部材20が図1の反時計回り方向へ回転変位する場合、図1の左右方向軸回りに回転する場合、図1の上下方向軸回りに回転変位する場合にも、第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。   Further, when the second member 20 is rotationally displaced in the counterclockwise direction of FIG. 1, when it is rotated about the left-right axis of FIG. 1, or when it is rotationally displaced about the vertical axis of FIG. The first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are both subjected to tensile deformation as in the case where 20 is rotationally displaced clockwise in FIG. Accordingly, the first resistor R1 and the second resistor R2 in this case are both small and have the same resistance.

(1.3)変位量検出装置30の回路構成部分についての説明
次に、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分について、図4を参照して説明する。図4に示すように、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分は、ホイーストン・ブリッジ回路41と、直流電源42と、ブリッジ出力電圧検出部43と、変位量検出部44とから構成される。
(1.3) Description of Circuit Configuration Portion of Displacement Detection Device 30 Next, a circuit configuration portion of the displacement detection device 30 of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the circuit components of the displacement detection device 30 of the first embodiment include a Wheatstone bridge circuit 41, a DC power supply 42, a bridge output voltage detection unit 43, and a displacement detection unit 44. Consists of

ホイーストン・ブリッジ回路41は、第1ハーフブリッジ回路411と、第2ハーフブリッジ回路412とから構成される。第1ハーフブリッジ回路411は、第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第2電極34と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路412は、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第4電極36と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第1抵抗R1及び第2抵抗R2よりも非常に大きな抵抗としている。   The Wheatstone bridge circuit 41 includes a first half bridge circuit 411 and a second half bridge circuit 412. The first half bridge circuit 411 connects the first resistor R1 of the first conductive viscoelastic member 31 and the third resistor R3 in series. Specifically, the second electrode 34 and one end side of the third resistor R3 are electrically connected directly. The second half bridge circuit 412 connects the second resistor R2 of the second conductive viscoelastic member 32 and the fourth resistor R4 in series. Specifically, the fourth electrode 36 and one end side of the fourth resistor R4 are electrically connected directly. Here, the same resistance is used for the third resistor R3 and the fourth resistor R4. Further, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are much larger than the first resistor R1 and the second resistor R2.

そして、第1ハーフブリッジ回路411と第2ハーフブリッジ回路412とは、並列接続されている。具体的には、第1導電性粘弾性部材31の一端側と第2導電性粘弾性部材32の一端側とが直接接続されている。さらに具体的には、第1電極33と第3電極35とが直接接続され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されている。   The first half bridge circuit 411 and the second half bridge circuit 412 are connected in parallel. Specifically, one end side of the first conductive viscoelastic member 31 and one end side of the second conductive viscoelastic member 32 are directly connected. More specifically, the first electrode 33 and the third electrode 35 are directly connected, and the other end side of the third resistor R3 and the other end side of the fourth resistor R4 are directly connected.

さらに、第1ハーフブリッジ回路411の中間点と第2ハーフブリッジ回路412の中間点とが接続されている。具体的には、第1導電性粘弾性部材31の他端側と第3抵抗R3との間が、第2導電性粘弾性部材32の他端側と第4抵抗R4との間に電気的に接続されている。さらに具体的には、第2電極34と第4電極36とが電気的に接続されている。   Further, the midpoint of the first half bridge circuit 411 and the midpoint of the second half bridge circuit 412 are connected. Specifically, the electrical connection between the other end of the first conductive viscoelastic member 31 and the third resistor R3 is electrically between the other end of the second conductive viscoelastic member 32 and the fourth resistor R4. It is connected to the. More specifically, the second electrode 34 and the fourth electrode 36 are electrically connected.

直流電源42は、ホイーストン・ブリッジ回路41へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源42は、ホイーストン・ブリッジ回路41の各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。さらに具体的には、直流電源42の正極側が、第1電極33及び第3電極35に接続されている。また、直流電源42の負極側が、第3抵抗R3の他端側及び第4抵抗R4の他端側に接続されている。   The DC power source 42 applies a bridge input voltage V <b> 1 to the Wheatstone bridge circuit 41. Specifically, the DC power source 42 applies a bridge input voltage V <b> 1 to each end of the Wheatstone bridge circuit 41. More specifically, the positive electrode side of the DC power supply 42 is connected to the first electrode 33 and the third electrode 35. Further, the negative electrode side of the DC power source 42 is connected to the other end side of the third resistor R3 and the other end side of the fourth resistor R4.

ブリッジ出力電圧検出部43は、ホイーストン・ブリッジ回路41のブリッジ出力電圧V2を検出する。このブリッジ出力電圧V2とは、第1ハーフブリッジ回路411の中間点と第2ハーフブリッジ回路412の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V2は、第1ハーフブリッジ回路411及び第2ハーフブリッジ回路412の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V2は、第1ハーフブリッジ回路411の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路412の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。   The bridge output voltage detector 43 detects the bridge output voltage V <b> 2 of the Wheatstone bridge circuit 41. The bridge output voltage V <b> 2 is a voltage at a portion connecting the intermediate point of the first half bridge circuit 411 and the intermediate point of the second half bridge circuit 412. That is, the bridge output voltage V <b> 2 is a voltage difference between the intermediate points of the first half bridge circuit 411 and the second half bridge circuit 412. Here, the bridge output voltage V <b> 2 is a voltage obtained by subtracting the voltage at the midpoint of the second half bridge circuit 412 from the voltage at the midpoint of the first half bridge circuit 411.

変位量検出部44(本発明における検出部)は、ブリッジ出力電圧検出部43により検出されたブリッジ出力電圧V2を入力する。そして、変位量検出部44は、入力されたブリッジ出力電圧V2に基づき、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位量を求める。   The displacement detection unit 44 (detection unit in the present invention) receives the bridge output voltage V2 detected by the bridge output voltage detection unit 43. And the displacement amount detection part 44 calculates | requires the displacement amount to the up-down direction of FIG. 1 by the 2nd member 20 based on the input bridge | bridging output voltage V2.

以下に、変位量検出部44がブリッジ出力電圧V2に基づき第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位量を求める方法について、具体的に説明する。   Hereinafter, a method in which the displacement amount detection unit 44 obtains the displacement amount of the second member 20 from the reference position in the vertical direction in FIG. 1 based on the bridge output voltage V2 will be specifically described.

まず、ブリッジ出力電圧V2は、数1のように示すことができる。   First, the bridge output voltage V2 can be expressed as Equation 1.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

ここで、第2部材20が基準位置に位置している場合における第1抵抗R1(0)及び第2抵抗R2(0)は等しいので、ブリッジ出力電圧V2は零となる。つまり、数2のように示すことができる。   Here, since the first resistor R1 (0) and the second resistor R2 (0) are equal when the second member 20 is located at the reference position, the bridge output voltage V2 becomes zero. In other words, it can be expressed as in Equation 2.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

そして、第2部材20が基準位置から変位する場合には、上述したように、第2部材20の変位に応じて、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が変化する。ここで、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位、図1の左右方向への変位、図1の前後方向への変位、及び、回転方向への変位をそれぞれ行う場合に、第1抵抗R1及び第2抵抗R2はそれぞれの変位について線形性を有している領域が存在する。第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域は、例えば、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の歪が10%以下となる領域である。この領域内であれば、第2部材20が変位することに伴う第1抵抗R1の変化ΔR1及び第2抵抗R2の変化ΔR2は、数3のように示すことができる。   When the second member 20 is displaced from the reference position, the first resistance R1 and the second resistance R2 change according to the displacement of the second member 20 as described above. Here, when the second member 20 performs displacement from the reference position in the vertical direction in FIG. 1, displacement in the horizontal direction in FIG. 1, displacement in the front-rear direction in FIG. 1, and displacement in the rotation direction, respectively. The first resistor R1 and the second resistor R2 have a region having linearity with respect to each displacement. The region where the first resistor R1 and the second resistor R2 have linearity is, for example, a region where the strain of the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 is 10% or less. Within this region, the change ΔR1 in the first resistance R1 and the change ΔR2 in the second resistance R2 due to the displacement of the second member 20 can be expressed as in Equation 3.

Figure 0004640113
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ここで、上述したように、第2部材20が図1の左右方向、前後方向、及び回転方向へ変位する場合には、第1抵抗R1及び第2抵抗R2は同じ抵抗となる。すなわち、これらの関係は、数4のように示すことができる。   Here, as described above, when the second member 20 is displaced in the left-right direction, the front-rear direction, and the rotation direction in FIG. 1, the first resistance R1 and the second resistance R2 have the same resistance. That is, these relationships can be expressed as in Equation 4.

Figure 0004640113
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さらに、上述したように、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第1抵抗R1及び第2抵抗R2よりも非常に大きな抵抗としている。すなわち、数5に示すような関係となる。従って、第1抵抗R1、第2抵抗R2、第3抵抗R3、及び第4抵抗R4は、数6に示すような関係となる。   Furthermore, as described above, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are much larger than the first resistor R1 and the second resistor R2. That is, the relationship shown in Equation 5 is obtained. Therefore, the first resistor R1, the second resistor R2, the third resistor R3, and the fourth resistor R4 have a relationship as shown in Equation 6.

Figure 0004640113
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Figure 0004640113
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以上より、数1〜数6をまとめると、ブリッジ出力電圧V2は、数7のように示すことができる。   From the above, when Equations 1 to 6 are put together, the bridge output voltage V2 can be expressed as Equation 7.

Figure 0004640113
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このように、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向のみへ変位することによる第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差として表される。つまり、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の左右方向、前後方向、及び回転方向への変位による影響を受けない。従って、第2部材20が基準位置から種々の方向へ変位した場合であっても、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位による影響分のみを抽出できる。   As described above, the bridge output voltage V2 is expressed as a difference between the change ΔR11 of the first resistor R1 and the change ΔR21 of the second resistor R2 due to the second member 20 being displaced from the reference position only in the vertical direction of FIG. The That is, the bridge output voltage V2 is not affected by the displacement of the second member 20 from the reference position in the left-right direction, the front-rear direction, and the rotation direction in FIG. Therefore, even when the second member 20 is displaced in various directions from the reference position, the bridge output voltage V2 extracts only the influence due to the displacement of the second member 20 from the reference position in the vertical direction in FIG. it can.

そして、第2部材20が基準位置から図1の上側へ変位した場合において、第1抵抗R1は小さくなり、第2抵抗R2は大きくなる。つまり、第1抵抗R1の変化ΔR11から第2抵抗R2の変化ΔR21を差し引いた値は、負の値となる。さらに、第2部材20が基準位置から図1の上側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差は大きくなる。   When the second member 20 is displaced from the reference position to the upper side in FIG. 1, the first resistance R1 is reduced and the second resistance R2 is increased. That is, the value obtained by subtracting the change ΔR21 of the second resistor R2 from the change ΔR11 of the first resistor R1 is a negative value. Furthermore, as the amount of displacement of the second member 20 from the reference position to the upper side in FIG. 1 increases, the difference between the change ΔR11 of the first resistance R1 and the change ΔR21 of the second resistance R2 increases.

また、第2部材20が基準位置から図1の下側へ変位した場合において、第1抵抗R1は大きくなり、第2抵抗R2は小さくなる。つまり、第1抵抗R1の変化ΔR11から第2抵抗R2の変化ΔR21を差し引いた値は、正の値となる。さらに、第2部材20が基準位置から図1の下側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差は大きくなる。   Further, when the second member 20 is displaced from the reference position to the lower side in FIG. 1, the first resistance R1 increases and the second resistance R2 decreases. That is, a value obtained by subtracting the change ΔR21 of the second resistor R2 from the change ΔR11 of the first resistor R1 is a positive value. Furthermore, the difference between the change ΔR11 of the first resistance R1 and the change ΔR21 of the second resistance R2 increases as the displacement of the second member 20 from the reference position to the lower side in FIG. 1 increases.

つまり、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向へ変位した変位量に相当する。従って、ブリッジ出力電圧V2の単位系を変換することで、第2部材20の基準位置からの図1の上下方向への変位量を求めることができる。   That is, the bridge output voltage V2 corresponds to the amount of displacement of the second member 20 from the reference position in the vertical direction in FIG. Therefore, by converting the unit system of the bridge output voltage V2, the amount of displacement of the second member 20 in the vertical direction in FIG. 1 from the reference position can be obtained.

なお、第1部材10に対する第2部材20の基準位置から所定軸方向への相対変位量を求めることができれば、その相対変位量を利用して、加速度、荷重などを算出することができる。   If the relative displacement amount in the predetermined axis direction from the reference position of the second member 20 with respect to the first member 10 can be obtained, the relative displacement amount can be used to calculate acceleration, load, and the like.

(2)第1実施形態の変形態様
(2.1)上記実施形態においては、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域内であることを前提に説明した。ただし、第1部材10に対する第2部材20の変位量が大きい場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32が大きく変形し、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有しない領域となる場合がある。そのような場合には、変位量検出装置50は、例えば図5に示すような構成としてもよい。図5に示すように、変位量検出装置50は、変形吸収材51をさらに備える。つまり、第1導電性粘弾性部材31の上端面に固定された第1電極33が、変形吸収材51を介して第1部材10に連結固定されるようにする。さらに、第2導電性粘弾性部材32の下端面に固定された第3電極35が、変形吸収材51を介して第1部材10に連結固定されるようにする。
(2) Modifications of the First Embodiment (2.1) In the above embodiment, the first resistor R1 and the second resistor R2 have been described on the assumption that they are in a region having linearity. However, when the displacement amount of the second member 20 with respect to the first member 10 is large, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are greatly deformed, and the first resistance R1 and the second resistance. R2 may be a region that does not have linearity. In such a case, the displacement amount detection device 50 may be configured as shown in FIG. 5, for example. As shown in FIG. 5, the displacement amount detection device 50 further includes a deformation absorbing material 51. That is, the first electrode 33 fixed to the upper end surface of the first conductive viscoelastic member 31 is connected and fixed to the first member 10 via the deformation absorbing material 51. Further, the third electrode 35 fixed to the lower end surface of the second conductive viscoelastic member 32 is connected and fixed to the first member 10 via the deformation absorbing material 51.

これにより、第1部材10に対して第2部材20が大きく変位するような場合には、変形吸収材51が大きく変形し、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形量は小さくすることができる。従って、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域となるように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形量を規定することができる。このとき、変形吸収材51のバネ定数K2と第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32バネ定数K1との関係は、例えば数8のようにするとよい。   Thereby, when the 2nd member 20 is displaced largely with respect to the 1st member 10, the deformation | transformation absorber 51 deform | transforms largely and the 1st electroconductive viscoelastic member 31 and the 2nd electroconductive viscoelastic member 32 are obtained. The amount of deformation of can be reduced. Therefore, the deformation amount of the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 can be defined so that the first resistance R1 and the second resistance R2 are regions having linearity. At this time, the relationship between the spring constant K2 of the deformation absorbing material 51 and the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 spring constant K1 may be set to, for example, Equation 8.

Figure 0004640113
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このような関係とすることにより、変形吸収材51の変形が、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形にほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。さらに、上記実施形態における第2部材20の図1の上下方向以外の変形による影響を小さくすることができる。これにより、より確実に検出対象である方向への第2部材20の変位量を検出することができる。   With such a relationship, the deformation of the deformation absorbing material 51 can hardly affect the deformation of the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32. Furthermore, the influence of deformation of the second member 20 in the embodiment other than the vertical direction in FIG. 1 can be reduced. Thereby, the displacement amount of the 2nd member 20 to the direction which is a candidate for detection can be detected more certainly.

なお、図5においては、変形吸収材51は、第1導電性粘弾性部材31と第1部材10との間、及び、第2導電性粘弾性部材32と第1部材10との間に配置したが、これに限られるものではない。例えば、第1導電性粘弾性部材31と第2部材20との間、及び、第2導電性粘弾性部材32と第2部材20との間に配置してもよい。   In FIG. 5, the deformation absorbing material 51 is disposed between the first conductive viscoelastic member 31 and the first member 10 and between the second conductive viscoelastic member 32 and the first member 10. However, it is not limited to this. For example, it may be disposed between the first conductive viscoelastic member 31 and the second member 20 and between the second conductive viscoelastic member 32 and the second member 20.

(2.2)直交3軸方向の相対変位量を検出する変位量検出装置
上記実施形態においては、第1部材10に対する第2部材20の所定の1軸方向(図1の上下方向)への相対変位量を検出する変位量検出装置30について説明した。変位量検出装置30を適用して、第1部材10に対する第2部材20の直交3軸方向へのそれぞれの相対変位量を検出することができる変位量検出装置60について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、変位量検出装置60の機械構成部分を示す図である。図7は、変位量検出装置60の回路構成部分を示す図である。
(2.2) Displacement amount detection device for detecting relative displacement amount in three orthogonal axes In the above embodiment, the second member 20 is moved in a predetermined one-axis direction (vertical direction in FIG. 1) with respect to the first member 10. The displacement amount detection device 30 that detects the relative displacement amount has been described. FIG. 6 and FIG. 7 show a displacement amount detection device 60 that can detect the relative displacement amounts of the second member 20 in the orthogonal three-axis directions with respect to the first member 10 by applying the displacement amount detection device 30. The description will be given with reference. FIG. 6 is a diagram showing a mechanical component of the displacement amount detection device 60. FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration portion of the displacement detection device 60.

図6に示すように、第1部材10(図6には図示せず)は、他の部材に固定された略直方体の箱状枠をなしている。第2部材20は、円盤状をなしており、第1部材10の内部に配置されている。   As shown in FIG. 6, the 1st member 10 (not shown in FIG. 6) has comprised the substantially rectangular parallelepiped box-shaped frame fixed to the other member. The second member 20 has a disk shape and is disposed inside the first member 10.

そして、変位量検出装置60は、上述した変位量検出装置30をX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向へ配置するようにしたものである。すなわち、変位量検出装置60は、X軸方向変位量検出部61と、Y軸方向変位量検出部62と、Z軸方向変位量検出部63とから構成される。X軸方向変位量検出部61は、X軸用第1導電性粘弾性部材31aと、X軸用第2導電性粘弾性部材32aと、X軸用第1電極33aと、X軸用第2電極34aと、X軸用第3電極35aと、X軸用第4電極36aとから構成される。Y軸方向変位量検出部62は、Y軸用第1導電性粘弾性部材31bと、Y軸用第2導電性粘弾性部材32bと、Y軸用第1電極33bと、Y軸用第2電極34bと、Y軸用第3電極35bと、Y軸用第4電極36bとから構成される。Z軸方向変位量検出部63は、Z軸用第1導電性粘弾性部材31cと、Z軸用第2導電性粘弾性部材32cと、Z軸用第1電極33cと、Z軸用第2電極34cと、Z軸用第3電極35cと、Z軸用第4電極36cとから構成される。   And the displacement amount detection apparatus 60 arrange | positions the displacement amount detection apparatus 30 mentioned above to a X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction. That is, the displacement amount detection device 60 includes an X-axis direction displacement amount detection unit 61, a Y-axis direction displacement amount detection unit 62, and a Z-axis direction displacement amount detection unit 63. The X-axis direction displacement detection unit 61 includes an X-axis first conductive viscoelastic member 31a, an X-axis second conductive viscoelastic member 32a, an X-axis first electrode 33a, and an X-axis second electrode. The electrode 34a, the X-axis third electrode 35a, and the X-axis fourth electrode 36a are configured. The Y-axis direction displacement detection unit 62 includes a Y-axis first conductive viscoelastic member 31b, a Y-axis second conductive viscoelastic member 32b, a Y-axis first electrode 33b, and a Y-axis second electrode. The electrode 34b, the Y-axis third electrode 35b, and the Y-axis fourth electrode 36b are configured. The Z-axis direction displacement detection unit 63 includes a Z-axis first conductive viscoelastic member 31c, a Z-axis second conductive viscoelastic member 32c, a Z-axis first electrode 33c, and a Z-axis second electrode. The electrode 34c, the Z-axis third electrode 35c, and the Z-axis fourth electrode 36c are configured.

ここで、上記符号31a〜36a、31b〜36b、31c〜36cを付した構成は、上記第1実施形態における符号31〜36を付した構成と実質的に同一構成からなる。ただし、符号中にアルファベットaを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるX軸方向としたものである。符号中にアルファベットbを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるY軸方向としたものである。符号中にアルファベットcを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるZ軸方向としたものである。   Here, the structure which attached | subjected the said code | symbol 31a-36a, 31b-36b, 31c-36c consists of a structure substantially the same as the structure which attached | subjected the codes | symbols 31-36 in the said 1st Embodiment. However, in the configuration in which the alphabet a is added in the reference numerals, the vertical direction in FIG. 1 in the first embodiment is the X-axis direction in FIG. In the configuration in which alphabets b are added to the reference numerals, the vertical direction in FIG. 1 in the first embodiment is the Y-axis direction in FIG. In the configuration in which the letter c is added in the reference numerals, the vertical direction in FIG. 1 in the first embodiment is the Z-axis direction in FIG.

変位量検出装置60の回路構成部分は、図7に示すように、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aと、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bと、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cと、直流電源42と、X軸用ブリッジ出力電圧検出部43aと、Y軸用ブリッジ出力電圧検出部43bと、Z軸用ブリッジ出力電圧検出部43cと、X軸用変位量検出部44aと、Y軸用変位量検出部44bと、Z軸用変位量検出部44cとから構成される。   As shown in FIG. 7, the circuit components of the displacement detector 60 include an X-axis Wheatstone bridge circuit 41a, a Y-axis Wheatstone bridge circuit 41b, and a Z-axis Wheatstone bridge circuit 41c. , DC power source 42, X-axis bridge output voltage detector 43a, Y-axis bridge output voltage detector 43b, Z-axis bridge output voltage detector 43c, X-axis displacement detector 44a, Y The shaft displacement amount detection unit 44b and the Z-axis displacement amount detection unit 44c are configured.

X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をX軸用第1導電性粘弾性部材31aの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をX軸用第2導電性粘弾性部材32aの第2抵抗R2としたものである。Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をY軸用第1導電性粘弾性部材31bの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をY軸用第2導電性粘弾性部材32bの第2抵抗R2としたものである。Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をZ軸用第1導電性粘弾性部材31cの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をX軸用第2導電性粘弾性部材32cの第2抵抗R2としたものである。   The X-axis Wheatstone bridge circuit 41a uses the first resistance R1 of the first conductive viscoelastic member 31 of the Wheatstone bridge circuit 41 of the first embodiment as the X-axis first conductive viscoelastic member 31a. The first resistance R1 is used, and the second resistance R2 of the second conductive viscoelastic member 32 is the second resistance R2 of the second conductive viscoelastic member 32a for X-axis. The Y-axis Wheatstone bridge circuit 41b uses the first resistance R1 of the first conductive viscoelastic member 31 of the Wheatstone bridge circuit 41 of the first embodiment as the Y-axis first conductive viscoelastic member 31b. The first resistance R1 is used, and the second resistance R2 of the second conductive viscoelastic member 32 is the second resistance R2 of the second conductive viscoelastic member 32b for Y-axis. The Z-axis Wheatstone bridge circuit 41c uses the first resistance R1 of the first conductive viscoelastic member 31 of the Wheatstone bridge circuit 41 of the first embodiment as the Z-axis first conductive viscoelastic member 31c. The first resistor R1 is used, and the second resistor R2 of the second conductive viscoelastic member 32 is the second resistor R2 of the second conductive viscoelastic member 32c for X-axis.

そして、X軸用ブリッジ出力電圧検出部43aは、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aのブリッジ出力電圧V2を検出する。Y軸用ブリッジ出力電圧検出部43bは、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bのブリッジ出力電圧V2を検出する。Z軸用ブリッジ出力電圧検出部43cは、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cのブリッジ出力電圧V2を検出する。   The X-axis bridge output voltage detector 43a detects the bridge output voltage V2 of the X-axis Wheatstone bridge circuit 41a. The Y-axis bridge output voltage detector 43b detects the bridge output voltage V2 of the Y-axis Wheatstone bridge circuit 41b. The Z-axis bridge output voltage detector 43c detects the bridge output voltage V2 of the Z-axis Wheatstone bridge circuit 41c.

そして、X軸用変位量検出部44aは、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aのブリッジ出力電圧V2に基づき、X軸方向への第2部材20の変位量を求める。Y軸用変位量検出部44bは、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bのブリッジ出力電圧V2に基づき、Y軸方向への第2部材20の変位量を求める。Z軸用変位量検出部44cは、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cのブリッジ出力電圧V2に基づき、Z軸方向への第2部材20の変位量を求める。なお、この変位量検出装置60は、直交3軸方向の加速度センサや荷重センサとして利用することができる。   Then, the X-axis displacement amount detection unit 44a obtains the displacement amount of the second member 20 in the X-axis direction based on the bridge output voltage V2 of the X-axis Wheatstone bridge circuit 41a. The Y-axis displacement amount detection unit 44b obtains the displacement amount of the second member 20 in the Y-axis direction based on the bridge output voltage V2 of the Y-axis Wheatstone bridge circuit 41b. The Z-axis displacement detector 44c obtains the displacement of the second member 20 in the Z-axis direction based on the bridge output voltage V2 of the Z-axis Wheatstone bridge circuit 41c. In addition, this displacement amount detection apparatus 60 can be utilized as an acceleration sensor or a load sensor in three orthogonal axes.

(2.3)上記実施形態においては、変位量検出装置30の回路構成部分において、直流電源42を備えるようにしたが、交流電源としてもよい。この場合、上記における抵抗R1〜R4が、インピーダンスに置換されることになる。   (2.3) In the above embodiment, the DC power supply 42 is provided in the circuit configuration portion of the displacement detection device 30, but it may be an AC power supply. In this case, the resistors R1 to R4 described above are replaced with impedances.

(3)第2実施形態:回転方向の相対変位量(相対回転角度)を検出する変位量検出装置
次に、第2実施形態の変位量検出装置70について、図8及び図9を参照して説明する。第2実施形態の変位量検出装置70は、第1部材10に対して第2部材20が基準位置から所定軸回りに回転変位した相対変位量(相対回転角度)を検出する装置である。なお、図8は、第2実施形態の変位量検出装置70の機械構成部分を示す図である。図9は、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分を示す図である。
(3) Second Embodiment: Displacement Amount Detection Device for Detecting Relative Displacement Amount (Relative Rotation Angle) Next, a displacement amount detection device 70 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. explain. The displacement amount detection device 70 according to the second embodiment is a device that detects a relative displacement amount (relative rotation angle) in which the second member 20 is rotationally displaced about a predetermined axis from the reference position with respect to the first member 10. In addition, FIG. 8 is a figure which shows the mechanical structure part of the displacement amount detection apparatus 70 of 2nd Embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating a circuit configuration portion of the displacement amount detection device 70 of the second embodiment.

(3.1)第1部材10及び第2部材20の説明
第1部材10及び第2部材20について、図8を参照して説明する。第1部材10は、略円筒状をなしている。そして、この第1部材10は、例えば、他の部材(図示せず)に固定されているとする。第2部材20は、第1部材10よりも小径の略円筒状をなしている。そして、第2部材20は、第1部材10の中央にほぼ同軸上に配置されている。ここで、第2部材20は、第1部材10の内部において、第1部材10に対して僅かな角度だけ、図8の前後方向軸回りに回転可能とされている。さらに、第2部材20は、第1部材10に対して図8の前後方向へ相対変位可能とされている。なお、ここでは、第2部材20は、第1部材10に対して図8の上下方向及び左右方向へ相対変位できないものとして説明する。つまり、第2部材20は、第1部材10に対して、図8の前後軸回りの回転変位、及び、図8の前後軸方向へ変位可能とする。
(3.1) Description of the 1st member 10 and the 2nd member 20 The 1st member 10 and the 2nd member 20 are demonstrated with reference to FIG. The first member 10 has a substantially cylindrical shape. The first member 10 is fixed to, for example, another member (not shown). The second member 20 has a substantially cylindrical shape with a smaller diameter than the first member 10. The second member 20 is disposed substantially coaxially in the center of the first member 10. Here, the second member 20 is rotatable around the front-rear direction axis in FIG. 8 by a slight angle with respect to the first member 10 inside the first member 10. Further, the second member 20 can be displaced relative to the first member 10 in the front-rear direction of FIG. Here, the second member 20 will be described assuming that it cannot be displaced relative to the first member 10 in the vertical direction and the horizontal direction in FIG. That is, the second member 20 can be displaced with respect to the first member 10 in the rotational displacement around the front-rear axis in FIG. 8 and in the front-rear axis direction in FIG.

(3.2)変位量検出装置70の機械構成部分についての説明
次に、第2実施形態の変位量検出装置70の機械構成部分について、図8を参照して説明する。導電性粘弾性部材71と、第1電極72と、第2電極73と、第3電極74と、第4電極75と、第5電極76と、第6電極77とから構成される。
(3.2) Description of Mechanical Component Part of Displacement Detection Device 70 Next, a mechanical component part of the displacement detection device 70 of the second embodiment will be described with reference to FIG. The conductive viscoelastic member 71, the first electrode 72, the second electrode 73, the third electrode 74, the fourth electrode 75, the fifth electrode 76, and the sixth electrode 77 are configured.

導電性粘弾性部材71は、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間に充填されている。すなわち、導電性粘弾性部材71は、第1部材10の内周面全てと第2部材20の外周面全てとに連結固定されている。この導電性粘弾性部材71は、導電性の粘弾性部材からなる。本実施形態においては、導電性の粘弾性部材とは、ゴム又はシリコン中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたものである。   The conductive viscoelastic member 71 is filled in a space surrounded by the first member 10 and the second member 20. That is, the conductive viscoelastic member 71 is connected and fixed to all the inner peripheral surfaces of the first member 10 and all the outer peripheral surfaces of the second member 20. The conductive viscoelastic member 71 is made of a conductive viscoelastic member. In the present embodiment, the conductive viscoelastic member is obtained by dispersing conductive particles such as metal powder in rubber or silicon.

第1電極72は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第1電極72は、図8においては、第1部材10の内周面であって、左上側に配置された電極である。第2電極73は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第2電極73は、図8においては、第1部材10の内周面であって、右上側に配置された電極である。第3電極74は、第2部材20の外周面に固定された電極である。この第3電極74は、図8においては、第2部材20の外周面であって、上側に配置された電極である。第4電極75は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第4電極75は、図8においては、第1部材10の内周面であって、左下側に配置された電極である。第5電極76は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第5電極76は、図8においては、第1部材10の内周面であって、右下側に配置された電極である。第6電極77は、第2部材20の外周面に固定された電極である。この第6電極77は、図8においては、第2部材20の外周面であって、下側に配置された電極である。   The first electrode 72 is an electrode fixed to the inner peripheral surface of the first member 10. In FIG. 8, the first electrode 72 is an electrode disposed on the upper left side on the inner peripheral surface of the first member 10. The second electrode 73 is an electrode fixed to the inner peripheral surface of the first member 10. In FIG. 8, the second electrode 73 is an electrode disposed on the upper right side on the inner peripheral surface of the first member 10. The third electrode 74 is an electrode fixed to the outer peripheral surface of the second member 20. In FIG. 8, the third electrode 74 is an electrode that is disposed on the upper outer peripheral surface of the second member 20. The fourth electrode 75 is an electrode fixed to the inner peripheral surface of the first member 10. The fourth electrode 75 is an electrode disposed on the lower left side on the inner peripheral surface of the first member 10 in FIG. The fifth electrode 76 is an electrode fixed to the inner peripheral surface of the first member 10. The fifth electrode 76 is an electrode disposed on the lower right side on the inner peripheral surface of the first member 10 in FIG. The sixth electrode 77 is an electrode fixed to the outer peripheral surface of the second member 20. In FIG. 8, the sixth electrode 77 is an electrode disposed on the lower side of the outer peripheral surface of the second member 20.

ここで、第1電極72と第3電極74とは、第1電極72と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第1電極72と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第6抵抗R6と記す。また、第2電極73と第3電極74とは、第2電極73と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第2電極73と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第7抵抗R7と記す。また、第4電極75と第6電極77とは、第4電極75と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第4電極75と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第8抵抗R8と記す。また、第5電極76と第6電極77とは、第5電極76と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第5電極76と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第9抵抗R9と記す。   Here, the first electrode 72 and the third electrode 74 are obtained when a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on a line segment connecting the first electrode 72 and the third electrode 74 is regarded as a resistance. Both end electrodes are formed. Therefore, in FIG. 8, a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line segment connecting the first electrode 72 and the third electrode 74 is referred to as a sixth resistor R6. Further, the second electrode 73 and the third electrode 74 are both ends of a portion of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line segment connecting the second electrode 73 and the third electrode 74 as a resistance. It is an electrode. Therefore, in FIG. 8, a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on a line segment connecting the second electrode 73 and the third electrode 74 is referred to as a seventh resistor R7. The fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 have both ends when a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line connecting the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 is regarded as a resistance. It is an electrode. Therefore, in FIG. 8, a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line segment connecting the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 is referred to as an eighth resistor R8. Further, the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 have both ends when a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line connecting the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 is regarded as a resistance. It is an electrode. Therefore, in FIG. 8, a part of the conductive viscoelastic member 71 existing on the line segment connecting the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 is referred to as a ninth resistor R9.

このような構成からなる変位量検出装置70の機械構成部分において、第1部材10に対して第2部材20が図8の時計回り方向に回転した場合に、第1電極72と第3電極74との離間距離が大きくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。また、第2電極73と第3電極74との離間距離は小さくなる。すなわち、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6が大きくなるのに対して、第7抵抗R7は小さくなる。   In the mechanical component of the displacement detection device 70 having such a configuration, the first electrode 72 and the third electrode 74 when the second member 20 rotates in the clockwise direction in FIG. The separation distance from is increased. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the first electrode 72 and the third electrode 74 has undergone tensile deformation. Further, the separation distance between the second electrode 73 and the third electrode 74 is reduced. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the second electrode 73 and the third electrode 74 has undergone compression deformation. Accordingly, the sixth resistor R6 increases, whereas the seventh resistor R7 decreases.

また、第4電極75と第6電極77との離間距離は、小さくなる。すなわち、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。また、第5電極76と第6電極77との離間距離は、大きくなる。すなわち、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。従って、第8抵抗R8が小さくなるのに対して、第9抵抗R9は大きくなる。   Further, the separation distance between the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 becomes small. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 has undergone compression deformation. Further, the separation distance between the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 is increased. In other words, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 has undergone tensile deformation. Accordingly, the eighth resistor R8 is reduced, while the ninth resistor R9 is increased.

一方、第1部材10に対して第2部材20が図8の反時計回り方向に回転した場合に、第1電極72と第3電極74との離間距離が小さくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。また、第2電極73と第3電極74との離間距離は大きくなる。すなわち、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6が小さくなるのに対して、第7抵抗R7は大きくなる。   On the other hand, when the second member 20 rotates counterclockwise in FIG. 8 with respect to the first member 10, the separation distance between the first electrode 72 and the third electrode 74 becomes small. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the first electrode 72 and the third electrode 74 has undergone compression deformation. Further, the separation distance between the second electrode 73 and the third electrode 74 is increased. In other words, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the second electrode 73 and the third electrode 74 has undergone tensile deformation. Accordingly, the sixth resistor R6 is reduced, while the seventh resistor R7 is increased.

また、第4電極75と第6電極77との離間距離は、大きくなる。すなわち、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。また、第5電極76と第6電極77との離間距離は、小さくなる。すなわち、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。従って、第8抵抗R8が大きくなるのに対して、第9抵抗R9は小さくなる。   Further, the separation distance between the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 is increased. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77 has undergone tensile deformation. Further, the separation distance between the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 is reduced. That is, it is considered that the conductive viscoelastic member 71 existing between the fifth electrode 76 and the sixth electrode 77 has undergone compression deformation. Accordingly, the eighth resistor R8 increases, whereas the ninth resistor R9 decreases.

つまり、第2部材20が図8の前後軸回り方向へ回転変位する場合には、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71と、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71とは、相互に逆対称の引張圧縮変形をする。また、第2部材20が図8の前後軸回り方向へ回転変位する場合には、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71と、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71とは、相互に逆対称の引張圧縮変形をする。   That is, when the second member 20 is rotationally displaced in the direction around the longitudinal axis in FIG. 8, the conductive viscoelastic member 71 existing between the first electrode 72 and the third electrode 74, and the second electrode 73 The conductive viscoelastic member 71 existing between the third electrode 74 undergoes tensile and compressive deformations that are inversely symmetrical with each other. When the second member 20 is rotationally displaced in the direction about the front-rear axis in FIG. 8, the conductive viscoelastic member 71 existing between the fourth electrode 75 and the sixth electrode 77, the fifth electrode 76, The conductive viscoelastic member 71 existing between the sixth electrode 77 undergoes tensile and compressive deformations that are inversely symmetric to each other.

そして、第2部材20の図8の前後軸回りの回転変位量が大きいほど、第6抵抗R6及び第7抵抗R7は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20の図8の前後軸回りへの回転変位量が大きいほど、第6抵抗R6と第7抵抗R7の差が大きくなる。また、第2部材20の図8の前後軸回りの回転変位量が大きいほど、第8抵抗R8及び第9抵抗R9は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20の図8の前後軸回りへの回転変位量が大きいほど、第8抵抗R8と第9抵抗R9の差が大きくなる。   And the 6th resistance R6 and 7th resistance R7 become larger or smaller, so that the amount of rotation displacement of the 2nd member 20 around the direction axis of Drawing 8 is large. Therefore, the difference between the sixth resistance R6 and the seventh resistance R7 increases as the rotational displacement amount of the second member 20 around the longitudinal axis in FIG. 8 increases. Further, as the rotational displacement amount of the second member 20 around the front-rear axis in FIG. 8 is larger, the eighth resistance R8 and the ninth resistance R9 are larger or smaller. Therefore, the difference between the eighth resistance R8 and the ninth resistance R9 increases as the rotational displacement amount of the second member 20 about the longitudinal axis in FIG. 8 increases.

次に、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向へ変位する場合について説明する。この場合、第1電極72と第3電極74との離間距離、及び、第2電極73と第3電極74との離間距離が、共に同一量だけ大きくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71、及び、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が、共に同一の引張変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6及び第7抵抗R7は、共に大きくなる。そして、第6抵抗R6と第7抵抗R7は、同じ抵抗となる。この場合、第8抵抗R8及び第9抵抗も、第6抵抗R6及び第7抵抗R7の関係と同様となる。   Next, a case where the second member 20 is displaced in the front-rear direction of FIG. 8 with respect to the first member 10 will be described. In this case, the separation distance between the first electrode 72 and the third electrode 74 and the separation distance between the second electrode 73 and the third electrode 74 are both increased by the same amount. That is, both the conductive viscoelastic member 71 present between the first electrode 72 and the third electrode 74 and the conductive viscoelastic member 71 present between the second electrode 73 and the third electrode 74 are The same tensile deformation is considered. Therefore, both the sixth resistor R6 and the seventh resistor R7 are increased. The sixth resistor R6 and the seventh resistor R7 are the same resistor. In this case, the eighth resistor R8 and the ninth resistor have the same relationship as the sixth resistor R6 and the seventh resistor R7.

(3.3)変位量検出装置70の回路構成部分についての説明
次に、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分について、図9を参照して説明する。図9に示すように、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81と、第2ホイーストン・ブリッジ回路82と、直流電源83と、第1ブリッジ出力電圧検出部84と、第2ブリッジ出力電圧検出部85と、変位量検出部86とから構成される。
(3.3) Description of Circuit Configuration Part of Displacement Detection Device 70 Next, a circuit configuration part of the displacement detection device 70 of the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the circuit components of the displacement detection device 70 of the second embodiment include a first Wheatstone bridge circuit 81, a second Wheatstone bridge circuit 82, a DC power supply 83, a first The bridge output voltage detection unit 84, the second bridge output voltage detection unit 85, and the displacement amount detection unit 86 are configured.

第1ホイーストン・ブリッジ回路81は、第1ハーフブリッジ回路811と、第2ハーフブリッジ回路812とから構成される。第1ハーフブリッジ回路811は、第6抵抗R6と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第1電極72と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路812は、第7抵抗R7と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第2電極73と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第6抵抗R6及び第7抵抗R7よりも非常に大きな抵抗としている。そして、第1ハーフブリッジ回路811と第2ハーフブリッジ回路812とは、並列接続されている。具体的には、第3電極74が共通化され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されるようにされている。さらに、第1ハーフブリッジ回路811の中間点と第2ハーフブリッジ回路812の中間点とが接続されている。具体的には、第1電極72と第2電極73とが電気的に接続されている。   The first Wheatstone bridge circuit 81 includes a first half bridge circuit 811 and a second half bridge circuit 812. The first half bridge circuit 811 has a sixth resistor R6 and a third resistor R3 connected in series. Specifically, the first electrode 72 and one end side of the third resistor R3 are electrically connected directly. The second half bridge circuit 812 has a seventh resistor R7 and a fourth resistor R4 connected in series. Specifically, the second electrode 73 and one end of the fourth resistor R4 are electrically connected directly. Here, the same resistance is used for the third resistor R3 and the fourth resistor R4. Further, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are much larger than the sixth resistor R6 and the seventh resistor R7. The first half bridge circuit 811 and the second half bridge circuit 812 are connected in parallel. Specifically, the third electrode 74 is shared, and the other end side of the third resistor R3 and the other end side of the fourth resistor R4 are directly connected. Further, the midpoint of the first half bridge circuit 811 and the midpoint of the second half bridge circuit 812 are connected. Specifically, the first electrode 72 and the second electrode 73 are electrically connected.

第2ホイーストン・ブリッジ回路82は、第1ハーフブリッジ回路821と、第2ハーフブリッジ回路822とから構成される。第1ハーフブリッジ回路821は、第8抵抗R8と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第4電極75と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路822は、第9抵抗R9と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第5電極76と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、上記同様、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第8抵抗R8及び第9抵抗R9よりも非常に大きな抵抗としている。そして、第1ハーフブリッジ回路821と第2ハーフブリッジ回路822とは、並列接続されている。具体的には、第6電極77が共通化され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されるようにされている。さらに、第1ハーフブリッジ回路821の中間点と第2ハーフブリッジ回路822の中間点とが接続されている。具体的には、第4電極75と第5電極76とが電気的に接続されている。   The second Wheatstone bridge circuit 82 includes a first half bridge circuit 821 and a second half bridge circuit 822. The first half bridge circuit 821 has an eighth resistor R8 and a third resistor R3 connected in series. Specifically, the fourth electrode 75 and one end side of the third resistor R3 are electrically connected directly. The second half bridge circuit 822 connects a ninth resistor R9 and a fourth resistor R4 in series. Specifically, the fifth electrode 76 and one end side of the fourth resistor R4 are electrically connected directly. Here, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 use the same resistor as described above. Further, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are much larger than the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9. The first half bridge circuit 821 and the second half bridge circuit 822 are connected in parallel. Specifically, the sixth electrode 77 is shared, and the other end side of the third resistor R3 and the other end side of the fourth resistor R4 are directly connected. Further, the midpoint of the first half-bridge circuit 821 and the midpoint of the second half-bridge circuit 822 are connected. Specifically, the fourth electrode 75 and the fifth electrode 76 are electrically connected.

直流電源83は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源83は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82の各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。さらに具体的には、直流電源83の正極側が、第3電極74及び第6電極77に接続されている。また、直流電源83の負極側が、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82のそれぞれの第3抵抗R3の他端側及び第4抵抗R4の他端側に接続されている。   The DC power supply 83 applies a bridge input voltage V <b> 1 to the first Wheatstone bridge circuit 81 and the second Wheatstone bridge circuit 82. Specifically, the DC power supply 83 applies a bridge input voltage V <b> 1 to both ends of the first Wheatstone bridge circuit 81 and the second Wheatstone bridge circuit 82. More specifically, the positive electrode side of the DC power supply 83 is connected to the third electrode 74 and the sixth electrode 77. Further, the negative electrode side of the DC power supply 83 is connected to the other end side of the third resistor R3 and the other end side of the fourth resistor R4 of the first Wheatstone bridge circuit 81 and the second Wheatstone bridge circuit 82, respectively. Yes.

第1ブリッジ出力電圧検出部84は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81のブリッジ出力電圧V21を検出する。このブリッジ出力電圧V21とは、第1ハーフブリッジ回路811の中間点と第2ハーフブリッジ回路812の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V21は、第1ハーフブリッジ回路811及び第2ハーフブリッジ回路812の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V21は、第1ハーフブリッジ回路811の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路812の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。   The first bridge output voltage detector 84 detects the bridge output voltage V 21 of the first Wheatstone bridge circuit 81. The bridge output voltage V21 is a voltage at a portion connecting the intermediate point of the first half bridge circuit 811 and the intermediate point of the second half bridge circuit 812. That is, the bridge output voltage V <b> 21 is a voltage difference between the intermediate points of the first half bridge circuit 811 and the second half bridge circuit 812. Here, the bridge output voltage V21 is a voltage obtained by subtracting the voltage at the midpoint of the second half bridge circuit 812 from the voltage at the midpoint of the first half bridge circuit 811.

第2ブリッジ出力電圧検出部85は、第2ホイーストン・ブリッジ回路82のブリッジ出力電圧V22を検出する。このブリッジ出力電圧V22とは、第1ハーフブリッジ回路821の中間点と第2ハーフブリッジ回路822の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V22は、第1ハーフブリッジ回路821及び第2ハーフブリッジ回路822の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V22は、第1ハーフブリッジ回路821の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路822の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。   The second bridge output voltage detector 85 detects the bridge output voltage V22 of the second Wheatstone bridge circuit 82. The bridge output voltage V22 is a voltage at a portion connecting the intermediate point of the first half bridge circuit 821 and the intermediate point of the second half bridge circuit 822. That is, the bridge output voltage V <b> 22 is a voltage difference between the intermediate points of the first half bridge circuit 821 and the second half bridge circuit 822. Here, the bridge output voltage V22 is a voltage obtained by subtracting the intermediate point voltage of the second half bridge circuit 822 from the intermediate point voltage of the first half bridge circuit 821.

変位量検出部86(本発明における検出部)は、第1ブリッジ出力電圧検出部84により検出されたブリッジ出力電圧V21及び第2ブリッジ出力電圧検出部85により検出されたブリッジ出力電圧V22を入力する。そして、変位量検出部86は、入力されたブリッジ出力電圧V21、V22の何れか若しくは両方に基づき、第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量(回転角度)を求める。なお、当該変位量は、上述した第1実施形態と同様の方法により求めることができる。   The displacement detector 86 (detector in the present invention) receives the bridge output voltage V21 detected by the first bridge output voltage detector 84 and the bridge output voltage V22 detected by the second bridge output voltage detector 85. . Then, the displacement amount detector 86 detects the amount of displacement (rotation angle) of the second member 20 from the reference position in the rotation direction around the front-rear axis in FIG. 8 based on either or both of the input bridge output voltages V21 and V22. ) Note that the amount of displacement can be obtained by the same method as in the first embodiment described above.

(4)第2実施形態の変形態様
上記第2実施形態においては、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りの回転変位のみ可能とした。それに対して、当該変形態様は、第1部材10に対して第2部材20が直交3軸方向へ変位し、且つ、所定軸回りに回転変位する場合を対象とする。そして、当該変形態様の変位量検出装置90は、第1部材10に対して第2部材20が所定軸回りに回転変位する相対変位量(相対回転角度)を検出する装置とする。
(4) Modification of Second Embodiment In the second embodiment, the second member 20 can only be rotationally displaced about the front-rear axis in FIG. On the other hand, the deformation mode is intended for a case where the second member 20 is displaced in the three orthogonal axes with respect to the first member 10 and is rotationally displaced about a predetermined axis. The displacement amount detection device 90 according to the modification is configured to detect a relative displacement amount (relative rotation angle) in which the second member 20 is rotationally displaced about the predetermined axis with respect to the first member 10.

当該第2実施形態の変形態様の変位量検出装置90について、図10を参照して説明する。図10は、第2実施形態の変形態様における変位量検出装置90の回路構成部分を示す図である。変位量検出装置90の機械構成部分は、上述した第2実施形態の変位量検出装置70と同一であるので、説明を省略する。   A displacement amount detection device 90 according to a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration portion of the displacement amount detection device 90 according to a modification of the second embodiment. Since the mechanical component of the displacement detection device 90 is the same as that of the displacement detection device 70 of the second embodiment described above, description thereof is omitted.

変位量検出装置90の回路構成部分は、図10に示すように、ホイーストン・ブリッジ回路部91と、直流電源92と、ブリッジ出力電圧検出部93と、変位量検出部94とから構成される。   As shown in FIG. 10, the circuit configuration portion of the displacement amount detection device 90 includes a Wheatstone bridge circuit portion 91, a DC power source 92, a bridge output voltage detection portion 93, and a displacement amount detection portion 94. .

ホイーストン・ブリッジ回路部91は、4個のホイーストン・ブリッジ回路91a〜91dにより形成されている。第1ホイーストン・ブリッジ回路91aは、第1ハーフブリッジ回路911aと、第2ハーフブリッジ回路912aとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911aは、第6抵抗R6と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912aは、第7抵抗R7と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911aと第2ハーフブリッジ回路912aとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911aの中間点と第2ハーフブリッジ回路912aの中間点とが接続されている。   The Wheatstone bridge circuit section 91 is formed by four Wheatstone bridge circuits 91a to 91d. The first Wheatstone bridge circuit 91a includes a first half bridge circuit 911a and a second half bridge circuit 912a. The first half bridge circuit 911a connects the sixth resistor R6 and the third resistor R3 in series. The second half bridge circuit 912a has a seventh resistor R7 and a fourth resistor R4 connected in series. The first half bridge circuit 911a and the second half bridge circuit 912a are connected in parallel. Further, the midpoint of the first half-bridge circuit 911a and the midpoint of the second half-bridge circuit 912a are connected.

第2ホイーストン・ブリッジ回路91bは、第1ハーフブリッジ回路911bと、第2ハーフブリッジ回路912bとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911bは、第7抵抗R7と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912bは、第8抵抗R8と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911bと第2ハーフブリッジ回路912bとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911bの中間点と第2ハーフブリッジ回路912bの中間点とが接続されている。   The second Wheatstone bridge circuit 91b includes a first half bridge circuit 911b and a second half bridge circuit 912b. The first half bridge circuit 911b connects a seventh resistor R7 and a third resistor R3 in series. The second half bridge circuit 912b connects an eighth resistor R8 and a fourth resistor R4 in series. The first half bridge circuit 911b and the second half bridge circuit 912b are connected in parallel. Further, the midpoint of the first half-bridge circuit 911b and the midpoint of the second half-bridge circuit 912b are connected.

第3ホイーストン・ブリッジ回路91cは、第1ハーフブリッジ回路911cと、第2ハーフブリッジ回路912cとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911cは、第8抵抗R8と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912cは、第9抵抗R9と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911cと第2ハーフブリッジ回路912cとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911cの中間点と第2ハーフブリッジ回路912cの中間点とが接続されている。   The third Wheatstone bridge circuit 91c includes a first half bridge circuit 911c and a second half bridge circuit 912c. The first half bridge circuit 911c connects an eighth resistor R8 and a third resistor R3 in series. The second half bridge circuit 912c connects a ninth resistor R9 and a fourth resistor R4 in series. The first half bridge circuit 911c and the second half bridge circuit 912c are connected in parallel. Furthermore, the midpoint of the first half bridge circuit 911c and the midpoint of the second half bridge circuit 912c are connected.

第4ホイーストン・ブリッジ回路91dは、第1ハーフブリッジ回路911dと、第2ハーフブリッジ回路912dとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911dは、第9抵抗R9と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912dは、第6抵抗R6と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911dと第2ハーフブリッジ回路912dとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911dの中間点と第2ハーフブリッジ回路912dの中間点とが接続されている。   The fourth Wheatstone bridge circuit 91d includes a first half bridge circuit 911d and a second half bridge circuit 912d. The first half bridge circuit 911d connects a ninth resistor R9 and a third resistor R3 in series. The second half bridge circuit 912d has a sixth resistor R6 and a fourth resistor R4 connected in series. The first half bridge circuit 911d and the second half bridge circuit 912d are connected in parallel. Further, the midpoint of the first half-bridge circuit 911d and the midpoint of the second half-bridge circuit 912d are connected.

直流電源92は、ホイーストン・ブリッジ回路部91へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源92は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91a、第2ホイーストン・ブリッジ回路91b、第3ホイーストン・ブリッジ回路91c、第4ホイーストン・ブリッジ回路91dの各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。   The DC power source 92 applies the bridge input voltage V <b> 1 to the Wheatstone bridge circuit unit 91. Specifically, the DC power source 92 is bridged to both ends of the first Wheatstone bridge circuit 91a, the second Wheatstone bridge circuit 91b, the third Wheatstone bridge circuit 91c, and the fourth Wheatstone bridge circuit 91d. Input voltage V1 is applied.

ブリッジ出力電圧検出部93は、ホイーストン・ブリッジ回路部91のそれぞれのブリッジ出力電圧V26〜V29を検出する。ブリッジ出力電圧V26は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91aのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V27は、第2ホイーストン・ブリッジ回路91bのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V28は、第3ホイーストン・ブリッジ回路91cのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V29は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91dのブリッジ出力電圧である。   The bridge output voltage detector 93 detects the respective bridge output voltages V26 to V29 of the Wheatstone bridge circuit unit 91. The bridge output voltage V26 is a bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit 91a. The bridge output voltage V27 is a bridge output voltage of the second Wheatstone bridge circuit 91b. The bridge output voltage V28 is a bridge output voltage of the third Wheatstone bridge circuit 91c. The bridge output voltage V29 is a bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit 91d.

変位量検出部94(本発明における検出部)は、ブリッジ出力電圧検出部93により検出されたそれぞれのブリッジ出力電圧V26〜V29を入力する。そして、変位量検出部94は、入力されたブリッジ出力電圧V26〜V29に基づき、第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量(回転角度)を求める。   The displacement detection unit 94 (detection unit in the present invention) receives the bridge output voltages V26 to V29 detected by the bridge output voltage detection unit 93. And the displacement amount detection part 94 calculates | requires the displacement amount (rotation angle) to the rotation direction of the surroundings of the front-back axis | shaft of FIG. 8 from the reference position based on the bridge output voltage V26-V29 input.

以下に、変位量検出部94の詳細構成、並びに、変位量検出部94がブリッジ出力電圧V26〜V29に基づき第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量を求める方法について、具体的に説明する。   Hereinafter, the detailed configuration of the displacement amount detection unit 94 and the displacement amount detection unit 94 based on the bridge output voltages V26 to V29, the second member 20 determines the displacement amount in the rotational direction around the front and rear axes in FIG. The method of obtaining will be specifically described.

変位量検出部94の詳細構成については、図11を参照して説明する。図11は、変位量検出部94の構成を示すブロック図である。図11に示すように、変位量検出部94は、基準電圧ベクトル記憶部94aと、実電圧ベクトル検出部94bと、寄与度算出部94cと、変位量算出部94dとから構成される。   A detailed configuration of the displacement amount detection unit 94 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the displacement amount detection unit 94. As shown in FIG. 11, the displacement amount detection unit 94 includes a reference voltage vector storage unit 94a, an actual voltage vector detection unit 94b, a contribution calculation unit 94c, and a displacement amount calculation unit 94d.

基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対する第2部材20のそれぞれの方向への変位に応じて出力されるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶しておく。   The reference voltage vector storage unit 94a stores in advance bridge output voltages V26 to V29 that are output according to the displacement of the second member 20 in each direction with respect to the first member 10.

具体的には、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りにのみに回転変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「回転モードにおける基準電圧ベクトルU1」という。   Specifically, the reference voltage vector storage unit 94a stores in advance bridge output voltages V26 to V29 when the second member 20 is rotationally displaced only about the front and rear axes in FIG. Here, the bridge output voltages V26 to V29 in this case are referred to as “reference voltage vector U1 in the rotation mode”.

さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の上下方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「上下モードにおける基準電圧ベクトルU2」という。   Further, the reference voltage vector storage unit 94a stores in advance bridge output voltages V26 to V29 when the second member 20 is displaced only in the vertical direction of FIG. Here, the bridge output voltages V26 to V29 in this case are referred to as “reference voltage vector U2 in the vertical mode”.

さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の左右方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「左右モードにおける基準電圧ベクトルU3」という。   Furthermore, the reference voltage vector storage unit 94a stores in advance bridge output voltages V26 to V29 when the second member 20 is displaced only in the left-right direction in FIG. Here, the bridge output voltages V26 to V29 in this case are referred to as “reference voltage vector U3 in the left-right mode”.

さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「前後モードにおける基準電圧ベクトルU4」という。   Further, the reference voltage vector storage unit 94a stores in advance bridge output voltages V26 to V29 when the second member 20 is displaced only in the front-rear direction of FIG. Here, the bridge output voltages V26 to V29 in this case are referred to as “reference voltage vector U4 in the front-rear mode”.

ここで、回転モードにおける基準電圧ベクトルU1、上下モードにおける基準電圧ベクトルU2、左右モードにおける基準電圧ベクトルU3、及び、前後モードにおける基準電圧ベクトルU4を総称して、「基準電圧ベクトルU」という。つまり、基準電圧ベクトル記憶部94aは、この基準電圧ベクトルUを予め記憶しておく。   Here, the reference voltage vector U1 in the rotation mode, the reference voltage vector U2 in the up / down mode, the reference voltage vector U3 in the left / right mode, and the reference voltage vector U4 in the front / rear mode are collectively referred to as “reference voltage vector U”. That is, the reference voltage vector storage unit 94a stores the reference voltage vector U in advance.

ここで、第1部材10に対して第2部材20が変位するそれぞれの方向(以下、「変形モード」という)とブリッジ出力電圧V26〜V29との関係について、表1に示す。なお、表1の変形モードにおいて、回転モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りに回転変位した場合のモードである。上下モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の上下方向へ変位した場合のモードである。左右モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の左右方向へ変位した場合のモードである。前後モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向へ変位した場合のモードである。また、表1中、a1〜a8は、零でない値を示す。   Here, Table 1 shows the relationship between each direction in which the second member 20 is displaced with respect to the first member 10 (hereinafter referred to as “deformation mode”) and the bridge output voltages V26 to V29. In the deformation mode of Table 1, the rotation mode is a mode when the second member 20 is rotationally displaced about the front-rear axis in FIG. The vertical mode is a mode when the second member 20 is displaced in the vertical direction in FIG. 8 with respect to the first member 10. The left / right mode is a mode when the second member 20 is displaced in the left / right direction in FIG. 8 with respect to the first member 10. The front-rear mode is a mode when the second member 20 is displaced in the front-rear direction of FIG. In Table 1, a1 to a8 indicate non-zero values.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

ここで、第6抵抗R6、第7抵抗R7、第8抵抗R8、及び第9抵抗R9は、それぞれのモードについて線形性を有している領域が存在する。本実施形態においては、第6抵抗R6、第7抵抗R7、第8抵抗R8、及び第9抵抗R9が、それぞれのモードについて線形性を有している領域にて使用するものとする。   Here, the sixth resistor R6, the seventh resistor R7, the eighth resistor R8, and the ninth resistor R9 each have a region having linearity in each mode. In the present embodiment, it is assumed that the sixth resistor R6, the seventh resistor R7, the eighth resistor R8, and the ninth resistor R9 are used in regions where the respective modes have linearity.

そして、第1実施形態の数7を参照すると、ブリッジ出力電圧V26は、第6抵抗R6と第7抵抗R7の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V27は、第7抵抗R7と第8抵抗R8の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V28は、第8抵抗R8と第9抵抗R9の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V29は、第9抵抗R9と第6抵抗R6の差に比例する。   Referring to Equation 7 in the first embodiment, the bridge output voltage V26 is proportional to the difference between the sixth resistor R6 and the seventh resistor R7. The bridge output voltage V27 is proportional to the difference between the seventh resistor R7 and the eighth resistor R8. The bridge output voltage V28 is proportional to the difference between the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9. The bridge output voltage V29 is proportional to the difference between the ninth resistor R9 and the sixth resistor R6.

従って、各モードにおける基準電圧ベクトルU1〜U4は、ブリッジ出力電圧V26〜V29に対して線形性を有する。つまり、数9のように示すことができる。   Therefore, the reference voltage vectors U1 to U4 in each mode have linearity with respect to the bridge output voltages V26 to V29. In other words, it can be expressed as Equation 9.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

ここで、各モードにおける基準電圧ベクトルU1〜U4は、数10のようになる。   Here, the reference voltage vectors U1 to U4 in each mode are as shown in Equation 10.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

実電圧ベクトル検出部94bは、実際の第1部材10に対する第2部材20の変位に応じて、ブリッジ出力電圧検出部93により検出されたブリッジ出力電圧V26〜V29を入力する。ここで、実際の第1部材10に対する第2部材20の変位とは、上述した回転モード、上下モード、左右モード、及び前後モードが種々に混在した状態である。そして、この実際の第1部材10に対して第2部材20が変位する際のブリッジ出力電圧V26〜V29を「実電圧ベクトルUR」という。   The actual voltage vector detection unit 94b inputs the bridge output voltages V26 to V29 detected by the bridge output voltage detection unit 93 in accordance with the actual displacement of the second member 20 with respect to the first member 10. Here, the actual displacement of the second member 20 with respect to the first member 10 is a state in which the above-described rotation mode, up-down mode, left-right mode, and front-back mode are variously mixed. The bridge output voltages V26 to V29 when the second member 20 is displaced with respect to the actual first member 10 are referred to as “actual voltage vector UR”.

寄与度算出部94cは、基準電圧ベクトルU及び実電圧ベクトルURを入力する。この基準電圧ベクトルUと実電圧ベクトルURとの関係は、数11に示す関係となる。   The contribution calculation unit 94c receives the reference voltage vector U and the actual voltage vector UR. The relationship between the reference voltage vector U and the actual voltage vector UR is expressed by Equation 11.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

そして、寄与度算出部94cは、数11の関係からなる基準電圧ベクトルU及び実電圧ベクトルURに基づき、実電圧ベクトルURに含まれる図8の前後軸回りの回転方向及び直交3軸方向それぞれの成分に関する寄与度k1〜k4を算出する。つまり、寄与度算出部94cは、回転モードの成分に関する寄与度k1、上下モードの成分に関する寄与度k2、左右モードの成分に関する寄与度k3、及び前後モードの成分に関する寄与度k4を算出する。具体的には、数12に示すように、行列演算を行うことにより、各モードiの成分に関する寄与度kiを算出することができる。   Then, the contribution degree calculation unit 94c is based on the reference voltage vector U and the actual voltage vector UR having the relationship of Equation 11, and each of the rotation direction around the front and rear axes in FIG. 8 and the orthogonal three axis directions included in the actual voltage vector UR. The contributions k1 to k4 related to the components are calculated. That is, the contribution calculation unit 94c calculates a contribution k1 related to the rotation mode component, a contribution k2 related to the up / down mode component, a contribution k3 related to the left / right mode component, and a contribution k4 related to the front / rear mode component. Specifically, as shown in Expression 12, by performing a matrix operation, it is possible to calculate the contribution degree ki regarding the component of each mode i.

Figure 0004640113
Figure 0004640113

変位量算出部94dは、寄与度算出部94cにより算出された図8の前後軸回りの回転モードの成分に関する寄与度k1を入力する。さらに、変位量算出部94dは、基準電圧ベクトル記憶部94aに記憶された回転モードにおける基準電圧ベクトルU1を入力する。そして、変位量算出部94dは、回転モードの成分に関する寄与度k1及び回転モードにおける基準電圧ベクトルU1に基づき、第1部材10に対する第2部材20の相対変位量(相対回転角度)を算出する。   The displacement calculation unit 94d receives the contribution k1 related to the rotational mode component around the front-rear axis in FIG. 8 calculated by the contribution calculation unit 94c. Further, the displacement amount calculation unit 94d receives the reference voltage vector U1 in the rotation mode stored in the reference voltage vector storage unit 94a. Then, the displacement amount calculation unit 94d calculates a relative displacement amount (relative rotation angle) of the second member 20 with respect to the first member 10 based on the contribution k1 related to the rotation mode component and the reference voltage vector U1 in the rotation mode.

このように、第1部材10に対して第2部材20が回転方向以外の軸方向へ変位する場合であっても、確実に回転方向の相対変位量を求めることができる。   Thus, even when the second member 20 is displaced in the axial direction other than the rotation direction with respect to the first member 10, the relative displacement amount in the rotation direction can be reliably obtained.

なお、上記第2実施形態の変形態様においては、第1部材10に対して第2部材20が、回転方向への変位の他に、直交3軸方向への変位が可能として説明した。そのため、ホイーストン・ブリッジ回路部91は、4個のホイーストン・ブリッジ回路91a〜91dを形成するようにした。ただし、例えば、第1部材10に対して第2部材20が相対変位可能な軸方向が1つである場合には、ホイーストン・ブリッジ回路部91は、2個のホイーストン・ブリッジ回路で十分である。つまり、第1部材10に対して第2部材20が軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した数以上のホイーストン・ブリッジ回路を形成すればよい。   In the modification of the second embodiment, the second member 20 is described as being displaceable in the three orthogonal directions in addition to the displacement in the rotation direction with respect to the first member 10. Therefore, the Wheatstone bridge circuit section 91 is formed with four Wheatstone bridge circuits 91a to 91d. However, for example, when there is only one axial direction in which the second member 20 can be displaced relative to the first member 10, two Wheatstone bridge circuits 91 are sufficient for the Wheatstone bridge circuit portion 91. It is. That is, the Wheatstone bridge circuit may be formed in a number equal to or greater than the number of directions in which the second member 20 can be displaced relative to the first member 10 in the axial direction.

(5)その他
上記第1実施形態において、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、それぞれ独立して存在するような構成としたが、これに限られるものではない。例えば、第2実施形態の導電性粘弾性部材70のように、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間全てが導電性粘弾性部材により充填されるようにしてもよい。
(5) Others In the first embodiment, the first conductive viscoelastic member 31 and the second conductive viscoelastic member 32 are configured to exist independently of each other. However, the present invention is not limited to this. . For example, like the conductive viscoelastic member 70 of the second embodiment, the entire space surrounded by the first member 10 and the second member 20 may be filled with the conductive viscoelastic member.

一方、第2実施形態において、導電性粘弾性部材70は、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間に充填されるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、第1実施形態の第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32のように、独立して導電性粘弾性部材を形成するようにしてもよい。   On the other hand, in the second embodiment, the conductive viscoelastic member 70 is filled in the space surrounded by the first member 10 and the second member 20, but is not limited thereto. For example, you may make it form a conductive viscoelastic member independently like the 1st conductive viscoelastic member 31 and the 2nd conductive viscoelastic member 32 of 1st Embodiment.

なお、上述した変位量検出装置は、例えば、エンジンマウントなどに適用することができる。この場合、例えば、第1部材10がエンジンに取り付けられ、第2部材20が車両ボディに取り付けられる。   The displacement amount detection device described above can be applied to, for example, an engine mount. In this case, for example, the first member 10 is attached to the engine, and the second member 20 is attached to the vehicle body.

第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分を示す図である。It is a figure which shows the machine structure part of the displacement detection apparatus 30 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the mechanical structure part of the displacement detection apparatus 30 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the mechanical structure part of the displacement detection apparatus 30 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure part of the displacement detection apparatus 30 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形態様の変位量検出装置50の機械構成部分を示す図である。It is a figure which shows the machine structure part of the displacement amount detection apparatus 50 of the deformation | transformation aspect of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形態様の変位量検出装置60の機械構成部分を示す図である。It is a figure which shows the machine structure part of the displacement amount detection apparatus 60 of the deformation | transformation aspect of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形態様の変位量検出装置60の回路構成部分を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure part of the displacement detection apparatus 60 of the deformation | transformation aspect of 1st Embodiment. 第2実施形態の変位量検出装置70の機械構成部分を示す図である。It is a figure which shows the machine structure part of the displacement detection apparatus 70 of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure part of the displacement detection apparatus 70 of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形態様の変位量検出装置90の回路構成部分を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure part of the displacement detection apparatus 90 of the deformation | transformation aspect of 2nd Embodiment. 変位量検出部94の構成を示すブロック図である。7 is a block diagram illustrating a configuration of a displacement amount detection unit 94. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10:第1部材、 20:第2部材、
30、50、60、70、90:変位量検出装置、
31:第1導電性粘弾性部材、 31a:X軸用第1導電性粘弾性部材、
31b:Y軸用第1導電性粘弾性部材、 31c:Z軸用第1導電性粘弾性部材、
32:第2導電性粘弾性部材、 32a:X軸用第2導電性粘弾性部材、
32b:Y軸用第2導電性粘弾性部材、 32c:Z軸用第2導電性粘弾性部材、
33:第1電極、 33a:X軸用第1電極、 33b:Y軸用第1電極、
33c:Z軸用第1電極、
34:第2電極、 34a:X軸用第2電極、 34b:Y軸用第2電極、
34c:Z軸用第2電極、
35:第3電極、 35a:X軸用第3電極、 35b:Y軸用第3電極、
35c:Z軸用第3電極、
36:第4電極、 36a:X軸用第4電極、 36b:Y軸用第4電極、
36c:Z軸用第4電極、
41:ホイーストン・ブリッジ回路、
41a:X軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
41b:Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
41c:Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
42:直流電源、
43:ブリッジ出力電圧検出部、 43a:X軸用ブリッジ出力電圧検出部、
43b:Y軸用ブリッジ出力電圧検出部、 43c:Z軸用ブリッジ出力電圧検出部、
44:変位量検出部、 44a:X軸用変位量検出部、 44b:Y軸用変位量検出部、
44c:Z軸用変位量検出部
51:変形吸収材、
61:X軸方向変位量検出部、 62:Y軸方向変位量検出部、
63:Z軸方向変位量検出部、
71:導電性粘弾性部材、 72:第1電極、 73:第2電極、 74:第3電極、 75:第4電極、 76:第5電極、 77:第6電極、
81:第1ホイーストン・ブリッジ回路、 82:第2ホイーストン・ブリッジ回路
83:直流電源、 84:第1ブリッジ出力電圧検出部、
85:第2ブリッジ出力電圧検出部、 86:変位量検出部、
91:ホイーストン・ブリッジ回路部、
91a〜91d:ホイーストン・ブリッジ回路、
92:直流電源、 93:ブリッジ出力電圧検出部、
94:変位量検出部、 94a:基準電圧ベクトル記憶部、
94b:実電圧ベクトル検出部、 94c:寄与度算出部、 94d:変位量算出部、
411:第1ハーフブリッジ回路、 412:第2ハーフブリッジ回路、
811、821:第1ハーフブリッジ回路、 812、822:第2ハーフブリッジ回路
911a〜911d:第1ハーフブリッジ回路、
912a〜912d:第2ハーフブリッジ回路
10: 1st member, 20: 2nd member,
30, 50, 60, 70, 90: displacement amount detection device,
31: 1st electroconductive viscoelastic member, 31a: 1st electroconductive viscoelastic member for X-axis,
31b: Y-axis first conductive viscoelastic member, 31c: Z-axis first conductive viscoelastic member,
32: 2nd electroconductive viscoelastic member, 32a: 2nd electroconductive viscoelastic member for X-axis,
32b: Y-axis second conductive viscoelastic member, 32c: Z-axis second conductive viscoelastic member,
33: first electrode, 33a: first electrode for X axis, 33b: first electrode for Y axis,
33c: Z-axis first electrode,
34: second electrode, 34a: second electrode for X axis, 34b: second electrode for Y axis,
34c: second electrode for Z axis,
35: third electrode, 35a: third electrode for X axis, 35b: third electrode for Y axis,
35c: Z-axis third electrode,
36: 4th electrode, 36a: 4th electrode for X-axis, 36b: 4th electrode for Y-axis,
36c: the fourth electrode for the Z axis,
41: Wheatstone bridge circuit,
41a: Wheatstone bridge circuit for X-axis,
41b: Y-axis Wheatstone bridge circuit,
41c: Wheatstone bridge circuit for Z-axis,
42: DC power supply,
43: Bridge output voltage detection unit, 43a: Bridge output voltage detection unit for X-axis,
43b: bridge output voltage detection unit for Y axis, 43c: bridge output voltage detection unit for Z axis,
44: Displacement amount detection unit, 44a: X axis displacement amount detection unit, 44b: Y axis displacement amount detection unit,
44c: Z-axis displacement detector 51: deformation absorber,
61: X-axis direction displacement detection unit 62: Y-axis direction displacement detection unit
63: Z-axis direction displacement detection unit,
71: conductive viscoelastic member, 72: first electrode, 73: second electrode, 74: third electrode, 75: fourth electrode, 76: fifth electrode, 77: sixth electrode,
81: 1st Wheatstone bridge circuit, 82: 2nd Wheatstone bridge circuit 83: DC power supply, 84: 1st bridge output voltage detection part,
85: second bridge output voltage detection unit, 86: displacement amount detection unit,
91: Wheatstone bridge circuit part,
91a-91d: Wheatstone bridge circuit,
92: DC power supply, 93: Bridge output voltage detector,
94: displacement amount detection unit, 94a: reference voltage vector storage unit,
94b: actual voltage vector detection unit, 94c: contribution calculation unit, 94d: displacement calculation unit,
411: first half-bridge circuit, 412: second half-bridge circuit,
811, 821: first half-bridge circuit, 812, 822: second half-bridge circuits 911a to 911d: first half-bridge circuit,
912a to 912d: second half bridge circuit

Claims (7)

第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、前記第2部材は前記第1部材に対して基準位置から直交3軸のうち所定軸方向へ相対変位可能であると共に、直交3軸のうち前記所定軸方向とは異なる軸方向への相対移動および相対回転のうち少なくとも1つの相対変位可能であり、
前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位する場合において、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸方向への相対変位量を検出する変位量検出装置であって、
前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位した場合に前記第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成されるホイーストン・ブリッジ回路と、
前記ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、
前記ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸方向への相対変位量を検出する検出部と、
前記第1部材及び/又は前記第2部材と前記第1の導電性粘弾性部材との間、並びに、前記第1部材及び/又は前記第2部材と前記第2の導電性粘弾性部材との間に配置され、且つ、前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さなバネ定数からなる変形吸収材と、
を備え、
前記第2の導電性粘弾性部材と前記第1の導電性粘弾性部材とは、前記第2部材を挟むように、前記第1の導電性粘弾性部材に対して前記所定軸方向に対向配置されることを特徴とする変位量検出装置。
The second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member can be displaced relative to the first member from a reference position in a predetermined axial direction among three orthogonal axes and is orthogonal to the first member. Among the three axes, at least one relative displacement is possible among relative movement and relative rotation in an axial direction different from the predetermined axial direction,
When the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to the first member, the relative displacement amount of the second member in the predetermined axial direction from the reference position with respect to the first member A displacement amount detection device for detecting
The first member and the second member are elastically connected to each other and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, and the second member is moved from the reference position to the predetermined position with respect to the first member. A first conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation or compression deformation when relatively displaced in the axial direction;
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member, and are formed of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, A second member that undergoes tensile compression deformation that is inversely symmetric with respect to tensile compression deformation of the first conductive viscoelastic member when the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to one member. Conductive viscoelastic members of
A Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
A power supply for applying a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit;
A detector that detects a relative displacement amount of the second member relative to the first member from the reference position in the predetermined axial direction based on a bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit;
Between the first member and / or the second member and the first conductive viscoelastic member, and between the first member and / or the second member and the second conductive viscoelastic member. A deformation absorbing material disposed between and having a spring constant smaller than that of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
With
The second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are arranged opposite to the first conductive viscoelastic member in the predetermined axial direction so as to sandwich the second member. Displacement amount detection device characterized by being made.
前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置に位置している場合において前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスは、前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと略同一であり、
前記ホイーストン・ブリッジ回路は、
前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した第1ハーフブリッジ回路と、
前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第3インピーダンスに略同一インピーダンスの第4インピーダンスとを直列接続し、前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが直接接続されるように前記第1ハーフブリッジ回路に並列接続され、かつ、前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第4インピーダンスとの中間点が前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第3インピーダンスとの中間点に接続された第2ハーフブリッジ回路と、
を備え、
前記電源は、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路の各両端に前記ブリッジ入力電圧を印加し、
前記ブリッジ出力電圧は、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路の各中間点の電圧差である請求項1記載の変位量検出装置。
When the second member is located at the reference position with respect to the first member, the impedance of the second conductive viscoelastic member is substantially the same as the impedance of the first conductive viscoelastic member. Yes,
The Wheatstone bridge circuit is
A first half-bridge circuit in which an impedance of the first conductive viscoelastic member and a third impedance are connected in series;
An impedance of the second conductive viscoelastic member and a fourth impedance of substantially the same impedance as the third impedance are connected in series, and the impedance of the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelasticity are connected. The first half-bridge circuit is connected in parallel so that the impedance of the member is directly connected, and the intermediate point between the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance is the first conductive A second half-bridge circuit connected to an intermediate point between the impedance of the viscous viscoelastic member and the third impedance;
With
The power supply applies the bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit,
The displacement detection device according to claim 1, wherein the bridge output voltage is a voltage difference between each intermediate point of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit.
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材は、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなる請求項1又は2に記載の変位量検出装置。   The displacement amount detection device according to claim 1, wherein the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member have substantially the same impedance when subjected to substantially the same deformation. 前記第2の導電性粘弾性部材は、前記第1の導電性粘弾性部材と略同一材質であり、前記所定軸方向に垂直な面に対して前記第1の導電性粘弾性部材と略面対称な形状からなる請求項3記載の変位量検出装置。   The second conductive viscoelastic member is made of substantially the same material as the first conductive viscoelastic member, and is substantially flush with the first conductive viscoelastic member with respect to a plane perpendicular to the predetermined axial direction. The displacement amount detection device according to claim 3, wherein the displacement amount detection device has a symmetrical shape. 第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、前記第2部材は前記第1部材に対して基準位置から所定軸回りの回転方向及び直交3軸のうち1以上の軸方向に相対変位可能であり、
前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置であって、
前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向に相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位した場合に前記第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなる1以上の第3の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される第1ホイーストン・ブリッジ回路と、
前記第1の導電性粘弾性部材、前記第2の導電性粘弾性部材及び前記第3の導電性粘弾性部材の中から、前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材の組み合わせ以外の選択された2個の導電性粘弾性部材により形成された1以上の第2ホイーストン・ブリッジ回路と、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する検出部と、
を備え、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路の合計回路数は、前記第1部材に対して前記第2部材が前記軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した所定数以上に設定され、
前記検出部は、
前記第1部材に対する前記第2部材のそれぞれの方向への相対変位に応じて出力される前記所定数以上の前記ブリッジ出力電圧である基準電圧ベクトルを予め記憶する基準電圧ベクトル記憶部と、
実際の前記第1部材に対する前記第2部材の相対変位に応じて出力される前記所定数以上の前記ブリッジ出力電圧である実電圧ベクトルを検出する実電圧ベクトル検出部と、
前記基準電圧ベクトル及び前記実電圧ベクトルに基づき、前記実電圧ベクトルに含まれる前記所定軸回りの回転方向及び前記軸方向それぞれの成分に関する寄与度を算出する寄与度算出部と、
前記所定軸回りの回転方向の成分に関する前記寄与度及び前記基準電圧ベクトル記憶部に記憶された前記所定軸回りの回転方向に関する前記基準電圧ベクトルに基づき、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りの回転方向への相対変位量を算出する変位量算出部と、
を備えることを特徴とする変位量検出装置。
The second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member has a rotational direction around a predetermined axis from a reference position with respect to the first member and one or more axial directions among three orthogonal axes. Is relatively displaceable,
When the second member is relatively displaced with respect to the first member from the reference position in the rotational direction about the predetermined axis, the reference position of the second member relative to the first member is about the predetermined axis. A displacement amount detection device for detecting a relative displacement amount in the rotation direction of
The first member and the second member are elastically connected to each other and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, and the second member is moved from the reference position to the predetermined position with respect to the first member. A first conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation or compression deformation when relatively displaced in a rotational direction about an axis;
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member, and are formed of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, When the second member is displaced relative to one member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position, the tensile compressive deformation is symmetric with respect to the tensile compressive deformation of the first conductive viscoelastic member. A second conductive viscoelastic member
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, and impedance changes according to deformation. One or more third conductive viscoelastic members made of a conductive viscoelastic material;
A first Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
The first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are selected from the first conductive viscoelastic member, the second conductive viscoelastic member, and the third conductive viscoelastic member. One or more second Wheatstone bridge circuits formed by two selected conductive viscoelastic members other than the combination of elastic members;
A power supply for applying a bridge input voltage to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit;
Based on the bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit, a relative displacement amount of the second member relative to the first member in the rotational direction from the reference position to the predetermined axis is calculated. A detection unit to detect;
With
The total number of circuits of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit is a predetermined number obtained by adding 1 to the number of directions in which the second member can be relatively displaced in the axial direction with respect to the first member. Set to more than a few,
The detector is
A reference voltage vector storage unit that stores in advance a reference voltage vector that is the bridge output voltage that is greater than or equal to the predetermined number that is output according to the relative displacement of the second member in each direction with respect to the first member;
An actual voltage vector detection unit that detects an actual voltage vector that is the bridge output voltage of the predetermined number or more that is output according to the relative displacement of the second member with respect to the actual first member;
Based on the reference voltage vector and the actual voltage vector, a contribution calculation unit that calculates contributions related to the rotation direction around the predetermined axis and the components in the axial direction included in the actual voltage vector;
The second member relative to the first member is based on the contribution related to the rotational direction component around the predetermined axis and the reference voltage vector related to the rotational direction around the predetermined axis stored in the reference voltage vector storage unit. A displacement amount calculation unit for calculating a relative displacement amount in a rotation direction around the predetermined axis from a reference position;
A displacement amount detection device comprising:
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材は、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなる請求項5に記載の変位量検出装置。 The displacement detection device according to claim 5 , wherein the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member have substantially the same impedance when subjected to substantially the same deformation. 前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材は、それぞれ複数からなる請求項1〜6の何れか一項に記載の変位量検出装置。 The displacement amount detection device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are plural.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009047760A1 (en) * 2009-11-12 2011-06-09 Areva Np Gmbh Method and device for determining the deformation of a fuel element of a pressurized water reactor
CN105806203B (en) * 2016-04-21 2018-08-28 合肥工业大学 A kind of three-dimensional relative displacement transducer
CN115790355B (en) * 2023-01-31 2023-04-18 华新水泥技术管理(武汉)有限公司 Rotary cement kiln deviation detection device and detection method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257642A (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Samutaku Kk Magnetic detection circuit and encoder
JP2007255953A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Hitachi Ltd Dynamic quantity measuring device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037002Y1 (en) * 1970-12-23 1975-10-28
JPS49123645A (en) * 1973-03-31 1974-11-26
DE3218913A1 (en) * 1982-05-19 1983-11-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart METHOD FOR FORMING A MOVEMENT IN AN ANALOGUE OR DIGITAL SIZE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
JPS60219501A (en) * 1984-04-16 1985-11-02 Kazuo Tsuchiya Detection gauge for detecting deformation amount of living body
JPH0431533Y2 (en) * 1985-05-20 1992-07-29
JPS62163902A (en) * 1986-01-16 1987-07-20 Asahi Chem Ind Co Ltd Working elongation setting type extending conductive element
JPS63149504A (en) * 1986-12-12 1988-06-22 Daikin Ind Ltd Angle detector
JPS6441803A (en) * 1987-08-10 1989-02-14 Kazuo Tsuchiya Apparatus for measuring angle and displacement quantity using electric resistor piece
JP2615738B2 (en) * 1988-01-19 1997-06-04 日本合成ゴム株式会社 Angle sensor
JPH02275313A (en) * 1989-04-18 1990-11-09 Meisei Electric Co Ltd Displacement measuring method and differential-coil type displacement measuring apparatus
JPH03210404A (en) * 1990-01-12 1991-09-13 Yamaha Corp Shape sensor
JPH0422829A (en) * 1990-05-17 1992-01-27 Polytec Design:Kk Pressure sensitive rubber
JPH0518702A (en) * 1991-07-10 1993-01-26 Fujitsu Ltd Displacement sensor
JPH0599768A (en) * 1991-10-11 1993-04-23 Riken Corp Pressure sensor
JPH05296706A (en) * 1992-03-06 1993-11-09 Nissan Motor Co Ltd Shape measurement sensor
JP3416957B2 (en) * 1992-07-01 2003-06-16 ヤマハ株式会社 Electronic musical instrument
JPH0755458A (en) * 1993-08-19 1995-03-03 Toshiba Corp Sensor
JPH0921709A (en) * 1995-07-06 1997-01-21 Nissan Motor Co Ltd Method for measuring torque

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257642A (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Samutaku Kk Magnetic detection circuit and encoder
JP2007255953A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Hitachi Ltd Dynamic quantity measuring device

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