JPH0566101A

JPH0566101A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH0566101A
Application number: JP22741091A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamashita; 公一山下
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】位置検出装置において、位置検出範囲が大きく
なったとしても生産効率よくかつ低コストで生産できる
ようにするとともに、位置検出精度向上を図る。【構成】可動部材１３の磁性体１４のうち上面１４ａ、
下面１４ｂを除いた部分を非磁性導電体３´で覆うこと
で検出コイル１〜ｎの検出精度が向上して位置検出が精
度よく行われるとともに、１ターンの検出コイル１〜ｎ
をアクチュエータの移動方向に沿って配設するだけでよ
いので、作業性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータの位置
変化を検出コイル内を鎖交する交番磁束の面積の変化と
して捕らえることによりアクチュエータの位置を検出す
る位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクチュエータの位置を検出
するものとして差動トランスが知られており、図７に断
面で示すように、円筒状に形成された励磁コイル２２、
検出コイル２３、２４内をコア２５が挿通、移動する。
コア２５は、励磁コイル２２により励磁されて交番磁束
を発生し、これが検出コイル２３、２４に鎖交する。コ
ア２５が移動すると検出コイル２３、２４における交番
磁束の鎖交面積の比が変化するので、検出コイル２３、
２４の出力からこれを捕らえることによってコア２５の
移動位置、つまりこれに接続されたアクチュエータの移
動位置が検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】差動トランスでは、コ
ア２５の移動方向にコイル２２、２３、２４が配設され
ている関係上、検出範囲を大きくしようとすると、コイ
ル２２、２３、２４の長さｌを大きくせざるを得なく、
しかも両検出コイル２３、２４に交番磁束を鎖交させる
必要上、コア２５の長さもこれに応じて大きくせざるを
得ない。

【０００４】ここに、一般に、差動トランスでは、その
構造上から明らかにコア２５のエアギャプ（磁極間の距
離）が大きく、励磁コイル２２による起磁力に対して、
検出コイル２３、２４に鎖交する磁束量が十分多いとは
いえない。このため、励磁コイル２２、検出コイル２
３、２４はともに数百から数千という多くのターン数を
巻く必要がある。

【０００５】さらに、磁束密度を均一のものとし差動ト
ランスの検出特性の所望のものにして、精度よく計測を
行うためには、コイルを均一に精度よく巻かなくてはな
らない。しかし、かかる作業は人手がかかるとともに、
熟練度に応じてバラツキが多く、作業効率および精度が
よくない面がある。

【０００６】ここで、上記のごとく検出範囲が増大すれ
ば、これに応じて均一に精度よく巻く必要のあるコイル
のターン数も多くなる。このため上記作業性の低下およ
び精度の低下はより甚大なものになるとともに、作業工
数の増加、コイル長、コア長の増加等により生産コスト
の上昇を招来する。

【０００７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、位置検出範囲が大きくなったとしても、作業
性の低下および精度の低下、さらには生産コストの増加
を招くことなく、生産効率よく低コストで生産でき、か
つ精度よく位置検出を行うことができる位置検出装置を
提供することをその目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
励磁手段により励磁されて互いに対向する磁極間に交番
磁束を発生するコアと、前記交番磁束が鎖交する面積に
応じた電圧を出力する検出コイルとを有し、位置検出対
象のアクチュエータの移動に応じて前記鎖交面積を変化
させて前記検出コイルの出力に基づき前記アクチュエー
タの移動位置を検出するようにした位置検出装置におい
て、位置検出対象のアクチュエータに接続され、磁性体
と該磁性体のうち前記両磁極にそれぞれ対向する対向面
を除いた部分を覆う非磁性導電体とからなる可動部材を
具えるとともに、前記コアの一方の磁極面に前記検出コ
イルを複数配列して、前記アクチュエータの移動に応じ
て前記コアの対向磁極間を当該対向方向と垂直にかつ前
記検出コイルの配列方向に沿って前記可動部材を移動さ
せた場合に、前記複数の検出コイルの出力および配設位
置に基づき前記アクチュエータの移動位置を検出するよ
うにしている。

【０００９】

【作用】かかる構成によれば、コア内の磁路と可動部材
の磁性体の対向面間の磁路とで有効磁路が形成される。
ここで有効磁路部分では、コアの磁極と可動部材の対向
面との間隔がきわめて小さいので、検出コイルに鎖交す
る磁束量が多くなり、検出コイルのターン数を数多くし
なくても十分な感度が得られる。そして、こうしたター
ン数の少なくて済む検出コイルをアクチュエータの移動
方向にその検出範囲に応じて配列するだけでよいので、
作業性が向上する。さらにコアの対向磁極間は可動部材
が移動できる程度の大きな距離離間しているので、作業
性よく検出コイルをコアの一方の磁極面に配設すること
が可能となる。また、可動部材の磁性体は対向面からの
磁束を個々の検出コイルに鎖交させることができればよ
い程度の長さがあればよく、検出範囲の増大には検出コ
イルの数を増やすことで対応できるので、検出範囲の増
大に応じて可動部材自体の長さ、個々の検出コイルの長
さおよびターン数を増加する必要がなくなり、低コスト
が実現する。

【００１０】また、可動部材の磁性体のうち対向面を除
いた部分が、たとえば、アルミニウム、銅などの非磁性
導電体で覆われる。ここで、コアの磁極部分のうち可動
部材磁性体対向面に対向している部分以外の部分からの
磁束あるいはコアの磁極以外の部分からの漏れ磁束が非
磁性導電体に作用する。すると、うず電流が発生し、こ
のうず電流によって、作用した磁束と逆向き磁束が発生
して両者が相殺され、検出コイル内へは、有効磁路以外
の部分からの磁束の回り込みがなくなる。したがって、
検出コイル内には可動部材の磁性体対向面の面積に応じ
た磁束のみが鎖交することになる。一方、可動部材に対
向していないコアの磁極部分ではコアの磁極間が可動部
材が移動できる程度の大きな距離離間しているので、そ
の部分からの漏れ磁束の検出コイルに対する影響はきわ
めて小となる。この結果、検出コイルは可動部材の磁性
体対向面の面積に応じた電圧を精度よく検出でき、位置
検出精度が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る位置検出
装置の実施例について説明する。図１（ａ）は実施例の
位置検出装置１０（以下、センサ１０という）の構成を
斜視図にて示したものである。なお、実施例では油圧操
作弁のロッドの移動位置Ｘを検出する場合を想定してい
る。

【００１２】同１図（ａ）に示すセンサ１０は図６に示
すような筐体１１内に配設されており、この筐体１１は
位置検出対象である油圧操作弁２０上面に配設されてい
る。筐体１１からはシャフト１２が伸縮自在に突設され
ており、このシャフト１２の先端には、連結部材２１が
固着されている。連結部材２１には油圧操作弁２０のロ
ッド２０ａが固着されている。

【００１３】よっていま、油圧操作弁２０が駆動されロ
ッド２０ａが矢印Ｄに示すように直動すると、連結部材
２１を介してシャフト１２が同様に直動する。結局、シ
ャフト１２の移動位置を検出することで、油圧操作弁２
０のロッド２０ａの移動位置Ｘが検出されることにな
る。

【００１４】さて、センサ１０のシャフト１２の他端
は、図１（ａ）に示すように、シャフト１２の軸方向を
長手方向とする直方体形状の可動部材１３の一端に固着
されている。

【００１５】可動部材１３は、磁性体１４と、該磁性体
１４の上面１４ａおよび下面１４ｂ以外の部分を囲繞す
る非磁性導電体１３´とから構成されている。非磁性導
電体１３´はたとえば銅である。なお、非磁性導電体と
は周知のごとく、磁束が作用することによってうず電流
が発生し、このうず電流によって、作用した磁束と逆向
き磁束が発生して両者が相殺されるという性質を有する
ものである。

【００１６】磁性体でできたコア１５には長方形状の磁
極１５ａ、１５ｂが互いに対向するよう形成されてい
る。コア１５には励磁コイル１６が巻回されており、そ
の端子１６ａは図示せぬ交流電源に接続されている。

【００１７】下側の磁極１５ｂにはシートコイル１７が
貼着されている。シートコイル１７は、いわゆるフレキ
シブルプリント基板であり、シート内には導体たる複数
ｎ個の検出コイル１、２、３、４、５…ｎー１、ｎが埋
め込まれ、これらが磁極１５ｂ面長手方向に連続して配
列されている。コア１５の対向磁極１５ａ、１５ｂ間の
間隔は、磁極１５ｂ面にシートコイル１７が貼着された
状態において、可動部材１３がこの中を移動可能な間隔
ｄに設定されている。すなわち、シャフト１２が図６に
示すように油圧操作弁２０のロッド２０ａの移動に応じ
て直動変位すると、これに応じて可動部材１３がコア１
５の対向磁極１５ａ、１５ｂ間を該対向方向と垂直な方
向、矢印Ａ、Ｂ方向に移動され、磁性体下面１４ｂが検
出コイル１〜ｎに沿って直線状に移動することになる。

【００１８】なお、図１（ａ）においては、図示の便宜
のため、可動部材１３が対向磁極１５ａ、１５ｂ間外に
あるよう図示しているが、実際には、可動部材１３は、
図１（ｂ）に示すように磁性体下面１４ｂが検出コイル
１〜ｎ上に位置されるよう移動する。同図（ｂ）では、
磁性体下面１４ｂが検出コイル４上に位置されるととも
に、その両側にそれぞれ隣接する検出コイル３、５の半
分を磁性体下面１４ｂが覆っている状態を示している。
すなわち、磁性体１４としては、２つの検出コイルを覆
うことができる長さＬ１に設定されている。また、非磁
性導電体１３´は、検出コイル３、５のさらに隣の検出
コイル２、６を覆っており、その長さは５つの検出コイ
ルを覆うことできる長さＬ２に設定されている。

【００１９】図２はセンサ１０の演算処理回路の構成を
ブロック図で示したものであり、検出コイル１、２、
３、４、５…ｎー１、ｎでそれぞれ検出される誘導電圧
Ｅ１，Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５…Ｅn-1 、Ｅn は、それ
ぞれ検出コイル切換器１８に加えられる。検出コイル切
換器１８はたとえばマルチプレクサであり、ＣＰＵ１９
から加えられる切り換え信号Ｓ１で指定された検出コイ
ルの出力を選択的にＣＰＵ１９に出力する。ＣＰＵ１９
は後述する図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）に
示される処理手順にしたがい、シャフト１２の位置Ｘ、
つまり油圧操作弁２０のロッド２０ａの位置を検出す
る。

【００２０】以下、図３および図４を参照してＣＰＵ１
９で行われる処理を説明する。

【００２１】ＣＰＵ１９が起動されると、図３（ａ）に
示すようにメインルーチンが実行され、センサ１０の動
作開始時であるか否かが判断される（ステップ１０
１）。

【００２２】すなわち、センサ１０の電源が投入された
直後であれば（ステップ１０１の判断ＹＥＳ）、同３図
（ｂ）に示されるイニシャルルーチンが実行される（ス
テップ１０２）。

【００２３】センサ１０に電源が投入されると、励磁コ
イル１６に交流電源から交流電流が供給され、励磁コイ
ル１６が付勢される。これによりコア１５内の磁路およ
び互いに対向する磁極１５ａ、１５ｂ間のエアギャップ
を磁気通路として交番磁束が発生する。ここで、対向磁
極１５ａ、１５ｂ間には磁性体１４が介在しているの
で、磁性体１４の上面１４ａ、下面１４ｂ間は上記交番
磁束の磁路を構成し、これら面間を磁束が通過する。つ
まり、コア１５内の磁路および磁性体１４の上面１４
ａ、下面１４ｂ間の磁路とで有効磁路が形成されること
になる。

【００２４】ここで、磁性体１４が図１（ｂ）に示すよ
うに検出コイル４を中心にコイル３、４、５上に位置さ
れているものとすると、検出コイル３、４、５には磁性
体１４の面１４ｂ（１４ａ）が覆っている面積に応じた
交番磁束が鎖交することとなる。このため検出コイル
３、４、５では、その鎖交面積に応じた電圧Ｅ３、Ｅ
４、Ｅ５がそれぞれ検出される。なお、そのほかの磁性
体１４が覆っていない、有効磁路外の検出コイル１、２
および６…ｎでは電圧はほとんど出力されない。

【００２５】検出コイル４ではその面積全体を磁束が鎖
交しているので、最大電圧ＥM が出力され、検出コイル
３、５ではその面積の半分を磁束が鎖交しているので、
最大電圧の半分の電圧ＥM ／２がそれぞれ出力されるこ
とになる。

【００２６】さて、イニシャルルーチンでは、現在、可
動部材４がどの検出コイル上に位置されているのかを検
出する処理が行われる。すなわち、ＣＰＵ１９から検出
コイル切換器１８に対して、各コイル１〜ｎの出力を順
次ＣＰＵ１９に取り込むための切換信号Ｓ１が出力され
（ステップ２０１）、検出コイル１〜ｎの出力が順次Ｃ
ＰＵ１９に入力され（ステップ２０２）、入力電圧の大
きさを比較する（ステップ２０３）。そして、順次入力
される電圧のうち最大の電圧を出力する検出コイルが選
択される（ステップ２０３の判断ＹＥＳ）。

【００２７】ここで、前述するように可動部材１３の磁
性体１４が検出コイル４を中心としたコイル３、４、５
上に位置されているものとすると、検出コイル４の電圧
が最大となり、この最大電圧を出力した検出コイル４を
基準検出コイルＭの内容とする処理、Ｍ＝「４」がなさ
れる。これより、現在、シャフト１２は少なくとも検出
コイル４の配設位置近辺に位置されていることが検出さ
れる（ステップ２０４）。そして、基準検出コイルＭ
（＝「４」）の＋方向に隣接する検出コイルＭ＋１（＝
「５」）の電圧およびー１方向に隣接する検出コイルＭ
ー１（＝「３」）の電圧が切換器１８を介して取り込ま
れ（ステップ２０５）、手順はメインルーチンにリター
ンされる。

【００２８】今度は、図４（ａ）に示される位置演算ル
ーチンに移行される（ステップ１０３）。

【００２９】図５（ａ）〜（ｃ）は、シャフト１２の移
動位置に応じたコイル３、４、５の鎖交面積の変化の様
子を示している。なお、図中線分Ｃは磁性体１４の中心
位置を、線分Ｆは検出コイル３と検出コイル４との中間
位置Ｘa を、線分Ｇは検出コイル４の中心位置Ｘc を、
線分Ｈは検出コイル４と検出コイル５の中間位置Ｘbを
示している。

【００３０】いま、同図（ａ）に示すように、磁性体１
４の中心Ｃが検出コイル４の中心位置Ｇよりも右方にあ
るものとすると、検出コイル３における磁束鎖交面積よ
りも検出コイル５における鎖交面積の方が大きくなり、
出力電圧も大きくなる。

【００３１】そして、いま、磁性体１４の移動に伴い線
分ＣがＦ（Ｘa ）〜Ｇ（Ｘc ）〜Ｈ（Ｘb ）と変化する
と、これに応じて検出コイル５の電圧は０〜ＥM ／２〜
ＥMと変化する。よって、線分ＣがＧ（Ｘc ）〜Ｈ（Ｘb
）間を移動したときの任意の位置Ｘは、検出コイル
４、５の出力Ｅ４、Ｅ５から下記のごとく求めることが
できる。

【００３２】Ｘ＝Ｘa ＋（Ｘb ーＸa ）・（Ｅ５／Ｅ４） …（１）ここで、Ｘａは検出コイル３、４間の位置で既知であ
り、Ｘb ーＸａは検出コイル長で既知であるので、Ｅ
４、Ｅ５がわかれば容易に磁性体１４が検出コイル１４
上のいずれの位置にあるかを検出することができる。

【００３３】そこで、位置演算ルーチンでは、まず、基
準検出コイルＭ（＝「４」）に隣接する検出コイルＭー
１（＝「３」）、Ｍ＋１（＝「５」）の各電圧を比較し
て大きい方の検出コイルＭ＋１（＝「５」）を選択する
処理を実行して、これを検出コイルＮの内容とし（Ｎ＝
「５」）、（ステップ３０１）、基準検出コイルＭ（＝
「４」）の電圧（Ｅ４）と、検出コイルＮ（＝「５」）
の電圧（Ｅ５）との電圧比（Ｅ５／Ｅ４）を演算し、上
記（１）式から磁性体１４の位置Ｘを演算する（ステッ
プ３０２）。そしてメインルーチンにリターンされる。

【００３４】つぎに、再び、ステップ１０１において、
電源が投入された直後の動作開始時であるか否かが判断
されるが、電源が投入されてから経過しているので判断
結果はＮＯとなり、手順は図４（ｂ）に示す基準検出コ
イル更新ルーチンに移行される（ステップ１０４）。

【００３５】ところで、磁性体１４の位置は、上述する
ようにｎ個のコイルの出力を入力してこの中から最大電
圧の基準検出コイルを探索する処理を行うことで求める
ことができるのであるが（ステップ２０１〜２０５）、
一度、基準検出コイルがわかったあとでかかる処理を繰
り返し行うことは処理時間の無駄である。

【００３６】そこで、つぎに基準検出コイルを求め、こ
れを更新するときには、すでに求められた基準検出コイ
ルまたはそれの両側に隣接する検出コイルが基準検出コ
イル（最大電圧を出力するコイル）になると考えられる
ので、これら３つの検出コイルの出力のみを比較するこ
とにより基準検出コイルの更新を行うようにして処理時
間の短縮を図っている。

【００３７】すなわち、基準検出コイル更新ルーチンで
は、まず、検出コイルＭ＋１（＝「５」）の電圧を入力
して、これを前回の入力電圧と比較して、出力が増加傾
向にあるか否かを判断する（ステップ４０１）。いま、
図５（ｂ）に示すように磁性体１４が（ａ）の場合より
も図面右方に移動しているものとすると検出コイル５の
検出電圧は増加傾向であるとともに、基準検出コイルと
なるのは、現在の基準検出コイルであるコイル４か、鎖
交面積が増加しているコイル５のいずれかである（検出
コイル３としてはますます鎖交面積が小さい方向に移動
しているのでコイル３については考慮しなくてよい）。

【００３８】そこで、検出コイルＭ＋１（＝「５」）が
増加していると判断されれば（ステップ４０１の判断Ｙ
ＥＳ）、つぎに検出コイルＭ＋１（＝「５」）の電圧が
最大電圧ＥM であるか否かが判断される（ステップ４０
２）。この結果、検出コイルＭ＋１（＝「５」）が最大
であるとされれば、基準検出コイルＭをＭ＋１の内容の
ものに更新して（Ｍ＝「５」）、（ステップ４０３）、
メインルーチンにリターンされる。そして再び、位置演
算ルーチンが実行され、更新した基準検出コイルＭ（＝
「５」）について上記と同様な処理が実行され、磁性体
１４の位置Ｘが検出される（ステップ３０１〜３０
２）。

【００３９】一方、ステップ４０２で、検出コイルＭ＋
１（＝「５」）が最大でないと判断されれば、基準検出
コイルＭ（＝「４」）が依然として基準検出コイルと考
えてよいので（図５（ｂ）参照）、リターンされて、再
び位置演算ルーチンを実行して、微小移動した位置Ｘを
求める（ステップ３０１〜３０２）。

【００４０】また、ステップ４０１で検出コイルＭ＋１
（＝「５」）の電圧が増加傾向にないと判断されれば、
図５（ｃ）に示すような状態であり、基準検出コイルと
なるのは、現在の基準検出コイルであるコイル４か、鎖
交面積が増加しているコイル３のいずれかである（検出
コイル５としては鎖交面積が小さい方向に移動している
のでコイル５については考慮しなくてよい）。

【００４１】そこで検出コイルＭー１（＝「３」）の電
圧が最大値ＥM であるか否かが判断される（ステップ４
０４）。この結果、検出コイルＭー１（＝「３」）が最
大であるとされれば、基準検出コイルＭをＭー１の内容
のものに更新して（Ｍ＝「３」）、（ステップ４０
５）、メインルーチンにリターンされる。そして再び、
位置演算ルーチンが実行され、更新した基準検出コイル
Ｍ（＝「３」）について上記と同様な処理が実行され、
磁性体１４の位置Ｘが検出される（ステップ３０１〜３
０２）。

【００４２】一方、ステップ４０４で、検出コイルＭー
１（＝「３」）が最大でないと判断されれば、基準検出
コイルＭ（＝「４」）が依然として基準検出コイルと考
えてよいので（図５（ｃ）参照）、リターンされて、再
び位置演算ルーチンを実行して、微小移動した位置Ｘを
求める（ステップ３０１〜３０２）。

【００４３】さて、いま、図１（ｂ）に示す状態におい
て磁性体１４が非磁性導電体１３´で覆われていないも
のと仮定すると、磁極１５ａ、１５ｂのうち磁性体１４
の上面１４ａ、下面１４ｂと対向している部分以外の部
分からの磁束が、有効磁路における磁束を鎖交している
検出コイル３、４、５内に回り込むとともに、コア１５
の磁極１５ａ、１５ｂ以外の部分からの漏れ磁束が検出
コイル３、４、５内に回り込むことになる。さらに、磁
性体１４のうち上面１４ａ、下面１４ｂ以外の部分から
の漏れ磁束が検出コイル３、４、５内に回り込むことに
なる。結局、検出コイル３、４、５内には、コア１５内
の磁路および磁性体１４の上面１４ａと下面１４ｂとの
間の磁路とで形成される有効磁路に応じた磁束以外の不
要な磁束が鎖交することとなり、検出コイル３、４、５
では、磁性体１４の面１４ｂ（１４ａ）により覆われて
いる面積に応じた電圧Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５が検出されなく
なってしまう。

【００４４】しかし、この実施例では、非磁性導電体１
３´で磁性体１４を覆うようにしている。したがって、
磁極１５ａ、１５ｂのうち磁性体１４の面１４ａ、１４
ｂに対向する部分以外の部分からの磁束またはコア１５
のうち対向磁極１５ａ、１５ｂ以外の部分からの漏れ磁
束が非磁性導電体１３´の面１３´ａ（図１参照）に作
用することによってうず電流が発生する。しかして、こ
のうず電流によって、上記作用した磁束と逆向きの磁束
が発生して両者が相殺される。よって検出コイル３、
４、５内への不要な磁束の回り込みがなくなる。さら
に、磁性体１４がその上面１４ａ、下面１４ｂを残して
囲繞されているので、磁性体１４の他の面からの漏れ磁
束が同様に非磁性導電体１３´により遮へいされて、こ
れによる検出コイル３、４、５内への回り込みがなくな
る。結局、検出コイル３、４、５内へは有効磁路たる磁
性体１４の上面１４ａ、１４ｂ間を通過する磁束のみが
鎖交することになり、検出コイル３、４、５の出力Ｅ
３、Ｅ４、Ｅ５が誤差なく精度よく検出され、油圧操作
弁２０のロッド２０ａの移動位置Ｘが精度よく検出され
る。

【００４５】以上説明したように、実施例によれば、磁
性体１４の上面１４ａ、下面１４ｂを残して外周を非磁
性導電体１３´で覆うようにして検出コイル３、４、５
内への不要な磁束の回り込みを防止するようにしたの
で、移動位置が精度よく検出される。

【００４６】しかも、この場合、コア１５の磁極１５
ａ、１５ｂのうち可動部材１３に対向している部分以外
の磁極１５ａ、１５ｂ部分では、可動部材３が移動でき
る程度の大きな距離ｄ（図１（ａ）参照）だけ離間して
いるので、検出コイル３、４、５へのその部分からの漏
れ磁束の影響はきわめて小となる。さらに、非磁性導電
体１３´は検出コイル３、５の両側の検出コイル２、６
上にあるので、これらコイル内への不要な磁束の回り込
みも防止される。

【００４７】そして、有効磁路部分では、コア１５の磁
極１５ａと磁性体上面１４ａとの間隔および磁極１５ｂ
と磁性体下面１４ｂとの間隔がきわめて小さいので、感
度の向上が図られる。よって、検出コイル１〜ｎとして
は多数のターン数を巻く必要がなく１ターンのものでも
十分な感度が得られる。

【００４８】さらに、コア１５の対向磁極１５ａ、１５
ｂ間は可動部材１３が移動できる程度の大きな距離ｄだ
け離間しているので、生産ラインにおいて作業性よくシ
ートコイル１７をコア１５の一方の磁極面１５ｂに配設
することが可能となる。

【００４９】そして、検出範囲を増大させようとする場
合には、少ないターン数の検出コイルを位置検出範囲の
増大に応じて作業性よく増設していくだけでよいので、
生産効率を損なうことなく、低コストで対応することが
できる。

【００５０】なお、実施例では、油圧操作弁のロッドの
直線変位を検出する場合を想定して説明したが、勿論こ
れに限定されることなく、あらゆるアクチュエータをシ
ャフト１２に接続することでその移動位置を検出するこ
とができる。また、回転するアクチュエータを直線運動
に変換し、この直線運動に応じてシャフト１２を移動さ
せることでアクチュエータの回転変位を検出する実施も
可能である。

【００５１】また、実施例では、シャフト１２の直動変
位を検出するようにしているが、シャフトの回転変位を
検出する実施も可能である。

【００５２】すなわち、この場合は、回転するシャフト
に可動部材を接続し、シャフトの回転変位方向に沿った
磁極をコアに形成するとともに、同方向に沿って検出コ
イルを形成すればよい。

【００５３】また、実施例では、両検出コイル４、５の
検出電圧の比に基づき移動位置を検出するようにしてい
るが（（１）式参照）、これは一例であり、たとえば両
検出電圧の差に応じて移動位置を演算するような実施も
可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、移
動する磁性体の上面と下面とを通過する磁束以外の不要
な磁束を検出コイル内へ回り込ませないようにするとと
もに、少ないターン数の検出コイルを位置検出方向に沿
って作業性よく配設できるよう構成したので、位置検出
範囲が大きくなったとしても生産効率よくかつ低コスト
で生産でき、位置検出精度のよい位置検出装置を市場に
提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本発明に係る位置検出装
置の実施例を示す図である。

【図２】図２は実施例の位置検出装置における位置演算
回路を示すブロック図である。

【図３】図３（ａ）、（ｂ）は図２に示すＣＰＵで実行
される処理手順を示すフローチャートである。

【図４】図４（ａ）、（ｂ）は図２に示すＣＰＵで実行
される処理手順を示すフローチャートである。

【図５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１に
示すシャフトの移動に応じて変化する検出コイルに対す
る可動部材の相対位置を示す図である。

【図６】図６は実施例に適用される位置検出対象と実施
例の位置検出装置との接続態様を示す図である。

【図７】図７は差動トランスの構成を説明するために用
いた断面図である。

【符号の説明】

１０位置検出装置１２シャフト１３可動部材１３´ 非磁性導電体１４磁性体１４ａ上面１４ｂ下面１５コア１５ａ磁極１５ｂ磁極１６励磁コイル１７シートコイル１〜ｎ検出コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励磁手段により励磁されて互いに対
向する磁極間に交番磁束を発生するコアと、前記交番磁
束が鎖交する面積に応じた電圧を出力する検出コイルと
を有し、位置検出対象のアクチュエータの移動に応じて
前記鎖交面積を変化させて前記検出コイルの出力に基づ
き前記アクチュエータの移動位置を検出するようにした
位置検出装置において、位置検出対象のアクチュエータに接続され、磁性体と該
磁性体のうち前記両磁極にそれぞれ対向する対向面を除
いた部分を覆う非磁性導電体とからなる可動部材を具え
るとともに、前記コアの一方の磁極面に前記検出コイル
を複数配列して、前記アクチュエータの移動に応じて前記コアの対向磁極
間を当該対向方向と垂直にかつ前記検出コイルの配列方
向に沿って前記可動部材を移動させた場合に、前記複数
の検出コイルの出力および配設位置に基づき前記アクチ
ュエータの移動位置を検出するようにした位置検出装
置。
【請求項２】前記検出コイルは、１ターンの検出コ
イルである請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】前記可動部材は前記アクチュエータの
直線移動に応じて前記コアの対向磁極間を直線移動する
ものであり、前記検出コイルを前記直線移動方向に沿っ
て前記磁極面に配列して前記アクチュエータの直動変位
を検出するようにした請求項１記載の位置検出装置。
【請求項４】最大の電圧を出力する検出コイルを基
準検出コイルとし、該基準検出コイルの配設位置および
出力と、前記基準検出コイル両側にそれぞれ隣接する２
つの検出コイルのうち大きい電圧を出力する方の検出コ
イルの配設位置および当該検出コイルの出力とに基づき
前記アクチュエータの移動位置を演算するものである請
求項１記載の位置検出装置。
【請求項５】前記基準検出コイル並びに該基準検出
コイル両側にそれぞれ隣接する２つの検出コイルのうち
最大の電圧を出力する検出コイルを新たな基準検出コイ
ルとして前記演算を順次行うものである請求項４記載の
位置検出装置。