JPH07128006A

JPH07128006A - 磁気式ストローク検出センサ

Info

Publication number: JPH07128006A
Application number: JP2243793A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Murakami; 晋一村上; Kazuo Inoue; 和生井上; Michihiro Tani; 通弘谷; Jitsuo Uda; 実雄右田; Mitsuru Ono; 充尾野
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Minerva KK
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Minerva KK
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】検出感度を向上でき、さらには耐熱性，耐
熱サイクル性に優れた磁気式ストローク検出センサを提
供する。【構成】非磁性体製のピストンロッド５に磁性部１
２を所定間隔あけて形成してなる磁気スケールの変位量
を検出センサ１５を用いて検出する場合に、この検出セ
ンサ１５を第１，第２検出側コイル１７，１８とこれに
共通の励磁側コイル１６とで構成するとともに上記セン
サ１５を２組設け、各コイル１６〜１８のコア２，２２
ａ，２２ｂに、厚さ１mm以下の軟磁性合金板の積層体を
採用する。また軟磁性合金板にセンダスト系合金薄板を
採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気スケールの軸方向
移動量，あるいは回転角度等を検出する磁気式ストロー
ク検出センサに関し、特に低速度域において検出感度を
向上でき、さらには耐熱性，耐熱サイクル性に優れた検
出コイルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車においては、乗心地や走
行性を向上させるためにショックアブソーバのピストン
ロッドの変位量を検出し、この検出値に応じて減衰力や
車高を制御する制御装置が搭載されている。このような
ピストンロッド等の変位量を検出するセンサとして、従
来、悪環境下での安定性，信頼性の点から主として磁気
式のセンサが用いられている。しかしこの種の磁気式サ
ンサのうち、例えば、通常用いられるＭＲ素子，ホール
素子では、使用可能な温度範囲が−１０〜８０℃程度と
狭いことから、自動車のエンジンルーム内，排気系等の
ような大きな熱サイクルが発生する箇所には使用できな
い。また、上記ＭＲ素子やホール素子の場合、検出対象
の磁気スケールがマグネット等着磁した磁性体でなけれ
ばならないが、高温下（例えば 150℃以上）において検
出対象が安定した磁力を保持することは困難であり、こ
の点からも使用温度環境が制限される。

【０００３】一方、コイルのインダクタンス値の変化で
変位量を検出する磁気コイル式のストローク検出センサ
は、コイルに直流バイアス電流を印加してコアを磁化さ
せることから、磁化されていない磁性体でも検出するこ
とができる。このことから磁気スケールは高温下でも使
用でき、従って上記自動車のような熱サイクルが発生す
るような箇所にも採用できる。このような磁気コイル式
ストローク検出センサとして、従来、非磁性体のピスト
ンロッドの外周に所定間隔をあけて磁性部を形成し、ピ
ストンロッドの軸方向進退に伴う磁性部の通過を２つの
検出センサで検出するようにしたものが提案されている
（例えば、特開昭61-281902 号公報，特公平1-34328 号
公報参照）。上記各検出センサは、コアを挿入してなる
コイルボビンの外周に検出用コイル及び励磁用コイルを
巻回するとともに、これを磁気シールドケース内に収容
した構造となっている。また、上記各検出センサのコア
は、例えば酸化物系のソフトフェライトの鋳塊を所定形
状，大きさに切削加工したものが採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の磁気式ストローク検出センサでは、各検出センサが
各々専用の励磁コイルを有していることから各励磁コイ
ルからの磁束に位相差が生じたり、あるいは相互に干渉
したりすることから検出感度が低く、検出精度を向上さ
せるうえでネックとなっている。また各々の検出センサ
が、励磁用コイル及び検出用コイルを有する分だけ構造
が複雑になり、かつ大型化する問題もある。また従来の
直流バイアスタイプのセンサは移動速度に対して微分型
であるため、低速度域においては十分な出力を得ること
が困難である。

【０００５】また、上記従来装置で、上記ロッドの温度
変化や、シャフトと検出コイルのエアギャップの変化等
により出力信号が大きく変化した場合、信号検出のしき
い値の設定が困難となる。そのため、ピストンロッドの
移動方向を検出することができず、該検出が上記磁性部
分と非磁性部分の出力信号レベルが大きく変化しない場
合に限定される問題がある。

【０００６】さらに、上記従来のコア材に使用されるソ
フトフェライトやアモルファス合金は 150℃以上での透
磁率の低下が著しいことから、高温雰囲気での使用や大
きな熱サイクルが発生する箇所での使用が困難であると
いう問題がある。

【０００７】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、０〜低速度域での検出感度を向上して検出精
度を向上できるとともに、構造の簡素化，小型化を図る
ことができ、またスケールの移動方向を常に安定して検
出でき、さらには耐熱性，耐熱サイクル性に優れた磁気
式ストローク検出センサを提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、磁性
体と非磁性体とを交互に配設してなる磁気スケール、又
は磁性体に複数の凹状の溝を形成してなる磁気スケール
の変位量を検出する磁気式ストローク検出センサにおい
て、２つの検出側コイルと、該検出側コイルにバイアス
用磁束を印加する共通の励磁側コイルとからなるコイル
組立体で構成したことを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は、上記組立体がストロー
ク方向に２組設けられていることを特徴としている。

【００１０】請求項３の発明は、上記請求項１又は２の
発明において、コイルのコアが軟磁性合金板で構成され
ていることを特徴としており、請求項４の発明は、上記
請求項３の発明において、軟磁性合金板がセンダスト系
合金板であることを特徴としている。

【００１１】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明
において、コイルのコアが厚さ１mm以下の軟磁性合金薄
板の積層体からなることを、請求項６の発明は、上記セ
ンダスト系合金薄板が液体急冷法で形成されたものであ
ることを特徴としている。

【００１２】ここで、上記軟磁性合金板としては、セン
ダスト系合金の他にパーマロイあるいはファインメット
（登録商標）が採用でき、これらの薄板を例えば樹脂製
接着剤で接着して積層体とすることとなる。

【００１３】上記センダスト系合金には、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇａ，Ｆｅ−Ａ
ｌ−Ｇｅ等が採用できる。

【００１４】また、上記センダスト系合金薄板は双ロー
ルによる液体急冷法により製造されたものを採用するの
が以下の理由から望ましい。まず、双ロール急冷法を用
いたセンダスト系合金板は鋳造法によるものと比較して
結晶が極めて微細であるため、磁気理論により磁気特性
が優れている。また、センダスト系合金板は難加工材で
あるため、１mm以下の薄板を製造するには鋳造材を加工
するより急冷法による方がコスト的に安価である。なお
上記双ロール急冷法は、一対のロールを圧接させた状態
で互いに対向する方向に回転させ、このロール間にセン
ダスト系合金溶融を供給し、この合金溶融をロールの接
触部で急冷凝固させるとともに圧延することによって連
続した急冷薄板を製造する方法である。

【００１５】

【作用】請求項１の発明に係る磁気式ストローク検出セ
ンサによれば、２つの検出側コイルと共通の励磁側コイ
ルとで構成したので、バイアス用磁束がいずれの検出側
コイルに対しても同一となり、従って位相差が生じたり
相互に干渉したりすることはなくなり、従ってこの点か
らも検出感度をさらに向上できる。この場合に、交流バ
イアス電流を印加することにより、検出コイルにはバイ
アス周波数に見合った出力が常に得られその振幅が磁性
部と非磁性部で変化することを検出するため、低速度域
においても感度の低下がない。また、２つの検出側コイ
ルに対して１つの励磁側コイルを共用している分だけ構
造が簡単になり、かつ全体としての小型化が図れる。

【００１６】請求項２の発明に係る磁気式ストローク検
出センサによれば、上記３つのコイルを持つ組立体をス
トローク方向に２組設けたので、温度変化等が発生して
もストロークの移動方向を判別することができる。

【００１７】請求項３の発明に係る磁気式ストローク検
出センサによれば、コイルのコアに軟磁性合金板を、ま
た請求項４の発明ではセンダスト系合金板を用いたの
で、透磁率は高温領域においても室温時と略同等の値を
示し、しかも高周波領域での飽和磁束密度の低下が少な
いという特性が得られる。また請求項５の発明では、コ
イルのコアに厚さ１mm以下の軟磁性合金薄板の積層体を
採用したので、同じ厚さの積層していない一枚の合金板
より高周波領域での飽和磁束密度及び透磁率の低下が少
ないという特性が得られる。（以下、合金薄板を積層せ
ずに単体でそのまま使用した材料を非積層材、またそれ
からなるコアを非積層コアと呼ぶ。）その結果検出感度
を向上できるとともに、耐熱性，耐熱サイクル性を向上
でき、従来では困難であった 150℃以上の高温下での使
用が可能となり、用途を拡大できる。

【００１８】請求項６の発明に係る磁気式ストローク検
出センサによれば、センダスト系合金薄板を液体急冷法
で形成したので、鋳造材を加工するよりコスト的に安価
に製造することができるとともに、上述のセンダスト系
合金薄板の特徴を合わせ持つことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図７は請求項１，３〜６の発明に
係る第１実施例による磁気式ストローク検出センサを説
明するための図である。本第１実施例では、車両のショ
ックアブソーバのピストンロッドのストローク量を検出
する場合を例にとって説明する。図において、１はショ
ックアブソーバであり、これのシリンダ３の下端は図示
しないサスペンションアームに連結され、ピストンロッ
ド５の上端は車体に連結されている。このショックアブ
ソーバ１は、オイル２が充填された上記シリンダ３内に
ピストン４を摺動自在に挿入し、該ピストン４に上記ピ
ストンロッド５の下部５ａを固着するとともに、該ロッ
ド５の上部５ｂをシリンダ３の外方に突出した構成とな
っている。またシリンダ３の上端には端板６が配設され
ており、この端板６の軸心を上記ピストンロッド５が貫
通している。この端板６とピストンロッド５との間には
シール用Ｏリング７が配設されている。

【００２０】上記ピストン４にはこれにより区分けされ
た油室８ａ，８ｂを連通するオリフィス孔９が形成され
ている。また上記ピストンロッド５の下端には減衰力を
調整するための減衰力可変機構１０が設けられている。
さらに上記ピストン４とシリンダ３の下端との間にはコ
イルバネ１１が配設されており、このバネ１１は上記ピ
ストン４を伸長方向に付勢している。

【００２１】上記ピストンロッド５は、Ｍｎを含むＳＵ
Ｓ304 等からなる高マンガン非磁性鋼材からなり、この
ピストンロッド５の外周面には、これの軸方向に所定ピ
ッチ（例えば0.4mm)ごとに磁性部１２がストライプ状に
形成されている。この磁性部１２は、上記ピストンロッ
ド５に、例えば軸方向に 0.4mmピッチで、幅0.2mm,深さ
0.4mmのリング溝１３を形成し、この溝１３内に電気メ
ッキによりＦｅを充填して形成されたものである。この
磁性部１２とピストンロッド５とは同一面をなすよう形
成されており、またこれの外周面には厚さ10〜30μm の
硬質クロムメッキ膜１４が形成されている。なお、上記
ピストンロッド５の各磁性部１２間部分が非磁性部５ｃ
となっている。

【００２２】また、上記シリンダ３の上端のピストンロ
ッド５に臨む部分に、本実施例の磁気式ストローク検出
センサ１５が配設されている。この検出センサ１５には
信号処理回路２３を介在させてＣＰＵ２４が接続されて
いる。このＣＰＵ２４は上記信号処理回路２３からのパ
ルス信号をカウントすることによって上記ピストンロッ
ド５の移動距離を算出し、この算出した移動距離に応じ
てアクチュエータ２５を介して減衰力可変機構１０を駆
動し、これにより減衰力を調整するよう構成されてい
る。

【００２３】上記検出センサ１５は、励磁側コイル１６
の両側にそれぞれ第１，第２検出側コイル１７，１８を
配置し、これを図示しない磁気シールドケース内に収容
して構成されている。上記各コイル１６〜１８は、例え
ばポリイミドアミド樹脂からなるボビン１９の外周に、
ポリイミドアミド樹脂を被覆してなる銅線（コイル巻
線）２０を巻回するとともに、各ボビン１９の軸心にそ
れぞれ略Ｔ字状のセンタコア２１，略Ｌ字状の第１，第
２検出コア２２ａ，２２ｂを挿入埋設し、この各コア２
１，２２ａ，２２ｂの上部をボビン１９から外部に突出
させた構成となっている。上記各銅線２０の両端には端
子１６ａ，１７ａ，１８ａが接続されている。

【００２４】また、上記励磁側コイル１６のセンタコア
２１の両側面には、上記第１，第２検出側コイル１７，
１８の第１，第２検出コア２２ａ，２２ｂが非磁性体２
６を介在させて対向しており、この非磁性体２６の存在
によりセンタコア２１と各検出コア２２ａ，２２ｂとの
間にはギャップが設けられている。ここで、上記第１，
第２検出コア２２ａ，２２ｂはそれぞれ磁性部１２，非
磁性部５ｃに対向するように配置されている。また、磁
性部１２の形成ピッチを 360度として、第１，第２検出
コア２２ａ，２２ｂは互いに 270度，又は90度離れてい
る。

【００２５】そして、上記センタコア２１は、図５に示
すように、厚さ0.06mmのセンダスト合金薄板２１ａを５
枚重ねてなる積層体から構成されており、上記両検出コ
ア２２ａ，２２ｂも同様にセンダスト合金薄板の積層体
から構成されている。上記センダスト合金薄板２１ａ
は、Ｓｉ 8.8wt％，Ａｌ 5.5wt％，残部Ｆｅからなるも
ので、これは上述の双ロール急冷法により製造されたも
のである。この双ロール急冷法により得られた急冷薄板
をエポキシ樹脂を介在させて接着し、これを機械加工に
より切削して形成されたものである。

【００２６】また、上記検出側コイル１６の入力端子１
６ａ，１６ａ間には、所定周波数の交流バイアス電流を
印加する発振器２８が接続されている。また上記第１，
第２検出側コイル１７，１８の出力端子１７ａ，１８ａ
間に上記信号処理回路２３が接続されている。この信号
処理回路２３は、主として上記第１，第２検出側コイル
１７，１８の出力の比較信号を出力する比較器２３ａ
と、該比較信号を検波する検波器２３ｂとで構成されて
いる。

【００２７】次に、本実施例において検出コイル１５の
動作について説明する。図６及び図７に示すように、励
磁側コイル１６に発振器２８により例えば５kHz の交流
バイアス電流を印加する。この状態で、ピストンロッド
５が軸方向に進退移動すると、該ロッド５の磁性部１２
が第１検出側コイル１７，及び第２検出側コイル１８の
直前を通過する毎に、各コイル１７，１８のインピーダ
ンスが変化し（図７(1),(2) 参照）、この出力信号が信
号処理回路２３の比較器２３ａに入力される。この比較
器２３ａからの比較信号（図７(3) 参照）は検波器２３
ｂで不要部が検波されてパルス信号（図７(4) 参照）と
なり、このパルス信号がＣＰＵ２４に入力される。そし
てＣＰＵ２４はこのパルス信号をカウントすることによ
ってピストンロッド５の移動距離を算出し、この算出し
た移動距離に基づいて減衰力可変機構１０をアクチュエ
ータ２１を介して駆動することにより減衰力を調整す
る。これにより車両の乗心地や走行性が向上する。な
お、上記ピストンロッド５の中立位置は学習制御により
最も頻度の多い値とする。

【００２８】このように本実施例によれば、センタコア
２１，第１，第２検出コア２２ａ，２２ｂにセンダスト
合金薄板２１ａを積層してなる積層体を採用したので、
従来のバルク材に比べて検出感度を向上でき、それだけ
検出精度を向上できる。ちなみに、本実施例の検出側コ
ア２２の検出精度は−30〜150 ℃の温度範囲で使用した
場合、±0.5mm であった。また感度は従来の非積層材に
比べて大幅にアップした。

【００２９】また検出センサ１５を励磁側コイル１６と
第１，第２検出側コイル１７，１８とで構成したので、
１つの検出コアに励磁用コイルと検出用コイルとを巻回
した従来構造に比べて検出感度を向上できる。即ち、従
来構造では、励磁用コイルが専用であったためバイアス
用磁束に位相差が生じたり、相互干渉が生じたりしたが
本実施例では励磁側コイルを共有しているのでこれらの
問題を回避でき、かつ小型化を図ることができる。また
交流バイアス電流を印加するようにしたので、ピストン
ロッド５が静止，あるいは非常に低速で移動した場合に
おいても良好な感度，精度を得ることができる。

【００３０】また、本実施例では、センダスト系合金薄
板２１ａを採用したので、−40〜250 ℃の範囲での使用
が可能となることから、耐熱性，耐熱サイクル性を向上
でき、従来では困難であった高温雰囲気での使用を可能
にできる。

【００３１】また、上記実施例では、非磁性材からなる
シャフトに磁性部をストライプ状に形成したものを使用
したが、磁性材からなるシャフトにストライプ状に溝切
り加工を施し溝部を非磁性部とみなしたシャフトを使用
しても良い。この場合コストの低減を図ることができ
る。

【００３２】なお、上記実施例では、検出側コイル１
７，１８を２つ用いてピストンロッド５の移動方向を判
定するように構成したが、移動方向を判定する必要がな
い場合は検出側コイルは１つでも良い。また、上記実施
例では、センダスト合金薄板を採用した場合を例にとっ
て説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えばパーマロイ，ファインメット（登録商標）等の軟
磁性合金板を用いても良く、この場合も検出感度を向上
できる。

【００３３】また、上記実施例ではショックアブソーバ
１のピストンロッド５の移動量を検出するようにした場
合を例にとって説明したが、本発明の用途範囲は勿論こ
れに限られるものではない。例えば、自動車におけるス
テアリングの舵角，アクセルの開度，あるいはエンジン
やＡＢＳ用車輪の回転数，回転速度等の検出にも適用で
きる。また一般産業用の油空圧シリンダのストローク，
高圧プロセス用バルブシャフトのストローク，ロボット
アームの角度，あるいは工作機械におけるテーブル位置
等の検出にも適用できる。

【００３４】図８及び図９は、上記検出センサ１５をＡ
ＢＳ（アンチロックブレーキシステム）における車輪回
転速度検出に適用した第２実施例を示す図である。図
中、４０は車輪支持部であり、これは、車幅方向に延び
るアスクルシャフト４０ａをベアリング４１を介在させ
てハウジング４２で回転自在に支持するとともに、この
ハウジング４２をサスペンションアーム４３に固着し、
上記シャフト４０ａの先端部に車輪を支持するホイール
プレート４４を固着した構造となっている。また、上記
アスクルシャフト４０ａにはロータ４５が固定されてい
る。このロータ４５は磁性体製で歯車状の直径50mmφの
プレートであり、これの外周面４５ｂには 0.4mmピッチ
で溝４５ａが半径方向に凹設されており、１回転あたり
196パルスの信号が得られるよう構成されている。そし
て、上記ハウジング４２には上記第１実施例で説明した
のと同様の、コアにセンダスト合金薄板の積層体を用い
た検出センサ１５が装着されており、この検出センサ１
５は上記ロータ４５の溝４５ａを臨む位置に配置されて
いる。

【００３５】上記ＡＢＳにおいて、車輪の回転とともに
ロータ４５が回転すると、検出センサ１５で該ロータ４
５の外周面４５ｂと溝４５ａとの磁性の強弱を検出し、
これのパルス信号をＣＰＵでカウントし、車輪速度を算
出する。そして車体速度と車輪速度とを比較し、急ブレ
ーキにより車輪がロックして両速度の差が所定値以上に
なるとブレーキ油圧を減圧してブレーキ力を弱め、上記
ロックを解除し、これにより車体の横滑り等を防止す
る。

【００３６】本実施例においても、センダスト合金薄板
の積層体を採用し、かつ励磁側コイルと第１，第２検出
側コイルとで構成したので、検出感度を向上でき、上記
実施例と略同様の効果が得られる。この場合、検出セン
サの検出精度は−30〜150 ℃の温度範囲で使用した場
合、±1.8 ゜であった。また検出信号は０〜3000rpm の
範囲で良好な感度，精度が得られた。さらに、検出対象
が上記ロータ４５に溝４５ａを形成するだけで良いの
で、コストの低減を図ることができる。

【００３７】図１０は、本実施例の検出コイル１５の温
度依存性を測定した試験結果を示す。同図からも明らか
なように、センダスト合金薄板を積層したコアを採用す
ることによって、透磁率は 250℃においても室温（20
℃）と同等又はそれ以上の値を示しており、大幅に温度
特性が向上していることがわかる。

【００３８】また、図１１及び図１２は、本実施例のセ
ンダスト合金薄板の積層体（実線で示す）と、同成分の
センダスト鋳塊を切削加工して形成した非積層材（破線
で示す）との板厚による透磁率の変化，及び周波数によ
る磁束密度の変化を測定した試験結果を示す。図１１か
らも明らかなように、本実施例の積層コアは非積層材コ
アに比べて厚さによる透磁率の低下が少なく、センサと
して使用する際のコア厚さにおいても積層前の薄板（0.
06mm）と略同様の透磁率が得られている。また、図１２
からも明らかなように、本実施例の積層コアは、非積層
材コアに比べて１kHz 以上の高周波領域における飽和磁
束密度の低下が少なく、高周波領域においても優れた特
性が得られていることがわかる。

【００３９】ここで上記第１実施例では、ピストンロッ
ド５の移動方向は両検出コイル１５から得られるパルス
信号の立ち上がりの先，後により判定しているため、二
値化の基準値を設定する必要がある。しかしこの方法で
は、上記シャフトの温度やエアギャップの変化等により
出力信号が変動した場合に、しきい値の設定が困難にな
る問題が懸念される。この問題を解決するには、しきい
値を設けずに移動方向を検出することが考えられる。

【００４０】１図１３ないし図２１は請求項１，２の発
明に係る第３実施例を説明するための図であり、上記の
懸念を回避するために本実施例では第１実施例における
ストローク検出センサ１５と同一構造の検出センサＡ，
Ｂをシャフトのストローク方向に磁性部１２の形成ピッ
チの１．７５倍の距離をあけて２組に配置している。そ
して、第１，第２検出側コイル１７，１８の差分利用に
より各ストローク検出センサＡ，Ｂの出力信号を求め、
該両検出信号の符号検知によりピストンロッド５の移動
方向を判定するよう構成されている。

【００４１】次に、本実施例において上記ピストンロッ
ド５の移動方向を検出する方法を図１４〜図２１に基づ
いて説明する。図１４はピストンロッド５の磁性部１
２，非磁性部５ｃと検出側コイル１７，１８との相対位
置及び出力を示す模式図、図１５〜図１９は本実施例の
ストローク検出センサＡ，Ｂの配置関係を示す模式図、
図２０はピストンロッドの移動方向とストローク検出セ
ンサＡ，Ｂの出力との関係を示す図、図２１はストロー
ク検出センサＡ，Ｂの出力波形図である。

【００４２】本実施例では各ストローク検出センサＡ又
はＢの出力として、上記第１検出側コイル１７の出力か
ら第２検出側コイル１８の出力を差し引いた差分を利用
している。そのため、図１４において、ピストンロッド
５とストローク検出センサＡ又はＢが（ａ）に示す相対
位置にあるときは上記差分（ストローク検出センサの出
力）は＋から０を差し引いた結果＋を示し、（ｂ）の相
対位置にあるときは(i),(ii)の場合共に各コイル１７，
１８の出力がある値で等しいことからその差分は共に０
を示し、（ｃ）の相対位置にあるときは−を示す。

【００４３】ここでピストンロッド５とストローク検出
センサＡ，Ｂとが図１５〜図１９の相対位置にあると
き、各センサＡ，Ｂの出力はそれぞれ図１５〜図１９及
び図２０で表される。即ち図１５の場合のセンサＡ，Ｂ
の出力は図１５及び図２０の（ａ）に示すように（−，
０）を示し、この状態からシャフトが右方向に０．２５
ピッチ分移動すると、出力は図１６及び図２０の（ｂ）
に示すように（０，＋）となり、さらに０．２５ピッチ
分移動すると図１７及び図２０の（ｃ）に示すように
（＋，０）となる。反対に図１５の状態から左方向に
０．５ピッチ分移動すると、出力は図１８，図２０の
（ｄ）の（０，−）を経て図１９，図２０の（ｅ）の
（＋，０）を示す。この出力変化は、図２１に示すよう
に正弦波となる。従って、これら出力の符号の変化を検
知するだけで、ピストンロッド５の移動方向が検出でき
ることとなる。

【００４４】このように本実施例では、２つのストロー
ク検出センサＡ，Ｂを設けるとともに、各ストローク検
出センサＡ，Ｂの出力として上記第１，第２検出側コイ
ル１７，１８の出力差分を利用して上記ピストンロッド
５の移動方向を検出するようにしたので、該シャフト５
の温度やエアギャップの変化等により出力信号が変動し
てもしきい値の設定が困難になることはない。そのた
め、移動方向の検出を安定して行うことができる。

【００４５】また本実施例においても上記第１実施例と
同様に、従来構造に比べて検出感度を向上でき、バイア
ス用磁束に位相差が生じたり、相互干渉が生じたりする
問題を回避でき、かつ小型化を図ることができる。また
ピストンロッド５が静止，あるいは非常に低速で移動し
た場合においても良好な感度，精度を得ることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る磁気
式ストロール検出センサによれば、２つの検出側コイル
と共通の励磁側コイルとからなる組立体で構成したの
で、検出感度を向上できる効果があるとともに、２つの
検出側コイルに対して１つの励磁側コイルを共用してい
る分だけ構造が簡単になり、かつ全体としての小型化が
図れる効果がある。

【００４７】また請求項２の発明では、３つのコイルを
持つ組立体をストローク方向に２組設けたので、各組立
体の出力の符号判別により、温度変化等が発生してもス
トロークの移動方向を安定して常に検出することができ
る効果がある。

【００４８】さらにまた請求項３の発明では、コイルの
コアに軟磁性合金板を、また請求項４の発明ではセンダ
スト系合金板を用いたので、透磁率は高温領域において
も室温時と略同等の値を示し、しかも高周波領域での飽
和磁束密度の低下が少ないという特性が得られる。また
請求項５の発明では、コイルのコアに厚さ１mm以下の軟
磁性合金薄板の積層体を採用したので、同じ材料の非積
層材に比べて高周波領域での飽和磁束密度及び透磁率の
低下が少ない特性が得られる。その結果検出感度を向上
できる効果があるとともに、耐熱性，耐熱サイクル性を
向上でき、高温下での使用が可能となり、用途を拡大で
きる効果がある。

【００４９】また請求項６の発明では、コイルのコアに
液体急冷法を用いたセンダスト系合金薄帯を採用したの
で、鋳造材を加工するよりコスト的に安価に製造するこ
とができる効果があるとともに、上述のセンダスト系合
金の特徴を合わせ持つ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による磁気式ストローク検
出センサを説明するためのショックアブソーバの断面図
である。

【図２】上記第１実施例の磁気式ストローク検出センサ
の配置状態を示す模式図である。

【図３】上記第１実施例の検出センサを示す斜視図であ
る。

【図４】上記第１実施例の励磁側コイルを示す斜視図で
ある。

【図５】上記第１実施例のセンダスト合金薄板の積層体
からなるセンタコアの斜視図である。

【図６】上記第１実施例の検出センサの回路図である。

【図７】上記第１実施例の検出センサの出力波形図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例による磁気式車輪速度検出
センサを説明するための断面図である。

【図９】上記第２実施例における検出コイルとロータと
の関係を示す模式図である。

【図１０】上記第１，第２実施例の効果を確認するため
に行った試験結果を示す特性図である。

【図１１】上記第１，第２実施例の効果を確認するため
に行った試験結果を示す特性図である。

【図１２】上記第１，第２実施例の効果を確認するため
に行った試験結果を示す特性図である。

【図１３】請求項１，２の発明に係る第３実施例におけ
るピストンロッドと検出センサとの位置関係を示す模式
図である。

【図１４】上記第３実施例のピストンロッドと検出セン
サとの相対位置と出力との関係を示す模式図である。

【図１５】上記第３実施例のピストンロッドと各検出セ
ンサとの配置関係及び出力を示す図である。

【図１６】上記第２実施例のピストンロッドと検出セン
サとの配置関係を示す図である。

【図１７】上記第３実施例のピストンロッドと検出セン
サとの配置関係を示す図である。

【図１８】上記第３実施例のピストンロッドと検出セン
サとの配置関係を示す図である。

【図１９】上記第３実施例のピストンロッドと検出セン
サとの配置関係を示す図である。

【図２０】上記第３実施例のピストンロッドの移動方向
と検出センサＡ，Ｂの出力との関係を示す図である。

【図２１】上記第３実施例の検出センサＡ，Ｂの出力波
形図である。

【符号の説明】

５ピストンロッド（磁気スケール）５ｃ非磁性部１２磁性部１５，Ａ，Ｂ磁気式ストローク検出センサ（コイル組
立体）１６励磁側コイル１７，１８検出側コイル２１センタコア（励磁側コイル）２１ａセンダスト合金薄板（軟磁性合金）２２ａ，２２ｂ検出側コア４５ロータ（磁気スケール）４５ａ溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者右田実雄高知県香美郡香我美町下分684番地１株式会社ミネルバ高知工場内 (72)発明者尾野充神戸市中央区脇浜町１−３−18 センサー・テクノロジー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体と非磁性体とを交互に配設してな
る磁気スケール、又は磁性体に複数の凹状の溝を形成し
てなる磁気スケールの変位量を検出する磁気式ストロー
ク検出センサであって、２つの検出側コイルと、該検出
側コイルに交流バイアス用磁束を印加する共通の励磁側
コイルとからなるコイル組立体で構成されていることを
特徴とする磁気式ストローク検出センサ。
【請求項２】請求項１において、上記３つのコイルを
持つ組立体がストローク方向に２組設けられていること
を特徴とする磁気式ストローク検出センサ。
【請求項３】請求項１又は２において、各コイルのコ
アが軟磁性合金板で構成されていることを特徴とする磁
気式ストローク検出センサ。
【請求項４】請求項３において、軟磁性合金板がセン
ダスト系合金板であることを特徴とする磁気式ストロー
ク検出センサ。
【請求項５】請求項３又は４において、コイルのコア
が厚さ１mm以下の軟磁性合金薄板の積層体からなること
を特徴とする磁気式ストローク検出センサ。
【請求項６】請求項５において、センダスト系合金薄
板が液体急冷法で形成されたものであることを特徴とす
る磁気式ストローク検出センサ。