JPH095010A - Position detector - Google Patents
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- JPH095010A JPH095010A JP15129995A JP15129995A JPH095010A JP H095010 A JPH095010 A JP H095010A JP 15129995 A JP15129995 A JP 15129995A JP 15129995 A JP15129995 A JP 15129995A JP H095010 A JPH095010 A JP H095010A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電フィルムを利用し
た位置検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device using a piezoelectric film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、位置検出装置として、リミットス
イッチを利用したもの、光電スイッチを利用したもの、
磁気スイッチを利用したもの等が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a position detecting device using a limit switch, a device using a photoelectric switch,
Those using a magnetic switch are known.
【０００３】上記リミットスイッチを利用した位置検出
装置は、被位置検出物の移動軌跡の近傍にリミットスイ
ッチを配設しておき、被位置検出物の移動による機械的
な接触でリミットスイッチを動作させるようにしたもの
である。リミットスイッチの動作は所定の電気回路を介
して表示手段に出力され、これによって被位置検出物の
位置を知ることができるようになっている。In the position detecting device using the limit switch, the limit switch is arranged in the vicinity of the movement locus of the object to be detected, and the limit switch is operated by mechanical contact due to the movement of the object to be detected. It was done like this. The operation of the limit switch is output to the display means via a predetermined electric circuit, whereby the position of the detected object can be known.
【０００４】また、上記光電スイッチを利用した位置検
出装置は、発光部と受光部とからなる光電スイッチを、
その光路が被位置検出物の移動軌跡に交差するように配
設しておき、被位置検出物の移動によって上記光路が遮
断された状態で位置を検出するようにしたものである。
上記光路の遮断は所定の電気回路を介して表示手段に出
力されるようになっている。Further, a position detecting device using the above photoelectric switch has a photoelectric switch including a light emitting portion and a light receiving portion,
The optical path is arranged so as to intersect the movement locus of the object to be detected, and the position is detected in a state where the optical path is blocked by the movement of the object to be detected.
The interruption of the optical path is output to the display means via a predetermined electric circuit.
【０００５】また、上記磁気スイッチを利用した位置検
出装置は、被位置検出物に磁性体からなる検出体を設け
ておくとともに、この被位置検出物の移動軌跡に磁界を
形成させておき、被位置検出物の移動による磁界の変化
で位置を検出するようにしたものである。上記磁界の変
化は、所定の電気回路で検出され、この検出結果が表示
手段に出力されるようになっている。Further, in the position detecting device using the magnetic switch, the object to be detected is provided with a detecting member made of a magnetic material, and a magnetic field is formed on the locus of movement of the object to be detected. The position is detected by the change of the magnetic field due to the movement of the position detection object. The change in the magnetic field is detected by a predetermined electric circuit, and the detection result is output to the display means.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記リミッ
トスイッチ方式の位置検出装置は、機械的な動作による
接点の開閉によって位置検出のための信号が得られるよ
うになっているため、構造的に強靱性に難点があり、耐
用期間が短いという問題点を有している。また、検出の
ためには、常時電流を流しておかなければならず省電力
を図り得ないばかりか、例えば液中では用いることがで
きない等使用環境にも制約があり、適用範囲が狭いとい
う問題点を有している。By the way, the above limit switch type position detecting device is structurally robust because a signal for position detection is obtained by opening and closing the contacts by a mechanical operation. There is a problem in that the durability is short and the service life is short. Further, in order to detect, it is necessary to constantly supply a current, so that it is not possible to save power, and there is a limitation in the usage environment such that it cannot be used in a liquid, and the application range is narrow. Have a point.
【０００７】また、上記光電スイッチ方式の位置検出装
置にあっては、光電スイッチの発光部または受光部への
異物の付着による光路の遮断や、受光部への迷光の入光
によって誤動作することがあるなど信頼性の点で問題点
を有している。この問題点を回避しようとすれば、常に
発光部および受光部を清浄にするための面倒な清拭作業
を行わなければならないという問題点を有している。ま
た、発光のために常に電流を流さなければならず、省電
力を図れないという問題点を有している。Further, in the position detecting device of the photoelectric switch type, malfunction may occur due to blocking of the optical path due to adhesion of foreign matter to the light emitting part or the light receiving part of the photoelectric switch, or stray light entering the light receiving part. There are some problems in terms of reliability. In order to avoid this problem, there is a problem that a troublesome wiping operation for cleaning the light emitting unit and the light receiving unit must always be performed. In addition, there is a problem in that it is impossible to save power because a current must always be supplied for light emission.
【０００８】さらに、上記磁気スイッチを利用した位置
検出装置にあっては、接点ＯＮを検出するために電流を
常時流しておかなければならず、上記同様に省電力を図
れないという問題点を有している。Further, in the position detecting device using the magnetic switch, there is a problem that the electric current must be constantly passed in order to detect the contact ON, and power saving cannot be achieved similarly to the above. are doing.
【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、適用範囲が広く、かつ、省
電力可能で低コストの位置検出装置を提供することを目
的としている。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost position detecting device which has a wide range of application and can save power.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
位置検出装置は、可撓性を有する複数の圧電フィルムセ
ンサが所定ピッチで積層されているフィルムセンサ群
と、被位置検出物の移動に追随して上記積層方向に平行
に移動し、上記フィルムセンサ群の各圧電フィルムセン
サに順番に当接する位置検出杆と、各圧電フィルムセン
サの出力端に接続され、起電力により点灯する表示素子
列とからなることを特徴とするものである。A position detecting device according to claim 1 of the present invention comprises a film sensor group in which a plurality of flexible piezoelectric film sensors are laminated at a predetermined pitch, and a position detected object. A position detection rod that moves in parallel to the stacking direction following the movement and comes into contact with each piezoelectric film sensor of the film sensor group in order, and a display that is connected to the output end of each piezoelectric film sensor and is turned on by an electromotive force And a column of elements.
【００１１】本発明の請求項２記載の位置検出装置は、
請求項１記載の位置検出装置において、上記位置検出杆
はその先端部に先細りの当接子を有し、上記被位置検出
物の移動に応じて上記当接子が上記フィルムセンサ群中
の各圧電フィルムセンサの先端縁部を順次はじくように
位置検出杆とフィルムセンサ群との間の相対位置が設定
されていることを特徴とするものである。A position detecting device according to claim 2 of the present invention is
2. The position detecting device according to claim 1, wherein the position detecting rod has a tapered contactor at a tip thereof, and the contactor is included in each of the film sensor groups in accordance with movement of the position detected object. The relative position between the position detection rod and the film sensor group is set so as to sequentially repel the leading edge of the piezoelectric film sensor.
【００１２】[0012]
【作用】上記請求項１記載の位置検出装置によれば、被
位置検出物が移動すると、これに追随して位置検出杆が
移動し、これによって位置検出杆の一部がフィルムセン
サ群中の各圧電フィルムセンサに順次接触する。そし
て、位置検出杆の接触した圧電フィルムセンサには起電
力が生じるため、この起電力を検出することによって位
置検出杆がいずれの位置にある圧電フィルムセンサに接
触したかを判別することが可能になり、これによって被
位置検出物の位置が検出される。検出された被位置検出
物の位置は、表示素子列に表示される。According to the position detecting device of the above-mentioned claim 1, when the object to be detected is moved, the position detecting rod moves following the movement of the object, whereby a part of the position detecting rod is included in the film sensor group. The piezoelectric film sensors are sequentially contacted. Then, since an electromotive force is generated in the piezoelectric film sensor with which the position detection rod is in contact, it is possible to determine at which position the position detection rod is in contact with the piezoelectric film sensor by detecting this electromotive force. Therefore, the position of the object to be detected is detected. The position of the detected object to be detected is displayed on the display element column.
【００１３】上記請求項２記載の位置検出装置によれ
ば、被位置検出物の移動によって位置検出杆が移動する
と、この位置検出杆の先端に設けられた先細りの当接子
がフィルムセンサ群中の各圧電フィルムセンサの先端縁
部を順次はじくことになるため、はじかれた圧電フィル
ムセンサは起電力を発生する。According to the position detecting device of the second aspect, when the position detecting rod moves due to the movement of the position detected object, the tapered contactor provided at the tip of the position detecting rod is located in the film sensor group. Since the leading edge of each piezoelectric film sensor is sequentially repelled, the repelled piezoelectric film sensor generates an electromotive force.
【００１４】[0014]
【実施例】まず、本発明に適用される圧電フィルムセン
サについて説明する。図１は、圧電フィルムセンサの一
例を示す一部切欠き拡大斜視図であり、図２は、図１の
Ａ−Ａ線断面図である。なお、これらの図において、厚
み寸法は実際よりも誇張して示している。圧電フィルム
センサ１は、フィルム状圧電素子１１と、このフィルム
状圧電素子１１と同一形状を有し、その表裏面に積層さ
れる平面状電極１２と、平面状電極１２を介してフィル
ム状圧電素子１１をサンドイッチ状でかつ一体に挟持す
る表裏一対の保護フィルム１３（第１フィルム１３１お
よび第２フィルム１３２）とを備えた積層構造を有して
いる。かかる積層構造のセンサ本体１０は、可撓性およ
び弾力性を有しており、厚み方向に向かう外力が加えら
れると撓み、外力が取り除かれると元に復元する。First, a piezoelectric film sensor applied to the present invention will be described. 1 is a partially cutaway enlarged perspective view showing an example of a piezoelectric film sensor, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In these figures, the thickness dimension is exaggerated compared to the actual size. The piezoelectric film sensor 1 includes a film-shaped piezoelectric element 11, a planar electrode 12 having the same shape as the film-shaped piezoelectric element 11, and laminated on the front and back surfaces of the film-shaped piezoelectric element 11, and the film-shaped piezoelectric element via the planar electrode 12. It has a laminated structure including a pair of front and back protective films 13 (first film 131 and second film 132) sandwiching 11 in a sandwich form. The sensor body 10 having such a laminated structure has flexibility and elasticity, and bends when an external force directed in the thickness direction is applied, and restores to its original state when the external force is removed.
【００１５】上記平面状電極１２は、本実施例において
は、フィルム状圧電素子１１の表裏にアルミニウム等の
金属が蒸着された第１電極１２１と、第２電極１２２と
によって形成されている。In the present embodiment, the planar electrode 12 is formed by a first electrode 121 having a metal film such as aluminum deposited on the front and back surfaces of the film-shaped piezoelectric element 11, and a second electrode 122.
【００１６】上記第１電極１２１および第２電極１２２
にはセンサ本体１０の基端側に向かって互いに接触しな
いように延設された第１引出部１２１ａおよび第２引出
部１２２ａが延設されている。これらの引出部１２１
ａ，１２２ａは、第１フィルム１３１および第２フィル
ム１３２の間に挟持され、保護されている。The first electrode 121 and the second electrode 122 described above.
A first lead-out portion 121a and a second lead-out portion 122a are provided to extend toward the base end side of the sensor body 10 so as not to contact each other. These drawers 121
The a and 122a are sandwiched and protected between the first film 131 and the second film 132.
【００１７】上記センサ本体１０は、平面寸法が数ｃｍ
×数ｃｍに設定されているのに対して、厚み寸法は百数
１０μｍ（フィルム状圧電素子１１の厚みは数μｍ〜数
１０μｍ、各電極１２１，１２２の厚みは数μｍ〜１０
数μｍ、各フィルム１３１，１３２の厚みは１００μｍ
前後）と薄く、これによってセンサ本体１０は可撓性に
富んだものになっている。The sensor body 10 has a plane size of several cm.
Although the thickness is set to several cm, the thickness dimension is several hundreds μm (the thickness of the film-shaped piezoelectric element 11 is several μm to several tens μm, and the thickness of each electrode 121, 122 is several μm to 10 μm).
Several μm, thickness of each film 131, 132 is 100 μm
Before and after), the sensor body 10 is highly flexible.
【００１８】上記センサ本体１０には、第１端子１４お
よび第２端子１５が設けられている。これらの端子１
４，１５は、基端側に複数の係止爪１６を有しており、
これらの係止爪１６を、センサ本体１０の表面から各引
出部１２１ａ，１２２ａに貫通させ、裏面でかしめるこ
とによって第１および第２端子１４，１５がセンサ本体
１０に固定されるとともに、各引出部１２１ａ，１２２
ａと各端子１４，１５とが通電可能状態にされている。
これらの端子１４，１５はリード線を介して所定の表示
素子に接続されている。The sensor body 10 is provided with a first terminal 14 and a second terminal 15. These terminals 1
4, 15 have a plurality of locking claws 16 on the base end side,
These locking claws 16 are penetrated from the front surface of the sensor body 10 to the respective drawn-out portions 121a and 122a, and are caulked on the back surface so that the first and second terminals 14 and 15 are fixed to the sensor body 10 and Drawouts 121a, 122
The a and each of the terminals 14 and 15 are in a state capable of conducting electricity.
These terminals 14 and 15 are connected to a predetermined display element via lead wires.
【００１９】上記フィルム状圧電素子１１は、フッ化ビ
ニル重合体からなるビエゾ（圧電）フィルム材によって
形成されている。上記フッ化ビニル重合体は、フッ化ビ
ニル（Ｃ2Ｈ2＝ＣＨＦ等）やフッ化ビニリデン（Ｃ2Ｈ2
＝ＣＦ2）等のフッ素系有機化合物の重合体であり、本
実施例においては、優れた圧電性能を有するフッ化ビニ
リデン樹脂（ＰＶＤＦ）が採用されている。The film-shaped piezoelectric element 11 is made of a piezo (piezoelectric) film material made of vinyl fluoride polymer. The vinyl fluoride polymer is a vinyl fluoride (C 2 H 2 = CHF, etc.) or vinylidene fluoride (C 2 H 2
Is a polymer of a fluorine-based organic compound such as ═CF 2 ), and a vinylidene fluoride resin (PVDF) having excellent piezoelectric performance is used in this example.
【００２０】本実施例のフィルム状圧電素子は、溶融状
態のＰＶＤＦを押出し成形することによって製造され
る。そして上記押出し成形に際し、成形機から導出され
た所定厚みのＰＶＤＦフィルムを所定方向にのみ延伸す
る一軸延伸処理が施され、これによってＰＶＤＦフィル
ムを構成している結晶の方向が一方向に揃えられる。つ
いでこの結晶方向の揃えられたＰＶＤＦフィルムに対し
て電界を印加して分極させた後、上記原反を所定サイズ
に裁断することによって上記フィルム状圧電素子１１が
得られる。The film-shaped piezoelectric element of this embodiment is manufactured by extruding PVDF in a molten state. At the time of the extrusion molding, a uniaxial stretching treatment for stretching the PVDF film having a predetermined thickness drawn out from the molding machine only in a predetermined direction is performed, whereby the directions of the crystals forming the PVDF film are aligned in one direction. Then, an electric field is applied to the PVDF film having the aligned crystallographic directions to polarize the PVDF film, and the original film is cut into a predetermined size to obtain the film-shaped piezoelectric element 11.
【００２１】このようにして製造されたフィルム状圧電
素子１１は、優れたビエゾ（圧電）性能を有しており、
このフィルム状圧電素子１１に瞬間的な物理的変形を与
えると、結晶内で電気的な分極構造が歪むことにより物
理的変形の大きさに比例した起電力が発生する。The film-shaped piezoelectric element 11 thus manufactured has excellent piezo (piezoelectric) performance,
When the film-like piezoelectric element 11 is subjected to an instantaneous physical deformation, the electric polarization structure is distorted in the crystal, and an electromotive force proportional to the magnitude of the physical deformation is generated.
【００２２】従って、図１および図２に示す圧電フィル
ムセンサ１に白抜き矢印で示す方向に瞬間的に撓みを与
えると、これによってフィルム状圧電素子１１内に起電
力が発生するため、第１端子１４および第２端子１５を
所定の表示素子に接続することによって圧電フィルムセ
ンサ１の瞬間的な撓みが検出されることになる。Therefore, when the piezoelectric film sensor 1 shown in FIGS. 1 and 2 is momentarily bent in the direction indicated by the white arrow, an electromotive force is generated in the film-shaped piezoelectric element 11, which causes By connecting the terminal 14 and the second terminal 15 to a predetermined display element, the momentary bending of the piezoelectric film sensor 1 is detected.
【００２３】図３は、圧電フィルムセンサの起電力の一
例を示す波形図である。この図は、上記圧電フィルムセ
ンサ１の基端側を所定位置に固定し、先端側を指で軽く
はじくことによって生じた起電力を増幅しない状態で測
定し、横軸に時間（ｓｅｃ）を、縦軸に電圧値（Ｖ）を
目盛設定したグラフ用紙上にプロットしたものである。
このグラフから判るように、圧電フィルムセンサ１を指
で軽くはじいた略４０ｍｓｅｃ間に略１８Ｖの起電力が
発生していることが確認された。FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the electromotive force of the piezoelectric film sensor. In this figure, the base end side of the piezoelectric film sensor 1 is fixed at a predetermined position and the electromotive force generated by lightly flipping the tip end side with a finger is measured without amplification, and the horizontal axis represents time (sec). It is plotted on a graph paper with the voltage value (V) set on the vertical axis.
As can be seen from this graph, it was confirmed that an electromotive force of about 18 V was generated in about 40 msec when the piezoelectric film sensor 1 was lightly repelled with a finger.
【００２４】そして、本発明の位置検出装置は、上記の
ような圧電フィルムセンサ１の性質を利用するものであ
る。図４は、本発明に係る位置検出装置の第１実施例を
示す側面断面視の説明図である。この図に示すように、
位置検出装置２は、内部に装着室３１を有する箱形のケ
ーシング３、このケーシング３の装着室３１内に装着さ
れる複数の圧電フィルムセンサ１、およびこれらの圧電
フィルムセンサ１をはじく位置検出杆４を有している。
上記位置検出杆４の基端側は被位置検出物Ｂに接続され
ている。The position detecting device of the present invention utilizes the properties of the piezoelectric film sensor 1 as described above. FIG. 4 is a side sectional view showing a first embodiment of the position detecting device according to the present invention. As shown in this figure,
The position detecting device 2 includes a box-shaped casing 3 having a mounting chamber 31 therein, a plurality of piezoelectric film sensors 1 mounted in the mounting chamber 31 of the casing 3, and a position detecting rod repelling the piezoelectric film sensors 1. Have four.
The base end side of the position detection rod 4 is connected to the position detection object B.
【００２５】上記ケーシング３の天井部には横長の嵌装
孔３２が穿設されており、この嵌装孔３２に、複数の圧
電フィルムセンサ１を積層することによって形成された
フィルムセンサ群１００が先端側から嵌装されている。
上記フィルムセンサ群１００の下端部と装着室３１の底
面との間には上記位置検出杆４が左右方向に移動し得る
隙間が形成されている。A horizontally elongated fitting hole 32 is formed in the ceiling portion of the casing 3, and a film sensor group 100 formed by stacking a plurality of piezoelectric film sensors 1 in the fitting hole 32 is formed. It is fitted from the tip side.
A gap is formed between the lower end of the film sensor group 100 and the bottom surface of the mounting chamber 31 so that the position detection rod 4 can move in the left-right direction.
【００２６】上記フィルムセンサ群１００の各圧電フィ
ルムセンサ１間には、端子１４，１５に対応する位置に
絶縁膜１７が介在され、これによって隣合う圧電フィル
ムセンサ１の対向する端子１４（または端子１５）間の
短絡が防止されるようになっている。An insulating film 17 is interposed between the piezoelectric film sensors 1 of the film sensor group 100 at positions corresponding to the terminals 14 and 15, whereby the opposing terminals 14 (or terminals) of the adjacent piezoelectric film sensors 1 are provided. A short circuit between 15) is prevented.
【００２７】また、ケーシング３の右側壁の上部には外
部から上記嵌装孔３２に向かう水平ネジ孔３３が螺設さ
れており、この水平ネジ孔３３の左端部に押圧部材３４
が摺動自在に嵌入されている。上記水平ネジ孔３３の右
端部からは押圧ボルト３５が螺着され、上記フィルムセ
ンサ群１００が各圧電フィルムセンサ１の下端位置を揃
えた状態で嵌装孔３２に嵌装された後に押圧ボルト３５
を締結することによって押圧部材３４が左に移動し、フ
ィルムセンサ群１００の基端部が嵌装孔３２の左縁部と
押圧部材３４とによって押圧挟持され、これによって各
圧電フィルムセンサ１が等ピッチでケーシング３の嵌装
孔３２に装着された状態になる。A horizontal screw hole 33 extending from the outside toward the fitting hole 32 is screwed on the upper portion of the right side wall of the casing 3, and the pressing member 34 is provided at the left end of the horizontal screw hole 33.
Are slidably fitted. A pressing bolt 35 is screwed from the right end of the horizontal screw hole 33, and the film sensor group 100 is fitted into the fitting hole 32 with the lower end positions of the piezoelectric film sensors 1 aligned, and then the pressing bolt 35.
By pressing, the pressing member 34 moves to the left, and the base end portion of the film sensor group 100 is pressed and sandwiched by the left edge portion of the fitting hole 32 and the pressing member 34, whereby each piezoelectric film sensor 1 is The casing 3 is fitted in the fitting holes 32 at a pitch.
【００２８】また、ケーシング３の右側壁の下部には、
圧電フィルムセンサ１の列方向に平行に貫装孔３６が穿
設されており、この貫装孔３６に摺動自在に位置検出杆
４が貫装されている。この位置検出杆４の基端部には被
位置検出物Ｂが固定されており、この被位置検出物Ｂの
移動に応じて位置検出杆４も移動し、その先端部が装着
室３１内で水平動するようになっている。Further, in the lower part of the right side wall of the casing 3,
A through hole 36 is formed in parallel with the column direction of the piezoelectric film sensor 1, and the position detecting rod 4 is slidably inserted into the through hole 36. The position detection rod B is fixed to the base end of the position detection rod 4, and the position detection rod 4 also moves in accordance with the movement of the position detection rod B, and the tip end thereof is inside the mounting chamber 31. It is designed to move horizontally.
【００２９】かかる位置検出杆４の先端部には、フィル
ムセンサ群１００の下端部の各圧電フィルムセンサ１に
上端部が当接する先細りの当接子４１が設けられてい
る。この当接子４１は、位置検出杆４が水平方向に移動
することによって、その上端部が圧電フィルムセンサ１
をはじき得るように両者間のオーバーラップ寸法が設定
されている。従って、位置検出杆４が水平移動すると、
当接子４１が順次圧電フィルムセンサ１をはじいてい
き、これによって並設された圧電フィルムセンサ１に順
次起電力が生じるようになっている。At the tip of the position detecting rod 4, there is provided a tapered contactor 41 whose upper end abuts on each piezoelectric film sensor 1 at the lower end of the film sensor group 100. The upper end portion of the abutment member 41 is moved by the position detection rod 4 in the horizontal direction, so that the piezoelectric film sensor 1 has an upper end portion.
The overlap dimension between the two is set so as to repel. Therefore, when the position detection rod 4 moves horizontally,
The abutting element 41 sequentially repels the piezoelectric film sensor 1, so that electromotive force is sequentially generated in the piezoelectric film sensors 1 arranged in parallel.
【００３０】一方、各圧電フィルムセンサ１の第１およ
び第２端子１４，１５は、リード線を介して保持回路Ｓ
に接続され、その出力側で列状のＬＥＤや放電管等から
なる各表示素子Ｓ１に一対一に対応して接続されてい
る。上記保持回路Ｓは、圧電フィルムセンサ１からの起
電力をトリガとして入力されると、この圧電フィルムセ
ンサ１に対応した表示素子Ｓ１へ出力電流を供給保持す
るものである。On the other hand, the first and second terminals 14 and 15 of each piezoelectric film sensor 1 are connected to the holding circuit S via lead wires.
Are connected to the respective display elements S1 each of which is composed of a row of LEDs, a discharge tube, or the like on the output side in a one-to-one correspondence. When the electromotive force from the piezoelectric film sensor 1 is input as a trigger, the holding circuit S supplies and holds an output current to the display element S1 corresponding to the piezoelectric film sensor 1.
【００３１】上記第１実施例の構成によれば、被位置検
出物Ｂが水平移動すると、これに応じて位置検出杆４も
移動し、装着室３１内の当接子４１も移動するため、こ
の当接子４１の移動によってフィルムセンサ群１００の
圧電フィルムセンサ１が順次はじかれ、これによって上
記フィルム状圧電素子１１に起電力が発生し、この起電
力は保持回路Ｓに入力され、これによってその圧電フィ
ルムセンサ１に対応した表示素子Ｓ１への電流の供給が
維持されるため、目視確認等で被位置検出物の位置を確
認することができる。According to the configuration of the first embodiment, when the position-detected object B moves horizontally, the position detection rod 4 also moves accordingly, and the contactor 41 in the mounting chamber 31 also moves. The movement of the contactor 41 causes the piezoelectric film sensors 1 of the film sensor group 100 to be sequentially repelled, which causes electromotive force to be generated in the film-shaped piezoelectric element 11, and this electromotive force is input to the holding circuit S. Since the supply of the current to the display element S1 corresponding to the piezoelectric film sensor 1 is maintained, the position of the detected object can be confirmed by visual confirmation.
【００３２】図５は、本発明に係る位置検出装置の第２
実施例を示す側面視の説明図である。この実施例に係る
位置検出装置２ａは、貯留されている液体の液面を検出
する、いわゆる液面検出装置に関するものであるが、被
検出物は液体に限らず、粉体や汚泥等フロート部を被検
出物に応じたものにすることによって同様の目的が達せ
られるものである。この位置検出装置２ａは、支持プレ
ートＰに立設された支持板５、この支持板５に取り付け
られた複数の圧電フィルムセンサ１ａ、および液面に浮
上したフロート６を有する。FIG. 5 shows a second position detecting device according to the present invention.
It is explanatory drawing of the side view which shows an Example. The position detection device 2a according to this embodiment relates to a so-called liquid level detection device that detects the liquid level of the stored liquid, but the object to be detected is not limited to the liquid, and floats such as powder and sludge are used. The same purpose can be achieved by adjusting the value of (1) depending on the object to be detected. The position detecting device 2a has a support plate 5 provided upright on the support plate P, a plurality of piezoelectric film sensors 1a attached to the support plate 5, and a float 6 floating on the liquid surface.
【００３３】上記支持板５には、上下方向に等ピッチで
圧電フィルムセンサ１ａを貫入する複数の貫入孔５１が
穿設されており、これらの貫入孔５１のそれぞれに先端
側が揃った状態で突出するように圧電フィルムセンサ１
ａを差し込むことによって支持板５に所定個数の圧電フ
ィルムセンサ１ａが装着されるようになっている。The support plate 5 is provided with a plurality of penetration holes 51 for penetrating the piezoelectric film sensor 1a at an equal pitch in the vertical direction. The penetration holes 51 project in the respective penetration holes 51 with their front ends aligned. So that the piezoelectric film sensor 1
By inserting a, a predetermined number of piezoelectric film sensors 1a are mounted on the support plate 5.
【００３４】上記フロート６は、液面に浮上する比重を
持つフロート本体６１と、このフロート本体６１の上面
部に立設された液位検出杆６２とから構成されている。
一方、上記支持プレートＰの適所には、上下方向に貫通
した貫装孔Ｐ１が穿設され、この貫装孔Ｐ１に上記液位
検出杆６２が貫入されている。そして、液位検出杆６２
の上部は上記上下方向に並設された圧電フィルムセンサ
１ａに対向するように位置設定されている。The float 6 is composed of a float body 61 having a specific gravity that floats on the liquid surface, and a liquid level detection rod 62 erected on the upper surface of the float body 61.
On the other hand, a penetrating hole P1 penetrating in the vertical direction is formed at an appropriate position of the support plate P, and the liquid level detecting rod 62 is penetrating into the penetrating hole P1. Then, the liquid level detection rod 62
The upper part of is positioned so as to face the piezoelectric film sensors 1a arranged side by side in the vertical direction.
【００３５】かかる液位検出杆６２の上端部には、圧電
フィルムセンサ１ａの方向に向けて突出した先細りの当
接子６３が設けられている。この当接子６３は、液位検
出杆６２の上下動に応じて圧電フィルムセンサ１ａの先
端部をはじくようにオーバーラップ寸法が設定されてい
る。At the upper end of the liquid level detection rod 62, a tapered contactor 63 protruding toward the piezoelectric film sensor 1a is provided. The contact 63 has an overlap dimension so as to repel the tip of the piezoelectric film sensor 1a according to the vertical movement of the liquid level detection rod 62.
【００３６】また、圧電フィルムセンサ１ａの端子１
４，１５に接続されたリード線はコネクタ７を介して保
持回路Ｓに接続可能になっており、上記コネクタ７と保
持回路Ｓとが接続された状態で当接子６３がはじいた圧
電フィルムセンサ１ａからの起電力が保持回路Ｓに入力
されるようになっている。そして保持回路Ｓにおいて起
電力を発した圧電フィルムセンサ１ａに対応した表示素
子Ｓ１への電流の供給が保持される。The terminal 1 of the piezoelectric film sensor 1a
The lead wires connected to Nos. 4 and 15 can be connected to the holding circuit S via the connector 7, and the piezoelectric film sensor in which the contactor 63 is repelled when the connector 7 and the holding circuit S are connected. The electromotive force from 1a is input to the holding circuit S. Then, in the holding circuit S, the supply of current to the display element S1 corresponding to the piezoelectric film sensor 1a which has generated the electromotive force is held.
【００３７】なお、本第２実施例においては、上記支持
板５は単に圧電フィルムセンサ１ａを支持するための目
的で支持プレートＰに立設されているが、この支持板５
に保持回路Ｓを設けてもよい。こうすることによって、
保持回路Ｓのための空間を別途確保する必要がなくな
り、位置検出装置２ａをコンパクトにする上で有効であ
る。In the second embodiment, the support plate 5 is erected on the support plate P only for the purpose of supporting the piezoelectric film sensor 1a.
Alternatively, the holding circuit S may be provided. By doing this,
It is not necessary to separately secure a space for the holding circuit S, which is effective in making the position detection device 2a compact.
【００３８】また、上記の実施例においては、圧電フィ
ルムセンサ１は、一のセンサ１の表面と他のセンサ１の
裏面とが互いに対向するように並設されてフィルムセン
サ群１００が形成されているが、これに代えて同一平面
上に平置きで並設するようにし、位置検出杆の端部が上
記平置き状態のフィルムセンサ群の上を若干の押圧状態
で移動するようにしてもよい。こうすることによって、
位置検出杆の端部が押圧した圧電フィルムセンサから起
電力が発生し、これによって位置検出が行われる。In the above embodiment, the piezoelectric film sensors 1 are arranged side by side so that the front surface of one sensor 1 and the back surface of another sensor 1 face each other to form a film sensor group 100. However, instead of this, the end portions of the position detection rods may be arranged side by side in the same plane in a flat state, and the end portions of the position detection rods may move above the film sensor group in the flat state with a slight pressing state. . By doing this,
An electromotive force is generated from the piezoelectric film sensor pressed by the end portion of the position detection rod, and the position is detected by this.
【００３９】また、被位置検出物が所定の軸心まわりに
回転する回転体によって形成され、その回転量を検出す
ることが望まれるような場合には、被位置検出物の回転
軌跡に沿って環状に圧電フィルムセンサ１を配設する一
方、被位置検出物の回転中心回りに被位置検出物と共回
りする位置検出杆を設け、この位置検出杆の先端部が上
記環状に配設された圧電フィルムセンサ１の先端部と相
互に干渉し合うようにしておけばよい。こうすることに
よって、被位置検出物の回転に同伴して位置検出杆も回
転し、この位置検出杆の回転によってその先端部が順次
圧電フィルムセンサ１の先端部をはじくため、はじかれ
た圧電フィルムセンサ１に起電力が発生し、これによっ
て回転量が検出される。If the object to be detected is formed by a rotating body that rotates around a predetermined axis, and it is desired to detect the amount of rotation, the object to be detected is rotated along the locus. While arranging the piezoelectric film sensor 1 in an annular shape, a position detection rod that rotates together with the position-detected object is provided around the rotation center of the position-detected object, and the tip of this position-detection rod is arranged in the annular shape. It suffices that the tip portions of the piezoelectric film sensor 1 interfere with each other. By doing so, the position detection rod is also rotated along with the rotation of the position detection object, and the tip of the position detection rod is sequentially repelled by the rotation of the position detection rod, so that the piezoelectric film sensor 1 is repelled. An electromotive force is generated in the sensor 1, which detects the amount of rotation.
【００４０】本発明の位置検出装置によれば、従来のリ
ミットスイッチ、光電スイッチあるいは磁気スイッチを
適用した位置検出装置に比較して、検出部材（本実施例
では圧電フィルムセンサ１，１ａ）が極めて安価である
ため、その分、コストを安価にすることが可能になる。According to the position detecting device of the present invention, the detecting member (the piezoelectric film sensors 1 and 1a in this embodiment) is extremely excellent as compared with the position detecting device using the conventional limit switch, photoelectric switch or magnetic switch. Since the cost is low, the cost can be reduced accordingly.
【００４１】また、圧電フィルムセンサ１，１ａは、柔
軟性、耐衝撃性、耐腐食性、作動性に優れ、しかも汚れ
の付着によっても検出精度の低下が生じないため、長期
間に亘ってメンテナンスフリーで確実な位置検出の用を
果たすことが可能であり、メンテナンスコストの低減に
寄与し得る。Further, the piezoelectric film sensors 1 and 1a are excellent in flexibility, impact resistance, corrosion resistance, and operability, and the detection accuracy does not deteriorate due to the adhesion of dirt. It is possible to perform free and reliable position detection, which can contribute to reduction of maintenance cost.
【００４２】さらに、圧電フィルムセンサ１，１ａは、
厚みが非常に小さいため、それらをほとんど隙間のない
状態で積層することによって位置の検出ピッチを小さく
することが可能になり、精度のよい位置検出が実現す
る。Further, the piezoelectric film sensors 1 and 1a are
Since the thickness is very small, it is possible to reduce the position detection pitch by stacking them with almost no gap, and it is possible to realize accurate position detection.
【００４３】上記の実施例では、フィルム状圧電素子１
１からの起電力は、保持回路Ｓを介して表示素子Ｓ１に
出力されるようにしているが、上記起電力を保持回路Ｓ
を介さずに直接表示素子Ｓ１に出力するようにしてもよ
い。In the above embodiment, the film-shaped piezoelectric element 1
The electromotive force from No. 1 is output to the display element S1 via the holding circuit S.
It is also possible to directly output to the display element S1 without going through.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明の請求項１記載の位置検出装置
は、可撓性を有する複数の圧電フィルムセンサが並設さ
れているフィルムセンサ群と、被位置検出物の移動に追
随し、その移動に応じて上記フィルムセンサ群の各圧電
フィルムセンサに順番に当接する位置検出杆と、各圧電
フィルムセンサの出力端に接続され、起電力により点灯
する表示素子列とからなるものであるため、各圧電フィ
ルムセンサと表示素子列の各表示素子とを一対一の対応
で接続することが可能になり、従って、フィルムセンサ
群と表示素子列との間に複雑な回路構成を介在させる必
要はなくなり、回路部の簡素化を達成することが可能に
なるとともに、既存の位置検出対象装置への適用も容易
になり、適用範囲を拡大させる上で好都合である。The position detecting device according to the first aspect of the present invention follows the movement of a film sensor group in which a plurality of flexible piezoelectric film sensors are juxtaposed and the movement of the position detected object. A position detection rod that sequentially contacts each piezoelectric film sensor of the film sensor group according to the movement, and a display element row that is connected to the output end of each piezoelectric film sensor and is turned on by an electromotive force. It is possible to connect each piezoelectric film sensor and each display element of the display element array in a one-to-one correspondence, and thus it is not necessary to interpose a complicated circuit configuration between the film sensor group and the display element array. It is possible to achieve simplification of the circuit portion, and it becomes easy to apply to the existing position detection target device, which is convenient in expanding the application range.
【００４５】また、圧電フィルムセンサは、位置検出の
ための外部からの電力供給は不要であり、省電力を図る
上で有効である。The piezoelectric film sensor does not require external power supply for position detection, and is effective in saving power.
【００４６】本発明の請求項２記載の位置検出装置によ
れば、位置検出杆の先端部に先細りの当接子が備えら
れ、被位置検出物の移動に応じて上記当接子が各圧電フ
ィルムセンサの先端縁部を順次はじくように構成されて
いるため、はじかれた圧電フィルムセンサからは大きな
起電力が得られる。従って、誤検出を防止する上で有効
であるとともに、上記起電力の検出のために検出回路中
に増幅手段等を設ける必要はなく、回路部の簡素化上好
都合である。According to the position detecting device of the second aspect of the present invention, the tip of the position detecting rod is provided with a tapered abutment element, and the abutment element is provided with each piezoelectric element according to the movement of the object to be detected. Since the tip edge of the film sensor is configured to be repelled sequentially, a large electromotive force can be obtained from the repelled piezoelectric film sensor. Therefore, it is effective in preventing erroneous detection, and it is not necessary to provide amplification means or the like in the detection circuit for detecting the electromotive force, which is convenient for simplification of the circuit section.
【図１】圧電フィルムセンサの一例を示す一部切欠き拡
大斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway enlarged perspective view showing an example of a piezoelectric film sensor.
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】圧電フィルムセンサの起電力の一例を示す波形
図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of an electromotive force of a piezoelectric film sensor.
【図４】本発明に係る位置検出装置の第１実施例を示す
側面断面視の説明図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a first embodiment of the position detecting device according to the present invention.
【図５】本発明に係る位置検出装置の第２実施例を示す
側面視の説明図である。FIG. 5 is an explanatory side view showing a second embodiment of the position detecting device according to the present invention.
１，１ａ 圧電フィルムセンサ １０ センサ本体 １００ フィルムセンサ群 １１ フィルム状圧電素子 １２ 平面状電極 １２１ 第１電極 １２２ 第２電極 １３ 保護フィルム １３１ 第１フィルム １３２ 第２フィルム １４ 第１端子 １５ 第２端子 １６ 係止爪 １７ 絶縁膜 ２，２ａ 位置検出装置 ３ ケーシング ３１ 装着室 ３２ 嵌装孔 ３３ 水平ネジ孔 ３４ 押圧部材 ３５ 押圧ボルト ３６ 貫装孔 ４ 位置検出杆 ４１ 当接子 ５ 支持板 ５１ 貫入孔 ６ フロート ６１ フロート本体 ６２ 液位検出杆 ６３ 当接子 ７ コネクタ Ｂ 被位置検出物 Ｐ 支持プレート Ｓ 保持回路 1, 1a Piezoelectric film sensor 10 Sensor main body 100 Film sensor group 11 Film-like piezoelectric element 12 Planar electrode 121 First electrode 122 Second electrode 13 Protective film 131 First film 132 Second film 14 First terminal 15 Second terminal 16 Locking claw 17 Insulating film 2, 2a Position detecting device 3 Casing 31 Mounting chamber 32 Fitting hole 33 Horizontal screw hole 34 Pressing member 35 Pressing bolt 36 Penetrating hole 4 Position detecting rod 41 Contact 5 Support plate 51 Penetrating hole 6 Float 61 Float body 62 Liquid level detection rod 63 Contactor 7 Connector B Position detection object P Support plate S Holding circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 秀一 大阪府八尾市北亀井町２丁目７番15号 シ ルバー株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shuichi Hiramatsu 2-7-15 Kita Kameicho, Yao-shi, Osaka Inside Silver Co., Ltd.
Claims (2)
サが所定ピッチで積層されているフィルムセンサ群と、
被位置検出物の移動に追随して上記積層方向に平行に移
動し、上記フィルムセンサ群の各圧電フィルムセンサに
順番に当接する位置検出杆と、各圧電フィルムセンサの
出力端に接続され、起電力により点灯する表示素子列と
からなることを特徴とする位置検出装置。1. A film sensor group in which a plurality of flexible piezoelectric film sensors are laminated at a predetermined pitch,
A position detection rod that moves in parallel to the stacking direction following the movement of the position-detected object and sequentially contacts each piezoelectric film sensor of the film sensor group, and is connected to the output end of each piezoelectric film sensor, A position detection device comprising a display element array that is turned on by electric power.
当接子を有し、上記被位置検出物の移動に応じて上記当
接子が上記フィルムセンサ群中の各圧電フィルムセンサ
の先端縁部を順次はじくように位置検出杆とフィルムセ
ンサ群との間の相対位置が設定されていることを特徴と
する請求項１記載の位置検出装置。2. The position detecting rod has a tapered abutment at the tip thereof, and the abutment is provided at the tip of each piezoelectric film sensor in the film sensor group according to the movement of the object to be detected. 2. The position detecting device according to claim 1, wherein the relative position between the position detecting rod and the film sensor group is set so as to sequentially repel the edge portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15129995A JPH095010A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15129995A JPH095010A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Position detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095010A true JPH095010A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15515654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15129995A Pending JPH095010A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095010A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008017655A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Taiheiyo Cement Corp | Water level sensor |
| JP2008106603A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Salient Systems Inc | Stress monitoring system for railway |
| JP2008134203A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kobe Steel Ltd | Strain gauge with function of identifying sticking position and strain measurement device |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP15129995A patent/JPH095010A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008017655A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Taiheiyo Cement Corp | Water level sensor |
| JP2008106603A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Salient Systems Inc | Stress monitoring system for railway |
| JP2008134203A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kobe Steel Ltd | Strain gauge with function of identifying sticking position and strain measurement device |
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