JPH10153203A - シリンダ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン部外周に格別の加工の必要が無く、
サイズの異なるシリンダにおいても共用化が容易であ
り、摺動摩耗の心配もないこと。 【解決手段】 第１の支持体４の一端がシリンダ本体２
の閉鎖端側にて片持ち支持され、他端が該シリンダ本体
の開口端の方に延びている。ピストン部３の内部には、
第１の支持体４の侵入を許すように空間６が設けられ
る。ピストン部３の内部に設けられた空間６内におい
て、一端が片持ち支持され、他端がシリンダ本体の閉鎖
端の方に延びた第２の支持体５が設けられる。検出部
は、コイル部１０及びこのコイル部に対して相対的に変
位可能に非接触的に配置される磁気応答部材２０を含
み、第１及び第２の支持体４，５の一方にコイル部１０
を設け、他方に磁気応答部材２０を設ける。ピストン部
の位置に応じて第１及び第２の支持体４，５の相対位置
が変位し、対応する検出信号がコイル部１０から出力さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導型の位置検出
装置を内蔵したシリンダ位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧シリンダ等のストローク位置を検
出する位置検出装置は、従来より種々の方式のものが知
られている。そのうち、電磁コイルを使用した誘導型の
シリンダ位置検出装置としては、例えば、実公平２−２
６００３号公報等に示されたものが知られている。従来
公知のこの種の誘導型のシリンダ位置検出装置は、いず
れも、ピストンロッドの表面を凹凸加工したり、ピスト
ンロッドの表面に磁性体又は導電体のパターンを形成
し、その上から所要のコーティング処理を施してピスト
ンロッド表面の保護を図ったものである。また、位置検
出方式は、複数の１次コイルを互いに電気的位相のずれ
た複数相の交流信号（例えばsin ωｔとcosωｔ）でそ
れぞれ励磁し、各１次コイルによる２次側誘導信号を合
成して１つの２次出力信号を生成し、励磁用の交流信号
に対するこの２次出力信号における電気的位相ずれが検
出対象ピストン位置を示すようにした位相シフトタイプ
からなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置のようにピス
トンロッドの表面に所要の加工・形成を行うものにおい
ては、ピストンロッドの製造・加工が面倒であり、ま
た、各シリンダロッド毎に特注で製造・加工を行わなけ
ればならないため、様々なタイプ・サイズのシリンダに
おいて位置検出装置の共用化を図ることができなかっ
た。また、加工済みのピストンロッドの表面に所要のコ
ーティング処理を施したとしても、ピストンロッドの伸
縮動作の繰り返しによる摺動摩耗によって、数年の使用
によって、表面コーティングが剥がれてしまい、耐久性
に乏しいという問題点もあった。更に、従来の位相シフ
トタイプの誘導型直線位置検出装置では、差動トランス
に比べて多くの点で利点を持っているが、少なくとも２
相の交流信号（例えばsin ωｔとcos ωｔ）を用意しな
ければならないため、励磁回路の構成が複雑になるとい
う問題点があった。また、温度変化等によって１次及び
２次コイルのインピーダンスが変化すると、２次出力信
号における電気的位相ずれに誤差が生じるという欠点も
あった。

【０００４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、ピストンロッドの外周に格別の加工をする必要が無
く、サイズの異なるシリンダにおいても検出装置各要素
の共用化を容易に図ることができ、かつ、摺動摩耗の心
配のない耐久性に富んだシリンダ位置検出装置を提供し
ようとするものである。また、小型かつシンプルな構造
を持つと共に、広い範囲にわたってシリンダロッド位置
検出の可能な誘導型のシリンダ位置検出装置を提供しよ
うとするものである。また、製造が極めて容易になるよ
うなシンプルな構造を持つシリンダ位置検出装置を提供
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシリンダ位
置検出装置は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に対
して相対的に直線変位可能に挿入されたピストン部とを
含むシリンダ装置において、前記シリンダ本体の内部に
おいて、該シリンダ本体の閉鎖端側にて一端が片持ち支
持され、他端が該シリンダ本体の開口端の方に延びた、
第１の支持体と、前記ピストン部の内部において、前記
第１の支持体の侵入を許すように設けられた空間と、前
記ピストン部の内部に設けられた前記空間内において、
一端が片持ち支持され、他端が前記シリンダ本体の閉鎖
端の方に延びた、第２の支持体と、コイル部及びこのコ
イル部に対して相対的に変位可能に非接触的に配置され
る磁気応答部材を含み、該磁気応答部材の該コイル部に
対する相対的位置に応じた検出信号を前記コイル部から
出力するものであって、前記第１及び第２の支持体の一
方に該コイル部が配設され、他方に該磁気応答部材が配
設されてなる検出部とを具備し、前記ピストン部の前記
シリンダ本体に対する相対的直線変位に伴って前記第１
及び第２の支持体に夫々配設された前記磁気応答部材と
コイル部との相対的位置が変位し、これにより該ピスト
ン部の直線位置に対応する前記検出信号が出力されるこ
とを特徴とするものである。

【０００６】上記構成によれば、ピストン部の内部に形
成された空間内に第１及び第２の支持体が収納されて、
シリンダ本体に対するピストン部の相対的直線変位に応
じて該第１及び第２の支持体の相対的位置が変化するよ
うになっており、かつ、検出部の磁気応答部材とコイル
部を両支持体に夫々配設することにより、シリンダ本体
に対するピストン部の相対的直線変位に応じて磁気応答
部材とコイル部の相対位置が変化し、かくして、シリン
ダ本体に対するピストン部の直線位置に対応する検出信
号がコイル部から得られるようになっている。これによ
り、本発明によれば、ピストンロッドの外周に格別の加
工をする必要が無いものとなっており、かつ、検出部の
磁気応答部材とコイル部は支持体に夫々配設する構成で
あってピストン又はシリンダ本体に取り付ける構成では
ないので、サイズの異なるシリンダにおいても検出装置
各要素（つまり磁気応答部材とコイル部）の共用化を容
易に図ることができ、かつ、摺動摩耗の心配のない耐久
性に富んだシリンダ位置検出装置を提供することができ
る。また、小型かつシンプルな構造を持つと共に、広い
範囲にわたってシリンダロッド位置検出の可能な誘導型
のシリンダ位置検出装置を提供することができる。更に
は、製造が極めて容易になるようなシンプルな構造を持
つシリンダ位置検出装置を提供することができる。

【０００７】一例として、前記第１の支持体は、筒状体
からなっており、前記第２の支持体は、棒状体からなっ
ていて、該棒状体が前記筒状体の筒内に侵入している構
成を採用してよい。このような構成は、限られたスペー
スでの第１及び第２の支持体の相互変位関係を円滑に
し、かつコイル部の配設を容易にする。更に、前記第１
の支持体を構成する前記筒状体は、２重筒からなってい
て、該２重筒の筒間スペース内に前記コイル部を気密又
は液密に収納してなるようにしてもよい。この構成は、
電気回路の一部であるコイル部を、シリンダ本体内の圧
力流体から気密又は液密に保護する上で有利である。

【０００８】検出部の好ましい実施形態例としては、前
記コイル部は、１相の交流信号によって励磁される１次
コイル及び直線変位方向に関して異なる位置に配置され
た複数の２次コイルを含み、前記磁気応答部材は、所定
の磁気応答特性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿
って所定のピッチで複数繰り返して設けて成り、前記相
対的変位に応じて前記部材の前記コイル部に対する対応
位置が変化することにより前記１次コイルと各２次コイ
ル間の磁気結合が前記ピストン部の直線位置に応じて変
化され、これにより、該直線位置に応じて振幅変調され
た誘導出力交流信号を、各２次コイルの配置のずれに応
じて異なる振幅関数特性で、各２次コイルに誘起させる
ようにしたものとするとよい。この構成によれば、１相
の交流信号によって励磁する構成であるため、励磁回路
の構成が簡単である、という利点を有する。また、磁気
応答部材において、所定の磁気応答特性を持つ磁気応答
部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで複数繰り返
して設けて成るので、２次コイルに誘起される誘導出力
交流信号として、該磁気応答部材の繰り返しピッチを１
サイクルとして周期的に変化する信号を得ることがで
き、検出可能範囲を拡大することができるものである。

【０００９】また、前記検出部から出力される前記直線
位置に応じて振幅変調された前記誘導出力交流信号とし
て、サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号と
コサイン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを
出力するようにし、前記第１の出力交流信号と第２の出
力交流信号を入力し、前記直線位置を示す前記サイン関
数とコサイン関数の位相値を検出する位相検出回路を更
に具備するようにするとよい。上記構成によれば、回転
型位置検出装置である従来知られたレゾルバにおいて得
られるのと同様の、２つの出力交流信号（サイン出力と
コサイン出力）をシリンダ位置検出装置において得るこ
とができる。従って、そのような本発明に係るシリンダ
位置検出装置においては、前記第１の出力交流信号と第
２の出力交流信号を入力し、両信号の振幅値に相当する
前記サイン関数とコサイン関数の位相値を検出する位相
検出回路を更に具備することにより、電気的位相の測定
に基づいて精度のよいアブソリュート位置検出が可能で
ある。このような位相検出回路としては、レゾルバ用の
位相検出回路として従来知られたＲ−Ｄ（レゾルバ−デ
ィジタル）コンバータを使用することができるし、その
他の方式の位相検出回路を用いることもできる。このよ
うなレゾルバタイプの位相検出回路を使用することがで
きることは、従来の位相シフトタイプの誘導型直線位置
検出装置が持っていたような、温度変化等によって１次
及び２次コイルのインピーダンスが変化することにより
２次出力信号における電気的位相ずれに誤差が生じると
いう欠点を除去することができるので、好都合である。

【００１０】また、一実施の形態として、前記コイル部
が、前記磁気応答部材の１ピッチ内のアブソリュート位
置に応答する第１の検出信号を出力する第１のコイル部
と、前記磁気応答部材の終端部の通過に応答する第２の
検出信号を出力する少なくとも１つの第２のコイル部と
を含むようにしてもよい。これにより、第２のコイル部
によって、ピストン部の直線位置が所定の定位置に達し
たことを検出することができる。このような第２のコイ
ル部を複数設けることにより、磁気応答部材の１ピッチ
を越えるアブソリュート位置の検出に利用することもで
きる。また、別の実施の形態として、前記コイル部が、
前記磁気応答部材の１ピッチ内のアブソリュート位置に
応答する第１の検出信号を出力する第１のコイル部と、
前記磁気応答部材の１ピッチよりも長い範囲にわたって
設けられてなり、該磁気応答部材の侵入量に応答する第
２の検出信号を出力する第２のコイル部とを含むように
してもよい。これによっても、磁気応答部材の１ピッチ
を越えるアブソリュート位置の検出を行うことがてせき
る。

【００１１】本発明に係るシリンダ位置検出装置の一実
施形態においては、前記磁気応答部材の芯部を成す棒状
体をピアノ線のような金属線で構成し、この芯線の周囲
に磁性体金属片を所定のピッチで複数繰り返して配置し
てそれぞれをかしめ止めするようにしてもよい。このよ
うな構成は、ピアノ線と金属片を用意し、金属片を所望
のピッチでピアノ線にかしめ止めすることにより、提供
できるので、構成が極めて簡単であり、かつ製造が極め
て容易であり、製造コストも極めて安価にすることがで
きるので、かなり有意義である。しかも、磁気応答部材
つまりコアの径は、ピアノ線の径に金属片の厚みを足し
た程度の小さなものとなり、これに伴い、コイル部の各
コイルの径も小さくすることができるので、全体として
かなり小型化された検出部を提供することができること
となり、ピストン部に設ける空間のサイズを小さくして
その強度を損なうことがないようにすることができる。
また、芯線をピアノ線等の金属線で構成するため、強靭
でありながら軽量かつフレキシビリティに富むものであ
り、強度、重量、柔軟性の全ての点で有利であり、か
つ、安価でもある。その場合、前記金属片としてスプリ
ングピンを用いると、かしめ止め加工作業も楽になり、
しかも安価であるから、極めて有利である。また、前記
金属片として略円形乃至楕円形の金属片を使用してもよ
く、略円形乃至楕円形の形状により、直線位置に応じた
磁気結合係数の変化を三角関数に近似した理想的なもの
にし易くなるので、有利である。また、所定のサイズの
前記金属片を１乃至複数個連続して前記芯部の周囲にか
しめ止めするようにすれば、磁気応答部材の繰り返し配
列の所定の１ピッチの長さが任意に変化できるので、製
造及び加工に際して、材料の共用化を図ることができる
ので、有利である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図１は本発明の一
実施例に係るシリンダ位置検出装置をシリンダ軸方向に
沿う断面図で示すものである。このシリンダ位置検出装
置が適用されるシリンダ装置１は、油圧又は空気圧シリ
ンダなど、どのようなタイプのシリンダであってもよ
い。このシリンダ装置１は、通常知られるように、シリ
ンダ本体２と、このシリンダ本体２に対して相対的に直
線変位可能に挿入されたピストン部３とを含んでいる。
なお、図１において、シリンダ本体２に関連する油圧又
は空気圧回路の図示は省略してある。シリンダ本体２の
内部においては、該シリンダ本体２の閉鎖端２ａ側にて
一端が片持ち支持され、他端が該シリンダ本体２の開口
端２ｂの方に延びた、第１の支持体４が設けられてい
る。図示の例では、この第１の支持体４は、２重筒状の
筒状体からなっている。

【００１３】シリンダ本体２の内部には第１の支持体４
が延びて設けられているが故に、シリンダ本体２の内部
でＸ方向に前後に直線移動するピストン部３は、この第
１の支持体４を適切に避ける必要がある。そこで、ピス
トン部３の内部において、この第１の支持体４の侵入を
許すように、所要の空間６が設けられる。ピストン部３
においては、その内部に設けられた空間６内において、
一端がピストン部３の適宜箇所にて片持ち支持され、他
端がシリンダ本体２の閉鎖端２ａの方に延びた、第２の
支持体５が設けられている。図示の例では、この第２の
支持体５は、棒状体からなっており、筒状体からなる第
１の支持体４の筒内に侵入している。上記第１及び第２
の支持体４，５は、検出部を構成するコイル部１０と磁
気応答部材２０とを夫々適切に搭載して支持するための
ものである。電磁誘導式の検出部は、コイル部１０と、
このコイル部１０に対して相対的に変位可能に非接触的
に配置される磁気応答部材２０を含んで構成されてお
り、該磁気応答部材２０の該コイル部１０に対する相対
的位置に応じた検出信号を前記コイル部１０から出力す
るようになっている。図示の例では、シリンダ本体２の
側に設けられた第１の支持体（２重筒）４の側にコイル
部１０が配設され、ピストン部３の側に設けられた第２
の支持体５（棒状体）の側に磁気応答部材２０が配設さ
れる。この場合、第１の支持体（２重筒）４は、非磁性
体からなる。

【００１４】コイル部１０と磁気応答部材２０の配置に
は様々な変形が可能であるが、以下、好ましい一例につ
いて具体的に説明する。図１において、第１の支持体４
を構成する筒状体は２重筒からなっていて、該２重筒の
筒間スペース４ｃ内にコイル部１０が気密又は液密に収
納されている。すなわち、内側筒４ａと外側筒４ｂの間
のスペース４ｃにコイル部１０が嵌入して所定位置で固
定され、該スペース４ｃがシーリング４ｄで封印されて
気密又は液密となっている。コイル部１０の配線（図示
せず）は、２重筒スペース４ｃ及びシリンダ閉鎖端部２
ａ内に適宜穿たれた通り道７を通って、コネクタ８に接
続され、外部とコンタクトする。第２の支持体５は、棒
状の磁性体例えば適宜の太さのピアノ線からなってい
て、その周囲に直線変位方向に沿って所定のピッチｐで
複数の磁気応答部材２０が繰り返して配置されている。
このように磁気応答部材２０を設けた第２の支持体５の
一端がピストン部３に固定され、他端が直線変位方向Ｘ
に延びて、第１の支持体４の内側筒４ａ内に侵入してい
る。第１の支持体４に設けられたコイル部１０の磁界が
内側筒４ａ内を移動する磁気応答部材２０によって影響
され、該コイル部１０の誘導結合が変化し、該コイル部
１０に対する磁気応答部材２０の相対的位置関係に応じ
た検出信号がコイル部１０から出力される。

【００１５】既に知られているように、磁気応答部材２
０の材質を鉄またはニッケルなどのような磁性体、ある
いは銅またはアルミニウムなどのような非磁性の導電体
とすることにより、透磁率あるいは磁気抵抗あるいは渦
電流損失などの所定の磁気応答特性を持たせることがで
きるので、そのように適宜の材質を用いて磁気応答部材
２０を構成してよい。なお、芯部である支持体５の材質
も、ピアノ線に限らず、磁性体又は非磁性体又は導電体
など適宜の材質を用いてよく、どのような材質を用いる
かは、磁気応答部材２０の材質及び／又は形状等との兼
ね合いによって定まる。要するに、磁気応答部材２０が
存在する箇所とそうでない箇所との間では、コイル部１
０に及ぼす磁気的応答特性が異なるようになっていれば
よいものである。また、芯部である支持体５に対する磁
気応答部材２０の形成法も、貼り付け、接着、かしめ止
め、切削、めっき、蒸着、焼き付け、など適宜の手法を
用いてよい。

【００１６】検出部におけるコイル部１０の詳細構成例
及び磁気応答部材２０との相関関係を明瞭に示すため
に、図２を示す。図２では、便宜上、第１の支持体４の
筒４ａ，４ｂの図示を省略してある。コイル部１０は、
１相の交流信号によって励磁される１次コイルＰＷ1〜
ＰＷ5と、ピストン部３の直線変位方向Ｘに関して異な
る位置に配置された複数の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4とを
含む。これらの１次及び２次コイルの構成を明示するた
めに、図２ではコイル部１０は断面を含んで示されてい
るが、実際は、点線で補って示されているように、磁気
応答部材２０を配置してなる棒状の第２の支持体５の周
囲にて適宜のギャップを空けて、コイル巻線が巻回され
た状態を成している。１相の交流信号によって共通に励
磁されるが故に、１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5の数は、１又
は適宜の複数であってよく、その配置も適宜であってよ
い。しかし、複数の１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5を適宜に分
離して、例えば図２に示されるように各２次コイルＳＷ
1〜ＳＷ4をそれぞれの間に挟むように、配置すること
は、１次コイルによって発生する磁界を個別の２次コイ
ルＳＷ1〜ＳＷ4に対して有効に及ぼし、かつ磁気応答部
材２０による磁場への影響を有効に及ぼすことができる
ので、好ましい。

【００１７】検出対象たるピストン部３の直線位置（ス
トローク位置）の変化に応じて、磁気応答部材２０のコ
イル部１０に対する対応位置が変化することにより、１
次コイルＰＷ1〜ＰＷ5と各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4間の
磁気結合が該ピストンストローク位置に応じて変化さ
れ、これにより、該ピストンストローク位置に応じて振
幅変調された誘導出力交流信号が、各２次コイルＳＷ1
〜ＳＷ4の配置のずれに応じて異なる振幅関数特性で、
各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に誘起される。各２次コイル
ＳＷ1〜ＳＷ4に誘起される各誘導出力交流信号は、１次
コイルＰＷ1〜ＰＷ5が１相の交流信号によって共通に励
磁されるが故に、その電気的位相が同相であり、その振
幅関数が磁気応答部材２０の繰り返しピッチの１ピッチ
ｐに相当する変位量を１サイクルとして周期的にそれぞ
れ変化する。

【００１８】４つの２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4は、磁気応
答部材２０の繰り返しピッチの１ピッチｐの範囲内にお
いて所定の間隔で配置され、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4
に生じる誘導出力交流信号の振幅関数が、所望の特性を
示すように設定される。例えば、レゾルバタイプの位置
検出装置として構成する場合は、各２次コイルＳＷ1〜
ＳＷ4に生じる誘導出力交流信号の振幅関数が、サイン
関数、コサイン関数、マイナス・サイン関数、マイナス
・コサイン関数、にそれぞれ相当するように設定する。
例えば図２に示されるように、１ピッチｐの範囲を４分
割し、ｐ／４づつずれた各分割位置に配列する。これに
より、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に生じる誘導出力交流
信号の振幅関数が、サイン関数、コサイン関数、マイナ
ス・サイン関数、マイナス・コサイン関数、にそれぞれ
相当するように設定することができる。勿論、種々の条
件によって、各コイルの配置は微妙に変わり得るので、
希望の関数特性が得られるように各コイル配置を適宜調
整したり、あるいは２次出力レベルを電気的増幅によっ
て調整して、希望の振幅関数特性が最終的に得られるよ
うにする。

【００１９】例えば、２次コイルＳＷ1の出力がサイン
関数（図でｓを付記する）に対応するとすると、これに
対してｐ／２だけずれて配置された２次コイルＳＷ3の
出力はマイナス・サイン関数（図で／ｓ（ｓバー）を付
記する）に対応し、この両者の出力を差動的に合成する
ことによりサイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流
信号が得られる。また、サイン関数出力に対応する２次
コイルＳＷ1からｐ／４ずれて配置された２次コイルＳ
Ｗ2の出力はコサイン関数（図でｃを付記する）に対応
し、これに対してｐ／２だけずれて配置された２次コイ
ルＳＷ4の出力はマイナス・コサイン関数（図で／ｃ
（ｃバー）を付記する）に対応し、この両者の出力を差
動的に合成することによりコサイン関数の振幅関数を持
つ第２の出力交流信号が得られる。。なお、明細書中で
は、表記の都合上、反転を示すバー記号は「／（スラッ
シュ）」で記載するが、これは、図中のバー記号に対応
している。

【００２０】図３はコイル部１０の回路図であり、１次
コイルＰＷ1〜ＰＷ5には共通の励磁交流信号（説明の便
宜上、sinωｔで示す）が印加される。この１次コイル
ＰＷ1〜ＰＷ5の励磁に応じて、磁気応答部材２０のコイ
ル部１０に対する対応位置に応じた振幅値を持つ交流信
号が各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に誘導される。夫々の誘
導電圧レベルは検出対象直線位置ｘに対応して２相の関
数特性sinθ，cosθ及びその逆相の関数特性−sinθ，
−cosθを示す。すなわち、各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4
の誘導出力信号は、検出対象直線位置ｘに対応して２相
の関数特性sinθ，cosθ及びその逆相の関数特性−sin
θ，−cosθで振幅変調された状態で夫々出力される。
なお、θはｘに比例しており、例えば、θ＝２π（ｘ／
ｐ）のような関係である。説明の便宜上、コイルの巻数
等、その他の条件に従う係数は省略し、２次コイルＳＷ
1をサイン相として、その出力信号を「sinθ・sinωｔ」
で示し、２次コイルＳＷ2をコサイン相として、その出
力信号を「cosθ・sinωｔ」で示す。また、２次コイル
ＳＷ3をマイナス・サイン相として、その出力信号を
「−sinθ・sinωｔ」で示し、２次コイルＳＷ4をマイナ
ス・コサイン相として、その出力信号を「−cosθ・sin
ωｔ」で示す。サイン相とマイナス・サイン相の誘導出
力を差動的に合成することによりサイン関数の振幅関数
を持つ第１の出力交流信号（２sinθ・sinωｔ）が得ら
れる。また、コサイン相とマイナス・コサイン相の誘導
出力を差動的に合成することによりコサイン関数の振幅
関数を持つ第２の出力交流信号（２cosθ・sinωｔ）が
得られる。なお、表現の簡略化のために、係数「２」を
省略して、以下では、第１の出力交流信号を「sinθ・si
nωｔ」で表わし、第２の出力交流信号を「cosθ・sinω
ｔ」で表わす。

【００２１】こうして、検出対象直線位置ｘに対応する
第１の関数値sinθを振幅値として持つ第１の出力交流
信号Ａ＝sinθ・sinωｔと、同じ検出対象直線位置ｘに
対応する第２の関数値cosθを振幅値として持つ第２の
出力交流信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが出力される。この
ようなコイル構成によれば、回転型位置検出装置である
従来知られたレゾルバにおいて得られるのと同様の、同
相交流であって２相の振幅関数を持つ２つの出力交流信
号（サイン出力とコサイン出力）をシリンダピストンス
トローク位置検出装置において得ることができることが
理解できる。従って、本発明の位置検出装置において得
られる２相の出力交流信号（Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝c
osθ・sinωｔ）は、従来知られたレゾルバの出力と同様
の使い方をすることができる。また、上記のように、４
つの２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4を磁気応答部材２０の繰り
返しピッチの１ピッチｐの範囲内において所定の間隔で
配置した構成は、コイル部１０全体のサイズを磁気応答
部材２０の１ピッチの範囲に略対応する比較的小さなサ
イズに収めることができるので、位置検出装置全体の構
成を小型化することに役立つ。

【００２２】直線変位に応じて磁気抵抗を変化させるた
めの磁気応答部材２０の設け方の一実施形態として、芯
部である第２の支持体５としてピアノ線を使用し、磁気
応答部材２０として所定の金属片を使用し、ピアノ線か
らなる支持体５の周囲に、磁気応答部材２０としての該
金属片を所定のピッチで複数繰り返して配置してそれぞ
れの金属片をかしめ止めすることによって、該所定のピ
ッチで繰り返し配置した磁気応答部材２０を構成するよ
うにするとよい。このような構成は、単に、所望の長さ
のピアノ線と所望の数の金属片とを用意し、該金属片を
所望のピッチで該ピアノ線にかしめ止めすることだけ
で、製造することができるので、構成が極めて簡単であ
り、かつ製造が極めて容易であり、製造コストも極めて
安価にすることができるので、かなり有意義である。し
かも、検出部の可動コア部の径は、ピアノ線（支持体
５）の径に金属片（磁気応答部材２０）の厚みを足した
程度の小さなものとなり、これに伴い、コイル部１０の
各コイルの径もかなり小さくすることができるので、全
体としてかなり小型化された位置検出装置を提供するこ
とができる。

【００２３】更にその場合、磁気応答部材２０としての
前記金属片として、既存のスプリングピンを用いてもよ
く、そのようスプリングピンを用いると、かしめ止め加
工作業も極めて容易になり、かつ、かしめ止めも確実に
なり、しかも安価であるから、極めて有利である。ま
た、磁気応答部材２０を形成するための前記金属片とし
て展開状態では長方形のものを使用すると、これを支持
体５（ピアノ線）の周りにかしめ止めしたとき、図２に
示すように、磁気応答部材２０は略円筒形状となる。し
かし、これに限らず、磁気応答部材２０を形成するため
の前記金属片として展開状態では略円形乃至楕円形の金
属片２０’を使用してもよく、これを支持体５（ピアノ
線）の周りにかしめ止めすると、図４に示すように、支
持体５の周囲をカバーする磁気応答部材２０の面積が連
続的に変化するものとなり、直線位置の変化に応じた磁
気結合係数の変化を三角関数に近似した理想的なものに
し易くなるので、有利である。

【００２４】図５は磁気応答部材２０の設け方の別の実
施形態を示すもので、磁気応答部材２０として磁性体か
らなる所定径の球２２を１乃至複数個連続して配置し、
次いで非磁性体からなる所定径の球２３を１乃至複数個
連続して配置して、所望の１ピッチｐの長さを確定し、
このような磁性体球２２と非磁性体２３の所定ピッチの
繰り返しを、棒状の支持体５（ピアノ線）に沿って多数
形成してなるものである。この場合、各球２２，２３の
中心軸には支持体５（ピアノ線）の挿入を許す孔が穿っ
てあり、該孔に支持体５（ピアノ線）を挿入して多数の
上記所定配置の球２２，２３を密接して設けるようにす
る。この構成も、磁気応答部材２０の繰り返し配列の所
定の１ピッチｐの長さが任意に変化できるので、本発明
に従って異なる仕様（ストローク長）の位置検出装置を
製造するに際して、どの場合でも同じ球２２，２３を利
用できることにより、材料の共用化を図ることができ
る。また、単に球２２，２３の孔に支持体５（ピアノ
線）を差し込むだけでよいので、製造が極めて簡単であ
る。

【００２５】図６は磁気応答部材２０の設け方の更に別
の実施形態を示すもので、第２の支持体５として非磁性
及び非導電性すなわち非磁気応答性物体からなる筒を用
いる。この筒（第２の支持体５）の中に、磁気応答部材
２０として磁性体からなる所定径の球２２を１乃至複数
個連続して配置し、次いで非磁性体からなる所定径の球
２３を１乃至複数個連続して配置して、所望の１ピッチ
ｐの長さを確定し、このような磁性体球２２と非磁性体
２３の所定ピッチの繰り返しを多数形成してなるもので
ある。この場合も、磁気応答部材２０の繰り返し配列の
所定の１ピッチｐの長さが任意に変化できるので、本発
明に従って異なる仕様（ストローク長）の位置検出装置
を製造するに際して、どの場合でも同じ球２２，２３を
利用できることにより、材料の共用化を図ることができ
る。また、単に筒（第２の支持体５）の中に球２２，２
３を入れるだけでよいので、製造が極めて簡単である。

【００２６】なお、図５及び図６のどちらの場合も、磁
気応答部材２０としての球２２は、磁性体に限らず、導
電体からなるものであってもよい。また、一方の球２２
（又は２３）を磁性体とし、他方の球２３（又は２２）
を導電体としてもよい。また、図５及び図６のどちらの
場合も、球２２，２３に代えて、楕円球あるいは円柱な
どの任意の形状の物体を使用することができることは容
易に理解できるであろう。例えば、図７は、そろばん玉
のような断面略菱形のテーパ部材２５（又は２つの台形
を逆向きにくっつけたもの）の長さを１ピッチｐとし
て、これを複数個連続して非磁気応答性物体からなる筒
（第２の支持体）５の中に配置するようにした例を示し
ている。この場合も、筒状の支持体５を使用せずに、テ
ーパ部材２５の中心軸に孔を穿ち、線状の支持体５（ピ
アノ線）を差し込むようにしてもよい。テーパ部材２５
は、磁性体又は導電体からなり、これが磁気応答部材２
０に相当する。勿論、テーパ部材２５の傾斜は直線的な
ものに限らず曲線的でもあってもよい。

【００２７】図８は、コイル部１０におけるコイル配置
の別の実施形態を示す。図８の例では、４つの２次コイ
ルＳＷ1〜ＳＷ4の配置は、１ピッチＰの範囲を４分割し
た位置に配置されている点で図１と同じであるが、各２
次コイル間に１次コイルが介在していないことにより、
各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4のコイル長が図１の例よりも
長い。この場合、１次コイルＰＷ1，ＰＷ2は、２次コイ
ルＳＷ1〜ＳＷ4に比べて大径であり、２次コイルＳＷ1
〜ＳＷ4の外側に巻かれる格好になっている。ここで、
隣接する２つの２次コイルＳＷ1，ＳＷ2の丁度中間位置
に対応してその外側に１つの１次コイルＰＷ1が巻回さ
れた配置となっており、また、別の隣接する２つの２次
コイルＳＷ3，ＳＷ4の丁度中間位置に対応してその外側
にもう１つの１次コイルＰＷ2が巻回された配置となっ
ている。各１次コイルＰＷ1，ＰＷ2のコイル長は適宜で
あってよいが、２つの１次コイルＰＷ1，ＰＷ2はくっつ
くことなく、分離されていることが望ましい。このよう
に１次コイルを分離して個別の２次コイルに対して必要
な範囲でのみ磁界を及ぼすことができるようにしたコイ
ル配置は、図１の場合と同様に、１次コイルによって発
生する磁界を個別の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4に対して有
効に及ぼし、かつ磁気応答部材２０による磁場への影響
を有効に及ぼすことができるので、好ましい。

【００２８】なお、図２及び図８のどちらのコイル配置
においても、隣接する各コイルの境界に磁気シールド用
の磁性体金属を介在させると、クロストークを改善する
ことができ、個別の各２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4毎の誘導
出力信号における所望の振幅関数特性が改善される。勿
論、コイル部１０の構成は図２及び図８に図示の例に限
らず、その他の設計変更が可能である。また、図９に示
すように、コイル部１０の端部寄りに位置する２次コイ
ルＳＷ1，ＳＷ4の誘導出力特性を良好にするために、該
コイル部１０の両端において適宜の間隔を空けて更に１
次コイルＰＷ6，ＰＷ7をそれぞれ付加するとよい。

【００２９】上述の通り、本発明に係る誘導型のシリン
ダ位置検出装置によれば、リニアタイプの位置検出装置
でありながら、回転型レゾルバと同様の２相の出力交流
信号（Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔ）をコイ
ル部１０の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4から出力することが
できるようになる。従って、適切なディジタル位相検出
回路を適用して、前記サイン関数sinθとコサイン関数c
osθの位相値θをディジタル位相検出によって検出し、
これに基づき直線位置ｘの位置検出データを得るように
することができる。

【００３０】例えば、図１０は、公知のＲ−Ｄ（レゾル
バ−ディジタル）コンバータを適用した例を示す。コイ
ル部１０の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4から出力されるレゾ
ルバタイプの２相の出力交流信号Ａ＝sinθ・sinωｔと
Ｂ＝cosθ・sinωｔが、それぞれアナログ乗算器３０，
３１に入力される。順次位相発生回路３２では位相角φ
のディジタルデータを発生し、サイン・コサイン発生回
路３３から該位相角φに対応するサイン値sinφとコサ
イン値cosφのアナログ信号を発生する。乗算器３０で
は、サイン相の出力交流信号Ａ＝sinθ・sinωｔに対し
てサイン・コサイン発生回路３３からのコサイン値cos
φを乗算し、「cosφ・sinθ・sinωｔ」を得る。もう一
方の乗算器３１では、コサイン相の出力交流信号Ｂ＝co
sθ・sinωｔに対してサイン・コサイン発生回路３３か
らのサイン値sinφを乗算し、「sinφ・cosθ・sinωｔ」
を得る。引算器３４で、両乗算器３０，３１の出力信号
の差を求め、この引算器３４の出力によって順次位相発
生回路３２の位相発生動作を次のように制御する。すな
わち、順次位相発生回路３２の発生位相角φを最初は０
にリセットし、以後順次増加していき、引算器３４の出
力が０になったとき増加を停止する。引算器３４の出力
が０になるのは、「cosφ・sinθ・sinωｔ」＝「sinφ・c
osθ・sinωｔ」が成立したときであり、すなわち、φ＝
θが成立し、順次位相発生回路３２から位相角φのディ
ジタルデータが出力交流信号Ａ，Ｂの振幅関数の位相角
θのディジタル値に一致している。従って、任意のタイ
ミングで周期的にリセットトリガを与えて順次位相発生
回路３２の発生位相角φを０にリセットして、該位相角
φのインクリメントを開始し、引算器３４の出力が０に
なったとき、該インクリメントを停止し、位相角θのデ
ィジタルデータを得る。なお、順次位相発生回路３２を
アップダウンカウンタ及びＶＣＯを含んで構成し、引算
器３４の出力によってＶＣＯを駆動してアップダウンカ
ウンタのアップ／ダウンカウント動作を制御するように
することが知られており、その場合は、周期的なリセッ
トトリガは不要である。

【００３１】温度変化等によってコイル部１０の１次及
び２次コイルのインピーダンスが変化することにより２
次出力交流信号における電気的交流位相ωｔに誤差が生
じるが、上記のような位相検出回路においては、sinω
ｔの位相誤差は自動的に相殺されるので、好都合であ
る。これに対して、従来知られた２相交流信号（例えば
sinωｔとcosωｔ）で励磁することにより１相の出力交
流信号に電気的位相シフトが生じるようにした方式で
は、そのような温度変化等に基づく出力位相誤差を除去
することができない。ところで、上記のような従来のＲ
−Ｄコンバータからなる位相検出回路は、追従比較方式
であるため、φを追従カウントするときのクロック遅れ
が生じ、応答性が悪い、という問題がある。そこで、本
発明者等は、以下に述べるような新規な位相検出回路を
開発したので、これを使用すると好都合である。

【００３２】図１１は、本発明に係る誘導形直線位置検
出装置に適用される新規な位相検出回路の一実施形態を
示している。図１１において、検出回路部４１では、カ
ウンタ４２で所定の高速クロックパルスＣＫをカウント
し、そのカウント値に基づき励磁信号発生回路４３から
励磁用の交流信号（例えば−cosωｔ）を発生し、コイ
ル部１０の１次コイルＰＷ1〜ＰＷ5に与える。カウンタ
４２のモジュロ数は、励磁用の交流信号の１周期に対応
しており、説明の便宜上、そのカウント値の０は、基準
のサイン信号sinωｔの０位相に対応しているものとす
る。例えば、カウンタ４２のカウント値が０から最大値
まで１巡する間で、基準のサイン信号sinωｔの０位相
から最大位相までの１周期が発生されると想定すると、
その基準のサイン信号sinωｔより９０度遅れた位相で
励磁用の交流信号−cosωｔが、励磁信号発生回路４３
から発生される。コイル部１０の２次コイルＳＷ1〜Ｓ
Ｗ4から出力される２相の出力交流信号Ａ＝sinθ・sinω
ｔとＢ＝cosθ・sinωｔは、検出回路部４１に入力され
る。

【００３３】検出回路部４１において、第１の交流出力
信号Ａ＝sinθ・sinωｔが位相シフト回路４４に入力さ
れ、その電気的位相が所定量位相シフトされ、例えば９
０度進められて、位相シフトされた交流信号Ａ’＝sin
θ・cosωｔが得られる。また、検出回路部４１において
は加算回路４５と減算回路４６とが設けられており、加
算回路４５では、位相シフト回路４４から出力される上
記位相シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔと巻
線部１０の２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4から出力され第２の交
流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが加算され、その加算
出力として、Ｂ＋Ａ’＝cosθ・sinωｔ＋sinθ・cosωｔ
＝sin（ωｔ＋θ）なる略式で表わせる第１の電気的交
流信号Ｙ１が得られる。減算回路４６では、上記位相シ
フトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔと上記第２の
交流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが減算され、その減
算出力として、Ｂ−Ａ’＝cosθ・sinωｔ−sinθ・cosω
ｔ＝sin（ωｔ−θ）なる略式で表わせる第２の電気的
交流信号Ｙ２が得られる。このようにして、検出対象位
置（ｘ）に対応して正方向にシフトされた電気的位相角
（＋θ）を持つ第１の電気的交流信号Ｙ１＝sin（ωｔ
＋θ）と、同じ前記検出対象位置（ｘ）に対応して負方
向にシフトされた電気的位相角（−θ）を持つ第２の電
気的交流信号Ｙ２＝sin（ωｔ−θ）とが、電気的処理
によって夫々得られる。

【００３４】加算回路４５及び減算回路４６の出力信号
Ｙ１，Ｙ２は、夫々ゼロクロス検出回路４７，４８に入
力され、それぞれのゼロクロスが検出される。ゼロクロ
スの検出の仕方としては、例えば、各信号Ｙ１，Ｙ２の
振幅値が負から正に変化するゼロクロスつまり０位相を
検出する。各回路４７，４８で検出したゼロクロス検出
パルスつまり０位相検出パルスは、ラッチパルスＬＰ
１，ＬＰ２として、ラッチ回路４９，５０に入力され
る。ラッチ回路４９，５０では、カウンタ４２のカウン
ト値を夫々のラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２のタイミング
でラッチする。前述のように、カウンタ４２のモジュロ
数は励磁用の交流信号の１周期に対応しており、そのカ
ウント値の０は基準のサイン信号sinωｔの０位相に対
応しているものとしたので、各ラッチ回路４９，５０に
ラッチしたデータＤ１，Ｄ２は、それぞれ、基準のサイ
ン信号sinωｔに対する各出力信号Ｙ１，Ｙ２の位相ず
れに対応している。各ラッチ回路４９，５０の出力は誤
差計算回路５１に入力されて、「（Ｄ１＋Ｄ２）／２」
の計算が行なわれる。なお、この計算は、実際は、「Ｄ
１＋Ｄ２」のバイナリデータの加算結果を１ビット下位
にシフトすることで行われるようになっていてよい。

【００３５】ここで、コイル部１０と検出回路部４１間
の配線ケーブル長の長短による影響や、コイル部１０の
各１次及び２次コイルにおいて温度変化等によるインピ
ーダンス変化が生じていることを考慮して、その出力信
号の位相変動誤差を「±ｄ」で示すと、検出回路部４１
における上記各信号は次のように表わされる。 Ａ＝sinθ・sin（ωｔ±ｄ） Ａ’＝sinθ・cos（ωｔ±ｄ） Ｂ＝cosθ・sin（ωｔ±ｄ） Ｙ１＝sin（ωｔ±ｄ＋θ） Ｙ２＝sin（ωｔ±ｄ−θ） Ｄ１＝±ｄ＋θ Ｄ２＝±ｄ−θ

【００３６】すなわち、各位相ずれ測定データＤ１，Ｄ
２は、基準のサイン信号sinωｔを基準位相に使用して
位相ずれカウントを行なうので、上記のように位相変動
誤差「±ｄ」を含む値が得られてしまう。そこで、誤差
計算回路５１において、「（Ｄ１＋Ｄ２）／２」の計算
を行なうことにより、 により、位相変動誤差「±ｄ」を算出することができ
る。

【００３７】誤差計算回路５１で求められた位相変動誤
差「±ｄ」のデータは、減算回路５２に与えられ、一方
の位相ずれ測定データＤ１から減算される。すなわち、
減算回路５２では、「Ｄ１−（±ｄ）」の減算が行なわ
れるので、 Ｄ１−（±ｄ）＝±ｄ＋θ−（±ｄ）＝θ となり、位相変動誤差「±ｄ」を除去した正しい検出位
相差θを示すディジタルデータが得られる。このよう
に、本発明によれば、位相変動誤差「±ｄ」が相殺され
て、検出対象位置ｘに対応する正しい位相差θのみが抽
出されることが理解できる。

【００３８】この点を図１２を用いて更に説明する。図
１２においては、位相測定の基準となるサイン信号sin
ωｔと前記第１及び第２の交流信号Ｙ１，Ｙ２の０位相
付近の波形を示しており、同図（ａ）は位相変動誤差が
プラス（＋ｄ）の場合、（ｂ）はマイナスの場合（−
ｄ）を示す。同図（ａ）の場合、基準のサイン信号sin
ωｔの０位相に対して第１の信号Ｙ１の０位相は「θ＋
ｄ」だけ進んでおり、これに対応する位相差検出データ
Ｄ１は「θ＋ｄ」に相当する位相差を示す。また、基準
のサイン信号sinωｔの０位相に対して第２の信号Ｙ２
の０位相は「−θ＋ｄ」だけ遅れており、これに対応す
る位相差検出データＤ２は「−θ＋ｄ」に相当する位相
差を示す。この場合、誤差計算回路５１では、 により、位相変動誤差「＋ｄ」を算出する。そして、減
算回路５２により、 Ｄ１−（＋ｄ）＝＋ｄ＋θ−（＋ｄ）＝θ が計算され、正しい位相差θが抽出される。

【００３９】図１２（ｂ）の場合、基準のサイン信号si
nωｔの０位相に対して第１の信号Ｙ１の０位相は「θ
−ｄ」だけ進んでおり、これに対応する位相差検出デー
タＤ１は「θ−ｄ」に相当する位相差を示す。また、基
準のサイン信号sinωｔの０位相に対して第２の信号Ｙ
２の０位相は「−θ−ｄ」だけ遅れており、これに対応
する位相差検出データＤ２は「−θ−ｄ」に相当する位
相差を示す。この場合、誤差計算回路５１では、 により、位相変動誤差「−ｄ」を算出する。そして、減
算回路５２により、 Ｄ１−（−ｄ）＝−ｄ＋θ−（−ｄ）＝θ が計算され、正しい位相差θが抽出される。なお、減算
回路５２では。「Ｄ２−（±ｄ）」の減算を行なうよう
にしてもよく、原理的には上記と同様に正しい位相差θ
を反映するデータ（−θ）が得られることが理解できる
であろう。

【００４０】また、図１２からも理解できるように、第
１の信号Ｙ１と第２の信号Ｙ２との間の電気的位相差は
２θであり、常に、両者における位相変動誤差「±ｄ」
を相殺した正確な位相差θの２倍値を示していることに
なる。従って、図１１におけるラッチ回路４９，５０及
び誤差計算回路５１及び減算回路５２等を含む回路部分
の構成を、信号Ｙ１，Ｙ２の電気的位相差２θをダイレ
クトに求めるための構成に適宜変更するようにしてもよ
い。例えば、ゼロクロス検出回路４７から出力される第
１の信号Ｙ１の０位相に対応するパルスＬＰ１の発生時
点から、ゼロクロス検出回路４８から出力される第２の
信号Ｙ２の０位相に対応するパルスＬＰ２の発生時点ま
での間を適宜の手段でゲートし、このゲート期間をカウ
ントすることにより、位相変動誤差「±ｄ」を相殺し
た、電気的位相差（２θ）に対応するディジタルデータ
を得ることができ、これを１ビット下位にシフトすれ
ば、θに対応するデータが得られる。

【００４１】ところで、上記実施例では、＋θをラッチ
するためのラッチ回路４９と、−θをラッチするための
ラッチ回路５０とでは、同じカウンタ４２の出力をラッ
チするようにしており、ラッチしたデータの正負符号に
ついては特に言及していない。しかし、データの正負符
号については、本発明の趣旨に沿うように、適宜の設計
的処理を施せばよい。例えば、カウンタ４２のモジュロ
数が４０９６（１０進数表示）であるとすると、そのデ
ィジタルカウント０〜４０９５を０度〜３６０度の位相
角度に対応させて適宜に演算処理を行なうようにすれば
よい。最も単純な設計例は、カウンタ４２のカウント出
力の最上位ビットを符号ビットとし、ディジタルカウン
ト０〜２０４７を＋０度〜＋１８０度に対応させ、ディ
ジタルカウント２０４８〜４０９５を−１８０度〜−０
度に対応させて、演算処理を行なうようにしてもよい。
あるいは、別の例として、ラッチ回路５０の入力データ
又は出力データを２の補数に変換することにより、ディ
ジタルカウント４０９５〜０を−３６０度〜−０度の負
の角度データ表現に対応させるようにしてもよい。

【００４２】ところで、検出対象位置ｘが静止状態のと
きは特に問題ないのであるが、検出対象位置ｘが時間的
に変化するときは、それに対応する位相角θも時間的に
変動することになる。その場合、加算回路４５及び減算
回路４６の各出力信号Ｙ１，Ｙ２の位相ずれ量θが一定
値ではなく、移動速度に対応して時間的に変化する動特
性を示すものとなり、これをθ(t)で示すと、各出力信
号Ｙ１，Ｙ２は、 Ｙ１＝sin｛ωｔ±ｄ＋θ(t)｝ Ｙ２＝sin｛ωｔ±ｄ−θ(t)｝ となる。すなわち、基準信号sinωｔの周波数に対し
て、進相の出力信号Ｙ１は＋θ(t)に応じて周波数が高
くなる方向に周波数遷移し、遅相の出力信号Ｙ２は−θ
(t)に応じて周波数が低くなる方向に周波数遷移する。
このような動特性の下においては、基準信号sinωｔの
１周期毎に各信号Ｙ１，Ｙ２の周期が互いに逆方向に次
々に遷移していくので、各ラッチ回路４９，５０におけ
る各ラッチデータＤ１，Ｄ２の計測時間基準が異なって
くることになり、両データＤ１，Ｄ２を単純に回路５
１，５２で演算するだけでは、正確な位相変動誤差「±
ｄ」を得ることができない。

【００４３】このような問題を回避するための最も簡単
な方法は、図１１の構成において、検出対象位置ｘが時
間的に動いているときの出力を無視し、静止状態のとき
の出力のみを用いて、静止時における検出対象位置ｘを
測定するように装置の機能を限定することである。すな
わち、そのような限定された目的のために本発明を実施
するようにしてもよいものである。しかし、検出対象位
置ｘが時間的に変化している最中であっても時々刻々の
該検出対象直線位置ｘに対応する位相差θを正確に検出
できるようにすることが望ましい。そこで、上記のよう
な問題点を解決するために、検出対象直線位置ｘが時間
的に変化している最中であっても時々刻々の該検出対象
位置ｘに対応する位相差θを検出できるようにした改善
策について図１３を参照して説明する。

【００４４】図１３は、図１１の検出回路部４１におけ
る誤差計算回路５１と減算回路５２の部分の変更例を抽
出して示しており、他の図示していない部分の構成は図
１１と同様であってよい。検出対象直線位置ｘが時間的
に変化している場合における該位置ｘに対応する位相差
θを、＋θ（ｔ）および−θ（ｔ）で表わすと、各出力
信号Ｙ１，Ｙ２は前記のように表わせる。そして、夫々
に対応してラッチ回路４９，５０で得られる位相ずれ測
定値データＤ１，Ｄ２は、 Ｄ１＝±ｄ＋θ(t) Ｄ２＝±ｄ−θ(t) となる。この場合、±ｄ＋θ(t) は、θの時間的変化に
応じて、プラス方向に０度から３６０度の範囲で繰り返
し時間的に変化してゆく。また、±ｄ−θ(t) は、θの
時間的変化に応じて、マイナス方向に３６０度から０度
の範囲で繰り返し時間的に変化してゆく。従って、±ｄ
＋θ(t) ≠ ±ｄ−θ(t) のときもあるが、両者の変化
が交差するときもあり、そのときは±ｄ＋θ(t) ＝ ±
ｄ−θ(t) が成立する。このように、±ｄ＋θ(t) ＝
±ｄ−θ(t) が成立するときは、各出力信号Ｙ１，Ｙ２
の電気的位相が一致しており、かつ、夫々のゼロクロス
検出タイミングに対応するラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２
の発生タイミングが一致していることになる。

【００４５】図１３において、一致検出回路５３は、各
出力信号Ｙ１，Ｙ２ののゼロクロス検出タイミングに対
応するラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２の発生タイミング
が、一致したことを検出し、この検出に応答して一致検
出パルスＥＱＰを発生する。一方、時変動判定回路５４
では、適宜の手段により（例えば一方の位相差測定デー
タＤ１の値の時間的変化の有無を検出する等の手段によ
り）、検出対象位置ｘが時間的に変化するモードである
ことを判定し、この判定に応じて時変動モード信号ＴＭ
を出力する。誤差計算回路５１と減算回路５２との間に
セレクタ５５が設けられており、上記時変動モード信号
ＴＭが発生されていないとき、つまりＴＭ＝“０”すな
わち検出対象直線位置ｘが時間的に変化していないと
き、セレクタ入力Ｂに加わる誤差計算回路５１の出力を
選択して減算回路５２に入力する。このようにセレクタ
５５の入力Ｂが選択されているときの図１３の回路は、
図１１の回路と等価的に動作する。すなわち、検出対象
直線位置ｘが静止しているときは、誤差計算回路５１の
出力データがセレクタ５５の入力Ｂを介して減算回路５
２に直接的に与えられ、図１１の回路と同様に動作す
る。

【００４６】一方、上記時変動モード信号ＴＭが発生さ
れているとき、つまりＴＭ＝“１”すなわち検出対象位
置ｘが時間的に変化しているときは、セレクタ５５の入
力Ａに加わるラッチ回路５６の出力を選択して減算回路
５２に入力する。上記時変動モード信号ＴＭが“１”
で、かつ前記一致検出パルスＥＱＰが発生されたとき、
アンドゲート５７の条件が成立して、該一致検出パルス
ＥＱＰに応答するパルスがアンドゲート５７から出力さ
れ、ラッチ回路５６に対してラッチ命令を与える。ラッ
チ回路５６は、このラッチ命令に応じてカウンタ４２の
出力カウントデータをラッチする。ここで、一致検出パ
ルスＥＱＰが生じるときは、カウンタ４２の出力をラッ
チ回路４９，５０に同時にラッチすることになるので、
Ｄ１＝Ｄ２であり、ラッチ回路５６にラッチするデータ
は、Ｄ１又はＤ２（ただしＤ１＝Ｄ２）に相当してい
る。

【００４７】また、一致検出パルスＥＱＰは、各出力信
号Ｙ１，Ｙ２のゼロクロス検出タイミングが一致したと
き、すなわち「±ｄ＋θ(t) ＝ ±ｄ−θ(t)」が成立し
たとき、発生されるので、これに応答してラッチ回路５
６にラッチされるデータは、Ｄ１又はＤ２（ただしＤ１
＝Ｄ２）に相当しているが故に、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２ と等価である。このことは、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝[{±ｄ＋θ(t)}＋{±ｄ−θ(t)}]／２ ＝２（±ｄ）／２＝±ｄ であることを意味し、ラッチ回路５６にラッチされたデ
ータは、位相変動誤差「±ｄ」を正確に示しているもの
であることを意味する。

【００４８】こうして、検出対象直線位置ｘが時間的に
変動しているときは、位相変動誤差「±ｄ」を正確に示
すデータが一致検出パルスＥＱＰに応じてラッチ回路５
６にラッチされ、このラッチ回路５６の出力データがセ
レクタ５５の入力Ａを介して減算回路５２に与えられ
る。従って、減算回路５２では、位相変動誤差「±ｄ」
を除去した検出対象位置ｘのみに正確に応答するデータ
θ（時間的に変動する場合はθ(t) ）を得ることができ
る。なお、図１３において、アンドゲート５７を省略し
て、一致検出パルスＥＱＰを直接的にラッチ回路５６の
ラッチ制御入力に与えるようにしてもよい。また、ラッ
チ回路５６には、カウンタ４２の出力カウントデータに
限らず、図１３で破線で示すように誤差計算回路５１の
出力データ「±ｄ」をラッチするようにしてもよい。そ
の場合は、一致検出パルスＥＱＰの発生タイミングに対
して、それに対応する誤差計算回路５１の出力データの
出力タイミングが、ラッチ回路４９，５０及び誤差計算
回路５１の回路動作遅れの故に、幾分遅れるので、適宜
の時間遅れ調整を行なった上で、誤差計算回路５１の出
力をラッチ回路５６にラッチするようにするとよい。ま
た、動特性のみを考慮して検出回路部４１を構成する場
合は、図１３の回路５１及びセレクタ５５と図１の一方
のラッチ回路４９又は５０を省略してもよいことが、理
解できるであろう。

【００４９】図１４は、位相変動誤差「±ｄ」を相殺す
ることができる位相差検出演算法についての別の実施例
を示す。コイル部１０の２次コイルＳＷ1〜ＳＷ4から出
力されるレゾルバタイプの前記第１及び第２の交流出力
信号Ａ，Ｂは、検出回路部６０に入力され、図１１の例
と同様に、第１の交流出力信号Ａ＝sinθ・sinωｔが位
相シフト回路４４に入力され、その電気的位相が所定量
位相シフトされて、位相シフトされた交流信号Ａ’＝si
nθ・cosωｔが得られる。また、減算回路４６では、上
記位相シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔと上
記第２の交流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが減算さ
れ、その減算出力として、Ｂ−Ａ’＝cosθ・sinωｔ−s
inθ・cosωｔ＝sin（ωｔ−θ）なる略式で表わせる電
気的交流信号Ｙ２が得られる。減算回路４６の出力信号
Ｙ２はゼロクロス検出回路４８に入力され、ゼロクロス
検出に応じてラッチパルスＬＰ２が出力され、ラッチ回
路５０に入力される。

【００５０】図１４の実施例が図１１の実施例と異なる
点は、検出対象位置に対応する電気的位相ずれを含む交
流信号Ｙ２＝sin（ωｔ−θ）から、その位相ずれ量θ
を測定する際の基準位相が相違している点である。図１
１の例では、位相ずれ量θを測定する際の基準位相は、
基準のサイン信号sinωｔの０位相であり、これは、位
置センサ１０に入力されるものではないので、温度変化
等によるコイルインピーダンス変化やその他の各種要因
に基づく位相変動誤差「±ｄ」を含んでいないものであ
る。そのために、図１１の例では、２つの交流信号Ｙ１
＝sin（ωｔ＋θ）及びＹ２＝sin（ωｔ−θ）を形成
し、その電気的位相差を求めることにより、位相変動誤
差「±ｄ」を相殺するようにしている。これに対して、
図１４の実施例では、コイル部１０から出力される第１
及び第２の交流出力信号Ａ，Ｂを基にして、位相ずれ量
θを測定する際の基準位相を形成し、該基準位相そのも
のが上記位相変動誤差「±ｄ」を含むようにすることに
より、上記位相変動誤差「±ｄ」を排除するようにして
いる。

【００５１】すなわち、検出回路部６０において、コイ
ル部１０から出力された前記第１及び第２の交流出力信
号Ａ，Ｂがゼロクロス検出回路６１，６２に夫々入力さ
れ、それぞれのゼロクロスが検出される。なお、ゼロク
ロス検出回路６１，６２は、入力信号Ａ，Ｂの振幅値が
負から正に変化するゼロクロス（いわば０位相）と正か
ら負に変化するゼロクロス（いわば１８０度位相）のど
ちらにでも応答してゼロクロス検出パルスを出力するも
のとする。これは信号Ａ，Ｂの振幅の正負極性を決定す
るsinθとcosθがθの値に応じて任意に正又は負となる
ため、両者の合成に基づき３６０度毎のゼロクロスを検
出するためには、まず１８０度毎のゼロクロスを検出す
る必要があるためである。両ゼロクロス検出回路６１，
６２から出力されるゼロクロス検出パルスがオア回路６
３でオア合成され、該オア回路６３の出力が適宜の１／
２分周パルス回路６４（例えばＴ−フリップフロップの
ような１／２分周回路とパルス出力用アンドゲートを含
む）に入力されて、１つおきに該ゼロクロス検出パルス
が取り出され、３６０度毎のゼロクロスすなわち０位相
のみに対応するゼロクロス検出パルスが基準位相信号パ
ルスＲＰとして出力される。この基準位相信号パルスＲ
Ｐは、カウンタ６５のリセット入力に与えられる。カウ
ンタ６５は所定のクロックパルスＣＫを絶えずカウント
するものであるが、そのカウント値が、前記基準位相信
号パルスＲＰに応じて繰返し０にリセットされる。この
カウンタ６５の出力がラッチ回路５０に入力され、前記
ラッチパルスＬＰ２の発生タイミングで、該カウント値
が該ラッチ回路５０にラッチされる。ラッチ回路５０に
ラッチしたデータＤが、検出対象位置ｘに対応した位相
差θの測定データとして出力される。

【００５２】コイル部１０から出力される第１及び第２
の交流出力信号Ａ，Ｂは、それぞれ、Ａ＝sinθ・sinω
ｔ、Ｂ＝cosθ・sinωｔ、であり、電気的位相は同相で
ある。従って、同じタイミングでゼロクロスが検出され
るはずであるが、振幅係数がサインsinθ及びコサインc
osθで変動するので、どちらかの振幅レベルが０か又は
０に近くなる場合があり、そのような場合は、一方につ
いては、事実上、ゼロクロスを検出することができな
い。そこで、この実施例では、２つの交流出力信号Ａ＝
sinθ・sinωｔ、Ｂ＝cosθ・sinωｔのそれぞれについて
ゼロクロス検出処理を行ない、両者のゼロクロス検出出
力をオア合成することにより、どちらか一方が振幅レベ
ル小によってゼロクロス検出不能であっても、他方の振
幅レベル大の方のゼロクロス検出出力信号を利用できる
ようにしたことを特徴としている。

【００５３】図１４の例の場合、コイル部１０のコイル
インピーダンス変化等による位相変動誤差が、例えば
「−ｄ」であるとすると、減算回路４６から出力される
交流信号Ｙ２は、図５の（ａ）に示すように、Ｙ２＝si
n（ωｔ−ｄ−θ）となる。この場合、コイル部１０の
出力信号Ａ，Ｂは、角度θに応じた振幅値sinθ及びcos
θを夫々持ち、図１５の（ｂ）に例示するように、Ａ＝
sinθ・sin（ωｔ−ｄ）、Ｂ＝cosθ・sin（ωｔ−ｄ）、
というように位相変動誤差分を含んでいる。従って、こ
のゼロクロス検出に基づいて図１５の（ｃ）のようなタ
イミングで得られる基準位相信号パルスＲＰは、本来の
基準のサイン信号sinωｔの０位相から位相変動誤差−
ｄだけずれたものである。従って、この基準位相信号パ
ルスＲＰを基準として、減算回路４６の出力交流信号Ｙ
２＝sin（ωｔ−ｄ−θ）の位相ずれ量を測定すれば、
位相変動誤差−ｄを除去した正確な値θが得られること
になる。

【００５４】なお、コイル部１０の配線長等の装置条件
が定まると、そのインピーダンス変化は主に温度に依存
することになる。そうすると、上記位相変動誤差±ｄ
は、この直線位置検出装置が配備された周辺環境の温度
を示すデータに相当する。従って、図１１の実施例のよ
うな位相変動誤差±ｄを演算する回路５１を有するもの
においては、そこで求めた位相変動誤差±ｄのデータを
温度検出データとして適宜出力することができる。従っ
て、そのような本発明の構成によれば、１つのシリンダ
位置検出装置によって検出対象の位置を検出することが
できるのみならず、該シリンダ本体内又は周辺環境の温
度を示すデータをも得ることができる、という優れた効
果を有するものであり、今までにない多用途タイプのシ
リンダストローク位置検出装置を提供することができる
ものである。勿論、温度変化等によるセンサ側のインピ
ーダンス変化や配線ケーブル長の長短の影響を受けるこ
となく、検出対象ピストンストローク位置に応答した高
精度の検出が可能となる、という優れた効果をも奏する
ものである。また、図１１や図１４の例は、交流信号に
おける位相差を測定する方式であるため、図１０のよう
な検出法に比べて、高速応答性にも優れた検出を行なう
ことができる、という優れた効果を奏する。

【００５５】図１の例では、磁気応答部材２０の１ピッ
チの範囲におけるピストン部３の微妙なアブソリュート
位置を検出することができるものである。この１ピッチ
を越えるピストン部３のストローク位置は、ストローク
位置が該１ピッチを越える毎に、適宜のカウンタにおい
て増減カウントすることによって求めることができる。
この増減カウントは、コイル部１０の出力信号が１ピッ
チ範囲で１巡する毎に、ピストン部３の前後移動方向に
応じてプラス１またはマイナス１カウントすることによ
り行える。従って、例えば図１６のような回路を設け
て、コイル部１０の出力信号に基づくディジタル計測値
（θ）が最大値（Ｍ）から最小値（０）をクロスして変
化したとき（Ｍ→０）、あるいはその逆に最小値（０）
から最大値（Ｍ）をクロスして変化したとき（０→
Ｍ）、を判定回路７０，７１で判定してプラス１または
マイナス１のカウントトリガ信号を生成し、これをカウ
ンタ７２でカウントするようにすればよい。この場合、
カウンタ７２のカウント値Ｎｐは、位置検出値の上位デ
ータとして利用できる。

【００５６】別の例として、図１７に示すように、第２
のコイル部として、１つのピックアップコイル８０（１
個のコイルまたは１組の１次・２次コイルからなる）を
第１の支持体４の適宜位置に固定し、このピックアップ
コイル８０が１個の磁気応答部材２０を検知する毎にカ
ウントトリガ信号を生成し、上記カウンタ７２のカウン
トを行うようにしてもよい。その場合、プラス／マイナ
スはピストン部１の移動方向によって区別すればよい。
図１８の（ａ）は、磁気応答部材２０を検知する毎に変
化するピックアップコイル８０の出力信号の一例を示し
（交流成分を除去して示す）、（ｂ）はこれに基づくカ
ウント値の変化を例示する。

【００５７】本発明の実施にあたっては、ピストン部３
のストロークエンドのような所定の定位置の検出のため
に、上記のような第２のコイル部、つまりピックアップ
コイル（１個のコイルまたは１組の１次・２次コイルか
らなる）を設けてもよい。上記ピックアップコイル８０
は、上記のようなカウントトリガ信号作成用に限らず、
そのような定位置検出用に使用することができる。ま
た、図１７に示された別のピックアップコイル８１（１
個のコイルまたは１組の１次・２次コイルからなる）
は、別の定位置検出コイルの例を示す。これらのピック
アップコイル８０，８１は、磁気応答部材２０の通過を
検知する毎に対応する出力信号を発生するが、磁気応答
部材２０を検出しなくなると出力信号を発生しなくな
る。すなわち、これらのピックアップコイル８０，８１
のそばを、磁気応答部材２０が通過している間は、図１
９（ａ）（ｃ）のような磁気応答部材２０の存在に応答
する検出信号を繰り返し発生する。しかし、支持体５の
端部にある最後の磁気応答部材２０が通過した後は、検
出信号を発生しなくなるので、この検出信号が途絶えた
ことを判定することにより、ピストン部３が所定の定位
置に到達したことを検知することができる。この場合、
支持体５そのものがピアノ線のような磁性体からなって
いれば、該支持体５の端部の通過判定を、単純な電圧レ
ベル比較によって行うことがやり易い。

【００５８】図２０は、上記のような定位置検出のため
の判定回路例を示す。定位置検出用の各ピックアップコ
イル８０，８１の出力を整流回路８２，８３で整流して
そのエンベロープレベルに応答する信号を出力する。図
１９（ａ）は或るピックアップコイル（例えば８０）の
検出信号のエンベロープレベル信号例すなわち整流回路
８２の出力例を示し、（ｃ）は別のピックアップコイル
（例えば８１）の検出信号のエンベロープレベル信号例
すなわち整流回路８３の出力例を示す。比較器８４，８
５は、これらの信号レベルと所定の基準レベルとを比較
し、検出信号が途絶えたことを判定する。例えば、これ
らの入力信号レベルが０になったとき、ハイレベルの比
較出力信号を生じる。このハイレベルの比較出力信号
が、ピックアップコイル検出信号が途切れたことを検知
する定位置検出信号に相当する。図１９（ｂ）は、
（ａ）に示す信号の入力に応じて比較器８４から出力さ
れる定位置検出信号を示す。図１９（ｄ）は、（ｃ）に
示す信号の入力に応じて比較器８５から出力される定位
置検出信号を示す。

【００５９】このような定位置検出用のピックアップコ
イル８０，８１は、必要に応じて１個のみ設けてもよい
が、適宜複数設けてもよい。また、このような定位置検
出用のピックアップコイルを所定間隔で（例えば磁気応
答部材２０の１ピッチに相当する間隔毎に）複数設けて
もよい。そうすると、ピストンストロークの全長にわた
ってアブソリュート位置検出を行うことができる。図
１，図１７を見ればすぐわかるように、第１の支持体４
の２重筒内のスペース４ｃは、十分に空いているので、
第２のコイル部として複数のピックアップコイルを設け
ることには何の問題もない。なお、これらのピックアッ
プコイルからの検出信号の発生状態によって、ピストン
部３の移動方向も容易に判別できる。

【００６０】別の実施例として、図２１に示すように、
第２のコイル部として、軸方向に長いコイル９０，９
１，９２をスペース４ｃ内の所定の長さ範囲Ｌにわたっ
て設け、これらのコイルによって該範囲Ｌにわたるピス
トン部３のアブソリュート位置を検出を行うようにして
もよい。このコイル構成は、１つの１次コイル９０と、
２つの２次コイル９１，９２とからなっている。図の例
では、１次コイル９０が内側筒４ａに巻かれ、１次コイ
ル９０の外側に２次コイル９１が巻かれ、２次コイル９
１の外側に２次コイル９２が巻かれているが、この順序
はこれに限らない。２つの２次コイル９１，９２は、同
じコイル長Ｌからなっていて、同じ範囲Ｌをカバーして
いる。以下説明するように、この範囲Ｌが、これらのコ
イル９０，９１，９２によるアブソリュート位置検出可
能範囲である。磁気応答部材２０を搭載した支持体５
は、この範囲Ｌに侵入し、ピストン部３の動きに連動し
て移動する。明らかなように、この範囲Ｌにおける磁気
応答部材２０を搭載した支持体５の侵入量に応じて、コ
イル９０，９１，９２の磁気結合度が変化し、該支持体
５の侵入量すなわちピストン部３のストローク位置に対
応する出力信号を２次コイル９１，９２から得ることが
できる。

【００６１】明らかなように、１つの２次コイル９１
（又は９２）からは、磁気応答部材２０を搭載した支持
体５の侵入量、すなわち範囲Ｌ内のピストン部３のスト
ローク位置に対応するピーク電圧レベルを持つ交流信号
が出力される。最も単純には、この１つの２次コイル９
１（又は９２）の出力信号のピーク電圧レベルを測定し
て、これを該範囲Ｌにわたるピストン部３のアブソリュ
ート位置検出情報としてよい。そのような簡易なロング
・アブソリュート位置検出情報を得るためには、２次コ
イル９１，９２は２個設ける必要は無く、１つのみでよ
い。そのような簡易な実施の形態も、勿論、本発明の範
囲に含まれる。しかし電圧レベル値を位置検出情報とす
る方式では、温度変化等によって電圧レベル値が変動す
るので、誤差が出易いという欠点がある。

【００６２】そのような欠点を改善するために、１次コ
イル９０に対応して２つの２次コイル９１，９２を設
け、これらの各２次コイル９１，９２に対応してバラン
ス用コイル部９３，９４を夫々設け、各２次コイル９
１，９２の出力信号に違いが出るようにして、電気的位
相の測定に基づくロング・アブソリュート位置検出がで
きるようにしている。図２２は、図２１の各コイルの接
続例を示す回路図である。各バランス用コイル部９３，
９４は、夫々１次コイル９３ｐ，９４ｐと２次コイル９
３ｓ，９４ｓの対からなる。各１次コイル９３ｐ，９４
ｐは１次コイル９０と同相接続され、所定の交流信号
（例えばｓｉｎωｔとする）によって励磁される。検出
対象範囲Ｌにわたって設けられた一方の２次コイル９１
に対応するバランス用コイル部９３の２次コイル９３ｓ
は、該２次コイル９１とは逆相に接続される。他方の２
次コイル９２に対応するバランス用コイル部９４の２次
コイル９４ｓも、該２次コイル９２とは逆相に接続され
る。検出対象範囲Ｌにわたって設けられた各２次コイル
９１，９２の巻き数は同じであり、一方、バランス用の
２次コイル９３ｓ，９４ｓは、夫々適切に巻き数が異な
るように設定される。なお、バランス用コイル部９３，
９４の位置までは、支持体５（すなわち磁気応答部材２
０）の先端は侵入しない。

【００６３】以上の構成により、検出範囲Ｌにおけるコ
イル９１，９２への磁性体（すなわち第２の支持体５に
搭載された磁気応答部材２０）の侵入量に応じて、各２
次コイル９１，９２の出力信号Ｏ１，Ｏ２のレベルが互
いに９０度位相のずれた三角関数特性の一部範囲の特性
（概ね９０度範囲の特性）を示すように、バランス用の
２次コイル９３ｓ，９４ｓの設定によって、調整するこ
とができる。例えば、コイル９１と９３ｓの差動出力信
号Ｏ１はサイン関数特性を示し（これを便宜上、ｓｉｎ
α・ｓｉｎωｔで示す）、コイル９２と９４ｓの差動出
力信号Ｏ２はコサイン関数特性を示す（これを便宜上、
ｃｏｓα・ｓｉｎωｔで示す）ように設定することがで
きる。ただし、検出対象範囲Ｌに対応する角度αの範囲
は、ほぼ９０度程度の範囲である。これは、構造上、３
６０度全部の変化は得られないためである。なお、設定
の仕方によっては、検出対象範囲Ｌに対応する角度αの
範囲を、９０度以上の範囲に拡大することもできなくは
ないが、９０度程度の範囲に設定するのが確実である。
更に、検出可能な９０度の範囲のうち、安定した検出が
可能な９０度未満のより狭い角度範囲に検出対象範囲Ｌ
を対応づけて検出処理をするようにしてもよい。なお、
αは検出対象範囲Ｌにおけるピストン部３の現在位置に
対応することは言うまでもない。このような構成によっ
て、各２次コイル９１，９２から出力される信号Ｏ１，
Ｏ２は、ちょうど、公知のレゾルバの出力のような２相
の信号となる。 Ｏ１＝ｓｉｎα・ｓｉｎωｔ Ｏ２＝ｃｏｓα・ｓｉｎωｔ

【００６４】明らかなように、この出力信号Ｏ１，Ｏ２
は、前述の第１のコイル部１０の２つの出力交流信号Ａ
＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ，Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔと
同じフォームとなり、図１０乃至図１４に示した位相検
出タイプの検出回路部を使用して、上記αを電気的位相
角としてデイジタル測定することができる。そのための
検出回路部の図示と説明は、同じものの繰り返しになる
ので省略する。なお、この場合、θのための検出回路部
と、αのための検出回路部が別々に必要であるが、各検
出回路部のハードウェア回路において共用できるものは
共用して、時分割処理によって夫々のディジタル測定を
行うようにすることも可能であるのは勿論である。

【００６５】こうして、検出対象範囲Ｌにおけるピスト
ン部３の現在位置を示すアブソリュートデータを位相角
αのディジタル測定によって求めることができる。勿
論、長い範囲Ｌがほぼ９０度の角度範囲に対応している
ので、第１のコイル部１０の出力信号Ａ，Ｂに基づく、
短い範囲ｐが３６０度角度範囲に対応しているθの位相
測定に基づく検出データよりは、検出分解能は粗いもの
となる。しかし、短い範囲ｐ内での精密なアブソリュー
ト位置検出分解能は第１のコイル部１０の出力信号Ａ，
Ｂに基づき前述の通り得られるので、各２次コイル９
１，９２から出力される信号Ｏ１，Ｏ２に基づき得られ
る長い範囲Ｌ内でのアブソリュート位置検出分解能は粗
いものであってさしつかえない。すなわち、複数個の磁
気応答部材２０の配設ピッチの１ピッチ分の長さｐを単
位とするアブソリュート位置検出データを得ることがで
きればよい。

【００６６】これによって、コイル部１０から得られる
θに対応するディジタルアブソリュート位置検出データ
と、追加のコイル９０，９１，９２から得られるαに対
応するディジタルアブソリュート位置検出データとの組
み合わせによって、ピストン部３のストロークのほぼ全
長にわたるアブソリュート位置検出データを得ることが
できる。なお、磁気応答部材２０は支持体５に沿って断
続的に設けられているので、検出範囲Ｌにおけるコイル
９１，９２への支持体５の侵入に伴うコイル９０，９
１，９２のインダクタンス変化（結合係数変化）は、き
れいなサインカーブ又はコサインカーブとはならず、多
少凹凸を伴うが、これは出力波形を適宜なまらせる処理
をすれば問題ないし、また、そのような処理をしなくて
も、αの測定精度は上述の通り粗いものであってさしつ
かえないので、一向に問題のない測定を行うことができ
る。

【００６７】なお、上記実施例では、第１の支持体４が
２重筒４ａ，４ｂからなっているが、この構造はこれに
限らない。例えば１つの筒４ａのみとした場合は、コイ
ル部１０の防水処理や配線引き出し処理等を適切に行え
ばよい。しかし、図示のような２重筒４ａ，４ｂの構造
は、コイル部１０の防水処理や配線引き出し処理等を容
易に行うことができるので、有利である。また、第１及
び第２の支持体４，５の構造は、上記実施例のような筒
体とその中に侵入した棒状体という関係からなるものに
限らず、コイル部１０と磁気応答部材２０とを夫々適切
に配置しうる構造であれば任意のものでよい。また、上
記実施例では、シリンダ本体２側の支持体４にコイル部
１０を設け、ピストン部３側の支持体５に磁気応答部材
２０を設けているが、この関係は、逆であってもよい。
その場合は、ピストン部３の側にコイル部１０の配線引
き出し用のコネクタ８を設けなければならないので、そ
れが可能であればさしつかえない。しかし、図示実施例
のようにシリンダ本体２側の支持体４にコイル部１０を
設けるようにした方が、シリンダ本体２が固定されてい
ることにより、コネクタから出た配線が動かないので有
利である。

【００６８】また、上記実施例では、磁気応答部材２０
は複数個設けられているが、これは１個でもよい。ま
た、コイル部として、レゾルバ出力を得るためのコイル
部１０を設けずに、定位置検出用のピックアップコイル
８０又は８１のみを設けるようにしてもよい。また、精
密な検出分解能を要求しない場合は、図２１の例におい
て、コイル部１０を省略し、長いコイル９０，９１，９
２とそれに対応するバランス用コイル部９３，９４のみ
を設けるようにしてもよい。図２３は、その場合の一例
を示す。その場合、所定ピッチｐの磁気応答部材２０を
複数個繰り返し設ける必要はなく、支持体５そのものが
１つの磁気応答部材（２０）であってよい。すなわち、
支持体５として磁性体金属を使用すれば、それがそのま
ま１つの磁気応答部材（２０）となる。図２３では、コ
イル部１０が省略された分だけ、各コイル９０，９１，
９２の長さＬ’が図２１の例よりも長くなっている。そ
の動作は、図２１，図２２を参照して説明したものと同
じである。

【００６９】図２３のようなコイル配置では、得られる
インダクタンス変化がサイン関数にたとえると０度〜９
０度の範囲に限定されるので、位置検出分解能は、上述
の通り、粗いものとなる。図２４は、この点を改善し、
長い範囲でのアブソリュート位置を１個の検出部を用い
て精密な分解能で検出することができる例を示す。図２
４では、シリンダ本体２とピストン部３の図示を省略
し、第１の支持体４と第２の支持体５を含む検出器の構
成のみを抽出して示している。図２４において、シリン
ダ本体２の側に設けられる第１の支持体４は、後述する
ような所定の配置からなる複数の１次及び２次コイルを
所定の検出範囲Ｌにわたって含んでいる。ピストン部３
の側に設けられる第２の支持体５すなわち線状の磁気応
答部材２０は、検出範囲Ｌと同程度の所定長を持ち、そ
の端部から検出範囲Ｌ内に進入したり、退出したりする
もので、磁性体からなっている（又は導電体でもよ
い）。支持体４においては、所定の検出範囲Ｌに対応し
て、所望の三角関数の１周期（０度〜３６０度）にわた
るインダクタンス変化が支持体５の先端の進入位置に応
じて得られるように、複数のコイルが、その巻数と巻方
向が適宜制御されて、設けられている。図２５（ａ）〜
（ｄ）はサイン関数特性のインダクタンス変化を得る例
を示し、図２６（ａ）〜（ｄ）はコサイン関数特性のイ
ンダクタンス変化を得る例を示す。換言すれば、このよ
うなインダクタンス変化は、支持体５（磁気応答部材２
０）の一方的な進入度合いに従う累積的なインダクタン
スを示す（正方向巻きのインダクタンス分は加算され、
逆方向巻きのインダクタンス分は減算される）。

【００７０】図２５（ａ）は、所望のサイン出力信号Ａ
＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔの出力電圧レベルを示し、横軸
は、支持体５（磁気応答部材２０）の先端の進入位置Ｘ
を示し、前述と同様に、θはＸに対応する（比例す
る）。図２５（ｂ）は、横軸正方向への磁性体の進入に
伴い、図２５（ａ）のようなサイン特性の合成インダク
タンス特性を累積的に得ることができるような、Ｌの範
囲における各点でのコイル巻数を縦軸にプロットした一
例を示す。ｘマークのプロット位置は巻数Ｎ、ｏマーク
のプロット位置は巻数Ｎ／２である。勿論、プロット位
置は、（ｂ）に図示した関数線に沿う位置のどこでもよ
く、また、巻数もそのプロット位置に対応した巻数であ
ってよい。なお、このプロット例は、理論値ではなく、
経験値である、従って、所望するインダクタンス変化
（ｓｉｎθやｃｏｓθ）が、累積的に得られるように、
試行錯誤的に、任意の位置で任意の巻数としてよい。図
２５（ｃ）は、巻数Ｎの４つの２次コイル１０１，１０
２，１０３，１０４を図２５（ｂ）のｘマークの各プロ
ットに対応してＬの範囲内で分散して配置してコイル部
１０を構成する例を示している。各コイル１０１〜１０
４の出力は加算的に合成されて、所望のサイン出力信号
Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔが得られる。−Ｎの“マイナ
ス”は巻方向が逆であることを示す。磁性体からなる支
持体５（磁気応答部材２０）の先端が、一番左側の２次
コイル１０１から順に右方向に移動していくと、２次コ
イル１０１から順に、１０２，１０３，１０４と磁性体
が進入していくので、累積的に出力信号が得られ、図２
５（ａ）のようなＬの範囲で１回転するサイン特性の出
力信号Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔが得られる。図２５
（ｄ）は、２次コイルの配置をより密にして、出力信号
Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔのサインカーブがより滑らか
になるように、コイル部１０を構成する例を示してい
る。すなわち、ｘマークのプロット点に対応して巻数Ｎ
の２次コイルを配置し、ｏマークのプロット点に対応し
て巻数Ｎ／２の２次コイルを配置する。勿論、これらの
巻数ＮやＮ／２は、厳密なものではなく、所望する理想
的なインダクタンス変化（ｓｉｎθやｃｏｓθ）が、累
積的に得られるように、試行錯誤的に、これらの巻数を
適宜増減してよい。

【００７１】図２６（ａ）〜（ｄ）は、所望のコサイン
出力信号Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔを得るための、２次
コイル配置を説明するものであり、図２５（ａ）〜
（ｄ）の例に比べて９０度（すなわちＬ／４の距離だ
け）ずれて配置されている。図２６（ｃ）は、図２５
（ｃ）と同様に巻数Ｎの４つの２次コイル２０１，２０
２，２０３，２０４を配置する例を示し、図２６（ｄ）
は、図２５（ｄ）と同様に２次コイルの配置をより密に
して、出力信号Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔのコサインカ
ーブがより滑らかになるようにした例を示す。なお、実
際は、図２６（ｃ）の最左側に示すように補助の２次コ
イル２０５を付加するものとする。この補助の２次コイ
ル２０５は、０度の位置（原点）でのコサイン特性のイ
ンダクタクンスの立上りを補償するものである。勿論、
この補助コイル２０５は１個に限らず、ｘマークとｏマ
ークのプロット位置にほぼ対応して複数設けてよい。と
ころで、図２５（ｃ）と図２６（ｃ）のコイル配置を採
用した場合は、サイン出力用２次コイル１０１〜１０４
とコサイン出力用２次コイル２０１〜２０４が同じ位置
に来ることになるが、これは２重巻きにすればよい。あ
るいは、所定の位置にサイン出力用２次コイル１０１〜
１０４を配置し、その両側に密接してそれぞれ２分割し
たコサイン出力用２次コイル２０１〜２０４を配置すれ
ばよい。

【００７２】第１の支持体４において、コイル部１０に
は、サイン出力用の２次コイル１０１〜１０４とコサイ
ン出力用の２次コイル２０１〜２０４が夫々配置され、
更に、適当な配置で（例えば各２次コイルに対応して）
励磁用の１次コイルを配置して１相の交流信号ｓｉｎω
ｔで励磁する。これによって、図１，図２等の例と同様
に、サイン、コサインのレゾルバタイプの２相出力信号
Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ、Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ
がコイル部１０から得られる。この２相出力信号Ａ，Ｂ
から検出対象位置ｘに対応する位相角θのデータを求め
るやり方は、上述と同様であってよい。なお、前述と同
様に、同相励磁される複数の１次コイルを各２次コイル
の中間に介在させて配置すると、非常に精度の良い検出
が行えることが実験的に確かめられている。例えば、図
２５，図２６の（ｄ）の例の場合、Ｎ／２，Ｎ，Ｎ／２
の３つの２次コイルを例にとると、それぞれの中間に２
個と両側に２個の、合計４個の１次コイルを配置する
と、励磁による磁界の分布が均一になり、検出精度が良
くなる。こうして、図２４〜図２６の例によれば、ピス
トンストロークの全長にわたる長い範囲Ｌでのアブソリ
ュート位置を１個の検出部（第１及び第２の支持体４，
５に設けたコイル部１０と磁気応答部材２０からなる検
出部）を用いて精密な分解能で（Ｌの範囲を１回転分の
位相変化に相当する分解能で）検出することができる。

【００７３】ピストンストロークの全長にわたる長い範
囲Ｌでのアブソリュート位置を検出可能にする別の例と
して、図２７（ａ），（ｂ）に示すように、１ピッチｐ
の長さの異なる２つの検出部を１つのロッド２１０の両
側に設け、バーニア原理に基づいて１ピッチを越える直
線位置ｘのアブソリュート値を検出するようにしてもよ
い。図２７（ａ）はロッド状の支持体５の軸方向断面略
図、（ｂ）は径方向断面略図である。主尺に相当する第
１の検出部は、例えば、磁性体の支持体５の長さ方向に
凹部２１を繰り返し設けることにより、残された凸部が
所定ピッチＰ１で繰り返す磁気応答部材２０として形成
されるようにしたものであり、対応するコイル部１０−
１は、４つの極１１〜１４を含むものである。各極１
１，１２，１３，１４は、コイル部１０−１における各
相のコイルをそれぞれ分離して配置したものである。各
極１１，１２，１３，１４は、それぞれの鉄心（図示せ
ず）に１次コイル及び２次コイルを同軸状に巻回してな
るもので、直線変位方向に所定の間隔で（１ピッチＰ１
を４等分した間隔で）、配置される。図２との対応関係
を示すと、例えば、極１１をサイン相（ｓ）とすると、
この極１１には１次コイルＰＷ1と２次コイルＳＷ1を同
軸状に巻回し、極１２をコサイン相（ｃ）とすると、こ
の極１２には１次コイルＰＷ2と２次コイルＳＷ2を同軸
状に巻回し、極１３をマイナス・サイン相（／ｓ）とす
ると、この極１３には１次コイルＰＷ3と２次コイルＳ
Ｗ3を同軸状に巻回し、極１４をマイナス・コサイン相
（／ｃ）とすると、この極１４には１次コイルＰＷ4と
２次コイルＳＷ4を同軸状に巻回するようにすればよ
い。図示を省略しているが、各極１１〜１４の鉄心は共
通の基部に固定され、所定の相互配置関係が固定され
る。

【００７４】副尺に相当する第２の検出部は、第１の検
出部と同様に、磁性体からなるロッド状の支持体５長さ
方向に凹部２１’を繰り返し設けることにより、残され
た凸部が所定ピッチＰ２で繰り返す磁気応答部材２０’
として形成されるようにしたものであり、対応するコイ
ル部１０−２は、上記と同様に４つの極１１〜１４を含
むものである。ただし、両検出部のピッチＰ１，Ｐ２が
適量だけ相違している。各検出部の位置検出データθ
１，θ２をバーニア演算処理することにより、両ピッチ
Ｐ１，Ｐ２の最小公倍数の範囲でアブソリュート位置検
出値を得ることができる。従って、ピストンストローク
の全長にわたる長い範囲Ｌでのアブソリュート位置を検
出することができる。勿論、この場合は、第２の支持体
５が回転せずに直線変位のみし得るようにピストン部３
を適切にガイドするものとする。

【００７５】なお、上記各実施例において、コイル部１
０と磁気応答部材２０による検出部の構成を、公知の位
相シフトタイプ位置検出器のように構成してもよい。例
えば、図２に示されたコイル部１０において、１次コイ
ルと２次コイルの関係を逆にして、サイン相のコイルＳ
Ｗ1とマイナス・サイン相のコイルＳＷ3を互いに逆相の
サイン信号ｓｉｎωｔ，−ｓｉｎωｔによって励磁し、
コサイン相のコイルＳＷ2とマイナス・コサイン相のコ
イルＳＷ4を互いに逆相のコサイン信号ｃｏｓωｔ，−
ｃｏｓωｔによって励磁し、コイルＰＷ1〜ＰＷ5から検
出対象位置ｘに応じた電気的位相シフトθを含む出力信
号ｓｉｎ（ωｔ−θ）を得るようにしてもよい。あるい
は、コイル部１０と磁気応答部材２０による検出部の構
成を、公知の差動トランス型の直線位置検出器のように
構成してもよい。

【００７６】あるいは、上記各実施例において、各コイ
ル部の構成として、１次コイルと２次コイルの対を含む
ように構成せずに、１つのコイルのみによって構成し、
該１つのコイルを所定の交流信号によって定電圧駆動
し、該コイルへの磁性体（磁気応答部材２０）の侵入量
に応じて生じるインダクタンス変化に基づく電流変化を
計測することにより、ピストン部３の位置検出データを
得るようにしてもよい。その場合、該電流変化に応答す
る出力信号の振幅変化を測定する方法、あるいは該電流
変化に応答するコイル各端部での出力信号間の位相変化
を測定する方法などによって所要の測定を行うことがで
きる。その他、コイル部１０と磁気応答部材２０による
検出部の構成は任意の変形が可能である。そのほか、上
記実施例で示した新規かつ有意義な構成の一部を選択的
に採用してシリンダ位置検出装置を構成してもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ピストン
部の内部に形成された空間内に第１及び第２の支持体が
収納されて、シリンダ本体に対するピストン部の相対的
直線変位に応じて該第１及び第２の支持体の相対的位置
が変化するようになっており、かつ、検出部の磁気応答
部材とコイル部を両支持体に夫々配設することにより、
シリンダ本体に対するピストン部の相対的直線変位に応
じて磁気応答部材とコイル部の相対位置が変化し、かく
して、シリンダ本体に対するピストン部の直線位置に対
応する検出信号がコイル部から得られるようになってい
るので、ピストンロッドの外周に格別の加工をする必要
が無いものとなっており、かつ、検出部の磁気応答部材
とコイル部は支持体に夫々配設する構成であり、該支持
体を介在させてピストン及びシリンダ本体に取り付ける
ようにしているので、サイズの異なるシリンダ装置にお
いても検出装置各要素（つまり磁気応答部材２０とコイ
ル部１０）の共用化を容易に図ることができ、かつ、摺
動摩耗の心配のない耐久性に富んだシリンダ位置検出装
置を提供することができる。また、小型かつシンプルな
構造を持つと共に、広い範囲にわたってシリンダロッド
位置検出の可能な誘導型のシリンダ位置検出装置を提供
することができる。更には、製造が極めて容易になるよ
うなシンプルな構造を持つシリンダ位置検出装置を提供
することができる。

【００７８】また、第１及び第２の支持体の一方を筒状
体とし、他方を棒状体として、該棒状体が筒状体の筒内
に侵入している構成とした場合は、限られたスペースで
の第１及び第２の支持体の相互変位関係を円滑にし、か
つコイル部の配設を容易にすることができる。更に、支
持体を構成する筒状体を２重筒として、該２重筒の筒間
スペース内にコイル部を気密又は液密に収納してなるよ
うにした場合は、電気回路の一部であるコイル部を、シ
リンダ本体内の圧力流体から気密又は液密に保護する上
で有利である。

【００７９】更に、検出部の好ましい実施形態例とし
て、コイル部が、１相の交流信号によって励磁される１
次巻線及び直線変位方向に関して異なる位置に配置され
た複数の２次巻線を含み、磁気応答部材が、所定の磁気
応答特性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所
定のピッチで複数繰り返して設けて成り、前記相対的変
位に応じて前記部材の前記巻線部に対する対応位置が変
化することにより前記１次巻線と各２次巻線間の磁気結
合が前記ピストン部の直線位置に応じて変化され、これ
により、該直線位置に応じて振幅変調された誘導出力交
流信号を、各２次巻線の配置のずれに応じて異なる振幅
関数特性で、各２次巻線に誘起させるようにした場合
は、１相の交流信号によって励磁する構成であるため、
励磁回路の構成が簡単である、という利点を有し、ま
た、磁気応答部材において、所定の磁気応答特性を持つ
磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで複
数繰り返して設けて成るので、２次巻線に誘起される誘
導出力交流信号として、該磁気応答部材の繰り返しピッ
チを１サイクルとして周期的に変化する信号を得ること
ができ、検出可能範囲を拡大することができるものであ
る。

【００８０】また、前記検出部から出力される前記直線
位置に応じて振幅変調された前記誘導出力交流信号とし
て、サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号と
コサイン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを
出力するようにし、前記第１の出力交流信号と第２の出
力交流信号を入力し、前記直線位置を示す前記サイン関
数とコサイン関数の位相値を検出する位相検出回路を更
に具備するようにした場合は、電気的位相の測定に基づ
いて精度のよいアブソリュート位置検出が可能であり、
このような位相検出回路として、レゾルバ用の位相検出
回路として従来知られたＲ−Ｄ（レゾルバ−ディジタ
ル）コンバータを使用することができるし、その他の方
式の位相検出回路を用いることもでき、そのようなレゾ
ルバタイプの位相検出回路を使用することができること
は、従来の位相シフトタイプの誘導型直線位置検出装置
が持っていたような、温度変化等によって１次及び２次
巻線のインピーダンスが変化することにより２次出力信
号における電気的位相ずれに誤差が生じるという欠点を
除去することができるので、好都合である。更に、コイ
ル部において、定位置検出用のピックアップコイルを適
宜設けることにより、定位置の検出若しくは粗い精度で
のピストンロッド位置検出を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシリンダ位置検出装置の一実施
例を示す軸方向断面図。

【図２】 図１において検出部を構成しているコイル部
と磁気応答部材の構成例を拡大して示す一部切欠き斜視
図。

【図３】 図２におけるコイル部の構成例を示す回路
図。

【図４】 図２における磁気応答部材の変更例を示す斜
視図。

【図５】 図２における磁気応答部材の別の変更例を示
す側面略図。

【図６】 図２における磁気応答部材の更に別の変更例
を示す側面略図。

【図７】 図２における磁気応答部材の更に別の変更例
を示す一部断面側面略図。

【図８】 図２におけるコイル部のコイル配置の別の例
を示す略図。

【図９】 図２におけるコイル部のコイル配置の更に別
の例を示す略図。

【図１０】 本発明に係るシリンダ位置検出装置に適用
可能な位相検出タイプの測定回路の一例を示すブロック
図。

【図１１】 本発明に係るシリンダ位置検出装置に適用
可能な位相検出タイプの測定回路の別の例を示すブロッ
ク図。

【図１２】 図１１の動作説明図。

【図１３】 図１１の回路に付加される変更例を示すブ
ロック図。

【図１４】 本発明に係るシリンダ位置検出装置に適用
可能な位相検出タイプの測定回路の更に別の例を示すブ
ロック図。

【図１５】 図１４の動作説明図。

【図１６】 本発明に係るシリンダ位置検出装置におい
て磁気応答部材の１ピッチ単位の変位を判定しカウント
する回路構成例を示すブロック図。

【図１７】 図１の実施例に対する変形例を示す軸方向
断面図。

【図１８】 磁気応答部材の１ピッチ単位の変位をカウ
ントように構成する場合の図１７の動作説明図。

【図１９】 任意の定位置を検出するように構成する場
合の図１７の別の動作説明図。

【図２０】 図１９に示されたような動作を実現するた
めに図１７の装置に組み合わせられる判定用の回路の一
例を示すブロック図。

【図２１】 本発明に係るシリンダ位置検出装置の別の
実施例を示す軸方向断面図。

【図２２】 図２１における各コイルの接続例を示す回
路図。

【図２３】 本発明に係るシリンダ位置検出装置の更に
別の実施例を示す軸方向断面図。

【図２４】 本発明に係るシリンダ位置検出装置の更に
別の実施例を示す概略斜視図。

【図２５】 図２４における第１の支持体内のコイル部
に設けるサイン関数特性の出力信号を生じるための２次
コイルの配置例と巻数例を示す図。

【図２６】 図２４における第１の支持体内のコイル部
に設けるコサイン関数特性の出力信号を生じるための２
次コイルの配置例と巻数例を示す図。

【図２７】 本発明に係るシリンダ位置検出装置の更に
別の実施例をもので、磁気応答部材の１ピッチを超える
長い範囲の位置をバーニア原理に基づいてアブソリュー
トで検出する構成例を示す軸方向断面略図及び径方向断
面略図。

【符号の説明】

１ シリンダ装置 ２ シリンダ本体 ３ ピストン部 ４ 第１の支持体 ４ａ，４ｂ 筒 ５ 第２の支持体 ６ ピストン部内の空間 １０ コイル部 ＰＷ１〜ＰＷ5 １次コイル ＳＷ１〜ＳＷ４ ２次コイル ２０ 磁気応答部材 ４１，６０ 検出回路部 ８０，８１ ピックアップコイル ９０ １次コイル ９１，９２ ２次コイル ９３，９４ バランス用コイル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤津 伸行 東京都東大和市新堀２−1453−43 (72)発明者 坂元 和也 東京都羽村市川崎１丁目１番５号、ＭＡＣ 羽村コートＩＩ−405 (72)発明者 坂本 宏 埼玉県川越市山田896−８ (72)発明者 山本 明男 東京都国立市西１−13−29 ＫＭハイツ 101

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体と、このシリンダ本体に対
   して相対的に直線変位可能に挿入されたピストン部とを
   含むシリンダ装置において、 前記シリンダ本体の内部において、該シリンダ本体の閉
   鎖端側にて一端が片持ち支持され、他端が該シリンダ本
   体の開口端の方に延びた、第１の支持体と、 前記ピストン部の内部において、前記第１の支持体の侵
   入を許すように設けられた空間と、 前記ピストン部の内部に設けられた前記空間内におい
   て、一端が片持ち支持され、他端が前記シリンダ本体の
   閉鎖端の方に延びた、第２の支持体と、 コイル部及びこのコイル部に対して相対的に変位可能に
   非接触的に配置される磁気応答部材を含み、該磁気応答
   部材の該コイル部に対する相対的位置に応じた検出信号
   を前記コイル部から出力するものであって、前記第１及
   び第２の支持体の一方に該コイル部が配設され、他方に
   該磁気応答部材が配設されてなる検出部とを具備し、前
   記ピストン部の前記シリンダ本体に対する相対的直線変
   位に伴って前記第１及び第２の支持体に夫々配設された
   前記磁気応答部材とコイル部との相対的位置が変位し、
   これにより該ピストン部の直線位置に対応する前記検出
   信号が出力されることを特徴とするシリンダ位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の支持体の一方が筒状
   体からなっており、他方が棒状体からなっていて、該棒
   状体が前記筒状体の筒内に侵入している請求項１に記載
   のシリンダ位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記筒状体は、２重筒からなっていて、
   該２重筒の筒間スペース内に前記コイル部を気密又は液
   密に収納してなる請求項２に記載のシリンダ位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記棒状体はピアノ線からなっていて、
   このピアノ線の周囲に前記所定のピッチで複数繰り返し
   て配置してそれぞれをかしめ止めすることによって該芯
   部に固定した金属片からなる磁気応答部材とを含んで構
   成されるものである請求項２または３に記載のシリンダ
   位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記検出部のコイル部は、１相の交流信
   号によって励磁される１次コイル及び直線変位方向に関
   して異なる位置に配置された複数の２次コイルを含み、 前記検出部の磁気応答部材は、所定の磁気応答特性を持
   つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピッチで
   複数繰り返して設けて成り、前記相対的変位に応じて前
   記部材の前記コイル部に対する対応位置が変化すること
   により前記１次コイルと各２次コイル間の磁気結合が前
   記ピストン部の直線位置に応じて変化され、これによ
   り、該直線位置に応じて振幅変調された誘導出力交流信
   号を、各２次コイルの配置のずれに応じて異なる振幅関
   数特性で、各２次コイルに誘起させるようにした請求項
   １乃至４のいずれかに記載のシリンダ位置検出装置。
6. 【請求項６】 前記検出部から出力される前記直線位置
   に応じて振幅変調された前記誘導出力交流信号として、
   サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号とコサ
   イン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを出力
   し、前記第１の出力交流信号と第２の出力交流信号を入
   力し、前記直線位置を示す前記サイン関数とコサイン関
   数の位相値を検出する位相検出回路を更に具備した請求
   項５に記載のシリンダ位置検出装置。
7. 【請求項７】 前記磁気応答部材は、所定の磁気応答特
   性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピ
   ッチで複数繰り返して設けてなるものであって、前記コ
   イル部が、前記磁気応答部材の１ピッチ内のアブソリュ
   ート位置に応答する第１の検出信号を出力する第１のコ
   イル部と、前記磁気応答部材の終端部の通過に応答する
   第２の検出信号を出力する少なくとも１つの第２のコイ
   ル部とを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
   かに記載のシリンダ位置検出装置。
8. 【請求項８】 前記磁気応答部材は、所定の磁気応答特
   性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピ
   ッチで複数繰り返して設けてなるものであって、前記コ
   イル部が、前記磁気応答部材の１ピッチ内のアブソリュ
   ート位置に応答する第１の検出信号を出力する第１のコ
   イル部と、前記磁気応答部材の１ピッチよりも長い範囲
   にわたって設けられてなり、該磁気応答部材の侵入量に
   応答する第２の検出信号を出力する第２のコイル部とを
   含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   のシリンダ位置検出装置。
9. 【請求項９】 前記磁気応答部材は、所定の磁気応答特
   性を持つ磁気応答部材を直線変位方向に沿って所定のピ
   ッチで複数繰り返して設けてなる第１の磁気応答部材
   と、前記磁気応答部材の繰り返しピッチとは異なるピッ
   チで繰り返し形成された第２の磁気応答部材とを含み、
   前記コイル部が、前記第１の磁気応答部材の１ピッチ内
   のアブソリュート位置に応答する第１の検出信号を出力
   する第１のコイル部と、前記第２の磁気応答部材に応答
   する出力を生ずる第２のコイル部とを含むものであり、
   前記第１及び第２のコイル部の各出力信号に基づきバー
   ニア原理に従って、前記ピストン部の直線位置を、前記
   磁気応答部材の１ピッチの範囲を超えるアブソリュート
   値にて、検出するようにした請求項１乃至６のいずれか
   に記載の誘導型直線位置検出装置。
10. 【請求項１０】 前記コイル部は、交流信号によって励
    磁される１次コイルと、所定の範囲における検出対象の
    変位に対してそれぞれ異なる所定の振幅関数に従う出力
    信号を生ずるように配置された少なくとも２グループの
    ２次コイルとを含み、 前記磁気応答部材は、前記ピストン部の一方向の動きに
    応じて前記コイル部の領域に徐々に侵入していき、それ
    とは逆方向に戻る該ピストン部の動きに応じて前記コイ
    ル部の領域から徐々に退出していくものであり、 前記コイル部の領域に対する前記磁気応答部材の侵入量
    に応じた出力信号が、前記２次コイルの各グループか
    ら、それぞれの前記振幅関数に従って、出力されるよう
    にした請求項１乃至６のいずれかに記載の誘導型直線位
    置検出装置。