JPH10170356A - 荷重計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつシンプルな構造を持つ直線位置検出
装置を用いて、荷重計を提供する。 【解決手段】 検出対象たる荷重が加えられるボール部
３０４と、このボール部３０４を回転自在に保持するボ
ール保持部３０２と、前記ボール保持部３０２を弾性的
に支持する支持部３０３と、巻線部１０及びこの巻線部
１０に対して相対的に直線変位する磁気応答部材２２を
含み、該巻線部１０と磁気応答部材２２の一方が前記ボ
ール保持部３０２に連動して直線変位するように配置し
てなる検出部３００とを具え、前記荷重に応答する変位
を検出する出力信号を前記巻線部１０から得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷重計に関し、特
に、１相の交流信号による励磁に基づき複数相の振幅関
数特性を示す出力交流信号を検出対象直線位置に応じて
誘導出力する誘導型直線位置検出装置を利用したものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られた誘導型直線位置検出装
置としては差動トランスがある。差動トランスは、１つ
の１次巻線を１相で励磁し、差動接続された２つの２次
巻線の各配置位置において検出対象位置に連動する鉄心
コアの直線位置に応じて差動的に変化するリラクタンス
を生ぜしめ、その結果として得られる１相の誘導出力交
流信号の電圧振幅レベルが鉄心コアの直線位置を示すよ
うにしたものである。この差動トランスにおいては、誘
導電圧が差動的に変化するように設けられた２つの２次
巻線が設けられた範囲において、該誘導電圧値が対直線
位置に関して直線性を示す範囲でしか、直線位置を検出
することができないものであり、該誘導電圧値の対直線
位置の変化の関数が周期関数（例えばサイン関数のよう
な三角関数）の１サイクルにわたって変化することはな
い。従って、検出可能範囲を拡張するには巻線長とコア
長を長くするしかなく、自ずと限度があると共に、装置
の大型化をもたらす。また、検出対象直線位置に相関す
る電気的な位相を示す出力を得ることが不可能である。
また、誘導出力信号の電圧振幅レベルは、鉄心コアの直
線位置のみならず、温度変化等の周辺環境の影響を受け
やすいので、精度に難点がある。

【０００３】これに対して、検出対象直線位置に相関す
る電気的位相角を持つ交流信号を出力するようにした位
相シフトタイプの誘導型直線位置検出装置も知られてい
る。例えば、特開昭４９−１０７７５８号、特開昭５３
−１０６０６５号、特開昭５５−１３８９１号、実公平
１−２５２８６号などに示されたものがある。この種の
従来知られた位相タイプの誘導型直線位置検出装置にお
いては、検出対象位置に連動する可動鉄心コアの直線変
位方向に関して互いにずらして配置された例えば２つの
１次巻線を互いに電気的位相のずれた２相の交流信号
（例えばsin ωｔとcos ωｔ）でそれぞれ励磁し、各１
次巻線による２次側誘導信号を合成して１つの２次出力
信号を生成するようにしている。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
対象位置に連動する鉄心コアの直線位置を示している。
また、実公平１−２５２８６号に示されたものにおいて
は、複数の鉄心コアを所定ピッチで断続的に繰り返し設
け、１次及び２次巻線が設けられた範囲よりも広い範囲
にわたる直線位置検出を可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の位相シ
フトタイプの誘導型直線位置検出装置は、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次巻線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。更に、複数の鉄心コアを所定ピッチで断続的に繰
り返し設け、１次及び２次巻線が設けられた範囲よりも
広い範囲にわたる直線位置検出を可能にした場合におい
て、１次及び２次巻線を設ける範囲を可動鉄心コアの１
ピッチの長さよりも長い範囲で設けねばならないため、
巻線アセンブリ全体のサイズが大きくなってしまい、検
出装置の小型化に限度があった。すなわち、鉄心コアの
１ピッチの長さをＰとすると、４相タイプの場合、各相
巻線の配置間隔を最小でも「３Ｐ／４」としなければな
らず、全体ではその４倍の「４×（３Ｐ／４）＝３Ｐ」
の配置領域が必要であり、従って最小でも可動鉄心コア
の３ピッチ分の長さの範囲にわたって巻線アセンブリを
設けなければならない。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、小型かつシンプルな構造を持つと共に、広い範囲に
わたって直線位置検出の可能であり、かつ微小範囲にお
いても高検出分解能な誘導型直線位置検出装置を提供
し、このような誘導型直線位置検出装置を使用した荷重
計を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る荷重計は、
検出対象たる荷重が加えられるボール部と、このボール
部を回転自在に保持するボール保持部と、前記ボール保
持部を弾性的に支持する支持部と、巻線部及びこの巻線
部に対して相対的に直線変位する磁気応答部材を含み、
該巻線部と磁気応答部材の一方が前記ボール保持部に連
動して直線変位するように配置してなる検出部とを具
え、前記荷重に応答する変位を検出する出力信号を前記
巻線部から得るようにしたことを特徴とするものであ
る。

【０００７】本発明に係る２極型位置センサは、１相の
交流信号によって励磁される少なくとも１つの１次巻線
及び該１次巻線の近傍において互いに所定距離離隔して
配置された第１及び第２の２次巻線とを含む巻線部と、
検出対象たる直線的な又は曲線的な変位に応答して前記
巻線部に対して相対的に変位される磁気応答部材であっ
て、この磁気応答部材の前記巻線部に対する相対的変位
に応じた誘導出力信号が前記２つの２次巻線から夫々出
力されるようにしたものと、各２次巻線からの前記誘導
出力信号の振幅関数の位相ずれ成分を測定するための手
段とを具え、前記２つの２次巻線からの前記誘導出力信
号の振幅関数の位相ずれ成分が略９０度以内の限られた
範囲で変化することを特徴とするものである。

【０００８】上記荷重計において利用することができる
誘導型直線位置検出装置は、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次巻線を含む巻線部と、検出対象
たる直線位置に連動して前記巻線部に対して相対的に変
位されるものであり、かつ、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検出対
象直線位置に応じて変化され、これにより、該検出対象
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可変磁気結合手段とを具備
し、前記各２次巻線に誘起される各誘導出力交流信号
は、その電気的位相が同相であり、その振幅関数が前記
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
的にそれぞれ変化することを特徴とするものである。上
記構成によれば、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、可変磁気結合手段において、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。また、１ピッチ内のアブソリュー
ト位置を高分解能で検出することができるので、微小変
位の高精度な検出が可能である。

【０００９】この直線位置検出装置の一実施形態におい
ては、４つの前記２次巻線が設けられており、それぞれ
の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、逆サイン関数、逆コサイン関数、にそれぞれ相
当し、サイン関数と逆サイン関数の誘導出力交流信号を
合成してサイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信
号を出力し、コサイン関数と逆コサイン関数の誘導出力
交流信号を合成してコサイン関数の振幅関数を持つ第２
の出力交流信号を出力する。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）を直線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直線位置検出装
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
更に具備することができる。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。

【００１０】上記の直線位置検出装置の一実施形態にお
いては、前記複数の２次巻線が、前記磁気応答部材の１
ピッチの範囲内において所定の間隔で配置されるように
することができる。また、前記１次巻線及び２次巻線の
巻軸方向が前記直線変位方向に略一致しており、その巻
線内に前記可変磁気結合手段が挿入されて成るように配
置するとよい。更に、同相の前記交流信号によって励磁
される複数の前記１次巻線が前記２次巻線の中間の位置
に分離して配置されるようにするとよい。これらのよう
な巻線配置は、検出装置全体の構成を小型化しつつ、か
つ十分な検出精度を確保するのに、十分に寄与する。す
なわち、複数の２次巻線が、磁気応答部材の１ピッチの
範囲内において所定の間隔で配置されるようにすること
により、巻線部全体のサイズを磁気応答部材の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、検出装置全体の構成を小型化することに役立つ。
また、同相の前記交流信号によって励磁される複数の前
記１次巻線が前記２次巻線の中間の位置に分離して配置
されるようにすることは、各１次巻線によって発生する
磁界を個別の２次巻線に対して有効に及ぼし、かつ磁気
応答部材による磁場への影響を有効に及ぼすことができ
るので、十分な検出精度を確保することに役立つ。

【００１１】前記磁気応答部材としてスプリングピンの
ような金属片を用いると、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。勿論、これに限ら
ず、磁気応答部材は、メッキ、エッチング、焼き付け、
レーザ加工等の表面加工処理技術を用いて形成してもよ
い。

【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、本発明に
係る荷重計の一実施例を示す断面図である。この荷重計
３０１は、検出対象たる荷重が加えられるボール部３０
４と、このボール部３０４を回転自在に保持するボール
保持部３０２と、前記ボール保持部３０２を弾性的に支
持する支持部３０３（例えばベルビルスプリングを使用
する）と、巻線部１０及びこの巻線部１０に対して相対
的に直線変位する磁気応答部材２２を含み、該巻線部１
０と磁気応答部材２２の一方が前記ボール保持部３０２
に連動して直線変位するように配置してなる検出部３０
０とを具え、前記荷重に応答する変位を検出する出力信
号を前記巻線部１０から得るようにしたことを特徴とす
るものである。ボール保持部３０２の一端は、ロッド状
の可動部２０に接続されており、この可動部２０におい
て、後述するように磁気応答部材２２が設けられてい
る。これによって、ボール部３０４に加わる荷重に応じ
てボール保持部３０２が直線適に変位し、これに伴って
可動部２０及び磁気応答部材２２が直線変位する。該可
動部２０つまり磁気応答部材２２の直線位置に対応する
出力信号が巻線部１０から出力され、該出力信号を荷重
検出信号として利用することができる。なお、荷重が加
えられるボール部３０２においては、図のように１個の
ボールを設ければよいが、必要とあらば、複数個のボー
ルを設けてもよい。実施にあたっては、上記構成の荷重
計３０１を、必要な荷重測定点に夫々設定すればよい。
その場合、後述するディジタル位相測定回路は、共通す
るハードウェアを複数の荷重計３０１によって時分割共
用することができる。

【００１３】検出部３００としては、図２以降に示すよ
うな誘導型の直線位置検出装置を使用することができ
る。なお、図２に示すような誘導型の直線位置検出装置
を、圧力計用の検出部３００として使用する場合は、磁
気応答部材２２の配列の１ピッチｐを短くして、検出分
解能の精密な、超微小変位検出を可能とするように構成
するとよい。次に、図２以降を参照して、上記検出部３
００として応用可能な直線位置検出装置の一実施例につ
き説明する。なお、上記検出部３００としは、以下で説
明するような直線位置検出装置に限らず、これを適宜設
計変更したものや、差動トランス型リニアセンサあるい
は、２相交流励磁１相出力の従来技術の項で述べたよう
な位相シフト型のリニアセンサなど、その他適宜のリニ
アセンサを使用することもできる。しかし、以下説明す
る新規な直線位置検出装置に基づくものを使用すると、
構成の簡素化及び精度の向上、コスト低減等の種々の点
で有利である。

【００１４】図２に示す直線位置検出装置つまり検出部
３００は、巻線部１０と可変磁気結合部として機能する
可動部２０とを含む。可変磁気結合部として機能する可
動部２０がボール保持部３０２に連結されて、該ボール
保持部３０２の変位に連動して直線的にかつ往復的に変
位可能であり、これに対して、巻線部１０の配置は適宜
に固定される。かくして、可変磁気結合部として機能す
る可動部２０が検出対象たるボール保持部３０２の直線
位置に連動して巻線部１０に対して相対的に直線的に変
位する。勿論、その逆に、巻線部１０を検出対象たるボ
ール保持部３０２に連動して変位させ、可変磁気結合部
つまりつまり後述する磁気応答部材２２の方を固定する
ようにしてもよい。要するに、この検出部３００におい
ては、巻線部１０に対する可変磁気結合部つまり磁気応
答部材２２の相対的な直線位置を検出する。この相対的
な直線変位の方向は、図において符号Ｘを伴う矢印で示
されている。

【００１５】巻線部１０は、１相の交流信号によって励
磁される１次巻線ＰＷ1〜ＰＷ5と、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次巻線ＳＷ1〜Ｓ
Ｗ4とを含む。これらの１次及び２次巻線構成を明示す
るために、図２では巻線部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、ロ
ッド状の可動部２０の周囲にて適宜のギャップを空け
て、巻線コイル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次巻線Ｐ
Ｗ1〜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次巻線Ｐ
Ｗ1〜ＰＷ5を適宜に分離して、例えば図２に示されるよ
うに各２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4をそれぞれの間に挟むよう
に、配置することは、１次巻線によって発生する磁界を
個別の２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4に対して有効に及ぼし、か
つ可動部２０の磁気応答部材２２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。

【００１６】線状又はロッド状の可動部２０は、基部で
あるロッド２１において、所定の磁気応答特性を持つ磁
気応答部材２２を直線変位方向に沿って所定のピッチｐ
で複数繰り返して設けて成るものである。既に知られて
いるように、磁気応答部材２２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２２を構成してよい。基部
であるロッド２１の材質も、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２２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２
２が存在する箇所とそうでない箇所との間では、巻線部
１０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、ロッド２１に対する磁気応答
部材２２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。ロッド２１は、必ずしも剛体に限らず、ワイヤ線
のようなフレキシブルな素材からなっていてよい。この
例では、可動部２０の側に磁気応答部材２２を設けて可
変磁気結合手段として構成しているので、以下、可動部
２０を可変磁気結合部２０と証して説明を進める。

【００１７】検出対象たる直線位置の変化に応じて、可
変磁気結合部２０の磁気応答部材２２の巻線部１０に対
する対応位置が変化することにより、１次巻線ＰＷ1〜
ＰＷ5と各２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4間の磁気結合が該検出
対象直線位置に応じて変化され、これにより、該検出対
象直線位置に応じて振幅変調された誘導出力交流信号
が、各２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4の配置のずれに応じて異な
る振幅関数特性で、各２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4に誘起され
る。各２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4に誘起される各誘導出力交
流信号は、１次巻線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２２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次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4は、磁気応答
部材２２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次巻線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次巻線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次巻線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、各巻線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巻線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次巻線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次巻線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次巻線
ＳＷ1からｐ／４ずれて配置された２次巻線ＳＷ2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次巻線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は巻線部１０の回路図であり、１次巻
線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次巻線ＰＷ1
〜ＰＷ5の励磁に応じて、可変磁気結合部２０の磁気応
答部材２２の巻線部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次巻線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次巻線ＳＷ
1〜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−sinθ，−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、巻線の
巻数等、その他の条件に従う係数は省略し、２次巻線Ｓ
Ｗ1をサイン相として、その出力信号を「sinθ・sinω
ｔ」で示し、２次巻線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次巻線
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次巻線ＳＷ4をマイナス
・コサイン相として、その出力信号を「−cosθ・sinω
ｔ」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・sin
ωｔ」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
ような巻線構成によれば、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）を直線位置検出装置にお
いて得ることができることが理解できる。従って、本発
明の直線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＝cosθ・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次巻線ＳＷ1〜
ＳＷ4を磁気応答部材２２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、巻線
部１０全体のサイズを磁気応答部材２２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、直線位置検出装置全体の構成を小型化すること
に役立つ。

【００２２】可変磁気結合部２０の一実施形態として、
基部であるロッド２１としてフレキシブルなワイヤ線又
はピアノ線等を使用し、磁気応答部材２２として所定の
金属片を使用し、該ワイヤ線又はピアノ線等からなるロ
ッド２１の周囲に、磁気応答部材２２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２２を構成するようにす
るとよい。このような可変磁気結合部２０の構成は、単
に、所望の長さのワイヤ線又は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ワイヤ線
又は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、可変磁気
結合部２０つまり可動コア部の径は、ワイヤ線又はピア
ノ線（ロッド２１）の径に金属片（磁気応答部材２２）
の厚みを足した程度の小さなものとなり、これに伴い、
巻線部１０の各巻線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直線位置検出装
置を提供することができる。また、芯部であるロッド２
１をワイヤ線又はピアノ線で構成するため、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、特に長尺に
わたる直線変位の検出が可能な直線位置検出装置を構成
するのに際して有利であり、かつ、安価でもある。な
お、ロッド２１として使用するワイヤ線は、既存のステ
ンレス製多芯撚り線を使用することができる。

【００２３】更にその場合、磁気応答部材２２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２２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、これをロッ
ド２１（ワイヤ線）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２２は略円筒形状となる。
しかし、これに限らず、磁気応答部材２２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２２’を使用してもよく、これをロッド２１（ワ
イヤ線）の周りにかしめ止めすると、図４に示すよう
に、ロッド２１の周囲をカバーする磁気応答部材２２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。また、図５に示
すように、所定サイズの金属片２２ａを所望の１乃至複
数個連続してロッド２１（ワイヤ線）の周囲にかしめ止
めするようにすれば、磁気応答部材２２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の直線位置検出装置を製造する
に際して、どの場合でも同じ金属片２２ａ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。

【００２４】小型化、低コスト、高感度、フレキシビリ
ティ、強度、及び耐久性といういくつもの利点を兼ね備
えた構成としては、ステンレススチール製多芯撚り線か
らなるワイヤ線によってロッド部２１の基部を作成し、
鉄製のスプリングピンによって磁気応答部材２２を作成
するのが、有利である。すなわち、そのようなワイヤ線
は、非磁性であるから、磁性のスプリングピンからなる
磁気応答部材２２の有無に応答する検出感度は、ピアノ
線を用いる場合よりも高感度となる。また、多芯撚り線
であることにより、フレキシビリティ、強度、及び耐久
性に優れている。また、既存のワイヤ線とスプリングピ
ンを材料に使用するので、低コストに製造できる。ま
た、ロッド部２１としてワイヤ線を使用するので、小径
とすることができ、検出装置全体を小型化するのに寄与
する。その場合、例えば、ワイヤ線は直径０．８ｍｍ前
後の小径のものを用いることができ、この周囲に適宜サ
イズのスプリングピンをかしめて配置し、さらにその上
から表面保護用の非磁性及び非導電性の樹脂等のコーテ
ィングを全体的に適宜施したとしても、その全体のサイ
ズは２乃至３ｍｍ程度の小径とすることができる。これ
に対して、その周囲に配置する巻線部１０の内径を３．
５ｍｍ程度として、その外径を６乃至８ｍｍ程度として
も、検出装置全体の径方向サイズとして、１０ｍｍ前後
の超小型化した装置を提供することができる。勿論、リ
ニア方向の検出ピッチｐも、１０ｍｍ前後の微小サイズ
とすることができる。ワイヤ線を基部に使用したロッド
部２１は、巻き取りに適したものであるから、巻線部１
０を固定し、ワイヤ線のロッド部２１は適宜のリールに
巻き取ったり、そこから繰り出しするようにして、検出
対象位置の変位に連動して変位するように配置すること
ができる。他方、巻線部１０が検出対象位置の変位に連
動して変位するように配置する場合は、ロッド部２１の
ワイヤ線を適宜に張設して固定すればよい。

【００２５】図６は可変磁気結合部２０の別の実施形態
を示すもので、磁気応答部材２２として磁性体からなる
所定径の球２２ｂ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２２ｂと非磁性体２３の所定ピッチの繰
り返しを、ワイヤ線２１ａに沿って多数形成してなるも
のである。この場合、各球２２ｂ，２３の中心軸にはワ
イヤ線２１ａの挿入を許す孔が穿ってあり、該孔にワイ
ヤ線２１ａを挿入して多数の上記所定配置の球２２ｂ，
２３を密接して設けることにより可変磁気結合部２０が
構成される。この構成も、磁気応答部材２２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の直線位置検出装置を製
造するに際して、どの場合でも同じ球２２ｂ，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２２ｂ，２３の孔にワイヤ線２１ａを
差し込むだけでよいので、製造が極めて簡単である。

【００２６】図７は可変磁気結合部２０の更に別の実施
形態を示すもので、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部２４の中に、磁気応答部材２２
として磁性体からなる所定径の球２２ｂ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２
３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２２ｂ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２２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の直線位置検出装置を製造するに
際して、どの場合でも同じ球２２ｂ，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、
単に筒部２４の中に球２２ｂ，２３を入れるだけでよい
ので、製造が極めて簡単である。

【００２７】なお、図６及び図７のどちらの場合も、磁
気応答部材２２としての球２２ｂ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２
２ｂ（又は２３）を磁性体とし、他方の球２３（又は２
２ｂ）を導電体としてもよい。また、図６及び図７のど
ちらの場合も、球２２ｂ，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８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
なる筒部２４の中に配置することにより、可変磁気結合
部２０を構成した例を示している。この場合も、筒部２
４を使用せずに、テーパ部材２５の中心軸に孔を穿ち、
ワイヤ線（２１）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２２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。

【００２８】図９は、巻線部１０における巻線配置の別
の実施形態を示す。図９の例では、４つの２次巻線ＳＷ
1〜ＳＷ4の配置は、１ピッチＰの範囲を４分割した位置
に配置され点で図１と同じであるが、各２次巻線間に１
次巻線が介在していないことにより、各２次巻線ＳＷ1
〜ＳＷ4のコイル長が図１の例よりも長い。この場合、
１次巻線ＰＷ1，ＰＷ2は、２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4に比べ
て大径であり、２次巻線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次巻線Ｓ
Ｗ1，ＳＷ2の丁度中間位置に対応してその外側に１つの
１次巻線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次巻線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次巻線ＰＷ2が巻
回された配置となっている。各１次巻線ＰＷ1，ＰＷ2の
コイル長は適宜であってよいが、２つの１次巻線ＰＷ
1，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次巻線を分離して個別の２次巻線
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
うにした巻線配置は、図２の場合と同様に、１次巻線に
よって発生する磁界を個別の２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4に対
して有効に及ぼし、かつ可変磁気結合部２０の磁気応答
部材２２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。

【００２９】なお、図２及び図９のどちらの巻線配置に
おいても、隣接する各巻線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次巻線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、巻
線部１０の構成は図２及び図９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１０に示すよう
に、巻線部１０の端部寄りに位置する２次巻線ＳＷ1，
ＳＷ4の誘導出力特性を良好にするために、該巻線部１
０の両端において適宜の間隔を空けて更に１次巻線ＰＷ
6，ＰＷ7をそれぞれ付加するとよい。

【００３０】図１１（ａ）は巻線部１０の別の配置例を
示す図で、各相の巻線を４つの極１１，１２，１３，１
４に分離して配置したものである。各極１１，１２，１
３，１４は、それぞれの鉄心（図示せず）に１次巻線及
び２次巻線を同軸状に巻回してなるもので、ロッド状の
可変磁気結合部２０の円周方向に適当な間隔を置いて、
かつ、直線変位方向（矢印Ｘ方向）に所定の間隔で（１
ピッチｐを４等分した間隔で）、配置される。図１１
（ｂ）は、可変磁気結合部２０の磁気応答部材２２の１
ピッチに対する各極１１，１２，１３，１４の配置関係
を示す展開図である。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次巻線ＰＷ1と２次巻線ＳＷ1を同軸状に巻回し、極１
２をコサイン相（ｃ）とすると、この極１２には１次巻
線ＰＷ2と２次巻線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
次巻線ＰＷ3と２次巻線ＳＷ3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次巻線ＰＷ4と２次巻線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。

【００３１】図１１（ａ）のような配置は、可変磁気結
合部２０の基部を成すロッド２１０の径が比較的大きい
場合に有効である。そのような大径のロッド２１０を、
図２に示すようにコイル内空間に挿入するように巻線部
１０を構成したとすると、各巻線の径が大きくなるので
巻線部１０が大型化してしまう。これに対して、図１１
（ａ）のような配置は、各極１１〜１４に設ける巻線は
小径のものでよいので、巻線部１０の構成が大型化しな
いので有利である。しかも、各極１１〜１４の配置を円
周方向にずらしていることにより、１ピッチｐの長さが
微小であっても、各極１１〜１４の巻線が互いにぶつか
りあわないように配置することができるので、有利であ
る。なお、図１１（ａ）は、ロッド２１０が鉄等の磁性
体からなっており、そこにリング状の凹部２１ａを所定
幅で繰返し形成する加工を施すことにより、磁性体の凸
部からなる磁気応答部材２２が所定幅で繰返し形成され
るような例を示している。勿論、各極１１〜１４の端部
とロッド２１０の表面とは、非接触で対向しており、各
極１１〜１４の端部が凹部２１ａに対向するときと凸部
２２に対向するときとではその間のギャップが異なるこ
とにより、磁気結合の相違が生じる。

【００３２】上述の通り、本発明に係る誘導型直線位置
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）を巻線部１
０の２次巻線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cosθ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。

【００３３】例えば、図１２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。巻線
部１０の２次巻線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＝c
osθ・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c
osφ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cosφ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＝cosθ・sin
ωｔ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３
２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・cosθ・sin
ωｔ」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。

【００３４】温度変化等によって巻線部１０の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、sinωｔ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sinω
ｔ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。

【００３５】図１３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１３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sinωｔ）を発生し、巻線部
１０の１次巻線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、これに対応して励
磁用の交流信号sinωｔが、励磁信号発生回路４３から
発生される。巻線部１０の２次巻線ＳＷ1〜ＳＷ4から出
力される２相の出力交流信号Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝c
osθ・sinωｔは、検出回路部４１に入力される。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】ここで、巻線部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、巻線部１０の各１
次及び２次巻線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

【００３９】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、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(±ｄ＋θ)＋(±ｄ−θ)｝／２ ＝ ±２ｄ／２ ＝ ±ｄ により、位相変動誤差「±ｄ」を算出することができ
る。

【００４０】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。

【００４１】この点を図１４を用いて更に説明する。図
１４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、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(＋ｄ＋θ)＋(＋ｄ−θ)｝／２ ＝ ＋２ｄ／２ ＝ ＋ｄ 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。

【００４２】図１４（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、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(−ｄ＋θ)＋(−ｄ−θ)｝／２ ＝ −２ｄ／２ ＝ −ｄ 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。

【００４３】また、図１４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１３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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】このような問題を回避するための最も簡単
な方法は、図１３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１５を参照して説明する。

【００４７】図１５は、図１３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
１３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。

【００４８】図１５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１５の回路は、
図１３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１３の回路と同様に動作す
る。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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１５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１５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１５の回路５１及びセレクタ５５と図２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。

【００５２】図１６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。巻線部１０の２次巻線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１３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’＝sinθ・
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−sinθ・c
osωｔ＝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。

【００５３】図１６の実施例が図１３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
３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
等による巻線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１３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１６の実施例では、巻線部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。

【００５４】すなわち、検出回路部６０において、巻線
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。

【００５５】巻線部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。

【００５６】図１６の例の場合、巻線部１０の巻線イン
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１７の（ａ）に示すように、Ｙ２＝sin
（ωｔ−ｄ−θ）となる。この場合、巻線部１０の出力
信号Ａ，Ｂは、角度θに応じた振幅値sinθ及びcosθを
夫々持ち、図１７の（ｂ）に例示するように、Ａ＝sin
θ・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１７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Ｙ２
＝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。

【００５７】なお、巻線部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１３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、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
い多用途タイプのセンサ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
１３や図１６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１２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。

【００５８】上記例では、各出力信号Ｙ１，Ｙ２の位相
データＤ１，Ｄ２をディジタル演算し、位置検出データ
θをディジタル値で出力するようにしているが、これに
限らず、位置検出データθをアナログ値で出力するよう
にしてもよい。そのためには、求めた位置検出データθ
をＤ／Ａ変換すればよい。別の例としては、図２０
（ａ）に示すような回路によって、アナログ演算によっ
てアナログの位置検出データθを直接求めるようにして
もよい。ゼロクロス検出回路８０は、励磁用の１次交流
信号ｓｉｎωｔのゼロクロス（０度位相）を検出し、ゼ
ロクロス検出パルスＺＰを発生する。位相ずれ検出回路
８１は、出力信号Ｙ１＝ｓｉｎ（ωｔ＋θ）のゼロクロ
ス検出パルス（ラッチパルス）ＬＰ１と上記ゼロクロス
検出パルスＺＰの発生時間差＋θ（詳しくは＋θ±ｄ）
に相当する時間幅のゲートパルスを出力する。このゲー
トパルスを電圧変換回路８３に入力し、そのパルス時間
幅に相当する積分電圧＋Ｖθ（つまり位相量＋θ±ｄに
相当するアナログ電圧）を出力する。もう一方の位相ず
れ検出回路８２は、上記ゼロクロス検出パルスＺＰと出
力信号Ｙ２＝ｓｉｎ（ωｔ−θ）のゼロクロス検出パル
ス（ラッチパルス）ＬＰ２との発生時間差−θ（詳しく
は−θ±ｄ）に相当する時間幅のゲートパルスを出力す
る。このゲートパルスを電圧変換回路８４に入力し、そ
のパルス時間幅に相当する積分電圧−Ｖθ（つまり位相
量−θ±ｄに相当するアナログ電圧）を出力する。両電
圧＋Ｖθ，−Ｖθを加算器８５で加算し、その出力を割
算器８６で１／２として、その商を引算器８７で＋Ｖθ
から引けば、これらのアナログ演算器によって図１３の
演算器４９〜５２と同様の演算が行われることになり、
その結果として、アナログの位置検出データθを得るこ
とができる。

【００５９】図１８（ａ）の回路は、図１８（ｂ）のよ
うに簡略化することもできる。図１８（ｂ）では、出力
信号Ｙ１＝ｓｉｎ（ωｔ＋θ）のゼロクロス検出パルス
（ラッチパルス）ＬＰ１と出力信号Ｙ２＝ｓｉｎ（ωｔ
−θ）のゼロクロス検出パルス（ラッチパルス）ＬＰ２
との発生時間差２θに相当する時間幅のゲートパルスを
位相差検出回路８８から出力する。このゲートパルスを
電圧変換回路８９に入力し、そのパルス時間幅に相当す
る積分電圧（つまり位相量２θに相当するアナログ電
圧）を出力する。このようにして求めたアナログ電圧
は、温度等による誤差±ｄを除去したものであり、θに
も対応（比例）しているので、位置検出データθとして
そのまま利用することができる。

【００６０】上記各実施例では、磁気応答部材２２の１
ピッチｐの範囲内における直線位置ｘをアブソリュート
値で検出することができるものである。この１ピッチｐ
を越える直線位置ｘのアブソリュート値は、検出対象位
置が該１ピッチを越える毎に、適宜のカウンタにおいて
そのピッチ数を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、巻線部１０の出力信
号が１ピッチ範囲で１巡する毎に、可変磁気結合部２０
の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。別の例として、１ピッチｐの長
さの異なる２つの検出部を１つの可動部つまりロッド状
の可変磁気結合部２０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。勿論、検出対象の全移動
範囲が１ピッチｐの範囲内に収まる場合は、磁気応答部
材２２は１ピッチ（１サイクル）分のみ設けるだけでも
よい。

【００６１】更に別の実施例として、図１９に示すよう
に、図２に示したような巻線部１０とは別に、第２の巻
線部として軸方向に長い巻線９０，９１，９２を所定の
長い範囲Ｌ（磁気応答部材２２の１ピッチｐよりも長
い）にわたって設け、これらの巻線によって該範囲Ｌに
わたるアブソリュート位置を検出を行うようにしてもよ
い。この巻線構成は、１つの１次巻線９０と、２つの２
次巻線９１，９２とからなっている。図の例では、１次
巻線９０の外側に２次巻線９１が巻かれ、２次巻線９１
の外側に２次巻線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次巻線９１，９２は、同じ巻線
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、これらの巻線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２２を所定ピッチｐで繰り返し設けた
ロッド２１は、この範囲Ｌに侵入し、検出対象位置の動
きに連動して移動する。なお、この場合、ロッド２１は
エンドレスではなく、図示のように所定長を持ち、その
端部から巻線９０，９１，９２の範囲に侵入するような
格好となるものとする。明らかなように、この範囲Ｌに
おける磁気応答部材２２を搭載したロッド２１の侵入量
に応じて、巻線９０，９１，９２の磁気結合度が変化
し、該ロッド２１の侵入量すなわち検出対象位置に対応
する出力信号を２次巻線９１，９２から得ることができ
る。

【００６２】明らかなように、１つの２次巻線９１（又
は９２）からは、磁気応答部材２２を搭載したロッド２
１の侵入量、すなわち範囲Ｌ内の検出対象位置に対応す
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次巻線９１（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次巻線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。そのような欠点を改善するために、１次巻線９０に
対応して２つの２次巻線９１，９２を設け、これらの各
２次巻線９１，９２に対応してバランス用巻線部９３，
９４を夫々設け、各２次巻線９１，９２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。な
お、巻線部１０及び各巻線９０〜９４は、筒状のセンサ
ヘッド９５内に配置されており、該ヘッド９５の一端部
９５ａが開口していて、ロッド２１が侵入及び退出し得
るようになっている。

【００６３】図２０は、図１９の各巻線の接続例を示す
回路図である。各バランス用巻線部９３，９４は、夫々
１次巻線９３ｐ，９４ｐと２次巻線９３ｓ，９４ｓの対
からなる。各１次巻線９３ｐ，９４ｐは１次巻線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次巻線９１に対応するバランス用巻線
部９３の２次巻線９３ｓは、該２次巻線９１とは逆相に
接続される。他方の２次巻線９２に対応するバランス用
巻線部９４の２次巻線９４ｓも、該２次巻線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次巻線９１，９２の巻き数は同じであり、一方、バ
ランス用の２次巻線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、バランス用巻線部
９３，９４の位置までは、ロッド２１（すなわち磁気応
答部材２２）の先端は侵入しない。

【００６４】以上の構成により、検出範囲Ｌにおける巻
線９１，９２への磁性体（すなわちロッド２１に搭載さ
れた磁気応答部材２２）の侵入量に応じて、各２次巻線
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９
０度範囲の特性）を示すように、バランス用の２次巻線
９３ｓ，９４ｓの設定によって、調整することができ
る。例えば、巻線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、ｓｉｎα・ｓｉｎ
ωｔで示す）、巻線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・ｓ
ｉｎωｔ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９
０度程度の範囲である。これは、構造上、３６０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、９
０度以上の範囲に拡大することもできなくはないが、９
０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における検出対象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次巻線
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

【００６５】明らかなように、この出力信号Ｏ１，Ｏ２
は、前述の巻線部１０の２つの出力交流信号Ａ＝ｓｉｎ
θ・ｓｉｎωｔ，Ｂ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔと同じフォ
ームとなり、図１２乃至図１６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。勿論、αを
アナログ値で求めてもよい。

【００６６】こうして、検出対象範囲Ｌにおけるロッド
２１の現在位置を示すアブソリュートデータを位相角α
の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、巻線部１
０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巻線
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次巻線９１，９２から出力される信号Ｏ１，Ｏ
２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２２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。

【００６７】これによって、巻線部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、追加の巻線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、長い範囲にわたるアブソリュート位置
検出データを精密に得ることができる。なお、磁気応答
部材２２はロッド２１に沿って断続的に設けられている
ので、検出範囲Ｌにおける巻線９１，９２へのロッド２
１の侵入に伴う巻線９０，９１，９２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。

【００６８】なお、精密な検出分解能を要求しない場合
は、図１９の例において、巻線部１０を省略し、長い巻
線９０，９１，９２とそれに対応するバランス用巻線部
９３，９４のみを設けるようにしてもよい。図２１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２２を繰り返し設ける必要はなく、ロッド２１
そのものが１つの磁気応答部材（２２）であってよい。
すなわち、ロッド２１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（２２）となる。図
２１では、巻線部１０が省略された分だけ、各巻線９
０，９１，９２の長さＬ’が図２３の例よりも長くなっ
ている。その動作は、図１９，図２０を参照して説明し
たものと同じである。この構成は、長い範囲の位置検出
に限らず、短い範囲の位置検出にも適用できる。つま
り、図２１の長さＬ’の範囲が、図２の例の１ピッチｐ
と同程度の短い範囲であってもよい。長さＬ’を微小に
した場合も、図２１の構成を採用する場合は、磁気応答
部材２２のサイズを精密に形成する必要がないため、メ
リットが大きい。

【００６９】図２１のような巻線配置では、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〜９０
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２２は、この点を改善し、長
い範囲Ｌ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。勿
論、この場合も、上記と同様、検出範囲Ｌは、必ず長く
する必要はなく、図２の例の１ピッチｐと同程度の短い
範囲であってもよい。上記と同様に、長さＬを微小にし
た場合も、図２２〜図２４の構成を採用する場合は、磁
気応答部材２２のサイズを精密に形成する必要がないた
め、メリットが大きい。図２２において、センサヘッド
９５は巻線部１０を含み、その巻線部１０の構成は、後
述するような所定の配置からなる複数の１次及び２次巻
線を所定の検出範囲Ｌにわたって含んでいるものであ
る。ロッド９６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）。ロッド９６はそれ自体が上記磁気応答部材２２
に相当し、従って図１の可動部２０に相当する。センサ
ヘッド９５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ロッド９６の先端の進入位置に応じ
て得られるように、複数の巻線が、その巻数と巻方向が
適宜制御されて、設けられている。図２３（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２４（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、ロッド９６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２３（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、ロッド９６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２３（ｂ）は、
横軸正方向への磁性体の進入に伴い、図２３（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２３（ｃ）は、巻数Ｎの
４つの２次巻線１０１，１０２，１０３，１０４を図２
３（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センサヘッド９５を構成する例を示
している。各巻線１０１〜１０４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・ｓｉｎω
ｔ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。磁性体からなるロッド９６の先端が、一番
左側の２次巻線１０１から順に右方向に移動していく
と、２次巻線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２３（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２３（ｄ）は、２次巻線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、センサヘッド９５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次巻線を配置し、ｏマークのプロット点に対
応して巻数Ｎ／２の２次巻線を配置する。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２４（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
巻線配置を説明するものであり、図２３（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２４（ｃ）は、図２３（ｃ）と同
様に巻数Ｎの４つの２次巻線２０１，２０２，２０３，
２０４を配置する例を示し、図２４（ｄ）は、図２３
（ｄ）と同様に２次巻線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２４
（ｃ）の最左側に示すように補助の２次巻線２０５を付
加するものとする。この補助の２次巻線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、この補助巻線２０
５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２３
（ｃ）と図２４（ｃ）の巻線配置を採用した場合は、サ
イン出力用２次巻線１０１〜１０４とコサイン出力用２
次巻線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次巻線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次巻
線２０１〜２０４を配置すればよい。

【００７２】センサヘッド９５には、サイン出力用の２
次巻線１０１〜１０４とコサイン出力用の２次巻線２０
１〜２０４が夫々配置され、更に、適当な配置で（例え
ば各２次巻線に対応して）励磁用の１次巻線を配置して
１相の交流信号ｓｉｎωｔで励磁する。これによって、
図２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＝ｃｏｓ
θ・ｓｉｎωｔがセンサヘッド９５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次巻
線を各２次巻線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２３，図２４の（ｄ）の例の場合、Ｎ／
２，Ｎ，Ｎ／２の３つの２次巻線を例にとると、それぞ
れの中間に２個と両側に２個の、合計４個の１次巻線を
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。

【００７３】こうして、図２２〜図２４の例によれば、
長い範囲Ｌでのアブソリュート位置を１個の検出部（セ
ンサヘッド９５とロッド９６）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。ロッド９６は、柔軟性のない金
属棒で構成してもよい。あるいは、検出装置を超小型化
して構成する場合は、上述したように、ピアノ線のよう
な細い磁性体ワイヤを使用するとよい。なお、図２２の
例はセンサヘッド９５におけるリング状の巻線空間内に
ロッド９６が挿入されるような構造（つまり、各巻線の
軸方向がロッド９６の直線変位方向Ｘに一致している）
である。しかし、これに限らず、各巻線の軸方向が可変
磁気結合部２０の変位方向Ｘに直交するような関係であ
ってもよい。

【００７４】なお、上記各実施例において、巻線部１０
と磁気応答部材２２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１に示された巻線部１０において、１次巻線と２
次巻線の関係を逆にして、サイン相の巻線ＳＷ1とマイ
ナス・サイン相の巻線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
の巻線ＳＷ2とマイナス・コサイン相の巻線ＳＷ4を互い
に逆相のコサイン信号ｃｏｓωｔ，−ｃｏｓωｔによっ
て励磁し、巻線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。

【００７５】また、本発明に係る誘導型直線位置検出装
置におけるハードウェア面での新規な構成を採用して、
上述したレゾルバタイプとは別のタイプの検出方式、例
えば複数位相励磁タイプ（位相のずれた複数相の１次交
流信号で励磁するタイプ）や電圧検出タイプなど、で位
置検出処理を行うようにしてもよい。例えば、可変磁気
結合部２０についての新規な各構造は、どのようなタイ
プの検出方式を採用するものにおいても応用することが
できる。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位置検出装置を構成し
てもよい。勿論、可変磁気結合部２０の形状はロッド状
に限らず、どのような形状でもよい。また、位相検出回
路は、個別回路を組み合わせて構成するものに限らず、
ＣＰＵを使用してソフトウェア処理するようにしたもの
であってもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、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直線
位置検出が可能であるのみならず、微小範囲においても
高検出分解能である誘導型直線位置検出装置を提供し、
このような誘導型直線位置検出装置を使用して、高精度
な荷重計を提供することができる。また、検出部を１相
の交流信号によって励磁する構成とすることにより、励
磁回路の構成が簡単である、という利点を有する。ま
た、可変磁気結合部において、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、とい
う効果を奏する。また、１ピッチの直線変位を３６０度
フル回転の位相変化に換算して検出するため、微小変位
を高分解能で検出できる、という効果を奏する。

【００７７】また、本発明によれば、回転形の検出装置
として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）
を直線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直線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
ることができ、そのようなレゾルバタイプの位相検出回
路を使用することにより、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、極め
て有利である。

【００７８】また、本発明によれば、複数の２次巻線
が、磁気応答部材の１ピッチの範囲内において所定の間
隔で配置されるようにすることにより、巻線部全体のサ
イズを磁気応答部材の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、検出装置全体の構
成を小型化することに役立つ。また、同相の前記交流信
号によって励磁される複数の前記１次巻線が前記２次巻
線の中間の位置に分離して配置されるようにすることに
より、各１次巻線によって発生する磁界を個別の２次巻
線に対して有効に及ぼし、かつ磁気応答部材による磁場
への影響を有効に及ぼすことができるので、十分な検出
精度を確保することに役立つ。更に、実施例に示された
ような位相差検出演算手段を具備する発明においては、
上述したような種々の新規かつ優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る荷重計の一実施例を示す縦断面
図。

【図２】 図１の荷重計の検出部として適用できる誘導
型直線位置検出装置の一実施例を示す一部切欠き斜視
図。

【図３】 図２における巻線部の構成例を示す回路図。

【図４】 図２における可変磁気結合部の変更例を示す
斜視図。

【図５】 図２における可変磁気結合部の別の変更例を
示す斜視図。

【図６】 図２における可変磁気結合部の更に別の変更
例を示す側面略図。

【図７】 図２における可変磁気結合部の更に別の変更
例を示す側面略図。

【図８】 図２における可変磁気結合部の更に別の変更
例を示す一部断面側面略図。

【図９】 図２における巻線部の巻線配置の別の例を示
す略図。

【図１０】 図２における巻線部の巻線配置の更に別の
例を示す略図。

【図１１】 （ａ）は本発明に係る誘導型直線位置検出
装置における巻線部の別の配置例を示す概略斜視図、
（ｂ）は（ａ）における巻線部の各極の配置関係を示す
展開図。

【図１２】 本発明に係る誘導型直線位置検出装置に適
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１３】 本発明に係る誘導型直線位置検出装置に適
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１４】 図１３の動作説明図。

【図１５】 図１３の回路に付加される変更例を示すブ
ロック図。

【図１６】 本発明に係る誘導型直線位置検出装置に適
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１７】 図１６の動作説明図。

【図１８】 本発明に係る誘導型直線位置検出装置に適
用可能な位相検出タイプの測定回路の別の例として、ア
ナログ演算によってアナログの位置検出データを求める
構成例を示すブロック図。

【図１９】 本発明に係る誘導型直線位置検出装置にお
いて磁気応答部材の１ピッチを超える長い範囲の位置を
アブソリュートで検出するための別の実施例を示す軸方
向断面略図。

【図２０】 図１９における各巻線の接続例を示す回路
図。

【図２１】 比較的長い範囲にわたるアブソリュート位
置を検出しうるようにした、本発明に係る誘導型直線位
置検出装置の別の実施例を示す軸方向断面略図。

【図２２】 比較的長い範囲にわたるアブソリュート位
置を比較的高分解能で検出しうるようにした、本発明に
係る誘導型直線位置検出装置の更に別の実施例を示す概
略斜視図。

【図２３】 図２２のセンサヘッド内に設けるサイン関
数特性の出力信号を生じるための２次巻線の配置例と巻
数例を示す図。

【図２４】 図２２のセンサヘッド内に設けるコサイン
関数特性の出力信号を生じるための２次巻線の配置例と
巻数例を示す図。

【符号の説明】

１０ 巻線部 ＰＷ１〜ＰＷ5 １次巻線 ＳＷ１〜ＳＷ４ ２次巻線 １１〜１４ 極 １０１〜１０４ サイン用２次巻線 ２０１〜２０４，２０５ コサイン用２次巻線 ２０ 可動部（可変磁気結合部） ２１，２１０，９６ ロッド（又はワイヤ線） ２２ 磁気応答部材 ２１ａ 凹部 ４１，６０ 検出回路部 ９５ センサヘッド ３００ 検出部 ３０１ 荷重計 ３０２ ボール保持部 ３０３ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象たる荷重が加えられるボール部
   と、 このボール部を回転自在に保持するボール保持部と、 前記ボール保持部を弾性的に支持する支持部と、 巻線部及びこの巻線部に対して相対的に直線変位する磁
   気応答部材を含み、該巻線部と磁気応答部材の一方が前
   記ボール保持部に連動して直線変位するように配置して
   なる検出部とを具え、前記荷重に応答する変位を検出す
   る出力信号を前記巻線部から得るようにしたことを特徴
   とする荷重計。
2. 【請求項２】 前記検出部において、 前記巻線部は、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、直線変位方向に沿う所定の範囲
   内で各巻線が配置されており、 前記磁気応答部材は、直線変位方向に沿って所定のピッ
   チで繰り返し設けられて成り、少なくとも前記巻線部の
   配置された範囲内に１ピッチ分の該磁気応答部材が設け
   られており、 前記ボール保持部の変位に応じて該磁気応答部材の前記
   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弁シャフトの直線
   位置に応じて変化され、これにより、該ボール保持部の
   変位に応じて振幅変調された誘導出力交流信号が、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次巻線に誘起され、 前記各２次巻線に誘起される各誘導出力交流信号は、そ
   の電気的位相が同相であり、その振幅関数が前記磁気応
   答部材の繰り返しピッチを１サイクルとして周期的にそ
   れぞれ変化することを特徴とする請求項１に記載の荷重
   計。
3. 【請求項３】 ４つの前記２次巻線が設けられており、
   それぞれの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、にそれぞれ相当し、サイン関数とマイナ
   ス・サイン関数の誘導出力交流信号を合成してサイン関
   数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号を出力し、コサ
   イン関数とマイナス・コサイン関数の誘導出力交流信号
   を合成してコサイン関数の振幅関数を持つ第２の出力交
   流信号を出力するものであり、 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して
   なる請求項２に記載の荷重計。