JPS58208601A - 位置感知器 - Google Patents

位置感知器

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JPS58208601A
JPS58208601A JP58081603A JP8160383A JPS58208601A JP S58208601 A JPS58208601 A JP S58208601A JP 58081603 A JP58081603 A JP 58081603A JP 8160383 A JP8160383 A JP 8160383A JP S58208601 A JPS58208601 A JP S58208601A
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JP
Japan
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coil
piston
cylinder
signal
sensor
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JP58081603A
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English (en)
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エウジエニオ・エスピリツ・サント
ケリ−・オツトマ−・バンク
ガリ−・レイモンド・ブル−ム
ダグラス・ジヤコブ・クラ−グ
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2046Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、可変トランス型位置感知器を備える流体モー
タやアクチュエータに関する。
従来技術 組込式位置感知エレメントを備えるピストン・シリンダ
装置のような流体モータを作る試みは数多く行われてい
る。そのような多くのモータは可変抵抗すなわちポテン
ショメータ式感知エレメントを有している。そのような
感知エレメントは、抵抗エレメントとワイパエレメント
のような相対的に可動な接触エレメントを有している。
従って、そのような感知エレメントは摩耗や機械的振動
による作動不良が生じる。また、そのようなモータは感
知装置として可変自己インダクタンスを有する単一のコ
イルを利用するようになっている。しかしそのような自
己インダクタンス型感知器は、(コイルの抵抗を変える
)温度変化によって、また、(コイル内部の透磁性を変
える)加圧液体内の磁性不純物によって線形性が損われ
る。また、感知器として可変トランスを利用することも
行われている。しかし、l乃至10インチの行程を有す
る通常の液圧シリンダの行程範囲内の変位を測定するこ
とができろLVDT等の代表的可変トランスは非常に高
価である。従って、小型で低価格のLVDTを、大きな
変位を測定するために、ばね式連結具やねじ式連結具の
ような動作減少連結具とともに使用している。そのよう
な動作減少連結具は摩耗、温度変化、機械的応力の影響
を受ける。そのような連結員はまた、シリンダ内のピス
トンの動きに基づき、抗力であるばねや摩擦により起さ
れろ力を生じる。従って、線形応答性を有し目つ摩耗、
振動、温度変化に余り影響を受けない組込式位置感知器
を備えろ液圧アクチュエータを提供することが望まれる
発明の摘要 本発明は上記の点に鑑み、機械的摩耗を受けず、磁性不
純物や温度の変化及び機械的にまた液圧的に起されろ振
動に対して余り影響の受けない、線形応答特性を有する
位置感知器を備える流体モータを提供することを目的と
している。
本発明に係る流体モータは、シリンダ及び該シリンダ内
を往復動するように取り付けられたピストン及びピスト
ンロッドを有している。ピストン及びピストンロッドの
中心には盲孔が設けられろ。
1次及び2次コイルが、シリンダに対して固定され1孔
内に伸びる中空円筒支持管上に取り付けられる。2つの
2次コイルがあり、それらは長さが等しくなく且つそれ
ら2つのコイルの長さの和が1次コイルの長さに実質的
に等しい。上記支持管内にはピストン及びロッドと一縮
に動くようにされたコアが設けられる。そしてシリンダ
内のピストンの相対的位置の線形性表示を与える第2コ
イルの電圧比を表わす出力信号を出す回路が設けられる
実施例の説明 以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明するO 第1図に示すように、本発明に係る流体モータlOはシ
リンダ12と、該シリンダ内で往復動するピストン14
及びロッド16を有している。ピストン14及びロッド
16内には段付盲孔17が軸線方向で伸びている。シリ
ンダ12のヘッド端にあるハウジング18は中空円筒コ
イル支持管22の一端を固定支持する部材20を螺子受
けしており、支持管22はグラス・強化エポキシのよう
な電気絶縁材から作られている。管22は第2図に最も
良く示すようにその外面に軸線方向で伸びる溝24を有
している。管22は、モータ10が完全に引き込まれた
ときに盲孔17の大径部をほとんどt4j。管22及び
孔17は、モータ10が完全に伸張したときに、肯22
の一部がピストン14内に伸びろ1うVこされる。
磁性鋼コアロッド26が盲孔17の小径部内に圧力ばめ
されており、ピストン14の端面30に隣接する端部2
8まで伸びている。単層コイルが管22の周面上に32
で示した位置から管22の端部34まで、2本のワイヤ
を単層状に巻ぎ付けた態様で形成されている。2本線巻
単層コイルのワイヤの一方は連続的に当該コイルの全長
にわたり伸び3コイルトランスの一次コイル52を形成
している0他のワイヤは2つのコイルに分かれており、
一方のコイルは位置32から位置36まで伸びており、
以下においてこれを変位コイル54と称する。他方のコ
イルは位置36から管22の端部34まで伸びており、
以下においてこれを基準コイル56と称する。これらコ
イルへのリード線は溝24を通されるが、第2図にはそ
れが示されていない。
以上の記載から次の関係がわかる。変位コイル54は位
置32から36まで伸びており、ピストン140行程よ
り長い。基準コイルは36カラ34まで伸びており、シ
リンダ12に対するピストン14及びロッド16の位置
に関係なく、コア26の少(とも1部によって全体的に
貫通されでいる。
二次コイル54と56との間の分割部分36は、両コイ
ルの全長を(位置32から34へ伸びている)−次コイ
ルの長さに実質的に等しい長さに保ちながら両コイルの
相対的長さを変えるために、種々の位置に圧切部分を設
けることができる。満足な操作は変位コイル54対基準
コイル56の比が約4.75 : 1から約7;1にお
いて得られる。コイルの端部32はコア26の端部28
を越えた位置にある。
8インチ(20,:3センチ)の行程の第1図に示した
ような流体モータに対しては以下のような寸法が適正で
あるとわかったが、これらは例示にすぎない。位f! 
32 + 28間の間隔は%インチ(127センチ)、
位置32.36間の間隔は10インチ(25,4センチ
)、そして位置36.34間の間隔は1.5インチ(3
,81センチ)である。
第3図は、−次コイルを励起し、変位コイル54及び基
準コイル56の電圧から1つの位置を表わす信号を生じ
る回路50を示している。この回路は、コイルに対する
コア26の位置に応じて約75乃至150ミリアンペア
に変わる電流で約10ボルトのピーク間ピーク電圧の正
統波AC信号を二次コイル52へかける正統波信号発生
器58を含んでいる。汎用のAC−DCコンバータ60
が変位コイル54及び基準コイル56の圧絞波電圧をそ
れぞれDC電圧V d s p及びVref[変換する
。電圧Vrefはアナログ−ディジタルコンバータ62
のVr入力端子に入力される。電圧Vd5pはコンバー
タ62のVjm入力端子に入力される。5−10キロヘ
ルツの矩形波クロック信号がコンバータ62、のクロッ
ク入力端子Cへ入力される。コンバータ62はそのIl
o  出力端子に、電圧Vref に対する電圧V d
 s pO比に比例する一連のディジタル出力信号VO
を発生jる。このディジタル信号■0はシリンダ12内
のピストン14の位置に対して望ましい線形性を有し、
流体モータ10の位置を正確に表わす。変位コイル54
及び基準コイル56の電圧の温度や不純物により起され
る変化は比率電圧Voを作る除法によって除去される。
従って、出力Voは温度や不純物から実質的に影響を受
けない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る位置感知流体モータの断面図; 第2図は、第1図の2−2線断面図; 第3図は、紀1図の位置感知流体モータとともに使用す
る回路の図;である。 10・・・・ モータ;   12・・・・ シリンダ
;14・・・・ ピストン;  26・・・・ コア;
52・・・・ −次コイル; 54.56・・・・ 二次コイル。 特許出願人  ディー了・アンド・カンパニーr″−−
”] (外4名) F/θ、3

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相対的に可動な一対の部材の相対的位置を感知す
    るための位置感知器において、 上記部材の一方に固定されたコイルアセンブリで、−次
    コイル及び一対の二次コイルを有し、二次コイルは相互
    に異る長さを有し、二つの二次コイルの長さの合計が一
    次コイルの長さに実質的に等しくされたコイルアセンブ
    リと、 他方の部拐に固定されてコイルアセンブリに対して相対
    的に往復動可能な強磁性材からなるコアと、 一次コイルに励起信号を加え、励起された二次コイルに
    より二次コイルに信号を誘起させる手段と、 二次コイル内に誘起された信号の比を表わす出力信号を
    生じろ手段と、を有する位置感知装置。
  2. (2)流体シリンク゛及び該シリンダ内で一定の行程長
    にわたり往復動するピストンを備える液圧モータにおい
    て使用されるモータ位置感知器であって、シリンダ及び
    ピストンの一方に固定された、−次コイル及び一対の二
    次コイルを有しているコイルアセンブリと、 シリンダ及びピストンの他方に固定され、上記コイルア
    センブリ内に往復動可能に受は入れられたコアと、 を有し、上記コイルアセンブリとコアとが相互作用して
    シリンダ及びピスト/の相対的位置を表わす信号を生じ
    るようにしたモータ位置感知器。
  3. (3)二次コイルの一方が上記行程表より長く、他方の
    二次コイルより少くとも6倍長くされ、−次コイルが両
    方の二次コイルの長さを合せた長さに実質的に等しい長
    さを有している特許請求の範囲第2項に記載の感知器。
  4. (4)上記一方の二次コイルが、シリンダ内でのピスト
    ンの位置に関係なく、コアの少くとも一部によって少く
    とも部分的に貫通されており、他方の二次コイルが、シ
    リンダ内でのピストンの位置に関係なくコアによって貫
    通されている特許請求の範囲第3項に記載の感知器。
  5. (5)一方の二次コイルが、シリンダ内でのピストンの
    位置に関係なくコアによって貫通されている特許請求の
    範囲第2項に記載の感知器。
  6. (6)−次コイルに励起信号を加え、二次コイルからの
    信号を液圧モータの位置を表わす出力信号に変換する回
    路を有する特許請求の範囲第2項に記載の感知器。
  7. (7)  コイルアセンブリが、シリンダに固定された
    一端を有する中空円筒状コイル支持体を有し、上記−次
    及び二次コイルが該支持体のまわりに巻かれている特許
    請求の範囲第2項に記載の感知器。
  8. (8)上記回路が、−次コイルに正絃波励起信号を加え
    て一次コイルが上記一対の二次コイル内に二次正統波信
    号を誘起させろようにする手段と、二次正絃波コイル信
    号を一対の対応するDC信号に変換する変換手段と、D
    C信号を変換してDC信号の比を表わす出力信号に変換
    する手段とを有する特許請求の範囲第6項に記載の感知
    器。
  9. (9)上記コイルアセンブリ及びコアが、シリンダ及び
    ピストンの中心軸線に沿って位置決めされている特許請
    求の範囲第2項に記載の感知器。
  10. (10)上記コイルアセンブリが、上記行程長より長い
    軸方向長さを有している特許請求の範囲第2項に記載の
    感知器。
JP58081603A 1982-05-10 1983-05-10 位置感知器 Pending JPS58208601A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37647682A 1982-05-10 1982-05-10
US376476 1989-07-07

Publications (1)

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JPS58208601A true JPS58208601A (ja) 1983-12-05

Family

ID=23485174

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JP58081603A Pending JPS58208601A (ja) 1982-05-10 1983-05-10 位置感知器

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EP (1) EP0095267B1 (ja)
JP (1) JPS58208601A (ja)
AR (1) AR242448A1 (ja)
AT (1) ATE19134T1 (ja)
AU (1) AU1429683A (ja)
BR (1) BR8302420A (ja)
CA (1) CA1196708A (ja)
DE (2) DE95267T1 (ja)
DK (1) DK207883A (ja)
ES (1) ES8500396A1 (ja)
ZA (1) ZA833291B (ja)

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DE3362882D1 (en) 1986-05-15
AU1429683A (en) 1983-12-15
DK207883A (da) 1983-11-11
ES522204A0 (es) 1984-10-01
EP0095267B1 (en) 1986-04-09
ES8500396A1 (es) 1984-10-01
CA1196708A (en) 1985-11-12
EP0095267A1 (en) 1983-11-30
ATE19134T1 (de) 1986-04-15
BR8302420A (pt) 1984-01-10
AR242448A1 (es) 1993-03-31
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