JPS5841368B2

JPS5841368B2 - ロツドの位置検出装置

Info

Publication number: JPS5841368B2
Application number: JP4572281A
Authority: JP
Inventors: 政仁奥田
Original assignee: Takuwa Corp
Current assignee: Takuwa Corp
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1981-03-28
Publication date: 1983-09-12
Also published as: JPS57161216A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は新規なロッドの位置検出装置に関し。

詳しくは、ロッドの外周を利用して装置を構成すること
によって、構造を単純化、小型化し、製作、設置費用等
の低減、設置のための占有空間の減少を図り、また、フ
ラップゲートの開度のように従来の形式のものでは検出
が困難であったものについてもこれを容易に為すことが
できるようにした新規なロッドの位置検出装置を提供し
ようとするものである。

第１図、第２図は従来の位置検出装置の一例を示す。

図中ａは水門の提体、ｂは水門の扉体である。

なお、矢印ＦＬは水流方向を示す。Ｃは測定板であり、
第２図に示されているように、扉体すの側端面ｄに扉体
すの移動方向、即ち、上下方向に沿うようにして取り付
けられており、その表面には複数条の被感応体配置帯域
ｅ、ｅ、・・・・・・が形成されそこにフェライトマグ
ネット等の被感応体が上下方向に断続的に配置されてい
る。

ｆは提体ａの壁面に取り付けられた固定台である。

ｇは本体であり、ローラｈ、ｈ、ｈ、ｈによって前記測
定板Ｃの両側面のレール部ｉ、ｉに着果され、そのスラ
イドアームｊが前記固定台ｆの案内板ｋに摺動自在に係
合され一定の位置を保つようにされている。

そして本体ｇの測定板Ｃに対向する面には前記被感応体
配置帯域ｅ、ｅ、・・・・・・に対応して複数の検知ヘ
ッド１，１．・・・・・・が取り付けられており、該ヘ
ッドで以って測定板Ｃの各被感応体配置帯域ｅ、ｅ、・
・・・・・の被感応体の有無を検知し測定板Ｃの位置（
扉体すの位置）を検出する。

而して、このような従来の検出装置では、扉体すの昇降
ストロークに対応した長さ１例えば３メートルとか４メ
ートルとかの長さの測定板Ｃを扉体すの側端面ｄ（又は
堤体ａの壁面）に取り付ける訳であるが１例えば位置の
検出精度を１０ミリメートルとか５ミリメートルとかに
するためにはそれだけビット数を増やす、即ち、被感応
体配置帯域ｅ、ｅ、・・・・・・の数を多くしなければ
ならず。

自ずから測定板Ｃの幅（第１図に於いて上下方向）が大
きくなり、それだけ広い取付空間が必要となり、また、
装置自体も大きなものとならざるを得ない。

また、このような形式の装置では、第３図に示すフラッ
プゲート１のように、ヒンジ２を支点として回動するも
のの開度（角度）を図るのは困難である。

（支点に角度検出器を取り付ける方法も考えられるが、
フラップ１の下流側端縁３の微妙な位置の変化を正確に
検出しようとすれば自ずから装置を精密にしなければな
らず経済的に不利である。

）本発明ロッドの位置検出装置はこのような問題に鑑み
て為されたものであり、ロッドの外周にその軸線の方向
に延びる被感応体配置帯域を複数条設定し、フェライト
マグネット、金属その他の被感応体を該被感応体配置帯
域に配置し、そして、該被感応体配置帯域の夫々に対応
する複数の検知素子をロッドの周りに配置して該夫々の
検知素子によって夫々の被感応体配置帯域の被感応体の
有無を検知し、以ってこれら検知素子を支承した部材に
対するロッドの位置を検出するようにしたことを特徴と
する。

以下本発明ロッドの位置検出装置の詳細を第３図〜第７
図に示す実施例、即ち、水門のフラップゲートの開度を
検出する装置として本発明を実施した場合の実施例に基
いて説明する。

先ず第３図に従って大略を説明する。

図中４は河口堰等のメインゲートである。

なお、矢印ＦＬは水流の方向を示す。

フラップゲート１は水流ＦＬに直交する方向に長く延び
、上流側端縁が前述のようにヒンジ２を介してメインゲ
ート４の上面に取り付けられ１図示しない油圧シリンダ
によって該ヒンジ２を軸として回動し、水面５は該フラ
ップゲート１の下流側端縁３の高さに追随して上下する
。

６はブラケットであり、メインゲート４の側面の上部に
突設されている。

７は該ブラケット６の上に固定された断面長方形の支持
枠であり、該支持枠７の開口に合わせブラケット６には
角孔（図示せず）が形成されている。

８はステンレス製ガイドシリンダーであり、その上部は
ブラケット６の角孔および支持枠Ｔ内を貫通してブラケ
ット６の上方へ突出され、その上端に近いところに互い
に反対方向に突設された支持ピン９，９によって支持枠
７に支承され、水流ＦＬ力方向沿う垂直面内で回動自在
であるようにされている。

１０はガイドシリンダー８に挿通されているステンレス
製スライドロッドであり、その上端１１はフラップゲー
ト１の側端面１２の中間部に回動自在に連結されフラッ
プゲート１の回動に従ってガイドシリンダー８内を摺動
するようになっている。

１２は位置検出部で、ガイドシリンダー８の中間部に設
けられており、ガイドシリンダー８に対するスライドロ
ッド１０の位置を該位置検出部１３で検出しフラップゲ
ート１の開度（角度）を検出するようにされている。

以下第４図〜第７図によって更に詳細に説明する。

第４図において８は前述のガイドシリンダー１０はスラ
イドロッド、７は支持枠、１３は位置検出部である。

支持枠７は前述のとおり断面形状で長方形をなしており
、第５図に示すように、一方の開口縁に互いに反対方向
にフランジ１４．１４が突設されており、該フランジ１
４．１４にはボルト挿通孔１５，１５，１５，１５が穿
設されている。

そしてメインゲート４のブラケット６にもこれに対応し
たボルト挿通孔（図示せず）が穿設されており、支持枠
７は該ボルト挿通孔１５，１５゜１５．１５に挿通され
たボルト１６，１６，１６゜１６及びこれに螺合された
ナツト１７，１７，１７゜１７によりブラケット６に固
定されている。

そして前述のように、ガイドシリンダー８の上端に近い
位置に互いに反対方向に突設されているピン９゜９が該
支持枠７に係合されガイドシリンダー８は水流ＦＬ力方
向沿う垂直面内で回動自在であるようにメインゲート４
に支持されている。

また、スライドロッド１０にはその下端及び中間部にテ
フロン（商品名）製のスリーブ１８．１８が嵌着され、
該スリーブのｉａ、ｉａ外周面がガイドシリンダー８の
内周面に摺接することによってスライドロッド１０はガ
イドシリンダー８内を摺動するようになっている。

１９はＡＢＳ樹脂製の被感応体配置用基筒であり、スラ
イドロッド１０の前記スリーブ１８．１８の間のロッド
の外周部分に外嵌状に固定されている。

被感応体配置用基筒１９の表面にはスライドロッド１０
の軸線の方向に１２条の被感応体配置帯域２０１，２０
゜、・・・・・・２０□２が設けられ夫々に所定の間隔
及び長さで凹部２１゜２１、・・・・・・が開設されそ
こにフエライトマグネツ）２２，２２．・・・・・・が
埋め込まれている。

なおここに被感応体配置帯域とは被感応体（ここではフ
ェライトマグネット）を配置すべき帯域という意味の観
念的なものであって前記フェライトマグネット埋込用凹
部２１，２１．・・・・・・そのものを指すものではな
い。

そして、これら被感応体配置帯域２０１．２０□・・・
・・・・・・２０１□へのフエライトマグネツ）２２，
２２・・・・・・の配置は第６図に示すようにされてい
る。

即ち１本実施例ではスライドロッド１０のストローク、
例えば２メートルの長さを１２ビツトの交番２進符号で
表わすべく４０００の区分に分け、１区分の長さは５ミ
リメートルとしている。

そして例えば基準位置（第６図ロツド位置「０」）から
２５ＧｒＩＬの位置は１２ビツトの交番２進符号で表わ
せば「０００００００１０１０１ｊとなる。

そこで該符号における「１」がフェライトマグネット２
２有り、「Ｏ」がフェライトマグネット２２無しと定め
、第６図に示すように、基準点から２５（：ＩｒＬの位
置では第１．第３、第５感応体配置帯域２０□、２０３
，２０．にのみフェライトマグネットを配置する。

他の位置についても同様で、その位置を表わす符号中「
１」となっているビットに対応した被感応体配置帯域２
０にフェライトマグネット２２を配置する。

なお、第６図から判るように、上位のビットに対応する
被感応体配置帯域２０はとフェライトマグネット２２が
連続する長さは長くなる。

従って実施にあたっては最初からそれぞれの長さのフェ
ライトマグネット２２を用意しておいてこれを夫々の被
感応体配置帯域２０１，２０□、・・・・・・２０１□
に配置しても良いし、あるいは、単位長さく例えば１０
ミリメートル）のフェライトマグネットを用意しておい
てこれをつなぎ合わせるように配置しても良い。

２３は位置検出部１３のケースである。

該ケース２３はステンレス製で、ガイドシリンダー８に
密着外嵌される内筒２４と、該内筒２４の一方の端縁に
一体的に取り付けられたフランジ状側板２５と、内筒２
４より一回り大きくされ該側板２５にその一方の端縁が
固着された外筒２６とから成り、内部にドーナツ状空間
２７が形成されるようにされている。

２８はガイドシリンダー８に固定された取付環であり、
そのケース２３側の端縁には取付フランジ２９が一体的
に設けられている。

モして３０は取付フランジ２９のケース２３側の面に取
着された抑え環、３１はケース２３の外筒２６の内周面
の開口部から稍々中に入ったところに設けられた環状受
座である。

そしてケース２３は、その内筒２４の開口側端縁３２が
前記抑え環３０とガイドシリンダ−８外周との間の溝に
嵌合するように、また前記環状受座３１と外筒２６内周
面によって形成された段差部に取付フランジ２９の周縁
部３３が嵌合するように、取付フランジ２９に取着され
、そして該フランジ２９の挿通孔３４゜３４、・・・・
・・に挿通され環状受座３１の螺孔に螺合された取付ネ
ジ３５，３５．・・・・・・によって該フランジ２９に
固定されている。

なお、ケース２３内を水密にするため環状受座３１と取
付フランジ周縁部３３との間にはシートバンキング３６
が、また、内筒２４の開口側端縁３２の外周面と取付フ
ランジ２９の抑え環３０内周面との間にも０リング３７
が夫々介在せしめられている。

３８□、３８□・・・・・・３８□２は検知素子であり
、ケース２３の内筒２４に前記スライドロッド１０の外
周に形成された被感応体配置帯域２０１，２０□・・・
・・・２０．２に夫夫対応するように取付けられている
。

本実施例では被感応体としてフェライトマグネット２２
，２２゜・・・・・・を使用しているのでこれに対応し
て検知素子３８１．３８２．・・・・・・３８１□には
ホール素子が使用されている。

而して各検知素子３８１，３８２．・・・・・・３８□
２の出力電圧はその直下にある被感応体配置帯域２０□
。

２０□、・・・・・・２０１□のフェライトマグネット
２２゜２２、・・・・・・の有無により変化する。

前述のとおり。スライドロッド１０の各位置はその位置
の各被感応体配置帯域２０□、２０□、・・・・・・・
・・２０□２のフェライトマグネット２２、２２、
・・・・・・・・・の有無によって表現されている。

従って各検知素子３８１゜３８□、・・・・・・３８□
２の出力電圧の高低によって構成される１２ビツトの交
番２進符号はスライドロッド１０の現在位置を表わして
いることとなる。

本実施例の場合、スライドロッド１０はフラップゲート
１と連結されていてその回動に従ってガイドシリンダー
８内を摺動するようにされているから、各検知素子３８
１，３８２．・・・・・・３８１□の出力電圧の高低で
構成される１２ビツトの交番２進符号によりフラップゲ
ート１の現在の開度を知ることができる。

以上説明したように、本発明ロンドの位置検出装置では
、ロンドの外周を活用して装置を構成して移動するロン
ドの位置を検出するようにしている。

従って従来のものに比べ構造が極めて簡単かつ小型で設
置のための空間が少なくて済み５従来のものでは検出す
るのが困難であったフラップゲート等回動するものの位
置も正確に検出することができる。

また、ロンドの外周に沿うような形で装置が構成されて
いるので従来のものに比べ外部へ突出する部分が少なく
、水門等、漂流物の多い場所に使用しても該漂流物がか
らまったり、衝突したりして検出動作に支障をきたすよ
うなことも少ない。

そして特に１本実施例におけるフラップゲート、あるい
は、建設機械、工作機械等いろいろな場面においてロッ
ドによって移動されるようにされているものについてそ
の位置を検出しようとする場合、当該操作用ロッドの外
周を活用して本発明を実施することとすれば９位置を検
出する装置のための空間を別個に用意する必要もなく、
当該装置等をそれだけコンパクトにすることができる。

なお、本実施例ではＡＢＳ樹脂製の被感応体配置用基筒
１９に凹部２１，２１．・・・・・・を形成しフェライ
トマグネット２２，２２．・・・・・・等の被感応体を
埋め込むようにしたが、フレキシブルな基板に予じめ被
感応体を配置しておいてこれをロッドの外周に巻着する
ようにすることもできる。

第８図、第９図はそのようなフレキシブルな基板の例３
９を示す。

図中４０は合成樹脂製ベースフィルムである。

該ベースフィルム４０の上には前述の場合と同様に被感
応体配置帯域４１１，４１２゜・・・・・・４１１２が
設定され、薄膜状にされたフエライマグネッ）４２，４
２．・・・・・・がそれぞれに所定の長さ間隔で配置さ
れている。

そして、その上かオーバーレイ４３が施され、これによ
って薄膜状フェライトマグネット４２，４２．・・・・
・・はベースフィルム４０とオーバーレイ４３との間に
密閉状に配置されることとなる。

このようなフレキシブルな基板３９を用いる場合には−
例えばその裏面４４に接着剤を塗布する等してスライド
ロッド１０の外周面に固定すれば良い。

この手法によれば製作、設置等が極めて簡単になるだけ
でなく、既存のロッドにも簡単に本発明装置を取り付け
ることができるようになる。

なお又、実施例にあってはケース２３をガイドシリンダ
ー８の外周に固定し、スライドロッド１０はガイドシリ
ンダー８内を摺動するようにされているが、ケース２３
の内筒２４．即ち、検知素子３８１，３８２．・・・・
・・３８１２を支持する部材そのものが、被感応体配置
帯域２０１，２０□、・・・・・・２０□２の上を摺動
するよう（こしても良い。

そして又、本実施例ではスライドロッド１０は断面円形
であるが、三角形、四角形、その他任意の断面形状であ
って良い。

更に又、被感応体配置帯域２０はスライドロッド１０の
全周に亘って等間隔に設定しても良いし。

外周の一部を残して設定するようにしても良い。

なお又１本実施例では各被感応体配置帯域２０１゜２０
□、・・・・・・２０，２に被感応体たるフェライトマ
グネット２２、２２、・・・・・・を断続して配置
することとしているが、例えば磁気テープを連続的に配
置しておき、磁化の方向を断続的に変化させるようにし
ても良い。

そして尚１本実施例では被感応体としてフェライトマグ
ネット、検知素子としてホール素子を使用しているが１
例えば被感応体として金属板（箔）を使用し検知素子に
は金属探知ヘッドを使用する等、被感応体及びこれを検
知する素子に何を使用するかは任意である。

なお、検知素子を金属探知ヘッドとし前述のフレキシブ
ルな基板を印刷回路板製作の技術を使用して製作するこ
ととすれば製作、設置のコストを更に低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の位置検出装置の一例を示し、
第１図は平面図、第２図は正面図、第゛３図乃至第７図
は本発明ロッドの位置検出装置の実施の一例を示し、第
３図は本発明装置を河口堰のフラップゲートの開度検出
に使用した状態を示す側面図、第４図は本発明装置の一
実施例を示す縦断面図（スライドロッドの部分は軸線を
境にしてその一方を切欠いて示す）、第５図は第４図の
Ｖ−ｖ線に沿う断面図、第６図は被感応体を配置した基
筒の一部を示す展開図、第７図は第４図の■−■線に沿
う断面図、第８図及び第９図は被感応体を配置したフレ
キシブルな基板の一例を示し、第８図は一部の平面図、
第９図はその横断面図である。符号の説明、１０・・・・・・ロッド、２０・・・・・
・被感応体配置帯域、２２・・・・・・フェライトマグ
ネット、２４・・・・・・検知素子を支承した部材、３
８・・・・・・検知素子。

Claims

【特許請求の範囲】

１ロッドの外周にその軸線の方向に延びる被感応体配
置帯域を複数条設定し、フェライトマグネット、金属そ
の他の被感応体を該被感応体配置帯域に配置し、モして
該被感応体配置帯域の夫々に対応する複数の検知素子を
ロッドの周りに配置して該夫々の検知素子によって夫々
の被感応体配置帯域の被感応体の有無を検知し、以って
これら検知素子を支承した部材に対するロッドの位置を
検出するようにしたことを特徴とするロッドの位置検出
装置。