JPS608728B2 - 変位センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微少な機械的変位を電気的信号として検出する
ための変位センサに関するもので、詳し〈は簡単な構成
で安価に得ることを目的とするものである。

従来、１側程度の微少な機械的変位を検出する場合、第
１図および第２図に示すような変位センサが用いられて
いた。

第１図に示す変位センサは、機械的変位をコイルのィン
ダクタンス変化として検出するものであり、図において
１は磁気コア、２はコイル、３は被検知体と前記磁気コ
ア１とを連結するロッド、４は交流信号源、５は固定抵
抗器、６は電気回路部で、前記固定抵抗器５の信号を増
幅検波するものである。

この変位センサでは、磁気コア１の変位によりコイル２
のィンダクタンスが変化し、固定抵抗器５に交流信号源
４の交流信号の変化が電圧信号として得られ、この信号
から電気回路部６で機械的変位に比例した直流電圧信号
が得られる。ところが、このような変位センサであると
、交流信号源４や複雑な回路構成の電気回路部６が必要
になり、高価となる欠点があった。

また、第２図に示す変位センサは、ポテンショメータを
使用した例であり、図において７はポテンショメータの
抵抗体、８はボテンショメータの摺動子、９はこの情動
千の支点、１川ま一端を被検知体に連結したロッドで、
このロッド１０の他端は前記槌勤子９に蝶番１１により
結合されている。

この第２図に示す変位センサでは蝶番１１から支点９ま
での長さより支点９から抵抗体７までの長さを大きくし
、ロッド１０の微少な機械的変位を拡大して抵抗体７と
摺動子８との接触位置を変化させることにより抵抗値変
化として検出するものである。

しかしながら、この変位センサの場合、第１図に示す変
位センサより簡単な構成である反面、抵抗体７と摺動子
８の接点との間の摩耗により寿命が短かいという欠点が
あった。

本発明はこのような従来の変位センサの持つ欠点を解消
し、簡単な構成で安価に得ることができ、しかも寿命も
長いという変位センサを得るもので、以下本発明の実施
例を示す第３図〜第９図の図面を用いて説明する。

第３図および第４図に本発明の一実施例による変位セン
サを示しており、図において１２は一端を被検知体に連
結したロッドで、このロッド１２の他端面には絶縁体１
３を介して抵抗体１４の膜が形成されている。

１５は前記ロッド１２の移動方向に位置し抵抗体１４表
面と対向する導電性弾性体で、この導電性弾性体１５表
面と前記抵抗体１４表面とは角度ａを持つて対向するよ
うに前記ロッド１２の端面が加工されている。

１６は前記抵抗体１４と導電性弾性体１５とから引出し
たりード線である。

ここで、本発明の変位センサでは、角度８を小さくすれ
ばする程、微少な機械的変位に対して精度の高い検出を
することができる。

ところで、本発明の変位センサでは、第４図に示すよう
にロッド１２が矢印Ａ方向に移動することにより、ロッ
ド１２先端面が導電性弾性体１５に少しづつ減り込み、
抵抗体１４はその導電性弾性体１５に接触している部分
Ｂと接触していない部分Ｃとに分かれる。

この時、角度８が小さければ、ロッド１２の移動量がわ
ずかでも、Ｂ部分の長さは大きく変化する。これによっ
てリード線１６間には、Ｃ部分の長さの分だけの抵抗が
接続されることになり、矢印Ａ方向への機械的変位が抵
抗値変化として変換されたこととなる。

なお、本発明においては、第５図に示すように導電性弾
性体１５の抵抗体１４と対向する部分を加工してその抵
抗体１４と導電・性弾性体１５とを角度８を持たせて対
向させてもよい。

第６図に本発明の他の実施例による変位センサを示して
おり、この実施例では、導電性弾性体１５表面と対向す
る先端面が外側に向って突出するく字形状のロッド１７
を用いたもので、く字形状の先端面の頂点を中心にして
左右対称でその左右の端面１７ａ，１７ｂは導電性弾性
体１５表面と同じ角度ａを持って対向している。

そして、そのロッド１７の端面１７ａ，１７ｂには絶縁
体１８を介して抵抗体１９の膜が形成され、端面１７ａ
側、端面１７ｂ側の抵抗体１９の端部からリード線２０
ａ，２０ｂが引出されている。ところで、第３図、第４
図および第５図に示す実施例の変位センサの場合、ロッ
ド１２にがたつきがあり、角度８が変化した場合には、
検出値に誤差が生じるという問題があるが、本実施例の
場合、ロッド１７にがたつきがあり、例えばロッド１７
の右側がプラス方向にずれた場合でも、左側が逆にマイ
ナス方向にずれるので、リード線２０ａ，２０ｂにより
左右の抵抗体１９は直接に接続されているため、互いに
そのずれを打ち消し合うこととなり、検出値に誤差が生
じることはない。

ところで、上記実施例では、いずれのものも機械的変位
を抵抗値変化として検出する例であるが、本発明におい
てはディジタル信号として検出することも簡単に実現す
ることができる。第７図および第８図にその場合の実施
例を示しており、図において２１は板状の絶縁体で、こ
の絶縁体２１表面には、複数個の独立電極２２が長手方
向に一列に形成され、この電極列と並設されて最尺の共
通電極２３が形成されている。

この絶縁体２１は、電極側を導電性弾性体１５に対向さ
せてその導亀性弾性体１５表面に対して角度８を持つよ
うに先端面を加工した。ッド１２をその先端面に固定さ
れている。２４は電気回路部で、前記独立電極２２およ
び共通電極２３がリード線２５により後続されている。

すなわち、この実施例では、ロッド１２が導電性弾性体
１５方向に移動し、例えば第８図に示すようにハッチン
グ部分において導電性弾性体１５と電気的に接触した場
合、そのハッチング部分に位置する独立電極２２と共通
電極２３とが接続されたこととなり、この所定の独立電
極２２と共通電極２３とを接続を電気回路部２４で適当
なディジタル符号として変換すれば、出力線２６からデ
イジタル出力を取出すことができる。

第９図に直接ディジタル符号が得られるようにした電極
パターンの例を示しており、この実施例では、電極幅、
電極間隔がそれぞれ異なる櫛形の電極２７，２８，２９
，３０を並設させて形成し、かつその電極２７，２８，
２９，３０の分離片２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａの
みが導体として露出するように絶縁皮膜３１をそれらの
電極２７，２８，２９，３０の所定の箇所に形成し、そ
してこの電極２７，２８，２９，３０各々に並設させて
４本の長尺の共通電極３２を形成したものであり、ディ
ジタル符号に対応した電極を形成しているのである。

すなわち、このような電極パターンとした場合、例えば
第９図のＡの位置まで導電性弾性体１５と接触し短絡さ
れている場合、電極２７と共通電極３２の間は導通、電
極２８と共通電極３２の間は導通、電極２９と共通電極
３２の間は不導通、電極３０と共通電極３２の間は不導
通となり、ロッド１２の変位に応じたディジタル符号を
得ることができるのである。

以上のように本発明による変位センサによれば、微少な
機械的変位を抵抗値変化として検出する場合には、（１
’構成が簡単で安価とすることができる、｛２１ 抵抗
体における摩耗がなく、長寿命である等の効果を得るこ
とができ、また機械的変位をディジタル信号として検出
する場合には、ｔ３｝Ａ／Ｄ変換器等の複雑な回路を使
用せずにディジタル信号に変換することができ、安価に
機械的変位ーディジタル符号変換を行なうことができる
、‘４１ 電極パターンによって種々のディジタル符号
を得ることができる等の効果を得ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従釆の変位センサを示す
概略構成図、第３図および第４図は本発明の一実施例に
よる変位センサを示す概略構成図、第５図〜第７図はそ
れぞれ本発明の他の実施例による変位センサを示す概略
構成図、第８図および第９図はそれぞれ第７図に示す実
施例における変位センサの電極パターンの例を示す平面
図である。 １２，１７・・・…ロッド、１４，１９・・…・抵抗体
、１５・・・・・・導電性弾性体、１６，２０ａ，２０
ｂ・・・・”リード線、１７ａ，１７ｂ・・・・・・端
面、２１・・・・・・絶縁体、２２・・…・独立電極、
２３，３２・・・・・・共通電極、２７，２８，２９，
３０・・・・・・電極。 豹１図第２図 第３図 豹４図 第５図 第６図 第７図 第８図 ※９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端を被検知体に連結したロツドと、このロツドの
   他端の先端面に固定した検知体と、前記ロツドの移動方
   向に位置し前記検知体と所定の角度を持って対向する導
   電性弾性体とからなり、前記ロツドの移動により前記検
   知体を導電性弾性体に滅り込ませて前記検知体と導電性
   弾性体との接触位置を変えることにより前記被検知体の
   変位を電気的信号に変換することを特徴とする変位セン
   サ。 ２ 検知体として抵抗体の膜を用い、この抵抗体と導電
   性弾性体とからリード線を引出したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の変位センサ。 ３ 検知体を固定するロツドの先端面を頂点を中心とし
   て左右対称のく字形状とし、この先端面に形成した抵抗
   体の膜の左右の端面部分からリード線を引出したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の変位センサ。 ４ 一列に配列した複数個の独立電極と、この独立電極
   に並設された共通電極とを絶縁体上に形成して検知体を
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の変位センサ。５ 絶縁体上にデイジタル符号に対応し
   て電極を形成して検知体を構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の変位センサ。