JPS63238415A

JPS63238415A - シリンダ装置のストロ−ク検出装置

Info

Publication number: JPS63238415A
Application number: JP7228287A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Hashimoto; 久儀橋本; Morio Tamura; 田村　盛雄
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-10-04

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】（産業上の利用分野）本発明は、例えばシリンダ装置のビストンストロークを
検出するのに用いて好適なシリンダ装置のストローク検
出装置に関し、特に、磁歪効果を利用して、検出性能を
向上させるようにしたシリンダ装置のストローク検出装
置に関する。

（従来技術）例えば、建設機械等に設けられるシリンダ装置を自動制
御によって作動させる場合には、ピストンのストローク
を検出するストローク検出装置が必要となる。

そこで、第１８図に従来技術によるシリンダ装置のスト
ローク検出装置を示す。

図において、ｌはシリンダ装置の本体を構成するチュー
ブを示し、該チューブｌはアルミニウムまたはステンレ
ス等の全屈材料によって筒状に形成され、その両端はへ
ラドカバ−２とロッドカバー３とによって施蓋されてい
る。そして、該チューブｌ内にはピストン（図示せず）
が摺動可能に設けられ、該ピストンはチューブｌ内に外
部から供給される油圧力により、該チューブｌ内を摺動
変位するようになっている。４は一端がピストンに固着
され、他端がロッドカバー３を介してチューブｌ外に突
出したロットな示し、該ロッド４の突出端には取付アイ
４Ａが一体的に設けられ、該取付アイ４Ａはロッド４と
共にピストンの変位に応じて図中左、右に可動となって
いる。

５は取付アイ４Ａに一体に設けられたピン状の取付金具
、６はチューブ１の外周側に設けられた巻取り装置を示
し、鎖巻取り装置６にはワイヤ７が巻取り、巻出し可能
に巻回され、該ワイヤ７の先端は取付金具５に固定され
ている。そして、鎖巻取り装’Ｈ６はロット４の変位に
応じて回転し、ワイヤ７の巻取りまたは巻出しを行うよ
うになっている。また、鎖巻取り装置６には巻取り装置
６の回転量をブラシ等によって検出する接触式のロータ
リエンコーダ（図示せず）が内蔵され、該ロータリエン
コーダはロッド４の変位量、即ちピストンのストローク
量を巻取り装置６の回転量として後述のカウンタ８に出
力するようになっている。

８は巻取り装置６のロータリエンコーダと接続されたカ
ウンタ、９は該カウンタ８と接続された電圧変換器を示
し、該変換器９は巻取り装置６のロータリエンコーダか
らカウンタ８に出力された回転量信号を電圧に変換して
、制御装置（図示せず）等に出力するようになっている
。

従来技術によるシリンダ装置のストローク検出装置は上
述の如き構成を有するもので、外部からチューブ１内に
圧油を給排すると、この油圧力によって該チューブｌ内
をピストンが摺動して、ロット４が変位（伸縮）し、巻
取り装置６からワイヤ７が巻出し１巻取りされ、鎖巻取
り装Ｎ６が回転する。そして、鎖巻取り装置６に内蔵さ
れたロータリエンコーダ°は鎖巻取り装置６の回転量を
検出して、これをカウンタ８を介して電圧変換器９に出
力し、該変換器９の電圧信号に基づいてピストンのスト
ロークが逐次検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然るに、上述した従来技術では、巻取り装置６の回転量
を検出するロータリエンコーダがブラシ等を用いた接触
式の検出器によって構成されているから、該ロータリエ
ンコーダのブラシ部分等は巻取り装置６の回転を繰返す
うちに摩耗等が生じる上に、振動や衝撃等に弱く、耐久
性を向上できないという欠点がある。、また、巻取り装
置６等はチューブｌの外周側に径方向に突出して設けら
れるから、シリンダ装置の実装時に組付は上の制約があ
るばかりでなく、外部の障害物や岩石等によって破損さ
れ易い等の欠点がある。

一方、第１９図に示す如く、チューブｌの外周側に筒体
１１を取付け、ロッド４の取付アイ４Ａに取付金具１２
を介して取付けたシャフトｌ３を筒体１１内で摺動させ
、該シャフト１３と筒体１１との間にポテンショメータ
を形成することによって、ロッド４、即ちシャフト１３
の変位量を検出し、これを電圧変換器１４へと出力する
−ようにした他の従来技術も知られている。

しかし、この場合ても、シャフト１３が筒体１１内を摺
動変位する接触式の検出器を用いている上に、該シャフ
ト１３や筒体１１等は外部に突出しているから、耐久性
が悪く、破損事故が起き易いという欠点がある。

本発明は上述した各従来、技術の欠点に鑑みなされたも
ので、本発明は磁歪効果を利用した非接触式の検出器を
チューブ内に組込むことによって、破損事故等を防止で
き、耐久性を大幅に向上てきるようにしたシリンダ装置
のストローク検出器を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）上述した問題点を解決するため上水発明は、非磁性材料
によって形成されたチューブと、該チューブ内に摺動可
能に設けられたピストンと。

一端が該ピストンに固着され、他端が前記チューブ外に
突出したロッドとからなるシリンダ装置において、前記
ピストンに設けられたマグネットと、゛前記チューブの
一端側から他端側に亘って伸長し、内部に磁歪係数の大
きい磁歪線が収容された細長管と、該細長管の両端側の
うち少なくとも一方に巻回され、ソ（ルス状の入力電流
が印加されることにより前記磁歪線に超音波を発生させ
る駆動コイルと、該駆動コイルとは別個に前記細長管の
長さ方向に亘って該ｍ長管に巻回され、前記マグネット
と対応する磁歪線の位置を前記超音波が通過するときに
逆磁歪現象により発生する誘導起電力を検出信号として
検出する検出コイルとからなる構成を採用している。

（作用）磁歪線を収容する細長管に長さ方向に亘って巻回された
検出コイルは、駆動コイルへの入力電流の印加により前
記磁歪線に生じる超音波がマグネットと対応する磁歪線
の位置を通過するときに、該マグネットからの逆磁歪現
象により検出コイルに発生する誘導起電力を検出信号と
して検出するから、この検出信号の検出時間はピストン
のストローク位置に応じて変化するようになり、これに
基づいて、ピストンのストロークを検出することが可能
となる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第１７図に基づい
て説明する。

第１図ないし第７図は本発明の第１の実施例を示してい
る。

図において、２１はシリンダ装置の本体を構成するチュ
ーブを示し、該チューブ２１は、例えばＣＦＲＰ、ＧＦ
ＲＰ等の強化プラスチック、アルミニウム、ステンレス
またはセラミック等の非磁性材料によって円筒状に形成
された内筒２２と、該内筒２２の外周面に樹脂を含浸さ
せた繊維材料を所定の厚さになるまで巻付けることによ
って形成した外筒２３とからなり、該外筒２３と内筒２
２との間には後述の細長管３２が駆動コイル３４および
検出コイル３６と共に埋設されている。ここで、前記外
筒２３は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
またはセラミック繊維等の糸状繊維材料２４に、熱硬化
性と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂ま
たはポリイミド樹脂等の樹脂材料な含浸させて、これを
フィラメントワインディング法等の手段を用いて内筒２
２の外周面に所定の巻角θ（第７図参照）で交差巻付け
し、必要な厚みに仕上げて、熱硬化させることによって
形成されている。

２５．２６はチューブ２１の両端側を施蓋しているヘッ
ドカバーおよびロッドカバーを示し、該ヘッドカバー２
５およびロットカバー２６には油ぜの給排ボー）−２５
Ａ、２６Ａが設けられ、該給排ボート２５Ａ、２６Ａは
外部からの圧油を後述の油圧室Ａ、Ｂ内へと給排するよ
うになっている。２７，２７．−・・はヘッドカバー２
５とロッドカバー２６との間を軸方向に伸長して、これ
らをチューブ２１に締着しているタイロッドを示し、該
各タイロッド２７はチューブ２１の周方向に所定間隔を
もって設けられ、その先端側にはロックナツト２８，２
８．・・・が螺着されている。

２９はチューブ２１の内筒２２内に摺動可能に種嵌され
たピストンを示し、該ピストン２９は、例えば強化プラ
スチックまたはステンレス等の非磁性材料によって形成
され、その外周側中央にはピストンシール２９Ａが取付
けられている。そして、該ピストン２９はチューブ２１
内を２つの油圧室Ａ、Ｈに画成し、該油圧室Ａ、Ｂ間の
差圧によって第１図中の左、右に摺動変位するようにな
っている。３０は一端側が該ピストン２９に固着され、
他端側かロッドカバー２６を介してチューブ２１外に突
出したピストンロッドを示し、該ピストンロッド３０の
突出端には取付アイ３０Ａか溶接等の手段を用いて固着
されている。

３１はピストン２９の外周面側に埋設されたリング状の
マグネットを示し、該マグネット３１はチューブ２１内
をピストン２９と共に変位し、該マグネット３１と対応
する位置で、後述のアモルファスリボン３３を部分的に
磁化することによって逆磁歪現象を与え、後述の検出コ
イル３６にピストン２９のストローク位置と対応する検
出信号を発生させるようになっている。

３２は内筒２２と外筒２３との間を軸方向に伸長して、
チューブ２１内に設けられた細長管を示し、該細長管３
２は樹脂材料等によって、例えば内径か２〜３ｒａｍ程
度となるように形成され、チューブ２１の一端から他端
に亘って細長く直線状に伸長している。３３は該細長管
３２内に収容された磁歪線としてのアモルファスリボン
を示し、該アモルファスリボン３３は、例えば鉄系アモ
ルファス強磁性合金等の磁歪係数が大きい磁歪材料によ
って細長い帯状（リボン状）に形成され、その幅寸法は
２！１１程度、肉厚は２０〜４０ｇｍ程度となっている
。そして、該アモルファスリボン３３は細長管３２の一
端から他端に亘って伸長し、その両端は後述する超音波
の反射等を防止すべく、スポンジや綿等の防振材（図示
せず）によって細長管３２の両端に位置決めされている
。

３４は細長管３２の他端側に位置して、該細長管３２の
外周面に所定の巻数をもって巻回された駆動コイルを示
し、該駆動コイル３４は第２図中に示す如く、外部の駆
動電源回路３５と接続され、該駆動電源回路３５は駆動
コイル３４に第４図に示すパルス状の入力電流ａを所定
の時間ｔをもって印加するようになっている。そして、
該駆動コイル３４は入力電流ａの印加により前記アモル
ファスリボン３３の磁界を変化させて、該アモルファス
リボン３３に磁歪振動に基づく超音波を発生させるよう
になっている。そして、この超音波はアモルファスリボ
ン３３の他端側から一端側に向けて、例えば５０００〜
６０００”へ程度の音速で該リボン３３中を伝播する。

３６はピストン２９のストローク長全長に亘って伸びる
ように、細長管３２の外周面に巻回された検出コイルを
示し、該検出コイル３６は第２図中に示す如く、駆動コ
イル３４から軸方向に離間して、細長管３２の他端側か
ら一端側へとピストン２９のストローク全長に亘って多
数回巻回され、その両端側は外部の検出回路３７と接続
されている。ここで、該検出コイル３６中には、まず駆
動コイル３４に入力電流ａを印加したときに、アモルフ
ァスリボン３３に生じる磁界によって第５図に示すよう
に誘導起電力が発生し、該検出コイル３６はこれを第１
の検出信号すとして検出回路３７へと出力する。次に、
前記入力電流ａに基づく超音波がアモルファスリボン３
３中をマグネット３１に対応する位置まで伝播（通過）
してくると、このアモルファスリボン３３の対応部位は
マグネット３１によって部分的に磁化されているので、
この磁化部位に逆磁歪現象が起きて、検出コイル３６中
に再び誘導起電力が発生し、該検出コイル３６はこれを
第２の検出信号Ｃとして検出回路３７へと出力する。

そして、該検出回路３７は検出信号す、ｃ間の時間１．
（１，＜１）とピストン２９のストローク位置との関係
を第６図に示す如くリニアリティの高い特性として検出
し、この時間ｔ、の値を電圧値に変換して当該シリンダ
装置の制御装置等へと出力する。この場合、時間１．の
計測は入力電流ａの印加と同時に三角波を発生させ、検
出信号Ｃのピークに基づいてこの三角波をホールトする
ようにしてもよく、あるいはタイマ等の手段を用いて時
間ｔ、を逐次計測するようにしてもよい。

本実施例によるシリンダ装置のストローク検出装置は上
述の如き構成を有するもので、次にその製造方法につい
て説明する。

まず、強化プラスチック等の非磁性材料によって形成さ
れた内筒２２を所定の精度（内面精度、外面精度、真円
度等）をもって仕上げ、該内筒２２の外周面に、アモル
ファスリボン３３を収容した細長管３２を駆動コイル３
４、検出コイル３６を巻回した状態で配置し、これらを
内筒２２の軸方向に伸長させて接着等の手段で固定する
。

そして、この上から樹脂を含浸させた糸状繊維材料２４
を第７図に示す如くフィラメントワインディング法等の
手段を用いて、内筒２２の外周面に所定の巻角θて交差
巻付けし、必要な厚みに仕上げる。この場合、巻角０を
中心軸ｏ−ｏに対して零度に近い巻角、例えば０＝５〜
３０度程度とすることにより、曲げ強度を高めることが
てきる。そして、内筒２２の外周面に糸状繊維材料２４
を巻付けた後、これらを硬化炉（図示せず）内に入れて
、例えば１２０度程度の高温て硬化させることにより、
内筒２２の外周側に外筒２３を一体的に形成し、所望の
チューブ２１を得る。

次に、該チューブ２１内にピストン２９等を装入すると
共に、該チューブ２１の両端側にヘットカバー２５、ロ
ットカバー２６を取付け、これらを各タイロッド２７等
を用いて、第１図中に示す如く固定し、シリンダ装置を
組立てる。そして、駆動コイル３４および検出コイル３
６の両端側を、例えばヘッドカバー２５側またはロッド
カバー２６側からリード線等を介して外部に引き出し、
駆動電源回路３５および検出回路３７と接続して、当該
シリンダ装置のストローク検出装置を完成させる。

かくして、ヘッドカバー２５、ロッドカバー２６の給排
ボート２５Ａ、２６Ａを介して外部からチューブ２１の
油圧室Ａ、Ｂ内に圧油な給排すると、該油圧室Ａ、Ｂ間
の差圧によりピストン２９はチューブ２１内を摺動変位
し、ロッド３０の取付アイ３０Ａに設けられる負荷等を
作動させる。そして、駆動電源回路３５から駆動コイル
３４に第４図に示す入力電流ａを印加すると、細長管３
２内のアモルファスリボン３３が磁歪現象により超音波
を発生し、これは該リボン３３中を長さ方向に伝播して
ゆく。

このとき、該リボン３３の周囲に巻回された検出コイル
３６には電磁誘導により誘導起電力が発生し、該検出コ
イル３６から検出回路３７にれ第１の検出信号すか出力さ＼る（第５図参照）。

一方、ピストン２９のマグネット３１と対応するアモル
ファスリボン３３の位置では、該リボン３３がマグネッ
ト３１により部分的に磁化されているから、該リボン３
３を伝播している超音波が該リボン３３の磁化部位を通
過するとき、この部位には逆磁歪現象か起きて、検出コ
イル３６には次なる誘導起電力が発生し、該検出コイル
３６から検出回路３７に第２の検出信号Ｃが出力される
。そして、該検出回路３７ては検出信号す、ｃ間の時間
ｔ、に基づいて、第６図中に例示゛する如き特性を得る
ことにより、ピストン２９のストローク位置を逐次検出
することかできる。

而して、本実施例によれば、アモルファスリボン３３を
収容した細長管３２や駆動コイル３４、検出コイル３６
等をチューブ２１の内筒２２と外筒２３との間に埋設し
ているから、これらに外部からの岩石や種々の障害物等
が衝突して破損されたりするのを外筒２３等によって確
実に防止でき、細長管３２等を保護できる上に、細長管
３２等はチューブ２１等から外部に突出することはない
のて、当該シリンダ装置の実装時等に取付は上の制約を
受けたりするようなことをなくすことができる。

また、当該シリンダ装置のストローク検出装置は、チュ
ーブ２１側に埋設された細長管３２、アモルファスリボ
ン３３、駆動コイル３４および検出コイル３６と、ピス
トン２９に埋設されたマクネット３１とによって非接触
式のストローク検出装置として構成されているから、摩
耗部分等をなくすことができ、振動や衝撃等に対して所
望の強度をもたせることがてき、耐久性を大幅に向上さ
せることができる。

なお、前記第１の実施例では、ピストン２９にリング状
のマグネット３１を埋設するものとして述べたが、該ピ
ストン２９かチューブ２１に対して相対回転することの
ないシリンダ装置であれば、マグネット３１をリング状
に形成する必要はなく、例えば第８図に示す第１の変形
例の如く、ピストン２９に細長管３２等と対向させるよ
うに棒状のマグネット３１’を埋設してもよい。

また、アモルファスリボン３３を収容する細長管３２は
チューブ２１の軸方向に直線状に伸長させる必要はなく
、例えば第９図に示す第２の変形例の如く、内筒２２の
外周面に細長管３２′を螺旋状に巻回して、該細長管３
２′を内筒２２の一端側から他端側に亘って伸長させた
後、この上から前記繊維材料２４を巻付けて外筒２３を
一体的に形成してもよい。この場合、副長管３２′内に
は予めアモルファスリボン３３を収容しておき、該細長
管３２′の外周に駆動コイル３４と検出コイル３６とを
巻回しておけばよく、該細長管３２′は可撓性の樹脂材
料等によって形成するようにしてもよい。そして、第９
図に示す変形例ては、細長管３２′を螺旋状に伸長させ
ることにより、検出コイル３６の有効長さを大幅に長く
できるから、ピストン２９の小さなストロークも確実に
検出可能となり、ストロークの検出精度を大幅に向上で
きる。

次に、ｔ５１Ｏ図および第１１図は本発明の第２の実施
例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成
要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
るに、本実施例の特徴は、細長管３２の外周面に巻回し
た検出コイル３６の周囲に位置して、内筒２２と外筒２
３との間の所定位置に固定マグネット４１を埋設したこ
とにある。

ここて、該固定マグネット４１を駆動コイル３４側（第
２図参照）に比較的近い位置に固定した場合を例に挙げ
て説明すると、前記第１の実施例と同様に検出コイル３
６から第１の検出信号す、第２の検出信号Ｃが出力され
るのに加えて、固定マグネット４１の位置を超音波が通
過するときに、ここでも逆磁歪現象が起きて、誘導起電
力か発生し、検出コイル３６から第３の検出信号ｄが第
１１図に例示する如く検出される。そして、固定マグネ
ット４１と駆動コイル３４の間隔は千＼め快められてい
るから、検出信号す、ｄ間の時間ｔ２を基準値として、
この基準値に基づいて検出信号す、ｃ間の時間ｔ、を測
定することにより、ピストン２９のストロークをさらに
正確に検出可能とな９ている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、固定マグネット４１を設けている
から、外部温度や湿度等が変化したり、なんらかの原因
でアモルファスリボン３３に応力がかかったりして、音
速が変化し１時間１．．１２が変化するような場合でも
、時間ｔ２を基準にして時間ｔ１を測定することにより
、音速の変化等による影響をキャンセルすることがてき
、ストローク検出精度を良好に維持することができる。

次に、第１２図および第１３図は本発明の第３の実施例
を示し、本実施例でも前記第１の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付し、その説明を省略するに、本実施
例の特徴は、前記実施例で用いたマグネット３１に替え
て、ピストン２９の軸方向両端側にリング状のマグネッ
ト５１．５２を所定の離間寸法文をもって埋設したこと
にある。

この場合、アモルファスリボン３３に発生する超音波が
マグネット５１と対応する位置を通過するときに、第１
の検出信号すから時間１．をもって、第１３図に例示す
る如く第２の検出信号Ｃ１が検出され、前記超音波がマ
グネット５２と対応する位置を通過するときに、第２の
検出信号Ｃ０から時間ｔ３をもって第３の検出信号Ｃ２
が検出される。そして、この時ｆ！ｆｌｔ３はマグネッ
ト５１．５２間の離間寸法文と対応するから、この時間
ｔ３を基準値として時間ｔ１を測定することにより、ピ
ストン２９のストロークを正確に検出することが可能と
なる。

かくして、このように構成される本実施例ても、時間ｔ
３を基準値として時間１．を測定することにより、前記
第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
。

次に、第１４図および第１５図は本発明の第４の実施例
を示し、本実施例でも前記第１の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする
に、本実施例の特徴は、前記第３の実施例て用いたリン
グ状のマグネット５１．５２に替えて、ピストン２９の
軸方向両端側に所定の離間寸法文をもって、例えば逆向
きに棒状のマグネット６１．６２を埋設し、該マグネッ
ト６１．６２と対向するように細長管６３．６３、駆動
コイル６４，６４ξよび検出コイル６５．６５をチュー
ブ２１の内筒２２、外筒２３間に軸方向に伸長させて埋
設したことにある。

ここで、該各側長管６３、各駆動コイル６４および各検
出コイル６５は前記第１の実施例で用いた細長管３２．
駆動コイル３４および検出コイル３５と同様に形成され
、各細長管６３内にはアモルファスリボン３３が収容さ
れている。また、各駆動コイル６４の両！＃は外部の駆
動電源回路６６．６６と、各検出コイル６５は外部の検
出回路６７．６７とそれぞれリード線等を介して接続さ
れ、各駆動電源回路６６からは各駆動コイル６４に第４
図に例示した入力電流ａが印加される。そして、各駆動
コイル６４、各検出コイル６５はチューブ２１の長さ方
向に関して同一位置に配設され、該各検出コイル６５の
うち一方は第１５図（イ）に示すように、第１の検出信
号す、と該検出信号す、から時間ｔ４をもって、マグネ
ット６１の位置と対応した第２の検出信号ｃ３とを一方
の検出回路６７に出力し、他方は第１５図（ロ）に示す
ように、第１の検出信号ｂ２と、該検出信号ｂ２から時
間１Ｓをもって、マグネット６２の位置と対応する第２
の検出信号ｃ４とを他方の検出回路６７に出力する。

かくして、このように構成される本実施例ても、各検出
コイル６５からの検出信号Ｃ２，Ｃ＜間の時間差（ｔｓ
−ｔ４）を基準値として設定することにより、前記第３
の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、
特に本実施例では、検出コイル６５等を２個設けて、第
１５図（イ）、（ロ）に示す２組の検出信号ｂ　Ｉ　＋
　Ｃ３およびｂ２．Ｃ＜を取出すようにしたから、検出
信号Ｃ３＋Ｃ４が相互に干渉するのを確実に防止でき、
例えば離間寸法ｌを小さくしたような場合でも、時間１
，１．１．から基準値を求めて、ピストン２９のストロ
ークをより正確に検出することができる。

次に、第１６図および第１７図は本発明の第５の実施例
を示し、本実施例でも前記第１の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付してその説明を省略するものとする
に１本実施例の特徴は、前記第４の実施例で用いた各細
長管６３．各駆動コイル６４および各検出コイル６５と
同様の細長管７１．７１　’、駆動コイル７２．７２’
および検出コイル７３．７３’からなる組合せを互いに
逆転させてチューブ２１内に埋設したことにある。

ここで、細長管７１の一端側外周には駆動コイル７２が
巻回され、該駆動コイル７２から所定寸法離間して細長
管７１の一端側から他端側には所定の長さに亘って検出
コイル７３が巻回されている。一方、細長管７１′の他
端側外周には駆動コイル７２′が巻回され、該駆動コイ
ル７２′から所定寸法離間して細長管７１’の他端側か
ら一端側には所定の長さに亘って検出コイル７３′が巻
回されている。そして、駆動コイル７２．７２’間の寸
法はチューブ２１の長さにほぼ対応する所定長さとなっ
ており、これらの両端側はそれぞれリード線等を介して
外部の駆動電源回路７４．７４’と接続され、検出コイ
ル７３．７３”の両端側はそれぞれリード線等を介して
外部の検出回路７５．７５′と接続されている。

かくして、このように構成される本実施例でも、検出コ
イル７３．７３’によりそれぞれ第１７図（イ）、（ロ
）に示す第１の検出信号ｂ３．ｂ、と第２の検出信号Ｃ
５＊　Ｃ６を検出して、これらの時間ｔｒ、、ｔｔを測
定することにより、前記第４の実施例とほぼ同様の作用
効果を得ることができるが、特に本実施例では、所定長
さである駆動コイル７２．７２”間の寸法と時間ｔｓ、
ｔｙの和（ｔｒ−＋ｔ７）とは一定の対応関係にあるか
ら、この時間（ｔａ　＋ｔ、）を基準値として、時間ｔ
　ａ　、　ｔ　ｙのいずれかによりピストン２９のスト
ロークを正確に検出することができる。この場合、駆動
コイル７２．７２’間の寸法な文。とすると、音速Ｖは
、Ｖ＝Ｊ１Ｇ　／　（ｔａ　＋ｔｔ　）として求めるこ
とかできるから、温度、湿度や応力等の変化による音速
Ｖの変化を常時演算して、時間ｔｓ、ｔ７のいずれかに
よりピストン２９のストロークを高精度に検出すること
ができる。

なお、前記各実施例では、アモルファスリボン３３を収
容した細長管３２　（３２′、６３゜７１．７１′）、
駆動コイル３−４　（６４，７２゜７２′）および検出
コイル３６　（６５，７３゜７３′）等からなる検出セ
ンサな１組または２組チューブ２１内に埋設するものと
して述べたが、本発明はこれに限定されず、前記検出セ
ンサな３組以上チューブ２１内に埋設して、検出精度を
さらに向上させるようにしてもよい。この場合、１組の
検出センサが故障しても、他の検出センサによりピスト
ン２９のストロークを検出でき、信頼性を大幅に向上で
きる。

また、前記各実施例では、チューブ２１の外筒２３を糸
状ｔａ、＊材料２４を用いてフィラメントワインディン
グ法等の手段により形成するものとして述べたが、これ
に替えて、外筒２３をテープ状ｍ維材料を用いるテープ
ワインディング法または織物状繊維材料を用いるハンド
レイアップ法等の手段により形成してもよい。

さらに、前記各実施例では、第１の検出信号’　　ｂ　
（ｂ　ｒ　、ｂ　ｇ、−６−）と第２の検出信号ｃ　（
ｃｌ　。

Ｃ：Ｉ　＋　””　）との時間ｔ＋　　（ｔ４．ｔｓ　
、・・・）等に基づいてピストン２９のストロークを検
出するものとして述べたが、これに替えて、入力電流ａ
の印加時点と第２の検出信号ｃ（ＣＩ　＊　Ｃ３＊・・
・）との時間に基づいてピストン２９のストロークを検
出してもよいものである。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、磁歪線を細長管内に収容し、該細長
管に駆動コイルと検出コイルを巻回して、これらをチュ
ーブに一端側から他端側に亘って伸長させて設けると共
に、ピストンにはマグネットを設けて、該マグネットと
対応する磁歪線の位置で逆磁歪現象により検出コイルに
誘導起電力を起して検出信号を出力させるようにしたか
ら、ピストンのストロークを確実に検出できる上に、摩
耗部分等をなくすことができ、耐久性を向上できる。ま
た、細長管や検出コイル等をチューブて保護でき、破損
等を防止できると共に１組付は性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はシリンダ装置の縦断面図、第２図はストローク検
出装置の原理図、第３図は第２図中の矢示■−■方向断
面図、第４図は入力電流の特性線図、第５図は検出信号
の特性線図、第６図はストロークと検出時間との関係を
示す特性線図、第７図は内筒の外周面に繊維材料を巻付
ける状態を示す説朗図、第８図は前記第１の実施例の第
１の変形例を示すシリンダ装置の横断面図、ｉ９図は第
２の変形例を示す内筒等の外観図、第１０図および第１
１図は第２の実施例を示し、第１０図はシリンダ装置の
要部縦断面図、第１１図は検出信号の特性線図、第１２
図および第１３図は第３の実施例を示し、第１２図はシ
リンダ装置の要部縦断面図、第１３図は検出信号の特性
線図、第１４図および第１５図（イ）、（ロ）は第４の
実施例を示し、第１４図はシリンダ装置の要部縦断面図
、第１５図（イ）、（ロ）はそれぞれ異なる検出信号の
特性線図、第１６図および第１７図（イ）、（ロ）は第
５の実施例を示し、第１６図はシリンダ装置の要部縦断
面図、第１７図（イ）、（ロ）はそれぞれ異なる検出信
号の特性線図、第１８図は従来技術を示すシリンダ装置
の全体図、第１９図は他の従来技術を示すシリンダ装置
の全体図である。２１・・・チューブ、２２・・・内筒、２３・・・外筒
、２９・・・ピストン、３０・・・ロット　３１，３１
’。５１．５２，８１．６２・・・マグネット、３２゜３２
’、６３，７１．７１　’・・・細長管、３３・・・ア
モルファスリボン、３４，６４，７２．７２′・・・駆
動コイル、３６，６５，７３．７３　’・・・検出コイ
ル、ム・・・入力電流、ｂ、ｂ、、ｂ、、ｂ３　。ｂ４・・・第１の検出信号、Ｃ、ＣＩ＋　Ｃ２＋　Ｃ３
＋Ｃ４ｇ　Ｃｓ　、Ｃａ　””第２の検出信号、１１，
１＊、ｔ３．ｊ４．　ｔｓ　、ｔ６．ｔ、・・・時間。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１０図フ１第１１図第１２図第１３図第１４図！！５　　　　　　　弓く　　　ω 転１　　　０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非磁性材料によって形成されたチューブと、該チ
ューブ内に摺動可能に設けられたピストンと、一端が該
ピストンに固着され、他端が前記チューブ外に突出した
ロッドとからなるシリンダ装置において、前記ピストン
に設けられたマグネットと、前記チューブの一端側から
他端側に亘って伸長し、内部に磁歪係数の大きい磁歪線
が収容された細長管と、該細長管の両端側のうち少なく
とも一方に巻回され、パルス状の入力電流が印加される
ことにより前記磁歪線に超音波を発生させる駆動コイル
と、該駆動コイルとは別個に前記細長管の長さ方向に亘
って該細長管に巻回され、前記マグネットと対応する磁
歪線の位置を前記超音波が通過するときに逆磁歪現象に
より発生する誘導起電力を検出信号として検出する検出
コイルとから構成したことを特徴とするシリンダ装置の
ストローク検出装置。
（２）前記検出コイルは、駆動コイルに印加した入力電
流による誘導起電力を第１の検出信号として検出すると
共に、前記マグネットと対応する磁歪線の位置を前記超
音波が通過するときに逆磁歪現象により発生する誘導起
電力を第２の検出信号として検出するようにしてなる特
許請求の範囲（１）項記載のシリンダ装置のストローク
検出装置。
（３）前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法離
間して２個設けてなる特許請求の範囲（１）項記載のシ
リンダ装置のストローク検出装置。
（４）前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法離
間し、かつ異なる方向に向けて複数個設けられ、前記細
長管、駆動コイルおよび検出コイルは該各マグネットと
対向するように前記チューブの軸方向に伸長させて、該
チューブに複数個設けてなる特許請求の範囲（１）項記
載のシリンダ装置のストローク検出装置。
（５）前記細長管はチューブに少なくとも２個設け、該
各細長管にそれぞれ巻回された駆動コイルおよび検出コ
イルの位置は各細長管のうち少なくとも一方と他方とで
逆転させてなる特許請求の範囲（１）項記載のシリンダ
装置のストローク検出装置。