KR20070092174A

KR20070092174A - 유압실린더용 위치측정장치

Info

Publication number: KR20070092174A
Application number: KR1020070023062A
Authority: KR
Inventors: 코스만 게르하드
Original assignee: 리브에르 프랑스 에스에이에스
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2007-09-12
Also published as: JP2007240531A; US7631592B2; KR101506028B1; CN101144495B; CN101144495A; DE102006010780A1; EP1832758A3; US20070214952A1; EP1832758A8; JP5094165B2; EP1832758A2

Abstract

본 발명은 적어도 1개의 센서, 1개의 자석 및 고자화율의 금속성 코어와 실질적으로 축방향으로 향한 홈구조를 갖는 피스톤 로드를 포함하는 유압실린더용 위치측정장치에 관한 것으로서, 상기 홈구조는 코어보다 더 낮은 자화율을 갖는 금속으로 메워지므로, 상기 센서는 홈구조에 의해 변화되는 코어의 자기장을 측정하고그에 따라 피스톤 로드의 상대위치 및 절대위치 모두를 결정할 수 있다.

유압실린더, 위치측정장치, 자화율, 홈구조, 자기장, 피스톤 로드

Description

유압실린더용 위치측정장치{POSITION MEASURING SYSTEM FOR A HYDRAULIC CYLINDER}

도 1은 본 발명의 유압실린더용 위치측정장치의 실시형태를 나타낸 개략 단면도.

도 2는 본 발명에 따라 피스톤 로드의 제1 실시형태를 나타낸 개략 단면도.

도 3(a)는 본 발명에 따라 피스톤 로드의 제2 실시형태를 나타낸 개략 단면도.

도 3(b)는 본 발명에 따라 피스톤 로드의 제3 실시형태를 나타낸 개략 단면도.

도 4는 본 발명에 따라 기준 표시부가 구비된 피스톤 로드의 제4 실시형태를 나타낸 개략도.

도 5(a)는 홈구조에 의해 변화된 자기장(H)의 개략 단면도.

도 5(b)는 홈구조상의 축방향 위치에 따라 축방향으로의 자기장(H_y)의 변화를 나타낸 도면.

도 6(a)는 본 발명의 센서의 일실시형태의 사인 및 코사인 회로의 출력신호들을 나타낸 도면.

도 6(b)는 사인 및 코사인 신호들을 그 구적신호를 통하여 산정한 결과를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 센서홀더(sensor holder)의 일실시형태의 사시도.

도 8은 본 발명의 센서홀더의 실시형태의 일부 절결 사시도.

본 발명은 자기장(magnetic field)을 검출하기 위한 적어도 1개의 센서가 유압실린더(hydraulic cylinder)의 피스톤 로드(piston rod)상에 구비된 패턴(pattern)을 인식하여 피스톤의 위치를 결정하는 유압실린더용 위치측정장치에 관한 것이다.

행정(stroke)거리의 제어 또는 규제가 피스톤 위치의 정확한 인식을 요구하는 경우는 언제나 유압실린더용 위치측정장치가 사용된다.

EP 0618273B1로부터, 피스톤 로드가 홈구조(groove structure)를 갖고 이 구조가 자기적으로 스캐닝(scanning)되는 위치측정장치가 알려져 있다. 세라믹 코팅(ceramic coating)으로 메워지는 초심층 구조(very deep structure)가 사용된다. 이러한 세라믹 코팅은 매우 단단하지만, 예리한 모서리를 갖는 세라믹 입자들이 유압실린더의 실링장치(sealing system)에 손상을 주는 문제점이 있다. 그래서, 세라믹 코팅을 갖는 장치(sytem)는 수많은 실린더 행정을 갖는 응용분야에 적합하지 않고 그 유효수명이 제한된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 피스톤 로드의 개선된 표면특성에 의해 마모 저감과 그에 따라 장치의 유효수명 연장을 제공하는 유압실린더용 위치측정장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따라, 상기 목적은 본 발명의 특허청구범위 제1항에 청구된 바와 같은 유압실린더용 위치측정장치에 의해 해결된다. 여기서, 피스톤 로드의 코어(core)는 고자화율(高磁化率; high magnetic susceptibility)을 갖는 금속으로 만들어지며 실질적으로 축방향으로 향하는 홈구조를 갖는다. 이 홈구조는 코어보다 낮은 자화율을 갖는 금속으로 메워져 있다. 그 축방향의 위치에 고정된 자석은 홈구조에 의해 변화되는 자기장을 발생시키며, 이러한 변화는 적어도 1개의 센서에 의해 측정된다. 이와 같은 자기장의 변화는 홈구조의 위치에 의존하므로. 이러한 변화를 측정함으로써 피스톤의 위치를 결정할 수 있다.

홈구조를 메우기 위해 금속을 사용함으로 인하여, 피스톤 로드가 경도, 마모, 내부식성 및 유효수명에 대하여 우수한 표면특성들을 가지며, 이 특성들은 위치측정장치 없는 피스톤 로드의 특성들에 상당한다. 특히, 그 표면은 매우 매끄러우므로, 실링장치와 같은 실린더의 다른 구성부품들이 손상되지 않고, 그에 따라 전체 장치가 긴 유효수명을 갖는다. 또한, 홈구조를 메우기 위한 금속을 사용하면, 이 홈구조의 얕은 깊이를 제공하므로, 그 노치효과(notch effect)가 무시할 수 있을 정도로 되어 실린더의 구성을 변경할 필요가 없다. 또한, 전체 센서장치(sensor system)뿐만 아니라 그 센서장치를 평가하는 전자장치(electronic system)는 압력 피크(pressure peak)에 의해 손상될 수 없는 무압영역(pressureless region)에 있는 이러한 장치내에 제공된다. 대체로, 이것은 구성이 간단하고 극히 강건한 장치를 제공하는데, 이 장치는 저비용으로 제조되어 작동될 수 있고 특히 저(低)마모의 결과로서 수많은 실린더 행정을 갖는 장치에 대해 사용될 수도 있다. 또한, 발명의 측정장치는 그 구성을 기본적으로 변경할 필요없이 어떠한 실린더에도 통합될 수 있다.

바람직하게는, 적어도 1개의 센서는 자기장의 변화에 대한 센서의 감응성을 증가시키는 특정의 방향을 따라 자기장을 측정한다. 바람직하게는, 자석은 영구자석이며, 그 북남축은 센서(30, 40)의 배열과 방향성에 의존하여 뻗는다. 특히, 북남축은 피스톤에 대하여 반경방향으로 뻗을 수 있는 반면에, 적어도 1개의 센서가 자기장을 측정하는 특정의 방향은 축방향으로 그에 수직하게 뻗는다. 이에 의해, 축방향으로의 홈구조의 쉬프트(shift)가 센서에 의해 측정된 자기장에 큰 영향을 끼치며, 위치측정의 정확도와 신뢰성을 증가시킨다는 것이 확실하게 된다.

바람직하게는, 홈구조는 홈(groove)들과 융기부(elevation)들로 이루어지는데, 바람직하게는 홈구조의 축방향으로 인접한 홈 또는 융기부가 각각 서로로부터 동일한 거리를 갖고, 또한 그 홈구조는, 바람직하게는 축방향으로 주기적이고, 특히 실질적으로 사인파 모양(sinusoidal shape)을 갖는다. 이러한 주기적으로 변화하는 구조에 의해, 피스톤 로드의 이동으로 적어도 1개의 센서에 의해 측정된 자기장이 마찬가지로 그 이동에 따라 주기적으로 변화하므로, 위치결정이 수월하게 된다.

그래서 이러한 주기에 의한 측정된 자기장의 변화는 2개의 인접한 홈들 또는 융기부들 사이의 거리에 의해 축방향으로의 피스톤 로드의 위치의 쉬프트에 상당한다. 이 측정된 자기장에서의 주기를 계수함으로써, 피스톤 위치의 상대적인 이동을 용이하게 계산할 수 있다.

또한 절대위치를 결정하기 위해, 개별적인 홈들 또는 융기부들은 기준 표시부(reference mark)들을 형성하기 위하여 바람직하게는 생략될 수 있다. 이 기준 표시부는, 2개의 인접한 기준 표시부 사이에 위치되는 다수의 융기부 또는 홈 각각이 전체 홈구조에 걸쳐 상이하기 때문에, 2개의 기준 표시부 사이의 각각의 간격이 명백하게 다수의 융기부 또는 홈에 의해 구분 지워지도록 배열되는 것이 바람직하다. 늦어도 상기 센서가 두 번째의 기준 표시부를 검출한 후에는, 피스톤 로드의 절대위치를 정확히 나타낼 수도 있다.

본 발명의 유압실린더용 위치측정장치는, 특히 피스톤 로드의 절대위치 결정을 위한 기준 표시부를 갖고, 또한 그 기준 표시부가 이미 2개의 센서를 사용함으로 인하여 명백하게 인식될 수 있고 그에 따라 단지 몇 개의 센서만으로 간단하고 저비용의 구성이 가능하다는 이점이 있다. 또한, 이에 의해 상기 위치측정장치는 소형이면서도 공간절약 형태로 실현될 수 있고 피스톤 로드에 대하여 고정된 반경 위치에 장착될 필요가 없어, 역시 간단하고 저비용의 구성을 제공한다.

바람직하게는, 기준 표시부는, 2개의 기준 표시부 사이의 거리가 위치의 신속한 표시가 중요한 피스톤 로드의 영역내에서 최소화되도록 배열된다. 대개, 이것은 피스톤 로드의 시작부와 종단부이며, 기준 표시부들 사이의 원거리는 피스톤 로드의 중앙에 배열될 수 있는데, 여기서 위치의 신속한 표시는 그다지 중대하지 않다.

바람직하게는, 고자화율을 갖는 금속성 코어는 강자성체(ferromagnetic)이고, 홈구조를 메우는 더 낮은 자화율을 갖는 금속은 비강자성체이다. 바람직하게는, 금속성 코어는 강(steel)으로 만들어진다.

바람직하게는, 홈구조를 메우는 금속은 실질적으로 크롬으로 이루어져 있다. 물론, 다른 금속 또는 합금은 본 발명에서도 사용될 수 있지만, 다만 중대한 것은 자화율의 차이일 뿐이다. 특히, 비강자성 니켈도 사용될 수 있다. 상측에 홈구조가 구비된 금속성 코어의 자화율과 홈구조를 메우는 금속의 자화율 사이의 차이는 자석에 의해 발생된 자기장의 세기가 홈구조의 위치, 특히 축방향으로의 위치에 의존하여 크게 변동하는 것을 초래한다. 이러한 자기장의 변동은, 바람직하게는 자석과 피스톤 로드 사이, 즉 피스톤 로드의 바로 근방에 위치되는 센서에 의해 바로 측정될 수 있다. 그러므로, 코어용 강자성 재료를 사용하면, 유리한 점이 있다. 왜냐하면, 그 재료는 외측으로부터 작용하는 자기장을 대폭 증대시키는 반면에, 비강자성 재료는 이러한 성질을 갖지 않기 때문이다. 강자성 재료와 비교하여 보면, 비강자성 재료는 자기장을 극소 정도로만 변화시킬 수 있는데, 이러한 변화는 그 재료에 의존하는 양의 방향과 음의 방향 모두 가능하다. 대부분의 합금에 있어서, 강은 강자성체이므로, 강으로 제조된 피스톤 로드는 유압실린더에 보편적으로 사용되며, 큰 변경없이 본 발명의 장치에 사용될 수 있다. 다른 한편으로, 크롬은 비강자성체이므로, 홈구조를 메우는 금속으로서, 특히 경도, 조도(粗度), 내부식성 및 유효수명에 대하여 피스톤 로드의 표면에 대한 나머지의 요건을 충족시킴에 따라 탁월할 정도로 잘 들어맞는다.

대안적으로, 홈구조는, 바람직하게는 비강자성 니켈 합금으로 메워질 수도 있고, 이러한 비강자성 니켈 합금은, 바람직하게는 10.5% 이상의 인(燐) 함유량을 포함한다. 이는 특히, 내부식성에 대한 이점을 제공할 수 있다.

또한, 홈구조를 메우는 이러한 강자성 니켈층은 매끄럽게 연마되어 크롬으로 다시 코팅될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 고자화율을 갖는 금속성 코어와 홈구조를 메우는 저(低)자화율을 갖는 금속 사이에 또 다른 금속층을 제공하는 것이 가능하다. 이 금속층의 자화특성은 중대하지 않으므로, 이러한 부가적인 금속층에 의해, 홈구조를 메우는 금속의 내부식성, 유효수명 및 부착 등의 특성들이 크게 개선될 수 있다.특히, 얇은 강자성 니켈층은 이러한 목적을 위해 유용하며, 바람직하게는 홈 패턴상에 전착(electrodeposite)되거나 무전자(electroless) 증착되고, 또한 바람직하게는 50㎛ 미만의 두께를 갖는다. 이러한 금속층, 특히 니켈의 금속층은 주로 피스톤 로드의 개선된 내부식성에 소용된다. 가능하게는 층은 자계(磁界)를 갖지만, 전체 홈구조에 걸쳐 균일하게 성장하므로 센서에 의해 측정된 신호를 변화시키지 않는다.

바람직하게는, 홈구조는 대안적으로 홈들과 융기부들을 가지며, 그 융기부에 대한 홈의 깊이는, 바람직하게는 약 200㎛이다. 바람직하게는, 홈구조를 메우는 금속은 이 홈구조를 완전히 메우므로, 홈 위의 금속의 두께는 200㎛ 이상이다. 융 기부상에는, 바람직하게는 홈구조를 메우는 금속이 약 50㎛의 두께를 갖는다. 금속성 코어와 홈구조를 메우는 금속 사이의 가능하게 적용된 추가적인 금속층은, 바람직하게는 50㎛ 미만의 두께를 갖는다. 이러한 금속층은, 바람직하게는 금속성 코어상에 전착되거나 무전자 증착된다.

홈구조를 메우는 금속, 특히 크롬은, 바람직하게는 금속성 코어 또는 금속성 코어를 둘러싸는 금속층, 특히 니켈의 금속층상에 마찬가지로 전착에 의해 도포된다. 이러한 후층(thick layer)에서는 인장응력이 생성되어 균열을 초래하기 때문에, 크롬층을 50㎛ 이상의 두께로 도포하는 것이 문제 있으므로, 홈구조를 메우는 금속, 특히 크롬은, 바람직하게는 다층(multilayer)방법에 의해 도포된다. 이러한 다층방법에 있어서, 금속은 각각 50㎛ 미만의 복수 층들로 도포되며, 그 층들 사이에는 전이영역(transition region)이 각각 형성되어 있다. 하나의 층 상부에 다른 하나의 층이 있는 이러한 복수의 박층(thin layers)구조에서는, 균열 빈도가 훨씬 작고 그 균열은 전이영역에서 중지된다.

피스톤 로드를 재연마함으로써, 홈구조를 메우는 금속의 여분은 제거되어 피스톤 로드의 표면이 매끄러워진다. 바람직하게는, 홈구조를 메우는 금속, 특히 크롬의 최소 두께는 50㎛ 이하로 되지 않아야 한다. 피스톤 로드를 재연마함으로써, 매끄러운 표면이 얻어지며, 이는 경도, 조도, 내부식성 및 유효수명에 대하여 일반적인 피스톤 로드와 비교하여 문제점이 전혀 없다.

홈구조가 비강자성 니켈 합금으로 메워질 때, 이는, 바람직하게는 역시 전착에 의해서 실시된다. 그러나, 비강자성 니켈층은 무전자 증착될 수도 있다. 표면 을 매끄럽게 하기 위해 피스톤 로드를 재연마한 후, 그 표면은 바람직하게는 크로층으로 코팅되며, 이 크롬층은 바람직하게는 역시 전착에 의해 실시되어 표면특성을 재차 개선시킨다.

바람직하게는, 자기장을 측정하기 위한 센서는 자기저항 센서(magnetoresistive sensor)을 포함하며, 이는 더 바람직하게는, 복수의 자기저항 레지스터(resistor) 구조들로 구성된다. 통상의 자기저항 센서 또는 GMR(Gant-Magneto-Resistant) 센서 중 어느 하나가 사용된다. 양쪽 유형의 센서는 자기장을 측정하는데 있어 탁월할 정도로 잘 맞으며, GMR 센서가 더 나은 효율성을 갖는다. 바람직하게는, 이러한 자기저항 레지스터 구조들은 2개의 브리지 회로(bridige circuit)들인 사인(sine) 회로와 코사인(cosine) 회로내에 배열되며, 자기저항 레지스터 구조들의 거리는, 바람직하게는 홈구조의 주기 길이에 상응하게 된다. 센서는 자석과 피스톤 로드 사이에 위치되어 자기장을 바람직하게는 축방향으로 측정한다. 왜냐하면 이러한 부품이 피스톤 로드와 그에 따른 홈 패턴의 축방향 이동에 가장 영향을 받기 때문이다.

이러한 센서에 의해 출력된 신호는, 바람직하게는 그 구적신호(quadrature signal)를 통하여 평가되며, 이 구적신호는 또한 구적계수기(quadrature counter)를 통하여 평가되고 홈구조의 주기 길이의 1/4의 해상도를 갖는 증분(增分) 위치신호를 제공한다.

구적계수기는 사인 및 코사인 신호의 기울기를 계수하며, 이 2개의 신호들 사이의 위상관계의 분석은 바람직하게는 방향에 대한 설명을 제공한다. 위치의 고 해상도가 요구되면, 이 해상도는, 바람직하게는 홈구조의 주기 길이의 1/360보다 나은 해상도를 달성할 수 있을 정도로 사인 및 코사신 신호로부터 계수를 형성함으로써 증가될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 위치측정장치는 축방향으로 서로 고정거리를 갖는 2개의 센서를 포함한다. 특히, 2개의 센서들 사이의 거리는 바람직하게는 배수(multiple)이고, 본 발명에서는 특히 홈구조의 주기 길이의 2배이다. 생략된 홈 또는 융기부의 형태의 기준 표시부는 2개의 센서로부터의 신호들의 비교에 의해 인식될 수 있으며, 이는 또한 절대위치 측정을 제공한다.

사인 및 코사인 브리지(bridge)를 갖는 1개의 센서 칩만이 사용되었다면, 기준 표시부를 통과하는 것이 명백히 검출될 수 없을 것이다. 센서는, 자기장이 어떤 주기동안 더 이상 변화하지 않는다는 것만을 검출할 수 있을 것이다. 그러나, 이는 피스톤 로드가 더 이상 이동되지 않는다는 사실에 기인되는 것으로서, 그에 따라 시스템이 정지한다. 이러한 문제는 바람직하게는 두 번째의 센서를 사용함으로써 해결된다. 센서가 생략된 홈 또는 융기부를 지나가면, 먼저 제1 구적 계수기의 판독은 일정하게 되는 반면, 제2 센서에 대응하는 제2 계수기는 계속 진행한다. 이제 제2 센서가 상기 생략된 홈 또는 융기부를 지나가면, 대응하는 제2 구적 계수기의 판독은 정지된다. 기준 표시부를 완전히 지나가면, 2개의 계수기는 다시 동시적으로 작동한다. 이러한 신호에 의해, 기준 표시부를 명백하게 검출할 수 있다.

2개의 인접한 기준 표시부들 사이에 위치되는 융기부들 또는 홈들의 갯수가 2개의 기준 표시부들 사이의 각각의 간격에 대해 다르면, 절대위치는 사이에 개재된 홈들 또는 융기부들을 계수하고 사인 신호와 코사인 신호사이의 위상관계로부터의 이동방향을 결정함으로써 제2 기준 표시부를 지나갈 때 명백하게 결정될 수 있다. 특히, 이는 비용을 절감할 수 있고 공간절약 구성을 이룰 수 있는 2개의 센서만을 사용함으로써 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 유압실린더용 위치측정장치는, 바람직하게는 센서 홀더(sensor holder)를 포함하며, 이 센서 홀더는 센서와 자석이 배치되는 슬라이딩 부재와 스프링을 포함한다. 센서와 함께 바람직하게는 알루미늄으로 형성되는 슬라이딩 부재는, 센서가 가능한 한 짧고 일정한 거리에서 피스톤 로드 표면을 따라 안내될 수 있다는 것을 확실하게 하여 준다. 슬라이딩 부재는 하우징(housing)내에 이동가능하게 장착되며, 스프링에 의해 피스톤 로드의 표면에 대하여 밀어 붙여진다. 바람직하게는, 피스톤 로드에 대향하는 슬라이딩 부재의 전면측(front side)은 만곡되어 있고, 슬라이딩 부재의 내부 반경은, 바람직하게는 피스톤 로드의 반경보다 작으므로, 슬라이딩 부재가 그 외부 모서리상에서만 피스톤 로드상에 있게 되고, 그에 따라 상기 피스톤 로드를 따라 슬라이딩된다. 센서의 평면과 피스톤 로드의 표면 사이의 거리는 1mm 미만이다. 이러한 거리에서, 센서들에 의해 측정된 자기장은 여전히 홈구조에 의해 크게 영향을 받고, 홈구조의 안전하고 정확한 인식을 제공한다. 여기서, 대체로 주목할 점은, 신호 세기를 증가시키기 위해 홈구조로부터의 센서들의 거리가 홈구조의 깊이보다 훨씬 더 깊지 않아야 한다. 즉, 그 거리는 동일한 크기의 차수(order of magnitude)내에 있어야 한다.

마찰을 감소시켜 마모에 대한 보호를 향상시키기 위해, 알루미늄으로 형성된 슬라이딩 부재는, 바람직하게는 코팅된다. 또한, 이러한 코팅은, 바람직하게는 PTFE 함유물을 갖는 전차 중간층(electrodeposited intermediate layer)으로 이루어진다.

또한, 본 발명은 유압실린더용 위치측정장치의 피스톤 로드의 제조방법으로서, 본 발명의 홈 패턴(groove pattern)을 금속성 코어내에 연마하고, 그 코어보다 낮은 자화율을 갖는 금속의 하나 이상의 층을 홈구조상에 전착하거나 무전자 증착하고, 여기서는 특히 크롬 또는 비강자성 니켈을 사용하며, 매끄러운 표면을 얻기 위해 홈구조를 메우는 금속을 연마하는 단계들을 포함한다.

바람직하게는, 홈구조를 메우는 금속을 도포하기 전에, 하나 이상의 금속층, 특히 니켈층을 이 방법에 따라 전착하거나 무전자 증착한다.

바람직하게는, 홈구조를 메우는 금속을 연마한 후에, 특히 홈구조를 메우기 위해 비강자성 니켈 합금을 사용할 때, 본 발명의 방법은 또 다른 금속층, 특히 크롬을 전착하거나 무전자 증착하는 단계를 더 포함한다.

연속적으로 본 발명의 피스톤 로드상에 적용되는 패턴은 홈구조라고 한다. 바람직하게는, 홈패턴은, 이러한 사실로 인하여 피스톤 로드의 방향성이 피스톤 로드와 센서를 조립할 때 관찰될 필요가 없으므로 피스톤 로드의 전체 주변을 회전식 대칭방법으로 둘러싼다. 또한 본 발명의 위치측정장치의 측정결과에 영향을 미치는 일없이 피스톤 로드를, 특히 동시적인 축방향 이동으로 회전시키는 것이 가능하다. 그러나, 매우 명백하게는, 반경방향으로의 홈패턴의 이러한 연장은 본 발명의 위치측정장치의 기능성에 대해 중대하지 않다. 측정장치의 기능성을 위해, 홈구조는 반경방향으로 단지 하나의 연장부(extension)를 가져야 하며, 이 연장부는 사용되는 센서의 연장부에 상당한다. 이러한 연장부가 매우 작으면, 개별적인 홈들과 융기부들은 주로 도트(dot) 형상일 수 있다. 그러나, 본 발명에 대하여, 주로 축방향 구조는 중요하며, 이러한 구조는 홈구조라고 한다.

피스톤의 위치의 절대적인 결정을 위한 상술한 기준 표시부들이 측정장치와 자(rule)의 구체적인 디자인과 관계없이 완전히 사용될 수 있다는 것이 마찬가지로 매우 분명하다. 이는 기초적인 사상이 실질적으로 주기적인 표시부를 갖는 자 마다 사용될 수 있기 때문이다. 이러한 일반적이고 절대위치 측정장치에 있어서, 기준 표시부들은 그 자에 대해 생략되거나 변경된 표시부들에 의해 형성된다.

자 이동중에 표시부를 검출하고, 그에 따라 자의 상대적인 이동을 측정하는 센서는 변경되거나 생략된 표시부와 이에 따라 직접 또는 제2 센서와 비교하여 기준 표시부를 인식할 수 있는데, 이 제2 센서는 자의 이동방향으로 제1 센서와 일정 거리를 갖는다.

개별적인 기준 표시부의 명백한 확인을 위하여, 바람직하게는 기준 표시부는, 2개의 인접한 기준 표시부들 사이에 배치된 다수의 표시부들 각각이 전체 홈구조에 걸쳐 상이하여, 2개의 기준 표시부들 사이의 각각의 간격이 다수의 표시부들에 의해 명백하게 구분 지워지도록 배열되어 있다. 늦어도 상기 센서가 제2 기준 표시부를 검출한 후에는, 자의 절대위치를 정확히 나타낼 수 있다.

또한 특수장치(special system)의 상기한 이점은, 특수장치에서 설명된 특 성, 특히 표시부들의 수와 거리에 대하여 기준 표시부들과 센서들을 일반적인 장치로 이전할 수 있는 것과 마찬가지로, 자 절대위치 결정을 위한 일반적인 기준 표시부들에 대하여도 얻어진다.

또한, 특히 피스톤 로드의 반경보다 작은 반경을 갖는 내부 만곡부와 표면 코팅을 갖는 슬라이딩 부재를 구비하는 센서 홀더의 구성이 피스톤 로드상의 표시부들의 구체적인 디자인과 관계없이 사용될 수 있다는 것이 매우 명백하다.

이는 마찬가지로 피스톤 로드상의 표시부들의 구체적인 디자인과 관계없는 센서의 구성과도 같다.

이하, 본 발명을 도면에 예시된 실시형태를 참조하여 상세히 설명한다.

유압실린더용 위치측정장치의 실시형태는 도 1에 도시되어 있고, 고자화율의 금속성 코어(13)를 갖는 피스톤 로드(10), 실질적으로 축방향으로 향한 홈구조(11), 및 이 코어(13)보다 낮은 자화율을 갖고 홈패턴(11)을 메우는 금속(12)을 포함하며 매끄러운 표면(17)을 구비한다. 또한, 본 발명의 위치측정장치의 실시형태는 영구자석(20)을 포함하며, 이 영구자석(20)의 북극(21)과 남극(22)은, 영구자석(20)의 북남축이 반경방향과 그에 따라 피스톤 로드(10)의 축에 수직하게 실질적로 뻗어있다. 영구자석(20)과 피스톤 로드(10) 사이에는, 자석센서(30, 40)가 배치되어 있는데, 본 발명에서는 자기저항 레지스터 구조(31, 41)로 이루어지는 자기저항 센서 칩들을 구성한다. 자기저항 레지스터 구조(31, 41)는 피스톤 로드(10)의 표면(17)에 근접한 피스톤 로드(10)의 축과 평행한 1개의 일직선상에 배치되어 있다. 2개의 센서(30, 40)는 고정된 축거리를 가지며, 이는 예시된 실시형태에서는 홈구조(11)의 주기길이의 3배에 상당한다. 자석(20)과 센서(30, 40)는 코팅(51)을 통하여 피스톤 로드(10)의 표면(17)상에 위치하는 슬라이딩 부재(50)에 장착된다.

도 2는 본 발명의 피스톤 로드(10)의 제1 실시형태를 도시한 것이다. 홈구조(11)는 피스톤(10)의 길이에 걸쳐 실질적인 사인파 모양으로 축방향으로 뻗어있다. 제1 실시형태에 있어서, 홈구조(11)의 파장은 2mm이고 홈구조(11)의 깊이는 약 200㎛이다. 홈구조(11)는 피스톤 로드(10)의 전체 주변에 대하여 실질적으로 반경방향으로 대칭형태로 피스톤 로드(10)의 강자성 코어(13)내에 연마된다. 홈구조(11)의 깊이는 홈(16)과 융기부(15) 사이의 코어(13)의 두께차에 상당한다. 유압실린더에서 흔히 볼 수 있듯이, 피스톤 로드(10)의 코어(13)는 강으로 제조되고 그 실린더의 구성은 위치측정장치를 위해 특별히 변경이 필요한 것은 아니다. 이는, 홈구조의 작은 깊이로 인하여, 그 노치효과가 무시할 정도로 작기 때문이다. 제1 실시형태에 있어서, 강자성 니켈로 제조된 얇은 중간 금속층(14)이 홈구조(11)상에 도포된다. 이 얇은 강자성 니켈층(14)은 두께 50㎛ 미만으로 코어(13)상에 전착되거나 무전자 증착된다. 그 니켈층은 가능하다면 자계를 갖지만, 전체 구조에 걸쳐 균일하게 성장하기 때문에, 센서들에 의해 측정된 신호형태를 변화시키지 않는다. 그런 까닭에, 홈구조(11)는 비강자성 금속, 이 경우에서는 크롬으로 메워진다. 홈구조(11)를 메우는 크롬층(12)은 전착되며, 200㎛ 이상의 크롬층의 두께로 인하여 다층 크롬층이 사용된다. 두꺼운 층에는 인장응력이 발생되어 균열을 초래하기 때문에, 50㎛ 이상의 두꺼운 크롬층을 도포하면 문제가 있다. 층들 사이에는, 인장을 줄이는 전이영역들이 각각 형성된다. 이에 따라 균열의 빈도가 훨씬 낮아지며, 균열이 그 전이영역들에서 중지된다. 전착의 결과로서, 다층 크롬층은 니켈층(14)상에 균일하게 성장하므로, 피스톤 로드(10)의 표면이 다층 크롬층의 도포시에 홈패턴(11)을 여전히 구비한다. 상기 홈패턴은 피스톤 로드(10)를 재연마함으로써 제거되며, 연마시에, 크롬층(12)은 융기부(16) 위에 50㎛의 최소두께를 여전히 갖는다. 피스톤 로드를 재연마함으로써, 매끄러운 표면(17)이 얻어지며, 그 표면특성(경도, 마모, 내부식성, 유효수명)은 위치측정장치가 구비되지 않는 일반적인 장치의 표면특성에 상당한다. 특히, 표면(17)은 매우 낮은 조도도 가지므로, 유압실린더의 나머지 구성부품, 특히 실링장치는 마모에 의한 손상을 일으키지 않으며 그 장치는 수많은 피스톤 행정을 갖는 응용분야에 적합되기도 한다. 코어(13)로서 강자성 강을 사용하고 홈구조(11)를 메우는 금속(12)으로서 강자성 크롬을 사용함으로 인하여, 이 홈구조(11)에 큰 자계대비(magnetic contrast)가 얻어지며, 이는 자석(20)에 의해 생성된 자기장을 크게 변화시킨다.

도 3a는 본 발명의 피스톤 로드의 제2 실시형태를 도시한 것으로서, 피스톤 로드의 제1 실시형태에 실질적으로 상응하는 것이나, 여기에서는 니켈층(14)이 생략되어 있다. 제1 실시형태에 있어서, 이 니켈층(14)은 극한의 사용조건을 위해 부가적인 내부식성로서 사용되며, 제2 실시형태에서 도시된 바와 같이 생략될 수도 있고, 이에 의해 구성이 간소화되어 제조비용을 절감할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 피스톤 로드의 제3 실시형태를 도시한 것으로서, 홈구 조(11)는 전착된 비강자성 니켈층(12)으로 메워진다. 전착된 니켈층은 일반적으로 강자성 특성을 갖기 때문에, 홈구조를 메우기 위해 적합하지 않다. 그러나, 이 층에 10.5% 이상의 인이 혼합되므로, 비강자성 니켈도 전착될 수 있다. 이러한 비강자성 니켈층은 무전자 증착하기 더욱 용이하게 될 수 있지만, 홈구조(11)를 메우는 이러한 무전자에 대하여 구조 깊이가 너무 깊다. 니켈층(12)이 균일하게 성장되므로, 여전히 그 표면은 성장시에 홈구조(11)를 갖는다. 상기 홈구조는 피스톤 로드를 재연마함으로써 제거되므로, 매끄러운 표면(18)이 얻어진다. 최종적으로, 피스톤 로드(10)는 통상적으로 크롬층(19)으로 피복된다. 또한 이러한 구성은 경도, 마모, 내부식성, 유효수명 및 표면의 평활도에 대하여 우수한 특성을 제공한다. 또한, 개별적인 층들이 용이하면서도 저렴한 비용으로 적용될 수 있다. 다시, 강자성 코어(13)와 이러한 홈구조(11)를 메우기 위한 비강자성 금속(12)을 사용함으로써 홈구조(11)상에 큰 자계대비가 얻어지고, 이에 의해 자석(20)에 의해 생성된 자기장이 크게 편향된다.

피스톤 로드(10)가 축방향으로 자기장을 지나 이동될 때, 센서(30, 40)는 이러한 자기장의 편향을 측정한다. 자기장은 홈구조(11)로 인해 주기적으로 변화하므로, 그 주기를 계수함으로써 상대위치를 측정할 수 있다. 그러나, 절대위치 측정을 위해, 추가정보가 요구되는데, 이는 도 4에 도시된 제4 실시형태에서 기준 표시부(1)의 형태로 본 발명의 피스톤 로드(10)에 제공된다. 이러한 기준 표시부(1)는 다른 주기적인 홈구조에서 홈(16)과 융기부(15)를 생략함으로써 마련된다. 본 발명의 피스톤 로드(10)의 제4 실시형태에 있어서, 기준 표시부(1)는 2개의 인접한 기준 표시부(1) 사이에 위치되는 다수의 융기부(15) 또는 홈(16)이 각각 전체의 홈구조(11)에 걸쳐 상이하므로, 2개의 기준 표시부 사이의 각각의 간격은 2개의 기준 표시부 사이의 다수의 융기부 또는 홈에 의해 명확히 특징 지워진다. 2개의 연속적인 기준 표시부(1)들을 지나감으로써, 절대위치를 알수 있다. 피스톤 로드의 실시형태상에 기준 표시부(1)를 배열함으로써, 기준점까지, 즉 표시된 절대위치까지의 최대 이동이 특정될 수 있다. 특히 신속한 기준, 예컨대 실린더의 말단위치가 요망되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 기준 표시부들 사이의 거리가 말단위치에서 최소가 되도록 기준 표시부들을 배열한다.

본 발명의 피스톤 로드(10)의 이러한 제4 실시형태에 있어서, 생략된 홈은, 좌측으로부터 시작할 때, 5개의 홈이 첫 번째 2개 생략된 홈들 사이에 위치되도록 배열된다. 두 번째와 세 번째 생략된 홈들 사이의 거리는 7개 홈이고, 세 번째와 네 번째 생략된 홈들 사이의 거리는 9개 홈인 방식이다. 우측으로부터 시작할 때, 첫 번째와 두 번째 생략된 홈들 사이의 거리는 6개 홈이다. 두 번째와 세 번째 생략된 홈들 사이의 거리는 8개 홈이고, 다음에는 10개, 12개 등이다. 다음에 홀수에서 짝수 거리까지의 전이가 피스톤 로드의 중앙에서 실행된다. 본 실시형태에서, 홈의 총수는 대략 1400개이다.

생략된 홈 또는 융기부의 형태로 있는 기준 표시부(1)와 이러한 기준 표시부(1) 사이의 명백하게 확인가능한 거리에 의해, 신뢰할 수 있고 정밀한 절대위치 측정이 복잡한 패턴을 사용할 필요 없이, 신속하고 용이한 방법으로 실현될 수 있다.

도 5(a)는 이미지 세그먼트(image segment) 위에 위치된 예시되지 않은 자석(20)의 자기장이 홈구조(11)로 인하여 어떻게 변화되는지를 도시한 것이다. 상부에서 바닥까지 뻗는 라인들은 자기장의 힘의 라인들을 구성하며, 그 라인들 사이의 작은 거리들은 강한 자기장을 나타내고 그 라인들 사이의 큰 거리들은 약한 자기장을 나타낸다. 피스톤 로드(10)의 표면(17)으로부터의 먼 거리에서, 주로 자기장은 교란되지 않고 반경방향으로, 즉 이 도면에서 상부에서 바닥까지 균일하게 뻗는다. 홈구조(11)를 메우는 데에 사용된 비강자성 금속(12)은 매우 낮은 자화율을 가지며, 그에 따라 그 내부에서 자기장을 거의 강화시키지 않는다. 그래서, 자기장 라인들의 경로에 거의 영향을 끼치지 않는데, 이는 도면에서 자기장 라인들이 표면(17)에서 파괴되지 않는다는 사실에 의해서 인식될 수도 있다. 그러나, 코어(13)의 강자성 금속과 매우 다른 것들이 있다. 강자성 금속은 매우 높은 자화율을 가지며 그 내부에서 자기장을 강화시키며, 이는 자기장 라인들이 홈구조(11)에서 파괴된다는 사실에 의해 인식될 수도 있다. 자석(20)에 더 근접하여 위치된 융기부(15)의 경우에서, 자기장은 자석(20)으로부터 더 멀리 떨어진 홈(16)에서보다 더 강하다. 이는 홈(16)과 비교하여 볼 때 융기부(15)상의 자기장 라인들의 훨씬 작은 거리들에 의해 도 5(a)에서 인식될 수 있다. 홈구조(11)의 위의 영역에서, 자기장은 더 이상 반경방향으로 뻗지 않지만, 축방향으로의 성분 H_y를 갖고, 일반적으로 0과 다르다.

도 5(b)에서, 피스톤 로드(10)의 표면(17)의 약간 위에서 측정된 자기장 H_y 의 세기는 홈구조(11) 위의 위치에 따라 나타내진다. 본 실시형태에서처럼, 홈구조(11)는 사인곡선의 형상을 가지며, 또한 축방향으로의 자기장의 성분 H_y는 이러한 형상을 갖는다. 융기부(15) 또는 홈(16) 바로 위에서, 축방향으로의 자기장 H_y는 0이지만, 홈(16)과 융기부(15) 사이의 경사진 부분 위 각각은 양 또는 음 중 어느 하나이다. 본 실시형태에서, 센서는 피스톤 로드(10)의 표면(17)으로부터 1mm 미만의거리에서 피스톤 로드(10)의 축에 평행한 평면에 배열되어 있다. 본 실시형태의 영구자석(20)과 센서(30, 40)는 축방향으로 견고하게 장착되어 있고, 이에 의해 센서에 의해 측정된 자기장 H_y가 피스톤 로드(10)의 축방향 이동 중에 사인곡선으로 변조된다. 1주기에 의한 자기장 H_y의 변조는 2개의 홈들 사이의 거리 만큼의 피스톤 로드의 이동에 상당한다.

본 실시형태에 사용된 센서(30, 40)는 자기저항 자기장 센서들을 구성한다. 변조 자기장을 측정하기 위한 이러한 표준 센서들은 2개의 브리지 회로인 사인 브리지와 코사인 브리지로 접속되는 복수개의 자기저항 레지스터 구조물(31, 41)로 이루어진다. 센서 칩상의 레지스터의 기하학적인 거리가 측정되는 자기장 구조의 주기 길이와 그에 따른 홈구조(11)의 주기길이에 적합되도록 센서(30, 40)의 선택이 행해진다. 그러나, GMR 센서가 통상의 예에서처럼 사용될 수도 있다.

도 6(a)는 사인 브리지 및 코사인 브리지의 신호를 도시한 것으로서, 홈구조(11)를 갖는 피스톤 로드(10)가 축방향으로 센서를 지나 이동되며, 센서는 측정 방향으로 가로지르는 2.6mm까지 자석의 중심으로부터 편심(offset)되어 있고, 센 서(30, 40)의 자기저항 레지스터 구조(31, 41)는 피스톤 로드(10)의 표면(17)으로부터 400㎛의 거리에 위치된다. 도 6(a)는 서로에 대하여 쉬프트된 측정신호의 사인파 곡선을 명백히 도시한 것이다.

이러한 2개의 신호들이 표준방법들로 평가될 수 있어서 위치들을 제공한다. 도 6(b)에 도시된 바와 같이 구적신호를 통하여 평가를 행할 수 있다. 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 비교회로에 의해, 그 신호들은 A-B 구적신호로 변환된다. 다음에, 이 신호는 구적계수기로 계수되어 홈구조(11)의 주기 길이의 1/4의 해상도를 갖는 증분 위치신호를 제공한다. 구적계수기는 사인 신호 및 코사인 신호의 기울기를 계수하고, 여기서 2개의 신호들 사이의 위상관계의 분석이 이동 방향에 대한 설명을 제공한다. 위치의 고해상도가 요구되면, 그 해상도는 사인 신호 및 코사인 신호로부터 지수(quotient)를 형성함으로써 증대될 수 있다. 이러한 방식으로, 홈구조(11)의 주기 길이의 1/360보다 나은 해상도를 달성할 수 있다. 그래서, 센서(30, 40)의 사용은 피스톤 로드의 상대적인 이동의 극히 정확한 결정을 위해 이미 제공된 것이다.

그러나, 절대위치 측정을 위해, 기준 표시부(1)로부터의 추가적인 정보가 요구된다. 1개의 센서(30, 40)만을 사용할 때, 기준 표시부를 통과하는 것이 명백히 검출될 수 없다. 그 센서는 자기장이 어떤 주기동안 더 이상 변화하지 않는다는 것만을 "보고(see)" 있을 뿐이다. 그러나, 이는 피스톤 로드(10)가 이동되지 않는다는 사실로 인한 것일 수 있다.

이러한 문제는 2개의 센서(30, 40)를 사용함으로써 해결된다. 이 센서(30, 40)들은 축방향으로 서로로부터 고정된 거리를 갖는다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 이 고정된 거리는 4mm로서, 2개의 홈들 사이의 거리에 상당한다. 홈구조(11)의 주기 길이의 배수에 상당하는 거리를 갖는 2개의 센서들은, 2개의 센서들 중 어떠한 센서 아래에도 기준 표시부가 전혀 없는 경우, 2개의 센서가 동일한 신호를 제공한다는 이점을 갖는다. 2개의 센서들에 의해 생성된 신호를 비교함으로써, 기준 표시부(1)가 명백하게 검출될 수 있다. 그러나, 이러한 목적을 위하여, 2개의 센서들 사이의 거리는 2개의 기준 표시부(1)들 사이의 최소 거리보다 작게 되어야 한다. 기준 표시부(1)가 바로 센서들을 지나서 이동되면, 먼저 제1 센서(30)의 구적 계수기의 판독은 일정하게 되는 반면, 제2 센서(40)의 구적 계수기의 판독은 진행한다. 그런 까닭에, 기준 표시부(1) 또한 제2 센서(40)를 지나 이동되므로, 제2 센서(40)의 구적 계수기의 판독은 변화되지 않는 반면, 제1 센서(30)의 구적 계수기의 판독은 진행한다. 기준 표시부(1)가 2개의 센서(30, 40)들을 통과한 후에, 2개의 구적 계수기들이 다시 동시에 작동한다. 이리하여, 기준 표시부(1)는 이러한 신호 행동에 의해 명확히 인식될 수 있다.

이제 제2 기준 표시부(1)가 센서(30, 40)들을 지나 이동되면, 현재의 특정 기준 표시부(1)는 2개의 기준 표시부들 사이에서 홈(16) 또는 융기부(15)를 계수하고, 사인 신호 및 코사인 신호 사이에서 위상 비교로부터 이동의 방향을 결정함으로써 명백하게 확인될 수 있다. 그래서, 피스톤 로드(10)의 절대위치를 또한 명백하게 알수 있다. 특히, 이것은 2개의 센서들만으로 가능하므로, 구성에 있어서 공간과 비용이 절감될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 센서 홀더(60)의 실시형태의 구성을 도시한 것이다. 센서 홀더(60)는, 2개의 자기저항 센서(30, 40)가 다소 짧고 일정한 거리로 피스톤 로드(10)의 표면(17)을 따라 안내될 수 있도록 설계되어 있다. 홈구조(11)로부터의 단거리에서만, 센서들 뒤에 위치된 자석(20)의 자기장이 홈구조(11)에 의해 대폭 변화되기 때문에, 피스톤 표면(17)과 센서(30, 40)들 사이의 단거리는 중요하다. 양호한 신호를 얻기 위해, 자기장은 가능한 한 표면(17)에 근접하고, 그에 따라 가능한 한 홈구조(11)에 근접하여 측정되어야 한다. 이러한 거리는 또한 피스톤 로드(10)의 축방향 이동 중에 일정하게 되어야 하므로, 측정결과들이 왜곡되지 않는다.

그러므로, 본 발명의 센서 홀더(60)의 실시형태는 알루미늄의 슬라이딩 부재(50)를 포함하며, 센서(30, 40)와 영구자석(20)을 지지한다. 슬라이딩 부재(50)는 스프링(61)에 의해 피스톤 로드(10)쪽으로 밀어 붙여진다. 센서(30, 40)내의 자기저항 레지스터(31, 41)의 평면과 피스톤 로드(10)의 표면(17) 사이의 거리는 1mm 미만이다.

슬라이딩 부재(50)의 내측은, 그 내부 반경이 피스톤 로드의 반경보다 작도록 만곡되어 있으므로, 슬라이딩 부재는 그 외부 모서리상에서만 피스톤 로드를 따라 슬라이딩한다.

마찰을 감소시켜 마모에 대한 보호를 개선하기 위해, 본 실시형태에서 알루미늄의 슬라이딩 부재(50)에는 코팅(51)이 구비되어 있다. 이 코팅은 PTFE 함유물로 전착된 니켈층이다.

전체 센서 홀더(60)는 무압영역내에서 실린더 뚜껑안에 합체된다. 외측으로부터의 먼지 침입의 결과로서 마모를 회피하기 위해, 장치와 외부 영역 사이에는 스크레이퍼(scraper)와 실(seal) 또는 안내 스트립(guiding strip)들이 배치되어 있다.

이는, 전체 센서장치와 전자장치가 무압영역내에 위치되고 그에 따라 압력 피크에 의해 손상될 수 없으므로 구성의 안정성 및 유효수명의 추가적인 증대를 제공한다.

이는, 이러한 장치들에서 측정장치가 실린더의 고압영역내에 합체되어야 하므로 자기저항 측정장치들과 비교하여 특별히 이점을 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 피스톤 로드의 개선된 표면특성에 의해 마모 저감과 그에 따라 장치의 유효수명 연장을 제공할 수 있다.

Claims

자석(2), 적어도 1개의 센서(30, 40), 및 고자화율의 금속성 코어와 실질적으로 축방향으로 향한 홈구조(11)를 갖는 피스톤 로드(10)를 포함하는 유압실린더용 위치측정장치에 있어서,

상기 홈구조(11)는, 상기 적어도 1개의 센서(30, 40)가 홈구조(11)의 위치에 따라 변화되는 자석(20)의 자기장을 측정하도록 코어(13)보다 낮은 자화율을 갖는 금속(12)으로 메워지는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

적어도 1개의 센서(30, 40)는 특정 방향을 따라 자기장을 측정하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 자석(20)은 영구자석이며, 그 자석의 북남축은 센서(30, 40)의 배열과 방향성에 의존하여 뻗는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조(11)는 홈(16)들과 융기부(15)들로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제4항에 있어서,

축방향으로 인접한 상기 홈(16) 또는 융기부(15) 각각은 서로로부터 동일한 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조는 실질적으로 주기적이며, 특히 축방향으로 실질적으로 사인파 모양(sinusoidal shape)인 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제4항에 있어서,

기준 표시부(reference mark, 1)들을 형성하기 위하여 개별적인 홈(16) 또는 융기부(15)는 생략되어 있는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제7항에 있어서,

상기 기준 표시부(1)들은, 2개의 인접한 기준 표시부(1) 사이에 위치되는 다수의 융기부(15) 또는 홈(16)이 전체 홈구조(1)에 걸쳐 각각 달라서, 2개의 기준 표시부들 사이의 각각의 간격이 융기부(15) 또는 홈(16)의 갯수에 의해 명백하게 구분 지워지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제7항에 있어서,

위치의 신속한 표시가 요구되는 피스톤 로드(10)의 영역에서, 상기 기준 표시부(1)들 사이의 거리는 나머지 영역에서보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 금속성 코어(13)는 강자성체이고 홈구조(11)를 메우기 위한 금속(12)은 비강자성체인 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 금속성 코어(13)는 강(steel)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)은 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)은 비강자성 니켈 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제13항에 있어서,

상기 비강자성 니켈 합금은 10.5% 이상의 인 함유량을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 금속성 코어(13)와 상기 홈구조를 메우는 금속(12) 사이에는, 중간 금속층(14)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제15항에 있어서,

상기 중간 금속층(14)은 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조를 메우는 금속(12)은 매끄러운 표면(17, 18)을 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항 또는 제17항에 있어서,

상기 홈구조를 메우는 금속(12)상에는, 외부 금속층(19)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제18항에 있어서,

상기 외부 금속층(19)은 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제4항에 있어서,

상기 융기부(15)에 대하여 홈의 깊이는 약 200㎛인 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제4항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)은 홈(16) 위에 200㎛ 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제4항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)은 융기부(15) 위에 약 50㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,

상기 중간 금속층(14)은 50㎛ 미만의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 외부 금속층(19)은 약 50㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,

상기 중간 금속층(14)은 금속성 코어(13) 위에 전착되거나 무전자 증착되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)은 전착되거나 무전자 증착되고 매끄러운 표면(17, 18)을 얻기 위해 연마되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제26항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)의 도포는 다층방법을 포함하여, 상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)이 50㎛ 미만의 두께로 하나의 층 후에 다른 층을 도포하여 되는 복수의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 외부 금속층(19)은 전착되거나 무전자 증착되는 것을 특징으로 하는 유 압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

적어도 1개의 센서(30, 40)는 자기저항 센서 또는 GMR(Giant-Magneto-Resistant) 센서인 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제29항에 있어서,

상기 센서는 복수의 자기저항 또는 GMR 레지스터 구조(31, 41)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제30항에 있어서,

자기저항 또는 GMR 레지스터 구조(31, 41)는 2개의 브리지 회로인 사인 회로와 코사인 회로내에 배열되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제30항에 있어서,

자기저항 또는 GMR 레지스터 구조(31, 41)의 거리는 홈구조(11)의 주기 길이에 상응되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제31항에 있어서,

상기 센서(30, 40)에 의해 출력된 신호들은 그 구적 신호(quadrature signal)를 통하여 평가되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제31항에 있어서,

사인 회로 및 코사인 회로로부터 신호의 위상관계의 분석은 방향에 대한 설명을 제공하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제31항에 있어서,

사인 회로 및 코사인 회로로부터 신호의 지수(quotient)의 형성은 위치분석의 정확도를 증대시키는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

축방향으로 고정된 거리를 갖는 2개의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제36항에 있어서,

상기 거리는 배수를 포함하며, 특히 홈구조(11)의 주기 길이의 2배를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제37항에 있어서,

상기 기준 표시부(1)는 2개의 센서(30, 40)의 신호들의 비교로부터 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 있어서,

상기 센서(30, 40)가 위치되는 슬라이딩 부재(50)와 스프링(61)을 갖는 센서 홀더(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제39항에 있어서,

상기 슬라이딩 부재(50)는 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제40항에 있어서,

상기 슬라이딩 부재(50)는 마찰을 감소시켜 마모에 대한 보호를 위한 코팅(51)을 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제41항에 있어서,

상기 코팅(51)은 PTFE 함유물을 갖는 전착 니켈층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제39항에 있어서,

상기 슬라이딩 부재(50)는 피스톤 로드(10)의 반경보다 작은 내부 반경을 갖 는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치.
제1항에 기재된 유압실린더용 위치측정장치의 피스톤 로드를 제조하기 위한 방법으로서,

금속성 코어(13)내에 홈 패턴(groove pattern, 11)을 연마하여 형성하고,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)의 복수의 층들을 전착 또는 무전자 증착하며,

매끄러운 표면(17, 18)을 얻기 위해 상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치의 피스톤 로드의 제조방법.
제44항에 있어서,

상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)을 도포하기 전에, 금속층(14)이 전착되거나 무전자 증착되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치의 피스톤 로드의 제조방법.
제44항에 있어서,

매끄러운 표면을 얻기 위해 상기 홈구조(11)를 메우는 금속(12)을 연마한 후, 외부 금속층(19)이 전착되거나 무전자 증착되는 것을 특징으로 하는 유압실린더용 위치측정장치의 피스톤 로드의 제조방법.