WO2017110668A1 - ストローク検出装置 - Google Patents

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    • G01D5/2451—Incremental encoders

Definitions

  • the present invention relates to a stroke detection device.
  • JP 2004-28662A discloses a stroke detection device in which a magnetism detection unit provided in a cylinder tube detects a cylinder stroke by detecting a scale provided on the surface of a piston rod.
  • the magnetic detector of the stroke detection device includes a magnetic detection element disposed to face the scale, and a magnet disposed on the opposite side of the magnetic detection element from the side facing the scale.
  • the maximum detection range is set according to the strength of the magnetic field generated by the magnet.
  • the resolution is lowered, so that it is difficult to detect the change of the magnetic field when the change amount of the stroke is small and the change of the magnetic field is small. It becomes. As a result, the stroke detection accuracy may be reduced.
  • the object of the present invention is to improve the accuracy of detecting the stroke of a linear motion part.
  • a stroke detection device includes a scale provided on a surface of a second member provided to be movable forward and backward with respect to the first member, along a direction in which the second member advances and retracts, and the scale.
  • a magnetic detector provided on the first member so as to oppose and outputting a signal corresponding to a magnetic field that changes according to the scale, wherein the magnetic detector is in a direction orthogonal to the advancing / retreating direction of the second member
  • a first magnetic flux detection unit that detects a change in magnetic flux of the first magnetic field, a first magnetic field generation unit that generates a first magnetic field, and a second magnetic field generation unit that generates a second magnetic field, the first magnetic field generation unit And the second magnetic field generation unit are arranged so that the first magnetic field and the second magnetic field are canceled by the first magnetic flux detection unit in a state where the magnetic detector is not opposed to the scale. Is done.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining a change in a magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining a change in the magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a diagram for explaining a change in the magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4D is a diagram for explaining a change in the magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining a change in a magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining a change in the
  • FIG. 4E is a diagram for explaining changes in the magnetic field in the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the output of the magnetic detector of the stroke detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the magnetic detector of the stroke detection device according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the magnetic detector of the stroke detection device according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12A is a diagram for explaining a change in a magnetic field in the stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a figure for demonstrating the change of the magnetic field in the stroke detection apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 12C is a diagram for explaining a change in the magnetic field in the stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12D is a diagram for describing a change in a magnetic field in the stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12E is a diagram for explaining a change in the magnetic field in the stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph showing the output of the magnetic detector of the stroke detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • a stroke detection apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • a cylinder 10 shown in FIG. 1 is a hydraulic cylinder that is operated by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump (not shown).
  • the stroke detection device 100 is provided in the cylinder 10.
  • the cylinder 10 includes a cylinder tube 20 as a first member that is a main body of the cylinder 10 and a piston rod 30 as a second member that is provided so as to be movable forward and backward with respect to the cylinder tube 20. That is, the cylinder 10 is a linear motion component in which the piston rod 30 moves forward and backward with respect to the cylinder tube 20.
  • the cylinder tube 20 has a cylindrical shape, and a piston 31 that is slidable in the axial direction is provided inside the cylinder tube 20.
  • a cylinder head 20a through which the piston rod 30 is slidably inserted is provided at the end of the cylinder tube 20.
  • the inside of the cylinder tube 20 is partitioned into two oil chambers 11 and 12 by the piston 31.
  • the two oil chambers 11 and 12 are connected to a hydraulic pump or tank (not shown) through a switching valve (not shown). When one of the two oil chambers 11 and 12 is connected to the hydraulic pump, the other is connected to the tank.
  • the cylinder 10 expands and contracts when hydraulic oil is guided from the hydraulic pump to one of the two oil chambers 11 and 12 and the piston rod 30 moves in the axial direction.
  • the cylinder 10 is a double-acting cylinder, but may be a single-acting cylinder.
  • the cylinder 10 is not limited to a hydraulic type, and may be a pneumatic type, a hydraulic type, an electric mechanical type, or the like. Further, the cylinder 10 is not limited to one that operates as an actuator, and may operate as a shock absorber or the like.
  • the piston rod 30 is a columnar magnetic member having a base end portion 30 a fixed to the piston 31 and a tip end portion 30 b exposed from the cylinder tube 20.
  • the piston rod 30 is operated by a hydraulic force acting on the piston 31.
  • the stroke detection device 100 includes a magnetic detector 50 disposed in a cylinder head 20a through which the piston rod 30 is inserted, and a plurality of scales 60 formed on the side surface 30c of the piston rod 30 along the advancing / retreating direction of the piston rod 30. .
  • the magnetic detector 50 includes a first Hall element 51 as a first magnetic flux detection unit that detects a change in magnetic flux in a direction orthogonal to the advancing / retreating direction of the piston rod 30, and a direction from the piston rod 30 toward the first Hall element 51.
  • a first magnet 52 as a first magnetic field generator for generating the first magnetic field M1 and a second magnet as a second magnetic field generator for generating a second magnetic field M2 in the direction from the first Hall element 51 toward the piston rod 30.
  • 53, and a yoke 55 to which the first Hall element 51, the first magnet 52, and the second magnet 53 are coupled.
  • the first Hall element 51 is an element that outputs the magnitude and direction of the magnetic field using the Hall effect.
  • the first hall element 51 is disposed so as to face the side surface 30c of the piston rod 30 provided with the scale 60, and detects the magnetic flux density that is the magnitude of the magnetic field in the direction orthogonal to the axial direction of the piston rod 30.
  • the voltage according to the quantity and the detection direction is output.
  • the output of the first hall element 51 is amplified by an amplifier (not shown) and input to a stroke calculation device (not shown).
  • the first magnet 52 and the second magnet 53 are permanent magnets such as neodymium magnets and ferrite magnets.
  • the first magnet 52 is arranged so that the north pole faces the piston rod 30 side
  • the second magnet 53 is arranged so that the south pole faces the piston rod 30 side.
  • the first magnet 52 and the second magnet 53 are configured so that the first magnetic field M ⁇ b> 1 generated by the first magnet 52 and the first magnet 52 in a state where the magnetic detector 50 does not face the scale 60.
  • the second magnetic field M ⁇ b> 2 generated by the two magnets 53 is arranged with respect to the first Hall element 51 so as to cancel out in the first Hall element 51.
  • the first Hall element 51 detects a magnetic flux density that is a difference between the magnitude of the first magnetic field M1 and the magnitude of the second magnetic field M2 at the position where the first Hall element 51 is provided.
  • each of the magnets 52 and 53 acts directly on the first Hall element 51.
  • Each space is provided to prevent. These spaces may be filled with a resin capable of blocking magnetism.
  • the magnetic field generator is not limited to a magnet, but may be an electromagnet in which a coil is wound around an iron material.
  • the first Hall element 51 can easily cancel the magnetic field.
  • the magnetic flux detection unit is not limited to the Hall element, and may be a coil whose axial center is arranged in a direction orthogonal to the advancing / retreating direction of the piston rod 30. In this case, since the impedance of the excited coil changes according to the magnetic flux density, the change of the magnetic field can be grasped by detecting the impedance.
  • the yoke 55 is an iron material that forms a magnetic circuit between the first Hall element 51 and the first magnet 52 and between the first Hall element 51 and the second magnet 53.
  • the first Hall element 51, the first magnet 52, and the second magnet 53 are integrated by a yoke 55.
  • a facing portion 56 for forming a magnetic circuit is provided on the piston rod 30 side of the first hall element 51, as with the yoke 55.
  • the facing portion 56 is formed of an iron material, and the surface of the facing portion 56 that faces the piston rod 30 is formed in a concave shape in accordance with the shape of the side surface 30 c of the piston rod 30.
  • Opposing portions 57 and 58 are also provided on the piston rod 30 side of the first magnet 52 and the second magnet 53, respectively.
  • the surface of the magnets 52 and 53 facing the piston rod 30 may be processed into a concave shape in accordance with the shape of the side surface 30c of the piston rod 30. If the surface of the piston rod 30 facing the magnetic detector 50 is flat, the facing portions 56 to 58 need not be provided.
  • the scale 60 is a nonmagnetic material formed in a groove shape on the outer periphery of the piston rod 30 that is a magnetic material.
  • the scale 60 is formed by melting the outer peripheral surface of the piston rod 30 with a laser irradiated by a laser device as a local heating device and adding Ni or Mn to austenite.
  • the piston rod 30 may be made of a non-magnetic material.
  • the scale 60 is formed as a magnetic material by melting the piston rod 30 with a laser device and adding Sn or the like.
  • the means for locally heating is not limited to a laser, and any means may be used as long as it can be locally heated, such as an electron beam, high-frequency induction heating, or arc discharge.
  • the scale 60 has a predetermined width W1 along the forward / backward direction of the piston rod 30, and is provided at a predetermined interval P1 along the forward / backward direction of the piston rod 30.
  • the width W1 of the scale 60 and the interval P1 where the scale 60 is provided are set to the same length.
  • the magnetic detector 50 is arranged so that the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are aligned is parallel to the forward / backward direction of the piston rod 30 with respect to the scale 60.
  • the width W1 of the scale 60 is defined such that the length between the end surfaces on the side where the first magnet 52 and the second magnet 53 face (the length between the inner ends) is L1, and the first magnet 52 and the first magnet 52 When the length between the end faces opposite to the two magnets 53 and the opposite side (the length between the outer ends) is L2, it is set so as to satisfy the relationship of L1 ⁇ W1 ⁇ L2.
  • the width W1 of the scale 60 is the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged, that is, the forward / backward direction of the piston rod 30, and the length of the scale 60 facing the magnetic detector 50 is the piston. It means the length of the scale 60 in a direction that changes according to the advance / retreat of the rod 30.
  • FIG. 5 is a graph showing changes in the output of the magnetic detector 50 when the cylinder 10 extends from FIG. 4A to FIG. 4E.
  • the magnetic detector 50 is in a state where the portion from the first magnet 52 to the second magnet 53 faces the side surface 30c of the piston rod 30 where the scale 60 is not provided. Since the piston rod 30 is a magnetic body, the first magnetic field M1 generated by the first magnet 52 and the second magnetic field M2 generated by the second magnet 53 are formed so as to pass through the first Hall element 51, respectively. Here, as described above, the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 are formed so as to cancel each other at the position where the first Hall element 51 is provided. Therefore, the magnetic flux density at the position where the first Hall element 51 is provided is substantially zero, and the voltage output of the first Hall element 51, that is, the output value of the magnetic detector 50 is zero.
  • the portion from the second magnet 53 to the first Hall element 51 is opposed to the scale 60.
  • the second magnetic field M2 generated by the second magnet 53 is blocked by the non-magnetic material, and the second magnetic field The influence of M2 on the first Hall element 51 is reduced.
  • the first magnetic field M ⁇ b> 1 is formed to pass through the first Hall element 51 through the piston rod 30. For this reason, the magnetic flux density at the position where the first Hall element 51 is provided becomes large in the direction from the piston rod 30 toward the first Hall element 51. As a result, the output value of the magnetic detector 50 becomes maximum on the plus side when the direction of the magnetic flux density from the piston rod 30 toward the first hall element 51 is the plus direction.
  • the magnitude of the first magnetic field M1 in the first Hall element 51 does not change from the state of FIG. 4A to the state of FIG. 4B, while the magnitude of the second magnetic field M2 is determined by the scale 60 being the second magnet. By gradually facing 53, it gradually becomes smaller.
  • the magnetic flux density at the position where the first Hall element 51 is provided gradually increases in the direction from the piston rod 30 toward the first Hall element 51 until the state of FIG. Therefore, the output value of the magnetic detector 50 gradually increases as shown by the solid line in FIG. 5 until the state of FIG. 4A reaches the state of FIG. 4B.
  • the portion from the first magnet 52 to the second magnet 53 is in a state facing the scale 60.
  • both the 1st magnetic field M1 and the 2nd magnetic field M2 are interrupted
  • the output value of the magnetic detector 50 becomes zero.
  • the first magnetic element M1 and the second magnetic field M2 are formed in the first Hall element 51 in a weak state.
  • the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 are approximately the same. As a result, the strength is canceled out at the position where the first Hall element 51 is provided.
  • the portion from the first magnet 52 to the first Hall element 51 faces the scale 60.
  • the first magnetic field M1 generated by the first magnet 52 is blocked by the non-magnetic material, and the first magnetic field The influence of M1 on the first Hall element 51 is reduced.
  • the second magnetic field M ⁇ b> 2 is formed to pass through the first Hall element 51 through the piston rod 30. For this reason, the magnetic flux density at the position where the first Hall element 51 is provided becomes large in the direction from the first Hall element 51 toward the piston rod 30. As a result, the output value of the magnetic detector 50 becomes maximum on the minus side when the direction of the magnetic flux density from the piston rod 30 toward the first Hall element 51 is the plus direction.
  • the state of FIG. 4E is the same as the state of FIG. 4A, and the output value of the magnetic detector 50 is zero.
  • the output value of the magnetic detector 50 changes in a sine wave shape according to the stroke amount of the piston rod 30.
  • the absolute stroke amount of the piston rod 30 relative to the cylinder tube 20 can be calculated based on the change in the output value of the magnetic detector 50 with respect to the stroke amount of the piston rod 30.
  • the width W1 of the scale 60 is equal to or greater than the length L2 between the outer ends, the period in which the portion from the first magnet 52 to the second magnet 53 faces the scale 60 becomes longer. That is, although the piston rod 30 is displaced, there is a period in which the output value of the magnetic detector 50 is maintained at zero, and as a result, the output of the magnetic detector 50 changes according to the stroke amount. It becomes impossible to make it.
  • the width W1 of the scale 60 is equal to or less than the length L1 between the inner ends, there is no period in which the portion from the first magnet 52 to the second magnet 53 simultaneously faces the scale 60. For this reason, at the position where the first Hall element 51 is provided, a difference between the magnitude of the first magnetic field M1 and the magnitude of the second magnetic field M2 is less likely to occur, and the direction of the magnetic flux density changes frequently. As a result, the output value of the magnetic detector 50 also changes frequently with respect to the stroke amount, and it becomes difficult to change the output of the magnetic detector 50 according to the stroke amount. For this reason, the width W1 of the scale 60 is set so as to satisfy the above relationship.
  • the first magnetic element M1 generated by the first magnet 52 and the second magnetic field M2 generated by the second magnet 53 are canceled by the first Hall element 51.
  • the maximum detection range of the first Hall element 51 is not the magnitude of the magnetic field generated by each of the magnets 52 and 53, but the magnitude of the first magnetic field M1 and the magnitude of the second magnetic field M2 that change according to the change in stroke. It is set according to the difference.
  • the resolution of the first Hall element 51 can be increased, and the change in the magnetic field can be detected even when the change in the stroke is small and the change in the magnetic field is small.
  • the length W1 of the scale 60 in the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged is the length L1 between the inner ends of the first magnet 52 and the second magnet 53 and the length L2 between the outer ends. And is set based on. For this reason, the output of the magnetic detector 50 changes according to the stroke amount. As described above, the stroke detection device 100 can improve the stroke detection accuracy by including the magnetic detector 50 having the above-described configuration and the scale 60 having the above-described setting.
  • the first Hall element 51 is disposed between the first magnet 52 and the second magnet 53.
  • the first Hall element 51 may be arranged at a position away from the first magnet 52 and the second magnet 53 in a direction orthogonal to the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged. Good.
  • the width W1 of the scale 60 is set such that the length between the end faces on the side where the first magnet 52 and the second magnet 53 face (the length between the inner ends) is L1, and the first magnet 52 and the first magnet 52 When the length between the end faces opposite to the two magnets 53 and the opposite end face (the length between the outer ends) is L2, it is set so as to satisfy the relationship of L1 ⁇ W1 ⁇ L2.
  • the same effect as in the above embodiment can be obtained, and the length L2 of the magnetic detector 50 in the advancing / retreating direction of the piston rod 30 is shortened compared to the above embodiment, so that the installation space is limited. However, it can be easily installed.
  • only one magnetic detector 50 is provided.
  • a plurality of magnetic detectors 50 may be arranged.
  • the plurality of magnetic detectors 50 are preferably arranged so that peak values are output with different stroke amounts.
  • the output of the other magnetic detector 50 is the solid line that is the output of the magnetic detector 50, as shown by the broken line in FIG.
  • the cylinders 20 are attached to the cylinder tube 20 so that the stroke amount at which the peak value is output is different.
  • the plurality of magnetic detectors 50 may be continuously arranged, for example, along the advancing / retreating direction of the piston rod 30, or may be arranged at a predetermined interval. Alternatively, a part of the piston rod 30 may be arranged so as to overlap in the circumferential direction. When a plurality of magnetic detectors 50 are used as described above, the magnetic detectors 50 having the shape shown in the first modified example can be used in a compact arrangement.
  • the magnetic detector 50 includes two Hall elements, ie, a first Hall element 51a as a first magnetic flux detection unit and a second Hall element 51b as a second magnetic flux detection unit. It has the 3rd magnet 54 as a 3rd magnetic field generation part which generates the 3rd magnetic field M3 which goes to Hall element 51b.
  • the second magnet 53 that generates a magnetic field from the first Hall element 51a toward the piston rod 30 is also used as a magnet that generates a magnetic field from the second Hall element 51b toward the piston rod 30.
  • the manufacturing cost of the magnetic detector 50 can be reduced, and the magnetic detector 50 can have a compact structure. it can.
  • the stroke detection apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
  • symbol is attached
  • the basic configuration of the stroke detection device 200 is the same as that of the stroke detection device 100 according to the first embodiment.
  • the scale 260 is provided in a spiral shape along the axial direction of the piston rod 30, and the magnetic detector 250 faces the scale 260 that is displaced in the circumferential direction according to the stroke amount of the piston rod 30. It is different from the stroke detection device 100 in that it is arranged as described above.
  • the magnetic detector 250 includes a first Hall element 251 as a first magnetic flux detector that detects a change in magnetic flux, a first magnet 252 as a first magnetic field generator that generates the first magnetic field M1, and a second magnetic field M2.
  • a second magnet 253 serving as a second magnetic field generator for generating the first magnetic element, and a yoke 255 to which the first Hall element 251, the first magnet 252, and the second magnet 253 are coupled. Since these configurations are the same as those of the magnetic detector 50 of the first embodiment, detailed description of each configuration is omitted.
  • a facing portion 256 for forming a magnetic circuit is provided on the piston rod 30 side of the first hall element 51, as with the yoke 255.
  • the facing portion 256 is made of an iron material, and the surface of the facing portion 256 facing the piston rod 30 is formed in a concave shape in accordance with the shape of the side surface 30c of the piston rod 30.
  • Opposing portions 257 and 258 are also provided on the piston rod 30 side of the first magnet 252 and the second magnet 253, respectively. For this reason, the surface facing the piston rod 30 of the magnetic detector 250 has an arc shape.
  • the scale 260 is a belt-like nonmagnetic material formed on the surface of the piston rod 30 and is inclined with respect to the advancing / retreating direction of the piston rod 30. Specifically, the scale 260 is formed in a spiral shape along the axial direction on the surface of the cylindrical piston rod 30.
  • the magnetic detector 250 is arranged so that the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are aligned is orthogonal to the forward / backward direction of the piston rod 30 with respect to the scale 260.
  • the width 260 of the scale 260 is set such that the length between the end faces on the side where the first magnet 252 and the second magnet 253 face each other (the length between the inner ends) is L3.
  • the relationship is set so as to satisfy the relationship L3 ⁇ W2 ⁇ L4.
  • the width W2 of the scale 260 is the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are arranged, that is, the circumferential direction of the piston rod 30, and the length of the scale 260 facing the magnetic detector 250 is the piston. It means the length of the scale 260 in a direction that changes according to the advance / retreat of the rod 30.
  • FIGS. 12A to 12E and FIG. 12A to 12E show the positional relationship between the magnetic detector 250 and the scale 260 when the cylinder 10 extends.
  • the magnetic detector 250 and the scale 260 have a shape along the circumferential direction of the piston rod 30 as shown in FIG. 11, but FIGS. 12A to 12E show a state of being developed on a straight line.
  • FIG. 13 is a graph showing a change in the output of the magnetic detector 250 when the cylinder 10 extends from FIG. 12A to FIG. 12E.
  • the magnetic detector 250 is in a state where the portion from the first magnet 252 to the second magnet 253 faces the side surface 30c of the piston rod 30 where the scale 260 is not provided. Since the piston rod 30 is a magnetic body, the first magnetic field M1 generated by the first magnet 252 and the second magnetic field M2 generated by the second magnet 253 are formed so as to pass through the first Hall element 251 respectively. Here, the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 are formed so as to cancel each other at the position where the first Hall element 251 is provided. Therefore, the magnetic flux density at the position where the first Hall element 251 is provided is substantially zero, and the voltage output of the first Hall element 251, that is, the output value of the magnetic detector 250 is zero.
  • the portion from the second magnet 253 to the first Hall element 251 is opposed to the scale 260.
  • the portion from the second magnet 253 to the first Hall element 251 faces the scale 260 that is a non-magnetic material, the second magnetic field M2 generated by the second magnet 253 is blocked by the non-magnetic material, and the second magnetic field The influence of M2 on the first Hall element 251 is reduced.
  • the first magnetic field M ⁇ b> 1 is formed to pass through the first Hall element 251 through the piston rod 30.
  • the magnetic flux density at the position where the first Hall element 251 is provided becomes large in the direction from the piston rod 30 toward the first Hall element 251.
  • the output value of the magnetic detector 250 becomes maximum on the plus side when the direction of the magnetic flux density from the piston rod 30 toward the first hall element 251 is the plus direction.
  • the magnitude of the first magnetic field M1 in the first Hall element 251 does not change from the state of FIG. 12A to the state of FIG. 12B
  • the magnitude of the second magnetic field M2 is determined by the scale 260 being the second magnet. By gradually facing 253, it gradually becomes smaller.
  • the magnetic flux density at the position where the first hall element 251 is provided gradually increases in the direction from the piston rod 30 toward the first hall element 251 until the state of FIG.
  • the output value of the magnetic detector 250 gradually increases as shown by the solid line in FIG. 13 from the state of FIG. 12A to the state of FIG. 12B.
  • the portion from the first magnet 252 to the second magnet 253 is opposed to the scale 260.
  • both the 1st magnetic field M1 and the 2nd magnetic field M2 are interrupted
  • the output value of the magnetic detector 250 becomes zero.
  • the first magnetic element M1 and the second magnetic field M2 are formed in the first Hall element 251 in a weak state.
  • the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 are approximately the same. As a result, the strength is canceled out at the position where the first Hall element 251 is provided.
  • the portion from the first magnet 252 to the first Hall element 251 is opposed to the scale 260.
  • the first magnetic field M1 generated by the first magnet 252 is blocked by the non-magnetic material, and the first magnetic field The influence of M1 on the first Hall element 251 is reduced.
  • the second magnetic field M ⁇ b> 2 is formed so as to pass through the first Hall element 251 through the piston rod 30. For this reason, the magnetic flux density at the position where the first Hall element 251 is provided is in a large state in the direction from the first Hall element 251 to the piston rod 30. As a result, the output value of the magnetic detector 250 becomes maximum on the minus side when the direction of the magnetic flux density from the piston rod 30 toward the first Hall element 251 is the plus direction.
  • the state of FIG. 12E is the same as the state of FIG. 12A, and the output value of the magnetic detector 250 is zero.
  • the output value of the magnetic detector 250 changes in a sine wave shape according to the stroke amount of the piston rod 30.
  • the absolute stroke amount of the piston rod 30 relative to the cylinder tube 20 can be calculated based on the change in the output value of the magnetic detector 250 with respect to the stroke amount of the piston rod 30.
  • the first magnetic element M1 generated by the first magnet 252 and the second magnetic field M2 generated by the second magnet 253 are canceled by the first Hall element 251.
  • the maximum detection range of the first Hall element 251 is not the magnitude of the magnetic field generated by each of the magnets 252 and 253, but the magnitude of the first magnetic field M1 and the magnitude of the second magnetic field M2 that change according to the change in stroke. It is set according to the difference.
  • the resolution of the first Hall element 251 can be increased, and the change in the magnetic field can be detected even when the change in the stroke is small and the change in the magnetic field is small.
  • the length W2 of the scale 260 in the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are arranged is a length L3 between the inner ends of the first magnet 252 and the second magnet 253 and a length L4 between the outer ends. And is set based on. For this reason, the output of the magnetic detector 250 changes according to the stroke amount. As described above, the stroke detection device 200 can improve the stroke detection accuracy by including the magnetic detector 250 having the above-described configuration and the scale 260 having the above-described setting.
  • only one magnetic detector 250 is provided.
  • a plurality of magnetic detectors 250 may be arranged.
  • the plurality of magnetic detectors 250 be arranged so that peak values are output at different stroke amounts.
  • the output of the other magnetic detector 250 is a solid line that is the output of the magnetic detector 250, as indicated by a broken line in FIG.
  • the cylinders 20 are attached to the cylinder tube 20 so that the stroke amount at which the peak value is output is different.
  • the plurality of magnetic detectors 250 may be continuously arranged, for example, along the circumferential direction of the piston rod 30, or may be arranged at a predetermined interval. Moreover, you may arrange
  • the plurality of magnetic detectors 250 in the circumferential direction, it is possible to detect the displacement of the scale 260 continuously. As a result, even when the stroke is long, the stroke amount can be accurately detected.
  • the change in the output of the magnetic detector 250 with respect to a change in a predetermined stroke can be achieved. Can be bigger.
  • the detection accuracy of the stroke amount can be improved by increasing the change in output with respect to the change in stroke.
  • the stroke detection devices 100 and 200 are opposed to the scales 60 and 260 provided on the surface of the piston rod 30 provided so as to be movable forward and backward with respect to the cylinder tube 20 and the scales 60 and 260.
  • the magnetic detectors 50 and 250 are provided in the cylinder tube 20 and output a signal corresponding to the magnetic field changed by the scales 60 and 260.
  • the magnetic detectors 50 and 250 are arranged in the direction in which the piston rod 30 advances and retracts.
  • First hall elements 51 and 251 for detecting a change in magnetic flux in the orthogonal direction, first magnets 52 and 252 for generating a first magnetic field M1 in a direction from the piston rod 30 toward the first hall elements 51 and 251;
  • a second magnetic field M2 is generated in the direction from the first Hall element 51,251 toward the piston rod 30.
  • Magnets 53 and 253, and the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253 have the first magnetic field M1 in a state where the magnetic detectors 50 and 250 are not opposed to the scales 60 and 260.
  • the second magnetic field M2 is arranged with respect to the first Hall elements 51, 251 so as to cancel each other out at the first Hall elements 51, 251.
  • the first magnetic element M1 generated by the first magnets 52 and 252 and the second magnetic field M2 generated by the second magnets 53 and 253 are canceled by the first Hall elements 51 and 251.
  • the maximum detection range of the first Hall elements 51, 251 is not the magnitude of the magnetic field generated by the magnet, but the magnitude of the first magnetic field M1 and the magnitude of the second magnetic field M2 that change according to the change in stroke. Set according to the difference.
  • the resolution of the first Hall elements 51 and 251 can be increased, and the change in the magnetic field can be accurately detected even when the change in the stroke is small and the change in the magnetic field is small. As a result, the stroke detection accuracy can be improved.
  • the lengths W1 and W2 of the scales 60 and 260 in the direction in which the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253 are arranged are between the inner ends of the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253. Is shorter than the lengths L2 and L4 between the outer ends of the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253.
  • the lengths W1 and W2 of the scales 60 and 260 in the direction in which the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253 are arranged are the inner sides of the first magnets 52 and 252 and the second magnets 53 and 253. It is set based on the lengths L1 and L3 between the ends and the lengths L2 and L4 between the outer ends. For this reason, the outputs of the magnetic detectors 50 and 250 change according to the stroke amount.
  • the stroke detection devices 100 and 200 include the magnetic detectors 50 and 250 configured as described above and the scales 60 and 260 configured as described above, thereby further improving the stroke detection accuracy.
  • first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged and the forward / backward direction of the piston rod 30 are parallel, and a plurality of scales 60 are provided at a predetermined interval.
  • the magnetic detector 50 is disposed in the cylinder tube 20 so that the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are aligned is parallel to the advance / retreat direction of the piston rod 30.
  • a plurality of scales 60 are provided at predetermined intervals. For this reason, the area of the scale 60 facing the magnetic detector 50 changes according to the stroke, and the influence of the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 on the first Hall element 51 changes. As a result, an accurate stroke amount of the piston rod 30 can be detected based on the output of the magnetic detector 50.
  • the first hall element 51 is between the outer ends of the first magnet 52 and the second magnet 53 and in a direction orthogonal to the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged. And it arrange
  • the first Hall element 51 is not disposed between the first magnet 52 and the second magnet 53. For this reason, the length of the magnetic detector 50 in the direction in which the first magnet 52 and the second magnet 53 are arranged, that is, in the forward / backward direction of the piston rod 30, is shortened. As a result, even if the space for mounting the magnetic detector 50 is limited, it can be easily installed, and the stroke detection device 100 can be made compact.
  • the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are aligned and the advancing / retreating direction of the piston rod 30 are orthogonal to each other, and the scale 260 is formed in a strip shape that is inclined with respect to the advancing / retreating direction of the piston rod 30.
  • the cylinder tube 20 is provided with the magnetic detector 250 so that the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are aligned is orthogonal to the advancing / retreating direction of the piston rod 30.
  • a scale 260 formed in a band shape that is inclined with respect to the advancing / retreating direction of the rod 30 is provided. Therefore, the area of the scale 260 facing the magnetic detector 250 changes according to the stroke, and the influence of the first magnetic field M1 and the second magnetic field M2 on the first Hall element 251 changes. As a result, the accurate stroke amount of the piston rod 30 can be detected based on the output of the magnetic detector 250.
  • the first Hall element 251 is disposed between the first magnet 252 and the second magnet 253.
  • the first Hall element 251 is disposed between the first magnet 252 and the second magnet 253. For this reason, the thickness of the magnetic detector 250 in the direction orthogonal to the direction in which the first magnet 252 and the second magnet 253 are arranged, that is, in the forward / backward direction of the piston rod 30, is reduced. As a result, the magnetic detector 250 can be easily installed even if the mounting space is limited.
  • a plurality of magnetic detectors 50 and 250 are provided in the cylinder tube 20, and the plurality of magnetic detectors are respectively arranged so that peak values are output at different stroke amounts.
  • a plurality of magnetic detectors are attached to the cylinder tube 20 so that peak values are output at different stroke amounts.
  • the stroke direction and the absolute stroke amount of the piston rod 30 can be easily calculated.
  • the magnetic detectors 50 and 250 generate a second Hall element 51b that detects a change in magnetic flux in a direction orthogonal to the advancing and retreating direction of the piston rod 30, and a third magnetic field M3 that travels from the piston rod 30 to the second Hall element 51b.
  • the third magnet 54 In the state where the magnetic detectors 50 and 250 are not opposed to the scales 60 and 260, the third magnet 54 generates the second magnetic field M2 and the third magnetic field M3. It arrange
  • the second magnetic element M2 generated by the second magnet 53 and the third magnetic field M3 generated by the third magnet 54 are canceled by the second Hall element 51b. That is, the second magnet 53 is also used as a magnetic field generator that generates a magnetic field from the second Hall element 51b toward the piston rod 30.
  • the manufacturing cost of the magnetic detectors 50 and 250 having two Hall elements can be reduced, and the magnetic detectors 50 and 250 can be reduced. A compact structure can be obtained.

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Abstract

ストローク検出装置（１００，２００）は、スケール（６０，２６０）によって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気検出器（５０，２５０）を備える。磁気検出器（５０，２５０）は、磁束の変化を検出する第１ホール素子（５１，２５１）と、第１磁界（Ｍ１）を発生させる第１磁石（５２，２５２）と、第２磁界（Ｍ２）を発生させる第２磁石（５３，２５３）と、を有する。第１磁石（５２，２５２）及び第２磁石（５３，２５３）は、第１磁界（Ｍ１）と第２磁界（Ｍ２）とが第１ホール素子（５１，２５１）において相殺されるように配置される。

Description

ストローク検出装置
　本発明は、ストローク検出装置に関するものである。
　従来、シリンダなどの直動部品のストロークを検出するためにストローク検出装置が用いられている。ＪＰ２００４－２８６６６２Ａには、シリンダチューブに設けられた磁気検出部が、ピストンロッドの表面に設けられたスケールを検出することによってシリンダのストロークを検出するストローク検出装置が開示されている。このストローク検出装置の磁気検出器は、スケールに対向して配置される磁気検出素子と、磁気検出素子のスケールに対向する側とは反対側に配設される磁石と、を有する。
　しかしながら、ＪＰ２００４－２８６６６２Ａに記載された磁気検出素子は、磁石が発生する磁界の強さに合せて最大検出範囲が設定される。このように、磁気検出素子の検出範囲が大きく設定されると分解能が低くなるため、ストロークの変化量がわずかであって、磁界の変化が小さい場合には、磁界の変化を検出することが困難となる。この結果、ストロークの検出精度が低下するおそれがある。
　本発明は、直動部品のストロークの検出精度を向上させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、ストローク検出装置は、第１部材に対して進退自在に設けられる第２部材の表面に、前記第２部材の進退方向に沿って設けられるスケールと、前記スケールに対向するように前記第１部材に設けられ、前記スケールによって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気検出器と、を備え、前記磁気検出器は、前記第２部材の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第１磁束検出部と、第１磁界を発生させる第１磁界発生部と、第２磁界を発生させる第２磁界発生部と、を有し、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とは、前記磁気検出器が前記スケールに対向していない状態において、前記第１磁界と前記第２磁界とが、前記第１磁束検出部において相殺されるように配置される。
図１は、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置の構成図である。 図２は、図１のII－II線に沿う断面図である。 図３は、図２のIII－III線に沿う断面図である。 図４Ａは、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置における磁界の変化を説明するための図である。 図４Ｂは、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置における磁界の変化を説明するための図である。 図４Ｃは、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置における磁界の変化を説明するための図である。 図４Ｄは、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置における磁界の変化を説明するための図である。 図４Ｅは、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置における磁界の変化を説明するための図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置の磁気検出器の出力を示すグラフである。 図６は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係るストローク検出装置の磁気検出器を拡大して示した図である。 図７は、図６のVII－VII線に沿う断面図である。 図８は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係るストローク検出装置の磁気検出器を拡大して示した図である。 図９は、図８のIX－IX線に沿う断面図である。 図１０は、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置の構成図である。 図１１は、図１０のXI－XI線に沿う断面図である。 図１２Ａは、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置おける磁界の変化を説明するための図である。 図１２Ｂは、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置おける磁界の変化を説明するための図である。 図１２Ｃは、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置おける磁界の変化を説明するための図である。 図１２Ｄは、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置おける磁界の変化を説明するための図である。 図１２Ｅは、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置おける磁界の変化を説明するための図である。 図１３は、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置の磁気検出器の出力を示すグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置１００について説明する。図１に示されるシリンダ１０は、図示しない油圧ポンプから吐出される作動油によって作動する油圧シリンダである。ストローク検出装置１００は、このシリンダ１０に設けられる。
　シリンダ１０は、シリンダ１０の本体である第１部材としてのシリンダチューブ２０と、シリンダチューブ２０に対して進退自在に設けられる第２部材としてのピストンロッド３０と、を備える。つまり、シリンダ１０は、シリンダチューブ２０に対してピストンロッド３０が進退運動する直動部品である。
　シリンダチューブ２０は円筒形であり、シリンダチューブ２０の内部には軸方向に摺動自在であるピストン３１が設けられる。また、シリンダチューブ２０の端部には、ピストンロッド３０が摺動自在に挿通するシリンダヘッド２０ａが設けられる。シリンダチューブ２０の内部は、ピストン３１によって二つの油室１１，１２に区画される。
　二つの油室１１，１２は、図示しない切換弁を通じて図示しない油圧ポンプ又はタンクに接続される。二つの油室１１，１２の一方が油圧ポンプに接続された場合には、他方がタンクに接続される。シリンダ１０は、油圧ポンプから二つの油室１１，１２の何れかに作動油が導かれてピストンロッド３０が軸方向に移動することによって伸縮作動する。シリンダ１０は複動式のシリンダであるが、単動式であってもよい。また、シリンダ１０は、油圧式に限定されず、空気式，水圧式または電動機械式等であってもよい。また、シリンダ１０は、アクチュエータとして作動するものに限定されず、緩衝器等として作動するものであってもよい。
　ピストンロッド３０は、基端部３０ａがピストン３１に固定され、先端部３０ｂがシリンダチューブ２０から露出する円柱形の磁性部材である。ピストンロッド３０は、ピストン３１に作用する油圧の力によって作動する。
　次に、シリンダ１０に設けられるストローク検出装置１００について説明する。
　ストローク検出装置１００は、ピストンロッド３０が挿通するシリンダヘッド２０ａに配設される磁気検出器５０と、ピストンロッド３０の側面３０ｃにピストンロッド３０の進退方向に沿って形成される複数のスケール６０と、を備える。
　磁気検出器５０は、ピストンロッド３０の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第１磁束検出部としての第１ホール素子５１と、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１へ向かう方向の第１磁界Ｍ１を発生させる第１磁界発生部としての第１磁石５２と、第１ホール素子５１からピストンロッド３０へ向かう方向の第２磁界Ｍ２を発生させる第２磁界発生部としての第２磁石５３と、第１ホール素子５１と第１磁石５２と第２磁石５３とが結合されるヨーク５５と、を有する。
　第１ホール素子５１は、ホール効果を利用して磁界の大きさと方向とを出力する素子である。第１ホール素子５１は、スケール６０が設けられるピストンロッド３０の側面３０ｃに対向するように配置され、ピストンロッド３０の軸方向に直交する方向における磁界の大きさである磁束密度を検出し、検出量及び検出方向に応じた電圧を出力する。第１ホール素子５１の出力は、図示しないアンプにより増幅され、図示しないストローク演算装置に入力される。
　第１磁石５２及び第２磁石５３は、ネオジム磁石やフェライト磁石といった永久磁石である。第１磁石５２は、Ｎ極がピストンロッド３０側を向くように配置され、第２磁石５３は、Ｓ極がピストンロッド３０側を向くように配置される。また、第１磁石５２と第２磁石５３とは、図２に示されるように、磁気検出器５０がスケール６０に対向していない状態において、第１磁石５２が発生する第１磁界Ｍ１と第２磁石５３が発生する第２磁界Ｍ２とが、第１ホール素子５１において相殺されるように第１ホール素子５１に対してそれぞれ配置される。
　第１磁石５２が発生する第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁石５３が発生する第２磁界Ｍ２の大きさとが同じであれば、第１磁石５２と第２磁石５３との間のちょうど中間に第１ホール素子５１を配置することにより、第１ホール素子５１における磁界は相殺され、第１ホール素子５１の出力電圧はゼロになる。つまり、第１ホール素子５１では、第１ホール素子５１が設けられる位置における第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁界Ｍ２の大きさとの差分である磁束密度が検出される。
　第１ホール素子５１と第１磁石５２との間と、第１ホール素子５１と第２磁石５３との間には、各磁石５２，５３の磁気が第１ホール素子５１に直接作用することを防止するためにそれぞれ空間が設けられる。これらの空間には、磁気を遮断することが可能な樹脂が充填されてもよい。
　なお、磁界発生部としては、磁石に限定されず、鉄材にコイルを巻き回した電磁石であってもよい。この場合、コイルに流す電流を調整することによって発生する磁界の大きさを変更させることができるため、第１ホール素子５１において磁界を相殺させることが容易となる。また、磁束検出部としては、ホール素子に限定されず、軸心がピストンロッド３０の進退方向に直交する方向に配置されたコイルであってもよい。この場合、励磁されたコイルのインピーダンスは、磁束密度に応じて変化するため、インピーダンスを検出することにより、磁界の変化を把握することができる。
　ヨーク５５は、第１ホール素子５１と第１磁石５２との間と、第１ホール素子５１と第２磁石５３との間とに磁気回路を形成する鉄材である。また、第１ホール素子５１と第１磁石５２と第２磁石５３とは、ヨーク５５によって一体化される。
　また、第１ホール素子５１のピストンロッド３０側には、ヨーク５５と同様に、磁気回路を形成するための対向部５６が設けられる。対向部５６は、鉄材で形成され、対向部５６のピストンロッド３０と対向する面は、ピストンロッド３０の側面３０ｃの形状に合わせて、凹状に形成される。第１磁石５２と第２磁石５３とのピストンロッド３０側にもそれぞれ対向部５７，５８が設けられる。上記構成の対向部５６～５８を設けることにより、曲面状の表面を有するピストンロッド３０に対して磁気検出器５０をできるだけ接近させることができる。
　対向部５７，５８を設けた構成に代えて、各磁石５２，５３のピストンロッド３０と対向する面を、ピストンロッド３０の側面３０ｃの形状に合わせて凹状に加工した構成としてもよい。また、磁気検出器５０が対向するピストンロッド３０の表面が平坦状であれば、対向部５６～５８を設けなくてもよい。
　スケール６０は、磁性体であるピストンロッド３０の外周に溝状に形成される非磁性体である。スケール６０は、ピストンロッド３０の外周面を局所加熱装置としてのレーザー装置によって照射されるレーザーにより溶融するとともにＮｉやＭｎを添加してオーステナイト化することによって形成される。
　なお、ピストンロッド３０は、非磁性体からなるものであってもよく、この場合、スケール６０は、ピストンロッド３０をレーザー装置によって溶融するとともにＳｎ等を添加することにより磁性体として形成される。局所的に加熱する手段は、レーザーに限定されず、電子ビームや高周波誘導加熱，アーク放電など、局所的に加熱可能な手段であればどのような手段であってもよい。
　スケール６０は、図２に拡大して示すように、ピストンロッド３０の進退方向に沿って所定の幅Ｗ１を有し、ピストンロッド３０の進退方向に沿って所定の間隔Ｐ１で設けられる。スケール６０の幅Ｗ１とスケール６０が設けられる間隔Ｐ１とは同じ長さに設定される。
　スケール６０に対して磁気検出器５０は、図２に示されるように、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向がピストンロッド３０の進退方向と平行になるように配置される。そして、スケール６０の幅Ｗ１は、第１磁石５２と第２磁石５３とが対向する側のそれぞれの端面の間の長さ（内側端間の長さ）をＬ１とし、第１磁石５２と第２磁石５３とが対向する側と反対側のそれぞれの端面の間の長さ（外側端間の長さ）をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｗ１＜Ｌ２の関係を満たすように設定される。
　なお、スケール６０の幅Ｗ１とは、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向、すなわち、ピストンロッド３０の進退方向であって、磁気検出器５０に対向するスケール６０の長さがピストンロッド３０の進退に応じて変化する方向におけるスケール６０の長さを意味する。スケール６０の幅Ｗ１が上記関係を満たすように設定されることによって、後述のように、磁気検出器５０の出力は、ストローク量に応じて変化することになる。
　次に、図４Ａ～４Ｅ及び図５を参照して、ストローク検出装置１００によってピストンロッド３０のストローク量が検出される過程について説明する。図４Ａ～４Ｅは、シリンダ１０が伸張するときの磁気検出器５０とスケール６０との位置関係を示している。図５は、シリンダ１０が図４Ａから図４Ｅにかけて伸張したときの磁気検出器５０の出力の変化を示したグラフである。
　まず、図４Ａの状態では、磁気検出器５０は、第１磁石５２から第２磁石５３にかけての部分が、スケール６０が設けられていないピストンロッド３０の側面３０ｃに対向した状態となる。ピストンロッド３０は磁性体であるため、第１磁石５２が生じる第１磁界Ｍ１と第２磁石５３が生じる第２磁界Ｍ２とは、それぞれ第１ホール素子５１を通過するように形成される。ここで第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とは、上述のように、第１ホール素子５１が設けられる位置において相殺されるように形成される。したがって、第１ホール素子５１が設けられる位置における磁束密度はほぼゼロとなり、第１ホール素子５１の電圧出力、すなわち、磁気検出器５０の出力値はゼロとなる。
　図４Ａの状態からシリンダ１０がわずかに伸張し、図４Ｂの状態となると、第２磁石５３から第１ホール素子５１にかけての部分がスケール６０に対向した状態となる。このように、第２磁石５３から第１ホール素子５１にかけての部分が非磁性体であるスケール６０に対向すると、第２磁石５３が生じる第２磁界Ｍ２が非磁性体によって遮断され、第２磁界Ｍ２が第１ホール素子５１に及ぼす影響が小さくなる。一方、第１磁界Ｍ１は、ピストンロッド３０を通じて第１ホール素子５１を通過するように形成される。このため、第１ホール素子５１が設けられる位置における磁束密度は、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１へ向かう方向に大きい状態となる。この結果、磁気検出器５０の出力値は、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１へ向かう磁束密度の方向をプラス方向とした場合、プラス側に最大となる。
　なお、図４Ａの状態から図４Ｂの状態になるまでの間、第１ホール素子５１における第１磁界Ｍ１の大きさは変化しない一方、第２磁界Ｍ２の大きさは、スケール６０が第２磁石５３に徐々に対向することによって、徐々に小さくなる。つまり、図４Ａの状態から図４Ｂの状態になるまでの間、第１ホール素子５１が設けられる位置における磁束密度は、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１へ向かう方向において次第に大きくなる。このため、図４Ａの状態から図４Ｂの状態となるまでの間、磁気検出器５０の出力値は、図５に実線で示されるように、徐々に増加する。
　さらにシリンダ１０がわずかに伸張し、図４Ｃの状態となると、第１磁石５２から第２磁石５３にかけての部分がスケール６０に対向した状態となる。このように、第１磁石５２から第２磁石５３にかけての部分が非磁性体であるスケール６０に対向すると、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２との両方が遮断される。この結果、磁気検出器５０の出力値はゼロとなる。なお、実際には、第１ホール素子５１には、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とが弱い状態で形成されると考えられるが、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とは同程度の強さとなるため、結局、第１ホール素子５１が設けられる位置において相殺されることになる。
　そして、図４Ｄの状態となると、第１磁石５２から第１ホール素子５１にかけての部分がスケール６０に対向した状態となる。このように、第１磁石５２から第１ホール素子５１にかけての部分が非磁性体であるスケール６０に対向すると、第１磁石５２が生じる第１磁界Ｍ１が非磁性体によって遮断され、第１磁界Ｍ１が第１ホール素子５１に及ぼす影響が小さくなる。一方、第２磁界Ｍ２は、ピストンロッド３０を通じて第１ホール素子５１を通過するように形成される。このため、第１ホール素子５１が設けられる位置における磁束密度は、第１ホール素子５１からピストンロッド３０へ向かう方向に大きい状態となる。この結果、磁気検出器５０の出力値は、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１へ向かう磁束密度の方向をプラス方向とした場合、マイナス側に最大となる。
　図４Ｅの状態は、図４Ａの状態と同じであり、磁気検出器５０の出力値はゼロとなる。このように、磁気検出器５０の出力値は、ピストンロッド３０のストローク量に応じて正弦波状に変化する。このため、ピストンロッド３０のストローク量に対する磁気検出器５０の出力値の変化に基づいて、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の絶対的なストローク量を演算することができる。
　なお、スケール６０の幅Ｗ１が外側端間の長さＬ２以上であると、第１磁石５２から第２磁石５３にかけての部分がスケール６０に対向する期間が長くなる。つまり、ピストンロッド３０が変位しているにも関わらず、磁気検出器５０の出力値がゼロに維持される期間が生じてしまい、結果として、磁気検出器５０の出力をストローク量に応じて変化させることが不可能となる。
　また、スケール６０の幅Ｗ１が内側端間の長さＬ１以下であると、第１磁石５２から第２磁石５３にかけての部分が同時にスケール６０に対向する期間がなくなる。このため、第１ホール素子５１が設けられる位置において、第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁界Ｍ２の大きさとに差が生じにくくなるとともに、磁束密度の方向の変化が頻繁となる。この結果、磁気検出器５０の出力値もストローク量に対して頻繁に変化することになり、磁気検出器５０の出力をストローク量に応じて変化させることが困難となる。このような理由から、スケール６０の幅Ｗ１は、上述の関係を満たすように設定される。
　以上の第１実施形態によれば、以下に示すような効果を奏する。
　ストローク検出装置１００では、第１磁石５２が発生する第１磁界Ｍ１と第２磁石５３が発生する第２磁界Ｍ２とは、第１ホール素子５１において相殺される。このため、第１ホール素子５１の最大検出範囲は、各磁石５２，５３が発生する磁界の大きさではなく、ストロークの変化に応じて変化する第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁界Ｍ２の大きさとの差に合せて設定される。この結果、第１ホール素子５１の分解能を高めることが可能となり、ストロークの変化量がわずかであり、磁界の変化が小さい場合であっても磁界の変化を検出することができる。
　また、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向におけるスケール６０の長さＷ１は、第１磁石５２と第２磁石５３との内側端間の長さＬ１と外側端間の長さＬ２とに基づいて設定される。このため、磁気検出器５０の出力は、ストローク量に応じて変化する。このように、ストローク検出装置１００では、上記構成の磁気検出器５０と、上記設定のスケール６０と、を備えることにより、ストロークの検出精度を向上させることができる。
　次に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置１００の第１変形例について説明する。
　上記第１実施形態では、第１ホール素子５１は、第１磁石５２と第２磁石５３との間に配置される。これに代えて、第１ホール素子５１は、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向に直交する方向に、第１磁石５２と第２磁石５３とから離れた位置に配置されてもよい。
　このような配置であっても、上記実施形態と同様に、第１磁石５２が発生する第１磁界Ｍ１と第２磁石５３が発生する第２磁界Ｍ２とは、第１ホール素子５１において相殺される。また、スケール６０の幅Ｗ１は、第１磁石５２と第２磁石５３とが対向する側のそれぞれの端面の間の長さ（内側端間の長さ）をＬ１とし、第１磁石５２と第２磁石５３とが対向する側と反対側のそれぞれの端面の間の長さ（外側端間の長さ）をＬ２とした場合、Ｌ１＜Ｗ１＜Ｌ２の関係を満たすように設定される。
　このため、上記実施形態と同様の効果を奏するとともに、ピストンロッド３０の進退方向における磁気検出器５０の長さＬ２が上記実施形態と比較して短くされるため、取付スペースが制限される場合であっても容易に設置することが可能となる。
　次に、図５，図８及び図９を参照して、本発明の第１実施形態に係るストローク検出装置１００の第２変形例について説明する。
　上記第１実施形態では、磁気検出器５０は１つだけ設けられる。これに代えて、磁気検出器５０を複数配置してもよい。この場合、複数の磁気検出器５０は、異なるストローク量おいてピーク値が出力されるようにそれぞれ配置されることが好ましい。例えば、磁気検出器５０に加えて他の磁気検出器５０が設けられる場合、他の磁気検出器５０の出力は、図５において破線で示されるように、磁気検出器５０の出力である実線と比較して、ピーク値が出力されるストローク量が異なるようにシリンダチューブ２０に対して取り付けられる。このように、異なるストローク量おいてピーク値が出力される複数の磁気検出器５０を設けることによって、ピストンロッド３０のストローク方向や絶対的なストローク量を容易に演算することが可能となる。
　複数の磁気検出器５０は、例えば、ピストンロッド３０の進退方向に沿って、連続して配置されてもよいし、所定の間隔をあけて配置されてもよい。また、一部がピストンロッド３０の周方向において重なるように配置されてもよい。このように複数の磁気検出器５０が用いられる場合は、上記第１変形例に示される形状の磁気検出器５０を用いることによって、コンパクトに配置することができる。
　また、複数の磁気検出器５０が用いられる場合には、図８及び図９に示される磁気検出器５０が用いられてもよい。この磁気検出器５０は、第１磁束検出部としての第１ホール素子５１ａと、第２磁束検出部としての第２ホール素子５１ｂと、の二つのホール素子を有するとともに、ピストンロッド３０から第２ホール素子５１ｂへ向かう第３磁界Ｍ３を発生させる第３磁界発生部としての第３磁石５４を有する。
　上記構成の磁気検出器５０では、第１ホール素子５１ａからピストンロッド３０へ向かう磁界を発生させる第２磁石５３が、第２ホール素子５１ｂからピストンロッド３０へ向かう磁界を発生させる磁石として兼用される。このように、ホール素子５１ａ，５１ｂごとに磁石を二つずつ配置する必要がないため、磁気検出器５０の製造コストを低減することができるとともに、磁気検出器５０をコンパクトな構造とすることができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
　ストローク検出装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係るストローク検出装置１００と同様である。ストローク検出装置２００は、スケール２６０が、ピストンロッド３０の軸方向に沿って螺旋状に設けられ、磁気検出器２５０が、ピストンロッド３０のストローク量に応じて周方向に変位するスケール２６０に対向するように配置される点でストローク検出装置１００と相違する。
　磁気検出器２５０は、磁束の変化を検出する第１磁束検出部としての第１ホール素子２５１と、第１磁界Ｍ１を発生させる第１磁界発生部としての第１磁石２５２と、第２磁界Ｍ２を発生させる第２磁界発生部としての第２磁石２５３と、第１ホール素子２５１と第１磁石２５２と第２磁石２５３とが結合されるヨーク２５５と、を有する。これらの構成は、上記第１実施形態の磁気検出器５０と同様であるため、各構成の詳細な説明は省略する。
　また、第１ホール素子５１のピストンロッド３０側には、ヨーク２５５と同様に、磁気回路を形成するための対向部２５６が設けられる。対向部２５６は、鉄材で形成され、対向部２５６のピストンロッド３０と対向する面は、ピストンロッド３０の側面３０ｃの形状に合わせて、凹状に形成される。第１磁石２５２と第２磁石２５３とのピストンロッド３０側にもそれぞれ対向部２５７，２５８が設けられる。このため、磁気検出器２５０のピストンロッド３０に対向する面は、円弧状となる。上記構成の対向部２５６～２５８を設けることにより、曲面状の表面を有するピストンロッド３０に対して磁気検出器２５０をできるだけ接近させることができる。
　スケール２６０は、ピストンロッド３０の表面に形成される帯状の非磁性体であり、ピストンロッド３０の進退方向に対して傾斜して設けられる。具体的には、スケール２６０は、円柱状のピストンロッド３０の表面に、軸方向に沿って螺旋状に形成される。
　スケール２６０に対して磁気検出器２５０は、図１１に示されるように、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向がピストンロッド３０の進退方向に対して直交するように配置される。そして、スケール２６０の幅Ｗ２は、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが対向する側のそれぞれの端面の間の長さ（内側端間の長さ）をＬ３とし、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが対向する側と反対側のそれぞれの端面の間の長さ（外側端間の長さ）をＬ４とした場合に、Ｌ３＜Ｗ２＜Ｌ４の関係を満たすように設定される。
　なお、スケール２６０の幅Ｗ２とは、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向、すなわち、ピストンロッド３０の周方向であって、磁気検出器２５０に対向するスケール２６０の長さがピストンロッド３０の進退に応じて変化する方向におけるスケール２６０の長さを意味する。スケール２６０の幅Ｗ２が上記関係を満たすように設定されることによって、後述のように、磁気検出器２５０の出力は、ストローク量に応じて変化することになる。
　次に、図１２Ａ～１２Ｅ及び図１３を参照して、ストローク検出装置２００によってピストンロッド３０のストローク量が検出される過程について説明する。図１２Ａ～１２Ｅは、シリンダ１０が伸張するときの磁気検出器２５０とスケール２６０との位置関係を示している。なお、磁気検出器２５０及びスケール２６０は、図１１に示すようにピストンロッド３０の周方向に沿った形状を有しているが、図１２Ａ～１２Ｅでは、直線上に展開した状態を示している。図１３は、シリンダ１０が図１２Ａから図１２Ｅにかけて伸張したときの磁気検出器２５０の出力の変化を示したグラフである。
　まず、図１２Ａの状態では、磁気検出器２５０は、第１磁石２５２から第２磁石２５３にかけての部分が、スケール２６０が設けられていないピストンロッド３０の側面３０ｃに対向した状態となる。ピストンロッド３０は磁性体であるため、第１磁石２５２が生じる第１磁界Ｍ１と第２磁石２５３が生じる第２磁界Ｍ２とは、それぞれ第１ホール素子２５１を通過するように形成される。ここで第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とは、第１ホール素子２５１が設けられる位置において相殺されるように形成される。したがって、第１ホール素子２５１が設けられる位置における磁束密度はほぼゼロとなり、第１ホール素子２５１の電圧出力、すなわち、磁気検出器２５０の出力値はゼロとなる。
　図１２Ａの状態からシリンダ１０がわずかに伸張し、図１２Ｂの状態となると、第２磁石２５３から第１ホール素子２５１にかけての部分がスケール２６０に対向した状態となる。このように、第２磁石２５３から第１ホール素子２５１にかけての部分が非磁性体であるスケール２６０に対向すると、第２磁石２５３が生じる第２磁界Ｍ２が非磁性体によって遮断され、第２磁界Ｍ２が第１ホール素子２５１に及ぼす影響が小さくなる。一方、第１磁界Ｍ１は、ピストンロッド３０を通じて第１ホール素子２５１を通過するように形成される。このため、第１ホール素子２５１が設けられる位置における磁束密度は、ピストンロッド３０から第１ホール素子２５１へ向かう方向に大きい状態となる。この結果、磁気検出器２５０の出力値は、ピストンロッド３０から第１ホール素子２５１へ向かう磁束密度の方向をプラス方向とした場合、プラス側に最大となる。
　なお、図１２Ａの状態から図１２Ｂの状態になるまでの間、第１ホール素子２５１における第１磁界Ｍ１の大きさは変化しない一方、第２磁界Ｍ２の大きさは、スケール２６０が第２磁石２５３に徐々に対向することによって、徐々に小さくなる。つまり、図１２Ａの状態から図１２Ｂの状態になるまでの間、第１ホール素子２５１が設けられる位置における磁束密度は、ピストンロッド３０から第１ホール素子２５１へ向かう方向において次第に大きくなる。このため、図１２Ａの状態から図１２Ｂの状態となるまでの間、磁気検出器２５０の出力値は、図１３に実線で示されるように、徐々に増加する。
　さらにシリンダ１０がわずかに伸張し、図１２Ｃの状態となると、第１磁石２５２から第２磁石２５３にかけての部分がスケール２６０に対向した状態となる。このように、第１磁石２５２から第２磁石２５３にかけての部分が非磁性体であるスケール２６０に対向すると、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２との両方が遮断される。この結果、磁気検出器２５０の出力値はゼロとなる。なお、実際には、第１ホール素子２５１には、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とが弱い状態で形成されると考えられるが、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とは同程度の強さとなるため、結局、第１ホール素子２５１が設けられる位置において相殺されることになる。
　そして、図１２Ｄの状態となると、第１磁石２５２から第１ホール素子２５１にかけての部分がスケール２６０に対向した状態となる。このように、第１磁石２５２から第１ホール素子２５１にかけての部分が非磁性体であるスケール２６０に対向すると、第１磁石２５２が生じる第１磁界Ｍ１が非磁性体によって遮断され、第１磁界Ｍ１が第１ホール素子２５１に及ぼす影響が小さくなる。一方、第２磁界Ｍ２は、ピストンロッド３０を通じて第１ホール素子２５１を通過するように形成される。このため、第１ホール素子２５１が設けられる位置における磁束密度は、第１ホール素子２５１からへピストンロッド３０向かう方向に大きい状態となる。この結果、磁気検出器２５０の出力値は、ピストンロッド３０から第１ホール素子２５１へ向かう磁束密度の方向をプラス方向とした場合、マイナス側に最大となる。
　図１２Ｅの状態は、図１２Ａの状態と同じであり、磁気検出器２５０の出力値はゼロとなる。このように、磁気検出器２５０の出力値は、ピストンロッド３０のストローク量に応じて正弦波状に変化する。このため、ピストンロッド３０のストローク量に対する磁気検出器２５０の出力値の変化に基づいて、シリンダチューブ２０に対するピストンロッド３０の絶対的なストローク量を演算することができる。
　以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　ストローク検出装置２００では、第１磁石２５２が発生する第１磁界Ｍ１と第２磁石２５３が発生する第２磁界Ｍ２とは、第１ホール素子２５１において相殺される。このため、第１ホール素子２５１の最大検出範囲は、各磁石２５２，２５３が発生する磁界の大きさではなく、ストロークの変化に応じて変化する第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁界Ｍ２の大きさとの差に合せて設定される。この結果、第１ホール素子２５１の分解能を高めることが可能となり、ストロークの変化量がわずかであり、磁界の変化が小さい場合であっても磁界の変化を検出することができる。
　また、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向におけるスケール２６０の長さＷ２は、第１磁石２５２と第２磁石２５３との内側端間の長さＬ３と外側端間の長さＬ４とに基づいて設定される。このため、磁気検出器２５０の出力は、ストローク量に応じて変化する。このように、ストローク検出装置２００では、上記構成の磁気検出器２５０と、上記設定のスケール２６０と、を備えることにより、ストロークの検出精度を向上させることができる。
　次に、本発明の第２実施形態に係るストローク検出装置２００の変形例について説明する。
　上記第２実施形態では、磁気検出器２５０は１つだけ設けられる。これに代えて、磁気検出器２５０を複数配置してもよい。この場合、複数の磁気検出器２５０は、異なるストローク量おいてピーク値が出力されるようにそれぞれ配置されることが好ましい。例えば、磁気検出器２５０に加えて他の磁気検出器２５０が設けられる場合、他の磁気検出器２５０の出力は、図１３において破線で示されるように、磁気検出器２５０の出力である実線と比較して、ピーク値が出力されるストローク量が異なるようにシリンダチューブ２０に対して取り付けられる。このように、異なるストローク量おいてピーク値が出力される複数の磁気検出器２５０を設けることによって、ピストンロッド３０のストローク方向や絶対的なストローク量を容易に演算することが可能となる。
　また、複数の磁気検出器２５０は、例えば、ピストンロッド３０の周方向に沿って、連続して配置されてもよいし、所定の間隔をあけて配置されてもよい。また、一部がピストンロッド３０の進退方向において重なるように配置されてもよい。このように、複数の磁気検出器２５０を周方向に配置することによって、スケール２６０の変位を連続して検出することが可能になる。この結果、ストロークが長い場合であってもストローク量を精度よく検出することができる。
　また、複数の磁気検出器２５０を周方向に配置するとともに、スケール２６０の傾斜をピストンロッド３０の進退方向に対して大きくすることで、所定のストロークの変化に対する磁気検出器２５０の出力の変化を大きくすることができる。このように、ストロークの変化に対する出力の変化を大きくすることでストローク量の検出精度を向上させることができる。
　また、周方向に複数の磁気検出器２５０を配置する場合には、図８に示される形状の磁気検出器５０を用いることによって、ピストンロッド３０の進退方向及び周方向に対してコンパクトな配置とすることができる。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　ストローク検出装置１００，２００は、シリンダチューブ２０に対して進退自在に設けられるピストンロッド３０の表面に、ピストンロッド３０の進退方向に沿って設けられるスケール６０，２６０と、スケール６０，２６０に対向するようにシリンダチューブ２０に設けられ、スケール６０，２６０によって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気検出器５０，２５０と、を備え、磁気検出器５０，２５０は、ピストンロッド３０の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第１ホール素子５１，２５１と、ピストンロッド３０から第１ホール素子５１，２５１へ向かう方向の第１磁界Ｍ１を発生させる第１磁石５２，２５２と、第１ホール素子５１，２５１からピストンロッド３０へ向かう方向の第２磁界Ｍ２を発生させる第２磁石５３，２５３と、を有し、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３とは、磁気検出器５０，２５０がスケール６０，２６０に対向していない状態において、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とが、第１ホール素子５１，２５１において相殺されるように第１ホール素子５１，２５１に対してそれぞれ配置される。
　この構成では、第１磁石５２，２５２が発生する第１磁界Ｍ１と第２磁石５３，２５３が発生する第２磁界Ｍ２とは、第１ホール素子５１，２５１において相殺される。このため、第１ホール素子５１，２５１の最大検出範囲は、磁石が発生する磁界の大きさではなく、ストロークの変化に応じて変化する第１磁界Ｍ１の大きさと第２磁界Ｍ２の大きさとの差に合せて設定される。この結果、第１ホール素子５１，２５１の分解能を高めることが可能となり、ストロークの変化量がわずかであり、磁界の変化が小さい場合であっても磁界の変化を正確に検出することができる。この結果、ストロークの検出精度を向上させることができる。
　また、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３とが並ぶ方向におけるスケール６０，２６０の長さＷ１，Ｗ２は、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３との内側端間の長さＬ１，Ｌ３よりも長く、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３との外側端間の長さＬ２，Ｌ４よりも短い。
　この構成では、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３とが並ぶ方向におけるスケール６０，２６０の長さＷ１，Ｗ２は、第１磁石５２，２５２と第２磁石５３，２５３との内側端間の長さＬ１，Ｌ３と外側端間の長さＬ２，Ｌ４とに基づいて設定される。このため、磁気検出器５０，２５０の出力は、ストローク量に応じて変化する。このように、ストローク検出装置１００，２００では、上記構成の磁気検出器５０，２５０と、上記設定のスケール６０，２６０と、を備えることにより、ストロークの検出精度をさらに向上させることができる。
　また、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向とピストンロッド３０の進退方向とは平行であり、スケール６０は、所定の間隔で複数設けられる。
　この構成では、シリンダチューブ２０には、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向がピストンロッド３０の進退方向と平行になるように磁気検出器５０が配置され、ピストンロッド３０には、所定の間隔で複数のスケール６０が設けられる。このため、ストロークに応じて、磁気検出器５０に対向するスケール６０の面積が変化するとともに、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とが第１ホール素子５１に及ぼす影響が変化する。この結果、磁気検出器５０の出力に基づいて、ピストンロッド３０の正確なストローク量を検出することができる。
　また、第１ホール素子５１は、第１磁石５２と第２磁石５３との外側端間であって、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向に直交する方向に、第１磁石５２及び第２磁石５３から離れた位置に配置される。
　この構成では、第１ホール素子５１が、第１磁石５２と第２磁石５３との間に配置されない。このため、第１磁石５２と第２磁石５３とが並ぶ方向、すなわち、ピストンロッド３０の進退方向における磁気検出器５０の長さは短くなる。この結果、磁気検出器５０の取付スペースが制限される場合であっても容易に設置することができるとともに、ストローク検出装置１００をコンパクト化することができる。
　また、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向とピストンロッド３０の進退方向とは直交しており、スケール２６０は、ピストンロッド３０の進退方向に対して傾斜する帯状に形成される。
　この構成では、シリンダチューブ２０には、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向がピストンロッド３０の進退方向と直交するように磁気検出器２５０が配置され、ピストンロッド３０には、ピストンロッド３０の進退方向に対して傾斜する帯状に形成されるスケール２６０が設けられる。このため、ストロークに応じて、磁気検出器２５０に対向するスケール２６０の面積が変化するとともに、第１磁界Ｍ１と第２磁界Ｍ２とが第１ホール素子２５１に及ぼす影響が変化する。この結果、磁気検出器２５０の出力に基づいて、ピストンロッド３０の正確なストローク量を検出することができる。
　また、第１ホール素子２５１は、第１磁石２５２と第２磁石２５３との間に配置される。
　この構成では、第１ホール素子２５１が、第１磁石２５２と第２磁石２５３との間に配置される。このため、第１磁石２５２と第２磁石２５３とが並ぶ方向に直交する方向、すなわち、ピストンロッド３０の進退方向における磁気検出器２５０の厚さは薄くなる。この結果、磁気検出器２５０の取付スペースが制限される場合であっても容易に設置することができる。
　また、磁気検出器５０，２５０は、シリンダチューブ２０に複数設けられ、複数の磁気検出器は、異なるストローク量おいてピーク値が出力されるようにそれぞれ配置される。
　この構成では、複数の磁気検出器が、異なるストローク量おいてピーク値が出力されるようにそれぞれシリンダチューブ２０に対して取り付けられる。このように、複数の磁気検出器から位相の異なる出力波形が得られるため、ピストンロッド３０のストローク方向や絶対的なストローク量を容易に演算することが可能となる。
　また、磁気検出器５０，２５０は、ピストンロッド３０の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第２ホール素子５１ｂと、ピストンロッド３０から第２ホール素子５１ｂへ向かう第３磁界Ｍ３を発生させる第３磁石５４と、をさらに有し、第３磁石５４は、磁気検出器５０，２５０がスケール６０，２６０に対向していない状態において、第２磁界Ｍ２と第３磁界Ｍ３とが、第２ホール素子５１ｂにおいて相殺されるように第２ホール素子５１ｂに対して配置される。
　この構成では、第２磁石５３が発生する第２磁界Ｍ２と第３磁石５４が発生する第３磁界Ｍ３とが第２ホール素子５１ｂにおいて相殺される。つまり、第２磁石５３は、第２ホール素子５１ｂからピストンロッド３０へ向かう磁界を発生させる磁界発生部として兼用される。このように、ホール素子ごとに磁石を二つずつ配置する必要がないため、２つのホール素子を有する磁気検出器５０，２５０の製造コストを低減することができるとともに、磁気検出器５０，２５０をコンパクトな構造とすることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１５年１２月２４日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－２５２１９０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (8)

  1. 　ストローク検出装置であって、
    　第１部材に対して進退自在に設けられる第２部材の表面に、前記第２部材の進退方向に沿って設けられるスケールと、
    　前記スケールに対向するように前記第１部材に設けられ、前記スケールによって変化する磁界に応じた信号を出力する磁気検出器と、を備え、
    　前記磁気検出器は、
    　前記第２部材の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第１磁束検出部と、
    　第１磁界を発生させる第１磁界発生部と、
    　第２磁界を発生させる第２磁界発生部と、を有し、
    　前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とは、前記磁気検出器が前記スケールに対向していない状態において、前記第１磁界と前記第２磁界とが、前記第１磁束検出部において相殺されるように配置されるストローク検出装置。
  2. 　請求項１に記載のストローク検出装置であって、
    　前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とが並ぶ方向における前記スケールの長さは、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部との内側端間の長さよりも長く、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部との外側端間の長さよりも短いストローク検出装置。
  3. 　請求項１に記載のストローク検出装置であって、
    　前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とが並ぶ方向と前記第２部材の進退方向とは平行であり、
    　前記スケールは、所定の間隔で複数設けられるストローク検出装置。
  4. 　請求項３に記載のストローク検出装置であって、
    　前記第１磁束検出部は、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部との外側端間であって、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とが並ぶ方向に直交する方向に、前記第１磁界発生部及び前記第２磁界発生部から離れた位置に配置されるストローク検出装置。
  5. 　請求項１に記載のストローク検出装置であって、
    　前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とが並ぶ方向と前記第２部材の進退方向とは直交しており、
    　前記スケールは、前記第２部材の進退方向に対して傾斜する帯状に形成されるストローク検出装置。
  6. 　請求項５に記載のストローク検出装置であって、
    　前記第１磁束検出部は、前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部との間に配置されるストローク検出装置。
  7. 　請求項１に記載のストローク検出装置であって、
    　前記磁気検出器は、前記第１部材に複数設けられ、
    　複数の前記磁気検出器は、異なるストローク量おいてピーク値が出力されるようにそれぞれ配置されるストローク検出装置。
  8. 　請求項１に記載のストローク検出装置であって、
    　前記磁気検出器は、前記第２部材の進退方向に直交する方向の磁束の変化を検出する第２磁束検出部と、前記第２部材から前記第２磁束検出部へ向かう第３磁界を発生させる第３磁界発生部と、をさらに有し、
    　前記第３磁界発生部は、前記磁気検出器が前記スケールに対向していない状態において、前記第２磁界と前記第３磁界とが、前記第２磁束検出部において相殺されるように前記第２磁束検出部に対して配置されるストローク検出装置。
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