JP2008267922A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出コイルを利用した非接触型のポジションセンサに関するものである。 The present invention relates to a non-contact type position sensor using a detection coil.
従来から、検出コイルを利用した非接触型のポジションセンサが提案されており、この種のポジションセンサは、図13に示すように、所定の経路を移動するように直線運動する移動体100がその移動方向に移動自在に挿通される挿通孔310を有する円筒状のコイルボビン300と、挿通孔310を囲繞する形にコイルボビン300に設けられた中空の検出コイル200とを有する検出部400を備えるとともに、検出コイル200の内側における移動体100の物理的変位(すなわち、検出コイル200内に位置する移動体100の体積変化)によって生じる検出コイル200のインピーダンス変化に基づき、その物理的変位に対応する電気信号を出力する信号処理回路部(図示せず)を備えている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a non-contact type position sensor using a detection coil has been proposed. As shown in FIG. 13, this type of position sensor has a moving
ところで、上記のようなポジションセンサは、例えば、車両などの自動変速機(オートマチック・トランスミッション)の油圧制御装置(油圧制御回路)に用いられるリニアソレノイドバルブ(図示せず)が正常に動作しているか否かを検出するためにも利用されている。 By the way, in the position sensor as described above, for example, is a linear solenoid valve (not shown) used in a hydraulic control device (hydraulic control circuit) of an automatic transmission (automatic transmission) such as a vehicle operating normally? It is also used to detect whether or not.
ここで、リニアソレノイドバルブは、図13に示すように、移動体100として、金属により軸方向(図13における左右方向)に直交する面内における断面積が一様な棒状(丸棒状)に形成されたバルブ駆動用のシャフトを有しており、このシャフトが所定位置に位置しているか否かによって、リニアソレノイドバルブが正常に動作しているか否かが判別される。
Here, as shown in FIG. 13, the linear solenoid valve is formed as a moving
このようなシャフトは一端がバルブ(図示せず)に、他端がシャフトを直線的に移動させる駆動装置(図示せず)に連結されるものであるため、シャフトからなる移動体100に対してポジションセンサを、図13に示すように、コイルボビン300の挿通孔310を移動体100が貫装する形には配置できるが、コイルボビン300の挿通孔310に移動体100が出入りする形には配置できない。そして、コイルボビン300の挿通孔310に移動体100が貫装された状態では、移動体100の移動によって検出コイル200内に位置する移動体100の体積が変化しないから、移動体100の位置が検出できない。
Since such a shaft has one end connected to a valve (not shown) and the other end connected to a driving device (not shown) that linearly moves the shaft, As shown in FIG. 13, the position sensor can be arranged so that the moving
そこで、このような移動体100の位置を検出するにあたっては、移動体100に設けられて移動体100とともに移動させられる被検出部110が利用される。図13に示す被検出部110は、移動体100の半径よりも大きい半径を有する円盤状のもの(つまり上記面内における断面積が移動体100の断面積と異なる形に形成されたもの)であって、その中心軸が移動体100の中心軸と一致する形に形成されている。なお、移動体100および被検出部110の両方とも、中心軸に直交する面内における断面形状が真円形状に形成されている。
Therefore, in detecting the position of such a moving
このような被検出部110を利用すれば、検出コイル200の内側における被検出部1110の物理的変位(すなわち、検出コイル200内に位置する被検出部110の体積変化)によって生じる検出コイル200のインピーダンス変化に基づいて、被検出部110の位置を検出でき、その検出結果から、移動体100の位置を判別することができる。
しかしながら、上述したように被検出部110を利用して移動体100の位置を判別するにあたっては、移動体100が検出コイル200を貫装していることによって、検出コイル200のインピーダンスが空芯である場合に比べれば大きく変化しているため、被検出部110が検出コイル200の内側に位置した際のインピーダンスの変化量が小さくなってしまい、その結果、被検出部110の位置の検出精度が悪化するという問題があった。
However, when determining the position of the moving
かかる問題を解決する方法の一つとして、検出コイル200の巻き数を増やして、検出コイル200の中心軸方向(巻き軸方向)の長さを長くすることが提案されているが、当然ながら、製造コストの増加、および大型化といった別の問題が生じてしまう。
As one method for solving such a problem, it has been proposed to increase the number of turns of the
また、このようなポジションセンサを使用するためには、移動体100を検出コイル200に貫装する必要があるため、移動体100を装置(例えば、油圧制御装置)に対する所定位置に配置する際には、予めポジションセンサを移動体100に貫装しておかなければならない。そのため、装置の組立順序に融通が利かず、ポジションセンサの取り付け作業が容易に行えないという問題があった。
Further, in order to use such a position sensor, it is necessary to penetrate the moving
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、製造コストの低減および小型化を図りながらも検出精度を向上でき、しかも取り付け作業が容易に行えるポジションセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a position sensor that can improve the detection accuracy and reduce the manufacturing cost and reduce the size, and can be easily attached.
上記の課題を解決するために、請求項1の発明では、所定の経路を移動する移動体に設けられ当該移動体とともに移動させられる金属製の被検出部の位置を検出するポジションセンサであって、被検出部の移動方向と交差する方向に中心軸を沿わせるとともに上記移動方向に並ぶ形で被検出部の移動領域近傍に配置される複数の検出コイルと、複数の検出コイルそれぞれに対応する形で設けられ検出コイルの検出範囲内に被検出部が位置しているか否かを判別する複数の判別部を有する検出回路部とを備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項1の発明によれば、被検出部の移動方向と交差する方向に中心軸を沿わせた検出コイルを、被検出部の移動領域近傍に上記移動方向に並ぶ形に複数配置しているので、いずれの検出コイルのインピーダンスが変化したか否かによって移動体の位置を検出できるから、検出コイルのインピーダンスの変化量を被検出部の検出コイル内への挿入量に対応させる従来例とは異なり、検出精度の向上のために検出コイルの巻き数を増やす必要がなく、その結果、製造コストの低減および小型化を図りながらも検出精度を向上できる。その上、検出コイルに移動体を貫装しなくて済むから、取り付け作業が容易に行える。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of detection coils having a central axis along the direction intersecting the moving direction of the detected part are arranged in the vicinity of the moving region of the detected part in the moving direction. Therefore, since the position of the moving body can be detected depending on which impedance of the detection coil has changed, what is the conventional example in which the amount of change in the impedance of the detection coil corresponds to the amount of insertion of the detected part into the detection coil? In contrast, it is not necessary to increase the number of turns of the detection coil in order to improve the detection accuracy. As a result, the detection accuracy can be improved while reducing the manufacturing cost and reducing the size. In addition, since it is not necessary to penetrate the moving body to the detection coil, the attaching operation can be easily performed.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、複数の判別部の判別結果の組み合わせにより移動体の位置を判別する位置判別部を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a position determination unit that determines the position of the moving body based on a combination of the determination results of the plurality of determination units is provided.
請求項2の発明によれば、複数の判別部の判別結果を組み合わせて移動体の位置を判別するから、複数の判別部のいずれかの判別結果のみを利用して移動体の位置を判別する場合に比べれば、移動体の位置をより精細に検出できるようになる。
According to the invention of
請求項3の発明では、請求項2の発明において、検出回路部は、複数の判別部の判別結果の組み合わせに応じて異なる電位の検出信号を出力するように構成され、位置判別部は、検出回路部の検出信号の電位に基づいて移動物体の位置を判別するように構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the detection circuit unit is configured to output a detection signal having a different potential according to a combination of the determination results of the plurality of determination units, and the position determination unit is The position of the moving object is determined based on the potential of the detection signal of the circuit unit.
請求項3の発明によれば、検出回路部の検出信号を位置判別部に送信するにあたっては、1の信号線しか必要としないので、検出回路部が複数の判別部の判別結果を個別に検出信号として出力するような場合とは異なり、信号線を接続するポートを位置判別部に判別部の数だけ設ける必要がなくなるから、位置判別部の構成を簡素化でき、製造コストの低減が図れる。
According to the invention of
請求項4の発明では、請求項1〜3のうちいずれか1項の発明において、複数の検出コイルのうち上記移動方向における両端の検出コイルのいずれか一方の検出範囲内に位置した被検出部が、当該検出コイルにおいて他の検出コイルと対向する側とは反対側に移動することを、被検出部に当接することにより規制するストッパ部を備えていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the detected portion located within the detection range of one of the detection coils at both ends in the moving direction among the plurality of detection coils. However, the detection coil includes a stopper portion that restricts movement of the detection coil to a side opposite to the side facing the other detection coil by abutting against the detected portion.
請求項4の発明によれば、被検出部がいずれの検出コイルの検出範囲内にも位置していない場合であっても、移動体の位置を特定できるから、移動体の位置を混同してしまうことを防止できて、移動体の位置を正確に検出できる。
According to the invention of
請求項5の発明では、請求項1〜3のうちいずれか1項の発明において、複数の検出コイルのうち上記移動方向における両端の検出コイルのいずれか一方は、検出範囲が、当該検出コイルにおいて他の検出コイルと対向する側とは反対側における被検出部の移動範囲の境界に及ぶ形に構成されてなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, one of the detection coils at both ends in the moving direction among the plurality of detection coils has a detection range in the detection coil. The present invention is characterized in that it is formed in a shape that extends to the boundary of the moving range of the detected portion on the side opposite to the side facing the other detection coils.
請求項5の発明によれば、被検出部がいずれの検出コイルの検出範囲内にも位置していない場合であっても、移動体の位置を特定できるから、移動体の位置を混同してしまうことを防止できて、移動体の位置を正確に検出できる。
According to the invention of
請求項6の発明では、請求項1〜5のうちいずれか1項の発明において、複数の検出コイルのうち上記移動方向における両端の検出コイルそれぞれにおいて他の検出コイルと対向する側とは反対側には、磁気シールド用の外側シールド部材が設けられていることを特徴とする。
In the invention of
請求項6の発明によれば、検出コイルが、移動体の周囲に存在する金属部材の影響を受けてしまうことを防止できるから、検出精度の悪化を防止できる。 According to the sixth aspect of the present invention, the detection coil can be prevented from being affected by the metal member existing around the moving body, so that the detection accuracy can be prevented from deteriorating.
請求項7の発明では、請求項1〜6のうちいずれか1項の発明において、少なくとも隣り合う検出コイルは、上記移動方向に直交する面内において重複しない形に配置されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項7の発明によれば、隣り合う検出コイル同士が磁気的に干渉することを防止できるから、検出精度の向上が図れる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent adjacent detection coils from interfering with each other magnetically, so that the detection accuracy can be improved.
請求項8の発明では、請求項7の発明において、上記隣り合う検出コイルは、同一の外径を有するように構成され、中心軸間の距離が0超過上記外径未満の値となるように配置されてなることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the adjacent detection coils are configured to have the same outer diameter, and the distance between the central axes is greater than 0 and less than the outer diameter. It is characterized by being arranged.
請求項8の発明によれば、隣り合う検出コイル間の間隔を、隣り合う検出コイルそれぞれの外径寸法以下に設定できるから、移動体の位置をより精細に検出できるようになる。 According to the invention of claim 8, since the interval between the adjacent detection coils can be set to be equal to or smaller than the outer diameter of each of the adjacent detection coils, the position of the moving body can be detected more precisely.
請求項9の発明では、請求項1〜8のうちいずれか1項の発明において、検出コイルの内側に磁性材料からなるコアを配置してなることを特徴する。
The invention of claim 9 is characterized in that, in the invention of any one of
請求項9の発明によれば、検出コイルの巻数が同じであれば、空芯の検出コイルよりも磁束を大きくできるので、検出コイルのインピーダンスの変化量を大きくでき、検出精度の向上が図れる。 According to the ninth aspect of the invention, if the number of turns of the detection coil is the same, the magnetic flux can be made larger than that of the air-core detection coil, so that the amount of change in the impedance of the detection coil can be increased, and the detection accuracy can be improved.
本発明は、製造コストの低減および小型化を図りながらも検出精度を向上でき、しかも取り付け作業が容易に行えるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the detection accuracy can be improved while the manufacturing cost is reduced and the size is reduced, and the mounting operation can be easily performed.
(実施形態1)
本実施形態のポジションセンサは、例えば、車両などの自動変速機の油圧制御装置に用いられるリニアソレノイドバルブが正常に動作しているか否かを検出するために利用される非接触型のポジションセンサである。ここで、油圧制御装置は、例えば、図5に示すように、駆動用オイル600の流路510が設けられたボディ500を有しており、ボディ500の流路510内に移動体100が備えられている。
(Embodiment 1)
The position sensor of this embodiment is a non-contact type position sensor used for detecting whether or not a linear solenoid valve used in a hydraulic control device of an automatic transmission such as a vehicle is operating normally. is there. Here, for example, as shown in FIG. 5, the hydraulic control device has a
ポジションセンサは、図1(a)に示すように、被検出部110の移動方向(図1(a)における左右方向)に沿った被検出部110の中心軸Mと交差(図示例では直交)する方向に中心軸Xを沿わせるとともに上記移動方向に並ぶ形で被検出部110の移動領域(移動体100の移動に伴って被検出部110が通過する空間部)近傍に配置される複数(本実施形態では2つ)の検出コイルLと、複数の検出コイルLそれぞれに対応する形で設けられ検出コイルLの検出範囲内に被検出部110が位置しているか否かを判別する複数の判別部20を有する検出回路部2(図4参照)と、検出コイルLおよび検出回路部2が設けられた本体部3(図2参照)とを具備した検出部1(図2参照)を備えるとともに、位置判別部60(図4参照)を備えている。
As shown in FIG. 1A, the position sensor intersects with the central axis M of the detected
なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、図2(a)における上方向をポジションセンサの検出部1の上方向、図2(a)における下方向を検出部1の下方向、図2(a)における左方向を検出部1の前方向、図2(a)における右方向を検出部1の後方向とそれぞれ規定するが、これは検出部1の使用形態を限定する意図ではない。また、移動体100および被検出部110については上述の従来例で述べたものと同様であるから説明を省略する。
In the following description, for simplification of description, the upward direction in FIG. 2A is the upward direction of the
本体部3は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料からなる樹脂成形品であって、図2に示すように、上下方向を中心軸方向とする円筒状に形成された胴部30を備えている。
The
胴部30には、検出回路部2が収納される収納部(図示せず)が設けられている。この収納部は、例えば、前後方向に直交する面内における開口形状が矩形状に形成されており、その底面部(図示せず)に検出回路部2が固定される。また、胴部30には、図2(a),(b)に示すように、Oリング(図示せず)が取り付けられる溝部30aが胴部30の外周面を一周する形に形成されている。
The
胴部30の下面側には、2つの検出コイルLが備えられるコイル保持部31が一体に設けられている。コイル保持部31は、例えば、前後方向を厚み方向とする中空の矩形板状に形成されており、その下端側には、直径が被検出部110の外径より大きい半円形状の切り欠きからなり、被検出部110がその移動方向に移動自在に挿通される挿通部31aが設けられている。なお、以下の説明では、必要に応じて検出コイルLを区別するために前側の検出コイルLを符号L1で後側の検出コイルLを符号L2でそれぞれ表し、必要に応じて検出コイルLの中心軸Xを区別するために検出コイルL1の中心軸Xを符号X1で検出コイルL2の中心軸Xを符号X2でそれぞれ表す。また、図3では図示の簡略化のため、コイル保持部31を、その内部形状を省略した形で図示している。
A
ここで、検出コイルLは、電線を中心軸Xに沿う形で巻回することで円筒状に形成されたものであって、図3(a),(b)に示すように、それぞれの中心軸X1,X2を被検出部110の中心軸Mに沿った方向(すなわち被検出部110の移動方向)に直交する方向に沿わせるとともに、被検出部110の移動方向に直交する面内において重複しない形に、コイル保持部31内に配置されている。したがって、コイル保持部31では、中心軸Xに沿った方向において検出コイルLと重複する範囲に概ね等しい範囲が、被検出部110の移動方向における検出コイルLの検出範囲となる。また、検出コイルL1,L2は、胴部30の中心軸に対し線対称となる形でコイル保持部31内に配置されている。なお、検出コイルLは、必ずしも被検出部110の移動方向に直交する方向に沿った方向に中心軸Xを沿わせる必要はなく、上記移動方向に交差する方向に沿わせるようにしてもよいが、上記移動方向に直交(厳密な意味での直交ではなく、直交しているとみなせる程度であってもよい)する方向に沿わせるほうが好ましい。
Here, the detection coil L is formed in a cylindrical shape by winding an electric wire along the central axis X. As shown in FIGS. The axes X1 and X2 are along the direction orthogonal to the direction along the central axis M of the detected unit 110 (that is, the moving direction of the detected unit 110), and overlap in the plane orthogonal to the moving direction of the detected
さらに、検出コイルL1,L2は、同一の外径を有するように構成され、図3(c),(d)に示すように、中心軸X1,X2間の距離tが、0超過(つまり、被検出部110の移動方向における検出コイルL1,L2の検出範囲が等しくならないように)、検出コイルLの外径以下の範囲内で、被検出部110を検出コイルL1,L2の両方の検出範囲内に位置させることができる(つまり、両方の検出コイルL1,L2によって同時に被検出部110を検出できる)ような大きさに設定されている。
Furthermore, the detection coils L1 and L2 are configured to have the same outer diameter, and as shown in FIGS. 3C and 3D, the distance t between the center axes X1 and X2 exceeds 0 (that is, The detection range of both the detection coils L1 and L2 is within the range of the outer diameter of the detection coil L (so that the detection ranges of the detection coils L1 and L2 in the moving direction of the
そして、上述したように検出コイルLが設けられたコイル保持部31の挿通部31a内に移動体100を配置することによって、検出コイルLを被検出部110の移動領域近傍に配置できる。このとき、コイル保持部31を、挿通部31aの中心軸を移動体100の中心軸(つまりは被検出部110の中心軸M)に一致させる形に配置すれば、移動体100および被検出部110はいずれも中心軸に直交する面内における断面形状が円形状(真円形状)となっているから、移動体100がその中心軸を回転軸として回転しても、検出感度が異なることがなく、安定した検出結果が得られる。
As described above, the detection coil L can be arranged in the vicinity of the moving region of the detected
ところで、各検出コイルLの内側には、磁性材料からなる棒状のコア(例えば、フェライトコアなど)4を配置している。なお、コア4の外形形状は丸棒状であっても、角棒状であってもよく、特に限定されない。そして、このようなコア4を設けることによって、検出コイルLの巻数が同じであれば、空芯の検出コイルLよりも磁束を大きくできるので、検出コイルLのインピーダンスの変化量を大きくでき、検出精度の向上が図れる。
Incidentally, a rod-shaped core (for example, a ferrite core) 4 made of a magnetic material is disposed inside each detection coil L. The outer shape of the
本実施形態のポジションセンサは、図4に示すように、車両の電子制御ユニット(electroniccontrol unit)からなる演算処理部6に接続した状態で使用されるものであり、本体部3には、上記収納部に収納された検出回路部2と演算処理部6とを電気的に接続するための複数の接続端子5と、検出回路部2と検出コイルLとを電気的に接続するための複数のコイル端子(図示せず)とがインサートされている。
As shown in FIG. 4, the position sensor of the present embodiment is used in a state of being connected to the
ここで、接続端子5は、図2(a)〜(c)および図4に示すように、検出回路部2に電源電圧Vccを印加するための電源端子、検出回路部2をグランドGNDに接続するための接地端子、および検出回路部2の検出信号Voutを出力するための出力端子のいずれかに用いられる。つまり、本実施形態のポジションセンサは、3つの接続端子5を備えている。このような接続端子5は、例えば長尺状の金属板から曲成されたものであって、一端側が胴部30の収納部内に突出されるとともに、他端側が胴部30の上面から上方に突出された形に本体部3にインサートされる。そして、接続端子5の一端側は胴部30の収納部内において検出回路部2と半田付けなどによって電気的且つ機械的に接続される。
Here, as shown in FIGS. 2A to 2C and FIG. 4, the
一方、コイル端子は、検出コイルLに電流を流すために用いられるものであって、一つの検出コイルLに対して2つのコイル端子が用いられる。本実施形態のポジションセンサは、検出コイルLを2つ備えているため、各検出コイルLに2つずつの計4つのコイル端子を備えている。このようなコイル端子は、接続端子5と同様に長尺状の金属板から曲成されたものであって、一端側が胴部30の収納部内に突出されるとともに、他端側がコイル保持部31内に配置される形で本体部3にインサートされる。そして、コイル端子の一端側は胴部30の収納部内において検出回路部2と半田付けなどによって電気的且つ機械的に接続され、コイル端子の他端側には検出コイルLの端部が電気的且つ機械的に接続される。
On the other hand, the coil terminal is used to pass a current through the detection coil L, and two coil terminals are used for one detection coil L. Since the position sensor of this embodiment includes two detection coils L, each detection coil L includes two coil terminals, two in total. Such a coil terminal is bent from a long metal plate similarly to the
ところで、胴部30の上面からは、図2(c)に示すように、3つの接続端子5それぞれの他端側が上方に向けて突出されている。これに伴って、検出回路部2と演算処理部6との接続に用いられる図示しない接続線のコネクタ(以下、「相手側コネクタ」と称する)と結合可能なコネクタを本体部3に構成すべく、胴部30の上面には、3つの接続端子5をまとめて囲繞する角筒状のコネクタ部32が一体に突設されている。コネクタ部32の前面側には、相手側コネクタに設けられた嵌合凹部(図示せず)と凹凸嵌合して相手側コネクタの抜止を図る嵌合凸部32aが一体に突設されている。また、コネクタ部32の後面側および幅方向(図2(a)における左右方向)の両側面それぞれには、上下方向を長手方向とする直方体状に形成された案内突部32bが一体に突設されている。このような案内突部32bは、相手側コネクタの溝部(図示せず)と凹凸嵌合することにより、相手側コネクタをコネクタ部32に対する定位置に誘導して、接続端子5を相手側コネクタの接続部(図示せず)に容易に接続するために利用される。なお、このようなコネクタ部32の形状は相手側コネクタの形状に応じて適宜変更すればよいものであって、上記の例に限定する趣旨ではない。
By the way, as shown in FIG.2 (c), the other end side of each of the three
また、胴部30の外周面の上端側には、図2(a)〜(d)に示すように、ポジションセンサを上述したような自動変速機の油圧制御装置のボディ500などに取り付けるための取付部33が一体に設けられている。取付部33は、胴部30に対して前方または後方にいくにつれて幅寸法(図2(c)における上下方向の寸法)が小さくなる(先細りとなる)平面視菱型状に形成されており、先端部および後端部それぞれには取付部33を厚み方向(上下方向)に貫通する形のねじ挿通孔33aが設けられている。したがって、本体部3は、例えば、油圧制御装置のボディ500に設けられた、胴部30およびコイル保持部31それぞれの外形形状とほぼ同じ大きさの取付孔520内に胴部30およびコイル保持部31を配置した状態で、取付部33のねじ挿通孔33aを挿通させた固定ねじ(図示せず)により油圧制御装置のボディに取付、固定される。なお、図5に示すように、取付孔520が油圧制御装置のボディ500の流路510に連通する形に設けられている場合、流路510を流れる駆動用オイル600が取付孔520から浸出しようとするが、これは胴部30の溝部30aにOリングを設けることによって防止できるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 2A to 2D, on the upper end side of the outer peripheral surface of the
検出回路部2は、例えば、銅張積層板などを利用して形成された矩形状のプリント基板(図示せず)に、判別部20を構成する各種電子部品などを実装してなるものであって、図4に示すような回路構成を有している。
The
判別部20は、図4に示すように、検出コイルLに並列接続されて検出コイルLとともにLC共振回路(以下、単に「共振回路」と称する)を構成するコンデンサCと、トランジスタなどの半導体スイッチング素子からなるスイッチSWと、制御部20aとを備えており、検出コイルLとともにいわゆる近接スイッチ(近接センサ)を構成している。
As shown in FIG. 4, the
制御部20aは、外部より供給される電源電圧Vccを元にして共振回路の共振周波数近傍の周波数を有する高周波電圧を生成して共振回路に与える発振回路(図示せず)と、共振回路の発振状態の変動に応じてスイッチSWをオン・オフする信号処理回路(図示せず)とを有している。信号処理回路は、共振回路が発振しているときは、スイッチSWをオフし、検出コイルLの検出範囲内に被検出部110が位置して共振回路の発振が停止した際に、スイッチSWをオンするように構成されている。ここで、上記共振回路がそれぞれ異なる共振周波数を有するように、各共振回路を構成する検出コイルLのインダクタンスや、コンデンサCのキャパシティを設定すれば、一の共振回路の発振状態の変動の影響が、他の共振回路に及ぶこと(相互干渉)を防止できるから、検出精度の向上が図れる。なお、以下の説明では2つの判別部20を区別するために必要に応じて判別部20を符号20A,20Bで示し、2つのスイッチSWを区別するために必要に応じてスイッチSWを符号SW1,SW2で示す。
The
また、検出回路部2は、電源端子となる接続端子5に一端が接続される抵抗Raと、抵抗Raの他端と接地端子となる接続端子5との間に接続される抵抗Rbとを備え、抵抗Ra,Rbの接続点は出力端子となる接続端子5に接続されている。さらに、検出回路部2は、抵抗Ra,Rbの接続点とスイッチSW1との間に接続された抵抗R1と、抵抗Ra,Rbの接続点とスイッチSW2との間に接続された抵抗R2とを備えている。つまり、検出回路部2の抵抗Rbには、抵抗R1および判別部20AのスイッチSW1からなる直列回路と、抵抗R2および判別部20BのスイッチSW2からなる直列回路とがそれぞれ並列接続されている。なお、本実施形態では、電源電圧Vccを5[V]、抵抗Raを3.3[kΩ]、抵抗Rbを13[kΩ]、抵抗R1を3.3[kΩ]、抵抗R2を10[kΩ]にそれぞれ設定している。但し、電源電圧Vccおよび抵抗Ra,Rb,R1,R2それぞれの値は一例であって、上記数値に限定する趣旨ではない。
The
次に、検出回路部2の動作について図1(a)〜(d)を参照して説明する。なお、図1(a)〜(d)では、動作を分かり易く説明するために、検出コイルL1,L2の配置を図3(a)〜(d)とは異ならせている。この点は、図5〜図9においても同様である。
Next, the operation of the
まず、図1(a)に示すように、移動体100の位置が、被検出部110がコイル保持部31よりも前方に位置して検出コイルL1,L2のいずれの検出範囲内にも位置していない位置(以下、「位置A」と称する)である場合、スイッチSW1,SW2の両方がオフとなる。このとき、検出信号Voutの電位は電源電圧Vccを抵抗Raと抵抗Rbとで分圧した値、すなわち約3.99[v]となる。
First, as shown in FIG. 1 (a), the position of the moving
その後に、移動体100が位置Aから後方に移動して、移動体100の位置が、図1(b)に示すように被検出部110が検出コイルL1の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置B」と称する)となった場合には、スイッチSW1がオン、スイッチSW2がオフとなる。このとき、検出信号Voutの電位は電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1と抵抗Raとで分圧した値、すなわち約2.22[v]となる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置Bから後方に移動して、移動体100の位置が、図1(c)に示すように被検出部110が検出コイルL1,L2の両方の検出範囲内に位置している位置(以下、「位置C」と称する)となった場合には、スイッチSW1,SW2の両方がオンとなる。このとき、検出信号Voutの電位は電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1,R2と抵抗Raとで分圧した値、すなわち約1.93[V]となる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置Cから後方に移動して、移動体100の位置が、図1(d)に示すように被検出部110が検出コイルL2の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置D」と称する)となった場合には、スイッチSW1がオフ、スイッチSW2がオンとなる。このとき、検出信号Voutの電位は電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R2と抵抗Raとで分圧した値、すなわち約3.16[V]となる。
After that, the moving
以上述べた検出回路部2の動作をまとめると下表1のようになる。なお、下表1中の「○」はスイッチSWがオン状態であることを、「×」はスイッチSWがオフ状態であることをそれぞれ示している。この点は、下表2,3においても同様である。
The operations of the
つまり、本実施形態における検出回路部2は、2つの判別部20の判別結果であるスイッチSWのオン・オフの組み合わせ毎に電位が異なる検出信号Voutを出力するように構成されている。
That is, the
これに対応して、演算処理部6には、検出回路部2の検出信号Voutの電位に基づいて移動体100の位置を判別する前述の位置判別部60が設けられており、位置判別部60は、例えば、検出信号Voutの電位が、約1.93[V]であれば移動体100が位置Cに、約2.22[V]であれば移動体100が位置Bに、約3.16[V]であれば移動体100が位置Dに、約3.99[V]であれば移動体100が位置Aに、位置していると判別するように構成されている。このような位置判別部60は、演算処理部6に設けられたソフトウェアなどにより実現されている。
Correspondingly, the
以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、被検出部110の移動方向に交差する方向に中心軸Xを沿わせた検出コイルLを、被検出部110の移動領域近傍に上記移動方向に並ぶ形に複数配置しているので、いずれの検出コイルLのインピーダンスが変化したか否かによって移動体100の位置を検出できるから、検出コイルLのインピーダンスの変化量を被検出部110の検出コイルL内への挿入量に対応させる従来例とは異なり、検出精度の向上のために検出コイルLの巻き数を増やす必要がなく、その結果、製造コストの低減および小型化を図りながらも検出精度を向上できる。
According to the position sensor of the present embodiment described above, the detection coil L along the central axis X in the direction intersecting the moving direction of the detected
その上、本実施形態のポジションセンサは、検出コイルLが被検出部110の移動領域近傍に被検出部110の移動方向に並ぶ形に配置することによって、移動体100の位置を検出が行えるので、ポジションセンサを取り付ける際に、従来例(図13参照)とは異なり検出コイル200に移動体100を貫装する必要がないから、移動体100を装置(例えば、油圧制御装置)に対する所定位置に配置する際に予めポジションセンサに移動体100を貫装する作業が必要なく、装置の組立順序に融通が利くようになって、ポジションセンサの取り付け作業が容易に行え、しかも完成した装置にポジションセンサを後付けすることも可能となる。また、本実施形態のポジションセンサは、非接触で移動体100の位置を検出できるから、機械的な連結を要するポジションセンサに比べれば、耐久性に優れ、振動に強く、オイルなどの液体に対するシール構造が容易に実現できるという利点がある。
In addition, the position sensor of the present embodiment can detect the position of the moving
また、図3(a),(b)に示すように、隣り合う検出コイルL1,L2を、被検出部110の移動方向に直交する面内において重複しない形に配置しているので、隣り合う検出コイルL1,L2同士が磁気的に干渉することを防止できるから、検出精度の向上が図れる。さらに、隣り合う検出コイルL1,L2を、被検出部110の移動方向に直交する面内において重複しない形に配置したことによって、図3(c),(d)に示すように、これら隣り合う検出コイルL1,L2を、中心軸X1,X2間の距離tが0超過、検出コイルLの外径以下の値となるように配置することが可能となり、このような配置にすることで、検出コイルL間の間隔を検出コイルLの外径寸法以下に設定できる。つまり、これら検出コイルLを上記移動方向に沿って並べた場合には、検出コイルL間の距離は、検出コイルLの外径より大きくなければならないが、隣り合う検出コイルLを被検出部110の移動方向に直交する面内において重複しない形に配置したことによって、検出コイルL間の間隔を検出コイルLの外径寸法以下に設定できるようになり、その結果、移動体100の位置をより精細に検出できるようになる。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, adjacent detection coils L1 and L2 are arranged adjacent to each other in a plane orthogonal to the moving direction of the detected
一方、位置判別部60では、複数の判別部20の判別結果を組み合わせるから、複数の判別部20のいずれかの判別結果のみを利用して移動体100の位置を判別する場合に比べれば、移動体100の位置をより精細に検出できるようになる。
On the other hand, since the
その上、検出回路部2の検出信号Voutを位置判別部60が設けられた演算処理部6に送信するにあたっては、1の信号線しか必要としないので、検出回路部2が複数の判別部20の判別結果を個別に検出信号Voutとして出力するような場合とは異なり、信号線を接続するポートを演算処理部6に判別部20の数だけ設ける必要がなくなるから、位置判別部60の構成(すなわち、位置判別部60が設けられた演算処理部6の構成)を簡素化でき、製造コストの低減が図れる。また、検出回路部2の判別部20を近接スイッチにより構成しており、このような近接スイッチは比較的安価なものであるから、製造コストの低減が図れる。
In addition, since only one signal line is required to transmit the detection signal Vout of the
ところで、上記のような油圧制御装置の流路510内には、駆動用オイル600が高圧状態で注入されるから、油圧制御装置のボディ500は金属材料により形成されていることが多く、ボディ500が金属材料により形成されている場合に、図5に示すような取付孔520内に検出コイルLを配置すると、ボディ500を構成する金属材料の影響によって、検出精度が悪化するおそれがある。
Incidentally, since the driving
かかる問題に対しては、図5に示すように、コイル保持部31に、磁気シールド用のシールド部材7を設ければよい。シールド部材7は、例えば、鉄などの磁性体金属や、磁性材料により形成され、被検出部110の移動方向に沿った方向において、検出コイルLを全面的に覆うことができる大きさの板状に形成されている。
As shown in FIG. 5, a
このようなシールド部材7は、複数の検出コイルL1,L2のうち被検出部110の移動方向における両端の検出コイルL1,L2それぞれにおいて他の検出コイルL(検出コイルL1にあっては検出コイルL2、検出コイルL2にあっては検出コイルL1)と対向する側(検出コイルL1にあっては後面側、検出コイルL2にあっては前面側)とは反対側(検出コイルL1にあっては前面側、検出コイルL2にあっては後面側)に位置する形で、コイル保持部31に設けられる。このように2つの検出コイルLの両方がシールド部材7間に配置されることによって、検出コイルLが、移動体100の周囲に存在する金属部材(図5に示す例では、金属材料により形成された油圧制御装置のボディ500)の影響を受けてしまうことを防止できて、検出精度の悪化を防止できる。ところで、隣り合う検出コイルLの間にシールド部材7を設けるようにしてもよい。この場合は、隣り合う検出コイルL同士が磁気的に干渉することを防止できるから、検出精度の向上が図れる。また、シールド部材7の形状は一例であって、上記の形状に限定する趣旨ではない。
Such a
なお、本実施形態のポジションセンサは、あくまで一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない程度に変形してもよい。例えば、位置判別部60を車両側の演算処理部6を利用して構成する代わりに、検出回路部2とともに、本体部3に設けるようにしてもよい。また、複数の検出コイルLを、図3に示す例とは異なり、図1(a),(b)に示すように、被検出部110の移動方向において重なる形で、当該移動方向に沿って所定間隔で並べるようにしてもよい。また、コイル保持部31の挿通部31aも半円形状のものに限られるものではなく、要は、移動体100を、その移動方向に直交する方向から挿通部31a内に配置できるような形状のものであればよい。また、判別部20は、共振回路が発振している際にスイッチSWをオンし、発振が停止した際にスイッチSWをオフするようにしてもよく、状況に応じて適宜設定すればよい。
Note that the position sensor of this embodiment is merely an example, and may be modified to the extent that it does not depart from the spirit of the present invention. For example, the
ところで、図1に示すように、上記の被検出部110は、移動体100の外周面に突設された円盤状のものであったが、例えば、図6に示すように、移動体100の外周面を凹設することにより、移動体100の一部を、移動体100の外径よりも小さい外径に形成してなるものであってもよい。要は、移動体100の移動方向に直交する面内における断面積が移動体100と異なるものであれば、検出コイルLのインピーダンスを変化させることができるため、被検出部110として利用できる。
By the way, as shown in FIG. 1, the above-described detected
(実施形態2)
本実施形態のポジションセンサは、コイル保持部31の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については説明および図示を省略する。
(Embodiment 2)
In the position sensor of the present embodiment, the configuration of the
本実施形態におけるコイル保持部31は、図7に示すように、検出コイルL2の検出範囲内に位置した被検出部110が、当該検出コイルL2において他の検出コイル(すなわち検出コイルL1)と対向する側とは反対側(すなわち後面側)に移動することを、被検出部110に当接することにより規制するストッパ部31bを備えている。このストッパ部31bは、コイル保持部31の後面側における挿通部31aの開口縁部に、挿通部31a内に突出する形に設けられている。
As shown in FIG. 7, the
そのため、本実施形態のポジションセンサでは、移動体100が図1(d)に示す位置Dから後方に移動しようとした際には、被検出部110の後面がストッパ部31bの前面に衝合して、移動体100が後方へ移動できなくなるから、移動体100は、図8に示すような被検出部110がコイル保持部31よりも後方に位置して検出コイルL1,L2のいずれの検出範囲内にも位置していない位置(以下、「位置E」と称する)へ移動できなくなっている。当然ながら、ストッパ部31bを設けるにあたっては、移動体100の本来の動作(リニアソレノイドバルブである場合には、バルブの開閉動作)を妨げないようにしている。
Therefore, in the position sensor of the present embodiment, when the moving
つまり、実施形態1のポジションセンサでは、移動体100が図6(d)に示す位置Dから後方に移動して、図8に示す位置Eとなった場合には、スイッチSW1,SW2の両方がオフとなるので、位置Eでは、位置Aと同様に、検出信号Voutの電位が電源電圧Vccを抵抗Raと抵抗Rbとで分圧した値となるから、位置A,Eと、位置B〜Dとを区別できても、位置Aと位置Eとは区別できなかったが、本実施形態のポジションセンサでは、移動体100は位置Eに移動することがないから、検出信号Voutの電位に対して、位置A〜Dが一対一で対応するようになる。
That is, in the position sensor of the first embodiment, when the moving
したがって、以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、実施形態1と同様の効果を奏する上に、被検出部110がいずれの検出コイルLの検出範囲内にも位置していない場合であっても、移動体100の位置を特定できるから、移動体100の位置を混同してしまうことを防止(すなわち、位置Aと位置Eとを区別)できて、移動体100の位置を正確に検出できる。
Therefore, according to the position sensor of the present embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the detected
また、ストッパ部31bとしては、図7に示す例の他に、検出コイルL1の検出範囲内に位置した被検出部110が、当該検出コイルL1において他の検出コイル(すなわち検出コイルL2)と対向する側とは反対側(すなわち前面側)に移動することを、被検出部110に当接することにより規制する(つまり、被検出部110の位置を、位置Aを除く位置B〜位置Eで検出可能とする)ようなものであってもよい。この場合において、ストッパ部31bは、コイル保持部31の前面側における挿通部31aの開口縁部に挿通部31a内に突出する形に設けられる。
In addition to the example shown in FIG. 7, as the
要するに、ストッパ部31bは、複数の検出コイルLのうち上記移動方向における両端の検出コイルLのいずれか一方の検出範囲内に位置した被検出部110が、当該検出コイルLにおいて他の検出コイルLと対向する側とは反対側に移動することを、被検出部110に当接することにより規制するようなものであればよい。
In short, the
但し、位置判別部60がソフトウェア的に位置Aと位置Eとを区別できるように構成されていれば、本実施形態のようなストッパ部31bを設ける必要はない。例えば、位置判別部60にて検出信号Voutの電位の履歴を記憶して、検出信号Voutの電位が変化して位置A,Eにおける値となった際に、直前(変化前)の検出信号Voutの電位が位置Bのものであれば、移動体100が位置Aに位置していると判別し、直前の検出信号Voutの電位が位置Dのものであれば、移動体100が位置Eに位置していると判別するように構成すればよい。また、そもそも移動体100の位置を判別する場合において、位置A,Eを区別する必要がない場合においても、ストッパ部31bを設ける必要はない。これらの点は後述する実施形態3においても同様である。
However, if the
(実施形態3)
本実施形態のポジションセンサは、検出コイルLの構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については説明および図示を省略する。
(Embodiment 3)
In the position sensor of the present embodiment, the configuration of the detection coil L is different from that of the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the description and illustration of the same configuration are omitted.
本実施形態における検出コイルL2は、図9に示すように、その検出範囲が、当該検出コイルL2において他の検出コイル(すなわち検出コイルL1)と対向する側とは反対側(すなわち後面側)における被検出部110の移動範囲の境界Sに及ぶ形となるように、その外径寸法が設定されている。
As shown in FIG. 9, the detection coil L2 in the present embodiment has a detection range on the side opposite to the side facing the other detection coil (that is, the detection coil L1) in the detection coil L2 (that is, the rear side). The outer diameter dimension is set so as to reach the boundary S of the movement range of the detected
つまり、本実施形態のポジションセンサでは、移動体100が図1(d)に示す位置Dから後方に移動しても、被検出部110が検出コイルL2の検出範囲内から外に出ないために、被検出部110が常に検出コイルL2によって検出されることになるから、移動体100が位置Eに位置することがなく、その結果、検出信号Voutの電位に対して、位置A〜Dが一対一で対応するようになる。
That is, in the position sensor of this embodiment, even if the moving
したがって、本実施形態のポジションセンサによれば、実施形態2と同様に、移動体100の位置を混同してしまうことを防止できて、移動体100の位置を正確に検出できる。
Therefore, according to the position sensor of the present embodiment, the position of the moving
ところで、本実施形態では、検出コイルL2を、その検出範囲が、当該検出コイルL2において他の検出コイル(すなわち検出コイルL1)と対向する側とは反対側(すなわち後面側)における被検出部110の移動範囲の境界Sに及ぶ形に構成しているが、逆に、検出コイルL1を、その検出範囲が、当該検出コイルL1において他の検出コイル(すなわち検出コイルL2)と対向する側とは反対側(すなわち前面側)における被検出部110の移動範囲の境界(図示せず)に及ぶ形に構成してもよい。
By the way, in the present embodiment, the
この場合、移動体100が図1(b)に示す位置Bから前方に移動しても、被検出部110が検出コイルL1の検出範囲内から外に出ないために、被検出部110が常に検出コイルL1によって検出されることになるので、移動体100が位置Aに位置することがなくなり、その結果、検出信号Voutの電位に対して、位置B〜Eが一対一で対応するようになるから、移動体100の位置を混同してしまうことを防止できて、移動体100の位置を正確に検出できる。
In this case, even if the moving
なお、検出コイルLが3以上設けられている場合であっても、複数の検出コイルLのうち上記移動方向における両端の検出コイルLのいずれか一方を、その検出範囲が当該検出コイルLにおいて他の検出コイルLと対向する側とは反対側における被検出部110の移動範囲の境界まで及ぶ形に構成すれば、上記と同様の効果が得られる。
Even in the case where three or more detection coils L are provided, one of the detection coils L at both ends in the moving direction among the plurality of detection coils L, and the detection range of the detection coil L is different. If the configuration extends to the boundary of the movement range of the detected
(実施形態4)
本実施形態のポジションセンサは、図10に示すように、コイル保持部31、および検出回路部2の構成が実施形態1〜3とは異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については説明および図示を省略する。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 10, the position sensor of the present embodiment is different from the first to third embodiments in the configuration of the
本実施形態におけるコイル保持部31には、被検出部110の移動方向において互いに離間する形に、検出コイルLが3つ等間隔に配置されている。なお、以下の説明では、検出コイルLを区別するために、必要に応じて、図10中において右端の検出コイルLを符号L1、図10中において中央の検出コイルLを符号L2、図10中において左側の検出コイルLを符号L3で、それぞれ表す。
In the
また、各検出コイルLの外径は、検出コイルL1,L2間の距離が被検出部110を検出コイルL1,L2の両方の検出範囲内に位置できる(つまり、両方の検出コイルL1,L2によって同時に被検出部110を検出できる)ような大きさとなるとともに、検出コイルL2,L3間の距離が被検出部110を検出コイルL2,L3の両方の検出範囲内に位置できる(つまり、両方の検出コイルL2,L3によって同時に被検出部110を検出できる)ような大きさに設定されている。なお、図10には図示していないが、コイル保持部31には、実施形態2で述べたものと同様なストッパ部31bを設けている。
Further, the outer diameter of each detection coil L is such that the distance between the detection coils L1 and L2 can position the detected
本実施形態における検出回路部2は、3つの検出コイルLそれぞれに対応する形で、計3つの判別部20を有している点で実施形態1と異なっている。なお、以下の説明では3つの判別部20を区別するために必要に応じて判別部20を符号20A,20B,20Cで表し、3つのスイッチSWを区別するために必要に応じてスイッチSWを符号SW1,SW2,SW3で表す。
The
また、本実施形態における検出回路部2は、抵抗Raと抵抗Rbの接続点とスイッチSW3との間に抵抗R3が接続されている点で実施形態1と異なっている。つまり、本実施形態における検出回路部2の抵抗Rbには、抵抗R1および判別部20AのスイッチSW1からなる直列回路と、抵抗R2および判別部20BのスイッチSW2からなる直列回路と、抵抗R3および判別部20CのスイッチSW3からなる直列回路とがそれぞれ並列 接続されている。
The
次に、本実施形態における検出回路部2の動作について説明する。まず、移動体100の位置が、被検出部110がコイル保持部31よりも前方に位置して検出コイルL1〜L3のいずれの検出範囲内にも位置していない位置(以下、「位置a」と称する)である場合には、スイッチSW1〜SW3の全てがオフとなる。
Next, the operation of the
その後に、移動体100が位置aから後方に移動して、移動体100の位置が、被検出部110が検出コイルL1の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置b」と称する)となった場合には、スイッチSW1のみがオンとなる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置bから後方に移動して、移動体100の位置が、被検出部110が検出コイルL1,L2の両方の検出範囲内に位置している位置(以下、「位置c」と称する)となった場合には、スイッチSW1,SW2の両方がオンとなる。
After that, the moving
さらにその後に、移動体100が位置cから後方に移動して、移動体100の位置が、被検出部110が全ての検出コイルLの検出範囲内に位置している位置(以下、「位置d」と称する)となった場合には、全てのスイッチSW1〜SW3がオンとなる。
After that, the moving
さらにその後に、移動体100が位置dから後方に移動して、移動体100の位置が、被検出部110が検出コイルL2,L3の両方の検出範囲内に位置している位置(以下、「位置e」と称する)となった場合には、スイッチSW2,SW3の両方がオンとなる。
After that, the moving
さらにその後に、移動体100が位置eから後方に移動して、移動体100の位置が、被検出部110が検出コイルL3の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置f」と称する)となった場合には、スイッチSW3のみがオンとなる。
Thereafter, the moving
なお、移動体100が、位置fから後方に移動しようとした際には、被検出部110の後面がストッパ部31bの前面に衝合するから、移動体100は位置fより後方へは移動できないため、移動体100の位置が、被検出部110がコイル保持部31よりも後方に位置して検出コイルL1〜L3のいずれの検出範囲内にも位置していない位置にはならない。
When the moving
以上述べた検出回路部2の動作をまとめると下表2のようになる。
The operations of the
そして、検出信号Voutの電位は、位置aにおいては電源電圧Vccを抵抗Raと抵抗Rbとで分圧した値、位置bにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1と抵抗Raとで分圧した値、位置cにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1,R2と抵抗Raとで分圧した値、位置dにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1〜R3と抵抗Raとで分圧した値、位置eにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R2,R3と抵抗Raとで分圧した値、位置fにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R3と抵抗Raとで分圧した値となる。 The potential of the detection signal Vout is a value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistor Ra and the resistor Rb at the position a, and at the position b by the resistors Rb, R1 and the resistor Ra in which the power supply voltage Vcc is connected in parallel. At the position c, a value obtained by dividing the power supply voltage Vcc with the resistors Rb, R1, R2 and the resistor Ra connected in parallel at the position c, and at the position d, the resistors Rb, R1 to R1 connected in parallel with the power supply voltage Vcc. The value divided by R3 and the resistor Ra, the value divided by the resistors Rb, R2, R3 and the resistor Ra connected in parallel to the power supply voltage Vcc at the position e, and the power supply voltage Vcc connected in parallel at the position f The voltage is divided by the resistors Rb and R3 and the resistor Ra.
ここで、各抵抗Ra,Rb,R1,R2,R3それぞれの抵抗値は、上記の位置a〜fそれぞれにおける検出信号Voutの電位が異なる値となるとともに、それらの値を十分に区別できる値に設定している。これに伴って位置判別部60は検出信号Voutの電位によって移動体100の位置が位置a〜fのいずれであるかを判別するように構成されている。
Here, the resistance values of the resistors Ra, Rb, R1, R2, and R3 are different from each other in the potentials of the detection signals Vout at the positions a to f, and can be sufficiently distinguished from each other. It is set. Accordingly, the
以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、実施形態1〜3と同様の効果を奏する上に、実施形態1〜3よりも検出コイルLの数を増やしているから、移動体100の位置をさらに精細に判別できる。 According to the position sensor of the present embodiment described above, the same effect as in the first to third embodiments is obtained, and the number of detection coils L is increased as compared with the first to third embodiments. Can be determined more precisely.
ところで、複数の判別部20の判別結果の組み合わせによって、移動体100の位置を判別しようとする場合には、被検出部110の構成と、検出コイルLの構成とが重要である。例えば、図10に示す例では、検出コイルLを3つ用いており、組み合わせとしては、8通りの組み合わせが考えられるが、被検出部110の構成上、6つの組み合わせしか得ることができない。
By the way, when it is going to discriminate | determine the position of the
そこで、検出コイルLを3つ用いた場合に、8通りの組み合わせを全て利用できるようにするために、図12に示すような被検出部110を用いることが考えられる。この被検出部110は、移動体100の後端側に設けられた円盤状の第1被検出部110aと、第1被検出部110aよりも移動体100の前端側に設けられた円盤状の第2被検出部110bとで構成されている。第1被検出部110aの中心軸方向の長さは、3つの検出コイルLのいずれか1つの検出範囲内にのみ位置し、複数の検出コイルLの検出範囲内に同時に位置できないような値に設定され、第2被検出部110bの中心軸方向における長さは、3つの検出コイルLの全ての検出範囲内に同時に位置できるような値に設定されている。
Thus, when three detection coils L are used, it is conceivable to use the detected
また、第1被検出部110aと第2被検出部110bは、第1被検出部110aが検出コイルL3の検出範囲内に位置したときに、第2被検出部110bが検出コイルL1の検出範囲内に位置するような距離(概ね、検出コイルLの中心軸方向の長さと同程度の距離)を隔てて配置されている。なお、第1被検出部110aと第2被検出部110bはいずれも同じ外径を有し、各被検出部110a,110bの中心軸が移動体100の中心軸と一致する形で、移動体100に突設されている。
In addition, the first detected
以下に、図12に示すような被検出部110を利用した場合における検出回路部2の動作について説明する。まず、図12に示すように、移動体100の位置が、被検出部110がコイル保持部31よりも前方に位置して検出コイルL1〜L3のいずれの検出範囲内にも位置していない位置(以下、「位置a」と称する)である場合には、全てのスイッチSWがオフとなる。
Hereinafter, the operation of the
その後に、移動体100が位置aから後方に移動して、移動体100の位置が、第1被検出部110aが検出コイルL1の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置b」と称する)となった場合には、スイッチSW1のみがオンとなる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置bから後方に移動して、移動体100の位置が、第1被検出部110aが検出コイルL2の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置c」と称する)となった場合(この場合、第2被検出部110bは第1被検出部110aが検出コイルL3の検出範囲内にのみ位置するようになったときに、検出コイルL1の検出範囲内に位置するように移動体100に設けられているため、第2被検出部110bは検出コイルL1の検出範囲内にはまだ位置しない)には、スイッチSW2のみがオンとなる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置cから後方に移動して、移動体100の位置が、第1被検出部110aが検出コイルL3の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置d」と称する)となった場合、第2被検出部110bも検出コイルL1の検出範囲内に位置することになるから、スイッチSW1,SW3の両方がオンとなる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置dから後方に移動して、移動体100の位置が、第1被検出部110aがいずれの検出コイルLの検出範囲内にも位置せず、第2被検出部110bが検出コイルL1,L2の両方の検出範囲内に位置している位置(以下、「位置e」と称する)となった場合には、スイッチSW1,SW2の両方がオンとなる。
Furthermore, after that, the moving
さらにその後に、移動体100が位置eから後方に移動して、移動体100の位置が、第2被検出部110bが全ての検出コイルLの検出範囲内に位置している位置(以下、「位置f」と称する)となった場合には、全てのスイッチSWがオンとなる。
After that, the moving
さらにその後に、移動体100が位置fから後方に移動して、移動体100の位置が、第2被検出部110bが検出コイルL2,L3の両方の検出範囲内に位置している位置(以下、「位置g」と称する)となった場合には、スイッチSW2,SW3の両方がオンとなる。
Thereafter, the moving
さらにその後に、移動体100が位置gから後方に移動して、移動体100の位置が、第2被検出部110bが検出コイルL3の検出範囲内にのみ位置している位置(以下、「位置h」と称する)となった場合には、スイッチSW3のみがオンとなる。
Thereafter, the moving
なお、移動体100が、位置hから後方に移動しようとした際には、第1被検出部110aの後面がストッパ部31bの前面に衝合するから、移動体100は位置hより後方へは移動できないため、移動体100の位置が、第2被検出部110bがコイル保持部31よりも後方に位置して検出コイルL1〜L3のいずれの検出範囲内にも位置していない位置にはならない。
When the moving
以上述べた検出回路部2の動作をまとめると下表3のようになる。
The operations of the
そして、検出信号Voutの電位は、位置aにおいては電源電圧Vccを抵抗Raと抵抗Rbとで分圧した値、位置bにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1と抵抗Raとで分圧した値、位置cにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R2と抵抗Raとで分圧した値、位置dにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1,R3と抵抗Raとで分圧した値、位置eにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1,R2と抵抗Raとで分圧した値、位置fにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R1〜R3と抵抗Raとで分圧した値、位置gにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R2,R3と抵抗Raとで分圧した値、位置hにおいては電源電圧Vccを並列接続された抵抗Rb,R3と抵抗Raとで分圧した値となる。 The potential of the detection signal Vout is a value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistor Ra and the resistor Rb at the position a, and at the position b by the resistors Rb, R1 and the resistor Ra in which the power supply voltage Vcc is connected in parallel. At the position c, a value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistors Rb, R2 and the resistor Ra connected in parallel at the position c, and at the position d, the resistors Rb, R1, R3 connected by the power supply voltage Vcc in parallel A value divided by the resistor Ra, a value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistors Rb, R1, R2 and the resistor Ra connected in parallel at the position e, and a resistor obtained by dividing the power supply voltage Vcc in the position f A value divided by Rb, R1 to R3 and resistor Ra, a value obtained by dividing power supply voltage Vcc by resistors Rb, R2, R3 and resistor Ra connected in parallel at position g, and a power supply voltage V at position h. c parallel connected resistors Rb, the dividing value in the R3 and the resistor Ra.
ここで、各抵抗Ra,Rb,R1,R2,R3それぞれの抵抗値は、上記の位置a〜hそれぞれにおける検出信号Voutの電位が異なる値となるとともに、それらの値を十分に区別できる値に設定している。これに伴って位置判別部60は検出信号Voutの電位によって移動体100の位置が位置a〜hのいずれであるかを判別するように構成されている。
Here, the resistance values of the resistors Ra, Rb, R1, R2, and R3 are different from each other in the potentials of the detection signals Vout at the positions a to h, and can be sufficiently distinguished from each other. It is set. Accordingly, the
このようにすれば、3つの判別部20の判別結果の組み合わせの全てに、異なる移動体100の位置を対応付けることができるから、図10に示すように、8つの組み合わせのうち6つしか移動体100の位置の判別に利用していない場合に比べれば、移動体100の位置をさらに精細に判別できるようになる。
In this way, since the positions of different moving
なお、本発明のポジションセンサに用いる検出コイルLの数は、本実施形態のような3つや、実施形態1〜3のような2つに限られるものではなく、4以上としてもよく、このような場合であっても、判別部20の数は、複数の検出コイルLそれぞれに対応する形で設けられる。また、被検出部110や検出コイルLの形状または配置(レイアウト)は、複数の判別部20の判別結果の組み合わせの1つ1つに、移動体100の位置が対応するようにすることが、移動体100の位置を精細に判別するという観点から好ましく、このようにすれば、例えば、判別部20の数がm個(但し、mは2以上の整数)である場合には、移動体100の位置を2mの位置のいずれに位置しているかを判別できるようになる。
The number of detection coils L used in the position sensor of the present invention is not limited to three as in the present embodiment or two as in the first to third embodiments, and may be four or more. Even in such a case, the number of the
L,L1,L2 検出コイル
X,X1,X2 中心軸
2 検出回路部
4 コア
5 シールド部材
6 位置判別部
20 判別部
100 移動体
110 被検出部
M 中心軸
L, L1, L2 Detection coil X, X1,
Claims (9)
被検出部の移動方向と交差する方向に中心軸を沿わせるとともに上記移動方向に並ぶ形で被検出部の移動領域近傍に配置される複数の検出コイルと、
複数の検出コイルそれぞれに対応する形で設けられ検出コイルの検出範囲内に被検出部が位置しているか否かを判別する複数の判別部を有する検出回路部とを備えていることを特徴とするポジションセンサ。 A position sensor that is provided on a moving body that moves along a predetermined path and detects the position of a metal detected part that is moved together with the moving body,
A plurality of detection coils arranged in the vicinity of the movement region of the detected part in a form along the central axis in a direction intersecting the moving direction of the detected part and aligned with the moving direction;
And a detection circuit unit having a plurality of determination units that are provided corresponding to each of the plurality of detection coils and determine whether or not the detection target unit is located within the detection range of the detection coil. Position sensor to perform.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007109750A JP2008267922A (en) | 2007-04-18 | 2007-04-18 | Position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019501676A (en) * | 2015-07-29 | 2019-01-24 | サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Sensor device for drug delivery device |
-
2007
- 2007-04-18 JP JP2007109750A patent/JP2008267922A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019501676A (en) * | 2015-07-29 | 2019-01-24 | サノフィ−アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Sensor device for drug delivery device |
US10926034B2 (en) | 2015-07-29 | 2021-02-23 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Sensor device for a drug delivery device |
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