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JPH04191509A - Stroke detection device for cylinder device - Google Patents

Stroke detection device for cylinder device

Info

Publication number
JPH04191509A
JPH04191509A JP32211990A JP32211990A JPH04191509A JP H04191509 A JPH04191509 A JP H04191509A JP 32211990 A JP32211990 A JP 32211990A JP 32211990 A JP32211990 A JP 32211990A JP H04191509 A JPH04191509 A JP H04191509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
detection
coil
drive coil
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32211990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Hashimoto
久儀 橋本
Morio Tamura
田村 盛雄
Takeshi Ichiyanagi
健 一柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP32211990A priority Critical patent/JPH04191509A/en
Publication of JPH04191509A publication Critical patent/JPH04191509A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce noises effectively and improve reliability of a device by positioning an end of a magnetostrictive line housed in a fine and long tube at a longitudinally intermediate position of a driving coil. CONSTITUTION:An end 21A of an amolphous wire 21 is positioned at an intermediate part in a longitudinal direction of a driving coil 15. When a pulse current is applied to the driving coil 15, a generated line of magnetic force shows the highest density at the intermediate part in the longitudinal direction of the driving coil 15. Supersonic wave is effectively generated on the amolphous wire by magnetostrictive effect. The supersonic wave is propagated from one end of the amolphous wire 21 positioned at the intermediate position in a longitudinal direction of the driving coil 15, that is, the end 21A on the side of the driving coil 15 in the direction to a detection coil 17. When the supersonic wave passes a magnetized portion 21C of the amolphous wire 21, a detection signal is output from a detection coil 17 with certainty.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えばシリンダ装置のビストンストロークを
検出するのに用いて好適なシリンダ装置のストローク検
出装置に関し、特に、磁歪効果を利用して、検出性能を
向上させるようにしたシリンダ装置のストローク検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a stroke detection device for a cylinder device suitable for use in detecting, for example, the piston stroke of a cylinder device, and in particular, it relates to a stroke detection device for a cylinder device that utilizes magnetostrictive effects. The present invention relates to a stroke detection device for a cylinder device that improves detection performance.

[従来技術] 例えば、建設機械等に設けられるシリンダ装置を自動制
御によって作動させる場合には、ピストンのストローク
を検出するストローク検出装置が必要となる。
[Prior Art] For example, when operating a cylinder device installed in a construction machine or the like by automatic control, a stroke detection device that detects the stroke of a piston is required.

そこで、第13図ないし第20図に従来技術によるシリ
ンダ装置のストローク検出装置を示す。
Therefore, FIGS. 13 to 20 show stroke detection devices for cylinder devices according to the prior art.

図において、1はシリンダ装置の本体を構成するチュー
ブを示し、該チューブ1は、例えばCFRP、GFRP
等の強化プラスチック、アルミニウム、ステンレスまた
はセラミック等の非磁性材料によって円筒状に形成され
た内筒2と、該内筒2の外周面に樹脂を含浸させた繊維
材料を所定の厚さになるまで巻付けることによって形成
した外筒3とからなり、該外筒3と内筒2との間には後
述の細長管12が駆動コイル15および検出コイル17
と共に埋設されている。ここで、前記外筒3は、例えば
炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維またはセラミック
繊維等の糸状繊維材料4に、熱硬化性と接着性を有する
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂
等の樹脂材料を含浸させて、これをフィラメントワイン
ディング法等の手段を用いて内筒2の外周面に所定の巻
角O(第19図参照)で交差巻付けし、必要な厚みに仕
上げて、熱硬化させることによって形成されている。
In the figure, 1 indicates a tube constituting the main body of the cylinder device, and the tube 1 is made of, for example, CFRP or GFRP.
The inner cylinder 2 is formed into a cylindrical shape from a non-magnetic material such as reinforced plastic, aluminum, stainless steel, or ceramic, and the outer peripheral surface of the inner cylinder 2 is coated with a fiber material impregnated with resin until it reaches a predetermined thickness. It consists of an outer cylinder 3 formed by winding the outer cylinder 3, and between the outer cylinder 3 and the inner cylinder 2, an elongated tube 12, which will be described later, is connected to a drive coil 15 and a detection coil 17.
It is buried with. Here, the outer cylinder 3 is made of a filamentous fiber material 4 such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or ceramic fiber, and a resin material such as epoxy resin, polyester resin, or polyimide resin having thermosetting and adhesive properties. This is impregnated and cross-wound around the outer circumferential surface of the inner cylinder 2 at a predetermined winding angle O (see Fig. 19) using means such as filament winding, finished to the required thickness, and heat cured. is formed by.

5.6はチューブ1の両端側を施蓋しているヘッドカバ
ーおよびロッドカバーを示し、該ヘッドカバー5および
ロッドカバー6には油ン夜の糸合排ボート5A、6Aが
設けられ、該給排ボート5A。
5.6 shows a head cover and a rod cover that cover both ends of the tube 1, and the head cover 5 and the rod cover 6 are provided with oil-on-line thread combining and discharging boats 5A and 6A, and the supply and discharging boat 5A.

6Aは外部からの圧油な後述の油圧室A、13内へと給
排するようになっている。7,7.・・・はヘッドカバ
ー5とロッドカバー6との間を軸方向に伸長して、これ
らをチューブ1に締着しているタイロッドを示し、該各
タイロッド7はチューブ1の周方向に所定間隔をもって
設けられ、その先端側にはロックナツト8,8.・・・
が螺着されている。
6A is designed to supply and discharge pressure oil from the outside into hydraulic chambers A and 13, which will be described later. 7,7. . . . indicates tie rods that extend in the axial direction between the head cover 5 and the rod cover 6 and fasten them to the tube 1, and each tie rod 7 is provided at a predetermined interval in the circumferential direction of the tube 1. and lock nuts 8, 8. ...
is screwed on.

9はチューブ1の内筒2内に摺動可能に挿嵌されたピス
トンを示し、該ピストン9は、例えば強化プラスチック
またはステンレス等の非磁性材料によって形成され、そ
の外周側中央にはピストンシール9Aが取付けられてい
る。そして、該ピストン9はチューブl内を2つの油圧
室A、Bに画成し、該油圧室A、B間の差圧によって第
13図中のだ、右に摺動変位するようになっている。1
0は基端側が該ピストン9に固着され、先端側がロッド
カバー6を介してチューブ1外に突出したピストンロッ
ドな示し、該ピストンロッド10の突出端には取付アイ
IOAが溶接等の手段を用いて固着されている。
Reference numeral 9 indicates a piston that is slidably inserted into the inner cylinder 2 of the tube 1, and the piston 9 is made of a non-magnetic material such as reinforced plastic or stainless steel, and a piston seal 9A is provided at the center of its outer circumference. is installed. The piston 9 defines two hydraulic chambers A and B within the tube 1, and is slid to the right as shown in FIG. 13 due to the differential pressure between the hydraulic chambers A and B. There is. 1
0 indicates a piston rod whose proximal end is fixed to the piston 9 and whose distal end protrudes outside the tube 1 through the rod cover 6, and a mounting eye IOA is attached to the protruding end of the piston rod 10 by means such as welding. It is fixed.

11はピストン9の外周面側に埋設されたリング状のマ
グネットを示し、該マグネット11はチューブ1内をピ
ストン9と共に変位し、該マグネット11と対応する位
置で、後述のアモルファスリボン13を部分的に磁化す
ることによって逆磁歪現象を与え、後述の検出コイル1
7にピストン9のストローク位置と対応する検出信号を
発生させるようになっている。
Reference numeral 11 denotes a ring-shaped magnet embedded in the outer circumferential surface of the piston 9. The magnet 11 is displaced along with the piston 9 inside the tube 1, and partially covers an amorphous ribbon 13 (described later) at a position corresponding to the magnet 11. Detection coil 1 which will be described later
7 generates a detection signal corresponding to the stroke position of the piston 9.

12は内筒2と外筒3との間を軸方向に伸長して、チュ
ーブ1内に設けられた細長管を示し、該細長管12は樹
脂材料等によって、例えば内径が2〜3mm程度となる
ように形成され、チューブ1の一端から他端に亘って細
長く直線状に伸長している。13は該細長管12内に収
容された磁歪線としてのアモルファスリボンを示し、該
アモルファスリボン13は、例えば鉄系アモルファス強
磁性合金等の磁歪係数が大きい磁歪材料によって細長い
帯状(リボン状)に形成され、その幅寸法は2mm程度
、肉厚は20〜40μm程度となっている。そして、該
アモルファスリボン13は細長管12の一端から他端に
亘って伸長し、その両端部13A、13Bは後述する超
音波の反射等を防止すべ(、スポンジや綿等の防振材1
4.14によって細長管12の両端に位置決めされてい
る。
Reference numeral 12 indicates an elongated tube extending in the axial direction between the inner tube 2 and the outer tube 3 and provided within the tube 1. The elongated tube 12 is made of a resin material or the like and has an inner diameter of about 2 to 3 mm, for example. The tube 1 is formed so as to extend in a long and narrow straight line from one end of the tube 1 to the other end. Reference numeral 13 indicates an amorphous ribbon as a magnetostrictive wire housed in the elongated tube 12, and the amorphous ribbon 13 is formed into an elongated strip (ribbon shape) by a magnetostrictive material having a large magnetostrictive coefficient, such as an iron-based amorphous ferromagnetic alloy. The width dimension is about 2 mm, and the wall thickness is about 20 to 40 μm. The amorphous ribbon 13 extends from one end of the elongated tube 12 to the other end, and both ends 13A and 13B are covered with a vibration-proof material 1 such as sponge or cotton to prevent reflection of ultrasonic waves, etc., which will be described later.
4.14 at both ends of the elongated tube 12.

15は細長管12の一端側に位置して、該細長管12の
外周面に所定の巻数をもって巻回された駆動コイルを示
し、該駆動コイル15は第14図中に示す如く、外部の
駆動電源回路16と接続され、該駆動電源回路16は駆
動コイル15に第16図に示すパルス状の入力電流aを
所定の時間tをもって印加するようになっている。そし
て、該駆動コイル15は入力電流aの印加により前記ア
モルファスリボン13の磁界を変化させて、該アモルフ
ァスリボン13に磁歪振動に基づく超音波を発生させる
ようになっている。そして、この超音波はアモルファス
リボン13の一端側から他端側に向けて、例えば500
0〜6000m八程度の音速で該リへン13中を伝播す
る。
Reference numeral 15 indicates a drive coil located at one end of the elongated tube 12 and wound around the outer peripheral surface of the elongated tube 12 with a predetermined number of turns. It is connected to a power supply circuit 16, and the drive power supply circuit 16 applies a pulsed input current a shown in FIG. 16 to the drive coil 15 at a predetermined time t. The drive coil 15 changes the magnetic field of the amorphous ribbon 13 by applying an input current a, thereby causing the amorphous ribbon 13 to generate ultrasonic waves based on magnetostrictive vibrations. Then, this ultrasonic wave is transmitted from one end of the amorphous ribbon 13 to the other end, for example, at a frequency of 500
The sound propagates through the area 13 at a speed of about 0 to 6000m8.

17はピストン9のストローク長全長に亘って伸びるよ
うに、細長管12の外周面に巻回された検出コイルを示
し、該検出コイル17は第14図中に示す如く、駆動コ
イル15から軸方向に離間して、細長管12の一端側か
ら他端側へとピストン9のストローク全長に亘って多数
回巻回され、その両端側は外部の検出回路18と接続さ
れている。ここで、該検出コイル17中には、まず駆動
コイル15に入力電流a(第16図参照)を印加したと
きに、アモルファスリボン13に生じる磁界によって第
17図に示すように誘導起電力が発生し、該検出コイル
17はこれを第1の検出信号すとして検出回路18へと
出力する。次に、前記入力電流aに基づく超音波がアモ
ルファスリボン13中をマグネット11に対応する位置
まで伝播(通過)して(ると、このアモルファスリボン
13の対応部位はマグネット11によって部分的に磁化
されているので、この磁化部位13Cに逆磁歪現象が起
きて、検出コイル17中に再び誘導起電力が発生し、該
検出コイル17はこれを第2の検出信号Cとして検出回
路18へと出力する。
Reference numeral 17 indicates a detection coil wound around the outer peripheral surface of the elongated tube 12 so as to extend over the entire stroke length of the piston 9, and the detection coil 17 extends from the drive coil 15 in the axial direction as shown in FIG. The elongated tube 12 is wound many times over the entire stroke length of the piston 9 from one end of the elongated tube 12 to the other end, and both ends thereof are connected to an external detection circuit 18 . Here, in the detection coil 17, when an input current a (see FIG. 16) is first applied to the drive coil 15, an induced electromotive force is generated as shown in FIG. 17 due to the magnetic field generated in the amorphous ribbon 13. The detection coil 17 then outputs this as a first detection signal to the detection circuit 18. Next, the ultrasonic wave based on the input current a propagates (passes) through the amorphous ribbon 13 to a position corresponding to the magnet 11 (then, the corresponding part of the amorphous ribbon 13 is partially magnetized by the magnet 11). Therefore, a reverse magnetostriction phenomenon occurs in this magnetized portion 13C, and an induced electromotive force is generated again in the detection coil 17, and the detection coil 17 outputs this as a second detection signal C to the detection circuit 18. .

そして、該検出回路18は検出信号す、c間の時間1+
  (1+ <1)とピストン9のストローク位置との
関係を第18図に示す如くリニアリティの高い特性とし
て検出し、この時間t1の値を電圧値に変換してシリン
ダ装置の制御装置等へと出力する。この場合、時間t1
の計測は入力電流aの印加と同時に三角波を発生させ、
検出信号Cのピークに基づいてこの三角波をホールドす
るようにしてもよく、あるいはタイマ等の手段を用いて
時間t1を逐次計測するようにしてもよい。
Then, the detection circuit 18 detects the time 1+ between the detection signals S and C.
The relationship between (1+ <1) and the stroke position of the piston 9 is detected as a characteristic with high linearity as shown in Fig. 18, and the value of this time t1 is converted into a voltage value and output to the control device of the cylinder device, etc. do. In this case, time t1
For measurement, a triangular wave is generated simultaneously with the application of input current a,
This triangular wave may be held based on the peak of the detection signal C, or the time t1 may be successively measured using means such as a timer.

従来技術によるシリンダ装置のストローク検出装置は上
述の如き構成を有するもので、次にその製造方法につい
て説明する。
A stroke detection device for a cylinder device according to the prior art has the above-mentioned configuration, and a manufacturing method thereof will be described next.

まず、強化プラスチック等の非磁性材料によって形成さ
れた内筒2を所定の精度(内面精度、外面精度、真円度
等)をもって仕上げ、該内筒2の外周面に、アモルファ
スリボン13を収容した細長管12を駆動コイル15、
検出コイル17を巻回した状態で配置し、これらを内筒
2の軸方向に伸長させて接着等の手段で固定する。
First, an inner cylinder 2 made of a non-magnetic material such as reinforced plastic was finished with a predetermined accuracy (inner surface accuracy, outer surface accuracy, roundness, etc.), and an amorphous ribbon 13 was housed on the outer peripheral surface of the inner cylinder 2. A coil 15 driving the elongated tube 12,
The detection coil 17 is arranged in a wound state, extended in the axial direction of the inner cylinder 2, and fixed by adhesive or other means.

そして、この上から樹脂を含浸させた糸状繊維材料4を
第19図に示す如くフィラメントワインディング法等の
手段を用いて、内筒2の外周面に所定の巻角θで交差巻
付けし、必要な厚みに仕上げる。この場合、巻角θを中
心軸O−0に対して零度に近い巻角、例えばθ=5〜3
0度程度とすることにより、曲げ強度を高めることがで
きる。
Then, as shown in FIG. 19, the filamentous fiber material 4 impregnated with resin is cross-wound around the outer peripheral surface of the inner cylinder 2 at a predetermined winding angle θ using means such as filament winding method, as shown in FIG. Finish to a certain thickness. In this case, the winding angle θ is set to a winding angle close to 0 degrees with respect to the central axis O-0, for example, θ=5 to 3.
By setting the angle to about 0 degrees, the bending strength can be increased.

そして、内筒2の外周面に糸状繊維材料4を巻イ」げた
後、これらを硬化炉(図示せず)内に入れて、例えば1
20度程度の高温で硬化させることにより、内筒2の外
周側に外筒3を一体的に形成し、所望のチューブ1を得
る。
After winding the filamentous fiber material 4 around the outer circumferential surface of the inner cylinder 2, they are placed in a curing furnace (not shown) and, for example,
By curing at a high temperature of about 20 degrees, the outer cylinder 3 is integrally formed on the outer peripheral side of the inner cylinder 2, and the desired tube 1 is obtained.

次に、該チューブ1内にピストン9等を装入すると共に
、該チューブ1の両端側にヘッドカバー5、ロッドカバ
ー6を取付け、これらを各タイロッド7等を用いて、第
13図中に示す如く固定し、シリンダ装置を組立てる。
Next, the piston 9 and the like are inserted into the tube 1, and the head cover 5 and rod cover 6 are attached to both ends of the tube 1, and these are connected using tie rods 7 and the like as shown in FIG. Fix and assemble the cylinder device.

そして、駆動コイル15および検出コイル17の両端側
を、例えばヘットカバー5側またはロッドカバー6側か
らリード線等を介して外部に引き出し、駆動電源回路1
6および検出回路18と接続して、シリンダ装置のスト
ローク検出装置を完成させる。
Then, both ends of the drive coil 15 and the detection coil 17 are pulled out from the head cover 5 side or the rod cover 6 side via lead wires, etc., and the drive power supply circuit 1
6 and the detection circuit 18 to complete a stroke detection device for a cylinder device.

か(して、ヘッドカバー5、ロッドカバー6の給排ボー
ト5A、6Aを介して外部からチューブ1の油圧室A、
B内に圧油を給排すると、該油圧室A、B間の差圧によ
りピストン9はチューブ1内を摺動変位し、ロッド10
の取付アイIOAに設けられる負荷等を作動させる。そ
して、駆動電源回路16から駆動コイル15に第16図
に示す入力端子aを印加すると、細長管12内のアモル
ファスリボン13カ5Etl歪現象により超音波を発生
し、これは該リボン13中を長さ方向に伝播してゆく。
(Then, the hydraulic chamber A of the tube 1,
When pressure oil is supplied and discharged into B, the piston 9 slides within the tube 1 due to the differential pressure between the hydraulic chambers A and B, and the rod 10
Activate the load etc. installed on the mounting eye IOA. When the input terminal a shown in FIG. 16 is applied from the drive power supply circuit 16 to the drive coil 15, an ultrasonic wave is generated due to the strain phenomenon of the amorphous ribbon 13 in the elongated tube 12, which travels through the ribbon 13 for a long time. It propagates in the horizontal direction.

このとき、該リボン13の周囲に巻回された検出コイル
17には電磁誘導により誘導起電力が発生し、該検出コ
イル17から検出回路18に第1の検出信号すか出力さ
れる(第17図参照)。−方、ピストン9のマグネット
11と対応するアモルファスリボン13の位置では、該
リボン13がマグネット11により部分的に磁化されて
いるから、該リボン13を伝播している超音波が該リボ
ン13の磁化部位13Cを通過するとき、この部位には
逆磁歪現象が起きて、検出コイル17には次なる誘導起
電力が発生し、該検出コイル17から検出回路18に第
2の検出信号Cが出力される。そして、該検出回路18
では検出信号す、c間の時間t1に基づいて、第18図
中に例示する如き特性を得ることにより、ピストン9の
ストローク位置を逐次検出することができる。
At this time, an induced electromotive force is generated in the detection coil 17 wound around the ribbon 13 due to electromagnetic induction, and a first detection signal is output from the detection coil 17 to the detection circuit 18 (Fig. 17). reference). - On the other hand, at the position of the amorphous ribbon 13 corresponding to the magnet 11 of the piston 9, the ribbon 13 is partially magnetized by the magnet 11, so the ultrasonic waves propagating through the ribbon 13 cause the magnetization of the ribbon 13. When passing through the part 13C, an inverse magnetostriction phenomenon occurs in this part, and the next induced electromotive force is generated in the detection coil 17, and the second detection signal C is output from the detection coil 17 to the detection circuit 18. Ru. Then, the detection circuit 18
Based on the time t1 between the detection signals A and C, the stroke position of the piston 9 can be sequentially detected by obtaining the characteristics illustrated in FIG.

[発明が解決しようとする課題] 然るに、上述した従来技術では、第14図に示す如(、
細長管12内に設けたアモルファスリボン13の一方の
端部13Aを駆動コイル15から軸方向に突出させて防
振材14により位置決めする構成となっているため、下
記のような問題がある。即ち、駆動コイル15より発生
する磁力線は駆動コイル15の長さ方向中間部に対応す
る位置で最高密度となる。そして、駆動コイル15にパ
ルス状の電流aを印加し、磁歪効果によりアモルファス
リボン13より発生する超音波は、第14図中に矢印で
示す如(、駆動コイル15の長さ方向中間部に対応する
位置からアモルファスリボン13の両端部13A、13
B即ち駆動コイル15側と検出コイル17側の2方向に
向けて伝播するようになる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned prior art, as shown in FIG.
Since one end 13A of the amorphous ribbon 13 provided in the elongated tube 12 is made to protrude in the axial direction from the drive coil 15 and is positioned by the vibration isolating material 14, the following problems arise. That is, the lines of magnetic force generated by the drive coil 15 have the highest density at a position corresponding to the middle portion of the drive coil 15 in the length direction. Then, a pulsed current a is applied to the drive coil 15, and the ultrasonic waves generated by the amorphous ribbon 13 due to the magnetostrictive effect are generated as shown by the arrow in FIG. Both ends 13A, 13 of the amorphous ribbon 13 from the position where
B, that is, it propagates in two directions: the drive coil 15 side and the detection coil 17 side.

しかし、ピストン9の位置を検出するのに必要なのは検
出コイル17側方向へ伝播する超音波だけであり、逆方
向のものは、アモルファスリボン13の端部13A側で
反射してノイズとなり、検出コイル17側方向へ向かっ
た超音波に干渉して信号を弱める等の弊害をもたらし、
たとえば検出コイル17からは第20図に示すようなノ
イズnを含んだ信号が出力されることがある。この現象
が甚だしい場合、ストローク検出装置は第1の検出信号
す、第2の検出信号Cとノイズnとを判別し得す、ピス
トン9のストロークを誤検出することがある。
However, in order to detect the position of the piston 9, only the ultrasonic waves propagating toward the detection coil 17 side are necessary, and those in the opposite direction are reflected at the end 13A side of the amorphous ribbon 13 and become noise, causing the detection coil 17 It causes harmful effects such as interfering with the ultrasonic waves traveling in the side direction and weakening the signal.
For example, the detection coil 17 may output a signal containing noise n as shown in FIG. If this phenomenon is severe, the stroke detection device may distinguish between the first detection signal C, the second detection signal C, and the noise n, and may erroneously detect the stroke of the piston 9.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明は、駆動コイルにより発生する超音波のS/N
比を向上でき、検出精度を高めつるようにしたシリンダ
装置のストローク検出装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above.
The present invention provides a stroke detection device for a cylinder device that can improve the ratio, increase detection accuracy, and improve stability.

[課題を解決するための手段] 上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、ピストンに設けられたマグネットと、チューブ
の一端側から他端側に亘って伸長し、内部に磁歪係数の
大きい磁歪線が収容された細長管と、該細長管の一端側
外周に巻回され、パルス状の入力電流が印加されること
により前記磁歪線に超音波を発生させる駆動コイルと、
該駆動コイルとは別個に前記細長管の長さ方向に亘って
該細長管の外周に巻回され、前記マグネットと対応する
磁歪線の位置を前記超音波が通過するときに、逆磁歪現
象により発生する誘導起電力を検出信号として検出する
検出コイルとから構成し、かつ前記細長管内に収容した
磁歪線の一端側端部を前記駆動コイルの長さ方向中間部
に位置決めしたことにある。
[Means for Solving the Problems] The features of the configuration adopted by the present invention in order to solve the above-mentioned problems include a magnet provided on the piston, a magnet extending from one end of the tube to the other end, and a magnet extending from one end of the tube to the other. an elongated tube in which a magnetostrictive wire having a large magnetostrictive coefficient is accommodated; and a drive coil wound around the outer periphery of one end of the elongated tube to generate ultrasonic waves in the magnetostrictive wire by applying a pulsed input current. ,
When the ultrasonic wave passes through the position of the magnetostrictive wire that is wound around the outer periphery of the elongated tube in the length direction of the elongated tube separately from the drive coil and corresponds to the magnet, it is caused by an inverse magnetostriction phenomenon. and a detection coil that detects the generated induced electromotive force as a detection signal, and one end of the magnetostrictive wire housed in the elongated tube is positioned at a longitudinally intermediate portion of the drive coil.

また、前記検出コイルは、駆動コイルに印加した入力端
子による誘導起電力を第1の検出信号として検出すると
共に、前記マグネットと対応する磁歪線の位置を前記超
音波が通過するときに逆磁歪現象により発生する誘導起
電力を第2の検出信号として検出するようにしてもよい
Further, the detection coil detects an induced electromotive force due to an input terminal applied to a drive coil as a first detection signal, and also causes a reverse magnetostriction phenomenon when the ultrasonic wave passes through a position of a magnetostrictive wire corresponding to the magnet. The induced electromotive force generated by this may be detected as the second detection signal.

そして、前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法
離間して2個設けるようにしてもよい。
Two magnets may be provided spaced apart by a predetermined distance in the axial direction of the piston.

さらに、前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法
離間し、かつ異なる方向に向けて複数個設けられ、前記
細長管、駆動コイルおよび検出コイルは該各マグネット
と対向するように前記チューブの軸方向に伸長させて、
該チューブに複数個設けるようにしてもよい。
Furthermore, a plurality of the magnets are provided at predetermined distances in the axial direction of the piston and facing different directions, and the elongated tube, the drive coil, and the detection coil are arranged in the axial direction of the tube so as to face each of the magnets. Stretch it out,
A plurality of them may be provided in the tube.

さらにまた、前記細長管はチューブに少なくとも2個設
け、該各線長管にそれぞれ巻回された駆動コイルおよび
検出コイルの位置は各細長管のうち少なくとも一方と他
方とで逆転させるようにしてもよい。
Furthermore, at least two elongated tubes may be provided in the tube, and the positions of the drive coil and the detection coil wound around each of the elongated tubes may be reversed between at least one of the elongated tubes and the other. .

〔作用〕[Effect]

上記構成により、駆動コイルによって磁歪線に発生する
超音波は該磁歪線を検出コイル側に向けてのみ一方向に
伝播し、S/N比を向上させることができる。
With the above configuration, the ultrasonic waves generated in the magnetostrictive wire by the drive coil propagate in one direction only toward the detection coil, thereby improving the S/N ratio.

〔実施例] 以下、本発明の実施例を第1図ないし第12図に基づい
て説明する。なお、上述した従来技術と同一の構成要素
に同一符号を付1その説明を省略する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 12. Note that the same components as those in the prior art described above are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.

第1図および第2図は本発明の第1の実施例を示してい
る。
1 and 2 show a first embodiment of the invention.

図中、21は細長管12内に収容された磁歪線としての
アモルファスワイヤで、該アモルファスワイヤ21は従
来技術で述べたアモルファスリボン13に替えて用いら
れ、例えば線径が20〜130μm程度の鉄系アモルフ
ァスワイヤにより形成され、磁歪係数が30〜40X1
0−6程度で磁場の変化にたいして生じる歪が大きく、
しかも強度が300Kgf/rrl’となり、センシン
グ効果が太き(なっている。
In the figure, reference numeral 21 denotes an amorphous wire as a magnetostrictive wire housed in the elongated tube 12. The amorphous wire 21 is used in place of the amorphous ribbon 13 described in the prior art. Made of amorphous wire with a magnetostriction coefficient of 30 to 40X1
At around 0-6, the distortion caused by changes in the magnetic field is large;
Moreover, the strength is 300Kgf/rrl', and the sensing effect is strong.

そして、該アモルファスワイヤ21の駆動コイル15側
および検出コイル17側の端部2LA、21Bは、それ
ぞれ防振材22.23で支持され、一方の端部2LAは
防振材22により、駆動コイル15の長さ方向中間部に
位置決めされている。また、防振材22.23は従来技
術で述べた防振材14とほぼ同様に形成されている。
Ends 2LA and 21B of the amorphous wire 21 on the drive coil 15 side and the detection coil 17 side are supported by vibration isolators 22 and 23, respectively, and one end 2LA is supported by the vibration isolator 22 so that the drive coil 15 It is positioned at the middle part in the length direction. Further, the vibration isolators 22 and 23 are formed in substantially the same manner as the vibration isolators 14 described in the prior art.

本実施例によるシリンダ装置のストローク検出装置は以
上のように構成されるもので、その基本的作動について
は従来技術によるものと格別差異はない。
The stroke detection device for a cylinder device according to this embodiment is constructed as described above, and its basic operation is not particularly different from that of the prior art.

然るに、本実施例では、アモルファスワイヤ21の端部
21Aを駆動コイル15の長さ方向中間部に位置決めし
たから、駆動コイル15にパルス状の電流aを印加する
ことにより発生する磁力線は、駆動コイル15の長さ方
向中間部で最高密度となって、磁歪効果によりアモルフ
ァスワイヤ21に効果的に超音波を発生でき、この超音
波は第1図中に矢印で示す如(、駆動コイル15の長さ
方向中間部に位置決めされたアモルファスワイヤ21の
一端、即ち駆動コイル15側の端部21Aから検出コイ
ル17側に向けて一方向に伝播するようになり、アモル
ファスワイヤ21の磁化部位21Cを通過するときに検
出コイル17から検出信号Cを確実に出力させるように
なる。
However, in this embodiment, since the end portion 21A of the amorphous wire 21 is positioned at the midpoint in the length direction of the drive coil 15, the lines of magnetic force generated by applying the pulsed current a to the drive coil 15 are The density is highest at the middle part of the drive coil 15 in the length direction, and ultrasonic waves can be effectively generated in the amorphous wire 21 due to the magnetostrictive effect. The light propagates in one direction from one end of the amorphous wire 21 positioned at the midpoint in the width direction, that is, the end 21A on the drive coil 15 side, toward the detection coil 17 side, passing through the magnetized portion 21C of the amorphous wire 21. At times, the detection signal C is reliably output from the detection coil 17.

従って、本実施例によれば、駆動コイル15から磁歪効
果によってアモルファスワイヤ21に発生する超音波を
一方向に効果的に伝播させることができるため、ノイズ
の発生を確実に防止でき、第2図に示す如く第1の検出
信号すと第2の検出信号Cとが判別不可能となるような
事態を回避することができ、これらの検出信号す、cを
確実に検出してシリンダ装置のストローク検出精度を大
幅に向上させることができる。
Therefore, according to this embodiment, since the ultrasonic waves generated in the amorphous wire 21 from the drive coil 15 by the magnetostrictive effect can be effectively propagated in one direction, the generation of noise can be reliably prevented. As shown in Fig. 2, it is possible to avoid a situation where the first detection signal S and the second detection signal C cannot be distinguished, and these detection signals S and C can be reliably detected to determine the stroke of the cylinder device. Detection accuracy can be significantly improved.

なお、前記第1の実施例では、ピストン9にリング状の
マグネット11を埋設するものとして述べたが、該ピス
トン9がチューブlに対して相対回転することのないシ
リンダ装置であれば、マグネット11をリング状に形成
する必要はなく、例えば第3図に示す第1の変形例の如
(、ピストン9に細長管12等と対向させるように棒状
のマグネット31を埋設してもよい。
In the first embodiment, the ring-shaped magnet 11 is embedded in the piston 9, but if the piston 9 is a cylinder device that does not rotate relative to the tube l, the magnet 11 is embedded in the piston 9. need not be formed into a ring shape; for example, a rod-shaped magnet 31 may be embedded in the piston 9 so as to face the elongated tube 12, etc., as in the first modification shown in FIG.

また、アモルファスワイヤ21を収容する細長管12は
チューブ1の軸方向に直線状に伸長させる必要はな(、
例えば第4図に示す第2の変形例の如く、内筒2の外周
面に細長管32を螺旋状に巻回して、該細長管32を内
筒2の一端側から他端側に亘って伸長させた後、この°
上から前記繊維材料4を巻付けて外筒3を一体的に形成
してもよい。この場合、細長曹32内には予めアモルフ
ァスワイヤ21を収容しておき、該細長管32の外周に
駆動コイル15と検出コイル17とを巻回しておけばよ
く、該細長管32は可撓性の樹脂材料等によって形成す
るようにしてもよい。そして、第4図に示す第2の変形
例では、細長管32を螺旋状に伸長させることにより、
検出コイル17の有効長さを大幅に長くできるから、ピ
ストン9の小さなストロークも確実に検出可能となり、
ストロークの検出精度を大幅に向上できる。
Further, the elongated tube 12 that accommodates the amorphous wire 21 does not need to extend linearly in the axial direction of the tube 1 (
For example, as in the second modification shown in FIG. 4, an elongated tube 32 is spirally wound around the outer peripheral surface of the inner cylinder 2, and the elongated tube 32 is extended from one end of the inner cylinder 2 to the other end. After stretching, this °
The outer cylinder 3 may be integrally formed by wrapping the fiber material 4 from above. In this case, the amorphous wire 21 is housed in the elongated carbon dioxide 32 in advance, and the drive coil 15 and the detection coil 17 are wound around the outer periphery of the elongated tube 32. It may also be formed of a resin material or the like. In the second modification shown in FIG. 4, by extending the elongated tube 32 in a spiral shape,
Since the effective length of the detection coil 17 can be significantly increased, even small strokes of the piston 9 can be reliably detected.
Stroke detection accuracy can be greatly improved.

次に、第5図および第6図は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、細長管12の外周面に巻回した検出
コイル17の周囲に位置して、内筒2と外筒3との間の
所定位置に固定マグネット41を埋設したことにある。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show a second embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. Assuming,
The feature of this embodiment is that a fixed magnet 41 is embedded at a predetermined position between the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3, and is located around the detection coil 17 wound around the outer peripheral surface of the elongated tube 12. .

ここで、該固定マグネット41を駆動コイル15側(第
1図参照)に比較的近い位置に固定した場合を例に挙げ
て説明すると、前記第1の実施例と同様に検出コイル1
7から第1の検出信号b、第2の検出信号Cが出力され
るのに加えて、固定マグネット41の位置を超音波が通
過するときに、ここでも逆磁歪現象が起きて、誘導起電
力が発生し、検出コイル17から第3の検出信号dが第
6図に例示する如(検出される。そして、固定マグネッ
ト41との間隔は予じめ決められているから、検出信号
す、d間の時間t2を基準値として、この基準値に基づ
いて検出信号す、c間の時間t1を測定することにより
、ピストン9のストロ゛19 −クをさらに正確に検出可能となっている。
Here, to explain the case where the fixed magnet 41 is fixed at a position relatively close to the drive coil 15 side (see FIG. 1), as in the first embodiment, the detection coil 1
In addition to outputting the first detection signal b and the second detection signal C from 7, when the ultrasonic wave passes through the position of the fixed magnet 41, an inverse magnetostriction phenomenon occurs here as well, and an induced electromotive force is generated, and the third detection signal d is detected from the detection coil 17 as shown in FIG. The stroke 19- of the piston 9 can be detected more accurately by measuring the time t1 between the detection signals a and c based on the reference value, using the time t2 between the two as a reference value.

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、固定マグネット41を設けている
から、外部温度や湿度等が変化したり、何かの原因でア
モルファスワイヤ21に応力がかかったりして、音速が
変化し、時間tl 、t2が変化するような場合でも、
時間t2を基準にして時間t、を測定することにより、
音速の変化等による影響をキャンセルすることができ、
ストローク検出精度を良好に維持することができる。
Thus, in this embodiment configured in this way, it is possible to obtain almost the same effects as in the first embodiment, but in particular, in this embodiment, since the fixed magnet 41 is provided, the external temperature and Even if the speed of sound changes due to a change in humidity or stress is applied to the amorphous wire 21 for some reason, and the times tl and t2 change,
By measuring time t with time t2 as a reference,
Can cancel the effects of changes in sound speed, etc.
Stroke detection accuracy can be maintained well.

次に、第7図および第8図は本発明の第3の実施例を示
し、本実施例でも前記第1の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するに、本実施例の
特徴は、前記実施例で用いたマグネット11に替えて、
ピストン9の軸方向両端側にリング状のマグネット51
.52を所定の離間寸法℃をもって埋設したことにある
Next, FIG. 7 and FIG. 8 show a third embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In addition, the feature of this embodiment is that instead of the magnet 11 used in the above embodiment,
Ring-shaped magnets 51 are provided at both ends of the piston 9 in the axial direction.
.. 52 were buried with a predetermined distance between them.

この場合、アモルファスワイヤ21に発生する超音波が
マグネット51と対応する位置を通過するときに、第1
の検出信号すから時間t、をもって、第8図に例示する
如く第2の検出信号c1が検出され、前記超音波がマグ
ネット52と対応する位置を通過するときに、第2の検
出信号c、から時間t3をもって第3の検出信号c2が
検出される。そして、この時間t3はマグネット51.
52間の離間寸法βと対応するから、この時間t3を基
準値として時間t1を測定することにより、ピストン9
のストロークを正確に検出することが可能となる。
In this case, when the ultrasonic waves generated in the amorphous wire 21 pass through a position corresponding to the magnet 51, the first
As illustrated in FIG. 8, the second detection signal c1 is detected at time t, and when the ultrasonic wave passes through a position corresponding to the magnet 52, the second detection signal c, The third detection signal c2 is detected at time t3. Then, at this time t3, the magnet 51.
52. Therefore, by measuring time t1 using this time t3 as a reference value, the piston 9
It becomes possible to accurately detect the stroke of

かくして、このように構成される本実施例でも、時間t
3を基準値として時間t1を測定することにより、前記
第2の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
Thus, even in this embodiment configured in this way, the time t
By measuring the time t1 using 3 as a reference value, it is possible to obtain substantially the same effects as in the second embodiment.

次に、第9図および第10図は本発明の第4の実施例を
示し、本実施例でも前記第1の実施例と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに
、本実施例の特徴は、前記第3の実施例で用いたリング
状のマグネット51、52に替えて、ピストン9の軸方
向両端側に所定の離間寸法℃をもって、例えば逆向きに
棒状のマグネット61.62を埋設し、該マグネット6
1.62と対向するように細長管63.63、駆動コイ
ル64.64および検出コイル65.65をチューブ1
の内筒2、外筒3間に軸方向に伸長ψ させて埋設した
ことにある。
Next, FIGS. 9 and 10 show a fourth embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same components as in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. However, the feature of this embodiment is that instead of the ring-shaped magnets 51 and 52 used in the third embodiment, magnets 51 and 52 are arranged in opposite directions with a predetermined distance between them at both ends of the piston 9 in the axial direction. Bar-shaped magnets 61 and 62 are embedded in the magnet 6.
The elongated tube 63.63, the drive coil 64.64, and the detection coil 65.65 are connected to the tube 1 so as to face the tube 1.62.
The reason for this is that the tube is buried between the inner tube 2 and the outer tube 3 so as to extend in the axial direction.

ここで、該各線長管63、各駆動コイル64および各検
出コイル65は前記従来技術で述べた細長管12、およ
び検出コイル17と同様に形成され、各細長管63内に
はアモルファスワイヤ21が収容されている。また、各
駆動コイル64の両端側は外部の駆動電源回路66.6
6と、各検出コイル65は外部の検出回路67.67と
それぞれリード線等を介して接続され、各駆動電源回路
66からは各駆動コイル64に第16図に例示した入力
端子aか印加される。そして、各駆動コイル64、各検
出コイル65はチューブ1の長さ方向に関して同一位置
に配設され、該各検出コイル65のうち一方は第10図
(イ)に示すように、第1の検出信号b+ と該検出信
号b1から時間t4をもって、マグネット61の位置と
対応した第2の検出信号c3とを一方の検出回路67に
出力し、他方は第10図(ロ)に示すように、第1の検
出信号b2と、該検出信号b2から時間t5をもって、
マグネット62の位置と対応する第2の検出信号c4と
を他方の検出回路67に出力するかくして、このように
構成される本実施例でも、各検出コイル65からの検出
信号C31C4間の時間差(t5 t<)を基準値とし
て設定することにより、前記第3の実施例とほぼ同様の
作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、検
出コイル65等を2個設けて、第10図(イ)、(ロ)
に示す2組の検出信号t)++C3およびb2、G4を
取出すようにしたから、検出信号C3゜G4が相互に干
渉するのを確実に防止でき、例えば離間寸法ρを小さく
したような場合でも、時間14.15から基準値を求め
て、ピストン9のストロークをより正確に検出すること
ができる。
Here, each elongated wire tube 63, each drive coil 64, and each detection coil 65 are formed in the same manner as the elongated tube 12 and detection coil 17 described in the prior art, and each elongated tube 63 has an amorphous wire 21 inside. It is accommodated. Further, both ends of each drive coil 64 are connected to an external drive power supply circuit 66.6.
6, each detection coil 65 is connected to an external detection circuit 67, 67 through a lead wire, etc., and each drive power supply circuit 66 applies the input terminal a shown in FIG. 16 to each drive coil 64. Ru. Each drive coil 64 and each detection coil 65 are arranged at the same position in the length direction of the tube 1, and one of the detection coils 65 is connected to the first detection coil 65 as shown in FIG. At time t4 from the signal b+ and the detection signal b1, a second detection signal c3 corresponding to the position of the magnet 61 is outputted to one of the detection circuits 67, and the other one outputs the second detection signal c3, which corresponds to the position of the magnet 61, as shown in FIG. 1 detection signal b2 and at time t5 from the detection signal b2,
The second detection signal c4 corresponding to the position of the magnet 62 is output to the other detection circuit 67. Thus, also in this embodiment configured in this manner, the time difference (t5) between the detection signals C31C4 from each detection coil 65 is By setting t<) as the reference value, it is possible to obtain almost the same effect as in the third embodiment, but in particular, in this embodiment, two detection coils 65 and the like are provided, and as shown in FIG. (a), (b)
Since the two sets of detection signals t)++C3 and b2, G4 shown in the figure are taken out, it is possible to reliably prevent the detection signals C3°G4 from interfering with each other. For example, even when the separation dimension ρ is made small, By determining the reference value from time 14.15, the stroke of the piston 9 can be detected more accurately.

次に、第11図および第12図は本発明の第5の実施例
を示し、本実施例でも前記第1の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付してその説明を省略するものとする
に、本実施例の特徴は、前記第4の実施例で用いた各細
長管63、各駆動コイル64および各検出コイル65と
同様の細長管71.71′、駆動コイル72.72′お
よび検出コイル73.73’からなる組合せを互いに逆
転させてチューブ1内に埋設したことにある。
Next, FIG. 11 and FIG. 12 show a fifth embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. In other words, the features of this embodiment include elongated tubes 71, 71' and drive coils 72, 72 similar to the elongated tubes 63, drive coils 64, and detection coils 65 used in the fourth embodiment. 73' and the detection coils 73 and 73' are buried in the tube 1 with the combinations reversed with respect to each other.

ここで、細長管71の一端側外周には駆動コイル72が
巻回され、該駆動コイル72から所定寸法離間して細長
管71の一端側から他端側には所定の長さに亘って検出
コイル73が巻回されている。一方、細長管71′の他
端側外周には駆動コイル72′が巻回され、該駆動コイ
ル72′から所定寸法離間して細長管71′の他端側か
ら一端側には所定の長さに亘って検出コイル73′が巻
回されている。そして、駆動コイル72.72′間の寸
法はチューブ1の長さにほぼ対応する所定長さとなって
おり、これらの両端側はそれぞれす−ド線等を介して外
部の駆動電源回路74.74′と接続され、検出コイル
73.73′の両端側はそれぞれリード線等を介して外
部の検出回路75.75′と接続されている。
Here, a drive coil 72 is wound around the outer periphery of one end of the elongated tube 71, and a predetermined distance from the drive coil 72 is detected over a predetermined length from one end of the elongated tube 71 to the other end. A coil 73 is wound. On the other hand, a drive coil 72' is wound around the outer periphery of the other end of the elongated tube 71', and is spaced a predetermined distance from the drive coil 72' by a predetermined length from the other end of the elongated tube 71' to one end. A detection coil 73' is wound throughout. The dimension between the drive coils 72 and 72' is a predetermined length that approximately corresponds to the length of the tube 1, and both ends of these are connected to external drive power supply circuits 74 and 74 via a wire or the like. ', and both ends of the detection coils 73, 73' are connected to external detection circuits 75, 75' via lead wires, etc., respectively.

か(して、このように構成される本実施例でも、検出コ
イル73.73′によりそれぞれ第12図(イ)、(ロ
)に示す第1の検出信号b3.b4と第2の検出信号C
s、06を検出して、これらの時間ts、t7を測定す
ることにより、前記第4の実施例とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施例では、所定長さで
ある駆動コイル72.72′間の寸法と時間js、t7
の和(t6+:t7)とは一定の対応関係にあるから、
この時間(ts + t7)を基準値として、時間j6
.f17のいずれかによりピストン9のストロークを正
確に検出することができる。この場合、駆動コイル72
.72′間の寸法を℃。とすると、音速■は、■=ρo
 / (t6+t、)として求めることができるから、
温度、湿度や応力等の変化による音速■の変化を常時演
算して、時間t6、t7のいずれかによりピストン9の
ストロークを高精度に検出することができる。
(Therefore, even in this embodiment configured in this way, the first detection signals b3 and b4 and the second detection signals shown in FIGS. C
By detecting times s and 06 and measuring these times ts and t7, substantially the same effect as in the fourth embodiment can be obtained. Dimensions and time between drive coils 72 and 72' js, t7
Since there is a certain correspondence with the sum of (t6+:t7),
Using this time (ts + t7) as the reference value, time j6
.. The stroke of the piston 9 can be accurately detected by either f17. In this case, the drive coil 72
.. Dimensions between 72'℃. Then, the sound speed ■ is ■=ρo
/ (t6+t,), so
The stroke of the piston 9 can be detected with high precision at either time t6 or t7 by constantly calculating changes in the sound velocity (2) due to changes in temperature, humidity, stress, etc.

なお、前記各実施例では、アモルファスワイヤ21を収
容した細長管12 (32,63,71゜71′)、駆
動コイル15 (64,72,72′)および検出コイ
ル17 (65,73,73’)等からなる検出センサ
な1組または2組チューブl内に埋設するものとして述
べたが、本発明はこれに限定されず、前記検出センサを
3組以上チューブl内に埋設して、検出精度をさらに向
上させるようにしてもよい。この場合、1組の検出セン
サが故障しても、他の検出センサによりピストン9のス
トロークを検出でき、信頼性を大幅に向上できる。
In each of the above embodiments, the elongated tube 12 (32, 63, 71° 71') housing the amorphous wire 21, the drive coil 15 (64, 72, 72'), and the detection coil 17 (65, 73, 73') ) etc., one or two sets of detection sensors are embedded in the tube l, but the present invention is not limited to this, and three or more sets of detection sensors are embedded in the tube l to improve detection accuracy. may be further improved. In this case, even if one set of detection sensors fails, the stroke of the piston 9 can be detected by other detection sensors, and reliability can be greatly improved.

また、前記各実施例では、チューブ1の外筒3を糸状繊
維材料4を用いてフィラメントワインディング法等の手
段により形成するものとして述べたが、これに替えて、
外筒3をテープ状繊維材料を用いるテープワインディン
グ法または織物状繊維材料を用いるハンドレイアップ法
等の手段により形成してもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the outer cylinder 3 of the tube 1 is formed using filament winding method or the like using the filamentous fiber material 4, but instead of this,
The outer cylinder 3 may be formed by a tape winding method using a tape-like fiber material, a hand lay-up method using a woven fiber material, or the like.

さらに、前記各実施例では、第1の検出信号b(b、、
b2.・)と第2の検出信号c (c+ 、  C3、
・・・)との時間t+  (t4.t5.・・・)等に
基づいてピストン9のストロークを検出するものとして
述べたが、これに替えて、入力電流aの印加時点と第2
の検出信号C(C+ 、 C3,・・・)との を時間
に基づいてピストン9のストロークを検出してもよいも
のである。
Furthermore, in each of the above embodiments, the first detection signal b(b, ,
b2. ) and the second detection signal c (c+, C3,
), the stroke of the piston 9 is detected based on the time t+ (t4, t5...), etc., but instead of this, it is possible to
The stroke of the piston 9 may be detected based on the detection signal C (C+, C3, . . . ) and the time.

また、前記各実施例では、細長管12(32゜63.7
1.71 ′)内にアモルファスワイヤ21を収容する
ものとして述べたが、これに替えて、アモルファスリボ
ン等の磁歪線を収容するようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the elongated tube 12 (32°63.7
1.71'), but instead of this, a magnetostrictive wire such as an amorphous ribbon may be accommodated.

[発明の効果] 以上詳述した通り、細長管内に収容した磁歪線の一端側
端部を駆動コイルの長さ方向中間部に位置決めしたから
、駆動コイルに印加するパルス状の入力端子により磁歪
線に発生する超音波を、検出コイル側に向けて一方向に
のみ伝播させることができ、第1の検出信号と第2の検
出信号間のノイズを効果的に減らすことができ、ピスト
ンのストロークを高精度に検出でき、信頼性を向上でき
る等、種々の効果を奏する。
[Effects of the Invention] As detailed above, since one end of the magnetostrictive wire housed in the elongated tube is positioned at the midpoint in the longitudinal direction of the drive coil, the magnetostrictive wire is It is possible to propagate the ultrasonic waves generated by the It has various effects such as highly accurate detection and improved reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図はストローク検出装置の原理図、第2図は検出信号
の特性線図、第3図は前記第1の実施例の第1の変形例
を示すシリンダ装置の横断面図、第4図は第2の変形例
を示す内筒等の外観図、第5図および第6図は第2の実
施例を示し、第5図はシリンダ装置の要部縦断面図、第
6図は検出信号の特性線図、第7図および第8図は第3
の実施例を示し、第7図はシリンダ装置の要部縦断面図
、第8図は検出信号の特性線図、第9図および第1O図
(イ)、(ロ)は第4の実施例を示し、第9図はシリン
ダ装置の要部縦断面図、第10図(イ)、(ロ)はそれ
ぞれ異なる検出信号の特性線図、第11図および第12
図(イ)、(ロ)は第5の実施例を示し、第11図はシ
リンダ装置の要部縦断面図、第12図(イ)、(ロ)は
それぞれ異なる検出信号の特性線図、第13図ないし第
20図は従来技術を示し、第13図はシリンダ装置の全
体図、第14図はストローク検出装置の原理図、第15
図は第14図中の矢示xv−xv方向断面図、第16図
は入力端子の特性線図、第17図は検出信号の特性線図
、第18図はストロークと検出時間との関係を示す特性
線図、第19図は内筒の外周面に繊維材料を巻付ける状
態を示す説明図、第20図は検出信号の特性線図である
。 1・・・チューブ、2・・・内筒、3・・・外筒、9・
・・ピストン、lO・・・ピストンロッド、11,31
,51.52,61.62・・・マグネット、12,3
2゜63.71.71 ′・・・細長管 、15,64
,72.72′・・・駆動コイル、17,65,73.
73′・・・検出コイル、21・・・アモルファスワイ
ヤ(磁歪線)、a−入力端子、b、b、、b2.ba、
b4・・・第1の検出信号、C,CI I 021 C
a、C4+ C5+ C6・・・第2の検出信号、t、
、t+、 t2+ t:]+ t4. t5. t6.
’e7・・・時間。 ■ n榔ユ倉に & U纂X倉婿4 訃      ≦ Uめ邸倉砿 Ct連こS怒 一ノ 臣      臣 幣     贈 [imx倉鉢  a連オ倉往 Yi 勲              臣 Uゐg薫紅
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a principle diagram of a stroke detection device, FIG. 2 is a characteristic diagram of a detection signal, and FIG. 3 is a diagram of the first embodiment. FIG. 4 is an external view of the inner cylinder etc. showing a second modification; FIGS. 5 and 6 show a second embodiment; Fig. 5 is a vertical sectional view of the main part of the cylinder device, Fig. 6 is a characteristic line diagram of the detection signal, and Figs.
FIG. 7 is a vertical sectional view of the main part of the cylinder device, FIG. 8 is a characteristic line diagram of the detection signal, and FIG. 9 and FIGS. 1O (A) and (B) are the fourth embodiment. 9 is a vertical sectional view of the main part of the cylinder device, FIGS. 10(a) and 10(b) are characteristic diagrams of different detection signals, and FIGS. 11 and 12.
Figures (A) and (B) show the fifth embodiment, Figure 11 is a longitudinal sectional view of the main part of the cylinder device, Figures 12 (A) and (B) are characteristic curves of different detection signals, 13 to 20 show the prior art, FIG. 13 is an overall view of the cylinder device, FIG. 14 is a principle diagram of the stroke detection device, and FIG. 15 is a diagram of the principle of the stroke detection device.
The figure shows a cross-sectional view in the direction of arrow FIG. 19 is an explanatory diagram showing a state in which the fiber material is wound around the outer peripheral surface of the inner cylinder, and FIG. 20 is a characteristic diagram of the detection signal. 1...Tube, 2...Inner tube, 3...Outer tube, 9.
... Piston, lO ... Piston rod, 11, 31
, 51.52, 61.62... Magnet, 12, 3
2゜63.71.71'...Elongated tube, 15,64
, 72.72'... Drive coil, 17, 65, 73.
73'...Detection coil, 21...Amorphous wire (magnetostrictive wire), a-input terminal, b, b,, b2. ba,
b4...first detection signal, C, CI I 021 C
a, C4+ C5+ C6... second detection signal, t,
, t+, t2+ t:]+ t4. t5. t6.
'e7...time. ■ n 榔 ゆくらに & U 纂

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)非磁性材料によって形成されたチューブと、該チ
ューブ内に摺動可能に設けられたピストンと、一端が該
ピストンに固着され、他端が前記チューブ外に突出した
ロッドとからなるシリンダ装置において、前記ピストン
に設けられたマグネットと、前記チューブの一端側から
他端側に亘って伸長し、内部に磁歪係数の大きい磁歪線
が収容された細長管と、該細長管の一端側外周に巻回さ
れ、パルス状の入力電流が印加されることにより前記磁
歪線に超音波を発生させる駆動コイルと、該駆動コイル
とは別個に前記細長管の長さ方向に亘って該細長管の外
周に巻回され、前記マグネットと対応する磁歪線の位置
を前記超音波が通過するときに、逆磁歪現象により発生
する誘導起電力を検出信号として検出する検出コイルと
から構成し、かつ前記細長管内に収容した磁歪線の一端
側端部を前記駆動コイルの長さ方向中間部に位置決めし
たことを特徴とするシリンダ装置のストローク検出装置
(1) A cylinder device consisting of a tube made of a non-magnetic material, a piston slidably provided within the tube, and a rod having one end fixed to the piston and the other end protruding outside the tube. , a magnet provided on the piston, an elongated tube extending from one end of the tube to the other end and containing a magnetostrictive wire with a large magnetostriction coefficient therein, and an outer periphery of one end of the elongated tube. a drive coil that is wound and generates ultrasonic waves in the magnetostrictive wire by applying a pulsed input current; and a drive coil that extends along the length of the elongated tube separately from the drive coil, a detection coil that is wound around the magnet and detects the induced electromotive force generated by the reverse magnetostriction phenomenon as a detection signal when the ultrasonic wave passes through the position of the magnetostrictive wire corresponding to the magnet, and inside the elongated tube. A stroke detection device for a cylinder device, characterized in that one end of the magnetostrictive wire accommodated in the drive coil is positioned at a longitudinally intermediate portion of the drive coil.
(2)前記検出コイルは、駆動コイルに印加した入力電
流による誘導起電力を第1の検出信号として検出すると
共に、前記マグネットと対応する磁歪線の位置を前記超
音波が通過するときに逆磁歪現象により発生する誘導起
電力を第2の検出信号として検出するようにしてなる特
許請求の範囲(1)項記載のシリンダ装置のストローク
検出装置。
(2) The detection coil detects the induced electromotive force due to the input current applied to the drive coil as a first detection signal, and also detects inverse magnetostriction when the ultrasonic wave passes through the position of the magnetostrictive wire corresponding to the magnet. A stroke detection device for a cylinder device according to claim (1), wherein the induced electromotive force generated by the phenomenon is detected as the second detection signal.
(3)前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法離
間して2個設けてなる特許請求の範囲(1)項記載のシ
リンダ装置のストローク検出装置。
(3) A stroke detection device for a cylinder device according to claim (1), wherein two magnets are provided spaced apart by a predetermined distance in the axial direction of the piston.
(4)前記マグネットはピストンの軸方向に所定寸法離
間し、かつ異なる方向に向けて複数個設けられ、前記細
長管、駆動コイルおよび検出コイルは該各マグネットと
対向するように前記チューブの軸方向に伸長させて、該
チューブに複数個設けてなる特許請求の範囲(1)項記
載のシリンダ装置のストローク検出装置。
(4) A plurality of the magnets are provided at a predetermined distance in the axial direction of the piston and oriented in different directions, and the elongated tube, drive coil, and detection coil are arranged in the axial direction of the tube so as to face each magnet. A stroke detecting device for a cylinder device according to claim (1), wherein a plurality of stroke detecting devices are provided on the tube so as to be elongated.
(5)前記細長管はチューブに少なくとも2個設け、該
各細長管にそれぞれ巻回された駆動コイルおよび検出コ
イルの位置は各細長管のうち少なくとも一方と他方とで
逆転させてなる特許請求の範囲(1)項記載のシリンダ
装置のストローク検出装置。
(5) At least two of the elongated tubes are provided in the tube, and the positions of the drive coil and the detection coil wound around each of the elongated tubes are reversed between at least one of the elongated tubes and the other. A stroke detection device for a cylinder device according to scope (1).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744627B1 (en) * 2005-06-20 2007-08-01 에스엠시 가부시키가이샤 Fluid pressure cylinder with position detecting device
CZ301606B6 (en) * 2004-10-25 2010-04-28 Iqi S.R.O. Method of controlling an electric motor with oscillating output shaft, particularly for automobile wiper systems, and the arrangement of that electric motor
JP2011158027A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Santest Co Ltd Fluid pressure actuator which can detect position and load

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