特許 6564384 位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6564384

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20190808BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/00 101E

   G01D5/20 110B

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-551452(P2016-551452)

(86)(22)【出願日】2014年10月3日

(86)【国際出願番号】JP2014076563

(87)【国際公開番号】WO2016051592

(87)【国際公開日】20160407

【審査請求日】2017年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】390029193

【氏名又は名称】エヌエスディ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高塚 智史

(72)【発明者】

【氏名】酒井 良輔

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０７４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９１３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−０５００１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１６２３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０５９１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０３７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１１３９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２９６１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｇ０１Ｄ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向が同心軸上に並ぶように配置され、それぞれが同じ周波数の交流信号によって励磁される３個以上のセンサコイル（３）を有してなるセンサコイル部（１２，４１）と、
各センサコイル（３）の両端の差動信号を出力する複数の差動信号出力手段（１６）と、
２つのセンサコイル（３）に対応する差動信号を減算して、減算信号を出力する複数の減算信号出力手段（１７）と、
前記センサコイル部（１２，４１）の外周側又は内周側に位置し、前記センサコイル（３）のインピーダンスを変化させる材料からなる測定体（１３，５５）が前記同心軸方向に沿って移動した際の前記測定体（１３）の軸方向位置を、前記減算信号を演算することで線形に変化する位置信号として出力する位置検出手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）とを備える位置検出装置において、
前記測定体（１３，５５）の長さは、少なくとも１つのセンサコイル（３）の長さ以上であり、
複数の差動信号を演算した結果に基づいて、前記測定体（１３，５５）の現在位置に対応するセンサコイル（３）を特定するコイル特定手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）を備え、
前記位置検出手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）は、前記コイル特定手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）により特定されるセンサコイル（３）に基づいて、複数の減算信号の変化が、複数のセンサコイル（３）の配列順に応じて連続するように位置信号を合成して出力することを特徴とする位置検出装置。

【請求項2】

請求項１記載の位置検出装置において、
前記コイル特定手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）は、２つの差動信号の加算信号に基づいて、前記測定体（１３，５５）の現在位置に対応するセンサコイル（３）を特定する。

【請求項3】

請求項２記載の位置検出装置において、
前記コイル特定手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）は、複数の前記減算信号を演算することで２つの差動信号の加算信号を求める。

【請求項4】

請求項１記載の位置検出装置において、
前記コイル特定手段（１９，１９Ａ，１９Ｂ）は、複数の前記減算信号を乗算した結果に基づいて、前記測定体（１３，５５）の現在位置に対応するセンサコイル（３）を特定する。

【請求項5】

請求項１から４の何れか一項に記載の位置検出装置において、
前記センサコイル（３）は、一層巻で構成されている。

【請求項6】

請求項１から５の何れか一項に位置検出装置において、
前記センサコイル部（１２）の両端の差動信号を出力する差動信号出力手段（１６Ｇ）を有し、前記差動信号に基づいて前記センサコイル部の温度を検出する温度検出手段（１９Ａ）を備える。

【請求項7】

請求項１から６の何れか一項に記載の位置検出装置において、
前記位置検出手段（１９Ｂ）は、前記位置信号を線形に変化する信号として出力し、
前記位置信号の線形性を補正するための補正データが予め記憶されている記憶手段（２１）を備え、
前記位置検出手段（１９Ｂ）は、前記減算信号を演算して前記位置信号を求める際に、前記補正データを用いて線形性を補正するように構成されている。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一項に記載の位置検出装置において、
前記位置信号に基づいて、予め設定された位置でオン・オフするスイッチ信号を出力する電子リミットスイッチ機能（１９，２３）を備える。

【請求項9】

請求項８記載の位置検出装置において、
前記電子リミットスイッチ機能は、設定された所定時間に対する前記位置信号の変化量が、設定された変化量を超えた際にオン・オフするスイッチ信号を出力する制限速度検出機能（１９，２３）も備える。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定体の直線位置（軸方向位置）を検出して、位置信号を外部に出力する位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

測定体の直線位置を検出して、位置信号を外部に出力する位置検出装置については、様々な構成が提案されている。例えば、特許文献１には、以下のように構成されるセンサが開示されている。両端に交流電源が印加される測定コイル１の途中部位に、電圧を等分するように複数の電圧タップ７を配置し、各電圧タップ７における電圧を加算増幅器１０により加算して出力する。測定コイル１の外周に、当該コイル１の磁気抵抗（インピータンス）を変え得る材質のリング６を、測定コイル１の中心軸方向に移動可能に配置する。リング６が位置する部分の測定コイル１はインピーダンスが変化するので、電圧タップ７の電圧が変化する。測定コイル１におけるリング６の位置に応じて全体の重み付けの量が変わるため、最終出力である加算増幅器１０の出力電圧が変化するので、リング６の位置が検出できる。

【0003】

また、特許文献２には、以下のように構成される位置検出装置が開示されている。６個のコイル区間からなる円筒状のコイル部１０の中空部を、棒状の磁性体からなる磁気応答部材１１が、検出対象の変位に応じて直線変位する。コイル部１０の４つのコイル区間ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤに対応する長さ４Ｋの範囲が有効検出範囲である。各コイル区間のコイルは共通の交流信号ｓｉｎωｔによって励磁され、各コイル区間の両端間電圧Ｖα，ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，Ｖβを検出する。

【0004】

磁気応答部材１１が、各コイルに対して近接又は侵入する度合いが増すほど、該コイルの自己インダクタンスが増加して各コイルの両端間電圧が変化する。検出された各電圧は、アナログ演算回路２０及び２１に所定の組み合わせで入力されると、所定の演算式に従い加算又は減算されて、検出対象位置に応じたサイン及びコサイン関数特性を示す２つの交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ、ｃｏｓθｓｉｎωｔが生成される。

【0005】

各交流出力信号の振幅成分であるサイン及びコサイン関数の位相角θは検出対象の位置に対応しており、９０度の範囲の位相角θが１個のコイルの長さＫに対応している。４Ｋの長さの有効検出範囲は位相角θの０度から３６０度までの範囲に対応するから、位相角θを検出すれば、長さ４Ｋの範囲で検出対象の絶対位置を検出できる。

【特許文献1】特公平８−１２０８２号公報

【特許文献2】特許４４６４５１７号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の構成では、リング６の特性等の不確定な要素の影響によりセンサ全体のゲインが決まってしまうため、センサのゲインを個別に調節する必要がある。すなわち、測定原理上、リング６の絶対位置精度が得難いという問題がある。また、位置検出範囲の全体に係る検出値が一定であるため、検出範囲を長くするほど分解能が低下する。更に、温度特性も、検出範囲を長くするのに比例して悪化する。

【0007】

また、特許文献２の構成では、磁気応答部材１１は、少なくとも検出対象範囲の長さ４Ｋ以上について、一様な物体であることが要求されるという制約がある。また、位相角θは、前記長さ４Ｋに対応して０度から３６０度まで変化するので、絶対位置の検出範囲は実質長さ４Ｋが限界である。絶対位置を、長さ４Ｋを超える範囲について検出するためには、基本構成を組み合わせて、それらが出力する位置信号を処理する補助的な構成が必要となる。

【0008】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定体の形状に対する制約がより少なく、且つ絶対位置の検出をより長い範囲に亘って容易に検出可能となる位置検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の位置検出装置は、長手方向が同心軸上に並ぶように配置され、それぞれが同じ周波数の交流信号によって励磁される３個以上のセンサコイルを有してなるセンサコイル部と、
各センサコイルの両端の差動信号を出力する複数の差動信号出力手段と、
２つのセンサコイルに対応する差動信号を減算して、減算信号を出力する複数の減算信号出力手段と、
前記センサコイル部の外周側又は内周側に位置し、前記センサコイルのインピーダンスを変化させる材料からなる測定体が前記同心軸方向に沿って移動した際の前記測定体の軸方向位置を、前記減算信号を演算することで線形に変化する位置信号として出力する位置検出手段とを備えるものにおいて、
前記測定体の長さは、少なくとも１つのセンサコイルの長さ以上であり、
複数の差動信号を演算した結果に基づいて、前記測定体の現在位置に対応するセンサコイルを特定するコイル特定手段を備え、
前記位置検出手段は、前記コイル特定手段により特定されるセンサコイルに基づいて、複数の減算信号の変化が、複数のセンサコイルの配列順に応じて連続するように位置信号を合成して出力することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の位置検出装置によれば、位置検出手段が、コイル特定手段により特定されるセンサコイルに基づいて、複数の減算信号の変化が、複数のセンサコイルの配列順に応じて連続するように位置信号を合成して出力するので、測定体の絶対位置を、センサコイルの配列数に応じて連続的に出力できる。また、測定体の長さは、少なくとも１つのセンサコイルの軸方向長さ以上あれば良いので、測定体の形状に関する制約がより少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態であり、位置検出装置の全体構成を示す機能ブロック図である。

【図2】演算回路の構成例を示す図である。

【図3】Ａ／Ｄコンバータとマルチプレクサとの組み合わせによる変形例を示す図である。

【図4】コイルセンサ部の縦断側面図である。

【図5】動作タイミングチャートである。

【図6】測定区間を特定するための動作タイミングチャート（その１）である。

【図7】測定区間を特定するための動作タイミングチャート（その２）である。

【図8】第２実施形態であり、コイルセンサ部及び演算回路の構成を示す機能ブロック図である。

【図9】第３実施形態であり、複数のコイルを励磁する構成の変形例を示す図である。

【図10】第４実施形態であり、測定体が２つある場合のコイルセンサ部及び演算回路の構成を示す機能ブロック図である。

【図11】第５実施形態であり、コイルセンサ部及び演算回路の構成を示す機能ブロック図である。

【図12】コイルセンサ部の縦断側面図である。

【図13】第６実施形態であり、位置検出装置の全体構成を示す機能ブロック図である。

【図14】第７実施形態を示す、動作タイミングチャートである。

【図15】第８実施形態であり、コイルセンサ部の縦断側面図である。

【図16】第９実施形態であり、コイルセンサ部の後端側の縦断側面図である。

【図17】第１０実施形態であり、コイルセンサ部の一部の縦断側面図である。

【図18】第１１実施形態であり、センサコイル部を、シリンダ内部を往復移動するロッドの内部に配置した構成を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

【0012】

３はコイル（センサコイル）、９は検出回路、１２はセンサコイル部、１３は測定体、１６は差動増幅回路（差動信号出力手段）、１７は演算回路（減算信号出力手段）、１９はコントローラ（位置検出手段、コイル特定手段）、２８は位置検出装置を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図７を参照して説明する。図４は、センサ部の構成例を示す縦断側面図である。中空円筒状のコイル保持体１の外周側には、間に絶縁材２を介して、複数（例えば６個の）のコイル３Ａ〜３Ｆが軸方向に連続するように配置されている。これらのコイル保持体１及びコイル（センサコイル）３等は、中空円筒状のセンサスリーブ４の内部に挿入されている。センサスリーブ４の先端部（図中左端側）は、先端部カバー５により封止されている。

【0014】

センサスリーブ４の後端部は、センサケース６の先端部に接続されている。各コイル３の両端に接続される配線７は、コイル保持体１の内部を経由してその後端よりセンサケース６の内部に導出されている。尚、配線７は、コイル３の外側(表面)を引き回しても良い。センサケース６の下部には、センサ引出しケーブル８が接続されており、センサ引出しケーブル８の内部には、図１に示す検出回路９より引き出された配線１０が引き回されている。そして、配線７及び１０は、センサケース６内ではんだ付けにより接続されており、センサケース６の後端部は、後端カバー１１により覆われている。以上がセンサ部１２を構成している。

【0015】

測定体１３はリング状であり、センサスリーブ４の外周側を軸方向に直線変位するように配置されている。測定体１３は、各コイル３のインピーダンス（インダクタンス）を変化させる部材（材質）で有れば良いから、磁性材，非磁性材の何れでも良い。測定体１３に磁性材を使えば、測定体１３が近接することでコイル３のインピーダンスは上昇し、非磁性材を使えばインピーダンスは逆に下降する。また、測定体１３の軸方向長さは、少なくとも１つのコイル３の軸方向長さ（１区間）に等しければ良い。このように測定体１３は、例えば非磁性材からなるパイプのような非常にシンプルなもので良く、極めて低コストであり、強度、耐環境性に優れるという特長を有する。

【0016】

図１は、主として検出回路９の構成を示す機能ブロック図である。コイル３Ａ〜３Ｆは直列に接続されており、その直列回路の上端であるコイル３Ａの一端は、検出回路９が備える発振器１４より発振出力され、励磁部１５を介した交流信号が印加されている。また、前記直列回路の下端であるコイル３Ｆの一端はグランドに接続されている。検出回路９は、それぞれがコイル３Ａ〜３Ｆに対応する６個の差動増幅回路１６Ａ〜１６Ｆ（差動信号出力手段）を備えており、各差動増幅回路１６Ａ〜１６Ｆの入力端子は、対応するコイル３Ａ〜３Ｆの両端に接続されている。

【0017】

差動増幅回路１６Ａ〜１６Ｆは、対応するコイル３Ａ〜３Ｆの両端電圧をＶａ〜Ｖｆとして出力する。次段には、５個の演算回路１７（１）〜１７（５）（減算信号出力手段）が配置されており、演算回路１７（１）の入力端子Ｘ及びＹには電圧Ｖａ及びＶｂが入力されている。同様に、演算回路１７（２）〜１７（５）の入力端子Ｘ及びＹには、それぞれ電圧Ｖｂ及びＶｃ、電圧Ｖｃ及びＶｄ、電圧Ｖｄ及びＶｅ、電圧Ｖｅ及びＶｆが入力されている。尚、差動増幅回路１６Ａ〜１６Ｆ及び演算回路１７（１）〜１７（５）にはゲインを付与しても良く、ゲインを付与することで、次段のＡ／Ｄコンバータ１８に入力する信号レベルを増大させてＳ／Ｎ比を改善できる。

【0018】

図２は、演算回路１７の内部構成例を示す。図２（ａ）に示す構成では、入力端子Ｘは、整流部１７Ｘａ及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７Ｘｂを介して演算器１７ｃの入力端子Ａに接続されている。同様に、入力端子Ｙは、整流部１７Ｙａ及びＬＰＦ１７Ｙｂを介して演算器１７ｃの入力端子Ｂに接続されている。すなわち入力信号は、整流部１７ａにおいて交流信号が整流され、ＬＰＦ１７ｂにより平滑されてから演算器１７ｃに入力される。演算器１７ｃは、入力端子Ａ，Ｂに与えられた信号の減算結果（Ａ−Ｂ）を出力する。

【0019】

図２（ｂ）に示す構成では、初段に演算器１７ｃが配置され、それに続いて整流部１７ａ及びＬＰＦ１７ｂが配置されている。また、図２（ｃ）に示す構成では、（ａ）の演算器１７ｃを演算器１７ｄに置き換えている。演算器１７ｄは、減算結果（Ａ−Ｂ）を加算値（Ａ＋Ｂ）で除したものを出力するが、これは次段のＡ／Ｄコンバータ１８における参照電圧の変動の影響を除去する、所謂レシオメトリック動作に対応した構成である。

【0020】

演算回路１７（１）は、演算結果として信号Ｖａｂ（＝Ｖａ−Ｖｂ）を出力する。演算回路１７（２）は、演算結果として信号Ｖｂｃ（＝Ｖｂ−Ｖｃ）を出力する。同様に、演算回路１７（３）〜１７（５）は、演算結果として信号Ｖｃｄ，Ｖｄｅ，Ｖｅｆをそれぞれ出力する。これらの演算結果は、それぞれＡ／Ｄコンバータ１８（１）〜１８（５）を介してコントローラ１９（位置検出手段、コイル特定手段）に入力される。
尚、図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１８を１つだけ用い、その入力側にマルチプレクサ２０を配置して、コントローラ１９が信号Ｖａｂ〜Ｖｅｆ等を時分割で切り換えて入力するように構成しても良い。

【0021】

コントローラ１９は、ＣＰＵやマイクロコンピュータ、ゲートアレイやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成され、Ａ／Ｄコンバータ１８を介して信号Ｖａｂ〜Ｖｅｆを読み込んで測定体１３の位置を求める。コントローラ１９には、例えばフラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ２１が接続されており、コントローラ１９は、不揮発性メモリ２１に予め記憶させた情報に基づいて、測定体１３の絶対的な位置（オフセット成分、ゲイン成分）や直線性の補正、温度ドリフト特性の補正などを実施可能である。

【0022】

コントローラ１９は、求めた測定体１３の位置を、外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２を介して上位ユニット２３に出力する。外部Ｉ／Ｆ２２は、位置データをパラレル出力する以外にもネットワークＩ／Ｆ機能を備えることで、ネットワークシステムに接続することも可能になる。

【0023】

また、コントローラ１９には、接点出力部２４を介して外部機器２５が接続されている。コントローラ１９は、接点出力部２４を介して外部機器２５にＯＮ／ＯＦＦ信号（接点の開閉信号）を出力することで、リミットスイッチ機能が実現可能である。リミットスイッチ機能とは、測定体１３の所定位置を閾値として、接点出力部２４の接点をＯＮ／ＯＦＦする機能である。

【0024】

リミットスイッチ機能は、位置検出装置（センサ）をひとつのデバイスとして見ると、ハードウェア動作（一度設定されたら破損しない限り動作する）と等価である。たとえ上位ユニット２３や上位ユニット２３とのデータの送受信等が何らかの不具合により動作異常に陥っても、リミットスイッチ機能は、位置検出装置単体として規定通りの動作をする。したがって、安全装置として動作させる等、システムの安全性を向上させる要素となる。本実施形態の位置検出装置はアブソリュート型であるから、位置データの信頼性は高く、リミットスイッチ機能に求められる高信頼性という要求にも適合し易い。

【0025】

なお、リミットスイッチ機能は、検出範囲内の複数の位置に対応してＯＮ／ＯＦＦさせることも可能である。図１においてリミットスイッチ機能を持つ接点出力部２４は１つだが複数あっても良い。さらに閾値は、外部Ｉ／Ｆ２２からの入力信号で任意の位置に指定しても良いし、設定スイッチ２６等により切替え設定しても良い。

【0026】

また、上述のリミットスイッチ機能に、例えば所定時間当たりの位置の変化と所定閾値との比較結果に応じてＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する制限速度検出機能を加えても良い。制限速度検出機能は、測定体１３の移動速度が基準（制限の目安）となる所定閾値以上となった時に、出力信号をＯＮ又はＯＦＦにする機能であり、外部機器２５により各種設定を行うことができる。
また、検出回路９は外部電源２７からの電源供給を受けて、図示しない電源回路により例えば電圧５Ｖ程度の内部電源２８を生成し、その内部電源２８が各部に供給されることで動作する。尚、センサ部１２及び検出回路９が位置検出装置２９を構成している。

【0027】

次に、本実施形態の作用について図５を参照して説明する。測定体１３がセンサスリーブ４に沿って移動した際に、１つのコイル３のインピーダンス（インダクタンス）が上昇すれば、別のコイル３ではインピーダンスが下降する。検出回路９は、それら２つのコイル３の信号を、ハーフブリッジ型差動トランスと同様に差動信号処理する。

【0028】

上記のようにコイル３のインピーダンスを変化させるには、測定体１３の長さ寸法は、図５中に示す「１区間（１つのコイル３の軸方向長さ）」のＮ倍（Ｎは自然数）の値に設定すれば良い。したがって、検出対象となるコイル３は、必ずしも互いに隣接する位置関係になるとは限らない（例えば、Ｎ＝２であれば、コイル３Ａ−３Ｃ間で差動信号処理する。第７実施形態参照）。

【0029】

図５は、測定体１３が変位した際の各部の信号変化を示している。この例では、測定体１３の材質を非磁性材の導体としている。また、測定体１３の長さは、コイル３の１区間分に等しいものとする。コイル３Ａが図中の左端に位置しており、それに続いてコイル３Ｂ〜３Ｄが図中右方向に順次並んで配置される。尚、コイル３は３個以上であれば上限はない。各コイル３Ａ〜３Ｄは、全て同じものである。
各信号Ｖａ〜Ｖｃは、測定体１３の中心部が位置した時の信号レベルをプロットしたもので、コイル３のインピーダンスに比例するように変化している。測定体１３が何れのコイル３にもオーバーラップしていない状態では、各信号Ｖａ〜Ｖｃは何れも最大値（図５中のＶmax）を示している。

【0030】

測定体１３が図５中のPOS方向（右矢印方向）に移動し、コイル３Ａにオーバーラップし始めると、信号Ｖａのレベルは徐々に低下する。測定体１３が更に移動して、その中心部がコイル３Ａの中心に重なった時、信号Ｖａのレベルは最低値（図中のＶmin）となる。そこから、測定体１３が更にPOS方向に移動すると信号Ｖａのレベルは再び上昇を開始し、コイル３Ａと測定体１３のオーバーラップがなくなると、信号Ｖａは最大値に戻る。このように、測定体１３の位置によって信号Ｖａが変化する範囲は、コイル３Ａとオーバーラップする範囲だけである。その範囲の長さは、コイル３の２区間分に当たる。同様に、信号Ｖｂ、Ｖｃも、測定体１３の通過に伴いレベルが変化する。

【0031】

ここで、図中に示す「コイルＡ、Ｂによる測定区間」（以下、第１測定区間と称す）に着目する。この区間は、コイル３Ａの中心からコイル３Ｂの中心の間に、測定体１３の中心が位置する範囲である。測定体１３がPOS方向に移動した場合、この範囲内で信号Ｖａのレベルは徐々に増加（単調増加）し、信号Ｖｂのレベルは徐々に減少（単調減少）する。

【0032】

この範囲における演算値「Ｖａ−Ｖｂ」は、一定の傾きで増加する信号となる。コイル３Ａ及び３Ｂが同一の特性であれば、演算値「Ｖａ−Ｖｂ」は第１測定区間の中心点でゼロになる。この動作原理は、コイル３Ａ及び３Ｂ並びに測定体１３で構成された差動トランスの動作原理である。すなわちこの構成によれば、第１測定区間において、測定体１３のPOS方向移動位置を検出するセンサとして動作し、演算値「Ｖａ−Ｖｂ」は、第１測定区間内で測定体１３の位置を示すことになる。また、動作原理が差動トランスと同じということは、位置検出装置２９は、差動トランスが有しているメリットを同じく有していることになる。

【0033】

同様に、「コイルＢ、Ｃによる測定区間」（以下、第２測定区間と称す）では演算値「Ｖｂ−Ｖｃ」が、「コイルＣ、Ｄによる測定区間」（以下、第３測定区間と称す）では演算値「Ｖｃ−Ｖｄ」が、測定体１３のPOS方向への移動に伴い変化する。そして、上記の各測定区間は、測定体１３の移動に伴いコイル３の１区間毎に発生するので、対応する各演算値は、互いに隣接して得られる位置データとして連続的に読み込むことができる。

【0034】

ここで、測定体１３が第１測定区間にある場合は、演算値「Ｖａ−Ｖｂ」を一番末端区間（図中の測定体１３が左端）の位置を示すデータとして出力する。さらに、測定体１３が第２測定区間にある場合は、演算値「Ｖｂ−Ｖｃ」を、１区間分の長さに相当する位置データを「オフセット」として、位置データに追加する。

【0035】

同様に、測定体１３が位置する測定区間に応じて、それまでに通過した測定区間数がＮであれば、１区間分の長さ相当の位置データのＮ倍を「オフセット」として位置データに追加する。この状態を、図５中の「波形合成」に示す。これにより、複数の測定区間に亘って直線的に変化する（連続的に変化する）位置データを読み取ることができる。図５に示すように、コイル３の数が「４」の場合、位置が測定可能な区間数は「３」である。同様に、センサ部１２がＮ個のコイル３で構成されている場合は「Ｎ−１」の区間が測定範囲となる。なお、上記のように位置データにオフセットを追加する処理は、コントローラ１９がデータをデジタル処理すれば容易に実現できる。

【0036】

次に、コントローラ１９が、測定体１３がどの測定区間に位置しているかを認識するための手法について説明する。図５に示す演算値「Ｖa＋Ｖｂ」に着目する。コイル３Ａ及び３Ｂにより差動トランスとして動作する第１測定区間内に測定体１３が位置する時、演算値「Ｖa＋Ｖｂ」は最低値Ｖmin＿abを維持する。測定体１３がこれ以外の区間に位置すれば、演算値「Ｖa＋Ｖｂ」は最低値Ｖmin＿abよりも高い値を示す。同様に、第２測定区間内に測定体１３が位置する時、演算値「Ｖｂ＋Ｖｃ」は最低値Ｖmin＿bｃを維持する。

【0037】

第１、第２測定区間は隣接しているがオーバーラップはしないので、演算値「Ｖa＋Ｖｂ」と演算値「Ｖｂ＋Ｖｃ」とがそれぞれ最低値Ｖmin＿ab，Ｖmin＿bｃを維持する領域もオーバーラップしない。この演算値は「Ｖa＋Ｖｂ」、「Ｖｂ＋Ｖｃ」、「Ｖｃ＋Ｖｄ」、「Ｖｄ＋Ｖｅ」…と連続して存在し、その数は、コイル３がＮ個ある時は（Ｎ−１）個存在する。

【0038】

したがって、測定体１３が位置している測定区間（現在の測定区間）を判別するには、演算値「Ｖa＋Ｖｂ」〜「Ｖｄ＋Ｖｅ」…を相互に比較すれば良く、最低値Ｖmin＿ab等を示している区間が現在の測定区間となる。尚、何れの測定区間も最低値を示さない場合は、測定体１３が測定可能範囲から逸脱していることを示すので、測定体１３の位置異常（測定体１３の脱落）の検知も容易にできる。

【0039】

ここまでの説明では、便宜上、演算値「Ｖa＋Ｖｂ」等の値を用いた。しかし、図１に示す構成で、コントローラ１９が読み込んでいるデータは、減算値「Ｖa−Ｖｂ」〜「Ｖｃ−Ｖｄ」…である。加算値「Ｖa＋Ｖｂ」を得るには、加算器を別途用いれば良いが、以下に図１に示す検出回路９の構成において加算値「Ｖa＋Ｖｂ」を得る手法を説明する。

【0040】

先ず、一番末端（左端）の区間、すなわち第１測定区間を判別するための加算値「Ｖa＋Ｖｂ」に相当する信号ＣＨＫ＿ＡＢを、次式の演算により得る。
ＣＨＫ＿ＡＢ＝（Ｖa−Ｖｂ）−２×（Ｖｂ−Ｖｃ）
＝（Ｖa＋Ｖｂ）−２×Ｖｃ
図６に示す信号ＣＨＫ＿ＡＢの波形と図５の演算値「Ｖa＋Ｖｂ」とを比較すると、第１測定区間で最低値Ｖmin＿ab’等を維持する特徴が一致しており、現在の測定区間を判別するために使用できることが判る。

【0041】

次に、一番末端（左端）の区間に隣接する第２測定区間を判別するための加算値「Ｖｂ＋Ｖｃ」に相当する信号ＣＨＫ＿ＢＣを、次式の演算により得る。
ＣＨＫ＿ＢＣ＝（Ｖｃ−Ｖｄ）−（Ｖａ−Ｖｂ）
＝（Ｖｂ＋Ｖｃ）−Ｖａ−Ｖｄ
図６に示す信号ＣＨＫ＿ＢＣの波形と図５の演算値「Ｖｂ＋Ｖｃ」とを比較すると、やはり第２測定区間で最低値Ｖmin＿bc’を維持する特徴が一致している。そして、信号ＣＨＫ＿ＣＤ、ＣＨＫ＿ＤＥ（図示せず）…についても、信号ＣＨＫ＿ＢＣと同様な処理をすれば良い。

【0042】

以上のように、信号ＣＨＫ＿ＡＢのみ演算が異なるが、それ以外については信号ＣＨＫ＿ＢＣと同様な演算で得られる。なお、図示しないが右端の測定区間の判別は、ＣＨＫ＿ＡＢ信号と同様な演算を行って得られた信号を用いれば良い。したがって、差動信号だけがデータとして入力される構成でも、コントローラ１９の演算により、測定区間判別用の信号を内部で生成できる。

【0043】

また、測定区間を判別するための信号を得るには、図７に示す手法を用いても良い。例えば、信号ＣＨＫ＿ＢＣを、次式の演算から得る。
ＣＨＫ＿ＢＣ＝（Ｖｃ−Ｖｄ）×（Ｖａ−Ｖｂ）
得られた信号ＣＨＫ＿ＢＣは、第２測定区間においてのみ負の値をとるので、測定体１３が第２測定区間に位置していることを判別できる。

【0044】

尚、例えば各コイル３の特性にバラツキがあることにより、例えば第２、第３測定区間の判別に誤差が生じる可能性がある。これは例えば、別途説明する直線性補正などの際にバラツキも補正することで、各コイル３のバラツキによる区間判定誤差をなくすことができる。更に言えば、２つの測定区間の境界に極めて近い領域において、例えば本来は第３測定区間であるのに第２測定区間と間違えて判定しても、演算値「Ｖｂ−Ｖｃ」は図５に示すように第３測定区間の領域では急激に減少しないので、最終的に位置データとして算出される値はごく軽微な誤差しか含まず、実用上の問題は少ない。

【0045】

本実施形態の位置検出装置２９が有する位置検出の精度・分解能については、以下のように考えられる。先ず、１区間内の精度（直線性）は、差動トランスと同等の高い精度になる。また、複数のコイル３の区間に亘る検出精度は、軸方向に並ぶ各コイル３の位置精度で決まる。コイル３自体はシンプルで形状精度を出し易い状態で巻装され、コイル保持材１も円筒状である。これらの部材の特徴を生かして位置精度の優れたサーボモータやボールネジ等を使えば、コイル３の位置精度を向上することは容易である。したがって、複数コイルの区間に亘る検出精度(絶対位置精度も含む）についても、高い精度が得られるようにセンサ部１２を製作できる。

【0046】

また、分解能については、コイル３の１区間の分割数（分解能）を一定に扱うことは容易であり、検出範囲を広げるために、コイル３の区間数を増やす場合は、その区間数によらず、分解能（データ１bitあたりの距離）は一定のままである。

【0047】

今まで述べてきた動作原理はハーフブリッジ型差動トランス（ＤＶＲＴ）の応用であり、ＤＶＲＴの動作原理に伴う特徴を有している。一方、ＤＶＲＴの１次コイルと２次コイルとを分離したものが差動トランス（ＬＶＤＴ）であるという捉え方をすると、位置検出装置２９でも、Ｎ個のコイル３の全域に亘って１次コイル(励磁コイル)を別途設け、Ｎ個のコイル３を２次コイルとすれば、上述したセンサの特徴を備えるセンサとして扱うことができる（第５実施形態参照）。

【0048】

次に、図４に示した各部材等について説明する。
＜コイル３＞
コイル３の材料としては、表面が絶縁されたマグネットワイヤが使用できる。１つのコイル３は何層か（１層でも可）に巻装され、１区間毎のピッチで配置されるので、１つのコイル３の長さは１区間以下となる。また、コイル３の外周に絶縁体（絶縁紙）を巻きつけて絶縁強化を図ることもできる。また、検出回路９への接続配線１０はコイル３の外周側に引き回しても良い。

【0049】

＜コイル保持材１、絶縁体２＞
コイル保持材１は、コイル３の自己形状保持、及び複数のコイル３の相対位置を固定するもので、電気的導体でも良いが、ショートコイルとして機能するのでコイル３のインピーダンスを低下させる効果がある。したがって、導体を使う場合は、電気抵抗が高いステンレス鋼やニッケル合金（ハステロイ、インコネル…登録商標）を用いた方が良い。またその厚みも薄い方が良い。また、コイル保持材１は、樹脂などの絶縁体でも良い。

【0050】

更に、コイル保持材１に磁性材を使っても良い、この場合コイル３のインピーダンスを増加させ、より感度を高める（信号変化が大きくなる）ことができる。但し、磁性材の温度特性等に注意が必要となる。また、非磁性のコイル支持体１の内周に磁性材を配置することもできる。コイル材（マグネットワイヤ）自身が絶縁されているため、コイル３とコイル保持材１との間の絶縁体２は必ず必要では無いが、コイル３とケース６との絶縁耐圧を向上させる場合等は必要になる。また、コイル３に成型コイルなどを使用し、コイル３間を接着すれば、コイル支持材１を不要にできる。

【0051】

＜センサスリーブ４＞
センサスリーブ４は、位置検出動作には必須なものでは無い。コイル部の機械的な保護や、密閉構造を実現するため等に必要となる。図４に示すように測定体１３が外周側に位置する場合、センサスリーブ４は非磁性材の必要がある。センサスリーブ４自体は、やはりショートコイルとして機能するので、電気伝導度の低いものを使うとコイル３のインピータンスが低下して信号変化が小さくなり望ましくない。したがって、電気伝導度の高いものが適切である。例えば、オーステナイト系ステンレスや、ニッケル合金（ハステロイ、インコネル…登録商標）などが使用可能である。

【0052】

また同様の理由から、その厚みも薄い方が望ましいが、機械的強度とのバランスを考慮する必要があり、特にセンサコイル部１２を例えばシリンダ内蔵とした場合は（第１１実施形態参照）、油圧で破損しない厚みが必要となる。圧力が特にかからない、或いは防水の必要が無いような用途では、センサスリーブ４は樹脂性の部材、例えばガラスエポキシ強化或いはカーボンファイバ強化のパイプを使うことができ、軽量化、低コスト化に有利である。

【0053】

＜センサケース６、先端部カバー５、後端カバー１１、測定体支持材＞
センサケース６、先端部カバー５、後端カバー１１は、コイル保持材１、センサスリーブ４等の相対位置の固定をするため、或いは密閉構造を実現するための部材であり、磁性材、非磁性材、導電体、絶縁体何れでも良い。

【0054】

＜センサ引出しケーブル８＞
センサ引出しケーブル８は、コイル３の配線７をセンサコイル部１２の外部に引出して、検出回路９に接続するために使用する。引出しケーブル８の末端は、コネクタ接続されていても良い。

【0055】

＜その他＞
気密性等を高めるために、適宜Ｏリング（パッキン）などが使用可能である。これらは一般的に、その材質は絶縁体であり位置検出動作に影響を与えないから、必要な個所に任意に装着可能である。また、各部材間の接合は、接着・圧入・溶接・ネジ固定などの方法をとることができる。

【0056】

以上のように本実施形態によれば、それぞれが同じ周波数の交流信号で励磁される複数のコイル３を、長手方向が同心軸上に並ぶように配置してセンサコイル部１２を構成する。複数の差動増幅回路１６は、各コイル３の両端の差動信号を出力し、演算器１７は、２つのコイル３に対応する差動信号を減算して減算信号をコントローラ１９に出力する。コントローラ１９は、センサコイル部１２の外周側に位置し、コイル３のインピーダンスを変化させる材料からなる測定体１３が同心軸方向に沿って移動した際の測定体１３の軸方向位置を、前記減算信号を演算することで線形に変化する位置信号として出力する。

【0057】

その際に、コントローラ１９は、複数の差動信号を演算した結果に基づいて測定体１３の現在位置に対応するコイル３を特定する。具体的には、複数の減算信号を演算することで２つの差動信号の加算信号を求め、その加算信号に基づいて測定体１３の現在位置に対応するコイル３を特定する。又は、複数の減算信号を乗算した結果に基づいてコイル３を特定する。そして、特定されたコイル３に基づいて、複数の減算信号の変化が複数のコイル３の配列順に応じて連続するように位置信号を合成して出力する。

【0058】

したがって、コイル３の配列数に応じて位置信号を連続的且つ線形に出力できるので、測定体１３の位置検出範囲を極めて簡単に拡張できる。また、測定体１３の軸方向長さ寸法は、少なくとも１つのコイル３の長さ寸法以上あれば良いので、測定体１３の外形に対する制約が小さく、設計の自由度を向上させることができる。更に、特許文献１のように、位置検出装置２９のゲインが測定体１３の特性によって影響を受けることが無く、位置信号のレベルは、コイル３の配列数に比例するので、検出範囲を拡張しても分解能は低下することが無く、温度特性が悪化することもない。

【0059】

また、検出回路９は、位置信号に基づいて、予め設定された位置で接点出力部２４をオン・オフさせるスイッチ信号を出力する電子リミットスイッチ機能を備えるので、上位ユニット２３や上位ユニット２３とのデータの送受信等が何らかの不具合により動作異常に陥っても、位置検出装置２９は単体として規定通りの動作が可能であり、外部機器２５を介して測定体１３の位置に制限を加えるといったように、システムの安全性を向上させることができる。

【0060】

また、リミットスイッチ機能に、所定時間当たりの位置の変化と所定閾値との比較結果に応じてＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する制限速度検出機能を備えるので、測定体１３の移動速度が速過ぎる状態となった際に速度制限を行うことで、安全性を向上させることができる。

【0061】

尚、測定体１３の現在位置に対応するコイル３を特定するため、２つの差動信号の加算信号を求める際に、必ずしも複数の減算信号を演算した結果より加算信号を得る必要はなく、差動増幅回路１６の後段に別途加算器を配置して加算信号を求めても良い。

【0062】

（第２実施形態）
図８は第２実施形態を示すもので、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図８に示すように、第２実施形態の検出回路３１では、差動増幅回路１６Ｇ（差動信号出力手段、温度検出手段）、ＬＰＦ３２及びＡ／Ｄコンバータ１８（６）が追加されている。差動増幅回路１６Ｇの反転入力端子はコイル３Ｆの一端（グランド）に接続されており、非反転入力端子はコイル３Ａの一端（差動増幅回路１６Ａの反転入力端子）に接続されている。差動増幅回路１６Ｇの出力信号は、ＬＰＦ３２及びＡ／Ｄコンバータ１８（６）を介してコントローラ１９Ａ（温度検出手段，図示せず）に入力されている。

【0063】

次に、第２実施形態の作用について説明する。上記の構成を追加したことで、コントローラ１９ＡがＡ／Ｄコンバータ１８（６）を介して読み込まれるデータは、コイル３Ａ〜３Ｆの直列回路の両端に印加される直流相当電圧となる。これによりコントローラ１９Ａは、コイル３の温度を測定可能となっている。

【0064】

マグネットワイヤとして使われる一般的な軟銅線は、その抵抗値が、温度に応じて凡そ−０．３９％／℃で変化することが知られている。図中の信号源３３は、第１実施形態の発振回路１４及び励磁回路１５に相当するが、信号源３３を定電流駆動することで、コイル３に直流電流成分を常に一定値流すことが可能である。コイル３Ａ〜３Ｆの直列回路両端の電圧（直流成分）は、直列回路の直流抵抗に比例する。したがってコントローラ１９Ａは、Ａ／Ｄコンバータ１８（６）を介して読み込んだデータ値から、コイル３の温度を逆算できる。

【0065】

このように構成することで、例えば、センサコイル部１２と検出回路３１とが離れた場所に設置されたような場合でも、コイル３の温度を正確に測定できる。測定された温度は、コイル３よる温度ドリフトをキャンセルするために使用しても良い。また、上位ユニット２３に温度情報を伝達することも可能であり、センサコイル部１２、或いは、センサコイル部１２を備えるシステムが異常な温度になり、放置すると故障に至る状態を警告することもできる。

【0066】

以上のように第２実施形態によれば、センサコイル部１２の両端の差動信号を出力する差動増幅回路１６Ｇを有し、コントローラ１９Ａは、前記差動信号に基づいてセンサコイル部１２の温度を検出するようにした。したがって、センサコイル部１２が過熱状態となることを防止するための処理が可能になる。

【0067】

（第３実施形態）
図９に示す第３実施形態は、センサコイル部１２の駆動形式の変形例を示す。図９（ａ）では、２つの信号源３３（１）及び３３（２）を用いて、信号源３３（１）をコイル３Ａ〜３Ｃの直列回路の両端に接続し、信号源３３（２）をコイル３Ｄ〜３Ｆの直列回路の両端に接続する。この場合、コイル３Ａ〜３Ｃとコイル３Ｄ〜３Ｆとを電気的に接続する必要はない。また、信号源３３（１）と信号源３３（２）との周波数や位相関係が違っていても動作は可能である。このように２つの信号源３３（１）及び３３（２）でセンサコイル部１２を駆動するメリットは、１つの信号源３３で駆動するコイル３の数が減るため、コイル３に電流をより多く流すことが可能になり、耐ノイズ性の向上や、外部磁界の影響が低減できる。

【0068】

同様に、図９（ｂ）に示すように、コイル３と信号源３３とを１対１で接続して個別に駆動することもでき、図９（ｃ）に示すように、コイル３Ａ〜３Ｃの直列回路に信号源３３（１）を接続する際に、各コイル３Ａ〜３Ｃの一端側を共通に（コモン）接続して駆動することも可能である。

【0069】

（第４実施形態）
図１０に示す第４実施形態は、センサコイル部１２に２つの測定体１３（１）及び１３（２）を配置した構成である。位置検出装置２９では、前述したように測定体１３がコイル３の特性に変化を及ぼす範囲が、測定体１３の位置するところから有限の範囲内に収まっている。従って、２つの測定体１３（１）、１３（２）が、それぞれ位置検出の対象となるコイル３のインピーダンス変化に相互に影響を及ぼし始める位置に近づかない限り、２つの測定体１３（１）、１３（２）の変位は、それぞれ独立した現象として検知することができる。尚、測定体１３を３つ以上に増やすことも可能である。更に、複数の測定体１３が、上述した制限範囲内にお互い近づいた場合は測定異常として検出し、上位ユニット２３へ警告を発するなども可能である。

【0070】

（第５実施形態）
図１１及び図１２に示す第５実施形態は、第１実施形態で述べたように１次コイルを設けた構成である。センサコイル部４１に、コイル３Ａ〜３Ｆを２次コイルとして１次コイル（励磁コイル）４２を対向配置し、１次コイル４２の両端に信号源３３を接続して交流信号を供給する。この場合、図４相当図である図１２に示すように、１次コイル４２は、センサスリーブ４の内部に配置される。センサコイル部４１をこのように構成することで、位置検出装置４３を、ハーフブリッジ型差動トランスと同様の特徴を備える位置センサとすることができる。

【0071】

（第６実施形態）
図１３に示す第６実施形態の位置検出装置５１は、第２実施形態の検出回路３８の構成を備えている（第１実施形態の検出回路９でも良い）。第６実施形態では、不揮発性メモリ２１（記憶手段）に位置検出装置５１の直線性を補正するためのデータを予め記憶させておき、測定体１３の位置を検出した際に、コントローラ１９Ｂが前記データを用いて検出位置の直線性を補正する。以下、その補正に用いるデータの取得について説明する。

【0072】

先ず、絶対値精度、直線性の優れた直線変位検出センサを用意する。ここでは、光学式のリニアスケール５２とする。このリニアスケール５２の検出ヘッド５３と測定体１３とを連結して直線移動する台（図示せず）に固定する。この移動台は、外部から任意の位置で移動できるようする。

【0073】

光学式リニアスケール５２のスケール５４を、検出ヘッド５３の移動に伴いそのセンサ出力データ（位置データ）を読み込めるように設置する。検出ヘッド５３から位置データが出力されると、位置検出装置５１のコントローラ１９Ｂが、その位置データを補正用Ｉ／Ｆ５４を介して読み込む。一般に光学式センサの位置出力はＡ／Ｂ相出力となっているが、補正用Ｉ／Ｆ５４は、そのような２相出力が入力されて、正確な絶対位置を読み込めるようになっている。

【0074】

上記の設置状態において、移動台をセンサコイル部１２の一端から他端方向に徐々に移動させる。この時、コントローラ１９Ｂは、光学式リニアスケール５２によって得られる正確な絶対位置と、センサコイル部１２により自身が検出した位置との偏差を取得し、前記位置の一定距離毎に、その偏差を不揮発性メモリ２１に記憶する。例えば全測定範囲を１６ｂｉｔデータで出力する場合、そのデータ値は０〜６５５３５を示す。例えば、データ値１０２４刻みで偏差を記憶すると、全６４ポイントの偏差データをテーブル値として、不揮発性メモリ２１に記録することになる。

【0075】

このように偏差データを記録する処理は、工場において位置検出装置５１を製造した際に行われる。そのため、コントローラ１９Ｂに補正専用プログラムを書き込むか、予め書き込まれた補正プログラムを外部から指示（設定スイッチ２５による入力等）して起動することで補正データ記録処理を実施する。

【0076】

記録処理が完了した後、位置検出装置５１が実際に測定体１３の位置を検出する際に、その位置が例えば上記６４か所の補正ポイントの間にある場合は、その前後の補正ポイントから直線補間した補正データを算出する。そして、補正前のデータから補正データを減算することで直線性が補正された位置データが算出される。

【0077】

以上のように第６実施形態によれば、位置信号の線形性を補正するための補正データが予め記憶されている不揮発性メモリ２１を備え、コントローラ１９Ｂは、位置信号を求める際に、前記補正データを用いて線形性を補正する。したがって、位置検出精度を向上させることができる。

【0078】

（第７実施形態）
図１４に示す第７実施形態は、測定体１３Ａの長さをコイル３の１区間分の２倍としたときの検出状態を示す。この場合、差動トランスとしてのコイル３は、１つおきの２つのコイル３によって構成され、差動信号は（Ｖａ−Ｖｃ），（Ｖｂ−Ｖｄ），（Ｖｃ−Ｖｅ）となる。図中に示すように最初は「コイルＡ、Ｃによる測定区間」、続いて「コイルＢ、Ｄによる測定区間」になる。このような場合は、測定可能な区間範囲は、コイル３の数がＮ個であれば、測定範囲数は「Ｎ−２」となる。

【0079】

また、加算信号（Ｖａ＋Ｖｃ），（Ｖｂ＋Ｖｄ），（Ｖａ＋Ｖｃ）は、最低値（Ｌ＝Ｖmin）を示す区間がそれぞれ１区間ずつずれている。したがって、これらの加算信号の変化を参照することで、測定体１３Ａの現在位置に対応するコイル３（測定区間）を特定することができる。すなわち、加算信号が最低値（Ｌ）を示さない状態を「×」とすると、
加算信号／測定区間 ３Ａ及び３Ｃ ３Ｂ及び３Ｄ ３Ｃ及び３Ｅ
Ｖａ＋Ｖｃ Ｌ Ｌ ×
Ｖｂ＋Ｖｄ Ｌ Ｌ Ｌ
Ｖａ＋Ｖｃ × Ｌ Ｌ
となっている。例えば、コイル３Ｂ及び３Ｄが測定区間となる場合は、加算信号（Ｖａ＋Ｖｃ），（Ｖｂ＋Ｖｄ），（Ｖａ＋Ｖｃ）が全て最低値（Ｌ）を示している。これにより、測定区間の特定が可能である。

【0080】

尚、例えば加算信号（Ｖａ＋Ｖｃ）は、以下の演算により得ることができる。
（Ｖａ−Ｖｃ）＋２（Ｖｃ−Ｖｅ）
＝Ｖａ−Ｖｃ＋２Ｖｃ−２Ｖｅ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）−２Ｖｅ
加算信号（Ｖａ＋Ｖｃ）が最低値を示す区間で信号Ｖｅはゼロレベルであるから、第２項の影響はない。

【0081】

（第８実施形態）
図１５に示す第８実施形態は、円柱状の測定体５５を、それより径小となる棒状の支持体５６の先端に固定し、コイル保持材１の内部で変位させるようにした構成である。この場合、コイル保持材１の材質は、信号の変化を検出するため非磁性材か樹脂などの絶縁体の必要がある。また、支持体５６の材質は、磁性材、非磁性材、導電体、絶縁体何れも使用可能であるが、磁性材を用いる場合、測定体１３によるコイル３のインピーダンス変化よりも、十分に影響が少ないものを使用しないと誤差などが増える。

【0082】

この場合、先端部カバー５Ａは、測定体５５をコイル保持材１の内部に導入させるための貫通孔を有している。また、センサケース６Ａも、コイル保持材１の中空部に連通する連通部６Ｂを有した形状であり、更に後端カバー１１Ａも、中心部に連通部６Ｂと同径の孔を有する形状となっている。

【0083】

（第９実施形態）
図１６に示す第９実施形態は、センサケース６の内部空間に検出回路９を配置した構成である。この場合、引出ケーブル８を介して外部に導出される配線５７は、外部電源２７に接続される電源線や、上位ユニット２３及び外部機器２５との接続線となる。このように構成すれば、位置検出装置２９をよりコンパクトに構成できる。但し、位置検出装置２９の耐熱温度は、検出回路９に実装されている半導体素子などの動作可能温度範囲で制限される場合がある。

【0084】

（第１０実施形態）
図１７に示す第１０実施形態は、コイル３を１層巻きとした場合を示す。１層巻きの場合、コイル３を巻く作業は、ワイヤを常に一方向に巻き続け、途中で各コイルＡ〜Ｄのタップを出すだけで良い。したがって、極めて作業性が良く、製造工程を簡略化することができる。

【0085】

（第１１実施形態）
図１８に示す第１０実施形態は、センサコイル部１２を、シリンダ６１の内部を往復移動するロッド６２の内部に配置した構成を示す。ロッド６２の内部にセンサスリーブ４が接触しない径で穴をあけ、測定体１３をロッド６２の内壁端部に固定する。センサのスリーブ４や測定体１３にはシリンダの圧力がかかるが、センサコイル部１２は前述のように強固な構造であるため、適用が可能である。可動するロッド６２に結合されるのは金属性のリング（測定体１３）のみであり、ロッド６２に加わる振動・衝撃に対して極めて強い耐性を持つ。尚、シリンダ６１として必要なＯリング（パッキン）類やオイルのポート等は図示していない。

【0086】

本発明は、上記した又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
コイル３を、絶縁体からなるコイル支持体１に直接巻き付けても良い。
図４において、各コイル３の配線をコイル支持体１の内部を介して行う必要が無ければ、コイル支持体１は中空（パイプ形状）である必要はない。
電子リミットスイッチ機能や、制限速度検出機能は、必要に応じて設ければ良い。
温度検出手段は、サーミスタ等を用いても良い。

【産業上の利用可能性】

【0087】

以上のように、本発明にかかる位置検出装置は、測定体の直線移動位置を検出する用途に有用である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】