(57)【要約】【課題】検出精度の悪化を抑制しながらも可動部の移動阻害を抑制できるポジションセンサを提供することにある。【解決手段】ポジションセンサは、固定部１と、当該固定部１に所定の移動方向に移動自在に取り付けられた可動部２と、固定部１に設けられ可動部２と固定部１の緩衝用の流体９が内部に充填される流体収容部１４とを備えるシリンダ装置の流体収容部１４内に配置されており、固定部１に固定され上記移動方向に中心軸を沿わせた形の検出コイル５０を有する検出部５と、可動部２に固定され可動部２の移動により検出部５に対して上記移動方向に相対変位する被検出部７とを備え、検出部５は、被検出部７の内側を上記移動方向に移動自在に挿通する形に配置され、検出部５には、流体収容部１４内に充填される流体９用の流路部８が形成されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、当該固定部に所定の移動方向に移動自在に取り付けられた可動部と、固定部および可動部のいずれかに設けられ可動部と固定部の緩衝用の流体が内部に充填される流体収容部とを備える装置の流体収容部内に配置され、固定部に対する可動部の変位を検出するポジションセンサであって、
固定部および可動部のいずれか一方に固定され上記移動方向に中心軸を沿わせた形の検出コイルを少なくとも有する検出部と、固定部および可動部のいずれか他方に固定され可動部の移動により検出部に対して上記移動方向に相対変位する被検出部とを備え、
検出部と被検出部のいずれか一方は、少なくとも上記移動方向における一端が流体収容室内に連通する形に開口された筒状に形成され、検出部と被検出部のいずれか他方は、検出部と被検出部のいずれか一方に対して上記移動方向における一端から当該一方の内側に入り込む形に配置され、
検出部および被検出部の少なくとも一方には、流体収容部内に充填される流体用の流路部が形成されてなることを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
被検出部は、上記移動方向における一端が開口した筒状に形成され、
検出部は、上記移動方向における一端から被検出部の内側に入り込む形に配置され、
検出コイルの内側には磁性材料からなるコアが配置されていることを特徴とする請求項１記載のポジションセンサ。
【請求項３】
流路部は、被検出部および検出部の少なくとも一方の、上記移動方向に交差する方向における他方との対向面に、上記移動方向に沿う形に形成された溝部からなることを特徴とする請求項１または２記載のポジションセンサ。
【請求項４】
溝部は、上記移動方向において上記対向面の全面に亘る形に形成されていることを特徴とする請求項３記載のポジションセンサ。
【請求項５】
流路部は、検出部に対する被検出部の位置によらずに、検出部の上記移動方向における両端側の空間部を連通する形に形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のポジションセンサ。
【請求項６】
流路部は、コアに設けられていることを特徴とする請求項５記載のポジションセンサ。
【請求項７】
検出部と被検出部とは、上記移動方向に直交する方向において当接する形に形成されてなることを特徴とする請求項５または６記載のポジションセンサ。
【請求項８】
検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を出力する駆動回路部と、駆動回路部が出力した電流および検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部と被検出部との位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを有する回路ブロックと、回路ブロックが上記流体に浸漬されないように収納するケースとを備えていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載のポジションセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出コイルのインピーダンス変化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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中空の検出コイルを有する検出部と、検出コイル内における被検出部（例えば、金属材料や磁性材料からなるコア）の物理的変位によって生じる検出コイルのインピーダンス変化に基づいて、検出部と被検出部との位置を検出する、所謂非接触型のポジションセンサが提案されている。
【０００３】
非接触型のポジションセンサは、例えば、被検出部と検出部との間に機械的な連結を要する接触型のものに比べれば、耐久性に優れ、振動に強く、オイル（フルード）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ため、内燃機関や発電設備をはじめとする多くの分野で計測制御に利用されており、また、近年の車両の高機能化に伴って、車輪とボディ（車体）とを連結するサスペンション（懸架装置）に利用されるショックアブソーバ（衝撃吸収装置）などのシリンダ装置にも利用されるようになってきている。
【０００４】
上記のようなシリンダ装置は、例えば、車両のボディに固定される固定部と、車輪に固定されるとともに当該固定部に所定の移動方向に移動自在に取り付けられた可動部と、固定部に設けられ可動部と固定部の緩衝用の流体が内部に充填される流体収容部と、ポジションセンサにより検出した固定部に対する可動部の変位に基づいて流体収容部内の流体の圧力を制御する圧力制御装置とを備えている。
【０００５】
ここで、ポジションセンサをシリンダ装置の外部に配置した場合には、シリンダ装置を取り付けるために比較的広いスペースが必要になることから、ポジションセンサをシリンダ装置の内部、特に流体収容部内に配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１３９５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ポジションセンサは、例えば、検出部を検出コイルの中心軸を可動部の移動方向に沿わせた形で固定部に固定するとともに、被検出部を可動部の移動により検出コイル内で移動方向に変位するように可動部に固定した状態で、流体収容部内に配置される。
【０００７】
しかしながら、上記のようにポジションセンサの検出部および被検出部を流体収容部内に配置した場合には、検出部および被検出部によって流体の流れ（移動）が制限されるので、検出部および被検出部が流体収容部内に存在しない場合に比べれば、流体収容部内を流体が移動し難くなり、流体収容部内において流体の圧力が偏ってしまい、可動部の移動が阻害されてしまうという問題があり、特に検出部と被検出部との隙間（クリアランス）が小さい場合に顕著であった。
【０００８】
このような問題は、検出部と被検出部との隙間を広くして流体を流れ易くすれば、ある程度解決できていたが、検出部と被検出部との隙間を広くすればするほど、可動部の移動時に、被検出部が検出部に対して可動部の移動方向に交差する方向に相対変位（偏芯）し易くなってしまう。このような偏芯による検出コイルのインピーダンス変化は、検出精度の悪化の原因となる。つまり、流体収容部内にポジションセンサを配置したことに起因する可動部の移動阻害を抑制するにあたって、検出部と被検出部との隙間を広くするという手段を採用した場合には、検出精度が悪化するという別の問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、検出精度の悪化を抑制しながらも可動部の移動阻害を抑制できるポジションセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、固定部と、当該固定部に所定の移動方向に移動自在に取り付けられた可動部と、固定部および可動部のいずれかに設けられ可動部と固定部の緩衝用の流体が内部に充填される流体収容部とを備える装置の流体収容部内に配置され、固定部に対する可動部の変位を検出するポジションセンサであって、固定部および可動部のいずれか一方に固定され上記移動方向に中心軸を沿わせた形の検出コイルを少なくとも有する検出部と、固定部および可動部のいずれか他方に固定され可動部の移動により検出部に対して上記移動方向に相対変位する被検出部とを備え、検出部と被検出部のいずれか一方は、少なくとも上記移動方向における一端が流体収容室内に連通する形に開口された筒状に形成され、検出部と被検出部のいずれか他方は、検出部と被検出部のいずれか一方に対して上記移動方向における一端から当該一方の内側に入り込む形に配置され、検出部および被検出部の少なくとも一方には、流体収容部内に充填される流体用の流路部が形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、検出部と被検出部の少なくとも一方に流体が通る流路部を設けているので、流体収容部内の流体が移動し易くなるから、ポジションセンサを流体収容部内に配置したことに起因する可動部の移動阻害を抑制できる。また、流体を移動し易くするために、検出部と被検出部との間の隙間（クリアランス）を大きくしなくて済むので、被検出部が検出部に対して可動部の移動方向に交差する方向に変位（すなわち偏芯）することを抑制できるから、偏芯に起因する検出コイルのインピーダンス変化により検出精度が悪化することを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、被検出部は、上記移動方向における一端が開口した筒状に形成され、検出部は、上記移動方向における一端から被検出部の内側に入り込む形に配置され、検出コイルの内側には磁性材料からなるコアが配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２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。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、流路部は、被検出部および検出部の少なくとも一方の、上記移動方向に交差する方向における他方との対向面に、上記移動方向に沿う形に形成された溝部からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によれば、流体が流路部内を流れ易くなるから、可動部の移動阻害をさらに抑制できる。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、溝部は、上記移動方向において上記対向面の全面に亘る形に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によれば、流路部が対向面の一部に設けられている場合に比べれば、流路部の容積が増えて流体に対する抵抗（コンダクタンス）を小さくできるから、流体がさらに流れ易くなり、可動部の移動阻害をさらに抑制できる。
【００１８】
請求項５の発明では、請求項１〜４のうちいずれか１項の発明において、流路部は、検出部に対する被検出部の位置によらずに、検出部の上記移動方向における両端側の空間部を連通する形に形成されてなることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によれば、検出部と被検出部との間に隙間を設けなくても、流体が流路部に流入または流出できるので、検出部と被検出部とを可動部の移動方向に直交する方向においてより近接して配置できるようになるから、検出部に対する被検出部の相対変位による検出コイルのインピーダンス変化を大きくできて、検出精度の向上が図れる。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、流路部は、コアに設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明によれば、例えば、コアが挿通される挿通孔を有し検出コイルが巻回される円筒状のコイルボビンや、検出コイルを覆うように形成される絶縁部などに流路部を設ける場合に比べれば、比較的断面積が大きい流路部を、検出部を大型化することなく設けることができるから、流体を流れ易くして可動部の移動阻害をさらに抑制できる上に、検出部の小型化が図れる。
【００２２】
請求項７の発明では、請求項５または６の発明において、検出部と被検出部とは、上記移動方向に直交する方向において当接する形に形成されてなることを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明によれば、可動部の移動によって被検出部が検出部に対して相対変位する際に、被検出部が検出部に対して可動部の移動方向に交差する方向に相対変位（すなわち偏芯）してしまうことを防止できるから、偏芯に起因する検出コイルのインピーダンス変化により検出精度が悪化することを防止できる。
【００２４】
請求項８の発明では、請求項１〜７のうちいずれか１項の発明において、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を出力する駆動回路部と、駆動回路部が出力した電流および検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部と被検出部との位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを有する回路ブロックと、回路ブロックが上記流体に浸漬されないように収納するケースとを備えていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８の発明によれば、検出部と被検出部との位置情報を示す出力信号を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、流体収容部内の流体が移動し易くなるから、ポジションセンサを流体収容部内に配置したことに起因する可動部の移動阻害を抑制できるという効果を奏し、その上、検出部と被検出部との間の隙間（クリアランス）を大きくしなくて済むから、偏芯に起因する検出コイルのインピーダンス変化により検出精度が悪化することを抑制できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態のポジションセンサは、例えば、図１（ａ）に示すような、車両（自動車や自動二輪車など）のサスペンションに利用されるショックアブソーバ（図示例では複筒式のショックアブソーバ）などのシリンダ装置に設けられている。なお、以下の説明では説明の簡略化のために、図１（ａ）における左方向をシリンダ装置の前方向、図１（ａ）における右方向をシリンダ装置の後方向と規定するが、使用形態を上記の方向に限定する趣旨ではない。
【００２８】
上記シリンダ装置は、図１（ａ）に示すように、例えば、固定部１と、当該固定部１に所定の移動方向（本実施形態では前後方向であり、図１（ａ）においては左右方向）に移動自在に取り付けられた可動部２とを備えている。固定部１には、可動部２と固定部１の緩衝用の流体９が内部に充填される流体収容部１４が設けられている。
【００２９】
本実施形態のポジションセンサは、上記移動方向に中心軸を沿わせた形の検出コイル５０を有する検出部５と、可動部２の移動により検出部５に対して上記移動方向に相対変位する被検出部７と、回路ブロック３とを備え、検出部５および回路ブロック３が固定部１に、被検出部７が可動部２にそれぞれ固定された形で流体収容部１４内に配置されている。
【００３０】
固定部１は、車両のボディ（図示せず）などに取り付けられる固定部本体１０を備えている。固定部本体１０の前端側には、前面側が開口した円形状の空間部からなる第１収容凹部１０ａが形成され、固定部本体１０の後端側には、固定部本体１０を上記ボディに取り付けるために利用される円形状の取付孔１０ｂが形成されている。
【００３１】
この固定部本体１０には、流体収容部１４を構成するための外筒部１１および内筒部１２が取り付けられている。外筒部１１は、中心軸方向における両端側が開口した円筒状に形成され、後端側を第１収容凹部１０ａ内に位置させるとともに、中心軸を前後方向に沿わせた形で固定部本体１０に固定されている。また、内筒部１２は、外筒部１１の内径より小さい外径を有するとともに中心軸方向における両端側が開口した円筒状に形成され、外筒部１１の内側に位置するとともに、外筒部１１と中心軸を一致させた形で固定部本体１０に固定されている。
【００３２】
ここで、内筒部１２は、その後端面を第１収容凹部１０ａの底面に当接させた形で固定部本体１０に固定されているが、外筒部１１はその後端面を第１収容凹部１０ａの内周面に突設された当接片１０ｃに当接させた形で固定部本体１０に固定されている。また、外筒部１１および内筒部１２は、外筒部１１および内筒部１２それぞれと固定部本体１０との間に隙間が生じないように固定されている。さらに、外筒部１１および内筒部１２それぞれは、それぞれを固定部本体１０に固定した状態において、外筒部１１の後端面が内筒部１２の後端面よりも前方に位置するとともに、外筒部１１の前端面が内筒部１２の前端面よりも前方に位置するように、それぞれの前後方向（すなわち中心軸に沿った方向）の長さ寸法が設定されている。
【００３３】
固定部本体１０に固定された外筒部１１の前端側には、円盤状のエンドキャップ１３が、前端側の開口を閉塞するとともに外筒部１１との間に隙間が生じないようにして取り付けられている。このエンドキャップ１３の中心には、被検出部７が貫装される円形状の挿通孔１３ａが前後方向に貫設されている。この挿通孔１３ａは、被検出部７を挿通孔１３ａに貫装した状態では、被検出部７とエンドキャップ１３との間に隙間が生じないような大きさに形成されている。
【００３４】
したがって、上記シリンダ装置では、固定部本体１０と外筒部１１とエンドキャップ１３とによって、流体収容部１４が構成されており、この流体収容部１４には、可動部２と固定部１の緩衝用の流体９が充填される。このような流体９としては、所望の粘性抵抗を有する液体の他、気体などが利用される。
【００３５】
第１収容凹部１０ａの底面において内筒部１２で囲まれる部位には、図２に示すように、ポジションセンサの回路ブロック３が収納される第２収容凹部１０ｄが形成されている。第２収容凹部１０ｄは、内筒部１２の内径より小さい内径を有する円形状の第１空間部１０ｅと、第１空間部１０ｅの内径より小さい内径を有する円形状の第２空間部１０ｆとで構成され、第１空間部１０ｅと第２空間部１０ｆとはそれぞれの中心軸が一致するとともに第１空間部１０ｅが第２空間部１０ｆの前方に位置する形に形成されている。
【００３６】
ここで、固定部本体１０において第１空間部１０ｅに対応する壁部には、流体９の圧力を調整するための圧力制御装置（図示せず）の流体収容室（図示せず）と流体収容部１４とを繋ぐための流体出入口（図示せず）が形成されている。また、第２空間部１０ｆの底面には、前後方向に中心軸を沿わせる形で、第２空間部１０ｆの内径より小さい内径を有する円形状の通路部１０ｇが形成されている。さらに、固定部本体１０には、回路ブロック３を上記圧力制御装置に接続する接続線（ハーネス）４用の接続孔１０ｈが、通路部１０ｇの内面と固定部本体１０の外面とを、前後方向に直交する方向において連通する形に形成されている。したがって、固定部本体１０は、接続孔１０ｈおよび通路部１０ｇを通じて接続線４を第２収容凹部１０ｄ内に挿入できるようになっている。
【００３７】
固定部本体１０に取り付けられた内筒部１２の内側には、ポジションセンサの検出部５が配置されている。検出部５は、検出コイル５０と、検出コイル５０が巻回されるコイルボビン５１と、検出コイル５０を保護する絶縁保護部５２とで構成されている。
【００３８】
コイルボビン５１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、検出コイル５０が外周面に巻回される円筒状の巻胴部５１ａと、巻胴部５１ａの前端部に設けられた鍔部５１ｂとを一体に備えている。鍔部５１ｂは、巻胴部５１ａより外径が大きい円筒状に形成され、その中心軸は、巻胴部５１ａの中心軸と一致している。
【００３９】
このようなコイルボビン５１は、基台６により、コイルボビン５１の中心軸を内筒部１２の中心軸に一致させた形（すなわち、検出コイル５０の中心軸を可動部２の移動方向に沿わせた形）で、固定部本体１０に固定されている。
【００４０】
基台６は、内筒部１２の内径と同一またはやや小さい外径を有する円盤部６ａと、第２収容凹部１０ｄの第２空間部１０ｆの内径と同一またはやや小さい外径を有し円盤部６ａの後面側に突設された円筒部６ｂとを一体に備えている。
【００４１】
円盤部６ａの前面中央部には、検出部５を固定するための円形状の固定孔６ｃが凹設されている。本実施形態では、固定孔６ｃは、コイルボビン５１の後端部が嵌入される形に形成されている。また、円盤部６ａには、コイルボビン５１に巻回された検出コイル５０の両端を、回路ブロック３に電気的に接続するための２つのコイル端子６０が貫装される貫装孔６ｄが前後方向に貫設されている。ここで、コイル端子６０と貫装孔６ｄとの隙間は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料からなる封止部６１により封止されている。
【００４２】
円筒部６ｂの外周面の後端側には、Ｏリングなどからなる円環状のシール部６２用の溝部６ｅが外周面を一周する形に形成されている。また、基台６の円盤部６ａにおける円筒部６ｂより外側の部位には、後述する第１収容室１４ａと固定部本体１０の流体出入口（図示せず）との間の流路の一部を構成する連通孔（図示せず）が、円盤部６ａを前後方向に貫通する形に形成されている。
【００４３】
検出コイル５０は、コイルボビン５１の巻胴部５１ａに、コイルボビン５１の中心軸に沿った方向、すなわち前後方向を巻き軸方向として巻回されており、その両端部それぞれは、基台６に貫装されたコイル端子６０の前端部に絡げられる。
【００４４】
回路ブロック３は、コイル端子６０それぞれの後端部に半田付け等により接続された状態で、基台６の円筒部６ｂ内に配置される。したがって、検出コイル５０と回路基板３とはコイル端子６０を通じて電気的に接続されている。
【００４５】
このような回路ブロック３は、プリント基板に電子部品を実装して構成されたものであって、検出コイル５０に所定の周波数及び振幅の電流を出力する駆動回路部（図示せず）と、上記駆動回路部が出力した電流および検出コイル５０のインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部５と被検出部７との位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路（図示せず）とを有している。したがって、本実施形態のポジションセンサによれば、検出部５と被検出部７との位置情報を示す出力信号を得ることができるようになっている。
【００４６】
絶縁保護部５２は、絶縁性を有し耐圧性が比較的高い材料（例えば、ガラス材など）や絶縁性樹脂などからなり、コイルボビン５１の巻胴部５１ａに巻回された検出コイル５０の外周面を覆う円筒状の検出コイル被覆部５２ａと、検出コイル被覆部５２ａの後端部に設けられ検出コイル５０の端子それぞれが絡げられたコイル端子６０および封止部６１とともに基台６の円盤部６ａの前面中央部を覆う円盤状の基台被覆部５２ｂとを一体に備えている。ここで、検出コイル被覆部５２ａの外径は、コイルボビン５１の鍔部５１ｂの外径と等しい値に設定されており、検出コイル被覆部５２ａは、前後方向に直交する面内においてコイルボビン５１の鍔部５１ｂが占める領域の内側に位置した形で検出コイル５０を覆うように構成されている。
【００４７】
上述したような検出部５が固定される基台６は、円筒部６ｂが第２収容凹部１０ｄの第２空間部１０ｆ内に配置されるとともに、円盤部６ａが内筒部１２の内側に配置された形で、固定部本体１０に固定される。このとき、ロウ付けなどによって、円盤部６ａと内筒部１２の内周面との間は、隙間が生じないように封止されている。また、円筒部６ｂと第２空間部１０ｆの内周面との間には、シール部６２が存在することによって封止されている。一方、回路ブロック３には、接続孔１０ｇより第２収容凹部１０ｄ内に挿入された接続線４が半田付け等により電気的かつ機械的に接続される。これに対応して、基台６の後端側には、接続線４用のブッシュ６３が設けられている。ブッシュ６３は、通路部１０ｇの内径と同一または小さい外径を有するとともに接続線４の外径より大きい内径を有する円筒状の筒部６３ａと、筒部６３ａの前端側に設けられた円環状の抜け止め部６３ｂとを一体に備えており、筒部６３ａを通路部１０ｇ内に位置させるとともに、抜け止め部６３ｂを第２空間部１０ｆの底面における通路部１０ｇの開口縁部に当接させた形で、固定部本体１０に取り付けられる。筒部６３ａの内周面には、面方向が前方を向いた段部６３ｃが形成されており、接続線４に嵌着された円環状のストッパ部６４が段部６３ｃの前面側に当接することによって、接続線４の張力止めが図られている。
【００４８】
このように回路ブロック３は、基台６の円筒部６ｂ内に配置されることで、流体収容部１４内の流体９に浸漬されないように保護されている。つまり、本実施形態では、基台６が、回路ブロック３が流体９に浸漬されないように収納するポジションセンサのケースを構成している。
【００４９】
そして、上記圧力制御装置は、回路ブロック３により得られる上記出力信号を元にして、流体９の圧力を制御することによって、所望の衝撃吸収性能が得られるように構成されたものであり、このような圧力制御装置は従来周知のものであるから詳細な説明を省略する。
【００５０】
可動部２は、図１（ａ）に示すように、例えば、車両の車輪（図示せず）などに取り付けられる可動部本体２０を備えている。可動部本体２０の前端側には、上記車輪に取り付けるために利用される取付孔２０ａが形成され、後端側には、被検出部７の前端部が挿入される円形状の固定孔２０ｂが、その中心軸を前後方向に沿わせる形に形成されている。
【００５１】
また、可動部本体２０の後端側には、可動部２が固定部１側（すなわち後方）に移動してエンドキャップ１３に衝突した際の衝撃を和らげる緩衝部２１が設けられている。緩衝部２１は、弾性材料（ゴムなど）などにより円盤状に形成され、可動部本体２０の固定孔２０ｂと同じ内径を有して固定孔２０ｂに連通する挿通孔２１ａが前後方向に貫設されている。
【００５２】
被検出部７は、可動部２を固定部１に移動自在に取り付けるためのピストンロッドであって、導電性材料により円柱状に形成されている。ここで、導電性材料としては、導電性が低いものよりも導電性が高いもののほうが検出コイル５０のインピーダンス変化を大きくできるため好ましく、本実施形態では、金属の中でも比較的導電性が高いアルミニウムにより被検出部７を形成している。
【００５３】
このような被検出部７の後端部には、ピストン２２が設けられている。ピストン２２は、円盤状のものであって、その外径は、ピストン２２の外周面が内筒部１２の内周面に当接した状態で、前後方向に移動できるような大きさに設定されている。このピストン２２の中央部には、被検出部７が貫装される貫通孔２２ａが前後方向に貫設されている。ピストン２２の中心軸と貫通孔２２ａの中心軸とは一致するようにしてあり、また、被検出部７を貫通孔２２ａに貫装した状態では、被検出部７とピストン２２との間に隙間が生じないようにしている。また、ピストン２２には、前後方向に貫通し流体９の流路となる貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００５４】
ところで、被検出部７の後端側には、コイルボビン５１の鍔部５１ｂの外径より大きい内径を有する挿入孔７ａが、その中心軸を被検出部７の中心軸に一致させる形に形成されている。また、挿入孔７ａの底面には、後述するコア５３の前端部が嵌入される嵌入孔７ｂが、コア５３の中心軸が挿入孔７ａの中心軸と一致する形に形成されている。さらに、被検出部７の外周面の後端縁部には、被検出部７からピストン２２が外れてしまうことを防止する円環状のストッパ部２３が被嵌されている。
【００５５】
前述のコア５３は、磁性材料（例えば、鉄やフェライトなど）により丸棒状に形成されており、前端部を被検出部７の嵌入孔７ｂに嵌入させた状態で、被検出部７に固定される。また、コア５３の外径は、コイルボビン５１の内径よりも小さく設定されている。さらに、コア５３は、被検出部７に取り付けた状態では、コア５３の後端面と被検出部７の後端面とが同一平面上に位置するように、コア５３の長さが設定されている。
【００５６】
可動部２を固定部１に取り付けるにあたっては、固定部１の外筒部１１にエンドキャップ１３を取り付ける前に、コア５３、ピストン２２、およびストッパ部２３を取り付けた被検出部７を、外筒部１１の前端側の開口より外筒部１１内に挿入して、ピストン２２を内筒部１２内に、ピストン２２の外周面が内筒部１２の内周面に当接する形に配置し、その後に、エンドキャップ１３を外筒部１１に取り付けてから、被検出部７の前端部に、可動部本体２０および緩衝部２１を取り付ければよい。
【００５７】
ここで、被検出部７は、図１（ａ）および図３に示すように、上記移動方向における一端（後端）が流体収容部１４内に連通する形に開口されるとともに他端（前端）が閉塞された筒状に形成されているため、ピストン２２を内筒部１２内に配置した際には、検出部５は、被検出部７に対して上記移動方向における一端から被検出部７の内側（すなわち挿入孔７ａ）に入り込む形に配置されることになる。また、このようにして検出部５が被検出部７の内側に入り込む際には、同時に、コア５３の後端部はコイルボビン５１の内側に入り込むことになる。つまり、コイルボビン５１の内側の空間部がコア５３用の挿通孔５１ｃを構成している。
【００５８】
上記のように可動部２を固定部１に取り付けた後には、流体収容部１４内に流体９が充填される。ここで流体収容部１４は、内筒部１２と固定部本体１０とピストン２２とで囲まれる空間部からなる第１収容室１４ａと、第１収容室１４ａを除く流体収容部１４からなる第２収容室１４ｂとからなり、可動部２が固定部１に対して静止している状態では、第１収容室１４ａと第２収容室１４ｂとでは、流体９の圧力が等しくなる。
【００５９】
次に、ピストン装置の動作について説明する。例えば、図１（ａ）に示すように、可動部２が固定部１から離間した状態において、可動部２に衝撃が加えられて、可動部２が後方、すなわち固定部１に近接する方向に移動すると、第１収容室１４ａの容積が減少して第１収容室１４ａ内の流体９の圧力が高くなるから、可動部２を前方、すなわち固定部１から離間する方向に移動させる力が可動部２に作用して、可動部２の後方への移動量が減じられる。第１収容室１４ａ内の流体９の圧力は、ピストン２２に設けられた貫通孔より流体９が第１収容室１４ａから第２収容室１４ｂに移動することで徐々に減少して、第２収容室１４ｂの流体９の圧力と等しくなり、可動部２に加えられた衝撃が固定部１に伝達されることが防止される。
【００６０】
上述したように可動部２が後方に移動した際には、可動部２とともに被検出部７が後方に移動するので、検出部５の被検出部７内への挿入量が増し、検出コイル５０のインピーダンスが変化するから、ポジションセンサにより固定部１に対する可動部２の位置を検出することができる。
【００６１】
ここで、被検出部７は、図１（ａ）に示すように、上記移動方向における一端（後端）が流体収容部１４（第１収容室１４ａ）内に連通しており、検出部５は、被検出部７に対して上記移動方向における一端から被検出部７の内側（すなわち挿入孔７ａ）に入り込む形に配置されている。
【００６２】
そのため、被検出部７が後方に移動して、検出部５の被検出部７内への挿入量が増した際には、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部の容積が減少するので、上記空間部を占めていた流体９は、上記移動方向に直交する方向における検出部５と被検出部７との隙間（絶縁保護部５２の外周面と被検出部７の内周面との隙間）より流体収容部１４の第１収容室１４ａへと流出する。しかしながら、上記隙間は、検出部５に対する被検出部７の偏芯を抑制するために小さく設定されているために、流体９が移動し難く、これによって、上記空間部内の流体９の圧力が高くなって、検出部５が前方に移動し難くなり、その結果、可動部２の移動が阻害され、流体９により本来得られるはずの衝撃吸収性能が得られなくなるおそれがある。
【００６３】
また、可動部２に加えられた衝撃を吸収した後には、上記圧力制御部により第１収容室１４ａ内の流体９の圧力が高く設定され、これによって、可動部２は、固定部１に対する所定位置に復帰するまで、前方、すなわち固定部１から離間する方向に移動させられる。この場合、可動部２とともに被検出部７が前方に移動するので、検出部５の被検出部７内への挿入量が減り、検出コイル５０のインピーダンスが変化するから、ポジションセンサにより固定部１に対する可動部２の位置を検出することができるようになっている。
【００６４】
このように被検出部７が前方に移動する際には、検出部５の被検出部７内への挿入量が減って、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部の容積が増えるので、第１収容室１４ａから上記空間部に流体９が流入しようとする。このときにおいても、流体９が移動し難く、これによって、上記空間部内の流体９の圧力が低くなって、検出部５が後方に移動し難くなるから、可動部２の移動が阻害されるおそれがある。
【００６５】
そこで、本実施形態における検出部５では、絶縁保護部５２の外周面に、図１（ｂ）に示すように、可動部２の移動方向に沿う形に形成された溝部からなる流路部８を、外周面を周方向に１１等分する形で形成して、上記空間部と第１収容室１４ａとの間で流体９を移動し易くしており、これによって、可動部２の移動を阻害してしまうことを抑制している。これら流路部８を構成する溝部は、可動部２の移動方向において検出コイル被覆部５２ａの外周面の全面に亘る形に形成している。なお、図１（ｂ）では、図面の簡略化のため、検出部５および被検出部７のみを図示している。この点は図４（ｂ）、図６（ｂ）、図８（ｂ）、図１０、図１１、図１２（ｂ）、および図１４においても同様である。
【００６６】
以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、検出部５に流体が通る流路部８を設けて、流体９が移動し易くしているから、ポジションセンサを流体収容部１４内に配置したことに起因する可動部２の移動阻害を抑制できる。また、流体９を移動し易くするために、検出部５と被検出部７との間の隙間（クリアランス）を大きくしなくて済むので、被検出部７が検出部５に対して可動部２の移動方向に交差する方向に変位（すなわち偏芯）することを抑制できるから、偏芯に起因する検出コイル５０のインピーダンス変化により検出精度が悪化することを抑制できる。また、回路ブロック３を備えているから、検出部５と被検出部７との位置情報を示す出力信号を得ることができる。
【００６７】
また、流路部８は、上記移動方向に沿う形に形成された溝部からなるので、流体９が、流路部８内を可動部２の上記移動方向に沿った方向に流れるから、流路部８内を流体９が流れ易くなり、可動部２の移動阻害をさらに抑制できる。
【００６８】
本実施形態において流路部８となる溝部は、絶縁保護部５２の検出コイル被覆部５２ａの外周面の全面（すなわち、検出部５において上記移動方向に交差する方向における他方との対向面の全面）に亘る形に形成されているが、絶縁保護部５２の検出コイル被覆部５２ａの外周面の少なくとも一部に形成するようにしてもよい。当然ながら、検出コイル被覆部５２ａの外周面の全面に亘る形に形成したほうが、当該外周面の一部に設けられている場合に比べれば、流路部８の容積が増えて流体９に対する抵抗（コンダクタンス）を小さくできるから、流体９がさらに流れ易くなり、可動部２の移動阻害をさらに抑制できる。
【００６９】
また、検出部５は、被検出部７の内側を上記移動方向に移動自在に挿通する形に配置され、検出部５の検出コイル５０の内側にはコア５３が配置されているので、検出コイル５０の巻数が同じであれば、空芯の検出コイル５０よりも磁束を大きくできるから、検出コイル５０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。
【００７０】
なお、検出部５は、必ずしも、被検出部７の内側を上記移動方向に移動自在に挿通する形に配置されている必要はなく、逆に被検出部７が、検出部５の内側を上記移動方向に移動自在に挿通する形に配置されていてもよいが、検出部５を被検出部７の内側を上記移動方向に移動自在に挿通する形に配置するほうがコア５３を検出コイル５０の内側に配置できる点で好ましい。
【００７１】
ところで、コア５３を設ければ上述したように検出精度の向上が図れるが、コア５３は必ずしも必要ではなく、例えば、図４および図５に示すように、コア５３を設けないようにしてもよい。図４および図５に示すコイルボビン５１は、コア５３用の挿通孔５１ｃを備えていない点で、図１および図３に示すコイルボビン５１と異なっており、図４および図５に示す被検出部７は、コア５３を取り付けるための嵌入孔７ｂを備えていない点で、図１および図３に示す被検出部７と異なっている。
【００７２】
また、流路部８は、絶縁保護部５２だけではなく、図６および図７に示すように、コイルボビン５１に設けるようにしてもよい。なお、以下の説明では、必要に応じて流路部８を区別するために、絶縁保護部５２に設けられた流路部８を符号８Ａ、コイルボビン５１に設けられた流路部８を符号８Ｂで表す。
【００７３】
図６および図７に示す流路部８Ｂは、コイルボビン５１を、その中心軸に沿って貫通する形に形成されている。また、図６に示す基台６には、コイルボビン５１の後端部が嵌入される固定孔６ｃと、固定部本体１０の流体出入口とを連通させる連通孔（図示せず）が形成されており、これによって、コイルボビン５１を基台６に固定した際に、コイルボビン５１の流路部８Ｂが、固定部本体１０の流体出入口に通じるようにされている。
【００７４】
なお、固定部１を上側、可動部２を下側にして使用する場合、基台６に上記連通孔を設けずに、流路部８Ｂ内の一部に、流体９よりも圧力が変化し易い圧力吸収用流体（例えば、ガスなどの気体）を充填するようにしてもよく、この場合でも同様の効果が得られる。
【００７５】
図６および図７に示すようなポジションセンサによれば、流路部８Ａだけではなく、流路部８Ｂによって、流体９が、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部と、第１収容室１４ａとの間を移動できるようになるから、さらに、流体９の移動を妨げ難くなって、可動部２の移動を阻害してしまうことを抑制できるようになる。
【００７６】
また、図６および図７に示すようにコイルボビン５１に流路部８を設けるにあたっては、検出コイル５０を覆うように形成される保護部５２などに流路部８を設ける場合に比べれば、比較的断面積が大きい流路部８を、検出部５を大型化することなく設けることができるから、流体９を流れ易くして可動部２の移動阻害をさらに抑制できる上に、検出部５の小型化が図れる。
【００７７】
なお、本実施形態では、固定部１に検出部５を、可動部２に被検出部７をそれぞれ固定するようにしているが、固定部１に被検出部７を、可動部２に検出部５をそれぞれ固定するようにしてもよい。要は、固定部１および可動部２のいずれか一方に上記移動方向に中心軸を沿わせた形の検出コイル５０を有する検出部５が、固定部１および可動部２のいずれか他方に可動部２の移動により検出部５に対して上記移動方向に相対変位する被検出部７が設けられていればよい。また、本実施形態では、検出部５に流路部８を設けているが、被検出部７に流路部８を設けるようにしてもよい。要は、検出部５および被検出部７の少なくとも一方に、流路部８が形成されていればよい。ここで、絶縁保護部５２に流路部８を設けないのであれば、絶縁保護部５２を省略してもよい。
【００７８】
例えば、流路部８となる溝部は、被検出部７および検出部５の少なくとも一方の、上記移動方向に交差する方向における他方との対向面に、上記移動方向に沿う形に形成されていればよい。また、図示例では、流路部８Ａは、上記移動方向に直交する面内における断面形状が半円形状となっているが、これに限らず、矩形状や三角形状であってもよい。これらの点は、後述する実施形態２〜３においても同様である。
【００７９】
（実施形態２）
本実施形態のポジションセンサは、主に検出部５の構成が実施形態１と異なっている。すなわち、本実施形態における検出部５は、図８および図９に示すように、コイルボビン５１を備える代わりに、外周面の全面に絶縁性層５３ａが設けられたコア５３を備え、このコア５３の外周面（絶縁性層５３ａの外周面）に検出コイル５０が巻回されている点で、実施形態１と異なっている。また、検出部５にコア５３を設けたことにより、被検出部７には、コア５３を固定するための嵌入孔７ｂが設けられておらず、基台６の固定孔６ｃはコイルボビン５１ではなくコア５３の固定のために利用されるように構成されている。なお、その他の構成は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００８０】
以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、検出部５においては、コイルボビン５１を設けずにコア５３に検出コイル５０を巻回するようにしたので、図１に示すようにコア５３が内側に配置可能な検出部５を用いる場合に比べれば、全体的に小型化が図れ、図４に示すようにコア５３を備えていない検出部５を用いる場合に比べれば、検出コイル５０のインピーダンス変化を大きくできて検出精度の向上が図れる。なお、コア５３を形成する磁性材料としてフェライトなどの絶縁性を有する磁性材料を用いた場合には、絶縁性層５３ａを省略してもよい。
【００８１】
ところで、本実施形態における流路部８は、図９に示すように、前端側が開放されており、後端側が被検出部７の可動範囲外まで延設された溝部からなる。つまり、本実施形態における流路部８は、検出部５に対する被検出部７の位置によらずに、検出部５の上記移動方向における両端側の空間部、すなわち、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部と、第１収容室１４ａとを連通する形に形成されてなる。
【００８２】
このような流路部８によれば、検出部５と被検出部７との間に隙間を設けなくて済むので、検出部５と被検出部７とを上記移動方向に直交する方向においてより近接して配置できるようになり、検出部５に対する被検出部７の相対変位による検出コイル５０のインピーダンス変化が大きくなるから、検出精度を向上できる。また、可動部２の移動時に被検出部７が偏芯してしまうことを抑制し易くなるから、偏芯による検出コイル５０のインピーダンス変化によって検出精度が悪化してしまうことを抑制できる。
【００８３】
ところで、上述したように、挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部と、第１収容室１４ａとを連通する形に絶縁保護部５２に形成された流路部８としては、図８（ｂ）に示すような溝部からなるものに限らず、図１０（ａ）に示すように、絶縁保護部５２の検出コイル被覆部５２ａの外周面の一部を平坦化してなる空間部からなるものであってもよく、このような流路部８であっても同様の効果が得られる。また、流路部８は、図１０（ｂ）に示すように、絶縁保護部５２を上記移動方向に貫通する形に設けられた貫通孔、すなわち上記移動方向における両端が開放された中空部からなるものであってもよい。図１０（ｂ）に示す流路部８は、上記移動方向に直交する面内において、正八角形の頂点に位置する形に絶縁保護部５２に形成されている。
【００８４】
図８（ｂ）に示す流路部８は、絶縁保護部５２の外周面を周方向に１１等分する形に絶縁保護部５２に形成されているが、流路部８は必ずしも等間隔で絶縁保護部５２に設けられている必要ななく、例えば、図１０（ｃ）に示すように、流路部８を絶縁保護部５２のランダムな位置に設けるようにしてもよい。この点は、図１０（ｂ）に示す流路部８についても同様であり、流路部８は、上記移動方向に直交する面内における正八角形の頂点位置ではなく、図１０（ｄ）に示すように、ランダムな位置に設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、流路部８が、図８（ｂ）および図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部と、第１収容室１４ａとを連通する形に絶縁保護部５２に形成されていれば、図１１に示すように、検出部５と被検出部７とを、上記移動方向に直交する方向において当接する形に形成することができ、この場合、検出部５と被検出部７とが上記移動方向に直交する方向において最も近接するので、検出部５に対する被検出部７の相対変位による検出コイル５０のインピーダンス変化を最も大きくできるから、検出精度を向上できる。また、可動部２の移動時に被検出部７が偏芯してしまうことを防止できるから、偏芯による検出コイル５０のインピーダンス変化によって検出精度が悪化してしまうことを防止できる。
【００８６】
（実施形態３）
本実施形態のポジションセンサは、コア５３および基台６の構成が実施形態２と異なっており、その他の構成は実施形態２と同様であるから説明を省略する。
【００８７】
本実施形態におけるコア５３には、図１２および図１３に示すように、円形状の流路部８が、流路部８の中心軸をコア５３の中心軸に一致させた形で、前後方向に貫設されている。なお、以下の説明では、必要に応じて流路部８を区別するために、絶縁保護部５２に設けられた流路部８を符号８Ａ、コア５３に設けられた流路部８を符号８Ｃで表す。
【００８８】
また、本実施形態における基台６には、コア５３の後端部が嵌入される固定孔６ｃと、固定部本体１０の流体出入口とを連通させる連通孔６ｆが形成されており、これによって、コア５３を基台６に固定した際に、コア５３の流路部８Ｃが、固定部本体１０の流体出入口に通じるようにされている。
【００８９】
以上述べた本実施形態のポジションセンサによれば、流路部８Ａだけではなく、流路部８Ｃによって、流体９が、被検出部７の挿入孔７ａの底面と検出部５の前端面との間の空間部と、第１収容室１４ａとの間を移動できるようになるから、さらに、流体９の移動を妨げ難くなって、可動部２の移動を阻害してしまうことを抑制できるようになる。
【００９０】
また、コア５３に流路部８を設けるにあたっては、コア５３が挿通される挿通孔５１ｃを有し検出コイル５０が巻回されるコイルボビン５１や、検出コイル５０を覆うように形成される絶縁保護部５２などに流路部８を設ける場合に比べれば、比較的断面積が大きい流路部８を、検出部５を大型化することなく設けることができるから、流体９を流れ易くして可動部２の移動阻害をさらに抑制できる上に、検出部５の小型化が図れる。
【００９１】
ところで、流路部８Ａとしては、図１２（ｂ）に示すような溝部からなるものに限らず、図１４（ａ）に示すように、絶縁保護部５２の検出コイル被覆部５２ａの外周面の一部を平坦化してなる空間部からなるものであってもよく、このような流路部８Ａであっても同様の効果が得られる。また、流路部８Ａは、図１４（ｂ）に示すように、絶縁保護部５２を上記移動方向に貫通する形に設けられた貫通孔、すなわち上記移動方向における両端が開放された中空部からなるものであってもよい。図１４（ｂ）に示す流路部８Ａは、上記移動方向に直交する面内において、正八角形の頂点に位置する形で絶縁保護部５２に形成されている。
【００９２】
なお、図１２（ｂ）に示す流路部８Ａは、絶縁保護部５２の外周面を周方向に１１等分する形で絶縁保護部５２に形成されているが、流路部８Ａは必ずしも等間隔で絶縁保護部５２に設けられている必要ななく、例えば、図１４（ｃ）に示すように、流路部８Ａを絶縁保護部５２のランダムな位置に設けるようにしてもよい。この点は、図１４（ｂ）に示す流路部８Ａについても同様であり、流路部８Ａは、上記移動方向に直交する面内における正八角形の頂点位置ではなく、図１４（ｄ）に示すように、ランダムな位置に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施形態１のポジションセンサを備えたシリンダ装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】同上におけるポジションセンサを備えたシリンダ装置の部分断面図である。
【図３】同上におけるポジションセンサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図４】同上の他例のポジションセンサを備えたシリンダ装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図５】同上におけるポジションセンサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図６】同上のさらに他の例のポジションセンサを備えたシリンダ装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図７】同上におけるポジションセンサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図８】実施形態２のポジションセンサを備えたシリンダ装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線矢視図である。
【図９】同上におけるポジションセンサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図１０】同上におけるポジションセンサの他例を示す断面図である。
【図１１】同上におけるポジションセンサの他例を示す断面図である。
【図１２】実施形態３のポジションセンサを備えたシリンダ装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ線矢視図である。
【図１３】同上におけるポジションセンサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図１４】同上におけるポジションセンサの他例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    固定部
２    可動部
３    回路ブロック
５    検出部
６    基台（ケース）
７    被検出部
８    流路部
９    流体
１４    流体収容部
５０    検出コイル
５３    コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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