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JP2709032B2 - Piston position detector - Google Patents
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JP2709032B2 - Piston position detector - Google Patents

Piston position detector

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JP2709032B2
JP2709032B2 JP28827894A JP28827894A JP2709032B2 JP 2709032 B2 JP2709032 B2 JP 2709032B2 JP 28827894 A JP28827894 A JP 28827894A JP 28827894 A JP28827894 A JP 28827894A JP 2709032 B2 JP2709032 B2 JP 2709032B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はピストン位置検出装置に
係り、詳しくは流体圧シリンダのピストンの位置を磁気
的に検出するピストン位置検出装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston position detecting device, and more particularly to a piston position detecting device for magnetically detecting the position of a piston of a hydraulic cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このようなピストン位置検出装置
として、例えば、実公昭57−6962号公報にて開示
される位置検出装置がある。この位置検出装置は、図1
3に示すように、強磁性体薄膜にて形成され、各感磁方
向が直交するように配置された一対の感磁パターン部8
1,82を有する磁気抵抗検出部83を備えている。こ
の磁気抵抗検出部83は、感磁方向が位置検出方向に一
致する感磁パターン部81にて磁界を感磁し、感磁方向
が位置検出方向に対して直交する感磁パターン部82は
感磁パターン部81に対して温度補償を行うようになっ
ている。図14に示すように、この磁気抵抗検出部83
がピストン位置に対応して出力する出力電圧VO は、感
磁パターン部81に磁界が作用していない状態での出力
電圧VREFに対して、その上に凸で全体がなだらかなカ
ーブを描く左右対称の出力特性になっている。ピストン
位置の判定は、先ず、この出力電圧VO に対して適当な
高低2つの出力レベルのしきい値電圧VTHL ,VTHU を
設定する。そして、この両しきい値電圧VTHL ,VTHU
に基づいて最適取付範囲及び危険取付範囲を設定し、ピ
ストン位置をこの各範囲に判別することより行うように
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as such a piston position detecting device, there is, for example, a position detecting device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 57-6962. This position detecting device is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a pair of magneto-sensitive pattern portions 8 formed of a ferromagnetic thin film and arranged so that the respective magneto-sensitive directions are orthogonal to each other.
1 and 82 are provided. The magnetoresistive detecting section 83 senses a magnetic field in the magnetosensitive pattern section 81 whose magnetic sensing direction coincides with the position detecting direction, and senses the magnetic field in the magnetic sensing pattern section 82 whose magnetic sensing direction is orthogonal to the position detecting direction. Temperature compensation is performed on the magnetic pattern portion 81. As shown in FIG.
The output voltage VO output corresponding to the piston position is symmetrical with respect to the output voltage VREF in a state where no magnetic field is applied to the magneto-sensitive pattern portion 81, in which a convex curve is formed on the output voltage VREF and the whole curve is gentle. Output characteristics. For the determination of the piston position, first, threshold voltages VTHL and VTHU of two output levels appropriate for the output voltage VO are set. The two threshold voltages VTHL, VTHL
The optimum mounting range and the dangerous mounting range are set based on the above, and the piston position is determined in each of these ranges.

【0003】即ち、例えば、あるピストン位置に対する
出力電圧値が高いしきい値電圧VTHU 以上であるときは
ピストン位置は最適取付範囲であると判定される。又、
出力電圧値が高いしきい値電圧TTHU 未満であり、且
つ、低いしきい値電圧VTHL 以上であるときは、ピスト
ン位置は危険取付範囲であると判定される。さらに、出
力電圧値が低いしきい値電圧VTHL 未満であるときは、
ピストン位置は危険取付範囲及び最適取付範囲からなる
範囲外であると判定される。
That is, for example, when the output voltage value for a certain piston position is equal to or higher than the high threshold voltage VTHU, it is determined that the piston position is within the optimum mounting range. or,
When the output voltage value is lower than the high threshold voltage TTFU and higher than the low threshold voltage VTHL, it is determined that the piston position is in the dangerous mounting range. Further, when the output voltage value is lower than the low threshold voltage VTHL,
It is determined that the piston position is out of the range including the dangerous mounting range and the optimum mounting range.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピストン位
置検出装置においては、外部磁界等による出力電圧VO
の変動に基づく誤動作を防止するため、出力電圧VO の
最大出力電圧値VMAX と高いしきい値電圧VTHU との電
圧差ΔVU 、及び、出力電圧VREF と低いしきい値電圧
VTHL との電圧差ΔVL をそれぞれ一定分以上確保しな
ければならない。即ち、この各電圧差ΔVU ,ΔVL は
外部磁界等による出力電圧VO 又は出力電圧VREF の変
動に対しても、各しきい値電圧VTHL ,VTHU にて最適
取付範囲及び危険取付範囲を維持し、誤動作なくピスト
ン位置を判別するためのマージンとなる。又、ピストン
位置検出装置においては、ピストン位置の取り付け精度
を確保するために、最適取付範囲を3mm程度に設定す
ることが望ましい。同時に、危険取付範囲は、ピストン
位置の最適取付範囲からのずれを検出することができる
ように最適取付範囲と同じ程度の大きさに設定すること
が望ましい。
By the way, in a piston position detecting device, an output voltage VO due to an external magnetic field or the like is used.
In order to prevent malfunction due to fluctuations in the output voltage VO, the voltage difference ΔVU between the maximum output voltage value VMAX of the output voltage VO and the high threshold voltage VTHU and the voltage difference ΔVL between the output voltage VREF and the low threshold voltage VTHL are Each must secure a certain amount of time. That is, the respective voltage differences ΔVU, ΔVL maintain the optimum mounting range and the dangerous mounting range at the respective threshold voltages VTHL, VTHU even when the output voltage VO or the output voltage VREF fluctuates due to an external magnetic field or the like, and malfunction. And a margin for determining the piston position. In the piston position detecting device, it is desirable to set the optimum mounting range to about 3 mm in order to secure the mounting accuracy of the piston position. At the same time, the dangerous mounting range is desirably set to the same size as the optimal mounting range so that a deviation of the piston position from the optimum mounting range can be detected.

【0005】ところが、上記の位置検出装置の場合、空
圧シリンダ等のピストンに設けられた磁石の磁界を1個
の感磁パターン部のみで検出するようにしているため、
その出力電圧のレベルは各比較的低い。即ち、磁界に対
する感度が低いため、検出する磁石の磁界が比較的弱い
場合、その出力電圧VO の最大出力電圧値VMAX 及び出
力電圧VREF に対してそれぞれ十分な電圧差ΔVU ,Δ
VL を持って各しきい値電圧VTHL ,VTHU を設定する
ことが困難となる場合があった。この場合、外部磁界等
により出力電圧VO が変動すると、最適取付範囲及び危
険取付範囲が正常に判別されなくなる。この結果、ピス
トン位置が正常に判別されず誤動作となりピストン位置
の検出に支障が起きる。
However, in the case of the position detecting device described above, the magnetic field of a magnet provided on a piston such as a pneumatic cylinder is detected by only one magnetic sensing pattern portion.
Each of its output voltage levels is relatively low. That is, since the sensitivity to the magnetic field is low, when the magnetic field of the magnet to be detected is relatively weak, sufficient voltage differences .DELTA.VU and .DELTA.V with respect to the maximum output voltage value VMAX and the output voltage VREF of the output voltage VO, respectively.
In some cases, it is difficult to set each of the threshold voltages VTHL and VTHU with VL. In this case, if the output voltage VO fluctuates due to an external magnetic field or the like, the optimum mounting range and the dangerous mounting range cannot be determined normally. As a result, the piston position is not correctly determined and malfunctions, and the detection of the piston position is hindered.

【0006】又、出力電圧VO に対して電圧差ΔVU ,
ΔVL を確保して各しきい値電圧VTHL ,VTHU を設定
することができたとしても、両しきい値電圧間の電圧差
(=ΔVU −ΔVL )が狭くなるため、設定される最適
取付範囲が大きくなり危険取付範囲が小さくなってしま
う。従って、ピストン位置の検出に必要な適正な大きさ
の最適取付範囲及び危険取付範囲を得ることができなか
った。
Further, a voltage difference ΔVU,
Even if the threshold voltages VTHL and VTHL can be set while securing ΔVL, the voltage difference between the two threshold voltages (= ΔVU−ΔVL) is narrowed, and the optimum mounting range to be set is limited. It becomes large and the dangerous mounting area becomes small. Therefore, it has not been possible to obtain an optimum mounting range and a dangerous mounting range of an appropriate size necessary for detecting the piston position.

【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その第1の目的は位置検出するピス
トンからの磁界が弱い場合でも外部磁界等による誤動作
の発生を防止することができるピストン位置検出装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to prevent a malfunction caused by an external magnetic field or the like even when a magnetic field from a piston for position detection is weak. It is an object of the present invention to provide a piston position detecting device which can be used.

【0008】又、第2の目的は、第1の目的に加えて、
適正な危険取付範囲及び最適取付範囲を設定することが
できるピストン位置検出装置を提供することにある。
又、第3の目的は、第2の目的に加えて、最適取付範囲
及び危険取付範囲の間に準最適取付範囲を備えたピスト
ン位置検出装置を提供することにある。
[0008] The second object is, in addition to the first object,
An object of the present invention is to provide a piston position detecting device that can set an appropriate dangerous mounting range and an optimum mounting range.
A third object is to provide a piston position detecting device having a sub-optimal mounting range between the optimum mounting range and the dangerous mounting range in addition to the second object.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、磁気抵抗検出部がピスト
ン位置に対応して出力する出力電圧に対して出力レベル
の異なる複数のしきい値電圧を設定し、各しきい値電圧
に基づいて設定される複数の範囲でピストン位置を判別
するピストン位置検出装置において、磁気抵抗検出部を
複数備えるとともに各磁気抵抗検出部の位置検出方向を
同じにするとともにそれぞれの出力ピークとなる位置が
一致するように配置し、各磁気抵抗検出部の出力電圧か
ら個々の出力電圧よりも出力レベルの大きな差分出力電
圧を生成する差分出力生成部を備え、差分出力生成部が
出力する差分出力電圧に対して複数のしきい値電圧を設
定し、ピストン位置を判別するようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a plurality of magnetic heads having a plurality of output levels different from each other with respect to an output voltage output in accordance with a piston position. A piston position detecting device that sets a threshold voltage and determines a piston position in a plurality of ranges set based on each threshold voltage. The piston position detecting device includes a plurality of magnetoresistive detectors and detects positions of the respective magnetoresistive detectors. A difference output generation unit that arranges the same direction and arranges the position where each output peak coincides, and generates a difference output voltage having a higher output level than the individual output voltage from the output voltage of each magnetoresistance detection unit. And a plurality of threshold voltages are set for the differential output voltage output by the differential output generation unit to determine the piston position.

【0010】又、請求項2に記載の発明は、請求項1に
記載の発明において、各磁気抵抗検出部は、その感磁パ
ターン部の位置検出方向のパターン線のピッチを、感磁
パターン部の位置検出方向の中央が最も小さく、中央か
ら両端側にいくにつれて大きくなるように形成した。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, each of the magnetoresistive detecting sections determines a pitch of a pattern line in a position detecting direction of the magnetosensitive pattern section. Are formed so that the center in the position detection direction is the smallest and becomes larger from the center toward both ends.

【0011】又、請求項3に記載の発明は、請求項1又
は請求項2に記載の発明において、複数の磁気抵抗検出
部を、その各感磁パターン部のパターン面に垂直な方向
にほぼ相対させるとともに、各感磁パターン部に作用す
る磁界がほぼ等しくなる距離に配置した。
According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, the plurality of magnetoresistive detectors are arranged substantially in a direction perpendicular to the pattern surface of each magneto-sensitive pattern. In addition, they were arranged at such a distance that the magnetic fields acting on each magneto-sensitive pattern portion were substantially equal.

【0012】又、請求項4に記載の発明は、請求項1か
ら請求項3の何れかに記載の発明において、出力電圧に
対して互いにレベルの異なる3つのしきい値電圧を設定
し、各しきい値電圧に基づいて最適取付範囲、準最適取
付範囲及び危険取付範囲を設定するようにした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, three threshold voltages having different levels from each other are set with respect to the output voltage. The optimum mounting range, the sub-optimal mounting range, and the dangerous mounting range are set based on the threshold voltage.

【0013】[0013]

【作用】従って、請求項1に記載の発明によれば、位置
検出方向を同じにするとともにそれぞれの出力ピークと
なる位置が一致するように配置された複数の磁気抵抗検
出部から出力される各出力電圧から個々の各出力電圧よ
りも出力レベルの大きい差分出力電圧が生成される。こ
の差分出力電圧は個々の出力電圧よりも最高感度位置に
近づくにつれて一層漸進的に増大する出力特性になる。
そして、この差分出力電圧に対して複数のしきい値電圧
にて複数の取付範囲が設定され、各取付範囲にてピスト
ン位置が判別される。この結果、各しきい値電圧を差分
出力電圧の上限値及び下限値に対して大きな電圧差を持
って設定することができるため、外部磁界等により出力
電圧が変動しても誤動作が起きにくくなる。又、差分出
力電圧が変動しても各しきい値電圧にて判別される電圧
値に対応するピストン位置の変動が少なくなる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the positions detected in the same direction and the respective output peaks are output from a plurality of magnetoresistive detectors arranged so as to coincide with each other. A differential output voltage having an output level higher than each individual output voltage is generated from the output voltage. This differential output voltage has an output characteristic that increases more gradually as the position approaches the highest sensitivity position than the individual output voltages.
Then, a plurality of attachment ranges are set for the difference output voltage with a plurality of threshold voltages, and the piston position is determined in each attachment range. As a result, since each threshold voltage can be set with a large voltage difference with respect to the upper limit value and the lower limit value of the differential output voltage, a malfunction does not easily occur even if the output voltage fluctuates due to an external magnetic field or the like. . Further, even if the difference output voltage fluctuates, the fluctuation of the piston position corresponding to the voltage value determined by each threshold voltage is reduced.

【0014】又、請求項2に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の作用に加えて、差分出力電圧の出力
特性が、最高感度位置に近づくにつれ増加率が大きくな
るように増加する特性になる。この結果、各しきい値電
圧にて設定される各取付範囲の大きさの差が大きくな
る。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect, the output characteristic of the differential output voltage is such that the rate of increase increases as the position approaches the highest sensitivity position. Resulting in increasing characteristics. As a result, the difference between the sizes of the respective mounting ranges set by the respective threshold voltages increases.

【0015】又、請求項3に記載の発明によれば、請求
項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、各磁気
抵抗検出部の各感磁パターン部にほぼ同じ強さの磁界が
作用するため、差分出力電圧の出力レベルが個々の出力
電圧のレベルよりも一層高くなる。この結果、一層大き
な電圧差を確保して各しきい値電圧を設定することがで
きるため、外部磁界等により出力電圧が変動しても一層
誤動作が起きにくくなる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the function of the first or second aspect of the present invention, each magneto-sensitive pattern of each magneto-resistive detector has substantially the same strength. Due to the action of the magnetic field, the output level of the differential output voltage becomes higher than the level of each output voltage. As a result, each threshold voltage can be set while securing a larger voltage difference, so that even if the output voltage fluctuates due to an external magnetic field or the like, a malfunction hardly occurs.

【0016】又、請求項4に記載の発明は、請求項1か
ら請求項3の何れかに記載の発明の作用に加えて、ピス
トン位置が最適取付範囲と危険取付範囲と両範囲の間に
設定される準最適取付範囲の3つの取付範囲にて判別さ
れる。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, the piston position is set between the optimum mounting range and the dangerous mounting range. The determination is made based on the three sub-optimal mounting ranges that are set.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、本発明を具体化した第1実施例を
図1〜図4に従って説明する。本実施例のピストン位置
検出装置は磁気抵抗素子と出力電圧判定回路とから構成
されている。尚、ピストン位置検出装置のケース部等の
外部の構成については説明を省略し、内部の構成のみを
説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The piston position detecting device according to the present embodiment includes a magnetoresistive element and an output voltage determining circuit. The description of the external configuration such as the case portion of the piston position detecting device will be omitted, and only the internal configuration will be described.

【0018】図4に示すように、図示しないケース部の
内部には回路基板1が設けられ、この回路基板1上には
磁気抵抗素子2が実装されている。又、回路基板1上に
は出力電圧判定回路が構成されている。
As shown in FIG. 4, a circuit board 1 is provided inside a case (not shown), and a magnetoresistive element 2 is mounted on the circuit board 1. Further, an output voltage determination circuit is formed on the circuit board 1.

【0019】図1に示すように、磁気抵抗素子2のガラ
ス等で形成された基板3の一面のほぼ下半分の位置には
第1磁気抵抗検出部4が、上半分の位置に第2磁気抵抗
検出部5がそれぞれ形成されている。第1磁気抵抗検出
部4は下側に設けられた感磁パターン部6と上側に設け
られた温度補償用パターン部7とから構成されている。
感磁パターン部6は上下方向に等しい幅のつづら折れ状
のパターンに形成された強磁性体薄膜にて形成されてい
る。このパターンを形成するパターン線6aの線幅は2
0μmで一定に形成され、パターン線6a間のピッチは
一定に形成されている。感磁パターン部6の左端は基板
3の下左側に形成されたランド8に、同じく右端は基板
3の下右側に形成されたランド9にそれぞれ接続されて
いる。又、温度補償用パターン部7は位置検出方向に等
しい幅のつづら折れ状のパターンに形成された強磁性体
薄膜にて形成されている。このパターンを形成するパタ
ーン線の線幅は4μmで一定に形成され、パターン線間
のピッチも一定に形成されている。温度補償用パターン
部7の左下端はランド8に、同じく左上端は基板3の上
左側に形成されたランド13にそれぞれ接続されてい
る。尚、温度補償用パターン部7の位置検出方向の長さ
は感磁パターン部6の位置検出方向の長さよりも短く形
成されている(この実施例ではほぼ半分)。磁界が作用
していない状態での感磁パターン部6,11の抵抗値と
温度補償用パターン部7,12の抵抗値は等しくなるよ
うに設定されている。尚、本明細書において「位置検出
方向」とはピストン位置検出装置がピストン位置を検出
しようとする流体圧シリンダに固定された状態でピスト
ンの移動方向に平行となる方向を意味する。
As shown in FIG. 1, a first magnetoresistive detecting section 4 is provided at a substantially lower half position on one surface of a substrate 3 formed of glass or the like of a magnetoresistive element 2, and a second magnetic resistance detecting section 4 is provided at an upper half position. Each of the resistance detectors 5 is formed. The first magnetic resistance detecting section 4 includes a magneto-sensitive pattern section 6 provided on a lower side and a temperature compensation pattern section 7 provided on an upper side.
The magneto-sensitive pattern section 6 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag pattern having the same width in the vertical direction. The line width of the pattern line 6a forming this pattern is 2
The pitch between the pattern lines 6a is constant at 0 μm. The left end of the magneto-sensitive pattern portion 6 is connected to a land 8 formed on the lower left side of the substrate 3, and the right end is connected to a land 9 formed on the lower right side of the substrate 3. Further, the temperature compensating pattern section 7 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a serpentine pattern having the same width in the position detection direction. The pattern line forming this pattern has a constant line width of 4 μm, and the pitch between the pattern lines is also constant. The lower left end of the temperature compensation pattern section 7 is connected to a land 8, and the upper left end is connected to a land 13 formed on the upper left side of the substrate 3. The length of the temperature compensating pattern 7 in the position detection direction is shorter than the length of the magneto-sensitive pattern 6 in the position detection direction (substantially half in this embodiment). The resistance values of the magneto-sensitive pattern portions 6, 11 and the resistance values of the temperature compensating pattern portions 7, 12 when no magnetic field is applied are set to be equal. In the present specification, the "position detection direction" means a direction parallel to the movement direction of the piston in a state where the piston position detection device is fixed to the fluid pressure cylinder whose piston position is to be detected.

【0020】又、第2磁気抵抗検出部5も第1磁気抵抗
検出部4と同様に感磁パターン部11及び温度補償用パ
ターン部12から構成されている。感磁パターン部11
は感磁パターン部6と同じに形成され、温度補償用パタ
ーン部12は温度補償用パターン部7と同じに形成され
ている。但し、感磁パターン部11は温度補償用パター
ン部12の上側に配置され、温度補償用パターン部12
は温度補償用パターン部7の上辺に相対する位置に配置
されている。感磁パターン部11の左端は基板3の上左
側に形成されたランド13に、同じく右端はランド10
にそれぞれ接続されている。又、温度補償用パターン部
12の右下端はランド9に、右上端はランド10にそれ
ぞれ接続されている。従って、両感磁パターン部6,1
1及び両温度補償用パターン部7,12はランド9,1
3間でブリッジ接続されている。又、感磁パターン部
6,11及び温度補償用パターン部7,12はそれぞれ
ブリッジの対向する位置に配置されている。
The second magnetoresistive detecting section 5 is also composed of a magneto-sensitive pattern section 11 and a temperature compensating pattern section 12, like the first magnetoresistive detecting section 4. Magnetic sensing pattern section 11
Are formed in the same manner as the magneto-sensitive pattern section 6, and the temperature compensation pattern section 12 is formed in the same manner as the temperature compensation pattern section 7. However, the magneto-sensitive pattern section 11 is disposed above the temperature compensation pattern section 12, and the temperature compensation pattern section 12
Are disposed at positions facing the upper side of the temperature compensation pattern section 7. The left end of the magneto-sensitive pattern portion 11 is a land 13 formed on the upper left side of the substrate 3, and the right end is a land 10
Connected to each other. The lower right end of the temperature compensation pattern section 12 is connected to the land 9, and the upper right end is connected to the land 10. Therefore, both magneto-sensitive pattern portions 6, 1
1 and both temperature compensating patterns 7, 12 are lands 9, 1
3 are bridge-connected. The magneto-sensitive pattern portions 6, 11 and the temperature compensating pattern portions 7, 12 are respectively arranged at positions facing the bridge.

【0021】次に、上記磁気抵抗素子2に接続された出
力電圧判定回路の電気的構成について説明する。図2は
上記磁気抵抗素子2が接続される出力電圧判定回路21
を示す。磁気抵抗素子2は電源電圧VC が印加される電
源線22にランド9を介して接続され、同じく接地線2
3にランド13を介して接続されている。従って、感磁
パターン部6と温度補償用パターン部7、及び、温度補
償用パターン部12と感磁パターン部11とは互いに並
列接続されている。そして、第1磁気抵抗検出部4の感
磁パターン部6と温度補償用パターン部7との間(即
ち、ランド8)は差分出力電圧生成部としてのオペアン
プ24の非反転入力端子に接続されている。又、第2磁
気抵抗検出部5は温度補償用パターン部12の感磁パタ
ーン部11との間(即ち、ランド10)はオペアンプ2
4の反転入力端子に接続されている。オペアンプ24の
出力側はコンパレータ25,26の各非反転入力端子に
接続されている。
Next, the electrical configuration of the output voltage determining circuit connected to the magnetoresistive element 2 will be described. FIG. 2 shows an output voltage determination circuit 21 to which the magnetoresistive element 2 is connected.
Is shown. The magnetoresistive element 2 is connected via a land 9 to a power supply line 22 to which a power supply voltage VC is applied.
3 is connected via a land 13. Therefore, the magneto-sensitive pattern section 6 and the temperature-compensating pattern section 7 and the temperature-compensating pattern section 12 and the magneto-sensitive pattern section 11 are connected in parallel with each other. The non-inverting input terminal of an operational amplifier 24 as a differential output voltage generating section is connected between the magnetic sensing pattern section 6 of the first magnetic resistance detecting section 4 and the temperature compensating pattern section 7 (that is, the land 8). I have. The operational amplifier 2 is located between the second magnetic resistance detecting section 5 and the magnetic sensing pattern section 11 of the temperature compensating pattern section 12 (that is, the land 10).
4 inverting input terminals. The output side of the operational amplifier 24 is connected to the non-inverting input terminals of the comparators 25 and 26.

【0022】電源線22と接地線23との間にはしきい
値電圧設定回路27が接続されている。しきい値電圧設
定回路27は直列接続された3個の抵抗28,29,3
0から構成されている。そして、抵抗28と抵抗29と
の間はコンパレータ25の反転入力端子に接続され、抵
抗29と抵抗30との間はコンパレータ26の反転入力
端子に接続されている。
A threshold voltage setting circuit 27 is connected between the power supply line 22 and the ground line 23. The threshold voltage setting circuit 27 includes three resistors 28, 29, 3 connected in series.
0. The connection between the resistors 28 and 29 is connected to the inverting input terminal of the comparator 25, and the connection between the resistors 29 and 30 is connected to the inverting input terminal of the comparator 26.

【0023】コンパレータ25の出力側はエクスクルー
シブ・オア回路(以下、Ex−OR回路と表記する。)
31及びアンド回路32にそれぞれ接続されている。
又、コンパレータ26の出力側はEx−OR回路31及
びアンド回路32にそれぞれ接続されている。
The output side of the comparator 25 is an exclusive OR circuit (hereinafter, referred to as an Ex-OR circuit).
31 and an AND circuit 32.
The output side of the comparator 26 is connected to the Ex-OR circuit 31 and the AND circuit 32, respectively.

【0024】Ex−OR回路31の出力側は抵抗33を
介して赤色発光の発光ダイオード(以下、LEDと表記
する。)34のアノードに接続され、アンド回路32の
出力側は抵抗35を介して緑色発光のLED36のアノ
ードに接続されている。LED34,36の各カソード
は出力回路37に接続されている。出力回路37の出力
側は出力端子38に接続されている。本実施例ではLE
D34,36にて表示手段が構成されている。
The output side of the Ex-OR circuit 31 is connected to the anode of a red light emitting diode (hereinafter referred to as LED) 34 via a resistor 33, and the output side of the AND circuit 32 is connected via a resistor 35. It is connected to the anode of the green LED 36. Each cathode of the LEDs 34 and 36 is connected to the output circuit 37. The output side of the output circuit 37 is connected to the output terminal 38. In this embodiment, LE
The display means is constituted by D34 and D36.

【0025】次に、以上のように構成されたピストン位
置検出装置の作用について説明する。図4(a),
(b)に示すように、本実施例のピストン位置検出装置
は、例えば、ピストンPの外周部にリング状の磁石Mが
取り付けられた空圧シリンダSのシリンダチューブT外
周面に固定して使用される。尚、図4はピストン位置検
出装置の取り付け状態を示す模式図であり、その寸法関
係は実際と大きく異なる。ピストン位置検出装置は磁気
抵抗素子2の両磁気抵抗検出部がシリンダチューブTの
軸線を含む平面内に配置されるように取り付けられる。
Next, the operation of the piston position detecting device configured as described above will be described. FIG. 4 (a),
As shown in (b), the piston position detecting device of the present embodiment is used, for example, by being fixed to the outer peripheral surface of a cylinder tube T of a pneumatic cylinder S in which a ring-shaped magnet M is attached to the outer peripheral portion of a piston P. Is done. FIG. 4 is a schematic diagram showing the state of attachment of the piston position detecting device, and its dimensional relationship is significantly different from the actual one. The piston position detecting device is mounted such that both magnetoresistive detecting portions of the magnetoresistive element 2 are arranged in a plane including the axis of the cylinder tube T.

【0026】このようにピストン位置検出装置が取り付
けられた空圧シリンダSにおいて、ピストンPがピスト
ン位置検出装置に対して接近した後、反対方向に遠ざか
るとする。ピストンPの位置が磁気抵抗素子2から離れ
ている状態では磁気抵抗素子2に磁界が作用しないた
め、第1磁気抵抗検出部4は出力電圧V1 として電源電
圧VC を感磁パターン部6の抵抗値と温度補償用パター
ン部7の抵抗値とで分圧した電圧である基準電圧VREF
を出力する。又、同様に、第2磁気抵抗検出部5は出力
電圧V2 として電源電圧VC を感磁パターン部11の抵
抗値と温度補償用パターン部12の抵抗値で分圧した電
圧である基準電圧VREF を出力する。尚、磁界が作用し
ていない状態での感磁パターン部6と温度補償用パター
ン部7の各抵抗値、感磁パターン部11と温度補償用パ
ターン部12の各抵抗値は等しく設定されているため、
基準電圧VREF の電圧値は電源電圧VC の2分の1であ
る。
In the pneumatic cylinder S to which the piston position detecting device is attached, the piston P approaches the piston position detecting device and then moves away in the opposite direction. Since the magnetic field does not act on the magnetoresistive element 2 when the position of the piston P is far from the magnetoresistive element 2, the first magnetoresistive detecting section 4 sets the power supply voltage VC as the output voltage V1 to the resistance value of the magnetosensitive pattern section 6. And a reference voltage VREF which is a voltage divided by the resistance value of the temperature compensation pattern unit 7
Is output. Similarly, the second magnetoresistive detector 5 uses the reference voltage VREF, which is a voltage obtained by dividing the power supply voltage VC as the output voltage V2 by the resistance value of the magneto-sensitive pattern section 11 and the resistance value of the temperature compensation pattern section 12. Output. The resistance values of the magneto-sensitive pattern section 6 and the temperature compensation pattern section 7 when no magnetic field is applied, and the resistance values of the magneto-sensitive pattern section 11 and the temperature compensation pattern section 12 are set to be equal. For,
The voltage value of the reference voltage VREF is one half of the power supply voltage VC.

【0027】各磁気抵抗検出部4,5に作用する磁界の
強さは、磁石Mが各磁気抵抗検出部4,5の各感磁パタ
ーン部6,11の位置検出方向の中央に相対する位置ま
では次第に増大して最大となった後、中央から磁石Mが
遠ざかるにつれて次第に減少する。従って、図3に示す
ように、第1磁気抵抗検出部4からはピストン位置に対
応して基準電圧VREF から上に凸の左右対称な出力特性
の出力電圧V1 が出力される。一方、第2磁気抵抗検出
部5からはピストン位置に対応して基準電圧VREF から
下に凸の左右対称な出力特性の出力電圧V2 が出力され
る。即ち、各出力電圧V1 ,V2 は各磁気抵抗検出部
4,5に磁界が作用して出力電圧値が基準電圧VREF よ
りも高く(或いは、低く)なり始める検出範囲の各両端
から中央の最高感度位置まで電圧値が漸進的に増大する
出力特性になる。尚、感磁パターン部11は感磁パター
ン部6よりも磁石Mから遠い位置に配置されるため、そ
の出力電圧V2 は出力電圧V1 よりも出力レベルがやや
低くなっている。又、本実施例では、温度補償用パター
ン部7,12のパターン線の線幅が4μmに形成されて
いるため、位置検出方向の磁界による抵抗値の変化が極
めて小さくなっている。従って、出力電圧V1 ,V2 の
出力特性はほぼ感磁パターン部6,11の磁界による抵
抗値の変化により決定される。
The strength of the magnetic field acting on each of the magnetoresistive detectors 4 and 5 is determined by the position where the magnet M is opposed to the center of the magnetosensitive pattern sections 6 and 11 of each of the magnetoresistive detectors 4 and 5 in the position detection direction. Until the magnet M moves away from the center, it gradually decreases until it reaches a maximum. Accordingly, as shown in FIG. 3, the first magnetoresistive detector 4 outputs an output voltage V1 having a symmetrical output characteristic of a convex upward and downward from the reference voltage VREF corresponding to the piston position. On the other hand, the second magnetoresistive detector 5 outputs an output voltage V2 having a left-right symmetrical output characteristic which is convex downward from the reference voltage VREF in accordance with the piston position. That is, the output voltages V1 and V2 have the highest sensitivity from both ends to the center of each of the detection ranges in which the output voltage value starts to become higher (or lower) than the reference voltage VREF due to the magnetic field acting on each of the magnetoresistance detectors 4 and 5. The output characteristic is such that the voltage value gradually increases to the position. Since the magneto-sensitive pattern portion 11 is arranged at a position farther from the magnet M than the magneto-sensitive pattern portion 6, the output level of the output voltage V2 is slightly lower than the output voltage V1. In this embodiment, since the line width of the pattern lines of the temperature compensating patterns 7 and 12 is formed to be 4 μm, the change in the resistance value due to the magnetic field in the position detection direction is extremely small. Therefore, the output characteristics of the output voltages V1 and V2 are substantially determined by the change in the resistance value of the magnetosensitive pattern portions 6 and 11 due to the magnetic field.

【0028】オペアンプ24からは両出力電圧V1 ,V
2 の差分である差分出力電圧としての出力電圧VDEF
(=V1 −V2 )が出力される。従って、この出力電圧
VDEFの最大出力電圧値は両出力電圧V1 ,V2 の出力
ピークの基準電圧VREF に対する電圧差の絶対値を合わ
せた電圧値になる。又、その出力特性は各出力電圧V
1,V2 に比較して最高感度位置に近づくにつれて一層
漸進的に大きくなる特性になる。この結果、出力電圧V
DEF に対しては、個々の出力電圧V1 ,V2 に対して設
定する場合よりも、大きな電圧差をとって第1しきい値
電圧VTHL 及び第2しきい値電圧VTHU を設定すること
ができる。
From the operational amplifier 24, the two output voltages V1, V
The output voltage VDEF as the difference output voltage which is the difference between 2
(= V1 -V2) is output. Therefore, the maximum output voltage value of the output voltage VDEF is a voltage value obtained by adding the absolute value of the voltage difference between the output peaks of the two output voltages V1 and V2 with respect to the reference voltage VREF. The output characteristics of each output voltage V
1. As compared with V2, the characteristic becomes gradually larger as the position approaches the highest sensitivity position. As a result, the output voltage V
For DEF, the first threshold voltage VTHL and the second threshold voltage VTHU can be set with a larger voltage difference than when set for the individual output voltages V1 and V2.

【0029】一方、しきい値電圧設定回路27の抵抗2
8と抵抗29との間からは電源電圧VC に基づく第1し
きい値電圧VTHL がコンパレータ25の反転入力端子に
出力される。又、同じく抵抗29と抵抗30との間から
は電源電圧VC に基づく第2しきい値電圧VTHU がコン
パレータ26の反転入力端子に出力される。
On the other hand, the resistance 2 of the threshold voltage setting circuit 27
From between the resistor 8 and the resistor 29, a first threshold voltage VTHL based on the power supply voltage VC is output to the inverting input terminal of the comparator 25. Similarly, a second threshold voltage VTHU based on the power supply voltage VC is output to the inverting input terminal of the comparator 26 from between the resistors 29 and 30.

【0030】オペアンプ24が出力する出力電圧VDEF
はコンパレータ25にて第1しきい値電圧VTHL と比較
され、出力電圧VDEF が第1しきい値電圧VTHL 以上と
なる危険取付範囲及び最適取付範囲内ではコンパレータ
25からHレベルとなる信号SG1が出力される。又、同
じく、出力電圧VDEF はコンパレータ26にて第2しき
い値電圧VTHU と比較され、出力電圧VDEF が第2しき
い値電圧VTHU 以上となる最適取付範囲内ではコンパレ
ータ26からHレベルとなる信号SG2が出力される。本
実施例では、信号SG2がHレベルとなる範囲が最適取付
範囲とされ、信号SG2がLレベルで信号SG1がHレベル
となる範囲が危険取付範囲とされる。
The output voltage VDEF output from the operational amplifier 24
Is compared with the first threshold voltage VTHL by the comparator 25, and the comparator 25 outputs the signal SG1 which becomes H level within the dangerous mounting range and the optimum mounting range where the output voltage VDEF is equal to or higher than the first threshold voltage VTHL. Is done. Similarly, the output voltage VDEF is compared with the second threshold voltage VTHU by the comparator 26, and when the output voltage VDEF is within the optimum mounting range in which the output voltage VDEF is equal to or higher than the second threshold voltage VTHU, the signal from the comparator 26 becomes H level. SG2 is output. In this embodiment, the range where the signal SG2 is at the H level is the optimum mounting range, and the range where the signal SG2 is at the L level and the signal SG1 is at the H level is the dangerous mounting range.

【0031】Ex−OR回路31からは信号SG1及び信
号SG2に基づく信号SG3が抵抗33を介して赤色発光の
発光ダイオード(以下、LEDと表記する。)34のア
ノードに出力される。又、アンド回路32からは信号S
G1及び信号SG2に基づく信号SG3が抵抗35を介して緑
色発光のLED36のアノードに出力される。さらに、
出力回路37からは信号SG3,SG4に基づく信号SG5が
出力端子38に出力される。
From the Ex-OR circuit 31, a signal SG3 based on the signal SG1 and the signal SG2 is output to the anode of a red light emitting diode (hereinafter, referred to as LED) 34 via a resistor 33. The AND circuit 32 outputs a signal S
A signal SG3 based on G1 and the signal SG2 is output to the anode of the green LED 36 via the resistor 35. further,
The output circuit 37 outputs a signal SG5 based on the signals SG3 and SG4 to an output terminal 38.

【0032】従って、ピストン位置が危険取付範囲及び
最適取付範囲の両範囲外であるときは、信号SG1及び信
号SG2が共にLレベルとなるため、信号SG3,SG4も共
にLレベルとなる。この結果、危険取付範囲及び最適取
付範囲の両範囲外では、LED34,36は共に点灯し
ない。又、ピストン位置が危険取付範囲であるときは、
信号SG1がHレベル、信号SG2がLレベルとなるため、
信号SG3はHレベル、信号SG4はLレベルとなる。この
結果、ピストン位置が危険取付範囲であるときはLED
34が赤色に点灯し、LED36は点灯しない。さら
に、ピストン位置が最適取付範囲であるときは信号SG1
がHレベル、信号SG2がLレベルとなるため、信号SG3
はLレベル、信号SG4はHレベルとなる。この結果、ピ
ストン位置が最適取付範囲であるときはLED34は点
灯せず、LED36が緑色に点灯する。従って、作業者
はピストン位置がどの範囲にあるかを容易に視認するこ
とができる。
Therefore, when the piston position is out of both the dangerous mounting range and the optimum mounting range, the signals SG1 and SG2 are both at the L level, and both the signals SG3 and SG4 are also at the L level. As a result, the LEDs 34 and 36 do not light up outside the dangerous mounting range and the optimum mounting range. When the piston position is within the dangerous mounting range,
Since the signal SG1 goes high and the signal SG2 goes low,
The signal SG3 goes high and the signal SG4 goes low. As a result, when the piston position is within the dangerous
The LED 34 lights up in red, and the LED 36 does not light up. Further, when the piston position is within the optimal mounting range, the signal SG1
Becomes H level and the signal SG2 becomes L level.
Is at the L level and the signal SG4 is at the H level. As a result, when the piston position is within the optimum mounting range, the LED 34 does not light up and the LED 36 lights up green. Therefore, the operator can easily visually recognize the range of the piston position.

【0033】尚、ピストン位置が最適取付範囲及び危険
取付範囲の何れかにあるときは出力回路37からHレベ
ルとなる信号SG5が出力される。従って、この信号SG5
をシーケンス制御に使用することができる。
When the piston position is in one of the optimum mounting range and the dangerous mounting range, the output circuit 37 outputs a signal SG5 at H level. Therefore, this signal SG5
Can be used for sequence control.

【0034】以上詳述したように、本実施例のピストン
位置検出装置によれば、出力電圧VDEF に対してその基
準電圧VREF 及び最大出力電圧値から十分な電圧差を持
って第1しきい値電圧VTHL 及び第2しきい値電圧VTH
U をそれぞれ設定することができる。この結果、検出す
る磁界が弱い場合に、外部磁界等により出力電圧VDEF
が変動しても誤動作を起きにくくすることができる。
As described in detail above, according to the piston position detecting device of the present embodiment, the first threshold value is provided with a sufficient voltage difference from the reference voltage VREF and the maximum output voltage value with respect to the output voltage VDEF. The voltage VTHL and the second threshold voltage VTH
U can be set individually. As a result, when the magnetic field to be detected is weak, the output voltage VDEF
Erroneous operation is less likely to occur even if the value fluctuates.

【0035】又、出力電圧VDEF の特性の勾配が個々の
出力電圧V1 ,V2 の勾配よりも急になるため、外部磁
界等により出力電圧VDEF が変動しても各しきい値電圧
VTHL ,VTHU にて判別される電圧値に対応するピスト
ン位置の変動が少なくなる。従って、各しきい値電圧V
THL ,VTHU にて設定される最適取付範囲及び危険取付
範囲が変動しにくくなるため、外部磁界の影響の小さい
ピストン位置検出を行うことができる。 (第2実施例)次に、本発明を具体化した第2実施例を
図5,6に従って説明する。尚、本実施例のピストン位
置検出装置は第1実施例のピストン位置検出装置に対し
て磁気抵抗素子2の各第1磁気抵抗検出部4,5の各感
磁パターン部6,11のパターン、パターン線6a,1
1aのピッチ構成のみが異なり他の構成は同じであるた
め、その符号を等しくして説明を省略する。
Since the gradient of the characteristic of the output voltage VDEF is steeper than the gradient of the output voltages V1 and V2, even if the output voltage VDEF fluctuates due to an external magnetic field or the like, the threshold voltages VTHL and VTHU change. The fluctuation of the piston position corresponding to the voltage value determined by the above operation is reduced. Therefore, each threshold voltage V
Since the optimum mounting range and the dangerous mounting range set by THL and VTHU are less likely to fluctuate, it is possible to detect a piston position that is less affected by an external magnetic field. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. It should be noted that the piston position detecting device of the present embodiment is different from the piston position detecting device of the first embodiment in that the patterns of the magneto-sensitive patterns 6, 11 of the first magnetoresistive detectors 4, 5 of the magnetoresistive element 2, Pattern line 6a, 1
Since only the pitch configuration of 1a is different and the other configurations are the same, the same reference numerals are used and the description is omitted.

【0036】図5に示すように、本実施例の各第1磁気
抵抗検出部4,5の各感磁パターン部6,11は、第1
実施例と同様に上下方向に等しい幅のつづら折れ状のパ
ターンに形成された強磁性体薄膜にて形成されている。
パターン線6a,11aの線幅は一定に形成されてい
る。又、パターン線6a,11a間のピッチWは感磁パ
ターン部6,11の位置検出方向の中央が最も小さいW
1とされ、中央から両端側になるほど大きくなるように
形成されるとともに、その増加量が一定量ずつ増大する
ように形成されている。従って、両端のピッチがW2で
最大になっている。又、第2磁気抵抗検出部5の感磁パ
ターン部11も同様に形成されている。
As shown in FIG. 5, each magneto-sensitive pattern section 6, 11 of each first magnetoresistive detecting section 4, 5 of the present embodiment has a
As in the embodiment, the ferromagnetic thin film is formed of a serpentine pattern having the same width in the vertical direction.
The line width of the pattern lines 6a and 11a is formed to be constant. The pitch W between the pattern lines 6a and 11a is the smallest W at the center of the magneto-sensitive pattern portions 6 and 11 in the position detection direction.
It is formed so as to increase from the center toward both ends, and to increase by a constant amount. Therefore, the pitch at both ends is maximum at W2. In addition, the magneto-sensitive pattern portion 11 of the second magnetic resistance detecting section 5 is formed in the same manner.

【0037】次に、以上のように構成されたピストン位
置検出装置の作用について説明する。本実施例のピスト
ン位置検出装置も第1実施例のピストン位置検出装置と
同様に使用される。
Next, the operation of the piston position detecting device configured as described above will be described. The piston position detecting device of the present embodiment is used similarly to the piston position detecting device of the first embodiment.

【0038】感磁パターン部6,11に磁界が作用する
場合、磁界が作用する領域のパターン線6a,11a間
のピッチWの大きさに応じて感磁パターン部6,11の
内部抵抗が減少する。即ち、ピッチWが広い領域に磁界
が作用する場合には内部抵抗の減少が小さく、ピッチW
が狭い領域に磁界が作用する場合には内部抵抗の減少が
大きくなる。本実施例では各感磁パターン部6,11の
ピッチWが位置検出方向の中央が最も小さく、中央から
両端側になるほど一定量ずつ大きくなるように形成され
ているため、各出力電圧V1 ,V2 の特性は、ピストン
位置に対して第1実施例の各出力電圧V1 ,V2 よりも
さらに大きく漸進的に増加する出力特性になる。尚、第
1実施例と同様に出力電圧V2 は出力電圧V1 よりも出
力レベルがやや低くなる。この結果、第1実施例と同様
に、得られる差分出力電圧としての出力電圧VDEF の最
大出力電圧値は両出力電圧V1 ,V2 の出力ピーク値の
基準電圧VREF に対する電圧差の絶対値を合わせた電圧
値になる。従って、この出力電圧VDEF に対しては、個
々の出力電圧V1 ,V2 に対して設定するよりも、大き
な電圧差がある第1しきい値電圧VTHL 及び第2しきい
値電圧VTHU を設定することができる。又、出力電圧V
REF の出力特性は第1実施例の出力電圧VDEF の勾配よ
りもさらに急になる。
When a magnetic field acts on the magneto-sensitive pattern portions 6, 11, the internal resistance of the magneto-sensitive pattern portions 6, 11 decreases according to the magnitude of the pitch W between the pattern lines 6a, 11a in the region where the magnetic field acts. I do. That is, when a magnetic field acts on a region where the pitch W is wide, the decrease in the internal resistance is small and the pitch W
When a magnetic field acts on a narrow region, the internal resistance is greatly reduced. In the present embodiment, the pitch W of each of the magneto-sensitive pattern portions 6 and 11 is formed so as to be smallest at the center in the position detection direction and to increase by a certain amount from the center to both ends, so that the output voltages V1 and V2 Is an output characteristic that is larger than the output voltages V1 and V2 of the first embodiment and gradually increases with respect to the piston position. The output level of the output voltage V2 is slightly lower than that of the output voltage V1, as in the first embodiment. As a result, in the same manner as in the first embodiment, the maximum output voltage value of the output voltage VDEF as the obtained differential output voltage is obtained by adjusting the absolute value of the voltage difference between the output peak values of the two output voltages V1 and V2 with respect to the reference voltage VREF. Voltage value. Therefore, for the output voltage VDEF, the first threshold voltage VTHL and the second threshold voltage VTHU having a large voltage difference are set as compared with the setting for the individual output voltages V1 and V2. Can be. Also, the output voltage V
The output characteristic of REF becomes steeper than the slope of the output voltage VDEF of the first embodiment.

【0039】従って、本実施例のピストン位置検出装置
によれば、第1の実施例の効果に加えて、出力電圧VDE
F の特性の勾配を第1実施例の出力電圧VDEF よりもさ
らに急にすることができるため、各しきい値電圧にて判
別される電圧値に対応するピストン位置の変動をさらに
少なくすることができる。従って、各しきい値電圧VTH
L ,VTHU にて設定される最適取付範囲及び危険取付範
囲をさらに変動しにくくすることができるため、一層外
部磁界の影響の小さいピストン位置検出を行うことがで
きる。 (第3実施例)次に、本発明を具体化した第3実施例を
図7から図12に従って説明する。本実施例のピストン
位置検出装置も磁気抵抗素子と出力電圧判定回路とから
構成されている。尚、第1、第2実施例のピストン位置
検出装置と同じ構成についてはその符号を等しくして説
明を省略する。
Therefore, according to the piston position detecting device of this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the output voltage VDE
Since the gradient of the characteristic of F can be steeper than the output voltage VDEF of the first embodiment, the fluctuation of the piston position corresponding to the voltage value determined by each threshold voltage can be further reduced. it can. Therefore, each threshold voltage VTH
Since the optimum mounting range and the dangerous mounting range set by L and VTHU can be made harder to fluctuate, it is possible to detect the piston position with less influence of the external magnetic field. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The piston position detection device of the present embodiment also includes a magnetoresistive element and an output voltage determination circuit. Note that the same components as those of the piston position detecting devices of the first and second embodiments have the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0040】図7から図10に示すように、磁気抵抗素
子41の基板42の一面側には感磁パターン部43及び
温度補償用パターン部44,45が形成されている。感
磁パターン部43は基板42の下側中央(図7,8にお
いて)に形成され、感磁パターン部43の上両側に温度
補償用パターン部44,45がそれぞれ形成されてい
る。感磁パターン部43は上下方向に等しい幅のつづら
折れ状のパターンに形成された強磁性体薄膜にて形成さ
れている。このパターンを形成するパターン線43aの
線幅は20μmで一定に形成されている。又、パターン
線43a間のピッチは感磁パターン部43の位置検出方
向の中央が最も小さく、中央から両端側になるほど大き
くなるように形成されている。又、各温度補償用パター
ン部44,45はそれぞれ左右方向の等しい幅のつづら
折れ状のパターンに形成された強磁性体薄膜にて形成さ
れている。このパターンを形成するパターン線の線幅は
4μmで一定に形成され、パターン線間のピッチは一定
に形成されている。感磁パターン部43の右側は基板4
2の下右側と上中央との間に形成されたランド46に接
続され、同じく左側は基板42の下左側と上中央との間
に形成されたランド47に接続されている。又、温度補
償用パターン部44の左上端は基板42の上左側に形成
されたランド48に接続され、同じく左下端はランド4
7に接続されている。同様にして、温度補償用パターン
部45の右上端は基板42の上右側に形成されたランド
49に接続され、同じく右下端はランド46に接続され
ている。
As shown in FIGS. 7 to 10, a magneto-sensitive pattern portion 43 and temperature compensating pattern portions 44 and 45 are formed on one surface of the substrate 42 of the magnetoresistive element 41. The magneto-sensitive pattern portion 43 is formed at the lower center (in FIGS. 7 and 8) of the substrate 42, and the temperature compensation pattern portions 44 and 45 are formed on both upper sides of the magneto-sensitive pattern portion 43, respectively. The magneto-sensitive pattern portion 43 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag pattern having the same width in the vertical direction. The pattern line 43a forming this pattern has a constant line width of 20 μm. The pitch between the pattern lines 43a is formed to be the smallest at the center of the magneto-sensitive pattern portion 43 in the position detection direction, and to be larger from the center to both ends. Each of the temperature compensating pattern portions 44 and 45 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a serpentine pattern having the same width in the left-right direction. The pattern line forming this pattern has a constant line width of 4 μm, and the pitch between the pattern lines is constant. The right side of the magneto-sensitive pattern portion 43 is the substrate 4
2 is connected to a land 46 formed between the lower right side and the upper center, and similarly the left side is connected to a land 47 formed between the lower left side and the upper center of the substrate 42. The upper left end of the temperature compensation pattern portion 44 is connected to a land 48 formed on the upper left side of the substrate 42, and the lower left end is
7 is connected. Similarly, the upper right end of the temperature compensation pattern section 45 is connected to a land 49 formed on the upper right side of the substrate 42, and the lower right end is connected to the land 46.

【0041】感磁パターン部43及び温度補償用パター
ン部44,45の上には絶縁層50が形成されている。
図7に示すように、この絶縁層50の上面の感磁パター
ン部43に相対する位置には感磁パターン部51が形成
されている。感磁パターン部51は感磁パターン部43
と同じ構成で形成されている。感磁パターン部51の右
端は絶縁層50上面の右側に上下方向に長く形成された
ランド52に接続され、同じく左側は絶縁層50上面の
左側に上下方向に長く形成されたランド53に接続され
ている。又、絶縁層50上面の上側中央にはランド5
4,55が左右に並んだ状態で形成されている。ランド
49とランド52とは絶縁層50に形成されたコンタク
トホール50aを通じて接続され、同様にランド48と
ランド53ともコンタクトホール50aを通じて接続さ
れている。さらに、ランド54とランド46、及び、ラ
ンド55とランド47とがそれぞれコンタクトホール5
0aを通じて接続されている。従って、ランド54とラ
ンド53の間で、感磁パターン部43と温度補償用パタ
ーン部44、及び、温度補償用パターン部45と感磁パ
ターン部51がそれぞれ直列接続されている。感磁パタ
ーン部51の上には絶縁層56が形成されている。各ラ
ンド52,53,54,55は絶縁層56から開口部5
6aにて外部に露出されている。尚、感磁パターン部4
3と温度補償用パターン部44にて第1磁気抵抗検出部
57が構成され、感磁パターン部51と温度補償用パタ
ーン部45にて第2磁気抵抗検出部58が構成されてい
る。又、磁界が作用していない状態での感磁パターン部
43,51と温度補償用パターン部44,45の抵抗値
は等しくなるように設定されている。
An insulating layer 50 is formed on the magneto-sensitive pattern section 43 and the temperature compensation pattern sections 44 and 45.
As shown in FIG. 7, a magneto-sensitive pattern portion 51 is formed on the upper surface of the insulating layer 50 at a position facing the magneto-sensitive pattern portion 43. The magneto-sensitive pattern section 51 is a magnetic-sensitive pattern section 43.
It is formed with the same configuration as that described above. The right end of the magneto-sensitive pattern portion 51 is connected to a land 52 formed vertically on the right side of the upper surface of the insulating layer 50, and the left side is connected to a land 53 formed vertically on the left side of the upper surface of the insulating layer 50. ing. The land 5 is located at the upper center of the upper surface of the insulating layer 50.
4, 55 are formed side by side. The lands 49 and lands 52 are connected through contact holes 50a formed in the insulating layer 50, and similarly the lands 48 and lands 53 are connected through contact holes 50a. Further, the lands 54 and the lands 46 and the lands 55 and the lands 47 are formed in the contact holes 5 respectively.
0a. Therefore, between the land 54 and the land 53, the magnetic sensing pattern 43 and the temperature compensating pattern 44, and the temperature compensating pattern 45 and the magnetic sensing pattern 51 are connected in series. An insulating layer 56 is formed on the magneto-sensitive pattern 51. Each land 52, 53, 54, 55 is formed from the insulating layer 56 to the opening 5.
It is exposed to the outside at 6a. In addition, the magnetic sensing pattern part 4
3 and the temperature compensating pattern section 44 constitute a first magnetic resistance detecting section 57, and the magneto-sensitive pattern section 51 and the temperature compensating pattern section 45 constitute a second magnetic resistance detecting section 58. The resistance values of the magneto-sensitive pattern portions 43 and 51 and the temperature compensation pattern portions 44 and 45 in a state where no magnetic field is applied are set to be equal.

【0042】次に、上記磁気抵抗素子に接続された出力
電圧判定回路の電気的構成について説明する。図11は
上記磁気抵抗素子41が接続される出力電圧判定回路6
1を示す。磁気抵抗素子41は電源電圧VC が印加され
る電源線62にランド54を介して接続され、同じく接
地線63にランド53を介して接続されている。従っ
て、感磁パターン部43と温度補償用パターン部44、
及び、温度補償用パターン部45と感磁パターン部51
は並列接続されている。第1磁気抵抗検出部57の感磁
パターン部43と温度補償用パターン部44の間(即
ち、ランド55)はオペアンプ64の非反転入力端子に
接続され、第2磁気抵抗検出部58の感磁パターン部5
1と温度補償用パターン部45の間(即ち、ランド5
2)はオペアンプ64の反転入力端子に接続されてい
る。オペアンプ64の出力側はコンパレータ65,6
6,67の各非反転入力端子に接続されている。
Next, the electrical configuration of the output voltage determination circuit connected to the magnetoresistive element will be described. FIG. 11 shows an output voltage judging circuit 6 to which the magnetoresistive element 41 is connected.
1 is shown. The magnetoresistive element 41 is connected via a land 54 to a power supply line 62 to which a power supply voltage VC is applied, and is also connected via a land 53 to a ground line 63. Therefore, the magneto-sensitive pattern section 43 and the temperature compensation pattern section 44,
In addition, the temperature compensation pattern section 45 and the magneto-sensitive pattern section 51
Are connected in parallel. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 64 is connected between the magnetic sensing pattern portion 43 of the first magnetic resistance detecting portion 57 and the temperature compensating pattern portion 44 (that is, the land 55). Pattern part 5
1 and the temperature compensation pattern portion 45 (that is, the land 5
2) is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 64. The output side of the operational amplifier 64 is a comparator 65, 6
6, 67 non-inverting input terminals.

【0043】電源線62と接地線63との間にはしきい
値電圧設定回路68が接続されている。しきい値電圧設
定回路68は直列接続された4個の抵抗69,70,7
1,72から構成されている。しきい値電圧設定回路6
8の抵抗69と抵抗70の間はコンパレータ65の反転
入力端子に接続され、同じく抵抗70と抵抗71の間は
コンパレータ66の反転入力端子に接続されている。さ
らに、抵抗71と抵抗72の間はコンパレータ67の反
転入力端子に接続されている。
A threshold voltage setting circuit 68 is connected between the power supply line 62 and the ground line 63. The threshold voltage setting circuit 68 includes four resistors 69, 70, 7 connected in series.
1, 72. Threshold voltage setting circuit 6
8 between the resistors 69 and 70 is connected to the inverting input terminal of the comparator 65, and between the resistors 70 and 71 is connected to the inverting input terminal of the comparator 66. Further, a portion between the resistors 71 and 72 is connected to an inverting input terminal of the comparator 67.

【0044】コンパレータ65の出力側はNPNトラン
ジスタ72のベースに接続され、コンパレータ66出力
側はNPNトランジスタ73のベースに接続されてい
る。又、コンパレータ67出力側はPNPトランジスタ
74のベースに接続されている。
The output side of the comparator 65 is connected to the base of the NPN transistor 72, and the output side of the comparator 66 is connected to the base of the NPN transistor 73. The output side of the comparator 67 is connected to the base of the PNP transistor 74.

【0045】トランジスタ74のエミッタは電源線62
に接続され、トランジスタ74のコレクタは赤色発光の
発光ダイオード(以下、LEDと表記する)75のアノ
ードに接続されている。トランジスタ72のコレクタは
LED75のカソードに接続され、トランジスタ72の
エミッタは接地されている。又、トランジスタ73のコ
レクタは電源線62に接続され、トランジスタ73のエ
ミッタは緑色発光のLED76のアノードに接続されて
いる。LED76のカソードは接地されている。尚、L
ED75,76は1ピース構造のLEDであり、この内
の一方が点灯したときはそのLED75又は76の発光
色で点灯する。又、LED75,76が共に点灯したと
きは赤色と緑色が合成された黄色に点灯する。
The emitter of the transistor 74 is connected to the power line 62
, And the collector of the transistor 74 is connected to the anode of a red light emitting diode (hereinafter, referred to as LED) 75. The collector of the transistor 72 is connected to the cathode of the LED 75, and the emitter of the transistor 72 is grounded. The collector of the transistor 73 is connected to the power supply line 62, and the emitter of the transistor 73 is connected to the anode of the green LED 76. The cathode of the LED 76 is grounded. Note that L
The EDs 75 and 76 are one-piece LEDs, and when one of them is lit, the ED 75 or 76 is illuminated by the color of the LED 75 or 76. When both the LEDs 75 and 76 are lit, the LED illuminates yellow, which is a combination of red and green.

【0046】次に、以上のように構成されたピストン位
置検出装置の作用について説明する。本実施例のピスト
ン位置検出装置も第2実施例のピストン位置検出装置と
同様に使用される。
Next, the operation of the piston position detecting device configured as described above will be described. The piston position detecting device of the present embodiment is used similarly to the piston position detecting device of the second embodiment.

【0047】第1磁気抵抗検出部57は感磁パターン部
43と温度補償用パターン部44との間(即ち、ランド
55)からオペアンプ64の非反転入力端子に出力電圧
V1を出力する。又、第2磁気抵抗検出部58は温度補
償用パターン部45と感磁パターン部51の間(即ち、
ランド52)から同じくオペアンプ64の反転入力端子
に出力電圧V2 を出力する。図12に示すように、第1
磁気抵抗検出部57が出力する出力電圧V1 は第2実施
例の出力電圧V1 と同様にピストン位置に対して最高感
度位置まで漸進的に増加する特性になる。又、第2磁気
抵抗検出部58が出力する出力電圧V2 は最高感度位置
まで漸進的に減少する特性になる。本実施例では第2磁
気抵抗検出部57の感磁パターン部43と第2磁気抵抗
検出部58の感磁パターン部51が基板42の重なる位
置に設けられているため、各感磁パターン部43,51
に作用する磁界の強さはほぼ同等になる。この結果、各
出力電圧V1 ,V2 の出力レベルの絶対値はほぼ同等に
なる。
The first magnetoresistive detecting section 57 outputs an output voltage V1 from between the magnetic sensing pattern section 43 and the temperature compensating pattern section 44 (that is, the land 55) to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 64. Further, the second magnetic resistance detecting section 58 is provided between the temperature compensating pattern section 45 and the magneto-sensitive pattern section 51 (that is, the magnetic sensing pattern section 51).
The output voltage V2 is output from the land 52) to the inverting input terminal of the operational amplifier 64. As shown in FIG.
The output voltage V1 output from the magnetoresistive detector 57 has a characteristic that gradually increases to the maximum sensitivity position with respect to the piston position, similarly to the output voltage V1 of the second embodiment. The output voltage V2 output from the second magnetoresistive detector 58 has such a characteristic that it gradually decreases to the highest sensitivity position. In the present embodiment, since the magneto-sensitive pattern portion 43 of the second magneto-resistance detecting portion 57 and the magneto-sensitive pattern portion 51 of the second magneto-resistance detecting portion 58 are provided at positions overlapping the substrate 42, each magneto-sensitive pattern portion 43 is provided. , 51
Are almost equal. As a result, the absolute values of the output levels of the output voltages V1 and V2 become substantially equal.

【0048】オペアンプ64は出力電圧V1 から出力電
圧V2 を差し引いた出力電圧VDEFをコンパレータ6
5,66,67の各非反転入力端子に出力する。従っ
て、両出力電圧V1 ,V2 の差分により得られる出力電
圧VDEF の出力レベルは第2実施例の出力電圧VDEF の
出力レベルよりも高くなる。又、その出力特性は第2実
施例の出力電圧VDEF よりも一層勾配が急になる。
The operational amplifier 64 subtracts the output voltage V2 from the output voltage V1 and outputs the output voltage VDEF to the comparator 6
5, 66 and 67 are output to the non-inverting input terminals. Therefore, the output level of the output voltage VDEF obtained from the difference between the two output voltages V1 and V2 is higher than the output level of the output voltage VDEF of the second embodiment. Further, the output characteristic has a steeper gradient than the output voltage VDEF of the second embodiment.

【0049】しきい値電圧設定回路68は抵抗69と抵
抗70の間からで電圧VC に基づく第1しきい値電圧V
THL をコンパレータ65の反転入力端子に出力する。
又、同じく抵抗70と抵抗71の間から第3しきい値電
圧VTHM をコンパレータ66の反転入力端子に出力す
る。さらに、しきい値電圧設定回路68は抵抗71と抵
抗72の間から第2しきい値電圧VTHU をコンパレータ
67の反転入力端子に出力する。この出力電圧VDEF に
対しては、個々の出力電圧V1 ,V2 に対して設定する
よりも、一層大きな電圧差がある第1しきい値電圧VTH
L 及び第2しきい値電圧VTHU を設定することができ
る。
The threshold voltage setting circuit 68 provides a first threshold voltage V based on the voltage VC between the resistor 69 and the resistor 70.
THL is output to the inverting input terminal of the comparator 65.
Also, the third threshold voltage VTHM is output to the inverting input terminal of the comparator 66 from between the resistors 70 and 71. Further, the threshold voltage setting circuit 68 outputs the second threshold voltage VTHU from between the resistors 71 and 72 to the inverting input terminal of the comparator 67. For this output voltage VDEF, a first threshold voltage VTH having a larger voltage difference than that set for each output voltage V1, V2.
L and the second threshold voltage VTHU can be set.

【0050】オペアンプ64が出力する出力電圧VDEF
はコンパレータ65にて第1しきい値電圧VTHL と比較
され、出力電圧VDEF が第1しきい値電圧VTHL 以上と
なる危険取付範囲、準最適取付範囲及び最適取付範囲か
らなる範囲ではHレベルとなる信号SG11 が出力され
る。又、出力電圧VDEF はコンパレータ66にて第3し
きい値電圧VTHM と比較され、出力電圧VDEF が第3し
きい値電圧VTHM 以上となる準最適取付範囲及び最適取
付範囲からなる範囲ではHレベルとなる信号SG12 が出
力される。さらに、出力電圧VDEF はコンパレータ67
にて第2しきい値電圧VTHU と比較され、出力電圧VDE
F が第2しきい値電圧VTHU 以上となる最適取付範囲で
はHレベルとなる信号SG13 が出力される。
Output voltage VDEF output from operational amplifier 64
Is compared with the first threshold voltage VTHL by the comparator 65, and becomes H level in a dangerous mounting range where the output voltage VDEF is equal to or higher than the first threshold voltage VTHL, a sub-optimal mounting range, and an optimum mounting range. The signal SG11 is output. The output voltage VDEF is compared with the third threshold voltage VTHM by the comparator 66. When the output voltage VDEF is equal to or higher than the third threshold voltage VTHM, the output voltage VDEF is set to the H level in a range including the sub-optimal mounting range and the optimal mounting range. The signal SG12 is output. Further, the output voltage VDEF is determined by the comparator 67.
Is compared with the second threshold voltage VTHU, and the output voltage VDE
In the optimum mounting range where F is equal to or higher than the second threshold voltage VTHU, a signal SG13 which is at H level is output.

【0051】コンパレータ65は出力電圧VDEF 及び第
1しきい値電圧VTHL に基づく信号SG11 をNPNトラ
ンジスタ72のベースに出力する。又、コンパレータ6
6は出力電圧VDEF 及び第3しきい値電圧VTHM に基づ
く信号SG12 をNPNトランジスタ73のベースに出力
する。さらに、コンパレータ67は出力電圧VDEF 及び
第2しきい値電圧VTHU に基づく信号SG13 をPNPト
ランジスタ74のベースに出力する。そして、信号SG1
3 がHレベルとなる範囲が最適取付範囲とされ、信号S
G13 がLレベルで信号SG12 がHレベルとなる範囲が準
最適取付範囲とされる。さらに、信号SG12 がLレベル
で信号SG11 がHレベルとなる範囲が危険取付範囲とさ
れる。従って、ピストン位置が危険取付範囲、準最適取
付範囲及び最適取付範囲からなる範囲外であるときは、
信号SG11 、SG12 及びSG13 が共にLレベルとなるた
め、トランジスタ72,73がオフとなりトランジスタ
74がオンとなる。この結果、危険取付範囲、準最適取
付範囲及び最適取付範囲からなる範囲外であるときはL
ED75,76は共に点灯しない。又、ピストン位置が
危険取付範囲であるときは、信号SG11 がHレベル、信
号SG12 ,SG13 がLレベルとなるため、トランジスタ
72,74がオンとなりトランジスタ73がオフにな
る。この結果、危険取付範囲であるときはLED75が
赤色に点灯する。又、ピストン位置が準最適取付範囲で
あるときは、信号SG11 ,SG12 がHレベルとなり、信
号SG13 がLレベルとなるため、トランジスタ72,7
3,74が全てオンになる。この結果、LED75,7
6が共に点灯するため、黄色が視認される。さらに、ピ
ストン位置が最適取付範囲であるときは、信号SG11 ,
SG12 ,SG13 が全てHレベルになるため、トランジス
タ72,73がオンになりトランジスタ74がオフにな
る。この結果、LED76が緑色に点灯する。従って、
作業者はピストン位置がどの範囲にあるかを容易に視認
することができる。以上詳述したように、本実施例のピ
ストン位置検出装置によれば、第2実施例の効果に加え
て、第2実施例のピストン位置検出装置の出力電圧VDE
F よりも一層大きな出力レベルの出力電圧VDEF を得る
ことができるため、一層大きな電圧差を持って各しきい
値電圧VTHL ,VTHU を設定することができる。従っ
て、検出する磁界が弱い場合でも、外部磁界等による誤
動作を一層起きにくくすることができる。
The comparator 65 outputs a signal SG11 based on the output voltage VDEF and the first threshold voltage VTHL to the base of the NPN transistor 72. Comparator 6
6 outputs a signal SG12 based on the output voltage VDEF and the third threshold voltage VTHM to the base of the NPN transistor 73. Further, the comparator 67 outputs a signal SG13 based on the output voltage VDEF and the second threshold voltage VTHU to the base of the PNP transistor 74. And the signal SG1
3 is at the H level, and the range of the signal S
The range where G13 is at the L level and signal SG12 is at the H level is the sub-optimal mounting range. Further, a range in which the signal SG12 is at the L level and the signal SG11 is at the H level is defined as a dangerous mounting range. Therefore, when the piston position is out of the range consisting of the dangerous mounting range, the sub-optimal mounting range, and the optimal mounting range,
Since the signals SG11, SG12 and SG13 are all at L level, the transistors 72 and 73 are turned off and the transistor 74 is turned on. As a result, when it is out of the range including the dangerous mounting range, the sub-optimal mounting range, and the optimum mounting range, L
The EDs 75 and 76 do not light up. When the piston position is in the dangerous mounting range, the signal SG11 is at the H level and the signals SG12 and SG13 are at the L level, so that the transistors 72 and 74 are turned on and the transistor 73 is turned off. As a result, when it is within the dangerous mounting range, the LED 75 lights up in red. When the piston position is within the sub-optimal mounting range, the signals SG11 and SG12 go high and the signal SG13 goes low, so that the transistors 72 and
3, 74 are all turned on. As a result, LEDs 75, 7
Since 6 lights up together, yellow is visually recognized. Further, when the piston position is within the optimum mounting range, the signals SG11, SG11,
Since SG12 and SG13 are all at H level, the transistors 72 and 73 are turned on and the transistor 74 is turned off. As a result, the LED 76 turns green. Therefore,
The operator can easily visually recognize the range of the piston position. As described in detail above, according to the piston position detecting device of the present embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the output voltage VDE of the piston position detecting device of the second embodiment is also increased.
Since an output voltage VDEF having a higher output level than that of F can be obtained, each of the threshold voltages VTHL and VTHU can be set with a larger voltage difference. Therefore, even when the magnetic field to be detected is weak, malfunction due to an external magnetic field or the like can be further reduced.

【0052】又、本実施例によれば、出力電圧VDEF に
対して3つのしきい値電圧VTHL ,VTHM ,VTHU を設
定することにより、最適取付範囲及び危険取付範囲の間
に準最適取付範囲を設定した。従って、最適取付範囲か
ら外れたピストン位置を準最適取付範囲及び危険取付範
囲にて2重に検出することができるため、例えば、準最
適取付範囲での検出をピストン位置が最適取付範囲から
ずれたことを知らせるための予告範囲として、危険取付
範囲の検出を即座にピストン位置を最適取付範囲に修正
すべき限界範囲とするといった使用を行うことができ
る。
Further, according to the present embodiment, by setting three threshold voltages VTHL, VTHM, and VThu with respect to the output voltage VDEF, a sub-optimal mounting range can be set between the optimum mounting range and the dangerous mounting range. Set. Therefore, since the piston position deviating from the optimum mounting range can be detected twice in the sub-optimal mounting range and the dangerous mounting range, for example, the detection in the sub-optimal mounting range deviates from the optimum mounting range. As a notice range for notifying that, the detection of the dangerous mounting range can be immediately used as a limit range in which the piston position should be corrected to the optimum mounting range.

【0053】尚、本発明は上記実施例の他に、以下のよ
うに構成することもできる。 (1) 第1〜第3実施例で、第1磁気抵抗検出部4,
5,57,58の各感磁パターン部6,11,43,5
1のパターン面をシリンダチューブTの軸線を含む面内
に配置しなくてもよい。例えば、パターン面をシリンダ
チューブT外周面に対する接線を含む面と平行に配置す
るようにしてもよい。
The present invention can be configured as follows in addition to the above embodiment. (1) In the first to third embodiments, the first magnetoresistive detector 4,
5, 57, and 58 of the magneto-sensitive pattern portions 6, 11, 43, and 5
The first pattern surface need not be arranged in a plane including the axis of the cylinder tube T. For example, the pattern surface may be arranged in parallel with a surface including a tangent to the outer peripheral surface of the cylinder tube T.

【0054】(2) 第2、第3実施例で、感磁パター
ン部6,11,43,51のパターン線6a,11a,
43a,51aのピッチを感磁パターン部6,11,4
3,51の中央から両側に同じ大きさずつ(即ち、等差
数列的に)増大するように形成してもよい。
(2) In the second and third embodiments, the pattern lines 6a, 11a,
The pitches of 43a and 51a are set to the magneto-sensitive pattern portions 6, 11, and 4.
It may be formed so as to increase by the same size on both sides from the center of 3, 51 (ie, in an arithmetic progression).

【0055】(3) 第3実施例で、感磁パターン部4
3,51のパターン線43a,51a間のピッチを一定
に形成してもよい。この場合でも、個々の出力電圧V1
,V2 よりも出力レベルの高い出力電圧VDEF を得る
ことができる。
(3) In the third embodiment, the magneto-sensitive pattern 4
The pitch between the 3, 51 pattern lines 43a, 51a may be formed to be constant. Even in this case, the individual output voltages V1
, V2 can be obtained at an output level higher than V2.

【0056】(4) 第1又は第2実施例のピストン位
置検出装置において、3つのしきい値電圧を設定し、最
適取付範囲及び危険取付範囲の他に準最適取付範囲を設
定するように構成してもよい。
(4) In the piston position detecting device of the first or second embodiment, three threshold voltages are set, and a sub-optimal mounting range is set in addition to the optimum mounting range and the dangerous mounting range. May be.

【0057】(5) 第3実施例で、2つの感磁パター
ン部43,51を基板42の表裏に分けて形成するよう
にしてもよい。さらに、感磁パターン部を3個以上設け
た構成としてもよい。
(5) In the third embodiment, the two magneto-sensitive pattern portions 43 and 51 may be formed separately on the front and back of the substrate 42. Further, a configuration in which three or more magneto-sensitive pattern portions are provided may be adopted.

【0058】又、それぞれに1個の感磁パターン部4
3,51を形成した基板42を張り合わせて磁気抵抗素
子41を形成するようにしてもよい。 (6) 第1及び第2実施例で、温度補償用パターン部
7,12を両感磁パターン部6,11を挟んで基板3の
上下に配置するようにしてもよい。又、温度補償用パタ
ーン部7,12を基板3の左右方向の中央に設けず、左
又は右側に偏った位置に配置するようにしてもよい。
Also, one magneto-sensitive pattern portion 4 is provided for each.
The magnetoresistive element 41 may be formed by laminating the substrates 42 on which the layers 3 and 51 are formed. (6) In the first and second embodiments, the temperature compensation pattern portions 7 and 12 may be arranged above and below the substrate 3 with the both magneto-sensitive pattern portions 6 and 11 interposed therebetween. Further, the temperature compensating patterns 7, 12 may not be provided at the center of the substrate 3 in the left-right direction, but may be arranged at a position deviated leftward or rightward.

【0059】(7) 第1及び第2実施例で、LED3
4,36の色を緑色と赤色との組み合わせ以外の色の組
み合わせとしてもよい。又、LED34,36の色を同
色とし、危険取付範囲で何れか一方のみ点灯させ、最適
取付範囲で両方を点灯させるように構成してもよい。
(7) In the first and second embodiments, the LED 3
The 4,36 colors may be a combination of colors other than the combination of green and red. Alternatively, the colors of the LEDs 34 and 36 may be the same, and only one of the LEDs 34 and 36 may be turned on in the dangerous mounting range, and both may be turned on in the optimum mounting range.

【0060】さらに、1個のLEDを危険取付範囲では
点滅させ、最適取付範囲で持続的に点灯させるように構
成してもよい。 (8) 第3実施例で、異なる色の或いは同じ色のLE
Dを3つ設け、各検出範囲毎に異なるLEDを点灯させ
るように構成してもよい。
Further, a configuration may be adopted in which one LED blinks in the dangerous mounting range and is continuously lit in the optimum mounting range. (8) In the third embodiment, LEs of different colors or of the same color
Three Ds may be provided, and different LEDs may be turned on for each detection range.

【0061】(9) LEDに代えて、例えば、電界発
光素子(EL素子)、液晶素子等の発光素子、表示素子
を使用して最適取付範囲及び危険取付範囲の表示を行う
ようにしてもよい。
(9) Instead of the LED, for example, a light emitting element such as an electroluminescent element (EL element), a liquid crystal element, or a display element may be used to display the optimum mounting range and the dangerous mounting range. .

【0062】(10) ピストン位置をLED34,3
6(75,76)にて表示せず、各取付範囲に対応する
出力信号としてプログラマブル・コントローラ等に出力
するよに構成してもよい。
(10) The piston position is indicated by LEDs 34, 3
6 (75, 76), the signal may be output to a programmable controller or the like as an output signal corresponding to each mounting range.

【0063】(11) 第1、第2実施例で、各コンパ
レータ25,26に正帰還をかけるように構成してもよ
い。即ち、図3に二点鎖線で示すように、各コンパレー
タ25,26の非反転入力端子と出力端子とをそれぞれ
抵抗39を介して接続する。この場合、危険取付範囲
(準最適取付範囲)から最適取付範囲(準最適取付範
囲)、あるいは、最適取付範囲(準最適取付範囲)から
危険取付範囲(準最適取付範囲)への切り換えを安定し
て行うことができる。
(11) In the first and second embodiments, the comparators 25 and 26 may be configured to apply positive feedback. That is, as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the non-inverting input terminal and the output terminal of each of the comparators 25 and 26 are connected via the resistor 39, respectively. In this case, stable switching from the dangerous mounting range (sub-optimal mounting range) to the optimal mounting range (sub-optimal mounting range) or the optimal mounting range (sub-optimal mounting range) to the dangerous mounting range (sub-optimal mounting range) is stabilized. Can be done.

【0064】又、同様に、第3実施例において、出力電
圧判定回路61の各コンパレータ65,66,67に正
帰還をかけるように構成してもよい。 (12) ピストンPに取り付ける磁石Mの形状は、リ
ング状に限らず、例えば、円柱状、半円柱状、四角柱状
等の形状であってもよい。
Similarly, in the third embodiment, the comparators 65, 66, 67 of the output voltage determination circuit 61 may be configured to apply a positive feedback. (12) The shape of the magnet M attached to the piston P is not limited to a ring shape, and may be, for example, a columnar shape, a semi-cylindrical shape, a quadrangular prism shape, or the like.

【0065】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施例で把握される技術的思想を
その効果とともに記載する。 (1) 請求項3に記載のピストン位置検出装置におい
て、各第1磁気抵抗検出部43,51を基板42の一面
側に絶縁層50を挟んで積層されることにより形成す
る。このような構成によれば、3つ以上の磁気検出部を
容易に形成することができる。又、各磁気パターン部4
3,51の位置決め精度を高くすることができる。さら
に、磁気抵抗検出部を3つ以上とする場合は、全体をコ
ンパクトにすることができる。
Hereinafter, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped in each of the above-described embodiments will be described together with their effects. (1) In the piston position detecting device according to the third aspect, each of the first magnetoresistive detecting portions 43 and 51 is formed by laminating the insulating layer 50 on one surface side of the substrate 42. According to such a configuration, three or more magnetic detection units can be easily formed. Also, each magnetic pattern portion 4
The positioning accuracy of 3, 51 can be increased. Further, when three or more magnetoresistive detectors are provided, the whole can be made compact.

【0066】(2) 請求項1から請求項4の何れかに
記載のピストン位置検出装置において、しきい値電圧に
て設定された各検出範囲を判別可能に表示する表示手段
34,36(75,76)を設けた。このような構成に
よれば、ピストン位置を視認可能に表示することができ
る。
(2) In the piston position detecting device according to any one of claims 1 to 4, the display means 34, 36 (75) for distinguishably displaying each detection range set by the threshold voltage. , 76). According to such a configuration, the piston position can be displayed visually.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、各しきい値電圧を出力ピーク値から大き
な電圧差を取って設定することができるため、検出する
磁界が弱い場合でも外部磁界等による誤動作を起きにく
くすることができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, since each threshold voltage can be set by taking a large voltage difference from the output peak value, the magnetic field to be detected is reduced. Even in a weak case, malfunction due to an external magnetic field or the like can be suppressed.

【0068】又、請求項2に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の効果に加えて、差分出力電圧の出力
特性を最高感度位置に近づくにつれて増加率が大きくな
るように増加する特性とすることができるため、各しき
い値電圧を出力ピーク値又基準電圧から大きな電圧差を
確保して設定しながら適正な取付範囲を設定することが
できる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the output characteristic of the differential output voltage is increased such that the rate of increase increases as the position approaches the highest sensitivity position. Therefore, it is possible to set an appropriate mounting range while setting each threshold voltage while securing a large voltage difference from the output peak value or the reference voltage.

【0069】又、請求項3に記載の発明によれば、請求
項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、各しき
い値電圧と出力ピーク値又基準電圧との間に一層大きな
電圧差を確保しながら適正な取付範囲を設定することが
できるため、検出する磁界が弱い場合でも外部磁界等に
よる誤動作を一層起きにくくすることができる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect of the present invention, a further effect is obtained between each threshold voltage and the output peak value or the reference voltage. Since an appropriate mounting range can be set while securing a large voltage difference, even when the magnetic field to be detected is weak, malfunction due to an external magnetic field or the like can be further reduced.

【0070】又、請求項4に記載の発明によれば、請求
項1から請求項3の何れかに記載の発明の効果に加え
て、最適取付範囲と危険取付範囲の間に準最適取付範囲
を設定したため、例えば、準最適取付範囲での検出をピ
ストン位置の最適取付範囲からずれたことを知らせるた
めの予告範囲とし、危険取付範囲での検出を即座にピス
トン位置を最適取付範囲に修正すべき限界範囲とすると
いった使用を行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to third aspects, a sub-optimal mounting range between the optimum mounting range and the dangerous mounting range is provided. Therefore, for example, the detection in the sub-optimal mounting range is set as a notice range for notifying that the piston position has deviated from the optimal mounting range, and the detection in the dangerous mounting range is immediately corrected to the optimal mounting range. It can be used as a power limit range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1実施例の磁気抵抗素子を示す概略正面
図。
FIG. 1 is a schematic front view showing a magnetoresistive element according to a first embodiment.

【図2】 ピストン位置検出装置の電気回路図。FIG. 2 is an electric circuit diagram of a piston position detecting device.

【図3】 出力電圧と出力信号の関係を示すチャート。FIG. 3 is a chart showing a relationship between an output voltage and an output signal.

【図4】 (a)シリンダに装着したピストン位置検出
装置の概略正面図、(b)同じく概略側面。
4A is a schematic front view of a piston position detecting device mounted on a cylinder, and FIG.

【図5】 第2実施例の磁気抵抗素子を示す概略正面
図。
FIG. 5 is a schematic front view showing a magnetoresistive element according to a second embodiment.

【図6】 出力電圧と出力信号の関係を示すチャート。FIG. 6 is a chart showing a relationship between an output voltage and an output signal.

【図7】 第3実施例の磁気抵抗素子の上層を示す概略
正面図。
FIG. 7 is a schematic front view showing the upper layer of the magnetoresistive element according to the third embodiment.

【図8】 同じく磁気抵抗素子の下層を示す概略正面
図。
FIG. 8 is a schematic front view showing a lower layer of the magnetoresistive element.

【図9】 図7のA−A線に対応する模式断面図。FIG. 9 is a schematic sectional view corresponding to line AA in FIG. 7;

【図10】 図7のB−B線に対応する模式断面図。FIG. 10 is a schematic sectional view corresponding to line BB in FIG. 7;

【図11】 ピストン位置検出装置の電気回路図。FIG. 11 is an electric circuit diagram of a piston position detecting device.

【図12】 出力電圧と各信号の関係を示すチャート。FIG. 12 is a chart showing a relationship between an output voltage and each signal.

【図13】 従来例の位置検出装置の電気回路図。FIG. 13 is an electric circuit diagram of a conventional position detecting device.

【図14】 出力電圧と各範囲の関係を示すグラフ。FIG. 14 is a graph showing a relationship between an output voltage and each range.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4,5…磁気抵抗検出部、6…感磁パターン部、6a…
パターン線、11…感磁パターン部、11a…パターン
線、24…差分出力生成部としての差分回路、43,5
1…感磁パターン部、57,58…磁気抵抗検出部、6
4…差分出力生成部としての差分回路、V1 ,V2 …出
力電圧、VDEF …差分出力電圧としての出力電圧、VTH
L ,VTHM ,VTHU …しきい値電圧。
4, 5 ... Magnetic resistance detecting section, 6 ... Magnetic sensing pattern section, 6a ...
Pattern line, 11: magneto-sensitive pattern section, 11a: pattern line, 24: difference circuit as difference output generation section, 43, 5
Reference numeral 1: magnetic sensing pattern part, 57, 58 ... magnetic resistance detecting part, 6
4: Difference circuit as difference output generation unit, V1, V2 ... output voltage, VDEF ... output voltage as difference output voltage, VTH
L, VTHM, VTHU ... threshold voltage.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 磁気抵抗検出部(4,5,57,58)
がピストン位置に対応して出力する出力電圧(V1 ,V
2 )に対して出力レベルの異なる複数のしきい値電圧を
設定し、各しきい値電圧に基づいて設定される複数の範
囲でピストン位置を判別するピストン位置検出装置にお
いて、 磁気抵抗検出部(4,5,57,58)を複数備えると
ともに各磁気抵抗検出部(4,5,57,58)の位置
検出方向を同じにするとともにそれぞれの出力ピークと
なる位置が一致するように配置し、 各磁気抵抗検出部(4,5,57,58)の出力電圧
(V1 ,V2 )から個々の出力電圧(V1 ,V2 )より
も出力レベルの大きな差分出力電圧(VDEF )を生成す
る差分出力生成部(24,64)を備え、 差分出力生成部(24,64)が出力する差分出力電圧
(VDEF )に対して複数のしきい値電圧を設定し、ピス
トン位置を判別するようにしたピストン位置検出装置。
1. A magnetoresistive detector (4, 5, 57, 58)
Output voltage (V1, V1) corresponding to the piston position
2) In a piston position detecting device that sets a plurality of threshold voltages having different output levels to each other and determines a piston position in a plurality of ranges set based on each of the threshold voltages, a magnetic resistance detecting unit ( 4,5,57,58) and the same direction of position detection of each of the magnetoresistive detectors (4,5,57,58), and they are arranged such that their output peak positions coincide. Difference output generation for generating a difference output voltage (VDEF) having an output level larger than each output voltage (V1, V2) from the output voltages (V1, V2) of the respective magnetoresistive detectors (4, 5, 57, 58). (24, 64), wherein a plurality of threshold voltages are set for the differential output voltage (VDEF) output from the differential output generator (24, 64) to determine the piston position. Detector .
【請求項2】 各磁気抵抗検出部(4,5)は、その感
磁パターン部(6,11)の位置検出方向のパターン線
(6a,11a)のピッチを、感磁パターン部(6,1
1)の位置検出方向の中央が最も小さく、中央から両端
側にいくにつれて大きくなるように形成した請求項1に
記載のピストン位置検出装置。
2. Each of the magnetoresistive detectors (4, 5) sets the pitch of the pattern lines (6a, 11a) in the position detection direction of the magnetosensitive pattern (6, 11) to the magnetosensitive pattern (6, 11). 1
2. The piston position detecting device according to claim 1, wherein the center in the position detecting direction of 1) is formed to be the smallest, and to increase from the center to both ends.
【請求項3】 複数の磁気抵抗検出部(57,58)
を、その各感磁パターン部(43,51)のパターン面
に垂直な方向にほぼ相対させるとともに、各感磁パター
ン部(43,51)に作用する磁界がほぼ等しくなる距
離に配置した請求項1又は請求項2に記載のピストン位
置検出装置。
3. A plurality of magnetoresistive detectors (57, 58).
Are substantially opposed to each other in a direction perpendicular to the pattern surface of each magneto-sensitive pattern portion (43, 51), and are arranged at a distance at which the magnetic fields acting on each magneto-sensitive pattern portion (43, 51) are substantially equal. The piston position detecting device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 出力電圧(VDEF )に対して互いにレベ
ルの異なる3つのしきい値電圧(VTHL ,VTHM ,VTH
U )を設定し、各しきい値電圧(VTHL ,VTHM ,VTH
U )に基づいて最適取付範囲、準最適取付範囲及び危険
取付範囲を設定するようにした請求項1から請求項3の
何れかに記載のピストン位置検出装置。
4. Three threshold voltages (VTHL, VTHM, VTH) having different levels with respect to the output voltage (VDEF).
U) is set, and each threshold voltage (VTHL, VTHM, VTH
The piston position detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein an optimum mounting range, a sub-optimal mounting range, and a dangerous mounting range are set based on U).
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