JP5506385B2

JP5506385B2 - 流量制御弁及び流量制御弁用のスプール位置検出装置

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Description

本発明は流体の流量制御弁として用いられるスプール型流量制御弁に関し、また、流量制御弁用のスプール位置検出装置に関する。

例えば建設機械／車両やその他の機械／車両等の分野で、作業機器の駆動アクチュエータとして流体圧シリンダ等の流体圧機器が用いられる。流体圧機器の駆動に際しては、所要の流体圧ポートに対して流量制御弁を介して方向及び流量の制御された圧流体が供給される。この種の流体圧機器の一例として、下記の特許文献１及び２に記載されたものがある。流量制御弁としては、各種のパイロット弁が使用される。流量制御弁はサーボ弁として構成され、該流量制御弁のスプールの位置を位置検出器で検出し、該スプールを駆動するアクチュエータにスプール位置検出データをフィードバックするようにしている。この種の位置検出機能を備えたスプール型流量制御弁の一例として、下記の特許文献３に記載されたものがある。
特開平９−１７７１３７号公報特開２０００−２１３５０６号公報特開２００２−２９７２４３号公報

位置検出器には、電気抵抗式、電磁式あるいは光学式など種々のタイプのものが公知である。ポテンショメータを用いた電気抵抗式の位置検出器は、機械接触式の接点があるため、耐久性の面で難がある。一方、光学式のセンサは非接触式で検出が行えるが、周辺環境が汚れ易い環境である場合、メンテナンスが面倒であるという難点がある。交流励磁されたコイルを使用する電磁式のセンサは、非接触式で検出が行える上、周辺環境が汚れ易い環境であっても耐え得るものである、という利点がある。しかし、温度特性によるコイルインピーダンスの変動をどう補償して精度の良い位置検出が行えるようにするかが課題となる。また、どのようなタイプのセンサであっても、簡潔な構成であり、製造コストの安価な位置検出器を提供することが望まれる。

ところで、流量制御弁には、使用目的に応じて多様なサイズのものがある。従来のスプール位置検出装置にあっては、検出対象たるスプールの最大変位量が異なれば、それに合わせた検出可能範囲を持つ位置センサを使用しなければならない。従って、従来は、多様なサイズの流量制御弁の各機種毎に異なる位置検出装置を用意しなければならなかった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、耐久性に富み、また、過酷な使用環境にも耐え、温度特性補償性能にも優れ、かつ、簡潔な構成であり、製造コストも安価にし得る、電磁式の位置検出器を具備する流量制御弁を提供しようとするものである。また、同様の利点を持つ、流量制御弁用のスプール位置検出装置を提供しようとするものである。また、異なるサイズの流量制御弁に対しても共通に使用することのできるスプール位置検出装置を提供しようとするものである。

本発明に係る流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成されていて、面積が漸減する先細り形状の先端部分を持つ複数の前記珪素鋼板を含み、かつ、層の中央寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さが外側寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、流量制御弁におけるスプールの変位に連動してターゲット・プローブが移動し、センサ・ハウジング内の第１及び第２のコイルによって該ターゲット・プローブの位置を検出することにより、スプール位置を検出することができる。すなわち、ターゲット・プローブは、流量制御弁におけるスリーブの一端の開口から突き出てセンサ・ハウジング内の内部空間に侵入する。第１のコイル及び第２のコイルは、センサ・ハウジング内における筒部（内部空間）の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置されているが、第１のコイル（例えば近位側）のみが該ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて漸次変化する。一方、第２のコイル（例えば遠位側）は少なくともターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されている。第１及び第２のコイルが同じような特性（巻数等）を持つものであれば、温度特性によるインピーダンス変化成分は、第１及び第２のコイルにおいてそれぞれ同符号かつ略同値で顕れるため、第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより得られる位置検出信号は、温度特性によるインピーダンス変化成分を相殺したものとなり、温度特性補償を達成することができる。そして、第２のコイルの出力はターゲット・プローブの位置に応じて変化しないため、第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより得られる位置検出信号は、第１のコイルの出力の変化を反映したものとなり、ターゲット・プローブの直線位置つまりスプール位置を検出したものとなる。
また、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持つことにより、ターゲット・プローブの直線位置に対して感度のよい検出を行うことができ、かつ、検出用の第１のコイルの長さ（ターゲット・プローブの直線変位方向の長さ）を短くすることができ、検出装置の構成をコンパクト化することができる。
また、前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成されていて、面積が漸減する先細り形状の先端部分を持つ複数の前記珪素鋼板を含み、かつ、層の中央寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さが外側寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さよりも長いことにより、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成したターゲット・プローブでありながら、全体として立体的な先細り形状をなすターゲット・プローブを形成することができ、ターゲット・プローブの直線位置に対してより一層感度のよい検出を行うことができる。

なお、第２のコイルの出力はターゲット・プローブの位置に応じて実質的に変化しないようにしたことにより、ターゲット・プローブの構成（形状）を一方向に漸次変化する形状とすることができ、構成を簡素化することができる。これは製造コストの低減にもつながる。また、コイル数も２個で済むため、構成を簡素化することができ、製造コストの低減にもつながる。また、電磁式であるため、耐久性に富み、また、過酷な使用環境にも耐えうるものとなる。従って、本発明によれば、耐久性に富み、また、過酷な使用環境にも耐えうるものとなり、また、温度特性補償性能にも優れ、かつ、簡潔な構成であり、製造コストも安価にし得る、電磁式のスプール位置検出機能を具備する流量制御弁を提供することができる。
別の観点に従う本発明に係る流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、前記第２のコイルの内側において、リング状に磁気応答性シールド部材が設けられており、前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだ状態において前記磁気応答性シールド部材によって前記第２のコイルが前記ターゲット・プローブに感応しないように構成されていることを特徴とする。
これによれば、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持つことにより、前述の通り、ターゲット・プローブの直線位置に対して感度のよい検出を行うことができ、かつ、検出用の第１のコイルの長さ（ターゲット・プローブの直線変位方向の長さ）を短くすることができ、検出装置の構成をコンパクト化することができ、また、第１及び第２のコイルの配置間隔を短くすることができるので、検出装置の構成をコンパクト化することができる。
更に別の観点に従う本発明に係る流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路であって、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定する前記ゲイン設定回路とを具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出することを特徴とする。
更に別の観点に従う本発明に係る流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだとき、該ターゲット・プローブの根元寄りの所定部分が前記第1のコイルの感応領域に入り込み、該根元寄りの所定部分で該第２のコイルの感応を打ち消すように第1のコイルの感応度合いを増強する形状をなしていることを特徴とする。

好ましい一実施例によれば、前記センサ・ハウジング内において、前記筒部の周囲の空間に、前記第１及び第２のコイルを交流励磁するための回路及び位置検出データを生成し出力するための回路を収納してなることを特徴とする。これによれば、検出に必要な各種回路をセンサ・ハウジング内に内蔵することで、全体としてコンパクトな装置構成でスプール位置検出機能を達成することができる。

好ましい一実施例によれば、ターゲット・プローブに対して、第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置することを特徴とする。また、ターゲット・プローブの長さは、その先端が遠位側の第２のコイルの感応領域に入り込まない長さであることを特徴とする。これにより、遠位側に位置する第２のコイルの磁気応答性はターゲット・プローブの直線位置に応じて変化を示すことがない。

別の実施例に従えば、ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の第２のコイルの感応領域に入り込む長さであってよく、その先端が遠位側の第２のコイルの感応領域に入り込んだとき、該ターゲット・プローブの根元寄りの所定部分が第1のコイルの感応領域に入り込み、該根元寄りの所定部分で該第２のコイルの感応を打ち消すように第1のコイルの感応度合いを増強する形状をなしていることを特徴とする。

更に別の実施例によれば、前記第２のコイルの内側において、リング状に磁気応答性シールド部材が設けられていてもよい。このような磁気応答性シールド部材の存在によっても、第２のコイルの磁気応答性はターゲット・プローブの直線位置に応じて変化を示すことがないようにすることができる。

好ましい一実施例によれば、前記スプールの最大変位量が相違する複数種類の流量制御弁に関して、前記スリーブの一端に設けられる開口のサイズと、前記スリーブの一端に対する前記センサ・ハウジングの取付け構造とを共通化し、かつ、前記センサ・ハウジング内の前記筒部が形成する前記内部空間の長さは、前記複数種類の流量制御弁のうち最も長い前記スプールの最大変位量に対応できるサイズとすることで、前記ターゲット・プローブは前記複数種類の流量制御弁毎に異なるサイズのものを用いるが、前記第１のコイル及び第２のコイルを含む同じ前記センサ・ハウジングは、前記複数種類の流量制御弁に対して共通に適用できることを特徴とする。これによれば、第１のコイル及び第２のコイルを含む同じセンサ・ハウジングを、複数種類の流量制御弁に対して共通に適用できるので、多様なサイズの流量制御弁の各機種毎に異なる位置検出装置を用意しなくてもよいものとなり、共用化による製造コストの低減をもたらす。

一実施例によれば、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路とを更に具え、ゲイン設定回路は、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定することを特徴とする。これにより、渦電流損及び回路内要素の温度特性を補償することができる。

更に別の観点に従えば、本発明は、流量制御弁のためのスプール位置検出装置であって、前記流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで軸方向に移動させることで流量制御を行うものであり、前記スプール位置検出装置は、前記流量制御弁の前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、ここで、前記流量制御弁の前記スリーブの一端には、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、開口が設けられており、前記流量制御弁の前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成されていて、面積が漸減する先細り形状の先端部分を持つ複数の前記珪素鋼板を含み、かつ、層の中央寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さが外側寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さよりも長いことを特徴とする。これは、上述と同様の特徴を持ち、同様の作用・効果を奏する。

本発明の一実施例に係るスプール型流量制御弁を用いて流体圧シリンダを駆動制御するシステムの一例を示す図。

スプール位置検出装置の拡大断面図であって、長いストロークのスプール位置検出に適用した例を示す図。

短いストロークのスプール位置検出に適用した例を示すスプール位置検出装置の拡大断面図。

検出用回路の一例を示すブロック図。

スプール位置に対する検出信号の出力特性例を示すグラフ。

スプール位置検出装置の変更例を示す断面図。

検出用回路内内におけるゲイン設定用アンプの一例を示す回路図。

検出用回路の別の例を示すブロック図。

ターゲット・プローブの別の構成例を示す側面断面図。

積層体を構成する個々の珪素鋼板部分の形状の一例を示す側面図。

図８Ａのターゲット・プローブの端面図。

以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るスプール型流量制御弁１０を用いて流体圧シリンダ２０を駆動制御するシステムの一例を示す。スプール型流量制御弁１０は、公知のように、複数のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を持つスリーブ１１内に複数の弁体（図示せず）を持つスプール１２をスライド可能に収容し、該スプール１２をアクチュエータ１３（例えばソレノイドのようなリニアアクチュエータ）で直線的に移動させることで流量制御を行う。ポートＰ１，Ｐ２は流体圧シリンダ２０のポートＰ１１，Ｐ１２にそれぞれ接続され、ポートＰ３，Ｐ４は流体供給源（ポンプ）１４とタンク１５にそれぞれ接続されている。公知のように、該流量制御弁１０を介して流体圧シリンダ２０のポートＰ１１，Ｐ１２に与えられる圧流体の流量と方向に応じて、流体圧シリンダ２０のピストンロッド２１が駆動される。なお、図１では、スリーブ１１、スプール１２、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、略図で示されている。

流量制御弁１０のスプール１２の位置を検出するためにスプール位置検出装置３０が設けられている。スプール位置検出装置３０は、アクチュエータ１３によって直線的に駆動されるスプール１２の直線位置を検出し、検出したスプール位置を示す位置データを制御装置４０のサーボ制御ユニット４２に与える。

制御装置４０は、流体圧シリンダ２０のピストンロッド２１の駆動を制御するもので、主制御ユニット４１、サーボ制御ユニット４２、アクチュエータドライバ４３を含む。例えば、主制御ユニット４１は、流体圧シリンダ２０の駆動命令を入力し、かつ、流体圧シリンダ２０に取り付けたピストンロッド位置検出装置（図示せず）が検出したピストンロッド２１の位置データを入力し、これらの入力に基づき、流量制御弁１０のスプール位置指令信号を生成する。主制御ユニット４１が生成したスプール位置指令信号は、サーボ制御ユニット４２に与えられる。サーボ制御ユニット４２は、主制御ユニット４１から与えられるスプール位置指令信号を指令値とし、スプール位置検出装置３０から与えられるスプール位置検出データをフィードバック値として、アクチュエータドライバ４３を介してアクチュエータ１３に駆動信号を供給し、流量制御弁１０のスプール１２の位置（つまり弁位置）をサーボ制御する。スプール１２の位置（つまり弁位置）が制御されることにより、流体圧シリンダ２０に供給される圧流体の流利用が制御される。

次に、本発明に係るスプール位置検出装置３０、及び流量制御弁１０に対するスプール位置検出装置３０の取付け構造、について説明する。

図２Ａの拡大断面図に示すように、スプール位置検出装置３０は、磁気応答性の材質（例えば磁性体）からなる略直線状のターゲット・プローブ３１と、センサ・ハウジング３２とを含む。ターゲット・プローブ３１は流量制御弁１０のスプール１２の一端に取り付けられる。この取付け構造は、ネジ結合等によって着脱可能な構造であってよい。流量制御弁１０のスリーブ１１の一端には、ターゲット・プローブ３１の通過を許すように、開口１１ａが設けられている。センサ・ハウジング３２は、ターゲット・プローブ３１の侵入を許す内部空間を形成する筒部３３を有し、この内部空間が流量制御弁１０のスリーブ１１の一端の開口１１ａに連結するように、流量制御弁１０のスリーブ１１の開口１１ａが設けられた側の一端に対してＯリング３４を介在させて気密又は液密に取り付けられる。

筒部３３は非磁気応答性の材質（好ましくは非磁性かつ非導電性、あるいは少なくとも非磁性）からなり、該筒部３３の周囲において軸方向に所定間隔Ｄを空けて第１のコイルＣ１及び第２のコイルＣ２が配置されている。なお、筒部３３は流量制御弁１０のスリーブ１１内と同じ流体圧環境になるため、耐圧性のある強固な素材を用いることが好ましい。例えば、ＳＵＳ３１６ステンレスを用いて筒部３３を製造するとよい。第１のコイルＣ１及び第２のコイルＣ２は、特性が等価である（線の太さ、巻数などが等しい）ことが望ましい。これは、温度変化に対して等価的なインピーダンス変化を示すようにするためである。しかし、両コイルＣ１，Ｃ２の特性が多少異なっていたとしても、適宜の設計的調整を行うことで、本発明の目的を達成することができる。

ターゲット・プローブ３１は、図２Ａで側面図として示されたように、その体積が先端に行くにつれて漸減するような、細長の円錐形を成している。図２Ａは、ターゲット・プローブ３１が最も左側に位置している状態（スプール１２が最左端にある状態）を示している。この状態では、ターゲット・プローブ３１の先端が近位側の第１のコイルＣ１の略中央に位置している。この状態から、ターゲット・プローブ３１（すなわちスプール１２）は、図で更に右方向に進むことができる。ターゲット・プローブ３１の右方向への進行につれて、第１のコイルＣ１に入るターゲット・プローブ３１の体積が漸増し、該コイルＣ１に対する磁気結合係数が漸増する。これにより、ターゲット・プローブ３１の直線位置に応じて第１のコイルＣ１のインピーダンスが漸次変化することになる。ターゲット・プローブ３１の体積が漸次変化している部分の長さは、スプール１２の最大変位を測定し得るだけの長さを持つ。一方、ターゲット・プローブ３１の先端が最も右側に位置した状態（スプール１２が最右端にある状態）でも、遠位側の第２のコイルＣ２に対して実質的な影響を及ぼさないように、ターゲット・プローブ３１の構成及び／又はコイルＣ１，Ｃ２の配置が工夫される。そのためには、例えば、（１）コイルＣ１，Ｃ２の配置間隔ｄをそのような距離に設定する、（２）ターゲット・プローブ３１の形状を工夫する、（３）コイルＣ２に磁気的シーリングを施す、のいずれか又はそれらの組み合わせ、を採用するとよい。

上記（１）の場合、第１のコイルＣ１及び第２のコイルＣ２の配置の所定間隔ｄは、最大測定可能距離に略等しいかそれよりも長い間隔であり、ターゲット・プローブ３１の長さは、その先端が遠位側の第２のコイルＣ２の感応領域に入り込むことがないように設計される。これにより、第１のコイルＣ１のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じて変化するが、第２のコイルＣ２のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じては変化しないように構成される。

一方、上記（２）の場合、ターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入り込むことを許容する設計とすることができる。図２Ａでは、上記（２）のようにターゲット・プローブ３１の形状を工夫した例が示されている。すなわち、ターゲット・プローブ３１の体積の漸増（又は漸減）変化率が根元の部分３１Ｂで大きくなるような形状に設定されている。ターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入ったとき、それに対応して根元の部分３１Ｂが第１のコイルＣ１の感応領域に入り、第２のコイルＣ２に生じるインピーダンス増加分を第１のコイルＣ１に生じるインピーダンス増加分で相殺しうるようになっている。これにより、測定可能範囲（ストローク）のほとんどの範囲、つまり、ターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入り込まない範囲で、第１のコイルＣ１のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じて変化するが、第２のコイルＣ２のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じては変化しないように構成される一方で、ストロークの最後でターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入り込むとき、第２のコイルＣ２にはインピーダンス変化が生じるが、それに応じたインピーダンス増加が第１のコイルＣ１にも生じることで、後述する相殺により、事実上第２のコイルＣ２にはインピーダンス変化が生じてないものと同等となる。つまり、全測定可能範囲での測定値のリニアリティを確保することができる。
なお、上記（３）の場合については、図５を参照して後述する。

上記のように、第１のコイルＣ１のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じて変化するが、第２のコイルＣ２のインピーダンスはターゲット・プローブ３１の直線位置に応じては事実上変化しないように構成することができる。このように、ターゲット・プローブ３１に対して近位側の第１のコイルＣ１だけが感応すればよいことから、２つのコイルＣ１，Ｃ２を内蔵したセンサ・ハウジング３２の構成から定まる最大測定可能長以内の長さを持つターゲット・プローブ３１であればどのような長さのターゲット・プローブ３１に対してでも同じセンサ・ハウジング３２を共用できることになる。つまり、センサ・ハウジング３２の構成から定まる最大測定可能長以内の最大変位を持つスプール１２を具備する流量制御弁であれば、いかなるスプール・ストローク長を持つ流量制御弁にも同じセンサ・ハウジング３２を共通に適用できることを意味している。

図３は、スプール位置検出装置３０が具備する検出用回路５０の構成例を示す。発振器５１から発振された所定周波数の交流信号がドライバ５２及びプルアップ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各コイルＣ１，Ｃ２に印加される。各プルアップ抵抗Ｒ１，Ｒ２と各コイルＣ１，Ｃ２との接続点からは、各コイルＣ１，Ｃ２のインピーダンスに応じた出力交流電圧Ｖ１，Ｖ２が取り出され、差分回路５３に入力される。差分回路５３は、Ｖ１−Ｖ２の差分演算を行う（すなわち、出力交流電圧Ｖ１，Ｖ２を差動合成する）。差分回路５３の出力交流信号は整流回路５４に与えられ、全波整流されて、直流電圧に変換される。この整流回路５４の出力は、ターゲット・プローブ３１の直線位置すなわちスプール１２の位置を直流電圧にて示す検出信号である。検出整流回路５４の出力直流信号は、オフセット及びゲイン調整回路５５に与えられる。オフセット及びゲイン調整回路５５は、上記検出信号の直流レベルをオフセットしたり、ゲイン調整したりするためのもので、検出信号を利用するために設計上の要請で設けられている。オフセット及びゲイン調整回路５５の出力は出力アンプ５６を介してアナログ出力端子Ｃから出力される。この出力端子Ｃから出力される検出信号は、サーボ制御ユニット４２にスプール位置のフィードバック信号として与えられる。なお、端子Ａは直流電源入力端子、端子Ｂはアース端子であり、安定化電源回路５７に接続されている。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、プルダウン抵抗としてしてもよいのは勿論である。

上述の検出用回路５０は、センサ・ハウジング３２内において、筒部３３の周囲の空間３５内に適切に収納される。図２Ａに示すように、センサ・ハウジング３２にはコネクタ部３６が付属しており、このコネクタ部３６に前記端子Ａ〜Ｃが設けられている。

次に、各コイルＣ１，Ｃ２の出力とターゲット・プローブ３１の位置との関係について説明する。第１のコイルＣ１の出力電圧Ｖ１のうち、ターゲット・プローブ３１が最左端にあるときの初期値をＶ₀とし、ターゲット・プローブ３１の直線位置に応じたインピーダンス変化に基づく成分をＶ_xとすると、
Ｖ１＝Ｖ₀＋Ｖ_x
と表わせる。

一方、第２のコイルＣ２の出力電圧Ｖ２は、ターゲット・プローブ３１が最左端にあるときの初期値をＶ₀'とすると、ターゲット・プローブ３１の位置が変化しても、この初期値を維持するものとすると、
Ｖ２＝Ｖ₀'
と表わせる。

従って、両者の差分値は、
Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ₀＋Ｖ_x−Ｖ₀'
と表わせる。ここで、Ｖ₀とＶ₀'が略等しいとすると、差分値Ｖ１−Ｖ２はＶ_xに略等しいものとなる。また、Ｖ₀とＶ₀'が幾分異なっていてもよく、その場合は、その差（Ｖ₀−Ｖ₀'）がＶ_xの初期値（オフセット値）となるだけである。よって、いずれの場合でも、差分値Ｖ１−Ｖ２に基づき、ターゲット・プローブ３１の直線位置に応じたインピーダンス変化に基づく検出信号を得ることができる。

なお、上記（１）のようにターゲット・プローブ３１の先端が遠位側の第２のコイルＣ２の感応領域に入り込むことがないように設計されている場合は、ストロークの全域で上記関係が単純に当てはまる。一方、上記（２）のようにストロークの最後でターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入り込むことがあるケースでは、それ以外のストロークの大部分の範囲で上記関係が当てはまる。その場合、ストロークの最後でターゲット・プローブ３１の先端が第２のコイルＣ２の感応領域に入り込んだとき、第２のコイルＣ２の出力電圧Ｖ２には、ターゲット・プローブ３１の位置の変化に応じた変化値Ｖ_x'が加算されることになり、
Ｖ２＝Ｖ₀'＋Ｖ_x'
となる。しかし、このとき、ターゲット・プローブ３１の根元の部分３１Ｂが第１のコイルＣ１の感応領域に入り込み、上記と同等の変化値Ｖ_x'が加算されるように設計すればよい。そうすると、
Ｖ１＝Ｖ₀＋Ｖ_x＋Ｖ_x'
となり、Ｖ１とＶ２の差分値は、
Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ₀＋Ｖ_x＋Ｖ_x'−（Ｖ₀'＋Ｖ_x'）＝Ｖ₀＋Ｖ_x−Ｖ₀'
となり、Ｖ_x'が相殺される。すなわち、事実上、第２のコイルＣ２にはターゲット・プローブ３１の位置変化によるインピーダンス変化が生じていないのと等価である。

次に、温度ドリフト補償等について説明する。温度ドリフトによるインピーダンス変化成分をｖ_tとすると、これは両コイルＣ１，Ｃ２の出力電圧Ｖ１，Ｖ２において同符号（同方向）に現われる。つまり、温度ドリフト成分を除外した成分をそれぞれＶ１'，Ｖ２'で表わすとすると、
Ｖ１＝Ｖ１'＋ｖ_t
Ｖ２＝Ｖ２'＋ｖ_t
と表わせる。よって、差分値Ｖ１−Ｖ２は、
Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ１'＋ｖ_t−（Ｖ２'＋ｖ_t）＝Ｖ１'−Ｖ２'
と表わせる。すなわち、差分合成によって同符号（同方向）の温度ドリフト成分ｖ_tが除去される。こうして、温度ドリフト特性が補償された精度のよい検出信号を容易に得ることができる。

なお、両コイルＣ１，Ｃ２の出力電圧Ｖ１，Ｖ２において同符号（同方向）に現われるインピーダンス変動要因は温度特性に限らず、コイル巻線の純抵抗、及びＳＵＳ３１６等の非磁性金属で製造した筒部３３における渦電流損などがあるが、これらに基づくインピーダンス変動成分も、同様の原理によって相殺されることになる。

図４は、出力アンプ５６から出力される検出信号の特性の一例を示すグラフである。実線で示す特性は、スプール１２の１ストローク範囲が３２ｍｍの場合であり、−１６ｍｍから＋１６ｍｍまでの１ストローク範囲を、０．５ボルトから４．５ボルトまでの直流電圧値範囲でリニア特性で検出するようにすることができる。この例では、センサ・ハウジング３２に設けられたコイルＣ１，Ｃ２の所定の間隔ｄの配置で決まる測定可能な最大距離を３２ｍｍとしている。このことは、スプール１２の１ストローク範囲が３２ｍｍ未満であれば、どのような流量制御弁１０に対しても、共通のセンサ・ハウジング３２（所定の間隔ｄで配置されたコイルＣ１，Ｃ２、筒部３３、検出用回路５０を含む）を使用することができることを意味する。

図２Ｂは、流量制御弁１０'のスプール１２'の１ストローク範囲が図２Ａよりも短い場合（例えば１６ｍｍ）を示している。この場合、スプール１２'の一端に取り付けるターゲット・プローブ３１'は、その体積が漸次変化する部分の長さが、測定対象の最大測定可能範囲に対応して、図２Ａよりも短いものとなっている。しかし、所定の間隔ｄで配置されたコイルＣ１，Ｃ２、筒部３３、検出用回路５０を含むセンサ・ハウジング３２は、図２Ａと共通のものを用いることができる。ただし、検出用回路５０内におけるオフセット及びゲイン調整回路５５のオフセット及びゲイン調整内容は、適切に設計変更してよい。この場合、ターゲット・プローブ３１'が最右端まで進行したとしても、明らかに、ターゲット・プローブ３１'の先端は第２のコイルＣ２に到達することがなく、よって、第２のコイルＣ２はターゲット・プローブ３１'の直線位置の影響を受けない。図２Ｂの構成において出力アンプ５６から出力される検出信号の特性の一例が、図４において破線で示されている。この場合、−９ｍｍから＋９ｍｍまでの１ストローク範囲を、０．５ボルトから４．５ボルトまでの直流電圧値範囲でリニア特性で検出するようにすることができる。なお、短いターゲット・プローブ３１'にあっては、その先端が遠位側のコイルＣ２に入り込むことがないので、長いターゲット・プローブ３１のように根元の部分３１Ｂで体積漸増（又は漸減）変化率を変化させる必要がない。なお、図２Ｂの例では、ターゲット・プローブ３１’の全体の長さを図２Ａのターゲット・プローブ３１よりも短くしているが、これに限らず、ターゲット・プローブ３１’の全体の長さは図２Ａのターゲット・プローブ３１とほぼ同じくらいとし、先端寄りの短い範囲でその体積が漸次変化するような形状としてもよい。

上記から明らかなように、第１のコイルＣ１及び第２のコイルＣ２を含む同じセンサ・ハウジング３２を、複数種類の流量制御弁１０，１０'に対して共通に適用できるので、多様なサイズの流量制御弁の各機種毎に異なるスプール位置検出装置３０（ただし、ターゲット・プローブ３１を除く）を用意しなくてもよいものとなり、共用化による製造コストの低減をもたらす。

図５は、本発明の変更例を示すもので、第２のコイルＣ２の内側において、リング状に磁気応答性シールド部材３７が設けられている。磁気応答性シールド部材３７は、ターゲット・プローブ３１が磁性体であれば磁性体、良導電体であれば良導電体からなり、第２のコイルＣ２に対するターゲット・プローブ３１の磁気的影響を無効にする作用をもたらす。すなわち、この場合、第２のコイルＣ２は磁気応答性シールド部材３７によって常時一定の大きなインピーダンスを示し、仮にコイルＣ２内にターゲット・プローブ３１が侵入したとしても、該ターゲット・プローブ３１の侵入体積の変化に基づく重大なインピーダンス変化が示されないようにすることができる。この場合、第１及び第２のコイルＣ１，Ｃ２の配置間隔ｄは、ターゲット・プローブ３１の最大ストローク範囲と同じかそれよりも長いものである必要はなく、それよりも短くてもよい。何故ならば、ターゲット・プローブ３１が第２のコイルＣ２内に侵入したとしてもその影響を実質的に受けない（出力が変化しない）からである。なお、図５の例では、磁気応答性シールド部材３７は筒部３３の内側に設けられているが、これに限らず、筒部３３の外側とコイルＣ２の内側との間に設けてもよい。また、上記すべての実施例において、コイルＣ１，Ｃ２は筒部３３の外周に設けているが、コイルＣ１，Ｃ２を筒部３３の内周に設けるように変形してもよい。なお、第２のコイルＣ２において磁気応答性シールド部材３７を設けた場合は、Ｖ１よりもＶ２の値が大きいので、差Ｖ１−Ｖ２は、負の値を示す。正の値を示すように変更したい場合は、差分回路５３ではＶ２−Ｖ１という差を求めるようにすればよい。

上記実施例では、ターゲット・プローブ３１は鉄のような磁性体からなるものとして説明したが、銅のような良導電体を用いて渦電流損によるインピーダンス変化が生じるようにしてもよい。また、磁性体と良導電体を組み合わせてハイブリッドタイプとしてもよい。その場合、磁性体と良導電体とではインピーダンス変化の増減方向が逆であるから、例えば、磁性体の部分が漸増するのに対して良導電体の部分が漸減するようなパターンとすればよい。

上記実施例では、ターゲット・プローブ３１の位置に応じてインピーダンスが変化される第１のコイルＣ１を近位側に設けているが、これを遠位側に設けるように設計変更してもよい。例えば図５の例の場合は、そのような設計変更が容易に可能である。

最後に、検出用回路５０内における電気的抵抗素子を利用した温度特性補償対策について説明する。検出用コイル（第１のコイル）Ｃ１のインピーダンスの温度特性変化に対しては、上述のように第２のコイルＣ２を設けて両出力を差分することにより、温度特性変化を相殺することにより補償できる。しかし、そのほかに、磁性体からなるターゲット・プローブ３１の渦電流損による温度特性変化及び検出用回路５０内の各回路素子の温度特性変化などの問題があり、正確な位置検出を行うにはこれらの補償も行う必要がある。そのために、包括的な温度特性補償を検出用回路５０内におけるゲイン設定アンプにおいて自動的に行うものとする。例えば、検出用回路５０内におけるオフセット及びゲイン調整回路５５においては、図６に示すようなオペアンプＯＰと電気的抵抗素子Ｒｆ，Ｒｉ等を用いたゲイン設定アンプが含まれている。この場合、電気的抵抗素子Ｒｆ，Ｒｉのインピーダンスが温度特性によって同じように変化するとゲインが大きく変化されてしまうことになり、不都合である。そこで、ゲインを設定している抵抗素子ＲｆとＲｉとでは、互いに異なる所定の温度特性を持つ抵抗素子を使用することで、温度に応じてゲインが大きく変化されることがないようにすることができる。例えば、温度が上昇すると設定ゲインが幾分小さくなるように設計することができ、これにより、温度補償を行うことができる。

まず、ゲイン設定用の抵抗素子Ｒｆ，Ｒｉの値を所望のゲインを設定できる値に設定する。非反転増幅器のゲイン特性から、入力電圧Ｖin と出力電圧Ｖout の関係は、
Ｖout ＝Ｖin（Ｒｆ＋Ｒｉ）／Ｒｉ
であることから、或る基準温度での抵抗素子Ｒｆ，Ｒｉの値が定まる。

次に、磁性体からなるターゲット・プローブ３１の渦電流損による温度特性変化及び検出用回路５０内の各回路素子の温度特性変化などを計算し、それらの温度特性に依存する合成的なインピーダンス変化成分を試算する。そして、それらの温度特性に依存する合成的なインピーダンス変化成分を相殺するように、ゲイン設定用抵抗素子Ｒｆ，Ｒｉの一方の温度特性を所定の特性に決定する。現在では、ｐｐｍ／℃単位で１℃当たりの温度変化に対する所望のインピーダンス変化を示す抵抗素子が開発され、存在しているので、決定した温度特性を持つ抵抗素子を使用すればよい。

例えば、上記ゲイン設定アンプにおいて、フィードバック用の抵抗素子Ｒｆに対する接地側の抵抗素子Ｒｉの値の相対的な増加はゲインの減少をもたらすので、接地側の抵抗素子Ｒｉとして、所望の温度変化を示す抵抗素子を使用するとよい。すなわち、温度が上昇するとターゲット・プローブ３１の渦電流損が減り、検出用の第１のコイルＣ１の出力電圧が増加し、また、検出用回路５０内のインピーダンス要素の値も増加し、整流回路５４等から出力される位置検出電圧が増加する傾向を示す。この温度特性による電圧増加分を計算して、それを相殺するようゲイン減少をもたらすよう、接地側の抵抗素子Ｒｉの温度特性を設定すればよい。そうすると、温度上昇に応じて所定の特性での抵抗素子Ｒｉのインピーダンスが上がり、その分だけ、上記ゲイン設定アンプのゲインが適量減少し、磁性体からなるターゲット・プローブ３１の渦電流損及び検出用回路５０内の各回路要素の温度特性による位置検出電圧の増加分を減少したゲインで相殺し、温度補償を容易に行うことができる。

図７は、図３に示した検出用回路５０の変更例を示す。図７においては、整流及びゲイン調整回路５４’において、差分回路５３の出力交流信号を整流し、かつ、ゲイン調整を行う。整流及びゲイン調整回路５４’内の整流回路はオペアンプを含んでおり、このオペアンプによって出力ゲインを制御する。従って、図７では、図３で設けられていた出力アンプ５６が不要である。また、図７では、ゲイン調整の機能が整流及びゲイン調整回路５４’に設けられるので、オフセット設定及び調整回路５５’ではゲイン調整機能を持つ必要がない。

ターゲット・プローブ３１を所望の形状に形成するための手法としては、一例として、所定の材料からなる無垢の金属を立体的に切削加工することが考えられる。しかし、そのような手法は、非常に加工手間がかかるという不利がある。このような不利を解決できるターゲット・プローブ３１の製作手法の一例として、複数枚の金属板を積層して所望の形状のターゲット・プローブ３１を形成する手法を次に提案する。

図８Ａは、第２の実施例に係るターゲット・プローブ３１０の側面を断面図にて示す図である。このターゲット・プローブ３１０は、主として、複数枚の珪素鋼板を積層してなる磁性体部３１ａで構成される。詳しくは、金属製のシースチューブ３１ｂ内に複数枚の珪素鋼板を積層してなる磁性体部３１ａを収納し、柔軟な樹脂モールド材３１ｃをシースチューブ３１ｂ内の残余空間に充填し、シースチューブ３１ｂの一端をキャップ３１ｄで封止している。シースチューブ３１ｂの他端にはホルダー３１ｅが取り付けられている。一例として、図８Ｂに示すような４種の長さ及び先端形状の異なる珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４をそれぞれ２枚使用して、合計８枚の珪素鋼板の積層体からなる磁性体部３１ａを構成している。図８Ｃは、ホルダー３１ｅの側から見たターゲット・プローブ３１０の端面図である。磁性体部３１ａは、最も長い珪素鋼板３１ａ１が２枚中央に配置され、その両側にそれとほぼ同様又はそれよりも幾分短い珪素鋼板３１ａ２がそれぞれ配置され、更にその両側にそれよりも短い珪素鋼板３１ａ３がそれぞれ配置され、一番外側に最も短い珪素鋼板３１ａ４がそれぞれ配置されている。各珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４には、根元の部分にストッパー突起Ｓが形成されており、このストッパー突起Ｓを同じ位置に合わせて各珪素鋼板が積層化される。各珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４は、ストッパー突起Ｓの部分を根元として、根元から適宜の長さ範囲にわたる面積（体積）が変化しない部分、そこから先端部に向かうにつれて徐々に面積（体積）が減少する部分とを含むような形状を成す。従って、珪素鋼板の積層体からなる磁性体部３１ａは、全体として、ストッパー突起Ｓの部分を根元として、その反対側の先端部に向かうにつれて徐々に体積が減少するような形状を成す。勿論、各珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４の形状（例えば、面積（体積）が漸次変化する部分の長さ及びその形状、及び面積（体積）が変化しない部分の長さなど）は、検出対象とするストローク長などに応じて設計上適宜に決定されるものであり、図８Ａ，８Ｂに示したものは一例にすぎない。なお、図８Ａ，８Ｂに示したものは、面積（体積）が漸次変化する部分の長さが比較的短いので、検出対象とするストローク長が比較的短いことを示している。これに対して、検出対象とするストローク長が比較的長いものに適用し得るようにするには、各珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４において、面積（体積）が漸次変化する部分が根元の方にまで延びるものとなる。

ターゲット・プローブ３１０の組み立てに際しては、シースチューブ３１ｂの他端にリング状のシム３１ｆを置き、珪素鋼板の積層体からなる磁性体部３１ａをシースチューブ３１ｂの他端側からシースチューブ３１ｂ内に挿入し、シム３１ｆを介在させてストッパー突起Ｓの部分をシースチューブ３１ｂの他端側に押しつけ、その上からリテーナーリング３１ｇで留める。これにより、各珪素鋼板がシースチューブ３１ｂ内で正しく位置決めされる。そして、シースチューブ３１ｂの一端側から柔軟な樹脂モールド材３１ｃを充填し、最後に、該シースチューブ３１ｂの一端をキャップ３１ｄで封止する。樹脂モールド材３１ｃは、シースチューブ３１ｂ内に収納された珪素鋼板に対して外的ショックが加わることを防ぎ、外的ショックによって珪素鋼板の磁気的性質が変化することを防ぐのに役立つ。勿論、ターゲット・プローブ３１０を構成する部品の材質は、珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４だけが磁性体であり、他の部品はすべて非磁気応答性（非磁性かつ非導電性）である。例えば、シースチューブ３１ｂ、キャップ３１ｄ、ホルダー３１ｅ、シム３１ｆ、リテーナーリング３１ｇは、ステンレス製であってよい。

なお、１つのターゲット・プローブ３１０を構成する複数の珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４は、それぞれ異なる珪素鋼板母材からプレス加工で切り出したものをランダムに用いるのがよい。というのは、磁気的性質が使用上十分均一であるといえる珪素鋼板母材を量産するには、高度の製造技術が要求されるため、そのような均一の磁気的性質を具備する珪素鋼板母材が量産されることは期待薄だからである。その場合、１つのターゲット・プローブ３１０を同じ珪素鋼板母材から切り出した複数の珪素鋼板だけで構成すると、別の異なる珪素鋼板母材から切り出した複数の珪素鋼板だけで構成した別のターゲット・プローブ３１０とは、その磁気的性質が大きく異なるおそれが出てくる。これに対して、上記のように、１つのターゲット・プローブ３１０を構成する複数の珪素鋼板３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４として、それぞれ異なる珪素鋼板母材からプレス加工で切り出したものをランダムに用いるようにすれば、結果的に各ターゲット・プローブ３１０の磁気的性質が平均化されるので、有利である。

Claims

複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、
前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、
前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、
前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成されていて、面積が漸減する先細り形状の先端部分を持つ複数の前記珪素鋼板を含み、かつ、層の中央寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さが外側寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さよりも長いことを特徴とする流量制御弁。
ことを特徴とする流量制御弁。
複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、
前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、
前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、
前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、
前記第２のコイルの内側において、リング状に磁気応答性シールド部材が設けられており、
前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだ状態において前記磁気応答性シールド部材によって前記第２のコイルが前記ターゲット・プローブに感応しないように構成されていることを特徴とする流量制御弁。
複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、
前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、
前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、
前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、
前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路であって、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定する前記ゲイン設定回路と
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出することを特徴とする流量制御弁。
複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行う流量制御弁であって、
前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、
前記ターゲット・プローブの通過を許すように、前記スリーブの一端に設けられた開口と、
前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、
前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだとき、該ターゲット・プローブの根元寄りの所定部分が前記第1のコイルの感応領域に入り込み、該根元寄りの所定部分で該第２のコイルの感応を打ち消すように第1のコイルの感応度合いを増強する形状をなしていることを特徴とする流量制御弁。
前記第２のコイルの内側において、リング状に磁気応答性シールド部材が設けられていることを特徴とする請求項１、３及び４のいずれかに記載の流量制御弁。
前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、
前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路と
を更に具え、ゲイン設定回路は、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定することを特徴とする請求項１、２及び４のいずれかに記載の流量制御弁。
前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体を具備することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の流量制御弁。
前記複数枚の珪素鋼板の積層体は、樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項１又は７に記載の流量制御弁。
前記センサ・ハウジング内において、前記筒部の周囲の空間に、前記第１及び第２のコイルを交流励磁するための回路及び位置検出データを生成し出力するための回路を収納してなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の流量制御弁。
流量制御弁のためのスプール位置検出装置であって、前記流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行うものであり、前記スプール位置検出装置は、
前記流量制御弁の前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、ここで、前記流量制御弁の前記スリーブの一端には、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、開口が設けられており、
前記流量制御弁の前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブは、複数枚の珪素鋼板の積層体で構成されていて、面積が漸減する先細り形状の先端部分を持つ複数の前記珪素鋼板を含み、かつ、層の中央寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さが外側寄りの前記珪素鋼板の前記先細り形状部分の長さよりも長いことを特徴とする流量制御弁のためのスプール位置検出装置。
流量制御弁のためのスプール位置検出装置であって、前記流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行うものであり、前記スプール位置検出装置は、
前記流量制御弁の前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、ここで、前記流量制御弁の前記スリーブの一端には、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、開口が設けられており、
前記流量制御弁の前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、体積が漸減する先細り形状の先端部分を持ち、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化し、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、
前記第２のコイルの内側において、リング状に磁気応答性シールド部材が設けられており、
前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだ状態において前記磁気応答性シールド部材によって前記第２のコイルが前記ターゲット・プローブに感応しないように構成されていることを特徴とする流量制御弁のためのスプール位置検出装置。
流量制御弁のためのスプール位置検出装置であって、前記流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行うものであり、前記スプール位置検出装置は、
前記流量制御弁の前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、ここで、前記流量制御弁の前記スリーブの一端には、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、開口が設けられており、
前記流量制御弁の前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、
前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路であって、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定する前記ゲイン設定回路と
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出することを特徴とする流量制御弁のためのスプール位置検出装置。
流量制御弁のためのスプール位置検出装置であって、前記流量制御弁は、複数のポートを持つスリーブ内に複数の弁体を持つスプールをスライド可能に収容し、該スプールをアクチュエータで直線的に移動させることで流量制御を行うものであり、前記スプール位置検出装置は、
前記流量制御弁の前記スプールの一端に取り付けられる、磁気応答性の材質からなる、略直線状のターゲット・プローブと、ここで、前記流量制御弁の前記スリーブの一端には、前記ターゲット・プローブの通過を許すように、開口が設けられており、
前記流量制御弁の前記スリーブの前記一端に取り付けられる、前記ターゲット・プローブの直線位置を検出するためのセンサ・ハウジングと、ここで、前記センサ・ハウジングは前記ターゲット・プローブの侵入を許す内部空間を形成する筒部を有し、前記内部空間は前記スリーブの前記一端の前記開口に連結され、前記筒部は非磁性体からなり、
前記センサ・ハウジング内における前記筒部の周囲において軸方向に所定間隔を空けて配置された第１のコイル及び第２のコイルと、
を具備し、前記第１のコイルは前記ターゲット・プローブに感応するように配され、前記ターゲット・プローブは、該第１のコイルに対する磁気応答性が該ターゲット・プローブの直線位置に応じて一方向に漸次変化する構造を成しており、かつ、前記第２のコイルは少なくとも前記ターゲット・プローブの所定の直線変位範囲における該ターゲット・プローブの直線変位に感応しないように構成されてなり、前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成することにより、前記ターゲット・プローブの直線位置すなわち前記スプールの位置を検出するように構成されており、かつ、
前記ターゲット・プローブに対して、前記第１のコイルは近位側に位置し、第２のコイルは遠位側に位置し、
前記ターゲット・プローブは、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込む長さであり、その先端が遠位側の前記第２のコイルの感応領域に入り込んだとき、該ターゲット・プローブの根元寄りの所定部分が前記第1のコイルの感応領域に入り込み、該根元寄りの所定部分で該第２のコイルの感応を打ち消すように第1のコイルの感応度合いを増強する形状をなしていることを特徴とする流量制御弁のためのスプール位置検出装置。
前記第１及び第２のコイルの出力を差動合成してなる交流検出信号を整流して直流検出電圧信号を生成する回路と、
前記直流検出電圧信号を増幅するゲイン設定回路と
を更に具え、ゲイン設定回路は、ゲイン設定用の抵抗素子として所定の温度特性を持つものを使用し、渦電流損及び回路内要素の温度特性によるインピーダンス変化を相殺するように前記ゲイン設定用の抵抗素子の前記所定の温度特性を設定することを特徴とする請求項１０、１１及び１３のいずれかに記載のスプール位置検出装置。