JP2001063986A - 流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法 - Google Patents
流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法Info
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- F15B21/045—Compensating for variations in viscosity or temperature
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- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体圧シリンダ内の圧力が変化した場合で
も、超音波センサを用いてシリンダ内のピストンの位置
を精度よく検出することができる、流体圧シリンダの位
置検出装置及び位置検出方法を提供する。 【解決手段】 シリンダチューブ12に接続された管路
26には圧力センサ25が設置され、室31内には温度
センサ36が配置されている。圧力センサ25及び温度
センサ36の検出信号は制御装置38へ送信され、記憶
装置38cに記憶された油圧油の温度、圧力と音速との
関係を示す関係式又はマップを用いて超音波の音速は補
正される。そして、この音速と、超音波センサ20によ
って検出された測長時間とに基づいて超音波センサ20
からピストン15の底面15aまでの距離を演算するよ
うに構成されている。
も、超音波センサを用いてシリンダ内のピストンの位置
を精度よく検出することができる、流体圧シリンダの位
置検出装置及び位置検出方法を提供する。 【解決手段】 シリンダチューブ12に接続された管路
26には圧力センサ25が設置され、室31内には温度
センサ36が配置されている。圧力センサ25及び温度
センサ36の検出信号は制御装置38へ送信され、記憶
装置38cに記憶された油圧油の温度、圧力と音速との
関係を示す関係式又はマップを用いて超音波の音速は補
正される。そして、この音速と、超音波センサ20によ
って検出された測長時間とに基づいて超音波センサ20
からピストン15の底面15aまでの距離を演算するよ
うに構成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフォークリ
フトのリフトシリンダ(流体圧シリンダ)に係り、詳し
くはリフトシリンダ内のピストンの位置を検出する技術
に関する。
フトのリフトシリンダ(流体圧シリンダ)に係り、詳し
くはリフトシリンダ内のピストンの位置を検出する技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にフォーリフトにはフォークを昇降
動作させるためのリフトシリンダ(流体圧シリンダ)が
設置されている。このリフトシリンダのピストンロッド
を往復動させることによってフォークが昇降するように
構成されている。従って、リフトシリンダを備えたフォ
ークリフトにおいてフォークに関する種々の制御を行う
場合には、リフトシリンダのピストンロッド(ピスト
ン)の位置や移動速度を測定することによってフォーク
の昇降位置や昇降速度を検出する。従来、リフトシリン
ダのピストンの位置や移動速度を検出する手段として超
音波センサが用いられている。この超音波センサを備え
たリフトシリンダの一例が、特開平10−238513
号公報に記載されている。
動作させるためのリフトシリンダ(流体圧シリンダ)が
設置されている。このリフトシリンダのピストンロッド
を往復動させることによってフォークが昇降するように
構成されている。従って、リフトシリンダを備えたフォ
ークリフトにおいてフォークに関する種々の制御を行う
場合には、リフトシリンダのピストンロッド(ピスト
ン)の位置や移動速度を測定することによってフォーク
の昇降位置や昇降速度を検出する。従来、リフトシリン
ダのピストンの位置や移動速度を検出する手段として超
音波センサが用いられている。この超音波センサを備え
たリフトシリンダの一例が、特開平10−238513
号公報に記載されている。
【0003】この公報に記載のリフトシリンダには、リ
フトシリンダ(油圧油を動力媒体としている)内を往復
動するピストンの底面と対向する位置に超音波を送受信
する超音波センサが設置されている。超音波センサから
ピストン方向へ送信された超音波(送信波)は油圧油中
を伝播して、ピストンの底面に反射され、反射された超
音波(受信波)は超音波センサで受信される。また、超
音波が油圧油中を伝播する速度(音速)は温度に影響を
受けるため、リフトシリンダ中に設置された温度センサ
によって温度を検出して音速を補正するように構成され
ている。そして、リフトシリンダ内の温度を用いて補正
した音速データと、送信波に対する受信波の遅れ時間
(測長時間)のデータとを所定の制御装置で演算処理す
ることによって、超音波センサとピストンの底面との間
の距離(測長距離)を算出する。そして、この測長距離
によって、リフトシリンダ中のピストンの位置や移動速
度が検出されるように構成されている。
フトシリンダ(油圧油を動力媒体としている)内を往復
動するピストンの底面と対向する位置に超音波を送受信
する超音波センサが設置されている。超音波センサから
ピストン方向へ送信された超音波(送信波)は油圧油中
を伝播して、ピストンの底面に反射され、反射された超
音波(受信波)は超音波センサで受信される。また、超
音波が油圧油中を伝播する速度(音速)は温度に影響を
受けるため、リフトシリンダ中に設置された温度センサ
によって温度を検出して音速を補正するように構成され
ている。そして、リフトシリンダ内の温度を用いて補正
した音速データと、送信波に対する受信波の遅れ時間
(測長時間)のデータとを所定の制御装置で演算処理す
ることによって、超音波センサとピストンの底面との間
の距離(測長距離)を算出する。そして、この測長距離
によって、リフトシリンダ中のピストンの位置や移動速
度が検出されるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に超音波が媒体(例えば油圧油)中を伝播する速度は、
温度だけでなく圧力にも影響を受けることが知られてい
る。例えば、温度一定下でシリンダ中の圧力が上昇する
と、油圧油中を伝播する音速も上昇して、演算され検出
された見かけの測長距離は超音波センサとピストンの底
面との間の正しい測長距離に比べて短くなる。従って、
超音波センサを検出手段に用いた上記従来の位置検出装
置では、シリンダ内の圧力が変化した場合には精度の高
い測長距離(超音波センサに対するピストンの位置)を
得ることができず、シリンダ内のピストンの位置を精度
よく検出することが難しかった。
に超音波が媒体(例えば油圧油)中を伝播する速度は、
温度だけでなく圧力にも影響を受けることが知られてい
る。例えば、温度一定下でシリンダ中の圧力が上昇する
と、油圧油中を伝播する音速も上昇して、演算され検出
された見かけの測長距離は超音波センサとピストンの底
面との間の正しい測長距離に比べて短くなる。従って、
超音波センサを検出手段に用いた上記従来の位置検出装
置では、シリンダ内の圧力が変化した場合には精度の高
い測長距離(超音波センサに対するピストンの位置)を
得ることができず、シリンダ内のピストンの位置を精度
よく検出することが難しかった。
【0005】そこで、本発明は、流体圧シリンダ内の圧
力が変化した場合でも、超音波センサを用いてシリンダ
内のピストンの位置を精度よく検出することができる、
流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法を提供
することを課題とする。
力が変化した場合でも、超音波センサを用いてシリンダ
内のピストンの位置を精度よく検出することができる、
流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法を提供
することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の流体圧シリンダの位置検出装置は、請求項
1に記載の通りに構成されている。ここで、請求項1、
また他の請求項及び発明の詳細な説明に記載した用語に
ついては以下のように解釈する。 (1)「ピストン」には、移動部材がシリンダ内を摺動
するタイプ(いわゆる、ピストン型シリンダ)以外に、
例えばラム型シリンダのラム(突棒)のように、移動部
材とシリンダの内面との間に間隔を有するタイプも含
む。
に、本発明の流体圧シリンダの位置検出装置は、請求項
1に記載の通りに構成されている。ここで、請求項1、
また他の請求項及び発明の詳細な説明に記載した用語に
ついては以下のように解釈する。 (1)「ピストン」には、移動部材がシリンダ内を摺動
するタイプ(いわゆる、ピストン型シリンダ)以外に、
例えばラム型シリンダのラム(突棒)のように、移動部
材とシリンダの内面との間に間隔を有するタイプも含
む。
【0007】請求項1に記載の流体圧シリンダの位置検
出装置によれば、圧力センサによって検出された圧力に
基づいて超音波の音速を補正するため、シリンダ内の圧
力が変化した場合であってもシリンダ内のピストンの位
置を精度よく検出することができる。
出装置によれば、圧力センサによって検出された圧力に
基づいて超音波の音速を補正するため、シリンダ内の圧
力が変化した場合であってもシリンダ内のピストンの位
置を精度よく検出することができる。
【0008】また、本発明の流体圧シリンダの位置検出
方法は、請求項2に記載の通りに構成されている。請求
項2に記載の流体圧シリンダの位置検出方法によれば、
圧力センサによって検出された圧力に基づいて超音波の
音速を補正するため、シリンダ内の圧力が変化した場合
であってもシリンダ内のピストンの位置を精度よく検出
する位置検出方法を実現することができる。
方法は、請求項2に記載の通りに構成されている。請求
項2に記載の流体圧シリンダの位置検出方法によれば、
圧力センサによって検出された圧力に基づいて超音波の
音速を補正するため、シリンダ内の圧力が変化した場合
であってもシリンダ内のピストンの位置を精度よく検出
する位置検出方法を実現することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の流体圧シリンダ
の位置検出装置の構成を図面を用いて説明する。ここで
は、本発明をフォークリフトのリフトシリンダに適用し
た場合について説明する。なお、図1は本発明の一実施
の形態のフォークリフトの側面図である。また、図2は
図1のリフトシリンダの縦断面図である。
の位置検出装置の構成を図面を用いて説明する。ここで
は、本発明をフォークリフトのリフトシリンダに適用し
た場合について説明する。なお、図1は本発明の一実施
の形態のフォークリフトの側面図である。また、図2は
図1のリフトシリンダの縦断面図である。
【0010】図1に示すように、フォークリフト1の車
体2の前部には、マスト3が設けられている。マスト3
はアウタマスト3aと、その内側に昇降可能に装備され
たインナマスト3bとからなり、インナマスト3bの内
側にはフォーク4aを備えたリフトブラケット4が昇降
可能に支持されている。
体2の前部には、マスト3が設けられている。マスト3
はアウタマスト3aと、その内側に昇降可能に装備され
たインナマスト3bとからなり、インナマスト3bの内
側にはフォーク4aを備えたリフトブラケット4が昇降
可能に支持されている。
【0011】マスト3の後方には、流体圧シリンダとし
てのリフトシリンダ10が配設されており、そのピスト
ンロッド6の先端がインナマスト3bの上部に連結され
ている。インナマスト3bの上部にはチェーンホイール
(図示しない)が支承され、該チェーンホイールには一
端がリフトブラケット4に、他端がリフトシリンダ10
の上部にそれぞれ連結されたチェーン(図示しない)が
掛装されている。そして、運転室Rに設けられた荷役レ
バー7の操作により、リフトシリンダ10が伸縮駆動さ
れることにより、フォーク4aがリフトブラケット4と
共にマスト3に沿って昇降するようになっている。リフ
トシリンダ10には動力の媒体として油圧油を使用する
油圧シリンダが使用されている。
てのリフトシリンダ10が配設されており、そのピスト
ンロッド6の先端がインナマスト3bの上部に連結され
ている。インナマスト3bの上部にはチェーンホイール
(図示しない)が支承され、該チェーンホイールには一
端がリフトブラケット4に、他端がリフトシリンダ10
の上部にそれぞれ連結されたチェーン(図示しない)が
掛装されている。そして、運転室Rに設けられた荷役レ
バー7の操作により、リフトシリンダ10が伸縮駆動さ
れることにより、フォーク4aがリフトブラケット4と
共にマスト3に沿って昇降するようになっている。リフ
トシリンダ10には動力の媒体として油圧油を使用する
油圧シリンダが使用されている。
【0012】次に、リフトシリンダ10の構成について
図2を用いて説明する。図2に示すように、リフトシリ
ンダ10には単動シリンダが使用されている。リフトシ
リンダ10は円筒状のシリンダチューブ12、シリンダ
ブロック13、ロッドカバー14、ピストンロッド11
及びピストンロッド11と一体移動可能に形成されたピ
ストン15等を備えている。リフトシリンダ10はシリ
ンダブロック13が(図2中の)下側になる状態で設置
される。ピストンロッド11はシリンダチューブ12内
に挿通されており、挿通口にはシール部材16が設置さ
れている。また、シリンダチューブ12の外周面とロッ
ドカバー14の内面との間にはオーリング17が設置さ
れている。
図2を用いて説明する。図2に示すように、リフトシリ
ンダ10には単動シリンダが使用されている。リフトシ
リンダ10は円筒状のシリンダチューブ12、シリンダ
ブロック13、ロッドカバー14、ピストンロッド11
及びピストンロッド11と一体移動可能に形成されたピ
ストン15等を備えている。リフトシリンダ10はシリ
ンダブロック13が(図2中の)下側になる状態で設置
される。ピストンロッド11はシリンダチューブ12内
に挿通されており、挿通口にはシール部材16が設置さ
れている。また、シリンダチューブ12の外周面とロッ
ドカバー14の内面との間にはオーリング17が設置さ
れている。
【0013】シリンダチューブ12には排気口18が形
成されている。排気口18にはオーバーフローパイプ1
9が固定されており、ピストンロッド11の上昇移動時
にピストン15により圧縮される空気はこのオーバーフ
ローパイプ19を介して排気される。
成されている。排気口18にはオーバーフローパイプ1
9が固定されており、ピストンロッド11の上昇移動時
にピストン15により圧縮される空気はこのオーバーフ
ローパイプ19を介して排気される。
【0014】シリンダブロック13には、超音波センサ
20を収容する室31が形成されるとともに、リフトシ
リンダ10への油圧油の供給、排出を行うポート32が
形成されている。ポート32は管路26を介して制御弁
33に連結され、制御弁33は管路とオイルポンプ34
を介してオイルタンク35に連結されている。また、オ
イルタンク35及びシリンダチューブ12内には、ピス
トンロッド11の動力媒体として油圧油が充填されてい
る。
20を収容する室31が形成されるとともに、リフトシ
リンダ10への油圧油の供給、排出を行うポート32が
形成されている。ポート32は管路26を介して制御弁
33に連結され、制御弁33は管路とオイルポンプ34
を介してオイルタンク35に連結されている。また、オ
イルタンク35及びシリンダチューブ12内には、ピス
トンロッド11の動力媒体として油圧油が充填されてい
る。
【0015】管路26にはポート32付近に圧力センサ
25が設置され、シリンダチューブ12内へ供給、排出
される油圧油の圧力を検出可能に構成されている。圧力
センサ25は、後述する制御装置38と配線25aによ
って電気的に接続されており、圧力センサ25によって
検出された圧力データは配線25aを介して制御装置3
8へ送信される。また、室31内には油圧油の温度を検
出する温度センサ36が配置され、シリンダチューブ1
2内の油圧油の温度を検出する。また、温度センサ36
は、後述する制御装置38と配線36aによって電気的
に接続されており、温度センサ36によって検出された
温度データは配線36aを介して制御装置38へ送信さ
れる。
25が設置され、シリンダチューブ12内へ供給、排出
される油圧油の圧力を検出可能に構成されている。圧力
センサ25は、後述する制御装置38と配線25aによ
って電気的に接続されており、圧力センサ25によって
検出された圧力データは配線25aを介して制御装置3
8へ送信される。また、室31内には油圧油の温度を検
出する温度センサ36が配置され、シリンダチューブ1
2内の油圧油の温度を検出する。また、温度センサ36
は、後述する制御装置38と配線36aによって電気的
に接続されており、温度センサ36によって検出された
温度データは配線36aを介して制御装置38へ送信さ
れる。
【0016】超音波センサ20は、送信側がピストン1
5の底面15aと対向するようにシリンダブロック13
に固定されている。超音波センサ20は振動子21、そ
の振動子21を支持するケース部材22、振動子21を
覆うキャップ部材23を備えている。また、振動子21
は背面側に発生する振動を吸収するバッキング材24を
備えている。また、超音波センサ20は、一つの振動子
21で超音波の送信及び受信を行うことができるように
構成されている。超音波センサ20の振動子21から発
生した超音波は、キャップ部材23の表面から例えば図
2中の二点鎖線70で示す経路で送信され(以下、「送
信波」という)、ピストン15の底面15aに反射され
た後、この反射波は二点鎖線71で示す経路で伝播し
て、振動子21で受信される(以下、「受信波」とい
う)。また、超音波センサ20は配線39aによって送
受信回路37と電気的に接続されている。また、送受信
回路37は配線39bによって制御装置38と電気的に
接続されている。
5の底面15aと対向するようにシリンダブロック13
に固定されている。超音波センサ20は振動子21、そ
の振動子21を支持するケース部材22、振動子21を
覆うキャップ部材23を備えている。また、振動子21
は背面側に発生する振動を吸収するバッキング材24を
備えている。また、超音波センサ20は、一つの振動子
21で超音波の送信及び受信を行うことができるように
構成されている。超音波センサ20の振動子21から発
生した超音波は、キャップ部材23の表面から例えば図
2中の二点鎖線70で示す経路で送信され(以下、「送
信波」という)、ピストン15の底面15aに反射され
た後、この反射波は二点鎖線71で示す経路で伝播し
て、振動子21で受信される(以下、「受信波」とい
う)。また、超音波センサ20は配線39aによって送
受信回路37と電気的に接続されている。また、送受信
回路37は配線39bによって制御装置38と電気的に
接続されている。
【0017】制御装置38は、CPU(中央処理装置)
38aと、超音波送信信号を出力してからその反射波を
受信するまでの時間を計測するカウンタ38bと、制御
プログラム及びフォーク4aの位置の演算に必要なデー
タ等を記憶した記憶装置38cとを備えている。送受信
回路37は超音波発信器(図示しない)を備えており、
制御装置38からの制御信号に基づいて、所定周波数
(例えば、0.1〜5MHz(メガヘルツ))の超音波
信号を超音波センサ20へ送信(出力)するように構成
されている。また、送受信回路37は増幅器及び検出器
(いずれも図示しない)を備えており、超音波センサ2
0から出力されたアナログ信号を増幅するとともにパル
ス信号に変換して制御装置38に出力するように構成さ
れている。記憶装置38cには、演算に必要なデータと
して例えば油圧油の温度、圧力と音速との関係を示す関
係式又はマップが記憶されている。
38aと、超音波送信信号を出力してからその反射波を
受信するまでの時間を計測するカウンタ38bと、制御
プログラム及びフォーク4aの位置の演算に必要なデー
タ等を記憶した記憶装置38cとを備えている。送受信
回路37は超音波発信器(図示しない)を備えており、
制御装置38からの制御信号に基づいて、所定周波数
(例えば、0.1〜5MHz(メガヘルツ))の超音波
信号を超音波センサ20へ送信(出力)するように構成
されている。また、送受信回路37は増幅器及び検出器
(いずれも図示しない)を備えており、超音波センサ2
0から出力されたアナログ信号を増幅するとともにパル
ス信号に変換して制御装置38に出力するように構成さ
れている。記憶装置38cには、演算に必要なデータと
して例えば油圧油の温度、圧力と音速との関係を示す関
係式又はマップが記憶されている。
【0018】CPU38aは、圧力センサ25及び温度
センサ36の検出信号に基づいてシリンダチューブ12
内の油圧油の圧力及び温度を演算する。CPU38aは
送信波の送信時からその反射波の受信時までの測長時間
tと、油圧油中の超音波の音速cとに基づいて超音波セ
ンサ20からピストン15の底面15aまでの距離Lを
演算する。そして、その値からフォーク4aの位置を演
算する。
センサ36の検出信号に基づいてシリンダチューブ12
内の油圧油の圧力及び温度を演算する。CPU38aは
送信波の送信時からその反射波の受信時までの測長時間
tと、油圧油中の超音波の音速cとに基づいて超音波セ
ンサ20からピストン15の底面15aまでの距離Lを
演算する。そして、その値からフォーク4aの位置を演
算する。
【0019】なお、本実施の形態では、超音波センサ2
0、圧力センサ25、温度センサ36、送受信回路3
7、制御装置38等によって、本発明の位置検出装置が
構成されている。
0、圧力センサ25、温度センサ36、送受信回路3
7、制御装置38等によって、本発明の位置検出装置が
構成されている。
【0020】次に、本発明の一実施の形態の位置検出装
置を用いた位置検出方法について説明する。まず、リフ
トシリンダ10内のピストン15の位置を検出するにあ
たり、CPU38aから送受信回路37へ測定要求信号
が出力される。そして、送受信回路37は測定要求信号
に基づいて超音波センサ20に所定周波数の電気信号を
出力し、それに対応して超音波センサ20から所定周波
数の超音波が出力される。超音波センサ20から出力さ
れた送信波は、シリンダチューブ12内の油圧油中を伝
播する。そして、ピストン15の底面15aに反射した
反射波が超音波センサ20に到達すると、超音波センサ
20は受信した受信波に対応した電気信号を送受信回路
37に出力する。送受信回路37は超音波センサ20か
ら入力したアナログ信号を増幅するとともに、パルス信
号に変換して制御装置38に出力する。
置を用いた位置検出方法について説明する。まず、リフ
トシリンダ10内のピストン15の位置を検出するにあ
たり、CPU38aから送受信回路37へ測定要求信号
が出力される。そして、送受信回路37は測定要求信号
に基づいて超音波センサ20に所定周波数の電気信号を
出力し、それに対応して超音波センサ20から所定周波
数の超音波が出力される。超音波センサ20から出力さ
れた送信波は、シリンダチューブ12内の油圧油中を伝
播する。そして、ピストン15の底面15aに反射した
反射波が超音波センサ20に到達すると、超音波センサ
20は受信した受信波に対応した電気信号を送受信回路
37に出力する。送受信回路37は超音波センサ20か
ら入力したアナログ信号を増幅するとともに、パルス信
号に変換して制御装置38に出力する。
【0021】CPU38aは、測定要求信号を送受信回
路37へ出力した時点からの経過時間をカウンタ38b
で計測し、送受信回路37から前記パルス信号を入力し
た時点で計測を終了する。そして、CPU38aはカウ
ンタ38bのカウント値により、超音波の送信時から反
射波の受信時までの時間tを演算する。また、CPU3
8aは圧力センサ25及び温度センサ36の検出信号か
ら油圧油の圧力及び温度を演算し、その温度、圧力にお
ける音速cを記憶装置38cに記憶されたデータ(油圧
油の温度、圧力と音速との関係を示す関係式又はマッ
プ)に基づいて演算する。そして、CPU38cは時間
t(以下、「測長時間」という)と音速cとに基づいて
超音波センサ20からピストン15の底面15aまでの
距離L(以下、「測長距離」という)を、L=ct/2
によって演算する。
路37へ出力した時点からの経過時間をカウンタ38b
で計測し、送受信回路37から前記パルス信号を入力し
た時点で計測を終了する。そして、CPU38aはカウ
ンタ38bのカウント値により、超音波の送信時から反
射波の受信時までの時間tを演算する。また、CPU3
8aは圧力センサ25及び温度センサ36の検出信号か
ら油圧油の圧力及び温度を演算し、その温度、圧力にお
ける音速cを記憶装置38cに記憶されたデータ(油圧
油の温度、圧力と音速との関係を示す関係式又はマッ
プ)に基づいて演算する。そして、CPU38cは時間
t(以下、「測長時間」という)と音速cとに基づいて
超音波センサ20からピストン15の底面15aまでの
距離L(以下、「測長距離」という)を、L=ct/2
によって演算する。
【0022】その後、CPU38aは、記憶装置38c
に記憶されている距離Lとフォーク4aの位置Hと関係
式に基づいてフォーク4aの位置Hを演算する。そし
て、演算により得られたフォーク4aの位置Hのデータ
は、例えばフォークリフトのフォークの揚高に使用され
る。
に記憶されている距離Lとフォーク4aの位置Hと関係
式に基づいてフォーク4aの位置Hを演算する。そし
て、演算により得られたフォーク4aの位置Hのデータ
は、例えばフォークリフトのフォークの揚高に使用され
る。
【0023】以上のように構成した、本実施の形態のリ
フトシリンダの位置検出装置または該位置検出装置を用
いた位置検出方法によれば、圧力センサ25及び温度セ
ンサ36によって検出された圧力及び温度に基づいて油
圧油中の超音波の音速を補正し、補正した音速cと超音
波センサ20によって検出した測長時間tとに基づいて
測長距離Lを演算するため、シリンダチューブ12内の
圧力や温度が変化した場合でも精度の高い測長距離が得
られ、シリンダチューブ12内のピストン15の位置を
精度よく検出することができる。また、本実施の形態で
は、超音波の音速を圧力と温度の両方を用いて補正する
ように構成したため、超音波の音速を温度のみによって
補正する従来のリフトシリンダに比べ高い位置検出精度
を備えたリフトシリンダを実現することができる。
フトシリンダの位置検出装置または該位置検出装置を用
いた位置検出方法によれば、圧力センサ25及び温度セ
ンサ36によって検出された圧力及び温度に基づいて油
圧油中の超音波の音速を補正し、補正した音速cと超音
波センサ20によって検出した測長時間tとに基づいて
測長距離Lを演算するため、シリンダチューブ12内の
圧力や温度が変化した場合でも精度の高い測長距離が得
られ、シリンダチューブ12内のピストン15の位置を
精度よく検出することができる。また、本実施の形態で
は、超音波の音速を圧力と温度の両方を用いて補正する
ように構成したため、超音波の音速を温度のみによって
補正する従来のリフトシリンダに比べ高い位置検出精度
を備えたリフトシリンダを実現することができる。
【0024】なお、本発明は上記の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。圧力センサ25はポート32に接続された管路26
に設置し、温度センサ36は室31内に設置したが、各
センサの設置位置は限定されない。例えば、圧力センサ
25をシリンダチューブ12に埋設することもできる。
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。圧力センサ25はポート32に接続された管路26
に設置し、温度センサ36は室31内に設置したが、各
センサの設置位置は限定されない。例えば、圧力センサ
25をシリンダチューブ12に埋設することもできる。
【0025】また、圧力センサ25及び温度センサ36
で検出した圧力及び温度に基づいて超音波の音速を補正
するように構成したが、圧力センサ25で検出した圧力
のみを音速の補正に用いることもできる。
で検出した圧力及び温度に基づいて超音波の音速を補正
するように構成したが、圧力センサ25で検出した圧力
のみを音速の補正に用いることもできる。
【0026】また、圧力センサ25あるいは温度センサ
36を複数箇所に設け、複数の検出結果に基づいて、温
度補正、圧力補正を行ってもよい。このように構成すれ
ば、補正精度を向上させることができる。
36を複数箇所に設け、複数の検出結果に基づいて、温
度補正、圧力補正を行ってもよい。このように構成すれ
ば、補正精度を向上させることができる。
【0027】また、流体圧シリンダとして油圧油を使用
したリフトシリンダ10について記載したが、各種の動
力媒体を使用した他の流体圧シリンダに適用することも
できる。例えば、空気を使用したエアシリンダに適用す
ることができる。
したリフトシリンダ10について記載したが、各種の動
力媒体を使用した他の流体圧シリンダに適用することも
できる。例えば、空気を使用したエアシリンダに適用す
ることができる。
【0028】また、リフトシリンダ10を単動式シリン
ダとしたが、単動式に代えて複動式にすることもでき
る。また、フォークリフト1のリフトシリンダ10に限
らず、本発明をティルトシリンダ、サイドシフトシリン
ダ、パワーステアリング用シリンダに適用することもで
きる。また、ピストン型シリンダ以外にラム型シリンダ
に適用することもできる。
ダとしたが、単動式に代えて複動式にすることもでき
る。また、フォークリフト1のリフトシリンダ10に限
らず、本発明をティルトシリンダ、サイドシフトシリン
ダ、パワーステアリング用シリンダに適用することもで
きる。また、ピストン型シリンダ以外にラム型シリンダ
に適用することもできる。
【0029】また、超音波センサ20は超音波の送受信
を一つのデバイスで行う構成としたが、これに代えて送
信用デバイスと受信用デバイスとが別々に構成された超
音波センサを用いることもできる。
を一つのデバイスで行う構成としたが、これに代えて送
信用デバイスと受信用デバイスとが別々に構成された超
音波センサを用いることもできる。
【0030】また、超音波センサ20、圧力センサ2
5、温度センサ36は個別にリフトシリンダ10に取付
けたが、すべてのセンサを一体的に構成してリフトシリ
ンダ10に取付けてもよい。また、圧力センサ25、送
受信回路37、制御装置38等をリフトシリンダ10に
内蔵してもよい。このように構成すれば、リフトシリン
ダの位置検出装置をよりコンパクトに設計することがで
きる。
5、温度センサ36は個別にリフトシリンダ10に取付
けたが、すべてのセンサを一体的に構成してリフトシリ
ンダ10に取付けてもよい。また、圧力センサ25、送
受信回路37、制御装置38等をリフトシリンダ10に
内蔵してもよい。このように構成すれば、リフトシリン
ダの位置検出装置をよりコンパクトに設計することがで
きる。
【0031】また、フォークリフト1のリフトシリンダ
10について記載したが、フォークリフト以外にシリン
ダを備えた高所作業車、コンクリートポンプ車、バック
ホー車、ダンプカー等に本発明を適用することもでき
る。
10について記載したが、フォークリフト以外にシリン
ダを備えた高所作業車、コンクリートポンプ車、バック
ホー車、ダンプカー等に本発明を適用することもでき
る。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流体圧シリンダ内の圧力が変化した場合でも、超音波セ
ンサを用いてシリンダ内のピストンの位置を精度よく検
出することができる、流体圧シリンダの位置検出装置及
び位置検出方法を実現することができる。
流体圧シリンダ内の圧力が変化した場合でも、超音波セ
ンサを用いてシリンダ内のピストンの位置を精度よく検
出することができる、流体圧シリンダの位置検出装置及
び位置検出方法を実現することができる。
【図1】本発明の第1実施の形態のフォークリフトの側
面図である。
面図である。
【図2】図1のリフトシリンダの縦断面図である。
1…フォークリフト 10…リフトシリンダ 11…ピストンロッド 12…シリンダチューブ 13…シリンダブロック 15…ピストン 20…超音波センサ 25…圧力センサ 36…温度センサ 37…送受信回路 38…制御装置 38a…CPU(中央処理装置)、38b…カウンタ、
38c…記憶装置
38c…記憶装置
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダ内を移動するピストンの位置を
超音波によって検出する流体圧シリンダの位置検出装置
であって、 シリンダ内に設けられピストンとの間で超音波を送受信
する超音波センサと、前記シリンダに設置される圧力セ
ンサと、演算手段とを備え、 前記演算手段は、前記圧力センサによって検出された前
記シリンダ内の圧力に基づいて前記超音波の音速を補正
し、該音速に基づいて前記ピストンの位置を演算するよ
うに構成されている流体圧シリンダの位置検出装置。 - 【請求項2】 シリンダ内を移動するピストンの位置を
超音波によって検出する流体圧シリンダの位置検出方法
であって、 シリンダ内に設けられピストンとの間で超音波を送受信
する超音波センサと、前記シリンダに設置される圧力セ
ンサと、演算手段とを用い、 前記圧力センサによって前記シリンダ内の圧力を検出
し、該圧力に基づいて前記演算手段によって前記超音波
の音速を補正し、該音速に基づいて前記ピストンの位置
を演算することを特徴とする流体圧シリンダの位置検出
方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24185499A JP2001063986A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法 |
EP00116965A EP1079118A3 (en) | 1999-08-27 | 2000-08-07 | Position detecting device for hydraulic cylinder, and detecting method thereof |
US09/634,565 US6549873B1 (en) | 1999-08-27 | 2000-08-09 | Position detecting device for hydraulic cylinder, and detecting method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24185499A JP2001063986A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001063986A true JP2001063986A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=17080508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24185499A Pending JP2001063986A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6549873B1 (ja) |
EP (1) | EP1079118A3 (ja) |
JP (1) | JP2001063986A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009179456A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Tadano Ltd | ブームを有する作業機の安全装置 |
CN112983931A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-18 | 山信软件股份有限公司 | 一种液压缸位置的冗余检测控制系统及方法 |
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DE50308288D1 (de) * | 2003-12-04 | 2007-11-08 | Festo Ag & Co | Mikrowellenwegmesssystem für elektrodynamischen Direktantrieb |
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DE502005007242D1 (de) * | 2005-08-11 | 2009-06-18 | Festo Ag & Co Kg | Aktorvorrichtung mit einer Mikrowellen-Positionsmesseinrichtung |
US20070239312A1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-10-11 | Andersen Scott P | System and method for tracking inventory movement using a material handling device |
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DE102013224819A1 (de) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulikzylinder mit Messsystem zur Positionsbestimmung eines Kolbens und Verfahren zum Feststellen einer Dichtungsleckage an einem Hydraulikzylinder |
DE102014005637A1 (de) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Hydac Electronic Gmbh | Fluid-Arbeitsgerätschaft |
US20170102364A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Andreas Hill | Ascertaining position of a piston in a cylinder |
DE102017129445A1 (de) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Grob-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Kolbens eines Hydraulikzylinders einer Werkzeugmaschine |
RU2708915C1 (ru) * | 2019-07-03 | 2019-12-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Способ определения деформаций гидроцилиндра под нагрузкой с шарнирными опорами штока и цилиндра |
US11078937B2 (en) * | 2019-10-17 | 2021-08-03 | Hamilton Sunstrand Corporation | Performance enhancement of controllers for varying temperature conditions in hydraulic actuators |
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US4995635A (en) * | 1990-03-21 | 1991-02-26 | Monroe Auto Equipment Company | Ultrasonic Doppler velocity sensing within a hydraulic actuator |
US5150049A (en) * | 1991-06-24 | 1992-09-22 | Schuetz Tool & Die, Inc. | Magnetostrictive linear displacement transducer with temperature compensation |
JP3390320B2 (ja) * | 1997-02-05 | 2003-03-24 | シンクレイヤ株式会社 | 通信用中継器筐体 |
JPH10238513A (ja) | 1997-02-25 | 1998-09-08 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 流体圧シリンダ、移動体の位置検出装置、移動体の速度検出装置及び産業車両 |
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-
1999
- 1999-08-27 JP JP24185499A patent/JP2001063986A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-07 EP EP00116965A patent/EP1079118A3/en not_active Withdrawn
- 2000-08-09 US US09/634,565 patent/US6549873B1/en not_active Expired - Fee Related
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CN112983931A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-18 | 山信软件股份有限公司 | 一种液压缸位置的冗余检测控制系统及方法 |
CN112983931B (zh) * | 2021-03-18 | 2023-04-07 | 山信软件股份有限公司 | 一种液压缸位置的冗余检测控制系统及方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
US6549873B1 (en) | 2003-04-15 |
EP1079118A2 (en) | 2001-02-28 |
EP1079118A3 (en) | 2003-08-13 |
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