JP2001090714A - 流体圧シリンダの位置検知装置 - Google Patents

流体圧シリンダの位置検知装置

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JP2001090714A
JP2001090714A JP26656699A JP26656699A JP2001090714A JP 2001090714 A JP2001090714 A JP 2001090714A JP 26656699 A JP26656699 A JP 26656699A JP 26656699 A JP26656699 A JP 26656699A JP 2001090714 A JP2001090714 A JP 2001090714A
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JP
Japan
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magnetic sensor
cylinder
piston
permanent magnet
tube
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JP26656699A
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Tomonobu Tokawa
智信 東川
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Taiyo Steel Co Ltd
Taiyo Ltd
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Taiyo Steel Co Ltd
Taiyo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】永久磁石の寸法の種類を低減することが可能で
あり、磁気的、機械的に外部環境の影響を受け難くする
こと。 【解決手段】流体圧シリンダ1の位置検知装置3であっ
て、ピストンロッド13には、外部へ突出しない側の端
面に開口する中空部13aが設けられ、シリンダカバー
14には、非磁性体からなって中空部13aに挿入され
シリンダカバー側のみが開口した保護管31が取り付け
られており、保護管31内には磁気センサSE1が軸方
向の位置が調整可能に装着され、磁気センサSE1を作
動させるための永久磁石22がピストンロッド13と一
体的に移動するように取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧シリンダの
位置検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来において、流体圧シリンダのピスト
ンのストローク位置を検知するために、ピストンの外周
に合成樹脂からなるリング状の永久磁石を装着し、シリ
ンダチューブの外周面に磁気センサを取り付け、ピスト
ンが磁気センサの位置に達したときに永久磁石の磁界に
よって磁気センサが動作するように構成した位置検知装
置が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の装置
では、永久磁石をシリンダチューブの内周面にできるだ
け近づける必要があるため、シリンダチューブの口径が
異なると永久磁石の径も異なり、そのため寸法の異なる
多種類の永久磁石を製作し在庫する必要があった。
【0004】そのため、永久磁石を製作するために多種
類の金型が必要となってコスト高となり、永久磁石の在
庫量も増大するという問題があった。また、溶接機のよ
うに強磁界を発生する機器が流体圧シリンダの近辺に存
在する場合には、その磁界の影響によって磁気センサが
誤動作する恐れがあった。
【0005】また、従来の位置検出装置では、磁気セン
サがシリンダチューブの外周面に設置されているので、
流体圧シリンダの取り付けや機械装置の組み立てなどの
作業中に、作業者や工具が磁気センサに当たって破損さ
せることがしばしば生じていた。また、流体圧シリンダ
の使用中において、工作機械の切削油や熱が直接に当た
り易く、外部環境の影響を受けて故障の原因となる恐れ
があった。
【0006】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、永久磁石の寸法の種類を低減することが可能であ
り、磁気的、機械的に外部環境の影響を受け難い流体圧
シリンダの位置検知装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る装
置は、シリンダチューブ、前記シリンダチューブ内を摺
動するピストン、前記ピストンに連結されて一体的に移
動するピストンロッド、および前記シリンダチューブの
端面を閉塞するシリンダカバーを有してなる流体圧シリ
ンダの位置検知装置であって、前記ピストンロッドに
は、外部へ突出しない側の端面に開口する中空部が設け
られ、前記シリンダカバーには、非磁性体からなって前
記中空部に挿入され前記シリンダカバー側のみが開口し
た保護管が取り付けられており、前記保護管内には磁気
センサが軸方向の位置が調整可能に装着され、前記磁気
センサを作動させるための永久磁石が前記ピストンロッ
ドと一体的に移動するように取り付けられている。
【0008】請求項2の発明に係る装置では、前記磁気
センサには軸方向の位置を調整するための位置調整棒が
取り付けられ、流体圧シリンダの外部から前記位置調整
棒を介して前記磁気センサの位置が調整可能である。
【0009】請求項3の発明に係る装置では、前記磁気
センサには、他の磁気センサのリード線および/または
位置調整棒が軸方向に挿通可能な空所が設けられてい
る。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る位置検知装置
3が取り付けられた流体圧シリンダ1の断面正面図であ
る。
【0011】図1において、流体圧シリンダ1は、シリ
ンダチューブ11、ピストン12、ピストン12に連結
されたピストンロッド13、およびシリンダチューブ1
1の1つの端面を閉塞するカバー14などから構成され
ている。シリンダチューブ11の他方の端面は、図示し
ないカバーによって閉塞されており、そのカバーをピス
トンロッド13が摺動可能に貫通して外部に突出する。
【0012】ピストン12には、その内周面12aに、
環状の永久磁石22が装着されている。永久磁石22
は、フェライト、合成樹脂、合成ゴム、その他の磁石材
料などによって、ピストン12の軸方向に沿ってN極お
よびS極の両磁極が配置されるように形成される。
【0013】ピストン12は、クッションナット21に
よってピストンロッド13に固定される。したがって、
ピストンロッド13および永久磁石部22は、ピストン
12の移動にともなって一体的に移動する。ピストン1
2の外周面には、パッキン25およびウエアリング26
が装着されている。
【0014】ピストンロッド13は、ステンレス鋼など
の非磁性材料からなり、その中心部には、外部へ突出し
ない側の端面に開口する中空部13aが設けられる。カ
バー14には、非磁性体からなって中空部13aに挿入
される保護管31が、カバー14に設けられた雌螺子に
螺子込まれて取り付けられ、ナット32でロックされて
いる。保護管31内には磁気センサSE1が装着され、
そのリード線LW1が保護管31の内部を通ってコネク
タのブッシング33から外部に引き出されている。
【0015】なお、カバー14には、クッションナット
21が嵌入するクッション穴14aが設けられている、
また、図示は省略したが、カバー14には、圧流体を供
給するためのポート、ピストンの起動を円滑にするため
のチェック弁などが設けられている。
【0016】次に、位置検知装置3の動作について説明
する。ヘッド側の圧力室41に圧流体が供給されると、
ピストン12は図の左側へ駆動され、同時にピストンロ
ッド13も移動する。ロッド側の圧力室42に圧流体が
供給されると、ピストン12は図の右側へ駆動され、ピ
ストンロッド13も同時に移動する。
【0017】その際に、磁気センサSE1の感応領域内
に永久磁石22が位置すると、その磁界によって磁気セ
ンサSE1が作動して検知信号を出力する。これと逆
に、永久磁石22が磁気センサSE1の感応領域外に出
ると、磁気センサSE1は作動を停止し、検知信号は出
力されない。
【0018】このように、磁気センサSE1によってピ
ストン12のストローク位置が検知される。磁気センサ
SE1の軸方向位置を適当な位置に設定しておくことに
よって、ピストン12の所望のストローク位置を検知す
ることができる。磁気センサSE1の軸方向位置を変更
することによって、検知位置を任意の位置に変更するこ
とができる。
【0019】この位置検知装置3によると、永久磁石2
2の径をピストンロッド13の外径またはピストン12
の内径などに応じて設定すればよい。したがって、シリ
ンダチューブ11の口径が異なる場合でも、それに応じ
た寸法の永久磁石を製作する必要がなく、永久磁石22
の寸法の種類を低減することができる。しかも、永久磁
石22の径が小さくなるので、永久磁石22の製作が容
易であり、在庫の種類、数量、および在庫に必要なスペ
ースが低減され、コストダウンを図ることができる。
【0020】また、磁気センサSE1および永久磁石2
2は、流体圧シリンダ1の内部に装着されるので、磁気
的、機械的に外部環境の影響を受け難い。シリンダチュ
ーブ11の材料として、鋼材などの磁性体を用いること
ができるので、流体圧シリンダ1を低コストで製作する
ことができる。
【0021】図2は本発明の他の実施形態に係る位置検
知装置3Bが取り付けられた流体圧シリンダ1Bの断面
正面図、図3は磁気センサSE2,SE3の外観を示す
図、図4は位置調整装置60のD−D断面矢視図であ
る。なお、図3のうち、図3(A)は斜視図、図3
(B)は平面図、図3(C)は正面図である。
【0022】図2において、流体圧シリンダ1Bのカバ
ー14には、上に述べた保護管31と同様な保護管51
が取り付けられている。保護管51の端部には、ボック
ス52が螺子込まれて固定されている。
【0023】保護管51内には、2つの磁気センサSE
2,SE3が装着されている。これらの磁気センサSE
2,SE3は構造が互いに同じであるので、その一方に
ついてのみ説明する。
【0024】磁気センサSE2は、外観が円柱状であ
る。その内部に、リードスイッチ、ホール素子、または
磁気抵抗素子などのセンサ、およびその他の回路が収納
され、外周面が合成樹脂材料などによって被覆されてい
る。
【0025】図3(A)によく示されるように、磁気セ
ンサSE2には、他の磁気センサのリード線LWおよび
後述する位置調整棒TBを軸方向に挿通することが可能
な、断面形状が半円状の空所HLが設けられている。図
2に示す例では、磁気センサSE3の空所HLを、磁気
センサSE2のリード線LW2および位置調整棒TB2
が挿通している。
【0026】磁気センサSE2には、一方の端面からリ
ード線LW2が引き出されており、また、その横にフッ
クTFが設けられている。フックTFには位置調整棒T
B2が連結される。位置調整棒TB2を操作することに
よって、磁気センサSE2の保護管51内における軸方
向位置が調整される。
【0027】位置調整棒TB2は、次に説明する位置調
整装置60によって位置調整可能である。図4によく示
されるように、位置調整装置60は、ラック受け61、
位置調整棒TB2,3に連結されたラック62,66、
ピニオン63,67、調整ネジ64,68、およびロッ
クナット65,69などから構成される。
【0028】ロックナット65,69を緩め、調整ネジ
64,68をドライバなどで回転させることにより、ピ
ニオン63,67が回転する。ピニオン63,67の回
転により、これと噛み合うラック62,66が、ラック
受け61に支持された状態でピストン12の軸方向に移
動する。ラック62,66の移動によって、位置調整棒
TB2,3が軸方向に移動し、これによって磁気センサ
SE2,3の軸方向位置が可変され位置決めされる。調
整ネジ64,68の回転方向に応じて、磁気センサSE
2,3の移動方向が決定される。
【0029】なお、磁気センサSE2,3のリード線L
W2,3は、保護管51およびボックス52の内部を通
り、ブッシング54から外部に引き出されている。この
位置検知装置3Bによると、複数の磁気センサSE2,
3を装着し、複数箇所においてピストン12のストロー
ク位置を検知することができる。しかも、調整ネジ6
4,68を回転させることにより、検知位置を容易に調
整することができる。
【0030】なお、保護管31,51は、ピストンロッ
ド13の移動にともなって、中空部13aの内周面と摺
動することもある。したがって、保護管31,51が長
い場合には、中空部13aの内周面によって支持される
ようにすることも可能である。その場合に、摺動が円滑
に行われるよう、摺動性の良好な材料を用いたり表面処
理を行っておけばよい。
【0031】上の実施形態において、ピストン12およ
びナット21には非磁性材料を用いるのが好ましい。ま
た、カバー14も、非磁性材料を用いるのが好ましい。
上の実施形態において、磁気センサSE1〜3の軸方向
の位置を決めるために、磁気センサSE1〜3の前後の
間隙に非磁性体からなる中空状の詰め部材を配置し、磁
気センサSE1〜3が移動しないようにしてもよい。そ
の場合に、詰め部材としてウレタンフォームなどの合成
樹脂材料を用いると、容易に切断して長さを調整できる
ので、現場においてそれぞれの磁気センサSE1〜3の
軸方向位置を調整しながら詰め部材を詰めていき、それ
らの位置決めを容易に行うことができる。
【0032】また、磁気センサSEの位置を調整するた
めに、磁気センサSEの外周面にネジを設けておき、保
護管31,51の内周面との間で螺合させ、磁気センサ
SEを回転させて軸方向に移動させるようにしてもよ
い。
【0033】磁気センサSE2,3に半円状の空所HL
を設けたが、半円状でなくてもよい。また、2つ以上の
空所HLを設けてもよい。また、磁気センサSE自体を
半円状などとし、保護管31,51の内部において実質
的に空所HLが形成されるようにしてもよい。保護管5
1の内部に2つの磁気センサSE2,3を装着したが、
1つまたは3つ以上でもよい。
【0034】その他、永久磁石22の磁界の方向、位置
検知装置3,3B、流体圧シリンダ1,1Bの全体また
は各部の構造、形状、寸法、材質、配置、個数などは、
本発明の趣旨に沿って種々変更することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によると、永久磁石の寸法の種類
を低減することが可能であり、磁気的、機械的に外部環
境の影響を受け難い流体圧シリンダの位置検知装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置検知装置が取り付けられた流
体圧シリンダの断面正面図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係る位置検知装置が取
り付けられた流体圧シリンダの断面正面図である。
【図3】磁気センサの外観を示す図である。
【図4】位置調整装置のD−D断面矢視図である。
【符号の説明】
1,1B 流体圧シリンダ 3,3B 位置検知装置 11 シリンダチューブ 12 ピストン 13 ピストンロッド 14 カバー(シリンダカバー) 13a 中空部 22 永久磁石 31,51 保護管 SE1,SE2,SE3 磁気センサ TB2,TB3 位置調整棒 LW2,LW3 リード線 HL 空所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダチューブ、前記シリンダチューブ
    内を摺動するピストン、前記ピストンに連結されて一体
    的に移動するピストンロッド、および前記シリンダチュ
    ーブの端面を閉塞するシリンダカバーを有してなる流体
    圧シリンダの位置検知装置であって、 前記ピストンロッドには、外部へ突出しない側の端面に
    開口する中空部が設けられ、 前記シリンダカバーには、非磁性体からなって前記中空
    部に挿入され前記シリンダカバー側のみが開口した保護
    管が取り付けられており、 前記保護管内には磁気センサが軸方向の位置が調整可能
    に装着され、 前記磁気センサを作動させるための永久磁石が前記ピス
    トンロッドと一体的に移動するように取り付けられてい
    る、 ことを特徴とする流体圧シリンダの位置検知装置。
  2. 【請求項2】前記磁気センサには軸方向の位置を調整す
    るための位置調整棒が取り付けられ、 流体圧シリンダの外部から前記位置調整棒を介して前記
    磁気センサの位置が調整可能である、 請求項1記載の流体圧シリンダの位置検知装置。
  3. 【請求項3】前記磁気センサには、他の磁気センサのリ
    ード線および/または位置調整棒が軸方向に挿通可能な
    空所が設けられている、 請求項1または請求項2記載の流体圧シリンダの位置検
    知装置。
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