JP2005180556A - シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストンの径に拘わらず同一仕様の位置検出用マグネットにてスライダの位置を検出可能なシリンダを提供すること。
【解決手段】 シリンダチューブ２の両側壁には側孔２ｂ，２ｃが形成されている。側孔２ｂ，２ｃは、シリンダチューブ２の長手方向に沿って形成されている。側孔２ｂ，２ｃの内部には検出マグネット４が移動可能に収容されている。シリンダチューブ２の幅方向両端にはそれぞれ磁界を検出するシリンダスイッチ５が取着されている。シリンダスイッチ５は磁界を検出することで検出マグネット４が所定範囲内に存在するか否かを判定する。ピストンヨーク１５が備える胴部１６の幅方向両端部にはヨークマグネット１８が埋設されている。ヨークマグネット１８及び検出マグネット４は互いの磁力により引き付けあい、検出マグネット４はピストンヨーク１５とともに側孔２ｂ，２ｃを移動する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シリンダチューブの内部を移動するピストンを備えたシリンダに係り、詳しくはシリンダが備えるスライダの位置検出を行うマグネットの装着方法に関するものである。

従来、シリンダは種々のものが提案されており、例えばピストンにロッドが設けられていないタイプのシリンダ、即ちロッドレスシリンダなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ロッドレスシリンダは、シリンダチューブ、ピストン及び該ピストンに一体に取着されたスライダを備えており、シリンダチューブ内でピストンを移動させることでスライダの位置を変化させている。シリンダチューブ内におけるピストンの位置検出は、ピストンに一体に取着された位置検出用のマグネット及びシリンダチューブの外縁に取着され、位置検出用のマグネットの磁力を検出するシリンダスイッチにて行われている。
特開２００２−３４９５０９号公報

ところが、ピストンの径が大きくなると、該径に応じてピストンを収容するシリンダチューブの側壁も厚くなるため、位置検出用のマグネットの磁力がシリンダスイッチまで到達できず、ピストンの位置が検出されない虞があった。そこで、位置検出用のマグネットの磁力をシリンダスイッチまで確実に到達させるようにするため、ピストンの径に応じてマグネットの大きさを変更することが考えられるが、複数種類の大きさのマグネットを用意しなければいけないという問題点があった。

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、その目的は、ピストンの径に拘わらず同一形状の位置検出用マグネットにてスライダの位置を検出可能なシリンダを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シリンダチューブ内を移動可能に形成されたピストンヨークと、前記ピストンヨークに取着されたヨークマグネットと、前記シリンダチューブに形成され、該シリンダチューブの長手方向に沿って形成された移動通路と、前記ヨークマグネットの磁力により前記移動通路内を前記ヨークマグネットに追随して移動される検出マグネットと、前記シリンダチューブ内における前記ピストンヨークの位置を前記検出マグネットの磁力に基づいて検出するシリンダスイッチとを備えた。

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、前記移動通路は前記ヨークマグネットと前記シリンダスイッチとの間に複数形成されている。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ヨークマグネット及び前記検出マグネットとは同一のマグネットが用いられている。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記検出マグネットは前記ヨークマグネットよりも前記シリンダチューブの長手方向に沿って大きく形成されている。

本発明によれば、ピストンの径に拘わらず同一形状の位置検出用マグネットにてスライダの位置を検出可能なシリンダを提供することができる。

以下、本発明をロッドレスシリンダに具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１はロッドレスシリンダの一部破断縦断面図を示し、図２は横断面図を示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態のロッドレスシリンダ１を構成するシリンダチューブ２は、断面略矩形状かつ筒状の長尺部材である。本実施形態では、シリンダチューブ２はアルミニウム等の押出成形品である。このシリンダチューブ２の下面はシリンダチューブ２を図示しない支持台に取り付ける取り付け面２ａであり、取り付け面２ａは平面に形成されている。

シリンダチューブ２の上面の中央部には、スリット３が形成されている。このスリット３は、チューブ長手方向に沿って延びかつシリンダチューブ２の内外を連通している。
シリンダチューブ２の両側壁にはそれぞれ厚さ方向略中央位置、具体的には後述するヨークマグネット１８とシリンダスイッチ５との略中央位置に移動通路としての側孔２ｂ，２ｃが形成されている。側孔２ｂ，２ｃは断面円形状に形成されており、シリンダチューブ２の長手方向に沿って全長に亘って形成されている。

側孔２ｂ，２ｃの内部には検出マグネット４が収容されている。検出マグネット４は略円柱形状に形成されており、側孔２ｂ，２ｃ内を移動可能な大きさに形成されている。検出マグネット４は、後述するシリンダスイッチ５の近傍に位置する際、該シリンダスイッチ５にて検出可能な磁力を備えて形成されている。

シリンダチューブ２の幅方向両端にはそれぞれ磁界を検出するシリンダスイッチ５が一体に取着されている。シリンダスイッチ５は磁界を検出することで、前記検出マグネット４との距離が所定値以内であるか否かを判定可能である。シリンダスイッチ５は、検出マグネット４が所定範囲内に存在することを検出すると、その検出信号を外部に出力可能に構成されている。

シリンダチューブ２の両端開口には、それぞれエンドブラケット６，７が固定されている。シリンダチューブ２内には、これらのエンドブラケット６，７に対応して筒状のカラー８，９が固定されている。

エンドブラケット６には、図示しない第１の給排ポートが設けられており、カラー８を介して第１の圧力作用室１０に連通されている。エンドブラケット７には、図示しない第２の給排ポートが設けられており、カラー９を介して第２の圧力作用室１１に連通されている。

ロッドレスシリンダ１は、スリット３を塞ぐ２種のシールベルト１２，１３を備えている。上側シールベルト１２はスリット３の外部開口側に張設されている。このシールベルト１２の両端は、各エンドブラケット６，７の内端面上部に固定されている。

上側シールベルト１２は、スリット３を介してシリンダチューブ２の内部に塵埃等が侵入することを、スリット３の外側且つすぐ近傍において防止する役割を果たしている。一方、下側シールベルト１３はスリット３の内部開口側に張設されている。このシールベルト１３は、給排ポートから各圧力作用室１０，１１に供給された駆動流体（本実施の形態においては加圧エア）がスリット３を介して外部に漏洩することを防止する役割を果たしている。

シリンダチューブ２の内部には、ピストン１４の全体及びピストンヨーク１５の一部を収容するための空間が存在している。ピストン１４はピストンヨーク１５を挟んで左右一対に設けられている。これらのピストン１４は、それぞれカラー８，９内に嵌合しうる突出部分を有している。シリンダチューブ２内の空間は、ピストン１４及びピストンヨーク１５の存在によって、第１の圧力作用室１０及び第２の圧力作用室１１という２つの領域に区画されている。

図２に示すように、ピストンヨーク１５は、シリンダチューブ２の内側に配設される胴部１６及びスリット３を介してシリンダチューブ２の外側に露出される頭部１７を備えている。

胴部１６は左右対称形状に形成されており、その幅方向（図２において左右方向）両端部にはヨークマグネット１８が埋設されている。ヨークマグネット１８は前記検出マグネット４と同一のマグネットが用いられている。ヨークマグネット１８及び検出マグネット４はヨークマグネット１８の配設位置と側孔２ｂ，２ｃとの間で互いに引き付け可能な磁力を備えて形成されている。従って、検出マグネット４は、ヨークマグネット１８に追随して側孔２ｂ，２ｃ内を移動される。

頭部１７には、スライダ１９がボルト等の締結手段によって連結されている。このように形成されたピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９は、シリンダチューブ２の長手方向にスライド可能とされている。

スライダ１９は金属製の押出成形品であり、シリンダチューブ２の上部を覆う形状に形成されている。スライダ１９の上面はワークを取り付けるためのテーブル面１９ａであって、テーブル面１９ａは平面に形成されている。

次に、上記のように構成されたロッドレスシリンダの作用について説明する。
スライダ１９を移動させる際には、図示しない圧力供給源から第１の給排ポートに加圧エアを供給すると、第１の圧力作用室１０に導入された加圧エアの圧力によって、ピストン１４が図１の左側方向に押圧される。その結果、ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９が図１の左側方向に向かって直線的に一体移動する。

第２の給排ポートに加圧エアを供給すると、第２の圧力作用室１１に導入された加圧エアの圧力によって、ピストン１４が図１の右側方向に押圧される。その結果、ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９が図１の右側方向に向かって直線的に一体移動する。

このようにしてピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９が移動すると、ピストンヨーク１５に一体に埋設されたヨークマグネット１８も該ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９とともにシリンダチューブ２の長手方向に沿って移動する。そのため、ヨークマグネット１８に引き付けられた検出マグネット４もピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の移動に応じて側孔２ｂ，２ｃ内を移動する。従って、シリンダスイッチ５によって検出マグネット４の磁界を検出することでピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置が検出可能となる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）シリンダスイッチ５は、ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９とともに移動する検出マグネット４の磁界を検出することでピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置を検出する。従って、ヨークマグネット１８の磁力を大きくすることなくピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置を検出することができる。

（２）検出マグネット４とヨークマグネット１８とは、同一のマグネットにて形成されている。従って、シリンダチューブ２の側壁が厚くなった場合でもマグネットの仕様を複数用意する必要がなく、ロッドレスシリンダ１の製造コストを低減することができる。

尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施の形態において、側孔２ｂ，２ｃは、ヨークマグネット１８とシリンダスイッチ５との略中央位置に配設されていた。しかし、側孔２ｂ，２ｃの位置はヨークマグネット１８とシリンダスイッチ５との距離に応じて変更可能であり、例えばヨークマグネット１８とシリンダスイッチ５とを結ぶ直線よりも上方に側孔を配設してもよい。このように、側孔の形成位置を変更することで、ヨークマグネット１８から検出マグネット４までの距離及び検出マグネット４からシリンダスイッチ５への距離を簡単に調整することができる。そのため、シリンダチューブ２の側壁の厚さが変更されてもヨークマグネット１８から検出マグネット４までの距離及び検出マグネット４からシリンダスイッチ５までの距離を等しく保つことができる。

従って、ヨークマグネット１８から検出マグネット４への磁力の影響及び検出マグネット４からシリンダスイッチ５への磁力の影響を簡単に調整することができ、同一仕様のマグネットを種々の厚さに形成されたシリンダチューブの側壁に用いることができる。

・上記実施の形態においては、検出マグネット４とヨークマグネット１８とは、同一のマグネットにて形成されていた。しかし、図４に示すように、検出マグネット２０の大きさをシリンダチューブ２の長手方向において、ヨークマグネット１８よりも大きくしてもよい。また、検出マグネットの大きさをシリンダチューブ２の長手方向において、ヨークマグネット１８よりも小さくしてもよい。

このようにシリンダチューブ２の長手方向における検出マグネットの大きさを適宜設定することにより、シリンダスイッチ５によるピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置の検出範囲を容易に変更することができる。

・上記実施の形態において、シリンダスイッチ５は、側孔２ｂ或いは側孔２ｃの内部をシリンダチューブ２の長手方向に沿って移動する検出マグネット４の磁力を検出することで該ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置を検出する構成とされていた。しかし、図５に示すように、シリンダチューブ２１の幅方向両側の側壁にそれぞれ２つずつ側孔２１ａ，２１ｂを設け、各側孔２１ａ，２１ｂの内部に収容された検出マグネット２２ａ，２２ｂを用いてピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置を検出する構成としてもよい。

詳述すると、側孔２１ａは、該側孔２１ａの内部に収容された検出マグネット２２ａが前記ヨークマグネット１８の磁力によってピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９に追随して移動可能な位置に形成されている。

側孔２１ｂは、該側孔２１ｂの内部に収容された検出マグネット２２ｂが前記検出マグネット２２ａの磁力によって該検出マグネット２２に追随して移動可能な位置に形成されている。また、側孔２１ｂは、検出マグネット２２ｂが前記シリンダスイッチ５の近傍に位置されたときに、該検出マグネット２２ｂの磁力をシリンダスイッチ５にて検出可能な位置に形成されている。

このように形成されたロッドレスシリンダ２３は、ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の作動が、検出マグネット２２ａを介して検出マグネット２２ｂに伝達される。そして、検出マグネット２２ｂの磁力によりピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置がシリンダスイッチ５に検出される。

同様に、シリンダチューブ２１の側壁の厚さが変化されても、それに応じて複数の側孔を形成し、該側孔内にピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の作動を順次伝達する複数の検出マグネットを収容することで、シリンダスイッチ５にてピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置を検出することができる。

・上記実施の形態においては、ヨークマグネット１８及び検出マグネット４の形状を円柱形状とし、側孔２ｂ，２ｃの形状を断面円形状としていた。しかし、ヨークマグネットの形状、側孔２ｂ，２ｃの形状及び該側孔２ｂ，２ｃに収容される検出マグネットの形状は適宜変更してもよく、例えば、図６に示すように、ヨークマグネット２４の形状をピストンヨーク２５の幅方向（図６の左右方向）両端の形状に合わせて湾曲形成してもよい。また、側孔２６の形状及び該側孔２６に収容される検出マグネット２７の形状をヨークマグネット２４の形状に応じて湾曲形成してもよい。

・上記実施の形態においては、検出マグネット４の形状を円柱形状としたが、側孔２ｂ，２ｃ内をシリンダチューブ２の長手方向に沿って円滑に移動できる形状であればよい。従って、例えば、検出マグネット４の両端部をテーパ状に切り欠いて略流線型状としてもよい。このように検出マグネットを形成することにより、該検出マグネットが側孔２ｂ，２ｃ内をより円滑に移動することができるようになる。

・上記実施の形態においては、ピストン１４、ピストンヨーク１５及びスライダ１９の位置検出の手段をロッドレスシリンダ１に具体化したが、該位置検出の手段はロッドを備えたシリンダに具体化してもよい。

上記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）前記検出マグネットは移動方向の両端部がテーパ状に切り欠かれていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のシリンダ。この構成によれば検出マグネットが移動通路内を円滑に移動される。

ロッドレスシリンダを示す一部破断縦断面図。 ロッドレスシリンダを示す横断面図。 ロッドレスシリンダを示す平断面図。 別例のロッドレスシリンダを示す平断面図。 別例のロッドレスシリンダを示す横断面図。 別例のロッドレスシリンダを示す横断面図。

符号の説明

１…ロッドレスシリンダ、２，２１…シリンダチューブ、２ｂ，２ｃ，２１ａ，２１ｂ，２６…移動通路としての側孔、４，２０，２２ａ，２２ｂ…検出マグネット、５…シリンダスイッチ、１５，２５…ピストンヨーク、１８，２４…ヨークマグネット。

Claims (4)

1. シリンダチューブ内を移動可能に形成されたピストンヨークと、
   前記ピストンヨークに取着されたヨークマグネットと、
   前記シリンダチューブに形成され、該シリンダチューブの長手方向に沿って形成された移動通路と、
   前記ヨークマグネットの磁力により前記移動通路内を前記ヨークマグネットに追随して移動される検出マグネットと、
   前記シリンダチューブ内における前記ピストンヨークの位置を前記検出マグネットの磁力に基づいて検出するシリンダスイッチと
   を備えたシリンダ。
2. 前記移動通路は前記ヨークマグネットと前記シリンダスイッチとの間に複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ。
3. 前記ヨークマグネット及び前記検出マグネットとは同一のマグネットが用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ。
4. 前記検出マグネットは前記ヨークマグネットよりも前記シリンダチューブの長手方向に沿って大きく形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ。

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