JP2010048698A - 位置検出装置およびそれに用いるコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】センサヘッドのアクチュエータに対する取付作業を容易に行い得るようにする。
【解決手段】位置検出装置は、マグネットの磁力に感応して出力信号を出力する磁気センサ２４が設けられたセンサヘッド２０を有し、アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれたマグネット付きの移動部材の位置をアクチュエータ本体の外側で検出する。センサヘッド２０には移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤ２５が設けられており、センサヘッド２０にケーブルを介して接続されたコントローラ３０には、磁気センサ２４から出力された出力信号に基づいてＬＥＤ２５の点灯および消灯を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は液体圧や空気圧を作動媒体とする流体圧シリンダにより駆動されるピストン等の移動部材の位置を検出する位置検出技術に関する。

流体圧シリンダはピストンが組み込まれるシリンダチューブとこの外部に突出してピストンに取り付けられるピストンロッドとを有し、シリンダチューブ内に圧縮空気等の流体つまり作動媒体を供給することによりピストンロッドが直線駆動される。ロータリアクチュエータは揺動軸が外部に突出して設けられたハウジングとこの内部に組み込まれるベーンやラックピストンとを有し、ハウジング内に流体を供給することによりベーンやラックピストンを介して揺動軸が駆動される。

このように、シリンダチューブやロータリアクチュエータ等の種々のアクチュエータの内部に組み込まれたピストン等の移動部材の位置を自動的に検出するために、位置検出装置が使用されている。位置検出装置としては、特許文献１に記載されるように、移動部材に取り付けられたマグネットの磁力に感応する磁気センサつまりＭＲセンサ（磁気抵抗素子）が組み込まれたセンサヘッドつまりセンサブロックを有するものがあり、センサヘッドはシリンダチューブやハウジング等のアクチュエータ本体に取り付けられ、センサヘッドからはコントローラに検出信号が送られるようになっている。

センサヘッドに組み込まれる磁気センサは、マグネットの磁界の強さに応じて抵抗値が変化することから、移動部材に取り付けられたマグネットの位置に応じたアナログ信号を磁気センサは出力する。したがって、移動部材とともにマグネットが移動して、磁気センサが磁力に感応する所定の検出ストロークの範囲にまでマグネットが移動すると、移動部材が検出ストロークの範囲内となっていること磁気センサによって検出することができる。さらに、磁気センサからの出力信号に基づいて移動部材の位置を検出することができる。

マグネットが磁力に感応する上記検出ストローク範囲内に位置しているときには、センサヘッドに設けられた発光ダイオードつまりＬＥＤがセンサヘッド内に組み込まれている信号処理回路によって点灯するようになっている。
特開平８−３３４３０５号公報

コントローラは磁気センサからの出力信号に基づいて移動部材が検出ストロークの範囲内の設定された位置に到達したことを判定したときには、外部のホストコンピュータ等に対して信号を出力する。コントローラに磁気センサからの出力信号に基づいて移動部材の位置を数値等により表示する表示部を設けることにより、センサヘッドに対する移動部材の位置情報をコントローラに数値表示することができる。

一方、センサヘッドに設けられたＬＥＤは、移動部材が検出ストロークの範囲内に到達すると、センサヘッド内に組み込まれている信号処理回路により点灯することになる。

磁気センサを備えたセンサヘッドは、例えば、流体により直線往復動するピストンが組み込まれたシリンダチューブにおいては、マグネット付きピストンの位置が往復動端の位置となったことや、往復動端の中間位置となったことを検出するためにシリンダチューブに取り付けられている。マグネット付きピストンの位置は外部から直接的に目視して確認することができないので、センサヘッドをシリンダチューブにピストンの移動方向に沿って形成されたセンサ取付溝の任意の位置に作業者が取り付けるには、従来、以下の手順で行っている。

まず、磁気センサによって検出すべきピストンの位置を設定するためにピストンロッドのシリンダチューブからの突出長さを設定する。ピストンロッドが設定された突出長さとなった状態のもとで、シリンダチューブのセンサ取付溝にセンサヘッドを差し込んでセンサ取付溝に沿って手作業によりセンサヘッドを移動させる。センサヘッドがピストンのマグネットに接近すると、マグネットのセンサヘッドに対する位置情報がコントローラの表示部に数値表示されるので、表示部に表示された位置情報に応じてセンサヘッドを取り付けるべき位置が決定される。取付位置が決定したら、センサヘッドに設けられている取付ねじを締結することによりセンサヘッドは所定の位置に固定される。

磁気センサの検出ストロークは、例えば５ｍｍ程度となっており、マグネットが磁気センサに対してこの検出ストロークの範囲となっていることは、センサヘッドに設けられたＬＥＤの点灯により作業者は認識することができるが、この検出ストロークの範囲内のどの位置をセンサヘッドの取付固定位置とするかは、センサヘッドに設けられたＬＥＤの点灯では判断できず、コントローラの数値表示部の位置情報を観察しなければならない。

このため、センサヘッドのシリンダチューブに対する最適な取付位置を探るには、磁気センサが磁力に感応する検出ストロークの範囲のうちいずれの位置にするかを、コントローラの数値表示部に数値で表示された位置情報を目視観察しながら行うことになる。例えば、表示部が磁気センサの検出ストロークの範囲を百分率で表示し、表示が５０％前後の位置となったときを最適位置として設定する場合には、センサヘッドをセンサ取付溝に沿って移動して表示部の値が５０％前後の数値となったときにセンサヘッドを取付ねじで固定することになる。

このように、コントローラの表示や出力を目視観察しながらセンサヘッドの取付位置の設定を行うことになるので、センサヘッドを最適位置に取付ねじで固定するには、作業者の近くにコントローラが設けられている必要がある。しかしながら、工業製品の生産ラインに設けられる流体シリンダが複雑で大型の生産装置に取り付けられる場合には、流体シリンダはコントローラから離れて配置されることが多い。このため、センサヘッドの流体シリンダに対する最適な取付位置を探るには、コントローラの表示部を流体シリンダの近くで目視観察するために、コントローラを本来の取付位置から取り外すとともに配線を延長して流体シリンダの取付位置まで移動する必要がある。このような作業は面倒で困難である。

一人の作業者がコントローラの表示部を目視観察し、他の作業者がセンサヘッドの位置を調整移動するようにし、両者が声を掛け合ってセンサヘッドの最適な取付位置を探る方法もあるが、このような作業も面倒で困難である。

本発明の目的はセンサヘッドのアクチュエータに対する取付作業を容易に行い得るようにすることにある。

本発明の位置検出装置は、アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれたマグネット付きの移動部材の位置を前記アクチュエータ本体の外側で検出する位置検出装置であって、前記マグネットの磁力に感応して出力信号を出力する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤとが設けられたセンサヘッドと、前記センサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記ＬＥＤの点灯および消灯を制御するコントローラとを有することを特徴とする。

本発明の位置検出装置において、前記コントローラは、前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、前記ＬＥＤを点灯させる点灯位置を設定する点灯位置設定部と、前記位置情報を表示する表示部と、前記演算部からの前記位置情報が前記点灯位置となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とする。また、本発明の位置検出装置において、前記点灯位置設定部は前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定し、前記比較部は前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力することを特徴とする。

本発明の位置検出装置は、アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれたマグネット付きの移動部材の位置を前記アクチュエータ本体の外側で検出する位置検出装置であって、前記マグネットの磁力に感応して出力信号を出力する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤとが設けられたセンサヘッドと、前記センサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記ＬＥＤの点灯および消灯を制御するコントローラとを有し、前記コントローラは、前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定する点灯位置設定部と、前記位置情報を表示する表示部と、前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とする。

本発明のコントローラは、アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれた移動部材のマグネットの磁力に前記アクチュエータ本体の外側で感応する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤが設けられたセンサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサからの出力信号に基づいて外部に制御信号を出力するコントローラであって、前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、前記ＬＥＤを点灯させる点灯位置を設定する点灯位置設定部と、前記位置情報を表示する表示部と、前記演算部からの前記位置情報が前記点灯位置となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とする。本発明のコントローラにおいて、前記点灯位置設定部は前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定し、前記比較部は前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力することを特徴とする。

本発明にあっては、アクチュエータ本体の内部に組み込まれたマグネット付き移動部材の位置をアクチュエータ本体の外側に設けられたセンサヘッドの磁気センサにより検出するようにし、センサヘッドに設けられたＬＥＤの点灯と消灯とをセンサヘッドから離れて配置されるコントローラからの信号により制御するようにしている。これにより、センサヘッドをアクチュエータ本体に取り付けるときには、センサヘッドに設けられたＬＥＤを目視することにより、センサヘッドの最適な取付位置を作業者が容易に判断することができ、センサヘッドの取付作業を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である位置検出装置が装着されたアクチュエータを示す斜視図であり、図２は図１における２−２線断面図である。

図１に示されるアクチュエータ１０は、空気圧シリンダであり、シリンダチューブ１１を有している。シリンダチューブ１１は外周面がほぼ四角形となっており、内部にはシリンダ孔１２が長手方向に貫通して形成されている。シリンダチューブ１１の一端部にはヘッドカバー１３が取り付けられ、他端部にはロッドカバー１４が取り付けられている。ヘッドカバー１３とロッドカバー１４により閉塞されたシリンダ孔１２内には、ピストン１５が移動部材として軸方向に往復動自在に組み込まれており、ピストン１５にはピストンロッド１６が取り付けられている。ピストンロッド１６はロッドカバー１４に形成された貫通孔を貫通して外部に突出している。

ピストン１５によりシリンダ孔１２内は２つの圧力室１７ａ，１７ｂに区画されており、シリンダチューブ１１には一方の圧力室１７ａに連通する給排ポート１８ａと、他方の圧力室１７ｂに連通する給排ポート１８ａが形成されている。一方の給排ポート１８ａから圧力室１７ａに圧縮空気を供給すると、ピストン１５は図２において左側に前進移動し、他方の給排ポート１８ｂから圧力室１７ｂに圧縮空気を供給すると、ピストン１５は逆方向に後退移動する。

ピストン１５にはマグネット１９が設けられており、シリンダチューブ１１にはセンサヘッド２０が取り付けられるセンサ取付溝２１が長手方向に延びて形成されている。図１に示されるように、センサ取付溝２１はシリンダチューブ１１の４つの外面にそれぞれ２つずつ形成されており、合計８つのセンサ取付溝２１がシリンダチューブ１１に形成されている。センサヘッド２０は複数のセンサ取付溝２１のうちいずれにも装着することができる。センサ取付溝２１はシリンダチューブ１１の外部に開口した開口部２１ａと開口部２１ａよりも幅の大きな収容部２１ｂとを有している。

図３はセンサヘッド２０の拡大斜視図であり、センサヘッド２０はセンサ取付溝２１の横断面形状に対応した横断面形状の樹脂製のケース体２２を有しており、ケース体２２にはねじ２３が装着されるようになっており、センサヘッド２０はセンサ取付溝２１の長手方向任意の位置にねじ２３により固定される。ケース体２２には磁気センサ２４と発光ダイオードつまりＬＥＤ２５とが組み込まれている。センサヘッド２０は図１に示されるようにケーブル２６を介してプラグ２７に接続されている。

プラグ２７はコントローラ３０のコントローラケース３１に取り外し自在に接続されるようになっており、コントローラケース３１には電力供給用と出力信号用のケーブル３２が接続されたプラグ３３が取り外し自在に接続されるようになっている。コントローラケース３１は基部ケース体３４とこれに取り付けられる表示部ケース体３５とを有している。

図４（Ａ）は磁気センサ２４のエレメント構成の一例を示す概略図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示された磁気センサ２４の等価回路図である。

磁気センサ２４は、図４（Ａ）に示されるように、基板に形成された８つの磁気抵抗素子１〜８を有し、それぞれの磁気抵抗素子１〜８は相互に基板に平行に延びて連続しており、相互に隣り合った磁気抵抗素子は互いに４５度傾いている。８つの磁気抵抗素子１〜８は、図４（Ｂ）に示されるように、２組のフルブリッジ回路を形成し、磁気センサ２４はダブルフルブリッジ型となっており、それぞれのフルブリッジ回路により磁気抵抗素子ブリッジ回路Ａ(２４ａ)と磁気抵抗素子ブリッジ回路Ｂ(２４ｂ)が形成されている。

センサヘッド２０は、図１および図２に示す場合おいては、シリンダチューブ１１の軸方向中央部に取り付けられている。磁気センサ２４は移動部材としてのピストン１５が磁気センサ２４の検出ストロークＳの範囲内となっているときには、マグネット１９の磁力に感応してその位置に応じた出力信号を出力する。磁気センサ２４がダブルフルブリッジ型となっているので、２つの磁気抵抗素子ブリッジ回路２４ａと磁気抵抗素子ブリッジ回路２４ｂはマグネット１９の軸方向に対して９０度の位相差を持った出力信号を出力する。このように、位相差を持った２つの磁気抵抗素子ブリッジ回路２４ａ，２４ｂからの出力信号に基づいて検出ストロークＳのうちマグネット１９がどの位置となっているかを演算により求めることができる。

図５は図１に示したセンサヘッド２０とコントローラ３０内の制御回路を示すブロック図である。コントローラ３０はそれぞれの磁気抵抗素子ブリッジ回路２４ａ，２４ｂからの出力信号がアンプ３６ａ，３６ｂにより増幅されて入力される演算部４１を有している。この演算部４１は磁気センサ２４の２つの磁気抵抗素子ブリッジ回路２４ａ，２４ｂからの出力信号に基づいてマグネット１９の位置情報信号を演算する。位置情報信号は、マグネット１９が検出ストロークＳの一端部に到達してから他端部に向けて移動する際に直線的に変化する電圧信号として出力される。

この位置情報信号に基づいて検出ストロークＳのうちマグネット１９の磁気センサ２４に対する位置を表示するために数値表示部４２が図１に示されるようにコントローラ３０の表示部ケース体３５の正面に設けられている。数値表示部４２における表示形式は任意の尺度ないし割合で表示することができる。例えば、検出ストロークＳの一端部にマグネット１９が到達したときに、数値０を表示し、他端に到達したときに１００を表示するようにすると、「０〜１００」の数値により検出ストロークＳの範囲が１００等分された尺度で表示される。この場合には検出ストロークＳが５mmであれば、０．０５mm毎の尺度で数値表示部４２に表示される。また、０〜５００の数値により検出ストロークＳの範囲を５００等分して表示する場合には、０．０１mm毎の尺度で数値表示部４２に表示される。演算部４１により求められた位置情報信号はスケーリング部４３によりスケーリング処理されて、設定された尺度で数値表示部４２に表示される。

マグネット１９が検出ストロークＳの範囲のうちいずれかの位置に到達したときに、コントローラ３０からセンサヘッド２０のＬＥＤ２５を点灯させるようにしている。例えば、数値表示部４２において「０〜５００」の数値で５mmの検出ストロークＳの範囲を表示するようにし、マグネット１９が検出ストロークＳの中間位置まで移動したときにＬＥＤ２５を点灯させる場合には数値表示部４２に２５０の数値が表示されたときにＬＥＤ２５が点灯され、それ以外のときにはＬＥＤ２５は消灯された状態となる。

ＬＥＤ２５が点灯する位置に範囲を設けるようにすると、移動部材であるピストン１５がその移動方向にずれた２つの位置の間となったときにＬＥＤ２５が点灯される。これにより、例えば、ピストン１５が中間位置となったときにＬＥＤ２５を点灯させる場合においては、２つの位置の間が点灯範囲となる。点灯範囲を設けると、例えば、数値表示部４２に「２４５」から「２５５」の数値が表示されたときにＬＥＤ２５を点灯させることになり、この場合には検出ストロークＳの中間位置のうち０．１mmの範囲に入っているときにＬＥＤ２５が点灯される。

検出ストロークＳのうち所定の点灯範囲にマグネット１９が到達しているときにＬＥＤ２５を点灯させるために、図１に示されるように、コントローラ３０の表示部ケース体３５の正面にはアップキー４４，ダウンキー４５およびモードキー４６が設けられている。これらのキー４４〜４６は点灯範囲入力部を構成しており、ＬＥＤ２５を点灯させる点灯範囲を入力するには、モードキー４６を操作して範囲設定モードのうち点灯範囲の上限値を設定するモードを選択する。この状態のもとで、アップキー４４またはダウンキー４５を操作して上限値、例えば上記した場合には「２５５」の数値を数値表示部４２に表示させてモードキー４６を操作すると、この上限値が入力される。同様に、例えば下限値として「２４５」の数値を、アップキー４４またはダウンキー４５を操作して数値表示部４２に表示させた状態のもとでモードキー４６を操作すると、この下限値が入力される。それぞれの入力値はコントローラ３０内の図示しないメモリに格納される。

コントローラ３０には、それぞれのキー操作により入力された上限値と下限値とにより定まるＬＥＤ２５の点灯範囲を設定する設定部４７が設けられている。コントローラ３０は、図５に示されるように、スケーリング部４３から出力される位置情報信号と設定部４７から出力される点灯範囲信号とを比較する比較部４８を有しており、比較部４８は演算部４１からの位置情報信号が点灯範囲となっている場合には、コントローラ３０のＬＥＤ駆動回路４９に点灯信号を送り、ＬＥＤ２５はコントローラ３０により駆動されて点灯される。このように、ＬＥＤ２５はコントローラ３０からケーブル２６を介してセンサヘッド２０に送られる駆動信号により点灯と消灯が制御される。

比較部４８からＬＥＤ２５に点灯信号が送られると、これと同時にオンオフ表示部５１のＬＥＤにも点灯信号が送られるようになっており、オンオフ表示部５１は、図１に示されるように、キー４４〜４６と数値表示部４２との間に設けられている。図１に示すプラグ２７には４つのセンサヘッド２０が接続されるようになっており、コントローラ３０には４つのセンサヘッド２０に対応して４つのオンオフ表示部５１が設けられている。図１においては４つのオンオフ表示部５１には、４つのセンサヘッド２０に対応させてそれぞれ符号ａ〜ｄが付されている。したがって、図１に示すセンサヘッド２０の磁気センサ２４からの出力信号に基づいてオンオフ表示部５１ａが点灯される場合には、図２に示すピストン１５が所定の点灯範囲内に到達すると、オンオフ表示部５１ａが点灯することになる。オンオフ表示部５１ａが点灯しているセンサヘッド２０に対応するピストン１５の位置情報が数値表示部４２に表示される。

スケーリング部４３からは外部のホストコンピュータないしメインコンピュータ等の外部制御機器に対して磁気センサ２４からの位置情報信号が信号線５２により送られるようになっている。同様に、比較部４８からはドライバー５３を介して外部制御機器に対してオンオフ出力信号が送られるようになっており、例えば、ピストン１５が所定の位置となったときに空気圧シリンダに対する圧縮空気の供給を停止させる場合には、ドライバー５３からは空気圧流路を開閉する図示しない電磁弁に対して信号線５４により駆動信号が送られる。

上述のように、コントローラ３０はセンサヘッド２０にケーブル２６により接続されており、センサヘッド２０からは離れた位置に配置されているので、磁気センサ２４からの出力信号に基づいてピストン１５の位置情報を表示する数値表示部４２は、センサヘッド２０から離れた位置のコントローラ３０に表示されることになる。したがって、センサヘッド２０をシリンダチューブ１１に取り付ける際に、従来のように、センサヘッド２０をシリンダチューブ１１の長手方向にずらしながら数値表示部４２に表示された数値を目視観察してセンサヘッド２０の取付位置を設定するには、コントローラ３０をシリンダチューブ１１の近傍に移動するか、またはコントローラ３０を移動しない場合にはコントローラ３０側とシリンダチューブ側との２人の作業者により取付作業を行う必要があり、その取付作業が困難である。

これに対し、本発明の位置検出装置においては、磁気センサ２４とマグネット１９との相対位置がキー操作により入力された点灯範囲内となると、ＬＥＤ２５がコントローラ３０から信号により点灯するようになっているので、センサヘッド２０のＬＥＤ２５を目視観察していれば、作業者はセンサヘッド２０が適正な位置となっていることを判別することができる。これにより、センサヘッド２０のシリンダチューブ１１に対する取付作業を容易に行うことができる。つまり、例えば、ピストン１５が所定の中間位置となったことを磁気センサ２４により検出する場合には、まず、ピストンロッド１６を所定の長さだけ突出させた状態とする。この状態のもとで、作業者がセンサヘッド２０をシリンダチューブ１１の長手方向に沿って移動させることにより、磁気センサ２４がピストン１５のマグネット１９に対して所定の点灯範囲内にまで移動することになる。点灯範囲内にセンサヘッド２０が到達すると、ＬＥＤ２５がコントローラ３０からの信号により点灯することになるので、数値表示部４２の数値を目視したり、数値表示部４２を観察する他の作業者と共同作業を行ったりすることなく、容易にセンサヘッド２０を最適な取付位置に固定することができる。

例えば、上述のように、数値表示部４２に「２４５」から「２５５」の数値が表示されたときにＬＥＤ２５を点灯させるように、ＬＥＤ２５に点灯範囲を設定した場合には、センサヘッド２０が点灯範囲に到達すると、センサヘッド２０に設けられたＬＥＤ２５が点灯するので、数値表示部４２を目視観察することなく、センサヘッド２０を移動させてＬＥＤ２５の点灯を観察するだけで最適な取付位置を作業者は判別することができ、その最適位置にセンサヘッド２０を固定することができる。

上述のように点灯範囲を設けると、作業者がセンサヘッド２０を移動させる際に、センサヘッド２０が僅かにずれてもＬＥＤ２５の点灯範囲を保つことになるので、センサヘッド２０の取付作業が容易となる。つまり、上述したように、０〜５００の数値により表示する場合には、点灯位置を１点で表示すると、センサヘッド２０の移動時に０．０１mmずれると、点灯から消灯に切り換えられるが、例えば点灯範囲を「２４５」から「２５５」に設定すると、点灯するストロークは０．１mmとなるので、センサヘッド２０をずらすことによる最適位置の設定が容易となる。このようにして最適な取付位置が設定されたら、ねじ２３を用いてセンサヘッド２０がシリンダチューブ１１に固定される。

設定される点灯範囲を大きなストロークに設定すると、取付位置は大きな誤差を持つことになる。このような誤差を無くすには、点灯範囲を狭い範囲に設定するか、範囲を設けることなく、数値表示された１点のみに点灯位置を設定することになる。なお、数値表示された１点のみに点灯位置を設定する場合においても、設定された１点のみならずその前後の所定のストロークの範囲、例えば０．１mmの範囲に予め点灯範囲を設定する方式とすると、最適位置の設定が容易となる。

このようにしてセンサヘッド２０が取り付けられた状態のもとで、ピストンロッド１６を駆動するには、シリンダチューブ１１に外部から圧縮空気を供給する。ピストン１５がストローク端の位置から中間位置に接近してマグネット１９が磁気センサ２３の検出ストロークＳの範囲に到達すると、センサヘッド２０の磁気センサ２４がマグネット１９の磁力に感応して出力信号を演算部４１に出力する。磁気センサ２４からの出力信号に基づいて数値表示部４２には検出ストロークＳの範囲のうちマグネット１９がどの位置であるかを示す位置情報が数値で表示される。これと同時に、外部制御機器には信号線５２により位置情報信号がアナログ信号して出力される。外部制御機器にコントローラ３０の数値表示部と同様の数値表示部が設けられているときには、位置情報がその表示部に表示される。さらに、位置情報に基づいて他の駆動機器を作動制御することもできる。

マグネット１９が設定された点灯範囲ないし点灯位置に到達すると、設定された点灯範囲ないし位置が数値表示部４２に表示されるとともにＬＥＤ２５が消灯状態から点灯状態に切り換えられる。ＬＥＤ２５の点灯と同時にオンオフ表示部５１のＬＥＤが点灯され、さらに、信号線５４から外部制御機器に対してオンオフ信号が出力される。このオンオフ出力信号に基づいて、例えば空気圧シリンダに対する圧縮空気の供給を停止するために、流路切換用の電磁弁に制御信号が送られる。

図１に示す空気圧シリンダにはピストン１５の中間位置を検出するために、センサヘッド２０が設けられているが、ピストン１５が前進限位置となったときと後退限位置となったときにそれぞれを検出するために他のセンサヘッド２０をシリンダチューブ１１に装着するには、他のセンサ取付溝２１にそれぞれのセンサヘッドを取り付けることになる。このように、ピストン１５が往復動のストローク端の位置となったことを磁気センサにより検出する場合には、ピストンロッド１６を前進限位置に引き出した状態のもとで、前進限位置を検出するための他のセンサヘッドの取付作業を行い、ピストンロッド１６を後退限位置に引っ込めた状態のもとで後退限位置を検出するためのさらに他のセンサヘッドの取付作業を行うことになる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１および図２には、センサヘッド２０が装着されるアクチュエータとして空気圧シリンダが示されているが、アクチュエータとしては空気圧シリンダに限られることなく、油圧を作動媒体とする油圧シリンダ、ベーンやラックピストンにより揺動軸を往復回動するようにしたロータリアクチュエータにもセンサヘッド２０を装着してマグネットの位置を検出することもできる。

センサヘッド２０のアクチュエータ本体に対する取付は、図１に示すように、センサ取付溝２１に取り付ける場合のみならず、センサ取付溝が形成されていないタイプのアクチュエータ本体にも取り付けることができる。その場合には、アクチュエータ本体の外面に結束バンド等を用いてセンサヘッド２０が取り付けられることになり、その場合にはセンサヘッド２０のケース体２２の横断面形状を図示する場合と相違して四辺形とすることが好ましい。

本発明の一実施の形態である位置検出装置が装着されたアクチュエータを示す斜視図である。 図１における２−２線断面図である。 センサヘッドの拡大斜視図である。 （Ａ）は磁気センサのエレメント構成の一例を示す概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示された磁気センサの等価回路図である。 図１に示したコントローラ内の制御回路を示すブロック図である。

符号の説明

１０ アクチュエータ
１１ シリンダチューブ
１５ ピストン（移動部材）
１６ ピストンロッド
１９ マグネット
２０ センサヘッド
２１ センサ取付溝
２４ 磁気センサ
２４ａ，２４ｂ 磁気抵抗素子組立体
２５ ＬＥＤ（発光ダイオード）
２６ ケーブル
３０ コントローラ
３１ コントローラケース
４１ 演算部
４２ 数値表示部
４３ スケーリング部
４７ 設定部
４８ 比較部
４９ ＬＥＤ駆動回路
Ｓ 検出ストローク

Claims (6)

1. アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれたマグネット付きの移動部材の位置を前記アクチュエータ本体の外側で検出する位置検出装置であって、
   前記マグネットの磁力に感応して出力信号を出力する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤとが設けられたセンサヘッドと、
   前記センサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記ＬＥＤの点灯および消灯を制御するコントローラとを有することを特徴とする位置検出装置。
2. 請求項１記載の位置検出装置において、前記コントローラは、前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、前記ＬＥＤを点灯させる点灯位置を設定する点灯位置設定部と、前記位置情報を表示する表示部と、前記演算部からの前記位置情報が前記点灯位置となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とする位置検出装置。
3. 請求項２記載の位置検出装置において、前記点灯位置設定部は前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定し、前記比較部は前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力することを特徴とする位置検出装置。
4. アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれたマグネット付きの移動部材の位置を前記アクチュエータ本体の外側で検出する位置検出装置であって、
   前記マグネットの磁力に感応して出力信号を出力する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤとが設けられたセンサヘッドと、
   前記センサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記ＬＥＤの点灯および消灯を制御するコントローラとを有し、
   前記コントローラは、前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定する点灯位置設定部と、前記位置情報を表示する表示部と、前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とする位置検出装置。
5. アクチュエータ本体の内部に移動自在に組み込まれた移動部材のマグネットの磁力に前記アクチュエータ本体の外側で感応する磁気センサと前記移動部材の位置に応じて点灯するＬＥＤが設けられたセンサヘッドにケーブルを介して接続され、前記磁気センサからの出力信号に基づいて外部に制御信号を出力するコントローラであって、
   前記磁気センサから出力された前記出力信号に基づいて前記マグネットの位置情報を演算する演算部と、
   前記ＬＥＤを点灯させる点灯位置を設定する点灯位置設定部と、
   前記位置情報を表示する表示部と、
   前記演算部からの前記位置情報が前記点灯位置となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力する比較部とを有することを特徴とするコントローラ。
6. 請求項５記載のコントローラにおいて、前記点灯位置設定部は前記移動部材が移動方向にずれた第１と第２の２つの位置により定まる点灯範囲を設定し、前記比較部は前記演算部からの前記位置情報が前記点灯範囲となったときに前記ＬＥＤに点灯信号を出力することを特徴とするコントローラ。

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