JP2554665Y2 - 流体圧シリンダのピストン位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は空圧シリンダ、油圧シリ
ンダ等の流体圧シリンダのピストンの位置を検出するピ
ストン位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流体圧シリンダのピスト
ン位置検出装置では、ピストンに永久磁石を取付け、そ
の永久磁石から発生する磁界を磁気センサで検出してピ
ストンの位置を検出している。そして、シリンダチュー
ブ内の所定位置に配置された際のピストンと正しく対応
する位置に検出装置を容易に設定可能とするためと、所
定の設定位置に固定された検出装置がピストン作動時に
振動等により所定の設定位置からずれた場合それを容易
に確認可能とするため、例えば、図４に示す回路構成を
有するピストン位置検出装置がある。

【０００３】この装置においては、磁気センサ１の出力
電圧が検出回路２に出力され、検出回路２は磁気センサ
１からの出力電圧が図３に示すように低レベル（危険感
度検知レベル）の基準電圧以上となったときＨレベルの
第１の検出信号を出力する出力端子２ａと、高レベル
（最適感度レベル）の基準電圧以上となったときＨレベ
ルの第２の検出信号を出力する出力端子２ｂとを有して
いる。

【０００４】すなわち、検出回路２は磁気センサ１がピ
ストンに対して所定の最適領域（図３に矢印Ａで示す範
囲）にある場合には第２の検出信号を出力し、前記最適
領域の両側の危険領域（図３に矢印Ｂ，Ｃで示す範囲）
にある場合には第１の検出信号を出力するようになって
いる。

【０００５】そして、前記検出回路２の両出力端子２
ａ，２ｂに入力側が接続されたＯＲ回路３及びＮＡＮＤ
回路４の出力側がそれぞれ入力側に接続されたＮＡＮＤ
回路５の出力側と電源Ｖccとの間に抵抗Ｒ１及び赤色発
光ダイオードＬＥＤ１からなる危険感度表示灯８が接続
されている。又、ＮＡＮＤ回路４の出力側と電源Ｖccと
の間には抵抗Ｒ２及び緑色発光ダイオードＬＥＤ２から
なる最適感度表示灯９が接続されている。前記ＯＲ回路
３の出力側には抵抗３を介して出力トランジスタＱ２の
ベースが接続されている。又、ＮＡＮＤ回路５の出力側
にはタイマー回路６、ＮＯＴ回路７及び抵抗Ｒ４を介し
て危険感度専用出力用のトランジスタＱ３のベースが接
続されている。

【０００６】タイマー回路６はＮＡＮＤ回路５の出力が
Ｌレベルとなった後、ピストンが通常の作動速度で前記
危険領域を通過するに必要な時間以上継続してＬレベル
の信号が入力された際Ｌレベルの信号を出力するように
なっている。

【０００７】すなわち、この装置においてはシリンダの
所定位置に対して検出装置を取付ける際、設定が所定位
置からずれている場合には赤色発光ダイオードの危険感
度表示灯８が点灯して設定ミスが表示され、所定の位置
に設定されると緑色発光ダイオードの最適感度表示灯９
が点灯する。

【０００８】そして、所定位置に設定後、シリンダの作
動に伴う振動等により検出装置の設定位置がずれた場合
には、危険感度表示灯８が点灯するとともにトランジス
タＱ３がオン状態となり危険表示が行われる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】ところが、前記従来装
置においては、検出装置の位置が最適位置からずれ、ピ
ストンが所定位置に復帰した際に赤色の危険感度表示灯
８が点灯して位置ずれが生じたことを表示するととも
に、危険感度専用出力を出力するトランジスタＱ３もオ
ン状態となるが、シリンダの作動に伴いピストンが移動
するとその都度赤色の危険感度表示灯８が消灯するとと
もにトランジスタＱ３もオフ状態となる。

【００１０】従って、ピストンが所定位置に復帰した時
でなければ検出装置の位置ずれあるいはシリンダの故障
が発生したことが確認できず、特にシリンダが多数使用
されている場合にはどれが不都合なものであるかの確認
ができないという問題があった。

【００１１】本考案は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はピストン位置検出装置を所定位
置に設定した後、検出装置の位置ずれあるいはシリンダ
の故障等によりピストンと検出装置との位置ずれが生じ
た場合には、該位置ずれを知らせるための警告出力がな
され、かつその位置ずれが解消されるまで前記警告出力
が継続される流体圧シリンダのピストン位置検出装置を
提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本考案においては、流体圧シリンダのピストンに対応
して設けられた磁石の磁気を検出する磁気センサの出力
信号に基づきピストンが磁気センサに対して所定の危険
領域内にあることを検出したとき第１の検出信号を出力
し、ピストンが最適領域内にあることを検出したとき第
２の検出信号を出力する検出手段と、前記第１の検出信
号のみが所定時間継続して出力されたとき警告信号を出
力する警告信号発生手段と、前記警告信号発生手段の警
告信号を入力するとともに該警告信号を出力し、該警告
信号入力後、前記第２の検出信号が所定時間継続して出
力されたとき該検出信号に基いて前記警告信号の出力を
停止する警告信号保持手段と、前記警告信号保持手段か
ら出力される警告信号に基づき外部に警告出力を行う警
告出力手段とを備えた。

【００１３】

【作用】上記手段により、本考案においては、検出装置
の設置位置が所定の設置位置からずれた場合あるいはシ
リンダの故障によりピストンが所定位置まで復帰しない
場合に、第１の検出信号のみが所定時間継続出力される
と、警告信号発生手段から警告信号が出力されて警告信
号保持手段に入力され、警告信号の入力とともに該警告
信号が警告出力手段に出力されて外部に警告状態が知ら
される。一度警告出力された警告出力手段は検出装置が
所定の位置に設定されなおすか、あるいはシリンダの故
障が回復してピストンが所定位置まで復帰する状態とな
ったとき、第２の検出信号が所定時間継続して出力され
その検出信号に基づいて前記警告信号の出力が停止され
ることにより警告停止される。すなわち、検出装置の位
置ずれ等の不都合が生じた場合にはその不都合が解消さ
れるまで警告出力手段の警告状態が保持される。

【００１４】なお、警告出力手段をスイッチング素子に
より構成した場合には、該スイッチング素子を介して外
部管理装置等に警告信号を出力してシリンダの故障ある
いは検出装置の位置ずれのいずれかの不都合の発生が容
易に発見可能となる。又、警告出力手段を表示手段によ
り構成した場合には、前記不都合を目視により一目にて
発見可能となる。

【００１５】

【実施例】以下本考案を具体化した一実施例を図１〜３
に従って説明する。なお、従来装置と同一部分は同一符
号を付して説明を省略する。

【００１６】図２に示すように、シリンダチューブ１０
内にはピストン１１が往復動可能に嵌装され、ピストン
１１の外周中央部に形成された溝１１ａ内に永久磁石１
２が嵌着固定されている。シリンダチューブ１０の外側
にはピストン位置検出装置１３が締付具（図示せず）に
より取付けられている。

【００１７】検出装置１３のケース１４内には基板１５
が収納され、基板１５には磁気抵抗素子からなる磁気セ
ンサ１及び制御回路１６が設けられるとともに、リード
線として電源線１７、アース線１８、スイッチ動作出力
線１９及び危険感度出力線２０が接続されている。又、
ケース１４の外部には危険感度表示灯８と、最適感度表
示灯９と、黄色に発光する発光ダイオードからなる警告
出力手段，表示手段としての警告表示灯２１とが設けら
れている。

【００１８】次に、図１に従いその回路構成を説明す
る。タイマー回路６の出力端子と電源Ｖccとの間にはフ
リップフロップ２２がそのセット入力端子Ｓにタイマー
回路６の出力端子が接続された状態で接続されている。
フリップフロップ２２の出力端子と電源Ｖccとの間には
警告表示灯２１を構成する黄色発光ダイオードＬＥＤ３
及び抵抗Ｒ５が接続されている。又、ＮＡＮＤ回路４の
出力端子とフリップフロップ２２のリセット端子Ｒとの
間にはタイマー回路２３が接続されている。タイマー回
路２３はＮＡＮＤ回路４からのＬレベルの出力信号が所
定時間（ピストンが最適感度領域を通過するのに必要な
時間より長い時間）継続して入力された時、Ｌレベルの
信号を出力するように構成されている。

【００１９】なお、前記ＯＲ回路３、ＮＡＮＤ回路４，
５及びタイマー回路６により、検出回路２から第１の検
出信号のみが所定時間継続して出力されたとき警告信号
を出力する警告信号発生手段としての警告信号出力回路
２５が構成されている。又、フリップフロップ２２及び
タイマー回路２３により警告信号出力回路２５の警告信
号を入力するとともに該警告信号を出力し、該警告信号
入力後、前記第２の検出信号が所定時間継続して出力さ
れたとき該検出信号に基いて前記警告信号の出力を停止
する警告信号保持手段としての警告信号表示保持回路２
４が構成されている。

【００２０】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。さて、この検出装置１３では、磁気センサ１
がピストン１１の永久磁石１２と対応する最適領域内に
ある場合には磁気センサ１からの出力電圧が図３の最適
感度レベル以上となり、検出回路２の両出力端子２ａ，
２ｂからＨレベルの出力信号が出力され、ＮＡＮＤ回路
４の出力がＬレベルとなり緑色の最適感度表示灯９が点
灯する。

【００２１】磁気センサ１と永久磁石１２との位置関係
が危険領域内にある場合には、磁気センサ１からの出力
電圧が図３の危険感度検知レベル以上で最適感度レベル
未満の値となり、検出回路２の一方の出力端子２ａから
はＨレベルの出力信号が出力され、他方の出力端子２ｂ
からはＬレベルの出力信号が出力され、ＮＡＮＤ回路４
の出力がＨレベルになって最適感度表示灯９が消灯し、
ＮＡＮＤ回路５の出力がＬレベルとなって赤色の危険感
度表示灯８が点灯する。

【００２２】従って、検出装置１３をシリンダに対して
所定の位置に設定する場合には、ピストン１１を所望の
検出位置に停止させた状態で検出装置１３をシリンダチ
ューブ１０に沿って移動させ、最適感度表示灯９が点灯
する範囲の中央位置に固定することにより検出装置１３
が最適位置に設置され、検出装置１３の初期設定位置の
位置決め作業が極めて容易に行われる。

【００２３】検出装置１３を所定位置に設定後、シリン
ダの作動に伴いピストン１１が移動すると、永久磁石１
２は磁気センサ１の危険感度領域を通過しそのときＮＡ
ＮＤ回路５の出力がＬレベルとなり、それに伴い危険感
度表示灯８が点灯するが、ＮＡＮＤ回路５がＬレベルの
出力を継続するのがタイマー回路６の設定時間以内であ
るためタイマー回路６の出力がＨレベルに保持される。

【００２４】従って、フリップフロップ２２の出力はＨ
レベルに保持され、警告表示灯２１が消灯状態に、又危
険感度専用出力用のトランジスタＱ３もオフ状態に保持
される。

【００２５】シリンダの作動に伴う振動等により検出装
置１３の設定位置がずれた場合、あるいはシリンダの故
障によりピストン１１が復帰位置と磁気センサ１との対
応関係が所定の最適領域内から外れると、検出回路１の
一方の出力端子２ａのみがＨレベルの出力となり、ＮＡ
ＮＤ回路５の出力がタイマー回路６の設定時間以上Ｌレ
ベルに保持される。

【００２６】これによりタイマー回路６の出力がＬレベ
ルとなり、危険感度専用出力用トランジスタＱ３がオフ
状態となるとともに、フリップフロップ２２のセット入
力端子Ｓの入力がＬレベルとなりフリップフロップ２２
の出力がＬレベルとなって警告表示灯２１を点灯する。

【００２７】シリンダの作動に伴いピストン１１が移動
すると、検出回路２が出力がＬレベルとなってＮＡＮＤ
回路５の出力がＨレベルとなり危険感度表示灯８が消灯
するともにフリップフロップ２２のセット入力がＨレベ
ルとなる。

【００２８】この時、ＮＡＮＤ回路４の出力はＨレベル
であるためフリップフロップ２２のリセット入力がＨレ
ベルとなっており、フリップフロップ２２の出力はＬレ
ベルに保持されて警告表示灯２１は点灯状態に保持され
る。

【００２９】検出装置１３が図２の右側にずれた場合に
は、ピストン１１の前進移動（右方への移動）にともな
いピストン１１が危険領域から最適感度領域側へと移動
し、ピストン１１が最適感度領域を通過する際タイマー
回路２３の設定時間より短かい時間検出回路２が出力端
子２ａ，２ｂからの出力がともにＨレベルとなる。これ
により、ＮＡＮＤ回路４の出力がＬレベルとなって最適
感度表示灯９が点灯しＮＡＮＤ回路５の出力がＨレベル
となり危険感度表示灯８が消灯する。

【００３０】この時、フリップフロップ２２のセット入
力及びリセット入力がともにＨレベルに保持されている
ため、フリップフロップ２２の出力はＬレベルに保持さ
れ警告表示灯２１は点灯したままとなる。

【００３１】すなわち、検出装置１３がシリンダの作動
に伴う振動により最適位置からずれた場合、あるいはシ
リンダの故障によりピストン１１が所定の位置まで復帰
しなくなった場合には、一度警告表示灯２１が点灯され
ると、その後シリンダの作動に伴いピストン１１が危険
感度領域外へ移動した場合にも警告表示灯２１が点灯状
態に保持されるため、不都合な状態となったシリンダの
発見が容易となる。

【００３２】シリンダの故障の回復あるいは検出装置１
３の設定位置を所定の位置にセットしなおすと、ピスト
ン１１が所定位置に復帰した際に検出回路２の出力端子
２ａ，２ｂの出力がともにＨレベルとなり、タイマー回
路６の出力がＨレベルにタイマー回路２３の出力がＬレ
ベルとなり、フリップフロップ２２の出力がＨレベルと
なって警告表示灯２１が消灯する。

【００３３】なお、本考案は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、次のように実施することも可能で
ある。 （１）危険感度専用出力トランジスタＱ３のベースをＮ
ＯＴ回路７及び抵抗Ｒ４を介してタイマー回路６に接続
する代わりに、フリップフロップ２２の出力端子に接続
してもよい。このように構成した場合には警告表示灯２
１と同様に一度危険感度表示のためにトランジスタＱ３
がオン状態となった場合には、検出装置１３の設定位置
が所定の位置にセットされなおすか、シリンダの故障が
回復するまでオン状態に保持される。この接続形態で
は、トランジスタＱ３が警告出力手段としてのスイッチ
ング素子を構成する。

【００３４】（２）磁気センサとして磁気抵抗素子を用
いる代わりに複数のリードスイッチを用いて危険感度領
域と最適感度領域に対応して異なる信号を出力するよう
にしてもよい。

【００３５】（３）警告表示灯２１を検出装置１３のケ
ース１４に取付る代わりにケース１４の近傍位置に取付
けてもよい。

【００３６】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案によれば検
出装置が使用中の振動等により所定の設定位置からずれ
た場合、あるいはシリンダの故障によりピストンの復帰
位置が危険感度領域となった場合には警告出力がなさ
れ、その後検出装置が所定の位置にセットされなおす
か、あるいはシリンダの故障が回復するまでは警告出力
が継続されるので、シリンダの故障あるいは検出装置の
いずれかの不都合の発生が警告出力により容易に発見で
きる。

【００３７】又、警告出力手段としてスイッチング素子
を採用し、スイッチング素子を介して警告信号を外部に
出力するように構成した場合には、多数のシリンダの上
記不都合を集中的に管理することが可能となる。

【００３８】又、警告出力手段として表示手段を採用
し、表示手段によって警告信号に基づいた表示を行うよ
うに構成した場合には、多数のシリンダを使用した装置
の場合にどのシリンダに不都合が生じているかを一目に
て発見可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を具体化したピストン位置検出装置の
回路図

【図２】 ピストン位置検出装置を取付けたシリンダの
部分断面図

【図３】 磁気センサの出力と警告表示灯及び出力トラ
ンジスタのオン、オフ状態を示す図

【図４】 従来装置の回路図

【符号の説明】

１…磁気センサ、２…検出手段としての検出回路、３…
ＯＲ回路、４，５…ＮＡＮＤ回路、６…タイマー回路、
７…ＮＯＴ回路、８…危険感度表示灯、９…最適感度表
示灯、１１…ピストン、１２…永久磁石、１３…ピスト
ン位置検出装置、２０…危険感度出力線、２１…警告出
力手段，表示手段としての警告表示灯、２２…フリップ
フロップ、２３…タイマー回路、２４…警告信号保持手
段としての警告信号表示保持回路、２５…警告信号発生
手段としての警告信号出力回路、Ｑ２…出力トランジス
タ、Ｑ３…警告出力手段としてのトランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−31223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−72212（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−100905（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−42005（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−30539（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧シリンダのピストン（１１）に対
   応して設けられた磁石（１２）の磁気を検出する磁気セ
   ンサ（１）の出力信号に基づきピストン（１１）が磁気
   センサ（１）に対して所定の危険領域内にあることを検
   出したとき第１の検出信号を出力し、ピストン（１１）
   が最適領域内にあることを検出したとき第２の検出信号
   を出力する検出手段（２）と、 前記第１の検出信号のみが所定時間継続して出力された
   とき警告信号を出力する警告信号発生手段（２５）と、 前記警告信号発生手段（２５）の警告信号を入力すると
   ともに該警告信号を出力し、該警告信号入力後、前記第
   ２の検出信号が所定時間継続して出力されたとき該検出
   信号に基いて前記警告信号の出力を停止する警告信号保
   持手段（２４）と、 前記警告信号保持手段（２５）から出力される警告信号
   に基づき外部に警告出力を行う警告出力手段（２１、Ｑ
   ３）とを備えた流体圧シリンダのピストン位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記警告出力手段を、スイッチング素子
   （Ｑ３）により構成してなる請求項１記載の流体圧シリ
   ンダのピストン位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記警告出力手段を、表示手段（２１）
   により構成してなる請求項１記載の流体圧シリンダのピ
   ストン位置検出装置。