JP2644142B2 - シリンダスイッチの制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用アクチュエータ
として使用される空圧式シリンダのピストン位置を検出
するシリンダスイッチの制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空圧式シリンダの外周面に取り付
けられてピストン位置を検出するシリンダスイッチを用
いて、アクチュエータの動作を確認しながらシーケンス
制御等を行うことが広く行われている。ここで、シリン
ダスイッチとしては、永久磁石をスイッチに内蔵した磁
気平衡形リードスイッチ方式と、永久磁石を空圧式シリ
ンダのピストンに付設した磁気感知形リードスイッチ方
式とが使用されている。

【０００３】このうち、磁気平衡形リードスイッチ方式
は、リードスイッチと永久磁石の磁気平衡の機能上、ス
イッチの取り付けに方向性があるため、実用的に不便で
あるため、一般的に磁気感知形リードスイッチが使用さ
れる場合が多い。磁気感知形リードスイッチは、空圧シ
リンダのピストンに取り付けられた永久磁石がスイッチ
に近づくと、リードスイッチが永久磁石の磁気を帯びて
スイッチ接点が閉状態となってピストンを検出する。

【０００４】次に、上記磁気感知形リードスイッチをシ
リンダスイッチとして用いて空圧シリンダの中間ストロ
ークで位置検出する場合について説明する。図３に示す
ように、シリンダスイッチの検出レベルは、ピストンが
臨界位置で停止したときに発生する発振等の雑音の影響
を排除するため、一般的に検出器がオンするオンレベル
Ｖ１と検出器がオフするオフレベルＶ２とを分離し、オ
ンレベルＶ１をオフレベルＶ２よりも高い値としてい
る。

【０００５】シリンダスイッチを中間ストロークで使用
している場合、シリンダスイッチの左側からピストンが
進入してくる場合の検出信号Ｙ１は、ピストン位置Ｊで
オンとなりピストン位置Ｌでオフとなる。また、シリン
ダスイッチの右側からピストンが進入してくる場合の検
出信号Ｙ２は、ピストン位置Ｋでオンとなりピストン位
置Ｉでオフとなる。

【０００６】このように、シリンダスイッチには、ピス
トンが進入する方向により検出するタイミングが異なる
区間である応差ＩＪ，ＫＬが存在する。そのため、ピス
トンを手動で動かしながらシリンダスイッチの動作位置
を決めた場合、応差内でシリンダスイッチを設定してし
まうと、ピストンが反対側から進入してきた時にピスト
ンを検出できないことがあった。また、左右どちらから
進入した場合でも確実にシリンダスイッチを動作させよ
うとすると、応差を除いた範囲で調整する必要があるた
め調整が難しく、多くの時間がかかっていた。

【０００７】このことは、印刷装置の色ずり等の位置決
めに空圧シリンダの中間停止を用いる場合や中間位置通
過検出をタイミング指令として使用する場合に、前進時
通過位置と後進時通過位置の検出位置が異なるため、色
ずれが発生するため大きな問題であった。これを回避す
るために、従来は、右側進入用と左側進入用の２つのシ
リンダスイッチを使用し、各々のシリンダスイッチを調
整することが行われていた。

【０００８】一方、従来のシリンダスイッチがオンして
いる間だけ赤色表示灯が点灯する１色表示式が調整が難
しいので、スイッチの最適取り付け位置で赤色表示とは
別に緑色表示する２色表示式のシリンダスイッチが使用
されている。２色表示式のシリンダスイッチの制御回路
を図５に示す。シリンダスイッチ１が２つのオペアンプ
９，１０に接続している。オペアンプ９の出力は赤色表
示ダイオード７に接続している。また、オペアンプ１０
の出力は緑色表示ダイオード８に接続している。

【０００９】図４に示すように、オペアンプ９のスレッ
シュホールドレベルＢは、オペアンプ１０のスレッシュ
ホールドレベルＡと比べて低いため、赤色表示ダイオー
ド７は、ピストンの位置に対して、緑色表示ダイオード
８が点灯するピストンの位置の外側の一定の範囲で点灯
し、緑色表示ダイオード８が点灯する時は消灯してい
る。従って、使用者は赤色表示ダイオード７により正確
な位置決め位置である緑色表示ダイオードの点灯位置の
近辺にあることを認識でき、その後緑色表示ダイオード
８により正確に位置決めできるため、シリンダスイッチ
の位置の設定が容易になっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印刷装
置等の産業用機械においては、各種機械要素が混在し、
スペース的にシリンダスイッチを２個取り付けることが
できない場合があった。また、コスト的にも、シリンダ
スイッチを２つ使用することは無駄であり、コストアッ
プをもたらしていた。

【００１１】また、従来の２色表示式のシリンダスイッ
チの制御回路では、各スレッシュホールドのレベルが応
差とは関係なく安全率を考慮して設定されていたため、
緑色表示ダイオード８の点灯するピストン位置が狭く設
定され、シリンダスイッチを中間位置で使用する場合の
シリンダスイッチの位置決めが難しかった。また、シリ
ンダスイッチが取り付けられた後でも、シリンダスイッ
チの作動範囲である緑色表示ダイオード８の点灯範囲が
狭いため、シリンダスイッチの動作の安定性および信頼
性に問題があった。

【００１２】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、空圧シリンダに取り付ける応差
の少ないシリンダスイッチの制御回路を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のシリンダスイッチの制御回路は、ピストン
が内部を摺動する直動シリンダの外周面に付設されて該
ピストンの位置を検出するシリンダスイッチ制御回路で
あって、ピストンがシリンダスイッチに対して進入した
時に第一出力信号を出力するノーマルオープン回路と、
ピストンがシリンダスイッチに対して進入した時に第二
出力信号を出力するノーマルクローズ回路と、第二出力
信号を反転させて反転信号を作る信号反転回路と、第一
出力と反転信号とのアンド信号を出力するアンド回路
と、アンド回路の出力を表示する表示部とを有してい
る。

【００１４】

【作用】上記の構成よりなる本発明のシリンダスイッチ
は、磁石が付設されているピストンが内部を摺動する直
動シリンダの外周面に付設されて該ピストンの位置を検
出する。また、ノーマルオープン回路は、ピストンがシ
リンダスイッチに対して進入した時にピストンを検出し
ているときにハイレベルとなる第一出力信号を出力す
る。また、ノーマルクローズ回路は、ピストンがシリン
ダスイッチに対して進入した時にピストンを検出してい
るときにローレベルとなる第二出力信号を増幅する。ま
た、信号反転回路は、第二出力信号を反転させて反転信
号を作る。また、アンド回路は、第一出力と反転信号と
のアンド信号を出力する。また、表示部は、アンド回路
の出力を表示する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例であるシ
リンダスイッチの制御回路について、図面を参照しなが
ら説明する。図１にシリンダスイッチの制御回路図を示
す。シリンダスイッチ１が２つのカソードフォロア２，
３に接続している。カソードフォロア２の出力はオペア
ンプ４の正入力端子部に接続している。また、カソード
フォロア３の出力はオペアンプ５の負入力端子部に接続
している。

【００１６】オペアンプ４の出力は反転回路１１に接続
している。また、反転回路１１の出力およびオペアンプ
５の出力は、アンド回路６に接続している。アンド回路
６の出力は表示手段であるフォトダイオード１２に接続
している。また、フォトダイオード１２は第二反転回路
１３を介して図示しない外部回路に接続される。

【００１７】次に、上記構成を有するシリンダスイッチ
の制御回路の作用について図２を用いて説明する。カソ
ードフォロア２，３は、制御回路からの雑音を排除して
測定体であるシリンダスイッチ１に影響を与えないため
のものである。従って、カソードフォロア２，３のイン
ピーダンスは高くしてある。図２の（ａ）にピストン位
置とシリンダスイッチ１の出力電圧との関係を示す。シ
リンダスイツチのオンレベルをＶ１で示し、オフレベル
をＶ２で示す。

【００１８】シリンダスイッチ１に対してピストンが右
側から左側に通過する場合のノーマルオープン信号Ｓ３
のタイミングは、オペアンプ５の出力として図２の
（ｄ）に示すようにＫ点からＩ点までハイレベルとな
る。また、シリンダスイッチ１に対して右側から左側に
通過する場合のノーマルクローズ信号Ｓ１のタイミング
は、オペアンプ４の出力として図２の（ｂ）に示すよう
にＬ点からＪ点までローレベルとなり、さらにノーマル
クローズ信号Ｓ１を反転回路１１で反転させた信号Ｓ２
のタイミングは、図２の（ｃ）に示すようにＬ点からＪ
点までハイレベルとなる。

【００１９】この信号Ｓ２と信号Ｓ３とをアンド回路６
に入力して、Ｓ２とＳ３のアンドを採ることにより信号
Ｓ４が得られる。信号４により、シリンダスイッチ１に
付設されている表示手段であるフォトダイオード１２が
点灯する。この信号Ｓ４は、両側における応差ＩＪ，Ｌ
Ｋを除いた領域であり、フォトダイオード１２が点灯し
ている範囲はシリンダスイッチ１が正確に作動する領域
である。

【００２０】上記作用はシリンダスイッチ１に対してピ
ストンが右側から左側に通過する場合について説明した
が、シリンダスイッチ１に対してピストンが左側から右
側に通過する場合も同様である。従って、フォトダイオ
ード１２が点灯している範囲内でシリンダスイッチ１の
位置決めを行えば、シリンダスイッチ１を中間位置で使
用する場合に、ビストンがシリンダスイッチ１に対して
左右どちらの方向から進入しても、シリンダスイッチ１
を正確に作動させることができる。

【００２１】また、従来の２色表示式シリンダスイッチ
の制御回路が各スレッシュホールドのレベルを応差とは
関係なく安全率を考慮して設定していたため、シリンダ
スイツチの作動範囲が狭く、シリンダスイッチ１の動作
の安定性および信頼性に問題があったのと比較して、信
号４を基準とするフォトダイオード１２の点灯範囲は応
差だけを排除した範囲であるため、シリンダスイツチの
動作範囲を広く確保でき、シリンダスイツチの設定が容
易となる。

【００２２】以上説明したように本実施例のシリンダス
イッチの制御回路によれば、きわめて簡単な回路によ
り、シリンダスイッチ１を中間スイッチとして使用する
場合でも応差のないシリンダスイッチ１を提供すること
ができる。従って、従来２つのシリンダスイッチ１を使
用していたのを、１つのシリンダスイッチ１で間に合う
ため、コストダウンになる。また、従来の２色表示式の
シリンダスイッチの制御回路と比較して、応差のみを正
確に排除しているので、シリンダスイッチの動作範囲を
広くとることが可能となり、使用時の調整が容易にな
る。また、シリンダスイッチの動作範囲が広いので、シ
リンダスイッチの動作が安定し、信頼性が向上した。

【００２３】本実施例では、制御回路をオペアンプ等の
ハード部品で構成したが、マイコンによりプログラムと
して制御回路を構成しても同じである。また、本実施例
では、ノーマルクローズ回路の出力信号を反転させてノ
ーマルオープン回路の出力信号とのアンドをとったが、
ノーマルオープン回路の出力信号を反転させてノーマル
クローズ回路の出力信号とのアンドをとっても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のシリンダスイッチの制御回路によれば、シリンダ
スイッチの出力信号をノーマルオープン回路とノーマル
クローズ回路で処理し、一方を反転させてアンドをとっ
ているので、きわめて簡単な制御回路により、応差のな
いシリンダスイッチの制御回路を実現でき、コストダウ
ンが図れると共に、シリンダスイッチを中間スイッチと
して使用する場合の位置決めを容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるシリンダスイッチの制
御回路図である。

【図２】本発明のシリンダスイッチ回路のタイミング図
である。

【図３】従来のシリンダスイッチの制御回路のタイミン
グ図である。

【図４】従来の２色表示式のシリンダスイッチの制御回
路のタイミング図である。

【図５】従来の２色表示式のシリンダスイッチの制御回
路図である。

【符号の説明】

１ シリンダスイッチ ２，３ カソードフォロア ４，５ オペアンプ ６ アンド回路 １１ 反転回路 １２ フォトダイオード

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンが内部を摺動する直動シリンダ
   の外周面に付設されて該ピストンの位置を検出するシリ
   ンダスイッチ制御回路において、 前記ピストンが前記シリンダスイッチに対して進入した
   時に、オンレベル閾値以上でオン状態となり、前記オン
   レベル閾値とは異なるオフレベル閾値以下でオフ状態と
   なる第一出力信号を出力するノーマルオープン回路と、 前記ピストンが前記シリンダスイッチに対して進入した
   時に、前記オフレベル閾値以上でオフ状態となり、前記
   オンレベル閾値以下でオン状態となる第二出力信号を出
   力するノーマルクローズ回路と、 前記第二出力信号を反転させて反転信号を作る信号反転
   回路と、 前記第一出力と前記反転信号とのアンド信号を出力する
   アンド回路と、 前記アンド回路の出力を表示する表示部とを有すること
   を特徴とするシリンダスイッチの制御回路。