JP2659690B2 - ピストン位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はピストン位置検出装置に
係り、詳しくは流体圧シリンダのピストンの位置を磁気
的に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、このようなピストン位置検出装置
として、例えば、実公平６−１２４８４号公報にて開示
されるものがある。これは、図８に示すように、ピスト
ン位置検出装置を、シリンダチューブＴの軸方向に所定
距離ｄだけ離間させて設けた２個の磁気センサ４１，４
２にて構成している。この距離はピストンＰに設けられ
たマグネットＭの幅に対応させている。ピストンＰが一
対の磁気センサ４１，４２に第１の磁気センサ４１の側
から接近すると、先ず第１の磁気センサ４１がマグネッ
トＭを検出して出力する。そして、その出力電圧Ｖ1 が
しきい値電圧ＶREF を越えると、第１の磁気センサ４１
に対応する第１の表示灯が点灯される。

【０００３】ピストンＰがさらに同方向に移動すると、
第２の磁気センサ４２もマグネットＭを検出して出力す
る。そして、その出力電圧Ｖ2 がしきい値電圧ＶREF を
越えると、第１の表示灯に加えて第２の磁気センサ４２
に対応する第２の表示灯が点灯される。さらに、ピスト
ンＰが同方向に移動して第１の磁気センサ４１の出力電
圧Ｖ1 がしきい値電圧ＶREF を下回るとともに、第２の
磁気センサ４２の出力電圧Ｖ2 がしきい値を越える範囲
になると、第２の表示灯のみが点灯する。

【０００４】そして、第１の表示灯と第２の表示灯の両
方が点灯する範囲をピストンＰの最適範囲とし、２つの
表示灯の内のいずれか一方のみが点灯する範囲を許容範
囲としている。

【０００５】又、上記のピストン位置検出装置の他に、
実公平６−２４７２２号公報にて開示される磁気近接ス
イッチがある。これは、図１０に示すように、感度の異
なるリードスイッチ４３，４４をシリンダチューブＴの
軸線方向に対して並列に配置する。ピストンＰが一方か
ら接近すると、先ず感度の高い第１のリードスイッチ４
３がマグネットＭを検出して出力する。そして、その出
力電圧Ｖ3 がしきい値電圧ＶREF を越えると、第１のリ
ードスイッチ４３に対応する第１の表示灯が点灯する。

【０００６】ピストンＰが同方向にさらに移動すると、
感度の低い第２のリードスイッチ４４がマグネットＭを
検出して出力する。その出力電圧Ｖ4 がしきい値電圧Ｖ
REFを越えると、第２のリードスイッチ４４に対応する
第２の表示灯のみが点灯する。さらに、ピストンＰが同
方向に移動して第２のリードスイッチ４４の出力電圧Ｖ
4 がしきい値電圧ＶREF を下回るとともに、第１のリー
ドスイッチ４３の出力電圧Ｖ3 がしきい値電圧ＶREF を
越える範囲になると、再び第１の表示灯のみが点灯す
る。

【０００７】そして、第２の表示灯のみが点灯する範囲
をピストン位置の最適範囲とし、第１の表示灯のみが点
灯する範囲を許容範囲としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のピス
トン位置検出装置の場合、図９に示すように、最適範囲
における両磁気センサ４１，４２の出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2
は、その最大出力電圧よりも低い範囲になっている。従
って、外部磁界に対するマージンが小さくなる。この結
果、検出するマグネットＭの磁界と反対方向の外部磁界
が作用する環境下での使用では出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 がし
きい値電圧ＶREF を下回りやすくなるため誤動作を起こ
す可能性が大きかった。

【０００９】又、後者の磁気検出スイッチの場合、許容
範囲を十分取るように第２の磁気リードスイッチ４４の
感度を設定すると、図１１に示すように、最適範囲にお
いて感度の小さい方の第２の磁気リードスイッチ４４の
出力電圧Ｖ4 がかなり小さくなり、前者の場合と同様に
外部磁界に対するマージンが小さくなる。従って、上記
ピストン位置検出装置と同様に、外部磁界がある状態で
の使用では、誤動作を起こす可能性が大きかった。

【００１０】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、その目的は最適範囲と許容範囲とを
検出することができ、しかも、外部磁界のある環境下で
の使用でも誤動作を起こしにくいピストン位置検出装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、第１の磁気抵抗検出部
と、第１の磁気抵抗検出部よりも検出範囲が狭い第２の
磁気抵抗検出部とを備え、第２の磁気抵抗検出部の出力
ピーク位置と、第１の磁気抵抗検出部の出力ピーク位置
とを一致するように配置し、前記第１の磁気抵抗検出部
と第２の磁気抵抗検出部とを第１及び第２の比較器の第
１の入力端子にそれぞれ接続し、第１の磁気抵抗検出部
の出力値が入力される入力端子への入力値が第１の比較
器のしきい値を越える状態を許容範囲とし、第１の磁気
抵抗検出部の出力値が入力される入力端子への入力値が
第１の比較器のしきい値を越え、且つ、第２の磁気抵抗
検出部の出力値が入力される入力端子への入力値が第２
の比較器のしきい値を越える状態を最適範囲とし判別す
る。

【００１２】又、請求項２に記載の発明は、第１の磁気
抵抗検出部の出力ピーク値と、第２の磁気抵抗検出部の
出力ピーク値とをほぼ等しくした。又、請求項３に記載
の発明は、磁気抵抗検出部及び磁気抵抗検出部を基板の
両面の相対する位置に設けた。

【００１３】又、請求項４に記載の発明は、請求項１に
記載のピストン位置検出装置において、両比較器による
判別結果に基づき、許容範囲と最適範囲とを判別可能に
表示する表示手段を設けた。

【００１４】又、請求項５に記載の発明は、前記第１の
比較器に入力される第１のしきい値を調整可能に設定す
る第１のしきい値電圧設定回路と、前記第２の比較器に
入力される第２のしきい値を調整可能に設定する第２の
しきい値設定回路を備えた。

【００１５】又、請求項６に記載の発明は、表示手段は
許容範囲で点灯される第１の発光素子と、最適範囲で点
灯される第２の発光素子とを備え、第１の発光素子と第
２の発光素子の色を相違させた。

【００１６】

【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、第２
の磁気抵抗検出部の検出範囲が第１の磁気抵抗検出部の
検出範囲よりも狭く、両磁気抵抗検出部の出力ピーク値
が発生する位置が一致される。従って、予め定められた
しきい値に基づいて第２の磁気抵抗検出部の出力値が設
定値を越える最適範囲の両側に、第１の磁気抵抗検出部
の出力値が設定値を越える許容範囲が形成される。この
各範囲は比較器にて判別される。この結果、最適範囲に
おける第１及び第２の磁気抵抗検出部の出力値は各磁気
抵抗検出部の出力ピーク値の近傍になる。

【００１７】又、請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、第１の磁気抵抗検出
部の出力ピーク値と第２の磁気抵抗検出部の出力ピーク
値とがほぼ一致する。この結果、最適範囲における各磁
気抵抗検出部の出力値がほぼ同等の出力レベルとなる。

【００１８】又、請求項３に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、第１の磁気抵抗検出
部と第２の磁気抵抗検出部のそれぞれに作用する磁界の
強さがほぼ同じになる。この結果、磁気抵抗検出部の感
度が同じ場合、各出力ピーク値が同等になる。

【００１９】又、請求項４に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、最適範囲と許容範囲
とがそれぞれ判別可能に表示される。又、請求項５に記
載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え
て、第１の磁気抵抗検出部の出力値と第１のしきい値に
て許容範囲が設定され、第２の磁気抵抗検出部の出力値
と第２のしきい値にて最適範囲が設定される。この結
果、検出範囲内における各範囲の割合が変更可能にな
る。従って、検出範囲内における許容範囲の割合を大き
くすることができる。

【００２０】又、請求項６に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の作用に加えて、許容範囲と最適範囲
とが異なる色の表示素子の点灯で表示される。

【００２１】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した第１実施例を
図１〜図４に従って説明する。

【００２２】図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、磁気抵
抗素子３は基板としてのガラス基板４の第１面に第１の
磁気抵抗検出部３Ａが、第２面に第２の磁気抵抗検出部
３Ｂがそれぞれ相対する位置に設けられている。第１の
磁気抵抗検出部３Ａには強磁性体薄膜からなる感磁パタ
ーン部５及び図示しない温度補償用パターン部が形成さ
れている。感磁パターン部５と温度補償用パターン部と
は直列接続されている。

【００２３】同様に、第２の磁気抵抗検出部３Ｂには強
磁性体薄膜からなる感磁パターン部６及び図示しない温
度補償用パターン部が形成されている。感磁パターン部
６の図１の左右方向の長さは、前記感磁パターン部５の
左右方向の長さよりも短くなっている（この実施例では
ほぼ１：３）。感磁パターン部６と温度補償用パターン
部とは直列接続されている。

【００２４】磁気抵抗素子３は回路基板２上に磁気抵抗
検出部３Ｂを回路基板側にして実装されている。即ち、
磁気抵抗検出部３Ｂは回路基板２に対して半田バンプ法
により接続され、磁気抵抗検出部３Ａは回路基板２上に
形成されたランド７に金線ワイヤ８にて接続されてい
る。この回路基板２はピストン位置検出装置１の内部に
収容されている。

【００２５】次に、上記磁気抵抗素子を含む検出回路に
ついて説明する。図３に示すように、電源線８（プラス
側入力線）と接地線９（マイナス側入力線）との間には
磁気抵抗素子３の各磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂがそれぞ
れ定電圧回路１０を介して接続されている。即ち、直列
接続された前記感磁パターン部５と温度補償用パターン
部１１、及び、直列接続された感磁パターン部６と温度
補償用パターン部１２とは互いに並列接続されている。
磁気抵抗検出部３Ａは感磁パターン部５（抵抗値をＲ1
とする）と温度補償用パターン部１１（抵抗値をＲ2 と
する）からＲ2 ・ＶE ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ） （ＶE は定電
圧回路１０の出力電圧値）の出力電圧ＶDEF1を出力す
る。又、磁気抵抗検出部３Ｂは同様に感磁パターン部６
（抵抗値をＲ3 とする）と温度補償用パターン部１２
（抵抗値をＲ4 とする）からＲ4 ・ＶE ／（Ｒ3 ＋Ｒ4
）の出力電圧ＶDEF2を出力する。

【００２６】電源線８と接地線９との間には第１のしき
い値電圧設定回路１３Ａ及び第２のしきい値電圧設定回
路１３Ｂがそれぞれ接続されている。第１のしきい値電
圧設定回路１３Ａは直列接続された可変抵抗１４及び固
定抵抗１５とから構成されている。第２のしきい値電圧
設定回路１３Ｂは同様に直列接続された可変抵抗１６及
び固定抵抗１７とから構成されている。そして、可変抵
抗１４と抵抗１５との間には第１しきい値電圧ＶREF1が
生成され、可変抵抗１６と抵抗１７との間には第２しき
い値電圧ＶREF2が生成される。

【００２７】感磁パターン部５と温度補償用パターン部
１１との間は比較器１９の非反転入力端子に接続され、
可変抵抗１４と抵抗１５との間は比較器１９の反転入力
端子に接続されている。又、感磁パターン部６と温度補
償用パターン部１２と間は比較器２０の非反転入力端子
に接続され、可変抵抗１６と抵抗１７との間は比較器２
０の反転入力端子に接続されている。比較器１９の非反
転入力端子には前記出力電圧ＶDEF1が入力され、反転入
力端子には第１しきい値電圧ＶREF1が入力される。比較
器１９は出力電圧ＶDEF1が第１しきい値電圧ＶREF1より
も低いときはＬレベルとなり、出力電圧ＶDEF1が第１し
きい値電圧ＶREF11 よりも高いときはＨレベルとなる信
号ＳG1を出力する。又、比較器２０の非反転入力端子に
は前記出力電圧ＶDEF2が入力され、反転入力端子には第
２しきい値電圧ＶREF2が入力される。比較器２０は出力
電圧ＶDEF2が第２しきい値電圧ＶREF2よりも低いときは
Ｌレベルとなり、出力電圧ＶDEF2が第２しきい値電圧Ｖ
REF2よりも高いときはＨレベルとなる信号ＳG2を出力す
る。

【００２８】両比較器１９，２０の出力側には論理回路
２３が接続されている。論理回路２３は公知の回路にて
構成されている。論理回路２３には前記比較器１９，２
０が出力する信号ＳG1，ＳG2が入力される。論理回路２
３の異なる出力端子には第１の発光素子としての発光ダ
イオード２４及び第２の発光素子としての発光ダイオー
ド２５がそれぞれ接続されている。発光ダイオード２４
は赤色に発光し、発光ダイオード２５は緑色に発光す
る。そして、論理回路２３は信号ＳG1がＨレベルで信号
ＳG2がＬレベルのときはＨレベルとなり、信号ＳG1及び
信号ＳG2がＬレベル、又は、信号ＳG1及び信号ＳG2がＨ
レベルのときはＬレベルとなる信号ＳG3を発光ダイオー
ド２４のアノードに出力する。信号ＳG3がＨレベルとな
る範囲がピストン位置検出装置１の許容範囲となる。発
光ダイオード２４は信号ＳG3がＨレベルのときに赤色に
発光する。尚、本実施例では論理回路２３及び発光素子
２４，２５にて表示手段が構成されている。

【００２９】又、論理回路２３は信号ＳG2がＨレベルの
ときＨレベルとなり、信号ＳG2がＬレベルのときＬレベ
ルとなる信号ＳG4を発光ダイオード２５のアノードに出
力する。信号ＳG4がＨレベルとなる範囲がピストン位置
検出装置１の最適範囲となる。発光ダイオード２５は信
号ＳG4がＨレベルのときに緑色に発光する。発光ダイオ
ード２４，２５の各カソードは出力回路２６に接続され
ている。

【００３０】出力回路２６は公知の回路にて構成されて
いる。そして、出力回路２６は信号ＳG3がＨレベルで信
号ＳG4がＬレベルのときＨレベルとなり、信号ＳG3がＬ
レベルで信号ＳG4がＨレベルのときもＨレベルとなる駆
動信号ＳD1を出力端子２７から出力する。

【００３１】次に、以上のように構成されたピストン位
置検出装置の作用について説明する。図２（ａ），
（ｂ）に示すように、本実施例のピストン位置検出装置
１は、例えばピストンＰの外周側にリング状の磁石Ｍが
取り付けられた空圧シリンダＳのシリンダチューブＴ外
周面に固定して使用される。尚、図２は取り付け状態を
示す模式図であり、その寸法関係は実際と大きく異な
る。ピストン位置検出装置１は、磁気抵抗素子３の両磁
気抵抗検出部３Ａ，３ＢがシリンダチューブＴの軸線を
含む平面内に配置されるように取り付けられる。

【００３２】ピストンＰがピストン位置検出装置１に対
して次第に接近した後、同方向に遠ざかる場合、磁気抵
抗素子３の各磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂに作用する磁界
の強さは次第に増大して磁石Ｍが各磁気抵抗検出部３
Ａ，３Ｂの検出範囲の中央と対応したときに最大値とな
ったのち、次第に減少する。従って、図４に示すよう
に、磁気抵抗検出部３Ａの感磁パターン部５と温度補償
用パターン部１１との間からは、ピストン位置の変化に
対して次第に増大して最大値となった後、次第に減少す
る出力電圧ＶDEF1が出力される。又、感磁パターン部６
と温度補償用パターン部１２との間からは、ピストン位
置の変化に対して次第に増大して最大値となった後、次
第に減少する出力電圧ＶDEF2が出力される。両出力電圧
ＶDEF1，ＶDEF2の最大値は同じであるが、電圧ＶDEF2は
電圧ＶDEF1に対して狭い範囲で増大及び減少する出力特
性になっている。即ち、この出力特性は磁気抵抗検出部
３Ａ，３Ｂの各感磁パターン部５，６の長さに応じた出
力特性になっている。

【００３３】ピストン位置検出装置１に対してピストン
位置が許容範囲であるときは信号ＳG3がＨレベルとなる
ため発光ダイオード２４が赤色に発光する。この結果、
ピストン位置検出装置１に対してピストン位置が許容範
囲内であることが確認される。又、ピストン位置検出装
置１に対してピストン位置が最適範囲であるときは信号
ＳG3がＬレベルになるため発光ダイオード２４が発光せ
ず、一方、信号ＳG4がＨレベルになるため発光ダイオー
ド２５が緑色に発光する。この結果、ピストン位置検出
装置１に対してピストン位置が最適範囲内であることが
確認される。

【００３４】尚、出力回路２６からは許容範囲又は最適
範囲の状態でＨレベルとなる駆動電圧ＳD1が出力される
ため、空圧シリンダＳの使用時にこの駆動電圧ＳD1をシ
ーケンス制御の信号に使用することができる。

【００３５】以上詳述したように、本実施例のピストン
位置検出装置によれば、感度が等しく検出方向の長さが
異なる磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂをその出力ピーク位置
を一致させた状態でガラス基板４の両面の相対する位置
に設けて磁気抵抗素子３を構成し、この磁気抵抗素子３
をシリンダチチューブＴに表面にその軸線を含む平面内
に配置した。この結果、ピストン位置が最適範囲にある
ときには、両出力電圧ＶDEF1，ＶDEF2の出力レベルが最
大値を含む高い領域であるとともに出力電圧ＶDEF2の出
力範囲が出力電圧ＶDEF1の出力範囲に比較して狭いた
め、第２しきい値電圧ＶREF2を低く設定しても広い許容
範囲を確保することができる。この結果、両磁気抵抗検
出部３Ａ，３Ｂの出力ピーク値と第２しきい値電圧ＶRE
F2との差を大きくすることができるため、外部磁界に対
するマージンを高くすることができる。従って、磁気抵
抗素子３に磁石Ｍの磁界の方向と反対方向の外部磁界が
作用する状態でも、最適範囲と許容範囲とを検出するこ
とができるとともに、誤動作が起きにくいピストン位置
検出装置１とすることができる。

【００３６】又、本実施例のピストン位置検出装置１で
は、両磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂがガラス基板４の両面
の対応する位置に設けられるため、磁気抵抗素子３を小
型化することができる。

【００３７】又、例えば、磁気抵抗検出部３Ｂの磁石Ｍ
からの距離が磁気抵抗検出部３Ａの距離よりも遠いと、
磁気抵抗検出部３Ｂに作用する磁界の強さが磁気抵抗検
出部３Ａに作用する磁界の強さよりも弱くなるため出力
電圧ＶDEF2の電圧値が低くなる。この場合、許容範囲を
確保するため、又、マージンを確保するためにしきい値
電圧ＶREF2を低くしなければならない。この結果、磁気
抵抗検出部３ＢのＳ／Ｎ比が下がるため、外部磁界に弱
いピストン位置検出装置１になる。この場合、磁気抵抗
検出部３Ｂの出力電圧ＶREF2を確保するため、磁石Ｍの
体積を大きくしたり、その保持力を大きくすることが考
えられる。しかし、この結果、空圧シリンダＳのコスト
が上昇したり、軸方向の長さが長くなってしまうため、
好ましくなかった。

【００３８】しかし、本実施例では、両磁気抵抗検出部
３Ａ，３Ｂをガラス基板４の両面の対応する位置に設け
るとともに、磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂをシリンダチュ
ーブＴの軸線を含む平面内に配置して使用するため、両
磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂに同じ強さの磁界が作用す
る。この各磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂの出力電圧ＶDEF
1，ＶDEF2を同等の出力レベルとすることができる。こ
の結果、しきい値電圧ＶREF2を低くすることなく広い許
容範囲を確保することができるとともに、大きなマージ
ンを確保することができる。従って、出力電圧ＶDEF2を
大きくするために、磁石Ｍの体積を大きくしたり、保持
力を大きくする必要がない。

【００３９】さらに、各感磁パターン部５，６からの各
出力電圧ＶDEF1，ＶDEF2に対してそれぞれ独立したしき
い値電圧ＶREF1，ＶREF2を設定することができるため、
両しきい値電圧ＶREF1，ＶREF2の差を変更することによ
り容易に最適範囲の長さ及び許容範囲の長さを変更する
ことができる。従って、許容範囲の長さを十分に確保す
るようにすれば、空圧シリンダＳの使用時にワークの変
形等でピストン位置が最適範囲を外れても、ピストン位
置を広い許容範囲で検出することできる。従って、この
状態でピストン位置検出装置１の取り付け位置を再調整
することにより、ピストン位置が許容範囲外になる事態
を未然に防止することができる。

【００４０】例えば、最初にシリンダチューブＴにピス
トン位置検出装置１をセットする際には、先ず、ピスト
ンＰをシリンダチューブＴの所定の位置に配置する。次
に、ピストン位置検出装置１をシリンダチューブＴの外
側に当接させた状態で一方からピストンＰに接近させ、
発光ダイオード２５が点灯した位置に第１の印をつけ
る。同様に、ピストン位置検出装置１を他方からピスト
ンＰに接近させ、発光ダイオード２５が点灯した位置に
第２の印を付ける。そして、第１の印と第２の印の中間
位置をピストン位置検出装置１の取り付け位置とする。
この結果、ピストン位置が最適範囲のほぼ中央に配置さ
れる。空圧シリンダＳの使用時にワークが変形すると、
実際のピストン停止位置が初期のピストン位置からずれ
た位置になる。許容範囲の割合が小さい場合、最適範囲
から外れたピストン位置が許容範囲となってから短時間
で許容範囲から外れる可能性が大きくなる。従って、許
容範囲の割合を大きくすることにより、最適範囲から外
れたピストン位置を余裕を持って許容範囲で検出するこ
とができる。そして、ピストン位置検出装置１の取り付
け位置を再調整したり、空圧シリンダＳを調整すること
により、空圧シリンダＳの正常な動作を維持することが
できる。

【００４１】又、本実施例ではピストン位置が許容範囲
にあるとき発光ダイオード２４が赤色に発光し、許容範
囲にあるときは発光ダイオード２５が緑色に発光する。
従って、ピストン位置の状態を一目で確認することがで
きる。 （第２実施例）次に、本発明を具体化した第２実施例を
図５に従って説明する。尚、本実施例のピストン位置検
出装置は、磁気抵抗素子の形態のみが第１実施例のピス
トン位置検出装置１と異なり、他の部分の構成は同一で
あるためその説明を省略する。

【００４２】図５に示すように、本実施例のピストン位
置検出装置に使用される磁気抵抗素子３１は基板として
のガラス基板３２の一面に第１の磁気抵抗検出部３３及
び第２の磁気抵抗検出部３４がそれぞれ設けられてい
る。磁気抵抗検出部３３は強磁性体薄膜からなる感磁パ
ターン部３５及び図示しない温度補償用パターン部とか
ら構成されている。又、磁気抵抗検出部３４も同じく感
磁パターン部３６及び図示しない温度補償用パターン部
とから構成されている。本実施例も第１実施例の磁気抵
抗検出部３Ａ，３Ｂと同様に感磁パターン部３５，３６
と温度補償用パターン部がそれぞれ直列接続されてい
る。

【００４３】本実施例の磁気抵抗素子３１はピストン位
置検出装置の内部に設けられた図示しない回路基板上に
実装されている。本実施例のピストン位置検出装置は、
例えば、図５に示すように、磁気抵抗素子の第１の磁気
抵抗検出部３３及び第２の磁気抵抗検出部３４をシリン
ダチューブＴ側に向けた状態で、シリンダチューブＴの
軸線を含む平面が両磁気抵抗検出部３３，３４の各感磁
パターン部３５，３６を含む平面に両感磁パターン部３
５，３６の間で直交するように配置される。従って、本
実施例においても、両感磁パターン部３５，３６に作用
する磁界の強さは等しくなる。

【００４４】従って、本実施例のピストン位置検出装置
においても、最適範囲と許容範囲とを検出することがで
き、しかも、外部磁界がある環境下でも空圧シリンダＳ
のピストン位置の検出を誤動作なく行うことができる。

【００４５】又、各感磁パターン部３５，３６の磁石Ｍ
からの距離を等しくすることができるため、磁石Ｍの大
きさ・保持力を大きくすることなく、各磁気抵抗検出部
３３，３４の出力電圧を確保することができる。

【００４６】さらに、各感磁パターン部３５，３６から
の出力電圧に対してそれぞれ独立したしきい値電圧を設
定することができるため、最適範囲及び許容範囲を変更
することができる。

【００４７】又、磁気抵抗素子３１を、その両磁気抵抗
検出部３３，３４がシリンダチューブＴの軸線を含む平
面内に含まれるように配置することもできる。図６に示
すように、この場合、両磁気抵抗検出部３３，３４の磁
石Ｍからの距離が異なるため、遠い方の磁気抵抗検出部
３３の出力電圧を確保するため、その磁気抵抗検出部３
３の感磁パターン部３５の感度を上げる必要がある。即
ち、感磁パターン部３５の薄膜線路のピッチを小さくし
たり、折り返しパターンの折り返し幅を大きくすること
により、磁気抵抗検出部３３の出力電圧を磁気抵抗検出
部３４の出力電圧と同等のレベルにする。

【００４８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 感磁パターン部５，６（３５，３６）の感磁方
向をシリンダチューブＴの軸線に平行に配置せず、軸線
に対して少し傾斜角度を持つように配置してもよい。

【００４９】（２） 各感磁パターン部５，６（３５，
３６）の出力電圧ＶDEF1，ＶDEF2に対して独立したしき
い値電圧ＶREF1，ＶREF2を設定せず、同一のしきい値電
圧ＶREF を設定するようにしてもよい。

【００５０】（３） 第２の磁気抵抗検出部３Ｂの出力
ピーク値を第１の磁気抵抗検出部３Ａの出力ピーク値よ
りも高くしてもよい。この場合、第２の磁気抵抗検出部
３Ｂの感磁パターン部６の感度を高くするように構成す
る。

【００５１】（４） 第１実施例で、ガラス基板４の両
面に感磁パターン部５，６を形成する代わりに、２枚の
ガラス基板の一方に感磁パターン部５を他方に感磁パタ
ーン部６を形成し、この２つのガラス基板を重ねた多層
基板にて構成される磁気抵抗素子としてもよい。

【００５２】（５） 出力回路２６から出力する駆動電
圧を、図４に示すように、ピストン位置が許容範囲であ
るときにのみＨレベルとなる駆動電圧ＳD2としてもよ
い。この駆動電圧ＳD2を使用することにより、空圧シリ
ンダＳの使用時における経時的変化によるピストン停止
位置の最適範囲から許容範囲への位置ずれを検出して警
告を行うことができる。さらに、駆動電圧ＳD1をシーケ
ンス制御用信号として、駆動電圧ＳD2を警告用信号とし
て共に出力するようにしてもよい。

【００５３】又、駆動電圧ＳD1，ＳD2に代えて、信号Ｓ
G3，ＳG4を直接出力するように構成してもよい。 （６） 比較器１９，２０に正帰還をかけるようにして
もよい。即ち、図３に二点鎖線で示すように、各比較器
１９，２０の非反転入力端子と出力端子とを抵抗２１，
２２を介して接続する。この場合、許容範囲から最適範
囲、又は、最適範囲から許容範囲への切り換えを安定し
て行うことができる。

【００５４】（７） 温度補償用パターン部を設けない
磁気抵抗検出部３Ａ，３Ｂ（３３，３４）としてもよ
い。 （８） 磁気抵抗素子３を構成する基板４は、ガラス基
板に限らずセラミック基板、あるいは、シリコンウェハ
でもよい。

【００５５】（９） ピストンＰに取り付ける磁石Ｍの
形状は、リング状に限らず、例えば、円柱状、半円柱
状、四角形状等であってもよい。 （１０） ピストン位置検出装置１の磁気抵抗素子３を
シリンダチューブＴの軸線を含む面内に配置した状態で
使用するようにしたが、これを、図７に示すように、シ
リンダチューブＴの外周面に対して角度を持った状態に
配置して使用するようにしてもよい。

【００５６】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した実施例で把握される技術的思想をそ
の効果とともに記載する。 （１） 請求項５に記載のピストン位置検出装置におい
て、第２のしきい値電圧ＶREF2を第１のしきい値電圧Ｖ
REF1よりも高くしたピストン位置検出装置。このような
構成によれば、最適範囲に対する許容範囲の割合を大き
くすることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１，２に記
載の発明によれば、最適範囲と許容範囲とを検出するこ
とができ、しかも、外部磁界がある環境下での使用でも
誤動作を起こしにくくすることができる。

【００５８】又、請求項３に記載の発明によれば、請求
項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、同じ感
度の磁気抵抗検出部を使用しても、誤動作を起こりにく
くすることができる。又、磁気抵抗素子を小型化するこ
とができる。

【００５９】又、請求項４に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の効果に加えて、ピストン位置いずれ
の範囲にあるかを視認可能に表示することができる。
又、請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の
発明の効果に加えて、検出範囲内における許容範囲の割
合を大きくすることができるため、経時的変化によるピ
ストン位置の最適範囲からのずれを確実に検出すること
ができる。

【００６０】又、請求項６に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の効果に加えて、ピストン位置を２つ
の異なる色の発光素子の点灯により確実に視認すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は第１実施例の磁気抵抗素子の概略正
面図、（ｂ）は概略側面図、（ｃ）は概略背面図。

【図２】 （ａ）はシリンダに装着したピストン位置検
出装置の概略正面図、（ｂ）は概略側面図。

【図３】 ピストン位置検出装置の回路図。

【図４】 磁気抵抗素子の各感磁パターン部の出力電圧
と、各処理信号の関係を示す説明図。

【図５】 第２実施例の磁気抵抗素子とその装着方法を
示す概略説明図。

【図６】 磁気抵抗素子の装着方法を示す概略説明図で
ある。

【図７】 シリンダチューブに対する磁気抵抗素子の配
置を示す正面図。

【図８】 従来例のピストン位置検出装置を示す概略説
明図。

【図９】 磁気抵抗素子のピストン位置と出力電圧の関
係を示すグラフ。

【図１０】 同じく磁気近接スイッチを示す概略平面
図。

【図１１】 磁気抵抗素子のピストン位置と出力電圧の
関係を示すグラフ。

【符号の説明】

３Ａ…第１の磁気抵抗検出部、３Ｂ…第２の磁気抵抗検
出部、４…基板としてのガラス基板、１３Ａ…第１のし
きい値電圧設定回路、１３Ｂ…第２のしきい値電圧設定
回路、１９，２０…比較器、２３…表示手段としての論
理回路、２４…同じく発光ダイオード、２５…同じく発
光ダイオード、３３…第１の磁気抵抗検出部、３４…第
２の磁気抵抗検出部、ＶDEF1…第１の出力電圧としての
出力電圧、ＶDEF2…第２の出力電圧としての出力電圧、
ＶREF1…第１のしきい値電圧、ＶREF2…第２のしきい値
電圧。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の磁気抵抗検出部（３Ａ，３３）
   と、第１の磁気抵抗検出部（３Ａ，３３）よりも検出範
   囲が狭い第２の磁気抵抗検出部（３Ｂ，３４）とを備
   え、 第２の磁気抵抗検出部（３Ｂ，３４）の出力ピーク位置
   と、第１の磁気抵抗検出部（３Ａ，３３）の出力ピーク
   位置とを一致するように配置し、 前記第１の磁気抵抗検出部（３Ａ，３３）と第２の磁気
   抵抗検出部（３Ｂ，３４）とを第１及び第２の比較器の
   第１の入力端子にそれぞれ接続し、第１の磁気抵抗検出
   部の出力値が入力される入力端子への入力値が第１の比
   較器のしきい値を越える状態を許容範囲とし、第１の磁
   気抵抗検出部の出力値が入力される入力端子への入力値
   が第１の比較器のしきい値を越え、且つ、第２の磁気抵
   抗検出部の出力値が入力される入力端子への入力値が第
   ２の比較器のしきい値を越える状態を最適範囲として判
   別するようにしたピストン位置検出装置。
2. 【請求項２】 第１の磁気抵抗検出部（３Ａ）の出力ピ
   ーク値と、第２の磁気抵抗検出部（３Ｂ）の出力ピーク
   値とをほぼ等しくした請求項１に記載のピストン位置検
   出装置。
3. 【請求項３】 磁気抵抗検出部（３Ａ）及び磁気抵抗検
   出部（３Ｂ）は基板（４）の両面の相対する位置に設け
   られている請求項１又請求項２に記載のピストン位置検
   出装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のピストン位置検出装置
   において、両比較器（１９，２０）による判別結果に基
   づき、許容範囲と最適範囲とを判別可能に表示する表示
   手段（２３，２４，２５）を設けたピストン位置検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の比較器に入力される第１のし
   きい値を調整可能に設定する第１のしきい値電圧設定回
   路（１３Ａ）と、前記第２の比較器に入力される第２の
   しきい値（ＶREF2）を調整可能に設定する第２のしきい
   値設定回路を備えた請求項１に記載のピストン位置検出
   装置。
6. 【請求項６】 表示手段（２３，２４，２５）は、許容
   範囲で点灯される第１の発光素子（２４）と、最適範囲
   で点灯される第２の発光素子（２５）とを備え、第１の
   発光素子（２４）と第２の発光素子（２５）の色を相違
   させた請求項４に記載のピストン位置検出装置。