JP2763998B2 - スイッチ付エアチャック - Google Patents
スイッチ付エアチャックInfo
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Description
動される一対のチャック爪で被把持物を把持するエアチ
ャックに関し、さらに詳細には、エアシリンダのピスト
ンに付設される永久磁石の位置を検出する磁気リニアス
ケールを有するスイッチ付エアチャックに関するもので
ある。
スイッチ付流体圧シリンダと同様ピストン部に永久磁石
を装着し、磁気検出器として磁気抵抗素子等を用いてピ
ストンの位置検出を行っていた。そのスイッチの内部回
路の構成を図15に示す。磁気抵抗素子101は、強磁
性体金属薄膜のパターンにより形成されている。磁気抵
抗素子101の両端に直流電圧を印加し、磁気抵抗素子
101の中間点の電圧をコンパレータ104に接続す
る。また、コンパレータ104には、基準電圧形成用抵
抗102,103により設定された比較電圧が供給され
る。コンパレータ104の出力は、電流制限抵抗10
5、表示灯を介して出力トランジスタ107のベースに
接続している。出力トランジスタ107のエミッタは、
アースに接続され、コレクタから出力が得られる。
の、磁気検出器の磁気抵抗素子101の出力波形を図1
6にAで示す。コンパレータ104の比較電圧をBに設
定している。従って、コンパレータ104の出力、表示
灯の点灯タイミング、および出力は図16に示すように
なる。ここで、磁気抵抗素子101の出力はリニア性が
ないため、磁気抵抗素子101は、ピストンに取り付け
た磁石の位置の確認に使用できるのみである。そのた
め、エアチャックの開状態のピストン位置と、閉状態の
ピストン位置とに対応して2個の磁気検出器を取り付け
て、エアチャックの開状態と閉状態の確認を行ってい
た。また、エアチャックが対象物を把持したことを確認
するため、ピストンを中間位置で検出することが望まれ
ていた。
トロークは、2〜4mmと短いため、エアチャックの開
状態検出、閉状態検出、ワーク把持状態検出を行うため
に3個の磁気検出器を取り付けるのは、困難であった。
困難であった理由を次に説明する。すなわち、狭い範囲
で2、3箇所の検出を行うには、(1)ピストンの磁石
の着磁方向の厚みを薄くすること、(2)スイッチ感度
を鈍くすること、すなわち、図16に示す比較電圧Bを
高くすること、(3)磁気検出器を2個用いてその出力
のアンドを取ることが行われる。しかし、(1)、
(2)は、磁石の温度特性や外部にある鉄等の磁性体の
接近で従来作動していたスイッチが作動しなくなる問題
があった。従って、図16に出力トランジスタの動作範
囲として示す磁気検出器の動作範囲は、技術的に4mm
程度にしか狭められず、例えば、エアチャックのピスト
ンのストロークが3mmで2個の磁気検出器を使用する
場合、図17に示すように、2個の磁気検出器が同時に
オンする領域が発生するため、その判断を制御回路で行
わなければならず、きわめて煩雑であった。また、
(3)は、内部回路が複雑化し、内部消費電流が増加す
る問題があった。
たせようとする試みが行われている。すなわち、磁気抵
抗素子パターンにより形成される磁気センサをリニアス
ケールとして使用することが、実公昭57−6962号
公報に記載されている。図18に従来の磁気リニアスケ
ールを示す。磁気抵抗素子51および温度補償素子52
は、一定の線幅を有するパターンとして形成されてい
る。磁気抵抗素子51および温度補償素子52のパター
ンは直角の位相差をもつように形成されている。そし
て、磁気抵抗素子51および温度補償素子52は、パタ
ーンの線の長手方向に対して直角に磁界を受けた場合
に、内部抵抗値が減少する性質を有しており、パターン
の線の長手方向に磁界を受けた場合には、内部抵抗値が
変化しない。そのため、図18に示すように、永久磁石
57が矢印Bの方向に移動する場合、磁気抵抗素子51
の内部抵抗値は変化するが、温度補償素子52の内部抵
抗値は変化しない。従って、この磁気抵抗素子51の内
部抵抗の変化を計測することにより、永久磁石の位置を
検出することができる。
される磁気抵抗素子では温度依存性が大きく、このまま
では実用上問題がある。強磁性体金属は一般的に温度に
より内部抵抗が変化する性質があり、また磁気抵抗素子
では薄膜状のパターンであるため温度変化の影響を受け
やすい。従って、磁気抵抗素子の内部抵抗が磁界の強さ
のみでなく、周囲温度によっても変化してしまう。この
問題を解決する手段として、図18に示すように、磁気
抵抗素子51と同一形状で方向の異なる温度補償回路5
2を同一基板上に設け、差動的に温度補償を行うことが
行われていた。すなわち、磁気抵抗素子51のパターン
線の長手方向に平行に磁石57が移動された場合、磁気
抵抗素子51の内部抵抗値は減少するが、温度補償素子
52の内部抵抗値は磁界によっては変化しない。よっ
て、温度補償素子52の内部抵抗値の変化は、温度変化
のみを直接表わすこととなる。それに対して、磁気抵抗
素子51の内部抵抗値は磁界の強さ及び周囲温度の両方
により変化している。従って、磁気抵抗素子51の内部
抵抗値の変化を温度補償素子52の内部抵抗値の変化に
より温度補償することが可能である。
気リニアスケールをエアチャックのピストンに取り付け
た磁石の位置検出に使用するには、次のような問題があ
った。 (1)従来の磁気リニアスケールは幅が広くエアチャッ
クのピストンのような小さい直径のピストンに取り付け
られた磁石を検出することが困難であった。また、従来
の磁気リニアスケールは、幅が広くエアチャックが大型
化する問題があった。また、磁気リニアスケールが幅方
向に変化しているため、永久磁石の位置が幅方向にずれ
た場合に、磁気リニアスケールの出力が大きく変動して
しまっていた。そのため、永久磁石に対して磁気リニア
スケールを高い精度で取り付ける必要があり、使い勝手
が悪いという問題があった。
び温度補償素子52を利用して差動的に温度補償を行わ
せるためには、磁気抵抗素子51および温度補償素子5
2の寸法を精度よく管理することが必要であった。磁気
抵抗素子51の温度変化による内部抵抗値の変化を温度
補償するのに、磁気抵抗素子51および温度補償素子5
2の寸法精度が悪いと複雑な演算や定数を決定するため
の余分な実験等が必要になるためである。ここで、磁気
抵抗素子51および温度補償素子52の寸法等は、蒸着
により膜厚が決まり、エッチング加工によりパターンの
線幅が決まる。このうち、ウエットエッチング加工は、
エッチング液の濃度や液温度等により大きく変動するも
のであり、パターンの線幅を所定の幅に精度よく加工す
るのは難しかった。従って、磁気抵抗素子51および温
度補償素子52の加工精度を良くすることは困難であ
り、また、そのために余分なコストが発生していた。こ
のことは特に、磁気センサを周囲温度が数十度の幅で変
化する環境で使用するような場合に問題となっていた。 (3)上記問題は、エアチャックのみならず、単ストロ
ークシリンダ一般で発生している問題であった。
になされたものであり、幅が狭くかつ周囲温度が変化し
ても十分な温度補償を行って、エアチャックのピストン
位置を正確に測定可能な磁気リニアスケールを取り付け
たエアチャックを提供することを目的とする。
に、(1)本発明のスイッチ付エアチャックは、圧縮空
気の作用によりピストンを移動し、該ピストンに備えら
れたロッドにより一対のチャック爪を移動させて被把持
物を把持するエアチャックであって、ピストンの位置を
リニアなアナログデータとして出力するリニアスケール
と、リニアスケールの出力するアナログデータに基づい
て、一対のチャック爪の把持状態を検知するチャック把
持検知手段とを有する。また、(2)上記(1)に記載
するものにおいて、リニアスケールが、基板上に強磁性
体金属の蒸着薄膜により形成され、磁気抵抗効果を奏す
る磁気抵抗素子により構成され、磁気抵抗素子が、ピス
トンに付設された永久磁石が移動する方向と直交する方
向において一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向
において密度がリニアに変化する磁気リニアスケールで
あることを特徴とする。
ンダは、圧縮空気の作用により移動するピストンの位置
をリニアなアナログデータとして出力するリニアスケー
ルと、前記リニアスケールの出力するアナログデータに
基づいて、前記ピストンの中間位置を検知する中間位置
検知手段とを有し、前記リニアスケールが、基板上に強
磁性体金属の蒸着薄膜により形成され、磁気抵抗効果を
奏する磁気抵抗素子により構成され、前記磁気抵抗素子
が、前記ピストンに付設された永久磁石が移動する方向
と直交する方向において一定幅で形成され、前記永久磁
石が移動する方向において密度がリニアに変化する磁気
リニアスケールであることを特徴とする。
載するものにおいて、磁気抵抗素子が同一線幅を有し、
永久磁石が移動する方向に密度を順次変化させたことを
特徴とする。また、(5)上記(2)または(3)に記
載するものにおいて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動
する方向に線幅を順次変化させたことを特徴とする。ま
た、(6)上記(2)または(3)に記載するものにお
いて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動する方向に広い
線幅を有するパターンの密度を順次変化させたことを特
徴とする。また、(7)上記(2)または(3)に記載
するものにおいて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動す
る方向に線幅および密度を順次変化させたことを特徴と
する。
ャックにおいては、圧縮空気の作用により駆動されるピ
ストンが、一対のチャック爪を平行移動させて被把持物
を把持する。このとき、ピストンの位置は、開状態と閉
状態の中間位置にある。スイッチである磁気検出器の磁
気リニアスケールは、ピストンに固着された永久磁石が
該磁気リニアスケールと一定間隔を保ちながら平行に移
動するときに、永久磁石が発生する磁界の強さに応じて
電気的な抵抗値が減少する。このとき、磁気リニアスケ
ールが永久磁石の移動方向において密度がリニアに変化
しているので、永久磁石の位置と電気的な抵抗値の減少
値とが1対1で対応する。従って、この抵抗値の変化を
測定することによりピストンの位置を計測することがで
きる。この抵抗値を基準値と比較することにより、エア
チャックが開状態にあるか、閉状態にあるか、対象物を
把持した状態にあるかを判断し、その判断を出力する。
抗素子の内部抵抗値も周囲温度に応じて変化する。一
方、温度補償回路は、磁気抵抗素子を構成するパターン
の線幅よりも小さい線幅のパターンで構成されているの
で、温度補償回路は、磁気抵抗素子と比べて磁界の強さ
の変化の影響を受けることが少ないため、正確に磁気抵
抗素子の温度補償を行うことができる。さらに、温度補
償回路のパターンの線幅を6μ以下で形成すれば、温度
補償回路の内部抵抗値が磁界の強さの影響をほとんど受
けなくなり、周囲温度のみによって変化することになる
ので、この温度補償回路を使用して容易に磁気抵抗素子
の温度補償を行うことができる。
イッチ付エアチャックについて図面を参照して説明す
る。スイッチ付エアチャックの構成を図1に示す。直方
体形状のエアチャック本体27の左端面の中心位置に有
底円筒孔状のシリンダ孔12が穿設されている。シリン
ダ孔12の有底部の中心にロッド孔29が穿設されてい
る。シリンダ孔12にピストン14が摺動可能に嵌合さ
れている。ピストン14と一体であるロッド18がロッ
ド孔29より外部に突出している。ピストン14の外周
に形成された2つの溝の一方に永久磁石13が取り付け
られている。また、他の溝に0リングが取り付けられて
いる。シリンダ孔12右端の開口部は、密閉ネジ17が
シリンダ孔12に形成された雌ネジ部にねじ込まれて密
閉されている。ピストン14は、密閉ネジ17に取り付
けられた復帰ばね16により左方向に付勢されている。
シリンダ孔12のピストンの左側の部屋に図示しない駆
動空気孔が穿設されている。
22が図示しないガイドにより平行移動可能に付設され
ている。チャック爪22の右端付近に形成された作動軸
21にアーム20の切欠き部が摺動可能に嵌合してい
る。一対のアーム20は、支点軸30を中心として回転
可能に付設されている。一対のアーム20の切欠き部と
反対の位置に穿設された図示しない係合孔が、ロッド1
8の先端部の係合孔と止めピン19により回転可能に係
合されている。一方、シリンダ孔12と平行な位置にス
イッチである磁気検出器11が取り付けられている。磁
気検出器11の構成を図2に示す。図2の(b)は、図
1と同じ方向から磁気検出器11を見たときの断面図で
ある。図2の(a)は、その側面図である。磁気検出器
11の内部には、磁気リニアスケール23と検出回路3
1とが固設されている。
用を説明する。対象物が一対のチャック爪22の間にあ
ることを図示しないセンサにより検知して、シリンダ孔
12に圧縮空気が送られ、一対のチャック爪22が平行
に移動され、対象物を把持する。このときのピストン1
4の位置は、対象物により一定であるから、磁気検出器
11により把持状態にあるピストン14に固着された永
久磁石13の位置を検知することにより、エアチャック
が対象物を把持しているか否かを判断することが可能で
ある。
ケール23について詳細に説明する。磁気リニアスケー
ル23の概略構成を4種類示す。図3は、磁気抵抗素子
R1の線幅W1が一定で密度を順次変化させた第一実施
例を示している。図4は、磁気抵抗素子R1の密度は一
定で線幅を順次変化させた第二実施例を示している。図
5は、磁気抵抗素子R1の密度は一定で広い線幅を有す
るパターンの密度を順次変化させた第三の実施例を示し
ている。図6は、第一実施例と第二実施例とを組み合わ
せた第四実施例を示している。いずれの実施例も、磁気
抵抗素子R1は、永久磁石57が移動する方向Bと直交
する方向に一定幅WBで形成され、永久磁石13が移動
する方向Bにおいて密度がリニアに変化している。
ニアスケール23の第一の実施例の構成を示す。磁気リ
ニアスケール23上には、磁気抵抗素子R1と温度補償
回路R2との2つのつづら折れ状のパターンが、各々直
角の位相差をもつように形成されている。ここで、磁気
抵抗素子R1は、図8の(a)に部分拡大図で示すよう
に、線幅W1=20μと一定でつづら折れパターンとし
て形成されている。磁気抵抗素子R1のつづら折れの間
隔WAは、左端部におけるWA1=1.085mmか
ら、右端部におけるWA77=0.325mmまで、つ
づら折れの間隔WAを0.01mmづつ減少させながら
39往復させている。これにより、磁気抵抗素子R1の
密度は3倍以上に変化している。本実施例の磁気リニア
スケール23は、幅3mm、長さ約60mmである。本
実施例の磁気リニアスケール23によれば、磁気抵抗素
子R1のつづら折れパターンの幅を一定にしたままで、
密度を変化させているので、磁気リニアスケール23の
幅を3mmと小さくすることができている。
に部分拡大図で示すように、線幅W2=4μで4往復の
つづら折れパターンとして形成されている。本実施例で
は、磁気抵抗素子R1および温度補償回路R2の素材で
ある強磁性体金属として、共にパーマロイ(Ni−F
e,83:17)を使用している。磁気抵抗素子R1
は、パターンの線の長手方向に対して直角に磁界を受け
た場合に、抵抗値が減少する性質を有しており、パター
ンの線の長手方向に磁界を受けた場合には、抵抗値が変
化しない。磁気抵抗素子R1の両端に端子部24,25
が配設され、温度補償回路R2の両端に端子部25,2
6が配設されている。
明する。図11に磁気リニアスケール23の検出回路3
1を示す。磁気リニアスケール23の端子24,26の
間に直流電圧Vccがかけられている。磁気リニアスケ
ール23の中点電圧25を第一コンパレータ45のマイ
ナス側入力、および第二コンパレータ46のプラス側入
力に接続する。一方、第二コンパレータ46のマイナス
側入力は抵抗49を介してアースに接続され、第一コン
パレータ45のプラス側入力は可変抵抗47を介してV
ccに接続されている。また、第一コンパレータ45の
プラス側入力と第二コンパレータE2のマイナス側入力
とは、抵抗48を介して接続されている。可変抵抗47
および抵抗48,49により、第一コンパレータ45に
高い方の基準電圧E1が、第二コンパレータ46に低い
方の基準電圧E2が供給されている。ここで、本実施例
のスイッチ付エアチャックでは、基準電圧E1,E2
は、一対のチャック爪22が対象物を把持している状態
でのピストン14に固着された永久磁石13の位置の上
下限値を設定している。
出力は、トランジスタ42のベース、および抵抗を介し
てVccに接続している。トランジスタ42のコレクタ
は、発光ダイオード44および抵抗を介してVccに接
続している。トランジスタ42のエミッタは、トランジ
スタ43のベースに接続している。トランジスタ43の
コレクタは出力端子41に接続している。トランジスタ
43のエミッタは、アースに接続している。
用について説明する。磁気リニアスケール23の中点電
圧は、図14に示す波形となる。すなわち、図14に第
一実施例の磁気リニアスケール23の実験データを示
す。横軸に永久磁石13の位置を移動距離として示し、
縦軸に出力Sを示す。永久磁石13は、ピストン14に
付設される円筒状で厚さが1mmである。永久磁石13
と磁気リニアスケール23との間隔を2mmとった状態
で永久磁石を磁気リニアスケール23の長手方向に平行
移動させる実験のデータである。永久磁石13が磁気リ
ニアスケール23の左端部から右端部に移動するに伴っ
て、磁気リニアスケール23の密度が高くなるため、磁
気抵抗素子R1の内部抵抗が減少するため、出力Sは磁
気抵抗素子R1の内部抵抗の減少に比例して減少してい
る。従って、図14より永久磁石13の移動距離が40
mm以内であれば、出力Sにより永久磁石13の位置を
リニアに検出できることがわかる。エアチャックでは、
ピストン14の動作範囲が4mm程度であるので、この
磁気リニアスケール23によれば、ピストン14に固着
された永久磁石13の位置を正確に検出することができ
る。
より高い時、またはE2より低い時は、第一および第二
コンパレータ45,46の出力はいずれもローレベルと
なり、トランジスタ42,43のベースに電圧がかから
ないので、トランジスタ42,43はオフとなる。次
に、中点電圧がE1とE2の間にある時は、第一および
第二コンパレータ45,46の出力が共にハイレベルと
なり、トランジスタ42のベースに電圧がかかるので、
発光ダイオード44に電流が流れ、点灯する。さらに、
トランジスタ43のベースに電圧がかかるので、出力S
がオンとなる。これにより、チャック爪22が対象物を
把持しているか否かを正確に判断することができる。上
記関係をグラフ化すると図12に示すようになる。
来技術では困難であった動作範囲1mm以下の磁気検出
器11が実現できる。このとき、可変抵抗47を変化さ
せても磁気検出器11の感度は影響を受けないので、動
作範囲が狭くても安定して動作できる。また、可変抵抗
47を変化させることにより、永久磁石13の任意の位
置で出力信号をオンにすることができるので、対象物把
持状態を検出できるように磁気検出器11を設定する場
合に、磁気検出器11を移動させずに、可変抵抗47の
みで設定できるため、使い勝手がよい。また、対象物が
変わったときでも、設定が容易である。また、本実施例
の磁気検出器11は、従来のスイッチに比べて幅が狭い
ので、3個の磁気検出器11を取り付けることが可能で
あり、それにより、開状態の検出、閉状態の検出、およ
び対象物を把持している状態の各々の位置を検出するこ
とが可能である。本実施例では、磁気検出器11で磁気
リニアスケール23の出力により、位置検出を行い、オ
ンオフ信号で出力を出しているが、磁気リニアスケール
23の位置信号出力をそのまま出力して、外部制御装置
によりピストン14位置を演算してもよい。そうすれ
ば、開状態、閉状態、把持状態を検出するのに、1個の
磁気検出器11を取り付けるだけで済む。
明する。温度補償回路R2について説明する。本発明者
が実験したデータを図13に示す。横軸は、パターンを
構成する線幅をミクロン単位で示し、縦軸は、そのパタ
ーンを磁気抵抗素子R1として使用した場合の磁気抵抗
変化率を示している。磁界の強さを100ガウスで実験
したデータを点線L1で示し、磁界の強さを50ガウス
で実験したデータを一点鎖線L2で示し、磁界の強さを
25ガウスで実験したデータを実線L3で示す。
ると、磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率が減少しているこ
とがわかる。従って、温度補償回路R2として、磁気抵
抗素子R1のパターン幅よりも小さい線幅のパターンを
使用すれば、温度補償回路R2の磁界の強さによる影響
が少ないので、従来の同一幅のパターンを使用していた
温度補償回路52よりも正確に温度補償を行うことが可
能である。すなわち、線幅の大きいパターンを使用する
温度補償回路の場合と比較して、線幅の小さいパターン
を使用する温度補償回路の方が磁界の強さの影響を受け
る量が少ない分だけ、線幅の製作精度に誤差があった場
合でも、正確な温度補償を行うことができる。
パターンを構成する線の線幅を6μ以下とすると磁気抵
抗変化率が著しく減少することがわかる。従って、パタ
ーン幅を6μ以下とすれば、磁気抵抗素子と同じ素材で
ある強磁性体金属薄膜を使用しても磁界の強さによって
薄膜の内部抵抗値が変化する割合が少ないことがわか
る。一方、周囲の温度変化による内部抵抗値の変化は、
パターン幅によって影響を受けないため、強磁性体金属
薄膜をパターン幅6μ以下で形成すれば、温度補償回路
として優れた性質を持つことがわかる。すなわち、温度
補償回路R2が磁気抵抗素子R1と同じ材質の強磁性体
金属薄膜で構成され、かつパターン幅が6μ以下で形成
されているので、製造工程におけるエッチング工程等の
ばらつきによって温度補償回路R2がほとんど影響を受
けないため、常に正確な温度補償を行うことができる。
また、温度補償回路R2の形状を磁気抵抗素子R1の形
状と無関係に決定することが可能となり、温度補償回路
R2を図7に示すように小型化することができる。
説明する。図9に磁気抵抗素子R1を利用した磁気リニ
アスケール23の第二実施例の構成を示す。磁気リニア
スケール23上には、磁気抵抗素子R1と温度補償回路
R2との2つのつづら折れ状のパターンが、各々直角の
位相差をもつように形成されている。ここで、磁気抵抗
素子R1は、図10の(a)および(c)に部分拡大図
で示すように、線幅W1は左端部で4μから、右端部で
42.5μまで0.5μづつ線幅を拡大しながら、39
往復してつづら折れパターンを形成している。ここで、
つづら折れの間隔WAは0.705mmで一定である。
これにより、磁気抵抗素子R1の密度は左端部と右端部
とで約10倍に変化している。
(b)に部分拡大図で示すように、線幅W2=4μで4
往復のつづら折れパターンとして形成されている。本実
施例では、磁気抵抗素子R1および温度補償回路R2の
素材である強磁性体金属として、共にパーマロイ(Ni
−Fe,83:17)を使用している。磁気抵抗素子R
1は、パターンの線の長手方向に対して直角に磁界を受
けた場合に、抵抗値が減少する性質を有しており、パタ
ーンの線の長手方向に磁界を受けた場合には、抵抗値が
変化しない。磁気抵抗素子R1の両端に端子部24,2
5が配設され、温度補償回路R2の両端に端子部25,
26が配設されている。第二実施例によれば、磁気抵抗
素子R1の密度を第一実施例の3倍以上にできるため、
永久磁石13の検出感度を高めることができる。
左端部では4本のつづら折れのうちの1本が広い線幅を
有し、次の4本のつづら折れでは2本が広い幅を有し、
次の4本のつづら折れでは3本が広い幅を有し、次の4
本のつづら折れでは4本が広い幅を有している。このよ
うに、広い幅を有する線の密度を順次変化させることに
より、一定幅WBを有しながら密度をリニアに変化させ
ている。次に、第四実施例によれば、第一実施例と第二
実施例とを組み合わせているので、磁気リニアスケール
23の左端部と右端部とで磁気抵抗素子R1の密度を3
0倍変化させることができるため、永久磁石13の検出
感度をさらに高くすることができる。
イッチ付エアチャックによれば、磁気リニアスケール2
3によりピストン14に固着された永久磁石13の位置
をリニアに計測しているので、対象物が決まれば、対応
するピストン位置を設定することにより、エアチャック
が対象物を把持しているか否かを判断することができ
る。また、本実施例の磁気リニアスケールによれば、磁
気抵抗素子R1が永久磁石が移動する方向と直交する方
向において一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向
において密度がリニアに変化しているので、永久磁石の
位置を長い範囲に渡ってリニアかつ正確に検出できる。
また、磁気リニアスケール23の幅が3mmと狭く製作
できるため、スペースをとらずコンパクトであり、エア
チャックに3個の磁気検出器11を取り付けることがで
きる。また、幅方向において磁気リニアスケール23は
均一性を有しているので、磁気リニアスケール23が永
久磁石に対して横ずれしても出力の変化が少なく、磁気
リニアスケール23の取付が容易になる。
エアチャックについて詳細に説明したが、チャック爪を
使用せずにロッドをそのまま使用しても効果は同じであ
る。従って、通常の単ストロークシリンダとして使用す
ることが可能であり、単ストロークシリンダとして使用
した場合、従来困難であったピストンの中間位置を検地
することが容易にできる効果がある。
く、色々な応用が可能である。例えば、本実施例では、
強磁性体金属材料としてパーマロイ(Ni−Fe,8
3:17)を使用しているが、合金の成分比率が変わっ
たばあいでも同様である。また、材料としてNiやNi
−Coを使用した場合でも同様である。また、本実施例
ではバイアス用磁石を使用していないが、磁気抵抗素子
にバイアス用磁石を使用したばあいでも同様の効果が発
揮される。また、本実施例では、密度や線幅等をリニア
に変化させているが、二次関数的に変化させて、出力を
演算処理することにより永久磁石の位置を算出すること
もできる。また、本実施例では、温度補償回路R2を磁
気抵抗素子R1の一部に平行に配置したが、温度補償回
路R2を磁気抵抗素子R1の直列的に配置しても良い。
発明のスイッチ付エアチャックによれば、磁気リニアス
ケールによりピストンに固着された永久磁石の位置をリ
ニアに計測しているので、対象物が決まれば、対応する
ピストン位置を設定することにより、エアチャックが対
象物を把持しているか否かを判断することができる。ま
た、本実施例の磁気リニアスケールによれば、磁気抵抗
素子が永久磁石が移動する方向と直交する方向において
一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向において密
度がリニアに変化しているので、永久磁石の位置を長い
範囲に渡ってリニアかつ正確に検出できる。また、磁気
リニアスケールの幅を狭く製作できるため、スペースを
とらずコンパクトである。また、幅方向において磁気リ
ニアスケールは均一性を有しているので、磁気リニアス
ケールが永久磁石に対して横ずれしても出力の変化が少
なく、磁気リニアスケールの取付が容易になる。
クの構成を示す断面図である。
概念図である。
概念図である。
概念図である。
概念図である。
平面図である。
を示す部分拡大図である。
平面図である。
細を示す部分拡大図である。
図である。
タを示す図である。
1説明図である。
2説明図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 圧縮空気の作用によりピストンを移動
し、該ピストンに備えられたロッドにより一対のチャッ
ク爪を移動させて被把持物を把持するエアチャックにお
いて、 前記ピストンの位置を連続的に変化するリニアなアナロ
グデータとして出力するリニアスケールと、 前記リニアスケールの出力する前記連続的に変化するリ
ニアなアナログデータに基づいて、前記一対のチャック
爪の把持状態を検知するチャック把持検知手段とを有
し、前記リニアスケールが、基板上に強磁性体金属の蒸着薄
膜により形成され、磁気抵抗効果を奏する磁気抵抗素子
により構成され、 前記磁気抵抗素子が、前記ピストンに付設された永久磁
石が移動する方向と直交する方向において一定幅で形成
され、前記永久磁石が移動する方向において密度がリニ
アに変化する磁気リニアスケールである ことを特徴とす
るスイッチ付エアチャック。 - 【請求項2】 圧縮空気の作用により移動するピストン
の位置をリニアなアナログデータとして出力するリニア
スケールと、 前記リニアスケールの出力するアナログデータに基づい
て、前記ピストンの中間位置を検知する中間位置検知手
段とを有し、 前記リニアスケールが、基板上に強磁性体金属の蒸着薄
膜により形成され、磁気抵抗効果を奏する磁気抵抗素子
により構成され、 前記磁気抵抗素子が、前記ピストンに付設された永久磁
石が移動する方向と直交する方向において一定幅で形成
され、前記永久磁石が移動する方向において密度がリニ
アに変化する磁気リニアスケールであることを特徴とす
るスイッチ付エアシリンダ。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が同一線幅を有し、前記永久磁石が移
動する方向に密度を順次変化させたことを特徴とするス
イッチ付エアチャックまたはスイッチ付エアシリンダ。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に線
幅を順次変化させたことを特徴とするスイッチ付エアチ
ャックまたはスイッチ付エアシリンダ。 - 【請求項5】 請求項1または請求項2に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に広
い線幅を有するパターンの密度を順次変化させたことを
特徴とするスイッチ付エアチャックまたはスイッチ付エ
アシリンダ。 - 【請求項6】 請求項1または請求項2に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に線
幅および密度を順次変化させたことを特徴とするスイッ
チ付エアチャックまたはスイッチ付エアシリンダ。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6に記載するものの
いずれか1つにおいて、 前記チャック把持検知手段または前記中間位置検知手段
が、前記連続的に変化するリニアなアナログデータと所
定電圧とを比較するコンパレータと、 前記コンパレータの前記所定電圧を変更可能な可変抵抗
器とを有することを特徴とするスイッチ付エアチャック
またはスイッチ付エアシリンダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5275049A JP2763998B2 (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | スイッチ付エアチャック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5275049A JP2763998B2 (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | スイッチ付エアチャック |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17409397A Division JPH10166290A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | スイッチ付エアチャック |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07100785A JPH07100785A (ja) | 1995-04-18 |
JP2763998B2 true JP2763998B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17550142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5275049A Expired - Lifetime JP2763998B2 (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | スイッチ付エアチャック |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2763998B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100392415B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2003-07-22 | 에스엠시 가부시키가이샤 | 위치검출기능을 가진 척 |
CN103042334B (zh) * | 2012-12-25 | 2015-04-08 | 东莞市俊知自动机械有限公司 | 锯片夹紧对中装置 |
CN110621454B (zh) | 2017-05-17 | 2023-05-16 | Smc株式会社 | 带锁定机构的气动夹具 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06143182A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-05-24 | Sony Magnescale Inc | 計測機能付ロボットハンド |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP5275049A patent/JP2763998B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07100785A (ja) | 1995-04-18 |
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