JP2898372B2 - 流体圧作動機器の位置検出装置 - Google Patents

流体圧作動機器の位置検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、流体圧作動機器の位置検出装置に関し、特
にシリンダ装置などの流体圧作動機器におけるピストン
のような作動部材の動作位置の検出において、少なくと
も両ストローク端の動作範囲および不安定出力範囲の設
定が可能とされる流体圧作動機器の位置検出装置に適用
して有効な技術に関する。
[従来の技術] 一般に、シリンダ装置のような流体圧作動機器におい
て、作動部材であるピストンの動作位置を検出するため
には、たとえばリードスイッチまたは磁気抵抗素子など
の検出素子を設けた位置検出装置が使用されており、ピ
ストンが往復動する際における押出端と引込端の両方の
ストローク端を検出するために、それぞれのストローク
端に対応させて検出素子が設けられている。
そして、たとえば発光ダイオードまたはネオンランプ
などの光源を位置検出装置の内部に設けると共に、その
光源に対応して表示窓などの動作表示部が本体の一面に
設けられ、この表示部によってピストンの動作位置が表
示される構造とされている。
また、位置検出装置をシリンダ装置に設定する場合に
おいて、位置検出装置を最適動作位置に設定する目的の
ために2色発光の位置検出装置が用いられている。この
2色発光の位置検出装置においては、たとえば位置検出
装置の最適動作範囲を除く動作範囲において赤色のLED
が点灯し、また最適動作範囲において緑色のLEDが点灯
する構成とされている。
そして、最適動作範囲は、位置検出装置の動作範囲に
おいて常に安定した出力が得られる範囲とされ、また最
適動作範囲を除く動作範囲が検出範囲における不安定出
力範囲とされている。
[発明が解決しようとする課題] ところが、前記のような従来技術においては、ピスト
ンの両方のストローク端に対応させてそれぞれ検出素子
を設けて、それぞれの検出素子からの信号に基づいて、
2色発光によって動作範囲と不安定出力範囲との識別は
可能とされるものの、1つの位置検出装置によって複数
の動作範囲および不安定出力範囲の識別までを考慮した
ものではない。
そこで、本発明の目的は、流体圧作動機器の作動部材
の複数の動作位置が設定され、少なくとも両ストローク
端の動作範囲および動作範囲内の所定の範囲の不安定出
力範囲の認識が可能とされる流体圧作動機器の位置検出
装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
[課題を解決するための手段] 本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する流体圧作動機器の位置
検出装置であって、前記流体圧作動機器本体に前記作動
部材の移動方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けら
れ、前記作動部材に設けられた磁石の磁力にそれぞれ感
応する第1および第2の2つの磁気センサと、前記それ
ぞれの磁気センサからの信号を処理する信号処理回路と
を有し、前記信号処理回路は、前記作動部材が一方のス
トローク端に達したときに第1の色彩の表示部を点灯
し、前記作動部材が他方のストローク端に達したときに
第2の色彩の表示部を点灯し、前記作動部材が前記両ス
トローク端を外れた所定の範囲となったときに第3の色
彩の表示部を点灯することを特徴とする。
本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する流体圧作動機器の位置
検出装置であって、前記流体圧作動機器本体に前記作動
部材の移動方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けら
れ、前記作動部材に設けられた磁石の磁力にそれぞれ感
応する第1および第2の2つの磁気センサと、前記第1
の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えたときに出
力する第1の比較手段と、前記第2の磁気センサによる
検出電圧が所定値を超えたときに出力する第2の比較手
段と、前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電
圧の加算値が所定値を超えたときに出力する第3の比較
手段と、前記第1の比較手段から出力信号が出力され、
かつ前記第3の比較手段からの出力信号が出力されてい
ないときに、前記作動部材が一方のストローク端に達し
たことを表示する第1の色彩の表示部を点灯する第1の
表示部制御手段と、前記第2の比較手段から出力信号が
出力され、かつ前記第3の比較手段からの出力信号が出
力されていないときに、前記作動部材が他方のストロー
ク端に達したことを表示する第2の色彩の表示部を点灯
する第2の表示部制御手段とを有することを特徴とし、
さらに、前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出
電圧の減算値が所定値を超えたときに出力する第4の比
較手段と、前記第1と第2の両方の磁気センサによる検
出電圧の減算値の反転値が所定値を超えたときに出力す
る第5の比較手段と、前記第4と第5の比較手段から出
力信号が出力され、かつ前記第1および第2の表示制御
手段から出力信号が出力されていないときに、前記作動
部材が前記それぞれのストローク端から所定の範囲だけ
ずれていることを表示する第3の色彩の表示部を点灯す
る第3の表示部制御手段とを有することを特徴とする。
本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する位置検出装置であっ
て、前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向
に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部
材に設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1およ
び第2の2つの磁気センサと、前記第1の磁気センサに
よる検出電圧が所定値を超えたときに出力する第1の比
較手段と、前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定
値を超えたときに出力する第2の比較手段と、前記第1
と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加算値が所
定値を超えたときに出力する第3の比較手段と、前記第
1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減算値が
所定値を超えたときに、前記作動部材が一方のストロー
ク端およびその前後の所定の範囲となっていることを出
力する第4の比較手段と、前記第1と第2の両方の磁気
センサによる検出電圧の減算値の反転値が所定値を超え
たときに、前記作動部材が他方のストローク端およびそ
の前後の所定の範囲となっていることを出力する第5の
比較手段と、前記第4の比較手段から出力信号が出力さ
れたときに、前記作動部材が一方のストローク端側であ
ることを出力する第1の動作出力手段と、前記第5の比
較手段から出力信号が出力されたときに、前記作動部材
が他方のストローク端側であることを出力する第2の動
作出力手段と、前記第1の比較手段から出力信号が出力
されて前記第3の比較手段から出力信号が出力されない
とき、および前記第2の比較手段から出力信号が出力さ
れて前記第3の比較手段から出力信号が出力されないと
きに、前記作動部材が前記それぞれのストローク端の位
置から所定の範囲内にずれていることを示す不安定信号
を出力する不安定信号出力手段を有することを特徴とす
る。
本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する位置検出装置であっ
て、前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向
に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部
材に設けられた磁石の磁力に感応する第1および第2の
磁気センサと、前記それぞれの磁気センサからの信号を
処理する信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は、
前記作動部材が一方のストローク端に達したときおよび
一方のストローク端から第1の範囲内に他方のストロー
ク端側にずれているときに第1の色彩の表示部を点灯
し、前記作動部材が他方のストローク端に達したときお
よび他方のストローク端から第2の範囲内に一方のスト
ローク端側にずれているときに第2の色彩の表示部を点
灯し、前記作動部材が前記第1の範囲内にずれていると
き、この範囲よりもさらに他方のストローク端側に第3
の範囲内にずれているとき、前記第2の範囲内にずれて
いるとき、この範囲よりもさらに一方のストローク端側
に第4の範囲内にずれているときに第3の色彩の表示部
を点灯することを特徴とする。
本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する位置検出装置であっ
て、前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向
に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部
材に設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1およ
び第2の2つの磁気センサと、前記第1の磁気センサに
よる検出電圧が所定値を超えたときに出力する第1の比
較手段と、前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定
値を超えたときに出力する第2の比較手段と、前記第1
と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加算値が所
定値を超えたときに出力する第3の比較手段と、前記第
1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減算値が
所定値を超えたときに出力する第4の比較手段と、前記
第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減算値
の反転値が所定値を超えたときに出力する第5の比較手
段と、前記第4の比較手段から出力信号が出力され、か
つ前記第3の比較手段から出力信号が出力されないとき
に、前記作動部材が一方のストローク端であるかそれよ
りも他方のストローク端に向けて第1の範囲内にずれて
いることを表示する第1の色彩の表示部を点灯する第1
の表示部制御手段と、前記第5の比較手段から出力信号
が出力され、かつ前記第3の比較手段から出力信号が出
力されないときに、前記作動部材が他方のストローク端
であるかそれよりも一方のストローク端に向けて第2の
範囲内にずれていることを表示する第2の色彩の表示部
を点灯する第2の表示部制御手段とを有することを特徴
とし、さらに、前記第1の比較手段から出力信号と第2
の比較手段からの出力信号の一方が出力されたときに、
前記作動部材が前記他方のストローク端に向けて前記第
1の範囲よりもさらに第3の範囲内にずれていることを
表示し、かつ前記作動部材が一方のストローク端に向け
て前記第3の範囲よりもさらに第4の範囲内にずれてい
ることを表示する第3の表示部のみを点灯する第3の表
示部制御手段とを有することを特徴とする。
本発明の流体圧作動機器の位置検出装置は、流体圧作
動機器本体内に所定のストロークで往復動自在に組み込
まれた作動部材の位置を検出する位置検出装置であっ
て、前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向
に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部
材に設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1およ
び第2の2つの磁気センサと、前記第1の磁気センサに
よる検出電圧が所定値を超えたときに出力する第1の比
較手段と、前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定
値を超えたときに出力する第2の比較手段と、前記第1
と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加算値が所
定値を超えたときに出力する第3の比較手段と、前記第
1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減算値が
所定値を超えたときに出力する第4の比較手段と、前記
第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減算値
の反転値が所定値を超えたときに出力する第5の比較手
段と、前記第4の比較手段から出力信号が出力され、か
つ前記第3の比較手段から出力信号が出力されないとき
に、前記作動部材が一方のストローク端であるかそれよ
りも他方のストローク端に向けて第1の範囲内にずれて
いることを出力する第1の動作出力手段と、前記第5の
比較手段から出力信号が出力され、かつ前記第3の比較
手段から出力信号が出力されないときに、前記作動部材
が他方のストローク端であるかそれよりも一方のストロ
ーク端に向けて第2の範囲内にずれていることを出力す
る第2の動作出力手段と、前記第1の比較手段から出力
信号と第2の比較手段からの出力信号の一方が出力され
たときに、前記作動部材が前記他方のストローク端に向
けて前記第1の範囲内あるいはそれよりもさらに第3の
範囲内にずれていることを示す不安定信号を出力し、か
つ前記作動部材が一方のストローク端に向けて前記第3
の範囲内あるいはそれよりもさらに第4の範囲内にずれ
ていることを示す不安定信号を出力する不安定信号出力
手段を有することを特徴とする。
〔作用〕
本発明にあっては、作動部材の移動方向に沿って所定
の間隔をおいて流体圧作動機器本体に取り付けられた2
つの磁気センサからの信号を処理することにより、作動
部材が往復動の両方のストローク端に達したことが表示
部に点灯表示される。また、作動部材がそれぞれのスト
ローク端を外れた所定の範囲となったときにはそれが表
示部に点灯表示される。それぞれにおいて相互に異なっ
た色彩で点灯表示される。
本発明にあっては、作動部材の移動方向に沿って所定
の間隔をおいて流体圧作動機器本体に取り付けられた2
つの磁気センサからの信号を処理することにより、作動
部材が往復動の両方のストローク端に達したときには、
それぞれ外部に出力信号が出力される。また、それぞれ
のストローク端を外れた所定の範囲となっときにはそれ
が不安定信号として外部に出力される。
本発明にあっては、作動部材の移動方向に沿って所定
の間隔をおいて流体圧作動機器本体に取り付けられた2
つの磁気センサからの信号を処理することにより、作動
部材が往復動の一方のストローク端に達したときと、そ
れよりも他方のストローク端側に第1の範囲内にずれて
いるときに第1の表示部に点灯表示され、他方のストロ
ーク端に達したときと、それよりも一方のストローク端
側に第2の範囲内にずれているときに第2の表示部に点
灯表示される。また、前記第1の範囲内にずれていると
き、これよりもさらに他方のストローク端側に第3の範
囲内にずれているとき、第2の範囲内にずれいてると
き、およびこれよりもさらに一方のストローク端側に第
4の範囲内にずれているときに第3の表示部に点灯表示
される。
本発明にあっては、作動部材の移動方向に沿って所定
の間隔をおいて流体圧作動機器本体に取り付けられた2
つの磁気センサからの信号を処理することにより、作動
部材が往復動の一方のストローク端に達したときと、そ
れよりも他方のストローク端側に第1の範囲内にずれて
いるときに第1の出力信号が外部に出力される。また、
他方のストローク端に達したときと、それよりも一方の
ストローク端側に第2の範囲内にずれているときに第2
の出力信号が外部に出力される。さらに、前記第1の範
囲内にずれているとき、これよりもさらに他方のストロ
ーク端側に第3の範囲内にずれているとき、第2の範囲
内にずれいてるとき、およびこれよりもさらに一方のス
トローク端側に第4の範囲内にずれているときに不安定
出力が外部に出力される。
[実施例1] 第1図は本発明の一実施例である流体圧作動機器の位
置検出装置を示す回路構成図、第2図(a)および
(b)は本実施例の位置検出装置を示す斜視図、第3図
は位置検出装置を流体圧作動機器に実装した状態を示す
斜視図、第4図は位置検出装置の動作を示す説明図、第
5図は位置検出装置による正常および異常状態を示す説
明図である。
まず、第1図により本実施例の流体庄作動機器の位置
検出装置の構成を説明する。
本実施例の位置検出装置は、たとえば第3図に示すよ
うにシリンダ装置本体(流体圧作動機器本体)1に実装
される位置検出装置2とされ、動作位置を検出する検出
回路3と、この検出回路3で検出された信号を処理する
信号処理回路4と、検出された動作位置を表示および外
部出力する出力回路5と、これらの回路が動作される駆
動電圧を発生する電源回路6とから構成されている。
検出回路3は、たとえば四辺に磁気抵抗素子が組み込
まれたブリッジ構造の第1センサ(第1検出手段)7aお
よび第2センサ(第2検出手段)7bのセンサ部7から構
成され、シリンダ装置本体1のピストン(作動部材)に
内蔵された永久磁石(図示せず)の磁力に感応して微小
電圧が発生されるものであり、ピストンの軸方向つまり
移動方向に沿って所定の間隔をおいてシリンダ装置本体
1に取り付けられている。
信号処理回路4は、2組のアンプ部8,9、加算部10、
減算部11、反転増幅部12、5組の比較部13〜17、基準電
圧部18、2組の論理積部19,20、2組の論理和部21,22お
よび排他的論理和部23から構成され、たとえば図示しな
い抵抗およびコンデンサが各部の端子間および接続間に
接続され、アンプ部8,9のゲインおよび比較部13〜17の
基準電圧が決定される回路構成となっている。
そして、検出回路3で発生された微小電圧がアンプ部
8,9によって電圧増幅されて3系統に分離され、さらに
加算部10による加算動作、減算部11による減算動作およ
び反転増幅部12による反転増幅によって5系統に分離さ
れて各比較部13〜17に入力される。さらに、入力された
アナログ信号は基準電圧部18の基準電圧と比較されてデ
ジタル電圧信号として出力され、一系統が一方のストロ
ーク端の検出範囲すなわち動作範囲のデジタル電圧信
号、また他の一系統が他方のストローク端の動作範囲の
デジタル電圧信号、さらに他の一系統が、2組の論理積
部19,20による論理積動作、2組の論理和部21,22による
論理和動作および排他的論理和部23による排他的論理和
動作によって不安定出力範囲のデジタル電圧信号として
出力されるものである。
出力回路5は、表示手段である緑色(G)の表示灯24
a、黄色(Y)の表示灯24bおよび赤色(R)の表示灯24
cの表示部24と、たとえば図示しないトランジスタ出力
方式によるトランジスタ、およびサージ対策のツェナー
ダイオードなどによる両ストローク端の動作範囲および
不安定出力範囲の出力部25とから構成され、信号処理回
路4の一方のストローク端の動作範囲の安定出力信号に
よって緑色の表示灯24aが点灯され、また他方のストロ
ーク端の動作範囲の安定出力信号によって黄色の表示灯
24bが点灯され、さらに両ストローク端の動作範囲内の
不安定出力信号によって赤色の表示灯24cが点灯される
ものである。
電源回路6は、たとえば図示しない安定化定電圧が発
生されるレギュレータ、容量性サージ対策のチョークコ
イルおよび逆接防止対策のダイオードなどによる電源部
26から構成されている。
そして、本実施例の位置検出装置2の回路構成は、た
とえば軽薄短小化を考慮してMIC(モノリシック集積回
路:Monolithic Integrated Circuit)化され、さらに第
2図(a)および(b)のような形状において第3図の
ようにシリンダ装置1に実装されている。
次に、本実施例の作用について、第1図の回路構成図
および第4図の動作説明図に基づいて位置検出装置2の
動作を説明する。
始めに、シリンダ装置1のピストンが軸方向に沿って
移動し、ピストンに内蔵された永久磁石(図示せず)の
磁力に第1センサ7aおよび第2センサ7bが感応すること
によって、この第1センサ7aおよび第2センサ7bからア
ナログ電圧信号v1およびv2が出力される。そして、この
アナログ電圧信号v1およびv2は、信号処理回路4に入力
され、電圧増幅度k1およびk2のアンプ部8,9によって電
圧増幅されて3系統に分離され、一系統は、比較部13,1
4に直接アナログ信号va(=k1・v1)およびvb(=k2・v
2)として入力される。また他の一系統は、電圧増幅さ
れたアナログ信号vaおよびvbが加算部10によって加算動
作された後に1/2増幅され、比較部15にアナログ信号vc
(=1/2(k1・v1+k2・v2))として入力される。さら
に他の一系統は、減算部11によって減算動作され、一方
が比較部16に直接アナログ信号vd(=k1・v1−k2・v2
として入力されると同時に、他方は反転増幅部12を介し
て反転増幅された後に比較部17にアナログ信号ve(=k2
・v2−k1・v1)として入力される。
さらに、比較部13〜17に入力された各アナログ信号va
〜veは、基準電圧部18の基準電圧vrと比較され、第4図
に示すようなデジタル電圧信号Va〜Veが出力される。そ
して、直接、一系統が一方のストローク端の検出範囲す
なわち動作範囲のデジタル電圧信号Vdとして出力され
る。また他の一系統は、他方のストローク端の動作範囲
のデジタル電圧信号Veとして出力される。さらに他の一
系統は、2組の論理積部19,20によって論理積動作さ
れ、さらに論理和部21によって論理和動作された後に、
一方の論理和部22によって論理和動作された出力と排他
的論理和部23によって排他的論理和動作され、不安定出
力範囲のデジタル電圧信号Va−dとして出力される。
また、これらのデジタル電圧信号Vd,Ve,Va−dは、出
力回路5に入力され、出力端子より外部に両ストローク
端の動作信号および不安定出力信号としてデジタル出力
されると同時に、一方のストローク端の動作範囲の安定
出力範囲が検出されることによって緑色(G)の表示灯
24aが点灯し、また他方のストローク端の動作範囲の安
定出力範囲が検出されることによって黄色(Y)の表示
灯24bが点灯し、さらに両ストローク端の動作範囲内の
不安定出力範囲が検出されることによって赤色(R)の
表示灯24cが点灯する。
この場合に、たとえば第5図のように一方を押出端、
他方を引込端とすると、正常時においてはストローク範
囲Aの動作範囲において押出端で緑色(G)の表示灯24
aが点灯し、また引込端で黄色(Y)の表示灯24bが点灯
する。
一方、押出端のストロークが途中で止まった場合、す
なわちストローク範囲Bの動作範囲においては、不安定
出力範囲を示す赤色(R)の表示灯24cが点灯して異常
を認識することができる。
同様に、押出端のストロークが長くなったストローク
範囲Cの動作範囲においても、赤色(R)の表示灯24c
の点灯によって異常を認識することができる。
すなわち、第4図に示すように、一方のストローク端
(押出端)にピストンが達すると、第1の表示部制御手
段としての論理積部19から信号が出力されて第1の色彩
の緑色が点灯し、他方のストローク端(引込端)にピス
トンが達すると、第2の表示部制御手段としての論理積
部20から信号が出力されて第2の色彩の黄色が点灯す
る。それぞれのストローク端の位置に対してストローク
端から所定の範囲内だけずれているときには、第3の表
示部制御手段としての排他的論理和部23を有する論理回
路から信号が出力されて第3の色彩の赤色が点灯する。
第4図に示すように、比較部16から出力信号が出力さ
れるときは、ピストンが一方のストローク端側、つまり
一方のストローク端であるかあるいはこの前後の所定の
範囲内となっており、そのときにはこの比較部16から動
作出力1に出力信号が出される。比較部17から出力信号
が出力されるときは、ピストンが他方のストローク端
側、つまり他方のストローク端であるかあるいはこの前
後の所定の範囲内となっており、そのときにはこの比較
部17から動作出力2に出力信号が出される。
さらに、比較部13から出力信号が出力されて比較部16
から出力信号が出力されないとき、および比較部15から
出力信号が出力されて比較部16から出力信号が出力され
ないときには、第4図に示すように、それぞれのストロ
ーク端の位置から所定の範囲内にピストンがずれている
ことを示す不安定信号が排他的論理和部23から出力され
る。
従って、本実施例の位置検出装置2においては、信号
処理回路4が、2組のアンプ部8,9、加算部10、減算部1
1、反転増幅部12、5組の比較部13〜17、基準電圧部1
8、2組の論理積部19,20、2組の論理和部21,22および
排他的論理和部23を備えた回路構成とされることによっ
て、検出回路3の第1および第2検出手段である第1セ
ンサ7aおよび第2センサ7bで発生された微小電圧から、
両ストローク端の動作範囲と動作範囲内の所定の範囲の
不安定出力範囲との出力信号を得ることができる。
同時に、表示手段である表示灯24a〜24cの発光色によ
って、シリンダ装置1の作動部材であるピストンの両ス
トローク端の動作範囲における安定出力範囲および不安
定出力範囲を識別することができる。
[実施例2] 第6図は本発明の他の実施例である流体圧作動機器の
位置検出装置を示す回路構成図、第7図は本実施例の位
置検出装置の動作を示す説明図である。
本実施例の位置検出装置は、実施例1と同様に、動作
位置を検出する検出回路3と、この検出回路3で検出さ
れた信号を処理する信号処理回路4と、検出された動作
位置を表示および外部出力する出力回路5と、これらの
回路が動作される駆動電圧を発生する電源回路6とから
構成され、実施例1との相違点は、不安定出力範囲が動
作範囲のみならず、非動作範囲においても識別可能とさ
れる点である。
従って、本実施例の位置検出装置2においては、第6
図に示すような回路構成とされ、信号処理回路4が、2
組のアンプ部8,9、加算部10、減算部11、反転増幅部1
2、5組の比較部13〜17、基準電圧部18、2組の論理和
部27,28および排他的論理和部29から構成され、また表
示部30が、表示手段である緑色(G)の表示灯30a、黄
色(Y)の表示灯30bおよび赤色(R)の表示灯30cで構
成されている。
そして、各部から第7図に示すような波形の動作信号
が出力され、ここで比較部13〜17の出力までについては
実施例1と同様につき省略する。
すなわち、比較部13〜17から出力されたデジタル電圧
信号Va〜Veは、一系統が論理和部27によって論理和動作
され、一方のストローク端の検出範囲すなわち動作範囲
のデジタル電圧信号Vcdとして出力される。また他の一
系統は、他の論理和部28によって論理和動作され、他方
のストローク端の動作範囲のデジタル電圧信号Vceとし
て出力される。さらに他の一系統は、排他的論理和部29
によって排他的論理和動作され、動作範囲および非動作
範囲における不安定出力範囲のデジタル電圧信号Vabと
して出力される。
また、これらのデジタル電圧信号Vcd,Vce,Vabは、出
力回路5に入力され、出力端子より外部に両ストローク
端の動作信号および不安定出力信号としてデジタル出力
される。
同時に、一方のストローク端においては、動作範囲の
安定出力範囲で緑色(G)の表示灯30aが点灯し、また
動作出力の不安定出力範囲で緑色(G)の表示灯30aお
よび赤色(R)の表示灯30cが点灯し、さらに非動作範
囲の不安定出力範囲で赤色(R)の表示灯30cが点灯す
る。
また、他方のストローク端においては、動作範囲の安
定出力範囲で黄色(Y)の表示灯30bが点灯し、また動
作出力の不安定出力範囲で黄色(Y)の表示灯30bおよ
び赤色(R)の表示灯30cが点灯し、さらに非動作範囲
の不安定出力範囲で赤色(R)の表示灯30cが点灯す
る。
すなわち、第7図に示すように、一方のストローク端
(押出端)にピストンが達したとき、およびこのストロ
ーク端からR+Gで示される第1の範囲内に他方のスト
ローク端側にずれているときには、第1の表示部制御手
段としての論理和部27から信号が出力されて第1の色彩
の緑色が表示灯30aに点灯し、ピストンが他方のストロ
ーク端(引込端)にピストンが達したとき、およびこの
ストローク端からR+Yで示される第2の範囲内に一方
のストローク端側にずれているときには、第2の表示部
制御手段としての論理和28から信号が出力されて第2の
色彩の黄色が表示灯30bに点灯する。さらに、第7図に
示すように、ピストンが一方のストローク端から他方の
ストローク端に向けて第1の範囲内にずれているとき
と、これよりも他方のストローク端側にRのみで示され
る第3の範囲内にずれているときには、第3の表示部制
御手段としての排他的論理和部29から信号が出力されて
第3の色彩の赤色が表示灯30cに点灯する。同様に、ピ
ストンが他方のストローク端から一方のストローク端に
向けて第2の範囲内にずれているときと、これよりも一
方のストローク端側にRのみで示される第4の範囲内に
ずれているときには、赤色が点灯する。
論理和部27は第1の動作出力手段ともなっており、比
較部16から出力信号が出力され、かつ比較部15から出力
信号が出力されないときには、ピストンが一方のストロ
ーク端であるか、あるいはそれよりも他方のストローク
端に向けて第1の範囲内にずれていることを動作出力1
に出力する。論理和部28は第2の動作出力手段ともなっ
ており、比較部17から出力信号が出力され、かつ比較部
15から出力信号が出力されないときには、ピストンが他
方のストローク端であるか、あるいはそれよりも一方の
ストローク端に向けて第2の範囲内にずれていることを
動作出力2に出力する。排他的論理和部29は不安定信号
出力手段ともなっており、比較部13と比較部14のいずれ
か一方から出力信号が出力されたときには、ピストンが
一方のストローク端から他方のストローク端に向けて第
1の範囲内あるいはそれよりもさらに第3の範囲内にず
れていることを示す不安定信号を出力し、同様に、ピス
トンが他方のストローク端から一方のストローク端に向
けて第2の範囲内あるいはそれよりもさらに第4の範囲
内にずれていることを示す不安定信号出力する。
このように、第6図および第7図に示す実施例にあっ
ては、表示灯30aが点灯されるときと動作出力1が出力
されるとき、表示灯30bが点灯されるときと動作出力2
が出力されるとき、および表示灯30cが点灯されるとき
と不安定出力が出力されるときは、それぞれ同一の条件
となっている。
従って、本実施例の位置検出装置2によれば、実施例
1と同様に両ストローク端の動作範囲における安定出力
範囲および不安定出力範囲を識別することができると同
時に、非動作範囲における不安定出力範囲についても識
別することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
たとえば、実施例1の位置検出装置2については、表
示部24において緑色の表示灯24aおよび黄色の表示灯24b
によって各ストローク端の動作範囲の安定出力範囲が表
示される場合について説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、たとえば両方を同じ発光色
とし、動作範囲の不安定出力範囲のみを赤色で発光表示
させる場合などについても適用可能である。同様に、実
施例2の位置検出装置2についても、発光色については
変更可能である。
また、前記各実施例における位置検出装置2の検出手
段については、第1センサ7aおよび第2センサ7bの2個
の検出手段が配設される場合について説明したが、たと
えば3個以上の検出手段を配設する場合についても適用
され、この場合には、両ストローク端の他に中間位置に
おける検出も可能である。
さらに、実施例1および2においては、位置検出装置
2が実装される流体圧作動機器がシリンダ装置1である
場合について説明したが、シリンダ装置1に限定される
ものではなく、たとえばロータリアクチュエータなどの
流体圧作動機器についても適用可能である。
[発明の効果] 本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおり
である。
(1).流体圧作動機器の作動部材の少なくとも両スト
ローク端の動作範囲が認識され、かつこれらの動作範囲
内の両端における所定の範囲の不安定出力範囲が認識さ
れることにより、動作範囲および不安定出力範囲の2つ
の出力信号を得ることができるので、少なくとも両スト
ローク端の動作範囲における安定出力範囲と、動作範囲
内の不安定出力範囲との認識が可能である。
(2).不安定出力範囲が、動作範囲と非動作範囲との
分岐点を中心とした所定の範囲に設定されることによ
り、動作範囲における安定出力範囲および不安定出力範
囲と、非動作範囲における安定出力範囲および不安定出
力範囲とを得ることができるので、動作範囲のみならず
非動作範囲においても安定出力範囲および不安定出力範
囲の認識が可能である。
(3).動作範囲および不安定出力範囲が、少なくとも
2色以上の表示手段により識別されることにより、流体
圧作動機器の作動部材の動作範囲における安定出力範囲
および不安定出力範囲を視覚を通じて判断することがで
きる。
(4).流体圧作動機器の軸方向に沿って、第1検出手
段と第2検出手段とが所定の間隔をおいて配設される位
置検出装置においては、位置検出装置内の第1検出手段
と第2検出手段との2つの検出出力を加・減算動作およ
び論理演算動作させることによって動作範囲および不安
定出力範囲を設定することができるので、位置検出装置
の回路構成によって流体圧作動機器の両ストローク端の
動作範囲および不安定出力範囲を得ることができる。
(5).流体圧作動機器の軸方向に沿って、位置検出装
置内に3個以上の検出手段が所定の間隔をおいて配設さ
れる場合には、これらの検出手段により両ストローク端
の他に、少なくとも1つ以上の中間位置を設定すること
ができるので、中間位置における多点位置決めに適用可
能である。
(6).前記(1)〜(5)により、出力信号数および
配線数が低減されるので、省配線化および低コスト化が
可能とされる位置検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1である流体圧作動機器の位置
検出装置を示す回路構成図、第2図(a)および(b)
は実施例1の位置検出装置を示す斜視図、 第3図は実施例1の位置検出装置を流体圧作動機器に実
装した状態を示す斜視図、 第4図は実施例1の位置検出装置の動作を示す説明図、 第5図は実施例1の位置検出装置による正常および異常
状態を示す説明図、 第6図は本発明の実施例2である流体圧作動機器の位置
検出装置を示す回路構成図、 第7図は実施例2の位置検出装置の動作を示す説明図で
ある。 1……シリンダ装置(流体圧作動機器)、2……位置検
出装置、3……検出回路、4……信号処理回路、5……
出力回路、6……電源回路、7……センサ部、7a……第
1センサ(第1検出手段)、7b……第2センサ(第2検
出手段)、8,9……アンプ部、10……加算部、11……減
算部、12……反転増幅部、13……比較部(第1の比較手
段)、14……比較部(第2の比較手段)、15……比較部
(第3の比較手段)、16……比較部(第4の比較手
段)、17……比較部(第5の比較手段)、18……基準電
圧部、19,20……論理積部、21,22……論理和部、23……
排他的論理和部、24……表示部、24a〜24c……表示灯
(表示手段)、25……出力部、26……電源部、27,28…
…論理和部、29……排他的論理和部、30……表示部、30
a〜30c……表示灯(表示手段)。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 7/00 F15B 15/28

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    流体圧作動機器の位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1および第
    2の2つの磁気センサと、 前記それぞれの磁気センサからの信号を処理する信号処
    理回路とを有し、 前記信号処理回路は、前記作動部材が一方のストローク
    端に達したときに第1の色彩の表示部を点灯し、前記作
    動部材が他方のストローク端に達したときに第2の色彩
    の表示部を点灯し、前記作動部材が前記両ストローク端
    を外れた所定の範囲となったときに第3の色彩の表示部
    を点灯することを特徴とする流体圧作動機器の位置検出
    装置。
  2. 【請求項2】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    流体圧作動機器の位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1および第
    2の2つの磁気センサと、 前記第1の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第1の比較手段と、 前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第2の比較手段と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加
    算値が所定値を超えたときに出力する第3の比較手段
    と、 前記第1の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段からの出力信号が出力されていないとき
    に、前記作動部材が一方のストローク端に達したことを
    表示する第1の色彩の表示部を点灯する第1の表示部制
    御手段と、 前記第2の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段からの出力信号が出力されていないとき
    に、前記作動部材が他方のストローク端に達したことを
    表示する第2の色彩の表示部を点灯する第2の表示部制
    御手段とを有することを特徴とする流体圧作動機器の位
    置検出装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の流体圧作動機器の位置検出
    装置において、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値が所定値を超えたときに出力する第4の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値の反転値が所定値を超えたときに出力する第5の比
    較手段と、 前記第4と第5の比較手段から出力信号が出力され、か
    つ前記第1および第2の表示制御手段から出力信号が出
    力されていないときに、前記作動部材が前記それぞれの
    ストローク端から所定の範囲だけずれていることを表示
    する第3の色彩の表示部を点灯する第3の表示部制御手
    段とを有することを特徴とする流体圧作動機器の位置検
    出装置。
  4. 【請求項4】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1および第
    2の2つの磁気センサと、 前記第1の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第1の比較手段と、 前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第2の比較手段と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加
    算値が所定値を超えたときに出力する第3の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値が所定値を超えたときに、前記作動部材が一方のス
    トローク端およびその前後の所定の範囲となっているこ
    とを出力する第4の比較手投と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値の反転値が所定値を超えたときに、前記作動部材が
    他方のストローク端およびその前後の所定の範囲となっ
    ていることを出力する第5の比較手段と、 前記第4の比較手段から出力信号が出力されたときに、
    前記作動部材が一方のストローク端側であることを出力
    する第1の動作出力手段と、 前記第5の比較手段から出力信号が出力されたときに、
    前記作動部材が他方のストローク端側であることを出力
    する第2の動作出力手段と、 前記第1の比較手段から出力信号が出力されて前記第3
    の比較手段から出力信号が出力されないとき、および前
    記第2の比較手段から出力信号が出力されて前記第3の
    比較手段から出力信号が出力されないときに、前記作動
    部材が前記それぞれのストローク端の位置から所定の範
    囲内にずれていることを示す不安定信号を出力する不安
    定信号出力手段とを有することを特徴とする流体圧作動
    機器の位置検出装置。
  5. 【請求項5】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力に感応する第1および第2の磁気
    センサと、 前記それぞれの磁気センサからの信号を処理する信号処
    理回路とを有し、 前記信号処理回路は、前記作動部材が一方のストローク
    端に達したときおよび一方のストローク端から第1の範
    囲内に他方のストローク端側にずれているときに第1の
    色彩の表示部を点灯し、前記作動部材が他方のストロー
    ク端に達したときおよび他方のストローク端から第2の
    範囲内に一方のストローク端側にずれているときに第2
    の色彩の表示部を点灯し、前記作動部材が前記第1の範
    囲内にずれているとき、この範囲よりもさらに他方のス
    トローク端側に第3の範囲内にずれているとき、前記第
    2の範囲内にずれているとき、この範囲よりもさらに一
    方のストローク端側に第4の範囲内にずれているときに
    第3の色彩の表示部を点灯することを特徴とする流体圧
    作動機器の位置検出装置。
  6. 【請求項6】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1および第
    2の2つの磁気センサと、 前記第1の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第1の比較手段と、 前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第2の比較手段と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加
    算値が所定値を超えたときに出力する第3の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値が所定値を超えたときに出力する第4の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値の反転値が所定値を超えたときに出力する第5の比
    較手段と、 前記第4の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段から出力信号が出力されないときに、前
    記作動部材が一方のストローク端であるかそれよりも他
    方のストローク端に向けて第1の範囲内にずれているこ
    とを表示する第1の色彩の表示部を点灯する第1の表示
    部制御手段と、 前記第5の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段から出力信号が出力されないときに、前
    記作動部材が他方のストローク端であるかそれよりも一
    方のストローク端に向けて第2の範囲内にずれているこ
    とを表示する第2の色彩の表示部を点灯する第2の表示
    部制御手段とを有することを特徴とする流体圧作動機器
    の位置検出装置。
  7. 【請求項7】請求項6記載の流体圧作動機器の位置検出
    装置において、 前記第1の比較手段から出力信号と第2の比較手段から
    の出力信号の一方が出力されたときに、前記作動部材が
    前記他方のストローク端に向けて前記第1の範囲よりも
    さらに第3の範囲内にずれていることを表示し、かつ前
    記作動部材が一方のストローク端に向けて前記第3の範
    囲よりもさらに第4の範囲内にずれていることを表示す
    る第3の表示部のみを点灯する第3の表示部制御手段と
    を有することを特徴とする流体圧作動機器の位置検出装
    置。
  8. 【請求項8】流体圧作動機器本体内に所定のストローク
    で往復動自在に組み込まれた作動部材の位置を検出する
    位置検出装置であって、 前記流体圧作動機器本体に前記作動部材の移動方向に沿
    って所定の間隔をおいて取り付けられ、前記作動部材に
    設けられた磁石の磁力にそれぞれ感応する第1および第
    2の2つの磁気センサと、 前記第1の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第1の比較手段と、 前記第2の磁気センサによる検出電圧が所定値を超えた
    ときに出力する第2の比較手段と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の加
    算値が所定値を超えたときに出力する第3の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値が所定値を超えたときに出力する第4の比較手段
    と、 前記第1と第2の両方の磁気センサによる検出電圧の減
    算値の反転値が所定値を超えたときに出力する第5の比
    較手段と、 前記第4の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段から出力信号が出力されないときに、前
    記作動部材が一方のストローク端であるかそれよりも他
    方のストローク端に向けて第1の範囲内にずれているこ
    とを出力する第1の動作出力手段と、 前記第5の比較手段から出力信号が出力され、かつ前記
    第3の比較手段から出力信号が出力されないときに、前
    記作動部材が他方のストローク端であるかそれよりも一
    方のストローク端に向けて第2の範囲内にずれているこ
    とを出力する第2の動作出力手段と、 前記第1の比較手段から出力信号と第2の比較手段から
    の出力信号の一方が出力されたときに、前記作動部材が
    前記他方のストローク端に向けて前記第1の範囲内ある
    いはそれよりもさらに第3の範囲内にずれていることを
    示す不安定信号を出力し、かつ前記作動部材が一方のス
    トローク端に向けて前記第3の範囲内あるいはそれより
    もさらに第4の範囲内にずれていることを示す不安定信
    号を出力する不安定信号出力手段とを有することを特徴
    とする流体圧作動機器の位置検出装置。
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