JPH0329606Y2 - - Google Patents

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JPH0329606Y2
JPH0329606Y2 JP1985048466U JP4846685U JPH0329606Y2 JP H0329606 Y2 JPH0329606 Y2 JP H0329606Y2 JP 1985048466 U JP1985048466 U JP 1985048466U JP 4846685 U JP4846685 U JP 4846685U JP H0329606 Y2 JPH0329606 Y2 JP H0329606Y2
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hole
piston
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magnetic scale
cylinder
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はピストンロツドの移動量を計測できる
ようにしたサーボシリンダに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a servo cylinder capable of measuring the amount of movement of a piston rod.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

流体圧シリンダのピストンロツドの移動量(ピ
ストン送り量)を計測してサーボを行うことは、
かかるシリンダを用いてロボツトを動作させた
り、複雑で精巧な動作を要求される機械を動作さ
せたりするのに不可欠な事項となつている。
Measuring the amount of movement of the piston rod of a fluid pressure cylinder (piston feed amount) to perform servo
This cylinder is indispensable for operating robots or machines that require complex and precise movements.

従来では、光又は磁気によるデジタルスケール
等をシリンダと一緒に動かし、ピストン送り量を
読み取り、ピストンの駆動部にフイードバツクし
てシリンダを制御するようにした方式のものが提
案されていた。
Conventionally, a system has been proposed in which an optical or magnetic digital scale or the like is moved together with the cylinder to read the piston feed amount and feed back to the piston drive unit to control the cylinder.

しかし、この方式において、スケールをシリン
ダのピストンと一緒に動かす場合、従来はシリン
ダの外部にスケールを取り付けるようにしていた
ため、スケールを取り付けたシリンダの外形は大
きく且つ複雑となつて取り扱いにくいものとなつ
ていた。
However, in this method, when moving the scale together with the piston of the cylinder, the scale was conventionally attached to the outside of the cylinder, which made the external shape of the cylinder with the scale large and complicated, making it difficult to handle. was.

そのため、かかる欠点を除去するために、近
年、第4図及び第5図に示す如く、シリンダ本体
a内にその軸心方向へ移動自在にピストンbを収
納し、このピストンbに一体的に取り付けたピス
トンロツドcの軸心部に、該ロツドcの一端から
穴dを穿設し、該穴d内に、平板型とした磁気ス
ケールeを挿入して固定すると共に、先端に検出
ヘツド(スケール読取りヘツド)fを有する支持
パイプgを、上記穴d内に該穴dの軸心より偏心
させて挿入位置させ、該支持パイプgの末端部を
シリンダ本体a側に固定させた構成とし、ピスト
ンbの移動により磁気スケールeがピストンロツ
ドcとともに移動するのに対し、検出ヘツドfが
移動しないことから、検出ヘツドfと磁気スケー
ルeとが相対的にピストンロツドcの変位と同じ
変位量で動き、支持パイプg内に通した検出ヘツ
ドfの検出ケーブル(信号線)hを介して検出ヘ
ツドfがピストンbの変位量を読み取り、シリン
ダ駆動部にフイードバツクしてシリンダを制御さ
せるようにした構成のものが提案されている(特
開昭58−225205号)。
Therefore, in order to eliminate such drawbacks, in recent years, as shown in FIGS. 4 and 5, a piston b is housed in the cylinder body a so as to be movable in the axial direction, and is integrally attached to the piston b. A hole d is drilled in the axial center of the piston rod c from one end of the rod c, and a flat magnetic scale e is inserted and fixed into the hole d, and a detection head (scale reading A support pipe g having a head (head) f is inserted into the hole d eccentrically from the axis of the hole d, and the end portion of the support pipe g is fixed to the cylinder body a side, and the piston b The movement of the magnetic scale e causes the magnetic scale e to move together with the piston rod c, whereas the detection head f does not move. Therefore, the detection head f and the magnetic scale e move relative to each other by the same amount of displacement as the displacement of the piston rod c, and the support pipe A configuration is proposed in which the detection head f reads the displacement amount of the piston b via the detection cable (signal line) h of the detection head f passed through the cylinder g, and feeds it back to the cylinder drive unit to control the cylinder. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-225205).

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

ところが、前記特開昭58−225205号のもので
は、ピストンロツドcの軸心部に設けた穴d内
に、平板型とした磁気スケールeを穴dの軸心近
くに固定して設けると共に、該磁気スケールeに
対向させた検出ヘツドfを穴dの軸心から外れた
支持パイプgに支持させた構成としてあるため、
検出ヘツドfが磁気スケールeに正しく対面して
いれば、検出に問題はないが、シリンダの作動
中、あるいは初期セツト時にピストンロツドcが
その円周方向に回転すると、従来の平板型の磁気
スケールeでは直ちに検出ヘツドfとの相対位置
関係がくずれ、検出ヘツドfは検出機能を果たし
得なくなる問題があつた。
However, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-225205, a flat magnetic scale e is fixed in the hole d provided in the axial center of the piston rod c near the axial center of the hole d. Since the detection head f facing the magnetic scale e is supported by the support pipe g located off the axis of the hole d,
If the detection head f correctly faces the magnetic scale e, there will be no problem in detection, but if the piston rod c rotates in its circumferential direction during cylinder operation or during initial setting, the conventional flat magnetic scale e Then, there was a problem that the relative positional relationship with the detection head f was immediately destroyed, and the detection head f could no longer perform its detection function.

そこで、本考案は、回転し易いピストンロツド
が回転によつて磁気スケールと検出ヘツドとの相
対位置がずれても、常に正常に検出機能を維持で
きるようにしようとしてなしたものである。
Therefore, the present invention has been devised to ensure that the detection function can always be maintained normally even if the relative position between the magnetic scale and the detection head shifts due to the rotation of the easily rotatable piston rod.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案は、シリンダ本体内に移動自在に収納し
たピストンのロツドに、その軸心部に穴を穿設
し、この穴内に磁気スケールを装着し、シリンダ
本体側に固定して上記穴内に挿入した検出ヘツド
とロツドとの間に生じる変位を検出し得るように
したサーボシリンダにおいて、上記穴内に装着す
る磁気スケールを、穴の内面に沿う断面円弧形状
として穴の内面に装着し、且つ検出ヘツドを穴の
軸心上に位置するようにした構成とする。
In this invention, a hole is drilled in the axial center of the piston rod which is movably housed in the cylinder body, a magnetic scale is attached to the hole, and the scale is fixed to the cylinder body and inserted into the hole. In a servo cylinder capable of detecting displacement occurring between a detection head and a rod, a magnetic scale mounted in the hole is mounted on the inner surface of the hole with a cross section having an arc shape along the inner surface of the hole, and the detection head is mounted on the inner surface of the hole. The structure is such that it is located on the axis of the hole.

〔作用〕[Effect]

本考案では、断面円弧状とした磁気スケールか
ら出る磁力線は円弧中心へ集中し、穴の軸心部に
強力な磁界が形成され、穴の軸心線上に位置させ
た検出ヘツドにより前記磁力線がより的確にとら
えられ、常に正確な検出が行われる。
In the present invention, lines of magnetic force coming out of a magnetic scale with an arcuate cross section are concentrated at the center of the arc, a strong magnetic field is formed at the axis of the hole, and the lines of magnetic force are further enhanced by the detection head located on the axis of the hole. Accurate capture and always accurate detection.

更に、従来において指向性のある検出ヘツドを
使用した場合、磁気スケールと検出ヘツドとの相
対位置がピストンロツドの回転により回転方向に
ずれると、検出機能を維持できなくなるが、本考
案では、ピストンロツドが回転すると、磁気スケ
ールも一緒に回転するが、磁気スケールが穴の軸
心線を中心とする半径の円弧形状としてあるの
で、検出ヘツドとの相対位置は変化せず、正常な
検出機能を維持できる。
Furthermore, when using a conventional directional detection head, if the relative position of the magnetic scale and the detection head shifts in the rotational direction due to the rotation of the piston rod, the detection function cannot be maintained. Then, the magnetic scale also rotates, but since the magnetic scale has an arc shape with a radius centered on the axis of the hole, its relative position with the detection head does not change, and normal detection function can be maintained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図及び第2図は本考案の一実施例を示すも
ので、シリンダ本体1内に移動自在に収納したピ
ストン2のロツド3を、上記シリンダ本体1の一
端より摺動自在に突出させ、シリンダ本体1の他
端にはヘツドフランジ4を脱着自在に装着できる
ようにする。上記ピストン2のヘツド側は、半径
方向外方よりも内方の厚みを薄くして圧力室2a
を形成すると共に、上記ピストン2と該ピストン
2に一体化させたピストンロツド3の軸心部に、
ピストンヘツド側からピストンロツド3の先端部
近くまで達する穴5を穿設し、該穴5内に、内面
を穴5の軸心から同一半径とした半円筒状の磁気
スケール6を、穴5の全長にわたつて装着する。
又、先端に検出ヘツド7を支持させ且つ末端を前
記ヘツドフランジ4に螺着等の方式で取り付けた
支持パイプ8を、上記穴5の中に挿入し、検出ヘ
ツド7を穴5の軸心に位置させる。前記ピストン
2の圧力室2a側には、穴5内に装着した磁気ス
ケール6を押えて固定させると共に支持パイプ8
にシール材9を介し貫通させたシールフランジ1
0を、ピストン2にボルト11等で取り付け、更
に検出ヘツド7の検出ケーブル12を支持パイプ
8内を通して支持パイプ8内からヘツドフランジ
4外へ導出させる。
1 and 2 show an embodiment of the present invention, in which a rod 3 of a piston 2 movably housed in a cylinder body 1 is slidably protruded from one end of the cylinder body 1, A head flange 4 is detachably attached to the other end of the cylinder body 1. The pressure chamber 2a on the head side of the piston 2 is made thinner on the inside than on the outside in the radial direction.
At the same time, at the axial center of the piston 2 and the piston rod 3 integrated with the piston 2,
A hole 5 is drilled from the piston head side to near the tip of the piston rod 3, and a semi-cylindrical magnetic scale 6 whose inner surface has the same radius from the axis of the hole 5 is inserted into the hole 5 over the entire length of the hole 5. Wear it over a period of time.
In addition, a support pipe 8 whose tip supports the detection head 7 and whose end is attached to the head flange 4 by screwing or the like is inserted into the hole 5, and the detection head 7 is aligned with the axis of the hole 5. position. On the pressure chamber 2a side of the piston 2, a magnetic scale 6 mounted in the hole 5 is held down and fixed, and a support pipe 8 is provided.
Seal flange 1 penetrated through seal material 9 through
0 is attached to the piston 2 with bolts 11 and the like, and the detection cable 12 of the detection head 7 is passed through the support pipe 8 and led out from the support pipe 8 to the outside of the head flange 4.

なお、磁気スケール6の構造は、特開昭58−
225205号に開示されているものと同様に、外側の
強磁性スケール基台と内側のゴム磁石保護用非磁
性カバーとの間にS極とN極を長手方向に適宜間
隔で交互に配設したものとする。13はヘツド側
圧力室2aへの流体出入口、14はロツド側圧力
室2bへの流体の出入口である。
The structure of the magnetic scale 6 is based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-
Similar to that disclosed in No. 225205, S poles and N poles were arranged alternately at appropriate intervals in the longitudinal direction between the outer ferromagnetic scale base and the inner non-magnetic cover for protecting the rubber magnet. shall be taken as a thing. 13 is a fluid inlet/outlet to the head side pressure chamber 2a, and 14 is a fluid inlet/outlet to the rod side pressure chamber 2b.

流体を出入口13又は14から給排させると、
シリンダ本体1内でピストン2が左右に移動でき
る。ピストン2の動きによりピストンロツド3も
同時に移動し、シリンダ本体1との間で相対変位
する。シリンダロツド3の穴5内には磁気スケー
ル6が装着され、一方、穴5に挿入されている検
出ヘツド7はシリンダ本体1側に固定されている
ため、上記磁気スケール6と検出ヘツド7とは相
対的にピストンロツド3の変位と同じ変位量で動
き、この変位量を検出ヘツド7が検出することに
よりピストン2の変位量を知ることができ、この
検知信号に基づきシリンダの動作を制御すること
ができる。しかも、前記磁気スケール6は半円筒
状としてあるため、磁気スケール6から出る磁力
線は半円筒の中心へ集中し、穴5の軸心部に強力
な磁界が形成され、穴5の軸心線上に位置させた
検出ヘツド7により前記磁力線をより的確にとら
えることができて常に正確な検出を行うことがで
きる。
When fluid is supplied and discharged from the inlet/outlet 13 or 14,
A piston 2 can move left and right within the cylinder body 1. As the piston 2 moves, the piston rod 3 also moves simultaneously and is displaced relative to the cylinder body 1. A magnetic scale 6 is installed in the hole 5 of the cylinder rod 3, and on the other hand, the detection head 7 inserted into the hole 5 is fixed to the cylinder body 1 side, so the magnetic scale 6 and the detection head 7 are relative to each other. The cylinder moves with the same amount of displacement as the displacement of the piston rod 3, and by detecting this displacement with the detection head 7, the amount of displacement of the piston 2 can be known, and the operation of the cylinder can be controlled based on this detection signal. . Moreover, since the magnetic scale 6 has a semi-cylindrical shape, the lines of magnetic force coming out of the magnetic scale 6 are concentrated at the center of the semi-cylinder, and a strong magnetic field is formed at the axial center of the hole 5. The positioned detection head 7 can more accurately capture the lines of magnetic force, so that accurate detection can be performed at all times.

上記の如きピストン2の移動とこのピストンの
変位量の検知を行うに際して、ピストン2がシリ
ンダ本体1に対して円周方向に相対変位すると、
同時に磁気スケール6も回転して、たとえば、第
3図に示す状態になるが、この場合でも、磁気ス
ケール6は半円筒状としてあるので、該磁気スケ
ール6と検出ヘツド7の対向部の間隔は変化する
ことがなく、常に同じ条件で検出することができ
る。
When moving the piston 2 and detecting the amount of displacement of the piston as described above, if the piston 2 is displaced relative to the cylinder body 1 in the circumferential direction,
At the same time, the magnetic scale 6 also rotates, for example, to the state shown in FIG. It does not change and can always be detected under the same conditions.

なお、上記実施例では、磁気スケール6を半円
筒状にした場合を示したが、半円筒状に限られる
ものではなく、ピストンロツド3が回転して検出
ヘツド7との相対位置が回転方向にずれても検出
ヘツドが正しく磁気スケール6に対向できればよ
いのであり、半円筒状よりも幅が小さくてもよ
い。
Although the above embodiment shows the case where the magnetic scale 6 has a semi-cylindrical shape, it is not limited to a semi-cylindrical shape, and when the piston rod 3 rotates, its relative position with the detection head 7 shifts in the rotation direction. However, it is sufficient that the detection head can correctly face the magnetic scale 6, and the width may be smaller than the semi-cylindrical shape.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上述べた如く、本考案のサーボシリンダによ
れば、断面円弧状とした磁気スケールから出る磁
力線は円弧中心へ集中するため、穴の軸心部に強
力な磁界が形成され、穴の軸心線上に位置させた
検出ヘツドにより前記磁力線をより的確にとらえ
ることができて常に正確な検出を行うことがで
き、しかも、ピストンロツドが回転して磁気スケ
ールと検出ヘツドとの相対位置が回転方向にずれ
ても、支障なく正常に検出できて、検出不能に陥
いるようなことがない。という優れた効果を奏し
得られ、又、実施例の如くシールプレートを設置
することにより磁気スケールを作動流体から隔離
できるため、作動流体の種類を問わず使用でき
る。
As described above, according to the servo cylinder of the present invention, the lines of magnetic force coming out of the magnetic scale having an arc-shaped cross section are concentrated at the center of the arc, so a strong magnetic field is formed at the axial center of the hole, and The magnetic field lines can be captured more accurately by the detection head located at the top of the scale, and accurate detection can be performed at all times. However, it can be detected normally without any problems, and there is no possibility that it will become undetectable. This excellent effect can be achieved, and since the magnetic scale can be isolated from the working fluid by installing a seal plate as in the embodiment, it can be used regardless of the type of working fluid.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案のサーボシリンダの実施例図、
第2図は第1図の−断面図、第3図はピスト
ンロツドが回転したときの状態を示す第2図に対
応する図、第4図は従来のサーボシリンダの断面
図、第5図は第4図の−断面図である。 1はシリンダ本体、2はピストン、3はピスト
ンロツド、5は穴、6は磁気スケール、7は検出
ヘツド、8は支持パイプ、12は検出ケーブルを
示す。
FIG. 1 is an embodiment of the servo cylinder of the present invention.
Fig. 2 is a sectional view of Fig. 1, Fig. 3 is a view corresponding to Fig. 2 showing the state when the piston rod rotates, Fig. 4 is a sectional view of a conventional servo cylinder, and Fig. 5 is a sectional view of the conventional servo cylinder. FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 1 is a cylinder body, 2 is a piston, 3 is a piston rod, 5 is a hole, 6 is a magnetic scale, 7 is a detection head, 8 is a support pipe, and 12 is a detection cable.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] シリンダ本体内のピストンに一体としたピスト
ンロツドの軸心部に穴を設け、該穴内に磁気スケ
ールを装着し、シリンダ本体側に固定した検出ヘ
ツドを上記穴内に挿入し、上記磁気スケールと検
出ヘツドとの穴軸心方向の相対変位によりピスト
ンの変位量を検出できるようにしたサーボシリン
ダにおいて、上記磁気スケールを穴の内面に沿う
断面円弧状とし、該円弧を穴の軸心を中心とする
同一半径とし、且つ上記検出ヘツドを穴の軸心線
上に位置させたことを特徴とするサーボシリン
ダ。
A hole is provided in the axial center of the piston rod integrated with the piston in the cylinder body, a magnetic scale is mounted in the hole, a detection head fixed to the cylinder body is inserted into the hole, and the magnetic scale and detection head are connected. In a servo cylinder in which the amount of displacement of the piston can be detected by the relative displacement in the direction of the axis of the hole, the magnetic scale has an arc-shaped cross section along the inner surface of the hole, and the arc has the same radius centered on the axis of the hole. A servo cylinder characterized in that the detection head is located on the axis of the hole.
JP1985048466U 1985-04-01 1985-04-01 Expired JPH0329606Y2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58225205A (en) * 1982-06-24 1983-12-27 Makome Kenkyusho:Kk Cylinder containing scale therewithin

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