JPH0622906U - エアーシリンダにおけるピストン位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアーシリンダにおけるピストン位置検出装
置において、電気的なノイズの影響を受けて検出結果の
信頼性が低下してしまうようなことがなく、また防爆に
も適したものを提供できるようにする。 【構成】 シリンダ１内に挿入されたピストン２に磁石
６を設けるとともに、シリンダ１の外壁周面に光ファイ
バ磁気センサ１２を配設しておき、ピストン２が移動す
ることにより、磁石６が光ファイバ磁気センサ１２の近
傍位置に達すると、磁石６の磁界を光ファイバ磁気セン
サ１２で検出し、この検出結果を光信号として信号処理
部１３に伝達するようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はシリンダ内の空気圧によってピストンを移動さるエアーシリンダに 関し、特にピストンの位置を検出するエアーシリンダにおけるピストン位置検出 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のエアーシリンダでは、シリンダ内部に空気を送り込むと、これにより 生じる空気圧によってピストンが移動される。

【０００３】 このようなエアーシリンダにおいてピストンの位置を検出する場合は、磁気セ ンサを利用するのが一般的である。すなわち、磁石をピストンに取り付けるとと もに、磁気センサをピストンの移動経路に沿って適宜に配置しておく。そして、 ピストンの移動に際し、ピストンに取り付けられた磁石による磁界の変動を磁気 センサで検出し、これによってピストンの位置検出を行う。

【０００４】 ここで、従来は磁気センサとして電流および電圧を出力するもの、つまり磁界 の変動を電流および電圧に変換して出力するものが用いられていた。例えばホー ル素子はその代表例である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、磁界の変動を電流および電圧に変換する磁気センサを利用する 場合、この磁気センサの出力は微弱な電気信号であるため、ノイズの影響を受け 易い。例えば、センサから導出された信号線の近傍に他の電気信号線、電気回路 等があると、これらの他の電気信号線、電気回路等から発生されたノイズが磁気 センサから出力された電気信号に影響を与える。これにより、磁気センサによる 検出結果の信頼性が低下してしまう。

【０００６】 また、エアーシリンダを危険な雰囲気で使用する場合、防爆仕様として認定さ れた磁気センサを利用したり、あるいは防爆用のバリヤを適用した磁気センサを 利用するようにしていたが、このような防爆用の磁気センサは大型化するので、 このため設置スペースという点で大きな制約を生じていた。

【０００７】 そこで、この考案の課題は、上記の不都合を解消するためこの種のエアーシリ ンダにおけるピストン位置検出装置を改良することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、この考案のエアーシリンダにおけるピストン位置検 出装置は、ピストンに設けられ、このピストンと共に移動する磁石と、先端に偏 光子を有する投光側光ファイバと先端に検光子を有する受光側光ファイバとの間 にファラデー素子を介在させてなり、前記磁石の移動経路に沿って配設された光 ファイバ磁気センサとを備えて構成されている。

【０００９】

【作用】

以上のように構成されたエアーシリンダにおけるピストン位置検出装置では、 ピストンが移動して、このピストンに設けられた磁石が光ファイバ磁気センサの 近傍に達すると、磁石の磁界が光ファイバ磁気センサにて検出される。したがっ て、この光ファイバ磁気センサの検出出力、つまり受光側光ファイバの受光量を 監視していれば、ピストンが所定位置に達したことを検出することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、実施例について図面を参照して説明する。

【００１１】 図１は本考案に係わるエアーシリンダにおけるピストン位置検出装置の一実施 例を概略的に示す図である。同図において、シリンダ１は円筒状であり、その内 部には円柱状のピストン２が挿入されている。このシリンダ１の内部では、ピス トン２の左側に第１の空気室３が、ピストン２の右側に第２の空気室４がそれぞ れ形成される。

【００１２】 ピストン２の側壁周面には２つの溝が形成されており、一方の溝にはリング状 のピストンパッキン５が嵌め込まれ、他方の溝にはリング状の磁石６が嵌め込ま れている。ピストンパッキン５は第１の空気室３と第２の空気室４間で空気が漏 れるのを防止するために設けられたものである。

【００１３】 ピストン２の左側底部にはピストンロッド７が連結されており、このピストン ロッド７はシリンダ１の左側底部に形成された穴８を通じて外部へと突出してい る。左側底部に形成された穴８の内周面には溝が形成されていおり、ここにはリ ング状のロッドパッキン９が嵌め込まれている。このロッドパッキン９は第１の 空気室３と外部間で空気が漏れるのを防止するために設けられている。

【００１４】 シリンダ１の外壁周面には、第１の空気室３に通じる第１の空気流出入孔１０ が設けられ、また第２の空気室４に通じる第２の空気流出入孔１１が設けられて いる。

【００１５】 ここで、例えばコンプレッサ（図示せず）を利用することにより、空気をシリ ンダ１の第１の空気流出入孔１０から第１の空気室３へと送り込むと、第１の空 気室３内の空気圧が高くなる。このとき、第２の空気室４内の空気が第２の空気 流出入孔１１を通じて自在に流出するようにしておけば、第１の空気室３内の空 気圧によって、ピストン２が右方向へと移動し、これに伴いピストンロッド７も 右方向へと移動する。同様に、空気を第２の空気流出入孔１１から第２の空気室 ４へと送り込むとともに、第１の空気室３内の空気が第１の空気流出入孔１０を 通じて自在に流出するようにしておけば、第２の空気室４内の空気圧によって、 ピストン２が左方向ヘ移動し、これに伴いピストンロッド７も左方向へと移動す る。

【００１６】 さて、シリンダ１の第１の空気室３内の空気圧を高め、ピストン２を右方向へ と移動していくと、ピストン２に設けられている磁石６はシリンダ１の側壁周面 に配設されている光ファイバ磁気センサ１２の近傍位置に達することとなる。こ のとき、光ファイバ磁気センサ１２は磁石６からの磁界強度を検出し、この検出 結果を光信号として信号処理部１３へと送出する。

【００１７】 図２は、光ファイバー磁気センサ１２および信号処理部１３を概略的に示す図 である。同図に示すように、光ファイバ磁気センサ１２は投光側光ファイバ１４ および受光側光ファイバ１５を介して信号処理部１３に接続されている。

【００１８】 光ファイバ磁気センサ１２は、投光側光ファイバ１４の先端をロッドレンズ１ ６を介して偏向子１７に取り付け、受光側光ファイバ１５の先端をロッドレンズ １８を介して検光子１９に取り付け、偏向子１７と検光子１９間にファラデー素 子２０を介在させて構成される。

【００１９】 信号処理部１３は、発光素子２１と、この発光素子２１に電気信号を与えて該 発光素子から光信号を出射させる光送信器２２と、受光素子２３と、この受光素 子２３に光信号が入射したときに該素子で発生した電気信号を受信する光受信器 ２４と、この光受信器２４によって受信された電気信号のレベルを検出する信号 検出部２５とから構成される。

【００２０】 ここで、発光素子２１から出射された光信号が一定の強度であるとすると、こ の一定強度の光信号は投光側光ファイバ１４およびロッドレンズ１６を介して偏 向子１７に入射される。偏向子１７は入射した光信号を直線偏光に変換し、この 一定強度の直線偏光がファラデー素子２０に入射される。ファラデー素子２０に おいて、入射した直線偏光は該素子に対する磁界強度に比例してその偏向面が回 転する。このため、ファラデー素子２０から出射される直線偏光の光強度は該素 子に対する磁界強度に応じたものとなる。ファラデー素子から出射された直線偏 光は、検光子１９、ロッドレンズ１８および受光側光ファイバ１５を経て受光素 子２３に至り、ここで電気信号に変換される。この電気信号は光受信器２４で受 信され、信号検出部２５に入力される。したがって、信号検出部２５は入力した 電気信号のレベルに基づき、ファラデー素子２０が受けた磁界の強度を検出する ことができる。

【００２１】 すなわち、シリンダ１内のピストン２が右方向に移動し、このピストン２に設 けられている磁石６が光ファイバ磁気センサ１２の近傍位置に達すると、光ファ イバ磁気センサ１２は磁石６からの磁界強度に応じた光信号を信号処理部１３に 伝達する。信号処理部１３において、光ファイバ磁気センサ１２からの光信号は 電気信号に変換され、信号検出部２５は入力した電気信号のレベルに基づき、光 ファイバ磁気センサ１２が受けた磁界の強度を検出する。

【００２２】 ここで、光ファイバ磁気センサ１２が受けた磁界の強度は該センサとピストン ２間の距離に応じたものなので、このセンサが受けた磁界強度を検出するという ことは該センサに対するピストン２の位置を検出していることと同等である。つ まり、光ファイバ磁気センサ１２によってピストン２の位置が検出されることと なる。

【００２３】 このように本実施例では磁石６をピストン２に設け、シリンダ１の周面に光フ ァイバ磁気センサ１２を配設し、光ファイバ磁気センサ１２と信号処理部１３間 を光ファイバを介して接続している。そして、光ファイバ磁気センサ１２から信 号処理部１３へと光信号を伝達し、この光信号に基づいてピストン２の位置を検 出している。したがって、光ファイバ磁気センサ１２と信号処理部１３間での信 号伝達は光に基づくものであって、電気信号を利用していない。このため、光フ ァイバ磁気センサ１２並びに光ファイバの近傍に電気的なノイズの発生源があっ たとしても、そのノイズの影響を受けて、ピストンの位置検出を誤ってしまうよ うなことはない。また、エアーシリンダを危険な雰囲気で使用するような場合で も、この危険な雰囲気から外れるまで光ファイバを延長すれば、危険な雰囲気内 で電気信号を利用せずに済むため、安全性を確保することができる。従って、防 爆のために特別な処理を施す必要がなく、光ファイバ磁気センサが大型化するよ うなことはない。

【００２４】

【効果】

以上のように、この考案に係わるエアーシリンダにおけるピストン位置検出装 置は、ピストンに磁石を設け、この磁石の移動経路に沿って光ファイバ磁気セン サを設けておき、ピストンが移動して磁石が光ファイバ磁気センサの近傍に達す ると、磁石の磁界を光ファイバ磁気センサによって検出し、これによってピスト ンが所定位置に達したことを検出するようにしている。この光ファイバ磁気セン サの検出出力は光信号であり、この光信号は光ファイバを介して伝達される。こ のため、電気的なノイズ発生源が光ファイバ磁気センサ並びに光ファイバの近傍 にあったとしても、電気的なノイズの影響を受けることがなく、光ファイバ磁気 センサによる検出結果の信頼性が低下してしまうようなことはない。また、エア ーシリンダを危険な雰囲気で使用する場合であっても、この危険な雰囲気から外 れるまで光ファイバを延長することによって、安全性を容易に確保することがで き、防爆のために特別な処理を施す必要がないので、光ファイバ磁気センサが大 型化するようなことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係わる一実施例を示す概略構成図

【図２】図１に示した実施例における光ファイバ磁気セ
ンサ並びに信号処理部を示す図

【符合の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ３ 第１の空気室 ４ 第２の空気室 ５ ピストンパッキン ６ 磁石 ７ ピストンロッド ８ 穴 ９ ロッドパッキン １０ 第１の空気流出入孔 １１ 第２の空気流出入孔 １２ 光ファイバ磁気センサ １３ 信号処理部 １４ 投光側光ファイバ １５ 受光側光ファイバ １６，１８ ロッドレンズ １７ 偏向子 １９ 検光子 ２０ ファラデー素子 ２１ 発光素子 ２２ 光送信器 ２３ 受光素子 ２４ 光受信器 ２５ 信号検出部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内の空気圧によってピストンを
   移動させるに際し、前記ピストンの位置を検出するエア
   ーシリンダにおけるピストン位置検出装置において、 前記ピストンに設けられ、このピストンと共に移動する
   磁石と、 先端に偏光子を有する投光側光ファイバと先端に検光子
   を有する受光側光ファイバとの間にファラデー素子を介
   在させてなり、前記磁石の移動経路に沿って配設された
   光ファイバ磁気センサとを備えたことを特徴とするエア
   ーシリンダにおけるピストン位置検出装置。