JPH0633912A - 流体圧アクチュエータのピストン位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】誤動作のない信頼性に優れたピストン位置検出
装置を提供する。 【構成】非磁性材料のシリンダ１１内に滑動自在に収納
されたピストン１２にマグネット１３を取付け、マグネ
ットの移動軌跡の一部に接近したシリンダの外側にケー
シング１５を設ける。ケーシング内に、略々中央が軸支
されマグネットの磁気と磁気作用する磁極を有しかつ一
部に透光部１９を備えたマグネットロータ１８と、マグ
ネットロータの磁極と磁気作用しマグネットロータを所
定位置に回転付勢する位置決めマグネット２６とを設け
ると共に、マグネットロータの透光部に対峙してマグネ
ットロータの回転位置を検出する光検知手段を配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばスポット溶接機
等のワークをクランプする流体圧アクチュエータのピス
トン位置を検出して、そのクランプが正常であるか否か
の判断を行なう流体圧アクチュエータのピストン位置検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のピストン位置検出装置と
しては図１に示す如き構造のものがある。すなわち、１
は溶接機のワーク２を挟時するための一対のクランプで
あって、このクランプ１は、エア又は液体の流体圧を供
給するシリンダ３内に内装されているピストン４に接続
されているピストン軸５にジョイント６を介して連結さ
れており、流体圧で動作するピストン４の移動力でクラ
ンプ１がワーク２を挟持又は解放するものである。そし
てクランプ１によるワーク２の挟持が確実になされてい
るか否かの判断を行なうために、ピストン４の位置検知
を行なっており、このピストン４の位置検知手段として
ピストン４の周面にマグネット７を埋設し、またシリン
ダ３の外側定位置には、上記マグネット７の接近により
動作する近接スイッチ８を配置して、マグネット７の接
近による近接スイッチ８の動作で発信し、この発信でピ
ストン４がクランプ１を図面において右方向に引き寄せ
た位置、すなわちワーク２がクランプ１により完全挟持
されていることを検知しているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記近接ス
イッチ８は、ＭＲ素子を組込んでいるスイッチであるこ
とから、この近接スイッチ８を溶接機の近傍において使
用した場合に、溶接機に接続されている電源ケーブル
が、この近接スイッチ８に接近したり接触すると、その
電源ケーブルから発生する強磁界が近接スイッチ８内部
のＭＲ素子や回路に作用し、これによって近接スイッチ
８が誤動作するという不具合があった。さらにこの近接
スイッチ８を使用することで複雑な処理回路が必要とな
って経済性の点でも不具合があった。

【０００４】また上記近接スイッチ８にかえ、図２に示
すようにリードスイッチ９を用いることも提案されてい
るが、このリードスイッチ９は、耐振性に欠けるため
に、例えば溶接作業場から発生する振動等を受けること
により、チャタリングを生じ、このリードスイッチのチ
ャタリング現象によって誤動作を生じることがあり、ま
たリードスイッチの接点が耐久性で懸念される等の不具
合もあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来の
不具合に着目してなされたもので、前記のＭＲ素子内装
の近接スイッチ、又はリードスイッチにかえ、ピストン
に取付られているマグネットの磁力により回動するマグ
ネットロータと該マグネットロータを挟むようにして対
設される発光素子と受光素子とからなる光検知手段を具
備せしめて、ピストンが所定位置にきたとき、マグネッ
トロータが回動して発光素子からの発光を受光素子に受
光させてピストン位置の検知信号を出力させて、ピスト
ン位置を正確に検知できるピストン位置検知装置を提供
することにある。

【０００６】

【実施例】以下に本発明を図面に示す実施例に基いて詳
細に説明する。

【０００７】図３、図４において、１１は流体アクチュ
エータの非磁性体からなるシリンダであって、このシリ
ンダ１１内には、ピストン１２が内装され、さらにこの
ピストン１２の周面には、該ピストンの半径方向に着磁
された環状のマグネット１３が嵌合されている。

【０００８】１４は、シリンダ１１の外側かつ所定位置
に固定される位置検出器であって、この位置検出器１４
は、ケーシング１５の内部に、前記シリンダ１１の移動
方向と直交方向に架設されている支軸１６を設け、この
支軸１６に、周面に環磁石１７を設けてなるマグネット
ロータ１８が軸支されているものである。その環磁石１
７は、その直径方向に２極着磁されているものであり、
またマグネットロータ１８の偏心位置には透光用穴１９
と、この透光用穴１９の直径方向対称位置に穿設された
ロータバランス用の穴２０が設けられている。

【０００９】２１はケーシング１５内に設けられている
回路基板であって、この回路基板２１の前記透光用穴１
９と対向し得る位置には、発光素子２２が配置されてい
る。また前記マグネットロータ１８を挟むようにして、
前記の発光素子２２と対向する光ファイバ２３の端部２
４が配置されており、この光ファイバ２３の他端部は受
光素子２５に接続されている。

【００１０】２６はケーシング１５の内側面に固定され
て、マグネットロータ１８を所定位置に位置決めして、
該マグネットロータの揺動を防止するための位置決めマ
グネットを示す。なおこの位置決めマグネット２６の磁
力は、マグネット３の磁力よりも弱く設定してある。

【００１１】以上が本実施例の構造であるが、次にその
作用について述べると、流体アクチュエータにより溶接
機のワークを完全挟持したことにより、、ピストン１２
が図５に示す所定位置に到達すると、マグネット１３の
磁力によりマグネットロータ１８のＮ極が吸引されて、
該マグネットロータ１８が９０度回動する。これによっ
て発光素子２２から発光する光が、マグネットロータ１
８の透光用穴１９を透して光ファイバ２３に受光され、
さらにこの光ファイバ２３を経て受光素子２５に受光さ
れ、その結果流体アクチュエータのピストン１２が所定
位置に移動されたことが受光素子２５からの電気的信号
で検知されるものである。

【００１２】またピストン１２が復元し、マグネットロ
ータ１８から離れれば、マグネットロータ１８は位置決
めマグネット２６の磁力により復元し、発光素子２２と
光ファイバ２３間を光学的に遮蔽する。

【００１３】従ってこの実施例によれば、マグネットロ
ータ１８は、位置決めマグネット２６の磁力によりバラ
ンスが取れていることからシリンダが動作し、マグネッ
ト１３が接近する以外の時点では、そのマグネットロー
タはバランス良く定位置に位置決めされるので、受光素
子２５への遮光が完全、確実であって、誤動作のない信
頼性に優れたピストン位置検出装置が得られる。

【００１４】図７は本発明の他の実施例を示すものであ
って、この実施例におけるマグネットロータ１８に設け
られている環マグネット１７の着磁形態は、着磁ピッチ
が９０度である４極着磁としたものである。従って本実
施例のマグネットロータ１８によれば、前記実施例と比
較して、マグネットロータ１８の回転角は、４５度の移
動量で光検出手段２２，２３のオン、オフ動作を行なう
ことができ、応答速度が向上される特長がある。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明は、非磁性材料のシ
リンダ１１内に滑動自在にピストン１２が収納され、か
つ前記ピストン１２にマグネット１３が取付られた流体
圧アクチュエータにおいて、前記のマグネット１３の移
動軌跡の一部に接近した前記非磁性材料のシリンダ１１
の外側にケーシング１５を設け、該ケーシング１５内
に、略中央が軸支され、前記マグネット１３の磁極と磁
気作用する磁極を有しかつ一部に透光部１９を備えたマ
グネットロータ１８と、該マグネットロータ１８の磁極
と磁気作用し該マグネットロータ１８を所定位置に回転
付勢する位置決めマグネット２６とを設け、更に上記ケ
ーシング１５内に前記マグネットロータ１８の透光部１
９に対峙して前記マグネットロータ１８の回転位置を検
出する光検知手段２２，２３を配設してなる流体圧アク
チュエータのピストン位置検出装置であるから、これに
よればマグネットロータ１８は、位置決めマグネット２
６の磁力によりバランスが取れていることからシリンダ
が動作し、マグネット１３が接近する以外の時点では、
そのマグネットロータはバランス良く定位置に位置決め
されるので、受光素子２５への遮光が完全、確実であっ
て、誤動作のない信頼性に優れたピストン位置検出装置
が得られるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のピストン位置検出装置の構造説明図。

【図２】従来例のピストン位置検出装置の他の例を示し
た構造説明図。

【図３】本発明実施例のピストン位置検出装置の構造説
明図。

【図４】図３における中央部縦断面図。

【図５】本発明実施例の動作説明図。

【図６】図５における中央部縦断面図。

【図７】本発明の他の実施例を示した構造説明図。

【符号の説明】

１１…シリンダ １２…ピストン １３…マグネット １４…位置検出器 １５…ケーシング １６…支軸 １７…環磁石 １８…マグネット
ロータ １９…透光用穴 ２０…穴 ２１…回路基板 ２２…発光素子 ２３…光ファイバ ２４…ファイバ端
部 ２５…受光素子 ２６…位置決めマ
グネット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性材料のシリンダ（１１）内に滑動
   自在にピストン（１２）が収納され、かつ前記ピストン
   （１２）にマグネット（１３）が取付られた流体圧アク
   チュエータにおいて、前記のマグネット（１３）の移動
   軌跡の一部に接近した前記非磁性材料のシリンダ（１
   １）の外側にケーシング（１５）を設け、該ケーシング
   （１５）内に、略中央が軸支され、前記マグネット（１
   ３）の磁極と磁気作用する磁極を有しかつ一部に透光部
   （１９）を備えたマグネットロータ（１８）と、該マグ
   ネットロータ（１８）の磁極と磁気作用し該マグネット
   ロータ（１８）を所定位置に回転付勢する位置決めマグ
   ネット（２６）とを設け、更に上記ケーシング（１５）
   内に前記マグネットロータ（１８）の透光部（１９）に
   対峙して前記マグネットロータ（１８）の回転位置を検
   出する光検知手段（２２），（２３）を配設してなるこ
   とを特徴とする流体圧アクチュエータのピストン位置検
   出装置。