JPH0637201Y2 - 流体圧シリンダのピストン位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は空圧シリンダ、油圧シリンダ等の流体圧シリン
ダのピストンの位置をシリンダ外から検出するピストン
位置検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の流体圧シリンダのピストン位置検出装置
では、ピストンの永久磁石を取付け、その永久磁石から
発生する磁気センサで検出してピストンの位置を検出し
ている。そして、シリンダチューブ内の所定位置に配置
された際のピストンと正しく対応する位置に検出装置を
容易に設定可能とするためと、所定の設定位置に固定さ
れた検出装置がピストン作動時に振動等により所定の設
定位置からずれた場合それを容易に確認可能とするた
め、例えば、第４図に示す回路構成を有するピストン位
置検出装置がある。

この装置においては、磁気センサ１の出力電圧が検出回
路２に出力され、検出回路２は磁気センサ１からの出力
電圧が第３図に示すように低レベル（危険感度検知レベ
ル）の基準電圧以上となったときＨレベルの第１の検出
信号を出力する出力端子2aと、高レベル（最適感度レベ
ル）の基準電圧以上となったときＨレベルの第２の検出
信号を出力する出力端子2bとを有している。すなわち、
検出回路２は磁気センサ１がピストンに対して所定の最
適領域（第３図に矢印Ａで示す範囲）にある場合には第
２の検出信号を出力し、前記最適領域の両側の危険領域
（第３図に矢印B,Cで示す範囲）にある場合には第１の
検出信号を出力するようになっている。そして、前記検
出回路２の両出力端子2a,2bに入力側が接続されたOR回
路３及びNAND回路４の出力側がそれぞれ入力側に接続さ
れたNAND回路５の出力側と電源V_ccとの間に抵抗R1及び
赤色発光ダイオードLED1からなる危険感度表示灯８が接
続されている。又、NAND回路４の出力側と電源V_ccとの
間には抵抗R2及び緑色発光ダイオードLED2からなる最適
感度表示灯９が接続されている。前記OR回路３の出力側
には抵抗３を介して出力トランジスタQ2のベースが接続
されている。又、NAND回路５の出力側にはタイマー回路
６、NOT回路７及び抵抗R4を介して危険感度専用出力用
のトランジスタQ3のベースが接続されている。

タイマー回路６はNAND回路５の出力がＬレベルとなった
後、ピストンが通常の作動速度で前記危険領域を通過す
るに必要な時間以上継続してＬレベルの信号が入力され
た際Ｌレベルの信号を出力するようになっている。すな
わち、この装置においてはシリンダの所定位置に対して
検出装置を取付ける際、設定が所定位置からずれている
場合には赤色発光ダイオードの危険感度表示灯８が点灯
して設定ミスが表示され、所定の位置に設定されると緑
色発光ダイオードの最適感度表示灯９が点灯する。そし
て、所定位置に設定後、シリンダの作動に伴う振動等に
より検出装置の設定位置がずれた場合には、危険感度表
示灯８が点灯するとともにトランジスタQ3がオン状態と
なり危険表示が行われる。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、前記従来装置においては、検出装置の位置が
最適位置からずれ、ピストンが所定位置に復帰した際に
赤色の危険感度表示灯８が点灯して位置ずれが生じたこ
とを表示するとともに、危険感度専用出力を出力するト
ランジスタQ3もオン状態となるが、シリンダの作動に伴
いピストンが移動するとその都度赤色の危険感度表示灯
８が消灯するとともにトランジスタQ3もオフ状態とな
る。従って、ピストンが所定位置に復帰した時でなけれ
ば検出装置の位置ずれあるいはシリンダの故障が発生し
たことが確認できず、特にシリンダが多数使用されてい
る場合にはどれが不都合なものであるかの確認ができな
いという問題があった。

本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的はピストン位置検出装置を所定位置に設定した
後、検出装置の位置ずれあるいはシリンダの故障等によ
りピストンと検出装置との位置ずれが生じた場合には、
その検出に伴い警告表示灯が点灯されるとともに、前記
位置ずれが解消されるまでその点灯が継続される流体圧
シリンダのピストン位置検出装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本考案においては、流体圧シ
リンダのピストンに固定された磁石の磁気を検出する磁
気センサの出力信号に基づきピストンが磁気センサに対
して所定の危険領域内にあることを検出したとき第１の
検出信号を出力し、ピストンが最適領域内にあることを
検出したとき第２の検出信号を出力する検出回路と、前
記第１の検出信号に基づいて点灯する第１表示灯と、前
記第２の検出信号に基づいて点灯する第２表示灯と、前
記第１の検出信号のみが所定時間継続して出力されたと
き警告信号を出力する警告信号出力回路と、前記警告信
号出力回路の警告信号を入力すると同時に警告表示灯を
点灯する動作信号を出力し、該動作信号出力後、前記第
２の検出信号が所定時間継続して出力されたとき該検出
信号に基いて前記動作信号の出力を停止する警告信号表
示保持回路とを備えた。

［作用］ 前記の構成により本考案においては、検出装置の設置位
置が設置位置からずれた場合あるいはシリンダの故障に
よりピストンが所定位置まで復帰しない場合に、第１の
検出信号のみが所定時間継続出力されると警告信号出力
回路から警告信号が出力されて警告信号表示保持回路に
入力され、警告信号の入力とともに動作信号が出力され
て警告表示灯が点灯される。一度点灯された警告表示灯
は検出装置が所定の位置に設定されなおすか、あるいは
シリンダの故障が回復してピストンが所定位置まで復帰
する状態となったとき、第２の検出信号が所定時間継続
して出力されその検出信号に基づいて前記動作信号の出
力が停止されることにより消灯される。すなわち、検出
装置の位置ずれ等の不都合が生じた場合にはその不都合
が解消されるまで警告表示灯が点灯状態に保持される。

［実施例］ 以下本考案を具体化した一実施例を第１〜３図に従って
説明する。なお、従来装置と同一部分は同一符号を付し
て説明を省略する。第２図に示すように、シリンダチュ
ーブ10内にはピストン11が往復動可能に嵌装され、ピス
トン11の外周中央部に形成された溝11a内に永久磁石12
が嵌着固定されている。シリンダチューブ10の外側には
ピストン位置検出装置13が締付具（図示せず）により取
付けられている。検出装置13のケース14内には基板15が
収納され、基板15には磁気抵抗素子からなる磁気センサ
１及び制御回路16が設けられるとともに、リード線とし
て電源線17、アース線18、スイッチ動作出力線19及び危
険感度出力線20が接続されている。又、ケース14の外部
には第１表示灯としての危険感度表示灯８と、第２表示
灯としての最適感度表示灯９と、黄色に発光する発光ダ
イオードからなる警告表示灯21とが設けられている。

次に第１図に従いその回路構成を説明する。タイマー回
路６の出力端子と電源V_ccとの間にはフリップフロップ2
2がそのセット入力端子Ｓにタイマー回路６の出力端子
が接続された状態で接続されている。フリップフロップ
22の出力端子と電源V_ccとの間には警告表示灯21を構成
する黄色発光ダイオードLED3及び抵抗R5が接続されてい
る。又、NAND回路４の出力端子とフリップフロップ22の
リセット端子Ｒとの間にはタイマー回路23が接続されて
いる。タイマー回路23はNAND回路４からのＬレベルの出
力信号が所定時間（ピストンが最適感度領域を通過する
のに必要な時間より多い時間）継続して入力された時Ｌ
レベルの信号を出力するように構成されている。前記OR
回路３、NAND回路4,5及びタイマー回路６により、検出
回路２から第１の検出信号のみが所定時間継続して出力
されたとき警告信号を出力する警告信号出力回路25が構
成されている。又、フリップフロップ22及びタイマー回
路23により警告信号出力回路の警告信号を入力すると同
時に警告表示灯21を点灯する動作信号を出力し、該動作
信号出力後、前記第２の検出信号が所定時間継続して出
力されたとき該検出信号に基づいて前記動作信号の出力
を停止する警告信号表示保持回路24が構成されている。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。

さて、この検出装置13では、磁気センサ１がピストン11
の永久磁石12と対応する最適領域内にある場合には磁気
センサ１からの出力電圧が第３図の最適感度レベル以上
となり、検出回路２の両出力端子2a,2bからＨレベルの
出力信号が出力され、NAND回路４の出力がＬレベルとな
り緑色の最適感度表示灯９が点灯する。磁気センサ１と
永久磁石12との位置関係が危険領域内にある場合には磁
気センサ１からの出力電圧が第３図の危険感度検知レベ
ル以上で最適感度レベル未満の値となり、検出回路２の
一方の出力端子2aからはＨレベルの出力信号が出力さ
れ、他方の出力端子2bからはＬレベルの出力信号が出力
され、NAND回路４の出力がＨレベルになって最適感度表
示灯９が消灯し、NAND回路５の出力がＬレベルとなって
赤色の危険感度表示灯８が点灯する。

従って、検出装置13をシリンダに対して所定の位置に設
定する場合には、ピストン11を所望の検出位置に停止さ
せた状態で検出装置13をシリンダチューブ10に沿って移
動させ、最適感度表示灯９が点灯する範囲の中央位置に
固定することにより検出装置13が最適位置に設置され、
検出装置13の初期設定位置の位置決め作業が極めて容易
に行われる。検出装置13を所定位置に設定後、シリンダ
の作動に伴いピストン11が移動すると、永久磁石12は磁
気センサ１の危険感度領域を通過しそのときNAND回路５
の出力がＬレベルとなり、それに伴い危険感度表示灯８
が点灯するが、NAND回路５がＬレベルの出力を継続する
のがタイマー回路６の設定時間以内であるためタイマー
回路６の出力がＨレベルに保持される。従って、フリッ
プフロップ22の出力はＨレベルに保持され、警告表示灯
21が消灯状態に、又危険感度専用出力用のトランジスタ
Q3もオフ状態に保持される。

シリンダの作動に伴う振動等により検出装置13の設定位
置がずれた場合、あるいはシリンダの故障によりピスト
ン11が復帰位置と磁気センサ１との対応関係が所定の最
適領域内から外れると、検出回路１の一方の出力端子2a
のみがＨレベルの出力となり、NAND回路５の出力がタイ
マー回路６の設定時間以上Ｌレベルに保持される。これ
によりタイマー回路６の出力がＬレベルとなり、危険感
度専用出力用トランジスタQ3がオフ状態となるととも
に、フリップフロップ22のセット入力端子Ｓの入力がＬ
レベルとなりフリップフロップ22の出力がＬレベルとな
って警告表示灯21を点灯する。シリンダの作動に伴いピ
ストン11が移動すると、検出回路２が出力がＬレベルと
なってNAND回路５の出力がＨレベルとなり危険感度表示
灯８が消灯するともにフリップフロップ22のセット入力
がＨレベルとなる。この時NAND回路４の出力はＨレベル
であるためフリップフロップ22のリセット入力がＨレベ
ルとなっており、フリップフロップ22の出力はＬレベル
に保持されて警告表示灯21は点灯状態に保持される。

検出装置13が第２図の右側にずれた場合には、ピストン
11の前進移動（右方への移動）にともないピストン11が
危険領域から最適感度領域側へと移動し、ピストン11が
最適感度領域を通過する際タイマー回路23の設定時間よ
り短かい時間検出回路２が出力端子2a,2bからの出力が
ともにＨレベルとなる。これにより、NAND回路４の出力
がＬレベルとなって最適感度表示灯９が点灯しNAND回路
５の出力がＨレベルとなり危険感度表示灯８が消灯す
る。このとき、フリップフロップ22のセット入力及びリ
セット入力がともにＨレベルに保持されているため、フ
リップフロップ22の出力はＬレベルに保持され危険表示
等21は点灯したままとなる。すなわち、検出装置13がシ
リンダの作動に伴う振動により最適位置からずれた場
合、あるいはシリンダの故障によりピストン11が所定の
位置まで復帰しなくなった場合には、一度警告表示灯21
が点灯されると、その後シリンダの作動に伴いピストン
11が危険感度領域外へ移動した場合にも警告表示灯21が
点灯状態に保持されるため、不都合な状態となったシリ
ンダの発見が容易となる。

シリンダの故障の回復あるいは検出装置13の設定位置を
所定の位置にセットしなおすと、ピストン11が所定位置
に復帰した際に検出回路２の出力端子2a,2bの出力がと
もにＨレベルとなり、タイマー回路６の出力がＨレベル
にタイマー回路23の出力がＬレベルとなり、フリップフ
ロップ22の出力がＨレベルとなって警告表示灯21が消灯
する。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、危険感度専用出力トランジスタQ3のベースをNO
T回路７及び抵抗R4を介してタイマー回路６に接続する
代わりに、フリップフロップ22の出力端子に接続しても
よい。このように構成した場合には警告表示灯21と同様
に一度危険感度表示のためにトランジスタQ3がオン状態
となった場合には、検出装置13の設定位置が所定の位置
にセットされなおすか、シリンダの故障が回復するまで
オン状態に保持される。又、磁気センサとして磁気抵抗
素子を用いる代わりに複数のリードスイッチを用いて危
険感度領域と最適感度領域に対応して異なる信号を出力
するようにしてもよい。又、警告表示灯21を検出装置13
のケース14に取付る代わりにケース14の近傍位置に取付
けてもよい。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案によれば検出装置が使用中
の振動等により所定の設定位置からずれた場合、あるい
はシリンダの故障によりピストンの復帰位置が危険感度
領域となった場合には警告表示灯が点灯し、その後検出
装置が所定の位置にセットされなおすか、あるいはシリ
ンダの故障が回復するまでは警告表示灯の点灯が継続さ
れるので、シリンダの故障あるいは検出装置のいずれか
の不都合の発生が目視により容易に発見できる。特に、
多数のシリンダを使用した装置の場合にどのシリンダに
不都合が生じているかを一目にて発見可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を具体化したピストン位置検出装置の回
路図、第２図はピストン位置検出装置を取付けたシリン
ダの部分断面図、第３図は磁気センサの出力と警告表示
灯及び出力トランジスタのオン、オフ状態を示す図、第
４図は従来装置の回路図である。 磁気センサ１、検出回路２、OR回路３、NAND回路4,5、
タイマー回路６、NOT回路７、第１表示灯としての危険
感度表示灯８、第２表示灯としての最適感度表示灯９、
ピストン11、永久磁石12、ピストン位置検出装置13、危
険感度出力線20、警告表示灯21、フリップフロップ22、
タイマー回路23、警告信号表示保持回路24、警告信号出
力回路25、出力トランジスタQ2、トランジスタQ3。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体圧シリンダのピストン（11）に固定さ
   れた磁石（12）の磁気を検出する磁気センサ（１）の出
   力信号に基づきピストン（11）が磁気センサ（１）に対
   して所定の危険領域内にあることを検出したとき第１の
   検出信号を出力し、ピストン（11）が最適領域内にある
   ことを検出したとき第２の検出信号を出力する検出回路
   （２）と、 前記第１の検出信号に基づいて点灯する第１表示灯
   （８）と、 前記第２の検出信号に基づいて点灯する第２表示灯
   （９）と、 前記第１の検出信号のみが所定時間継続して出力された
   とき警告信号を出力する警告信号出力回路（25）と、 前記警告信号出力回路（25）の警告信号を入力すると同
   時に警告表示灯（21）を点灯する動作信号を出力し、該
   動作信号出力後、前記第２の検出信号が所定時間継続し
   て出力されたとき該検出信号に基いて前記動作信号の出
   力を停止する警告信号表示保持回路（24）と を備えた流体圧シリンダのピストン位置検出装置。