JPH07100785A - Air chuck having switch - Google Patents

Air chuck having switch

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JPH07100785A
JPH07100785A JP27504993A JP27504993A JPH07100785A JP H07100785 A JPH07100785 A JP H07100785A JP 27504993 A JP27504993 A JP 27504993A JP 27504993 A JP27504993 A JP 27504993A JP H07100785 A JPH07100785 A JP H07100785A
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linear scale
magnetoresistive element
piston
switch
permanent magnet
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雅之 野村
Yukio Ozawa
幸生 小澤
Hideo Kito
秀夫 鬼頭
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Abstract

PURPOSE:To provide an air chuck equipped with a magnetic linear scale which can correctly measure the position of the piston of the air chuck by carrying out the sufficient temperature compensation even if the environmental temperature varies within a narrow width. CONSTITUTION:An air chuck having a switch is an air chuck for holding a held article by shifting a piston 14 by the action of the compressed air and shifting a pair of chucking hooks 22 by a piston rod 28, and is equipped with a magnetic linear scale 23 which outputs the position of the piston 14 as the linear analogue data, and a detecting circuit which detects the nipping state of a pair of chuck hooks 22 on the basis of the analogue data outputted by the magnetic linear scale 23.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エアシリンダにより駆
動される一対のチャック爪で被把持物を把持するエアチ
ャックに関し、さらに詳細には、エアシリンダのピスト
ンに付設される永久磁石の位置を検出する磁気リニアス
ケールを有するスイッチ付エアチャックに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air chuck for holding an object to be held by a pair of chuck claws driven by an air cylinder. More specifically, the position of a permanent magnet attached to a piston of the air cylinder is set. The present invention relates to an air chuck with a switch having a magnetic linear scale for detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のエアチャック用スイッチは、他の
スイッチ付流体圧シリンダと同様ピストン部に永久磁石
を装着し、磁気検出器として磁気抵抗素子等を用いてピ
ストンの位置検出を行っていた。そのスイッチの内部回
路の構成を図15に示す。磁気抵抗素子101は、強磁
性体金属薄膜のパターンにより形成されている。磁気抵
抗素子101の両端に直流電圧を印加し、磁気抵抗素子
101の中間点の電圧をコンパレータ104に接続す
る。また、コンパレータ104には、基準電圧形成用抵
抗102,103により設定された比較電圧が供給され
る。コンパレータ104の出力は、電流制限抵抗10
5、表示灯を介して出力トランジスタ107のベースに
接続している。出力トランジスタ107のエミッタは、
アースに接続され、コレクタから出力が得られる。
2. Description of the Related Art In a conventional air chuck switch, a permanent magnet is attached to the piston portion like other fluid pressure cylinders with a switch, and the position of the piston is detected by using a magnetic resistance element or the like as a magnetic detector. . The structure of the internal circuit of the switch is shown in FIG. The magnetoresistive element 101 is formed of a pattern of a ferromagnetic metal thin film. A DC voltage is applied across the magnetoresistive element 101, and the voltage at the midpoint of the magnetoresistive element 101 is connected to the comparator 104. Further, the comparator 104 is supplied with the comparison voltage set by the reference voltage forming resistors 102 and 103. The output of the comparator 104 is the current limiting resistor 10
5. Connected to the base of the output transistor 107 via the indicator light. The emitter of the output transistor 107 is
It is connected to ground and the output is available from the collector.

【0003】エアチャック用スイッチを動作させた時
の、磁気検出器の磁気抵抗素子101の出力波形を図1
6にAで示す。コンパレータ104の比較電圧をBに設
定している。従って、コンパレータ104の出力、表示
灯の点灯タイミング、および出力は図16に示すように
なる。ここで、磁気抵抗素子101の出力はリニア性が
ないため、磁気抵抗素子101は、ピストンに取り付け
た磁石の位置の確認に使用できるのみである。そのた
め、エアチャックの開状態のピストン位置と、閉状態の
ピストン位置とに対応して2個の磁気検出器を取り付け
て、エアチャックの開状態と閉状態の確認を行ってい
た。また、エアチャックが対象物を把持したことを確認
するため、ピストンを中間位置で検出することが望まれ
ていた。
FIG. 1 shows an output waveform of the magnetoresistive element 101 of the magnetic detector when the air chuck switch is operated.
6 shows A. The comparison voltage of the comparator 104 is set to B. Therefore, the output of the comparator 104, the lighting timing of the indicator lamp, and the output are as shown in FIG. Here, since the output of the magnetoresistive element 101 has no linearity, the magnetoresistive element 101 can only be used to confirm the position of the magnet attached to the piston. Therefore, two magnetic detectors have been attached in correspondence with the open piston position and the closed piston position of the air chuck to check the open and closed states of the air chuck. Further, in order to confirm that the air chuck has grasped the object, it has been desired to detect the piston at the intermediate position.

【0004】しかし、一般にエアチャックのピストンス
トロークは、2〜4mmと短いため、エアチャックの開
状態検出、閉状態検出、ワーク把持状態検出を行うため
に3個の磁気検出器を取り付けるのは、困難であった。
困難であった理由を次に説明する。すなわち、狭い範囲
で2、3箇所の検出を行うには、(1)ピストンの磁石
の着磁方向の厚みを薄くすること、(2)スイッチ感度
を鈍くすること、すなわち、図16に示す比較電圧Bを
高くすること、(3)磁気検出器を2個用いてその出力
のアンドを取ることが行われる。しかし、(1)、
(2)は、磁石の温度特性や外部にある鉄等の磁性体の
接近で従来作動していたスイッチが作動しなくなる問題
があった。従って、図16に出力トランジスタの動作範
囲として示す磁気検出器の動作範囲は、技術的に4mm
程度にしか狭められず、例えば、エアチャックのピスト
ンのストロークが3mmで2個の磁気検出器を使用する
場合、図17に示すように、2個の磁気検出器が同時に
オンする領域が発生するため、その判断を制御回路で行
わなければならず、きわめて煩雑であった。また、
(3)は、内部回路が複雑化し、内部消費電流が増加す
る問題があった。
However, since the piston stroke of the air chuck is generally as short as 2 to 4 mm, it is necessary to attach three magnetic detectors to detect the open state, the closed state, and the work gripping state of the air chuck. It was difficult.
The reason why it was difficult is explained below. That is, in order to detect a few places in a narrow range, (1) reduce the thickness of the magnet of the piston in the magnetizing direction, (2) reduce the switch sensitivity, that is, the comparison shown in FIG. The voltage B is increased, and (3) the output of the two magnetic detectors is ANDed. However, (1),
In the case of (2), there is a problem that the switch that has been conventionally operated does not operate due to the temperature characteristics of the magnet and the approach of a magnetic material such as iron located outside. Therefore, the operating range of the magnetic detector shown as the operating range of the output transistor in FIG. 16 is technically 4 mm.
For example, when two magnetic detectors are used when the stroke of the air chuck piston is 3 mm, an area in which the two magnetic detectors are simultaneously turned on occurs as shown in FIG. Therefore, the determination must be performed by the control circuit, which is extremely complicated. Also,
(3) has a problem that the internal circuit becomes complicated and the internal current consumption increases.

【0005】一方、磁気抵抗素子101にリニア性をも
たせようとする試みが行われている。すなわち、磁気抵
抗素子パターンにより形成される磁気センサをリニアス
ケールとして使用することが、実公昭57−6962号
公報に記載されている。図18に従来の磁気リニアスケ
ールを示す。磁気抵抗素子51および温度補償素子52
は、一定の線幅を有するパターンとして形成されてい
る。磁気抵抗素子51および温度補償素子52のパター
ンは直角の位相差をもつように形成されている。そし
て、磁気抵抗素子51および温度補償素子52は、パタ
ーンの線の長手方向に対して直角に磁界を受けた場合
に、内部抵抗値が減少する性質を有しており、パターン
の線の長手方向に磁界を受けた場合には、内部抵抗値が
変化しない。そのため、図18に示すように、永久磁石
57が矢印Bの方向に移動する場合、磁気抵抗素子51
の内部抵抗値は変化するが、温度補償素子52の内部抵
抗値は変化しない。従って、この磁気抵抗素子51の内
部抵抗の変化を計測することにより、永久磁石の位置を
検出することができる。
On the other hand, attempts have been made to give the magnetoresistive element 101 linearity. That is, use of a magnetic sensor formed by a magnetoresistive element pattern as a linear scale is described in Japanese Utility Model Publication No. 57-6962. FIG. 18 shows a conventional magnetic linear scale. Magnetoresistive element 51 and temperature compensation element 52
Are formed as a pattern having a constant line width. The patterns of the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 52 are formed so as to have a quadrature phase difference. The magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 52 have the property that the internal resistance value decreases when a magnetic field is applied at right angles to the longitudinal direction of the pattern lines. When a magnetic field is applied to, the internal resistance value does not change. Therefore, when the permanent magnet 57 moves in the direction of arrow B as shown in FIG.
, The internal resistance value of the temperature compensation element 52 does not change. Therefore, the position of the permanent magnet can be detected by measuring the change in the internal resistance of the magnetoresistive element 51.

【0006】一方、強磁性体金属薄膜のパターンで形成
される磁気抵抗素子では温度依存性が大きく、このまま
では実用上問題がある。強磁性体金属は一般的に温度に
より内部抵抗が変化する性質があり、また磁気抵抗素子
では薄膜状のパターンであるため温度変化の影響を受け
やすい。従って、磁気抵抗素子の内部抵抗が磁界の強さ
のみでなく、周囲温度によっても変化してしまう。この
問題を解決する手段として、図18に示すように、磁気
抵抗素子51と同一形状で方向の異なる温度補償回路5
2を同一基板上に設け、差動的に温度補償を行うことが
行われていた。すなわち、磁気抵抗素子51のパターン
線の長手方向に平行に磁石57が移動された場合、磁気
抵抗素子51の内部抵抗値は減少するが、温度補償素子
52の内部抵抗値は磁界によっては変化しない。よっ
て、温度補償素子52の内部抵抗値の変化は、温度変化
のみを直接表わすこととなる。それに対して、磁気抵抗
素子51の内部抵抗値は磁界の強さ及び周囲温度の両方
により変化している。従って、磁気抵抗素子51の内部
抵抗値の変化を温度補償素子52の内部抵抗値の変化に
より温度補償することが可能である。
On the other hand, the magnetoresistive element formed by the pattern of the ferromagnetic metal thin film has a large temperature dependence, and there is a practical problem as it is. Ferromagnetic metal generally has a property that its internal resistance changes depending on temperature, and a magnetoresistive element is easily affected by temperature change because it has a thin film pattern. Therefore, the internal resistance of the magnetoresistive element changes not only with the strength of the magnetic field but also with the ambient temperature. As a means for solving this problem, as shown in FIG. 18, the temperature compensating circuit 5 having the same shape as the magnetoresistive element 51 but having different directions.
2 was provided on the same substrate to differentially perform temperature compensation. That is, when the magnet 57 is moved parallel to the longitudinal direction of the pattern line of the magnetoresistive element 51, the internal resistance value of the magnetoresistive element 51 decreases, but the internal resistance value of the temperature compensation element 52 does not change depending on the magnetic field. . Therefore, the change in the internal resistance value of the temperature compensation element 52 directly represents only the temperature change. On the other hand, the internal resistance value of the magnetoresistive element 51 changes depending on both the strength of the magnetic field and the ambient temperature. Therefore, the change in the internal resistance value of the magnetoresistive element 51 can be temperature-compensated by the change in the internal resistance value of the temperature compensating element 52.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
気リニアスケールをエアチャックのピストンに取り付け
た磁石の位置検出に使用するには、次のような問題があ
った。 (1)従来の磁気リニアスケールは幅が広くエアチャッ
クのピストンのような小さい直径のピストンに取り付け
られた磁石を検出することが困難であった。また、従来
の磁気リニアスケールは、幅が広くエアチャックが大型
化する問題があった。また、磁気リニアスケールが幅方
向に変化しているため、永久磁石の位置が幅方向にずれ
た場合に、磁気リニアスケールの出力が大きく変動して
しまっていた。そのため、永久磁石に対して磁気リニア
スケールを高い精度で取り付ける必要があり、使い勝手
が悪いという問題があった。
However, the use of the magnetic linear scale for detecting the position of the magnet attached to the piston of the air chuck has the following problems. (1) It is difficult for the conventional magnetic linear scale to detect a magnet attached to a piston having a wide width and a small diameter such as a piston of an air chuck. Further, the conventional magnetic linear scale has a problem that it has a wide width and the air chuck becomes large. Further, since the magnetic linear scale changes in the width direction, when the position of the permanent magnet is displaced in the width direction, the output of the magnetic linear scale fluctuates greatly. Therefore, it is necessary to attach the magnetic linear scale to the permanent magnet with high accuracy, and there is a problem that the usability is poor.

【0008】(2)従来のように磁気抵抗素子51およ
び温度補償素子52を利用して差動的に温度補償を行わ
せるためには、磁気抵抗素子51および温度補償素子5
2の寸法を精度よく管理することが必要であった。磁気
抵抗素子51の温度変化による内部抵抗値の変化を温度
補償するのに、磁気抵抗素子51および温度補償素子5
2の寸法精度が悪いと複雑な演算や定数を決定するため
の余分な実験等が必要になるためである。ここで、磁気
抵抗素子51および温度補償素子52の寸法等は、蒸着
により膜厚が決まり、エッチング加工によりパターンの
線幅が決まる。このうち、ウエットエッチング加工は、
エッチング液の濃度や液温度等により大きく変動するも
のであり、パターンの線幅を所定の幅に精度よく加工す
るのは難しかった。従って、磁気抵抗素子51および温
度補償素子52の加工精度を良くすることは困難であ
り、また、そのために余分なコストが発生していた。こ
のことは特に、磁気センサを周囲温度が数十度の幅で変
化する環境で使用するような場合に問題となっていた。 (3)上記問題は、エアチャックのみならず、単ストロ
ークシリンダ一般で発生している問題であった。
(2) In order to perform temperature compensation differentially using the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 52 as in the prior art, the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 5 are used.
It was necessary to accurately control the dimensions of No. 2. In order to temperature-compensate the change in the internal resistance value due to the temperature change of the magnetoresistive element 51, the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 5
This is because if the dimensional accuracy of 2 is poor, an extra experiment for determining a complicated operation or a constant is required. Here, with respect to the dimensions of the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 52, the film thickness is determined by vapor deposition, and the line width of the pattern is determined by etching. Of these, the wet etching process is
Since it greatly varies depending on the concentration of the etching solution, the solution temperature, etc., it is difficult to accurately process the line width of the pattern to a predetermined width. Therefore, it is difficult to improve the processing accuracy of the magnetoresistive element 51 and the temperature compensating element 52, and for that reason, extra cost is generated. This is especially a problem when the magnetic sensor is used in an environment in which the ambient temperature changes within a range of several tens of degrees. (3) The above-mentioned problem has not only occurred in the air chuck but also in the single-stroke cylinder in general.

【0009】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、幅が狭くかつ周囲温度が変化し
ても十分な温度補償を行って、エアチャックのピストン
位置を正確に測定可能な磁気リニアスケールを取り付け
たエアチャックを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to accurately measure the piston position of the air chuck by performing sufficient temperature compensation even if the width is narrow and the ambient temperature changes. It is an object to provide an air chuck equipped with a possible magnetic linear scale.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、(1)本発明のスイッチ付エアチャックは、圧縮空
気の作用によりピストンを移動し、該ピストンに備えら
れたロッドにより一対のチャック爪を移動させて被把持
物を把持するエアチャックであって、ピストンの位置を
リニアなアナログデータとして出力するリニアスケール
と、リニアスケールの出力するアナログデータに基づい
て、一対のチャック爪の把持状態を検知するチャック把
持検知手段とを有する。また、(2)上記(1)に記載
するものにおいて、リニアスケールが、基板上に強磁性
体金属の蒸着薄膜により形成され、磁気抵抗効果を奏す
る磁気抵抗素子により構成され、磁気抵抗素子が、ピス
トンに付設された永久磁石が移動する方向と直交する方
向において一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向
において密度がリニアに変化する磁気リニアスケールで
あることを特徴とする。
In order to achieve this object, (1) In an air chuck with a switch of the present invention, a piston is moved by the action of compressed air, and a pair of chucks is provided by a rod provided on the piston. An air chuck that moves a claw to grip an object to be gripped, and grasps a pair of chuck claws based on the linear scale that outputs the piston position as linear analog data and the analog data that the linear scale outputs. And a chuck grip detection means for detecting (2) In the device described in (1) above, the linear scale is formed by a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal on a substrate, and is composed of a magnetoresistive element that exhibits a magnetoresistive effect. The magnetic linear scale is characterized in that the permanent magnet attached to the piston is formed with a constant width in the direction orthogonal to the moving direction, and the density linearly changes in the moving direction of the permanent magnet.

【0011】また、(3)本発明のスイッチ付エアシリ
ンダは、圧縮空気の作用により移動するピストンの位置
をリニアなアナログデータとして出力するリニアスケー
ルと、前記リニアスケールの出力するアナログデータに
基づいて、前記ピストンの中間位置を検知する中間位置
検知手段とを有し、前記リニアスケールが、基板上に強
磁性体金属の蒸着薄膜により形成され、磁気抵抗効果を
奏する磁気抵抗素子により構成され、前記磁気抵抗素子
が、前記ピストンに付設された永久磁石が移動する方向
と直交する方向において一定幅で形成され、前記永久磁
石が移動する方向において密度がリニアに変化する磁気
リニアスケールであることを特徴とする。
(3) In the air cylinder with a switch of the present invention, based on the linear scale which outputs the position of the piston moved by the action of compressed air as linear analog data, and the analog data which the linear scale outputs. An intermediate position detecting means for detecting an intermediate position of the piston, wherein the linear scale is formed by a vapor deposition thin film of a ferromagnetic metal on a substrate, and is composed of a magnetoresistive element that exhibits a magnetoresistive effect, The magnetoresistive element is a magnetic linear scale that is formed with a constant width in a direction orthogonal to a direction in which the permanent magnet attached to the piston moves, and has a density that linearly changes in the direction in which the permanent magnet moves. And

【0012】また、(4)上記(2)または(3)に記
載するものにおいて、磁気抵抗素子が同一線幅を有し、
永久磁石が移動する方向に密度を順次変化させたことを
特徴とする。また、(5)上記(2)または(3)に記
載するものにおいて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動
する方向に線幅を順次変化させたことを特徴とする。ま
た、(6)上記(2)または(3)に記載するものにお
いて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動する方向に広い
線幅を有するパターンの密度を順次変化させたことを特
徴とする。また、(7)上記(2)または(3)に記載
するものにおいて、磁気抵抗素子が、永久磁石が移動す
る方向に線幅および密度を順次変化させたことを特徴と
する。
(4) In the structure described in (2) or (3) above, the magnetoresistive elements have the same line width,
It is characterized in that the density is sequentially changed in the direction in which the permanent magnet moves. (5) In the device described in (2) or (3) above, the magnetoresistive element sequentially changes the line width in the direction in which the permanent magnet moves. (6) In the device described in (2) or (3) above, the magnetoresistive element sequentially changes the density of a pattern having a wide line width in the moving direction of the permanent magnet. (7) In the device described in (2) or (3) above, the magnetoresistive element is characterized in that the line width and the density are sequentially changed in a direction in which the permanent magnet moves.

【0013】[0013]

【作用】上記の構成よりなる本発明のスイッチ付エアチ
ャックにおいては、圧縮空気の作用により駆動されるピ
ストンが、一対のチャック爪を平行移動させて被把持物
を把持する。このとき、ピストンの位置は、開状態と閉
状態の中間位置にある。スイッチである磁気検出器の磁
気リニアスケールは、ピストンに固着された永久磁石が
該磁気リニアスケールと一定間隔を保ちながら平行に移
動するときに、永久磁石が発生する磁界の強さに応じて
電気的な抵抗値が減少する。このとき、磁気リニアスケ
ールが永久磁石の移動方向において密度がリニアに変化
しているので、永久磁石の位置と電気的な抵抗値の減少
値とが1対1で対応する。従って、この抵抗値の変化を
測定することによりピストンの位置を計測することがで
きる。この抵抗値を基準値と比較することにより、エア
チャックが開状態にあるか、閉状態にあるか、対象物を
把持した状態にあるかを判断し、その判断を出力する。
In the air chuck with a switch of the present invention having the above-mentioned structure, the piston driven by the action of compressed air moves the pair of chuck claws in parallel to grip the object to be grasped. At this time, the position of the piston is at an intermediate position between the open state and the closed state. The magnetic linear scale of the magnetic detector, which is a switch, uses an electric power according to the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet when the permanent magnet fixed to the piston moves in parallel with the magnetic linear scale while maintaining a constant distance. Resistance decreases. At this time, since the density of the magnetic linear scale changes linearly in the moving direction of the permanent magnets, there is a one-to-one correspondence between the position of the permanent magnets and the reduced value of the electrical resistance value. Therefore, the position of the piston can be measured by measuring the change in the resistance value. By comparing this resistance value with a reference value, it is determined whether the air chuck is in an open state, a closed state, or a state of gripping an object, and outputs the determination.

【0014】ここで、周囲温度が変化した場合、磁気抵
抗素子の内部抵抗値も周囲温度に応じて変化する。一
方、温度補償回路は、磁気抵抗素子を構成するパターン
の線幅よりも小さい線幅のパターンで構成されているの
で、温度補償回路は、磁気抵抗素子と比べて磁界の強さ
の変化の影響を受けることが少ないため、正確に磁気抵
抗素子の温度補償を行うことができる。さらに、温度補
償回路のパターンの線幅を6μ以下で形成すれば、温度
補償回路の内部抵抗値が磁界の強さの影響をほとんど受
けなくなり、周囲温度のみによって変化することになる
ので、この温度補償回路を使用して容易に磁気抵抗素子
の温度補償を行うことができる。
When the ambient temperature changes, the internal resistance value of the magnetoresistive element also changes according to the ambient temperature. On the other hand, since the temperature compensating circuit is composed of a pattern having a line width smaller than the line width of the pattern forming the magnetoresistive element, the temperature compensating circuit is affected by the change in the strength of the magnetic field as compared with the magnetoresistive element. Since it is less likely to be affected, the temperature of the magnetoresistive element can be accurately compensated. Furthermore, if the line width of the pattern of the temperature compensation circuit is formed to be 6 μm or less, the internal resistance value of the temperature compensation circuit is hardly affected by the strength of the magnetic field and changes only by the ambient temperature. The temperature of the magnetoresistive element can be easily compensated by using the compensation circuit.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例であるス
イッチ付エアチャックについて図面を参照して説明す
る。スイッチ付エアチャックの構成を図1に示す。直方
体形状のエアチャック本体27の左端面の中心位置に有
底円筒孔状のシリンダ孔12が穿設されている。シリン
ダ孔12の有底部の中心にロッド孔29が穿設されてい
る。シリンダ孔12にピストン14が摺動可能に嵌合さ
れている。ピストン14と一体であるロッド18がロッ
ド孔29より外部に突出している。ピストン14の外周
に形成された2つの溝の一方に永久磁石13が取り付け
られている。また、他の溝に0リングが取り付けられて
いる。シリンダ孔12右端の開口部は、密閉ネジ17が
シリンダ孔12に形成された雌ネジ部にねじ込まれて密
閉されている。ピストン14は、密閉ネジ17に取り付
けられた復帰ばね16により左方向に付勢されている。
シリンダ孔12のピストンの左側の部屋に図示しない駆
動空気孔が穿設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An air chuck with a switch, which is an embodiment of the present invention, will be described below with reference to the drawings. The structure of an air chuck with a switch is shown in FIG. A cylinder hole 12 having a bottomed cylindrical hole is formed at the center position of the left end surface of the air chuck body 27 having a rectangular parallelepiped shape. A rod hole 29 is formed at the center of the bottom of the cylinder hole 12. A piston 14 is slidably fitted in the cylinder hole 12. A rod 18 which is integral with the piston 14 projects to the outside from a rod hole 29. The permanent magnet 13 is attached to one of the two grooves formed on the outer circumference of the piston 14. In addition, the O-ring is attached to the other groove. The opening at the right end of the cylinder hole 12 is hermetically closed by screwing a sealing screw 17 into a female screw portion formed in the cylinder hole 12. The piston 14 is biased to the left by a return spring 16 attached to a sealing screw 17.
A drive air hole (not shown) is formed in the chamber on the left side of the piston in the cylinder hole 12.

【0016】エアチャックの左端面に一対のチャック爪
22が図示しないガイドにより平行移動可能に付設され
ている。チャック爪22の右端付近に形成された作動軸
21にアーム20の切欠き部が摺動可能に嵌合してい
る。一対のアーム20は、支点軸30を中心として回転
可能に付設されている。一対のアーム20の切欠き部と
反対の位置に穿設された図示しない係合孔が、ロッド1
8の先端部の係合孔と止めピン19により回転可能に係
合されている。一方、シリンダ孔12と平行な位置にス
イッチである磁気検出器11が取り付けられている。磁
気検出器11の構成を図2に示す。図2の(b)は、図
1と同じ方向から磁気検出器11を見たときの断面図で
ある。図2の(a)は、その側面図である。磁気検出器
11の内部には、磁気リニアスケール23と検出回路3
1とが固設されている。
A pair of chuck claws 22 are attached to the left end surface of the air chuck so as to be movable in parallel by a guide (not shown). The notch of the arm 20 is slidably fitted to the operating shaft 21 formed near the right end of the chuck claw 22. The pair of arms 20 is attached so as to be rotatable around a fulcrum shaft 30. The rod 1 has an engagement hole (not shown) formed at a position opposite to the cutout portion of the pair of arms 20.
8 is rotatably engaged with an engaging hole at the tip of the stopper 8 and a stop pin 19. On the other hand, a magnetic detector 11 which is a switch is attached at a position parallel to the cylinder hole 12. The structure of the magnetic detector 11 is shown in FIG. 2B is a cross-sectional view when the magnetic detector 11 is viewed from the same direction as FIG. FIG. 2A is a side view thereof. Inside the magnetic detector 11, the magnetic linear scale 23 and the detection circuit 3 are provided.
1 and 1 are fixed.

【0017】先に、上記構成を有するエアチャックの作
用を説明する。対象物が一対のチャック爪22の間にあ
ることを図示しないセンサにより検知して、シリンダ孔
12に圧縮空気が送られ、一対のチャック爪22が平行
に移動され、対象物を把持する。このときのピストン1
4の位置は、対象物により一定であるから、磁気検出器
11により把持状態にあるピストン14に固着された永
久磁石13の位置を検知することにより、エアチャック
が対象物を把持しているか否かを判断することが可能で
ある。
First, the operation of the air chuck having the above structure will be described. A sensor (not shown) detects that the target object is between the pair of chuck claws 22, the compressed air is sent to the cylinder hole 12, and the pair of chuck claws 22 are moved in parallel to grip the target object. Piston 1 at this time
Since the position of No. 4 is constant depending on the object, whether or not the air chuck is holding the object is detected by detecting the position of the permanent magnet 13 fixed to the piston 14 in the grip state by the magnetic detector 11. It is possible to judge whether or not.

【0018】次に、本発明で使用している磁気リニアス
ケール23について詳細に説明する。磁気リニアスケー
ル23の概略構成を4種類示す。図3は、磁気抵抗素子
R1の線幅W1が一定で密度を順次変化させた第一実施
例を示している。図4は、磁気抵抗素子R1の密度は一
定で線幅を順次変化させた第二実施例を示している。図
5は、磁気抵抗素子R1の密度は一定で広い線幅を有す
るパターンの密度を順次変化させた第三の実施例を示し
ている。図6は、第一実施例と第二実施例とを組み合わ
せた第四実施例を示している。いずれの実施例も、磁気
抵抗素子R1は、永久磁石57が移動する方向Bと直交
する方向に一定幅WBで形成され、永久磁石13が移動
する方向Bにおいて密度がリニアに変化している。
Next, the magnetic linear scale 23 used in the present invention will be described in detail. Four types of schematic configurations of the magnetic linear scale 23 are shown. FIG. 3 shows a first embodiment in which the line width W1 of the magnetoresistive element R1 is constant and the density is sequentially changed. FIG. 4 shows a second embodiment in which the density of the magnetoresistive element R1 is constant and the line width is sequentially changed. FIG. 5 shows a third embodiment in which the density of the magnetoresistive element R1 is constant and the density of a pattern having a wide line width is sequentially changed. FIG. 6 shows a fourth embodiment in which the first embodiment and the second embodiment are combined. In each of the embodiments, the magnetoresistive element R1 is formed with a constant width WB in the direction orthogonal to the direction B in which the permanent magnet 57 moves, and the density changes linearly in the direction B in which the permanent magnet 13 moves.

【0019】図7に磁気抵抗素子R1を利用した磁気リ
ニアスケール23の第一の実施例の構成を示す。磁気リ
ニアスケール23上には、磁気抵抗素子R1と温度補償
回路R2との2つのつづら折れ状のパターンが、各々直
角の位相差をもつように形成されている。ここで、磁気
抵抗素子R1は、図8の(a)に部分拡大図で示すよう
に、線幅W1=20μと一定でつづら折れパターンとし
て形成されている。磁気抵抗素子R1のつづら折れの間
隔WAは、左端部におけるWA1=1.085mmか
ら、右端部におけるWA77=0.325mmまで、つ
づら折れの間隔WAを0.01mmづつ減少させながら
39往復させている。これにより、磁気抵抗素子R1の
密度は3倍以上に変化している。本実施例の磁気リニア
スケール23は、幅3mm、長さ約60mmである。本
実施例の磁気リニアスケール23によれば、磁気抵抗素
子R1のつづら折れパターンの幅を一定にしたままで、
密度を変化させているので、磁気リニアスケール23の
幅を3mmと小さくすることができている。
FIG. 7 shows the configuration of the first embodiment of the magnetic linear scale 23 using the magnetoresistive element R1. On the magnetic linear scale 23, two serpentine patterns of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensating circuit R2 are formed so as to each have a phase difference of a right angle. Here, as shown in the partially enlarged view of FIG. 8A, the magnetoresistive element R1 is formed in a constant zigzag pattern with a line width W1 = 20 μm. The zigzag spacing WA of the magnetoresistive element R1 is from WA1 = 1.085 mm at the left end portion to WA77 = 0.325 mm at the right end portion, and the zigzag spacing WA is decreased by 0.01 mm to make 39 reciprocations. . As a result, the density of the magnetoresistive element R1 is changed to three times or more. The magnetic linear scale 23 of this embodiment has a width of 3 mm and a length of about 60 mm. According to the magnetic linear scale 23 of the present embodiment, the width of the zigzag pattern of the magnetoresistive element R1 is kept constant,
Since the density is changed, the width of the magnetic linear scale 23 can be reduced to 3 mm.

【0020】また、温度補償回路R2は、図8の(b)
に部分拡大図で示すように、線幅W2=4μで4往復の
つづら折れパターンとして形成されている。本実施例で
は、磁気抵抗素子R1および温度補償回路R2の素材で
ある強磁性体金属として、共にパーマロイ(Ni−F
e,83:17)を使用している。磁気抵抗素子R1
は、パターンの線の長手方向に対して直角に磁界を受け
た場合に、抵抗値が減少する性質を有しており、パター
ンの線の長手方向に磁界を受けた場合には、抵抗値が変
化しない。磁気抵抗素子R1の両端に端子部24,25
が配設され、温度補償回路R2の両端に端子部25,2
6が配設されている。
The temperature compensating circuit R2 is shown in FIG.
As shown in the partially enlarged view, the line width W2 is 4 μm and the pattern is formed as a four-fold zigzag folded pattern. In this embodiment, as the ferromagnetic metal that is the material of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensating circuit R2, permalloy (Ni-F) is used.
e, 83:17). Magnetoresistive element R1
Has a property that the resistance value decreases when a magnetic field is applied at right angles to the longitudinal direction of the pattern lines, and the resistance value decreases when a magnetic field is applied in the longitudinal direction of the pattern lines. It does not change. Terminal portions 24, 25 are provided at both ends of the magnetoresistive element R1.
Is provided, and terminal portions 25, 2 are provided at both ends of the temperature compensation circuit R2.
6 are provided.

【0021】次に磁気検出器11の検出回路について説
明する。図11に磁気リニアスケール23の検出回路3
1を示す。磁気リニアスケール23の端子24,26の
間に直流電圧Vccがかけられている。磁気リニアスケ
ール23の中点電圧25を第一コンパレータ45のマイ
ナス側入力、および第二コンパレータ46のプラス側入
力に接続する。一方、第二コンパレータ46のマイナス
側入力は抵抗49を介してアースに接続され、第一コン
パレータ45のプラス側入力は可変抵抗47を介してV
ccに接続されている。また、第一コンパレータ45の
プラス側入力と第二コンパレータE2のマイナス側入力
とは、抵抗48を介して接続されている。可変抵抗47
および抵抗48,49により、第一コンパレータ45に
高い方の基準電圧E1が、第二コンパレータ46に低い
方の基準電圧E2が供給されている。ここで、本実施例
のスイッチ付エアチャックでは、基準電圧E1,E2
は、一対のチャック爪22が対象物を把持している状態
でのピストン14に固着された永久磁石13の位置の上
下限値を設定している。
Next, the detection circuit of the magnetic detector 11 will be described. FIG. 11 shows the detection circuit 3 of the magnetic linear scale 23.
1 is shown. A DC voltage Vcc is applied between the terminals 24 and 26 of the magnetic linear scale 23. The midpoint voltage 25 of the magnetic linear scale 23 is connected to the negative side input of the first comparator 45 and the positive side input of the second comparator 46. On the other hand, the minus side input of the second comparator 46 is connected to the ground via the resistor 49, and the plus side input of the first comparator 45 is V via the variable resistor 47.
connected to cc. Further, the positive side input of the first comparator 45 and the negative side input of the second comparator E2 are connected via a resistor 48. Variable resistor 47
The resistors 48 and 49 supply the higher reference voltage E1 to the first comparator 45 and the lower reference voltage E2 to the second comparator 46. Here, in the air chuck with a switch of the present embodiment, the reference voltages E1 and E2 are
Sets the upper and lower limit values of the position of the permanent magnet 13 fixed to the piston 14 in the state where the pair of chuck claws 22 hold the object.

【0022】第一および第二コンパレータ45,46の
出力は、トランジスタ42のベース、および抵抗を介し
てVccに接続している。トランジスタ42のコレクタ
は、発光ダイオード44および抵抗を介してVccに接
続している。トランジスタ42のエミッタは、トランジ
スタ43のベースに接続している。トランジスタ43の
コレクタは出力端子41に接続している。トランジスタ
43のエミッタは、アースに接続している。
The outputs of the first and second comparators 45 and 46 are connected to Vcc via the base of the transistor 42 and a resistor. The collector of the transistor 42 is connected to Vcc via the light emitting diode 44 and the resistor. The emitter of the transistor 42 is connected to the base of the transistor 43. The collector of the transistor 43 is connected to the output terminal 41. The emitter of the transistor 43 is connected to ground.

【0023】次に、上記構成を有する検出回路31の作
用について説明する。磁気リニアスケール23の中点電
圧は、図14に示す波形となる。すなわち、図14に第
一実施例の磁気リニアスケール23の実験データを示
す。横軸に永久磁石13の位置を移動距離として示し、
縦軸に出力Sを示す。永久磁石13は、ピストン14に
付設される円筒状で厚さが1mmである。永久磁石13
と磁気リニアスケール23との間隔を2mmとった状態
で永久磁石を磁気リニアスケール23の長手方向に平行
移動させる実験のデータである。永久磁石13が磁気リ
ニアスケール23の左端部から右端部に移動するに伴っ
て、磁気リニアスケール23の密度が高くなるため、磁
気抵抗素子R1の内部抵抗が減少するため、出力Sは磁
気抵抗素子R1の内部抵抗の減少に比例して減少してい
る。従って、図14より永久磁石13の移動距離が40
mm以内であれば、出力Sにより永久磁石13の位置を
リニアに検出できることがわかる。エアチャックでは、
ピストン14の動作範囲が4mm程度であるので、この
磁気リニアスケール23によれば、ピストン14に固着
された永久磁石13の位置を正確に検出することができ
る。
Next, the operation of the detection circuit 31 having the above structure will be described. The midpoint voltage of the magnetic linear scale 23 has the waveform shown in FIG. That is, FIG. 14 shows experimental data of the magnetic linear scale 23 of the first embodiment. The horizontal axis indicates the position of the permanent magnet 13 as a moving distance,
The vertical axis represents the output S. The permanent magnet 13 has a cylindrical shape attached to the piston 14 and has a thickness of 1 mm. Permanent magnet 13
2 is data of an experiment in which a permanent magnet is translated in the longitudinal direction of the magnetic linear scale 23 in a state where the distance between the magnetic linear scale 23 and the magnetic linear scale 23 is 2 mm. As the permanent magnet 13 moves from the left end to the right end of the magnetic linear scale 23, the density of the magnetic linear scale 23 increases, and the internal resistance of the magnetoresistive element R1 decreases. It decreases in proportion to the decrease in the internal resistance of R1. Therefore, from FIG. 14, the moving distance of the permanent magnet 13 is 40
It can be seen that the position of the permanent magnet 13 can be linearly detected by the output S if it is within mm. With the air chuck,
Since the operating range of the piston 14 is about 4 mm, the magnetic linear scale 23 can accurately detect the position of the permanent magnet 13 fixed to the piston 14.

【0024】磁気リニアスケール23の中点電圧がE1
より高い時、またはE2より低い時は、第一および第二
コンパレータ45,46の出力はいずれもローレベルと
なり、トランジスタ42,43のベースに電圧がかから
ないので、トランジスタ42,43はオフとなる。次
に、中点電圧がE1とE2の間にある時は、第一および
第二コンパレータ45,46の出力が共にハイレベルと
なり、トランジスタ42のベースに電圧がかかるので、
発光ダイオード44に電流が流れ、点灯する。さらに、
トランジスタ43のベースに電圧がかかるので、出力S
がオンとなる。これにより、チャック爪22が対象物を
把持しているか否かを正確に判断することができる。上
記関係をグラフ化すると図12に示すようになる。
The midpoint voltage of the magnetic linear scale 23 is E1.
When it is higher or lower than E2, the outputs of the first and second comparators 45 and 46 are both at the low level and no voltage is applied to the bases of the transistors 42 and 43, so the transistors 42 and 43 are turned off. Next, when the midpoint voltage is between E1 and E2, the outputs of the first and second comparators 45 and 46 both become high level, and the voltage is applied to the base of the transistor 42.
A current flows through the light emitting diode 44 and the light emitting diode 44 is turned on. further,
Since a voltage is applied to the base of the transistor 43, the output S
Turns on. This makes it possible to accurately determine whether or not the chuck claw 22 is gripping the target object. A graph of the above relationship is shown in FIG.

【0025】可変抵抗47を変化させることにより、従
来技術では困難であった動作範囲1mm以下の磁気検出
器11が実現できる。このとき、可変抵抗47を変化さ
せても磁気検出器11の感度は影響を受けないので、動
作範囲が狭くても安定して動作できる。また、可変抵抗
47を変化させることにより、永久磁石13の任意の位
置で出力信号をオンにすることができるので、対象物把
持状態を検出できるように磁気検出器11を設定する場
合に、磁気検出器11を移動させずに、可変抵抗47の
みで設定できるため、使い勝手がよい。また、対象物が
変わったときでも、設定が容易である。また、本実施例
の磁気検出器11は、従来のスイッチに比べて幅が狭い
ので、3個の磁気検出器11を取り付けることが可能で
あり、それにより、開状態の検出、閉状態の検出、およ
び対象物を把持している状態の各々の位置を検出するこ
とが可能である。本実施例では、磁気検出器11で磁気
リニアスケール23の出力により、位置検出を行い、オ
ンオフ信号で出力を出しているが、磁気リニアスケール
23の位置信号出力をそのまま出力して、外部制御装置
によりピストン14位置を演算してもよい。そうすれ
ば、開状態、閉状態、把持状態を検出するのに、1個の
磁気検出器11を取り付けるだけで済む。
By changing the variable resistor 47, it is possible to realize the magnetic detector 11 having an operating range of 1 mm or less, which is difficult with the prior art. At this time, even if the variable resistor 47 is changed, the sensitivity of the magnetic detector 11 is not affected, so that stable operation can be achieved even if the operating range is narrow. Further, since the output signal can be turned on at an arbitrary position of the permanent magnet 13 by changing the variable resistance 47, when the magnetic detector 11 is set so as to detect the object grasping state, Since it can be set only by the variable resistor 47 without moving the detector 11, it is easy to use. Further, even when the target object changes, the setting is easy. Further, since the magnetic detector 11 of the present embodiment has a narrower width than the conventional switch, it is possible to attach three magnetic detectors 11, thereby detecting the open state and the closed state. , And the position of each of the states in which the object is gripped can be detected. In the present embodiment, the magnetic detector 11 detects the position by the output of the magnetic linear scale 23 and outputs the output as the ON / OFF signal. However, the position signal output of the magnetic linear scale 23 is output as it is, and the external control device is used. The piston 14 position may be calculated by Then, only one magnetic detector 11 needs to be attached to detect the open state, the closed state, and the gripped state.

【0026】次に、周囲温度が変化する場合について説
明する。温度補償回路R2について説明する。本発明者
が実験したデータを図13に示す。横軸は、パターンを
構成する線幅をミクロン単位で示し、縦軸は、そのパタ
ーンを磁気抵抗素子R1として使用した場合の磁気抵抗
変化率を示している。磁界の強さを100ガウスで実験
したデータを点線L1で示し、磁界の強さを50ガウス
で実験したデータを一点鎖線L2で示し、磁界の強さを
25ガウスで実験したデータを実線L3で示す。
Next, the case where the ambient temperature changes will be described. The temperature compensation circuit R2 will be described. The data that the present inventor conducted an experiment are shown in FIG. The horizontal axis represents the line width of the pattern in units of microns, and the vertical axis represents the magnetoresistance change rate when the pattern is used as the magnetoresistive element R1. The data of the magnetic field strength of 100 gauss is shown by the dotted line L1, the data of the magnetic field strength of 50 gauss is shown by the alternate long and short dash line L2, and the data of the magnetic field strength of 25 gauss is shown by the solid line L3. Show.

【0027】このデータによれば、パターン幅が減少す
ると、磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率が減少しているこ
とがわかる。従って、温度補償回路R2として、磁気抵
抗素子R1のパターン幅よりも小さい線幅のパターンを
使用すれば、温度補償回路R2の磁界の強さによる影響
が少ないので、従来の同一幅のパターンを使用していた
温度補償回路52よりも正確に温度補償を行うことが可
能である。すなわち、線幅の大きいパターンを使用する
温度補償回路の場合と比較して、線幅の小さいパターン
を使用する温度補償回路の方が磁界の強さの影響を受け
る量が少ない分だけ、線幅の製作精度に誤差があった場
合でも、正確な温度補償を行うことができる。
According to this data, it can be seen that the rate of change in magnetoresistance of the magnetoresistive element decreases as the pattern width decreases. Therefore, if a pattern having a line width smaller than the pattern width of the magnetoresistive element R1 is used as the temperature compensating circuit R2, the influence of the magnetic field strength of the temperature compensating circuit R2 is small. It is possible to perform temperature compensation more accurately than the temperature compensation circuit 52 that has been used. That is, as compared with the case of the temperature compensation circuit using a pattern with a large line width, the temperature compensation circuit using a pattern with a small line width is less affected by the strength of the magnetic field. Even if there is an error in the manufacturing precision of, accurate temperature compensation can be performed.

【0028】さらに、このデータより、磁気抵抗素子の
パターンを構成する線の線幅を6μ以下とすると磁気抵
抗変化率が著しく減少することがわかる。従って、パタ
ーン幅を6μ以下とすれば、磁気抵抗素子と同じ素材で
ある強磁性体金属薄膜を使用しても磁界の強さによって
薄膜の内部抵抗値が変化する割合が少ないことがわか
る。一方、周囲の温度変化による内部抵抗値の変化は、
パターン幅によって影響を受けないため、強磁性体金属
薄膜をパターン幅6μ以下で形成すれば、温度補償回路
として優れた性質を持つことがわかる。すなわち、温度
補償回路R2が磁気抵抗素子R1と同じ材質の強磁性体
金属薄膜で構成され、かつパターン幅が6μ以下で形成
されているので、製造工程におけるエッチング工程等の
ばらつきによって温度補償回路R2がほとんど影響を受
けないため、常に正確な温度補償を行うことができる。
また、温度補償回路R2の形状を磁気抵抗素子R1の形
状と無関係に決定することが可能となり、温度補償回路
R2を図7に示すように小型化することができる。
Further, from this data, it is understood that the rate of change in magnetoresistance is remarkably reduced when the line width of the line forming the pattern of the magnetoresistive element is 6 μm or less. Therefore, it can be seen that if the pattern width is 6 μm or less, even if a ferromagnetic metal thin film, which is the same material as the magnetoresistive element, is used, the rate of change in the internal resistance of the thin film due to the strength of the magnetic field is small. On the other hand, the change in internal resistance due to the change in ambient temperature is
Since it is not affected by the pattern width, it can be seen that if the ferromagnetic metal thin film is formed with a pattern width of 6 μm or less, it has excellent properties as a temperature compensation circuit. That is, since the temperature compensating circuit R2 is composed of a ferromagnetic metal thin film made of the same material as the magnetoresistive element R1 and has a pattern width of 6 μm or less, the temperature compensating circuit R2 may be different due to variations in the etching process in the manufacturing process. Is almost unaffected, so accurate temperature compensation can always be performed.
Further, the shape of the temperature compensating circuit R2 can be determined regardless of the shape of the magnetoresistive element R1, and the temperature compensating circuit R2 can be downsized as shown in FIG.

【0029】次に、第二の磁気リニアスケールについて
説明する。図9に磁気抵抗素子R1を利用した磁気リニ
アスケール23の第二実施例の構成を示す。磁気リニア
スケール23上には、磁気抵抗素子R1と温度補償回路
R2との2つのつづら折れ状のパターンが、各々直角の
位相差をもつように形成されている。ここで、磁気抵抗
素子R1は、図10の(a)および(c)に部分拡大図
で示すように、線幅W1は左端部で4μから、右端部で
42.5μまで0.5μづつ線幅を拡大しながら、39
往復してつづら折れパターンを形成している。ここで、
つづら折れの間隔WAは0.705mmで一定である。
これにより、磁気抵抗素子R1の密度は左端部と右端部
とで約10倍に変化している。
Next, the second magnetic linear scale will be described. FIG. 9 shows the configuration of the second embodiment of the magnetic linear scale 23 using the magnetoresistive element R1. On the magnetic linear scale 23, two serpentine patterns of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensating circuit R2 are formed so as to each have a phase difference of a right angle. Here, the magnetoresistive element R1 has a line width W1 of 0.5 μ each from 4 μ at the left end to 42.5 μ at the right end, as shown in a partially enlarged view of FIGS. While expanding the width, 39
It reciprocates to form a zigzag pattern. here,
The interval WA of the zigzag is 0.705 mm, which is constant.
As a result, the density of the magnetoresistive element R1 changes about 10 times at the left end and the right end.

【0030】また、温度補償回路R2は、図10の
(b)に部分拡大図で示すように、線幅W2=4μで4
往復のつづら折れパターンとして形成されている。本実
施例では、磁気抵抗素子R1および温度補償回路R2の
素材である強磁性体金属として、共にパーマロイ(Ni
−Fe,83:17)を使用している。磁気抵抗素子R
1は、パターンの線の長手方向に対して直角に磁界を受
けた場合に、抵抗値が減少する性質を有しており、パタ
ーンの線の長手方向に磁界を受けた場合には、抵抗値が
変化しない。磁気抵抗素子R1の両端に端子部24,2
5が配設され、温度補償回路R2の両端に端子部25,
26が配設されている。第二実施例によれば、磁気抵抗
素子R1の密度を第一実施例の3倍以上にできるため、
永久磁石13の検出感度を高めることができる。
The temperature compensating circuit R2 has a line width W2 = 4 μm and a line width W2 = 4 μm, as shown in a partially enlarged view of FIG.
It is formed as a reciprocating zigzag pattern. In this embodiment, as the ferromagnetic metal which is the material of the magnetoresistive element R1 and the temperature compensation circuit R2, permalloy (Ni) is used.
-Fe, 83:17) is used. Magnetoresistive element R
1 has a property that the resistance value decreases when a magnetic field is applied at right angles to the longitudinal direction of the pattern lines, and the resistance value decreases when a magnetic field is applied in the longitudinal direction of the pattern lines. Does not change. Terminal portions 24, 2 are provided at both ends of the magnetoresistive element R1.
5 is provided, and terminal portions 25,
26 are provided. According to the second embodiment, the density of the magnetoresistive element R1 can be three times or more that of the first embodiment.
The detection sensitivity of the permanent magnet 13 can be increased.

【0031】次に、第三の実施例は図5に示すように、
左端部では4本のつづら折れのうちの1本が広い線幅を
有し、次の4本のつづら折れでは2本が広い幅を有し、
次の4本のつづら折れでは3本が広い幅を有し、次の4
本のつづら折れでは4本が広い幅を有している。このよ
うに、広い幅を有する線の密度を順次変化させることに
より、一定幅WBを有しながら密度をリニアに変化させ
ている。次に、第四実施例によれば、第一実施例と第二
実施例とを組み合わせているので、磁気リニアスケール
23の左端部と右端部とで磁気抵抗素子R1の密度を3
0倍変化させることができるため、永久磁石13の検出
感度をさらに高くすることができる。
Next, in the third embodiment, as shown in FIG.
At the left end, one of the four zigzag folds has a wide line width, and the next four zigzag folds has two wide lines,
In the next four spelling folds, three have a wide width and the next four
Four of the zigzag folds of the book have a wide width. In this way, by sequentially changing the density of the line having a wide width, the density is linearly changed while having the constant width WB. Next, according to the fourth embodiment, since the first embodiment and the second embodiment are combined, the density of the magnetoresistive elements R1 is 3 at the left end and the right end of the magnetic linear scale 23.
Since it can be changed by 0 times, the detection sensitivity of the permanent magnet 13 can be further increased.

【0032】以上詳細に説明したように、本実施例のス
イッチ付エアチャックによれば、磁気リニアスケール2
3によりピストン14に固着された永久磁石13の位置
をリニアに計測しているので、対象物が決まれば、対応
するピストン位置を設定することにより、エアチャック
が対象物を把持しているか否かを判断することができ
る。また、本実施例の磁気リニアスケールによれば、磁
気抵抗素子R1が永久磁石が移動する方向と直交する方
向において一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向
において密度がリニアに変化しているので、永久磁石の
位置を長い範囲に渡ってリニアかつ正確に検出できる。
また、磁気リニアスケール23の幅が3mmと狭く製作
できるため、スペースをとらずコンパクトであり、エア
チャックに3個の磁気検出器11を取り付けることがで
きる。また、幅方向において磁気リニアスケール23は
均一性を有しているので、磁気リニアスケール23が永
久磁石に対して横ずれしても出力の変化が少なく、磁気
リニアスケール23の取付が容易になる。
As described in detail above, according to the air chuck with switch of this embodiment, the magnetic linear scale 2
Since the position of the permanent magnet 13 fixed to the piston 14 is linearly measured by No. 3, if the object is determined, whether the air chuck is gripping the object by setting the corresponding piston position. Can be judged. Further, according to the magnetic linear scale of the present embodiment, the magnetoresistive element R1 is formed with a constant width in the direction orthogonal to the moving direction of the permanent magnet, and the density linearly changes in the moving direction of the permanent magnet. Therefore, the position of the permanent magnet can be detected linearly and accurately over a long range.
Further, since the magnetic linear scale 23 can be manufactured with a narrow width of 3 mm, it is compact without taking up a space, and the three magnetic detectors 11 can be attached to the air chuck. Further, since the magnetic linear scale 23 has uniformity in the width direction, even if the magnetic linear scale 23 is laterally displaced with respect to the permanent magnet, the change in output is small and the magnetic linear scale 23 can be easily attached.

【0033】以上リニアスケールを利用したスイッチ付
エアチャックについて詳細に説明したが、チャック爪を
使用せずにロッドをそのまま使用しても効果は同じであ
る。従って、通常の単ストロークシリンダとして使用す
ることが可能であり、単ストロークシリンダとして使用
した場合、従来困難であったピストンの中間位置を検地
することが容易にできる効果がある。
Although the air chuck with a switch using the linear scale has been described in detail above, the effect is the same even if the rod is used as it is without using the chuck claw. Therefore, it can be used as a normal single-stroke cylinder, and when used as a single-stroke cylinder, there is an effect that it is possible to easily detect the intermediate position of the piston, which was difficult in the past.

【0034】本発明は上記実施例に限定されることな
く、色々な応用が可能である。例えば、本実施例では、
強磁性体金属材料としてパーマロイ(Ni−Fe,8
3:17)を使用しているが、合金の成分比率が変わっ
たばあいでも同様である。また、材料としてNiやNi
−Coを使用した場合でも同様である。また、本実施例
ではバイアス用磁石を使用していないが、磁気抵抗素子
にバイアス用磁石を使用したばあいでも同様の効果が発
揮される。また、本実施例では、密度や線幅等をリニア
に変化させているが、二次関数的に変化させて、出力を
演算処理することにより永久磁石の位置を算出すること
もできる。また、本実施例では、温度補償回路R2を磁
気抵抗素子R1の一部に平行に配置したが、温度補償回
路R2を磁気抵抗素子R1の直列的に配置しても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various applications are possible. For example, in this embodiment,
Permalloy (Ni-Fe, 8
3:17) is used, but it is the same when the composition ratio of the alloy is changed. Also, as a material, Ni or Ni
The same applies when -Co is used. Further, although the bias magnet is not used in this embodiment, the same effect can be obtained when the bias magnet is used for the magnetoresistive element. Further, in the present embodiment, the density, the line width and the like are changed linearly, but the position of the permanent magnet can be calculated by changing the output linearly and calculating the output. Further, in the present embodiment, the temperature compensating circuit R2 is arranged in parallel with a part of the magnetoresistive element R1, but the temperature compensating circuit R2 may be arranged in series with the magnetoresistive element R1.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のスイッチ付エアチャックによれば、磁気リニアス
ケールによりピストンに固着された永久磁石の位置をリ
ニアに計測しているので、対象物が決まれば、対応する
ピストン位置を設定することにより、エアチャックが対
象物を把持しているか否かを判断することができる。ま
た、本実施例の磁気リニアスケールによれば、磁気抵抗
素子が永久磁石が移動する方向と直交する方向において
一定幅で形成され、永久磁石が移動する方向において密
度がリニアに変化しているので、永久磁石の位置を長い
範囲に渡ってリニアかつ正確に検出できる。また、磁気
リニアスケールの幅を狭く製作できるため、スペースを
とらずコンパクトである。また、幅方向において磁気リ
ニアスケールは均一性を有しているので、磁気リニアス
ケールが永久磁石に対して横ずれしても出力の変化が少
なく、磁気リニアスケールの取付が容易になる。
As is apparent from the above description, according to the air chuck with switch of the present invention, the position of the permanent magnet fixed to the piston is linearly measured by the magnetic linear scale, so that the object Then, it is possible to determine whether or not the air chuck is gripping the object by setting the corresponding piston position. Further, according to the magnetic linear scale of the present embodiment, the magnetoresistive element is formed with a constant width in the direction orthogonal to the moving direction of the permanent magnet, and the density linearly changes in the moving direction of the permanent magnet. The position of the permanent magnet can be detected linearly and accurately over a long range. In addition, since the magnetic linear scale can be manufactured with a narrow width, it is compact without taking up space. Further, since the magnetic linear scale has uniformity in the width direction, even if the magnetic linear scale laterally shifts with respect to the permanent magnet, the output change is small and the magnetic linear scale can be easily attached.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例であるスイッチ付エアチャッ
クの構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an air chuck with a switch that is an embodiment of the present invention.

【図2】磁気検出器の構造を示す図面である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a magnetic detector.

【図3】第一実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a magnetic linear scale of the first embodiment.

【図4】第二実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of a magnetic linear scale according to a second embodiment.

【図5】第三実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration of a magnetic linear scale according to a third embodiment.

【図6】第四実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a configuration of a magnetic linear scale according to a fourth embodiment.

【図7】第一実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the magnetic linear scale of the first embodiment.

【図8】第一実施例の磁気リニアスケールの構成の詳細
を示す部分拡大図である。
FIG. 8 is a partially enlarged view showing the details of the configuration of the magnetic linear scale of the first embodiment.

【図9】第二実施例の磁気リニアスケールの構成を示す
平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a magnetic linear scale according to a second embodiment.

【図10】第二実施例の磁気リニアスケールの構成の詳
細を示す部分拡大図である。
FIG. 10 is a partially enlarged view showing details of the configuration of the magnetic linear scale of the second embodiment.

【図11】磁気検出器の検出回路図である。FIG. 11 is a detection circuit diagram of the magnetic detector.

【図12】検出回路の作用を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the detection circuit.

【図13】磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率を示すデータ
図である。
FIG. 13 is a data diagram showing a magnetoresistance change rate of a magnetoresistive element.

【図14】第一実施例の磁気リニアスケールの実験デー
タを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing experimental data of the magnetic linear scale of the first embodiment.

【図15】従来の磁気検出器の検出回路図である。FIG. 15 is a detection circuit diagram of a conventional magnetic detector.

【図16】従来の磁気検出器の作用を説明するための第
1説明図である。
FIG. 16 is a first explanatory diagram for explaining the operation of the conventional magnetic detector.

【図17】従来の磁気検出器の作用を説明するための第
2説明図である。
FIG. 17 is a second explanatory diagram for explaining the operation of the conventional magnetic detector.

【図18】従来の磁気リニアスケールの構成を示す平面
図である。
FIG. 18 is a plan view showing the configuration of a conventional magnetic linear scale.

【符号の説明】 11 磁気検出器 12 シリンダ孔 13 永久磁石 14 ピストン 18 ロッド 22 チャック爪 23 磁気リニアスケール 31 検出回路 R1 磁気抵抗素子 R2 温度補償回路[Explanation of Codes] 11 Magnetic Detector 12 Cylinder Hole 13 Permanent Magnet 14 Piston 18 Rod 22 Chuck Claw 23 Magnetic Linear Scale 31 Detection Circuit R1 Magnetoresistive Element R2 Temperature Compensation Circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮空気の作用によりピストンを移動
し、該ピストンに備えられたロッドにより一対のチャッ
ク爪を移動させて被把持物を把持するエアチャックにお
いて、 前記ピストンの位置をリニアなアナログデータとして出
力するリニアスケールと、 前記リニアスケールの出力するアナログデータに基づい
て、前記一対のチャック爪の把持状態を検知するチャッ
ク把持検知手段とを有することを特徴とするスイッチ付
エアチャック。
1. An air chuck in which a piston is moved by the action of compressed air, and a pair of chuck claws are moved by a rod provided in the piston to grip an object to be gripped, the position of the piston being linear analog data. And a chuck grip detection means for detecting a grip state of the pair of chuck claws based on analog data output by the linear scale.
【請求項2】 請求項1に記載するものにおいて、 前記リニアスケールが、基板上に強磁性体金属の蒸着薄
膜により形成され、磁気抵抗効果を奏する磁気抵抗素子
により構成され、 前記磁気抵抗素子が、前記ピストンに付設された永久磁
石が移動する方向と直交する方向において一定幅で形成
され、前記永久磁石が移動する方向において密度がリニ
アに変化する磁気リニアスケールであることを特徴とす
るスイッチ付エアチャック。
2. The linear scale according to claim 1, wherein the linear scale is formed of a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal on a substrate, and is composed of a magnetoresistive element that exhibits a magnetoresistive effect. A magnetic linear scale having a constant width formed in a direction orthogonal to a moving direction of the permanent magnet attached to the piston, and a density linearly changing in the moving direction of the permanent magnet. Air chuck.
【請求項3】 圧縮空気の作用により移動するピストン
の位置をリニアなアナログデータとして出力するリニア
スケールと、 前記リニアスケールの出力するアナログデータに基づい
て、前記ピストンの中間位置を検知する中間位置検知手
段とを有し、 前記リニアスケールが、基板上に強磁性体金属の蒸着薄
膜により形成され、磁気抵抗効果を奏する磁気抵抗素子
により構成され、 前記磁気抵抗素子が、前記ピストンに付設された永久磁
石が移動する方向と直交する方向において一定幅で形成
され、前記永久磁石が移動する方向において密度がリニ
アに変化する磁気リニアスケールであることを特徴とす
るスイッチ付エアシリンダ。
3. A linear scale that outputs the position of a piston that moves due to the action of compressed air as linear analog data, and an intermediate position detection that detects the intermediate position of the piston based on the analog data output by the linear scale. Means, the linear scale is formed of a vapor-deposited thin film of a ferromagnetic metal on a substrate, and is composed of a magnetoresistive element that exhibits a magnetoresistive effect, wherein the magnetoresistive element is attached to the piston permanently. An air cylinder with a switch, which is a magnetic linear scale which is formed with a constant width in a direction orthogonal to a moving direction of a magnet, and whose density linearly changes in a moving direction of the permanent magnet.
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が同一線幅を有し、前記永久磁石が移
動する方向に密度を順次変化させたことを特徴とするス
イッチ付エアチャックまたはスイッチ付エアシリンダ。
4. The switch according to claim 2, wherein the magnetoresistive element has the same line width, and the density is sequentially changed in a direction in which the permanent magnet moves. Air chuck with switch or air cylinder with switch.
【請求項5】 請求項2または請求項3に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に線
幅を順次変化させたことを特徴とするスイッチ付エアチ
ャックまたはスイッチ付エアシリンダ。
5. The air chuck with a switch or the switch according to claim 2 or 3, wherein the magnetoresistive element sequentially changes a line width in a direction in which the permanent magnet moves. With air cylinder.
【請求項6】 請求項2または請求項3に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に広
い線幅を有するパターンの密度を順次変化させたことを
特徴とするスイッチ付エアチャックまたはスイッチ付エ
アシリンダ。
6. The device according to claim 2, wherein the magnetoresistive element sequentially changes a density of a pattern having a wide line width in a moving direction of the permanent magnet. Air chuck with switch or air cylinder with switch.
【請求項7】 請求項2または請求項3に記載するもの
において、 前記磁気抵抗素子が、前記永久磁石が移動する方向に線
幅および密度を順次変化させたことを特徴とするスイッ
チ付エアチャックまたはスイッチ付エアシリンダ。
7. The air chuck with a switch according to claim 2, wherein the magnetoresistive element sequentially changes a line width and a density in a moving direction of the permanent magnet. Or air cylinder with switch.
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