JPH0792097B2 - アクチュエータ用位置検出装置 - Google Patents

アクチュエータ用位置検出装置

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JPH0792097B2
JPH0792097B2 JP62239725A JP23972587A JPH0792097B2 JP H0792097 B2 JPH0792097 B2 JP H0792097B2 JP 62239725 A JP62239725 A JP 62239725A JP 23972587 A JP23972587 A JP 23972587A JP H0792097 B2 JPH0792097 B2 JP H0792097B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクチュエータ用位置検出装置、特にエアシリ
ンダの如き流体圧アクチュエータの短ストロークのピス
トン位置検出に適用して効果のある技術に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
一般に、たとえばエアシリンダのような流体圧アクチュ
エータにおいて、ピストンのストローク位置を検出する
ためにはリードスイッチや磁気抵抗素子などの検出素子
を設けた位置検出装置が使用されている。
この種の位置検出装置はそれ自体が小形化されるよう努
力が重ねられているが、アクチュエータの小形化への要
求が強くなっている現在では、位置検出装置の小形化が
アクチュエータの小形化に追従しきれなくなっているの
が現実である。
特に、たとえばロボットや精密自動機器、半導体製造機
器などに用いられるアクチュエータでは、アクチュエー
タのピストンのストローク自体が極めて短くなって来て
いる。
そこで、従来、このような短ストロークのアクチュエー
タにおけるピストン位置の検出を行うために、位置検出
装置を各ストローク端について1個ずつ設け、しかもこ
れらの位置検出装置の各々をそれぞれピストン移動方向
およびその直角方向に位置をずらして配設するようにし
たものが考えられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような技術では、位置検出装置自体
が複数個必要であることに加えて、位置検出装置の各々
の寸法を小形化するにも限度があるため、全体として大
形の位置検出装置となってしまう。
また、複数個の位置検出装置をアクチュエータに取付け
るために、位置検出装置の個数に応じた取付溝や取付具
が必要であり、それらの溝加工や取付具の製造に要する
コストの向上、さらにはアクチュエータへの取付作業の
煩雑化などの問題がある。
さらに、従来は、特に動作距離の長い、すなわちON時間
の長い位置検出装置の場合には、そのセッティングが困
難で、セッティングの調整が必要となる上に、短ストロ
ークのピストンなどの位置検出が困難であるなどの問題
があることも本発明者は見い出した。
本発明の目的は、1個の位置検出装置のみで両ストロー
ク端の如き複数の位置を検出できる技術を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、極めて短いストロークの移動部の
位置検出を精確に行うことが可能な技術を提供すること
にある。
本発明のさらに他の目的は、小形で実装の簡単なアクチ
ュエータ用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〕
本発明によるアクチュエータ用位置検出装置は、アクチ
ュエータの移動部の移動方向に互いに位置をずらせて1
つのケース内に複数個内蔵され、ピストンに設けられた
磁石の接近離反による磁界の変化を検出して検出信号を
出力する検出素子と、検出素子による検出信号の差信号
を増巾してそれぞれ出力する複数個の差動増巾器と、こ
の差動増巾器からの差信号を該差信号の0レベルとピー
クレベルとの間に設定されたしきい値と比較し、差信号
がしきい値以上のときにはON信号を、しきい値以下のと
きにはOFF信号をそれぞれ出力する複数個のコンパレー
タと、コンパレータの出力信号によって動作する複数個
の動作表示手段とを有するものである。この場合、検出
素子と差動増巾器との間には、検出素子からの検出信号
を増巾してこれを差動増巾器に送る増巾器を設けること
ができる。
〔作用〕
前記した手段によれば、しきい値と比較される差動増巾
器の差信号のレベルによってONまたはOFFの動作表示が
行われるので、1つのケース内の複数個の検出素子の位
置を、ピストンに設けられた磁石による磁界がそれぞれ
に影響を及ぼす程度にわずかにずらした場合でも、確実
な位置検出ができる。したがって、超短ストロークのア
クチュエータのように、極めて短いストロークでの移動
部の位置検出が可能になる。
また、1つのケース内に内蔵された複数個の検出素子が
それぞれストローク位置を検出するので、1個の位置検
出装置のみで両ストローク端等の複数位置を精密に検出
でき、セッティングの調整が不要になる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例であるアクチュエータ用位置
検出装置の概略的拡大斜視図、第2図はこの位置検出装
置をエアシリンダに実施した状態を示す斜視図、第3図
は位置検出装置の回路図、第4図(a),(b),
(c)はその各回路素子の出力波形を示す図である。
本実施例のアクチュエータ用位置検出装置1は、基板2
と、この基板2に実装された検出素子3と、この検出素
子3で検出された信号を処理する専用の集積回路(IC)
素子4と、動作表示手段としての発光ダイオード(LE
D)5と、リード線6とを備えてなるものである。そし
て、これらの基板2および検出素子3、IC素子4は本実
施例ではたとえばエポキシ樹脂の如き合成樹脂のケース
7の中に一体的に形成されて埋設されている。
本実施例の検出素子3は一例として磁気抵抗素子で構成
されており、たとえば第2図に示すシリンダ8のピスト
ン(図示せず)の両ストローク端をそれぞれ検出するた
めに2個設けられている。
すなわち、一方の検出素子3aは基板2の一方の主面に実
装され、他方の検出素子3bは基板2の反対側の主面に実
装されている。そして、両検出素子3a,3bはピストンの
両ストローク端を検出するため、ピストンのストローク
の長さに一致する距離だけ該ピストンの移動方向に互い
に位置をずらせて配置されている。
本実施例の場合、検出されるストロークが超短ストロー
クである場合にも容易に対応できるものであり、そのた
めに前記の如く2個の検出素子3a,3bがそれぞれ基板2
の両主面に実装されている。勿論、ピストンの被検出ス
トロークが長い場合には両検出素子3a,3bを基板2のい
ずれか一方の主面に実装してもよい。また、3点以上の
位置を検出したい場合には、3個以上の検出素子3を相
互に所望の距離をおいて基板2に実装すればよい。
前記IC素子4はそれぞれ検出素子3a,3bの各々に基板2
上のプリント配線(図示せず)で電気的に接続されてい
る。各IC素子4a,4bは、それぞれ検出素子3a,3bに接続さ
れ、各検出素子3a,3bからの信号を増巾する増巾器9a,9b
と、増巾器9a,9bで増巾された検出信号の差信号を増巾
する差動増巾器10a,10bと、各差動増巾器10a,10bからの
出力を、この出力の0レベルとピークレベルとの間に設
定されたしきい値と比較することで一定時間にわたって
ON状態が維持されるようにヒステリシスを持たせてスイ
ッチングさせるとともに、検出素子3a,3bが同時にONに
ならないように、すなわち同時OFFが確保されるように
動作するコンパレータ11a,11bとからなる。
また、LED5も、それぞれ検出素子3a,3bに接続されたLED
5a,5bよりなる。
なお、第1図では明確化のために省略されているが、第
2図に示すように位置検出装置1をシリンダ本体12の取
付溝13に取付けるため、位置検出装置1の側面には取付
フランジ部14が一体的に突設され、この取付フランジ部
14においてねじ15により位置検出装置1がシリンダ本体
12に取付けられている。
なお、シリンダ8において、16はピストンロッド、17は
圧縮空気の給排ポート、18は取付孔である。
次に、本実施例の作用について説明する。
まず、本実施例のアクチュエータ用位置検出装置1を製
作する場合、基板2に検出素子3a,3b、IC素子4a,4b、LE
D5a,5b、さらにはリード線6を実装し、それを全体的に
金型(図示せず)により樹脂で成形してケース7の中に
封入する。これにより、2個の検出素子3a,3b等を1個
のケース7の中に内蔵したアクチュエータ用位置検出装
置1が得られる。この場合、各検出素入3a,3bは第1図
に示すように、基板2の各主面において、被検出部材た
とえばシリンダ8のピストン(図示せず)の移動方向に
互いに該ピストンの被検出ストローク分だけずれて配設
されている。
このアクチュエータ用位置検出装置1を第2図の如くシ
リンダ8に適用した例についてその作動を説明すると、
該シリンダ8のピストン(図示せず)のストローク端の
各々はそれぞれ検出素子3aまたは3bによって検出され
る。
すなわち、シリンダ8のピストンに設けられた磁石(図
示せず)の接近を各検出素子3a,3bで検出することによ
り得られた位置検出信号は、各検出素子3a,3bからそれ
ぞれ増巾器9a,9bに送られる。
そして、増巾器9a,9bで増巾された位置検出信号は差動
増巾器10a,10bに送られる。その時、一方の増巾器9aか
らの位置検出信号は第4図(a)にAで示す如き出力波
形であり、この信号はたとえば一方の差動増巾器10aの
(−)入力および他方の差動増巾器10bの(+)入力に
送られる。また、他方の増巾器9bからの位置検出信号は
第4図(a)にBで示す如き出力波形であり、この信号
は前記他方の差動増巾器10bの(−)入力および前記一
方の差動増巾器10aの(+)入力に送られる。第4図
(a)において出力波形AとBの各ピーク間の距離Sは
検出素子3a,3bにおけるピストン移動方向の相互間距離
すなわちピストンのストロークに対応している。
差動増巾器10a,10bは増巾器9a,9bからの前記出力波形A,
Bの差信号をとり、第4図(b)に示す出力波形C,Dの各
信号を出力する。
各差動増巾器10a,10bからの差動増巾信号はコンパレー
タ11a,11bに入力され、該コンパレータ11a,11bは入力信
号を比較し、シリンダ8のピストンがどちらのストロー
ク端にあるかを検知し、第4図(c)に出力波形E,Fで
示す信号を出力する。
この時、検出素子3a,3bから増巾器9a,9b、さらには差動
増巾器10a,10bを経て差動増巾された出力波形C,Dの各信
号は、第4図(b)に示すように、コンパレータ11a,11
bにおいてこれらの信号の0レベルとピークレベルとの
間に設定されたしきい値Lthと比較される。そして、第
4図(c)に示すように、出力波形C,Dがしきい値Lth
上であればON信号が、しきい値Lth以下であればOFF信号
が、このコンパレータ11a,11bから出力されることで一
定時間にわたってON状態が維持されるように、すなわち
ON,OFFの間でヒステリシスを持たせられようにONとOFF
とでスイッチングされ、これとともに、各検出素子3a,3
bが同時にOFF状態になるときが確保されるようになって
いる。
そして、第4図(c)に示す如く、コンパレータ11a,11
bの出力波形E,Fの信号は距離S(ストローク)の両端側
でON状態となり、それに応じてLED5aまたは5bが発光し
入、動作表示を行う。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他の様々な変形が可能である。
たとえば、複数個の検出素子3a,3bは1枚の基板に設け
る必要はなく、またケース7は必ずしも合成樹脂の成形
品に限らず、箱形など、他の形式のケースであってもよ
い。
〔発明の効果〕
(1).本発明のアクチュエータ用位置検出装置によれ
ば、しきい値と比較される差動増巾器の差信号のレベル
によってONまたはOFFの動作表示が行われる。したがっ
て、1つのケース内の複数個の検出素子の相互間距離を
必要に応じて適宜に設定することが可能となり、ピスト
ンに設けられた磁石による磁界がそれぞれに影響を及ぼ
す程度にわずかにずらした場合でも確実な位置検出がで
きる。よって、超短ストロークのアクチュエータのよう
に、極めて短いストロークでの移動部の位置検出も可能
になる。
(2).また、1つのケース内に内蔵された複数個の検
出素子がそれぞれストローク位置を検出するので、1個
の位置検出装置のみで両ストローク端等の複数位置を精
密に検出することができる。
(3).前記(1),(2)により、複数の位置検出装
置を用いることが不要になり、また、複数の位置検出装
置を用いる場合に比べて、位置検出装置の小形化を実現
できる。
(4).前記(2)により、位置検出装置の実装が簡単
となる。
(5).前記(2)により、位置検出装置のコストを低
減できる。
(6).前記(2)により、位置検出装置の配線構造の
簡素化、低コスト化が可能となる。
(7).前記(2)により、位置検出装置における検出
素子のセッティングの調整が不要または容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるアクチュエータ用位置
検出装置の概略的拡大斜視図、第2図はこの位置検出装
置をエアシリンダに実装した状態を示す斜視図、第3図
は位置検出装置の回路図、第4図(a),(b),
(c)はその各回路素子の出力波形を示す図である。 1……位置検出装置、 2……基板、 3,3a,3b……検出素子、 4,4a,4b……集積回路(IC)素子、 5,5a,5b……発光ダイオード(LED)、 6……リード線、 7……ケース、 8……シリンダ、 9a,9b……増巾器、 10a,10b……差動増巾器、 11a,11b……コンパレータ、 12……シリンダ本体、 13……取付溝、 14……取付フランジ部、 15……ねじ、 16……ピストンロッド、 17……給排ポート、 18……取付孔、 A,B,C,D,E,F……出力波形、 Lth……しきい値、 S……ストローク距離。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクチュエータの移動部の移動方向に互い
    に位置をずらせて1つのケース内に複数個内蔵され、ピ
    ストンに設けられた磁石の接近離反による磁界の変化を
    検出して検出信号を出力する検出素子と、 前記検出信号の差信号を増巾してそれぞれ出力する複数
    個の差動増巾器と、 前記差動増巾器からの差信号を該差信号の0レベルとピ
    ークレベルとの間に設定されたしきい値と比較し、前記
    差信号がしきい値以上のときにはON信号を、しきい値以
    下のときにはOFF信号をそれぞれ出力する複数個のコン
    パレータと、 前記コンパレータの出力信号によって動作する複数個の
    動作表示手段とを有することを特徴とするアクチュエー
    タ用位置検出装置。
  2. 【請求項2】前記検出素子と前記差動増巾器との間に、
    前記検出素子からの検出信号を増巾して前記差動増巾器
    に送る増巾器が設けられていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のアクチュエータ用位置検出装置。
JP62239725A 1987-09-24 1987-09-24 アクチュエータ用位置検出装置 Expired - Lifetime JPH0792097B2 (ja)

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