JPH08131U - シリンダのピストン位置検出装置及びその集中管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シリンダのピストン位置を検出するために設け
られた磁気センサに対して危険領域出力回路を付加する
ことにより、ピストンの危険範囲の判別を行い易くす
る。 【構成】磁気センサ１は、磁石４との距離に対応する大
きさの出力を生ずる磁気抵抗素子７と、その磁気抵抗素
子７に対して磁石３が最も近接した位置から一定範囲内
に位置する場合を最適感度検知帯域として検出するとと
もに、その最適感度検知帯域から外れた一定範囲内に位
置する場合に危険感度検知帯域として検出する検出回路
１３とを備えている。磁気センサ１はさらに危険感度検
知帯域で危険信号出力を発する危険領域出力回路を備
え、危険感度専用出力線２６ａを介して危険信号が外部
出力される。この危険信号出力に基づいて、ピストンの
危険範囲の判別を行うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、空圧シリンダや油圧シリンダ等のシリンダのピストンの位置を検 出するピストン位置検出装置、及び該検出装置を集中管理する集中管理装置に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のピストン位置検出装置に用いられる磁気センサは、ピストンに 設けられた磁石との距離に対応する大きさの出力を生ずる磁気抵抗素子と、しき い値が各別に異なる二つのコンパレータと、各コンパレータの出力により緑色と 赤色とに各別に発光する二つの発光体とを備えている。そして、ピストンが磁気 抵抗素子に最も接近した一定の最適範囲ある時には緑色の発光体を、その最適範 囲から外れた一定の危険範囲にある時には赤色の発光体をそれぞれ点灯させるよ うになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記のように構成された磁気センサでは、振動などの影響により設 定がずれて危険範囲になっても、発光体を目視することによってのみ確認し得る だけであった。

【０００４】 従って、このような磁気センサをプラントの各装置毎に多数配設した場合には 、各装置毎に発光体を目視して表示色を判別する必要があり、その判別が大変困 難であった。

【０００５】 本考案の第１の目的は、前述した従来からの磁気センサにさらに危険領域出力 回路を付加することにより、ピストンの危険範囲の判別を行い易くすることにあ る。

【０００６】 又、本考案の第２の目的は、第１の目的に加え、各シリンダから離れた場所で 夫々のピストン位置を集中的に管理することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る考案では、シリンダチューブ 内にピストンを移動可能に設けるとともに、そのピストンに磁石を設け、前記シ リンダチューブの外側には前記磁石の磁気を検出する磁気センサを設けたシリン ダのピストン位置検出装置において、前記磁気センサは、前記磁石との距離に対 応する大きさの出力を生ずる磁気抵抗素子と、その磁気抵抗素子に対して前記磁 石が最も近接した位置から一定範囲内に位置する場合を最適感度検知帯域として 検出するとともに、その最適感度検知帯域から外れた一定範囲内に位置する場合 に危険感度検知帯域として検出する検出回路と、その検出信号に基づきこれらの 帯域でそれぞれ発光体を作動させる発光回路と、前記危険感度検知帯域で危険信 号出力を外部出力する危険領域出力回路とを備えた。

【０００８】 又、上記第２の目的を達成するため、請求項２に係る考案では、請求項１記載 のシリンダのピストン位置検出装置を複数配置し、これら各装置を管理するシリ ンダのピストン位置管理装置であって、前記各磁気センサに設けられた各危険領 域出力回路にそれぞれ接続され、これら各危険領域出力回路からの危険信号出力 を集中的に入力可能な危険信号入力部と、各磁気センサに対応して設けられた表 示部とを備え、その危険信号入力部に入力される危険信号出力を出力した磁気セ ンサに対応する表示部を作動させるようにした。

【０００９】

【作用】

従って、請求項１に係る考案では、磁気抵抗素子の出力が最適感度検知帯域に ある場合には安全表示を、危険感度検知帯域にある場合には危険表示をそれぞれ 発光体が行う。さらに、磁気抵抗素子の出力が危険感度検知帯域にある場合には 危険領域出力回路から危険信号出力が外部に発せられる。

【００１０】 又、請求項２に係る考案では、上記作用に加え、各危険領域出力回路からの危 険信号出力が集中的に入力可能な危険信号入力部を備えており、その危険信号入 力部に入力される危険信号出力を出力した磁気センサに対応する表示部が作動さ れるため、各シリンダから離れた所定の場所で各シリンダのピストン位置を集中 管理することが可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１〜図４に従って説明する。 図１に磁気センサとしての磁気近接スイッチ１を示し、エアシリンダチューブ ２内のピストン３にマグネット４（磁石）が嵌着されているとともに、前記チュ ーブ２の外側にセンサケース５が固定されている。このセンサケース５内には回 路基板６が設けられ、図２に示す同回路基板６上の回路には磁気抵抗素子７がピ ストン３のマグネット４に対応して接続されているとともに、緑色発光ダイオー ド８及び赤色発光ダイオード９（発光体）が接続されている。

【００１２】 次に、図２に示す回路について詳述する。 電源線１０（プラス側出力線）と接地線１１（マイナス側出力線）との間には 前記磁気抵抗素子７が定電流回路１２を介して接続され、この磁気抵抗素子７は 磁界の強さに応じて中点Ｃの電圧が低下するようになっている。検出回路１３は しきい値の高い第一のオペアンプ１４ （コンパレータ）としきい値の低い第二 のオペアンプ１５（コンパレータ）とを有し、それらの入力端子がそれぞれ磁気 抵抗素子７の中点Ｃに接続されている。

【００１３】 １６，１７はそれぞれ第一及び第二の発光回路、２２は出力回路である。出力 回路２２はトランジスタ２３を有し、そのコレクタと電源線１０との間にバイパ ス線２２ａが両発光回路１６，１７と並列に接続されているとともに、そのエミ ッタが接地線１１に接続されている。第一の発光回路１６は抵抗１８、緑色発光 ダイオード８及びトランジスタ１９を直列に接続したもの、第二の発光回路１７ は抵抗１８、赤色発光ダイオード９、トランジスタ２０及びトランジスタ２１を 直列に接続したものであって、両発光回路１６，１７は互いに並列して電源線１ ０と出力回路２２のトランジスタ２３のベースとの間に接続されている。トラン ジスタ２０のベースは緑色発光ダイオード８とトランジスタ１９のコレクタとの 間に接続されている。第一のオペアンプ１４の出力端子は抵抗２４を介してトラ ンジスタ２１のベースに接続されているとともに、第二のオペアンプ１５の出力 端子は抵抗２５を介してトランジスタ１９のベースに接続されている。

【００１４】 電源線１０と接地線１１との間において危険領域出力回路２６が前記両発光回 路１６，１７及び出力回路２２に対し並列接続されている。この危険領域出力回 路２６は一対のトランジスタ２７，２８を有し、トランジスタ２７のコレクタが 抵抗２９を介してトランジスタ２８のベースに接続されているとともに、トラン ジスタ２７のベースが赤色発光ダイオード９とトランジスタ２０のコレクタとの 間に抵抗３０を介して接続されている。特に、トランジスタ２８はオープンコレ クタ２８ａとなっており、これにより危険感度専用出力線２６ａが構成されてい る。

【００１５】 さて、マグネット４が磁気近接スイッチ１の磁気抵抗素子７に対し次第に接近 した後再び遠ざかる場合に、磁気抵抗素子７に作用する磁界の強さは次第に増大 して最大値となった後、次第に減少するため、中点Ｃの電圧は図３に示すように 次第に減少して最低値になった後、次第に上昇する。その電圧が第一のオペアン プ１４のしきい値Ｈより下がると、その出力が高電位となり、又、その電圧がさ らに低下して第二のオペアンプ１５のしきい値Ｌより下がると、その出力が高電 位となる。

【００１６】 中点Ｃの電圧が第一のオペアンプ１４のしきい値Ｈよりも上にあると、両オペ アンプ１４，１５の出力が低電位であるため、トランジスタ２１，１９がオフに なって近接スイッチ１はオフされ、これに接続されたシーケンサ（図示せず）の フォトカプラが動作しないレベルの暗電流が電源線１０と接地線１１との間に流 れている。

【００１７】 第一のオペアンプ１４の出力だけが高電位の場合にはトランジスタ１９がオフ になってトランジスタ２０のベースが高電位になり、トランジスタ２０のコレク タ、エミッタ間がオンするとともに、トランジスタ２１のベースに高電位の出力 が送られてトランジスタ２１のコレク タ、エミッタ間がオンし、さらに出力回 路２２のトランジスタ２３がオンすることにより、第二の発光回路１７に電流が 流れて赤色発光ダイオード９が点灯する。これにより、近接スイッチ１がオンさ れ、前記シーケンサ （図示せず）のフォトカプラが動作して同スイッチ１の状 態を判別する。

【００１８】 又、第二のオペアンプ１５の出力も高電位になると、トランジスタ１９のベー スに高電位の出力が送られてトランジスタ１９のコレクタ、エミッタ間がオンし 、出力回路２２のトランジスタ２３がオンすることにより、第一の発光回路１６ に電流が流れて緑色発光ダイオード８が点灯するとともに、トランジスタ２０の ベースへの出力が低電位になってトランジスタ２０がオフされ、赤色発光ダイオ ード９が消灯する。この場合も、近接スイッチ１がオンされ、前記シーケンサ（ 図示せず）のフォトカプラが動作して同スイッチ１の状態を判別する。

【００１９】 特に、第二の発光回路１７に電流が流れて赤色発光ダイオード９が点灯すると 、危険領域出力回路２６のトランジスタ２７のベースが低電位になってトランジ スタ２７のエミッタ、コレクタ間がオンし、さらにトランジスタ２８のベースに 高電位の出力が送られてトランジスタ２８のコレクタ、エミッタ間がオンするこ とにより、トランジスタ２８のオープンコレクタ２８ａに危険信号出力Ｓが生じ る。この出力Ｓにより、赤色発光ダイオード９が点灯した時にのみ警報を発して 危険範囲にあることを知らせることができる。

【００２０】 本実施例においては、前記両発光回路１６，１７に加えてさらに危険領域出力 回路２６を付加したので、発光ダイオード８，９を目視して確認することができ るだけではなく、危険領域出力回路２６の危険信号出力Ｓによっても危険範囲に あることを判別することができ、その判別が大変行い易くなる。

【００２１】 又、リード線は電源線１０と接地線１１との二線式のものに危険感度専用出力 線２６ａを加えて三線式にするだけでよいため、結線が容易である。 次に、このように構成された磁気近接スイッチ１を利用して集中管理するシス テムを詳述する。

【００２２】 図４に示すように複数配設した磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅは制御部３１を介 して中央管理部３２に接続されている。各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信 号出力ＳＡ〜ＳＥは危険信号管理部３３（危険信号入力部）で一つにまとめられ 、この危険信号管理部３３はさらに中央管理部３２に接続されている。

【００２３】 そして、各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険領域出力回路２６のうちいずれ か一つのものに危険信号出力ＳＡ〜ＳＥが生ずると、その危険信号出力が中央管 理部３２に送られるようになっている。又、この危険信号管理部３３において、 各近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出力ＳＡ〜ＳＥの入力ごとに表示部として の発光ダイオード（図示せず）を接続している。これにより、各近接スイッチ１ Ａ〜１Ｅの状態を一目で確認することができる。

【００２４】 このように各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出力ＳＡ〜ＳＥを危険信 号管理部３３にまとめるとともに、各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出 力ＳＡ〜ＳＥを中央管理部３２で管理するようにすれば、一目で全近接スイッチ １Ａ〜１Ｅの状態が分かって管理が大変行い易くなり、ひいてはメンテナンスや 稼働率が向上するとともに無人化ラインへの導入に適する。

【００２５】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、従来からある発光体の目視に加えて危 険領域出力回路からの危険信号出力によっても判断することができるので、管理 が大変行い易くなる。そのため、磁気センサの配置箇所から被検出物が少しずつ 移動するような異常や磁気センサが所望の箇所から少しずつ移動するような異常 が生じた場合に、その異常が一定の許容範囲を越える前に対策を講ずることがで きる。しかも、複数の磁気センサの危険領域出力回路を集中的に管理すれば、い ちいち個々の磁気センサに設けられた発光体を確認する必要がなくなるため、複 数の磁気センサの管理を容易に行なうことができる。更に、この集中管理を行う 箇所に表示部を設けて危険信号出力のあった磁気センサに対応する表示部を作動 させることで目視により異常発生を集中管理を行うことができ、集中管理を容易 に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係る磁気近接スイッチを
示す概略断面図

【図２】 同近接スイッチの回路図

【図３】 磁気抵抗素子の出力と発光回路の出力及び危
険領域出力回路の出力及び近接スイッチの動作との関係
を示す説明図

【図４】 複数の近接スイッチを利用した集中管理シス
テムを示すブロック図

【符号の説明】

１…磁気近接スイッチ（磁気センサ）、３…ピストン、
４…マグネット（磁石）、７…磁気抵抗素子、８…緑色
発光ダイオード（発光体）、９…赤色発光ダイオード
（発光体）、１３…検出回路、１４…第一のオペアンプ
（コンパレータ）、１５…第二のオペアンプ（コンパレ
ータ）、１６…第一の発光回路、１７…第二の発光回
路、２２…出力回路、２６…危険領域出力回路、２６ａ
…危険感度専用出力線、２８ａ…オープンコレクタ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ（２）内にピストン
   （３）を移動可能に設けるとともに、そのピストン
   （３）に磁石（４）を設け、前記シリンダチューブ
   （２）の外側には前記磁石（４）の磁気を検出する磁気
   センサ（１）を設けたシリンダのピストン位置検出装置
   において、 前記磁気センサ（１）は、前記磁石（３）との距離に対
   応する大きさの出力を生ずる磁気抵抗素子（７）と、そ
   の磁気抵抗素子（７）に対して前記磁石（３）が最も近
   接した位置から一定範囲内に位置する場合を最適感度検
   知帯域として検出するとともに、その最適感度検知帯域
   から外れた一定範囲内に位置する場合に危険感度検知帯
   域として検出する検出回路（１３）と、その検出信号に
   基づきこれらの帯域でそれぞれ発光体（８，９）を作動
   させる発光回路（１６，１７）と、前記危険感度検知帯
   域で危険信号出力（Ｓ）を外部出力する危険領域出力回
   路（２６）とを備えたことを特徴とするシリンダのピス
   トン位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシリンダのピストン位置
   検出装置を複数配置し、これら各装置を管理するシリン
   ダのピストン位置管理装置であって、 前記各磁気センサ（１Ａ〜ＡＥ）に設けられた各危険領
   域出力回路（２６）にそれぞれ接続され、これら各危険
   領域出力回路（２６）からの危険信号出力（ＳＡ〜Ｓ
   Ｅ）を集中的に入力可能な危険信号入力部（３３）と、
   各磁気センサ（１Ａ〜１Ｅ）に対応して設けられた表示
   部とを備え、その危険信号入力部（３３）に入力される
   危険信号出力（ＳＡ〜ＳＥ）を出力した磁気センサ（１
   Ａ〜１Ｅ）に対応する表示部を作動させるようにしたこ
   とを特徴とするシリンダのピストン位置検出装置におけ
   る集中管理装置。