JPH08152301A - Piston position detector - Google Patents

Piston position detector

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JPH08152301A
JPH08152301A JP6293267A JP29326794A JPH08152301A JP H08152301 A JPH08152301 A JP H08152301A JP 6293267 A JP6293267 A JP 6293267A JP 29326794 A JP29326794 A JP 29326794A JP H08152301 A JPH08152301 A JP H08152301A
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Abstract

PURPOSE: To provide piston position detector which can detect the optimal fixing range and the dangerous fixing range stably regardless of the field distribution range of a piston to be detected while suppressing the effect of external field or the like. CONSTITUTION: A magnetic resistance element 2 comprises a magneto-sensitive pattern part 6 having a magnetic detecting direction matching the positional detecting direction, and a pair of magneto-sensitive pattern parts 11, 12 having magnetic detecting directions inclining by 45 deg. upper rightward and upper leftward, respectively, from the positional detecting direction. A detection range formed by the magneto-sensitive pattern part 6 and a pair of detection ranges of the magneto-sensitive pattern parts 11, 12 formed on the opposite sides of the detection range define a dangerous fixing range and an optimal fixing range.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はピストン位置検出装置に
係り、詳しくは流体圧シリンダのピストン位置を磁気的
に検出するピストン位置検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston position detecting device, and more particularly to a piston position detecting device for magnetically detecting the piston position of a fluid pressure cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このようなピストン位置検出装置
として、例えば、実公平6−12484号公報にて開示
されるものがある。これは、図8に示すように、ピスト
ン位置検出装置を、空圧シリンダS等のシリンダチュー
ブTの軸方向に所定距離dだけ離間させて設けた2個の
磁気センサ51,52にて構成している。この距離はピ
ストンPに設けられたマグネットMの幅に対応させてい
る。ピストンPが一対の磁気センサ51,52に第1の
磁気センサ51の側から接近すると、先ず第1の磁気セ
ンサ51がマグネットMを検出して磁界の強さに対応す
る出力電圧を出力する。そして、その出力電圧V1 がし
きい値電圧VTHを越えると、第1の磁気センサ51に対
応する第1の表示灯が点灯される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as such a piston position detecting device, there is one disclosed, for example, in Japanese Utility Model Publication No. 6-12484. As shown in FIG. 8, the piston position detecting device is composed of two magnetic sensors 51, 52 provided at a predetermined distance d in the axial direction of the cylinder tube T of the pneumatic cylinder S or the like. ing. This distance corresponds to the width of the magnet M provided on the piston P. When the piston P approaches the pair of magnetic sensors 51, 52 from the first magnetic sensor 51 side, the first magnetic sensor 51 first detects the magnet M and outputs an output voltage corresponding to the strength of the magnetic field. Then, when the output voltage V1 exceeds the threshold voltage VTH, the first indicator lamp corresponding to the first magnetic sensor 51 is turned on.

【0003】ピストンPがさらに同方向に移動すると、
第2の磁気センサ52もマグネットMを検出して磁界の
強さに対応する出力電圧を出力する。そして、その出力
電圧V2 がしきい値電圧VTHを越えると、第1の表示灯
に加えて第2の磁気センサ52に対応する第2の表示灯
が点灯される。さらに、ピストンPが同方向に移動して
第1の磁気センサ51の出力電圧V1 がしきい値電圧V
THを下回るとともに、第2の磁気センサ52の出力電圧
V2 がしきい値を越える範囲になると、第2の表示灯の
みが点灯する。
When the piston P moves further in the same direction,
The second magnetic sensor 52 also detects the magnet M and outputs an output voltage corresponding to the strength of the magnetic field. When the output voltage V2 exceeds the threshold voltage VTH, the second indicator lamp corresponding to the second magnetic sensor 52 is turned on in addition to the first indicator lamp. Further, the piston P moves in the same direction so that the output voltage V1 of the first magnetic sensor 51 becomes equal to the threshold voltage V1.
When the output voltage V2 of the second magnetic sensor 52 exceeds the threshold value while falling below TH, only the second indicator light is turned on.

【0004】そして、第1の表示灯と第2の表示灯の両
方が点灯する範囲を最適取付範囲とし、2つの表示灯の
内のいずれか一方のみが点灯する範囲を危険取付範囲と
している。
The range in which both the first and second indicators are lit is the optimum mounting range, and the range in which only one of the two indicators is lit is the dangerous mounting range.

【0005】又、上記のピストン位置検出装置の他に、
実公平6−24722号公報に開示された磁気近接スイ
ッチがある。これは、図10に示すように、感度の異な
るリードスイッチ53,54をシリンダチューブTの軸
線方向に対して並列に配置する。ピストンPが一方から
接近すると、先ず感度の高い第1のリードスイッチ53
に作用する磁界の強さがその動作磁界MJTH1 を越える
ため、第1のリードスイッチ53がオン動作して第1の
表示灯のみが点灯する。
[0005] In addition to the above piston position detecting device,
There is a magnetic proximity switch disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 6-24722. As shown in FIG. 10, reed switches 53 and 54 having different sensitivities are arranged in parallel with each other in the axial direction of the cylinder tube T. When the piston P approaches from one side, the first reed switch 53 with high sensitivity
Since the strength of the magnetic field acting on the magnetic field exceeds the operating magnetic field MJTH1, the first reed switch 53 is turned on and only the first indicator lamp is turned on.

【0006】ピストンPが同方向にさらに移動すると、
さらに感度の低い第2のリードスイッチ54に作用する
磁界の強さがその動作磁界MJTH2 を越えるため、第2
のリードスイッチ54のオン動作して第2の表示灯のみ
が点灯する。さらに、ピストンPが同方向に移動して第
2のリードスイッチ54に作用する磁界の強さが動作磁
界MJTH2 を下回るとともに第1のリードスイッチ53
に作用する磁界の強さが動作磁界MJTH1 を越える範囲
になると、再び第1のリードスイッチ53のみがオン状
態になるため第1の表示灯のみが点灯する。
When the piston P moves further in the same direction,
Since the strength of the magnetic field acting on the second reed switch 54, which has lower sensitivity, exceeds the operating magnetic field MJTH2,
When the reed switch 54 is turned on, only the second indicator light is turned on. Further, the strength of the magnetic field acting on the second reed switch 54 when the piston P moves in the same direction is lower than the operating magnetic field MJTH2, and the first reed switch 53
When the strength of the magnetic field acting on the magnetic field exceeds the operating magnetic field MJTH1, only the first reed switch 53 is turned on again so that only the first indicator lamp is turned on.

【0007】そして、第2の表示灯のみが点灯する範囲
をピストン位置の最適取付範囲とし、第1の表示灯のみ
が点灯する範囲を危険取付範囲としている。
The range in which only the second indicator light is illuminated is the optimum mounting range for the piston position, and the range in which only the first indicator lamp is illuminated is the dangerous mounting range.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のピス
トン位置検出装置の場合、図9に示すように、最適取付
範囲における両磁気センサ51,52の出力電圧V1 ,
V2 は、その最大出力電圧よりも低い範囲になってい
る。従って、最適取付範囲における出力電圧としきい値
電圧VTHとの電圧差が小さいため、外部磁界等により出
力電圧が変動した場合、最適取付範囲にあるにも拘らず
出力電圧がしきい値電圧VTHを下回って誤動作が起きる
可能性が大きかった。又、両磁気センサ51,52はマ
グネットMの幅に対応させなければならず、各マグネッ
トの幅に応じて磁気センサを用意する必要があった。従
って、各種の空圧シリンダSに対応するように多種類の
ピストン位置検出装置を用意しなければならなかった。
However, in the case of the former piston position detecting device, as shown in FIG. 9, the output voltage V1 of both magnetic sensors 51 and 52 in the optimum mounting range,
V2 is in the range below its maximum output voltage. Therefore, since the voltage difference between the output voltage and the threshold voltage VTH in the optimum mounting range is small, when the output voltage fluctuates due to an external magnetic field or the like, the output voltage does not exceed the threshold voltage VTH despite being in the optimum mounting range. There was a high possibility that malfunctions could occur below that. Further, both magnetic sensors 51 and 52 must correspond to the width of the magnet M, and it is necessary to prepare a magnetic sensor according to the width of each magnet. Therefore, it is necessary to prepare various types of piston position detecting devices so as to correspond to various pneumatic cylinders S.

【0009】後者の磁気検出スイッチの場合、図11に
示すように、ピストン位置の検出精度を高くするため
に、動作磁界MJTH2 を高く設定して最適取付範囲を狭
く設定しようとすると、第2のリードスイッチ54に作
用する磁界の最大値と動作磁界MJTH2 との差が小さく
なる。この結果、外部磁界等による磁界の変動が大きく
なると、上記の場合と同様に、誤動作が発生する可能性
が大きかった。
In the case of the latter magnetic detection switch, as shown in FIG. 11, if the operating magnetic field MJTH2 is set high and the optimum mounting range is set narrow in order to increase the detection accuracy of the piston position, the second mounting The difference between the maximum value of the magnetic field acting on the reed switch 54 and the operating magnetic field MJTH2 becomes small. As a result, if the fluctuation of the magnetic field due to the external magnetic field or the like becomes large, there is a high possibility that a malfunction will occur, as in the case described above.

【0010】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は位置検出するピストンか
らの磁界の分布範囲の大きさによらず最適取付範囲と危
険取付範囲とを安定して確実に検出することができ、外
部磁界等の影響を受けにくいピストン位置検出装置を提
供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to stabilize the optimum mounting range and the dangerous mounting range regardless of the size of the distribution range of the magnetic field from the piston for position detection. Therefore, it is an object of the present invention to provide a piston position detection device that can be reliably detected and is not easily affected by an external magnetic field or the like.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、磁界検出方向を位置検出
方向に配置された第1の磁気抵抗検出部と、各磁界検出
方向を位置検出方向からそれぞれ時計方向及び反時計方
向に等しいオフセット角度だけ傾斜配置されるとともに
互いに直列接続された一対の感磁パターン部からなる第
2の磁気抵抗検出部とを備え、両磁気抵抗検出部を、前
記第1の磁気抵抗検出部の出力がピークになる位置と前
記第2の磁気抵抗検出部の各感磁パターン部の出力が反
転する位置とをほぼ一致させるように配置し、第1の磁
気抵抗検出部が出力する出力電圧と、この出力電圧に対
して設定したしきい値電圧にて判別される範囲を適正範
囲とし、第2の磁気抵抗検出部が出力する出力電圧と、
この出力電圧に対して設定したしきい値電圧にて判別さ
れる範囲と適正範囲にて判別される範囲を危険取付範囲
とし、適正範囲から危険取付範囲を除い範囲を最適取付
範囲とするようにした。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is directed to a first magnetoresistive detecting section arranged so that the magnetic field detecting direction is the position detecting direction, and each magnetic field detecting direction. And a second magnetoresistive detection section composed of a pair of magnetically sensitive pattern sections connected in series with each other, which are inclined by equal offset angles in the clockwise direction and the counterclockwise direction from the position detection direction. And a position at which the output of the first magnetoresistive detection unit reaches a peak and a position at which the output of each magnetically sensitive pattern unit of the second magnetoresistive detection unit is inverted, are substantially aligned with each other. The output voltage output by the first magnetic resistance detection unit and the output voltage output by the second magnetic resistance detection unit are set to be an appropriate range based on the threshold voltage set for the output voltage.
The range determined by the threshold voltage set for this output voltage and the range determined by the proper range are set as the dangerous mounting range, and the range excluding the dangerous mounting range from the proper range is set as the optimum mounting range. did.

【0012】又、請求項2に記載の発明は、請求項1に
記載の発明において、第2の磁気抵抗検出部の各感磁パ
ターン部のオフセット角度を位置検出方向からそれぞれ
ほぼ45°とした。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the offset angle of each magnetic sensitive pattern portion of the second magnetoresistive detection portion is set to approximately 45 ° from the position detection direction. .

【0013】又、請求項3に記載の発明は、請求項1か
ら請求項3の何れかに記載のピストン位置検出装置にお
いて、最適取付範囲と危険取付範囲とを判別可能に表示
する表示手段を設けた。
According to a third aspect of the present invention, in the piston position detecting device according to any of the first to third aspects, there is provided display means for distinguishably displaying the optimum mounting range and the dangerous mounting range. Provided.

【0014】[0014]

【作用】従って、請求項1に記載の発明によれば、第1
の磁気抵抗検出部は位置検出方向の磁界に対して最高感
度を有し、磁界に対応する出力電圧を出力する。この出
力電圧としきい値電圧に基づいて判別される範囲が適正
範囲とされる。又、第2の磁気抵抗検出部は位置検出方
向からそれぞれ時計方向及び反時計方向に等しいオフセ
ット角度だけ傾斜した方向の磁界に対して最高感度を有
し、その磁界に対応する出力電圧を出力する。この出力
電圧としきい値電圧に基づいて判別される範囲と適正範
囲に基づいて判別される範囲が危険取付範囲とされる。
さらに、適正範囲から危険取付範囲を除いた範囲が最適
取付範囲とされる。この結果、危険取付範囲及び最適取
付範囲がそれぞれ異なる磁気抵抗検出部にて高感度に検
出される。
Therefore, according to the invention described in claim 1, the first
The magnetoresistive detector has the highest sensitivity to a magnetic field in the direction of position detection and outputs an output voltage corresponding to the magnetic field. The range determined based on this output voltage and the threshold voltage is the proper range. The second magnetoresistive detector has the highest sensitivity to the magnetic field in the directions inclined by the same offset angle in the clockwise direction and the counterclockwise direction from the position detection direction, and outputs the output voltage corresponding to the magnetic field. . The range determined based on the output voltage and the threshold voltage and the range determined based on the appropriate range are the dangerous mounting range.
Further, the optimum mounting range is the range that excludes the dangerous mounting range from the appropriate range. As a result, the dangerous mounting range and the optimum mounting range are detected with high sensitivity by the different magnetic resistance detection units.

【0015】又、請求項2に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の作用に加えて、両感磁パターン部の
磁気抵抗検出方向が互いに直交するため、ピストンの移
動により双方から確実に出力電圧が出力される。
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, since the magnetoresistive detection directions of both the magnetically sensitive pattern portions are orthogonal to each other, the movement of the piston causes both of them to move. The output voltage is reliably output from.

【0016】又、請求項3に記載の発明によれば、請求
項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、危険取
付範囲と最適取付範囲とがそれぞれ判別可能に表示され
る。
According to the invention described in claim 3, in addition to the operation of the invention described in claim 1 or 2, the dangerous mounting range and the optimum mounting range are displayed in a distinguishable manner.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1〜
図7に従って説明する。本実施例のピストン位置検出装
置は磁気抵抗素子と出力電圧判定回路とから構成されて
いる。尚、ピストン位置検出装置のケース部等の外部の
構成については説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment embodying the present invention will now be described with reference to FIGS.
It will be described with reference to FIG. The piston position detection device of this embodiment is composed of a magnetoresistive element and an output voltage determination circuit. It should be noted that the description of the external configuration such as the case portion of the piston position detection device is omitted.

【0018】図2(a),(b)に示すように、図示し
ないケース部の内部には回路基板1が設けられ、この回
路基板1上には磁気抵抗素子2が実装されている。又、
回路基板1上には出力電圧判定回路が構成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a circuit board 1 is provided inside a case (not shown), and a magnetoresistive element 2 is mounted on the circuit board 1. or,
An output voltage determination circuit is formed on the circuit board 1.

【0019】磁気抵抗素子2はガラス等で形成された基
板3の一面の下側に第1の磁気抵抗検出部4が形成さ
れ、この第1の磁気抵抗検出部4の上側に第2の磁気抵
抗検出部5が形成されている。第1の磁気抵抗検出部4
は磁気抵抗素子2の基板3の位置検出方向のほぼ中央に
形成されるほぼ四角形状の感磁パターン部6と、この感
磁パターン部6の右側に形成される温度補償用パターン
部7とから構成されている。尚、本明細書において、
「位置検出方向」とはピストン位置検出装置がピストン
の位置を検出しようとする流体圧シリンダに固定された
状態でピストンの移動方向に平行となる方向を意味す
る。感磁パターン部6は上下方向に等しい幅のつづら折
れ状のパターンに形成された強磁性体薄膜にて形成され
ている。パターン線6aの幅及びパターン線6a間のピ
ッチは一定に形成されている。又、温度補償用パターン
部7は左右方向に等しい幅のつづら折れ状のパターンに
形成された強磁性体薄膜にて形成されている。パターン
線7aの幅及びパターン線間のピッチは感磁パターン部
6と同じく一定に形成されている。従って、第1の磁気
抵抗検出部4の磁気検出方向は位置検出方向に一致して
いる。感磁パターン部6と温度補償用パターン部7の中
央側は互いに接続されるとともに基板3の下左側のラン
ド8に接続されている。又、感磁パターン部6の左側は
基板3の上左側のランド9に接続され、温度補償用パタ
ーン部7の右側は同じく下右側のランド10に接続され
ている。
The magnetoresistive element 2 has a first magnetic resistance detecting section 4 formed on the lower side of one surface of a substrate 3 formed of glass or the like, and a second magnetic resistance detecting section 4 is formed on the upper side of the first magnetic resistance detecting section 4. The resistance detector 5 is formed. First magnetic resistance detection unit 4
Is a substantially square-shaped magnetic sensitive pattern portion 6 formed substantially at the center of the magnetoresistive element 2 in the position detecting direction, and a temperature compensating pattern portion 7 formed on the right side of the magnetic sensitive pattern portion 6. It is configured. In the present specification,
The "position detection direction" means a direction parallel to the moving direction of the piston in a state where the piston position detection device is fixed to the fluid pressure cylinder that is to detect the position of the piston. The magnetic sensitive pattern portion 6 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag pattern having an equal width in the vertical direction. The width of the pattern lines 6a and the pitch between the pattern lines 6a are formed to be constant. The temperature compensating pattern portion 7 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag pattern having the same width in the left-right direction. The width of the pattern lines 7a and the pitch between the pattern lines are formed to be the same as in the magnetic sensitive pattern portion 6. Therefore, the magnetic detection direction of the first magnetic resistance detection unit 4 matches the position detection direction. The central portions of the magnetic sensitive pattern portion 6 and the temperature compensating pattern portion 7 are connected to each other and also to the land 8 on the lower left side of the substrate 3. The left side of the magnetic sensitive pattern portion 6 is connected to the upper left land 9 of the substrate 3, and the right side of the temperature compensating pattern portion 7 is also connected to the lower right land 10.

【0020】第2の磁気抵抗検出部5は磁気抵抗素子2
の基板3の位置検出方向の中央に対して左側に形成され
たほぼ四角形状の第1の感磁パターン部11と、同じく
中央に対して右側に形成された同じくほぼ四角形状の第
2の感磁パターン部12とから構成されている。第1の
感磁パターン部11と第2の感磁パターン部12の間は
第1の磁気抵抗検出部4の感磁パターン部6の位置検出
方向の中央に相対する位置に配置されている。第1の感
磁パターン部11は位置検出方向から反時計方向に45
°傾斜した等しい幅のつづら折れ状のパターンに形成さ
れた強磁性体薄膜にて形成されている。パターン線11
aの幅及びパターン線11a間のピッチは一定に形成さ
れている。又、第2の感磁パターン部12は位置検出方
向から時計方向に45°傾斜した等しい幅のつづら折れ
状のパターンに形成された強磁性体薄膜にて形成されて
いる。パターン線12aの幅及びパターン線12a間の
ピッチは第1の感磁パターン部11と同じく一定に形成
されている。即ち、第1の感磁パターン部11の磁気抵
抗検出方向と第2の感磁パターン部12の磁気抵抗検出
方向は位置検出方向からそれぞれ時計方向及び反時計方
向に45°ずつのオフセット角度で傾斜配置されてい
る。従って、両感磁パターン部11,12の各磁界検出
方向は互いに直交している。第1の感磁パターン部11
の右側と第2の感磁パターン部12の左側とは互いに接
続されるととともに基板3の上右側のランド13に接続
されている。又、第1の感磁パターン部11の左側はラ
ンド9に接続され、第2の感磁パターン部12の右側は
ランド10に接続されている。従って、感磁パターン部
6の左側と第1の感磁パターン部11の左側とは互いに
接続され、温度補償用パターン部7の右側と第2の感磁
パターン部12の右側とは互いに接続されている。即
ち、感磁パターン部6、温度補償用パターン部7、第1
の感磁パターン部11及び第2の感磁パターン部12
は、感磁パターン部6と第2の感磁パターン部12、温
度補償用パターン部7と第1の感磁パターン部11をそ
れぞれ対向する位置に配置した状態でブリッジ接続され
ている。
The second magnetoresistive detector 5 includes the magnetoresistive element 2
First magnetic sensitive pattern portion 11 formed on the left side with respect to the center of the substrate 3 in the position detection direction, and a second substantially rectangular shape formed on the right side with respect to the center. It is composed of a magnetic pattern portion 12. The first magnetic sensitive pattern portion 11 and the second magnetic sensitive pattern portion 12 are arranged at a position facing the center of the magnetic sensitive pattern portion 6 of the first magnetic resistance detection portion 4 in the position detection direction. The first magnetic sensitive pattern portion 11 is rotated counterclockwise from the position detection direction by 45.
It is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag, serpentine pattern of equal width. Pattern line 11
The width of a and the pitch between the pattern lines 11a are formed to be constant. The second magnetic sensitive pattern portion 12 is formed of a ferromagnetic thin film formed in a zigzag pattern having an equal width and inclined 45 ° clockwise from the position detection direction. The width of the pattern lines 12a and the pitch between the pattern lines 12a are formed to be the same as in the first magnetic sensitive pattern portion 11. That is, the magnetic resistance detection direction of the first magnetic sensitive pattern portion 11 and the magnetic resistance detection direction of the second magnetic sensitive pattern portion 12 are inclined from the position detection direction at an offset angle of 45 ° in the clockwise direction and the counterclockwise direction, respectively. It is arranged. Therefore, the magnetic field detection directions of the magnetically sensitive pattern portions 11 and 12 are orthogonal to each other. First magnetic sensitive pattern portion 11
And the left side of the second magnetically sensitive pattern portion 12 are connected to each other and to the land 13 on the upper right side of the substrate 3. The left side of the first magnetic sensitive pattern portion 11 is connected to the land 9, and the right side of the second magnetic sensitive pattern portion 12 is connected to the land 10. Therefore, the left side of the magnetic sensitive pattern portion 6 and the left side of the first magnetic sensitive pattern portion 11 are connected to each other, and the right side of the temperature compensating pattern portion 7 and the right side of the second magnetic sensitive pattern portion 12 are connected to each other. ing. That is, the magnetic sensitive pattern portion 6, the temperature compensation pattern portion 7, the first
Magnetic sensitive pattern portion 11 and second magnetic sensitive pattern portion 12
Are bridge-connected with the magnetic sensitive pattern portion 6 and the second magnetic sensitive pattern portion 12, and the temperature compensating pattern portion 7 and the first magnetic sensitive pattern portion 11 arranged at positions facing each other.

【0021】尚、磁気抵抗素子2は、ピストン位置検出
装置をピストン位置を検出する空圧シリンダ等に取り付
けた状態でピストンに備えられた磁石からの磁界が各磁
気抵抗検出部4,5に対してほぼ同じ方向に作用する大
きさに形成されている。
In the magnetoresistive element 2, a magnetic field from a magnet provided in the piston is applied to each of the magnetoresistive detectors 4 and 5 in a state where the piston position detector is attached to a pneumatic cylinder or the like for detecting the piston position. Are formed in such a size that they act in almost the same direction.

【0022】次に、ピストン位置検出装置の電気的構成
について説明する。図3は上記磁気抵抗素子2が接続さ
れる検出範囲判別部としての出力電圧判定回路41を示
す。この出力電圧判定回路41の電源電圧VC が印加さ
れる電源線14には磁気抵抗素子2がランド9を介して
接続され、接地線15には同じくランド10を介して接
続されている。従って、第1の磁気抵抗検出部4の感磁
パターン部6と温度補償用パターン部7、及び、第2の
磁気抵抗検出部5の第1の感磁パターン部11と第2の
感磁パターン部12とは互いに並列接続されている。そ
して、第1の磁気抵抗検出部4は感磁パターン部6と温
度補償用パターン部7との間(即ち、ランド8)からコ
ンパレータ16の非反転入力端子に出力電圧V1 を出力
する。又、第2の磁気抵抗検出部5は第1の感磁パター
ン部11と第2の感磁パターン部12との間からコンパ
レータ17の非反転入力端子及びコンパレータ18の反
転入力端子に出力電圧V2 をそれぞれ出力する。尚、磁
気抵抗検出部4は、感磁パターン部6に磁界が作用して
いない状態では、出力電圧V1 として電源電圧VC を感
磁パターン部6と温度補償用パターン部7のそれぞれの
抵抗値で分圧した基準電圧VREF を出力する。又、同様
に、磁気抵抗検出部5は各感磁パターン部11,12に
磁界が作用していない状態では、出力電圧V2 として電
源電圧VC を各感磁パターン部11,12の抵抗値で分
圧した基準電圧VREF を出力する。尚、感磁パターン部
6、温度補償用パターン部7及び各感磁パターン部1
1,12に磁界が作用していない状態では、各パターン
部6,7,11,12の抵抗値は同じに設定されてい
る。従って、基準電圧VREF は、電源電圧VC の2分の
1である。
Next, the electrical construction of the piston position detecting device will be described. FIG. 3 shows an output voltage determination circuit 41 as a detection range determination unit to which the magnetoresistive element 2 is connected. The magnetoresistive element 2 is connected to the power supply line 14 to which the power supply voltage VC of the output voltage determination circuit 41 is applied via the land 9, and the ground line 15 is also connected to the ground line 15 via the land 10. Therefore, the magnetic sensitive pattern portion 6 and the temperature compensation pattern portion 7 of the first magnetic resistance detection unit 4, and the first magnetic sensitive pattern portion 11 and the second magnetic sensitive pattern of the second magnetic resistance detection unit 5. The parts 12 are connected in parallel with each other. Then, the first magnetic resistance detecting section 4 outputs the output voltage V1 to the non-inverting input terminal of the comparator 16 from between the magnetic sensitive pattern section 6 and the temperature compensating pattern section 7 (that is, the land 8). Further, the second magnetic resistance detecting section 5 outputs the output voltage V2 from the first magnetic sensitive pattern section 11 and the second magnetic sensitive pattern section 12 to the non-inverting input terminal of the comparator 17 and the inverting input terminal of the comparator 18. Are output respectively. When the magnetic field is not acting on the magnetic sensing pattern section 6, the magnetic resistance detecting section 4 uses the power supply voltage VC as the output voltage V1 with the respective resistance values of the magnetic sensing pattern section 6 and the temperature compensating pattern section 7. The divided reference voltage VREF is output. Similarly, the magnetic resistance detecting section 5 divides the power supply voltage VC as the output voltage V2 by the resistance value of each of the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 in a state where no magnetic field is applied to the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12. The compressed reference voltage VREF is output. The magnetic sensitive pattern portion 6, the temperature compensating pattern portion 7 and each magnetic sensitive pattern portion 1
In the state where the magnetic field does not act on 1 and 12, the resistance values of the pattern portions 6, 7, 11, and 12 are set to be the same. Therefore, the reference voltage VREF is one half of the power supply voltage VC.

【0023】電源線14と接地線15との間にはしきい
値電圧設定回路19,20,21がそれぞれ接続されて
いる。しきい値電圧設定回路19は直列接続された2個
の抵抗22,23にて構成されている。しきい値電圧設
定回路19は抵抗22と抵抗23との間からしきい値電
圧VTHをコンパレータ16の反転入力端子に出力する。
又、しきい値電圧設定回路20は直列接続された2個の
抵抗24,25にて構成されている。しきい値電圧設定
回路20は抵抗24と抵抗25との間からしきい値電圧
VTHL をコンパレータ17の反転入力端子に出力する。
さらに、しきい値電圧設定回路21は直列接続された2
個の抵抗26,27にて構成されている。しきい値電圧
設定回路21は抵抗26と抵抗27との間からしきい値
電圧VTHU をコンパレータ18の非反転入力端子に出力
する。尚、しきい値電圧VTHL ,VTHU の基準電圧VRE
F からの電圧差の絶対値は等しく設定されている。
Threshold voltage setting circuits 19, 20, and 21 are connected between the power supply line 14 and the ground line 15, respectively. The threshold voltage setting circuit 19 is composed of two resistors 22 and 23 connected in series. The threshold voltage setting circuit 19 outputs the threshold voltage VTH from between the resistor 22 and the resistor 23 to the inverting input terminal of the comparator 16.
The threshold voltage setting circuit 20 is composed of two resistors 24 and 25 connected in series. The threshold voltage setting circuit 20 outputs the threshold voltage VTHL from between the resistor 24 and the resistor 25 to the inverting input terminal of the comparator 17.
Further, the threshold voltage setting circuit 21 is connected in series with 2
It is composed of individual resistors 26 and 27. The threshold voltage setting circuit 21 outputs the threshold voltage VTHU from between the resistors 26 and 27 to the non-inverting input terminal of the comparator 18. The reference voltage VRE of the threshold voltages VTHL and VTHU
The absolute value of the voltage difference from F is set equal.

【0024】コンパレータ16はしきい値電圧VTH及び
出力電圧V1 に基づく信号SG1をナンド回路28に出力
する。さらに、コンパレータ16は信号SG1をナンド回
路29に出力する。コンパレータ17はしきい値電圧V
THL 及び出力電圧V2 に基づく信号SG2をアンド回路3
0に出力する。又、コンパレータ18はしきい値電圧V
THU 及び出力電圧V2 に基づく信号SG3をアンド回路3
0に出力する。アンド回路30は信号SG2及び信号SG3
に基づく信号SG4を反転回路31を介してナンド回路2
8に出力する。又、アンド回路30は信号SG4をナンド
回路29に出力する。
The comparator 16 outputs a signal SG1 based on the threshold voltage VTH and the output voltage V1 to the NAND circuit 28. Further, the comparator 16 outputs the signal SG1 to the NAND circuit 29. The comparator 17 has a threshold voltage V
AND circuit 3 for the signal SG2 based on THL and output voltage V2
Output to 0. Further, the comparator 18 has a threshold voltage V
The AND circuit 3 outputs the signal SG3 based on the THU and the output voltage V2.
Output to 0. The AND circuit 30 outputs the signals SG2 and SG3.
Based on the signal SG4 via the inverting circuit 31 NAND circuit 2
Output to 8. Further, the AND circuit 30 outputs the signal SG4 to the NAND circuit 29.

【0025】信号SG1がHレベルとなる範囲を適正範囲
とし、この適正範囲が危険取付範囲と最適取付範囲とに
区画される。又、信号SG4がLレベルとなる範囲は適正
範囲の両側に重なるように設定されている。この適正範
囲の両側に重なる範囲が危険取付範囲とされ、適正範囲
から危険取付範囲を除いた範囲が最適取付範囲とされ
る。
The range in which the signal SG1 is at the H level is set as a proper range, and this proper range is divided into a dangerous mounting range and an optimum mounting range. The range in which the signal SG4 is at the L level is set so as to overlap both sides of the proper range. The range that overlaps both sides of this proper range is the dangerous mounting range, and the range excluding the dangerous mounting range from the proper range is the optimum mounting range.

【0026】電源線14には赤色に点灯する発光ダイオ
ード(以下、LEDと表記する。)32のアノードが接
続され、LED32のカソードは抵抗33を介してナン
ド回路28の出力側に接続されている。又、電源線14
には緑色に点灯するLED34のアノードが接続され、
LED34のカソードは抵抗35を介してナンド回路2
9の出力側に接続されている。本実施例ではLED3
2,34にて表示手段が構成されている。
The anode of a light emitting diode (hereinafter, referred to as LED) 32 that lights up in red is connected to the power supply line 14, and the cathode of the LED 32 is connected to the output side of the NAND circuit 28 via a resistor 33. . Also, the power line 14
The anode of LED34 that lights up in green is connected to
The cathode of the LED 34 is connected to the NAND circuit 2 via the resistor 35.
9 is connected to the output side. In this embodiment, LED3
2, 34 constitute a display means.

【0027】又、コンパレータ16は信号SG1を抵抗3
6を介してNPNトランジスタ37のベースに出力す
る。このトランジスタ37のエミッタは接地線15に接
続され、コレクタは出力端子38に接続されている。ト
ランジスタ37のベース・エミッタ間は抵抗39を介し
て接続されている。トランジスタ37のコレクタにはツ
ェナダイオード40のカソードが、同じくエミッタには
ツェナダイオード40のアノードが接続されている。本
実施例ではトランジスタ37、ツェナダイオード40及
び抵抗36,39にて出力回路42が構成されている。
そして、出力回路42は信号SG1に基づく出力信号SG
5を出力端子38に出力する。
Further, the comparator 16 sends the signal SG1 to the resistor 3
It outputs to the base of the NPN transistor 37 via 6. The emitter of the transistor 37 is connected to the ground line 15, and the collector is connected to the output terminal 38. The base and emitter of the transistor 37 are connected via a resistor 39. The cathode of the Zener diode 40 is connected to the collector of the transistor 37, and the anode of the Zener diode 40 is connected to the emitter thereof. In this embodiment, the output circuit 42 is composed of the transistor 37, the Zener diode 40, and the resistors 36 and 39.
Then, the output circuit 42 outputs the output signal SG based on the signal SG1.
5 is output to the output terminal 38.

【0028】次に、以上のように構成されたピストン位
置検出装置の作用について説明する。図2(a),
(b)に示すように、本実施例のピストン位置検出装置
は、例えば、ピストンPの外周側にリング状の磁石Mが
取り付けられた空圧シリンダSのシリンダチューブT外
周面に固定して使用される。尚、図2はピストン位置検
出装置の取り付け状態を示す模式図であり、その寸法関
係は実際と大きく異なる。ピストン位置検出装置は磁気
抵抗素子2の各磁気抵抗検出部4,5がシリンダチュー
ブTの軸線をほぼ含む平面内に配置されるように取り付
けられる。
Next, the operation of the piston position detecting device constructed as described above will be described. 2 (a),
As shown in (b), the piston position detecting device of this embodiment is used by being fixed to the outer peripheral surface of the cylinder tube T of the pneumatic cylinder S in which the ring-shaped magnet M is attached to the outer peripheral side of the piston P, for example. To be done. FIG. 2 is a schematic view showing a mounted state of the piston position detecting device, and its dimensional relationship is greatly different from the actual one. The piston position detecting device is mounted so that the magnetic resistance detecting portions 4 and 5 of the magnetic resistance element 2 are arranged in a plane substantially including the axis of the cylinder tube T.

【0029】このようにピストン位置検出装置が取り付
けられた空圧シリンダSにおいて、図5〜7に示すよう
に、ピストンがピストン位置検出装置に対して接近した
後、反対方向に遠ざかる場合について説明する。第1の
磁気抵抗検出部4に作用する磁界Gの強さは、磁石Mが
感磁パターン部6の中央に相対する位置に来るまでは次
第に増大して最大になった後、磁石Mが中央から遠ざか
るに連れて次第に減少する。従って、磁気抵抗検出部4
からは、図4に示すように、ピストン位置に対して基準
電圧VREF から上に凸の左右対称な出力特性となる出力
電圧V1 が出力される。
In the pneumatic cylinder S to which the piston position detecting device is attached in this manner, as shown in FIGS. 5 to 7, the case where the piston approaches the piston position detecting device and then moves away in the opposite direction will be described. . The strength of the magnetic field G acting on the first magnetic resistance detection unit 4 gradually increases until it reaches a position where the magnet M faces the center of the magnetic sensitive pattern unit 6, and then reaches the maximum. It gradually decreases as you move away from it. Therefore, the magnetic resistance detector 4
As shown in FIG. 4, the output voltage V1 is output from the reference voltage VREF with respect to the piston position and has a bilaterally symmetrical output characteristic that is convex upward.

【0030】一方、第2の磁気抵抗検出部5の各感磁パ
ターン部11,12に作用する磁界は以下のようにな
る。図5に示すように、磁気抵抗素子2に磁石Mが左側
から接近すると、第2の磁気抵抗検出部5の第1の感磁
パターン部11にそのパターン線11aにほぼ直交する
方向の磁界が作用する。一方、第2の感磁パターン部1
2にはそのパターン線12aにほぼ平行な方向の磁界G
が作用する。この結果、第1の感磁パターン部11の抵
抗値が低下するため、出力電圧V2 は基準電圧VREF よ
りも高くなるとともに出力ピーク値となる。このとき、
感磁パターン部6及び温度補償用パターン部7には各感
磁方向に対してほぼ45°の方向となる磁界Gが作用す
ることになるため、磁気抵抗検出部5の出力電圧V1 は
ほぼ基準電圧VREF となる。
On the other hand, the magnetic fields acting on the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 of the second magnetoresistive detecting portion 5 are as follows. As shown in FIG. 5, when the magnet M approaches the magnetoresistive element 2 from the left side, a magnetic field in a direction substantially orthogonal to the pattern line 11a is applied to the first magnetic sensitive pattern section 11 of the second magnetoresistive detection section 5. To work. On the other hand, the second magnetic sensitive pattern portion 1
2 is a magnetic field G in a direction substantially parallel to the pattern line 12a.
Works. As a result, the resistance value of the first magnetically sensitive pattern portion 11 decreases, so that the output voltage V2 becomes higher than the reference voltage VREF and becomes the output peak value. At this time,
Since the magnetic field G having a direction of approximately 45 ° with respect to each magnetic sensitive direction acts on the magnetic sensitive pattern portion 6 and the temperature compensating pattern portion 7, the output voltage V1 of the magnetic resistance detecting portion 5 is almost the reference. The voltage becomes VREF.

【0031】次に、磁石Mが同方向に移動してその中央
が第1の感磁パターン部11と第2の感磁パターン部1
2の間に相対する位置に配置されると、図6に示すよう
に、両方の感磁パターン部11,12の各感磁方向に対
してほぼ45°の方向となる磁界Gが作用する。この結
果、第1の感磁パターン部11と第2の感磁パターン部
12のそれぞれの抵抗値の低下分はほぼ同じになるた
め、出力電圧V2 はほぼ基準電圧VREF になる。このと
き、磁気抵抗検出部5には位置検出方向の磁界Gが作用
することになるため、磁気抵抗検出部5の出力電圧V1
は最大出力電圧値となる。
Next, the magnet M moves in the same direction, and the centers thereof are the first magnetic sensitive pattern portion 11 and the second magnetic sensitive pattern portion 1.
When they are arranged at positions opposite to each other, as shown in FIG. 6, a magnetic field G having a direction of approximately 45 ° with respect to each magnetic sensitive direction of both magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 acts. As a result, the decrease in the resistance value of each of the first magnetic sensitive pattern portion 11 and the second magnetic sensitive pattern portion 12 becomes substantially the same, so that the output voltage V2 becomes approximately the reference voltage VREF. At this time, since the magnetic field G in the position detection direction acts on the magnetoresistive detection unit 5, the output voltage V1 of the magnetoresistive detection unit 5 is
Is the maximum output voltage value.

【0032】さらに磁石Mが移動して磁気抵抗素子2の
右側から遠ざかる位置に配置されると、図7に示すよう
に、第2の感磁パターン部12にそのパターン線12a
に対してほぼ直交する方向の磁界が作用する。一方、第
1の感磁パターン部11にはそのパターン線11aにほ
ぼ平行な方向の磁界Gが作用する。この結果、第2の感
磁パターン部12の抵抗値が低下するため、出力電圧V
2 は基準電圧VREF よりも低くなるとともに出力ピーク
値になる。このとき、感磁パターン部6及び温度補償用
パターン部7には各感磁方向に対してほぼ45°の方向
となる磁界Gが作用することになるため、磁気抵抗検出
部5の出力電圧V1 はほぼ基準電圧VREF となる。
When the magnet M is further moved and is arranged at a position away from the right side of the magnetoresistive element 2, as shown in FIG. 7, the pattern line 12a is formed on the second magnetic sensitive pattern portion 12.
A magnetic field is applied in a direction substantially orthogonal to. On the other hand, the magnetic field G in the direction substantially parallel to the pattern line 11a acts on the first magnetic sensitive pattern portion 11. As a result, the resistance value of the second magnetically sensitive pattern portion 12 decreases, so that the output voltage V
2 becomes lower than the reference voltage VREF and becomes an output peak value. At this time, since the magnetic field G having a direction of approximately 45 ° with respect to each magnetic sensitive direction acts on the magnetic sensitive pattern portion 6 and the temperature compensating pattern portion 7, the output voltage V1 of the magnetic resistance detecting portion 5 is increased. Becomes almost the reference voltage VREF.

【0033】以上の結果、第2の磁気抵抗検出部5から
出力される出力電圧V2 は、図4に示すように、各磁気
抵抗検出部11,12の間に相対する位置に対して左側
では基準電圧VREF よりも高くなり右側では基準電圧V
REF よりも低くなる特性になる。又、基準電圧VREF と
なる位置を中心にしてほぼ点対称な出力特性になる。
尚、磁気抵抗検出部4の出力電圧V1 が最大出力電圧値
となるときのピストン位置と、磁気抵抗検出部5の出力
電圧V2 が基準電圧VREF となるときのピストン位置と
はほぼ一致している。
As a result of the above, the output voltage V2 output from the second magnetic resistance detecting section 5 is, as shown in FIG. 4, on the left side with respect to the position opposed between the magnetic resistance detecting sections 11 and 12. It becomes higher than the reference voltage VREF, and the reference voltage V
The characteristic is lower than REF. Further, the output characteristic is substantially point-symmetrical with respect to the position where the reference voltage VREF is obtained.
The piston position when the output voltage V1 of the magnetic resistance detection unit 4 reaches the maximum output voltage value and the piston position when the output voltage V2 of the magnetic resistance detection unit 5 reaches the reference voltage VREF are substantially the same. .

【0034】第1の磁気抵抗検出部4が出力する出力電
圧V1 はコンパレータ16にてしきい値電圧VTHと比較
される。そして、コンパレータ16からは出力電圧V1
がしきい値電圧VTH以上となる範囲でHレベルとなる信
号SG1が出力される。
The output voltage V1 output from the first magnetic resistance detecting section 4 is compared with the threshold voltage VTH by the comparator 16. The output voltage V1 from the comparator 16 is
A signal SG1 that is at the H level is output in the range where the threshold voltage is equal to or higher than the threshold voltage VTH.

【0035】又、第2の磁気抵抗検出部5が出力する出
力電圧V2 はコンパレータ17にてしきい値電圧VTHL
と比較され、出力電圧V2 がしきい値電圧VTHL 未満で
ある範囲ではLレベルとなる信号SG2が出力される。
又、出力電圧V2 はコンパレータ18にてしきい値電圧
VTHU と比較され、出力電圧V2 がしきい値電圧V2 以
上となる範囲ではLレベルとなる信号SG3が出力され
る。従って、アンド回路30からは信号SG2がLレベル
又は信号SG3がLレベルとなる範囲ではLレベルとなる
信号SG4が出力される。
Further, the output voltage V2 output from the second magnetoresistive detector 5 is compared with the threshold voltage VTHL by the comparator 17.
Is compared with the output voltage V2, and a signal SG2 of L level is output in the range where the output voltage V2 is lower than the threshold voltage VTHL.
Further, the output voltage V2 is compared with the threshold voltage VTHU by the comparator 18, and the signal SG3 which is at L level is output in the range where the output voltage V2 is equal to or higher than the threshold voltage V2. Therefore, the AND circuit 30 outputs the signal SG4 which becomes L level in the range where the signal SG2 is L level or the signal SG3 is L level.

【0036】以上の結果、ピストン位置が検出範囲外に
あるときは信号SG1はLレベルとなり、信号SG4はHレ
ベル又はLレベルとなる。この結果、ナンド回路28,
29の出力側は共にHレベルになるため、LED32,
34は共に点灯しない。又、ピストン位置が危険取付範
囲であるときは信号SG1はHレベルとなり、信号SG4は
Lレベルとなる。この結果、ナンド回路28の出力側の
電位がLレベルとなり、ナンド回路29の出力側の電位
がHレベルのままとなるため、LED32のみが赤色に
点灯する。さらに、ピストン位置が最適取付範囲である
ときは信号SG1はHレベルとなり、信号SG4はHレベル
となる。この結果、ナンド回路28の出力側がHレベル
となり、ナンド回路29の出力側がLレベルになるた
め、LED34のみが緑色に点灯する。従って、作業者
はピストン位置が各範囲にあることを容易に視認するこ
とができる。
As a result, when the piston position is out of the detection range, the signal SG1 becomes L level and the signal SG4 becomes H level or L level. As a result, the NAND circuit 28,
Since the output side of 29 both becomes H level, LED32,
Neither 34 lights up. Further, when the piston position is in the dangerous mounting range, the signal SG1 becomes H level and the signal SG4 becomes L level. As a result, the potential on the output side of the NAND circuit 28 becomes L level and the potential on the output side of the NAND circuit 29 remains at H level, so that only the LED 32 lights up in red. Further, when the piston position is within the optimum mounting range, the signal SG1 becomes H level and the signal SG4 becomes H level. As a result, the output side of the NAND circuit 28 becomes H level and the output side of the NAND circuit 29 becomes L level, so that only the LED 34 lights up in green. Therefore, the operator can easily visually recognize that the piston position is in each range.

【0037】尚、ピストン位置が検出範囲内にあるとき
は出力回路からHレベルの出力信号SG5が出力される。
従って、この出力信号SG5をシーケンス制御の制御信号
として使用することができる。
When the piston position is within the detection range, the output circuit outputs the H-level output signal SG5.
Therefore, this output signal SG5 can be used as a control signal for sequence control.

【0038】以上詳述したように、本実施例のピストン
位置検出装置によれば、第1の磁気抵抗検出部4による
適正範囲の中でも出力電圧V1 の高い値の領域で最適取
付範囲を形成した。従って、ピストン位置を高い電圧余
裕値を持って検出することができるため、外部磁界等に
より磁気抵抗検出部4の出力電圧V1 に変動がある状態
でも、ピストン位置を安定して確実に検出することがで
きる。
As described in detail above, according to the piston position detecting apparatus of the present embodiment, the optimum mounting range is formed in the region where the output voltage V1 has a high value within the proper range of the first magnetic resistance detecting section 4. . Therefore, the piston position can be detected with a high voltage margin value, so that the piston position can be detected stably and reliably even when the output voltage V1 of the magnetoresistive detector 4 varies due to an external magnetic field or the like. You can

【0039】又、本実施例によれば、各磁気抵抗検出部
4,5の感磁パターン部6,11,12及び温度補償用
パターン部7に作用する磁界Gの方向がほぼ同一になる
ように磁気抵抗素子2を形成した。そして、同一の磁界
Gが作用する状態で最適取付範囲及び危険取付範囲を設
定し、ピストン位置を判別することができるように構成
した。従って、本ピストン位置検出装置を取り付ける空
圧シリンダ等の磁石の幅に関係なくピストン位置を検出
することができる。
Further, according to this embodiment, the directions of the magnetic fields G acting on the magnetic sensitive pattern portions 6, 11, 12 and the temperature compensating pattern portions 7 of the respective magnetic resistance detecting portions 4, 5 are made substantially the same. Then, the magnetoresistive element 2 was formed. The optimum mounting range and the dangerous mounting range are set under the condition that the same magnetic field G acts, and the piston position can be determined. Therefore, the piston position can be detected regardless of the width of the magnet such as the pneumatic cylinder to which the present piston position detecting device is attached.

【0040】さらに、本実施例によれば、第2の磁気抵
抗検出部5を同じパターン形状で形成された感磁パター
ン部11,12を直列接続して構成したため、感磁パタ
ーン部11,12の一方が他方の温度補償を行うように
した。この結果、温度変動による各感磁パターン部1
1,12の出力電圧V,V2 の変動が抑制されるため、
温度変動による危険取付範囲の変動が抑制される。従っ
て、温度変動に対する検出精度の安定性を向上させるこ
とができる。
Further, according to the present embodiment, the second magnetoresistive detecting portion 5 is constituted by connecting the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 formed in the same pattern shape in series, so that the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 are formed. One performs temperature compensation for the other. As a result, each magnetic sensing pattern portion 1 due to temperature fluctuation
Since the fluctuations of the output voltages V and V2 of 1 and 12 are suppressed,
Changes in the dangerous mounting range due to temperature changes are suppressed. Therefore, it is possible to improve the stability of the detection accuracy with respect to temperature fluctuations.

【0041】又、本実施例によれば、第1の磁気抵抗検
出部4の抵抗値の変化に対して温度補償用パターン部7
が温度補償を行うため、温度変動による出力電圧の変動
が抑制される。従って、温度変動による最適取付範囲の
変動を抑制することができるため、温度変動に対する検
出精度の安定性を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the temperature compensating pattern portion 7 with respect to the change of the resistance value of the first magnetic resistance detecting portion 4 is used.
Since the temperature compensation is performed by, the fluctuation of the output voltage due to the temperature fluctuation is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the optimum mounting range due to the temperature fluctuation, and it is possible to improve the stability of the detection accuracy with respect to the temperature fluctuation.

【0042】加えて、本実施例によれば、危険取付範囲
と最適取付範囲とが発光色の異なる2個のLED32,
34にてそれぞれ判別可能に表示されるため、ピストン
位置がいずれの範囲にあるかを容易に視認することがで
きる。
In addition, according to this embodiment, the two LEDs 32 whose emission color differs between the dangerous mounting range and the optimum mounting range,
Since it is displayed so as to be discriminable at 34, it is possible to easily visually recognize in which range the piston position is.

【0043】尚、本発明は上記実施例の他に、以下のよ
うに構成することもできる。 (1) 第2の磁気抵抗検出部5の各磁気抵抗検出部1
1,12の位置検出方向からのオフセット角度を45°
以外の角度としてもよい。
The present invention can be configured as follows in addition to the above embodiment. (1) Each magnetic resistance detection unit 1 of the second magnetic resistance detection unit 5
Offset angle of 1 and 12 from the position detection direction is 45 °
Other angles may be used.

【0044】(2) 各磁気抵抗検出部4及び5の位置
は、各感磁パターン部6,7,11,12にほぼ同じ方
向の磁界Gが作用する範囲で適宜変更してもよい。例え
ば、感磁パターン部6,7間の中央を感磁パターン部1
1,12間の中央に一致させるように構成してもよい。
(2) The positions of the magnetic resistance detecting portions 4 and 5 may be appropriately changed within a range in which the magnetic fields G in substantially the same direction act on the magnetic sensitive pattern portions 6, 7, 11, and 12. For example, the center between the magnetic sensitive pattern portions 6 and 7 is set to the magnetic sensitive pattern portion 1
It may be configured so as to coincide with the center between 1 and 12.

【0045】又、第1の磁気抵抗検出部4に対する第2
の磁気抵抗検出部5の位置を上下方向で変更してもよ
い。この場合、適切な大きさの危険取付範囲が形成され
るように、各感磁パターン部11,12の大きさ、両感
磁パターン部11,12間の距離を適切に調整して第2
の磁気抵抗検出部5の感度を適正化する。
Further, the second magnetoresistive detecting section 4 is used.
The position of the magnetic resistance detection unit 5 may be changed in the vertical direction. In this case, the size of the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 and the distance between the magnetic sensitive pattern portions 11 and 12 are appropriately adjusted so that a dangerous mounting area having an appropriate size is formed.
The sensitivity of the magnetic resistance detection unit 5 is optimized.

【0046】(3) 第1の磁気抵抗検出部4の温度補
償用パターン部7を感磁パターン部6と感磁方向が90
°異なる(即ち、温度補償用パターン部7と同じ)感磁
パターン部6と同様の感磁パターン部にて構成してもよ
い。この場合でも、感磁パターン部6に対する温度補償
を行うことができる。
(3) The temperature compensating pattern portion 7 of the first magnetoresistive detecting portion 4 has a magnetic sensitive direction 90 with the magnetic sensitive pattern portion 6.
The magnetic sensitive pattern portion 6 may be the same as the magnetic sensitive pattern portion 6 that is different (that is, the same as the temperature compensating pattern portion 7). Even in this case, the temperature compensation for the magnetic sensitive pattern portion 6 can be performed.

【0047】(4) 第1の磁気抵抗検出部4を、温度
補償用パターン部7を設けず感磁パターン部6のみにて
構成するようにしてもよい。 (5) 第1の磁気抵抗検出部4と第2の磁気抵抗検出
部5を基板3の同一の位置で絶縁層を介して多層に形成
するようにしてもよい。
(4) The first magnetoresistive detecting section 4 may be composed of only the magnetic sensitive pattern section 6 without providing the temperature compensating pattern section 7. (5) The first magnetoresistive detector 4 and the second magnetoresistive detector 5 may be formed in multiple layers at the same position on the substrate 3 with an insulating layer interposed.

【0048】又、同一の基板3の表裏に分けて形成する
ように構成してもよい。さらに、別々の基板3に形成し
た各磁気抵抗検出部4,5を両基板3を張り合わせるこ
とにより一体化するように構成してもよい。
Alternatively, the same substrate 3 may be formed separately on the front and back sides. Further, the magnetoresistive detectors 4 and 5 formed on different substrates 3 may be integrated by pasting both substrates 3 together.

【0049】(6) ピストン位置をLED32,34
にて表示せず、最適取付範囲及び危険取付範囲に対応す
る出力信号としてプログラマブル・コントローラ等に出
力するように構成してもよい。
(6) The piston position is set to the LEDs 32, 34.
May be output to a programmable controller or the like as an output signal corresponding to the optimum mounting range and the dangerous mounting range.

【0050】(7) 出力電圧判定回路のコンパレータ
16に正帰還をかけるように構成してもよい。即ち、図
3に二点鎖線で示すように、コンパレータ16の非反転
入力端子と出力端子とを抵抗43を介して接続する。こ
の場合、危険取付範囲から最適取付範囲、又は、最適取
付範囲から危険取付範囲への切り換えを安定して行うこ
とができる。
(7) A positive feedback may be applied to the comparator 16 of the output voltage determination circuit. That is, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 3, the non-inverting input terminal and the output terminal of the comparator 16 are connected via the resistor 43. In this case, it is possible to stably switch from the dangerous mounting range to the optimal mounting range or from the optimal mounting range to the dangerous mounting range.

【0051】(8) ピストンPに取り付ける磁石Mは
リング状に限らず、例えば、円柱状、半円柱状、四角柱
状等であってもよい。 (9) ピストン位置検出装置の各磁気抵抗検出部4,
5をシリンダチューブTの軸線を含む平面内に配置した
状態で使用するようにしたが、その平面から少しずらし
た状態で使用するように構成してもよい。
(8) The magnet M attached to the piston P is not limited to the ring shape, and may be, for example, a cylindrical shape, a semi-cylindrical shape, a quadrangular shape, or the like. (9) Each magnetic resistance detection unit 4 of the piston position detection device 4,
Although 5 is used in a state of being arranged in a plane including the axis of the cylinder tube T, it may be configured to be used in a state of being slightly displaced from that plane.

【0052】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施例で把握される技術的思想を
その効果とともに記載する。 (1) 請求項1から請求項3の何れかに記載のピスト
ン位置検出装置において、第2の磁気抵抗検出部5の各
感磁パターン部11,12のパターン面がピストン位置
を検出する流体圧シリンダのピストンからの磁界の等磁
界面に対して垂直になるように取り付け可能に形成した
ピストン位置検出装置。
In the following, besides the technical idea described in the claims, the technical idea grasped in each of the above-mentioned embodiments will be described together with its effect. (1) In the piston position detecting device according to any one of claims 1 to 3, fluid pressure for detecting the piston position by the pattern surface of each of the magnetically sensitive pattern portions 11 and 12 of the second magnetic resistance detecting portion 5. A piston position detection device that can be mounted so as to be perpendicular to the isomagnetic field surface of the magnetic field from the cylinder piston.

【0053】このような構成によれば、各感磁パターン
部の感磁方向の磁界の強さが大きくなるため、危険取付
範囲を安定して確実に検出することができる。
With this structure, since the strength of the magnetic field in the magnetically sensitive direction of each magnetically sensitive pattern portion becomes large, the dangerous mounting range can be stably and reliably detected.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、一方の磁気抵抗検出部にて高感度に検出
される範囲の両側に他方の磁気抵抗検出部にて高感度に
検出される範囲が形成され、この両方の範囲にて危険取
付範囲及び最適取付範囲が形成されるため、外部磁界等
の外乱が作用する状態でも最適取付範囲ではピストン位
置を安定して確実に検出することができる。又、磁気抵
抗素子に同じ方向の磁界が作用する状態でピストン位置
を判別するように構成されているため、位置検出するピ
ストンからの磁界の分布範囲の大きさによらずピストン
位置を検出することができる。従って、ピストンに取り
付けられた磁石の幅によらず、ピストン位置を確実に検
出することができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, on the both sides of the range which is detected with high sensitivity by one magnetoresistive detecting section, the other magnetoresistive detecting section has a high value. A range that can be detected with sensitivity is formed, and a dangerous mounting range and an optimum mounting range are formed in both of these ranges, so the piston position is stable and secure in the optimum mounting range even when disturbances such as external magnetic fields act. Can be detected. Further, since the piston position is determined in the state where the magnetic field in the same direction acts on the magnetoresistive element, the piston position can be detected regardless of the size of the magnetic field distribution range from the piston for position detection. You can Therefore, the piston position can be reliably detected regardless of the width of the magnet attached to the piston.

【0055】又、請求項2に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の効果に加えて、各感磁パターン部か
ら確実に出力電圧を取り出すことができるため、危険取
付範囲を確実に形成することができる。
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the output voltage can be reliably taken out from each magnetic sensitive pattern portion, the dangerous mounting range can be reduced. It can be reliably formed.

【0056】又、請求項3に記載の発明によれば、請求
項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、ピスト
ン位置が最適取付範囲又は危険取付範囲にある状態を視
認可能に表示することができる。
Further, according to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1 or 2, it is possible to visually recognize the state where the piston position is in the optimum mounting range or the dangerous mounting range. Can be displayed.

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

【図1】 磁気抵抗素子の概略正面図。FIG. 1 is a schematic front view of a magnetoresistive element.

【図2】 (a)シリンダに装着したピストン位置検出
装置を示す概略正面図、(b)同じく概略側面図。
2A is a schematic front view showing a piston position detection device mounted on a cylinder, and FIG. 2B is a schematic side view of the same.

【図3】 ピストン位置検出装置の電気回路図。FIG. 3 is an electric circuit diagram of a piston position detection device.

【図4】 各磁気抵抗検出部の出力電圧と各処理信号の
動作チャート。
FIG. 4 is an operation chart of an output voltage of each magnetic resistance detection unit and each processing signal.

【図5】 両磁気抵抗検出部に対する磁界の作用状態を
示す模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing how magnetic fields act on both magnetoresistive detectors.

【図6】 両磁気抵抗検出部への磁界の作用状態を示す
模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing how magnetic fields act on both magnetoresistive detectors.

【図7】 両磁気抵抗検出部への磁界の作用状態を示す
模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing how magnetic fields act on both magnetoresistive detectors.

【図8】 従来例のピストン位置検出装置を示す概略正
面図。
FIG. 8 is a schematic front view showing a conventional piston position detecting device.

【図9】 ピストン位置と出力電圧との関係を示すグラ
フ。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between piston position and output voltage.

【図10】 別の従来例の磁気近接スイッチを示す概略
平面図。
FIG. 10 is a schematic plan view showing another conventional magnetic proximity switch.

【図11】 ピストン位置と感度の関係を示すグラフ。FIG. 11 is a graph showing the relationship between piston position and sensitivity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…第1の磁気抵抗検出部、5…第2の磁気抵抗検出
部、6…感磁パターン部、7…温度補償用パターン部、
11…感磁パターン部、12…感磁パターン部、32,
34…表示手段としてのLED、41…検出範囲判別部
としての出力電圧判定回路、V1 …出力電圧、V2 …出
力電圧、VTH…しきい値電圧、VTHL ,VTHU …しきい
値電圧。
4 ... 1st magnetic resistance detection part, 5 ... 2nd magnetic resistance detection part, 6 ... Magnetic sensitive pattern part, 7 ... Temperature compensation pattern part,
11 ... Magnetosensitive pattern portion, 12 ... Magnetosensitive pattern portion, 32,
34 ... LED as display means, 41 ... Output voltage judging circuit as detection range judging section, V1 ... Output voltage, V2 ... Output voltage, VTH ... Threshold voltage, VTHL, VTHU ... Threshold voltage.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁界検出方向を位置検出方向に配置され
た第1の磁気抵抗検出部(4)と、各磁界検出方向を位
置検出方向からそれぞれ時計方向及び反時計方向に等し
いオフセット角度だけ傾斜配置されるとともに互いに直
列接続された一対の感磁パターン部(11,12)から
なる第2の磁気抵抗検出部(5)とを備え、 両磁気抵抗検出部(4,5)を、前記第1の磁気抵抗検
出部(4)の出力がピークになる位置と前記第2の磁気
抵抗検出部(5)の各感磁パターン部(11,12)の
出力が反転する位置とをほぼ一致させるように配置し、 第1の磁気抵抗検出部(4)が出力する出力電圧(V1
)と、この出力電圧(V1 )に対して設定したしきい
値電圧(VTH)にて判別される範囲を適正範囲とし、第
2の磁気抵抗検出部(5)が出力する出力電圧(V2 )
と、この出力電圧(V2 )に対して設定したしきい値電
圧(VTHL ,VTHU )にて判別される範囲と適正範囲に
て判別される範囲を危険取付範囲とし、適正範囲から危
険取付範囲を除いた範囲を最適取付範囲とする検出範囲
判別部(41)を設けたピストン位置検出装置。
1. A first magnetoresistive detector (4) having a magnetic field detection direction arranged in a position detection direction, and each magnetic field detection direction inclined from the position detection direction by an offset angle equal to clockwise and counterclockwise directions, respectively. And a second magnetoresistive detector (5) composed of a pair of magnetically sensitive pattern portions (11, 12) arranged in series and connected to each other in series. The position where the output of the first magnetic resistance detection unit (4) reaches a peak and the position where the outputs of the magnetic sensitive pattern units (11, 12) of the second magnetic resistance detection unit (5) are inverted are substantially matched. So that the output voltage (V1
) And the threshold voltage (VTH) set with respect to this output voltage (V1) is set as an appropriate range, and the output voltage (V2) output from the second magnetic resistance detection section (5) is set.
And the range determined by the threshold voltage (VTHL, VTHU) set for this output voltage (V2) and the range determined by the proper range are the dangerous mounting range. A piston position detecting device provided with a detection range discriminating section (41) whose optimum mounting range is the excluded range.
【請求項2】 第2の磁気抵抗検出部(5)の各感磁パ
ターン部(11,12)のオフセット角度は位置検出方
向からそれぞれほぼ45°である請求項1に記載のピス
トン位置検出装置。
2. The piston position detecting device according to claim 1, wherein the offset angle of each magnetic sensitive pattern portion (11, 12) of the second magnetic resistance detecting portion (5) is approximately 45 ° from the position detecting direction. .
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のピストン
位置検出装置において、最適取付範囲と危険取付範囲と
を判別可能に表示する表示手段(32,34)を設けた
ピストン位置検出装置。
3. The piston position detecting device according to claim 1 or 2, further comprising display means (32, 34) for distinguishably displaying an optimum mounting range and a dangerous mounting range.
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