JPH08834U - 流体圧シリンダのピストン位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピストン位置検出装置を所定位置に設定した
後、検出装置の位置ずれあるいはシリンダの故障等によ
りピストンと検出装置との位置ずれが生じた場合、その
位置ずれが生じたシリンダを容易に把握できるようにす
る。 【解決手段】シリンダのピストン１１に固定された磁石
１２の磁気を検出する磁気センサ１の出力に基づきピス
トン１１が磁気センサ１に対して危険領域内にある場合
に第１の検出信号を出力し、ピストン１１が最適領域内
にある場合に第２の検出信号を出力する検出回路２と、
第１の検出信号のみが所定時間継続して出力されたとき
警告信号を出力する警告信号出力回路２５と、警告信号
出力回路２５の警告信号を入力すると同時に警告表示灯
２１を点灯させ、その後、第２の検出信号が所定時間継
続して出力されたとき該検出信号に基いて警告表示灯２
１の表示を停止させる警告信号表示保持手段２４とを設
けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は空圧シリンダ、油圧シリンダ等の流体圧シリンダのピストンの位置を 検出するピストン位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

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

【０００３】 この装置においては、磁気センサ１の出力電圧が検出回路２に出力され、検出 回路２は磁気センサ１からの出力電圧が図３に示すように低レベル（危険感度検 知レベル）の基準電圧以上となったときＨレベルの第１の検出信号を出力する出 力端子２ａと、高レベル（最適感度レベル）の基準電圧以上となったときＨレベ ルの第２の検出信号を出力する出力端子２ｂとを有している。

【０００４】 すなわち、検出回路２は磁気センサ１がピストンに対して所定の最適領域（図 ３に矢印Ａで示す範囲）にある場合には第２の検出信号を出力し、前記最適領域 の両側の危険領域（図３に矢印Ｂ，Ｃで示す範囲）にある場合には第１の検出信 号を出力するようになっている。

【０００５】 そして、前記検出回路２の両出力端子２ａ，２ｂに入力側が接続されたＯＲ回 路３及びＮＡＮＤ回路４の出力側がそれぞれ入力側に接続されたＮＡＮＤ回路５ の出力側と電源Ｖccとの間に抵抗Ｒ１及び赤色発光ダイオードＬＥＤ１からなる 危険感度表示灯８が接続されている。又、ＮＡＮＤ回路４の出力側と電源Ｖccと の間には抵抗Ｒ２及び緑色発光ダイオードＬＥＤ２からなる最適感度表示灯９が 接続されている。前記ＯＲ回路３の出力側には抵抗３を介して出力トランジスタ Ｑ２のベースが接続されている。又、ＮＡＮＤ回路５の出力側にはタイマー回路 ６、ＮＯＴ回路７及び抵抗Ｒ４を介して危険感度専用出力用のトランジスタＱ３ のベースが接続されている。

【０００６】 タイマー回路６はＮＡＮＤ回路５の出力がＬレベルとなった後、ピストンが通 常の作動速度で前記危険領域を通過するに必要な時間以上継続してＬレベルの信 号が入力された際Ｌレベルの信号を出力するようになっている。

【０００７】 すなわち、この装置においてはシリンダの所定位置に対して検出装置を取付け る際、設定が所定位置からずれている場合には赤色発光ダイオードの危険感度表 示灯８が点灯して設定ミスが表示され、所定の位置に設定されると緑色発光ダイ オードの最適感度表示灯９が点灯する。

【０００８】 そして、所定位置に設定後、シリンダの作動に伴う振動等により検出装置の設 定位置がずれた場合には、危険感度表示灯８が点灯するとともにトランジスタＱ ３がオン状態となり危険表示が行われる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記従来装置においては、検出装置の位置が最適位置からずれ、ピ ストンが所定位置に復帰した際に赤色の危険感度表示灯８が点灯して位置ずれが 生じたことを表示するとともに、危険感度専用出力を出力するトランジスタＱ３ もオン状態となるが、シリンダの作動に伴いピストンが移動するとその都度赤色 の危険感度表示灯８が消灯するとともにトランジスタＱ３もオフ状態となる。

【００１０】 従って、ピストンが所定位置に復帰した時でなければ検出装置の位置ずれある いはシリンダの故障が発生したことが確認できず、特にシリンダが多数使用され ている場合にはどれが不都合なものであるかの確認ができないという問題があっ た。

【００１１】 本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的はピストン位 置検出装置を所定位置に設定した後、検出装置の位置ずれあるいはシリンダの故 障等によりピストンと検出装置との位置ずれが生じた場合には、該位置ずれを知 らせるための警告出力がなされ、かつその位置ずれが解消されるまで前記警告出 力が継続される流体圧シリンダのピストン位置検出装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するため本考案においては、流体圧シリンダのピストンに対 応して設けられた磁石の磁気を検出する磁気センサの出力信号に基づきピストン が磁気センサに対して所定の危険領域内にあることを検出したとき第１の検出信 号を出力し、ピストンが最適領域内にあることを検出したとき第２の検出信号を 出力する検出手段と、前記第１の検出信号のみが所定時間継続して出力されたと き警告信号を出力する警告信号発生手段と、前記警告信号発生手段の警告信号を 入力するとともに該警告信号を出力し、該警告信号入力後、前記第２の検出信号 が所定時間継続して出力されたとき該検出信号に基いて前記警告信号の出力を停 止する警告信号保持手段と、前記警告信号保持手段から出力される警告信号に基 づき外部に警告出力を行う警告出力手段とを備えた。

【００１３】

【作用】

上記手段により、本考案においては、検出装置の設置位置が所定の設置位置か らずれた場合あるいはシリンダの故障によりピストンが所定位置まで復帰しない 場合に、第１の検出信号のみが所定時間継続出力されると、警告信号発生手段か ら警告信号が出力されて警告信号保持手段に入力され、警告信号の入力とともに 該警告信号が警告出力手段に出力されて外部に警告状態が知らされる。一度警告 出力された警告出力手段は検出装置が所定の位置に設定されなおすか、あるいは シリンダの故障が回復してピストンが所定位置まで復帰する状態となったとき、 第２の検出信号が所定時間継続して出力されその検出信号に基づいて前記警告信 号の出力が停止されることにより警告停止される。すなわち、検出装置の位置ず れ等の不都合が生じた場合にはその不都合が解消されるまで警告出力手段の警告 状態が保持される。

【００１４】 なお、警告出力手段をスイッチング素子により構成した場合には、該スイッチ ング素子を介して外部管理装置等に警告信号を出力してシリンダの故障あるいは 検出装置の位置ずれのいずれかの不都合の発生が容易に発見可能となる。又、警 告出力手段を表示手段により構成した場合には、前記不都合を目視により一目に て発見可能となる。

【００１５】

【実施例】

以下本考案を具体化した一実施例を図１〜３に従って説明する。なお、従来装 置と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。

【００１６】 図２に示すように、シリンダチューブ１０内にはピストン１１が往復動可能に 嵌装され、ピストン１１の外周中央部に形成された溝１１ａ内に永久磁石１２が 嵌着固定されている。シリンダチューブ１０の外側にはピストン位置検出装置１ ３が締付具（図示せず）により取付けられている。

【００１７】 検出装置１３のケース１４内には基板１５が収納され、基板１５には磁気抵抗 素子からなる磁気センサ１及び制御回路１６が設けられるとともに、リード線と して電源線１７、アース線１８、スイッチ動作出力線１９及び危険感度出力線２ ０が接続されている。又、ケース１４の外部には危険感度表示灯８と、最適感度 表示灯９と、黄色に発光する発光ダイオードからなる警告出力手段，表示手段と しての警告表示灯２１とが設けられている。

【００１８】 次に、図１に従いその回路構成を説明する。 タイマー回路６の出力端子と電源Ｖccとの間にはフリップフロップ２２がその セット入力端子Ｓにタイマー回路６の出力端子が接続された状態で接続されてい る。フリップフロップ２２の出力端子と電源Ｖccとの間には警告表示灯２１を構 成する黄色発光ダイオードＬＥＤ３及び抵抗Ｒ５が接続されている。又、ＮＡＮ Ｄ回路４の出力端子とフリップフロップ２２のリセット端子Ｒとの間にはタイマ ー回路２３が接続されている。タイマー回路２３はＮＡＮＤ回路４からのＬレベ ルの出力信号が所定時間（ピストンが最適感度領域を通過するのに必要な時間よ り長い時間）継続して入力された時、Ｌレベルの信号を出力するように構成され ている。

【００１９】 なお、前記ＯＲ回路３、ＮＡＮＤ回路４，５及びタイマー回路６により、検出 回路２から第１の検出信号のみが所定時間継続して出力されたとき警告信号を出 力する警告信号発生手段としての警告信号出力回路２５が構成されている。又、 フリップフロップ２２及びタイマー回路２３により警告信号出力回路２５の警告 信号を入力するとともに該警告信号を出力し、該警告信号入力後、前記第２の検 出信号が所定時間継続して出力されたとき該検出信号に基いて前記警告信号の出 力を停止する警告信号保持手段としての警告信号表示保持回路２４が構成されて いる。

【００２０】 次に前記のように構成された装置の作用を説明する。 さて、この検出装置１３では、磁気センサ１がピストン１１の永久磁石１２と 対応する最適領域内にある場合には磁気センサ１からの出力電圧が図３の最適感 度レベル以上となり、検出回路２の両出力端子２ａ，２ｂからＨレベルの出力信 号が出力され、ＮＡＮＤ回路４の出力がＬレベルとなり緑色の最適感度表示灯９ が点灯する。

【００２１】 磁気センサ１と永久磁石１２との位置関係が危険領域内にある場合には、磁気 センサ１からの出力電圧が図３の危険感度検知レベル以上で最適感度レベル未満 の値となり、検出回路２の一方の出力端子２ａからはＨレベルの出力信号が出力 され、他方の出力端子２ｂからはＬレベルの出力信号が出力され、ＮＡＮＤ回路 ４の出力がＨレベルになって最適感度表示灯９が消灯し、ＮＡＮＤ回路５の出力 がＬレベルとなって赤色の危険感度表示灯８が点灯する。

【００２２】 従って、検出装置１３をシリンダに対して所定の位置に設定する場合には、ピ ストン１１を所望の検出位置に停止させた状態で検出装置１３をシリンダチュー ブ１０に沿って移動させ、最適感度表示灯９が点灯する範囲の中央位置に固定す ることにより検出装置１３が最適位置に設置され、検出装置１３の初期設定位置 の位置決め作業が極めて容易に行われる。

【００２３】 検出装置１３を所定位置に設定後、シリンダの作動に伴いピストン１１が移動 すると、永久磁石１２は磁気センサ１の危険感度領域を通過しそのときＮＡＮＤ 回路５の出力がＬレベルとなり、それに伴い危険感度表示灯８が点灯するが、Ｎ ＡＮＤ回路５がＬレベルの出力を継続するのがタイマー回路６の設定時間以内で あるためタイマー回路６の出力がＨレベルに保持される。

【００２４】 従って、フリップフロップ２２の出力はＨレベルに保持され、警告表示灯２１ が消灯状態に、又危険感度専用出力用のトランジスタＱ３もオフ状態に保持され る。

【００２５】 シリンダの作動に伴う振動等により検出装置１３の設定位置がずれた場合、あ るいはシリンダの故障によりピストン１１が復帰位置と磁気センサ１との対応関 係が所定の最適領域内から外れると、検出回路１の一方の出力端子２ａのみがＨ レベルの出力となり、ＮＡＮＤ回路５の出力がタイマー回路６の設定時間以上Ｌ レベルに保持される。

【００２６】 これによりタイマー回路６の出力がＬレベルとなり、危険感度専用出力用トラ ンジスタＱ３がオフ状態となるとともに、フリップフロップ２２のセット入力端 子Ｓの入力がＬレベルとなりフリップフロップ２２の出力がＬレベルとなって警 告表示灯２１を点灯する。

【００２７】 シリンダの作動に伴いピストン１１が移動すると、検出回路２が出力がＬレベ ルとなってＮＡＮＤ回路５の出力がＨレベルとなり危険感度表示灯８が消灯する ともにフリップフロップ２２のセット入力がＨレベルとなる。

【００２８】 この時、ＮＡＮＤ回路４の出力はＨレベルであるためフリップフロップ２２の リセット入力がＨレベルとなっており、フリップフロップ２２の出力はＬレベル に保持されて警告表示灯２１は点灯状態に保持される。

【００２９】 検出装置１３が図２の右側にずれた場合には、ピストン１１の前進移動（右方 への移動）にともないピストン１１が危険領域から最適感度領域側へと移動し、 ピストン１１が最適感度領域を通過する際タイマー回路２３の設定時間より短か い時間検出回路２が出力端子２ａ，２ｂからの出力がともにＨレベルとなる。こ れにより、ＮＡＮＤ回路４の出力がＬレベルとなって最適感度表示灯９が点灯し ＮＡＮＤ回路５の出力がＨレベルとなり危険感度表示灯８が消灯する。

【００３０】 この時、フリップフロップ２２のセット入力及びリセット入力がともにＨレベ ルに保持されているため、フリップフロップ２２の出力はＬレベルに保持され警 告表示灯２１は点灯したままとなる。

【００３１】 すなわち、検出装置１３がシリンダの作動に伴う振動により最適位置からずれ た場合、あるいはシリンダの故障によりピストン１１が所定の位置まで復帰しな くなった場合には、一度警告表示灯２１が点灯されると、その後シリンダの作動 に伴いピストン１１が危険感度領域外へ移動した場合にも警告表示灯２１が点灯 状態に保持されるため、不都合な状態となったシリンダの発見が容易となる。

【００３２】 シリンダの故障の回復あるいは検出装置１３の設定位置を所定の位置にセット しなおすと、ピストン１１が所定位置に復帰した際に検出回路２の出力端子２ａ ，２ｂの出力がともにＨレベルとなり、タイマー回路６の出力がＨレベルにタイ マー回路２３の出力がＬレベルとなり、フリップフロップ２２の出力がＨレベル となって警告表示灯２１が消灯する。

【００３３】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、例えば、次のように実 施することも可能である。 （１）危険感度専用出力トランジスタＱ３のベースをＮＯＴ回路７及び抵抗Ｒ ４を介してタイマー回路６に接続する代わりに、フリップフロップ２２の出力端 子に接続してもよい。このように構成した場合には警告表示灯２１と同様に一度 危険感度表示のためにトランジスタＱ３がオン状態となった場合には、検出装置 １３の設定位置が所定の位置にセットされなおすか、シリンダの故障が回復する までオン状態に保持される。この接続形態では、トランジスタＱ３が警告出力手 段としてのスイッチング素子を構成する。

【００３４】 （２）磁気センサとして磁気抵抗素子を用いる代わりに複数のリードスイッチ を用いて危険感度領域と最適感度領域に対応して異なる信号を出力するようにし てもよい。

【００３５】 （３）警告表示灯２１を検出装置１３のケース１４に取付る代わりにケース１ ４の近傍位置に取付けてもよい。

【００３６】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば検出装置が使用中の振動等により所定の 設定位置からずれた場合、あるいはシリンダの故障によりピストンの復帰位置が 危険感度領域となった場合には警告出力がなされ、その後検出装置が所定の位置 にセットされなおすか、あるいはシリンダの故障が回復するまでは警告出力が継 続されるので、シリンダの故障あるいは検出装置のいずれかの不都合の発生が警 告出力により容易に発見できる。

【００３７】 又、警告出力手段としてスイッチング素子を採用し、スイッチング素子を介し て警告信号を外部に出力するように構成した場合には、多数のシリンダの上記不 都合を集中的に管理することが可能となる。

【００３８】 又、警告出力手段として表示手段を採用し、表示手段によって警告信号に基づ いた表示を行うように構成した場合には、多数のシリンダを使用した装置の場合 にどのシリンダに不都合が生じているかを一目にて発見可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を具体化したピストン位置検出装置の
回路図

【図２】 ピストン位置検出装置を取付けたシリンダの
部分断面図

【図３】 磁気センサの出力と警告表示灯及び出力トラ
ンジスタのオン、オフ状態を示す図

【図４】 従来装置の回路図

【符号の説明】

１…磁気センサ、２…検出手段としての検出回路、３…
ＯＲ回路、４，５…ＮＡＮＤ回路、６…タイマー回路、
７…ＮＯＴ回路、８…危険感度表示灯、９…最適感度表
示灯、１１…ピストン、１２…永久磁石、１３…ピスト
ン位置検出装置、２０…危険感度出力線、２１…警告出
力手段，表示手段としての警告表示灯、２２…フリップ
フロップ、２３…タイマー回路、２４…警告信号保持手
段としての警告信号表示保持回路、２５…警告信号発生
手段としての警告信号出力回路、Ｑ２…出力トランジス
タ、Ｑ３…警告出力手段としてのトランジスタ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧シリンダのピストン（１１）に対
   応して設けられた磁石（１２）の磁気を検出する磁気セ
   ンサ（１）の出力信号に基づきピストン（１１）が磁気
   センサ（１）に対して所定の危険領域内にあることを検
   出したとき第１の検出信号を出力し、ピストン（１１）
   が最適領域内にあることを検出したとき第２の検出信号
   を出力する検出手段（２）と、 前記第１の検出信号のみが所定時間継続して出力された
   とき警告信号を出力する警告信号発生手段（２５）と、 前記警告信号発生手段（２５）の警告信号を入力すると
   ともに該警告信号を出力し、該警告信号入力後、前記第
   ２の検出信号が所定時間継続して出力されたとき該検出
   信号に基いて前記警告信号の出力を停止する警告信号保
   持手段（２４）と、 前記警告信号保持手段（２５）から出力される警告信号
   に基づき外部に警告出力を行う警告出力手段（２１、Ｑ
   ３）とを備えた流体圧シリンダのピストン位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記警告出力手段を、スイッチング素子
   （Ｑ３）により構成してなる請求項１記載の流体圧シリ
   ンダのピストン位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記警告出力手段を、表示手段（２１）
   により構成してなる請求項１記載の流体圧シリンダのピ
   ストン位置検出装置。