JPH0925910A - 位置検出装置及び位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受圧体の変位ストロークを任意の値に設定でき
るようにする。 【解決手段】エアシリンダ１３のシリンダチューブ２０
内にはピストン２１が移動可能に設けられ、そのピスト
ン２１によってシリンダチューブ２０内が第１及び第２
の圧力室２２ａ，２２ｂに区画される。第２の圧力室２
２ｂ内にはコイルスプリング２６、第１の環状板２７、
リング体２８、筒体２９及び第２の環状板３０が設けら
れる。そして、第１の圧力室２２ａへエアを供給してピ
ストン２１を移動させると、コイルスプリング２６が弾
性変形する。コイルスプリング２６は自身の弾性力によ
って第１の環状板２７及び筒体２９を介して第２の環状
板３０を押圧する。すると、第２の環状板３０にピスト
ン２１の位置に対応した歪みが生じ、その歪みに基づい
てピストン２１の位置が検出される。前記コイルスプリ
ング２６は、ピストンストロークに対応して適宜交換さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリンダに
おけるピストンの位置を検出及び制御する位置検出装置
及び位置制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばエアシリンダにおける
ピストンの位置を制御するための装置としては、図５に
示すシリンダの位置制御装置７１が知られている。位置
制御装置７１にはエア供給源Ｐが設けられ、エア供給源
Ｐは電空変換器７２及び給排通路７３を介してエアシリ
ンダ７４に接続されている。エアシリンダ７４はシリン
ダチューブ７５と、シリンダチューブ７５内に設けられ
たピストン７６と、ピストン７６から突出してシリンダ
チューブ７５の軸線方向へ延びるロッド７７とから構成
されている。

【０００３】前記ピストン７６はシリンダチューブ７５
の軸線方向へ移動可能となっており、シリンダチューブ
７５内はピストン７６によって第１及び第２の圧力室７
８，７９に区画されている。第１の圧力室７８には前記
給排通路７３が接続され、第２の圧力室７９内にはスプ
リング８０が設けられている。

【０００４】そして、エア供給源Ｐから電空変換器７２
及び給排通路７３を介して第１の圧力室７８へエアを供
給すると、ピストン７６がスプリング８０の弾性力に抗
して移動し、ロッド７７が伸長する。又、第１の圧力室
７８内のエアを給排通路７３を介して電空変換器７２か
ら排出すると、ピストン７６がスプリング８０の弾性力
によって移動し、ロッド７７が収縮するようになってい
る。

【０００５】位置制御装置７１には、コントローラ８１
及びポテンショメータ８２が設けられている。このポテ
ンショメータ８２はコントローラ８１の入力側に接続さ
れ、コントローラ８１の出力側には前記電空変換器７２
が接続されている。ポテンショメータ８２は抵抗器８３
とブラシ８４とを備え、ブラシ８４はエアシリンダ７４
のロッド７７に連結されている。

【０００６】そして、ロッド７７が伸縮すると、ブラシ
８４が抵抗器８３に沿って移動し、ポテンショメータ８
２はピストン７６の位置に対応した電圧Ｖ１をコントロ
ーラ８１へ出力するようになっている。コントローラ８
１は、ポテンショメータ８２からの電圧Ｖ１に基づいて
ピストン７６の位置を検出する。又、コントローラ８１
は電空変換器７２を駆動制御してエアシリンダ７４の第
１の圧力室７８に対して適宜エアを給排し、ピストン７
６を所望の位置へ移動させるようになっている。

【０００７】前記エアシリンダ７４及びポテンショメー
タ８２の具体的構成を図６に示す。ポテンショメータ８
２はエアシリンダ７４の外側部に設けられている。ポテ
ンショメータ８２には、エアシリンダ７４のロッド７７
と平行に延びるとともに、ロッド７７と同方向へ移動可
能な移動軸８５が設けられている。この移動軸８５には
前記ブラシ８４（図６には図示せず）が連結されてい
る。又、移動軸８５は連結板８６によってエアシリンダ
７のロッド７７に連結されている。従って、ブラシ８４
はロッド７７，連結板８６及び移動軸８５によって確実
にピストン７６と同期して移動するため、ピストン７６
の位置を正確に検出することができるようになってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記位置制
御装置７１では、ピストン７６のストロークに対応した
長さのポテンショメータ８２を設けなければならない
が、市販のポテンショメータ８２はその長さが限定され
ている。従って、エアシリンダ７４のピストンストロー
クをポテンショメータ８２の長さに合わせなければなら
ないため、エアシリンダ７４のピストンストロークを任
意の値に設定することができないという問題があった。

【０００９】又、ポテンショメータ８２はエアシリンダ
７４の外側部に設けられているため、そのポテンショメ
ータ８２の分だけエアシリンダ７４が大型化し、エアシ
リンダ７４の設置場所等が限定されるという問題があっ
た。

【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、第１の目的は、受圧体の変位ストロ
ークを、任意の値に設定できるようにすることにある。
第２の目的は、装置を小型化することにある。

【００１１】第３の目的は、受圧体の位置を正確且つ確
実に検出できるようにすることにある。第４の目的は、
受圧体を正確且つ確実に所望の位置に位置させることに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項１記載の発明では、特に、受圧体の変位に伴
って歪みが生じる弾性部材を設け、更に前記受圧体の移
動によって生じた弾性部材の歪みを検出し、その検出し
た歪みに対応する検出値を出力する歪み検出手段を設
け、前記歪み検出手段が出力した検出値に基づいて受圧
体の位置を検出するようにした。

【００１３】請求項２記載の発明では、前記弾性部材を
ケース内に設けた。請求項３記載の発明では、前記弾性
部材はケース内に固定された歪み部材と、前記歪み部材
と受圧体との間に設けられ、その歪み部材及び受圧体に
連結されるとともに受圧体の変位方向へ弾性変形可能な
バネ部材とから構成され、歪み検出手段を弾性変形した
バネ部材の弾性力によって歪み部材に生じる歪みを検出
するものとした。

【００１４】請求項４記載の発明では、前記歪み検出手
段を、弾性部材に付着されて同弾性部材の歪みに対応し
て電気抵抗が変化する歪み抵抗素子を備え、その歪み抵
抗素子の電気抵抗変化に基づいて弾性部材の歪みに対応
した検出値を出力するものとした。

【００１５】請求項５記載の発明では、特に、受圧体の
変位に伴って歪みが生じる弾性部材と、前記弾性部材の
歪みを検出し、その検出した歪みに対応する検出値を出
力する歪み検出手段と、前記受圧体の目標位置を設定
し、その目標位置に対応する基準値を出力する目標位置
設定手段と、前記歪み検出手段から出力された検出値
が、目標位置設定手段から出力された基準値と同じ値に
なるように受圧体を変位させる変位制御手段とを備え
た。

【００１６】即ち、請求項１記載の発明では、圧力室に
対し流体を給排して受圧体を変位させると、その受圧体
の変位に伴って弾性部材に歪みが生じ、弾性部材の歪み
は歪み検出手段によって検出される。そして、歪み検出
手段は検出した弾性部材の歪みに対応する検出値を出力
し、その検出値に基づいて受圧体の位置が検出される。

【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の作用に加え、受圧体が変位されると、ケース内に
設けられた弾性部材に歪みが生じる。請求項３記載の発
明では、請求項２記載の発明の作用に加え、受圧体が移
動されると、その受圧体に連結されたバネ部材が弾性変
形する。そして、バネ部材に連結された歪み部材には、
同バネ部材の弾性力によって歪みが発生し、その歪みが
歪み検出手段によって検出される。

【００１８】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明の作用に加え、弾性部材に付着さ
れた歪み抵抗素子は、その弾性部材の歪みに伴って歪
む。すると、歪み抵抗素子の電気抵抗が弾性部材の歪み
に対応した値となり、歪み検出手段は歪み抵抗素子の電
気抵抗に基づいて弾性部材の歪みに対応した検出値を出
力する。

【００１９】請求項５記載の発明では、圧力室に対し流
体を給排して受圧体を変位させると、その受圧体の変位
に伴って弾性部材に歪みが生じ、弾性部材の歪みは歪み
検出手段によって検出される。そして、歪み検出手段は
検出した弾性部材の歪みに対応する検出値を出力する。
又、目標位置設定手段は受圧体の目標位置を設定し、そ
の目標位置に対応する基準値を出力する。そして、受圧
体は、歪み検出手段から出力された検出値が、目標位置
設定手段から出力された基準値と同じ値になるように変
位制御手段によって変位される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をエアシリンダの位
置制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図４に従っ
て説明する。

【００２１】図１に示すように、エアシリンダの位置制
御装置１１には、エア供給源Ｐが設けられている。エア
供給源Ｐには供給通路１２の上流端が接続され、供給通
路１２の下流側は供給経路１２ａと排気経路１２ｂとに
分岐されている。そして、供給経路１２ａの下流端はエ
アシリンダ１３に接続され、排気経路１２ｂの下流端は
消音器Ｓに接続されている。又、供給通路１２には第１
の開閉弁１５が設けられ、排気経路１２ｂには第２の開
閉弁１６が設けられている。

【００２２】両開閉弁１５，１６は２位置２ポート型の
電磁切換弁であって、電磁ソレノイド１７の消磁状態に
おいてはバネ１８の付勢力によってＡ位置に保持される
ようになっている。両開閉弁１５，１６はＡ位置に切り
換えられると、それぞれ給排通路１２及び排気経路１２
ｂを遮断する。又、電磁ソレノイド１７を励磁すると、
両開閉弁１５，１６はＢ位置に切り換えられるようにな
っている。両開閉弁１５，１６はＢ位置に切り換えられ
ると、それぞれ給排通路１２及び排気経路１２ｂを連通
する。

【００２３】図２に示すように、前記エアシリンダ１３
は筒状に形成されたケースとしてのシリンダチューブ２
０を備えている。シリンダチューブ２０は図２の下端部
のみが開口し、その下端開口部の内周面には、シリンダ
チューブ２０の内径よりも大径に形成された大径部２０
ａが形成されている。シリンダチューブ２０内には受圧
体としてのピストン２１が設けられ、ピストン２１はシ
リンダチューブ２０の軸線方向へ移動可能となってい
る。又、シリンダチューブ２０内は、ピストン２１によ
って第１の圧力室２２ａと第２の圧力室２２ｂとに区画
されている。前記ピストン２１には、下方へ向かって突
出するとともにシリンダチューブ２０の軸線方向へ延び
るロッド２３が設けられている。このロッド２３の先端
部は、シリンダチューブ２０の下端部からエアシリンダ
１３の外部へ向かって突出している。

【００２４】シリンダチューブ２０には、第１の圧力室
２２ａに連通する第１の給排ポート２４が形成され、第
１の給排ポート２４には前記供給経路１２ａ（図２には
図示せず）が接続されている。更に、シリンダチューブ
２０には、第２の圧力室２２ｂとシリンダチューブ２０
の外部とを連通する第２の給排ポート２５が形成されて
いる。第２の圧力室２２ｂ内にはバネ部材としてのコイ
ルスプリング２６が設けられ、前記ロッド２３はコイル
スプリング２６の内側を貫通している。このコイルスプ
リング２６の上端部はピストン２１に当接している。

【００２５】コイルスプリング２６の下側には第１の環
状板２７が設けられ、第１の環状板２７の外縁部はシリ
ンダチューブ２０の大径部２０ａに嵌め込まれている。
この第１の環状板２７には、コイルスプリング２６の下
端部が当接している。又、第１の環状板２７の中心部に
はロッド２３よりも大径の貫通孔２７ａが形成され、ロ
ッド２３は貫通孔２７ａを貫通している。第１の環状板
２７の下側にはリング体２８及び筒体２９が設けられて
いる。リング体２８はシリンダチューブ２０の大径部２
０ａに嵌め込まれ、筒体２９はリング体２８の内側に配
置されている。そして、ロッド２３は筒体２９を貫通
し、筒体２９に対してシリンダチューブ２０の軸線方向
へ移動可能となっている。又、筒体２９の両端には小径
部２９ａ，２９ｂが設けられ、小径部２９ａは第１の環
状板２７の貫通孔２７ａを貫通している。

【００２６】リング体２８及び筒体２９の下側には歪み
部材としての第２の環状板３０が設けられ、第２の環状
板３０の外縁部はシリンダチューブ２０の大径部２０ａ
に嵌め込まれている。この第２の環状板３０及び前記コ
イルスプリング２６によって弾性部材が構成されてい
る。第２の環状板３０の中心部には貫通孔３０ａが形成
され、前記筒体２９の小径部２９ｂ及びロッド２３は貫
通孔３０ａを貫通している。又、第２の環状板３０の上
面には、図３に示す四つの歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄ
が設けられ、各歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄは貫通孔３
０ａの軸線を中心にして９０°間隔に配置されている。
図２に示すように、第２の環状板３０の下側には締結リ
ング３２が設けられ、締結リング３２はシリンダチュー
ブ２０の大径部２０ａに嵌め込まれいる。又、締結リン
グ３２の上面には前記第２の環状板３０が支持されてい
る。

【００２７】そして、ピストン２１がシリンダチューブ
２０の上端部に位置した状態において、第１の開閉弁１
５をＢ位置に切り換えるととともに、第２の開閉弁１６
をＡ位置に切り換える。すると、エア供給源Ｐから供給
通路１２、供給経路１２ａを介してエアシリンダ１３の
第１の圧力室２２ａへエアが供給され、そのエアにより
ピストン２１がコイルスプリング２６の弾性力に抗して
ロッド２３側へ移動される。又、第１の開閉弁１５がＡ
位置に切り換えられるとともに、第２の開閉弁１６がＢ
位置に切り換えられると、第１の圧力室２２ａ内のエア
が供給経路１２ａ及び排気経路１２ｂを介して消音器Ｓ
へ排出される。その結果、ピストン２１は、コイルスプ
リング２６の弾性力によって図２の上方へ向かって移動
される。

【００２８】ピストン２１がシリンダチューブ２０の上
端部に位置した状態からロッド２３側へ移動すると、コ
イルスプリング２６は弾性変形する。そして、コイルス
プリング２６の下端部は、同スプリング２６自身の弾性
力により第１の環状板２７、筒体２９を介して第２の環
状板３０を押圧し、その押圧力によって第１及び第２の
環状板２７，３０に歪みが発生する。コイルスプリング
２６の弾性力はピストン２１がロッド２３側へ向かうほ
ど大きくなるため、ピストン２１がロッド２３側へ向か
うほど第２の環状板３０に発生する歪みも大きくなる。
そして、各歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄは第２の環状板
３０の歪みに伴って歪み、自身の歪みに基づいて電気抵
抗が変化する。即ち、各歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄ
は、その電気抵抗がピストン２１の位置に対応して変化
するようになっている。

【００２９】次に、上記エアシリンダの位置制御装置１
１の電気的構成を説明する。図１に示すように、エアシ
リンダの位置制御装置１１には、コントローラ３３、歪
み検出手段としての歪み検出装置３４及び目標位置設定
手段としての目標位置設定装置３５が設けられている。
そして、前記コントローラ３３と第１及び第２の開閉弁
１５，１６とによって変位制御手段が構成されている。
前記歪み検出装置３４及び目標位置設定装置３５はコン
トローラ３３の入力側に接続され、コントローラ３３の
出力側には前記第１及び第２の開閉弁１５，１６が接続
されている。

【００３０】歪み検出装置３４は、図４に示すように前
記歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄと、差動増幅回路３４ａ
とを備え、歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄはブリッジを構
成するように配置された状態で差動増幅回路３４ａに接
続されている。そして、歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄは
ピストン２１の位置に対応した電気抵抗となるため、差
動増幅回路３４ａはピストン２１の位置に対応した検出
値としての電圧Ｖ１をコントローラ３３へ出力するよう
になっている。又、歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄは第２
の環状板３０に設けられているため、第２の環状板３０
の歪みに伴って正確に電気抵抗が変化する。従って、差
動増幅回路３４ａはピストン２１の位置に対応した正確
な電圧Ｖ１を出力する。更に、歪み抵抗素子３１ａ〜３
１ｄはブリッジを構成するように配置されているため、
差動増幅回路３４ａは温度に影響されることなくピスト
ン２１の位置に対応した正確な電圧Ｖ１を出力する。

【００３１】図１に示すように、目標位置設定装置３５
は抵抗器３５ａ及びブラシ３５ｂを備え、ブラシ３５は
図示しないダイヤルに連結されている。そして、ダイヤ
ルを回動操作するとブラシ３５ｂが抵抗器３５ａに沿っ
て移動し、目標位置設定装置３５は前記ダイヤルの回動
位置に対応した基準値としての基準電圧Ｖref1をコント
ローラ３３へ出力するようになっている。従って、ピス
トン２１を目標位置に位置させるには、その目標位置に
対応する基準電圧Ｖref1を目標位置設定装置３５が出力
するように前記ダイヤルを回動操作する。この操作を作
業者が行うことによりピストン２１の目標位置が設定さ
れるようになっている。

【００３２】コントローラ３３は、歪み検出装置３４か
らの電圧Ｖ１に基づいてピストン２１の現在位置を検出
するとともに、目標位置設定装置３５からの基準電圧Ｖ
ref1に基づいてピストン２１の目標位置を検出するよう
になっている。そして、コントローラ３３は、ピストン
２１を目標位置に位置させるために電圧Ｖ１が基準電圧
Ｖref1と同じ値になるように、第１及び第２の開閉弁１
５，１６を駆動制御する。即ち、コントローラ３３は、
エアシリダ１３の第１の圧力室２２ａに対して適宜エア
を給排し、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖref1と同じ値になるよ
うにピストン２１を移動させる。そして、電圧Ｖ１が基
準電圧Ｖref1と同じ値になると、ピストン２１が目標位
置に位置するようになっている。

【００３３】次に、上記のように構成されたエアシリン
ダの位置制御装置１１の作用を説明する。ピストン２１
がロッド２３側へ移動されると、コイルスプリング２６
が弾性変形する。すると、コイルスプリング２６の下端
部が、同スプリング２６自身の弾性力によって第１の環
状板２７及び筒体２９を介して第２の環状板３０を押圧
する。その結果、第２の環状板３０がピストン２１の位
置に対応して歪み、その歪みは歪み検出装置３４によっ
て検出される。そして、歪み検出装置３４は、検出した
歪みに対応した電圧Ｖ１をコントローラ３３へ出力す
る。コントローラ３３は、歪み検出装置３４からの電圧
Ｖ１に基づいてピストン２１の現在位置を検出する。

【００３４】ピストン２１を目標位置に位置させるに
は、目標位置設定装置３５のダイヤルを回動操作して前
記目標位置を設定する。すると、目標位置設定装置３５
は目標位置に対応する基準電圧Ｖref1をコントローラ３
３へ出力する。コントローラ３３は、目標差圧設定装置
３５からの基準電圧Ｖref1に基づいてピストン２１の目
標位置を検出する。そして、コントローラ３３は電圧Ｖ
１が基準電圧Ｖref1と同じ値になるように、エアシリン
ダ１３の第１の圧力室２２ａに対して適宜エアを給排し
てピストン２１を移動させる。そして、電圧Ｖ１が基準
電圧Ｖref1と同じ値になると、ピストン２１が目標位置
に位置する。ピストン２１が目標位置に位置した時、コ
ントローラ３３は第１及び第２の開閉弁１５，１６をＡ
位置に切り換える。すると、エアシリンダ１３の第１の
圧力室２２ａに対してエアが給排されなくなり、ピスト
ン２１が目標位置で停止される。

【００３５】以上詳述したように本実施形態では、ピス
トン２１の移動に伴って弾性変形するコイルスプリング
１６によって第２の環状板３０を押圧し、その押圧力に
よって生じた第２の環状板３０の歪みに基づいてピスト
ン２１の位置を検出するようにした。そのため、エアシ
リンダ１３のピストンストロークを適宜変更した場合で
も、変更したピストンストロークに対応する長さのコイ
ルスプリング２６を設ければ、ピストン２１の位置を確
実に検出することができる。従って、ポテンショメータ
の長さによってエアシリンダのピストンストロークが限
定されていた従来と異なり、エアシリンダ１３のピスト
ンストロークを任意の値に設定することがでる。

【００３６】又、本実施形態では、コイルスプリング２
６、第１の環状板２７、リング体２８、筒体２９及び第
２の環状板３０を設けたため、ポテンショメータをエア
シリンダの外部に設けていた従来と異なり、エアシリン
ダ１３を小型化することができる。従って、エアシリン
ダ１３を設置場所等に限定されることなく設置すること
ができる。

【００３７】更に、コイルスプリング２６はその弾性力
がピストン２１の移動に伴って大きく変化するため、コ
イルスプリング２６の弾性力によって生じる第２の環状
板３０の歪みも大きく変化する。その結果、歪み検出装
置３４が第２の環状板３０の歪みを正確且つ確実に検出
することができるようになる。従って、コントローラ３
３は、歪み検出装置３４が出力する電圧Ｖ１に基づいて
ピストン２１の位置を正確且つ確実に検出することがで
きる。

【００３８】又、本実施形態では、ピストン２１の目標
位置を設定するための目標位置設定装置３５を設け、そ
の目標位置設定装置３５が前記目標位置に対応する基準
電圧Ｖref1を出力するようにした。そして、歪み検出装
置３４からの電圧Ｖ１が目標位置設定装置３５からの基
準電圧Ｖref1と同じ値になるように、ピストン２１を移
動制御するようにした。従って、ピストン２１を正確且
つ確実に所望の位置へ移動させることができる。

【００３９】更に、本実施形態では、歪み抵抗素子３１
ａ〜３１ｄが第２の環状板３０に設けられているため、
その第２の環状板３０の歪みに対応して正確に歪み抵抗
素子３１ａ〜３１ｄの電気抵抗が変化する。その結果、
歪み検出装置３４は歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄの電気
抵抗に基づいて、ピストン２１の位置に対応した正確な
検出値Ｖ１を出力するため、その検出値Ｖ１に基づいて
ピストン２１の位置を正確且つ確実に検出することがで
きる。

【００４０】又、歪み抵抗素子３１ａ〜３１ｄはブリッ
ジを構成するように配置さているため、歪み検出装置３
４は温度に影響されることなく正確にピストン２１の位
置に対応した電圧Ｖ１を出力する。従って、ピストン２
１の位置を温度に影響されることなく正確且つ確実に検
出することができる。

【００４１】尚、本発明は、例えば以下のように変更し
て具体化することもできる。 （１）本実施形態において、コイルスプリング２６及び
第２の環状板３０をシリンダチューブ２０の外部に設け
る。そして、コイルスプリング２６がピストン２１の移
動に伴って弾性変形し、第２の環状板３０を押圧するよ
うに構成してもよい。この場合も、エアシリンダ１３の
ピストンストロークを任意の値に設定することができ
る。

【００４２】（２）本実施形態において、コイルスプリ
ング２６及び第２の環状板３０に代えて例えばゴム材等
を弾性部材として設ける。そして、ピストン２１の移動
に伴ってゴム材が歪むように構成し、そのゴム材の歪み
に基づいてピストン２１の位置を検出するようにしても
よい。この場合も上記実施形態と同様の効果がある。

【００４３】（３）本実施形態では、四つの歪み抵抗素
子３１ａ〜３１ｄを設けたが、その数を適宜変更しても
よい。この場合においても上記実施形態と同様の効果が
ある。

【００４４】（４）本実施形態では、エアシリンダの位
置制御装置１１に本発明を具体化したが、油圧シリンダ
等その他の流体圧シリンダの位置制御装置１１に本発明
を具体化してもよい。この場合も上記実施形態と同様の
効果がある。

【００４５】（５）本実施形態において、歪み抵抗素子
３１ａ〜３１ｄはブリッジを構成するように配置されて
いなくてもよい。この場合、歪み検出装置３４の構成を
簡略化することができる。

【００４６】（６）本実施形態において、ピストン２１
に代えてシリンダチューブ２０内にベローズやダイヤフ
ラム等の受圧体を固着する。更に、そのベローズやダイ
ヤフラムにロッド２３を連結するとともに、コイルスプ
リング２６を当接させる。そして、第１の圧力室２２ａ
に対しエアを給排してベローズやダイヤフラムを変形さ
せ、その変形によってロッド２３を移動させるとともに
コイルスプリング２６を弾性変形させるようにしてもよ
い。この場合、ベローズやダイヤフラムとコイルスプリ
ング２６との間にバネ座を設けるとよい。このように構
成しても上記実施形態と同様の効果がある。

【００４７】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （１）請求項５記載の位置制御装置において、弾性部材
はケース内に設けられている位置制御装置。この場合、
装置を小型化することができる。

【００４８】（２）上記（１）に記載の位置制御装置に
おいて、弾性部材はケース内に固定された歪み部材と、
前記歪み部材と受圧体との間に設けられ、その歪み部材
及び受圧体に連結されるとともに受圧体の移動方向へ弾
性変形可能なバネ部材とから構成され、歪み検出手段は
弾性変位したバネ部材の弾性力にによって歪み部材に生
じる歪みを検出するものである位置制御装置。この場
合、受圧体の位置を正確且つ確実に検出することができ
る。

【００４９】（３）請求項５、上記（１）及び（２）の
いずれかに記載の位置制御装置において、歪み検出手段
は、弾性部材に付着されて同弾性部材の歪みに対応して
電気抵抗が変化する歪み抵抗素子を備え、その歪み抵抗
素子の電気抵抗変化に基づいて弾性部材の歪みに対応し
た検出値を出力するものである位置制御装置。この場
合、受圧体の位置を正確且つ確実に検出することができ
る。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、受圧体の変位
ストロークに対応した長さの弾性部材を設けることによ
り、受圧体の変位ストロークを任意の値に設定すること
ができる。

【００５１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の効果に加え、弾性部材がケース内に設けられてい
るため、装置を小型化することができる。請求項３記載
の発明では、請求項２記載の発明の効果に加え、受圧体
の変位に基づいて弾性変形するバネ部材の弾性力によっ
て歪み部材に歪みが発生するため、受圧体の変位に対応
する歪み部材の歪み変化が大きくなる。その結果、歪み
検出手段が歪み部材の歪みを正確且つ確実に検出するこ
とができるようになる。従って、歪み検出手段が出力す
る検出値に基づいて、受圧体の位置を正確且つ確実に検
出することができる。

【００５２】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明の効果に加え、歪み抵抗素子は弾
性部材に付着されているため、弾性部材の歪み量に基づ
いて正確に電気抵抗が変化する。従って、歪み検出手段
は、歪み抵抗素子の電気抵抗に基づいて弾性部材の歪み
に対応した正確な検出値を出力するため、受圧体の位置
を正確且つ確実に検出することができる。

【００５３】請求項５記載の発明では、歪み検出手段か
らの検出値が、目標位置設定手段からの基準値と同じ値
になるように受圧体が変位されるため、受圧体を正確且
つ確実に所望の位置に位置させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のエアシリンダの位置制御装置を示
す概略図。

【図２】エアシリンダを示す断面図。

【図３】第２の環状板を示す平面図。

【図４】歪み検出装置を示す電気回路図

【図５】従来のシリンダの位置制御装置を示す概略図。

【図６】従来のシリンダ及びポテンショメータを示す断
面図。

【符号の説明】

１１…エアシリンダの位置制御装置、１５，１６…変位
制御手段としての第１及び第２の開閉弁、２０…ケース
としてのシリンダチューブ、２１…受圧体としてのピス
トン、２２ａ，２２ｂ…第１及び第２の圧力室、２６…
弾性部材及びバネ部材としてのコイルスプリング、３０
…弾性部材及び歪み部材としての第２の環状板、３１ａ
〜３１ｄ…歪み抵抗素子、３３…変位制御手段としての
コントローラ、３４…歪み検出手段としての歪み検出装
置、３５…目標位置設定手段としての目標位置設定装
置、Ｖ１…検出値としての電圧、Ｖref1…基準値として
の基準電圧。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース（２０）内に受圧体（２１）を設
   けて前記受圧体（２１）とケース（２０）とによって圧
   力室（２２ａ，２２ｂ）を区画形成し、前記圧力室（２
   ２ａ，２２ｂ）に対し流体を給排して前記受圧体（２
   １）を変位させ、その変位する受圧体（２１）の位置を
   検出するようにした位置検出装置において、 前記受圧
   体（２１）の変位に伴って歪みが生じる弾性部材（２
   ６，３０）を設け、更に前記受圧体（２１）の移動によ
   って生じた弾性部材（２６，３０）の歪みを検出し、そ
   の検出した歪みに対応する検出値（Ｖ１）を出力する歪
   み検出手段（３４）を設け、前記歪み検出手段（３４）
   が出力した検出値（Ｖ１）に基づいて受圧体（２１）の
   位置を検出する位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記弾性部材（２６，３０）はケース
   （２０）内に設けられている請求項１記載の位置検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記弾性部材（２６，３０）はケース
   （２０）内に固定された歪み部材（３０）と、 前記歪み部材（３０）と受圧体（２１）との間に設けら
   れ、その歪み部材（３０）及び受圧体（２１）に連結さ
   れるとともに受圧体（２１）の変位方向へ弾性変形可能
   なバネ部材（２６）とから構成され、 歪み検出手段（３４）は弾性変形したバネ部材（２６）
   の弾性力によって歪み部材（３０）に生じる歪みを検出
   するものである請求項２記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記歪み検出手段（３４）は、弾性部材
   （２６，３０）に付着されて同弾性部材（２６，３０）
   の歪みに対応して電気抵抗が変化する歪み抵抗素子（３
   １ａ〜３１ｄ）を備え、その歪み抵抗素子（３１ａ〜３
   １ｄ）の電気抵抗変化に基づいて弾性部材（２６，３
   ０）の歪みに対応した検出値（Ｖ１）を出力するもので
   ある請求項１〜３のいずれかに記載の位置検出装置。
5. 【請求項５】 ケース（２０）内に受圧体（２１）を設
   けて前記受圧体（２１）とケース（２０）とによって圧
   力室（２２ａ，２２ｂ）を区画形成し、その圧力室（２
   ２ａ，２２ｂ）に対し流体を給排することにより、前記
   受圧体（２１）を所定の位置へ変位させるようにした位
   置制御装置において、 前記受圧体（２１）の変位に伴って歪みが生じる弾性部
   材（２６，３０）と、 前記弾性部材（２６，３０）の歪みを検出し、その検出
   した歪みに対応する検出値（Ｖ１）を出力する歪み検出
   手段（３４）と、 前記受圧体（２１）の目標位置を設定し、その目標位置
   に対応する基準値（Ｖref1）を出力する目標位置設定手
   段（３５）と、 前記歪み検出手段（３４）から出力された検出値（Ｖ
   １）が、目標位置設定手段（３５）から出力された基準
   値（Ｖref1）と同じ値になるように受圧体（２１）を変
   位させる変位制御手段（１５，１６，３３）とを備えた
   位置制御装置。