JPS6256607A

JPS6256607A - 流体圧シリンダにおける位置検出器取付用位置調整装置

Info

Publication number: JPS6256607A
Application number: JP19362285A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Notoyama; 能登山　俊一
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-12
Also published as: JPH0337648B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は流体圧シリンダにおいて、ピストンの動作を検
出する位置検出器を当該ピストンの所望の最適停止位置
に取り付けるだめの位１ｆｔＪ整装置に関する。

流体圧機器、特に、空気圧機器の普及が著しい。小型化
に適し、公害等の発生もなく、経済的であるのがその主
たる理由である。この中、シリンダは駆動用装置として
、すなわち、アクチュエータとして床机に採用されてい
る。周知の通り、シリンダはチューブと前記チューブに
嵌合するヘッドカバーと、ロッドカバーと、さらに、チ
ューブ内部を移動するピストンとから基本的に構成され
ている。ところが、チューブ自体は、例えば、アルミニ
ウム等の軽量な金属製管体からなるために、このチュー
ブ内に圧力流体が導入されピストンが往復動作してもそ
れを直接確認することが到底困難である。すなわち、シ
リンダのチューブ内におけるピストンの位置が確認され
れば、実際、当該シリンダあるいはこのシリンダによっ
て駆動される他の機器が正常に機能しているかを推認す
ることが可能となる。

このような目的を達成するために、本出願人はシリンダ
を構成するピストンに永久磁石を装着し、一方、このピ
ストンを往復動自在に収納するチューブの外側両端部近
傍に磁気センサを配設すると共に前記磁気センサの出力
側に発光素子を接続し、ピストンの移動に伴って変位す
る永久磁石の磁界を前記磁気センサにより検出し、これ
によって前記発光素子を点灯して外部から視認可能にす
ると共に、検出信号を出力するピストン動作検出装置を
開発し、これは各種工場において床机に採用されるに至
っている。

然しなから、前記装置は単にピストンが往復動作してい
るか否かを検出することが可能であるように構成され、
従って、当該ビスＩ・ンが所望の適正な位置にまで往動
作し、次いで、前記位置から復動作に移行している状態
を検出することは出来ない。

このような状態を図に沿って説明する。すなわち、第１
図に簡略に示すシリンダ２はその内部にピストン４を摺
動自在に有しており、このピストン４によって区分され
た２つの室には管路６および８によって流路が接続され
ている。

なお、図に示す参照符号Ａ乃至Ｅはシリンダ２内の室を
区分した領域を示す。

この場合、作業工程のある段階において、ピストン４が
領域Ｃ内に位置することが最適とされ、且つ、ピストン
４が領域ＢまたはＤに位置する場合であっても許容され
るものとする。すなわち、所定の作業工程において、領
域Ｃはピストン４の最適位置に相当し、領域Ｂ、Ｃはピ
ストン４の許容位置に相当する。従って、所定の作業工
程において、ピストン４が許容範囲外である領域Ａまた
は領域已に位置する場合は所期の作業を達成することが
出来ない。

このような場合、一般的には、少なくとも領域Ｃで示す
最適位置にピストンが位置することが検知されればよい
との見地から、領域Ｃに対応するシリンダ２の外周面部
に磁気センサを設けると共に、ピストン自体に永久磁石
を埋設し、前記ピストン４の動きを前記磁気センサによ
り検知するという方式が採用されている。

然しなから、このような方式では、ピストン４が領域Ｂ
またはＤに位置する場合であっても検出動作を行うため
にピストン４が最適停止位置で停止しているか否かを検
知することが不可能である。また、磁気センサの取付位
置とピストン４の実質的な停止位置（最適停止位置）に
相違がある場合には、ピストン４の往復動作によって、
最適停止位置の許容範囲外に停止したピストン４を磁気
センサが検出することになり、一方、このような磁気セ
ンサのピストン最適停止位置に対するずれから、実際上
、最適停止位置にピストン４が停止しても前記磁気セン
サはこれを検出出来ないという欠点を露呈する。さらに
また、ピストン４の動きを検知する磁気センサを領域Ｂ
、Ｃ，Ｄ夫々に対応させて設けるような方式も考えられ
るが、このような場合、少なくとも３個の磁気センサを
必要とし、この結果、取付スペースが増大し且つ装置が
全体として極めて高価とならざるを得ないという不都合
がある。

本発明は前記の不都合を悉く克服するためになされたも
のであって、流体圧シリンダにおいてピストンの停止位
置を検出するための位置検出器に対し位置調整装置を設
け、前記位置調整装置によって検出されたピストンの最
適停止位置に位置検出器を位置決め固定し、前記位置検
出器が常時ピストンの最適停止位置に到達しているか否
かを表示するよう構成した流体圧シリンダにおける位置
検出器取付用位置調整装置を提供することを目的とする
。

前記の目的を達成するために、本発明はピストンの一部
に永久磁石からなる磁性体を固着し、一方、非磁性体か
らなるチューブの外周部に磁気センサと表示部とを含む
ピストン位置検出手段を変位可能に配設し、前記チュー
ブの軸方向に対して直交する仮想円上にピストン位置検
出手段の磁気センサとプローブ先端部とを位置決めし、
前記永久磁石の磁束をプローブ先端部で検出してシリン
ダ内のピストンの位置を検出するよう構成することを特
徴とする。

次に、本発明に係る位置調整装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第２図において、参照符号１０はシリンダを示し、この
シリンダ１０は図示しない基台に固定されたアングル状
の支持体１２ａ、１２ｂによって支承される。この支持
体１２ａ、１２ｂは夫々ロッドカバー１４、ヘッドカバ
ー１６にその一端部が係着され、シリンダを構成するチ
ューブ１８は前記ロッドカバー１４とへラドカバ−１６
との間で挟持されている。すなわち、ロッドカバー１４
とヘッドカバー１６との間には複数本のタイロッド２０
が橋架され、このタイロフト２０によって前記ロッドカ
バー１４、ヘッドカバー１６を緊締し非磁性体からなる
チューブ１８をしっかりと挟持する。ロッドカバー１４
の略中央部に穿設された孔部からブツシュ２２を介して
シリンダロフト２４が外部に露呈し、チューブ１８内に
おいて、このシリンダロフト２４の先端部に固着された
ピストン２６にはその外周壁部に形成された溝にリング
状の永久磁石２８が嵌合されている。

一方、チューブ１８のロッドカバー１４側並びにヘッド
カバー１６側には非磁性体からなるベルト３０ａ、　３
０ｂを装着し、このベルト３０ａ、　３０ｂには磁気検
出手段３２ａ、３２ｂを固着する。すなわち、ベルト３
０ａの両端部に穿設されている孔部を利用して非磁性体
からなる取付部材３４ａの両端部が係着される。前記取
付部材３４ａはその略中央部にねじ３６ａを有し、前記
ねじ３６ａの先端部は、第２図に示すように、筐体３８
ａに臨む。この筺体３８ａも非磁性体で構成しておくと
好適である。

筐体３８ａの頂部には透明体からなる表示窓４０ａが係
着され、この表示窓４０ａは前記筺体３８ａから若干上
方へと膨出形成される。さらに、筺体３８ａの側部には
孔部４２ａが形成され、前記孔部４２ａには前記筺体３
８ａの内部に配設される電気回路を含むプリント基板４
４ａに接続する導線４６ａが臨む。プリント基板４４ａ
の上面には発光素子、すなわち、ＬＥＤ４８ａが前記表
示窓４０ａに臨むように配設され、さらに前記プリント
基板４４ａの下方には磁気抵抗素子からなるセンサ５０
ａが係着保持されている。前記プリント基板４４ａには
、謂うまでもないが、前記センサ５０ａの出力信号を取
り込み且つＬＥＤ４８ａを発光させる制御回路が形成さ
れている。さらに、筺体３８ａにはその１つの隅角部を
切すズき、前記隅角部に対してチューブ１８に指向する
孔部５２ａが穿設される（第４図参照）。

本発明装置においては、この孔部５２ａを介してプロー
ブ５４ａが装着される。プローブ５４ａはケーシング５
６ａを含み、このケーシング５６ａはその上部から延在
する板ばね５８ａによって磁気検出手段３２ａに取り付
けられる。すなわち、板ばね５８ａは、第４図から容易
に諒解されるように、その上端部が湾曲し、さらにその
先端部は一旦下降するように構成され、前記先端部に至
る間に屈曲部６０ａ、６２ａを形成している。

一方、ケーシング５６ａのチューブ１８に臨む面部には
ホール素子６４ａが配設され、このホール素子６４ａの
出力は導線６６ａを介して外部に取り出し、例えば、Ｌ
ＥＤ４８ａを複数個直線状に配置した図示しない表示装
置に出力するよう構成しておく。従って、前記板ばね５
８ａの先端部を筺体３８ａに画成された孔部５２ａに臨
ませれば、屈曲部６０ａ、６２ａはこの孔部５２ａ内に
おいて筺体３８ａの壁部に圧接し、従って、ホール素子
６４ａは非磁性体からなるチューブ１Ｂに可及的に近接
することが容易に諒解されよう。

なお、この場合、前記プローブ５４ａの本体、すなわち
、ホール素子６４ａは、第２図に示すように、前記シリ
ンダ１０を構成するチューブ１日の軸線方向に対し直交
するように想起される円Ａ上の一点に配置されると、永
久磁石２８の磁力線をセンサ５０ａと共に検出すること
が可能となるために一層好適である。一方、ベル）３０
ｂ側にも磁気検出手段３２ａと同一の構成のものが採用
され、従って、前記磁気検出手段３２ａの構成要素を示
す参照数字にｂを付してその詳細な説明は省略する。

本発明に係る流体圧シリンダにおける位置検出器取付用
位置調整装置は基本的には以上のように構成されるもの
であり、次にその作用並びに効果について説明する。

先ず、シリンダ１０を図示しない電磁弁等に流体管路を
介して接続し、前記流体管路から圧縮された空気をこの
シリンダｒＯの図示しないポートを介してチューブ１８
内に送給する。この結果、ピストン２６がこの圧縮空気
によってチューブ１８内を変位動作する。そこで、チュ
ーブ１８の−・方の端部側で、先ず、ピストン２６を停
止する。次いで、所定距離移動してピストン２６にセン
サ５０ａが近づくとＬＥＤ４８ａが点灯する。これと同
時にベル）　３０　ａを弛緩（７て磁気検出手段３２ａ
、ずなわち、センサ５０ａをチフ、−ブ１８に沿って前
記一方の端部側へと移動させる。この結果、磁気検出手
段３２ａの孔部５２ａに係着されたプローブ５４ａはピ
ストン２６の永久磁石２８に近づくにつれてホール素子
６４ａの作用下にその磁束を検出する。従って、ホール
素子６４ａが検出する磁束密度の大小によって図示しな
い表示装置を構成するＬＥＤ４８ａは点灯されてアナロ
グ的に当該磁束密度を電気的に外部に視認させる。

そこで、センサ５Ｏａが停止しているビスｌ−ン２６の
永久磁石２日の直上に到達すると、表示装置ＬＥＤ４８
ａは最高磁束密度の検出により最大数点灯するに至る。

その位置がとりもなおさずピストン２６の最適停止位置
である。この最適停止位置が検出されると、ベルト３０
ａが再び緊締され、以後、ピストン２６を通常状態で駆
動する時、ＬＥＤ４３ａはピストン２６の最適停止位置
への到達を表示することになる。同様にして、磁気検出
手段３２ｂ側もこのような位置決めが行われることにな
る。

ところで、流体圧シリンダにおいてはピストンの往復動
作範囲が常に固定されているとは限らない。すなわち、
シリンダロッド２４によって移動する負荷の大小並びに
シリンダ１０に送給される流体圧の変動、さらには、シ
リンダ１０自体の品質劣化等に起因して前記ピストン２
６のストロークを意図的に若しくは経年変化等によって
変更される場合も稀ではない。該る場合においては最適
位置を再び新たに設定し直す必要性も出て来る。

このような場合に、本発明装置が大きく貢献する。すな
わち、新たにピストン２６の最適停止位置を検出しよう
とする時、ベル）３０ａ、３Ｏｂを弛緩して再び磁気検
出手段３２ａ、３２ｂをチューブ１８に沿って移動する
。そこで、センサ５０ａが最適停止位置にあるピストン
２６の永久磁石２日を把らえ、ホール素子６４ａは永久
磁石２日の直上部分で最大磁束を検出する。そこで、こ
の位置にセットされた磁気検出手段３２ａはこの新たな
最適停止位置のもとピストン２６の往復動作を検出する
ことになる。勿論、磁気検出手段３２ｂ側も同様である
。なお、プローブ５４ａ、５４ｂは板ばね５８ａ、５８
ｂを筐体３８ａ、３８ｂの孔部５２ａ、５２ｂから抜き
去れば容易に取り外すことが出来る。従って、常時、こ
のプローブをシリンダ１０に装着することなく、例えば
、保守管理の際のみ、このプローブを板ばねを介して磁
気検出手段に装着すればよい。さらにまた、ホール素子
６４ａの出力は導線６６ａを介して図示しないデジタル
式表示器に接続しておけば、このホール素子６４ａの検
出する永久磁石２８の磁力線の大小を前記図示しないデ
ジタル表示装置によって表示可能となるために容易にピ
ストン２６の最適停止位置を検出することが出来る。

以」二、本発明によればシリンダにおけるピストンの最
適停止位置を的確に把握することが出来る。し、かも、
前記プローブは保守管理の際についてのみシリンダに装
着すればよいことから、全体としてのコストも少なくて
済み、極めて経済的であるという利点もある。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例え
ば、位置検出器と位置調整装置とをシリンダを構成する
チューブ途上に配置し、ピストンの一方のストローク端
のみを検出することによっても同一の目的を達成するこ
とが可能である等、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る流体圧シリンダの概略説明図、
第２図は本発明に係る位置調整装置を組み込んだシリン
ダの一部切欠斜視説明図、第３図１．。Ｌピストンの位
置を検出する磁気検出手段とグローブとの配置状態を示
す縦断説明図、第４図は磁気検出手段にプローブを組み
込む際の分解斜視図、第５図は第４図に示す磁気検出手
段にプローブを装着し、このプローブがシリンダを構成
するチューブに圧接している状態を示す斜視説明図であ
る７１０・・・シリンダ　　　　　１４・・・ロンド力バー
１６・・・ヘッドカバ・−１８・・・チューブ２０・・
・タイロッド　　　　２４・・・シリンダロンド２６・
・・ピストン　　　　　２８・・・永久磁石３０ａ、３
０ｂ・・・ベル）　　　３２ａ、３２ｂ・・・磁気検出
手段３４ａ、３４ｂ−・・取付部材　３８ａ　、３８ｂ
　−筐体４０ａ　、　４０ｂ　・・・表示窓　　４６ａ
、４６　ｂ−導線５４ａ・・・プローブ　　　　５６ａ
・・・ケーシング５８ａ・・・板ばね　　　　　６４ａ
・・・ホール素子６６ａ・・・導線（−ｍ＝、−ｍ＝）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ピストンの一部に永久磁石からなる磁性体を固着
し、一方、非磁性体からなるチューブの外周部に磁気セ
ンサと表示部とを含むピストン位置検出手段を変位可能
に配設し、前記チューブの軸方向に対して直交する仮想
円上にピストン位置検出手段の磁気センサとプローブ先
端部とを位置決めし、前記永久磁石の磁束をプローブ先
端部で検出してシリンダ内のピストンの位置を検出する
よう構成することを特徴とする流体圧シリンダにおける
位置検出器取付用位置調整装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、プロ
ーブ先端部にはホール素子が配設され、このホール素子
が検出する永久磁石の磁束により電気信号を得てシリン
ダ内のピストン位置を検出してなる流体圧シリンダにお
ける位置検出器取付用位置調整装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置に
おいて、プローブはピストン位置検出手段に着脱自在に
装着されてなる流体圧シリンダにおける位置検出器取付
用位置調整装置。