JPS63228015A - 距離センサ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、被検知体の距離を検知する距離センサに関し
、特に、検知距離を２以上複数段階に分けて夫々異なっ
た発光態様で表示し得るようにした距離センサに関する
。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点例えば、
自動組立ラインにおいて、ラインの各作業位置に搬送さ
れた各ワークをエアシリンダのピストンロッドで押し付
けることにより作業位置の治具に固定し、治具への固定
が完了したのちそのワークへの加工等を自動的に行なう
ようにするには、ピストンの周りに永久磁石を取付ける
とともに、ピストンロッドがワークを治具に押し付けた
ときのピストン位置に対応するシリンダチューブの外周
にピストンの前記永久磁石の磁界により作動してＯＮ信
号を送出する磁気式の距離センサを取り付け、この距離
センサからのＯＮ信号によって加工装置等を自動的に作
動させるようになっており、ワークの大きさにばらつき
がある場合には、距離センサに対するピストンの永久磁
石の対応位置が所定の範囲内にあればＯＮ信号を送出す
るように距離センナの検知距離の範囲を拡めておくこと
により、ワークの大きさのばらつきによりピストンロッ
ドがワークを押し付けたときのピストン位置に多少のば
らつきがあっても、ワークの固定が完了したときには距
離センサからＯＮ信号が送出されるようになっており、
一般に距離センサには永久磁石の接近によりＯＮ信号を
送出する間は点灯してこれを表示する発光表示体が設け
られていて、距離センサをシリンダチューブの周りに取
り付ける際には、治具に標準サイズのワークをセットし
てこれをピストンロッドで押し付けて固定したのち、距
離センサをシリンダチューブの外周に沿わせて発光表示
体の点灯の有無を確認しながら移動させ、発光表示体が
点灯した位置で固定するようになっているが、前記した
ように、距離センサがピストンロッドの永久磁石に対す
る所定の範囲内においてＯＮ信号を送出するようになっ
ていることから発光表示体の点灯範囲が広く、このため
、ＯＮ信号を送出する範囲の中間点を探すのが困難であ
り、その中間点からずれた位置に距離センサを取り付け
る可能性が高く、そうすると、ワークの寸法が大きい場
合には、ピストンロッドによるワークの治具への固定が
完了しているにもかかわらず距離センサからＯＮ信号が
送出されないことがあり、また、ワークの寸法が小さい
場合には、ピストンロッドによるワークの治具への固定
が完了していないのにもかかわらず距離センサからＯＮ
信号が送出され、このＯＮ信号によって作動するカッタ
ー等の加工装置によりワークが破損することがあった。

問題点を解決するための手段 本発明の距離センサは、主にこのような事情を背景とし
て完成されたものであって、被検知体の検知距離に応じ
て出力信号が変化する検知素子に、基準値を互いに異に
する複数のコンパレータを接続し、その各コンパレータ
に、各検知距離に応じて異なる発光態様を示す発光表示
体を各別に接続した構成とした。

発明の作用及び効果 本発明は上記構成になり、被検知体が接近すると、被検
知体の距離に応じて検知素子の出力信号の大きさが変化
し、この出力信号が各コンパレータの基準値と比較され
て、検知距離に応じて該当するコンパレータから検知信
号が出され、その検知距離に応じて色や明るさ等の発光
態様が互いに異なる発光表示体が発光するのであって、
被検知体の検知距離を複数段階に分けて検知し、発光態
様の異なる発光表示体の発光によりその検知距離を簡単
に識別し得る効果がある。

従って、例えば、流体圧シリンダのピストン位置の検知
に用いる距離センサをシリンダチューブに取り付ける場
合、最も小さい検知距離を示す発光表示体が発光する位
置に取り付ければ、検知素子の中心をピストンロッドの
永久磁石の直上に合わせて取り付けることができ、検知
素子による全検知範囲が永久磁石の両側に等しく振り分
けられて、永久磁石が検知素子の中心からその両側に夫
々等しい距離範囲内に接近したところで検知信号を必ず
送出するように作動させることができる。

実施例 以下、本発明をピストン位置検知用の距離センサに適用
した一実施例を第１図乃至第４図に基づいて説明する。

第１図において、ｌは自動加工ラインの側方に設置され
、その自動加工ラインの治具２上に搬送されたワーク１
をピストンロッド３で押し付けて固定するエアシリンダ
であり、このエアシリンダｌはシリンダチューブ５が非
磁性材料で形成されているとともにピストン６の外周に
は環形の永久磁石７が嵌着されており、シリンダチュー
ブ５の外周には本実施例に係る距離センサＡが図示しな
い取付具によりケース１０の外底面をシリンダチューブ
５の表面に密着させて取付位置の変更可能に固定されて
おり、距離センサＡのケース１０の内底面上には、磁界
が作用するとその大きさに応じて抵抗値が増えて出力電
圧が増大する磁気抵抗素子１２が装着され、この磁気抵
抗素子１２は基板Ｉ４上に組み付けられた制御回路１５
に接続されており、制御回路１５に接続された信号線１
６がケースｌＯの外に引き出されているとともに制御回
路１５には赤色に点灯する表示用のＬＥＤ　１７と緑色
に点灯する同じ（表示用のＬＥＤ　１８が接続され、両
ＬＥＤ　１７．１８がケースＩＯの上面に取付けられて
いる。制御回路１５は第２図に示す回路構成になり、磁
気抵抗素子１２には、その出力電圧が所定の基準値を越
えるとＨレベルの信号を出力する第１のコンパレータ１
４ａと、出力電圧が前記第１のコンパレータ１４ａより
も大きい基準値を越えるとＨレベルの信号を出力する第
２のコンパレータ１４ｂが接続され、第１のコンパレー
タ１４ａの出力端子が２人力ＡＮＤ回路１５の一方の入
力端子、及び、トランジスタ１６のベースに夫々接続さ
れ、第２のコンパレータ１４ｂの出力端子がトランジス
タ２５のベース、及び、ＮＯＴ回路２６の入力端子に夫
々接続され、このＮＯＴ回路２６の出力端子が前記ＡＮ
Ｄ回路１５の他方の入力端子に接続されて、ＡＮＤ回路
１５の出力端子がトランジスタ１９のベースに接続され
ており、このトランジスタ１９のコレクタには前記赤色
のＬＥＤ　１７が抵抗２０を介して接続されているとと
もに、第２のコンパレータ１４ｂに接続された前記トラ
ンジスタ２５のコレクタには前記緑色のＬＥＤ１８が抵
抗２１を介して接続され、両ＬＥＤ　１７．１８が夫々
電源端子２２に接続されており、第１のコンパレータ１
４’ａに接続されたトランジスタ１６のコレクタが電源
端子２２に接続されているとともにそのエミッタに負荷
抵抗２３が接続されて出力端子２４に接続されている。

そして、ピストン６を距離センサＡに接近させるとその
永久磁石７によって磁気抵抗素子１２に磁界が作用する
のであるが、この磁界の大きさは、永久磁石７が磁気抵
抗素子１２の中央部から夫々等しい距離にある両側から
夫々中央部に接近するにしたがって次第に大きくなり、
その中央部において最大となるのであって、第３図の（
ａ）に示すように、作用する磁界の大きさに応じて磁気
抵抗素子１２の出力電圧が増減するようになっており、
ｍｌのコンパレータ１４ａの基準値が磁気抵抗素子１２
の最大出力電圧の略半分の値Ｘに設定されているととも
に、第２のコンパレータ１４ｂの基準値が磁気抵抗素子
１２の最大出力電圧よりも少し小さい値Ｙに設定されて
おり、したがって、同図の（ｂ）に示す範囲においては
磁気抵抗素子１２の出力電圧が第２のコンパレータ１４
ｂの基準値Ｙを越えることとなって、この範囲において
のみ第２のコンパレータ１４ｂからＨレベルの信号が出
力され、また、同図の（ｃ）に示す範囲においては磁気
抵抗素子１２の出力電圧が第１のコンパレータ１４ａの
基準値Ｘを越えることとなって、この全範囲において第
１のコンパレータ１４ａからＨレベルの信号が出力され
るのであり、第２のコンパレータ１４ｂから出力信号が
ある時はトランジスタ２５にベース電圧が印加されて導
通することから、同図の（ｅ）に示す範囲においてのみ
緑色のＬＥＤ１８が点灯し、また、第１のコンパレータ
１４ａから出力があり、なおかつ第２のコンパレータ１
４からは出力がないときにのみＡＮＤ回路１５の出力が
Ｈレベルとなってトランジスタ１９にベース電圧が印加
されることから、同図の（ｄ）に示すように、（ｃ）の
範囲から（ｂ）の範囲を除いた両範囲においてはトラン
ジスタ１９が導通して赤色のＬＥＤ　１７が点灯するの
であり、さらに、第１のコンパレータ１４ａから出力が
ある間はトランジスタ１６が導通状態にあるため、同図
の（ｆ）に示す全範囲において出力端子２４から検知信
号が出力されるようになっている。

そして、第１図に示すように、治具２上に実線で示す標
準サイズのワ一りａを載置してこれをピストンロッド３
により押し付けて固定したのち、シリンダチューブ５の
外面に距離センサＡを押し当てて長さ方向に移動させ、
緑色のＬＥＤ　１８が点灯したところで距離センサＡを
止めると、磁気抵抗素子１２の中央部が永久磁石７の直
上に対応するのであって、この位置で距離センサＡをシ
リンダチューブ５に固定することにより、ピストン６の
永久磁石７が磁気抵抗素子１２の中央部から左右に夫々
同一距離だけ離れた２位置の間に差し掛れば出力端子２
４から検知信号が送出されるようになっており、このた
め、第１図に実線で示す標準サイズのワークａに対する
鎖線で示す１８、ａ、の夫々の寸法差が、第３図の（ｆ
）に示す全範囲の半分の範囲にあれば検知信号が確実に
送出される。

なお、本実施例においては、第３図の（ｄ）に示す範囲
、すなわち（ｆ）に示す全検知範囲のうちの（ｅ）に示
す緑色のＬＥＤ１８が点灯する範回置外においては赤色
のＬＥＤ　１７が点灯するようにしたから、距離センサ
Ａをシリンダチューブ５に取付ける際に検知可能な範囲
を目視により確認することができるとともにピストン６
の位置を容易に探すことができる。

また、上記実施例では、第３図（ｆ）に示す全検知範囲
のうちの、同図（ｄ）の両端部と、同図（ｅ）の中央部
とを発光色を変えて表示したのであるが、その他に、第
４図（ａ）に示すように、検知範囲の両端部を低輝度の
ＬＥＤで、中央部を高輝度のＬＥＤで夫々表示して、明
るさで区別するようにしても良く、また、同図（ｂ）に
示すように２つのＬＥＤのうち、第１のＬＥＤを全検知
範囲で点灯させ、第２のＬＥＤを中央部のみで点灯させ
るようにしても良く、さらに、同図（ｃ）に示すように
、２つのＬＥＤのうち、第１のＬＥＤを全検知範囲の右
端と中央部で、第２のＬＥＤを左端と中央部で夫々点灯
させ、中央部で両ＬＥＤが点灯することにより両端と区
別するようにしても良い。

また、本発明は、上記実施例に示したピストン位置の検
知に限らず、第５図に示す他の実施例のように、被検知
体Ｏの距離センサＡの前面への接近距離を検知するのに
も同様に適用でき、上記実施例と同様の距離センサＡを
、その磁気抵抗素子１２を、永久磁石７ａを装着した被
検知体Ｏに対応させておくと、被検知体Ｏが同図（ａ）
に示す状態から、同図（ｂ）に示す距離Ｍ内に接近する
と、赤色のＬＥＤ　１７が点灯してこれを表示し、さら
に、同図（ｃ）に示す距離Ｎ内に接近すると、緑色のＬ
ＥＤ　ｌ　８が点灯してこれを表示する。

なお、検知距離の表示を区別する他の手段としては、検
知距離Ｍで低輝度のＬＥＤを、検知距離Ｎで高輝度のＬ
ＥＤを夫々点灯しても良く、さらに、検知距離Ｎ内にお
いて、検知距離に応じてＬＥＤの輝度を変えるようにし
ても良く、また、検知距離Ｍで１個のＬＥＤを、検知距
離Ｎで２個のＬ　ＥＤを点灯することによって区別する
ようにしても良い。

また、上記実施例は、検知距離を２段階に分けた場合を
例示したのであるが、基準値を異にする３以上のコンパ
レータを接続し、かつ、発光態様を異にする同数のＬＥ
Ｄ等の発光表示体を接続することにより、検知距離を３
段階以上の複数段階に分けて検知し、これを各別の発光
態様で表示することが可能である。

さらに、本発明は、上記各実施例で示した磁気抵抗素子
やホール素子を用いた磁気形距離センサの他に、磁性体
である被検知体が接近することにより高周波発振回路の
発振振幅が変化するのを利用した高周波発振回路離セン
サ、被検知体の接近により検知素子の容量が変化するの
を利用した容量形距離センサ、さらには、被検知体に当
てたビームの反射光を受光素子で受けてその受光遣の変
化により測距する光学形距離センサ等の他の形式の距離
センサにも同様に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図はその制御
回路の回路構成図、第３図はその作動説明図、第４図は
その表示態様の変形例の説明図であり、第５図は他の実
施例の作動説明図である。 Ａ：距離センサ　ｌ：エアシリンダ　６：ピストン　７
：永久磁石　１２：磁気抵抗素子　１４ａ：第１のコン
パレータ　１４ｂ：第２のコンパレータ　１７：赤色の
ＬＥＤ　　１８：緑色のＬＥＤ　　Ｏ：被検知体　７ａ
：永久磁石出願人　シーケーデイコントロールズ株式会
社代理人　弁理士　　野　　　口　　　　　　宏ありＬ
ＥＤ、ε灯 寡４面 寡５０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検知体の検知距離に応じて出力信号が変化する検知素
   子に、基準値を互いに異にする複数のコンパレータを接
   続し、該各コンパレータに、前記各検知距離に応じて異
   なる発光態様を示す発光表示体を各別に接続したことを
   特徴とする距離センサ。