WO2014049751A1 - シリンダ位置計測装置及びシリンダ位置計測方法 - Google Patents

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cylinder
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雅人 影山
佑喜 横山
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株式会社小松製作所
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Definitions

  • This invention relates to a cylinder position measuring device and a cylinder position measuring method for measuring the position of a linearly moving member that moves linearly inside a cylinder tube.
  • a permanent magnet is provided on a piston that moves linearly with a rod inside a cylinder tube such as a hydraulic cylinder, and a magnetic sensor is provided outside the cylinder tube, and the position of the piston of the cylinder is detected by detecting the magnetic force passing through the magnetic sensor. There is something to measure.
  • a rotary encoder that detects the amount of linear movement of the rod as a rotation amount is provided on the cylinder head, and a reset magnetic sensor is provided on the outer peripheral surface of the tube in the middle of the cylinder tube.
  • a technique that detects a magnetic force generated by a magnet fixed to a linearly moving piston and resets a measurement position obtained from a detection value of a rotary encoder to an origin position when the magnetic force reaches a peak value.
  • the tube of the hydraulic cylinder is made of a magnetic material, there is a certain time delay (transmission delay) until the magnetism generated inside the tube reaches the magnetic sensor outside the tube via the tube.
  • the moving speed of the piston inside the cylinder tube is not constant, and therefore the stroke position obtained by the arithmetic processing when the magnetic force detected by the magnetic sensor (reset sensor) reaches the peak may be true depending on the moving speed of the piston. It is shifted from the stroke position (origin position).
  • Patent Document 1 the correspondence relationship between the passing speed of the piston immediately below the reset sensor and the amount of displacement from the origin position (peak position correction amount) is acquired in advance and stored in a table format. Sometimes the passage speed just below the reset sensor is detected to correct the origin position.
  • the stroke position can be measured by eliminating the influence of the piston moving speed.
  • a high pressure of 200 to 400 kg / cm 2 may be applied and magnetized by this.
  • a large strain occurs in the tube, the surface magnetic force decreases, the peak position of the magnetic force waveform detected by the reset sensor changes, and the detection accuracy decreases.
  • the present invention has been made in view of the above, and a cylinder position measuring device and a cylinder position measuring device capable of accurately measuring the stroke position of a cylinder even when high pressure of oil in the cylinder is applied. It aims to provide a method.
  • a cylinder position measuring apparatus is a cylinder position measuring apparatus that measures the position of a linearly moving member that linearly moves inside a cylinder tube.
  • a stroke position sensor for detecting the stroke position of the member, a magnet provided in the linear motion member, a magnetic force sensor provided outside the cylinder tube, and detecting that the linear motion member is in contact with the stroke end
  • a correction for resetting the origin position of the stroke position using the detection value of the magnetic force sensor accompanying the movement of the linear motion member while the linear motion member does not contact the stroke end.
  • An arithmetic processing unit for performing was not processed, characterized by comprising a.
  • the cylinder position measuring apparatus is characterized in that, in the above invention, the stroke end contact detection system is a relief valve operation detection sensor.
  • the cylinder position measuring apparatus is characterized in that, in the above invention, the magnetic force at the specific position detected by the magnetic force sensor and the pressure correction amount which is a deviation amount from the peak position of the waveform detected by the magnetic force sensor, A pressure correction table that indicates the relationship between the movement speed of the linear motion member and a speed correction table that indicates the relationship between the speed correction amount that is the amount of deviation from the peak position of the waveform detected by the magnetic force sensor,
  • the arithmetic processing unit detects a magnetic force at the specific position, obtains the pressure correction amount at a peak position of a waveform detected by the magnetic force sensor based on the pressure correction table, and determines the pressure correction amount based on a change in the stroke position.
  • the arithmetic processing unit detects that the stroke end contact detection system contacts the stroke end of the linear motion member, The origin position is reset at the stroke position at the end contact.
  • the position of the linear motion member is determined by correcting the origin position of the linear motion member that linearly moves inside the cylinder tube using a magnetic sensor provided outside the cylinder tube.
  • the determination step of determining whether or not the linear motion member is in contact with the stroke end and in the case where it is not determined that the linear motion member is in contact with the stroke end,
  • a processing step for performing processing that does not perform the first correction processing after contact
  • the cylinder position measuring method according to the present invention is the stroke end reset processing step of resetting the origin position at the stroke position at the time of contact with the stroke end when contacting the stroke end of the linear motion member in the above invention. Is further included.
  • the arithmetic processing unit uses the detection value of the magnetic sensor accompanying the movement of the linear motion member to reset the origin position of the stroke position.
  • the first correction process after the contact is performed so that the high pressure of oil in the cylinder is high. In this case, it is possible to appropriately handle the situation and to measure the stroke position of the cylinder with high accuracy.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a cylinder according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3A is an enlarged view of a longitudinal sectional view of the cylinder tube shown in FIG.
  • FIG. 3-2 is a view on arrow A in FIG. 3-1.
  • FIG. 3-3 is a view taken along the arrow Z in FIG. 3-1.
  • FIG. 3-4 is a diagram for defining each surface of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a state of lines of magnetic force when the magnet is in the vicinity of the second magnetic sensor.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a state of lines of magnetic force when the magnet is in the vicinity of the second magnetic sensor.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a state of magnetic lines of force when the magnet is at an intermediate position between the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating a state of magnetic lines of force when the magnet is in the vicinity of the first magnetic sensor.
  • FIG. 5 is a diagram showing the stroke amount dependence of the detection output of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor and the waveform fluctuation accompanying the speed change.
  • FIG. 6 is a diagram showing the stroke amount dependence of the detection outputs of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor and the waveform fluctuation accompanying the pressure change.
  • FIG. 7 shows the contents of the speed correction table.
  • FIG. 8 shows the contents of the pressure correction table.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the magnetization state of the cylinder tube by pressurization.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the arithmetic processing unit.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a reset processing procedure by the arithmetic processing unit.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a stroke end contact state of a lift cylinder of a bulldozer and a state immediately after the contact.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of an arithmetic processing unit according to a modification.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a cylinder according to an embodiment of the present invention.
  • a piston 201 is slidably provided on a cylinder tube 250 that is a wall of the cylinder 200.
  • a rod 202 is attached to the piston 201.
  • the rod 202 is slidably provided on the cylinder head 203.
  • a chamber defined by the cylinder head 203, the piston 201, and the inner wall of the cylinder 200 constitutes a cylinder head side oil chamber 204H.
  • An oil chamber opposite to the cylinder head side oil chamber 204H via the piston 201 constitutes a cylinder bottom side oil chamber 204B.
  • the cylinder head 203 is provided with a rod seal 205a and a dust seal 205b that seal a gap with the rod 202 and prevent contamination such as dust from entering the cylinder head side oil chamber 204H.
  • the hydraulic pressure ports 206H and 206B are formed in the cylinder tube 250. Pressure oil is supplied to the cylinder head side oil chamber 204H via the hydraulic port 206H, or pressure oil is discharged via the cylinder head side oil chamber 204H. Alternatively, the pressure oil is supplied to the cylinder bottom side oil chamber 204B via the hydraulic port 206B, or the pressure oil is discharged from the cylinder bottom side oil chamber 204B via the hydraulic port 206B.
  • a case 207 that covers the stroke position sensor 100 and accommodates it inside is formed outside the cylinder head side oil chamber 204H and in close contact with the cylinder head 203.
  • the case 207 is fixed to the cylinder head 203 by being fastened to the cylinder head 203 with a bolt or the like. That is, the case 207 (stroke position sensor 100) can be easily attached to and removed from the cylinder tube 250.
  • the rotation roller 110 constituting the stroke position sensor 100 is provided so that the surface thereof is in contact with the surface of the rod 202 and can be rotated in accordance with the linear movement of the rod 202. That is, the rotating roller 110 converts the linear motion of the rod 202 into rotational motion.
  • the rotation roller 110 is arranged such that the rotation center axis 110 c is orthogonal to the linear movement direction of the rod 202.
  • the case 207 is provided with a dust seal 208 that seals a gap with the rod 202 and prevents contamination such as dust from entering between the rotating roller 110 and the rod 202.
  • the stroke position sensor 100 has a dust-proof structure formed by a dust seal 208 provided on the case 207 and a dust seal 205b provided on the cylinder head 203.
  • the stroke position sensor 100 includes a rotation roller 110 and a rotation sensor unit (not shown) that detects the amount of rotation of the rotation roller 110.
  • a signal indicating the rotation amount of the rotating roller 110 detected by the rotation sensor unit is sent to the arithmetic processing unit 400 and converted into a stroke position of the rod 202 of the cylinder 200.
  • a magnetic force sensor 300 as a reset sensor is provided outside the cylinder tube 250.
  • the piston 201 is provided with a magnet 350 that generates lines of magnetic force.
  • the magnet 350 is provided on the piston 201 so that the south pole and the north pole are disposed along the linear movement direction of the piston 201 and the rod 202.
  • the magnet 350 may be provided on the piston 201 so that the south pole and the north pole are disposed along a direction perpendicular to the linear movement direction of the piston 201 and the rod 202.
  • the magnetic force sensor 300 includes two magnetic force sensors (a first magnetic force sensor 301 and a second magnetic force sensor 302) that are spaced apart by a predetermined distance along the linear movement direction of the piston 201.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 transmit magnetic lines generated by the magnet 350, detect the magnetic force (magnetic flux density), and output an electric signal (voltage) corresponding to the magnetic force.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are provided at known origin positions. Based on the detection results of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302, the measurement position obtained from the detection result of the stroke position sensor 100 is reset to the origin position (reference position).
  • the absolute movement distance of the piston 201 and the rod 202 can be measured based on the detection positions of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302. For example, when the stroke roller 100 is consumed due to the aging of the rotation roller 110 of the stroke position sensor 100, the movement distance of the rod 202 obtained from the detected rotation amount of the stroke position sensor 100 is smaller than the actual movement distance of the rod 202. Is moved between the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302, the moving distance L ′ obtained from the detected rotation amount of the stroke position sensor 100, and the actual two first magnetic sensors 301 and second magnetic sensors. Based on the ratio L / L ′ with the distance L between 302, the movement distance obtained from the detected rotation amount of the stroke position sensor 100 can be corrected.
  • first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 for example, a Hall IC is used.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are attached to the eaves 310.
  • the eaves 310 are attached to the band 320.
  • the band 320 is fixed to the outer periphery of the cylinder tube 250.
  • the band 320 is made of a magnetic material.
  • a magnetic material that is usually easily available such as a general structural steel material, can be used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and shows a cross-sectional view of the cylinder tube 250.
  • the band 320 is fixed in pressure contact with the outer periphery of the cylinder tube 250.
  • the band 320 includes band members 320 ⁇ / b> A and 320 ⁇ / b> B having semicircular cross sections corresponding to the outer diameter of the cylinder tube 250.
  • the band member 320 ⁇ / b> A and the band member 320 ⁇ / b> B are fastened by bolts 321, and are pressed against the outer periphery of the cylinder tube 250 by this fastening.
  • the eaves 310 are attached to one band member 320A.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are formed on the outer periphery of the cylinder tube 250 without forming a screw hole in the cylinder tube 250 or processing or processing such as welding the outer periphery of the cylinder tube 250. Can be fixed. Moreover, since it is not necessary to process and process the cylinder tube 250, the thickness of the cylinder tube 250 can be maintained at a minimum thickness.
  • the fixing position of the band 320 to the cylinder tube 250 can be easily and easily changed, and the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are arranged in the longitudinal direction of the cylinder tube 250 (the linear motion direction of the piston 201 and the rod 202). ) Can be easily and easily mounted at any position.
  • the arithmetic processing unit 400 includes a rotation amount ⁇ from the stroke position sensor 100, voltage values V1 and V2 indicating magnetic forces detected by the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302, and a piston from the stroke end contact detection system 500.
  • a signal SE indicating whether 201 is in contact with the stroke end is input.
  • the stroke end contact detection system 500 is a sensor that detects whether or not a relief valve of a hydraulic pump (not shown) is operated. When this relief valve is operated, the piston 201 is in contact with the stroke end. In the stroke end contact detection system 500, the piston 201 is moved in the stroke end direction, the stroke position sensor 100 has stopped rotating for a certain period of time, and the stroke position is in the vicinity of the stroke end. It is also possible to detect that the piston 201 is in contact with the stroke end on the condition that
  • FIGS. 3-1 to 3-4 are views showing the structure of the first magnetic sensor 301, the second magnetic sensor 302, and the eaves 310.
  • FIG. 3A is an enlarged longitudinal sectional view of the cylinder tube 250 shown in FIG.
  • FIG. 3-2 is a view on arrow A in FIG. 3-1.
  • FIG. 3-3 is a view taken along the arrow Z in FIG. 3-1.
  • FIG. 3-4 is a diagram for defining each surface of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are rectangular parallelepiped members, and have a bottom surface 300B, an upper surface 300T, a front surface 300F, a left side surface 300L, a right side surface 300R, and a rear surface 300G.
  • the magnet 350 is fixed to the surface of the piston 201 facing the cylinder head side oil chamber 204H by a holder ring 351.
  • the magnet 350 is fixed to the piston 201 by fastening the holder ring 351 and the magnet 350 together with the piston 201.
  • the eaves 310 are made of a magnetic material, and are arranged so as to cover the upper surface 300T and the rear surface 300G of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302.
  • the eaves 310 can be made of a magnetic material that is usually readily available, such as carbon steel or general structural steel.
  • the arrangement of the eaves 310, the first magnetic sensor 301, and the second magnetic sensor 302 is symmetrical with respect to the right and left in FIG. 3A. Therefore, the first magnetic sensor 301 will be described as a representative. .
  • the band fixing surface 310A of the eaves 310 is fixed to the band member 320A.
  • the tube bonding surface 310 ⁇ / b> B of the eaves 310 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder tube 250.
  • the first magnetic sensor 301 is integrally formed with the molding material 303 so as to be surrounded by the molding material 303.
  • the upper surface 300T and the rear surface 300G side of the first magnetic sensor 301 are fixed to the upper surface fixing surface 310T and the rear surface fixing surface 310R of the eaves 310, respectively.
  • the bottom surface 300 ⁇ / b> B side of the first magnetic sensor 301 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder tube 250.
  • a brass plate 311 is provided on the front surface 300F and the left and right side surfaces 300L, 300R of the first magnetic sensor 301.
  • the bottom surface 300B of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 is disposed on the outer peripheral surface of the cylinder tube 250 so that the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are covered with the eaves 310.
  • a magnetic material eave 310 is disposed, but the front surface 300F side of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302, On the left and right side surfaces 300L and 300R, no magnetic material is disposed, and the structure is opened from the magnetic material.
  • the eaves 310 incorporates a terminal block 313 provided with terminals 312.
  • the eaves 310 are formed with a hole through which a harness (not shown) is inserted, and an insertion hole 314 communicating with the terminal 312.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 and the terminal 312 are connected by an electric signal line (not shown).
  • a harness is connected to the terminal 312 from the outside of the eaves 310 through an insertion hole 314. This harness is connected to the arithmetic processing unit 400.
  • the magnetic field lines starting from the north pole of the magnet 350 pass through the cylinder tube 250, the first magnetic sensor 301 or the second magnetic sensor 302, and the eaves 310, and the second magnetic sensor 302 or the first magnetic sensor.
  • a path that returns to the south pole of the magnet 350 is generated via 301.
  • the band 320 since the band 320 is made of a magnetic material, it becomes a path of magnetic lines of force in the outer peripheral direction of the cylinder tube 250, and the magnetic lines of force pass through the band 320 and are provided at one point in the outer peripheral direction of the cylinder tube 250.
  • the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are concentrated.
  • the magnetic force generated by the magnet 350 is concentrated by the eaves 310 and the band 320 so as to concentrate on the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302, the magnetic force can be reliably detected. it can. As a result, the position measurement accuracy of the rod 202 based on the detection results of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 can be increased.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating states of magnetic lines of force when the magnet 350 attached to the piston 201 passes below the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302.
  • FIGS. 4A when the magnet 350 approaches the second magnetic sensor 302, the magnetic lines of force pass through the first magnetic sensor 301, the eaves 310, and the second magnetic sensor 302 in this order.
  • the magnetic lines of force are the second magnetic sensor 302, the eaves 310, and the first magnetic sensor 301. Pass in the order of. That is, as compared with the case of FIG. 4-1, the direction of the magnetic lines of force that pass through the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 is reversed.
  • the magnetic lines of force are the same as those of the second magnetic sensor 302, the eaves 310, and the first magnetic sensor 301, as in FIG. Pass in order.
  • the right arrow indicates the magnitude of the magnetic force detected by the second magnetic sensor 302
  • the left arrow indicates the magnitude of the magnetic force detected by the first magnetic sensor 301. The direction and direction are shown.
  • the stroke amount dependence of the detection output by the second magnetic sensor 302 is as shown by the characteristic curve L2, and the maximum peak value is obtained at the stroke position P2 where the magnet 350 is located immediately below, and the stroke position is also shown. Even at a position after P2, the minimum peak value convex downward is taken. In other words, the second magnetic sensor 302 has two peak values.
  • the stroke amount dependence of the detection output by the first magnetic sensor 301 is as shown by the characteristic curve L1, and takes the maximum peak value at the stroke position P1 where the magnet 350 is located immediately below. In the case of the first magnetic sensor 301, one peak value is output.
  • the reason why the detection output waveforms of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are different is that the piston 201 and the rod 202 have an asymmetric structure with respect to the linear movement direction with respect to the position of the magnet 350. It is.
  • FIG. 5 shows the deviation of the detection output waveform due to the moving speed of the piston 201, and the peak values of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 increase as the moving speed of the piston increases. There is a deviation that causes a delay in the value detection position.
  • FIG. 6 shows a shift in the detection output waveform due to pressurization, and the peak values of the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 are shifted as the pressure increases.
  • the shift amount (speed correction amount ⁇ Sv) of the peak position of the second magnetic sensor 302 due to the speed V of the piston 201 has a correspondence relationship in which the speed correction amount ⁇ Sv increases as the speed V increases.
  • the correspondence relationship is stored in advance in the arithmetic processing unit 400 as the speed correction table 423.
  • the first magnetic sensor 301 is used as a magnetization state history sensor of the cylinder tube 250 for correcting the peak value of the second magnetic sensor 302.
  • the stroke position reset process is performed using the peak value of the first magnetic sensor 301
  • the stroke position is corrected using the speed correction table 423 and the pressure correction table 413, and the reset process is performed based on the corrected stroke position.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the arithmetic processing unit 400.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a reset processing procedure performed by the arithmetic processing unit 400.
  • a stroke position reset process using detection results of the first magnetic sensor 301, the second magnetic sensor 302, the stroke position sensor 100, and the stroke end contact detection system 500 will be described.
  • the reset limiting unit 434 determines whether or not the piston 201 is in contact with the stroke end based on the signal SE from the stroke end contact detection system 500 (step S101).
  • the reset restriction unit 434 resets the origin position to the reset position setting unit 433 based on the stroke position at the stroke end ( Step S102).
  • Step S103 it is determined whether or not the magnet 350 attached to the piston 201 has passed the magnetic force sensor 300 once after contacting the stroke end. ). If the magnet 350 has not passed the magnetic force sensor 300 once (No at Step S103), the determination process at Step S103 is repeated, and the reset process using the detection result of the magnetic force sensor 300 is not performed.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration of a lift cylinder for a bulldozer blade lift.
  • the inside of the cylinder tube 250 is pressurized, and the piston 201 is in contact with the stroke end.
  • FIG. 12B even if the magnet 350 passes through the first magnetic sensor 301 and the second magnetic sensor 302 immediately after the piston 201 contacts the stroke end, the first magnetic sensor 301 The reset process using the second magnetic sensor 302 is not performed.
  • step S103 it is determined whether or not the magnet 350 has passed the magnetic force sensor 300 once. However, this passage may be performed at least once. You may make it judge whether it passed twice or more. This is because the magnetized state of the cylinder tube 250 can be returned to the original state more reliably by setting the passage twice or more.
  • step S101, No when it is not in contact with the stroke end (step S101, No), or when the magnet 350 has passed the magnetic sensor 300 once (step S103, Yes), the detection result of the magnetic sensor 300 is used. Perform the reset process.
  • the stroke position conversion unit 401 converts the rotation amount ⁇ output from the stroke position sensor 100 into the stroke position Sd that is the linear movement amount of the rod 202 or the piston 201, and acquires the stroke position Sd.
  • the stroke position Sd is output to the pressure correction condition determination unit 411, the speed calculation unit 421, and the addition unit 430 (step S201).
  • the pressure correction condition determination unit 411 determines whether or not the stroke position Sd is within a predetermined range in which the magnetization state of the cylinder tube 250 can be detected as indicated by the region E4 (step S202). Furthermore, when the stroke position Sd is within the predetermined range (step S202, Yes), the pressure correction amount calculation unit 412 stores the voltage value V1 detected by the first magnetic sensor 301 (step S203). The pressure correction amount calculation unit 412 calculates the pressure correction amount ⁇ Sp using the pressure correction table 413 and the voltage value V1 after storing the voltage value V1 or when the stroke position Sd is not within the predetermined range (No in step S202). Then, it outputs to the addition part 430 (step S204).
  • the speed calculation unit 421 calculates the speed V by differentiating the input stroke position Sd with respect to time, and outputs the speed V to the speed correction amount calculation unit 422 (step S205).
  • the speed correction amount calculation unit 422 calculates the speed correction amount ⁇ Sv using the speed correction table 423 and the speed V, and outputs the speed correction amount ⁇ Sv to the addition unit 430 (step S206).
  • the adding unit 430 adds the pressure correction amount ⁇ Sp and the velocity correction amount ⁇ Sv to the stroke position Sd and outputs the corrected stroke position Sc obtained by correcting the stroke position Sd to the waveform storage unit 431.
  • the waveform storage unit 431 The correction stroke position Sc and the input voltage value V2 detected by the second magnetic sensor 302 are stored in association with each other (step S207). That is, the history of the voltage value V2 with respect to the correction stroke position Sc is held.
  • the reset sensor passage determination unit 432 determines whether or not the voltage sensor has moved a predetermined distance after the voltage value V2 reaches the maximum peak (step S208). That is, it is determined whether or not the magnet 350 has passed through the second magnetic sensor 302.
  • step S208, Yes When the voltage value V2 has moved to a predetermined distance after the voltage value V2 reaches the maximum peak (step S208, Yes), the reset position setting unit 433 sets the correction stroke position Sc corresponding to the voltage value V2 having the maximum peak as the actual stroke position. Is reset (origin position correction) (step S209), the process proceeds to step S101, and the above-described processing is repeated.
  • step S208, No when the voltage value V2 has not moved a predetermined distance after the voltage value V2 has reached the maximum peak (step S208, No), the reset position setting unit 433 does not perform the step because the voltage value V2 has not yet reached the maximum peak. The process proceeds to S101 and the above-described processing is repeated.
  • the correction amount calculation processing based on the pressures in steps S202 to S204 is performed, and then the correction amount calculation processing based on the speeds in steps S205 and S206 is performed. After performing the correction amount calculation processing based on the speeds in steps S205 and S206, the correction amount calculation processing based on the pressures in steps S202 to S204 may be performed.
  • the reset corrects the origin position based on the position of the reset sensor (second magnetic sensor 302), but actually converts it to the origin position on the cylinder system coordinates.
  • the reset process using the magnetic force sensor 300 described above is performed only when the piston 201 moves in one direction. This is because when the piston 201 is returned from the stroke movement in one direction, the magnetized state of the cylinder tube 250 is erased by the movement of the magnet 350, so that there is little need for pressure correction.
  • the origin position correction during the reset process by the reset position setting unit 433 may be performed, for example, by storing the past 10 correction stroke positions and performing the origin position correction based on the past 10 average correction stroke positions. Good.
  • the first magnetic sensor 301 is used as the magnetization state history sensor, and the pressure correction amount ⁇ Sp of the second magnetic sensor 302 is obtained.
  • the sensor 301 and the second magnetic sensor 302 instead of using the sensor 301 and the second magnetic sensor 302, only the first magnetic sensor 301 may be used.
  • the first magnetic sensor 301 is used as a magnetization state history sensor, and the reset process is performed according to the peak value of the first magnetic sensor 301. Therefore, as shown in FIG. 13, the pressure correction table 513 corresponding to the pressure correction table 413 is replaced.
  • the pressure correction table 513 the amount of deviation of the peak value of the first magnetic sensor 301 from the voltage value V1 of the first magnetic sensor 301 is set as a pressure correction amount ⁇ Sp.
  • a speed correction table 523 is provided instead of the speed correction table 423.
  • the shift amount of the peak value of the first magnetic sensor 301 with respect to the speed V is set as a speed correction amount ⁇ Sv.
  • the voltage value V1 of the first magnetic sensor 301 is input to the waveform storage unit 431 and the reset sensor passage determination unit 432.

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Abstract

　シリンダ内の油の高い圧力がかかる場合であっても、シリンダのストローク位置を精度高く計測するため、演算処理部４００は、ピストンの移動に伴う第１磁力センサ３０１の電圧値Ｖ１及び第２磁力センサ３０２の検出結果を少なくとも用いてストローク位置Ｓｄの原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、ストロークエンド当接検出システム５００の検出結果をもとにピストンがストロークエンドに当接した場合、この当接直後における第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出結果を用いたストローク位置Ｓｄの原点位置をリセットする補正処理を行わないようにしている。

Description

シリンダ位置計測装置及びシリンダ位置計測方法
　この発明は、シリンダチューブ内部を直動する直動部材の位置を計測するシリンダ位置計測装置及びシリンダ位置計測方法に関する。
　油圧シリンダ等のシリンダチューブの内部をロッドとともに直動するピストンに永久磁石を設けるとともに、シリンダチューブの外部に磁力センサを設け、磁力センサを通過する磁力を検出することによって、シリンダのピストンの位置を計測するものがある。
　例えば、シリンダヘッドに、ロッドの直動量を回転量として検出するロータリエンコーダを設けるとともに、シリンダチューブの途中にあってチューブ外周面にリセット用磁力センサを設け、このリセット用磁力センサで、チューブ内部を直動するピストンに固定された磁石で発生した磁力を検出して、その磁力がピーク値に達したときに、ロータリエンコーダの検出値から得られる計測位置を原点位置にリセットするものがある。
　ここで、油圧シリンダのチューブは磁性材料で構成されているため、チューブ内部で発生した磁気がチューブを介してチューブ外部の磁力センサに到達するまでに一定の時間遅れ（伝達遅れ）がある。一方、シリンダチューブ内部のピストンが移動する速度は一定ではなく、このため磁力センサ（リセットセンサ）で検出される磁力がピークに達した時に演算処理によって得られるストローク位置は、ピストン移動速度によっては真のストローク位置（原点位置）からずれたものとなる。
　このため、特許文献１では、ピストンのリセットセンサ直下の通過速度と原点位置からの位置ずれ量（ピーク位置補正量）との対応関係を事前に取得してテーブル形式で記憶しておき、各ストローク時にリセットセンサ直下の通過速度を検出し原点位置を補正するようにしている。
特開２００６－２２６９０９号公報
　ところで、特許文献１では、ピストン移動速度の影響を排除してストローク位置を計測できるようになったが、油圧シリンダでは、２００～４００ｋｇ／ｃｍ２の高い圧力がかかる場合が有り、これによって磁化されたチューブに大きな歪が発生して、その表面磁力が低下し、リセットセンサで検出される磁力波形のピーク位置も変化し、検出精度が低下する場合があった。
　この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シリンダ内の油の高い圧力がかかる場合であっても、シリンダのストローク位置を精度高く計測することができるシリンダ位置計測装置及びシリンダ位置計測方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるシリンダ位置計測装置は、シリンダチューブ内部を直動する直動部材の位置を計測するシリンダ位置計測装置であって、前記直動部材のストローク位置を検出するストローク位置センサと、前記直動部材に設けられた磁石と、前記シリンダチューブの外部に設けられた磁力センサと、前記直動部材がストロークエンドに当接したことを検出するストロークエンド当接検出システムと、前記直動部材がストロークエンドに当接しない間は、前記直動部材の移動に伴う前記磁力センサの検出値を用いて前記ストローク位置の原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、前記直動部材がストロークエンドに当接した場合は、少なくとも該当接後の１回目の前記補正処理を行わせない処理を行う演算処理部と、を備えたことを特徴とする。
　また、この発明にかかるシリンダ位置計測装置は、上記の発明において、前記ストロークエンド当接検出システムは、リリーフバルブの作動検出センサであることを特徴とする。
　また、この発明にかかるシリンダ位置計測装置は、上記の発明において、前記磁力センサで検出される特定位置における磁力と前記磁力センサで検出される波形のピーク位置からのずれ量である圧力補正量との関係を示す圧力補正テーブルと、前記直動部材の移動速度と前記磁力センサで検出される波形のピーク位置からのずれ量である速度補正量との関係を示す速度補正テーブルと、を備え、前記演算処理部は、前記特定位置における磁力を検出し前記圧力補正テーブルをもとに前記磁力センサが検出する波形のピーク位置における前記圧力補正量を求め、前記ストローク位置の変化をもとに前記直動部材の移動速度を求め前記速度補正テーブルをもとに前記磁力センサが検出する波形のピーク位置における前記速度補正量を求め、前記磁力センサが検出する波形のピーク位置を示す前記ストローク位置に前記圧力補正量と前記速度補正量とを加えて補正した補正ストローク位置を求め、該補正ストローク位置をもとに前記ストローク位置の原点位置をリセットすることを特徴とする。
　また、この発明にかかるシリンダ位置計測装置は、上記の発明において、前記演算処理部は、前記ストロークエンド当接検出システムが前記直動部材のストロークエンドに当接したことを検出した場合、このストロークエンド当接時のストローク位置で原点位置をリセットすることを特徴とする。
　また、この発明にかかるシリンダ位置計測方法は、シリンダチューブの外部に設けられた磁力センサを用いて前記シリンダチューブ内部を直動する直動部材の原点位置を補正して前記直動部材の位置を計測するシリンダ位置計測方法であって、前記直動部材がストロークエンドに当接したか否かを判断する判断ステップと、前記直動部材がストロークエンドに当接したと判断しない場合は、前記直動部材の移動に伴う前記磁力センサの検出値を用いて前記直動部材の原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、前記直動部材がストロークエンドに当接したと判断した場合は、少なくとも該当接後の１回目の前記補正処理を行わせない処理を行う処理ステップと、を含むことを特徴とする。
　また、この発明にかかるシリンダ位置計測方法は、上記の発明において、前記直動部材のストロークエンドに当接した場合、このストロークエンド当接時のストローク位置で原点位置をリセットするストロークエンドリセット処理ステップをさらに含むことを特徴とする。
　この発明によれば、演算処理部が、直動部材がストロークエンドに当接しない間は、前記直動部材の移動に伴う磁力センサの検出値を用いてストローク位置の原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、前記直動部材がストロークエンドに当接した場合は、少なくとも該当接後の１回目の前記補正処理を行わせない処理を行うようにしているので、シリンダ内の油の高い圧力がかかった場合に適切に対応処理でき、シリンダのストローク位置を精度高く計測することができる。
図１は、この発明の実施の形態であるシリンダの構成を示す縦断面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３－１は、図１に示したシリンダチューブの縦断面図の拡大図である。 図３－２は、図３－１のＡ矢視図である。 図３－３は、図３－１のＺ矢視図である。 図３－４は、第１磁力センサ及び第２磁力センサの各面を定義する図である。 図４－１は、磁石が第２磁力センサ近傍のときの磁力線の状態を示す図である。 図４－２は、磁石が第１磁力センサと第２磁力センサとの中間位置にあるときの磁力線の状態を示す図である。 図４－３は、磁石が第１磁力センサ近傍のときの磁力線の状態を示す図である。 図５は、第１磁力センサ及び第２磁力センサの検出出力のストローク量依存性と速度変化に伴う波形変動を示す図である。 図６は、第１磁力センサ及び第２磁力センサの検出出力のストローク量依存性と圧力変化に伴う波形変動を示す図である。 図７は、速度補正テーブルの内容を示す図である。 図８は、圧力補正テーブルの内容を示す図である。 図９は、加圧によるシリンダチューブの磁化状態を示す説明図である。 図１０は、演算処理部の構成を示すブロック図である。 図１１は、演算処理部によるリセット処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、ブルドーザのリフトシリンダのストロークエンド当接状態とその当接直後の状態を示す図である。 図１３は、変形例にかかる演算処理部の構成を示すブロック図である。
　以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
（シリンダの構造）
　図１は、この発明の実施の形態であるシリンダの構成を示す縦断面図である。図１に示すように、シリンダ２００の壁であるシリンダチューブ２５０には、ピストン２０１が摺動自在に設けられている。ピストン２０１には、ロッド２０２が取り付けられている。ロッド２０２は、シリンダヘッド２０３に摺動自在に設けられている。シリンダヘッド２０３とピストン２０１とシリンダ２００内壁とによって画成された室が、シリンダヘッド側油室２０４Ｈを構成する。ピストン２０１を介してシリンダヘッド側油室２０４Ｈとは反対側の油室がシリンダボトム側油室２０４Ｂを構成している。
　シリンダヘッド２０３には、ロッド２０２との隙間を密封し、塵埃等のコンタミがシリンダヘッド側油室２０４Ｈに入り込まないようにするロッドシール２０５ａ、ダストシール２０５ｂが設けられている。
　シリンダチューブ２５０には、油圧ポート２０６Ｈ、２０６Ｂが形成されている。油圧ポート２０６Ｈを介して、シリンダヘッド側油室２０４Ｈに圧油が供給され、またはシリンダヘッド側油室２０４Ｈを介して圧油が排出される。あるいは、油圧ポート２０６Ｂを介して、シリンダボトム側油室２０４Ｂに圧油が供給され、またはシリンダボトム側油室２０４Ｂから油圧ポート２０６Ｂを介して圧油が排出される。
　シリンダヘッド側油室２０４Ｈに圧油が供給され、シリンダボトム側油室２０４Ｂから圧油が排出されることによって、ロッド２０２が縮退し、あるいは、シリンダヘッド側油室２０４Ｈから圧油が排出され、シリンダボトム側油室２０４Ｂに圧油が供給されることによって、ロッド２０２が伸張する。これによって、ロッド２０２は、図１の左右方向に直動する。
　シリンダヘッド側油室２０４Ｈの外部にあって、シリンダヘッド２０３に密接した位置に、ストローク位置センサ１００を覆い、内部に収容するケース２０７が形成される。ケース２０７は、シリンダヘッド２０３にボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド２０３に固定される。すなわち、ケース２０７（ストローク位置センサ１００）は、シリンダチューブ２５０に簡易に取り付け、取り外しを行うことができる。
　ストローク位置センサ１００を構成する回転ローラ１１０は、その表面がロッド２０２の表面に接触し、ロッド２０２の直動に応じて回転自在に設けられる。すなわち、回転ローラ１１０によって、ロッド２０２の直線運動が回転運動に変換される。
　回転ローラ１１０は、その回転中心軸１１０ｃが、ロッド２０２の直動方向に対して、直交するように配置される。ケース２０７には、ロッド２０２との隙間を密封し、塵埃等のコンタミが回転ローラ１１０とロッド２０２との間に入り込まないようにするダストシール２０８が設けられている。これにより、回転ローラ１１０とロッド２０２との間に塵埃等が入り込んで、回転ローラ１１０が動作不良となるような事態を回避することができる。すなわち、ストローク位置センサ１００は、ケース２０７に設けられたダストシール２０８と、シリンダヘッド２０３に設けられたダストシール２０５ｂとによる防塵構造が形成されている。
　ストローク位置センサ１００は、回転ローラ１１０と、回転ローラ１１０の回転量を検出する図示しない回転センサ部とを有する。この回転センサ部で検出された回転ローラ１１０の回転量を示す信号は、演算処理部４００に送られ、シリンダ２００のロッド２０２のストローク位置に変換される。
　ストローク位置センサ１００の回転ローラ１１０とロッド２０２との間では、滑り（スリップ）が発生することは避けられず、この滑りによってストローク位置センサ１００の検出結果から得られるロッド２０２の計測位置と、ロッド２０２の実際の位置との間には、誤差（滑りによる累積誤差）が生じる。そこで、このストローク位置センサ１００の検出結果から得られる計測位置を、原点位置（基準位置）にリセットするために、シリンダチューブ２５０の外部には、リセットセンサとしての磁力センサ３００が設けられる。
　ピストン２０１には、磁力線を生成する磁石３５０が設けられている。磁石３５０は、ピストン２０１、ロッド２０２の直動方向に沿ってＳ極、Ｎ極が配置されるように、ピストン２０１に設けられる。なお、磁石３５０は、ピストン２０１、ロッド２０２の直動方向に対して垂直な方向に沿って、Ｓ極、Ｎ極が配置されるように、ピストン２０１に設けてもよい。
　磁力センサ３００は、ピストン２０１の直動方向に沿って所定距離、離間されて配置された２個の磁力センサ（第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２）からなる。第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２は、磁石３５０で生成された磁力線を透過して、磁力（磁束密度）を検出し、磁力に応じた電気信号（電圧）を出力する。第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２は、既知の原点位置に設けられている。第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出結果に基づいて、ストローク位置センサ１００の検出結果から得られる計測位置が、原点位置（基準位置）にリセットされる。
　なお、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出位置に基づいて、ピストン２０１、ロッド２０２の絶対移動距離を計測することができる。例えば、ストローク位置センサ１００の回転ローラ１１０の経年変化によって消耗すると、ストローク位置センサ１００の検出回転量から得られるロッド２０２の移動距離は、実際のロッド２０２の移動距離よりも小さくなるが、ピストン２０１が第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２間を移動したときにストローク位置センサ１００の検出回転量から得られる移動距離Ｌ´と、実際の２個の第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２間の距離Ｌとの比率Ｌ／Ｌ´に基づいて、ストローク位置センサ１００の検出回転量から得られる移動距離を補正することができる。
　また、第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２としては、例えば、ホールＩＣが用いられる。
　第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２は、ひさし３１０に装着されている。ひさし３１０は、バンド３２０に装着されている。バンド３２０は、シリンダチューブ２５０の外周に固定される。バンド３２０は、磁性材料によって構成されている。バンド３２０の材料としては、一般構造用鉄鋼材等、通常容易に入手できる磁性材料を使用することができる。
　図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、シリンダチューブ２５０の横断面図を示している。バンド３２０は、シリンダチューブ２５０の外周に圧接されて固定される。バンド３２０は、シリンダチューブ２５０の外径に応じた断面半円弧状のバンド部材３２０Ａ、３２０Ｂからなる。バンド部材３２０Ａとバンド部材３２０Ｂとは、ボルト３２１によって締結され、この締結によってシリンダチューブ２５０の外周に圧接される。一方のバンド部材３２０Ａには、ひさし３１０が装着されている。このため、シリンダチューブ２５０にネジ穴を形成したり、シリンダチューブ２５０の外周を溶接するなどの加工、処理を施すことなく、シリンダチューブ２５０の外周に、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を固定することができる。また、シリンダチューブ２５０に加工、処理を施す必要がないため、シリンダチューブ２５０の厚さを、最低限の厚さに維持することができる。
　また、バンド３２０のシリンダチューブ２５０への固定位置の変更が容易かつ簡単に行え、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を、シリンダチューブ２５０の長手方向（ピストン２０１、ロッド２０２の直動方向）の任意の位置に、容易かつ簡単に装着することができる。
　なお、演算処理部４００には、ストローク位置センサ１００から回転量ω、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２が検出した磁力を示す電圧値Ｖ１，Ｖ２、ストロークエンド当接検出システム５００からピストン２０１がストロークエンドに当接したか否かを示す信号ＳＥが入力される。このストロークエンド当接検出システム５００は、具体的には、図示しない油圧ポンプのリリーフバルブが作動したか否かを検出するセンサである。このリリーフバルブが作動した場合、ピストン２０１は、ストロークエンドに当接している。また、ストロークエンド当接検出システム５００は、ピストン２０１がストロークエンド方向に移動しており、かつ、ストローク位置センサ１００が一定時間以上、回転を停止しており、かつ、ストローク位置がストロークエンドの近傍にある、ことを条件にピストン２０１がストロークエンドに当接していることを検出するようにしてもよい。
（集磁構造）
　図３－１～図３－４は、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２とひさし３１０の構造を示す図である。図３－１は、図１に示したシリンダチューブ２５０の縦断面図を拡大して示している。図３－２は、図３－１のＡ矢視図である。図３－３は、図３－１のＺ矢視図である。また、図３－４は、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の各面を定義する図である。
　第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２は、直方体形状の部材であり、底面３００Ｂ、上面３００Ｔ、前面３００Ｆ、左側面３００Ｌ、右側面３００Ｒ、後面３００Ｇを有している。一方、磁石３５０は、ピストン２０１のシリンダヘッド側油室２０４Ｈに臨む面に、ホルダリング３５１によって固定されている。
　ホルダリング３５１と磁石３５０をピストン２０１に共締めすることで、磁石３５０がピストン２０１に固定される。
　ひさし３１０は、磁性材料で構成されており、第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２の上面３００Ｔ、後面３００Ｇを覆うように配置されている。ひさし３１０は、炭素鋼、一般構造用鉄鋼材等、通常容易に入手できる磁性材料を使用することができる。
　ひさし３１０と、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２との配置は、図３－１において図中、左右対称な位置関係にあるため、一方の第１磁力センサ３０１を代表して説明する。
　ひさし３１０のバンド固定面３１０Ａは、バンド部材３２０Ａに固定される。ひさし３１０のチューブ接着面３１０Ｂは、シリンダチューブ２５０の外周面に密着される。
　第１磁力センサ３０１は、モールド材３０３に囲まれるようにモールド材３０３と一体形成されている。第１磁力センサ３０１を含むモールド材３０３は、第１磁力センサ３０１の上面３００Ｔ、後面３００Ｇ側が、ひさし３１０の上面固定面３１０Ｔ、後面固定面３１０Ｒにそれぞれ固定されている。また、第１磁力センサ３０１の底面３００Ｂ側がシリンダチューブ２５０の外周面に密着されている。第１磁力センサ３０１の前面３００Ｆ、左右側面３００Ｌ，３００Ｒ側には、真ちゅう板３１１が設けられている。
　すなわち、シリンダチューブ２５０の外周面に、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の底面３００Ｂを配置して、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を、ひさし３１０によって覆うようにしたため、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の上面３００Ｔ側、後面３００Ｇ側に関しては、磁性材料（ひさし３１０）が配置されるが、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の前面３００Ｆ側、左右側面３００Ｌ、３００Ｒ側に関しては、磁性材料は配置されず、磁性材料から開放された構造となっている。
　ひさし３１０には、端子３１２を備えた端子台３１３が内蔵されている。また、ひさし３１０には、図示しないハーネスが挿通される穴であって、端子３１２に連通する挿通穴３１４が形成されている。第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２と、端子３１２とは、図示しない電気信号線によって接続される。端子３１２には、ひさし３１０の外部から、挿通穴３１４を介して、ハーネスが接続される。このハーネスは、演算処理部４００に接続される。
　ひさし３１０があることによって、磁石３５０のＮ極を起点として磁力線は、シリンダチューブ２５０、第１磁力センサ３０１あるいは第２磁力センサ３０２、ひさし３１０を透過し、第２磁力センサ３０２あるいは第１磁力センサ３０１を介して、磁石３５０のＳ極に戻る経路を生成する。
　一方、バンド３２０は、磁性材料で構成されているため、シリンダチューブ２５０の外周方向の磁力線の経路となり、磁力線は、バンド３２０を透過して、シリンダチューブ２５０の外周方向の１点箇所に設けられた第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２に集中的に集められる。
　すなわち、ひさし３１０及びバンド３２０によって、磁石３５０が発生した磁力が第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２に集中的に集まる集磁構造を形成しているので、磁力を確実に検出することができる。この結果、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出結果に基づくロッド２０２の位置計測精度を高めることができる。
（第１磁力センサ及び第２磁力センサの出力波形）
　図４－１～図４－３は、ピストン２０１に取り付けられた磁石３５０が第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の下方を通過する際の磁力線の状態を示す図である。図４－１に示すように、磁石３５０が第２磁力センサ３０２に近づいた場合、磁力線は、第１磁力センサ３０１、ひさし３１０、第２磁力センサ３０２の順に通過する。
　その後、図４－２に示すように、磁石３５０が第１磁力センサ３０１と第２磁力センサ３０２との中間位置に到達すると、磁力線は、第２磁力センサ３０２、ひさし３１０、第１磁力センサ３０１の順に通過する。すなわち、図４－１の場合に比べて、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を透過する磁力線の方向が逆転している。
　さらに、図４－３に示すように、磁石３５０が第１磁力センサ３０１に近づいた場合、磁力線は、図４－２と同様に、第２磁力センサ３０２、ひさし３１０、第１磁力センサ３０１の順に通過する。
　ここで、図４－１～図４－３において、右側の矢印は、第２磁力センサ３０２が検出する磁力の大きさを示し、左側の矢印は、第１磁力センサ３０１が検出する磁力の大きさ及び方向を示している。
　図５を参照して、具体的に、ストローク位置（ストローク量）が変化して磁石３５０が移動した場合における第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出波形について説明する。
　図５に示すように第２磁力センサ３０２による検出出力のストローク量依存性は、特性曲線Ｌ２のようになり、磁石３５０が直下に位置するストローク位置Ｐ２で最大のピーク値をとるとともに、ストローク位置Ｐ２を過ぎた位置でも下に凸の最小のピーク値をとる。すなわち、第２磁力センサ３０２は、２つのピーク値をとる。一方、第１磁力センサ３０１による検出出力のストローク量依存性は、特性曲線Ｌ１のようになり、磁石３５０が直下に位置するストローク位置Ｐ１で最大のピーク値をとる。この第１磁力センサ３０１の場合には、１つのピーク値を出力する。
　このような第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の検出出力波形が異なるのは、磁石３５０の位置に対して、ピストン２０１及びロッド２０２が直動方向に対して非対称構造となっているためである。
　ここで、図５では、ピストン２０１の移動速度による検出出力波形のずれを示しており、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の各ピーク値は、ピストンの移動速度が増大するに従って、ピーク値の検出位置に遅れが生ずるずれが発生している。
　一方、図６では、加圧による検出出力波形のずれを示しており、第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２の各ピーク値は、圧力の増大に伴ってずれが発生している。
　図７に示すように、ピストン２０１の速度Ｖによる第２磁力センサ３０２のピーク位置のずれ量（速度補正量ΔＳｖ）は、速度Ｖの増大に伴って速度補正量ΔＳｖが増大する対応関係を有し、この対応関係は、速度補正テーブル４２３として、演算処理部４００に予め保持される。
　ここで、図５における第１磁力センサ３０１の領域Ｅ１、第２磁力センサ３０２の領域Ｅ２、及び図６における第２磁力センサ３０２の領域Ｅ３では、速度Ｖあるいは圧力が変化しても、大きな検出出力変化はない。一方、図６における第１磁力センサ３０１の領域Ｅ４では、圧力が変化すると、大きな検出出力変化が発生している。
　そこで、第１磁力センサ３０１の領域Ｅ４における検出出力変化に対する第２磁力センサ３０２のピーク位置のずれ量（圧力補正量ΔＳｐ）の関係を求めると、図８に示す対応関係をもつことがわかった。すなわち、第１磁力センサ３０１の領域Ｅ４における検出出力が大きくなるに従って、圧力補正量ΔＳｐが大きくなる対応関係を得ることができた。領域Ｅ４における検出出力の増大変化は、圧力の増大変化に対応するため、結果的に、図８に示す対応関係は、圧力変化に対応する第２磁力センサ３０２のピーク位置のずれ量の変化を示していることとなる。この対応関係は、圧力補正テーブル４１３として、演算処理部４００に予め保持される。
　すなわち、この実施の形態では、第１磁力センサ３０１を、第２磁力センサ３０２のピーク値補正のためのシリンダチューブ２５０の磁化状態履歴センサとして用いるようにしている。そして、第１磁力センサ３０１のピーク値を用いてストローク位置のリセット処理を行う際、速度補正テーブル４２３と圧力補正テーブル４１３とを用いてストローク位置を補正し、この補正したストローク位置によってリセット処理を行うようにしている。
（加圧時のシリンダチューブの磁化状態変化）
　ここで、図９（ａ）に示すシリンダ２００への加圧前の磁化状態は、図９（ｂ）に示すように、加圧によって磁化状態が小さくなる変化が生じる。すなわち、加圧によって、シリンダチューブ２５０に歪が発生し、シリンダチューブ２５０の表面磁力が変化する。特に、ピストン２０１がストロークエンドに当接した場合には、大きな圧力がシリンダチューブ２５０内にかかり、シリンダチューブ２５０の表面磁力が大きく変化する。この表面磁力の大きな変化は、リセット検出位置に大きなずれ量を発生させる。このため、この実施の形態では、ピストン２０１がストロークエンドに当接した場合、この当接直後は、シリンダチューブ２５０の表面磁力が大きく変化している状態であるため、リセットセンサ（第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２）によるリセット処理を行わないようにしている。
　なお、図９（ｂ）に示すように一旦磁化が低下しても、例えば、その後、シリンダチューブ２５０内をピストン２０１に設けられた磁石３５０が通過するとシリンダチューブ２５０の磁化が元の大きさに戻る。
（演算処理部の構成及びリセット処理）
　図１０は、演算処理部４００の構成を示すブロック図である。また、図１１は、演算処理部４００によるリセット処理手順を示すフローチャートである。図１０及び図１１を参照し、第１磁力センサ３０１、第２磁力センサ３０２、ストローク位置センサ１００、及びストロークエンド当接検出システム５００の検出結果を用いたストローク位置のリセット処理について説明する。
　まず、リセット制限部４３４は、ストロークエンド当接検出システム５００からの信号ＳＥをもとに、ピストン２０１がストロークエンドに当接したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。リセット制限部４３４は、ピストン２０１がストロークエンドに当接した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、リセット位置設定部４３３に対して、このストロークエンドとなったストローク位置をもとに原点位置をリセットする（ステップＳ１０２）。
　その後、リセットセンサ通過判定部４３２の判定結果をもとに、ストロークエンドに当接した後、ピストン２０１に取り付けられた磁石３５０が磁力センサ３００を１回通過したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。そして、磁石３５０が磁力センサ３００を１回通過していない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、このステップＳ１０３の判断処理を繰り返し、磁力センサ３００の検出結果を用いたリセット処理を行わない。
　たとえば、図１２は、ブルドーザのブレードリフト用のリフトシリンダの概要構成を示している。図１２（ａ）では、シリンダチューブ２５０内が加圧され、ピストン２０１がストロークエンドに当接している。そして、図１２（ｂ）に示すように、ピストン２０１がストロークエンドに当接した直後に、磁石３５０が第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を通過しても、この第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を用いたリセット処理を行わないようしている。
　なお、ステップＳ１０３では、磁石３５０が磁力センサ３００を１回通過したか否かを判断するようにしているが、この通過は、少なくとも１回であればよく、例えば、磁石３５０が磁力センサ３００を２回以上通過したか否かを判断するようにしてもよい。２回以上の通過を条件とすることによって、シリンダチューブ２５０の磁化状態を一層、確実に元に戻せるからである。
　一方、ストロークエンドに当接していない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、あるいは、磁石３５０が磁力センサ３００を１回通過している場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、磁力センサ３００の検出結果を用いたリセット処理を行う。
　このリセット処理は、まず、ストローク位置変換部４０１が、ストローク位置センサ１００が出力する回転量ωをロッド２０２あるいはピストン２０１の直動量であるストローク位置Ｓｄに変換し、ストローク位置Ｓｄを取得し、このストローク位置Ｓｄを圧力補正条件判定部４１１、速度算出部４２１、及び加算部４３０に出力する（ステップＳ２０１）。
　その後、圧力補正条件判定部４１１は、ストローク位置Ｓｄが領域Ｅ４に示すようにシリンダチューブ２５０の磁化状態を検出できる所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。さらに圧力補正量演算部４１２は、ストローク位置Ｓｄが所定範囲内である場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、第１磁力センサ３０１が検出した電圧値Ｖ１を記憶する（ステップＳ２０３）。圧力補正量演算部４１２は、電圧値Ｖ１を記憶した後、あるいはストローク位置Ｓｄが所定範囲内でない場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、圧力補正テーブル４１３及び電圧値Ｖ１を用いて圧力補正量ΔＳｐを算出し、加算部４３０に出力する（ステップＳ２０４）。
　その後、速度算出部４２１は、入力されたストローク位置Ｓｄを時間微分して速度Ｖを算出し、この速度Ｖを速度補正量演算部４２２に出力する（ステップＳ２０５）。その後、速度補正量演算部４２２は、速度補正テーブル４２３及び速度Ｖを用いて速度補正量ΔＳｖを算出し、加算部４３０に出力する（ステップＳ２０６）。
　その後、加算部４３０は、ストローク位置Ｓｄに圧力補正量ΔＳｐ及び速度補正量ΔＳｖを加算してストローク位置Ｓｄを補正した補正ストローク位置Ｓｃを波形記憶部４３１に出力し、波形記憶部４３１は、この補正ストローク位置Ｓｃと、入力される第２磁力センサ３０２が検出した電圧値Ｖ２とを対応づけて記憶する（ステップＳ２０７）。すなわち、補正ストローク位置Ｓｃに対する電圧値Ｖ２の履歴を保持する。
　その後、リセットセンサ通過判定部４３２は、電圧値Ｖ２が最大ピークとなった後、所定距離移動したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。すなわち、磁石３５０が第２磁力センサ３０２を通過したか否かを判断する。
　リセット位置設定部４３３は、電圧値Ｖ２が最大ピークとなった後、所定距離移動した場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、この最大ピークとなった電圧値Ｖ２に対応する補正ストローク位置Ｓｃを実ストローク位置としてリセット（原点位置補正）し（ステップＳ２０９）、ステップＳ１０１に移行して上述した処理を繰り返す。一方、リセット位置設定部４３３は、電圧値Ｖ２が最大ピークとなった後、所定距離移動していない場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、未だ、電圧値Ｖ２が最大ピークとなっていないため、そのままステップＳ１０１に移行して上述した処理を繰り返す。
　なお、上述した処理では、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の圧力に基づいた補正量算出処理を行った後、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の速度に基づいた補正量算出処理を行うようにしているが、これに限らず、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の速度に基づいた補正量算出処理を行った後、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の圧力に基づいた補正量算出処理を行うようにしてもよい。
　また、リセットは、リセットセンサ（第２磁力センサ３０２）の位置をもとに原点位置を補正するが、実際は、さらにシリンダ系座標上の原点位置に変換する。
　さらに、上述した磁力センサ３００を用いたリセット処理は、ピストン２０１の片方向のストローク移動のときのみに、行うことが好ましい。これは、片方向のストローク移動からピストン２０１を戻す際、シリンダチューブ２５０の磁化状態が磁石３５０の移動によって消去されるため、圧力補正の必要性が少ないからである。
　また、リセット位置設定部４３３によるリセット処理時における原点位置補正は、例えば、過去１０回の補正ストローク位置を記憶しておき、過去１０回の平均補正ストローク位置によって原点位置補正を行うようにしてもよい。
（変形例）
　上述した実施の形態では、第１磁力センサ３０１を、磁化状態履歴センサとして用い、第２磁力センサ３０２の圧力補正量ΔＳｐを求めるようにしていたが、リセット処理に対して、２つの第１磁力センサ３０１及び第２磁力センサ３０２を用いず、第１磁力センサ３０１のみを用いて行うようにしてもよい。
　すなわち、第１磁力センサ３０１を、磁化状態履歴センサとして用いるとともに、第１磁力センサ３０１のピーク値によってリセット処理を行う。したがって、図１３に示すように、圧力補正テーブル４１３に対応する圧力補正テーブル５１３に替える。この圧力補正テーブル５１３は、第１磁力センサ３０１の電圧値Ｖ１に対する第１磁力センサ３０１のピーク値のずれ量を圧力補正量ΔＳｐとしている。また、速度補正テーブル４２３に替えて、速度補正テーブル５２３を備える。この速度補正テーブル５２３は、速度Ｖに対する第１磁力センサ３０１のピーク値のずれ量を速度補正量ΔＳｖとしている。さらに、第１磁力センサ３０１のピーク値をもとにリセット処理を行うため、波形記憶部４３１及びリセットセンサ通過判定部４３２に、第１磁力センサ３０１の電圧値Ｖ１が入力される。
　　１００　ストローク位置センサ
　　１１０　回転ローラ
　　１１０ｃ　回転中心軸
　　２００　シリンダ
　　２０１　ピストン
　　２０２　ロッド
　　２０３　シリンダヘッド
　　２０４Ｈ　シリンダヘッド側油室
　　２０４Ｂ　シリンダボトム側油室
　　２０５ａ　ロッドシール
　　２０５ｂ，２０８　ダストシール
　　２０６Ｈ，２０６Ｂ　油圧ポート
　　２０７　ケース
　　２５０　シリンダチューブ
　　３００　磁力センサ
　　３０１　第１磁力センサ
　　３０２　第２磁力センサ
　　３０３　モールド材
　　３１０　ひさし
　　３１１　真ちゅう板
　　３１２　端子
　　３１３　端子台
　　３１４　挿通穴
　　３２０　バンド
　　３２０Ａ，３２０Ｂ　バンド部材
　　３５０　磁石
　　３５１　ホルダリング
　　４００　演算処理部
　　４０１　ストローク位置変換部
　　４１１　圧力補正条件判定部
　　４１２　圧力補正量演算部
　　４１３，５１３　圧力補正テーブル
　　４２１　速度算出部
　　４２２　速度補正量演算部
　　４２３，５２３　速度補正テーブル
　　４３１　波形記憶部
　　４３２　リセットセンサ通過判定部
　　４３３　リセット位置設定部
　　４３４　リセット制限部
　　５００　ストロークエンド当接検出システム
　　　　ω　回転量
　　　　Ｓｄ　ストローク位置
　　　　Ｓｃ　補正ストローク位置
　　　　Ｖ　速度
　　　　Ｖ１，Ｖ２　電圧値
　　　　ΔＳｐ　圧力補正量
　　　　ΔＳｖ　速度補正量

Claims (6)

  1. 　シリンダチューブ内部を直動する直動部材の位置を計測するシリンダ位置計測装置であって、
    　前記直動部材のストローク位置を検出するストローク位置センサと、
    　前記直動部材に設けられた磁石と、
    　前記シリンダチューブの外部に設けられた磁力センサと、
    　前記直動部材がストロークエンドに当接したことを検出するストロークエンド当接検出システムと、
    　前記直動部材がストロークエンドに当接しない間は、前記直動部材の移動に伴う前記磁力センサの検出値を用いて前記ストローク位置の原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、前記直動部材がストロークエンドに当接した場合は、少なくとも該当接後の１回目の前記補正処理を行わせない処理を行う演算処理部と、
    　を備えたことを特徴とするシリンダ位置計測装置。
  2. 　前記ストロークエンド当接検出システムは、リリーフバルブの作動検出センサであることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ位置計測装置。
  3. 　前記磁力センサで検出される特定位置における磁力と前記磁力センサで検出される波形のピーク位置からのずれ量である圧力補正量との関係を示す圧力補正テーブルと、
    　前記直動部材の移動速度と前記磁力センサで検出される波形のピーク位置からのずれ量である速度補正量との関係を示す速度補正テーブルと、
    　を備え、
    　前記演算処理部は、前記特定位置における磁力を検出し前記圧力補正テーブルをもとに前記磁力センサが検出する波形のピーク位置における前記圧力補正量を求め、前記ストローク位置の変化をもとに前記直動部材の移動速度を求め前記速度補正テーブルをもとに前記磁力センサが検出する波形のピーク位置における前記速度補正量を求め、前記磁力センサが検出する波形のピーク位置を示す前記ストローク位置に前記圧力補正量と前記速度補正量とを加えて補正した補正ストローク位置を求め、該補正ストローク位置をもとに前記ストローク位置の原点位置をリセットすることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ位置計測装置。
  4. 　前記演算処理部は、前記ストロークエンド当接検出システムが前記直動部材のストロークエンドに当接したことを検出した場合、このストロークエンド当接時のストローク位置で原点位置をリセットすることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のシリンダ位置計測装置。
  5. 　シリンダチューブの外部に設けられた磁力センサを用いて前記シリンダチューブ内部を直動する直動部材の原点位置を補正して前記直動部材の位置を計測するシリンダ位置計測方法であって、
    　前記直動部材がストロークエンドに当接したか否かを判断する判断ステップと、
    　前記直動部材がストロークエンドに当接したと判断しない場合は、前記直動部材の移動に伴う前記磁力センサの検出値を用いて前記直動部材の原点位置をリセットする補正処理を行うとともに、前記直動部材がストロークエンドに当接したと判断した場合は、少なくとも該当接後の１回目の前記補正処理を行わせない処理を行う処理ステップと、
    　を含むことを特徴とするシリンダ位置計測方法。
  6. 　前記直動部材がストロークエンドに当接した場合、このストロークエンド当接時のストローク位置で原点位置をリセットするストロークエンドリセット処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のシリンダ位置計測方法。
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DE112012003525.9T DE112012003525B4 (de) 2012-09-26 2012-09-26 Zylinderpositionsmessvorrichtung und Zylinderpositionsmessverfahren
US13/814,518 US9217448B2 (en) 2012-09-26 2012-09-26 Cylinder position measuring device and cylinder position measuring method
KR1020137002935A KR101435348B1 (ko) 2012-09-26 2012-09-26 실린더 위치 계측 장치 및 실린더 위치 계측 방법
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105182267A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 三峡大学 一种基于Labview控制磁传感器标定系统
JP2018001337A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 シチズン時計株式会社 工作機械
WO2018092252A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 株式会社小松製作所 ストローク位置検出機能付き油圧シリンダ
JP2019032066A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 株式会社小松製作所 油圧シリンダ

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013011668B3 (de) * 2013-07-12 2014-11-13 Festo Ag & Co. Kg Sensorsystem und Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts für ein Sensorsystem
KR101594318B1 (ko) * 2014-10-13 2016-02-16 주식회사 만도 브레이크 마스터 실린더
JP6217596B2 (ja) * 2014-11-04 2017-10-25 株式会社デンソー 回転角度及びストローク量検出装置
WO2016097898A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Sistemi Sospensioni S.P.A. Regenerative hydraulic shock-absorber for vehicle suspension
DE102015102233B4 (de) * 2015-02-17 2019-05-29 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Positionssensor und damit erstellte Messanordnung
CN105465099B (zh) * 2015-12-21 2017-05-31 陈陆曦 一种提高作动传感一体化液压缸位移检测精度的方法
KR102132746B1 (ko) * 2016-04-27 2020-07-10 에스엠시 가부시키가이샤 실린더의 동작상태 감시장치
CN105805089A (zh) * 2016-06-03 2016-07-27 南通纺都置业有限公司 一种油缸不同油压下伸出速度测试装置
GB2554655B (en) 2016-09-30 2019-10-02 Caterpillar Inc A hydraulic actuator arrangement
CN106402085A (zh) * 2016-10-17 2017-02-15 陕西晟思智能测控有限公司 一种类磁栅液压缸集成位移传感器信号预处理方法
CN111264743A (zh) * 2020-03-20 2020-06-12 漳州明建机械设备制造有限公司 利用液体驱动活塞的超高压加压装置和活塞位置检测方法
CN112325723B (zh) * 2020-09-11 2022-08-12 苏州恩意精密机械有限公司 一种磁瓦检测装置及检测方法
KR102351525B1 (ko) * 2021-06-15 2022-01-14 아시아나아이디티 주식회사 피스톤 위치 검출 장치
KR20240094445A (ko) * 2022-12-16 2024-06-25 아시아나아이디티 주식회사 피스톤 이동 속도 측정 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111409A (ja) * 1986-10-30 1988-05-16 Ube Ind Ltd 移動位置検出方法
JPH0575603U (ja) * 1992-03-18 1993-10-15 株式会社ミクロテック 位置検出器付きシリンダ
JPH06249605A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Taiyo Ltd 移動物体の検出方法及び装置
WO1998040699A1 (de) * 1997-03-12 1998-09-17 Pepperl + Fuchs Gmbh Vorrichtung zur positionserfassung eines beweglich angeordneten magneten zum erzeugen eines magnetischen feldes
JP2006226909A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Komatsu Ltd シリンダの位置計測装置
JP2006258730A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Komatsu Ltd 油圧作業機械における油圧シリンダのストローク位置計測装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05126508A (ja) * 1991-09-26 1993-05-21 Mazda Motor Corp ピストンのストローク検出装置
US6346806B1 (en) 1997-03-12 2002-02-12 Pepperl +Fuchs Gmbh Device for detecting the position of a moveable magnet to produce a magnetic field
US7757547B2 (en) 2006-06-16 2010-07-20 Komatsu Ltd. Cylinder stroke position measurement device
GB2458498B (en) * 2008-03-20 2012-02-08 Ford Global Tech Llc A method and apparatus for validating the output from a position sensor
JP5421646B2 (ja) 2009-04-23 2014-02-19 カヤバ工業株式会社 シリンダのストロークセンサ
CN201903338U (zh) * 2010-11-23 2011-07-20 上海市机械施工有限公司 长度与行程位置组合传感器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111409A (ja) * 1986-10-30 1988-05-16 Ube Ind Ltd 移動位置検出方法
JPH0575603U (ja) * 1992-03-18 1993-10-15 株式会社ミクロテック 位置検出器付きシリンダ
JPH06249605A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Taiyo Ltd 移動物体の検出方法及び装置
WO1998040699A1 (de) * 1997-03-12 1998-09-17 Pepperl + Fuchs Gmbh Vorrichtung zur positionserfassung eines beweglich angeordneten magneten zum erzeugen eines magnetischen feldes
JP2006226909A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Komatsu Ltd シリンダの位置計測装置
JP2006258730A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Komatsu Ltd 油圧作業機械における油圧シリンダのストローク位置計測装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105182267A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 三峡大学 一种基于Labview控制磁传感器标定系统
JP2018001337A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 シチズン時計株式会社 工作機械
WO2018092252A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 株式会社小松製作所 ストローク位置検出機能付き油圧シリンダ
JPWO2018092252A1 (ja) * 2016-11-17 2019-10-10 株式会社小松製作所 ストローク位置検出機能付き油圧シリンダ
JP2019032066A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 株式会社小松製作所 油圧シリンダ
JP7061437B2 (ja) 2017-08-09 2022-04-28 株式会社小松製作所 油圧シリンダ

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