JPH0329606Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はピストンロツドの移動量を計測できる
ようにしたサーボシリンダに関するものである。

〔従来の技術〕

流体圧シリンダのピストンロツドの移動量（ピ
ストン送り量）を計測してサーボを行うことは、
かかるシリンダを用いてロボツトを動作させた
り、複雑で精巧な動作を要求される機械を動作さ
せたりするのに不可欠な事項となつている。

従来では、光又は磁気によるデジタルスケール
等をシリンダと一緒に動かし、ピストン送り量を
読み取り、ピストンの駆動部にフイードバツクし
てシリンダを制御するようにした方式のものが提
案されていた。

しかし、この方式において、スケールをシリン
ダのピストンと一緒に動かす場合、従来はシリン
ダの外部にスケールを取り付けるようにしていた
ため、スケールを取り付けたシリンダの外形は大
きく且つ複雑となつて取り扱いにくいものとなつ
ていた。

そのため、かかる欠点を除去するために、近
年、第４図及び第５図に示す如く、シリンダ本体
ａ内にその軸心方向へ移動自在にピストンｂを収
納し、このピストンｂに一体的に取り付けたピス
トンロツドｃの軸心部に、該ロツドｃの一端から
穴ｄを穿設し、該穴ｄ内に、平板型とした磁気ス
ケールｅを挿入して固定すると共に、先端に検出
ヘツド（スケール読取りヘツド）ｆを有する支持
パイプｇを、上記穴ｄ内に該穴ｄの軸心より偏心
させて挿入位置させ、該支持パイプｇの末端部を
シリンダ本体ａ側に固定させた構成とし、ピスト
ンｂの移動により磁気スケールｅがピストンロツ
ドｃとともに移動するのに対し、検出ヘツドｆが
移動しないことから、検出ヘツドｆと磁気スケー
ルｅとが相対的にピストンロツドｃの変位と同じ
変位量で動き、支持パイプｇ内に通した検出ヘツ
ドｆの検出ケーブル（信号線）ｈを介して検出ヘ
ツドｆがピストンｂの変位量を読み取り、シリン
ダ駆動部にフイードバツクしてシリンダを制御さ
せるようにした構成のものが提案されている（特
開昭58−225205号）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、前記特開昭58−225205号のもので
は、ピストンロツドｃの軸心部に設けた穴ｄ内
に、平板型とした磁気スケールｅを穴ｄの軸心近
くに固定して設けると共に、該磁気スケールｅに
対向させた検出ヘツドｆを穴ｄの軸心から外れた
支持パイプｇに支持させた構成としてあるため、
検出ヘツドｆが磁気スケールｅに正しく対面して
いれば、検出に問題はないが、シリンダの作動
中、あるいは初期セツト時にピストンロツドｃが
その円周方向に回転すると、従来の平板型の磁気
スケールｅでは直ちに検出ヘツドｆとの相対位置
関係がくずれ、検出ヘツドｆは検出機能を果たし
得なくなる問題があつた。

そこで、本考案は、回転し易いピストンロツド
が回転によつて磁気スケールと検出ヘツドとの相
対位置がずれても、常に正常に検出機能を維持で
きるようにしようとしてなしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、シリンダ本体内に移動自在に収納し
たピストンのロツドに、その軸心部に穴を穿設
し、この穴内に磁気スケールを装着し、シリンダ
本体側に固定して上記穴内に挿入した検出ヘツド
とロツドとの間に生じる変位を検出し得るように
したサーボシリンダにおいて、上記穴内に装着す
る磁気スケールを、穴の内面に沿う断面円弧形状
として穴の内面に装着し、且つ検出ヘツドを穴の
軸心上に位置するようにした構成とする。

〔作用〕

本考案では、断面円弧状とした磁気スケールか
ら出る磁力線は円弧中心へ集中し、穴の軸心部に
強力な磁界が形成され、穴の軸心線上に位置させ
た検出ヘツドにより前記磁力線がより的確にとら
えられ、常に正確な検出が行われる。

更に、従来において指向性のある検出ヘツドを
使用した場合、磁気スケールと検出ヘツドとの相
対位置がピストンロツドの回転により回転方向に
ずれると、検出機能を維持できなくなるが、本考
案では、ピストンロツドが回転すると、磁気スケ
ールも一緒に回転するが、磁気スケールが穴の軸
心線を中心とする半径の円弧形状としてあるの
で、検出ヘツドとの相対位置は変化せず、正常な
検出機能を維持できる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すも
ので、シリンダ本体１内に移動自在に収納したピ
ストン２のロツド３を、上記シリンダ本体１の一
端より摺動自在に突出させ、シリンダ本体１の他
端にはヘツドフランジ４を脱着自在に装着できる
ようにする。上記ピストン２のヘツド側は、半径
方向外方よりも内方の厚みを薄くして圧力室２ａ
を形成すると共に、上記ピストン２と該ピストン
２に一体化させたピストンロツド３の軸心部に、
ピストンヘツド側からピストンロツド３の先端部
近くまで達する穴５を穿設し、該穴５内に、内面
を穴５の軸心から同一半径とした半円筒状の磁気
スケール６を、穴５の全長にわたつて装着する。
又、先端に検出ヘツド７を支持させ且つ末端を前
記ヘツドフランジ４に螺着等の方式で取り付けた
支持パイプ８を、上記穴５の中に挿入し、検出ヘ
ツド７を穴５の軸心に位置させる。前記ピストン
２の圧力室２ａ側には、穴５内に装着した磁気ス
ケール６を押えて固定させると共に支持パイプ８
にシール材９を介し貫通させたシールフランジ１
０を、ピストン２にボルト１１等で取り付け、更
に検出ヘツド７の検出ケーブル１２を支持パイプ
８内を通して支持パイプ８内からヘツドフランジ
４外へ導出させる。

なお、磁気スケール６の構造は、特開昭58−
225205号に開示されているものと同様に、外側の
強磁性スケール基台と内側のゴム磁石保護用非磁
性カバーとの間にＳ極とＮ極を長手方向に適宜間
隔で交互に配設したものとする。１３はヘツド側
圧力室２ａへの流体出入口、１４はロツド側圧力
室２ｂへの流体の出入口である。

流体を出入口１３又は１４から給排させると、
シリンダ本体１内でピストン２が左右に移動でき
る。ピストン２の動きによりピストンロツド３も
同時に移動し、シリンダ本体１との間で相対変位
する。シリンダロツド３の穴５内には磁気スケー
ル６が装着され、一方、穴５に挿入されている検
出ヘツド７はシリンダ本体１側に固定されている
ため、上記磁気スケール６と検出ヘツド７とは相
対的にピストンロツド３の変位と同じ変位量で動
き、この変位量を検出ヘツド７が検出することに
よりピストン２の変位量を知ることができ、この
検知信号に基づきシリンダの動作を制御すること
ができる。しかも、前記磁気スケール６は半円筒
状としてあるため、磁気スケール６から出る磁力
線は半円筒の中心へ集中し、穴５の軸心部に強力
な磁界が形成され、穴５の軸心線上に位置させた
検出ヘツド７により前記磁力線をより的確にとら
えることができて常に正確な検出を行うことがで
きる。

上記の如きピストン２の移動とこのピストンの
変位量の検知を行うに際して、ピストン２がシリ
ンダ本体１に対して円周方向に相対変位すると、
同時に磁気スケール６も回転して、たとえば、第
３図に示す状態になるが、この場合でも、磁気ス
ケール６は半円筒状としてあるので、該磁気スケ
ール６と検出ヘツド７の対向部の間隔は変化する
ことがなく、常に同じ条件で検出することができ
る。

なお、上記実施例では、磁気スケール６を半円
筒状にした場合を示したが、半円筒状に限られる
ものではなく、ピストンロツド３が回転して検出
ヘツド７との相対位置が回転方向にずれても検出
ヘツドが正しく磁気スケール６に対向できればよ
いのであり、半円筒状よりも幅が小さくてもよ
い。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案のサーボシリンダによ
れば、断面円弧状とした磁気スケールから出る磁
力線は円弧中心へ集中するため、穴の軸心部に強
力な磁界が形成され、穴の軸心線上に位置させた
検出ヘツドにより前記磁力線をより的確にとらえ
ることができて常に正確な検出を行うことがで
き、しかも、ピストンロツドが回転して磁気スケ
ールと検出ヘツドとの相対位置が回転方向にずれ
ても、支障なく正常に検出できて、検出不能に陥
いるようなことがない。という優れた効果を奏し
得られ、又、実施例の如くシールプレートを設置
することにより磁気スケールを作動流体から隔離
できるため、作動流体の種類を問わず使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のサーボシリンダの実施例図、
第２図は第１図の−断面図、第３図はピスト
ンロツドが回転したときの状態を示す第２図に対
応する図、第４図は従来のサーボシリンダの断面
図、第５図は第４図の−断面図である。 １はシリンダ本体、２はピストン、３はピスト
ンロツド、５は穴、６は磁気スケール、７は検出
ヘツド、８は支持パイプ、１２は検出ケーブルを
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ本体内のピストンに一体としたピスト
   ンロツドの軸心部に穴を設け、該穴内に磁気スケ
   ールを装着し、シリンダ本体側に固定した検出ヘ
   ツドを上記穴内に挿入し、上記磁気スケールと検
   出ヘツドとの穴軸心方向の相対変位によりピスト
   ンの変位量を検出できるようにしたサーボシリン
   ダにおいて、上記磁気スケールを穴の内面に沿う
   断面円弧状とし、該円弧を穴の軸心を中心とする
   同一半径とし、且つ上記検出ヘツドを穴の軸心線
   上に位置させたことを特徴とするサーボシリン
   ダ。