JPH0716915Y2 - 流体圧機器のピストン位置検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、流体圧機器のピストン位置検知装置に関す
る。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、油圧や空気圧などの流体圧を利用するショッ
クアブゾーバや流体圧シリンダなどの流体圧機器には、
運動負荷の衝突確認やピストンロッドの駆動制御を行う
ため、シリンダチューブ内を摺動するピストンの位置を
検知する検知装置がしばしば取り付けられている。

このような検知装置は、ピストンに取り付けられた永久
磁石と、非磁性体からなるシリンダチューブやチューブ
カバーの外面に取り付けられた磁気センサー（リードス
イッチ、ホールセンサーなど）とから構成され、ピスト
ンの位置に応じて永久磁石が磁気センサーを作動させ、
磁気センサーから検知信号が出力されるようになってい
る。

また、ピストンに永久磁石を取りつけずに、磁性体など
からなるピストン自体を磁気センサーによって検知する
ように構成した検知装置もある。

しかしながら、従来の検知装置は、磁気センサーを用い
ているので、検知信号に対する外部磁界の影響が大きく
信頼性が低いといった問題があった。

すなわち、従来の検知装置を取り付けた流体圧機器を備
えた装置、例えば自動組み立て装置が、溶接機器や電動
機器などのような磁界発生源の近傍に設置された場合に
は、磁気センサーが磁界発生源による外部磁界により誤
って作動し、ピストンの位置と無関係の検知信号が出力
される。このような誤った検知信号が出力されると、自
動組み立て装置は誤動作状態に陥ってしまうことがあ
る。

このため、特に強磁界の発生する環境で使用される流体
圧機器では、磁気センサーの周囲を防磁用シールドで覆
う必要があり、流体圧機器の容積及び重量が増大したも
のとなっていた。

本考案は、上述の問題に鑑み、流体圧機器を磁界発生源
の近傍に設置した場合であっても、外部磁界による影響
を受けることなく確実にピストンの位置を検知すること
が可能なピストン位置検知装置を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上述の課題を解決するため、シリンダチュー
ブの内部を軸方向に摺動するピストンの入側先端部に設
けられた第１の永久磁石と、前記シリンダチューブの入
側端を閉塞する非磁性の端板部材によって当該シリンダ
チューブの内部と隔てられた検知室と、前記検知室に収
納され且つ前記端板部材側へ付勢されるとともに前記ピ
ストンの軸心方向に移動可能とされた可動部材と、前記
端板部を介して前記第１の永久磁石に対して互いの同一
磁極面どうしが対向するように前記可動部材の出側端部
に設けられた第２の永久磁石と、発光部及び受光部を有
し前記可動部材の位置を検知するフォトセンサーと、を
備えてなることを特徴として構成される。

〔作用〕

第１の永久磁石は、シリンダチューブの内部を軸方向に
摺動するピストンの入側端部に設けられる。

検知室と前記シリンダチューブの内部とは、当該シリン
ダチューブの入側部を閉塞する非磁性の端板部材によっ
て隔てられる。

可動部材は、検知室に収納され且つ端板部材側へ向うよ
うに付勢され、ピストンの軸心方向に移動可能である。

第２の永久磁石は、端板部材を介して第１の永久磁石に
対して互いの同極が対向するように可動部材の出側端部
に設けられる。

ピストンの摺動により第１の永久磁石が端板部材に近づ
くと、第１の永久磁石と第２の永久磁石との斥力によっ
て、可動部材が付勢力に抗してピストンの軸心方向に沿
って可動部材の入側へ移動する。

これによりフォトセンサーの受光部への入射光量が変化
し、可動部材の位置が検知され、これにともなって間接
的にピストンの位置が検知される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本考案に係るピストン位置検知装置11を設けた
ショックアブゾーバ１の要部を示す断面正面図である。

ショックアブゾーバ１は、本体ハウジング31、本体ハウ
ジング31の入側端部を閉塞するカバーブロック12とステ
ンレスなどの非磁性体のエンドプレート13とからなるカ
バー14、周面に複数の絞り穴36,36…及び戻し穴（不図
示）が設けられた圧力チューブ32、ピストンロッドと一
体的に連結されており圧力チューブ32の内周面を摺動す
るピストン33、ピストン33を出側へ付勢する圧縮バネ3
5、圧力チューブ32内から流出する油を貯留するために
圧力チューブ32と本体ハウジング31との間に設けられた
アキュムレータ38、及びピストンロッドの挿通孔を有し
本体ハウジング31の出側端部を閉塞する図外のカバーな
どの緩衝機能のための周知の構造部材と、ピストン33の
位置を検知するための検知装置11とから構成されてい
る。

34は硬球34aなどからなるチェック弁であり、ピストン3
3が復帰するときには、油がチェック弁34を通って圧力
チューブ32内の出側である図外のピストン室から入側で
ある圧力室32aへ高速で流入する。

検知装置11は、ピストン33の入側の先端凹部33aに一方
の磁極であるＮ極がエンドプレート13側へ向くように嵌
入された第１の永久磁石37と、カバーブロック12の軸心
部に形成され、エンドプレート13によって圧力室32aと
隔てられた検知室15と、検知室15内を軸心方向に移動可
能なロッド16と、ロッド16の出側の端部にＮ極を出側へ
向けて固着された第２の永久磁石17と、検知室15の入側
に連通する透孔19の中に設けられたフォトリフレクタ18
とから構成されている。

ロッド16は、圧縮ばね20によって出側に付勢されてお
り、その径小部の外周面16aはフォトリフレクタ18から
発せられる検知光に対する高反射面となっている。

第１の永久磁石37及び第２の永久磁石17は、互いの同一
磁極（Ｎ極）面どうしがエンドプレート13を介して真正
面に対向するよう配設されている。

フォトリフレクタ18には、検知室15へ向かって集光した
光を射出する発光ダイオード18aと検知室15からの光を
集光して受光するフォトトランジスタ18bとが内蔵され
ている。

21は検知室15を大気開放とするための通気孔である。

次に、上述のように構成された検知装置11の動作につい
て説明する。

まず、常時（復帰状態）において、ピストン33が出側に
位置しているとき、検知装置11のロッド16も検知室15内
の出側に位置し、第２の永久磁石17はエンドプレート13
と当接している（第１図の状態）。

この状態では、フォトリフレクタ18の発光ダイオード18
aからの射出光は検知室15を横切るように透過した後に
検知室15の対向壁面15aで反射するが、このときには射
出角度及び光路長などの関係からフォトトランジスタ18
bの受光面に集光される光はほとんどない。したがっ
て、フォトリフレクタ18から検知信号は出力されない。
なお、対向壁面15aに、梨地加工又は黒色塗料の塗布な
どの反射防止処理を施し、常時においてフォトトランジ
スタ18bへ入射する光を無くすことにより、検知精度を
高めることもある。

次に、負荷がショックアブゾーバ１に衝突したときにお
いては、クッションパッドなどの弾性部材を介してピス
トン33と連結されたピストンロッドに負荷が衝突するこ
とによって、ピストン33が圧力チューブ５内を移動し、
これにともなってピストン33は絞り穴36を順次塞いでい
き、絞り穴36から流出する油の背圧が圧力室32aに発生
してピストン33に抗力が生じ、これによって負荷の運動
エネルギーが吸収され、緩衝作用が発揮されて、ピスト
ン33はそのストローク端に至って停止する。

ピストン33がストローク端に近づくにつれ、第１の永久
磁石37と第２の永久磁石17との間に働く反発力により、
ロッド16が圧縮ばね20の付勢力に抗して移動し、その外
周面16aがフォトリフレクタ18を臨む位置に至ると、発
光ダイオード18aからの射出光は、外周面16aで反射され
ることとなる。

上述のように外周面16aは高反射面であり、フォトトラ
ンジスタ18bには、発光ダイオード18aからの射出光の光
量にほぼ等しい光量の反射光が入射する。これにより、
フォトトランジスタ18bがオンし、フォトリフレクタ18
からリード線22を介して図外の制御装置へ検知信号が出
力される。

上述の実施例においては、光学的にロッド16の位置を検
知するためのフォトセンサーとして反射光によるフォト
リフレクタ18を用いる例を示したが、発光部と受光部と
の間に挿通されるロッド16の移動にともなって発光部か
ら受光部へ向かう直接光が遮光されるフォトインタラプ
タをフォトセンサーとして用いることもできる。

上述の実施例において、検知室15と圧力室32aとを隔て
るエンドプレート13とカバーブロック12とを一体化して
もよい。

上述の実施例において、第２の永久磁石17はロッド16と
一体化してもよい。つまり、ロッド16自体を永久磁石で
構成してもよい。その場合には、カバー14を非磁性体で
構成する。

また、ピストン33を磁性体として、その端部を磁化させ
ることにより第２の永久磁石37を設けるようにしてもよ
い。

上述の実施例において、ショックアブゾーバ１の方式や
構造は上述の他に種々変更することができる。その他の
部材の構造、形状、材質などは、他の種々のものを採用
することができる。

上述の実施例においては、油圧を用いるショックアブゾ
ーバ１のピストン33の位置を検知する例を示したが、油
圧シリンダ、空気圧シリンダなどの種々の流体圧機器に
本考案を適用することができる。

〔考案の効果〕

本考案によると、流体圧機器を磁界発生源の傍らに設置
した場合であっても、外部磁界による影響を受けること
なく確実にピストンの位置を検知することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るピストン位置検知装置を備えたシ
ョックアブゾーバの要部を示す断面正面図である。 １……ショックアブゾーバ（流体圧機器）、13……エン
ドプレート（端板部材）、15……検知室、16……ロッド
（可動部材）、17……第２の永久磁石、18……フォトリ
フレクタ（フォトセンサー）、18a……発光ダイオード
（発光部）、18b……フォトトランジスタ（受光部）、3
2……圧力チューブ（シリンダチューブ）、33……ピス
トン、37……第１の永久磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダチューブの内部を軸方向に摺動す
   るピストンの入側先端部に設けられた第１の永久磁石
   と、 前記シリンダチューブの入側端を閉塞する非磁性の端板
   部材によって当該シリンダチューブの内部と隔てられた
   検知室と、 前記検知室に収納され且つ前記端板部材側へ付勢される
   とともに前記ピストンの軸心方向に移動可能とされた可
   動部材と、 前記端板部材を介して前記第１の永久磁石に対して同極
   が対向するように前記可動部材の出側端部に設けられた
   第２の永久磁石と、 発光部及び受光部を有し前記可動部材の位置を検知する
   フォトセンサーと、 を備えてなることを特徴とする流体圧機器のピストン位
   置検知装置。