JPH0736166Y2 - ピストン位置表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシリンダに装着されるピストン、位置表示装置
に関し、一層詳細には、特開昭63-290980号公報等に示
される記憶型の磁気抵抗素子を用いてシリンダチューブ
内を摺動し、且つ磁石が装着されたピストンの一方向あ
るいは他方向に指向した移動に伴い磁石に対向して配設
された磁気抵抗素子が、前記磁石と係合した位置から一
方向または他方向への移動に係る検知信号を自己保持し
て導出することにより、ピストンの通過の認識と共に、
その移動方向の判別（以下、必要に応じて追認と記載す
る）および電源再投入時における指向する移動方向が判
別され、さらに回路規模および装置規模の低減が可能と
なるピストン位置表示装置に関する。

［考案の背景］ 従来、シリンダにおいてシリンダチューブ内を摺動する
ピストンの移動に伴う通過点の認識あるいは通過位置範
囲の検出等にオートスイッチが多用される。

斯かるオートスイッチは回動が阻止されるように構成さ
れたピストンに磁石が装着されると共に、当該磁石に対
向して配設された磁気感応素子、例えば、リードスイッ
チから前記磁石の通過に伴う検知信号（以下、必要に応
じて断接信号あるいはON/OFF信号と記載する）が導出さ
れる。そして、当該検知信号は、比較的小型の装置にあ
っては、自己保持型リレーに供給されて、接点のメーク
／ブレイクの保持による断接信号が導出される。当該断
接信号は、例えば、点灯表示手段に供給され、その点滅
により前記ピストンの通過の認識と共に、指向した移動
方向が追認される。また、比較的大規模のシステムにお
いては、シーケンス制御装置内のホールド回路あるいは
ホールドプログラムを備えた制御手段に入力され、夫々
ピストンの通過の認識と共に、その移動方向を追認した
検出信号を導出する。当該検出信号は駆動手段に供さ
れ、例えば、電源再投入時のピストンの位置区間等を識
別し、且つ移動の方向が決定され、これにより、電源断
時の位置から連続したピストンの移動が開始される。

然しながら、前記の従来技術に係るオートスイッチにお
いては、単にリードスイッチ等の接点よりON/OFF信号を
導出するものであり、そのため、ピストンの一方向また
は他方向への移動中にあって、その状態を示す検知信号
を保持して導出すべく自己保持型のリレースイッチ等を
必要とし、殊に、比較的大規模のシステムにおいては、
シーケンス制御装置内のホールド回路あるいはホールド
プログラムを備えた演算手段等が装備され、それにより
回路規模および装置規模の増大を招来する欠点を有して
いる。

［考案の目的］ 本考案は係る点に鑑みてなされたものであって、移動方
向を追認した検知信号を自己保持して導出する記憶型の
磁気抵抗素子を採用し、これによりピストンの通過が認
識され、さらに、移動方向を追認した検知信号が導出さ
れると共に、電源再投入時における移動方向が判別さ
れ、また、回路規模および装置規模の低減が可能となる
ピストン位置表示装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 上記の目的を達成するために、本考案は、シリンダ内の
ピストン位置を検出して表示するピストン位置表示装置
において、 磁石が取着され、シリンダチューブ内を一方向と他方向
に向かって往復移動するピストンと、 前記シリンダチューブの一端部と他端部の中間部に配設
され、前記ピストンと一体的に該シリンダチューブの一
端部または他端部に向かって移動する前記磁石に対応す
る位置から、該ピストンの移動方向検知信号を自己保持
しながら導出する磁気抵抗素子と、 前記移動方向検知信号を処理する信号処理系と、 前記移動方向検知信号に基づいて、ピストンが一方向ま
たは他方向へ移動する時に発光して前記発光状態を保持
するとともに、前記ピストンが異なる方向に移動するこ
とにより前記発光状態が解除される表示手段と、 を備えることを特徴とする。

［実施態様］ 以下、本考案に係るピストン位置表示装置の一実施例を
添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図に全体の構成を示す。この例においては、シリン
ダ10と、信号処理系12およびシリンダ10内のピストンの
通過の認識と共に、その移動方向を追認して点灯するLE
Dを用いた表示装置14とで概略構成されている。

先ず、シリンダ10を説明する。シリンダ10は非磁性体、
例えば、ジュラルミン材が用いられたシリンダチューブ
16と、当該シリンダチューブ16内に、シール部材が回装
されて摺動するピストン18およびピストン18に連接され
たピストンロッド20を備えている。ピストン18には磁石
22が固着されている。さらに、シリンダチューブ16の外
周面には、磁気感応素子をブリッジ結線せしめた磁気抵
抗素子24が、図示しない固定部材を介在して前記磁石22
に対向して固着されている。また、シリンダチューブ16
の夫々の端部にはピストンヘッドカバー28およびピスト
ンロッドカバー30が外嵌せしめられている。前記ピスト
ンロッドカバー30の中心開口部にピストンロッド20がシ
ール部材を回装して軸通されている。そして、ピストン
ヘッドカバー28およびピストンロッドカバー30は螺子部
材32a、32b等により緊締されてシリンダチューブ16内が
密閉状態に維持される。さらに、ピストンヘッドカバー
28およびピストンロッドカバー30には、例えば、圧縮空
気を間歇的に吸排するためのポート40および42が設けら
れている。ピストンロッド20の頭部20hは図示しない回
動を防止するように構成された機構部に取着される。そ
して、斯かる機構部と共に、往復駆動手段が形成されて
各種の装置における駆動手段に供されることになる。

このような構成において、ピストン18の一方向あるいは
他方向に指向した移動（V_iV_m）に伴い、磁石22と係合
して磁気抵抗素子24から検知信号S₁₀が導出される。そ
して、当該検知信号S₁₀が信号処理系12に供給される。

次に、信号処理系12を説明する。当該信号処理系12に
は、磁気抵抗素子24内に構成され、図示しないブリッジ
結線された磁気感応素子の信号導出端から得られた検知
信号S₁₀が供給される。そして、当該検知信号S₁₀が供給
され、抵抗素子R₁、R₂、R₃、R₄を備えて差動増幅を行う
差動増幅器52と、当該差動増幅器52から導出される増幅
信号S₁₁が入力されると共に、外部より供給された直流
電圧＋Ｖを可変抵抗器V_Rで所定の値に設定した基準電圧
と比較する比較器53とを有している。比較器53は抵抗素
子R₅、R₆、R₇を備えると共に、比較器53から導出される
位置情報信号（検出信号）S₁₅に基づいて表示装置14内
のLEDの点灯／非点灯を制御する抵抗素子R₈、R₉、R₁₀を
備えたスイッチングトランジスタ54を含む。さらに、位
置情報信号S₁₅が導出される出力端子46を備え且つ磁気
抵抗素子24にはブリッジ結線された図示しない磁気抵抗
素子の電圧印加端に所定の電圧、例えば、前記直流電圧
＋Ｖが印加されるように結線されている。

表示装置14には、前記位置情報信号S₁₅をもとにピスト
ン18の一方向あるいは他方向に指向した移動（V_iV_m）
に伴う通過の認識と共に、その移動方向を追認して点灯
するLEDが設けられている。

このように構成される実施例の動作を説明する。

ポート40および42に圧縮空気が間歇的に吸排されてピス
トン18が一方向あるいは他方向に移動（V_iV_m）する。
ここで、他方向端より一方向に移動（V_iV_m）すると、
磁気抵抗素子24から検知信号S₁₀が導出され、当該検知
信号S₁₀に基づいて、第３図（ａ）に示されるように、
差動増幅器52から差分を増幅した増幅信号S₁₁が導出さ
れる。

続いて、比較器53から第３図（ｂ）に示される位置情報
信号S₁₅が形成されて導出される。また、一方向端より
他方向に移動（V_iV_m）すると、磁気抵抗素子24から検
知信号S₁₀が導出され、当該検知信号S₁₀に基づいて、第
３図（ｃ）に示されるように、差動増幅器52から差分を
増幅した増幅信号S₁₁が導出され、続いて、第３図
（ｄ）に示される位置情報信号S₁₅が形成されて導出さ
れる。

斯かる増幅信号S₁₁および位置情報信号S₁₅は、図からも
容易に諒解されるように、ピストン18の一方向あるいは
他方向に指向した移動（V_iV_m）に伴い、前記ピストン
18に対応して移動する磁石22の磁気作用を磁気抵抗素子
24が検知し、すなわち、先ず、一方向に指向して移動
（V_i←V_m）し、一定の磁気を磁気抵抗素子24に与えてそ
の磁界が記憶保持された後、さらに他方向に移動（V_i→
V_m）して逆方向から磁気を磁気抵抗素子24に与えると、
記憶保持が解除される。このようにして、磁石22に対向
して配設された磁気抵抗素子24は、ピストン18の一方向
あるいは他方向に指向した移動（V_iV_m）に伴い、磁石
22と係合した位置から一方向（V_i←V_m）または他方向
（V_i→V_m）の移動に係る検知信号S₁₀の導出状態を自己
保持しており、斯かる状態において第３図（ａ）乃至
（ｄ）に示される増幅信号S₁₁および位置情報信号S₁₅が
夫々差動増幅器52および比較器53から導出される。

さらに、位置情報信号S₁₅はスイッチングトランジスタ5
4に供給される。そして、位置情報信号S₁₅の電圧レベル
に基づいてスイッチングトランジスタ54が駆動され、直
列に接続された表示装置14のLEDの接地を断接して、そ
の点灯を行う。

このようにして、ピストン18の一方向あるいは他方向に
指向した移動（V_iV_m）に伴いLEDが点灯する。一方、
出力端子46に導出された位置情報信号S₁₅は、例えば、
自己保持型リレーに供給されて接点のメーク／ブレイク
の保持による断接信号が導出され、前記ピストン18の通
過の認識と共に、その移動方向が追認される。

また、比較的大規模のシステムにおいては、シーケンス
制御装置内のホールド回路あるいはホールドプログラム
を備えた制御手段に入力され、夫々ピストン18の通過の
認識と共に、その移動方向を追認した検出信号を導出す
る。当該検出信号は制御手段に供され、例えば、電源再
投入時のピストン18の位置区間等を識別して移動の方向
が決定され電源断時の位置から連続した移動が開始され
る。

第４図は変形例である。この例では、磁気抵抗素子24
a、24b、24cが図示しない固定部材を介在して、前記磁
石22に対向して固着されている。このように構成するこ
とにより、夫々の磁気抵抗素子24a、24b、24cから導出
される検知信号は上記の信号処理系12における差動増幅
器52および比較器53を用いて３系統の信号処理部を構成
し、ここで位置情報信号を導出する。しかる後、時間軸
上の判定信号処理を行い、ピストン18の磁気抵抗素子24
a、24b、24cの間に係る位置が判別される。

［考案の効果］ 本考案では、ピストンが一方向または他方向へ移動する
時に発光して前記発光状態を保持するとともに、前記ピ
ストンが異なる方向に移動することにより前記発光状態
が解除される表示手段を設けることにより、表示手段が
発光状態または消光状態のいずれの状態にあるかによっ
て、シリンダチューブの中間に設定される検出点をピス
トンが通過したこと、並びに前記ピストンが一方向また
は他方向のいずれの方向に移動したかを簡便に視認する
ことができる。

また、ピストンの位置方向検知信号が自己保持されてい
ることから、電源再投入時において、ピストンの移動方
向が判別され、継続してピストン位置を表示することが
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表示装置の全体を示
す一部断面を含む構成図、 第２図は第１図に示される例の信号処理系の詳細を示す
回路図、 第３図は第１図に示される例の動作説明に供される信号
波形図、 第４図は第１図に示される例の変形図である。 10……シリンダ、12……信号処理系 14……表示装置、16……シリンダチューブ 18……ピストン、20……ピストンロッド 22……磁石 24、24a〜24c……磁気抵抗素子 28……ピストンヘッドカバー 30……ピストンロッドカバー 32a、32b……螺子部材、40、42……ポート 46……出力端子、52……差動増幅器 53……比較器 54……スイッチングトランジスタ R₁〜R₁₀……抵抗素子、S₁₀……検知信号 S₁₁……増幅信号、S₁₅……位置情報信号 V_R……可変抵抗器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内のピストン位置を検出して表示
   するピストン位置表示装置において、 磁石が取着され、シリンダチューブ内を一方向と他方向
   に向かって往復移動するピストンと、 前記シリンダチューブの一端部と他端部の中間部に配設
   され、前記ピストンと一体的に該シリンダチューブの一
   端部または他端部に向かって移動する前記磁石に対応す
   る位置から、該ピストンの移動方向検知信号を自己保持
   しながら導出する磁気抵抗素子と、 前記移動方向検知信号を処理する信号処理系と、 前記移動方向検知信号に基づいて、ピストンが一方向ま
   たは他方向へ移動する時に発光して前記発光状態を保持
   するとともに、前記ピストンが異なる方向に移動するこ
   とにより前記発光状態が解除される表示手段と、 を備えることを特徴とするピストン位置表示装置。