JPH10274U - ロッドレスシリンダの動作位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロッドレスシリンダに誤動作のおそれがない
ピストンの動作位置検出装置を設ける。 【解決手段】 ロッドレスシリンダは、ピストンと同期
して移動する移動子１２とシリンダチューブ１１を有す
る固定部とを備える。このロッドレスシリンダにおける
移動子１２の動作位置を検出するため、移動子１２にお
ける垂下部１２ａに棒状の磁石１３を取付け、固定部外
面における上記磁石１３との対向位置に、磁石１３の磁
界を検出して信号を出力する位置センサ１５とを備え
る。磁石１３は、磁極の向きを、移動子１２の移動方向
とほぼ直交する方向とし、位置センサ１５は感度の向き
を磁石１３から出る磁力線の方向とほぼ平行とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流体圧駆動のロッドレスシリンダにおける動作位置検出装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６に示すように、流体圧シリンダのピストン１に磁石２を設け、シリンダに 該磁石２の磁界を検出して信号を出力する位置センサ３を取付けた流体圧シリン ダのピストン位置検出装置は、既に知られている。 上記公知の位置検出装置における磁石２の磁極は、図６に示すように、磁力線 がピストン１の移動方向に平行する方向に向って出るように配設されている。一 方、位置センサ３は、感度に指向性を有するために、その向きを上記磁石２にお ける磁力線の方向、換言すればピストンの移動方向と平行な方向に取付ける必要 がある。

【０００３】 上記公知のピストン位置検出装置は、磁石２の構成が簡単であるが、磁石２の 磁力が強すぎたり、或いは磁石２と位置センサ３の距離が近すぎたりすると、誤 動作することがある。この誤動作は、図６に示すように、磁石２におけるピスト ン移動方向の磁力線として、位置センサ３が検出の対象とする磁力線Ａ以外に、 誤動作の原因となる磁力線Ｂ，Ｂが存在するためである。 このため、磁石２を、位置センサ３に対して適切な磁力線を発生させるものと する必要があるので、磁石の材質や、大きさ、形状等に制限が生ずるという問題 がある。

【０００４】 一方、ロッドレスシリンダには、ピストンと移動子をシリンダチューブに設け たスリットを通して機械的に連結したメカジョイント型のものと、ピストンと移 動子に互いに吸着する磁石を設けたマグネットカップリング型のものがあるが、 これらのいずれのロッドレスシリンダにおいても、ピストン位置を検出する位置 検出装置を設けるためには、ピストンロッドを備えたシリンダとは別異の次のよ うな問題点がある。

【０００５】 即ち、前者のメカジョイント型のロッドレスシリンダにおいては、ピストンに 磁石を設けると共に、シリンダに設けた嵌入溝にピストン位置検出用のスイッチ を嵌入すると、該嵌入溝によるシリンダチューブの薄肉化により、スリットを有 する該シリンダチューブがピストン駆動用の流体圧で変形し、該スリットの間隔 が開く可能性があり、それを抑制するようにシリンダチューブの強度を高める必 要が生じ、コストを高めることになる。

【０００６】 また、ピストンと移動子に互いに吸着する磁石を設けたマグネットカップリン グ型のロッドレスシリンダにおいて、ピストン位置を検出するためには、マグネ ットカップリングを構成する磁石の磁界の影響を受けない位置に位置検出器を設 ける必要があり、当該磁界の影響を受けないようにするための構造について配慮 するか、位置検出器の設置位置を当該磁界の影響の少ない任意位置に設定可能に することが必要になる。 いずれにしても、ロッドレスシリンダにおいてピストン位置を検出する位置検 出装置を設けるには、ピストンロッドを備えた通常のシリンダとは別異の問題が ある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の基本的な技術的課題は、図６によって先に説明した上記誤動作のおそ れがなく、且つロッドレスシリンダにピストン位置検出装置を設ける場合の各種 問題点をも解決した動作位置検出装置を提供することにある。 本考案の更に具体的な技術的課題は、シリンダチューブにその強度を低下させ るようなスイッチ取付溝を設ける必要をなくしたロッドレスシリンダの動作位置 検出装置を提供することにある。 本考案の他の技術的課題は、ピストンと移動子に互いに吸着する磁石を設けた マグネットカップリング型のロッドレスシリンダにおいても、マグネットカップ リングを構成する磁石の影響を受けないようにして設置できる位置検出器を提供 することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案は、ピストンと同期して移動する移動子とシ リンダチューブを有する固定部とを備えたロッドレスシリンダにおける上記移動 子の動作位置を検出するための位置検出装置であって、上記移動子に取付けられ た磁石と、固定部外面における上記磁石との対向位置に位置調節可能に取付けら れ上記磁石の磁界を検出して信号を出力する位置センサとを備え、上記磁石の磁 極の向きを、移動子の移動方向とほぼ直交する方向とし、上記位置センサの感度 の向きを、上記磁石から出る磁力線の方向とほぼ平行としたことを特徴とするも のである。 上記動作位置検出装置においては、固定部上を移動する移動子における該固定 部外側面に垂下する垂下部に磁石を取付け、固定部の外側面における上記磁石と の対向位置に位置センサを取付けることができる。

【０００９】 また、上記動作位置検出装置における磁石は、移動子の移動方向に伸びる棒状 の磁石とし、或は、端面に異磁極を有する複数個の磁石片を、磁極の方向と直交 する方向に並設することにより構成し、その場合に、磁石片の位置センサとは反 対側面に磁性体のヨークを配設したものとすることができる。

【００１０】 上記構成を有するロッドレスシリンダの動作位置検出装置においては、ピスト ンと同期して移動する移動子が、シリンダチューブからなる固定部に対して移動 する際、その移動子に設けた磁石が固定部に取付けた位置センサに接近すると、 位置センサが上記磁石の磁界を検出して信号を出力するので、移動子の位置を検 出することができる。この場合に、上記磁石の磁極の方向を、移動子の移動方向 に対してほぼ直交する方向とし、かつ位置センサの感度の向きを、上記磁石から 出る磁力線の方向とほぼ平行としたので、位置センサに、図６により説明したよ うな該センサを誤動作をさせる磁力線が作用せず、位置検出装置の誤動作を確実 に防止することができる。更に、上記磁石を適切な長さの棒状とすることにより 位置センサの動作範囲を長くし、あるいは、移動子の移動速度等との関連におい て、感度、検出精度等を調製することができる。

【００１１】 また、ピストンと移動子をシリンダチューブに設けたスリットを通して機械的 に連結したメカジョイント型のロッドレスシリンダにおいては、シリンダチュー ブにその強度を低下させるようなスイッチ取付溝を設ける必要がなく、特に、移 動子における固定部外側面に垂下する垂下部に磁石を取付け、固定部の外側面に おける上記磁石との対向位置に位置センサを取付けることにより、上記シリンダ チューブの強度低下を抑制することが可能になる。

【００１２】 一方、ピストンと移動子に互いに吸着する磁石を設けたマグネットカップリン グ型のロッドレスシリンダにおいては、マグネットカップリングを構成する磁石 からの外部への漏洩磁束があっても、該磁石の磁極から出る磁束は放射方向にも 向くが主にピストンの移動方向に向くものであり、これに対して、移動子に取り 付けた磁石は、その磁極から出る磁束の向きを移動子の移動方向とほぼ直交する 方向とし、位置センサの感度の向きを該磁石から出る磁力線の方向とほぼ平行（ 移動子の移動方向と直交）としているので、位置センサがマグネットカップリン グを構成する磁石の影響を受けることが殆どなくなり、確実に移動子の位置検出 を行うことが可能になる。

【００１３】

【実施例】

図１乃至図３は、本考案に係る流体圧駆動のロッドレスシリンダの実施例を示 し、このロッドレスシリンダ１０は、シリンダチューブ１１を備えた固定部と、 該シリンダチューブ１１の内部で流体圧により駆動されるピストン（図示省略） と、シリンダチューブ１１に沿って上記ピストンと同期して移動する移動子１２ とを備え、さらに、このロッドレスシリンダ１０における上記移動子１２の動作 位置を検出するための以下に説明する位置検出装置を備えている。

【００１４】 即ち、上記固定部（シリンダチューブ１１）上を移動する移動子１２には、該 固定部外側面に垂下する垂下部１２ａを設け、この垂下部１２ａに、棒状の磁石 １３を移動子１２の移動方向とほぼ平行に取付け、固定部の外側面における上記 磁石１３との対向位置には、位置センサ１５を備えたセンサ取付部１４をシリン ダチューブ１１の長手方向に移動可能に取付けている。この棒状の磁石１３は、 図３に示すように、シリンダチューブ１１の幅方向に磁力線を出す磁極を有し、 また、位置センサ１５は、感度の向きが磁石１３の磁力線の方向とほぼ平行にな るようにして設置している。したがって、磁石１３からの磁力線の流れは、移動 子１２及び該磁石１３の移動方向にほぼ直交する方向となる。

【００１５】 上記構成を有する第１実施例のロッドレスシリンダでは、移動子１２に設けた 磁石１３が固定部に取付けた位置センサ１５に接近すると、その位置センサ１５ が上記磁石１３の磁界を検出して信号を出力するので、移動子１２の位置を検出 することができる。この場合に、磁石１３の磁極の方向を移動子１２の移動方向 にほぼ直交する方向とし、かつ位置センサ１５の感度の向きを磁石１３からの磁 力線の方向とほぼ平行に設置しているので、位置センサ１５に、図６によって説 明した該センサを誤動作させる磁力線が作用せず、位置検出装置の誤動作を確実 に防止することができ、しかも磁石１３が材質や大きさ形状等の制約を受けるこ とがない。また、上記磁石１３を適切な長さの棒状とすることにより位置センサ １５の動作範囲を長くし、あるいは、移動子の移動速度等との関連において、感 度、検出精度等を調製することができる。

【００１６】 上記ロッドレスシリンダ１０を、ピストンと移動子をシリンダチューブに設け たスリットを通して機械的に連結したメカジョイント型のロッドレスシリンダと した場合、移動子１２における固定部外側面に垂下する垂下部１２ａに磁石１３ を取付け、固定部の外側面における上記磁石１３との対向位置に位置センサ１５ を取付けることにより、シリンダチューブにスイッチ取付溝を設けてその強度を 低下させるようなことがなくなり、シリンダチューブの強度低下を抑制すること が可能になる。なお、シリンダチューブ１１にセンサ取付部１４を取付けるため の溝を設けるにしても、位置センサ自体を取付ける取付け溝に比して十分に浅い ものとすることができる。

【００１７】 一方、上記ロッドレスシリンダ１０を、ピストンと移動子に互いに吸着する磁 石を設けたマグネットカップリング型のロッドレスシリンダとした場合には、マ グネットカップリングを構成する磁石からの外部への漏洩磁束があっても、該磁 石の磁極から出る磁束は放射方向にも向くが主にピストンの移動方向に向くもの であり、これに対して、移動子１２に取り付けた位置検出用の磁石１３では、そ の磁極から出る磁束の向きを移動子１２の移動方向とほぼ直交する方向とし、位 置センサ１５の感度の向きを該磁石１３から出る磁力線の方向とほぼ平行（移動 子１２の移動方向と直交）としているので、位置センサ１５がマグネットカップ リングを構成する磁石の影響を受けることが殆どなくなり、確実に移動子１２の 位置検出を行うことが可能になる。

【００１８】 図４は上記移動子１２に配設する磁石の他の構造例を示し、この磁石２５は、 端面に異磁極を有する２個の磁石片２６，２６を、磁極の方向とほぼ直交する方 向に並設したものとして構成されている。 図５は、上記磁石の更に他の構造例を示し、この磁石３０は、図４に示す磁石 ２５の位置センサとは反対側の磁極に、鉄等の磁性体で形成した磁力線の漏洩を 防止するヨーク３１を取付けたものとして構成されている。

【００１９】 これらの磁石２５，３０の移動子１２への取付態様及び作用は、上記磁石１３ と実質的に同一であるから、それらについての詳細な説明は省略する。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によれば、流体圧シリンダのピストンと同期して移動する移動子に取付 けた磁石の磁極の方向を、移動子の移動方向に対してほぼ直交する方向とし、か つ位置センサの感度の向きを磁石の磁力線の方向とほぼ平行に設置したので、位 置検出装置の誤動作を確実に防止することができる。従って、任意の磁力や、大 きさ形状等の磁石を使用することができる。 また、ピストンと移動子をシリンダチューブに設けたスリットを通して機械的 に連結したメカジョイント型のロッドレスシリンダ、あるいはピストンと移動子 に互いに吸着する磁石を設けたマグネットカップリング型のロッドレスシリンダ のいずれについても、ピストンの動作位置の検出を行う位置検出装置を設ける場 合の問題点を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の正面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】同実施例における磁石と位置センサの関係を示
す説明図である。

【図４】磁石の他の構造例を示す正面図である。

【図５】磁石のさらに他の構造例を示す正面図である。

【図６】公知の位置検出装置の磁石と位置センサの説明
図である。

【符号の説明】

１０ 流体圧シリンダ １２ 移動子 １３，２５，３０ 磁石 １１ シリンダチューブ １５ 位置センサ ２６ 磁石片 ３１ ヨーク

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンと同期して移動する移動子とシリ
   ンダチューブを有する固定部とを備えたロッドレスシリ
   ンダにおける上記移動子の動作位置を検出するための位
   置検出装置であって、 上記移動子に取付けられた磁石と、固定部外面における
   上記磁石との対向位置に位置調節可能に取付けられ上記
   磁石の磁界を検出して信号を出力する位置センサとを備
   え、 上記磁石の磁極の向きを、移動子の移動方向とほぼ直交
   する方向とし、上記位置センサの感度の向きを、上記磁
   石から出る磁力線の方向とほぼ平行とした、ことを特徴
   とするロッドレスシリンダの動作位置検出装置。
2. 【請求項２】固定部上を移動する移動子における該固定
   部外側面に垂下する垂下部に磁石を取付け、固定部の外
   側面における上記磁石との対向位置に位置センサを取付
   けたことを特徴とする請求項１に記載のロッドレスシリ
   ンダの動作位置検出装置。
3. 【請求項３】磁石を移動子の移動方向に伸びる棒状の磁
   石としたことを特徴とする請求項１または２に記載のロ
   ッドレスシリンダの動作位置検出装置。
4. 【請求項４】端面に異磁極を有する複数個の磁石片を、
   磁極の方向と直交する方向に並設して磁石を構成したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のロッドレスシ
   リンダの動作位置検出装置。
5. 【請求項５】磁石片の位置センサとは反対側面に磁性体
   のヨークを配設したことを特徴とする請求項４に記載の
   ロッドレスシリンダの動作位置検出装置。