JPS5962705A - 流体圧シリンダ - Google Patents
流体圧シリンダInfo
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- JPS5962705A JPS5962705A JP57171516A JP17151682A JPS5962705A JP S5962705 A JPS5962705 A JP S5962705A JP 57171516 A JP57171516 A JP 57171516A JP 17151682 A JP17151682 A JP 17151682A JP S5962705 A JPS5962705 A JP S5962705A
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ＩＥシリンダｖｃ 係り 、、特に、シリンダ内ＩＣ
出入−’Ｊ＝るピストンロツドの出入位置孕、シリンダ
内の流体圧力や流体粘度等の変化等に関係なく、超音波
送受信器を用いて高精度に検出するようにＬ− ｒｃ
ｋ 体圧シリンダに関する。
出入−’Ｊ＝るピストンロツドの出入位置孕、シリンダ
内の流体圧力や流体粘度等の変化等に関係なく、超音波
送受信器を用いて高精度に検出するようにＬ− ｒｃ
ｋ 体圧シリンダに関する。
従来力・ら、流体圧系の自動制御手段と【一で、制御指
令π応動［２てシリンダ中のピストンロッドの出入量を
検出［７、その検出データと前記制御指令データとの誤
差データに基づいて、前記ピストンロッドの出入位置を
設定指令位置に保持させる工うｊで］また流体圧ン１ノ
ンダが提供さ７！、でいる。
令π応動［２てシリンダ中のピストンロッドの出入量を
検出［７、その検出データと前記制御指令データとの誤
差データに基づいて、前記ピストンロッドの出入位置を
設定指令位置に保持させる工うｊで］また流体圧ン１ノ
ンダが提供さ７！、でいる。
一方，．ピストンロツドの前記出入量を検出する手段す
なわちピストンロッドの出入位置検出センナとして、従
来力・ら、シリンダ側に設けた超音波の送信器から、移
動するピストンの一端面に向って超音波ケ発射し、その
、ピストンから反射（２て戻ってくる超音波を、同じく
シリンダに設けた受信器によって受信（２、その超音波
の伝播時間よりピストンロッドの出入位置を検出するも
のが提供さｔｌ、るに至っている（実開昭５６〜１０４
６０６号）。
なわちピストンロッドの出入位置検出センナとして、従
来力・ら、シリンダ側に設けた超音波の送信器から、移
動するピストンの一端面に向って超音波ケ発射し、その
、ピストンから反射（２て戻ってくる超音波を、同じく
シリンダに設けた受信器によって受信（２、その超音波
の伝播時間よりピストンロッドの出入位置を検出するも
のが提供さｔｌ、るに至っている（実開昭５６〜１０４
６０６号）。
ところが、前記超音波の伝播速度は、シリンダ中に充填
さ７１．た作動流体の圧力変化や温度変化に伴う粘度変
化の影響を受は易いものであり、【２かもピストンロッ
ドの変位量すなわち出入量と超音波の伝播時間とは必ず
［、も正確に対応すルモので社なく１．従って、ピスト
ンロッドの出入量を正確に測定することができなかった
のである。
さ７１．た作動流体の圧力変化や温度変化に伴う粘度変
化の影響を受は易いものであり、【２かもピストンロッ
ドの変位量すなわち出入量と超音波の伝播時間とは必ず
［、も正確に対応すルモので社なく１．従って、ピスト
ンロッドの出入量を正確に測定することができなかった
のである。
本発明はかかる従来の欠点を改善しようとするものであ
り、シリンダ側に設けた超音波送受信器を用いて、作動
流体の圧力変化や粘度変化に影響さｒｌ、ずπ、常して
正確なピストンロッドの出入位置の測定を行うこと全目
的とするものである。
り、シリンダ側に設けた超音波送受信器を用いて、作動
流体の圧力変化や粘度変化に影響さｒｌ、ずπ、常して
正確なピストンロッドの出入位置の測定を行うこと全目
的とするものである。
このため、本発明においては、超音波送受信器全シリン
ダ側に設け、こｆ＋、らに対向するピストン端面に凹所
または６所を設け、その凹所または６所がある部分とな
い部分の両方に同時に超音波全発射１−１こｆ＋、ら両
者を反射して超音波送受信器に戻ってくる超に波の伝播
時間の比率および前記凹所または６所の超音波進行方向
寸法から、演算器によってピストンまたはピストンロッ
ドのシリンダに対する出入量を計測１一つる構成と１７
たのである。
ダ側に設け、こｆ＋、らに対向するピストン端面に凹所
または６所を設け、その凹所または６所がある部分とな
い部分の両方に同時に超音波全発射１−１こｆ＋、ら両
者を反射して超音波送受信器に戻ってくる超に波の伝播
時間の比率および前記凹所または６所の超音波進行方向
寸法から、演算器によってピストンまたはピストンロッ
ドのシリンダに対する出入量を計測１一つる構成と１７
たのである。
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
第１図は流体圧シリンダの一実施例を示【２、一部を切
断し７て示［、である。同図において、１は流体例えば
作動油を充填Ｌｍシリンダ、２はこのシリンダ１の一封
止端、１／ｊ摺動自在に貫通さセタピストンロンド、３
はこのピストンロッド２端に取シ付けら１１１、かつシ
リンダ内周面に摺接するピストン、４はこのピストン３
外周に嵌め込んだシールリング、５はピストン３の一端
面に対向するように、シリンダ１の一端部に液密的Ｑで
支持させた超音波送受信器であり、必要に応じこ７１．
らの送信部および受信部を兼用できる構成と（−たり、
独立させたりすることができる。６は前記ピストン３の
一端面に形成１−た凹所である。ここで超音波送受信器
６はピストン３の端面の凹所のある部分とない部分とに
超音波を同時発射し、ピストン３のその端面で反射さｆ
Ｌ ｌｃ超音波を再びそ′の超音波送受信器５ｖｃて受
信する構成となっている。
断し７て示［、である。同図において、１は流体例えば
作動油を充填Ｌｍシリンダ、２はこのシリンダ１の一封
止端、１／ｊ摺動自在に貫通さセタピストンロンド、３
はこのピストンロッド２端に取シ付けら１１１、かつシ
リンダ内周面に摺接するピストン、４はこのピストン３
外周に嵌め込んだシールリング、５はピストン３の一端
面に対向するように、シリンダ１の一端部に液密的Ｑで
支持させた超音波送受信器であり、必要に応じこ７１．
らの送信部および受信部を兼用できる構成と（−たり、
独立させたりすることができる。６は前記ピストン３の
一端面に形成１−た凹所である。ここで超音波送受信器
６はピストン３の端面の凹所のある部分とない部分とに
超音波を同時発射し、ピストン３のその端面で反射さｆ
Ｌ ｌｃ超音波を再びそ′の超音波送受信器５ｖｃて受
信する構成となっている。
次に、この流体圧シリンダの作用について詳述する。い
ま、ピストン３０所定位置において、超音波送受信器５
からピストン３端面までの距離を第２図に示すように１
１前記凹所の深さをΔ１１ ピストン３の厚みをｄとす
る。なお、ｄ〉４Δｌ となるようＫｄの大きさを選定
し、ピストン３の背面の反射波より凹所底面からの反射
波の方を早く受信部に到達させるようにしである。そこ
で超音波の伝播速度ｋＣｓ前記ピストン３端面で反射さ
７１．る反射波Ｐ１と凹所６の底面での反射波Ｐ２の各
伝播時間をＴ□、ΔＴ□と【、て、距離ｌ、Δｌを算式
的に求めると、 ｔ７Ｃ’Ｔ□、Δｌ＝ＣΔＴ１ と
なる。Ｌ〜かし、Ｔ□およびΔ１ｒ１は流体圧力や流体
粘度の変化によって変わり、前記のｌ、Δｔ２正確に求
めることができない。
ま、ピストン３０所定位置において、超音波送受信器５
からピストン３端面までの距離を第２図に示すように１
１前記凹所の深さをΔ１１ ピストン３の厚みをｄとす
る。なお、ｄ〉４Δｌ となるようＫｄの大きさを選定
し、ピストン３の背面の反射波より凹所底面からの反射
波の方を早く受信部に到達させるようにしである。そこ
で超音波の伝播速度ｋＣｓ前記ピストン３端面で反射さ
７１．る反射波Ｐ１と凹所６の底面での反射波Ｐ２の各
伝播時間をＴ□、ΔＴ□と【、て、距離ｌ、Δｌを算式
的に求めると、 ｔ７Ｃ’Ｔ□、Δｌ＝ＣΔＴ１ と
なる。Ｌ〜かし、Ｔ□およびΔ１ｒ１は流体圧力や流体
粘度の変化によって変わり、前記のｌ、Δｔ２正確に求
めることができない。
そこで前記二式の一方′と他方に代入［、、、ｌ＝Ｔ□
／Δ′Ｆ□×Δｌ とす扛ば、流体圧力や流体粘度の変
化にも拘わらず、常ＶｃＴＩとΔＴ□との比が後述のよ
うに一定となるので、このＴｔ ／ΔＴｔ ｋ求めるこ
とにより、既知のΔｌと合わせて容易かつ正確ＶＣ１す
なわちピストンロッド２の出入量を求めることができる
。このように、反射波の伝播速度Ｃに無関係に、前記伝
播時間の凡用／Δ′１１□および既知の凹所６の深さΔ
ｌがら、ｌｋ正確に求めらγ１．ることが分かる。
／Δ′Ｆ□×Δｌ とす扛ば、流体圧力や流体粘度の変
化にも拘わらず、常ＶｃＴＩとΔＴ□との比が後述のよ
うに一定となるので、このＴｔ ／ΔＴｔ ｋ求めるこ
とにより、既知のΔｌと合わせて容易かつ正確ＶＣ１す
なわちピストンロッド２の出入量を求めることができる
。このように、反射波の伝播速度Ｃに無関係に、前記伝
播時間の凡用／Δ′１１□および既知の凹所６の深さΔ
ｌがら、ｌｋ正確に求めらγ１．ることが分かる。
第３図（α）は上記場合において超音波信号Ｐα□の送
信時点と２つの反射波信号”ａ１１’ ＋ ＰｔＬ８の
受信時点とのタイミング関係ケ示す各信号のタイムチ、
ヤードであり、この場合における超音波の伝播時間Ｔ１
．Δηの比率は前記のようＥＴ、／ΔＴ□−にとなって
いる。ここで前記流体圧力−や流体粘度が変化Ｅ−た場
合に、前記伝播時間はそ７１．らの変化に等しく応答［
２て第３図Ｃｂ）のようにＴ２゜ΔＴ２のように変化す
るが、Ｔ２／ΔＴ２＝ ｉ’□／ΔＴ１−にとなり、そ
の伝播時間の比は流体圧力や流体粘度などの変化に拘わ
らず常に一定となる。
信時点と２つの反射波信号”ａ１１’ ＋ ＰｔＬ８の
受信時点とのタイミング関係ケ示す各信号のタイムチ、
ヤードであり、この場合における超音波の伝播時間Ｔ１
．Δηの比率は前記のようＥＴ、／ΔＴ□−にとなって
いる。ここで前記流体圧力−や流体粘度が変化Ｅ−た場
合に、前記伝播時間はそ７１．らの変化に等しく応答［
２て第３図Ｃｂ）のようにＴ２゜ΔＴ２のように変化す
るが、Ｔ２／ΔＴ２＝ ｉ’□／ΔＴ１−にとなり、そ
の伝播時間の比は流体圧力や流体粘度などの変化に拘わ
らず常に一定となる。
なお、必要に応じて前記のようＩｃＩ、て求めたｌを時
間微分するこ（！；ＶＣより、ピストンロッド２の速度
および加速度を求めることも可能となる。
間微分するこ（！；ＶＣより、ピストンロッド２の速度
および加速度を求めることも可能となる。
第４図はこのようにしてｌ勿求めるための電気信号演算
装置である。同図において、１１は超音波発振器を含む
超音波送受信器６の受信部で、前記各反射波に対応する
信号Ｔｌ ＋ΔＴ０が出力さｆｌ１、こγｌ、らが除算
器１２ＶＣ入力さγＬるようになっている。この除算器
１２ではＴ□／ΔＴ１を演算【７た後、その結果を次段
の乗算器１３ＶＣ入力し、ここで信号発生器１４から出
力さ７１．た凹所６の深さ信号ΔｌとともにＴ□／ΔＴ
１ｘΔｌの演算を行った後、その結果を表示器１５Ｖｃ
入、力したり、外部制御回路に入力１またりする。なお
こγ１．らの各除算器１２、乗算器１３、信号発生器’
１４ｔ／ｆ：、ディジタル回路として構成することがで
きる。
装置である。同図において、１１は超音波発振器を含む
超音波送受信器６の受信部で、前記各反射波に対応する
信号Ｔｌ ＋ΔＴ０が出力さｆｌ１、こγｌ、らが除算
器１２ＶＣ入力さγＬるようになっている。この除算器
１２ではＴ□／ΔＴ１を演算【７た後、その結果を次段
の乗算器１３ＶＣ入力し、ここで信号発生器１４から出
力さ７１．た凹所６の深さ信号ΔｌとともにＴ□／ΔＴ
１ｘΔｌの演算を行った後、その結果を表示器１５Ｖｃ
入、力したり、外部制御回路に入力１またりする。なお
こγ１．らの各除算器１２、乗算器１３、信号発生器’
１４ｔ／ｆ：、ディジタル回路として構成することがで
きる。
このようにシリンダ１側に設けた超音波送受信器５から
送信し７た超音波をピストン３端面の三箇所で反射させ
、こ７１、らの反射超音波が超音波送受信器らに帰って
くる丑での時間全計測し、こγｌ、らの計測信号の比率
と凹所の深さとの積をとることにより、そのピストン３
の位置すなわちピストンロッド２の出入量を、流体圧力
などの変化に関係なく高精度に求めることができる。
送信し７た超音波をピストン３端面の三箇所で反射させ
、こ７１、らの反射超音波が超音波送受信器らに帰って
くる丑での時間全計測し、こγｌ、らの計測信号の比率
と凹所の深さとの積をとることにより、そのピストン３
の位置すなわちピストンロッド２の出入量を、流体圧力
などの変化に関係なく高精度に求めることができる。
この場合πピストン３端面の三箇所のうち一箇所は凹所
のほか凹所とすることができる。
のほか凹所とすることができる。
以上詳細に説明〔〜た通り、この発明によγ１．ば制御
指令に応動（２てシリンダに対するピストンロットの出
入量を検出Ｅ〜で、その検出データと制御指令データと
の誤差デ〜りに基づいて前記ピストンロットの出入量を
制御する流体圧シリンダ、において、前記ピストンロッ
ト°の一端に凹所または凹所を設け、こ７ｒ、らの凹所
または凹所のある部分およびない部分の両方に同時に超
音波を発射１−１こｒｔら両方２反射［７て超音波送受
信器に戻ってくる超音波の到達時間比率および前記凹所
または凹所の超音波発射方向寸法から、ピストンロット
の出入量を正確に計測することが可能となるものであり
、このような流体圧シリンダを用いｒｌ、ば、従来のよ
うにシリンダ内の流体圧力や流体精度などの変化に伴っ
て、計測結果がずｆｌ、て【−まうという欠点を取り除
くことができるという利点が得らｆｌ、るものである。
指令に応動（２てシリンダに対するピストンロットの出
入量を検出Ｅ〜で、その検出データと制御指令データと
の誤差デ〜りに基づいて前記ピストンロットの出入量を
制御する流体圧シリンダ、において、前記ピストンロッ
ト°の一端に凹所または凹所を設け、こ７ｒ、らの凹所
または凹所のある部分およびない部分の両方に同時に超
音波を発射１−１こｒｔら両方２反射［７て超音波送受
信器に戻ってくる超音波の到達時間比率および前記凹所
または凹所の超音波発射方向寸法から、ピストンロット
の出入量を正確に計測することが可能となるものであり
、このような流体圧シリンダを用いｒｌ、ば、従来のよ
うにシリンダ内の流体圧力や流体精度などの変化に伴っ
て、計測結果がずｆｌ、て【−まうという欠点を取り除
くことができるという利点が得らｆｌ、るものである。
第１図は本発明にかかる流体シリンダの一実施例ケ示す
一部縦断正面囚、第２図は要部の拡大説明図、第３図（
α） 、 （ｂ）は流体圧力等の変化前後に亘る超音波
の伝播時間を示す説明図、第４図は超音波送受信器に接
続さ７１．る信号演算装置のブロック回路図である。 １・・・・・・・・・シリンダ ２・・・・・・・・・ピストンロット ３・・・・・・・・・ピストン ５・・・・・・・・・超音波送受信器 ６・・・・・・・・凹所 特 許 出 願 人 萱場工業株式会社代 理 人
弁理士 天 野 泉矛３ 図 室４ 図 刃／１図 腎２ Ｉ！１１
一部縦断正面囚、第２図は要部の拡大説明図、第３図（
α） 、 （ｂ）は流体圧力等の変化前後に亘る超音波
の伝播時間を示す説明図、第４図は超音波送受信器に接
続さ７１．る信号演算装置のブロック回路図である。 １・・・・・・・・・シリンダ ２・・・・・・・・・ピストンロット ３・・・・・・・・・ピストン ５・・・・・・・・・超音波送受信器 ６・・・・・・・・凹所 特 許 出 願 人 萱場工業株式会社代 理 人
弁理士 天 野 泉矛３ 図 室４ 図 刃／１図 腎２ Ｉ！１１
Claims (2)
- （１）制ｆ卸指令に応動してシリンダ内ケピストンロン
トが出入する量を検出し、この検出データと前記制御指
令データとの誤差データπ基づいて、前記ピストンロッ
ドの出入量を前記制御指令データ通りの位置にセットす
る流体圧シリンダにおいて、前記シリンダ側には超音波
送受信器を設置・丈、この超音波送受信器に対向するピ
ストン端面に凹所ま爬は凸ＰＪｉを設けてなり、このピ
ストン端面の凹ＰｇＴまたは晶析がある部分とない部分
の両方に対し、前記超音波送受信器から超音波を発射し
、こｆｌ、らの両者を反射Ｅ−で超音波送受信器に戻っ
てくるまでの超音波の伝播時間の比率および前記凹所ま
たは晶析の超音波進行方向寸法から、ピストン′または
ピストンロッドのン１ノンダにおける軸方向位置を演算
できる工うｖｃ（、たことを特徴とする流体圧７リンダ
。 - （２）超音波送受信器は送信部と受信部とが独立［−で
設けら７１．てなる特許請求の範囲第１項に記載の流体
圧シリンダ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171516A JPS5962705A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 流体圧シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171516A JPS5962705A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 流体圧シリンダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5962705A true JPS5962705A (ja) | 1984-04-10 |
| JPH025926B2 JPH025926B2 (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=15924565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57171516A Granted JPS5962705A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 流体圧シリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5962705A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003571A1 (de) * | 2003-07-04 | 2005-01-13 | Horst Siedle Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur ermittlung einer aktuellen position eines in einem zylinder verschiebbar untergebrachten kolbens |
| WO2009015741A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum bestimmen der position eines kolbens in einem zylinder |
| WO2019091512A1 (de) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Grob-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines kolbens eines hydraulikzylinders einer werkzeugmaschine |
| US10365247B2 (en) * | 2016-09-12 | 2019-07-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Movable member assembly having a sensor assembly |
| EP3744987A1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-02 | Hamilton Sundstrand Corporation | Ultrasonic position detection temperature calibration |
| EP3808994A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Performance enhancement of controllers for varying temperature conditions in hydraulic actuators |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57171516A patent/JPS5962705A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003571A1 (de) * | 2003-07-04 | 2005-01-13 | Horst Siedle Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur ermittlung einer aktuellen position eines in einem zylinder verschiebbar untergebrachten kolbens |
| WO2009015741A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum bestimmen der position eines kolbens in einem zylinder |
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| WO2019091512A1 (de) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Grob-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines kolbens eines hydraulikzylinders einer werkzeugmaschine |
| DE102017129445A1 (de) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Grob-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Kolbens eines Hydraulikzylinders einer Werkzeugmaschine |
| EP3744987A1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-02 | Hamilton Sundstrand Corporation | Ultrasonic position detection temperature calibration |
| EP3808994A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Performance enhancement of controllers for varying temperature conditions in hydraulic actuators |
| US11078937B2 (en) | 2019-10-17 | 2021-08-03 | Hamilton Sunstrand Corporation | Performance enhancement of controllers for varying temperature conditions in hydraulic actuators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH025926B2 (ja) | 1990-02-06 |
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