JP2006030177A - Piston speed detector - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston speed detector for examining the speed in a cylinder, of a piston having an attached magnet. <P>SOLUTION: This piston speed detector 10 for examining the speed to the cylinder, of the piston 16 having the attached magnet 22 reciprocating in the cylinder 14 includes magnetic field sensors aligned at fixed intervals mutually respectively which are the plurality of magnetic field sensors 50 capable of sensing a magnetic field and dispatching an output signal corresponding to the magnetic field intensity; and an electric circuit for examining a relative time when the magnet attached to the piston passes each sensor from the output signal of each sensor relative to such a movement that the piston passes the detector, and calculating the estimated speed of the piston from the time based on relative positions of the aligned sensors. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、磁石のついたピストンに近接して配置した、ピストンの移動速度を調べるための速度検知装置に関する。 The present invention relates to a speed detection device for examining a moving speed of a piston, which is arranged in the vicinity of a piston with a magnet.

空気シリンダーは、機械類及びロボットの自動制御を含む多様な目的に使用されている。空気シリンダーはピストンを有していて、このピストンはシリンダー内を直線的に移動することができる。本発明者は、シリンダー内でのピストンの移動速度は、機械を稼働させる際の初期設置において考慮すべき重要な事項であり、かつ、整備又は修理において考慮されると認識している。 Air cylinders are used for a variety of purposes including automatic control of machinery and robots. The air cylinder has a piston which can move linearly within the cylinder. The inventor recognizes that the moving speed of the piston in the cylinder is an important matter to be considered in the initial installation when the machine is in operation and is taken into account in maintenance or repair.

しかし、一般的には、ピストンの速度の表示は不可能である。 However, in general, it is impossible to display the speed of the piston.

本発明の要約
従来公知の装置の上記不都合を少なくとも一部克服するために、本発明は、磁石のついたピストンのシリンダー内での速度を調べるためのピストン速度検知器を、好ましくは、内部に複数の磁場センサーを互いに一定の間隔をあけて並べて含む、必要な機能を組み込んだ、手持ちサイズで電池式のピストン速度検知器として提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to overcome at least in part the above disadvantages of known devices, the present invention provides a piston speed detector, preferably internal, for examining the speed of a magnetized piston in a cylinder. It is provided as a hand-held battery-powered piston speed detector that incorporates the necessary functions including a plurality of magnetic field sensors arranged at regular intervals.

本発明の目的は、磁石のついたピストンのシリンダー内での速度を調べるための速度検知器を提供することである。別の目的は、検知器の中を移動する磁石の速度を調べるための速度検知器を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a speed detector for examining the speed of a magnetized piston in a cylinder. Another object is to provide a speed detector for examining the speed of a magnet moving through the detector.

別の目的は、磁石のついたピストンのシリンダー内での速度を調べるのに特に適した、手持ちサイズの速度検知器を提供することである。 Another object is to provide a hand-held speed detector that is particularly suitable for examining the speed of a magnetized piston in a cylinder.

別の目的は、磁石のついたピストンのシリンダー内での速度を調べる方法を提供することである。 Another object is to provide a method for determining the speed of a magnetized piston in a cylinder.

別の目的は、磁気ピストンの位置を感知するためのセンサー、又は、磁気ピストンの移動を動力源とする速度測定器を提供することである。 Another object is to provide a sensor for sensing the position of the magnetic piston or a speed measuring device powered by the movement of the magnetic piston.

別の目的は、磁気ピストンを有する空気シリンダーを設置、整備及び／又は修理する方法を提供することである。 Another object is to provide a method for installing, servicing and / or repairing an air cylinder with a magnetic piston.

ある態様において、本発明は、磁石のついたピストンのシリンダー内での速度を調べるためのピストン速度検知器であって、 In one aspect, the present invention is a piston speed detector for examining the speed of a magnetized piston in a cylinder comprising:

磁場を感知でき、かつ、磁場の強さに応じた出力信号を発信できる複数の磁場センサーであって、それぞれ互いに間隔をあけて並んで固定されている磁場センサー、及び、 A plurality of magnetic field sensors capable of sensing a magnetic field and transmitting an output signal in accordance with the strength of the magnetic field, each of which is fixed to be spaced apart from each other; and

検知器内でのピストンの移動に対する各センサーの出力信号から、ピストンについている磁石が各センサーに最も接近した相対的な時間を調べ、かつ、この時間から、センサーの相対位置に基づいてピストンの推定速度を計算する電気回路であって、好ましくは、 From the output signal of each sensor for the movement of the piston in the detector, the relative time when the magnet attached to the piston is closest to each sensor is examined, and from this time, the piston is estimated based on the relative position of the sensor. An electrical circuit for calculating speed, preferably

出力信号が次に０となる絶対閾値に出力信号が達した後で、１個のセンサーの出力信号０と別のセンサーの出力信号０との時間間隔を調べて測定する各センサーを対象とした電気回路であって、より好ましくは、人間が判読できる形で推定速度を表示するための表示機構を更に含む電気回路
を含む検知器を提供する。 Targeting each sensor that measures the time interval between the output signal 0 of one sensor and the output signal 0 of another sensor after the output signal reaches the absolute threshold value at which the output signal next becomes 0. A detector is provided that is an electrical circuit, and more preferably includes a display mechanism for displaying the estimated speed in a human readable manner.

図面の詳細な説明
上記以外の本発明の態様及び利点は、以下の記載及び付随の図面から明白になるであろう。 DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following description and accompanying drawings.

図１は、本発明の第一の実施形態の、手持ちサイズの検知器と連結した空気シリンダーの側面概略図である。 FIG. 1 is a schematic side view of a pneumatic cylinder connected to a hand-held detector according to a first embodiment of the present invention.

図２は、図１の検知器の分解組立図である。 FIG. 2 is an exploded view of the detector of FIG.

図３は、本発明の第二の実施形態の、シリンダー及び手持ちサイズの検知器を図示する概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a cylinder and a hand-held detector according to a second embodiment of the present invention.

図４は、図３中に示す検知器の末端の外観図である。 FIG. 4 is an external view of the end of the detector shown in FIG.

図５は、図３中に示す検知器の側面概略図である。 FIG. 5 is a schematic side view of the detector shown in FIG.

図６及び図７はそれぞれ、図４及び図５と同様に、本発明の検知器の第三の実施形態を示す末端の外観図及び側面図である。 6 and 7 are, respectively, an external view and a side view of the end showing a third embodiment of the detector of the present invention, similar to FIGS. 4 and 5.

図８及び図９はそれぞれ、図４及び図５と同様に、本発明の第四の実施形態の検知器の末端の外観図及び側面図である。 FIGS. 8 and 9 are an external view and a side view, respectively, of the end of the detector of the fourth embodiment of the present invention, similar to FIGS. 4 and 5.

図１０は、本発明の第五の実施形態の検知器の末端を図示する概略図である。 FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the end of the detector of the fifth embodiment of the present invention.

図１１は、図１０の検知器の側面図である。 FIG. 11 is a side view of the detector of FIG.

図１２は、本発明の第六の実施形態の検知器の末端を図示する概略図である。 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the end of a detector according to a sixth embodiment of the present invention.

図１３は、図１２の検知器の側面図である。 FIG. 13 is a side view of the detector of FIG.

図１４は、第七の実施形態の検知器が固定されたシリンダーを図示する概略図である。 FIG. 14 is a schematic view illustrating a cylinder to which the detector of the seventh embodiment is fixed.

図１５は、図１４中の２−２’の線に沿って切断した断面図である。 15 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 'in FIG.

図１６は、伸長する際及び戻る際の、１個のセンサーについての電圧と時間との関係を示すグラフである。 FIG. 16 is a graph showing the relationship between voltage and time for one sensor during expansion and return.

図１７は、伸長する際の、間隔をあけて配置した２個のセンサーについての電圧と時間との関係を示すグラフである。 FIG. 17 is a graph showing the relationship between voltage and time for two sensors arranged at an interval during expansion.

図面の詳細な説明
まず最初に図１について、この図は、本発明の、必要な機能を組み込んだ、手持ちサイズで電池式のピストン速度検知器１０を１０と示し、この隣に、円筒状のシリンダー１４を内部に含んでいて、この中でピストン１６を軸方向に滑らせることができるような空気シリンダー機構１２を概略的に図示したものである。ピストン１６は、ピストン棒１８及びピストンヘッド２０を含む。ピストンヘッド２０は永久磁石２２を含み、かつ、有する。棒１８はシリンダーの一方の末端から伸びていて、知られているようにこの二者は互いに密着している。２４及び２６の２本の気道がシリンダーの閉じた末端それぞれから通じていることを概略的に示す。図示はしていないが、気道２４及び２６はそれぞれ調節することによって選択的に連結できるようになっていて、シリンダーから空気を排出したり、又は、加圧した空気をシリンダー内に送り込んだりすることができる。公知の方法によれば、空気の流入速度又は気道からシリンダーへの流出速度を調節できる流出バルブを調節すること等によって、ピストン１６の移動速度を調節することができる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS First of all, referring to FIG. 1, this figure shows a hand-held, battery-powered piston speed detector 10 incorporating the necessary functions of the present invention as 10 and next to it is a cylindrical shape. 1 schematically shows an air cylinder mechanism 12 including a cylinder 14 therein, in which a piston 16 can slide axially. The piston 16 includes a piston rod 18 and a piston head 20. The piston head 20 includes and has a permanent magnet 22. A rod 18 extends from one end of the cylinder and, as is known, the two are in close contact with each other. 2 schematically shows that the two airways, 24 and 26, lead from each closed end of the cylinder. Although not shown, the airways 24 and 26 can be selectively connected by adjusting, respectively, to exhaust air from the cylinder or to send pressurized air into the cylinder. Can do. According to a known method, the moving speed of the piston 16 can be adjusted by adjusting an outflow valve capable of adjusting the inflow speed of air or the outflow speed from the airway to the cylinder.

使用時には、ピストン１８の外部の末端２８が一方の内容物とつながっていてもよく、かつ、シリンダー１４の遠い方の末端３０が別の内容物とつながっていてもよく、このことによって、シリンダー１４内でピストン１８が動くとこれら内容物も互いに相対的に動く。 In use, the outer end 28 of the piston 18 may be connected to one content, and the far end 30 of the cylinder 14 may be connected to another content, whereby the cylinder 14 As the piston 18 moves within, the contents move relative to each other.

ピストン１８は、シリンダー１４内でシリンダー軸３２の方向と同じ方向に滑らせることができる。 The piston 18 can slide in the cylinder 14 in the same direction as the direction of the cylinder shaft 32.

図１は、検知器１０を概略的に示す。図２において概略的に図示した分解組立図中で詳細に示すが、検知器１０は、好ましくは、上部及び下部に外部ケーシング３４及び３６を有していて、その間に回路基板３８を有する。回路基板３８は一対の電池４０を有していて、中央処理装置４２、２個の手動スイッチ４４及び４６、複数の磁場センサー５０並びに液晶表示装置４８を含む電気回路に動力を供給している。検知器１０の大きさは手持ちサイズであることが好ましく、例えば長さ８〜２０ｃｍで幅が好ましくは約１〜２ｃｍといったように、ペンや鉛筆等の一般的な筆記用具と同じ大きさであることが好ましい。 FIG. 1 schematically shows a detector 10. As shown in detail in the exploded view schematically shown in FIG. 2, the detector 10 preferably has outer casings 34 and 36 at the top and bottom and a circuit board 38 therebetween. The circuit board 38 has a pair of batteries 40 and supplies power to an electric circuit including a central processing unit 42, two manual switches 44 and 46, a plurality of magnetic field sensors 50, and a liquid crystal display device 48. The size of the detector 10 is preferably a hand-held size, for example, 8 to 20 cm in length and preferably about 1 to 2 cm in width, and is the same size as a general writing instrument such as a pen or pencil. It is preferable.

好ましい実施形態において、磁場センサー５０はホール効果センサーであることが好ましい。ホール効果センサーは公知であって、例えば、このホール効果センサーを使用して、このセンサーが感知した磁場の強さに比例する、好ましくは正比例する電圧信号を発信することができる。このようなセンサーは公知であって、例えばこの型のセンサーはＥｎｇｅｌａらの米国特許５，５８１，１７９中に記載されている。 In a preferred embodiment, the magnetic field sensor 50 is preferably a Hall effect sensor. Hall effect sensors are known and can be used, for example, to generate a voltage signal that is proportional to, and preferably directly proportional to, the magnetic field strength sensed by the sensor. Such sensors are known and, for example, this type of sensor is described in US Pat. No. 5,581,179 to Engela et al.

本発明のホール効果センサーの好ましい使用方法は、シリンダー１４の軸方向の異なる位置にセンサーを少なくとも２個配置して、ピストンヘッド２０がセンサー５０を通過する際に、ピストンヘッド２０がセンサー５０の各々に最も接近する時間を調べる方法である。例えば、磁石２２及びピストンヘッド２０は、センサー５０各々からの電圧信号がそれぞれ０又は最大値の時に、センサー５０各々に最も接近したと推測できる。ピストンについている磁石２２がセンサー５０各々に最も接近したと判断されるそれぞれの相対的な時間から、センサーの相対位置に基づいてピストン１６の推定速度を計算することができる。センサーから中央処理装置４２に入力があると、この装置において計算が実行されてＬＣＤ表示装置４８に出力され、推定速度がｍ／秒等の適切な単位で表示される。ＬＣＤ表示装置４８における表示は、言うまでもなく、人間が判読できる形である。望ましい場合には、ＬＣＤ４８は更に周波数を表示できる。 A preferred method of using the Hall effect sensor of the present invention is to arrange at least two sensors at different positions in the axial direction of the cylinder 14 so that when the piston head 20 passes the sensor 50, the piston head 20 It is a method to check the time to approach the most. For example, it can be inferred that the magnet 22 and the piston head 20 are closest to each sensor 50 when the voltage signal from each sensor 50 is 0 or the maximum value, respectively. From each relative time at which the magnet 22 on the piston is determined to be closest to each of the sensors 50, the estimated speed of the piston 16 can be calculated based on the relative position of the sensors. When there is an input to the central processing unit 42 from the sensor, the calculation is executed in this unit and output to the LCD display unit 48, and the estimated speed is displayed in an appropriate unit such as m / sec. Needless to say, the display on the LCD display device 48 is human-readable. If desired, the LCD 48 can further display the frequency.

図１の範囲内において、手持ちサイズの検知器１０は、Ｄで示す一定の間隔をあけてセンサー５０を２個有していて、シリンダー１４の非常に近い位置に手動で配置される。２個のセンサーを使用するこの実施形態において、手持ちサイズの装置１０はシリンダー軸３２と平行に互いに間隔をあけてセンサー５０を有していて、シリンダーに隣接して固定されている必要がある。 Within the scope of FIG. 1, the hand-held detector 10 has two sensors 50 at a fixed interval indicated by D, and is manually placed very close to the cylinder 14. In this embodiment using two sensors, the hand-held device 10 has sensors 50 spaced apart from each other parallel to the cylinder shaft 32 and needs to be fixed adjacent to the cylinder.

これに関連して、本発明において、２個のホール効果センサー５０は、図１の軸３２に垂直な平面から伸びる、５２で示す対称面の両側に間隔をおいて対称的に並んでいる。また、対称面５２に垂直な面にＬＣＤ表示装置４８の平面が位置していることも図示されている。 In this regard, in the present invention, the two Hall effect sensors 50 are symmetrically arranged on both sides of a symmetry plane indicated by 52 extending from a plane perpendicular to the axis 32 of FIG. It is also shown that the plane of the LCD display device 48 is located on a plane perpendicular to the symmetry plane 52.

図１中に図示するように配置した２個のセンサー５０で正確に測定するために、検知器１０を、その対称面５２が軸３２と垂直になるように配置するのが好ましい。言い換えれば、検知器１０はシリンダー１４の軸に垂直であることが好ましく、また、ＬＣＤ表示装置４８の平面が軸３２と平行な面に位置していることが好ましい。検知器１０とＬＣＤ表示装置４８の平面とが縦方向に位置していて、かつ、例えば検知器１０のケーシングの側面５４と上面５６とが図のような相対的位置関係にあるため、ユーザーは表示を見ることができ、かつ、任意のシリンダー１４に対して検知器１０が適切な方向に位置していて適正な測定値を得ることができる。 In order to accurately measure with two sensors 50 arranged as shown in FIG. 1, the detector 10 is preferably arranged so that its symmetry plane 52 is perpendicular to the axis 32. In other words, the detector 10 is preferably perpendicular to the axis of the cylinder 14 and the plane of the LCD display device 48 is preferably located in a plane parallel to the axis 32. Since the detector 10 and the plane of the LCD display device 48 are positioned in the vertical direction, and the side surface 54 and the upper surface 56 of the casing of the detector 10 are in a relative positional relationship as shown in the figure, the user can The display can be seen and the detector 10 can be positioned in the proper direction relative to any cylinder 14 to obtain the proper measurement.

ピストンヘッドの中の磁石は、図１中に示す方向で、図１中に概略的に示すように北極３３及び南極３４が移動軸３２と平行になるように、かつ、ピストンヘッドがその軸３０に対して回転しても磁場が変化しないように、かつ、北極及び南極の二極間の軸３２に垂直な中間面３５における磁場がゼロとなるように配置することが好ましい。 The magnet in the piston head is oriented in the direction shown in FIG. 1 such that the north pole 33 and the south pole 34 are parallel to the movement axis 32 as shown schematically in FIG. It is preferable that the magnetic field does not change even when rotated with respect to, and that the magnetic field at the intermediate plane 35 perpendicular to the axis 32 between the north and south poles is zero.

図１６について記載する。この図はセンサー５０の一つからの出力信号を概略的に示したものであり、本発明の第一の実施形態において、図１中に示す磁気ピストンヘッドが伸長側に負極を有する場合に、伸長して戻るという移動サイクルでピストンヘッドがセンサー５０の一つを通過する際の電圧の経時変化を表している。 Reference is made to FIG. This figure schematically shows an output signal from one of the sensors 50. In the first embodiment of the present invention, when the magnetic piston head shown in FIG. It represents a change in voltage over time when the piston head passes through one of the sensors 50 in a moving cycle of extending and returning.

伸長時には、電圧は、ヘッドと共に北極（正極）（ｌｅａｄ ｎｏｒｔｈ ｐｏｌｅ）がセンサー５０に接近するにつれて増大して正の最大値Ｍ_Ｅ＋に達し、その後は減少して、中心のゼロ平面３５がセンサー５０を通過する際にＺ_Ｅでゼロになる。続いて、南極（負極）（ｔｒａｉｌｉｎｇ ｓｏｕｔｈ ｐｏｌｅ）がセンサー５０から遠ざかるにつれて、電圧は増大して負の最大値Ｍ_Ｅ−に達する。同様に、戻る際には、電圧は、ヘッドと共に南極（負極）（ｌｅａｄ ｓｏｕｔｈ ｐｏｌｅ）が接近するにつれて増大して負の最大値Ｍ_Ｒ−に達し、その後は減少して、中心のゼロ平面３５がセンサー５０を通過する際にＺ_Ｒでゼロになり、その後は増大して、正の最大値Ｍ_Ｒ＋に達する。 When stretched, the voltage increases with the head as the lead north pole approaches the sensor 50 to reach a positive maximum value M _E + and then decreases, causing the center zero plane 35 to be It becomes zero at _{Z E} when passing through the 50. Subsequently, as the trailing south pole moves away from the sensor 50, the voltage increases and reaches a negative maximum value M _E −. Similarly, on return, the voltage increases with the head as the lead south pole approaches and reaches a negative maximum value M _R − and then decreases to a central zero plane 35. Passes through the sensor 50 and goes to zero at Z _R and then increases to reach the positive maximum value M _R +.

ピストンがセンサーを通過する時間は、そのセンサーにおいて電圧がゼロになる時間を調べることによって推定するのが好ましい。これは、往復いずれの方向の移動についても、電圧が増大して（例えば図１６中に最小値Ａ＋又はＡ−で示す）絶対的な最小閾値を超えた時間を調べることによって実施できる。すなわち、伸長時には、電圧が増大して絶対閾値Ａを超えたという感知に基づいて、電圧がＺ_Ｅでゼロになった時間を制御回路によって決定できる。同様に、戻る際には、電圧が増大して絶対閾値Ａに達したという感知に基づいて、電圧がＺ_Ｒでゼロになった時間を制御回路によって決定できる。 The time for the piston to pass through the sensor is preferably estimated by examining the time at which the voltage is zero at the sensor. This can be done for both reciprocal movements by examining the time when the voltage has exceeded the absolute minimum threshold (eg, as indicated by the minimum value A + or A− in FIG. 16). That is, when the extension is based on the sensed that voltage exceeds the absolute threshold A increases, can be determined by the control circuit the time the voltage becomes zero at Z _E. Similarly, upon return, based on the sensing that reaches the absolute threshold A voltage is increased, it can be determined by the control circuit the time the voltage becomes zero at Z _R.

図１７について記載する。この図は、図１の実施形態において伸長時に２個のセンサー５０によって調べた電圧の経時変化を示していて、一方のセンサーの電圧を実線で、もう一方のセンサーの電圧を点線で示す。好ましくは、一方のセンサーのゼロ点Ｚ_Ｅ１ともう一方のセンサーのゼロ点Ｚ_Ｅ２との時間間隔を調べ、この値を使用して、間隔が既知の２個のセンサー間におけるピストンの速度を計算する。 Reference is made to FIG. This figure shows the change over time of the voltage examined by the two sensors 50 during expansion in the embodiment of FIG. 1, with the voltage of one sensor indicated by a solid line and the voltage of the other sensor indicated by a dotted line. Preferably, the time interval between the zero point Z _{E1 of} one sensor and the zero point Z _E2 of the other sensor is examined, and this value is used to calculate the speed of the piston between two sensors of known intervals. To do.

上記速度を計算する別の方法としては、電圧が最大値となる時間を調べ、最大値と最大値の間の時間間隔を使用して、間隔が既知のセンサー間における速度を計算する方法がある。例えば、一方のセンサーの正の最大値Ｍ_Ｅ１＋の時間及びもう一方のセンサーの正の最大値Ｍ_Ｅ２＋の時間を調べて、その時間間隔を決定することができる。また、一方のセンサーの負の最大値Ｍ_Ｅ２−ともう一方のセンサーのＭ_Ｅ２−の時間を調べることによっても、その時間間隔を決定することができる。また、上記以外の方法としては、両方のゼロ点並びに正及び負の最大点を調べて、その値から平均値を計算し、ピストンが各センサーを通過する時間及び速度を予測することもできる。 Another way to calculate the speed is to find the time at which the voltage is maximum and use the time interval between the maximum values to calculate the speed between sensors with known intervals. . For example, the time of the positive maximum value M _E1 + of one sensor and the time of the positive maximum value M _E2 + of the other sensor can be examined to determine the time interval. The time interval can also be determined by examining the time of the negative maximum value M _E2 − of one sensor and M _E2 − of the other sensor. As another method, both the zero point and the positive and negative maximum points are examined, an average value is calculated from the values, and the time and speed at which the piston passes each sensor can be predicted.

ピストンの速度は、伸長する際及び戻る際について別々に計算でき、望ましい場合にはこの両者を表示することができる。本発明において、ピストンの向き、すなわち、伸長時に北極又は南極のいずれが先導するかということは、既知であってもよいし、又は、最初に調べておいてもよい。伸長時に磁気ピストンヘッドの北極又は南極のどちらが先導するかが分かっていれば、上記装置を使用すれば向きが伸長又は戻りのいずれであるかを電圧曲線から調べることができ、かつ、ある特定の状況において適切であれば、両者の速度を適切に表示することができる。 Piston speed can be calculated separately for extension and return and both can be displayed if desired. In the present invention, the orientation of the piston, that is, whether the north pole or the south pole leads when extending, may be known or may be examined first. If it is known whether the north or south pole of the magnetic piston head is leading at the time of extension, the above device can be used to check whether the orientation is extended or returned from the voltage curve, and If appropriate in the situation, both speeds can be displayed appropriately.

検知器１０は、使用時にユーザーが手動制御できることが好ましい。図１及び図２の好ましい実施形態は制御装置を２個だけ有していて、その一方はリセットボタン７４からなり、もう一方はホールドボタン７６からなる。検知器１０は、使用終了毎に、一定時間（例えば３０秒）後に電気回路の電源が自動的に切れるようにすることが好ましい。リセットボタン７４は、まず最初にはオンボタンとして上記装置を起動させることができ、次に、ＬＣＤ表示装置４８上の前回の表示を削除するボタンとして働いて、再度測定できるように上記検知器を準備することができる。上記検知器は回路を有していることが好ましく、これによって一度に一回だけ速度測定を実施でき、また、ＬＣＤ表示装置はその一回についての測定値を一定時間（例えば３０秒間）表示できる。より長時間（例えば３分間）続けて測定することが望ましい場合には、ホールドボタン７６を押してより長時間表示し続けることができる。 The detector 10 is preferably user-controllable during use. The preferred embodiment of FIGS. 1 and 2 has only two control devices, one of which consists of a reset button 74 and the other of which consists of a hold button 76. It is preferable that the detector 10 automatically turns off the electric circuit after a certain time (for example, 30 seconds) every time the use is completed. The reset button 74 can initially activate the device as an on button, and then acts as a button to delete the previous display on the LCD display device 48, causing the detector to be measured again. Can be prepared. The detector preferably has a circuit, so that the speed measurement can be performed only once at a time, and the LCD display device can display the measurement value for one time for a certain time (for example, 30 seconds). . If it is desired to continue the measurement for a longer time (for example, 3 minutes), the display can be continued for a longer time by pressing the hold button 76.

図３、図４及び図５について記載する。これらの図は本発明の検知器１０の第二の実施形態を示すものであり、この実施形態は第一の実施形態で示すものと本質的に同一であるが、異なるケーシングを有する検知器を使用している。図３〜５中に示す検知器１０は円筒状の胴部５８を有していて、この胴部の末端の一方に設置用アーム６０がついている。設置用アーム６０は長い棒状物を含んでいて、平面６２をシリンダー１４の外側表面に取り付けることができるようになっている。設置用アーム６０の形状は長く、検知器１０が所望の位置にある場合に、上記アームの長さ方向がシリンダー軸３２と平行になっている。アーム６０は、シリンダー表面に取り付けて、かつ、検知器１０の主要部をなす胴部５８がシリンダー表面と垂直である状態で、検知器胴部５８に固定されている。 Reference is made to FIG. 3, FIG. 4 and FIG. These figures show a second embodiment of the detector 10 of the present invention, which is essentially the same as that shown in the first embodiment, but with a detector having a different casing. I use it. The detector 10 shown in FIGS. 3 to 5 has a cylindrical body portion 58, and an installation arm 60 is attached to one end of the body portion. The installation arm 60 includes a long bar so that the flat surface 62 can be attached to the outer surface of the cylinder 14. The shape of the installation arm 60 is long, and the length direction of the arm is parallel to the cylinder shaft 32 when the detector 10 is in a desired position. The arm 60 is fixed to the detector body 58 in a state where the arm 60 is attached to the cylinder surface and the body 58 forming the main part of the detector 10 is perpendicular to the cylinder surface.

図３〜５中に示す検知器は、３個のホール効果センサー５０を含む。これらのセンサーは、図３の末端の外観図及び図４の側面図中に詳細に示すように、互いに一定の間隔をあけて直線上に整然と並んでいて、アーム６０の表面６２から一定の間隔があいており、かつ、アーム６０の長さ方向に並んでいる。 The detector shown in FIGS. 3 to 5 includes three Hall effect sensors 50. These sensors are arranged in a straight line at regular intervals from each other, as shown in detail in the end view of FIG. 3 and the side view of FIG. In addition, the arm 60 is lined up in the length direction.

上述のことから、アーム６０と検知器胴部５８とが組み合わさっていることにより、ユーザーは表示を見ることができ、かつ、検知器１０とシリンダーとを取り付ける又は隣接させる位置が分かるため、上記速度を正確に測定することができる。 From the above, the combination of the arm 60 and the detector body 58 allows the user to see the display and knows the position where the detector 10 and the cylinder are attached or adjacent to each other. Speed can be measured accurately.

図３〜５中に示す実施形態によれば、設置用アーム６０は、取り外してポケットに入れてセンサーを容易に持ち運べるように取り外し可能な独立した構成要素であってもよい、又は、上記検知器の主要部の凹部にはめ込んで容易に持ち運べるように取り外し可能であってもよい。また、設置用アーム６０は、折り畳んでおいて、使用時には上記検知器の主要部をなす胴部５８の側面に沿わせることができるように、蝶番がついているか又は折り畳み可能であってもよい。設置用アーム６０が取り外し可能である場合には、必要であれば、上記検知器の主要部をなす胴部５８と上記設置用アームとが確実に好ましい向きになるように上記検知器の胴部に上記設置用の棒状物６０を連結するための適切な表示手段を用意することが好ましい。 According to the embodiment shown in FIGS. 3-5, the mounting arm 60 may be a separate component that can be removed and placed in a pocket so that the sensor can be easily carried or the detector described above. It may be detachable so that it can be easily carried by being fitted into the recess of the main part of the. Further, the installation arm 60 may be folded or hinged so that it can be folded and can follow the side surface of the trunk portion 58 that forms the main part of the detector when used. If the installation arm 60 is removable, if necessary, the body of the detector ensures that the body 58, the main part of the detector, and the installation arm are in a preferred orientation. It is preferable to prepare appropriate display means for connecting the above-mentioned installation rod-like object 60 to the above.

図１及び図５中に示す２個、３個又はそれ以上のセンサー検知器に関して必要な計算については、上記センサーと軸３２とが正しく平行に並んでいて、かつ、任意の２個のセンサー間の距離が分かっている場合に、ピストンヘッドが上記２個のセンサー間を移動するのにかかった時間を計算して、２個のセンサー間の距離をこの時間で割れば、ピストンヘッドの速度を決定することができる。 For the calculations required for two, three or more sensor detectors shown in FIGS. 1 and 5, the sensor and axis 32 are aligned correctly in parallel and between any two sensors. If the distance between the two sensors is calculated by calculating the time taken for the piston head to move between the two sensors and dividing the distance between the two sensors by this time, the speed of the piston head is calculated. Can be determined.

２個のセンサー間のピストンの速度とは、言うまでもなく、２個のセンサー間のピストンヘッドの平均速力又は平均速度の計算値又は推定値である。本発明の装置及び方法によれば、ピストンヘッドの速度を推定することだけでなく加速度を推定することも可能である。 The piston speed between the two sensors is, of course, a calculated or estimated value of the average speed or average speed of the piston head between the two sensors. According to the apparatus and method of the present invention, it is possible to estimate not only the speed of the piston head but also the acceleration.

軸３２に対して縦方向に並んだ図３〜５の３個のセンサーに関して、ピストンが各センサーを通過する時間を調べて、隣り合っている二組のセンサー対における平均速度を計算し、これら二組のセンサー対の速度の差を使用して最も離れたセンサー間の平均加速度を計算することによって、加速度を推定できる。 For the three sensors of FIGS. 3-5 aligned longitudinally with respect to the axis 32, the time taken for the piston to pass through each sensor is examined, and the average speed in two adjacent pairs of sensors is calculated, and these The acceleration can be estimated by calculating the average acceleration between the most distant sensors using the difference in velocity between the two pairs of sensors.

また、電圧のゼロ点の両側のピストンの相対速度を使用して、ピストンがどの程度加速又は減速しているかを示すこともできる。 The relative speed of the pistons on both sides of the voltage zero point can also be used to indicate how much the piston is accelerating or decelerating.

図１７は、伸長する際にピストンヘッドが加速している場合の例を示す。このことは、第一のセンサーの電圧曲線において、Ｚ_Ｅ１より前の正の最大値Ｍ_Ｅ１＋とゼロ点との間隔が（ピストンヘッドがゼロ点を通過した後の負の最大値である）Ｍ_Ｅ１−とゼロ点との間隔より大きいことから明白である。１個、２個又はそれ以上のセンサーについて適切に測定できれば、各センサーにおける加速度を推定することができる。 FIG. 17 shows an example in which the piston head is accelerating when extending. This means that in the voltage curve of the first sensor, the distance between the positive maximum value M _E1 + before Z _E1 and the zero point is the negative maximum value after the piston head passes the zero point. M _{E1 -} evident from greater than the distance between the zero point. If one, two, or more sensors can be measured appropriately, the acceleration at each sensor can be estimated.

図３〜５及び図６〜１３中のセンサーについて、検知器１０の外からは見えないため通常は点線で示すべきところを便宜上実線で示している。また、図３〜５及び図６〜１３について、ＬＣＤ表示装置及びスイッチに相当するものは便宜上図示していない。 The sensors in FIGS. 3 to 5 and FIGS. 6 to 13 are not visible from the outside of the detector 10, so what should normally be indicated by a dotted line is indicated by a solid line for convenience. Also, in FIGS. 3 to 5 and FIGS. 6 to 13, those corresponding to the LCD display device and the switch are not shown for convenience.

次に図６〜１３について記載する。これらの図は、センサーの並べ方を変えて固定して本発明の検知器において使用した、本発明の検知器の第三〜第六の実施形態を示す。 Reference is now made to FIGS. These drawings show the third to sixth embodiments of the detector of the present invention, which are used by changing the arrangement of the sensors and fixing them in the detector of the present invention.

図６及び図７について記載する。これらの図は、三角形に並べた３個のセンサー５０を示す。これら３個のセンサー５０はいずれも一つの平面６４に配置されていて、この平面６４は検知器胴部５８の中心を通る長さ方向の中心軸６６に対して垂直であることが好ましい。図６及び図７中に示す実施形態において、検知器１０の前側末端の平面７０が平面６４と平行で、この中に３個のセンサー５０が配置されていることが好ましい。検知器の前側の平面７０をシリンダー１４の外側表面にその接線方向に取り付けることが好ましく、このように取り付ければ、検知器１０の主要な胴部の中を通る長さ方向の中心軸６６がシリンダー軸３２と垂直になるであろう。図６中の実施形態によれば、上記検知器がその長さ方向の中心軸６６の周りを回転した場合でも、あらゆる位置で速度を正確に測定できる可能性がある。ピストン速度が一定であると仮定し、ピストンヘッドが各センサーを通過する相対的な時間及び三角関数計算から、平面６４のセンサー５０と軸３２との相対位置を決定することができ、これによって、軸３２と平行方向のピストンヘッドの速度を決定することができる。 6 and 7 will be described. These figures show three sensors 50 arranged in a triangle. These three sensors 50 are all arranged in one plane 64, and this plane 64 is preferably perpendicular to a longitudinal central axis 66 passing through the center of the detector body 58. In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the front end plane 70 of the detector 10 is preferably parallel to the plane 64, in which three sensors 50 are arranged. A detector front plane 70 is preferably attached to the outer surface of the cylinder 14 tangentially so that a longitudinal central axis 66 passing through the main body of the detector 10 is the cylinder. Will be perpendicular to axis 32. According to the embodiment in FIG. 6, there is a possibility that the speed can be accurately measured at any position even when the detector rotates around the central axis 66 in the longitudinal direction. Assuming that the piston speed is constant, the relative position of the sensor 50 in the plane 64 and the axis 32 can be determined from the relative time that the piston head passes each sensor and the trigonometric calculation, thereby The speed of the piston head in a direction parallel to the axis 32 can be determined.

図８及び図９は図６及び７中の実施形態と本質的には同じ実施形態を示すが、平面６４に検知器１０の前側の末端平面７０から等間隔で４個のセンサー５０が正方形に並んでいる。図８及び図９の実施形態の操作及び使用は、本質的に図６及び図７中におけるものと同一である。 FIGS. 8 and 9 show essentially the same embodiment as in FIGS. 6 and 7, except that four sensors 50 are square in the plane 64 equidistantly from the front end plane 70 of the detector 10. Are lined up. The operation and use of the embodiment of FIGS. 8 and 9 is essentially the same as in FIGS.

図６及び図７中に示すセンサーの範囲においては、ピストンヘッドが３個のセンサー５０のそれぞれを通過する相対的な時間から三角関数が得られ、３個のセンサーに共通の平面６４におけるセンサー間の間隔、及び、ピストンが各センサーを通過する時間を考慮して、速度を計算できるであろう。簡潔な例を挙げると、３個のセンサーが直角三角形で並んでいて、ピストンがこの直角三角形のある辺上のセンサー２個を同時に通過する場合、この直角三角形の別の直角辺上の２個のセンサーの間隔を、この２個のセンサーをピストンが通過する時間の差で割ることによって、速度を計算できる。上記以外の公知の三角形についても、同様の方法を使用できる。また、図８及び図９の実施形態の範囲内において、３個以上のセンサーを同一平面上に配置して、精度を上げるために追加したセンサーについて上記と同様の幾何学図形的な計算を実施することができる。 In the range of sensors shown in FIGS. 6 and 7, a trigonometric function is obtained from the relative time that the piston head passes through each of the three sensors 50, and between the sensors in the plane 64 common to the three sensors. The velocity could be calculated taking into account the interval of time and the time the piston passes through each sensor. To give a concise example, if three sensors are arranged in a right triangle and the piston passes two sensors on one side of the right triangle at the same time, two sensors on another right side of the right triangle The velocity can be calculated by dividing the interval between the two sensors by the difference in the time that the piston passes. The same method can be used for known triangles other than those described above. Further, within the scope of the embodiment of FIGS. 8 and 9, three or more sensors are arranged on the same plane, and geometrical calculations similar to those described above are performed for the added sensors to increase accuracy. can do.

言うまでもなく、図１〜８の実施形態における計算は全て、検知器１０とシリンダーとが望ましい位置方向に並んで固定されていると仮定したものである。計算した速度は平均速度を示している。 Needless to say, all calculations in the embodiments of FIGS. 1-8 assume that the detector 10 and the cylinder are fixed side by side in the desired direction. The calculated speed indicates the average speed.

図１０及び図１１について記載する。これらの図は４個のセンサー５０の使用を示したものであるが、これら４個のセンサーは、検知器１０の前側の平面７０と平行な平面６４上にセンサーのうちの３個が三角形に並んでいて、４個目のセンサーがこの平面６４から間隔をあけて配置されており、ピラミッド型に並んでいる。図１０及び図１１中に示す実施形態において、検知器１０はその末端をシリンダーに隣接して配置するだけで使用でき、また、上記検知器の中心軸６６とシリンダーとの角度に関係なく正確な測定値が得られる。１個のセンサーについて、最大電圧Ｍ＋又はＭ−の相対的な強度から、そのセンサーとピストン軸３２との間隔を推定することができる。各センサーと軸３２との相対的な間隔から、例えば、図１０〜１３中に示すように配置したセンサーについて、軸３２との空間的な位置方向を決定することができる。上記軸との位置関係を（例えば各センサーの電圧がゼロとなる時間の値と共に）用いて計算することによって、センサーとピストンとが所定の間隔又は位置方向にない場合においてもピストンヘッドの速度を調べることができる。 10 and 11 will be described. Although these figures show the use of four sensors 50, these four sensors are on a plane 64 parallel to the front plane 70 of the detector 10 and three of the sensors are triangular. The fourth sensors are arranged at a distance from the plane 64 and are arranged in a pyramid shape. In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the detector 10 can be used simply by placing its distal end adjacent to the cylinder, and accurate regardless of the angle between the center axis 66 of the detector and the cylinder. A measured value is obtained. For one sensor, the distance between the sensor and the piston shaft 32 can be estimated from the relative intensity of the maximum voltage M + or M−. From the relative distance between each sensor and the shaft 32, for example, the spatial position direction with respect to the shaft 32 can be determined for the sensors arranged as shown in FIGS. By calculating the positional relationship with the axis (for example, together with the time value at which the voltage of each sensor is zero), the speed of the piston head can be calculated even when the sensor and the piston are not in a predetermined interval or position direction You can investigate.

図１２及び図１３は、６個のセンサー５０を立方体の角に配置した三次元図を示す。図１０及び図１１中の配置と同様に，図１２のように三次元的にセンサーを配置した検知器１０は、シリンダーとの相対的な位置関係に関係なく、正確に感知することができる。 12 and 13 are three-dimensional views in which six sensors 50 are arranged at the corners of a cube. Similar to the arrangement in FIGS. 10 and 11, the detector 10 in which the sensors are arranged three-dimensionally as shown in FIG. 12 can accurately sense regardless of the relative positional relationship with the cylinder.

センサーの三次元的な配置を示す図１０及び図１３中に示す実施形態においては、磁石との間隔に対応して信号を発信できるように、例えば各センサーを同じものとすることによって、センサーを較正することが好ましい。各センサーと磁石との間隔が分かっていれば、図６〜９の実施形態について展開した二次元的な三角法の配置と同様にして三次元的な三角法の計算を実施して、上記検知器とシリンダー又はその軸とを任意の特定の三次元的な配置にしなくても、ピストン速度を推定することができる。 In the embodiment shown in FIG. 10 and FIG. 13 showing the three-dimensional arrangement of the sensors, the sensors are made the same by, for example, making each sensor the same so that a signal can be transmitted corresponding to the distance from the magnet. It is preferable to calibrate. If the distance between each sensor and the magnet is known, the three-dimensional trigonometric calculation is performed in the same manner as the two-dimensional trigonometric arrangement developed for the embodiments of FIGS. Piston speed can be estimated without any particular three-dimensional arrangement of the vessel and cylinder or its axis.

３個以上の並んだセンサーの全てが必ずしも同一直線上にはない検知器について、センサーを通過する磁石が発信した信号が各センサーとピストンヘッドとの間隔を示すことができるように、（同じものであることが好ましい）各センサーを配置することが好ましい。各センサーとピストンヘッドとの間隔の値から、ピストンの相対的な移動方向、すなわちセンサーが並んでいる向きに対するシリンダー軸３２の向きを計算することができる。 For detectors in which all three or more sensors are not necessarily on the same straight line, the signal sent by the magnet passing through the sensors can indicate the distance between each sensor and the piston head (the same It is preferable to arrange each sensor. From the value of the distance between each sensor and the piston head, the relative movement direction of the piston, that is, the direction of the cylinder shaft 32 with respect to the direction in which the sensors are arranged can be calculated.

本発明によれば、シリンダーを設置、整備及び修理する方法が得られる。この方法に従って、ユーザーは、シリンダーの長さ方向の特定の位置におけるシリンダー内でのピストンの速度を調べる。例えばシリンダーの外面にラベルを付したり、インクで印をつけたり、ひっかいて跡をつけたり、***をあけたり又は彫って跡をつけたりすることによってこの位置に印をつけ、この点における速度を記録することが好ましい。その後で整備及び／又は修理する際に同じ位置において再度測定することによって、使用性が一貫していることを確認してもよい。上記の印を図２中に線７８で示す。 The present invention provides a method for installing, maintaining and repairing a cylinder. According to this method, the user examines the speed of the piston in the cylinder at a specific position along the length of the cylinder. Mark this position, for example by labeling the outer surface of the cylinder, marking it with ink, scratching to make a mark, making a small hole or carving a mark, and record the speed at this point It is preferable. Consistent usability may then be confirmed by measuring again at the same location during maintenance and / or repair. The above mark is indicated by a line 78 in FIG.

本発明の速度センサーの第七の実施形態を示す図１４について記載する。図１４のセンサー１０は取り外し可能なヒモ３６等によって取り外し可能な状態でピストン１４に固定できるようになっていて、このヒモはベルクロ（商標）型のタッチファスナーで固定するものであってもよい。接着剤、両面テープ、ホース締金等の任意の固定手段を使用してもよい。 Reference is made to FIG. 14 showing a seventh embodiment of the speed sensor of the present invention. The sensor 10 of FIG. 14 can be fixed to the piston 14 in a removable state by a removable strap 36 or the like, and this strap may be fixed by a Velcro (trademark) type touch fastener. Any fixing means such as adhesive, double-sided tape, hose clamps, etc. may be used.

センサー装置１０は、所定の位置で、センサー装置１０が相対的に望ましい向きになるようにシリンダーに固定されている。 The sensor device 10 is fixed to the cylinder at a predetermined position so that the sensor device 10 has a relatively desirable orientation.

センサー装置１０は、所定の位置で、センサー装置１０が相対的に望ましい向きになるようにシリンダー１４に固定されている。センサー装置１０は末端等の形状が矢の形になっていて、この末端を結んだ線と軸３２とが平行であるような視覚的な位置関係を容易に作ることができる。センサー装置１０の背面の形状は、シリンダー軸３２に対して容易に平行にできるような形であることが好ましい。この点において、平行な２個の肋骨状部３８がその上端が互いに平行な状態で配置されていて、２個の肋骨状部３８をシリンダー表面の軸と平行にすることによって異なる大きさのシリンダー表面と接触できるようになっている。外径が分かっているシリンダーについては、センサー装置１０の凹状の背面の径はシリンダー外径とほぼ同じであってよく、このこのようであれば、センサー装置とシリンダー軸とを容易に平行にできる。少なくとも２個のセンサー５２（図示せず）がセンサー装置１０内の既知の位置に、好ましくは上記肋骨状部の中心に配置されていて、これによって、各センサーと軸３２との間隔を一定にした状態で、軸３２と平行な平面においてセンサー装置をシリンダーに固定する際に配置することができる。 The sensor device 10 is fixed to the cylinder 14 at a predetermined position so that the sensor device 10 has a relatively desirable orientation. The sensor device 10 can be easily formed in a visual positional relationship such that the end of the sensor 10 has an arrow shape, and the line connecting the ends and the shaft 32 are parallel. The shape of the back surface of the sensor device 10 is preferably a shape that can be easily made parallel to the cylinder shaft 32. In this respect, two parallel ribs 38 are arranged with their upper ends parallel to each other, and the cylinders of different sizes can be obtained by making the two ribs 38 parallel to the cylinder surface axis. It can come into contact with the surface. For a cylinder whose outer diameter is known, the diameter of the concave back surface of the sensor device 10 may be substantially the same as the outer diameter of the cylinder. In this case, the sensor device and the cylinder shaft can be easily parallelized. . At least two sensors 52 (not shown) are arranged at known positions in the sensor device 10, preferably in the center of the ribs, so that the distance between each sensor and the shaft 32 is constant. In this state, the sensor device can be arranged in a plane parallel to the shaft 32 when the sensor device is fixed to the cylinder.

センサー装置１０は出力できることが好ましい。上記出力は、液晶表示装置４８等において手動で読み取れるよう視覚的に表示されることが好ましいが、他の状態のものであってもよい。センサー装置１０はコンピュータインターフェースに配線で接続されていてもよい。センサー装置１０は発信機を有することによって無線で出力できるものであってよく、これによって、例えば離れた受信機に無線周波数信号を無線で送信することができる。 The sensor device 10 is preferably capable of outputting. The output is preferably visually displayed so that it can be manually read on the liquid crystal display device 48 or the like, but may be in another state. The sensor device 10 may be connected to the computer interface by wiring. The sensor device 10 may be capable of outputting wirelessly by having a transmitter, and thereby, for example, a radio frequency signal can be transmitted wirelessly to a remote receiver.

センサー装置１０は、電池式でも、動力源に配線で接続されていてもよい。センサー装置は、太陽充電式パネル等の別の動力源によって、又は、センサー装置１０内の発電器をピストンの磁気ヘッドが通過して発生するエネルギーを得ることによって稼働するものであってよい。この点において、センサー装置１０を磁気ヘッドが通過することに基づく小型の発電器をセンサー装置内に配置することができ、センサー装置１０内の磁場の変化よってこの発電器は電力を発生させる。磁場の変化によって電位、電流又は電圧を発生させることができるような様々な機構を配置してもよい。磁場の移動に基づく上記の任意の発電は、磁気ピストンヘッドがセンサー装置１０を一回以上通過して発生するエネルギーによって装置１０の稼働に十分な電力を蓄電できるような型の電池又は他の蓄電装置若しくは電気容量性装置を含むことが好ましい。 The sensor device 10 may be battery-powered or connected to a power source by wiring. The sensor device may be operated by another power source, such as a solar rechargeable panel, or by obtaining energy generated by the passage of the magnetic head of the piston through a generator in the sensor device 10. In this respect, a small generator based on the passage of the magnetic head through the sensor device 10 can be arranged in the sensor device, and this generator generates electric power due to a change in the magnetic field in the sensor device 10. Various mechanisms may be arranged such that a potential, current or voltage can be generated by changing the magnetic field. The above optional power generation based on the movement of the magnetic field is a type of battery or other power storage that can store enough power for operation of the device 10 by energy generated by the magnetic piston head passing through the sensor device 10 one or more times. Preferably it includes a device or a capacitive device.

センサー装置１０はそれぞれ、データを経時的に記録できる性能及びこのデータを周期的にダウンロードする性能を有していてもよい。
このような複数のセンサーを異なるピストンに固定することによって、ピストンからの情報を即時に視覚的に測定することができる、又は、恐らくは、一定時間のピストンの稼働を記録し続けることができる。センサー装置１０が感知した情報の様々な表示は、ピストンの往復回数（すなわち経時的な伸長回数）を含むものであってもよい。 Each sensor device 10 may have the ability to record data over time and the ability to periodically download this data.
By fixing such multiple sensors to different pistons, information from the pistons can be immediately visually measured, or perhaps keep track of piston movement over a period of time. Various displays of information sensed by the sensor device 10 may include the number of piston reciprocations (that is, the number of expansions over time).

本発明の実施形態の大部分は、比較的小型の安価な要素であることが望ましい可能性がある。上記センサー装置を最小限のコストで提供するために、磁場が特定の絶対閾値に達した後で磁場がゼロの位置を決定することを含む測定を実施することによって、比較的単純なアルゴリズムを得ることができ、このアルゴリズムを従来の比較的安価なディジタル制御回路チップにおいて適応させることができる。より詳細に計算することが望ましい場合には、より高価なアナログコンピュータ制御チップを使用してもよい。好ましい安価なセンサー装置は単純な視覚表示装置しか有していない可能性があるが、より高価な装置は動力入力用並びに／又はデータ入力用及び出力用のポートに適合する可能性がある。データ入力は、例えば初期設定、及び／又は、稼働状態の変化である可能性がある。 It may be desirable for most of the embodiments of the present invention to be relatively small and inexpensive elements. In order to provide the sensor device at a minimal cost, a relatively simple algorithm is obtained by performing measurements including determining the position of the magnetic field zero after the magnetic field has reached a certain absolute threshold. This algorithm can be adapted in conventional relatively inexpensive digital control circuit chips. If it is desired to calculate in more detail, a more expensive analog computer control chip may be used. While a preferred inexpensive sensor device may have only a simple visual display device, more expensive devices may be compatible with power input and / or data input and output ports. The data input can be, for example, an initial setting and / or a change in operating state.

単純なラジオ発信機等の無線技術を比較的単純な方法で過度にコストを上げることなく組み込むことができる可能性があるが、結果的に不要である可能性がある。単純な受信機を配置して、複数の別個の無線センサーにおいて同時に経験される速度を運転者に視覚的に表示することができる。 While wireless technologies such as simple radio transmitters may be incorporated in a relatively simple manner without undue cost, they may eventually be unnecessary. A simple receiver can be arranged to visually display to the driver the speed experienced simultaneously in multiple separate wireless sensors.

以上、本発明を好ましい実施形態について記載したが、当業者であれば複数の改良及び変形形態が考えられるであろう。本発明を定義するために、付随の特許請求の範囲を参照する。 Although the invention has been described with reference to preferred embodiments, a person skilled in the art will be able to conceive several improvements and modifications. For defining the invention, reference is made to the appended claims.

本発明の第一の実施形態の、手持ちサイズの検知器と連結した空気シリンダーの側面概略図である。1 is a schematic side view of an air cylinder connected to a hand-held detector according to a first embodiment of the present invention. FIG. 図１の検知器の分解組立図である。FIG. 2 is an exploded view of the detector of FIG. 1. 本発明の第二の実施形態の、シリンダー及び手持ちサイズの検知器を図示する概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a cylinder and a hand-held detector according to a second embodiment of the present invention. 図３中に示す検知器の末端の外観図である。It is an external view of the terminal of the detector shown in FIG. 図３中に示す検知器の側面概略図である。FIG. 4 is a schematic side view of the detector shown in FIG. 3. 図４と同様に、本発明の検知器の第三の実施形態を示す末端の外観図である。It is an external view of the terminal which shows 3rd embodiment of the detector of this invention similarly to FIG. 図５と同様に、本発明の検知器の第三の実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows 3rd embodiment of the detector of this invention similarly to FIG. 図４と同様に、本発明の第四の実施形態の検知器の末端の外観図である。Similarly to FIG. 4, it is an external view of the end of the detector of the fourth embodiment of the present invention. 図５と同様に、本発明の第四の実施形態の検知器の側面図である。It is a side view of the detector of 4th embodiment of this invention similarly to FIG. 本発明の第五の実施形態の検知器の末端を図示する概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an end of a detector according to a fifth embodiment of the present invention. 図１０の検知器の側面図である。It is a side view of the detector of FIG. 本発明の第六の実施形態の検知器の末端を図示する概略図である。It is the schematic which illustrates the terminal of the detector of 6th embodiment of this invention. 図１２の検知器の側面図である。It is a side view of the detector of FIG. 第七の実施形態の検知器が固定されたシリンダーを図示する概略図である。It is the schematic which illustrates the cylinder to which the detector of 7th Embodiment was fixed. 図１４中の２−２’の線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the 2-2 'line | wire in FIG. 伸長する際及び戻る際の、１個のセンサーについての電圧と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage and time about one sensor at the time of extending | stretching and returning. 伸長する際の、間隔をあけて配置した２個のセンサーについての電圧と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage and time about two sensors arrange | positioned at intervals when extending | stretching.

符号の説明Explanation of symbols

図１について：
１０、速度検知器
１２、空気シリンダー機構
１４、シリンダー
１６、ピストン
１８、ピストン棒
２０、ピストンヘッド
２２、永久磁石
２４、気道
２６、気道
２８、ピストン外部の末端
３０、シリンダー末端
３２、シリンダー軸
３３、北極
３４、南極
３５、磁石中心のゼロ平面
４０、電池
４８、液晶表示装置
５０、センサー
５２、対称面
７４、リセットボタン
７６、ホールドボタン
Ｄ、センサー間隔 About Figure 1:
10, speed detector 12, air cylinder mechanism 14, cylinder 16, piston 18, piston rod 20, piston head 22, permanent magnet 24, airway 26, airway 28, end 30 outside the piston, cylinder end 32, cylinder shaft 33, North pole 34, south pole 35, zero plane 40 in the center of the magnet, battery 48, liquid crystal display device 50, sensor 52, symmetry plane 74, reset button 76, hold button D, sensor interval.

図２について：
３４、外部ケーシング
３６、外部ケーシング
３８、回路基板
４０、電池
４２、中央処理装置
４４、手動スイッチ
４６、手動スイッチ
４８、液晶表示装置
５０、センサー
５４、ケーシング側面
５６、ケーシング上面 About Figure 2:
34, outer casing 36, outer casing 38, circuit board 40, battery 42, central processing unit 44, manual switch 46, manual switch 48, liquid crystal display device 50, sensor 54, casing side surface 56, casing upper surface

図３について：
１０、速度検知器
１４、シリンダー
１６、ピストン
３２、シリンダー軸
７８、線 About Figure 3:
10, speed detector 14, cylinder 16, piston 32, cylinder shaft 78, line

図４について：
５０、センサー
５８、検知器の胴部
６０、設置用アーム About Figure 4:
50, sensor 58, detector body 60, installation arm

図５について：
１０、速度検知器
５０、センサー
５８、検知器の胴部
６０、設置用アーム
６２、設置用アーム平面 About Figure 5:
10. Speed detector 50, sensor 58, detector body 60, installation arm 62, installation arm plane

図６について：
５０、センサー
５８、検知器の胴部
６６、中心軸 About Figure 6:
50, sensor 58, detector body 66, central axis

図７について：
１０、速度検知器
５８、検知器の胴部
６４、平面
６６、中心軸
７０、検知器の前側末端の平面 About Figure 7:
10. Speed detector 58, detector body 64, plane 66, central axis 70, plane at the front end of the detector

図８について：
５０、センサー
５８、検知器の胴部
６６、中心軸 About Figure 8:
50, sensor 58, detector body 66, central axis

図９について：
１０、速度検知器
５８、検知器の胴部
６４、平面
６６、中心軸
７０、検知器の前側末端の平面 About Figure 9:
10. Speed detector 58, detector body 64, plane 66, central axis 70, plane at the front end of the detector

図１０について：
５０、センサー
６８、検知器の胴部 About FIG. 10:
50, sensor 68, detector body

図１１について：
１０、速度検知器
５０、センサー
６４、平面
６６、中心軸
６８、検知器の胴部 About Figure 11:
10. Speed detector 50, sensor 64, plane 66, center axis 68, detector body

図１２について：
５０、センサー
６８、検知器の胴部 About FIG. 12:
50, sensor 68, detector body

図１３について：
１０、速度検知器
５０、センサー
６４、平面
６６、中心軸
６８、検知器の胴部 About FIG. 13:
10. Speed detector 50, sensor 64, plane 66, center axis 68, detector body

図１４について：
１０、速度検知器
１４、シリンダー
１６、ピストン
１８、ピストン棒
２２、永久磁石
３２、シリンダー軸
４８、液晶表示装置
２−２’、切断線 About Figure 14:
10, speed detector 14, cylinder 16, piston 18, piston rod 22, permanent magnet 32, cylinder shaft 48, liquid crystal display device 2-2 ', cutting line

図１５について：
１０、速度検知器
１４、シリンダー About Figure 15:
10, speed detector 14, cylinder

Claims (16)

ピストン速度検知器であって、
シリンダー内で往復運動する磁石のついたピストンのシリンダーに対する速度を調べるための検知器であって、
磁場を感知でき、かつ、磁場の強さに応じた出力信号を発信できる複数の磁場センサーであって、それぞれ互いに一定の間隔をあけて並んでいる磁場センサー、及び、
ピストンが検知器を通過するという動きに対する各センサーの出力信号から、ピストンについている磁石が各センサーを通過した相対的な時間を調べ、かつ、この時間から、並んだセンサーの相対位置に基づいてピストンの推定速度を計算する電気回路を含む
ことを特徴とする検知器。 A piston speed detector,
A detector for examining the speed of a piston with a magnet reciprocating in a cylinder relative to the cylinder,
A plurality of magnetic field sensors capable of sensing a magnetic field and transmitting an output signal corresponding to the strength of the magnetic field, each of which is arranged at a predetermined interval from each other; and
From the output signal of each sensor for the movement that the piston passes the detector, the relative time that the magnet attached to the piston passes each sensor is examined, and from this time, the piston is based on the relative position of the sensors in line. A detector comprising an electrical circuit for calculating an estimated speed of the. 必要な機能を組み込んだ、手持ちサイズで電池式の検知器である
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 The detector according to claim 1, wherein the detector is a hand-held battery-operated detector incorporating a necessary function. 人間が判読できる形で推定速度を表示するための表示機構を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の検知器。 The detector according to claim 2, further comprising a display mechanism for displaying the estimated speed in a human-readable manner. 前記磁石のついたピストンがピストンの移動する方向に北極及び南極を有していて、各センサーの出力信号がゼロになる時間を調べる
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 The detector according to claim 1, wherein the piston with the magnet has a north pole and a south pole in a direction in which the piston moves, and the time when the output signal of each sensor becomes zero is checked. 各センサーについて、出力信号が増大して所定の絶対閾値を超えた後で出力信号が最初にゼロになる時間を前記電気回路によって調べる
ことを特徴とする請求項４に記載の検知器。 5. A detector as claimed in claim 4, characterized in that for each sensor, the electrical circuit checks the time for which the output signal first becomes zero after the output signal increases and exceeds a predetermined absolute threshold. あるセンサーについて出力信号が前記のように最初にゼロになった際に、ピストンが各センサーに最も接近したと推定される
ことを特徴とする請求項５に記載の検知器。 6. A detector as claimed in claim 5, characterized in that the piston is estimated to be closest to each sensor when the output signal for that sensor first becomes zero as described above. 前記電気回路によって、各センサーの出力信号が正又は負の最大値となる時間を調べ、かつ、出力信号が正又は負の最大値である際にピストンが各センサーに最も接近したと推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 Check the time when the output signal of each sensor has a positive or negative maximum value by the electric circuit, and estimate that the piston is closest to each sensor when the output signal is a positive or negative maximum value. The detector according to claim 1. 前記複数のセンサーが少なくとも３個のセンサーを含み、かつ、
ピストンの移動方向に対するセンサーの計算して求められた並び方を考慮することにより前記回路によって推定速度を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 The plurality of sensors includes at least three sensors; and
The detector according to claim 1, wherein the estimated speed is calculated by the circuit in consideration of the arrangement obtained by calculating the sensors with respect to the moving direction of the piston. ユーザーに対して視覚的に明白な外観的特徴があり、前記検知器の相対的な位置をユーザーに示すことによって、ピストンを有するシリンダーに対して望ましい並び方でセンサーを並べることができる
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 It has a visually apparent appearance feature to the user, and can indicate the relative position of the detector to the user so that the sensors can be arranged in a desired arrangement with respect to the cylinder with the piston. The detector according to claim 1. センサーを２個有していて、
シリンダー軸に平行に間隔をあけて２個のセンサーを有する検知器の位置を外観的特徴によって示す
ことを特徴とする請求項９に記載の検知器。 Have two sensors,
10. Detector according to claim 9, characterized in that the position of the detector with two sensors spaced apart parallel to the cylinder axis is indicated by appearance features. センサー３個を平面上に三角形に並べて有していて、
平面がシリンダー軸の径に対して垂直である検知器の位置を外観的特徴によって示す
ことを特徴とする請求項９に記載の検知器。 It has three sensors arranged in a triangle on a plane,
10. A detector according to claim 9, characterized in that the position of the detector whose plane is perpendicular to the diameter of the cylinder axis is indicated by appearance features. 少なくとも４個の検知器を有し、そのうちの３個は平面上に三角形に並んでいて、４個目はこの平面から間隔があいている
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 The detector according to claim 1, wherein the detector has at least four detectors, three of which are arranged in a triangle on a plane, and the fourth is spaced from the plane. 発電する機構を含み、磁石のついたピストンが前記検知器に対して移動することによって前記検知器を稼働させることができる
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 The detector according to claim 1, further comprising a mechanism for generating electricity, wherein the detector can be operated by moving a piston with a magnet relative to the detector. 各センサーについて出力信号の最大強度又は最小強度を測定して、各センサーと前記軸との間隔を推定すること、及び、各センサーと前記軸との間隔から前記軸に対する並び方を計算することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の検知器。 Measuring the maximum or minimum intensity of the output signal for each sensor, estimating the distance between each sensor and the axis, and calculating the alignment with respect to the axis from the distance between each sensor and the axis. The detector according to claim 1. 各センサーについて、出力信号が増大して所定の絶対閾値を超えた後で出力信号が最初にゼロになる時間を前記電気回路によって調べる
ことを特徴とする請求項１２に記載の検知器。 13. A detector as claimed in claim 12, characterized in that for each sensor, the electrical circuit checks the time when the output signal first becomes zero after the output signal increases and exceeds a predetermined absolute threshold. 各センサーについて出力信号の最大強度又は最小強度を測定して、各センサーと前記軸との間隔を推定すること、及び、各センサーと前記軸との間隔から前記軸に対する並び方を計算することを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の検知器。
Measuring the maximum or minimum intensity of the output signal for each sensor, estimating the distance between each sensor and the axis, and calculating the alignment with respect to the axis from the distance between each sensor and the axis. The detector according to claim 15.

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