JP2568000B2 - ロッドレスシリンダのピストン位置検出機構 - Google Patents

ロッドレスシリンダのピストン位置検出機構

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JP2568000B2 JP3071262A JP7126291A JP2568000B2 JP 2568000 B2 JP2568000 B2 JP 2568000B2 JP 3071262 A JP3071262 A JP 3071262A JP 7126291 A JP7126291 A JP 7126291A JP 2568000 B2 JP2568000 B2 JP 2568000B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダチューブ内のピ
ストン側の磁石とシリンダチューブ外の追従体側の磁石
との間の磁気吸引力に基づいて追従動作を引き起こすロ
ッドレスシリンダにおけるピストン位置検出機構に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種のロッドレスシリンダとして実公
昭57−45442号公報に開示されるものがある。こ
の従来装置では非磁性体製のシリンダチューブ外に追従
体をスライド可能に設置しており、追従体側の磁石とシ
リンダチューブ内のピストン側の磁石との間の吸引作用
によって追従体がピストンの移動に追随してスライドさ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなロッドレス
シリンダにおけるピストン位置を検出する場合、追従体
側の磁石をピストン位置検出機構の被検出対象とする方
法が考えられる。しかし、シリンダ内外のいずれの磁石
に関しても強磁力化のために複数枚の磁石をヨークで隔
絶して並設する構成が採用されているため、これら各磁
石がピストン位置検出機構に近接したときにはピストン
位置検出機構が複数回作動してしまう。それゆえ、正確
なピストン位置を把握することができないという問題が
ある。また、追従側の複数枚の磁石のうち両端の磁石を
ピストン位置検出機構の被検出対象としても、検出すべ
きピストン位置としては両端付近のみとなり、ストロー
ク途中のピストン位置検出を行うことができないという
問題がある。
【0004】また、ストローク途中の位置検出を行うた
めには、追従用磁石以外の新たな磁石を追従体上に設置
する方法が考えられる。しかしながら、追従用磁石の外
側には追従用磁石の磁束の流出防止用として磁性体製の
シールド板が配置されるため、小型の位置検出用磁石で
は磁束がシールド板に吸収されてしまい、充分な検出感
度が得られない。充分な磁力を得るために磁石を大型に
するとロッドレスシリンダ全体の大型化が避けられな
い。
【0005】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的はピストンに大型の位置検出用磁石を
設置することなしに正確な位置検出を行い得るロッドレ
スシリンダのピストン位置検出機構を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため
に、本発明は非磁性体製のシリンダチューブ内のピスト
ン側の磁石と、シリンダチューブ外の追従体側の磁石と
の間の磁気吸引力に基づく追従動作を引き起こすロッド
レスシリンダにおいて、追従体側の磁石の周囲に追従体
と一体的に移動する磁界遮蔽体を配設し、所定位置のピ
ストン位置検出器の磁気感応領域に対応させるための追
従体側の磁石の磁束漏洩口を磁界遮蔽体によって区画形
成すると共に、磁束漏洩口に磁束密度増大用の補助磁石
を配設した。
【0007】
【作用】磁界遮蔽体によってピストンストローク方向へ
幅狭な磁束漏洩口を形成することにより追従体側の磁石
の限られた磁束が漏洩し、その磁束ベクトルは磁束密度
増大用の補助磁石の磁束ベクトルと合成されることによ
り増幅された1つの磁束ベクトルとなる。そのため、ピ
ストン位置検出機構が検出する磁束密度の波形は大きな
1ピーク波形となる。従って、ピストン位置検出機構が
複数回作動することはなく、ピストン位置を正確に特定
することができる。
【0008】
【実施例】以下に本発明を具体化した一実施例について
図1〜図4に基づき説明する。1は非磁性体製のシリン
ダチューブであり、その両端にはエンドブロック2,3
が嵌入固定されている。シリンダチューブ1内にはピス
トン4が収容されており、ピストン4によってシリンダ
チューブ1内が室1a,1bに区画されている。各エン
ドブロック2,3には作動流体供給通路2a,3aが室
1a,1bに連通するように貫設されている。
【0009】ピストン4は、基軸5と、基軸5に嵌合さ
れた複数の環状の永久磁石6と、各磁石6の両側に並列
支持された複数の環状のヨーク7と、基軸5の両端部に
螺合された締め付け部材8とからなり、両締め付け部材
8の締め付けによって永久磁石6及びヨーク7が基軸5
に締め付け固定されている。両締め付け部材8の外端に
は緩衝リング9が止着されており、周面にはシールリン
グ10及びピストンリング11が嵌合されている。
【0010】シリンダチューブ1上には追従テーブル1
2がスライド可能に嵌合支持されている。追従テーブル
12は、非磁性体製のカバー13とカバー13のカバー
13内に内蔵された一対の軸受15と、両軸受15間に
並設された永久磁石16,16a,16b及びヨーク1
7とから構成されている。永久磁石16,16a,16
bはピストン4上の永久磁石6と吸引関係にあり、各永
久磁石16,16a,16b,6の厚みは同一、かつヨ
ーク17,7の厚みも同一である。従って、ピストン4
側の永久磁石6と追従テーブル12側の永久磁石16,
16a,16bとは、図1に示すように1対1で重合対
応しており、追従テーブル12が室1a,1bにおける
作動流体供給排出によるピストン4の移動に追従する。
【0011】両エンドブロック2,3間には非磁性体製
の取り付けレール18が架設支持されており、取り付け
レール18には磁気感応型のピストン位置検出器19が
取り付けられている。図1及び図2に示すように、取り
付けレール18側の追従テーブル12の側面上には磁性
体製の一対の磁界遮蔽板20,21が間隙Gをもって止
着されている。磁界遮蔽板20,21は磁束を遮断し、
追従テーブル12側の永久磁石16から取り付けレール
18側へ出る磁束が両磁界遮蔽板20,21によって部
分的に遮断される。即ち、追従テーブル12内から取り
付けレール18側へ出る磁束は間隙Gから漏洩する。本
実施例では間隙G(以下、磁束漏洩口という)の間隔は
一枚の永久磁石16の厚みL1 とヨーク17の厚みL2
の2倍との和(L1 +2L2 )より若干大きく設定され
ており、磁束漏洩口Gから漏洩する磁束は、磁束漏洩口
Gの真下に位置する永久磁石16aからの磁束及びそれ
に隣接する永久磁石16bからの磁束の一部になってい
る。
【0012】磁束漏洩口Gには磁束密度増大用の補助磁
石22が永久磁石16aに対向する位置に設けられてお
り、カバー13の表面に対して樹脂製接着剤によって熱
接着されている。磁束密度増大用の補助磁石22は永久
磁石16aと同一の厚みを有する。磁束N,Sの向きが
永久磁石16aの磁極N,Sの向きと同一になるように
配置されている。図3に示すように、各永久磁石16,
16a,16bの磁極N,Sは順次逆向き設定されてい
る。矢印V1 は永久磁石16,16a,16bの磁束ベ
クトルを表し、矢印V2 は補助磁石22の磁束ベクトル
を表す。矢印V0 は磁束漏洩口Gから漏洩する永久磁石
16a,16bの磁束ベクトルV1 と補助磁石22の磁
束ベクトルV2 との合成ベクトルを表す。ピストン位置
検出器19の相対移動経路上の磁束ベクトルV0 は、磁
石16a,16bの磁極方向と補助磁石22の磁極方向
との位置関係によって増幅された磁束ベクトルとなる。
従って、この磁束ベクトルV0 はピストン4が移動する
際にピストン位置検出器19と交差し、ピストン位置検
出器19がオン作動する。
【0013】図4は曲線C1 ,C2 ,は取り付けレール
18側における追従テーブル12周囲の磁束密度を示
し、破線はピストン位置検出器19の磁気感応レベルの
しきい値±Tを示している。曲線C1 は磁界遮蔽板2
0,21が存在すると共に補助磁石22が配設される本
実施例の場合、曲線C2は磁界遮蔽板20,21及び補
助磁石22が存在しない従来装置の場合である。
【0014】曲線C2 では磁束密度の極大が2箇所、極
小が2箇所生じており、それぞれ磁気感応レベルのしき
い値+T以上、若くは−T以下の値を示している。従っ
て、この4箇所の極部がピストン位置検出器19に差し
掛かるとピストン位置検出器19がオン作動する。とこ
ろが、ピストン位置検出器19がピストン4の片側行程
で4回オン作動してしまうため、ピストン位置検出とし
ての用をなさない。
【0015】これに対して曲線C1 では極大が1箇所の
みであり、その極大値は永久磁石16a,16b及び補
助磁石22の磁束の合成によって磁気感応レベルのしき
い値+T以上に設定し得る。即ち、磁束ベクトル合成に
よる磁束密度増大によってしきい値±Tの設定が容易と
なり、この極部がピストン位置検出器19に差し掛かっ
たときのみピストン位置検出器19がオン作動する。従
って、ピストン位置検出器19はピストン4の片側行程
中オン作動を1回のみ行う正常な位置検出を行い、ピス
トンストローク範囲内では取り付けレール18上のピス
トン位置検出器19の任意位置で正確なピストン位置検
出が行われる。
【0016】磁性体製のシールド上に直に位置検出用の
大きな磁石を設置する方式では、位置検出に有効な磁束
密度領域が磁石から遠くなるため、ピストン位置検出器
19の相対移動経路がシリンダチューブ1から遠くな
り、ロッドレスシリンダ全体が大型化する。しかしなが
ら、磁束ベクトルの合成による磁束密度増大効果によっ
て位置検出に充分な磁束密度が得られる本実施例では、
補助磁石22としては小型のものを用いることが可能に
なり、位置検出に有効な磁束密度が補助磁石22の近く
で得られる。従って、ピストン位置検出器19の相対移
動経路をシリンダチューブ1の近くに設定することがで
き、装置全体が大型化することなない。また、磁石の大
型化に伴うピストン動作の低速化という問題も生じな
い。
【0017】補助磁石22の磁極の配置に仕方は必ずし
も前記実施例のように配置する必要はなく、例えば、若
干傾いて配置されていても、合成された磁束ベクトルV
0 が増幅される位置関係が磁石16a,16bとの間に
あればよい。本発明は勿論前記実施例のみに限定される
ことなく、例えば、補助磁石22と磁束遮蔽板20,2
1とが接触しない範囲で補助磁石22の厚み、或いは磁
束漏洩口Gの幅を適宜変更したり、或いは磁束漏洩口G
の幅を調節可能な構造に変更すること等が可能である。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のロッドレ
スシリンダのピストン位置検出機構によると、ピストン
に大型の位置検出用磁石を設置することなしに正確な位
置検出を行い得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を具体化した一実施例を示す側断面図
である。
【図2】 前記実施例における平面図である。
【図3】 前記実施例における磁束ベクトルを示す部分
拡大側断面図である。
【図4】 前記実施例における磁束密度を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 シリンダチューブ、4 ピストン、6 (ピストン
側の永久)磁石、12追従体(追従テーブル)、16
(追従テーブル側の永久)磁石、19 ピストン位置検
出器、20,21 磁界遮蔽体(磁界遮蔽板)、22
(磁束密度増大用の)補助磁石、G 磁束漏洩口または
間隙。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性体製のシリンダチューブ(1)内
    のピストン(4)側の磁石(6)と、シリンダチューブ
    (1)外の追従体(12)側の磁石(16)との間の磁
    気吸引力に基づく追従動作を引き起こすロッドレスシリ
    ンダにおいて、追従体(12)側の磁石(16)の周囲
    に追従体(12)と一体的に移動する磁界遮蔽体(2
    0,21)を配設し、所定位置のピストン位置検出器
    (19)の磁気感応領域に対応させるための追従体(1
    2)側の磁石(16)の磁束漏洩口(G)を磁界遮蔽体
    (20,21)によって区画形成すると共に、磁束漏洩
    口(G)に磁束密度増大用の補助磁石(22)を配設し
    たことを特徴とするロッドレスシリンダのピストン位置
    検出機構。
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CN111810469B (zh) * 2020-06-04 2022-04-19 南京航空航天大学 一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的电静液作动器及其工作方法

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