JPH0222483Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案はアクチユエータのピストン位置検出装
置に関し、特に、往復運動するラツクなどの移動
部材とともに移動されるマグネツトの位置を検知
することによつて、アクチユエータの作動状況を
外部から把握することが可能なピストン位置検出
装置に関する。

〔背景技術〕

工作機械や各種自動作業機等のアクチユエータ
として、たとえばラツクピニオン型のロータリア
クチユエータがある。

すなわち、ラツクの端部に形成されたピストン
に圧縮空気圧などを作用させることによつて往復
運動させ、このラツクに噛合されるピニオンを介
してシヤフトなどのトルクに変換し、所定の外部
負荷を駆動するように構成されたものである。

このようなロータリアクチユエータでは、シヤ
フトの回転方向や回転量あるいはピストンやラツ
クの移動量や方向を検知し、この検知結果に基づ
いてロータリアクチユエータ自体の動作を制御し
たり、外部負荷の移動量などを制御することが必
要とされることがあり、このためピストン位置検
出装置が設けられる場合がある。

このピストン位置検出装置としては、たとえば
ラツクやピストン等の移動部材にリング状のマグ
ネツトを設けると共に、シリンダ外部にはそのマ
グネツトに感応する磁気センサを設けることによ
つて、ラツクなどの移動部材の位置を外部から把
握できるように構成することが考えられる。

しかしながら、上記のようなピストン位置検出
装置においては、磁気センサはシリンダ外周の一
部に設けられるのに対し、マグネツトはロツドや
ピストンの全周にわたつてリング状に設けられ、
このマグネツトは磁気センサを感応させるために
必要とされる部位以外の空間をも占有することと
なる。

このため、移動部材が収容されるシリンダの形
状が大となり、さらにはアクチユエータ全体の形
状が必要以上に大型化されてしまうという問題が
あつた。

また、上記ラツクの２つの移動端を検出するの
に、従来では２つのリング状マグネツトをロツド
両端に設け、これらのマグネツトの位置をシリン
ダの各端部に設けた磁気センサで検出していたた
め、ラツクおよびシリンダの軸方向の寸法が長く
なるという問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、小形化が可能なピストン位置
検出装置を提供することにある。

本考案の他の目的は、装着対象のアクチユエー
タの小形化を実現することが可能なピストン位置
検出装置を提供することにある。

〔考案の概要〕

本考案は、流体圧によつてシリンダ内を往復運
動される移動部材のストローク量を検出するアク
チユエータのピストン位置検出装置を、移動部材
のシリンダの軸心から偏心した位置に軸方向に設
けられた穴に埋込まれたマグネツトと、シリンダ
の外周上において、マグネツトのストローク端部
に対応する位置に配設される磁気センサとで構成
することによつて、ピストン位置検出装置自体の
小型化を図るとともに、マグネツトの、移動部材
内、すなわちシリンダ内に占める空間を大幅に減
少させ、さらに一個のマグネツトの短いストロー
ク量を検出することによつて移動部材の往復位置
を把握できるようにして、ピストン位置検出装置
が装着されるアクチユエータを小型化できるよう
にしたものである。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例であるロータリーア
クチユエータのピストン位置検出装置の装着状態
を示す断面図であり、第２図はその外観平面図、
第３図は第１図において線−で示される方向
より見た側面図、第４図は第１図において線−
で示される部分の断面図である。

本体１内には、同一平面内に平行に軸を有する
シリンダ２および３が形成され、前記平面に垂直
にシリンダ２および３の境界部を貫通してピニオ
ン４が設けられている。

このピニオン４の両端には、本体１に嵌合され
る一対の軸受５が設けられ、ピニオン４が回転自
在に支持されている。

さらに、ピニオン４の一端には、ピニオン４と
同軸の主軸６（軸体）が本体１の外部に突出する
ように形成されている。

このピニオン４の歯部は、平行に設けられたシ
リンダ２および３の内部に露出されており、シリ
ンダ２および３内の軸方向に移動自在にそれぞれ
収容される円筒形部材の側面に直線状に歯部を形
成して構成される一対のラツク７および８（移動
部材）に同時に噛合される構造とされている。

さらに、一対のラツク７および８の一端には、
それぞれピストン９および１０が形成され、シリ
ンダ２および３の一端を閉止するシリンダカバー
１１とともに二つの流体室が独立に構成される構
造とされている。

ピストン９および１０の周囲には、それぞれピ
ストンパツキン１２が、またシリンダ２および３
とシリンダカバー１１との間にはＯリング１３が
それぞれ装着され、前記二つの流体室の気密が保
持されるように構成されている。

そして、シリンダカバー１１に形成され、二つ
の流体室にそれぞれ個別に連通される圧力ポート
１４および１５を通じて、前記二つの流体室に交
互に、たとえば圧縮空気圧（流体圧）を作用させ
ることによつて、ラツク７または８が直線状に往
復運動され、ピニオン４を介して主軸６に所定の
揺動トルクが発生されるものである。

この場合、ラツク７には、第１図の紙面に垂直
な方向に横穴が形成され、棒状のマグネツトＭが
シリンダ２の軸方向に平行にかつシリンダ２の壁
面に近接した位置に偏心してラツク７の内部に装
着され、栓１６によつて固定されて、ラツク７と
ともに移動されるように構成されている。

一方、本体１のシリンダ２の側の外部壁面に
は、ラツク７とともに往復運動されるマグネツト
Ｍのストローク端部に対応する位置に、マグネツ
トＭの磁気に感応する一対の磁気センサＳ１およ
びＳ２がセンサホルダ１７およびねじ１８によつ
て固定されて配設され、本体１の壁面を介して直
下の位置にマグネツトＭが存在される時にケーブ
ル１９および２０を介して接続される所定の制御
機器に所定の電気信号などが伝達されることによ
つて、外部からラツク７および８の位置やピニオ
ン４すなわち主軸６の回動角度などが把握され、
ピストン位置検出装置が構成される。

この磁気センサＳ１およびＳ２は、たとえば、
磁気の作用の有無によつて開閉されるリードスイ
ツチなどで構成される。

このように、本実施例のピストン位置検出装置
においては、一個のマグネツトＭが一方のラツク
７の内部の偏心した位置に装着される構造である
ため、ラツク７の外部空間をマグネツトＭが占有
することがなく、さらにラツク７の歯部とラツク
７内に装着されるマグネツトＭが干渉しないため
ラツク７の径を大きく取る必要もない。

この結果、ピストン位置検出装置が装着される
ロータリーアクチユエータを小型化できる。

さらに、ラツク７の内部に装着された一個のマ
グネツトＭの比較的短いストロークを検出するこ
とによつてシリンダ２内におけるラツク７の位置
が把握されるため、シリンダ２の外周部に配設さ
れる磁気センサＳ１およびＳ２を近接して設ける
ことが可能となり、シリンダ２すなわちロータリ
ーアクチユエータの本体１の長さを短縮でき、ロ
ータリーアクチユエータが小型化される。

また、シリンダカバー１１に対向する位置には
防塵カバー２１が設けられ、シリンダ２および３
内に塵埃や異物などが侵入することが防止される
ように構成されている。

以下、本実施例の作用について説明する。

はじめに、たとえば圧力ポート１５を通じて圧
縮空気がシリンダ３内に導入され、ラツク８の端
部に形成されたピストン１０に空気圧が作用され
て、ラツク８は第１図の左方向に移動される。

このとき、ラツク８に噛合されるピニオン４は
ラツク８の移動によつて回動力を受け、ピニオン
４と同軸に一体に形成される主軸６には所定のト
ルクが発生され、主軸６に接続される所定の負荷
（図示せず）が駆動される。

一方、ラツク８とともにピニオン４に噛合され
るラツク７は、ピニオン４を介してラツク８と逆
の方向に従動され、端部に形成されたピストン９
がシリンダカバー１１に当接される位置すなわち
ストローク端部で停止され、ラツク７に作用され
る反力によつてラツク８の移動も同時に停止され
る。

さらに、ラツク７の内部に装着されたマグネツ
トＭによつて、マグネツトＭの直上部に対応する
シリンダ２の外部に設けられた磁気センサＳ２が
感応され、ケーブル２０を通じて制御機器などに
所定の電気信号が伝達されて、ラツク７がシリン
ダカバー１１側のストローク端に位置することが
把握され、たとえば圧力ポート１５への空気圧の
作用の解除などの所定の制御動作が行われる。

同様に、圧力ポート１４に空気圧が作用される
場合には、ラツク７は防塵カバー２１の側のスト
ローク端まで移動され、ピニオン４を介して従動
されるラツク８のピストン１０がシリンダカバー
１１に当接される位置で停止され、このときラツ
ク７内の装着されるマグネツトＭは磁気センサＳ
１を感応させ、ラツク７が防塵カバー２１側のス
トローク端に位置されることが把握される。

このように、マグネツトＭが装着されたラツク
７の位置を検知することによて、このラツク７に
噛合されるピニオン４の揺動量などの動作状況を
正確に把握でき、ピニオン４とともに謡動される
主軸６によつて駆動される負荷の動作が正確に制
御される。

以上本考案を実施例に基づき具体的に説明した
が、本考案は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

たとえば、ラツク７および８を駆動する流体と
しては、圧縮空気に限らず、与圧されたオイルな
どでもよい。

マグネツトの断面形状も、円形、四角形、ある
いは他の多角形等の任意の形状にすることができ
る。

さらに、磁気センサおよびマグネツトは第１図
に二点鎖線で示す如く、各ラツクに対応してシリ
ンダの両側面に別々に設けてもよく、ピストンの
ストロークが短い時にもピストン位置の検出が容
易であり、またリード線の配線を両センサ共に同
一方向とすることができるという利点もある。

〔効果〕

(1) ピストン位置検出装置が、シリンダ内を移動
される移動部材のシリンダの軸心より偏心した
位置にシリンダの軸方向に設けられた穴に埋込
まれたマグネツトと、シリンダの外周部の移動
部材の行程端部に対応する位置に配設され、移
動部材内部に偏心して保持されるマグネツトに
感応する磁気センサとで構成されているため、
ピストン位置検出装置が小型化される。

(2) 前記(1)の結果、ラツクの外部空間をマグネツ
トが占有することがなく、さらにラツクの歯部
とラツク内に装着されるマグネツトが干渉しな
いため、ピストン位置検出装置が装着されるア
クチユエータのラツクおよびシリンダを小径化
できる。

(3) 前記(1)の結果、ラツクの内部に装着されたマ
グネツトの短いストロークを検出することによ
つてシリンダ内におけるラツクの位置が正確に
把握されるため、シリンダの外周部に配設され
る磁気センサを近接して設けることが可能とな
り、シリンダすなわちアクチユエータ本体の長
さを短縮できる。

(4) 前記(2)および(3)の結果、ピストン位置検出装
置が装着されるアクチユエータ全体を小型化で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるロータリーア
クチユエータのピストン位置検出装置の装着状態
を示す断面図、第２図はその外観平面図、第３図
は第１図において線−で示される方向より見
た側面図、第４図は第１図において線−で示
される部分の断面図である。 １…本体、２，３…シリンダ、４…ピニオン、
５…軸受、６…主軸（軸体）、７，８…ラツク、
９，１０…ピストン、１１…シリンダカバー、１
２…ピストンパツキン、１３…Ｏリング、１４，
１５…圧力ポート、１６…栓、１７…センサホル
ダ、１８…ねじ、１９，２０…ケーブル、２１…
防塵カバー、Ｍ…マグネツト、Ｓ１，Ｓ２…磁気
センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 流体圧によつて駆動される移動部材のシリン
   ダ内における往復運動を、軸体のトルクとして
   取り出すアクチユエータであつて、前記シリン
   ダ内を移動される移動部材の前記シリンダの軸
   心より外側に偏心した位置に該シリンダの軸方
   向に設けられた穴に埋込まれたマグネツトと、
   前記シリンダの外周部の前記移動部材の行程端
   部に対応する位置に配設され、前記マグネツト
   に感応する磁気センサとを有することを特徴と
   するアクチユエータのピストン位置検出装置。 ２ 移動部材が、端部にピストンが配置されたラ
   ツクであることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のアクチユエータのピストン
   位置検出装置。 ３ アクチユエータが、往復運動するラツクに噛
   合されるピニオンを介して軸体のトルクを得る
   ラツクピニオン型ロータリアクチユエータであ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のアクチユエータのピストン位置検出
   装置。