JPH0425525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、流体圧シリンダのピストンの移動に
伴なつて関連する機器等を制御作動させる場合等
に用いるピストンの位置検出装置に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a piston position detection device used when controlling related equipment etc. as the piston of a fluid pressure cylinder moves.

従来の技術 従来、このような流体圧シリンダのピストン位
置検出装置は特公昭47−46840号、実公昭51−
25671号、実開昭55−97203号、実開昭57−144604
号等に開示されているが、これらによればシリン
ダチユーブ内を摺動するピストンに、軸方向にＮ
−Ｓ極を配置した１つの円環状永久磁石を装着
し、この１つの円環状永久磁石により生じる磁力
により作動するリードスイツチ等の磁気感応スイ
ツチをシリンダチユーブ外側に設けた構造になつ
ていた。Conventional technology Conventionally, such a piston position detection device for a fluid pressure cylinder has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 46840 (1983) and Japanese Publication No. 46840 (1983),
No. 25671, Utility Model No. 55-97203, Utility Model No. 144604
According to these, N is applied to the piston sliding in the cylinder tube in the axial direction.
- One annular permanent magnet with an S pole arranged thereon was attached, and a magnetically sensitive switch such as a reed switch operated by the magnetic force generated by this one annular permanent magnet was provided on the outside of the cylinder tube.

考案が解決しようとする問題点 前記従来の技術によれば、円環状永久磁石と磁
気感応スイツチとの距離が大きい場合、シリンダ
の半径方向の磁界を強くする必要があり、一つの
磁石では、高価な磁性材料を用いて強磁界を生じ
させるか、あるいは磁石の大きさを大きくするか
という方法があるが、装置自体が高価になつたり
大型化してしまうという欠点があつた。また、例
えば特公昭51−28793号に開示されているような
ロツドレスシリンダ（シリンダ壁を貫通して外方
へ突出してスロツトに沿つて移動するピストンマ
ウントにピストンを連結し、スロツトを緘封部材
で緘封するようにしたもの）では、ピストンマウ
ントとピストンとがピストン軸方向中央で連結さ
れているために（このピストン中央位置は種々の
装置の取付や作動基準とするのに都合がよい）こ
こに円環状永久磁石を装着することは困難であつ
た。Problems to be solved by the invention According to the conventional technology, when the distance between the annular permanent magnet and the magnetically sensitive switch is large, it is necessary to strengthen the magnetic field in the radial direction of the cylinder, and a single magnet is expensive. There are methods to generate a strong magnetic field using a magnetic material or to increase the size of the magnet, but these methods have the disadvantage that the device itself becomes expensive and large. Also, for example, a rodless cylinder as disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-28793 (a piston is connected to a piston mount that protrudes outward through the cylinder wall and moves along a slot, and the slot is closed by a sealing member) is used. The piston mount and piston are connected at the center in the axial direction of the piston (this central position of the piston is convenient for mounting various devices and using as an operating reference). It was difficult to attach a circular permanent magnet here.

問題点を解決するための手段 本考案は、非磁性体のシリンダチユーブ内に摺
動自在に嵌装された非磁性体のピストンに取付け
た磁石の磁力により、シリンダチユーブ外周の磁
気感応スイツチを作動してピストン位置を検出す
る流体圧シリンダのピストン位置検出装置におい
て、前記ピストンには、少なくとも一対の棒状永
久磁石を、夫々一方の磁極をシリンダチユーブ内
面と対向させてピストン軸方向に所定間隔をおい
て一体的に並設し、これらの棒状永久磁石のシリ
ンダチユーブ内面と対向する磁極の極性を逆にし
て、シリンダチユーブ内側と対向しない磁極相互
を鋼板で接続したことを特徴とする。Means to Solve the Problem The present invention operates a magnetically sensitive switch on the outer periphery of the cylinder tube using the magnetic force of a magnet attached to a non-magnetic piston that is slidably fitted inside the cylinder tube. In the piston position detection device for a fluid pressure cylinder, the piston is provided with at least a pair of rod-shaped permanent magnets, each of which has one magnetic pole facing the inner surface of the cylinder tube and is spaced at a predetermined interval in the piston axial direction. The rod-shaped permanent magnets are integrally arranged side by side, the polarities of the magnetic poles facing the inner surface of the cylinder tube are reversed, and the magnetic poles not facing the inner surface of the cylinder tube are connected to each other with a steel plate.

作 用 前記構成によれば、ピストンに一体的に並設さ
れた少くとも一対の永久磁石のシリンダチユーブ
内面と対向しない側の磁極を鋼板で接続したこと
で、一対の磁石をあたかも一つの永久磁石のよう
に作用させ、シリンダチユーブ内面と対向する磁
極間に強い磁界を生じさせ、この磁界により磁気
感応スチツチを作動させて、確実にピストン位置
を確認する。また、ピストンには棒状永久磁石を
取付けるのであるから、円環状永久磁石を装着困
難なロツドレスシリンダのピストンにも容易に実
施可能でロツドレスシリンダのピストン位置も検
出し得る。Effects According to the above structure, the magnetic poles of at least one pair of permanent magnets that are integrally arranged in parallel with the piston are connected to the inner surface of the cylinder tube by a steel plate, so that the pair of magnets are treated as if they were one permanent magnet. A strong magnetic field is generated between the inner surface of the cylinder tube and the opposing magnetic poles, and this magnetic field activates the magnetically sensitive switch to reliably confirm the piston position. Further, since a rod-shaped permanent magnet is attached to the piston, it can be easily applied to a piston of a rodless cylinder where it is difficult to attach an annular permanent magnet, and the piston position of a rodless cylinder can also be detected.

第一実施例 第１〜４図において、ロツドレスシリンダに実
施した場合について説明する。非磁性材で構成さ
れるシリンダチユーブ１にはその中心と偏心して
断面円形のシリンダ室２が形成され、このシリン
ダチユーブ１の図示しない両端には夫々圧流体給
排用ポートを備えたエンドキヤツプ（図示せず）
が固着されている。このシリンダ室２内には、ア
ルミニウム合金等の非磁性体で構成されたピスト
ン３が摺動自在に嵌装されている。このピストン
３はその中央部に凹部４が形成され、この凹部４
には更に鋼板装着用の溝５が形成されている。こ
の溝５と直交するように、棒磁石の取付孔６がピ
ストン３の軸方向中央CLの両側に対称に４か所
穿設されている。溝５には炭素量の少ない鋼板７
が挿入、接着され、また、この鋼板７を挟んで半
径方向両側に、棒状永久磁石として例示する夫々
一対のアルニコ棒磁石８，９及び１０，１１が
夫々その一方の磁極８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ
がシリンダチユーブ内面２ａに対向し、反対側の
磁極８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂが前記鋼板７に
接続され、かつ、夫々の一対のアルニコ棒磁石
８，９及び１０，１１の相対する磁極８ａと９ａ
及び１０ａと１１ａが逆の極性となるように配置
され、更に半径方向に一列になつているアルニコ
棒磁石８と１０及び９と１１の相対する磁極８ｂ
と１０ｂ及び９ｂと１１ｂが同じ極性となるよう
にしてある。このような磁極の配置により、磁極
８ａから１０ａ及び９ａから１１ａに向かう磁束
を小さくし、磁極８ａ−９ａ間及び１０ａ−１１
ａ間に生ずる磁界を強くするようにしてある。ピ
ストン３の凹部４には、ピストンヨーク１２が取
付ねじ１３によりピストン３に固定され、このピ
ストンヨーク１２の一部がシリンダチユーブ１の
全長に亘つて開口したスロツト１４から外部へ突
出され、この突出部にピストンマウント１５が固
着されている。スロツト１４の内側と外側には、
両端を左右のエンドキヤツプに固定した内、外側
シールバンド１６，１７が配備され、前記スロツ
ト１４を緘封するよになつている。シリンダチユ
ーブ１の前記アルニコ磁石８〜１１の磁軸と交差
する外壁には、軸方向にホルダ１８，１８が延設
されている。このホルダ１８にはその開口部に鉤
状の縁片１８ａが一対形成され、押え板１９と止
めねじ２０によつてリードスイツチ２１が軸方向
所定位置に固定されている。リードスイツチ２１
は周知のように真空ガラス管２３内に磁石の接近
によつて閉じるリード片２２，２２を備え、その
外部を磁気シールドカバーで覆つている。尚、こ
のようなリードスイツチに代えて磁石に感応する
無接点の電子素子（例えばホール素子、磁気抵抗
子等）を内蔵した磁気感応スイツチであつてもよ
い。First Embodiment Referring to FIGS. 1 to 4, a case will be described in which the application is applied to a rodless cylinder. A cylinder chamber 2 having a circular cross section is formed eccentrically from the center of a cylinder tube 1 made of a non-magnetic material, and end caps (not shown) each having a pressure fluid supply/discharge port are provided at both ends of the cylinder tube 1 (not shown). (not shown)
is fixed. A piston 3 made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy is slidably fitted into the cylinder chamber 2 . This piston 3 has a recess 4 formed in its center, and this recess 4
Furthermore, a groove 5 for mounting a steel plate is formed. Four mounting holes 6 for bar magnets are drilled symmetrically on both sides of the axial center CL of the piston 3 so as to be perpendicular to the groove 5. A steel plate 7 with a low carbon content is placed in the groove 5.
are inserted and bonded, and on both sides of the steel plate 7 in the radial direction, a pair of alnico bar magnets 8, 9 and 10, 11, each illustrated as a bar-shaped permanent magnet, has one magnetic pole 8a, 9a, 10a, 11a
faces the inner surface 2a of the cylinder tube, the magnetic poles 8b, 9b, 10b, and 11b on the opposite side are connected to the steel plate 7, and the opposing magnetic poles 8a of the respective pairs of alnico bar magnets 8, 9 and 10, 11 9a
and opposing magnetic poles 8b of Alnico bar magnets 8 and 10 and 9 and 11 arranged such that 10a and 11a have opposite polarities and are further aligned in the radial direction.
and 10b, and 9b and 11b have the same polarity. By arranging the magnetic poles in this manner, the magnetic flux directed from the magnetic poles 8a to 10a and from 9a to 11a is reduced, and between the magnetic poles 8a and 9a and between the magnetic poles 10a and 11.
The magnetic field generated between a is made stronger. A piston yoke 12 is fixed to the piston 3 by a mounting screw 13 in the recess 4 of the piston 3, and a part of the piston yoke 12 protrudes outward from a slot 14 that is open over the entire length of the cylinder tube 1. A piston mount 15 is fixed to the portion. Inside and outside of the slot 14,
Inner and outer sealing bands 16 and 17, whose ends are fixed to the left and right end caps, are provided to seal the slot 14. Holders 18, 18 extend in the axial direction on the outer wall of the cylinder tube 1, which intersects with the magnetic axes of the alnico magnets 8-11. A pair of hook-shaped edge pieces 18a are formed in the opening of the holder 18, and a reed switch 21 is fixed in a predetermined position in the axial direction by a presser plate 19 and a set screw 20. reed switch 21
As is well known, the vacuum glass tube 23 is provided with reed pieces 22, 22 which are closed by the approach of a magnet, and the outside thereof is covered with a magnetic shielding cover. Note that instead of such a reed switch, a magnetically sensitive switch incorporating a non-contact electronic element (for example, a Hall element, a magnetoresistive element, etc.) that is sensitive to a magnet may be used.

このような構成によれば、ピストン３に装着さ
れたアルニコ棒磁石８〜１１の磁極９ａから１１
ａに向かう磁束、磁極８ａから１０ａに向かう磁
束は、夫々同極なので弱い磁界Ｓしか発生せず、
また、アルニコ棒磁石８，９と１０，１１は夫々
鋼板７で接続されて、夫々あたかも一体のＵ字形
磁石の如く作用し、磁極８ａ，９ａ間及び磁極１
０ａ，１１ａ間には、第４図に示すように軸方向
と直交する方向に夫々のアルニコ棒磁石８，９と
１０，１１の磁界が合成されて前記磁界Ｓの３〜
４倍の強い磁界Ｍが生じる。従つて、ピストン２
が軸方向に移動すると同時に磁界Ｍも移動し、こ
の磁界Ｍによりリードスイツチ２１が確実に作動
され、ピストン位置を検出する。 According to such a configuration, the magnetic poles 9a to 11 of the alnico bar magnets 8 to 11 attached to the piston 3
Since the magnetic flux directed toward a and the magnetic flux directed from the magnetic poles 8a to 10a are of the same polarity, only a weak magnetic field S is generated.
Moreover, the Alnico bar magnets 8, 9 and 10, 11 are connected by steel plates 7, and act as if they were integrated U-shaped magnets, and between the magnetic poles 8a, 9a and between the magnetic poles 1
Between 0a and 11a, the magnetic fields of Alnico bar magnets 8, 9 and 10, 11 are combined in the direction perpendicular to the axial direction as shown in FIG.
A four times stronger magnetic field M is generated. Therefore, piston 2
At the same time as the piston moves in the axial direction, the magnetic field M also moves, and this magnetic field M reliably operates the reed switch 21 to detect the piston position.

さて、ピストン速度が通常より高速になると、
前記磁界Ｍの軸方向拡がりは一定であるため、リ
ードスイツチ２１がこの磁力により作動する時間
が通常より短くなり、そのためにこのリードスイ
ツチ２１に接続してある図示しない比較的応答時
間の遅いリレー等の制御機器を制御しきれないこ
とが生じる。これに対応できるようにこのロツド
レスシリンダの仕様変更を行うが、僅かに磁界の
軸方向の拡がりを拡げようとするならば、アルニ
コ磁石８，９は同一のものを用い、その軸方向の
間隔を変更すると共に鋼板の長さを変更してやれ
ばよく、容易かつ安価に仕様変更し得る。 Now, when the piston speed becomes faster than normal,
Since the axial spread of the magnetic field M is constant, the time during which the reed switch 21 operates due to this magnetic force is shorter than usual, and for this reason, a relay (not shown) with a relatively slow response time, etc. connected to the reed switch 21 is connected to the reed switch 21. It may happen that the control equipment cannot be fully controlled. The specifications of this rodless cylinder will be changed to accommodate this, but if you want to slightly expand the axial spread of the magnetic field, use the same alnico magnets 8 and 9, and adjust the axial spacing between them. The specifications can be easily and inexpensively changed by simply changing the length of the steel plate.

本実施例ではシリンダチユーブの両側にてピス
トン位置を確認することができるようにピストン
両側に一対ずつのアルニコ棒磁石を配設したが、
例えば第５図のように片側に一対配設してもよ
い。また、本実施例ではコンパクトにするため、
直径が小さくて長さが長い棒形状で強い磁界を生
ずるアルニコ棒磁石を用いたが、シリンダ径が充
分に大きい場合には、第６，７図のようにアルニ
コ棒磁石よりも大型ではあるが更に安価なフエラ
イト磁石８Ａ〜１１Ａをピストンの両側又は片側
に一対装着するようにしてもよい。この場合、止
めビス２５は非磁性体である。更に、シリンダも
本願のようにロツドレス型でなくてもよく、例え
ばシリンダチユーブと一体的にシリンダチユーブ
外側にピストン軸と平行に取付けられたガイド軸
にピストンロツドが案内され、ピストンとシリン
ダチユーブが相対回動しないものでもよい。 In this example, a pair of alnico bar magnets were placed on each side of the piston so that the piston position could be confirmed on both sides of the cylinder tube.
For example, a pair may be provided on one side as shown in FIG. In addition, in this example, in order to make it compact,
We used Alnico bar magnets, which are rod-shaped with a small diameter and long length and generate a strong magnetic field, but if the cylinder diameter is sufficiently large, as shown in Figures 6 and 7, although they are larger than Alnico bar magnets, Furthermore, a pair of inexpensive ferrite magnets 8A to 11A may be attached to both sides or one side of the piston. In this case, the set screw 25 is made of a non-magnetic material. Furthermore, the cylinder does not have to be of the rodless type as in the present application; for example, the piston rod is guided by a guide shaft that is integrally attached to the cylinder tube and installed outside the cylinder tube parallel to the piston shaft, so that the piston and cylinder tube can rotate relative to each other. It can be something that doesn't move.

考案の効果 以上のように、本考案のピストン位置検出装置
によれば、シリンダチユーブ内周面と対向する２
つの磁極間に、一対の棒状永久磁石を鋼板で接続
しない場合より、ピストン軸方向に比較的広い範
囲に亘つて半径方向に強い磁界を生じさせること
ができ、シリンダチユーブ厚の厚いものに用いて
も検出が確実である。更に、ピストンに一対の棒
状永久磁石を並設するようにしてあるので、従来
のように円環状永久磁石をピストンに装着困難な
ロツドレスシリンダにも容易に適用可能である。Effects of the invention As described above, according to the piston position detection device of the invention, two
It is possible to generate a strong magnetic field in the radial direction over a relatively wide range in the axial direction of the piston compared to when a pair of rod-shaped permanent magnets are not connected with a steel plate between the two magnetic poles, and it can be used for thick cylinder tubes. detection is also reliable. Furthermore, since a pair of rod-shaped permanent magnets are arranged side by side on the piston, it can be easily applied to a rodless cylinder in which it is difficult to attach an annular permanent magnet to the piston as in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本考案の縦断面図、第２図は第１図Ａ
−Ａ断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第
４図は磁界の状態を示す図、第５，６，７図は他
の実施例である。 １……シリンダチユーブ、２ａ……シリンダチ
ユーブ内面、３……ピストン、７……鋼板、８，
９，１０，１１……永久磁石（アルニコ棒磁石）。 Figure 1 is a longitudinal sectional view of the present invention, Figure 2 is Figure 1A
-A sectional view, FIG. 3 is a BB sectional view of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing the state of the magnetic field, and FIGS. 5, 6, and 7 are other embodiments. 1... Cylinder tube, 2a... Cylinder tube inner surface, 3... Piston, 7... Steel plate, 8,
9, 10, 11...Permanent magnet (Alnico bar magnet).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 非磁性体のシリンダチユーブ内に摺動自在に嵌
装された非磁性体のピストンに取付けた磁石の磁
力により、シリンダチユーブ外周の磁気感応スイ
ツチを作動してピストン位置を検出する流体圧シ
リンダのピストン位置検出装置において、前記ピ
ストンには、少なくとも一対の棒状永久磁石を、
夫々一方の磁極をシリンダチユーブ内面と対向さ
せてピストン軸方向に所定間隔をおいて一体的に
並設し、これらの棒状永久磁石のシリンダチユー
ブ内面と対向する磁極の極性を逆にして、シリン
ダチユーブ内面と対向しない磁極相互を鋼板で接
続したことを特徴とするピストン位置検出装置。 A piston of a fluid pressure cylinder that uses the magnetic force of a magnet attached to a non-magnetic piston that is slidably fitted in a non-magnetic cylinder tube to operate a magnetically sensitive switch on the outer circumference of the cylinder tube to detect the piston position. In the position detection device, the piston includes at least a pair of rod-shaped permanent magnets,
One of the magnetic poles of each rod-shaped permanent magnet is arranged side by side at a predetermined interval in the piston axial direction, facing the inner surface of the cylinder tube, and the polarity of the magnetic pole facing the inner surface of the cylinder tube of these rod-shaped permanent magnets is reversed. A piston position detection device characterized by connecting magnetic poles that do not face the inner surface with a steel plate.