JPH0925912A - シリンダの作動速度検出センサ - Google Patents

シリンダの作動速度検出センサ

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JPH0925912A
JPH0925912A JP19701995A JP19701995A JPH0925912A JP H0925912 A JPH0925912 A JP H0925912A JP 19701995 A JP19701995 A JP 19701995A JP 19701995 A JP19701995 A JP 19701995A JP H0925912 A JPH0925912 A JP H0925912A
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JP
Japan
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cylinder
coil
operating speed
magnet
detection sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19701995A
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English (en)
Inventor
Shoji Tozawa
祥二 戸澤
Tomoaki Ono
智昭 小野
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダの作動速度を、高い精度で検出でき
るようにする。 【構成】 ヘッドカバー7に、シリンダ筒2内をロッド
長方向に向けて突出するコイル9を設ける一方、ピスト
ンロッド5に、コイル外周に対向する永久磁石13を設
け、油圧シリンダ1の伸縮作動に伴う永久磁石のコイル
に対する相対移動でコイルに発生する誘導起電力を測定
することにより、シリンダの作動速度を検出するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば建設機械に設け
られる油圧シリンダ等のシリンダの作動速度検出センサ
に関するものである。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
例えば建設機械に設けられる油圧シリンダ等において
は、該油圧シリンダへの適正な油圧供給制御を行うた
め、油圧シリンダの伸縮作動速度を検出し、これを油圧
ポンプの流量制御装置等にフィードバックするように構
成したものがある。
【0003】そして、この様な油圧シリンダの作動速度
を検出する手段としては、油圧シリンダの変位量を検出
する変位センサを設け、該変位量を微分して速度を求め
る手段、あるいは油圧シリンダの直線運動を回転運動に
変換し、この回転運動をタコジェネレータ等の発電機に
連動連結し、該発電機で発生する電力を測定することに
より速度を検出する手段等が知られている。
【0004】しかるに、前者のものは、精度の高い速度
検出をするにはデータ抽出のサンプリング間隔を短かく
すれば良いが、この様にした場合や油圧シリンダが低速
作動している時には、変位データの絶対値が小さくなる
ため、検出された変位データに含まれる微小ノイズが、
変位データを微分処理して得られる速度演算値に大きく
影響を与えることになって、演算された検出速度の精度
が悪くなってしまう等の問題がある。
【0005】一方、後者のものは、油圧シリンダの外部
に取り付けられるものの部品点数が多く、これら外付け
部品を外部環境から保護するため、さらにカバー等の保
護装置が必要となって、一段と部品点数が多くなるとい
う問題があり、しかも前者同様、油圧シリンダの低速作
動時には、出力電力が小さいためノイズの影響を受けや
すいという問題もある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することができるシリン
ダの作動速度検出センサを提供することを目的として創
案されたものであって、シリンダ筒と、該シリンダ筒に
摺動自在に内嵌するピストンおよび該ピストンが固着さ
れるピストンロッドからなる可動側部材とを備えて伸縮
自在に構成されるシリンダにおいて、前記シリンダ筒に
設けられるヘッドカバーからロッド長方向に向けて突設
される導電性部材からなるコイルと、可動側部材に前記
コイルが遊嵌状に挿入するよう穿設される筒孔と、前記
コイル外周に対向するよう可動側部材に一体的に設けら
れ、コイルに対向する内周面側がN、Sいずれか一方の
極で、外周面側が他方の極に設定される磁石と、前記磁
石の移動に基づきコイルに発生する誘導起電力の大きさ
を検出する検出手段とを備えて構成されることを特徴と
するものである。そして本発明は、この構成によって、
シリンダの作動速度を、構造簡単なものでありながら、
精度高く検出できるようにしたものである。
【0007】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図面において、1は油圧シリンダであって、該
油圧シリンダ1は、円筒状のシリンダ筒2、該シリンダ
筒2内に軸方向摺動自在に内嵌されるピストン3、該ピ
ストン3に基端部側がナット4を介して固着され、先端
部側がシリンダ筒2から突出するピストンロッド5、シ
リンダ筒2のピストンロッド5突出側端部を塞ぐロッド
カバー6、該ロッドカバー6側とは反対側のシリンダ筒
2端部を塞ぐヘッドカバー7等の部材から構成されてお
り、そして、ロッドカバー6に形成される縮小側ポート
6a、またはヘッドカバー7に形成される伸長側ポート
7aからシリンダ筒2内に圧油が供給されることで油圧
シリンダ1が伸縮作動すること等の基本的構成は従来通
りである。尚、図中、8、8aはクッションリングであ
る。
【0008】9は本発明の速度検出センサを構成するコ
イルであって、導電性部材からなるものであるが、該コ
イル9は、例えば樹脂、セラミックス等の非磁性絶縁物
質10によって円筒形状に固化されている。さらにこの
非磁性絶縁物質10の基端部には、外周面部に螺子溝1
1aが刻設された螺子部材11が一体的に設けられてい
るが、該螺子部材11を、ヘッドカバー7の中心部に穿
設された螺子孔7bに螺入せしめることにより、前記非
磁性絶縁物質10によって固化されたコイル9が、シリ
ンダ筒2内を軸方向(ピストンロッド5の長さ方向)に
向けて突出する状態でヘッドカバー7に一体的に取り付
けられるように構成されている。
【0009】さらに、前記非磁性絶縁物質10の筒内部
には、円筒状の補助磁石12が内装されている。この補
助磁石12は、本実施例において、外周面側がN極で、
内周面側がS極に設定されている。勿論、N、S極を逆
に設定してもよく、この場合には、後述する永久磁石1
3の極も逆になることはいうまでもない。
【0010】一方、ピストンロッド5の軸中心部には、
前記コイル9が遊嵌状に挿入する筒孔5aが穿設されて
いる。また、この筒孔5aのヘッドカバー7側端部に
は、内周面部が非磁性絶縁物質10の外周面に僅かな間
隙を存して対向する円筒状の永久磁石13が、非磁性絶
縁性を有した接着剤等によって止着されているが、該永
久磁石13は、コイル9に対向する内周面側がS極で、
外周面側がN極に設定されている。尚、前記非磁性絶縁
性物質10によって固化されたコイル9は、筒孔5aや
永久磁石13とのあいだに生じる摺動抵抗、およびシリ
ンダ筒2内に流入出する圧油の流体力に耐え得る強度を
有するものであることは言うまでもない。
【0011】さらに、14は前記コイル9の両端部に接
続されるリード線であって、該リード線14は、非磁性
絶縁物質10のヘッドカバー7側端部から引出されて、
ヘッドカバー7に形成される凹部7cに収納された増幅
器15に接続されている。この増幅器14は、同じく凹
部7cに収納されるコネクタ16を介して、油圧シリン
ダ1外部の電圧計17に接続されている。
【0012】叙述の如く構成された本発明の実施例にお
いて、油圧シリンダ1は、ポート6aまたはポート7a
に圧油が供給されることにより伸縮作動を行うことにな
るが、該伸縮作動に伴って、ヘッドカバー7からシリン
ダ筒2内を軸方向に突出するコイル9に対し、該コイル
9に僅かな間隙を存して対向する状態でピストンロッド
5の筒孔5aに止着された円筒状の永久磁石13が軸方
向に進退移動することになり、これに伴ってコイル9に
は誘導電流が流れる。そして、該コイル9に発生した誘
導起電力は、増幅器15によって増幅された後、電圧計
17によって測定されることになるが、このとき得られ
る誘導起電力eは、永久磁石13の移動速度、つまりピ
ストンロッド5の移動速度Vに比例する(e∝V)た
め、前記誘導起電力の大きさを測定することにより、ピ
ストンロッド5の移動速度を検出できることになる。
【0013】この様に、本発明が実施されたものにおい
ては、コイル9に発生する誘導起電力の大きさの測定に
より直接的にピストンロッド5の移動速度を検出できる
ことになって、従来のように、油圧シリンダの変位量を
微分して速度を求めたり、油圧シリンダの直線運動を回
転運動に変換したものについて発生した電力を測定する
ことで速度を求めたりするものに比して、ノイズの影響
が小さいうえ、高い感度と高い動特性を得られることに
なる。
【0014】そのうえこのものでは、永久磁石13が筒
状で、N極が外周側、S極が内周側に分極されるものに
設定されているため、永久磁石13が移動することに伴
いコイル9に発生する誘導起電力は、永久磁石13の移
動前方側(磁束が増加変化する側)と移動後方側(磁束
が減少変化する側)とで発生する同じ電流方向のものが
合算されたものとなって、同一方向に巻装された汎用性
のあるコイル9を用いながら、検出精度の向上に寄与で
きる。
【0015】しかもこのものにおいて、コイル9、補助
磁石12、永久磁石13、増幅器15、コネクタ16等
の速度検出センサを構成する各部材は、油圧シリンダ1
の内部に収納されることになるため、油圧シリンダ1の
外部に取り付けられる外付け部品を保護するための保護
装置が不要であって、構造の簡略化、部品点数の減少に
貢献できる。そのうえ、発生した誘導起電力は、ヘッド
カバー7に形成の凹部7cに設けられた増幅器15によ
って増幅されたものが出力されるため、誘導起電力をそ
のまま微弱電圧として出力するもののように、拾ったノ
イズによる影響が大きくなってしまうことが回避されて
検出精度の向上に寄与できるという利点もある。
【0016】そのうえまた、コイル9、補助磁石12お
よび永久磁石13等の速度検出センサがシリンダ筒2に
よって電磁的にシールドされたものとなり、これによっ
てシリンダ筒2を、速度検出センサが外部磁力に影響さ
れることを防止するためのシールド部材に有効利用でき
ることになって、別途シールド部材が必要になることも
ない。
【0017】さらに、本実施例においては、コイル9の
内筒部に、永久磁石13の内周面側の極とは逆の極に設
定される補助磁石12が内装されているため、該補助磁
石12と永久磁石13とのあいだに安定した磁界が形成
されることになって、より精度の高い速度検出を行え
る。
【0018】
【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、油圧シリンダの伸縮作動に伴い、
ヘッドカバーからロッド長方向に向けて突設されたコイ
ルに対し、可動側部材に一体的に設けられた磁石が相対
移動することになるが、このときコイルには、可動側部
材の移動速度に比例する誘導起電力が発生することにな
る。この結果、コイルに発生する誘導起電力の大きさの
測定により直接的にピストンロッドの移動速度を検出で
きることになって、従来のように、油圧シリンダの変位
量を微分して速度を求めたり、油圧シリンダの直線運動
を回転運動に変換したものについて発生した電力を測定
することで速度を求めたりするものに比して、ノイズの
影響が小さいうえ、高い感度と高い動特性を得られるこ
とになる。しかも、コイル、磁石等の速度検出センサを
構成する部材は、油圧シリンダの内部に収納されること
になるため、油圧シリンダの外部に取り付けられる外付
け部品を保護するための保護装置が不要であって、構造
の簡略化、部品点数の減少に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】油圧シリンダの断面図である。
【図2】要部拡大断面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】速度検出センサの出力回路図である。
【符号の説明】
1 油圧シリンダ 2 シリンダ筒 3 ピストン 5 ピストンロッド 7 ヘッドカバー 9 コイル 10 非磁性絶縁物質 12 補助磁石 13 永久磁石 15 増幅器 17 電圧計

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ筒と、該シリンダ筒に摺動自在
    に内嵌するピストンおよび該ピストンが固着されるピス
    トンロッドからなる可動側部材とを備えて伸縮自在に構
    成されるシリンダにおいて、前記シリンダ筒に設けられ
    るヘッドカバーからロッド長方向に向けて突設される導
    電性部材からなるコイルと、可動側部材に前記コイルが
    遊嵌状に挿入するよう穿設される筒孔と、前記コイル外
    周に対向するよう可動側部材に一体的に設けられ、コイ
    ルに対向する内周面側がN、Sいずれか一方の極で、外
    周面側が他方の極に設定される磁石と、前記磁石の移動
    に基づきコイルに発生する誘導起電力の大きさを検出す
    る検出手段とを備えて構成されることを特徴とするシリ
    ンダの作動速度検出センサ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、磁石は円筒形をし、
    内筒面側がN、Sいずれか一方の極で、外筒面側が他方
    の極に設定されていることを特徴とするシリンダの作動
    速度検出センサ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、コイルは、
    非磁性材からなる絶縁性物質により固化されていること
    を特徴とするシリンダの作動速度検出センサ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、絶縁性物質は筒状に
    形成されていることを特徴とするシリンダの作動速度検
    出センサ。
  5. 【請求項5】 請求項4において、絶縁性物質の筒内に
    は、外周面側が前記磁石の内周面側の極とは逆の極に設
    定された補助磁石が内装されていることを特徴とするシ
    リンダの作動速度検出センサ。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5において、検出手段は、
    誘導起電力を増幅する増幅器と、該増幅された出力電力
    の大きさを検出する検出器であることを特徴とするシリ
    ンダの作動速度検出センサ。
  7. 【請求項7】 請求項6において、増幅器は、ヘッドカ
    バーに埋設されていることを特徴とするシリンダの作動
    速度検出センサ。
JP19701995A 1995-07-10 1995-07-10 シリンダの作動速度検出センサ Withdrawn JPH0925912A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071363A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Kayaba Ind Co Ltd シリンダ装置
CN104265735A (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 山东同力液压装备有限公司 一种精密位移非接触式液压油缸
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