WO2021084815A1 - 流体圧シリンダ - Google Patents

流体圧シリンダ Download PDF

Info

Publication number
WO2021084815A1
WO2021084815A1 PCT/JP2020/027998 JP2020027998W WO2021084815A1 WO 2021084815 A1 WO2021084815 A1 WO 2021084815A1 JP 2020027998 W JP2020027998 W JP 2020027998W WO 2021084815 A1 WO2021084815 A1 WO 2021084815A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
output
piston
fluid pressure
pressure cylinder
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/027998
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
内山英樹
須田健嗣
齋藤真実
Original Assignee
Smc株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smc株式会社 filed Critical Smc株式会社
Priority to KR1020227014841A priority Critical patent/KR20220066981A/ko
Priority to BR112022007938A priority patent/BR112022007938A2/pt
Priority to EP20882532.3A priority patent/EP4053417A4/en
Priority to CN202080077917.5A priority patent/CN114729655A/zh
Priority to US17/771,560 priority patent/US11946495B2/en
Publication of WO2021084815A1 publication Critical patent/WO2021084815A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/002—Calibrating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown

Definitions

  • the present invention relates to a fluid pressure cylinder, particularly a fluid pressure cylinder provided with a position detection mechanism.
  • a fluid pressure cylinder that detects the position of a piston by mounting a magnet (permanent magnet) on the piston and providing a magnetic sensor that detects the magnetic field of the magnet on the cylinder tube has been known.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-59404 describes a position detection device for a fluid pressure actuating device that suppresses the occurrence of malfunction due to an external magnetic field.
  • This position detection device has a first detection sensor and a second detection sensor arranged in the displacement direction of a piston having a built-in permanent magnet, and subtracts the output of the first detection sensor and the output of the second detection sensor. It is said that the influence of the external magnetic field is canceled by.
  • the present invention has been made in the context of such circumstances, and effectively utilizes the magnetoresistive sensor so that the position of the piston is not erroneously detected even when various external magnetic fields are applied. It is an object of the present invention to provide a fluid pressure cylinder.
  • the fluid pressure cylinder detects that the piston is in a predetermined position by detecting the magnetic field of the magnet attached to the piston with the first MR sensor and the second MR sensor attached to the cylinder tube.
  • the first MR sensor and the second MR sensor have a first magnetoresistive element pattern in which the resistance value decreases according to the strength of the magnetic field in the direction parallel to the axial direction of the piston, and a magnetic field in the direction parallel to the radial direction of the piston. This is a combination with a second magnetoresistive sensor pattern in which the resistance value decreases according to the strength.
  • the second MR sensor receives the most magnetic field component of the magnet in the direction parallel to the radial direction of the piston.
  • the first MR sensor and the second MR sensor are arranged at a predetermined interval.
  • the piston is in a predetermined position by detecting the magnetic field of the magnet attached to the piston with the first MR sensor, the second MR sensor and the third MR sensor attached to the cylinder tube. May be detected.
  • the first MR sensor, the second MR sensor, and the third MR sensor are parallel to the radial direction of the piston and the pattern of the first magnetoresistive sensor whose resistance value decreases according to the strength of the magnetic field in the direction parallel to the axial direction of the piston. This is a combination with a second magnetoresistive sensor pattern in which the resistance value decreases according to the strength of the magnetic field in the direction.
  • the second MR sensor and the third MR sensor receive the most magnetic field component of the magnet in the direction parallel to the radial direction of the piston.
  • the first MR sensor, the second MR sensor, and the third MR sensor are arranged side by side at predetermined intervals in a direction parallel to the axial direction of the piston so as to receive the sensor.
  • the position of the piston can be detected with high accuracy, and the position of the piston is erroneously detected when various external magnetic fields are applied. Can be prevented.
  • a plurality of MR sensors having a pair of magnetoresistive element patterns that react in two directions orthogonal to each other are arranged at predetermined intervals, and the position of the piston is accurately determined. It can be detected well, and there is no possibility that the position of the piston will be erroneously detected even if various external magnetic fields act.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram when the fluid pressure cylinder which concerns on 1st Embodiment of this invention is in a predetermined operation position.
  • the configuration of the MR sensor included in the fluid pressure cylinder of FIG. 1 is shown in a schematic diagram.
  • the configuration of the MR sensor included in the fluid pressure cylinder of FIG. 1 is shown in a circuit diagram. It is a schematic diagram when the fluid pressure cylinder of FIG. 1 is in a different operating position. It is a schematic diagram when the fluid pressure cylinder of FIG. 1 is in yet another operating position. It is a figure which shows the output of the MR sensor corresponding to the position of the piston in the fluid pressure cylinder of FIG.
  • the configuration of the sensor module included in the fluid pressure cylinder of FIG. 1 is shown in a block diagram.
  • the fluid pressure cylinder 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16.
  • the fluid pressure cylinder 10 is slidably arranged in a cylinder tube 16 having one end sealed with a rod cover 12 and the other end sealed with a head cover 14.
  • a piston 18 to be installed and a piston rod 20 connected to the piston 18 are included.
  • the cylinder tube 16, the rod cover 12, the head cover 14, the piston 18, and the piston rod 20 are all made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy.
  • the term related to the vertical and horizontal directions when used, it means the direction in the drawing for convenience, and does not limit the actual arrangement of the members and the like. Further, the direction parallel to the axial direction of the piston 18, which is the sliding direction of the piston 18, that is, the left-right direction in the drawing is referred to as the A direction, and the direction parallel to the radial direction of the piston 18, that is, the vertical direction on the drawing. Sometimes called the B direction.
  • the internal space of the cylinder tube 16 is partitioned by the piston 18 into a first pressure chamber 22 on the rod cover 12 side and a second pressure chamber 24 on the head cover 14 side. Pressure fluid is supplied to and discharged from the first pressure chamber 22 and the second pressure chamber 24 via ports (not shown).
  • One end of the piston rod 20 is connected to the piston 18, and the other end of the piston rod 20 extends to the outside through the rod cover 12.
  • the required work is performed in the extrusion process of the piston rod 20.
  • the work which is the plate material to be welded
  • the step of moving the piston 18 in the direction of pushing out the piston rod 20 is called a “driving step”
  • the step of moving the piston 18 in the direction of pulling in the piston rod 20 is called a "returning step”.
  • An annular magnet (permanent magnet) 26 is attached to the outer peripheral portion of the piston 18.
  • the magnet 26 is magnetized in the A direction, and the left end surface of the magnet 26 is the north pole and the right end face is the south pole.
  • a magnetic field (magnetic flux) 46 is formed around the magnet 26, which emerges from the left end surface of the magnet 26, passes through the radial outside of the magnet 26, and returns to the right end surface of the magnet 26.
  • the magnetic field 46 extends beyond the cylinder tube 16 to a predetermined region.
  • the shape of the magnet 26 is an annular shape that orbits around the piston 18 by 360 degrees, but if the structure that regulates the rotation of the piston 18 is provided, the shape of the magnet 26 may not be an annular shape. Good.
  • a first MR sensor 28 and a second MR sensor 30 as magnetic sensors using a magnetoresistive sensor are attached to the outside of the cylinder tube 16 close to the rod cover 12 in the A direction at a predetermined distance L. Further, a sensor module 32 connected to the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 and processing the output of these sensors is provided on the outside of the cylinder tube 16. In the present embodiment, the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 are provided separately from the sensor module 32, but these sensors may be incorporated in the sensor module 32.
  • the configuration of the first MR sensor 28 will be described as a representative with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the first MR sensor 28 responds to a magnetic field in the C direction and has a first magnetoresistive sensor pattern 28a whose resistance value decreases according to its strength, and a D direction perpendicular to the C direction.
  • This is a combination with the second magnetoresistive sensor pattern 28b, which reacts to the magnetic field of No. 1 and whose resistance value decreases according to its strength.
  • one end of the first magnetoresistive sensor pattern 28a is connected to the positive power supply voltage (Vcc), and one end of the second magnetoresistive element pattern 28b is connected to the reference voltage (Gnd).
  • Vcc positive power supply voltage
  • Gnd reference voltage
  • the potential at the connection point between the first magnetoresistive element pattern 28a and the second magnetoresistive element pattern 28b is the output (V1) of the first MR sensor 28.
  • the first MR sensor 28 has a posture in which the C direction in which the first magnetoresistive element pattern 28a reacts is the A direction and the D direction in which the second magnetoresistive element pattern 28b reacts is the B direction. Attached to the outside.
  • the second MR sensor 30 is also in a posture in which the direction in which the first magnetoresistive element pattern reacts is the A direction and the direction in which the second magnetoresistive element pattern reacts is the B direction, and is outside the cylinder tube 16. Attached to.
  • the first MR sensor 28 is attached to a position where the A-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26 attached to the piston 18 is most received when the piston 18 is in the reference position shown in FIG.
  • the second MR sensor 30 is attached to the right side of the first MR sensor 28 and at a position where the piston 18 receives the most B-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26 when the piston 18 is in the reference position.
  • the first MR sensor 28 receives the most A-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26
  • the second MR sensor 30 receives the most B-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26.
  • the second MR sensor 30 is arranged in the A direction with a predetermined distance L.
  • the reference position of the piston 18 is when a work (not shown) is positioned and held slightly before reaching the stroke end in the driving process of the piston 18.
  • the first MR sensor 28 receives a large amount of the B direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26, and the second MR sensor 30 Receives a large amount of the A-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26.
  • the first MR sensor 28 is hardly affected by the magnetic field 46 of the magnet 26, and the second MR sensor 28 is not affected.
  • 30 receives a large amount of the B-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26.
  • FIG. 6 is a diagram showing an output V1 of the first MR sensor 28 and an output V2 of the second MR sensor 30 according to the position X of the piston 18.
  • the horizontal axis represents the position X of the piston 18, and the vertical axis represents the output of the sensor.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is shown by a solid line
  • the output V2 of the second MR sensor 30 is shown by a dotted line.
  • the position X of the piston 18 has an origin when the piston 18 is in the reference position and a positive value when the piston 18 is to the right of the origin.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 are shown including the case where the piston 18 is located to the left beyond the stroke end.
  • the output when the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 are far enough away from the magnet 26 and do not receive the magnetic field 46 of the magnet 26 at all is shown as the reference output Vs.
  • Predetermined value between the reference output Vs and the maximum value V MAX is set as ON threshold V ON
  • a predetermined value between the reference output Vs and the minimum value V MIN is set as the off threshold V OFF.
  • the sensor module 32 connected to the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 includes a control unit 34, a first comparison unit 36a to a fourth comparison unit 36d, a position determination unit 38, and a first diagnosis.
  • a unit 40, a second diagnosis unit 42, and a communication unit 44 are provided.
  • the on-threshold value V ON and the off-threshold value V OFF described above are held in the control unit 34.
  • the output V1 is input from the first MR sensor 28 to the first comparison unit 36a, and the on-threshold value V ON is input from the control unit 34.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is compared with the on-threshold value V ON.
  • the first comparison unit 36a raises the comparison signal C1 when the output V1 of the first MR sensor 28 is equal to or higher than the on-threshold value V ON , and when the output V1 of the first MR sensor 28 is less than the on-threshold value V ON, the comparison signal Turn down C1.
  • the output V1 is input from the first MR sensor 28 to the second comparison unit 36b, and the off threshold value V OFF is input from the control unit 34.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is compared with the off threshold value V OFF.
  • the second comparison unit 36b raises the comparison signal C2 when the output V1 of the first MR sensor 28 is equal to or less than the off threshold value V OFF , and when the output V1 of the first MR sensor 28 exceeds the off threshold value V OFF , the comparison signal C2 Down.
  • the output V2 is input from the second MR sensor 30 to the third comparison unit 36c, and the on-threshold value V ON is input from the control unit 34.
  • the third comparison unit 36c the output V2 of the second MR sensor 30 is compared with the on-threshold value V ON.
  • the third comparison unit 36c raises the comparison signal C3 when the output V2 of the second MR sensor 30 is equal to or higher than the on-threshold value V ON , and when the output V2 of the second MR sensor 30 is less than the on-threshold value V ON, the comparison signal Start down C3.
  • the output V2 is input from the second MR sensor 30 to the fourth comparison unit 36d, and the off threshold value V OFF is input from the control unit 34.
  • the fourth comparison unit 36d the output V2 of the second MR sensor 30 is compared with the off threshold value V OFF.
  • the fourth comparison unit 36d raises the comparison signal C4 when the output V2 of the second MR sensor 30 is equal to or less than the off threshold value V OFF , and when the output V2 of the second MR sensor 30 exceeds the off threshold value V OFF , the comparison signal C4 Down.
  • the states of the comparison signals C1 to C4 according to the position X of the piston 18 are shown in FIG.
  • the comparison signal C1 switches when the piston 18 reaches the position of X3, which is slightly larger than X1.
  • the comparison signal C2 switches when the piston 18 reaches the position of X2.
  • the comparison signal C3 switches when the piston 18 reaches the position of X4, which is slightly smaller than X2.
  • the comparison signal C4 is switched when the piston 18 reaches the position of X1.
  • the comparison signals C1 to C4 are input to the position determination unit 38, and the position determination unit 38 determines whether or not the piston 18 has reached a predetermined position.
  • the position determination unit 38 outputs the determination result as a switch signal SW to the control unit 34.
  • the initial value of the switch signal SW is set to off. As shown in FIG. 8, the position determination unit 38 reaches the position of X1 when both the comparison signal C1 and the comparison signal C4 are in a rising state, that is, the piston 18 moves in the direction approaching the origin. When, the switch signal SW is switched from off to on.
  • the position determination unit 38 sets the switch signal SW when both the comparison signal C2 and the comparison signal C3 are in a rising state, that is, when the piston 18 moves away from the origin and reaches the position of X2. Switch from on to off. Switching from off to on and switching from on to off of the switch signal SW is shown in FIG.
  • the control unit 34 can communicate with the outside in both directions via the communication unit 44.
  • the control unit 34 outputs, for example, a signal SW'instructing lighting and extinguishing of a lamp (not shown) to the outside via the communication unit 44 in response to the switch signal SW received from the position determination unit 38.
  • the lamp is lit from the time when the piston 18 reaches the position of X1 in the driving process of the piston 18 until the piston 18 reaches the position of X2 after switching to the returning process.
  • the switch signal SW may be used to control an external device (not shown) that operates in association with the fluid pressure cylinder 10.
  • the control unit 34 receives data regarding the setting change of the on-threshold value V ON and the off-threshold value V OFF from the outside via the communication unit 44, the control unit 34 sends a new on-threshold value V ON to the first comparison unit 36a and the third comparison unit 36c. It outputs and outputs a new off threshold value V OFF to the second comparison unit 36b and the fourth comparison unit 36d.
  • the magnetic force of the magnet 26 decreases (demagnetizes) with aging, and the sensitivity of the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 decreases when they are left in a high temperature environment for a long period of time.
  • the maximum value V MAX or maximum value V MAX of the output V2 of the 2MR sensor 30 output V1 of the 1MR sensor 28 ON threshold V ON may decrease to the extent that it does not exceed.
  • the first diagnostic portion 40 and a second diagnostic unit 42 are provided.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is input to the first diagnostic unit 40, and the output V2 of the second MR sensor 30 is input to the second diagnostic unit 42.
  • the processing content of the first diagnosis unit 40 will be described, but the processing content of the second diagnosis unit 42 is the same as this.
  • the first diagnosis unit 40 has a maximum value determination unit 40a, a maximum value storage unit 40b, and a monitoring unit 40c.
  • the maximum value determination unit 40a sends the 1MR for each output V1 of the sensor 28 turns from increase to decrease, the maximum value storing unit 40b outputs of that time (for example, the output V1 immediately before starts to decrease) as the maximum value V MAX .
  • the maximum value storage unit 40b stores the maximum value VMAX data received from the maximum value determination unit 40a in time series.
  • the monitoring unit 40c periodically calculates an average value for the latest predetermined number of data among a large number of maximum value V MAX data stored in the maximum value storage unit 40b, and uses this as the initial predetermined number of data. Compare with the average value. Then, when it is determined that the average value of the latest predetermined number of data is smaller than the average value of the initial predetermined number of data by a predetermined value or more, the caution signal E1 is output to the control unit 34.
  • the control unit 34 When the control unit 34 receives the caution signal E1 from the monitoring unit 40c of the first diagnosis unit 40, the control unit 34 notifies that it is highly probable that an event such as demagnetization of the magnet 26 or a decrease in the sensitivity of the first MR sensor 28 has occurred. , The caution signal E1'is output to the outside via the communication unit 44. As a result, it is possible to urge the operator to perform maintenance such as parts replacement and to adjust the on-threshold value V ON.
  • the maximum value V MAX of the output V1 of the 1MR sensor 28 by the first diagnostic unit 40 monitors, monitors the maximum value V MAX of the output V2 of the 2MR sensor 30 at the second diagnostic unit 42 but overall it may monitor the maximum value V MAX of the maximum value V MAX and the output V2 of the output V1 by a common diagnosis unit. Decrease both the maximum value V MAX and the output V2 maximum value V MAX of the output V1 is if has decreased a predetermined amount or more, a high probability that demagnetization of the magnet 26 is caused, only one of a predetermined or more thereof If so, it is highly probable that the sensitivity of the MR sensor is reduced. It would be efficient if a common diagnostic unit distinguishes between these events and outputs a caution signal.
  • FIGS. 9 to 16 a case where the fluid pressure cylinder 10 is placed in an environment in which various external magnetic fields act will be described with reference to FIGS. 9 to 16.
  • the fluid pressure cylinder 10 is shown in a simplified manner.
  • FIG. 9 (When other cylinder magnetic fields act) As shown in FIG. 9, another fluid pressure cylinder 50 is arranged side by side with the fluid pressure cylinder 10 in the B direction, and the magnetic field 56 of the magnet 54 mounted on the piston 52 of the other fluid pressure cylinder 50 is the fluid pressure cylinder. It is assumed that the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 of 10 are acted on. The magnetic field 56 acting on the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 fluctuates according to the operating position of the other fluid pressure cylinder 50.
  • FIG. 1 An example of the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 based on the magnetic field 56 of the other fluid pressure cylinder 50 is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents the position of the piston 52 of the other fluid pressure cylinder 50 along the A direction
  • the vertical axis represents the output of the sensor.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is shown by a solid line
  • the output V2 of the second MR sensor 30 is shown by a dotted line.
  • the position of the piston 52 has its origin at a position corresponding to the reference position of the piston 18 of the fluid pressure cylinder 10 described above in the A direction.
  • the distance in the B direction from the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 to the magnet 54 of the other fluid pressure cylinder 50 is the distance in the B direction from the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 to the magnet 26 of the fluid pressure cylinder 10. Greater than. Therefore, as shown in FIG. 10, it is unlikely that the output V2 of the second MR sensor 30 will be the off threshold value V OFF or less. Therefore, the probability that the switch signal SW is turned on and off is low, and it is possible to prevent erroneous detection that the piston 18 of the fluid pressure cylinder 10 is in a predetermined position when the magnetic field 56 of the other fluid pressure cylinder 50 acts. By changing the setting of the off threshold value V OFF so as to be away from the reference output Vs, erroneous detection can be prevented more reliably.
  • the fluid pressure cylinder 10 is installed in the welding line and the magnetic field (welding magnetic field) generated by the welding current acts on the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30 of the fluid pressure cylinder 10.
  • the welding magnetic field is different from the magnetic field of a magnet and is a magnetic field composed of only one-way components.
  • the direction of the welding magnetic field is the A direction and the case where the direction is the B direction will be described separately.
  • FIG. 11 it is assumed that the welding magnetic field 58 in the A direction acts on the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30.
  • An example of the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 based on the welding magnetic field 58 is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents sensor output. Since the welding current is constant, the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 maintain a constant value Va after rising from the reference output Vs when welding is started.
  • the output V2 of the second MR sensor 30 coincides with the output V1 of the first MR sensor 28.
  • the constant value Va is equal to or higher than the on-threshold value V ON , but the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 are not smaller than the reference output Vs, and the first MR The output V1 of the sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 do not fall below the off threshold value V OFF. Therefore, since the switch signal SW does not turn on and off, it is possible to prevent erroneous detection that the piston 18 is in a predetermined position when the welding magnetic field 58 in the A direction acts.
  • FIG. 13 it is assumed that the welding magnetic field 60 in the B direction acts on the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30.
  • An example of the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 based on the welding magnetic field 60 is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents sensor output. Since the welding current is constant, the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 maintain a constant value Vb after falling from the reference output Vs when welding is started.
  • the output V2 of the second MR sensor 30 coincides with the output V1 of the first MR sensor 28.
  • the constant value Vb is equal to or less than the off threshold value V OFF , but the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 do not become larger than the reference output Vs, and the first MR The output V1 of the sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 do not exceed the on-threshold value V ON. Therefore, the switch signal SW does not turn on and off, and when the welding magnetic field 60 in the B direction acts, it is possible to prevent erroneous detection that the piston 18 is in a predetermined position.
  • a mounting member 62 such as a bolt used for assembling or mounting the fluid pressure cylinder 10 is magnetized by a welding magnetic field, and the magnetic field 64 of the mounting member 62 is the first MR sensor 28 and the first MR sensor 28 of the fluid pressure cylinder 10. 2 It is assumed that the MR sensor 30 is acted upon.
  • An example of the output V1 of the first MR sensor 28 and the output V2 of the second MR sensor 30 based on the magnetic field 64 of the magnetized mounting member 62 is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents sensor output.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is shown by a solid line
  • the output V2 of the second MR sensor 30 is shown by a dotted line.
  • a magnetic field (magnetic flux) 64 is formed around the magnetized mounting member 62, which exits from one end side of the mounting member 62 and returns to the other end side of the mounting member 62, but this magnetic field 64 does not fluctuate at all. Therefore, at least the switch signal SW does not turn on and off, and it is possible to prevent erroneous detection that the piston 18 is in a predetermined position when the magnetic field 64 of the mounting member 62 such as a magnetized bolt acts.
  • two MR sensors 28 and 30 having a pair of magnetoresistive element patterns that react in two directions orthogonal to each other are arranged at a predetermined interval L.
  • the position of the piston 18 can be detected with high accuracy, and the position of the piston 18 is not erroneously detected even when various external magnetic fields are applied.
  • the magnet 26 It is possible to easily know the demagnetization of the first MR sensor 28 or the decrease in sensitivity of the second MR sensor 30.
  • the fluid pressure cylinder 70 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 to 20.
  • the same reference reference numerals are given to the same or equivalent components as the above-mentioned fluid pressure cylinder 10, and detailed description thereof will be omitted.
  • the first embodiment is suitable when the position of the piston 18 to be detected is in the vicinity of the rod cover 12, whereas in the second embodiment, the position of the piston 18 to be detected is the rod. It is suitable even when it is not in the vicinity of the cover 12. That is, in the second embodiment, the reference position of the piston 18 can be set to an arbitrary position.
  • a third MR sensor 72, a first MR sensor 28, and a second MR sensor 30 as magnetic sensors using a magnetoresistive sensor are mounted side by side in the A direction on the outside of the cylinder tube 16.
  • the distance between the third MR sensor 72 and the first MR sensor 28 is the same as the distance L between the first MR sensor 28 and the second MR sensor 30.
  • the third MR sensor 72 has the same configuration as the first MR sensor 28, and like the first MR sensor 28, the direction in which the first magnetoresistive element pattern reacts is the A direction, and the second magnetoresistive sensor pattern reacts. It is attached to the outside of the cylinder tube 16 in a posture such that the direction is the B direction. When the piston 18 is in the reference position shown in FIG. 17, the third MR sensor 72 receives the most B-direction component of the magnetic field 46 of the magnet 26, like the second MR sensor 30.
  • FIG. 18 is a diagram showing an output V1 of the first MR sensor 28, an output V2 of the second MR sensor 30, and an output V3 of the third MR sensor 72 according to the position X of the piston 18.
  • the horizontal axis represents the position X of the piston 18, and the vertical axis represents the output of the sensor.
  • the output V1 of the first MR sensor 28 is shown by a solid line
  • the output V2 of the second MR sensor 30 is shown by a dotted line
  • the output V3 of the third MR sensor 72 is shown by a chain double-dashed line.
  • the position X of the piston 18 is set to the origin when the piston 18 is in the reference position, a positive value when the piston 18 is to the right of the reference position, and a negative value when the piston 18 is to the left of the reference position. It is set to the value of.
  • the sensor module 32 connected to the first MR sensor 28, the second MR sensor 30, and the third MR sensor 72 includes a control unit 34, a first comparison unit 36a to a fifth comparison unit 36e, and a position determination. It includes a unit 38, a first diagnostic unit 40, a second diagnostic unit 42, a third diagnostic unit 43, and a communication unit 44.
  • the output V3 is input from the third MR sensor 72 to the fifth comparison unit 36e, and the on-threshold value V ON is input from the control unit 34.
  • the output V3 of the third MR sensor 72 is compared with the on-threshold value V ON.
  • the fifth comparison unit 36e raises the comparison signal C5 when the output V3 of the third MR sensor 72 is equal to or higher than the on-threshold value V ON , and when the output V3 of the third MR sensor 72 is less than the on-threshold value V ON, the comparison signal Turn down C5.
  • the states of the comparison signals C1 to C5 according to the position X of the piston 18 are shown in FIG.
  • the comparison signal C1 switches when the piston 18 reaches the position of X3, which is slightly larger than X1, and when the piston 18 reaches the position of -X3, which is slightly smaller than -X1.
  • the comparison signal C2 switches when the piston 18 reaches the position of X2 and when the piston 18 reaches the position of ⁇ X2.
  • the comparison signal C3 switches when the piston 18 reaches the position of X4, which is slightly smaller than X2.
  • the comparison signal C4 switches when the piston 18 reaches the position of X1 and when the piston 18 reaches the position of ⁇ X1.
  • the comparison signal C5 switches when the piston 18 reaches the position of -X4, which is slightly larger than -X2.
  • the comparison signals C1 to C5 are input to the position determination unit 38, and the position determination unit 38 determines whether or not the piston 18 has reached a predetermined position.
  • the position determination unit 38 outputs the determination result as a switch signal SW to the control unit 34.
  • the initial value of the switch signal SW is set to off.
  • the position determination unit 38 switches the switch signal SW from off to on when both the comparison signal C1 and the comparison signal C4 are in a rising state. That is, when the piston 18 moves from the right toward the origin and reaches the position of X1, and when the piston 18 moves from the left toward the origin and reaches the position of -X1, the switch is switched.
  • the signal SW is switched from off to on.
  • the position determination unit 38 switches when both the comparison signal C2 and the comparison signal C3 are in a rising state, that is, when the piston 18 moves in the direction away from the origin to the right and reaches the position of X2.
  • the signal SW is switched from on to off.
  • the position determination unit 38 is in a state where both the comparison signal C2 and the comparison signal C5 are in a rising state, that is, when the piston 18 moves in the direction away from the origin to the left and reaches the position of ⁇ X2. Switch signal SW is switched from on to off.
  • FIG. 20 shows the switching of the switch signal SW from off to on and from on to off.
  • the switch signal SW is turned on when the piston 18 is present in a limited region centered on the origin, so that the piston 18 can be easily located near the reference position (origin). Can be detected.
  • the third diagnostic portion 43 is provided.
  • the output V3 of the third MR sensor 72 is input to the third diagnostic unit 43.
  • the processing content of the third diagnostic unit 43 is the same as the processing content of the first diagnostic unit 40 described above.
  • the position of the piston 18 to be detected is limited to the vicinity of the rod cover 12. It can be set to any position.
  • the fluid pressure cylinder according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may have various configurations as long as it does not deviate from the gist of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

第１ＭＲセンサ（２８）および第２ＭＲセンサ（３０）は、第１磁気抵抗効果素子パターンと、第２磁気抵抗効果素子パターンとを組み合わせたものであり、第１ＭＲセンサがピストン（１８）の軸方向と平行な向きのマグネット（２６）の磁界成分を最も多く受けるときに、第２ＭＲセンサがピストンの径方向と平行な向きのマグネットの磁界成分を最も多く受けるように、第１ＭＲセンサと第２ＭＲセンサが所定の間隔を置いて配置される。

Description

流体圧シリンダ
　本発明は、流体圧シリンダ、特に、位置検出機構を備えた流体圧シリンダに関する。
　従来から、ピストンにマグネット（永久磁石）を装着するとともに、シリンダチューブにマグネットの磁界を検出する磁気センサを設けることにより、ピストンの位置を検出する流体圧シリンダが知られている。
　このような流体圧シリンダが外部磁界が存在する環境下で使用される場合、外部磁界の影響を受けて、ピストンの位置が誤検出されるおそれがある。
　実開平４－５９４０４号公報には、外部磁界による誤動作の発生を抑制するようにした流体圧作動機器の位置検出装置が記載されている。この位置検出装置は、永久磁石を内蔵したピストンの変位方向に第１検出センサと第２検出センサを配設したもので、第１検出センサの出力と第２検出センサの出力を減算処理することにより外部磁界による影響が打ち消されるとしている。
　しかしながら、実開平４－５９４０４号公報では、溶接ラインにおける外部磁界のように、第１検出センサに作用する磁界と第２検出センサに作用する磁界が同一であるような外部磁界しか考慮されていない。種々の外部磁界が作用したときにピストンの位置が誤って検出されることを簡単な磁気センサの構成等によって防止することができる流体圧シリンダが望まれている。
　本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、磁気抵抗効果素子を効果的に活用し、種々の外部磁界が作用しても、ピストンの位置が誤検出されることがないようにした流体圧シリンダを提供することを目的とする。
　本発明に係る流体圧シリンダは、ピストンに取り付けられたマグネットの磁界をシリンダチューブに取り付けられた第１ＭＲセンサおよび第２ＭＲセンサで検出することにより、ピストンが所定位置にあることを検出するもので、第１ＭＲセンサおよび第２ＭＲセンサは、ピストンの軸方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第１磁気抵抗効果素子パターンと、ピストンの径方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第２磁気抵抗効果素子パターンとを組み合わせたものである。そして、第１ＭＲセンサがピストンの軸方向と平行な向きのマグネットの磁界成分を最も多く受けるときに、第２ＭＲセンサがピストンの径方向と平行な向きのマグネットの磁界成分を最も多く受けるように、第１ＭＲセンサと第２ＭＲセンサが所定の間隔を置いて配置される。
　また、本発明に係る流体圧シリンダは、ピストンに取り付けられたマグネットの磁界をシリンダチューブに取り付けられた第１ＭＲセンサ、第２ＭＲセンサおよび第３ＭＲセンサで検出することにより、ピストンが所定位置にあることを検出するものであってもよい。第１ＭＲセンサ、第２ＭＲセンサおよび第３ＭＲセンサは、ピストンの軸方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第１磁気抵抗効果素子パターンと、ピストンの径方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第２磁気抵抗効果素子パターンとを組み合わせたものである。そして、第１ＭＲセンサがピストンの軸方向と平行な向きのマグネットの磁界成分を最も多く受けるときに、第２ＭＲセンサおよび第３ＭＲセンサがピストンの径方向と平行な向きのマグネットの磁界成分を最も多く受けるように、第１ＭＲセンサ、第２ＭＲセンサおよび第３ＭＲセンサがピストンの軸方向と平行な向きに所定の間隔で並んで配置される。
　上記流体圧シリンダによれば、ＭＲセンサの機能を効果的に活用することで、ピストンの位置を精度良く検出できるとともに、種々の外部磁界が作用したときにピストンの位置が誤検出されることを防止できる。
　本発明に係る流体圧シリンダは、互いに直交する２方向にそれぞれ反応する一対の磁気抵抗効果素子パターンを備えた複数のＭＲセンサを所定の間隔を置いて配置したものであり、ピストンの位置を精度良く検出できるとともに、種々の外部磁界が作用してもピストンの位置が誤検出されるおそれがない。
本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダが所定の動作位置にあるときの模式図である。 図１の流体圧シリンダが備えるＭＲセンサの構成を模式図で示したものである。 図１の流体圧シリンダが備えるＭＲセンサの構成を回路図で示したものである。 図１の流体圧シリンダが別の動作位置にあるときの模式図である。 図１の流体圧シリンダがさらに別の動作位置にあるときの模式図である。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンの位置に応じたＭＲセンサの出力を示す図である。 図１の流体圧シリンダが備えるセンサモジュールの構成をブロック図で示したものである。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンの位置に応じた比較部の出力等を示す図である。 他の流体圧シリンダの磁界が図１の流体圧シリンダに作用する様子を示した図である。 他の流体圧シリンダの磁界に基づくＭＲセンサの出力を示す図である。 Ａ方向の溶接磁界が図１の流体圧シリンダに作用する様子を示した図である。 Ａ方向の溶接磁界に基づくＭＲセンサの出力を示す図である。 Ｂ方向の溶接磁界が図１の流体圧シリンダに作用する様子を示した図である。 Ｂ方向の溶接磁界に基づくＭＲセンサの出力を示す図である。 着磁したボルトの磁界が図１の流体圧シリンダに作用する様子を示した図である。 着磁したボルトの磁界に基づくＭＲセンサの出力を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダが所定の動作位置にあるときの模式図である。 図１７の流体圧シリンダにおけるピストンの位置に応じたＭＲセンサの出力を示す図である。 図１７の流体圧シリンダが備えるセンサモジュールの構成をブロック図で示したものである。 図１７の流体圧シリンダにおけるピストンの位置に応じた比較部の出力等を示す図である。
　以下、本発明に係る流体圧シリンダについて、複数の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０について、図１～図１６を参照しながら説明する。図１に示されるように、流体圧シリンダ１０は、一端がロッドカバー１２で封止されるとともに他端がヘッドカバー１４で封止されるシリンダチューブ１６と、シリンダチューブ１６内に摺動自在に配設されるピストン１８と、ピストン１８に連結されるピストンロッド２０を含む。これらシリンダチューブ１６、ロッドカバー１２、ヘッドカバー１４、ピストン１８およびピストンロッド２０は、いずれも、アルミニウム合金等の非磁性体材料から構成される。
　以下の説明において、上下左右の方向に関する言葉を用いたときは、便宜上、図面における方向をいうものであり、部材等の実際の配置を限定するものではない。また、ピストン１８の摺動方向であるピストン１８の軸方向と平行な向き、すなわち、図面における左右方向をＡ方向といい、ピストン１８の径方向と平行な向き、すなわち、図面上における上下方向をＢ方向ということがある。
　シリンダチューブ１６の内部空間は、ピストン１８によってロッドカバー１２側の第１圧力室２２とヘッドカバー１４側の第２圧力室２４とに区画される。第１圧力室２２と第２圧力室２４には、それぞれ図示しないポートを介して圧力流体が給排される。ピストンロッド２０の一端はピストン１８に連結され、ピストンロッド２０の他端はロッドカバー１２を通って外部に延びている。
　第１圧力室２２に圧力流体が供給されるとともに第２圧力室２４の圧力流体が排出されると、ピストン１８が右方に移動し、ピストンロッド２０が引き込まれる。第２圧力室２４に圧力流体が供給されるとともに第１圧力室２２の圧力流体が排出されると、ピストン１８が左方に移動し、ピストンロッド２０が押し出される。
　本実施形態では、ピストンロッド２０の押し出し工程において、所要の仕事が行われる。例えば、溶接ラインにおいて、溶接対象の板材であるワークがピストンロッド２０の他端によって位置決め保持される。なお、ピストンロッド２０を押し出す向きにピストン１８が移動する工程を「駆動工程」といい、ピストンロッド２０を引き込む向きにピストン１８が移動する工程を「復帰工程」という。
　ピストン１８の外周部には、環状のマグネット（永久磁石）２６が取り付けられている。マグネット２６はＡ方向に着磁されており、マグネット２６の左側端面がＮ極、右側端面がＳ極となっている。マグネット２６の周囲には、マグネット２６の左側端面から出て、マグネット２６の径方向外側を通り、マグネット２６の右側端面に戻る磁界（磁束）４６が形成されている。この磁界４６は、シリンダチューブ１６を超えて所定の領域まで及ぶ。本実施形態では、マグネット２６の形状は、ピストン１８の周囲を３６０度周回する環状であるが、ピストン１８の回転を規制する構造を備えている場合は、マグネット２６の形状は環状でなくてもよい。
　ロッドカバー１２に近接するシリンダチューブ１６の外側には、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサとしての第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０がＡ方向に所定距離Ｌを隔てて取り付けられている。また、第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に接続され、これらのセンサの出力を処理するセンサモジュール３２がシリンダチューブ１６の外側に設けられている。本実施形態では、第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０は、センサモジュール３２とは別体として設けられているが、これらのセンサは、センサモジュール３２の中に組み込まれてもよい。
　第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０は同一の構成であるので、代表して、第１ＭＲセンサ２８の構成について、図２および図３を参照しながら説明する。図２に示されるように、第１ＭＲセンサ２８は、Ｃ方向の磁界に反応し、その強さに応じて抵抗値が減少する第１磁気抵抗効果素子パターン２８ａと、Ｃ方向と垂直なＤ方向の磁界に反応し、その強さに応じて抵抗値が減少する第２磁気抵抗効果素子パターン２８ｂとを組み合わせたものである。
　図３に示されるように、第１磁気抵抗効果素子パターン２８ａの一端は、正電源電圧（Ｖｃｃ）に接続され、第２磁気抵抗効果素子パターン２８ｂの一端は、基準電圧（Ｇｎｄ）に接続される。第１磁気抵抗効果素子パターン２８ａと第２磁気抵抗効果素子パターン２８ｂとの連結点の電位が第１ＭＲセンサ２８の出力（Ｖ１）となる。第１磁気抵抗効果素子パターン２８ａの抵抗値が減少すると、連結点の電位が高くなり、第２磁気抵抗効果素子パターン２８ｂの抵抗値が減少すると、連結点の電位が低くなる。
　次に、シリンダチューブ１６に対する第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０の取付姿勢および取付位置について説明する。
［センサの取付姿勢］
　第１ＭＲセンサ２８は、第１磁気抵抗効果素子パターン２８ａが反応するＣ方向がＡ方向、第２磁気抵抗効果素子パターン２８ｂが反応するＤ方向がＢ方向となるような姿勢で、シリンダチューブ１６の外側に取り付けられる。同様に、第２ＭＲセンサ３０も、第１磁気抵抗効果素子パターンが反応する方向がＡ方向、第２磁気抵抗効果素子パターンが反応する方向がＢ方向となるような姿勢で、シリンダチューブ１６の外側に取り付けられる。
［センサの取付位置］
　第１ＭＲセンサ２８は、ピストン１８が図１に示される基準位置にあるとき、ピストン１８に取り付けられたマグネット２６の磁界４６のＡ方向成分を最も多く受ける位置に取り付けられる。一方、第２ＭＲセンサ３０は、第１ＭＲセンサ２８よりも右側であって、ピストン１８が上記基準位置にあるとき、マグネット２６の磁界４６のＢ方向成分を最も多く受ける位置に取り付けられる。換言すれば、第１ＭＲセンサ２８がマグネット２６の磁界４６のＡ方向成分を最も多く受けるときに第２ＭＲセンサ３０がマグネット２６の磁界４６のＢ方向成分を最も多く受けるように、第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０がＡ方向に所定距離Ｌを隔てて配置される。
　本実施形態では、ピストン１８の駆動工程においてストロークエンドに到達する少し手前で図示しないワークを位置決め保持しているときをピストン１８の基準位置としている。
　図４に示されるように、ピストン１８が基準位置から右方に距離Ｌだけ離れた位置にあるとき、第１ＭＲセンサ２８は、マグネット２６の磁界４６のＢ方向成分を多く受け、第２ＭＲセンサ３０は、マグネット２６の磁界４６のＡ方向成分を多く受ける。また、図５に示されるように、ピストン１８が基準位置から右方に距離２Ｌだけ離れた位置にあるとき、第１ＭＲセンサ２８は、マグネット２６の磁界４６の影響をほとんど受けず、第２ＭＲセンサ３０は、マグネット２６の磁界４６のＢ方向成分を多く受ける。
　図６は、ピストン１８の位置Ｘに応じた第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２を示す図である。横軸はピストン１８の位置Ｘを表し、縦軸はセンサの出力を表している。第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は実線で示され、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は点線で示されている。ピストン１８の位置Ｘは、ピストン１８が基準位置にあるときを原点にとり、ピストン１８がそれよりも右方にあるときを正の値としている。なお、便宜上、ピストン１８がストロークエンドを超えて左方に位置する場合も含めて、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２を示している。
　第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は、ピストン１８が原点にあるとき（Ｘ＝０のとき）、最大値ＶMAXとなり、Ｘ＝Ｌのとき最小値ＶMINとなる。第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、Ｘ＝Ｌのとき最大値ＶMAXとなり、Ｘ＝０およびＸ＝２Ｌのとき最小値ＶMINとなる。第２ＭＲセンサ３０は、第１ＭＲセンサ２８から所定距離Ｌだけ右方に配置されているので、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の波形は、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１の波形を横軸正方向に距離Ｌに相当する分だけシフトしたものとなる。
　第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０がマグネット２６から十分離れた遠方にあってマグネット２６の磁界４６を全く受けないとしたときの出力が基準出力Ｖｓとして示されている。基準出力Ｖｓと上記最大値ＶMAXとの間の所定値がオン閾値ＶONとして設定され、基準出力Ｖｓと上記最小値ＶMINとの間の所定値がオフ閾値ＶOFFとして設定される。
　図７に示されるように、第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に接続されるセンサモジュール３２は、制御部３４、第１比較部３６ａないし第４比較部３６ｄ、位置判定部３８、第１診断部４０、第２診断部４２および通信部４４を備えている。前述したオン閾値ＶONおよびオフ閾値ＶOFFは、制御部３４に保持されている。
　第１比較部３６ａには、第１ＭＲセンサ２８から出力Ｖ１が入力されるとともに、制御部３４からオン閾値ＶONが入力される。第１比較部３６ａにおいて、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオン閾値ＶONと比較される。第１比較部３６ａは、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオン閾値ＶON以上であるとき、比較信号Ｃ１を立ち上げ、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオン閾値ＶON未満であるとき、比較信号Ｃ１を立ち下げる。
　第２比較部３６ｂには、第１ＭＲセンサ２８から出力Ｖ１が入力されるとともに、制御部３４からオフ閾値ＶOFFが入力される。第２比較部３６ｂにおいて、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオフ閾値ＶOFFと比較される。第２比較部３６ｂは、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオフ閾値ＶOFF以下であるとき、比較信号Ｃ２を立ち上げ、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１がオフ閾値ＶOFFを上回るとき、比較信号Ｃ２を立ち下げる。
　第３比較部３６ｃには、第２ＭＲセンサ３０から出力Ｖ２が入力されるとともに、制御部３４からオン閾値ＶONが入力される。第３比較部３６ｃにおいて、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオン閾値ＶONと比較される。第３比較部３６ｃは、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオン閾値ＶON以上であるとき、比較信号Ｃ３を立ち上げ、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオン閾値ＶON未満であるとき、比較信号Ｃ３を立ち下げる。
　第４比較部３６ｄには、第２ＭＲセンサ３０から出力Ｖ２が入力されるとともに、制御部３４からオフ閾値ＶOFFが入力される。第４比較部３６ｄにおいて、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオフ閾値ＶOFFと比較される。第４比較部３６ｄは、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオフ閾値ＶOFF以下であるとき、比較信号Ｃ４を立ち上げ、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオフ閾値ＶOFFを上回るとき、比較信号Ｃ４を立ち下げる。
　ピストン１８の位置Ｘに応じた比較信号Ｃ１～Ｃ４の状態が図８に示されている。比較信号Ｃ１は、ピストン１８がＸ１よりも若干大きいＸ３の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ２は、ピストン１８がＸ２の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ３は、ピストン１８がＸ２よりも若干小さいＸ４の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ４は、ピストン１８がＸ１の位置に到達したときに切り換わる。
　比較信号Ｃ１～Ｃ４は位置判定部３８に入力され、位置判定部３８において、ピストン１８が所定位置に到達したか否かが判定される。位置判定部３８は、判定した結果をスイッチ信号ＳＷとして制御部３４に出力する。スイッチ信号ＳＷは、初期値がオフに設定されている。図８に示されるように、位置判定部３８は、比較信号Ｃ１および比較信号Ｃ４がともに立ち上がった状態となったとき、すなわち、ピストン１８が原点に近づく方向に移動してＸ１の位置に到達したとき、スイッチ信号ＳＷをオフからオンに切り換える。
　また、位置判定部３８は、比較信号Ｃ２および比較信号Ｃ３がともに立ち上がった状態となったとき、すなわち、ピストン１８が原点から離れる方向に移動してＸ２の位置に到達したとき、スイッチ信号ＳＷをオンからオフに切り換える。スイッチ信号ＳＷのオフからオンへの切換およびオンからオフへの切換が図８に示されている。
　制御部３４は、通信部４４を介して外部と双方向に通信可能となっている。制御部３４は、位置判定部３８から受け取ったスイッチ信号ＳＷに応じて、例えば、図示しないランプの点灯と消灯を指示する信号ＳＷ´を通信部４４を介して外部に出力する。この場合、ピストン１８の駆動工程においてピストン１８がＸ１の位置に到達してから、復帰工程に切り換わってピストン１８がＸ２の位置に到達するまでの間、ランプが点灯した状態となる。
　ランプが点灯することにより、ピストン１８が駆動工程のストロークエンド近傍に到達したことが分かり、ランプが消灯することにより、ピストン１８の復帰工程が開始された直後であることが分かる。また、ランプが点灯した状態にあるとき、ピストン１８がロッドカバー１２に接近した所定の領域に存在することが分かる。スイッチ信号ＳＷは、流体圧シリンダ１０と関連して動作する図示しない外部機器の制御に用いられてもよい。
　外部からセンサモジュール３２に対してオン閾値ＶONおよびオフ閾値ＶOFFの設定変更を行うことができる。制御部３４は、通信部４４を介して外部からオン閾値ＶONおよびオフ閾値ＶOFFの設定変更に関するデータを受け取ると、新たなオン閾値ＶONを第１比較部３６ａおよび第３比較部３６ｃに出力し、新たなオフ閾値ＶOFFを第２比較部３６ｂおよび第４比較部３６ｄに出力する。
　マグネット２６は、経年変化に伴って磁力が低下し（減磁し）、また、第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０は、高温環境下に長期間置かれると感度が低下する。このような事象が生じると、オン閾値ＶONの設定にもよるが、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１の最大値ＶMAXまたは第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の最大値ＶMAXがオン閾値ＶONを超えない程度まで減少する可能性がある。
　そこで、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１の最大値ＶMAXおよび第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の最大値ＶMAXが経年変化等により所定以上減少していないか監視することを目的として、第１診断部４０および第２診断部４２が設けられている。第１診断部４０には第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１が入力され、第２診断部４２には第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２が入力される。以下、第１診断部４０における処理内容を説明するが、第２診断部４２における処理内容もこれと同様である。
　第１診断部４０は、最大値判定部４０ａと、最大値記憶部４０ｂと、監視部４０ｃとを有する。最大値判定部４０ａは、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１が増加から減少に転じる毎に、そのときの出力（例えば減少に転じる直前の出力Ｖ１）を最大値ＶMAXとして最大値記憶部４０ｂに送る。最大値記憶部４０ｂは、最大値判定部４０ａから受け取った最大値ＶMAXデータを時系列で記憶する。
　監視部４０ｃは、定期的に、最大値記憶部４０ｂに記憶された多数の最大値ＶMAXデータのうち、直近の所定数のデータについて平均値を算出し、これを当初の所定数のデータの平均値と比較する。そして、直近の所定数のデータの平均値が当初の所定数のデータの平均値よりも所定値以上小さいと判定した場合、制御部３４に対して注意信号Ｅ１を出力する。
　制御部３４は、第１診断部４０の監視部４０ｃから注意信号Ｅ１を受け取ると、マグネット２６の減磁や第１ＭＲセンサ２８の感度の低下等の事象が発生した蓋然性が高いことを報知するため、通信部４４を介して注意信号Ｅ１´を外部に出力する。これにより、作業者に対して、部品交換等のメンテナンスを促したり、オン閾値ＶONの調整を促したりすることができる。
　本実施形態では、第１診断部４０で第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１の最大値ＶMAXを監視し、第２診断部４２で第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の最大値ＶMAXを監視しているが、共通の診断部によって出力Ｖ１の最大値ＶMAXと出力Ｖ２の最大値ＶMAXを総合的に監視してもよい。出力Ｖ１の最大値ＶMAXと出力Ｖ２の最大値ＶMAXの両方が所定以上減少している場合は、マグネット２６の減磁が原因となっている蓋然性が高く、それらの一方のみが所定以上減少している場合は、当該ＭＲセンサの感度低下が原因となっている蓋然性が高い。共通の診断部がこれらの事象を区別して注意信号を出力すれば効率的である。
　次に、流体圧シリンダ１０が種々の外部磁界が作用する環境下に置かれた場合について、図９～図１６を参照しながら説明する。なお、図９等において、流体圧シリンダ１０は簡略化して示している。
（他のシリンダ磁界が作用する場合）
　図９に示されるように、他の流体圧シリンダ５０が流体圧シリンダ１０とＢ方向に並んで配置され、他の流体圧シリンダ５０のピストン５２に装着されたマグネット５４の磁界５６が流体圧シリンダ１０の第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する場合を想定する。第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する磁界５６は、他の流体圧シリンダ５０の動作位置に応じて変動する。
　他の流体圧シリンダ５０の磁界５６に基づく第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の例が図１０に示されている。横軸は、Ａ方向に沿った他の流体圧シリンダ５０のピストン５２の位置を表し、縦軸はセンサの出力を表している。第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は実線で示され、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は点線で示されている。ピストン５２の位置は、Ａ方向において前述した流体圧シリンダ１０のピストン１８の基準位置と対応する位置を原点にとっている。
　第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０から他の流体圧シリンダ５０のマグネット５４までのＢ方向の距離は、第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０から流体圧シリンダ１０のマグネット２６までのＢ方向の距離よりも大きい。このため、図１０に示されるように、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオフ閾値ＶOFF以下となる蓋然性は低い。したがって、スイッチ信号ＳＷがオンオフする蓋然性は低く、他の流体圧シリンダ５０の磁界５６が作用したとき、流体圧シリンダ１０のピストン１８が所定位置にあることを誤って検出するのを防止できる。オフ閾値ＶOFFを基準出力Ｖｓから離れるように設定変更すれば、誤検出をさらに確実に防止できる。
（溶接磁界が作用する場合）
　流体圧シリンダ１０が溶接ラインに設置され、溶接電流によって生じる磁界（溶接磁界）が流体圧シリンダ１０の第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する場合を想定する。溶接磁界は、マグネットの磁界とは異なり、一方向の成分のみからなる磁界である。以下、溶接磁界の向きがＡ方向である場合とＢ方向である場合に分けて説明する。
　図１１に示されるように、Ａ方向の溶接磁界５８が第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する場合を想定する。この溶接磁界５８に基づく第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の例が図１２に示されている。横軸は時間を表し、縦軸はセンサの出力を表している。溶接電流は一定であるため、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、溶接が開始されると、基準出力Ｖｓから立ち上がった後、一定値Ｖａを保つ。なお、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１と一致している。
　図１２に示されるように、上記一定値Ｖａはオン閾値ＶON以上であるが、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２が基準出力Ｖｓより小さくなることはなく、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオフ閾値ＶOFF以下となることはない。したがって、スイッチ信号ＳＷはオンオフしないので、Ａ方向の溶接磁界５８が作用したとき、ピストン１８が所定位置にあることを誤って検出するのを防止できる。
　図１３に示されるように、Ｂ方向の溶接磁界６０が第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する場合を想定する。この溶接磁界６０に基づく第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の例が図１４に示されている。横軸は時間を表し、縦軸はセンサの出力を表している。溶接電流は一定であるため、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、溶接が開始されると、基準出力Ｖｓから立ち下がった後、一定値Ｖｂを保つ。なお、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１と一致している。
　図１４に示されるように、上記一定値Ｖｂはオフ閾値ＶOFF以下であるが、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２が基準出力Ｖｓより大きくなることはなく、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２がオン閾値ＶON以上となることはない。したがって、スイッチ信号ＳＷはオンオフせず、Ｂ方向の溶接磁界６０が作用したとき、ピストン１８が所定位置にあることを誤って検出するのを防止できる。
（着磁したボルト等の磁界が作用する場合）
　図１５に示されるように、流体圧シリンダ１０の組立てや取付けに用いられるボルト等の取付部材６２が溶接磁界により磁化され、取付部材６２の磁界６４が流体圧シリンダ１０の第１ＭＲセンサ２８および第２ＭＲセンサ３０に作用する場合を想定する。着磁した取付部材６２の磁界６４に基づく第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の例が図１６に示されている。横軸は時間を表し、縦軸はセンサの出力を表している。第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は実線で示され、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は点線で示されている。
　着磁した取付部材６２の周囲には、取付部材６２の一端側から出て取付部材６２の他端側に戻る磁界（磁束）６４が形成されているが、この磁界６４は全く変動しない。したがって、少なくともスイッチ信号ＳＷがオンオフすることはなく、着磁したボルト等の取付部材６２の磁界６４が作用したとき、ピストン１８が所定位置にあることを誤って検出するのを防止できる。
　本実施形態の流体圧シリンダ１０によれば、互いに直交する２方向にそれぞれ反応する一対の磁気抵抗効果素子パターンを備えた２つのＭＲセンサ２８、３０を所定の間隔Ｌを置いて配置することにより、ピストン１８の位置を精度良く検出することができるとともに、種々の外部磁界が作用しても、ピストン１８の位置が誤検出されることがない。
　また、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１および第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２の最大値ＶMAXが所定以上減少していないか監視する第１診断部４０および第２診断部４２を設けたので、マグネット２６の減磁や第１ＭＲセンサ２８または第２ＭＲセンサ３０の感度低下等を容易に知ることができる。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダ７０について、図１７～図２０を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る流体圧シリンダ７０において、上述した流体圧シリンダ１０と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
　第１実施形態は、検出しようとするピストン１８の位置をロッドカバー１２の近傍とする場合に好適なものであるのに対して、第２実施形態は、検出しようとするピストン１８の位置がロッドカバー１２の近傍でない場合でも好適なものである。すなわち、第２実施形態では、ピストン１８の基準位置を任意の位置に設定することができる。
　図１７に示されるように、シリンダチューブ１６の外側には、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサとしての第３ＭＲセンサ７２と第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０がこの順にＡ方向に並んで取り付けられている。第３ＭＲセンサ７２と第１ＭＲセンサ２８との間隔は、第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０との間隔Ｌと同じである。
　第３ＭＲセンサ７２は、第１ＭＲセンサ２８と同一の構成であり、第１ＭＲセンサ２８と同様に、第１磁気抵抗効果素子パターンが反応する方向がＡ方向、第２磁気抵抗効果素子パターンが反応する方向がＢ方向となるような姿勢で、シリンダチューブ１６の外側に取り付けられる。ピストン１８が図１７に示される基準位置にあるとき、第３ＭＲセンサ７２は、第２ＭＲセンサ３０と同じく、マグネット２６の磁界４６のＢ方向成分を最も多く受ける。
　図１８は、ピストン１８の位置Ｘに応じた第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１と、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２と、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３とを示す図である。横軸はピストン１８の位置Ｘを表し、縦軸はセンサの出力を表している。第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は実線で示され、第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は点線で示され、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３は二点鎖線で示されている。ピストン１８の位置Ｘは、ピストン１８が基準位置にあるときを原点にとり、ピストン１８が基準位置よりも右方にあるときを正の値、ピストン１８が基準位置よりも左方にあるときを負の値としている。
　第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１は、Ｘ＝０のとき最大値ＶMAXとなり、Ｘ＝ＬおよびＸ＝－Ｌのとき最小値ＶMINとなる。第２ＭＲセンサ３０の出力Ｖ２は、Ｘ＝Ｌのとき最大値ＶMAXとなり、Ｘ＝０のとき最小値ＶMINとなる。第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３は、Ｘ＝－Ｌのとき最大値ＶMAXとなり、Ｘ＝０のとき最小値ＶMINとなる。第３ＭＲセンサ７２は、第１ＭＲセンサ２８から所定距離Ｌだけ左方に配置されているので、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３の波形は、第１ＭＲセンサ２８の出力Ｖ１の波形を横軸負方向に距離Ｌに相当する分だけシフトしたものとなる。
　図１９に示されるように、第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０と第３ＭＲセンサ７２とに接続されるセンサモジュール３２は、制御部３４、第１比較部３６ａないし第５比較部３６ｅ、位置判定部３８、第１診断部４０、第２診断部４２、第３診断部４３および通信部４４を備えている。
　第５比較部３６ｅには、第３ＭＲセンサ７２から出力Ｖ３が入力されるとともに、制御部３４からオン閾値ＶONが入力される。第５比較部３６ｅにおいて、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３がオン閾値ＶONと比較される。第５比較部３６ｅは、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３がオン閾値ＶON以上であるとき、比較信号Ｃ５を立ち上げ、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３がオン閾値ＶON未満であるとき、比較信号Ｃ５を立ち下げる。
　ピストン１８の位置Ｘに応じた比較信号Ｃ１～Ｃ５の状態が図２０に示されている。比較信号Ｃ１は、ピストン１８がＸ１よりも若干大きいＸ３の位置に到達したとき、および、ピストン１８が－Ｘ１よりも若干小さい－Ｘ３の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ２は、ピストン１８がＸ２の位置に到達したとき、および、ピストン１８が－Ｘ２の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ３は、ピストン１８がＸ２よりも若干小さいＸ４の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ４は、ピストン１８がＸ１の位置に到達したとき、および、ピストン１８が－Ｘ１の位置に到達したときに切り換わる。比較信号Ｃ５は、ピストン１８が－Ｘ２よりも若干大きい－Ｘ４の位置に到達したときに切り換わる。
　比較信号Ｃ１～Ｃ５は位置判定部３８に入力され、位置判定部３８において、ピストン１８が所定位置に到達したか否かが判定される。位置判定部３８は、判定した結果をスイッチ信号ＳＷとして制御部３４に出力する。スイッチ信号ＳＷは、初期値がオフに設定されている。図２０に示されるように、位置判定部３８は、比較信号Ｃ１および比較信号Ｃ４がともに立ち上がった状態となったとき、スイッチ信号ＳＷをオフからオンに切り換える。すなわち、ピストン１８が右方から原点に近づく方向に移動してＸ１の位置に到達したとき、および、ピストン１８が左方から原点に近づく方向に移動して－Ｘ１の位置に到達したとき、スイッチ信号ＳＷをオフからオンに切り換える。
　また、位置判定部３８は、比較信号Ｃ２および比較信号Ｃ３がともに立ち上がった状態となったとき、すなわち、ピストン１８が原点から右方に離れる方向に移動してＸ２の位置に到達したとき、スイッチ信号ＳＷをオンからオフに切り換える。さらに、位置判定部３８は、比較信号Ｃ２および比較信号Ｃ５がともに立ち上がった状態となったとき、すなわち、ピストン１８が原点から左方に離れる方向に移動して－Ｘ２の位置に到達したとき、スイッチ信号ＳＷをオンからオフに切り換える。
　スイッチ信号ＳＷのオフからオンへの切換およびオンからオフへの切換が図２０に示されている。同図から理解されるように、スイッチ信号ＳＷは、ピストン１８が原点を中心とする限定された領域に存在するときにオンするので、ピストン１８が基準位置（原点）の近傍にあることを容易に検出できる。
　第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３の最大値ＶMAXが経年変化等により所定以上減少していないか監視することを目的として、第３診断部４３が設けられている。第３診断部４３には、第３ＭＲセンサ７２の出力Ｖ３が入力される。第３診断部４３における処理内容は、前述した第１診断部４０における処理内容と同様である。
　本実施形態の流体圧シリンダ７０によれば、第１ＭＲセンサ２８と第２ＭＲセンサ３０に加えて第３ＭＲセンサ７２を設けたので、検出しようとするピストン１８の位置を、ロッドカバー１２の近傍に限らず、任意の位置に設定することができる。
　本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (10)

  1. 　ピストン（１８）に取り付けられたマグネット（２６）の磁界をシリンダチューブ（１６）に取り付けられた第１ＭＲセンサ（２８）および第２ＭＲセンサ（３０）で検出することにより、前記ピストンが所定位置にあることを検出する流体圧シリンダ（１０）であって、
    　前記第１ＭＲセンサおよび前記第２ＭＲセンサは、前記ピストンの軸方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第１磁気抵抗効果素子パターン（２８ａ）と、前記ピストンの径方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第２磁気抵抗効果素子パターン（２８ｂ）とを組み合わせたものであり、前記第１ＭＲセンサが前記ピストンの軸方向と平行な向きの前記マグネットの磁界成分を最も多く受けるときに、前記第２ＭＲセンサが前記ピストンの径方向と平行な向きの前記マグネットの磁界成分を最も多く受けるように、前記第１ＭＲセンサと前記第２ＭＲセンサが所定の間隔を置いて配置される流体圧シリンダ。
  2. 　請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記第１ＭＲセンサおよび前記第２ＭＲセンサに接続されるセンサモジュール（３２）を備え、前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力を基準出力よりも大きいオン閾値と比較する第１比較部（３６ａ）と、前記第２ＭＲセンサの出力を前記オン閾値と比較する第３比較部（３６ｃ）と、前記第１ＭＲセンサの出力を前記基準出力よりも小さいオフ閾値と比較する第２比較部（３６ｂ）と、前記第２ＭＲセンサの出力を前記オフ閾値と比較する第４比較部（３６ｄ）とを備える流体圧シリンダ。
  3. 　請求項２記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力が前記オン閾値以上であり、かつ、前記第２ＭＲセンサの出力が前記オフ閾値以下であるとき、スイッチ信号をオフからオンに切り換え、前記第１ＭＲセンサの出力が前記オフ閾値以下であり、かつ、前記第２ＭＲセンサの出力が前記オン閾値以上であるとき、前記スイッチ信号をオンからオフに切り換える位置判定部（３８）を備える流体圧シリンダ。
  4. 　請求項２記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記オン閾値および前記オフ閾値の設定変更が可能である流体圧シリンダ。
  5. 　請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記第１ＭＲセンサおよび前記第２ＭＲセンサに接続されるセンサモジュールを備え、前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力の最大値および前記第２ＭＲセンサの出力の最大値が所定以上減少していないか監視する診断部（４０、４２）を備える流体圧シリンダ。
  6. 　ピストンに取り付けられたマグネットの磁界をシリンダチューブに取り付けられた第１ＭＲセンサ、第２ＭＲセンサおよび第３ＭＲセンサ（７２）で検出することにより、前記ピストンが所定位置にあることを検出する流体圧シリンダ（７０）であって、
    　前記第１ＭＲセンサ、前記第２ＭＲセンサおよび前記第３ＭＲセンサは、前記ピストンの軸方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第１磁気抵抗効果素子パターンと、前記ピストンの径方向と平行な向きの磁界の強さに応じて抵抗値が減少する第２磁気抵抗効果素子パターンとを組み合わせたものであり、前記第１ＭＲセンサが前記ピストンの軸方向と平行な向きの前記マグネットの磁界成分を最も多く受けるときに、前記第２ＭＲセンサおよび前記第３ＭＲセンサが前記ピストンの径方向と平行な向きの前記マグネットの磁界成分を最も多く受けるように、前記第１ＭＲセンサ、前記第２ＭＲセンサおよび前記第３ＭＲセンサが前記ピストンの軸方向と平行な向きに所定の間隔で並んで配置される流体圧シリンダ。
  7. 　請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記第１ＭＲセンサ、前記第２ＭＲセンサおよび前記第３ＭＲセンサに接続されるセンサモジュールを備え、前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力を基準出力よりも大きいオン閾値と比較する第１比較部と、前記第２ＭＲセンサの出力を前記オン閾値と比較する第３比較部と、前記第１ＭＲセンサの出力を前記基準出力よりも小さいオフ閾値と比較する第２比較部と、前記第２ＭＲセンサの出力を前記オフ閾値と比較する第４比較部と、前記第３ＭＲセンサの出力を前記オン閾値と比較する第５比較部（３６ｅ）とを備える流体圧シリンダ。
  8. 　請求項７記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力が前記オン閾値以上であり、かつ、前記第２ＭＲセンサの出力が前記オフ閾値以下であるとき、スイッチ信号をオフからオンに切り換え、前記第１ＭＲセンサの出力が前記オフ閾値以下であり、かつ、前記第２ＭＲセンサの出力が前記オン閾値以上であるとき、および、前記第１ＭＲセンサの出力が前記オフ閾値以下であり、かつ、前記第３ＭＲセンサの出力が前記オン閾値以上であるとき、前記スイッチ信号をオンからオフに切り換える位置判定部を備える流体圧シリンダ。
  9. 　請求項７記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記オン閾値および前記オフ閾値の設定変更が可能である流体圧シリンダ。
  10. 　請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、
    　前記第１ＭＲセンサ、前記第２ＭＲセンサおよび前記第３ＭＲセンサに接続されるセンサモジュールを備え、前記センサモジュールは、前記第１ＭＲセンサの出力の最大値、前記第２ＭＲセンサの出力の最大値および前記第３ＭＲセンサの出力の最大値が所定以上減少していないか監視する診断部（４０、４２、４３）を備える流体圧シリンダ。
PCT/JP2020/027998 2019-10-29 2020-07-20 流体圧シリンダ WO2021084815A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227014841A KR20220066981A (ko) 2019-10-29 2020-07-20 유체압 실린더
BR112022007938A BR112022007938A2 (pt) 2019-10-29 2020-07-20 Cilindro hidráulico
EP20882532.3A EP4053417A4 (en) 2019-10-29 2020-07-20 HYDRAULIC CYLINDER
CN202080077917.5A CN114729655A (zh) 2019-10-29 2020-07-20 流体压力缸
US17/771,560 US11946495B2 (en) 2019-10-29 2020-07-20 Hydraulic cylinder

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-195765 2019-10-29
JP2019195765A JP7137162B2 (ja) 2019-10-29 2019-10-29 流体圧シリンダ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021084815A1 true WO2021084815A1 (ja) 2021-05-06

Family

ID=75713646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/027998 WO2021084815A1 (ja) 2019-10-29 2020-07-20 流体圧シリンダ

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11946495B2 (ja)
EP (1) EP4053417A4 (ja)
JP (1) JP7137162B2 (ja)
KR (1) KR20220066981A (ja)
CN (1) CN114729655A (ja)
BR (1) BR112022007938A2 (ja)
TW (1) TW202122738A (ja)
WO (1) WO2021084815A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102351525B1 (ko) * 2021-06-15 2022-01-14 아시아나아이디티 주식회사 피스톤 위치 검출 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0459404U (ja) 1990-09-27 1992-05-21
JPH0875403A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Teikoku Tsushin Kogyo Co Ltd 微小位置変化量検出器
JPH11311214A (ja) * 1998-04-27 1999-11-09 Koganei Corp シリンダ用位置検出装置
US20080224692A1 (en) * 2006-04-20 2008-09-18 Joesf Baak Method and apparatus for position detection
JP2009128301A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Ckd Corp 磁気リニア測定装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0734647Y2 (ja) 1990-04-27 1995-08-09 株式会社オリオン工具製作所 カッタ構造
DE102006008157A1 (de) * 2006-02-22 2007-09-06 Sick Ag Magnetischer Sensor
DE102013011668B3 (de) * 2013-07-12 2014-11-13 Festo Ag & Co. Kg Sensorsystem und Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts für ein Sensorsystem
JP6035590B2 (ja) * 2014-05-27 2016-11-30 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 アクチュエータ装置、ヒューマノイド型ロボットおよびパワーアシスト装置
EP3428582B1 (de) * 2017-07-11 2020-03-04 Sick Ag Sensor
JP6964638B2 (ja) * 2019-10-02 2021-11-10 本田技研工業株式会社 電動サスペンション装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0459404U (ja) 1990-09-27 1992-05-21
JPH0875403A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Teikoku Tsushin Kogyo Co Ltd 微小位置変化量検出器
JPH11311214A (ja) * 1998-04-27 1999-11-09 Koganei Corp シリンダ用位置検出装置
US20080224692A1 (en) * 2006-04-20 2008-09-18 Joesf Baak Method and apparatus for position detection
JP2009128301A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Ckd Corp 磁気リニア測定装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4053417A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20220373001A1 (en) 2022-11-24
US11946495B2 (en) 2024-04-02
JP2021071116A (ja) 2021-05-06
EP4053417A1 (en) 2022-09-07
JP7137162B2 (ja) 2022-09-14
CN114729655A (zh) 2022-07-08
TW202122738A (zh) 2021-06-16
KR20220066981A (ko) 2022-05-24
BR112022007938A2 (pt) 2022-07-12
EP4053417A4 (en) 2023-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2402889A1 (en) Brake monitoring system
US7151324B2 (en) Electric steering lock
WO2021084815A1 (ja) 流体圧シリンダ
US11208836B2 (en) Drive arrangement
CN202468547U (zh) 伸缩缸的行程检测装置和伸缩缸
CA3206116A1 (en) A device and method for anticipating failure in a solenoid valve for a manifold assembly
CA2919524A1 (en) Configurable switch emulator module
CN114526759A (zh) 感测装置和包括该装置的数字线性位置传感器
CN110249396B (zh) 双稳态的磁阀装置和用于监控该双稳态的磁阀装置的方法
JP4736569B2 (ja) 誘導性負荷の異常検出装置
US10260908B2 (en) Position measuring device and method for operating a position measuring device
WO2011042190A1 (de) Positionsgeber mit multiturn-positionserfassung
EP2309232B1 (de) Positionsgeber mit Multiturn-Positionserfassung
JP5435020B2 (ja) 位置検出装置
KR20150145126A (ko) 후륜 조향 시스템의 오버 스트로크 방지 방법
KR20200140741A (ko) 액추에이터, 바람직하게는 클러치 액추에이터 또는 변속기 액추에이터의 기계 장치의 수명을 결정하기 위한 방법
KR102644993B1 (ko) 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치 및 방법
US8264308B2 (en) Detection of the onset of switch actuation via magnetic field
CN203427873U (zh) 一种用于车轮转向的转向油缸及工程机械
JP2001116019A (ja) 可逆式取付機構を有する流体圧機器
JP2771852B2 (ja) マグネット式ロッドレスシリンダのピストン抜け検出方法
CN211425495U (zh) 一种基于光电传感器自检的运动机构的保护电路
KR102212162B1 (ko) 스텝 모터, 및 이를 포함하는 스텝 모터 제어 시스템
US11824528B2 (en) Load drive device and control method of load drive device
JP2593769Y2 (ja) 流体圧シリンダ用のピストン位置検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20882532

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227014841

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112022007938

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020882532

Country of ref document: EP

Effective date: 20220530

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112022007938

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20220426