JP2008157683A - 流体圧シリンダ用位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体圧シリンダを決められた設置箇所に設置した状態では、流体圧シリンダに取り付けられた位置検出装置の取付け位置を手作業で調整不可能な場合であっても、位置検出装置から適正な検出信号を出力することが可能な状態に調整することができる流体圧シリンダ用位置検出装置を提供すること。
【解決手段】ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを順番に動作をさせて、磁気センサSa〜Sdがピストンの位置を検出できるか判定し、検出できた場合には、そのとき動作させた磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定する。また、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が重なっている場合も考慮して、ピストンの位置を動作範囲としているすべての磁気センサSa〜Sdを選択するようになっている。
【選択図】図3
【解決手段】ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを順番に動作をさせて、磁気センサSa〜Sdがピストンの位置を検出できるか判定し、検出できた場合には、そのとき動作させた磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定する。また、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が重なっている場合も考慮して、ピストンの位置を動作範囲としているすべての磁気センサSa〜Sdを選択するようになっている。
【選択図】図3
Description
本発明は、流体圧シリンダ用位置検出装置に係り、詳しくはMR素子(磁気抵抗素子)を利用して、流体圧シリンダのピストン位置を検出する場合等に用いられる流体圧シリンダ用位置検出装置に関するものである。
従来、エアシリンダ等のような流体圧を利用した流体圧シリンダが知られている。この種の流体圧シリンダの使用時には、通常、ピストンがストロークのどの位置にあるのかを何らかの手段により検出する必要がある。そして、このようなピストン位置の検出を実現するための手段として、検出素子にMR素子(磁気抵抗素子)を使用した構成の磁気センサを1個備えた流体圧シリンダ用位置検出装置(以下、単に位置検出装置と称す場合もある。)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
これらの位置検出装置は、流体圧シリンダの外周面にピストンロッドの移動方向に沿って延びるように形成された取付け溝に沿って移動可能かつ任意の位置にて固定ねじで固定可能に流体圧シリンダに取り付けられる。そして、位置検出装置を流体圧シリンダに取り付ける場合は、位置検出装置を取付け溝に係合させ、ピストンを検出したい位置に取り付け溝に沿って移動させた後、固定ねじをドライバーで回して固定していた。
位置検出装置付き流体圧シリンダの装置本体に対する設置箇所が位置検出装置の取付け位置の調整が可能な位置であれば問題はない。ところが、今日の装置の小型化に伴い、流体圧シリンダの設置箇所が、流体圧シリンダに取り付けられた位置検出装置の取付け位置の調整を手作業で行うことができない場合がある。その場合、流体圧シリンダを装置本体に設置する前の状態で、おおよそのピストン停止位置に合わせて位置検出装置を流体圧シリンダに取り付け、それを装置本体に組み付けていた。
ところが、この組み付け方法では、流体圧シリンダが駆動された際、ピストンの停止位置が位置検出装置の動作位置に合っていれば問題は無い。しかし、ピストンのフルストロークに対する実際の使用ストロークがずれていた場合、位置検出装置の応差域で停止することによって動作が不安定となってしまったり、最悪全く動作しなくなったりすることが発生していた。この場合は、いったん組み立てた装置を分解した上、該当する位置検出装置付き流体圧シリンダを取り出し、位置検出装置の取付け位置を修正した後、再度装置を組み立てるといった膨大な工数と人件費を要していた。
そこで、特許文献2に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置では、複数の磁気センサを設け、複数の磁気センサから適する磁気センサを選択することにより、位置検出装置から適正な検出信号を出力することが可能な状態に調整できるようにした。
特開平10−38628
特願2006−43683
ところで、特許文献2に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置では、複数の磁気センサから適する磁気センサを1つだけ選択していた。しかしながら、例えば、ピストンの停止位置が選択した磁気センサの動作範囲の端である場合、周囲温度や電子部品が有する温度ドリフトなどにより磁気センサの動作点が変化し、今まで動作していた(検出していた)ものが、動作しなくなってしまう虞があった。すなわち、位置検出装置の動作が不安定となる虞があった。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、流体圧シリンダを決められた設置箇所に設置した状態では、流体圧シリンダに取り付けられた位置検出装置の取付け位置を手作業で調整不可能な場合であっても、位置検出装置から適正な検出信号を出力することが可能な状態に調整することができる流体圧シリンダ用位置検出装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、流体圧シリンダのピストンに固定された磁気発生手段からの磁界の強さに対応した抵抗値を示す磁気抵抗素子の出力電圧を基準電圧と比較器で比較するとともに比較結果を出力する磁気センサを備えた流体圧シリンダ用位置検出装置であって、前記位置検出装置が流体圧シリンダに取り付けられた状態において、その流体圧シリンダのピストンの移動方向に沿って配設されるとともに、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配設された複数個の前記磁気センサと、複数個の前記磁気センサを選択的に動作可能な状態に設定する磁気センサ選択回路を備え、前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置を動作範囲とする全ての磁気センサを動作可能な状態に設定することを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置が、配設された磁気センサのうち端の磁気センサの動作範囲にのみに位置する場合には、当該磁気センサを動作可能な状態とせずに、異常終了することを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記磁気センサが磁気発生手段を検出した場合、前記磁気センサ選択回路に当該検出したことを示す検出信号を出力するようになっており、前記磁気センサ選択回路は、配設された磁気センサを端から順番に動作させ、検出信号を入力したときに動作させていた磁気センサを動作可能な状態に設定することを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明において、前記磁気センサ選択回路は、マイクロコンピュータを備えていることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明において、前記複数の磁気センサのいずれが動作状態にあるかを表示可能とするため、各磁気センサ毎に各磁気センサの動作と対応して点灯する表示灯が設けられていることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明において、前記複数の磁気センサのいずれが動作状態にあるかを表示可能とするため、各磁気センサ毎に各磁気センサの動作と対応して点灯する表示灯が設けられていることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明において、前記磁気センサ選択回路は、初期状態において特定の一つの磁気センサを動作可能な状態に設定しており、当該磁気センサの動作と対応して点灯する第1の表示灯と、他の磁気センサの動作と対応して点灯する第2の表示灯とが設けられていることを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、流体圧シリンダのピストンに固定される磁気発生手段からの磁界の強さに対応した抵抗値を示す磁気抵抗素子の出力電圧を基準電圧と比較器で比較するとともに比較結果を出力する磁気センサを備えた流体圧シリンダ用位置検出装置であって、前記位置検出装置が流体圧シリンダに取り付けられた状態において、その流体圧シリンダのピストンの移動方向に沿って配設されるとともに、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配設された複数個の前記磁気センサと、複数個の前記磁気センサを選択的に動作可能な状態に設定する磁気センサ選択回路を備え、前記磁気センサが磁気発生手段を検出した場合、前記磁気センサ選択回路に当該検出したことを示す検出信号を出力するようになっており、前記磁気センサ選択回路は、配設された磁気センサを端から順番に動作させ、検出信号を入力したときに動作させていた磁気センサを動作可能な状態に設定することを要旨とする。
本発明によれば、流体圧シリンダを決められた設置箇所に設置した状態では、流体圧シリンダに取り付けられた位置検出装置の取付け位置を手作業で調整不可能な場合であっても、位置検出装置から適正な検出信号を出力することが可能な状態に調整することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態を図1〜図10にしたがって説明する。
流体圧シリンダ用位置検出装置(以下、単に位置検出装置と称す。)は、エアシリンダ、油圧シリンダ等の流体圧シリンダにおいてピストン位置の検出のために使用される。図1(b)に示すように、位置検出装置10は、流体圧シリンダ11の外周面にピストンロッド12aの移動方向に沿って延びるように形成された取付け溝13に沿って移動可能かつ任意の位置にて固定ねじ14で固定可能に流体圧シリンダ11に取り付けられる。図1(a)に示すように、ピストン12の外周面に形成された収容溝15には磁石16が設けられている。位置検出装置10は磁石16がピストン12と共に所定位置に移動した時に出力信号を発するように構成されている。なお、位置検出装置10の取付け位置を適宜変更可能とするため、図示しないが、取付け溝13は流体圧シリンダ11の他の面にも設けられている。
流体圧シリンダ用位置検出装置(以下、単に位置検出装置と称す。)は、エアシリンダ、油圧シリンダ等の流体圧シリンダにおいてピストン位置の検出のために使用される。図1(b)に示すように、位置検出装置10は、流体圧シリンダ11の外周面にピストンロッド12aの移動方向に沿って延びるように形成された取付け溝13に沿って移動可能かつ任意の位置にて固定ねじ14で固定可能に流体圧シリンダ11に取り付けられる。図1(a)に示すように、ピストン12の外周面に形成された収容溝15には磁石16が設けられている。位置検出装置10は磁石16がピストン12と共に所定位置に移動した時に出力信号を発するように構成されている。なお、位置検出装置10の取付け位置を適宜変更可能とするため、図示しないが、取付け溝13は流体圧シリンダ11の他の面にも設けられている。
図1(a)に示すように、位置検出装置10は各種の電子部品を備えている。これらの電子部品は回路基板17上に実装されている。電子部品としては、複数個(この実施形態では4個)の磁気センサSa,Sb,Sc,Sd、発光ダイオード18、レギュレータ回路19及び図示しないトランジスタや抵抗等がある。そして、各種電子部品及び回路基板17はケース20内に収容されている。なお、図1(a)は、位置検出装置10の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。
また、4個の磁気センサSa,Sb,Sc,Sdは、位置検出装置10を流体圧シリンダ11に取り付けた際に、ピストン12の移動方向に沿って配列され、かつ隣接する磁気センサの動作範囲(オン区間)の一部が重なるようにケース20内に配設されている(図2(a)参照)。このように、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるようにしたため、動作範囲が途切れることが無くなる。
次に、回路基板17上に配置される回路について図3に基づき説明する。回路基板17上には、磁気センサSa,Sb,Sc,Sdを備えた出力回路29が設置されている。また、回路基板17上には、磁気センサ選択回路27が設置されており、磁気センサ選択回路27は、出力回路29から信号を入力するように出力回路29と接続されている。また、磁気センサ選択回路27は、磁気センサSa,Sb,Sc,Sdを選択する信号を出力回路29に出力するように出力回路29と接続されている。また、回路基板17上には、レギュレータ回路19が設置されており、レギュレータ回路19は、外部から入力した電源電圧を調整して、調整した電源電圧を各回路27,29に供給するように各回路27,29と接続されている。
次に、磁気センサSa,Sb,Sc,Sdについて、図4に基づき説明する。各磁気センサSa,Sb,Sc,Sdは、図4に示すように、MR素子(磁気抵抗素子)21と、比較器22と、基準電圧生成回路23とを備えている。MR素子21は電源VccとグランドGNDとの間に接続されるとともに、出力端子が比較器22の非反転入力端子に接続されている。基準電圧生成回路23は抵抗器R1,R2からなり、電源Vccを両抵抗器R1,R2で分圧した基準電圧を比較器22の反転入力端子に出力する。比較器22の出力端子と非反転入力端子との間には抵抗器R3が接続されて、正帰還がかけられている。比較器22は、MR素子21の出力電圧と、基準電圧生成回路23の生成電圧とを比較して、比較器22の非反転入力端子側の入力電圧が基準電圧生成回路23の生成電圧よりも大きくなると、H(High)レベルの信号を出力する。
次に、出力回路29について図5に基づき説明する。
図5に示すように、各磁気センサSb,Sc,Sdは、電源ラインにバススイッチ24a,24b,24c,24dを介して接続されている。各磁気センサSb,Sc,Sdの出力端子はダイオード25b,25c,25dを介してワイヤードOR接続されるとともに、抵抗器R4を介して第1トランジスタTr1のベース端子に接続されている。磁気センサSaの出力端子は抵抗器R5を介して第2トランジスタTr2のベース端子に接続されている。第1トランジスタTr1のコレクタ端子には第1の表示灯としての発光ダイオードLED1のカソード端子が接続されるとともに、発光ダイオードLED1のアノード端子には抵抗器R6を介して電源Vccに接続されている。第2トランジスタTr2のコレクタ端子には第2の表示灯としての発光ダイオードLED2のカソード端子が接続されるとともに、発光ダイオードLED2のアノード端子には抵抗器R6を介して電源Vccに接続されている。第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2のエミッタ端子は第3トランジスタTr3のベース端子に接続されている。第3トランジスタTr3のエミッタ端子はグランドGNDに接続され、第3トランジスタTr3のコレクタ端子は外部装置と接続される出力端子P1に接続されている。また、第3トランジスタTr3のコレクタ端子とエミッタ端子との間にツェナーダイオード26が接続され、第3トランジスタTr3のベース端子とエミッタ端子との間に抵抗器R51が接続されている。また、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2のエミッタ端子は、入力信号生成回路28に接続される接続端子P2に接続されている。なお、第1〜第3トランジスタTr1〜Tr3にはNPN形のトランジスタが使用されている。顧客
次に、磁気センサ選択回路27について図6に基づき説明する。
図5に示すように、各磁気センサSb,Sc,Sdは、電源ラインにバススイッチ24a,24b,24c,24dを介して接続されている。各磁気センサSb,Sc,Sdの出力端子はダイオード25b,25c,25dを介してワイヤードOR接続されるとともに、抵抗器R4を介して第1トランジスタTr1のベース端子に接続されている。磁気センサSaの出力端子は抵抗器R5を介して第2トランジスタTr2のベース端子に接続されている。第1トランジスタTr1のコレクタ端子には第1の表示灯としての発光ダイオードLED1のカソード端子が接続されるとともに、発光ダイオードLED1のアノード端子には抵抗器R6を介して電源Vccに接続されている。第2トランジスタTr2のコレクタ端子には第2の表示灯としての発光ダイオードLED2のカソード端子が接続されるとともに、発光ダイオードLED2のアノード端子には抵抗器R6を介して電源Vccに接続されている。第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2のエミッタ端子は第3トランジスタTr3のベース端子に接続されている。第3トランジスタTr3のエミッタ端子はグランドGNDに接続され、第3トランジスタTr3のコレクタ端子は外部装置と接続される出力端子P1に接続されている。また、第3トランジスタTr3のコレクタ端子とエミッタ端子との間にツェナーダイオード26が接続され、第3トランジスタTr3のベース端子とエミッタ端子との間に抵抗器R51が接続されている。また、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2のエミッタ端子は、入力信号生成回路28に接続される接続端子P2に接続されている。なお、第1〜第3トランジスタTr1〜Tr3にはNPN形のトランジスタが使用されている。顧客
次に、磁気センサ選択回路27について図6に基づき説明する。
図6に示すように、磁気センサ選択回路27は、マイクロコンピュータとしてのワンチップマイコン(ワンチップマイクロコンピュータ)42を備えている。このワンチップマイコン42は、4個の出力端子GP1,GP2,GP3,GP4と2個の入力端子GP5,GP6を備えている。出力端子GP1はバススイッチ24dに、出力端子GP2はバススイッチ24cに、出力端子GP3はバススイッチ24bに、出力端子GP4はバススイッチ24aにそれぞれ接続されている。
また、磁気センサ選択回路27は、入力信号生成回路28を備えている。この入力信号生成回路28は、抵抗器R7及びPNP形の第4トランジスタTr4の第1直列回路32aを備えている。第4トランジスタTr4は、エミッタ端子が抵抗器R7を介して電源Vccに接続され、コレクタ端子がGNDに接続され(接地され)、ベース端子が外部操作手段を構成する第1のリード線33aが接続されている。抵抗器R7及び第4トランジスタTr4のエミッタ端子との中間点は、ワンチップマイコン42の入力端子GP5に接続されている。
また、入力信号生成回路28は、抵抗器R8及びNPN形の第5トランジスタTr5の第2直列回路32bを備えている。第5トランジスタTr5は、コレクタ端子が抵抗器R8を介して電源Vccに接続され、エミッタ端子がGNDに接続され(接地され)、ベース端子が接続端子P2を介して出力回路29と接続されている。抵抗器R8及び第5トランジスタTr5のコレクタ端子との中間点は、ワンチップマイコン42の入力端子GP6に接続されている。
ワンチップマイコン42のROM(図示せず)には、流体圧シリンダ11が装置に組み込まれた際の設置状態に対応して動作可能な適正な磁気センサを自動的に動作可能な状態に設定する選択処理プログラムが記憶されている。具体的には、図7,8に示すフローチャートに示す動作を行って、4個の出力端子GP1,GP2,GP3,GP4のうちのいずれか1又は2つをHレベルとするとともに、他の出力端子をL(Low)レベルとし、その設定内容をEEPROM(図示せず)に格納するようになっている。
このプログラムについて図7、図8に基づき詳しく説明する。なお、初期状態においては、出力端子GP4の出力がHレベルで、他の出力端子GP1,GP2,GP3はLレベルに設定されている。また、以下、HレベルをH、LレベルをLと略す場合がある。
ワンチップマイコン42は、入力端子GP5の出力がLか否かを判定する(ステップS11)。この判定結果が否定の場合(GP5=Hの場合)、ワンチップマイコン42は、動作を終了する。ステップS11の判定結果が肯定の場合(GP5=Lの場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP4の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP3の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS12)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP3の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS13)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP3及びGP4の出力をH、他の出力端子GP1,GP2の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS14)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。
次に、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS12の設定をしたとき(GP4=Hのとき)、ステップS13の設定をしたとき(GP3=Hのとき)及びステップS14の設定をしたとき(GP3及びGP4=Hのとき)のいずれにおいても入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS15)。ステップS15の判定結果が肯定の場合(いずれのときもGP6=Lである場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP3及びGP4の出力をH、他の出力端子GP1,GP2の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS16)、動作を終了する。
一方、ステップS15の判定結果が否定の場合(いずれかがGP6=Lでなかった場合)、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS12の設定をしたとき(GP4=Hのとき)、入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS17)。この判定結果が肯定の場合、ワンチップマイコン42は、出力端子GP4の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP3の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS18)、動作を終了する。
一方、ステップS17の判定結果が否定の場合(GP6=Hの場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP3の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS19)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP2の出力をH、他の出力端子GP1,GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS20)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP2及びGP3の出力をH、他の出力端子GP1,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS21)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。
次に、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS19の設定をしたとき(GP3=Hのとき)、ステップS20の設定をしたとき(GP2=Hのとき)及びステップS21の設定をしたとき(GP2及びGP3=Hのとき)のいずれにおいても入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS22)。ステップS22の判定結果が肯定の場合(いずれのときもGP6=Lである場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP2及びGP3の出力をH、他の出力端子GP1,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS23)、動作を終了する。
一方、ステップS23の判定結果が否定の場合(いずれかがGP6=Lでなかった場合)、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS19の設定をしたとき(GP3=Hのとき)、入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS24)。この判定結果が肯定の場合、ワンチップマイコン42は、出力端子GP3の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS25)、動作を終了する。
一方、ステップS24の判定結果が否定の場合(GP6=Hの場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP2の出力をH、他の出力端子GP1,GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS26)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP1の出力をH、他の出力端子GP2,GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS27)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。次に、ワンチップマイコン42は、出力端子GP1及びGP2の出力をH、他の出力端子GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込む(ステップS28)。設定した後、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態をEEPROMに記憶する。
次に、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS26の設定をしたとき(GP2=Hのとき)、ステップS27の設定をしたとき(GP1=Hのとき)及びステップS28の設定をしたとき(GP1及びGP2=Hのとき)のいずれにおいても入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS29)。ステップS29の判定結果が肯定の場合(いずれのときもGP6=Lである場合)、ワンチップマイコン42は、出力端子GP1及びGP2の出力をH、他の出力端子GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS30)、動作を終了する。
一方、ステップS29の判定結果が否定の場合(いずれかがGP6=Lでなかった場合)、ワンチップマイコン42は、EEPROMを参照して、ステップS26の設定をしたとき(GP2=Hのとき)、入力端子GP6の状態がLであったか否かを判定する(ステップS31)。この判定結果が肯定の場合、ワンチップマイコン42は、出力端子GP2の出力をH、他の出力端子GP1,GP3,GP4の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS32)、動作を終了する。
一方、ステップS31の判定結果が否定の場合、ワンチップマイコン42は、入力端子GP6の状態がHとなるように、出力端子GP4の出力をH、他の出力端子GP1,GP2,GP3の出力をLに設定するようにEEPROMに書き込み(ステップS33)、動作を終了する。
以上のように、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを順番に動作をさせて、磁気センサSa〜Sdがピストン12の位置を検出できるか判定する(すなわち、入力端子GP6にLレベルの信号が入力されるか判定する)。そして、ワンチップマイコン42は、ピストン12の位置を検出できた場合には、そのとき動作させた磁気センサSa〜Sdを動作させるように出力端子GP1〜GP4の出力を設定する。
また、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が重なっている場合も考慮して、ピストン12の位置を動作範囲としているすべての磁気センサSa〜Sdを選択するようになっている。すなわち、本実施形態では、図2(a)に示すように、磁気センサSaの動作範囲の一部(図2(a)における範囲T1)と、磁気センサSbの動作範囲T1の一部(図2(a)における範囲T1)が重なっている。このため、この重なっている範囲T1においてピストン12の位置が検出できる場合、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa,Sbを動作させるように設定する。同様に、磁気センサSbの動作範囲の一部(図2(a)における範囲T2)と磁気センサScの動作範囲の一部(図2(a)における範囲T2)が重なっている。この重なっている範囲T2においてピストン12の位置が検出できる場合、ワンチップマイコン42は、磁気センサSb,Scを動作させるように設定する。同様に、磁気センサScの動作範囲の一部(図2(a)における範囲T3)と磁気センサSdの動作範囲の一部(図2(a)における範囲T3)が重なっている。この重なっている範囲T3においてピストン12の位置が検出できる場合、ワンチップマイコン42は、磁気センサSc,Sdを動作させるように設定する。
これにより、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が周囲温度や磁気センサSa〜Sdの温度ドリフトにより変化してしまっても、磁気センサSa〜Sdの動作範囲内にピストン12(の磁石16)の位置を収めることができる。すなわち、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合には、いずれかの磁気センサSa〜Sdの動作範囲の端に位置している場合が含まれる場合がある。この場合、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が狭くなるように変化すると、図2(b)の位置T4に示すように、一方の磁気センサ(図2(b)では磁気センサSa)の動作範囲からはずれてしまう可能性がある。このため、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合、一方の磁気センサSa〜Sdだけを動作させるのではなく、両方の磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定して、動作範囲が狭くなっても確実にピストン12の位置を検出できるようにしている。
また、ワンチップマイコン42は、ピストン12の位置が、磁気センサSdの動作範囲のみに位置している場合、磁気センサSaを動作させるように設定し、異常終了させる。この場合、磁気センサSdの動作範囲に位置すると判定されても、図2(b)の示す位置T5のように、磁気センサSdの動作範囲の端に位置している可能性がある。この場合、磁気センサSdの動作範囲が周囲温度や磁気センサの温度ドリフトにより変化すると、動作範囲に含まれなくなる可能性があり、動作が不安定になる虞がある。このため、磁気センサSdのみの動作範囲に位置する場合には、異常終了としている。なお、磁気センサSaのみの場合にも同様のことが言えるが、本実施形態の場合、位置検出装置10を流体圧シリンダ11に取り付ける際、磁気センサSaの動作範囲の端にピストン12の磁石16が位置しないように位置検出装置10を取り付けているため、異常終了としていない。
次に、レギュレータ回路19について図9に基づき説明する。
磁気センサSa〜Sd、入力信号生成回路28等を構成する部品の耐圧が低いため、それらの駆動はDC5V等の低電圧駆動が一般的である。一般に使用されるDC24V直流安定化電源で使用可能とするため、レギュレータ回路19がDC24VをDC5Vへ降圧するために使用される。レギュレータ回路19は、例えば、図9に示すように、ダイオード38、第6トランジスタTr6、抵抗器R9、コンデンサC1,C2及びツェナーダイオード39で構成されている。第6トランジスタTr6にはNPNトランジスタが使用されている。ダイオード38は、アノード端子が電源線34に接続され、カソード端子が第6トランジスタTr6のコレクタ端子に接続されている。ツェナーダイオード39は、アノード端子がアース線35に接続され、カソード端子が第6トランジスタTr6のベース端子に接続されている。抵抗器R9は、第6トランジスタTr6のベース端子とコレクタ端子との間に接続されている。コンデンサC1は、ダイオード38のカソード端子とアース線35との間に接続され、コンデンサC2は、第6トランジスタTr6のエミッタ端子とアース線35との間に接続されている。
磁気センサSa〜Sd、入力信号生成回路28等を構成する部品の耐圧が低いため、それらの駆動はDC5V等の低電圧駆動が一般的である。一般に使用されるDC24V直流安定化電源で使用可能とするため、レギュレータ回路19がDC24VをDC5Vへ降圧するために使用される。レギュレータ回路19は、例えば、図9に示すように、ダイオード38、第6トランジスタTr6、抵抗器R9、コンデンサC1,C2及びツェナーダイオード39で構成されている。第6トランジスタTr6にはNPNトランジスタが使用されている。ダイオード38は、アノード端子が電源線34に接続され、カソード端子が第6トランジスタTr6のコレクタ端子に接続されている。ツェナーダイオード39は、アノード端子がアース線35に接続され、カソード端子が第6トランジスタTr6のベース端子に接続されている。抵抗器R9は、第6トランジスタTr6のベース端子とコレクタ端子との間に接続されている。コンデンサC1は、ダイオード38のカソード端子とアース線35との間に接続され、コンデンサC2は、第6トランジスタTr6のエミッタ端子とアース線35との間に接続されている。
次に前記のように構成された位置検出装置10の作用を説明する。
まず、位置検出装置10への電源供給方法について説明する。
位置検出装置10は流体圧シリンダ11の所定位置に取り付けられるとともに、図10に示すように、電源線34がDC24VのDC安定化電源40のプラス端子側に接続され、アース線35がDC安定化電源40のマイナス端子側に接続される。また、出力線36が負荷41に接続される。負荷41としては、例えば、プログラマブルコントローラ等がある。そして、DC安定化電源40から供給される直流24Vの電圧がレギュレータ回路19で直流5Vに降圧されて、位置検出装置10の電源Vccとして使用される。
まず、位置検出装置10への電源供給方法について説明する。
位置検出装置10は流体圧シリンダ11の所定位置に取り付けられるとともに、図10に示すように、電源線34がDC24VのDC安定化電源40のプラス端子側に接続され、アース線35がDC安定化電源40のマイナス端子側に接続される。また、出力線36が負荷41に接続される。負荷41としては、例えば、プログラマブルコントローラ等がある。そして、DC安定化電源40から供給される直流24Vの電圧がレギュレータ回路19で直流5Vに降圧されて、位置検出装置10の電源Vccとして使用される。
次に、ピストン12を検出する際の動作について説明する。
位置検出装置10が流体圧シリンダ11に取り付けられた状態では、複数の磁気センサSa〜Sdが流体圧シリンダ11のピストン12の移動方向に沿って配置されるため、1個の磁気センサを備えた従来の位置検出装置に比較して、位置検出装置10が磁石16の磁界によって動作することが可能な範囲が広くなる。
位置検出装置10が流体圧シリンダ11に取り付けられた状態では、複数の磁気センサSa〜Sdが流体圧シリンダ11のピストン12の移動方向に沿って配置されるため、1個の磁気センサを備えた従来の位置検出装置に比較して、位置検出装置10が磁石16の磁界によって動作することが可能な範囲が広くなる。
図5に示すように、複数の磁気センサSb〜Sdの出力端子はワイヤードOR接続されて、それらの出力信号が第1トランジスタTr1のベース端子に入力されるようになっている。従って、磁気センサSb〜Sdのいずれか1つからHレベルの信号が出力されると、第1トランジスタTr1がオン状態になり、発光ダイオードLED1が点灯する。また、磁気センサSaの出力信号が第1トランジスタTr1のベース端子に入力されるようになっているため、磁気センサSaからHレベルの信号が出力されると、第2トランジスタTr2がオン状態になり、発光ダイオードLED2が点灯する。これにより、ピストン12の位置が所定の位置であることを知らせる役目を担う。
また、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2のエミッタ端子は、入力信号生成回路28の第5トランジスタTr5のベース端子に接続されていることから、磁気センサSa〜Sdのいずれか1つからHレベルの信号が出力されると、第5トランジスタTr5がオン状態となる。その結果、ワンチップマイコン42の入力端子GP6にLレベルの信号が入力されることとなる。
次に、位置検出装置10を流体圧シリンダ11に取り付け、装置を組み立てたとき、動作させる磁気センサを選択させるための処理について説明する。
ピストン12を検出したい位置に移動した後、第1のリード線33aをGNDに接続(接地)する。これにより、第4トランジスタTr4がオン状態となり、入力端子GP5の状態がLレベルとなる。これにより、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを選択するための選択処理プログラムを実行する。
ピストン12を検出したい位置に移動した後、第1のリード線33aをGNDに接続(接地)する。これにより、第4トランジスタTr4がオン状態となり、入力端子GP5の状態がLレベルとなる。これにより、ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを選択するための選択処理プログラムを実行する。
ワンチップマイコン42は、選択処理プログラムに基づき、ピストン12の位置を動作範囲としている磁気センサSa〜Sdを選択する。なお、磁気センサSa〜Sdの選択が終了すると、ピストン12の位置が検出されて発光ダイオードLED1又は発光ダイオードLED2が発光し、磁気センサSa〜Sdの選択が終了したことが報知される。
具体的には、例えば、磁気センサSaのみに対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサSaと対応するバススイッチ24aがオンとなる状態、即ち、出力端子GP4からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサSaがピストン12を検出し、発光ダイオードLED1が発光する。また、磁気センサSa及び磁気センサSbと対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサSa及び磁気センサSbと対応するバススイッチ24a,24bがオンとなる状態、即ち、出力端子GP3,GP4からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサSa、Sbがピストン12を検出し、発光ダイオードLED1及び発光ダイオードLED2が発光する。
また、磁気センサSbのみに対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサSbと対応するバススイッチ24bがオンとなる状態、即ち、出力端子GP3からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサSbがピストン12を検出し、発光ダイオードLED2が発光する。また、磁気センサSb及び磁気センサScと対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサSb及び磁気センサScと対応するバススイッチ24b,24cがオンとなる状態、即ち、出力端子GP2,GP3からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサSb、Scがピストン12を検出し、発光ダイオードLED2が発光する。
また、磁気センサScのみに対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサScと対応するバススイッチ24cがオンとなる状態、即ち、出力端子GP2からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサScがピストン12を検出し、発光ダイオードLED2が発光する。磁気センサSc及び磁気センサSdと対応する位置にピストン12が停止している場合には、磁気センサSc及び磁気センサSdと対応するバススイッチ24c,24dがオンとなる状態、即ち、出力端子GP1,GP2からHレベルの信号が出力される。これにより、磁気センサSc、Sdがピストン12を検出し、発光ダイオードLED2が発光する。
このようにして、ワンチップマイコン42がプログラムに基づき、複数の磁気センサSa〜Sdのうちからピストン12が停止している位置と対応する磁気センサSa〜Sdを動作可能な状態に設定する。なお、ピストンの位置が磁気センサSa〜Sdの動作範囲にない場合、発光ダイオードLED1,LED2が発光することなく異常終了する。また、ピストンの位置が磁気センサSdのみが動作する範囲にある場合、発光ダイオードLED1,LED2が発光することなく異常終了する。また、設定が終了した場合には、第1のリード線33aに絶縁テープを巻き、第1のリード線33aが他の端子と接触しないように絶縁処理を行う。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを順番に動作をさせて、磁気センサSa〜Sdがピストン12(の磁石16)の位置を検出できるか判定し(すなわち、入力端子GP6にLレベルの信号が入力されるか判定し)、検出できた場合には、そのとき動作させた磁気センサを動作させるように出力端子GP1〜GP4の出力を設定する。また、ワンチップマイコン42は、磁気センサの動作範囲が重なっている場合も考慮して、ピストン12の位置を動作範囲としているすべての磁気センサSa〜Sdを選択するようになっている。これにより、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が周囲温度や磁気センサの温度ドリフトにより変化してしまっても、磁気センサSa〜Sdの動作範囲内にピストン12(の磁石16)の位置を収めることができる。すなわち、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合には、いずれかの磁気センサSa〜Sdの動作範囲の端に位置している場合が含まれる場合がある。この場合、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が狭くなるように変化すると、図2(b)の位置T4に示すように、一方の磁気センサ(図2(b)では磁気センサSa)の動作範囲からはずれてしまう可能性がある。このため、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合、一方の磁気センサSa〜Sdだけを動作させるのではなく、両方の磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定して、動作範囲が狭くなっても確実にピストン12の位置を検出できるようにしている。
(1)ワンチップマイコン42は、磁気センサSa〜Sdを順番に動作をさせて、磁気センサSa〜Sdがピストン12(の磁石16)の位置を検出できるか判定し(すなわち、入力端子GP6にLレベルの信号が入力されるか判定し)、検出できた場合には、そのとき動作させた磁気センサを動作させるように出力端子GP1〜GP4の出力を設定する。また、ワンチップマイコン42は、磁気センサの動作範囲が重なっている場合も考慮して、ピストン12の位置を動作範囲としているすべての磁気センサSa〜Sdを選択するようになっている。これにより、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が周囲温度や磁気センサの温度ドリフトにより変化してしまっても、磁気センサSa〜Sdの動作範囲内にピストン12(の磁石16)の位置を収めることができる。すなわち、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合には、いずれかの磁気センサSa〜Sdの動作範囲の端に位置している場合が含まれる場合がある。この場合、磁気センサSa〜Sdの動作範囲が狭くなるように変化すると、図2(b)の位置T4に示すように、一方の磁気センサ(図2(b)では磁気センサSa)の動作範囲からはずれてしまう可能性がある。このため、動作範囲が重なっている位置にピストン12が位置している場合、一方の磁気センサSa〜Sdだけを動作させるのではなく、両方の磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定して、動作範囲が狭くなっても確実にピストン12の位置を検出できるようにしている。
(2)また、磁気センサ選択回路27は、磁気センサSa〜Sdの配列において、端に位置する磁気センサSdの動作範囲内にのみピストン12の位置が存在する場合には、磁気センサSdを動作させるように設定することなく、異常終了させている。すなわち、磁気センサSdの動作範囲内にのみピストン12の位置が存在する場合には、磁気センサSdの動作範囲の端(図2(b)における位置T5)にピストン12の位置が存在する場合も含まれており、この場合、動作範囲が外的要因により狭くなると、動作範囲に含まれなくなり、磁気センサSdの動作が不安定になる場合がある。そこで、磁気センサSdの動作範囲内にのみピストン12の位置が存在する場合には、異常終了させることにより、動作が不安定になることを避けることができる。
(3)磁気センサSa〜Sdがピストン12の磁石16を検出した場合には、出力回路29から信号が磁気センサ選択回路27に入力されるようになっている。そして、磁気センサ選択回路27は、選択処理プログラムにおいて、設定した磁気センサSa〜Sdが磁石16を検出したか否かを当該信号に基づき判断し、当該判断に基づき、最終的に動作させる磁気センサSa〜Sdを決定している。これにより、外部から検出されたか否かを知らせる信号を入力する必要が無くなり、手間を省くことができる。また、信号を伝えるためのリード線を少なくすることができる。また、外部端子(第1のリード線33a等)の数を少なくすることができ、誤って端子を接続してしまう等の間違いを少なくすることができる。
(4)位置検出装置10は複数個の磁気センサSa〜Sdを備えている。複数個の磁気センサSa〜Sdは、位置検出装置10が流体圧シリンダ11に取り付けられた状態において、ピストン12の移動方向に沿って配設されるとともに、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配設されている。また、複数個の磁気センサSa〜Sdを選択的に動作可能な状態に設定する磁気センサ選択回路27を備えている。従って、流体圧シリンダ11を決められた設置箇所に設置した状態では、流体圧シリンダ11に取り付けられた位置検出装置10の取付け位置を手作業で調整不可能な場合であっても、位置検出装置10から適正な検出信号を出力することが可能な状態に調整することができる。
(5)磁気センサ選択回路27は、位置検出装置10から引き出された第1のリード線33aを介して外部操作可能である。従って、位置検出装置10が流体圧シリンダ11に取り付けられた状態で装置に組み付けられた場合に、位置検出装置10の取付け位置を変更しなくても、第1のリード線33aの長さの範囲において位置検出装置10から適正な検出信号を出力することが可能な状態に自由に調整することができる。
(6)磁気センサ選択回路27は、第1のリード線33aのアース(GDN)に対する接続状態により駆動可能となる磁気センサを設定するため、設定作業が簡単である。
(7)位置検出装置10を取り付けられた流体圧シリンダ11が装置に組み込まれた状態で流体圧シリンダ11を動作させ、ピストン12が所望の位置で停止した状態において、ピストン12(磁石16)と対応する磁気センサが駆動可能となるように、外部操作で磁気センサ選択回路27の出力状態を設定する。従って、複数の磁気センサSa〜Sdのうちから動作可能な状態になる磁気センサを簡単に設定することができる。
(7)位置検出装置10を取り付けられた流体圧シリンダ11が装置に組み込まれた状態で流体圧シリンダ11を動作させ、ピストン12が所望の位置で停止した状態において、ピストン12(磁石16)と対応する磁気センサが駆動可能となるように、外部操作で磁気センサ選択回路27の出力状態を設定する。従って、複数の磁気センサSa〜Sdのうちから動作可能な状態になる磁気センサを簡単に設定することができる。
(8)位置検出装置10は、レギュレータ回路19を備えているため、汎用の24VのDC安定化電源40を備えた装置において、位置検出装置10専用に5Vの電源を設けることなく使用することができる。
(9)どの磁気センサSa〜Sdを動作可能にするかの動作内容を記憶するメモリとしてEEPROMが使用されているため、装置の電源がOFFになっても記憶内容が消去されないため、RAMに記憶する場合に比較して、装置を起動するたびに条件を設定する手間が不要になる。
(10)ワンチップマイコン42は、位置検出装置10が機器に組み付けられた状態における磁気センサSa〜Sdの出力信号を用いて、複数の磁気センサSa〜Sdのうちから動作可能な状態にすべき磁気センサを自動的に検索する。従って、動作可能な状態にすべき磁気センサを容易に、かつ精度良く設定することができる。
(11)出力端子GP4がHに設定された状態が初期状態に設定されており、出力端子GP4がHの状態の際に動作可能な磁気センサSaからHが出力されたときにのみ第1の表示灯としての発光ダイオードLED1が発光状態となる。そして、他の磁気センサSb,Sc,SdからHが出力されたときには第2の表示灯としての発光ダイオードLED2が発光状態となる。従って、発光ダイオードLED1,LED2の発光状態から、位置検出装置10が初期状態のままで動作しているのか、設定し直した状態で動作しているのかを、使用者が視覚的に判別することができる。発光ダイオードLED1及び発光ダイオードLED2として発光色の異なるものを使用した場合には、判別が容易になる。
(12)この位置検出装置10が取り付けられた流体圧シリンダ11が組み込まれた装置が完成し、試運転を行った時、磁石16を備えたピストン12が磁気センサSaの動作範囲で停止せず、位置検出装置10が動作しない(オンしない)不具合が発生する場合がある。その主な原因は、ピストンロッド12aの先端に取り付けられたスライドユニット等の治工具のストロークがシリンダフルストロークよりも若干短めに設計されることが多々あり、その値は設計者個々あるいは物件毎に異なることである。このような場合、従来は位置検出装置の位置が作業者の手が届く範囲であれば、位置検出装置10の固定ねじ14をドライバーで緩めて、位置検出装置が動作する位置まで移動させた後、再度固定していた。しかし、位置検出装置の位置が作業者の手が届く範囲でない場合は、装置を分解して流体圧シリンダを取り出し、位置検出装置の取付け位置を再調整した後、装置を組み立てるという工程を踏む必要がある。しかし、この実施形態の位置検出装置10を用いた場合は、位置検出装置10の流体圧シリンダ11に対する取付け位置を変更(調整)する作業は行わず、第1のリード線33aのアース(GND)に接続することで、最適な磁気センサSa〜Sdが自動的に選択されるようになっている。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○上記実施形態において、各磁気センサSa,Sb,Sc,Sd毎にその出力がHになったことを表示する表示手段を設けてもよい。このようにすれば、位置検出装置10の動作状況、即ちどの磁気センサが動作しているのかを使用者が目視により確認することができる。また、各発光ダイオードを全て異なる発光色のものとしたり、一つ置きに異なる発光色のものとしたりしてもよい。全て異なる発光色のものとした場合は、判別がより容易になる。
○上記実施形態において、各磁気センサSa,Sb,Sc,Sd毎にその出力がHになったことを表示する表示手段を設けてもよい。このようにすれば、位置検出装置10の動作状況、即ちどの磁気センサが動作しているのかを使用者が目視により確認することができる。また、各発光ダイオードを全て異なる発光色のものとしたり、一つ置きに異なる発光色のものとしたりしてもよい。全て異なる発光色のものとした場合は、判別がより容易になる。
○上記実施形態において、ワンチップマイコン42が動作可能な状態にすべき磁気センサを設定する方法として、位置検出装置10の流体圧シリンダ11に対する取付け位置及び流体圧シリンダ11の使用状態を入力して、その値に基づいて動作可能な状態にすべき一つの磁気センサを設定するようにしてもよい。ここで、流体圧シリンダ11の使用状態とは、ピストン12を検出すべき位置の基準位置からのずれの値を意味する。例えば、ピストンロッド12aの出端に対応する位置を基準位置とした場合、設定位置がどれくらいずれた状態で使用するかを意味する。
○上記実施形態において、各トランジスタTr1〜Tr6としてNPNトランジスタやPNPトランジスタ等のバイポーラトランジスタに代えて、NチャネルやPチャネルのMOSトランジスタ(MOSFET)を使用してもよい。
○上記実施形態において、磁気センサの数は複数個であればよく、4個に限らず3個以下でも5個以上でもよい。
○上記実施形態において、DC24VをDC5Vに降圧するレギュレータ回路19を位置検出装置10に内蔵せず、位置検出装置10専用に5Vの直流電源を外部(例えば、流体圧シリンダ11が組み込まれる装置)に設けてもよい。
○上記実施形態において、DC24VをDC5Vに降圧するレギュレータ回路19を位置検出装置10に内蔵せず、位置検出装置10専用に5Vの直流電源を外部(例えば、流体圧シリンダ11が組み込まれる装置)に設けてもよい。
○上記実施形態では、接続端子P2を介して出力回路29と、磁気センサ選択回路27とを接続したが、直接接続してもよく、また、出力回路29と磁気センサ選択回路27を1つの回路で構成しても良い。
○上記実施形態では、出力回路29と磁気センサ選択回路27とを接続し、出力回路29から磁気センサSa〜Sdが磁石16を検出したことを示す検出信号を入力していたが、接続しなくても良い。この場合、磁気センサ選択回路27の接続端子P2に第2のリード線を接続し、第1のリード線を接地して磁気センサ選択回路27に選択処理プログラムを実行させた際、設定者が発光ダイオードLED1,LED2の点灯を目視して第2のリード線を接地することにより、磁気センサ選択回路27へ検出したことを示す検出信号を入力しても良い。
○上記実施形態において、磁気センサSa〜Sd毎に、磁石16を検出できるか否かを判定すると共にその結果を記憶し、その後、検出できた磁気センサSa〜Sdを全て動作させるように設定してもよい。
○上記実施形態では、磁気センサSaの動作範囲のみに磁石16が存在している場合、磁気センサSaを動作させるように設定していたが、磁気センサSa〜Sdの配列において、端に位置する磁気センサSa,Sdの動作範囲のみに磁石16が存在する場合には、動作させるように設定することなく異常終了させても良い。このようにすれば、より確実に磁気センサSa〜Sdを動作させることができる。
○上記実施形態において、磁気センサ選択回路27は、磁気センサSaから順番に磁気センサSa〜Sdが磁石16を検出できるか否かを判定し、検出できた場合には、当該磁気センサSa〜Sdを動作させるように設定しても良い。
○上記実施形態において、設定者が磁気センサSa〜Sdを選択できるように構成しても良い。具体的には、磁気センサ選択回路27の接続端子P2に第2のリード線を接続すると共に、設定者が、第1のリード線を接地してから第2のリード線を接地した回数により、磁気センサ選択回路27が選択する磁気センサSa〜Sdを変更するようにしてもよい。
○上記実施形態では、出力回路29と入力信号生成回路28の回路構成は、等価な回路であれば、任意に変更しても良い。例えば、第2直列回路32bを設けずに、ANDゲートを利用した回路構成を採用しても良い。具体的には、発光ダイオードLED1のカソード端子と第1トランジスタTr1のコレクタ端子の中間点、及び発光ダイオードLED2のカソード端子と第2トランジスタTr2のコレクタ端子の中間点をANDゲートの入力端子に接続する。それと共に、ANDゲートの出力端子をワンチップマイコン42の入力端子GP6に接続すればよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(イ)前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置を動作範囲とする全ての磁気センサを動作可能な状態に設定することを特徴とする請求項7に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(イ)前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置を動作範囲とする全ての磁気センサを動作可能な状態に設定することを特徴とする請求項7に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(ロ)前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置が、配設された磁気センサのうち端の磁気センサの動作範囲にのみに位置する場合には、当該磁気センサを動作可能な状態とせずに、異常終了することを特徴とする技術的思想(イ)に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(ハ)前記磁気センサ選択回路は、マイクロコンピュータを備えていることを特徴とする請求項7、技術的思想(イ),(ハ)のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(ホ)前記マイクロコンピュータは、前記リード線からの信号に基づいて、前記複数の磁気センサのうちから動作可能な状態にすべき磁気センサを自動的に検索して、当該磁気センサのみを動作可能な状態に設定することを特徴とする技術的思想(ハ)に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(ヘ)前記複数の磁気センサのいずれが動作状態にあるかを表示可能とするため、各磁気センサ毎に各磁気センサの動作と対応して点灯する表示灯が設けられていることを特徴とする請求項7、技術的思想(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)、(ホ)のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(ト)前記マイクロコンピュータは、初期状態において特定の一つの磁気センサを動作可能な状態に設定しており、当該磁気センサの動作と対応して点灯する第1の表示灯と、他の磁気センサの動作と対応して点灯する第2の表示灯とが設けられている請求項7、技術的思想(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)、(ホ)のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(チ)前記流体圧シリンダ用位置検出装置は、前記ピストンを前記流体圧シリンダに最大限押し込んだ状態又は最大限引き込んだ状態で、当該ピストンの磁気発生手段の位置を配設された複数個の前記磁気センサのうち一端に位置する第1の磁気センサの動作範囲とするよう、流体圧シリンダに取り付けられるようになっており、前記磁気センサ選択回路は、検出すべき前記磁気発生手段の位置が、配設された磁気センサのうち、配設された磁気センサのうち第1の磁気センサとは異なる他端の磁気センサの動作範囲にのみ位置する場合には、当該磁気センサを動作可能な状態とせずに、異常終了することを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
(リ)請求項1〜は請求項7のいずれか一項に記載の発明において、位置検出装置はDC24VをDC5Vに降圧するレギュレータを備えている。
(ヌ)請求項4に記載のマイクロコンピュータは、複数の磁気センサのうちのどの磁気センサを動作可能にするかの複数のプログラムをROMに格納しており、前記外部設定手段からの信号により実効するプログラムを選択して、選択内容をEEPROMに上書きするとともに前記上書きされた内容の動作を実行する。
(ヌ)請求項4に記載のマイクロコンピュータは、複数の磁気センサのうちのどの磁気センサを動作可能にするかの複数のプログラムをROMに格納しており、前記外部設定手段からの信号により実効するプログラムを選択して、選択内容をEEPROMに上書きするとともに前記上書きされた内容の動作を実行する。
Sa,Sb,Sc,Sd…磁気センサ、Vcc…電源、LED1…第1の表示灯としての発光ダイオード、LED2…第2の表示灯としての発光ダイオード、10…位置検出装置、11…流体圧シリンダ、12…ピストン、16…磁気発生手段としての磁石、22…比較器、27…磁気センサ選択回路、28…入力信号生成回路、29…出力回路29、33a…第1のリード線、42…マイクロコンピュータとしてのワンチップマイコン。
Claims (7)
- 流体圧シリンダのピストンに固定された磁気発生手段からの磁界の強さに対応した抵抗値を示す磁気抵抗素子の出力電圧を基準電圧と比較器で比較するとともに比較結果を出力する磁気センサを備えた流体圧シリンダ用位置検出装置であって、
前記位置検出装置が流体圧シリンダに取り付けられた状態において、その流体圧シリンダのピストンの移動方向に沿って配設されるとともに、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配設された複数個の前記磁気センサと、
複数個の前記磁気センサを選択的に動作可能な状態に設定する磁気センサ選択回路を備え、
前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置を動作範囲とする全ての磁気センサを動作可能な状態に設定することを特徴とする流体圧シリンダ用位置検出装置。 - 前記磁気センサ選択回路は、検出すべき磁気発生手段の位置が、配設された磁気センサのうち端の磁気センサの動作範囲にのみに位置する場合には、当該磁気センサを動作可能な状態とせずに、異常終了することを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
- 前記磁気センサが磁気発生手段を検出した場合、前記磁気センサ選択回路に当該検出したことを示す検出信号を出力するようになっており、
前記磁気センサ選択回路は、配設された磁気センサを端から順番に動作させ、検出信号を入力したときに動作させていた磁気センサを動作可能な状態に設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。 - 前記磁気センサ選択回路は、マイクロコンピュータを備えていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
- 前記複数の磁気センサのいずれが動作状態にあるかを表示可能とするため、各磁気センサ毎に各磁気センサの動作と対応して点灯する表示灯が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
- 前記磁気センサ選択回路は、初期状態において特定の一つの磁気センサを動作可能な状態に設定しており、当該磁気センサの動作と対応して点灯する第1の表示灯と、他の磁気センサの動作と対応して点灯する第2の表示灯とが設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。
- 流体圧シリンダのピストンに固定される磁気発生手段からの磁界の強さに対応した抵抗値を示す磁気抵抗素子の出力電圧を基準電圧と比較器で比較するとともに比較結果を出力する磁気センサを備えた流体圧シリンダ用位置検出装置であって、
前記位置検出装置が流体圧シリンダに取り付けられた状態において、その流体圧シリンダのピストンの移動方向に沿って配設されるとともに、隣り合う磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配設された複数個の前記磁気センサと、
複数個の前記磁気センサを選択的に動作可能な状態に設定する磁気センサ選択回路を備え、
前記磁気センサが磁気発生手段を検出した場合、前記磁気センサ選択回路に当該検出したことを示す検出信号を出力するようになっており、
前記磁気センサ選択回路は、配設された磁気センサを端から順番に動作させ、検出信号を入力したときに動作させていた磁気センサを動作可能な状態に設定することを特徴とする流体圧シリンダ用位置検出装置。
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