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JP2008020032A - Position detector for fluid pressure cylinder - Google Patents

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JP2008020032A
JP2008020032A JP2006193938A JP2006193938A JP2008020032A JP 2008020032 A JP2008020032 A JP 2008020032A JP 2006193938 A JP2006193938 A JP 2006193938A JP 2006193938 A JP2006193938 A JP 2006193938A JP 2008020032 A JP2008020032 A JP 2008020032A
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JP
Japan
Prior art keywords
fluid pressure
position detection
pressure cylinder
magnetic sensors
detection device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006193938A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nomura
雅之 野村
Kiyoshi Hiramatsu
清 平松
Masao Iwata
将男 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD Corp
Original Assignee
CKD Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by CKD Corp filed Critical CKD Corp
Priority to JP2006193938A priority Critical patent/JP2008020032A/en
Publication of JP2008020032A publication Critical patent/JP2008020032A/en
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Abstract

【課題】位置検出装置をそのリード線の引き出し側がピストン側又はヘッド側のいずれになるように流体圧シリンダに取り付けても、安定した位置検出を行うことを可能にする。
【解決手段】位置検出装置10は、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に設けられた磁石16に対して縦配置となる回路基板20と、回路基板20の両面に、1つずつピストン12の移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置された2つの磁気センサ21,22とを備えている。磁気センサ21,22は、磁石16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。位置検出装置10は、2つの磁気センサ21,22の一方が検出状態の時に発光する発光ダイオードと、2つの磁気センサ21,22の両方が検出状態の時に発光する発光ダイオードとを備えている。
【選択図】図1
Even if a position detection device is attached to a fluid pressure cylinder so that a lead wire drawing side is on a piston side or a head side, stable position detection can be performed.
A position detection device (10) includes a circuit board (20) vertically arranged with respect to a magnet (16) provided on a piston (12) in a state of being attached to a fluid pressure cylinder (11), and one on both surfaces of the circuit board (20). Two magnetic sensors 21 and 22 are provided in a state where they are shifted in the moving direction of the piston 12 and a part of the operation range is overlapped. The magnetic sensors 21 and 22 compare the output voltage of the magnetoresistive element showing the resistance value corresponding to the strength of the magnetic field from the magnet 16 with the reference voltage and the comparator and output the comparison result. The position detection device 10 includes a light emitting diode that emits light when one of the two magnetic sensors 21 and 22 is in a detection state, and a light emitting diode that emits light when both of the two magnetic sensors 21 and 22 are in a detection state.
[Selection] Figure 1

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。   The present invention relates to a position detecting device for a fluid pressure cylinder, and more particularly to a position detecting device for a fluid pressure cylinder used when detecting a piston position of a fluid pressure cylinder using an MR element (magnetoresistance element). .

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。)。   Conventionally, a fluid pressure cylinder using fluid pressure, such as an air cylinder, is known. When this type of fluid pressure cylinder is used, it is usually necessary to detect the position of the piston in some stroke by some means. As a means for realizing such piston position detection, a fluid pressure cylinder position detection device (hereinafter simply referred to as position detection) provided with a magnetic sensor having an MR element (magnetoresistance element) as a detection element. Is sometimes referred to as a device) (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示された位置検出装置は、シリンダ本体の軸方向に沿って所定距離だけ離間させて設けた2つの磁気センサを備え、シリンダのピストンに装着された磁石の磁気を検出してピストンの位置を検出する。図5(a)〜(d)に示すように、2つの磁気センサ51,52は、磁石53の磁界54を磁石53の移動に伴って、一方のみが検出する状態(図5(b),(d)の状態)と、両方が同時に検出する状態(図5(c)の状態)となる位置関係に配置されている。そして、一方の磁気センサ51又は磁気センサ52が検出した時は第1の発光ダイオードが点灯し、両方の磁気センサ51,52が検出した時は第1及び第2の発光ダイオードが点灯するようになっている。そして、第1の発光ダイオードと第2の発光ダイオードの両方が点灯する範囲をピストンの最適範囲とし、いずれか一方の発光ダイオードのみが点灯する範囲を許容範囲としている。   The position detection device disclosed in Patent Document 1 includes two magnetic sensors provided apart from each other by a predetermined distance along the axial direction of the cylinder body, and detects the magnetism of a magnet mounted on the piston of the cylinder. The position of is detected. As shown in FIGS. 5A to 5D, the two magnetic sensors 51 and 52 detect the magnetic field 54 of the magnet 53 as only one of them detects the movement of the magnet 53 (FIG. 5B, (D) state) and a positional relationship in which both are detected simultaneously (the state of FIG. 5C). The first light emitting diode is turned on when one of the magnetic sensors 51 or 52 is detected, and the first and second light emitting diodes are turned on when both the magnetic sensors 51 and 52 are detected. It has become. The range in which both the first light emitting diode and the second light emitting diode are lit is the optimum range of the piston, and the range in which only one of the light emitting diodes is lit is the allowable range.

また、2つの磁気センサの出力信号を処理して、ピストンが許容範囲の時は赤色の発光ダイオードが点灯し、最適範囲の時は緑色の発光ダイオードが点灯するようにした2色表示式の位置検出装置が製造販売されている。   Two-color display position that processes the output signals of the two magnetic sensors so that the red light-emitting diode lights up when the piston is within the allowable range, and the green light-emitting diode lights up when the piston is within the optimum range. The detection device is manufactured and sold.

また、位置検出装置の作り易さや製造コストを考慮して、2つの磁気センサを1つのチップ内に磁石の移動方向に並べて配置し、両磁気センサの出力信号を処理する複数の論理回路を1つのチップに形成し、両チップを基板上に実装して合成樹脂のケース内に埋設した位置検出装置も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   In consideration of the ease of manufacturing the position detection device and the manufacturing cost, two magnetic sensors are arranged side by side in the moving direction of the magnet in one chip, and a plurality of logic circuits for processing the output signals of both magnetic sensors are provided. There has also been proposed a position detection device that is formed on one chip, both chips are mounted on a substrate, and embedded in a synthetic resin case (see, for example, Patent Document 2).

これらの位置検出装置は、2つの磁気センサがいずれも基板の片面に取り付けられた構成であつた。また、磁気センサとその出力信号を処理する比較器を1チップ化したICも存在するが、そのICチップを使用した場合も、位置検出装置は2つの磁気センサが基板の片面に配置された状態で構成される。
実公平6−12484号公報 特開平11−311214号公報
These position detection devices have a configuration in which two magnetic sensors are both attached to one side of the substrate. There are also ICs in which the magnetic sensor and the comparator for processing the output signal are integrated into a single chip. Even when the IC chip is used, the position detection device is in a state where two magnetic sensors are arranged on one side of the substrate. Consists of.
Japanese Utility Model Publication No. 6-12484 JP-A-11-311214

一般に位置検出装置は、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、その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、設置者(作業者)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、最適位置を表示する発光ダイオードが点灯する位置を探して、そこに位置検出装置を取付け固定していた。   In general, the position detection device can be moved along the mounting groove formed on the outer peripheral surface of the fluid pressure cylinder along the moving direction of the piston rod, and can be fixed with a fixing screw at any position. Attached to the hydraulic cylinder. When the position detection device is attached to the fluid pressure cylinder, the installer (operator) engages the position detection device with the attachment groove, moves the piston along the attachment groove to a position where the piston is to be detected, and displays the optimum position. The position detection device was attached and fixed to the position where the light emitting diode to be turned on was searched.

近年、位置検出装置のより小型化が要望されており、基板の幅が数mmの位置検出装置が要求されている。位置検出装置として小型化が要望されている流体圧シリンダでは、位置検出装置によるピストン位置の検出精度も最適範囲の幅が1〜1.5mm程度で許容範囲と最適範囲を合わせた幅は2.5mm程度の要求がある。このような要求に対応するには、磁気センサを磁石に対して横置き(横配置)にするより、縦置き(縦配置)にするのが好ましい。   In recent years, there has been a demand for further downsizing of the position detecting device, and a position detecting device having a substrate width of several mm is required. In a fluid pressure cylinder that is required to be miniaturized as a position detection device, the detection accuracy of the piston position by the position detection device is also about 1 to 1.5 mm in width of the optimum range, and the combined width of the allowable range and the optimum range is 2. There is a demand of about 5 mm. In order to meet such demands, it is preferable to set the magnetic sensor vertically (vertically) rather than horizontally (horizontal) with respect to the magnet.

ここで、縦置きとは、図6に示すように、流体圧シリンダ61の外周面にピストンロッド62の移動方向に沿って延びるように形成された取付け溝63aに沿って位置検出装置64を取り付けた状態において、基板65の幅方向における一方の端面が、ピストン66に装着された環状の磁石67と対向する状態に配置された状態を意味する。横置きとは、基板65の表面又は裏面が、ピストン66に装着された環状の磁石67と対向する状態に配置された状態を意味する。   Here, as shown in FIG. 6, the vertical installation means that the position detection device 64 is attached along the attachment groove 63 a formed on the outer peripheral surface of the fluid pressure cylinder 61 so as to extend along the moving direction of the piston rod 62. In this state, one end surface in the width direction of the substrate 65 means a state in which it is arranged in a state of facing the annular magnet 67 attached to the piston 66. Horizontal installation means a state in which the front surface or the back surface of the substrate 65 is disposed so as to face the annular magnet 67 mounted on the piston 66.

縦置きの場合、磁気センサ68の出力(正しくは磁気センサを構成する磁気抵抗素子の出力であるが、磁気センサの出力と称す。)は、図7(a)に示すように中央のピークPmの両側に、下向きの小さなピークPsが出る曲線となる。横置きの場合、磁気センサ68の出力は、図7(b)に示すように中央のピークPmの両側に、上向きの小さなピークPsが出る曲線となる。したがって、横置きの場合は閾値を設定する際に、中央のピークPmの両側に存在する小さなピークPsのピーク値より大きな値に設定する必要があり、磁気センサ68の許容誤差等を考慮すると閾値以上になる中央のピークPmにより決定される検出範囲が狭くなる。一方、縦置きの場合は、中央のピークPmの両側に存在する小さなピークPsはマイナス側の出力として出るため、閾値を設定する際に両側に存在する小さなピークPsを考慮せずに設定しても支障がない。その結果、縦置きの場合、閾値の設定の自由度が横置きに比べて高くなる。   When placed vertically, the output of the magnetic sensor 68 (correctly the output of the magnetoresistive element constituting the magnetic sensor, but referred to as the output of the magnetic sensor) is the peak Pm at the center as shown in FIG. On both sides of the curve, a downward downward peak Ps appears. In the horizontal orientation, the output of the magnetic sensor 68 is a curve in which small upward peaks Ps appear on both sides of the central peak Pm as shown in FIG. 7B. Therefore, in the case of landscape orientation, when setting the threshold value, it is necessary to set a value larger than the peak value of the small peak Ps existing on both sides of the central peak Pm. The detection range determined by the central peak Pm as described above becomes narrow. On the other hand, in the case of the vertical placement, the small peak Ps existing on both sides of the central peak Pm is output as the negative side output. Therefore, when setting the threshold, the small peak Ps existing on both sides is not set. There is no problem. As a result, in the case of vertical installation, the degree of freedom for setting the threshold value is higher than in horizontal installation.

位置検出装置64を流体圧シリンダ61に取り付ける場合、位置検出装置64の一端から引き出されるリード線69が流体圧シリンダ61のロッド側(ピストンロッド62が見える側)、ヘッド側のどちらに向いても良い仕様となっており、設置者の使い易い向きを選択できる。ところが、2つの磁気センサ68が基板65の片面に装着されている構成では、図6に実線で示すように、磁気センサ68が図6において基板65の右側になるように位置検出装置64が取付け溝63aに取り付けられた場合と、破線で示す左側になるように位置検出装置64が取り付けられた場合とで磁気センサ68と磁石67との間の距離が異なる。   When the position detection device 64 is attached to the fluid pressure cylinder 61, the lead wire 69 drawn from one end of the position detection device 64 is directed to either the rod side (the side where the piston rod 62 can be seen) of the fluid pressure cylinder 61 or the head side. It has good specifications and can select the orientation that is easy for the installer to use. However, in the configuration in which the two magnetic sensors 68 are mounted on one side of the substrate 65, the position detection device 64 is mounted so that the magnetic sensor 68 is on the right side of the substrate 65 in FIG. The distance between the magnetic sensor 68 and the magnet 67 is different between the case where the magnetic sensor 68 is attached to the groove 63a and the case where the position detecting device 64 is attached so as to be on the left side indicated by the broken line.

磁石67の表面に近いほど磁束密度が大きく、強い磁界が磁気センサ68に作用するほど磁気センサ68の出力電圧のピーク値や発生磁界分布に対する出力曲線が大きくなることが知られている。そして、基板65の厚さが0.5mm程度であっても、2つの磁気センサ68の出力は異なる状態となり、磁気センサ68の出力電圧は、磁気センサ68と磁石67とが近い距離L1の場合には図8に実線で示す状態となり、磁気センサ68と磁石67とが遠い距離L2の場合には図8に破線で示す状態となる。また、2つの磁気センサ68の出力と閾値から決定されるセンサの動作範囲及び表示灯の点灯色は、それぞれ図8に示すように、センサ1及びセンサ2のいずれか一方がON状態では赤色点灯になり、センサ1及びセンサ2の両方がON状態では緑色点灯になる。そして、近い距離L1の場合の方が、遠い距離L2の場合よりもセンサ信号を処理した位置検出装置の動作範囲や緑色点灯範囲(最適範囲)が広くなる。   It is known that the closer to the surface of the magnet 67, the larger the magnetic flux density, and the stronger the magnetic field acting on the magnetic sensor 68, the larger the output voltage peak value and the output curve for the generated magnetic field distribution. Even if the thickness of the substrate 65 is about 0.5 mm, the outputs of the two magnetic sensors 68 are different from each other, and the output voltage of the magnetic sensor 68 is the distance L1 between the magnetic sensor 68 and the magnet 67. 8 is in a state indicated by a solid line in FIG. 8, and when the magnetic sensor 68 and the magnet 67 are at a distance L2, a state indicated by a broken line in FIG. Further, as shown in FIG. 8, the operating range of the sensor and the lighting color of the indicator lamp determined from the outputs and threshold values of the two magnetic sensors 68 are red when either one of the sensor 1 and the sensor 2 is ON. When the sensor 1 and the sensor 2 are both in the ON state, the light is green. In the case of the near distance L1, the operation range and the green lighting range (optimum range) of the position detection device that processed the sensor signal are wider than in the case of the far distance L2.

なお、図8において、2つの磁気センサ68をセンサ1、センサ2と表示し、センサのONとはセンサの出力電圧が閾値以上になった検出状態を意味し、センサのOFFとはセンサの出力電圧が閾値未満になった非検出状態を意味する。   In FIG. 8, two magnetic sensors 68 are indicated as sensor 1 and sensor 2, and sensor ON means a detection state in which the output voltage of the sensor is equal to or higher than a threshold value. Sensor OFF means output of the sensor. It means a non-detection state in which the voltage is less than the threshold value.

このように2つの磁気センサを基板の片側に配置した位置検出装置の場合、位置検出装置の取付け溝に対する装着方向によって動作範囲の最適範囲が変動することになる。その結果、ピストン停止位置がばらつく使い方(例えば、シリンダの押し圧によって固定されるワーク間の寸法に大きなばらつきがある場合)では、最適取付け範囲に収まってピストンが停止することが少なくなり、全体の動作範囲も狭くなるので、ピストンの停止位置が磁気センサの動作範囲から外れて位置検出できなくなってしまうことが起こり得る。   Thus, in the case of the position detection device in which the two magnetic sensors are arranged on one side of the substrate, the optimum range of the operation range varies depending on the mounting direction of the position detection device with respect to the mounting groove. As a result, in applications where the piston stop position varies (for example, when there is a large variation in the dimensions between workpieces fixed by the cylinder pressing pressure), the piston is less likely to stop within the optimum mounting range, and the overall Since the operating range is also narrowed, it may happen that the piston stop position deviates from the operating range of the magnetic sensor, making it impossible to detect the position.

また、流体圧シリンダが小さいことと、ピストンの位置検出精度を高めることとが相俟って磁石の幅(ピストンの移動方向の長さ)が狭くなり、磁石の幅が1つの磁気センサの幅と同程度になった場合、2つの磁気センサを基板の片面にピストンの移動方向に隣接して配置したのでは、磁気センサの動作範囲の一部が重なるように配置することはできない。そして、2つの磁気センサをその動作範囲の一部が重なるように基板の片面に配置するには、図9に示すように、2つの磁気センサ68を基板65の幅方向にずらして配置する必要がある。しかし、この配置では各磁気センサ68と磁石67との距離が異なる状態となるため、同じ感度の磁気センサ68を使用して位置検出装置64を構成するのが難しくなる。   In addition, the small size of the fluid pressure cylinder and the improvement of the position detection accuracy of the piston reduce the width of the magnet (the length in the direction of movement of the piston), and the width of the magnet is the width of one magnetic sensor. If the two magnetic sensors are arranged adjacent to each other in the direction of movement of the piston on one surface of the substrate, they cannot be arranged so that a part of the operation range of the magnetic sensors overlaps. In order to arrange the two magnetic sensors on one side of the substrate so that a part of the operation range thereof is overlapped, it is necessary to dispose the two magnetic sensors 68 in the width direction of the substrate 65 as shown in FIG. There is. However, in this arrangement, the distances between the magnetic sensors 68 and the magnets 67 are different, making it difficult to configure the position detection device 64 using the magnetic sensors 68 having the same sensitivity.

本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、位置検出装置をそのリード線の引き出し側がピストン側又はヘッド側のいずれになるように流体圧シリンダに取り付けても装置の動作範囲は変わらず、安定した位置検出を行う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。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its object is to provide a position detecting device even if it is attached to a fluid pressure cylinder such that the lead-out side of the lead wire is on the piston side or the head side. It is an object of the present invention to provide a fluid pressure cylinder position detecting device capable of performing stable position detection without changing the operation range of the above.

前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明は、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、前記流体圧シリンダのピストンに設けられた磁石に対して縦配置となる基板と、前記基板の両面に、1つずつ前記ピストンの移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置された2つの磁気センサと、前記2つの磁気センサの一方が検出状態の時に発光する第1の表示手段と、前記2つの磁気センサの両方が検出状態の時に発光する第2の表示手段とを備えた。ここで、「縦配置」とは、基板の幅方向における一方の端面が、ピストンに装着された磁石の表面と対向するように配置された状態を意味する。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the output voltage of the magnetoresistive element showing the resistance value corresponding to the strength of the magnetic field from the magnetism generating means is compared with the reference voltage by the comparator and the comparison result is obtained. A position detection device for a fluid pressure cylinder provided with a magnetic sensor that outputs a vertical position with respect to a magnet provided on a piston of the fluid pressure cylinder when the position detection device is attached to the fluid pressure cylinder Two magnetic sensors arranged on the both sides of the substrate, in a state shifted one by one in the moving direction of the piston, and in a state where a part of the operation range overlaps, on both surfaces of the substrate, First display means that emits light when one of them is in a detection state, and second display means that emits light when both of the two magnetic sensors are in a detection state. Here, “vertical arrangement” means a state in which one end face in the width direction of the substrate is arranged so as to face the surface of the magnet attached to the piston.

この発明の位置検出装置が流体圧シリンダに取り付けられた状態では、基板の両面に1つずつ取り付けられている2つの磁気センサの磁石までの距離が異なる状態になる。そして、流体圧シリンダに対する位置検出装置の取付け方向が180度変更された場合、位置検出装置の動作点は多少変動するが、動作範囲は変わらない。そして、ピストンの移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置された2つの磁気センサの両方が同時に検出状態となる最適範囲も変わらない。そのため、位置検出装置の設置者が第2の表示手段の点灯状態を確認して位置検出装置を流体圧シリンダに取り付けることにより、取付け方向に拘わらず位置検出装置は適正な位置に取り付けられ安定した位置検出が可能となる。   When the position detection device of the present invention is attached to the fluid pressure cylinder, the distances to the magnets of the two magnetic sensors attached to the both surfaces of the substrate one by one are different. When the mounting direction of the position detecting device with respect to the fluid pressure cylinder is changed by 180 degrees, the operating point of the position detecting device varies somewhat, but the operating range does not change. The optimum range in which both of the two magnetic sensors arranged in a state shifted in the moving direction of the piston and a part of the operation range overlap with each other is in the detection state does not change. Therefore, when the installer of the position detection device confirms the lighting state of the second display means and attaches the position detection device to the fluid pressure cylinder, the position detection device is attached to an appropriate position and stabilized regardless of the attachment direction. Position detection is possible.

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、前記磁気センサは、前記磁気抵抗素子と前記比較器とが別のチップで構成されている。この発明では、磁気抵抗素子と比較器とが1チップ化された場合に比較して、比較器の配置位置の自由度が高くなる。   According to a second aspect of the present invention, in the magnetic sensor according to the first aspect, the magnetoresistive element and the comparator are formed of different chips. In the present invention, the degree of freedom of the arrangement position of the comparator is higher than when the magnetoresistive element and the comparator are integrated into one chip.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記磁気センサは、前記磁気抵抗素子と前記比較器とが1チップ化されたICである。この発明では、磁気抵抗素子と比較器とが別のチップに構成された場合に比較して、位置検出装置の製造が簡単になる。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnetic sensor is an IC in which the magnetoresistive element and the comparator are integrated into one chip. In the present invention, the manufacture of the position detection device is simplified as compared with the case where the magnetoresistive element and the comparator are configured on separate chips.

本発明によれば、位置検出装置をそのリード線の引き出し側がピストン側又はヘッド側のいずれになるように流体圧シリンダに取り付けても装置の動作範囲は変わらず、安定した位置検出を行うことができる。   According to the present invention, even if the position detection device is attached to the fluid pressure cylinder so that the lead-out side of the lead wire is on the piston side or the head side, the operation range of the device does not change and stable position detection can be performed. it can.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4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。   Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. A fluid pressure cylinder position detection device (hereinafter simply referred to as a position detection device) is used for detecting a piston position in a fluid pressure cylinder such as an air cylinder or a hydraulic cylinder.

図1(a)に示すように、流体圧シリンダ11の外周面には、ピストンロッド12aの移動方向に沿って延びるように取付け溝13a,13bが複数(この実施形態は2個)形成されている。位置検出装置10は、取付け溝13a又は取付け溝13b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。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13a,13bは流体圧シリンダ11の他の面にも設けられている場合もある。   As shown in FIG. 1A, a plurality of mounting grooves 13a and 13b (two in this embodiment) are formed on the outer peripheral surface of the fluid pressure cylinder 11 so as to extend along the moving direction of the piston rod 12a. Yes. The position detection device 10 is attached to the fluid pressure cylinder 11 so as to be movable along the attachment groove 13a or the attachment groove 13b and to be fixed by a fixing screw 14 at an arbitrary position. Although not shown, the mounting grooves 13 a and 13 b may be provided on the other surface of the fluid pressure cylinder 11 in order to appropriately change the mounting position of the position detection device 10.

図1(b)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が環状に設けられている。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。位置検出装置10は、基板としての回路基板20を備えており、回路基板20上に各種の電子部品が実装されている。電子部品としては、2つの磁気センサ21,22及び図示しない表示手段、トランジスタ、抵抗器(いずれも図2に図示)等がある。そして、各種電子部品及び回路基板20はケース23内に収容されるとともに、図示しない樹脂でモールドされている。2つの磁気センサ21,22には同じ性能のものが使用されている。ケース23は略直方体状に形成され、ケース23の一端からはリード線24が引き出されている。位置検出装置10はリード線24が引き出された側と反対側の面が流体圧シリンダ11の外面と対向する状態で取付け溝13a等に固定されるようになっている。また、表示手段の点灯状態を目視で確認可能とするため、ケース23は、一部が透明あるいは一部の肉厚が薄く形成されている。   As shown in FIG. 1 (b), a magnet 16 is provided in an annular shape in the receiving groove 15 formed on the outer peripheral surface of the piston 12. The position detection device 10 is configured to generate an output signal when the magnet 16 moves together with the piston 12 to a predetermined position. The position detection device 10 includes a circuit board 20 as a board, and various electronic components are mounted on the circuit board 20. As electronic components, there are two magnetic sensors 21 and 22, display means (not shown), transistors, resistors (all shown in FIG. 2), and the like. Various electronic components and the circuit board 20 are accommodated in the case 23 and molded with a resin (not shown). The two magnetic sensors 21 and 22 have the same performance. The case 23 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a lead wire 24 is drawn from one end of the case 23. The position detection device 10 is fixed to the mounting groove 13a or the like with the surface opposite to the side from which the lead wire 24 is drawn facing the outer surface of the fluid pressure cylinder 11. Further, in order to make it possible to visually check the lighting state of the display means, the case 23 is partially transparent or partially thin.

回路基板20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、流体圧シリンダ11のピストン12に設けられた環状の磁石16に対して縦配置となるようにケース23内に収容されている。図1(b),(c)に示すように、2つの磁気センサ21,22は、回路基板20の両面に、1つずつピストン12の移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置されている。なお、図1(b),(c)は、位置検出装置10及び流体圧シリンダ11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。   The circuit board 20 is accommodated in the case 23 so as to be vertically arranged with respect to the annular magnet 16 provided on the piston 12 of the fluid pressure cylinder 11 in a state where the position detection device 10 is attached to the fluid pressure cylinder 11. Has been. As shown in FIGS. 1B and 1C, the two magnetic sensors 21 and 22 are shifted in the moving direction of the piston 12 one by one on both surfaces of the circuit board 20 and part of the operation range. Are arranged in an overlapping state. FIGS. 1B and 1C schematically show the configuration of the position detection device 10 and the fluid pressure cylinder 11. For convenience of illustration, some dimensions are exaggerated for easy understanding. Therefore, the ratio of dimensions such as the width, length, and thickness of each part is different from the actual ratio.

次に、位置検出装置10の電気的構成を図2に基づいて説明する。
図2に示すように、磁気センサ21,22は、磁気抵抗素子25a,25bを含むブリッジ回路25と、比較器26とを備えている。磁気抵抗素子25a,25bは、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素子である。ブリッジ回路25は、電源VccとグランドGNDとの間に接続されるとともに、2個の磁気抵抗素子25a,25bと2個の分圧抵抗25c,25dとから構成されている。両磁気抵抗素子25a,25bの接続点が比較器26の非反転入力端子に接続されて比較器26に磁気検出信号が入力されるとともに、両分圧抵抗25c,25dの接続点が比較器26の反転入力端子に接続されて比較器26に基準電圧Vrが入力されるようになっている。比較器26はブリッジ回路25からの出力信号を比較して二値化するとともに増幅して出力する。比較器26は、磁気抵抗素子25a,25bの出力電圧(即ち、比較器26の非反転入力端子への入力電圧Vi)と、基準電圧Vrとを比較して、入力電圧Viが基準電圧Vrよりも大きくなると、H(High)レベルの信号を出力する。
Next, the electrical configuration of the position detection device 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the magnetic sensors 21 and 22 include a bridge circuit 25 including magnetoresistive elements 25 a and 25 b and a comparator 26. The magnetoresistive elements 25a and 25b are elements showing resistance values corresponding to the strength of the magnetic field from the magnetism generating means. The bridge circuit 25 is connected between the power supply Vcc and the ground GND, and includes two magnetoresistive elements 25a and 25b and two voltage dividing resistors 25c and 25d. The connection point of both magnetoresistive elements 25a and 25b is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 26, and a magnetic detection signal is input to the comparator 26. The connection point of both voltage dividing resistors 25c and 25d is the comparator 26. The reference voltage Vr is input to the comparator 26. The comparator 26 compares the output signal from the bridge circuit 25, binarizes it, amplifies it, and outputs it. The comparator 26 compares the output voltage of the magnetoresistive elements 25a and 25b (that is, the input voltage Vi to the non-inverting input terminal of the comparator 26) with the reference voltage Vr, and the input voltage Vi is greater than the reference voltage Vr. Is also increased, an H (High) level signal is output.

各磁気センサ21,22の出力端子は、イクスクルーシブOR回路27及びAND回路28に接続されている。イクスクルーシブOR回路27の出力端子は抵抗器R1を介してトランジスタTr11のベース端子に接続されている。トランジスタTr11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のアノード端子は抵抗器R2を介して電源Vccに接続されている。発光ダイオードLED1には点灯色が赤色の発光ダイオードが使用されている。   The output terminals of the magnetic sensors 21 and 22 are connected to the exclusive OR circuit 27 and the AND circuit 28. The output terminal of the exclusive OR circuit 27 is connected to the base terminal of the transistor Tr11 via the resistor R1. The collector terminal of the transistor Tr11 is connected to the cathode terminal of the light emitting diode LED1 as the first indicator lamp, and the anode terminal of the light emitting diode LED1 is connected to the power supply Vcc via the resistor R2. A light emitting diode whose lighting color is red is used for the light emitting diode LED1.

AND回路28の出力端子は抵抗器R1を介してトランジスタTr12のベース端子に接続されている。トランジスタTr12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のアノード端子は抵抗器R2を介して電源Vccに接続されている。発光ダイオードLED2には点灯色が緑色の発光ダイオードが使用されている。   The output terminal of the AND circuit 28 is connected to the base terminal of the transistor Tr12 via the resistor R1. The collector terminal of the transistor Tr12 is connected to the cathode terminal of the light emitting diode LED2 as the second indicator lamp, and the anode terminal of the light emitting diode LED2 is connected to the power source Vcc via the resistor R2. A light emitting diode whose lighting color is green is used for the light emitting diode LED2.

両トランジスタTr11,Tr12のエミッタ端子はトランジスタTr13のベース端子に接続されている。トランジスタTr13のエミッタ端子はグランドGNDに接続され、トランジスタTr13のコレクタ端子は出力端子Pに接続されている。また、トランジスタTr13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29が接続され、トランジスタTr13のベース端子とエミッタ端子との間に抵抗器R3が接続されている。   The emitter terminals of the transistors Tr11 and Tr12 are connected to the base terminal of the transistor Tr13. The emitter terminal of the transistor Tr13 is connected to the ground GND, and the collector terminal of the transistor Tr13 is connected to the output terminal P. A Zener diode 29 is connected between the collector terminal and the emitter terminal of the transistor Tr13, and a resistor R3 is connected between the base terminal and the emitter terminal of the transistor Tr13.

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。
位置検出装置10は図1(a)に示すように、例えば、流体圧シリンダ11の取付け溝13aの所定位置に取り付けられて使用される。位置検出装置10が取り付けられた流体圧シリンダ11が作動してピストン12が移動すると、ピストン12と共に磁石16も移動する。その結果、磁石16と各磁気センサ21,22との距離が変化し、各磁気センサ21,22の比較器26の非反転入力端子に入力される入力電圧Viとなる磁気抵抗素子25a,25bの接続点の電圧(磁気抵抗素子の出力電圧)も磁石16との距離に対応して変化する。
Next, the operation of the position detection device 10 configured as described above will be described.
As shown in FIG. 1A, the position detection device 10 is used by being attached to a predetermined position of an attachment groove 13a of the fluid pressure cylinder 11, for example. When the fluid pressure cylinder 11 to which the position detection device 10 is attached operates and the piston 12 moves, the magnet 16 also moves together with the piston 12. As a result, the distance between the magnet 16 and each of the magnetic sensors 21 and 22 changes, and the magnetoresistive elements 25a and 25b become the input voltage Vi that is input to the non-inverting input terminal of the comparator 26 of each of the magnetic sensors 21 and 22. The voltage at the connection point (output voltage of the magnetoresistive element) also changes corresponding to the distance from the magnet 16.

磁気抵抗素子の出力電圧は比較器26への入力電圧Viとなって基準電圧Vrと比較され、入力電圧Viが基準電圧Vrより高ければ比較器26の出力、即ち磁気センサ21,22の出力はHレベルの信号となり、入力電圧Viが基準電圧Vr以下であれば比較器26の出力、即ち磁気センサ21,22の出力はLレベルの信号となる。磁気センサ21,22のいずれか一方からHレベルの信号が出力されると、イクスクルーシブOR回路27の出力がHレベルとなってトランジスタTr11がオン状態になり、赤色発光の発光ダイオードLED1が点灯するとともに、トランジスタTr13のべース端子にHレベルの信号が入力される。その結果、トランジスタTr13もオン状態となり、出力端子PがLレベルになるため、この信号をシーケンス制御の信号に使用することができる。   The output voltage of the magnetoresistive element becomes the input voltage Vi to the comparator 26 and is compared with the reference voltage Vr. If the input voltage Vi is higher than the reference voltage Vr, the output of the comparator 26, that is, the outputs of the magnetic sensors 21 and 22 are obtained. If the input voltage Vi is equal to or lower than the reference voltage Vr, the output of the comparator 26, that is, the outputs of the magnetic sensors 21 and 22 are L level signals. When an H level signal is output from either one of the magnetic sensors 21 and 22, the output of the exclusive OR circuit 27 becomes H level, the transistor Tr11 is turned on, and the red light emitting diode LED1 is turned on. At the same time, an H level signal is input to the base terminal of the transistor Tr13. As a result, the transistor Tr13 is also turned on and the output terminal P becomes L level, so that this signal can be used as a sequence control signal.

両磁気センサ21,22からHレベルの信号が出力されると、AND回路28の出力がHレベルとなってトランジスタTr12がオン状態になり、緑色発光の発光ダイオードLED2が点灯するとともに、トランジスタTr13のべース端子にHレベルの信号が入力される。その結果、トランジスタTr13もオン状態となり、出力端子PがLレベルになるため、この信号をシーケンス制御の信号に使用することができる。   When H level signals are output from both magnetic sensors 21 and 22, the output of the AND circuit 28 becomes H level, the transistor Tr12 is turned on, the green light emitting diode LED2 is turned on, and the transistor Tr13 is turned on. An H level signal is input to the base terminal. As a result, the transistor Tr13 is also turned on and the output terminal P becomes L level, so that this signal can be used as a signal for sequence control.

磁気センサ21,22は縦配置の回路基板20の異なる面にそれぞれ配置されているため、磁石16の表面との最短距離が異なる状態になる。磁気抵抗素子の出力電圧は磁気センサ21,22と磁石16との距離が最短になった状態でピークとなる。したがって、図4に示すように、リード線24の引き出し位置をピストンロッド12a側になるように位置検出装置10が取付け溝13aに取り付けられた状態、即ち磁気センサ21と磁石16とが近い距離L1となるように取り付けられた状態では、両磁気センサ21,22の磁気抵抗素子の出力電圧は図3に実線で示す状態となる。即ち、磁石16との最短距離が短い磁気センサ21の磁気抵抗素子における出力電圧のピークP1の方が磁気センサ22の磁気抵抗素子における出力電圧のピークP2より高くなり、センサの動作範囲、即ち出力電圧が閾値(比較器26の基準電圧Vr)より大きくなる範囲は磁気センサ21の方が磁気センサ22より広くなる。なお、図3において、センサ出力と表示しているのは磁気抵抗素子の出力電圧、即ち比較器26の非反転入力端子に入力される入力電圧Viである。   Since the magnetic sensors 21 and 22 are respectively arranged on different surfaces of the vertically arranged circuit board 20, the shortest distance from the surface of the magnet 16 is different. The output voltage of the magnetoresistive element peaks when the distance between the magnetic sensors 21 and 22 and the magnet 16 is the shortest. Accordingly, as shown in FIG. 4, the position detection device 10 is mounted in the mounting groove 13a so that the lead wire 24 is pulled out to the piston rod 12a side, that is, the distance L1 between the magnetic sensor 21 and the magnet 16 is close. In such a state, the output voltages of the magnetoresistive elements of both magnetic sensors 21 and 22 are in a state indicated by a solid line in FIG. That is, the output voltage peak P1 in the magnetoresistive element of the magnetic sensor 21 having the shortest distance from the magnet 16 is higher than the output voltage peak P2 in the magnetoresistive element of the magnetic sensor 22, and the sensor operating range, that is, the output The magnetic sensor 21 is wider than the magnetic sensor 22 in the range where the voltage is larger than the threshold value (the reference voltage Vr of the comparator 26). In FIG. 3, what is indicated as sensor output is the output voltage of the magnetoresistive element, that is, the input voltage Vi input to the non-inverting input terminal of the comparator 26.

また、リード線24の引き出し位置を流体圧シリンダ11のヘッド側になるように位置検出装置10が取付け溝13aに取り付けられた状態、即ち磁気センサ22と磁石16とが近い距離L1となるように取り付けられた状態では、両磁気センサ21,22の磁気抵抗素子の出力電圧は図3に破線で示す状態となる。即ち、磁石16との最短距離が短い磁気センサ22の磁気抵抗素子における出力電圧のピークP2の方が磁気センサ21の磁気抵抗素子における出力電圧のピークP1より高くなり、センサの動作範囲、即ち出力電圧が閾値(比較器26の基準電圧Vr)より大きくなる範囲は磁気センサ22の方が磁気センサ21より広くなる。   Further, the position detection device 10 is mounted in the mounting groove 13a so that the lead wire 24 is pulled out to the head side of the fluid pressure cylinder 11, that is, the distance L1 between the magnetic sensor 22 and the magnet 16 is close. In the attached state, the output voltages of the magnetoresistive elements of both magnetic sensors 21 and 22 are in a state indicated by broken lines in FIG. That is, the peak P2 of the output voltage in the magnetoresistive element of the magnetic sensor 22 having the shortest distance from the magnet 16 is higher than the peak P1 of the output voltage in the magnetoresistive element of the magnetic sensor 21, and the sensor operating range, that is, the output The magnetic sensor 22 is wider than the magnetic sensor 21 in the range where the voltage is larger than the threshold value (the reference voltage Vr of the comparator 26).

図3に示すように、個々の磁気センサ21及び磁気センサ22について見ると、位置検出装置10の流体圧シリンダ11に対する取付け方向が変更されると、動作範囲(ONになる範囲)が変化する。実線で示す出力の形状と、破線で示す出力の形状とは線対称形状となるため、位置検出装置10の流体圧シリンダ11に対する取付け方向が異なる場合を比較すると、両磁気センサ21,22が共にONになる範囲(緑の表示灯のON範囲)の幅(ピストンの移動距離)は同じになる。しかし、磁気センサ21,22がOFFからONに切り替わるポイントがずれるため、両磁気センサ21,22が共にONになる範囲を挟んで両側に存在するいずれか一方の磁気センサがONになる範囲(赤の表示灯のON範囲)の幅は異なる。そして、ピストンロッド12aの引き込み状態から突出状態へのピストン12の移動時において、磁気センサ21がOFFからONに切り替わるポイントのずれ量X1と、磁気センサ22がONからOFFに切り替わるポイントのずれ量X2とは等しくなる。また、磁気センサ22がOFFからONに切り替わるポイントのずれ量Y1と、磁気センサ21がONからOFFに切り替わるポイントのずれ量Y2とは等しくなる。従って、位置検出装置10の動作範囲(磁気センサ21,22の少なくとも一方がON状態になる範囲)及び最適範囲(磁気センサ21,22の両方がON状態になる範囲)の幅は同じになる。   As shown in FIG. 3, when the magnetic sensor 21 and the magnetic sensor 22 are viewed, when the mounting direction of the position detection device 10 with respect to the fluid pressure cylinder 11 is changed, the operation range (a range in which the position detection device 10 is turned on) changes. Since the shape of the output indicated by the solid line and the shape of the output indicated by the broken line are axisymmetric shapes, comparing the case where the mounting direction of the position detection device 10 with respect to the fluid pressure cylinder 11 is different, both the magnetic sensors 21 and 22 are both The width (movement distance of the piston) of the ON range (the ON range of the green indicator light) is the same. However, since the point at which the magnetic sensors 21 and 22 are switched from OFF to ON shifts, the range in which either one of the magnetic sensors existing on both sides of the range in which both the magnetic sensors 21 and 22 are ON is turned on (red) The width of the ON range of the indicator lights is different. When the piston 12 moves from the retracted state to the projecting state of the piston rod 12a, the deviation amount X1 of the point at which the magnetic sensor 21 switches from OFF to ON, and the deviation amount X2 of the point at which the magnetic sensor 22 switches from ON to OFF. Is equal to Further, the deviation Y1 of the point at which the magnetic sensor 22 is switched from OFF to ON is equal to the deviation Y2 of the point at which the magnetic sensor 21 is switched from ON to OFF. Accordingly, the widths of the operation range of the position detection device 10 (a range in which at least one of the magnetic sensors 21 and 22 is turned on) and the optimum range (a range in which both the magnetic sensors 21 and 22 are turned on) are the same.

なお、リード線24の引き出し位置をピストンロッド12a側になるように位置検出装置10が取付け溝13bに取り付けられた場合も、磁気センサ22と磁石16とが近い距離L1となる。即ち、位置検出装置10の方向を変更しなくても、取付け溝13a,13bのどちらに取り付けるかによっても、磁気センサ21,22のどちらが磁石16と近い距離L1となるかが決まる。   Even when the position detection device 10 is mounted in the mounting groove 13b so that the lead wire 24 is drawn out to the piston rod 12a, the distance L1 between the magnetic sensor 22 and the magnet 16 is close. That is, without changing the direction of the position detection device 10, which of the magnetic sensors 21 and 22 is closer to the magnet 16 is determined by which of the attachment grooves 13 a and 13 b is attached.

位置検出装置10の最適範囲がずれても、位置検出装置10を11に取り付ける際、設置者(作業者)は、最適範囲であることを表示する緑色発光の発光ダイオードLED2が点灯する位置を目標として位置検出装置10を固定するため、変動分は取り付け固定の際に吸収されるため、問題はない。   Even when the optimum range of the position detection device 10 is deviated, when the position detection device 10 is attached to 11, the installer (operator) targets the position at which the green light emitting diode LED2 indicating that it is in the optimum range is lit. Since the position detecting device 10 is fixed as described above, fluctuations are absorbed during mounting and fixing, so there is no problem.

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)位置検出装置10は、磁気抵抗素子の出力電圧を基準電圧Vrと比較器26で比較するとともに比較結果を出力する磁気センサ21,22を備えている。そして、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において、流体圧シリンダ11のピストン12に設けられた磁石16に対して縦配置となる回路基板20の両面に、1つずつピストン12の移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で磁気センサ21,22が配置されている。したがって、位置検出装置10をそのリード線24の引き出し側がピストン20側又はヘッド側のいずれになるように流体圧シリンダ11に取り付けても装置の動作範囲は変わらず、安定した位置検出を行うことができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The position detection device 10 includes magnetic sensors 21 and 22 that compare the output voltage of the magnetoresistive element with the reference voltage Vr by the comparator 26 and output the comparison result. Then, in a state where the position detection device 10 is attached to the fluid pressure cylinder 11, the pistons 12 are arranged one by one on both surfaces of the circuit board 20 arranged vertically with respect to the magnet 16 provided on the piston 12 of the fluid pressure cylinder 11. The magnetic sensors 21 and 22 are arranged in a state where they are shifted in the moving direction and a part of the operation range overlaps. Therefore, even if the position detection device 10 is attached to the fluid pressure cylinder 11 so that the lead wire 24 is pulled out to the piston 20 side or the head side, the operation range of the device does not change and stable position detection can be performed. it can.

(2)2つの磁気センサ21,22の一方が検出状態の時に発光する発光ダイオードLED1と、2つの磁気センサ21,22の両方が検出状態の時に発光する発光ダイオードLED2とを備えている。したがって、位置検出装置の設置者が発光ダイオードLED2の点灯状態を確認して位置検出装置10を流体圧シリンダ11に取り付けることにより、取付け方向に拘わらず位置検出装置10は適正な位置に取り付けられ、安定した位置検出が可能となる。   (2) The light emitting diode LED1 that emits light when one of the two magnetic sensors 21 and 22 is in a detection state and the light emitting diode LED2 that emits light when both of the two magnetic sensors 21 and 22 are in a detection state are provided. Therefore, when the installer of the position detection device confirms the lighting state of the light emitting diode LED2 and attaches the position detection device 10 to the fluid pressure cylinder 11, the position detection device 10 is attached to an appropriate position regardless of the attachment direction. Stable position detection is possible.

(3)磁気センサ21,22は、磁気抵抗素子25a,25bと比較器26とが1チップ化されたICである。したがって、磁気抵抗素子25a,25bと比較器26とが別のチップに構成された場合に比較して、位置検出装置10の製造が簡単になる。   (3) The magnetic sensors 21 and 22 are ICs in which the magnetoresistive elements 25a and 25b and the comparator 26 are integrated into one chip. Therefore, the manufacturing of the position detection device 10 is simplified as compared with the case where the magnetoresistive elements 25a and 25b and the comparator 26 are configured in different chips.

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。
・ 磁気センサ21,22は、磁気抵抗素子25a,25bと比較器26とが別のチップで構成されていてもよい。この場合、比較器26を磁気抵抗素子25a,25bから離して配置することができ、磁気抵抗素子25a,25bと比較器26とが1チップ化された場合に比較して、比較器26の配置位置の自由度が高くなる。
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
In the magnetic sensors 21 and 22, the magnetoresistive elements 25a and 25b and the comparator 26 may be configured by different chips. In this case, the comparator 26 can be arranged away from the magnetoresistive elements 25a and 25b, and the arrangement of the comparator 26 is compared with the case where the magnetoresistive elements 25a and 25b and the comparator 26 are integrated into one chip. The degree of freedom of position becomes high.

・ 2つの磁気センサ21,22の一方が検出状態の時に発光する第1の表示手段と、
2つの磁気センサ21,22の両方が検出状態の時に発光する第2の表示手段とは赤色発光の発光ダイオード(LED)と緑色発光のLEDとの組み合わせに限らず、異なる色の発光色のLEDを組み合わせた構成としてもよい。
First display means that emits light when one of the two magnetic sensors 21 and 22 is in a detection state;
The second display means that emits light when both of the two magnetic sensors 21 and 22 are in a detection state is not limited to a combination of a red light emitting diode (LED) and a green light emitting LED, but LEDs of different colors. It is good also as a structure which combined.

・ 第1の表示手段及び第2の表示手段は異なる色の発光素子が点灯する構成に限らず、発光色は同じで発光部の面積が変わる構成としたり、発光部の数が異なる構成にしたりしてもよい。例えば、2つの磁気センサ21,22の一方が検出状態の時には1つのLEDが点灯し、2つの磁気センサ21,22の両方が検出状態の時には2つのLEDが点灯する構成にしてもよい。   The first display unit and the second display unit are not limited to the configuration in which the light emitting elements of different colors are lit, but the configuration in which the emission color is the same and the area of the light emitting unit is changed, or the number of the light emitting units is different. May be. For example, one LED may be turned on when one of the two magnetic sensors 21 and 22 is in a detection state, and two LEDs may be turned on when both of the two magnetic sensors 21 and 22 are in a detection state.

・ 表示手段は発光ダイオードに限らず、発光ダイオード以外の発光素子、例えばエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)を使用してもよい。
・ 各トランジスタTr11〜Tr13としてバイポーラトランジスタに代えて他のトランジスタ、例えば、MOSトランジスタ(MOSFET)を使用してもよい。
-A display means is not restricted to a light emitting diode, You may use light emitting elements other than a light emitting diode, for example, an electroluminescent element (EL element).
Other transistors, for example, MOS transistors (MOSFETs) may be used as the transistors Tr11 to Tr13 in place of the bipolar transistors.

・ 2つの磁気センサ21,22の一方が検出状態の時に第1の表示手段を発光させ、2つの磁気センサ21,22の両方が検出状態の時に第2の表示手段を発光させるように磁気センサ21,22の出力を処理する回路構成は、イクスクルーシブOR回路27とAND回路28との組み合わせに限らない。   The magnetic sensor so that the first display means emits light when one of the two magnetic sensors 21 and 22 is in the detection state, and the second display means emits light when both of the two magnetic sensors 21 and 22 are in the detection state. The circuit configuration for processing the outputs of 21 and 22 is not limited to the combination of the exclusive OR circuit 27 and the AND circuit 28.

・ 位置検出装置として第1の表示手段及び第2の表示手段を内蔵せず、2つの磁気センサ21,22の出力を処理する処理回路(例えば、イクスクルーシブOR回路27及びAND回路28)の出力端子を備えた構成としてもよい。そして、前記処理回路の出力端子を別体の表示部あるいはマイコンに接続して最適範囲と許容範囲の確認を行うようにしてもよい。   A processing circuit (for example, the exclusive OR circuit 27 and the AND circuit 28) that processes the outputs of the two magnetic sensors 21 and 22 without incorporating the first display means and the second display means as a position detection device. It is good also as a structure provided with the output terminal. The output terminal of the processing circuit may be connected to a separate display unit or microcomputer to check the optimum range and the allowable range.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(1)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記第1の表示手段は赤色発光ダイオードであり、前記第2の表示手段は緑色発光ダイオードである。この場合、従来の2色発光の位置検出装置の部品の多くを流用することができる。
Next, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment and other examples will be described below together with their effects.
(1) In the invention according to any one of claims 1 to 3, the first display means is a red light emitting diode, and the second display means is a green light emitting diode. In this case, many of the components of the conventional two-color light emission position detecting device can be used.

(2)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、前記流体圧シリンダのピストンに設けられた磁石に対して縦配置となる基板と、前記基板の両面に、1つずつ前記ピストンの移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置された2つの磁気センサと、前記2つの磁気センサの出力信号を入力して前記2つの磁気センサの一方が検出状態にあることを示す第1の出力信号を出力する第1の出力部(イクスクルーシブOR回路27)と、前記2つの磁気センサの出力信号を入力して前記2つの磁気センサの両方が検出状態にあることを示す第2の出力信号を出力する第2の出力部(AND回路28)とを備えた流体圧シリンダ用位置検出装置。この(2)に記載の発明によれば、位置検出装置をそのリード線の引き出し側がピストン側又はヘッド側のいずれになるように流体圧シリンダに取り付けても装置の動作範囲は変わらず、安定した位置検出を行うことができる。また、位置検出装置に検出状態を確認する発光表示手段を備えた構成に比較して位置検出装置を小型化することができる。   (2) The position for the fluid pressure cylinder provided with the magnetic sensor for comparing the output voltage of the magnetoresistive element showing the resistance value corresponding to the strength of the magnetic field from the magnetism generating means with the reference voltage and the comparator and outputting the comparison result In the state in which the position detection device is attached to the fluid pressure cylinder, one detection device is provided on a substrate vertically disposed with respect to a magnet provided on a piston of the fluid pressure cylinder, and on both surfaces of the substrate. Two magnetic sensors arranged in a state where they are displaced in the moving direction of the piston one by one and a part of the operation range is overlapped, and one of the two magnetic sensors by inputting the output signals of the two magnetic sensors The first output unit (exclusive OR circuit 27) that outputs a first output signal indicating that the two magnetic sensors are in a detection state, and the two magnetic sensors output signals are input to the two magnetic sensors. Position detecting apparatus for a fluid pressure cylinder having a second output portion which both capacitors and outputs a second output signal indicating that the detected state and (AND circuit 28). According to the invention described in (2), even if the position detection device is attached to the fluid pressure cylinder so that the lead-out side of the lead wire is on the piston side or the head side, the operation range of the device does not change and is stable. Position detection can be performed. In addition, the position detection device can be downsized as compared with a configuration in which the position detection device includes a light emitting display means for confirming the detection state.

(a)は流体圧シリンダの模式斜視図、(b)は流体圧シリンダと位置検出装置との関係を示す模式図、(c)は位置検出装置の模式断面図。(A) is a schematic perspective view of a fluid pressure cylinder, (b) is a schematic diagram which shows the relationship between a fluid pressure cylinder and a position detection apparatus, (c) is a schematic cross section of a position detection apparatus. 位置検出装置の電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electric constitution of a position detection apparatus. 磁気センサの出力電圧と、発光ダイオードの発光状態を示す関係図。The relationship figure which shows the output voltage of a magnetic sensor, and the light emission state of a light emitting diode. 位置検出装置と流体圧シリンダの関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between a position detection apparatus and a fluid pressure cylinder. (a)〜(d)は従来技術の位置検出装置の動作の説明図。(A)-(d) is explanatory drawing of operation | movement of the position detection apparatus of a prior art. 別の従来技術の位置検出装置と流体圧シリンダの関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between the position detection apparatus of another prior art, and a fluid pressure cylinder. (a)は縦配置の場合の磁気センサの出力電圧を示す線図、(b)は横配置の場合の磁気センサの出力電圧を示す線図。(A) is a diagram which shows the output voltage of the magnetic sensor in the case of vertical arrangement, (b) is a diagram showing the output voltage of the magnetic sensor in the case of horizontal arrangement. 位置検出装置の取付け状態の違いによる磁気センサの出力電圧と、発光ダイオードの発光状態を示す線図。The diagram which shows the output voltage of the magnetic sensor by the difference in the attachment state of a position detection apparatus, and the light emission state of a light emitting diode. 磁気センサの配置を変更した場合の基板と磁気センサの関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between a board | substrate and a magnetic sensor at the time of changing arrangement | positioning of a magnetic sensor.

符号の説明Explanation of symbols

LED1…第1の表示手段としての発光ダイオード、LED2…第2の表示手段としての発光ダイオード、Vr…基準電圧、10…位置検出装置、11…流体圧シリンダ、12…ピストン、16…磁石、20…基板としての回路基板、21,22…磁気センサ、25a,25b…磁気抵抗素子、26…比較器。   LED1 ... light emitting diode as first display means, LED2 ... light emitting diode as second display means, Vr ... reference voltage, 10 ... position detecting device, 11 ... fluid pressure cylinder, 12 ... piston, 16 ... magnet, 20 ... Circuit boards as boards, 21, 22 ... Magnetic sensors, 25a, 25b ... Magnetoresistive elements, 26 ... Comparators.

Claims (3)

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、前記流体圧シリンダのピストンに設けられた磁石に対して縦配置となる基板と、
前記基板の両面に、1つずつ前記ピストンの移動方向にずれた状態で、かつ動作範囲の一部が重なる状態で配置された2つの磁気センサと、
前記2つの磁気センサの一方が検出状態の時に発光する第1の表示手段と、
前記2つの磁気センサの両方が検出状態の時に発光する第2の表示手段と
を備えた流体圧シリンダ用位置検出装置。
A fluid pressure cylinder position detection device comprising a magnetic sensor for comparing the output voltage of a magnetoresistive element exhibiting a resistance value corresponding to the strength of a magnetic field from a magnetism generating means with a reference voltage and outputting a comparison result. There,
In a state where the position detection device is attached to a fluid pressure cylinder, a substrate that is vertically disposed with respect to a magnet provided on a piston of the fluid pressure cylinder;
Two magnetic sensors disposed on both surfaces of the substrate one by one in a state shifted in the moving direction of the piston and in a state where a part of the operation range overlaps;
First display means for emitting light when one of the two magnetic sensors is in a detection state;
A fluid pressure cylinder position detecting device comprising: a second display means for emitting light when both of the two magnetic sensors are in a detection state.
前記磁気センサは、前記磁気抵抗素子と前記比較器とが別のチップで構成されている請求項1に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。   The fluid pressure cylinder position detecting device according to claim 1, wherein the magnetic sensor includes the magnetoresistive element and the comparator formed of different chips. 前記磁気センサは、前記磁気抵抗素子と前記比較器とが1チップ化されたICである請求項1に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。   The fluid pressure cylinder position detecting device according to claim 1, wherein the magnetic sensor is an IC in which the magnetoresistive element and the comparator are integrated into one chip.
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