(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーの側面に設けられている溝、穴又は窪みに収容可能であり、当該シリンダー内のピストンの可動域を規定するための第１及び第２の位置検出装置を備えるシリンダー制御ユニットであって、
前記第１及び第２の位置検出装置は、それぞれ、
前記ピストンの移動方向に磁極の境界が直交する態様で配置された帯磁体との相対位置に応じて電気信号の出力のオンとオフとが切り替わるホールＩＣと、
当該ホールＩＣを内部で位置決めした態様で覆う樹脂又は樹脂製のケースとを有し、
前記第１の位置検出装置のホールＩＣは、第１の磁極からの磁力により前記出力のオンとオフとが切り替わり、
前記第２の位置検出装置のホールＩＣは、第２の磁極からの磁力により前記出力のオンとオフとが切り替わり、
前記樹脂又は樹脂製のケースは、
ガラス繊維を１０〜３０％程度含有させたポリアミド樹脂、又は、ガラス繊維を１０〜３０％程度含有させたポリブチレンテレフタレート樹脂であり、
前記各位置検出装置をシリンダーに取り付けるネジを通すためのネジ通し部が形成されていて、
更に、前記ねじ通し部に隣接して、ホールＩＣを収容するための略直方体状の第１の空洞と、当該第１の空洞の上側及び下側に亘って前記ホールＩＣに接続されている導体を収容するための略直方体状又は略半円状の第２の空洞及び逃げ部が形成されており、
前記第２の空洞及び前記逃げ部の近傍に、前記導体を含む導体を覆う絶縁体を受ける前記樹脂の長手方向断面が略半円状絶縁体受けと、前記各導体を覆うシース部を受ける前記樹脂の長手方向断面が虹形であるシース部受け６８とを含む一対の受片が形成されている、シリンダー制御ユニット。
【請求項２】
前記樹脂内に前記ホールＩＣを内部で位置決めするフレームを備える、請求項１記載のシリンダー制御ユニット。
【請求項３】
前記フレームは、前記ホールＩＣを前記樹脂によって覆うためのモールドに接する位置決め部が形成されている、請求項２記載のシリンダー制御ユニット。
【請求項４】
前記フレームは、硬化前の前記樹脂が通過する通過口が形成されている、請求項２または３記載のシリンダー制御ユニット。
【請求項５】
前記帯磁体の第１の磁極側に前記第２の位置検出装置が取り付けられ、
前記帯磁体の第２の磁極側に前記第１の位置検出装置が取り付けられる、請求項１から４のいずれか記載のシリンダー制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダーのピストンの可動域を決定するシリンダー制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非磁性材料のシリンダー内に滑動自在に収納されたピストンに磁石を取付け、磁石の移動軌跡の一部に接近したシリンダーの外側にケーシングを設け、ケーシング内に差動型ホール集積回路を設けると共に、２個のホール素子を磁石の磁極の方向と同一方向に向けて隔設する、流体圧アクチュエータのピストン位置検出装置が特許文献１に開示されている。【０００３】
このピストン位置検出装置の動作原理は、次のようになる。すなわち、シリンダーの動作により、磁石が差動型ホールＩＣの直下に接近されると、一方のホール素子には磁石のＳ極による磁界が、他方のホール素子には磁石のＮ極による磁界が印加される。各ホール素子に印加される磁界は、極性が逆であるので、磁束密度の差を生じ、この差によって出力電圧が出力されてスイッチがオンされて、シリンダーの位置が検出されるとされている。【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のピストン位置検出装置は、ホールＩＣを、磁石に対して所要の関係で配置することで、ピストンの位置検出を高精度で行おうとしているものの、ピストンの可動域を規定することについて開示されていない。ちなみに、特許文献１には、磁石の磁束密度がサインカーブであるという技術的に誤った記載がなされている。係る場合には、磁石が差動型ホールＩＣの直下に接近しても、ホールＩＣのオン／オフが切り替わらないことは、いわゆる当業者であれば認識できる事項であろう。【０００６】
上記ピストン位置検出装置を、単に２つ、シリンダーの外側に取り付けても、図４を用いて説明するように、等ガウス線の緩やかな変化地点を用いてホールＩＣのオン／オフを制御することしか出来ないので、ピストンの可動域を高精度で規定することはできない。【０００７】
そこで、本発明は、等ガウス線の波形の性質に着目して、シリンダー内のピストンの可動域を、高精度で規定できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、シリンダーに取付可能であり、当該シリンダー内のピストンの可動域を規定するための第１及び第２の位置検出装置を備えるシリンダー制御ユニットであって、
前記第１及び第２の位置検出装置は、それぞれ、
前記ピストンの移動方向に磁極の境界が直交する態様で配置された帯磁体との相対位置に応じて電気信号の出力のオンとオフとが切り替わるホールＩＣと、
当該ホールＩＣを内部で位置決めした態様で覆う樹脂とを有し、
前記第１の位置検出装置のホールＩＣは、第１の磁極からの磁力により前記出力のオンとオフとが切り替わり、
前記第２の位置検出装置のホールＩＣは、第２の磁極からの磁力により前記出力のオンとオフとが切り替わるシリンダー制御ユニットである。【０００９】
前記樹脂には、前記ホールＩＣを収容するための空洞を形成してもよいし、前記樹脂内に前記ホールＩＣを内部で位置決めするフレームを備えてもよい。フレームを備える場合、樹脂が硬化するまでの間、フレームを位置決めした状態で動かないようにする必要がある。そこで、フレームに、ホールＩＣを樹脂によって覆うためのモールドの内壁に接する或いはモールドのオス型とメス型との間に挟むことが可能な位置決め部を形成するとよい。また、フレームには、ホールＩＣの端子付近に開口部を形成して、端子とフレームとの絶縁の確実性を高める。さらに、フレームの端部には、硬化前の樹脂が通過する通過口を形成する。こうして、フレームの表裏にわたる樹脂の周りこみを確保することで、樹脂のシール性を高めると共に、位置検出装置の生産性を高める。特に、通過口の形成位置をフレームの端部とすることで、通過口の周辺が位置決め部となるので、通過口と位置決め部とを一回の工程で形成できるという点でも、位置検出装置の生産性は向上する。【００１０】
各位置検出装置は、シリンダー側面の溝、穴、窪み、更には、フラット部分のいずれに取り付けてもよい。フラット部分とした場合には接着剤等で接着すればよい。【００１１】
本発明のシリンダー制御ユニットは、前記帯磁体の第１の磁極側に前記第２の位置検出装置を取り付け、前記帯磁体の第２の磁極側に前記第１の位置検出装置を取り付ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る位置検出装置１の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の平面図である。位置検出装置１は、エアシリンダーのピストン位置を検出するものである。エアシリンダーのピストンには、一般に、磁石が備えられており、この磁石と位置検出装置１に備えるホールＩＣとを用いて、ピストンの位置を検出するようにしている。【００１３】
図１には、エアシリンダーのピストンに備えられている磁石との相対位置に応じて電気信号のオンとオフとを切り替えるホールＩＣ（例えば、旭化成製の製品番号ＥＷ−４６２）５０と、ホールＩＣ５０を覆うモールド成形等されたホットメルトを含むナイロン系のポリアミド樹脂などの樹脂６０と、樹脂６０内でのホールＩＣ５０の向き及び位置を規定するステンレス製のフレーム３０と、フレーム３０に取り付けられており位置検出装置１をエアシリンダーに取り付けるネジ（図示せず）を通すためのネジ通し部４０とを示している。【００１４】
さらに、図１には、ホールＩＣ５０の端子２４，２６，２８に半田付け等で接続された導体１８，２０，２２と、導体１８，２０，２２を被覆するゴム製の絶縁体１２，１４，１６と、絶縁体１２，１４，１６を内包するゴム製のシース部１０とを示している。なお、後述するように、位置検出装置１には、ホールＩＣ５０からの電気信号がオンであることを報知するためのＬＥＤ等を備えてもよい。【００１５】
ここで、ホールＩＣ５０は、例えば、図１（ｂ）左右方向の本体部分の長さが３．０±０．１ｍｍ、図１（ｂ）上下方向の本体部分の幅が３．６±０．１ｍｍ、厚さ（図１（ｃ）上下方向）が１．２±０．１ｍｍの略直方体形状である。樹脂６０は、例えば、径が３．９φ、長さが１．５ｃｍである。ネジ通し部４０は、例えば、底面の外径が３φ、上面の外径が２．３φ、高さが２ｍｍ、内径が２φである。シース部１０は、２．８φである。【００１６】
一般に、エアシリンダーの側面には、開口部を有していて、径が４．０φ〜４．２φ程度の丸溝が、エアシリンダーの長手方向に沿って形成されている。本実施形態の位置検出装置１は、径を例えば３．９φとしているので、この溝に収容させた状態で取付可能となる。【００１７】
図２は、図１に示すフレーム３０の詳細図である。図２（ａ）には、フレーム３０の長手方向の側面図、図２（ｂ）には、フレーム３０の平面図、図２（ｃ）には、フレーム３０の短手方向の側面図を、それぞれ示している。【００１８】
フレーム３０は、ホールＩＣ５０の端子２８付近に位置する略楕円状の開口部３８と、開口部３８に隣接して設けられておりネジ通し部４０が取り付けられる正円状の貫通孔３７と、フレーム３０の一端に設けられており樹脂６０が硬化する前に通過する長方形状の通過部３２と、通過部３２の両側に位置しておりモールド（図示せず）の内壁に接する位置決め部３３，３５と、フレーム３０の他端及び開口部３８付近にそれぞれ設けられておりホールＩＣの図２（ｂ）左右方向を位置決めする把持部３９，３４，３６とが形成されている。【００１９】
開口部３８を形成することで、端子２８と導体２２とを半田接続するときの、端子２８とフレーム３０との絶縁の確実性を担保している。貫通孔３７を形成することで、ネジ通し部４０と相まって、位置検出装置１のエアシリンダーへネジを用いて取り付けられるようにしている。なお、ネジ通し部４０と貫通孔３７との接続は、例えばレーザ溶接により行うようにしている。【００２０】
通過部３２を形成することで、フレーム３０の表裏への硬化前の樹脂６０の周りこみを確保し、樹脂６０を効率よくモールド成形可能として、位置検出装置１の生産性を高めている。ホールＩＣ５０は、把持部３４，３６の把持部３９側の側面と、把持部３９の内側とで挟み込むように把持される。把持部３９は、ホールＩＣを把持できるようにフレーム本体に対して８３〜８５度程度曲げ、バネ性を持たせている。なお、フレーム３０におけるホールＩＣ５０の図２（ｂ）上下方向の位置決めを行うために、フレーム３０とホールＩＣとの間に接着剤を塗布してもよい。【００２１】
なお、位置決め部３３，３５の形成位置は、例えば、フレームの底面としてもよい。さらに、モールドには、ネジ通し部４０に収容される突起を形成しておき、位置決め部３３，３５と共に、ホールＩＣ５０の向き及び位置を規定するようにしてもよい。【００２２】
ここで、フレーム３０本体は、例えば、長手方向が９．４８ｍｍ、短手方向が３．２ｍｍ、厚さが０．２ｍｍとしている。貫通孔３７の径は、２．３φとしている。開口部３８は、長手方向が２．４ｍｍ、短手方向が１．２ｍｍである。通過部３２は、０．４ｍｍ×３．１ｍｍとしている。把持部３９は高さ１．４ｍｍ×幅１ｍｍとしている。把持部３６，３８は、高さ１．４ｍｍ×幅０．７ｍｍとしている。位置決め部３３，３５は、幅０．５ｍｍ×長さ０．４ｍｍとしている。【００２３】
なお、フレーム３０の上記各寸法は、ホールＩＣ５０等の形状・大きさ、位置検出装置１の取付位置（例えば、エアシリンダーの側面の溝部）等の形状・大きさに依存するものであり、限定的なものではない。【００２４】
また、ホールＩＣ５０の向きは、例えば、ホールＩＣ５０のセンサ部５２（図１０）が、位置検出装置１の長手方向と直交する向きとしている。この際、ホールＩＣ５０は、裏向きでも表向きでもよいが、後述するように、裏向き／表向きにより、位置検出装置１がＮ極センサ／Ｓ極センサとなる。このような向きで配置すると、位置検出装置１を、例えばピストン側面の溝に差し込んで、ネジ留め等するだけで、セッティングが終了する。ちなみに、一般に、磁石は、磁極方向が、ピストンの可動方向に対して一致しており、さらに、エアシリンダーが伸びる方向側にＮ極が位置し、エアシリンダーが縮む方向側にＳ極が位置する態様で配置されている。【００２５】
図３は、図１に示す位置検出装置１を含むシリンダー制御ユニットのエアシリンダー１００への取り付け例を示す模式図である。図３には、エアシリンダー１００と、２つの位置検出装置１ａ，１ｂとを示している。エアシリンダー１００は、ピストン１１０を備えている。ピストン１１０は、リング状の磁石１４０が、図３左側にＮ極が位置し、図３右側にＳ極が位置する態様で配置されている。【００２６】
なお、ピストン１１０の位置が、図３に示す状態の場合には、位置検出装置１ａのホールＩＣがオン状態となり、このオン状態を図示しないピストン駆動装置で検知すると、ピストン１１０は図面左側へ移動するように制御される。ピストン駆動装置は、エアシリンダー１００へのエアの供給量、供給タイミングを、位置検出装置１ａ，１ｂからの信号に応じて制御している。【００２７】
また、図３には、磁石１４０の外周面を基準とした磁石１４０の等ガウス曲線も付記している。等ガウス曲線は、磁極の境界線を境に極性が反転しており、サインカーブのような形状となる。ただし、等ガウス曲線は、決してサインカーブではなく、極性反転する付近（つまり磁極境界線から極値まで）では、磁束密度の変化量が大きいので、鋭い立ち上がり／立ち下がりとなり、極値から離れるにつれて緩やかな曲線を描いている点に留意されたい。【００２８】
位置検出装置１ａ，１ｂは、それぞれ、エアシリンダーの溝等に取り付けられる。位置検出装置１ａ，１ｂ間の距離は、ピストン１１０の可動域であるストロークＳと等しい。位置検出装置１ａは、エアシリンダーの溝等の底側に、絶縁体１６側が位置する態様で取り付ける。位置検出装置１ｂは、位置検出装置１ａとは逆向き、つまり、エアシリンダーの溝等の開口側に、絶縁体１６側が位置する態様で取り付ける。【００２９】
換言すると、位置検出装置１ａのホールＩＣは、磁石１４０の磁極の境界が、センサ部５２の直下に対して、磁石１４０と位置検出装置１ａ，１ｂとのギャップＨを加味した分だけずれた位置に到達したときに、Ｎ磁界によりオン状態となるように取り付けられている。すなわち、位置検出装置１ａは、磁石１４０のＮ極がセンサ部５２の対応する位置に到達したことを検出するＮ極センサともいえる。位置検出装置１ｂのホールＩＣは、磁石１４０の磁極の境界が、センサ部５２の直下に対してギャップＨを加味した分だけずれた位置に到達したときに、Ｓ磁界によりオン状態するように取り付けられている。すなわち、位置検出装置１ｂは、磁石１４０のＳ極がセンサ部５２の対応する位置に到達したことを検出するＳ極センサともいえる。【００３０】
なお、等ガウス曲線の点１０ａは、位置検出装置１ａのホールＩＣがオフ状態からオン状態に切り替わる点を示している。等ガウス曲線の点１１ａは、位置検出装置１ａのホールＩＣがオン状態からオフ状態に切り替わる点を示している。このように、位置検出装置１ａのホールＩＣは、等ガウス曲線の極大値を挟んで、点１０ａと点１１ａとの間でのみオン状態となる。等ガウス曲線の点１０ｂは、位置検出装置１ｂのホールＩＣがオフ状態からオン状態に切り替わる点を示している。等ガウス曲線の点１１ｂは、位置検出装置１ｂのホールＩＣがオン状態からオフ状態に切り替わる点を示している。このように、位置検出装置１ｂのホールＩＣは、等ガウス曲線の極小値を挟んで、点１０ｂと点１１ｂとの間でのみオン状態となる。【００３１】
図４は、図３の比較例である。図４には、位置検出装置１ｂを２つ、つまり、Ｓ極センサを２つ、エアシリンダー１００の側面に取り付けて、ストロークＳを規定する状態を示している。位置検出装置１ｂのホールＩＣは、点１０ｂと点１１ｂとの間でのみオン状態となる。したがって、２つの位置検出装置１ｂによってストロークＳを規定しようとすると、図示するように、一方の位置検出装置１ｂ（ここでは図面右側）は、エアシリンダー１００の外部に位置させなければならず、両位置検出装置１ｂ間の距離が長くなる。しかも、両位置検出装置１ｂのホールＩＣは、等ガウス曲線の立ち上がりが鋭くない部分によりオン状態となる。つまり、両位置検出装置１ｂのホールＩＣは、感度がよくない部分を用いて、オン／オフ状態が制御される。なお、位置検出装置１ａを２つ用いた場合にも、図４に示す場合と同様の不都合が生じる。【００３２】
したがって、図３に示す手法は、単に、位置検出装置１ｂを２つ、或いは、位置検出装置１ａを２つ用いただけでは得られない優れた効果を有している。【００３３】
図５は、図１に示した位置検出装置１の樹脂６０の変形例を示す図である。図５（ａ）は樹脂６０の長手方向の側面図、図５（ｂ）は樹脂６０の平面図、図５（ｃ）は樹脂６０の短手方向の側面図である。なお、図５において、図１に示す部分と同様の部分には同一の符号を付している。【００３４】
この樹脂６０は、例えば、ガラス繊維を１０〜３０％程度含有させたポリアミド樹脂、又は、ガラス繊維を１０〜３０％程度含有させたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂であり、強度を備えている。樹脂６０には、図１の場合と同様に、ネジ通し部４０が形成されている。【００３５】
図５（ａ）に示すように、ねじ通し部４０に隣接して、ホールＩＣ５０を収容するための空洞６２が形成されている。空洞６２は、略直方体状であり、ホールＩＣ５０がほぼ隙間なく収容される程度の大きさである。なお、図５及び図６に示す樹脂６０には、既述の大きさのホールＩＣ５０よりも小型のものを用いる。具体的には、既述の３．０ｍｍ程度の長さを２．２ｍｍ程度、３．６ｍｍ程度の幅を３．３ｍｍ程度、１．２ｍｍ程度の厚さを１．０ｍｍ程度のものを用いる。【００３６】
図５（ａ）、図５（ｃ）に示すように、空洞６２の上側及び下側に亘って導体２２を収容するための空洞６４及び逃げ部６６が形成されている。空洞６４及び逃げ部６６の形状は、ここでは略直方体状としているが、略半円状でもよい。【００３７】
空洞６２，６４の先には、空洞６４及び逃げ部６６の近傍に一対の受片７０が形成されている。受片７０は、絶縁体１２，１４，１６を受ける絶縁体受け６６と、シース部１０を受けるシース部受け６８とを含む。絶縁体受け６６は、樹脂６０の長手方向断面が略半円状である。シース部受け６８は、樹脂６０の長手方向断面が虹形である。【００３８】
受片７０とねじ通し部４０との間には、Ｓ極センサとＮ極センサとの別を示すマーク部７２が形成されている。マーク部７２により、ユーザは、位置検出装置１を使用する際、どちら向きで位置検出装置１をシリンダーの溝に留めればよいかを視認しやすくなる。【００３９】
この樹脂６０を用いた位置検出装置１の作成工程は、以下のとおりである。まず、ホールＩＣ５０の端子２４，２６，２８に、導体１８，２０，２２を半田等により接続する。つぎに、マーク部７２に付されているマークに応じて、ホールＩＣ５０の向きを合わせて、樹脂６０の空洞６２に差し込む。【００４０】
この結果、ホールＩＣ５０が空洞６２に位置合わせされた状態で収容される。また、導体２２及び絶縁体１６が空洞６４内に収容される。さらに、受片７０の絶縁体受け６６で絶縁体１２，１４，１６が受けられ、シース部受け６８でシース部１０が受けられる。つづいて、受片７０間及びこの周辺を、ガラス繊維を含まないポリアミド樹脂などのホットメルト樹脂によって覆う。こうして、位置検出装置１が作成される。【００４１】
図６は、図５とは異なる樹脂６０の変形例を示す図である。図６（ａ）は樹脂６０の長手方向の側面図、図６（ｂ）は樹脂６０の平面図、図６（ｃ）は樹脂６０の底面図、図６（ｄ）は樹脂６０の短手方向の側面図である。なお、図６において、図１に示す部分と同様の部分には同一の符号を付している。【００４２】
この位置検出装置１は、ホールＩＣ５０から出力される電気信号がオンのときに発光するＬＥＤ８０を備える点が、図５の場合と異なる。なお、この樹脂６０も、ガラス繊維を１０〜３０％程度含有させたポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂である。空洞６２は、図５（ａ）の場合に比して、図６（ａ）の上部が欠けている。この欠けた部分を、導体２２が通る。【００４３】
受片７０は、図６（ｄ）に示すように、ここでは略Ｕ字状である。図６（ｂ）に示すように、受片７０には、ホールＩＣ５０の例えば正極端子及び出力端子とＬＥＤ８０とを結ぶ導体を通すための切り欠き部７４が形成されている。【００４４】
図６（ｃ）に示すように、位置検出装置１の底面には、切り欠き部７４に隣接して、ＬＥＤ８０及び抵抗８２が取り付けられるようにしてある。ＬＥＤ８０と抵抗８２とは、互いに電気的に直列接続されている。ＬＥＤ８０及び抵抗８２は、小型化、軽量化のために、チップ状のものを用いている。【００４５】
受片７０とねじ通し部４０との間には、位置検出装置１がＳ極用／Ｎ極用のいずれであるかを示すマーク部７２が形成されている。ここで、図５に示す樹脂６０であれば、外形が略円柱状であるため、エアシリンダーの溝１３０内でＳ極を示すマーク部７２が溝１３０の開口部側としても、Ｎ極用を示すマーク部７２が溝１３０の開口部側としても、固定可能である。しかし、図６に示す樹脂６０は、ＬＥＤ８０を備えているので、この部分を、溝１３０の開口部内に位置させる必要がある。このため、位置検出装置１の製造段階で、空洞６２に設置するホールＩＣ５０の向きによって、一意に、Ｓ極用／Ｎ極用のいずれであるかが決定することになる。【００４６】
図７は、図５に示す樹脂６０を用いた場合などに適してインジケータランプ本体９０の筺体９１の模式図である。図７（ａ）はインジケータランプ本体９０の筺体９１の長手方向の側面図、図７（ｂ）はインジケータランプ本体９０の筺体９１の底面図、図７（ｃ）はインジケータランプ本体９０の筺体９１の短手方向の側面図である。なお、図７において、図６等で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。【００４７】
このようなインジケータランプは、例えば、エアシリンダーの溝１３０の大きさ等の関係で、位置検出装置１にＬＥＤが設けられない場合に有効である。また、位置検出装置１の取り付け位置を見にくい場合にも有効である。【００４８】
ここで、図示しているインジケータランプ本体９０の筺体９１を、樹脂で覆う。この樹脂の形状は、例えば、底が平面状で、長手方向に直交する断面がアーチ状となる。本実施形態では、この樹脂は、黒色のホットメルトと透明のホットメルトとを、例えば１：２〜２：１の割合で混合させたものとしている。このような樹脂は、黒色掛かった半透明となる。つまり、黒色のホットメルトは、拡散体として機能する。【００４９】
この場合、ＬＥＤ８０を赤色ＬＥＤとすると、発光光が半透明のホットメルト内部で拡散する。このため、インジケータランプを水平方向から見た場合であっても、ＬＥＤ８０が発光している状態を視認できた。【００５０】
なお、ＬＥＤ８０の発光色、ホットメルトの色は、上記の場合に限定されず、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤを用いることもできるし、淡黄色を含む黄色のホットメルト、白色のホットメルトを用いることもできる。特に、ＬＥＤ８０の発光色とホットメルトの色とを、補色或いはそれに近いに関係とするとよい。【００５１】
図７（ａ）に示すように、インジケータランプの筺体９１には、上面にＬＥＤ８０と抵抗８２とが設けられている。これらは、電気的に直列に半田付け等により接続されている。インジケータランプ８０及び抵抗８２の各他端は、それぞれノッチコンタクト８４，８６に半田付け等により接続されている。【００５２】
ノッチコンタクト８４，８６は、共に、下部にノッチ部分が位置する。ノッチ部分の幅は、下端は広いものの、それ以外は、絶縁体１２，１４，１６の内径の約半分の寸法、換言すると、導体１８，２０，２２の外径の約半分の寸法である。このため、ノッチ部分に導体１８等を、絶縁体１２等で覆われた状態で押し込むと、絶縁体１２等がノッチ部分により切断され、ノッチコンタクト８４等と導体１８等とが接触し、これらが電気的に接続される。この際、導体はそれの外径よりも小さいノッチ部分によって押されるために形状が長細く変形している。このように、上記条件のノッチコンタクト８４，８６を用いると、絶縁体１２をニッパー等で切断する等の工程を経ることなく、ノッチコンタクト８４等と導体１８等との電気的接続が実現する。【００５３】
また、図７（ｃ）に示すように、インジケータランプの筺体９１は、シース１０を受ける、アーチ状のシース受部９２が形成されている。シース受部９２によって、図７（ｂ）に示すように、シース１０が把持される。ここで、当該把持に先立って、シース１０自体を分断し、分断した部分がシース受部９２間に位置させる。これにより、上記のように、ノッチコンタクト８４等と導体１８等との電気的接続が行えるようになる。なお、インジケータランプに関する詳細な内容は、本出願人による、本願出願時には未公開であり、引用により本願明細書に取り込まれたとする特願２００５−１１７２５７号の明細書の記載事項を参照されたい。【００５４】
図８は、種々のエアシリンダー１００への位置検出装置１ａ等の取り付け例を示す図である。エアシリンダー１００には、様々なタイプがある。図８に示すエアシリンダー１００は、丸溝１３０が形成されている。図９に示すエアシリンダー１００は、角溝１３０が形成されている。溝１３０は、複数形成されているものもある。【００５５】
丸溝１３０に対しては、溝１３０内に、位置検出装置１ａ等をスライドさせながら差し込む。つづいて、位置検出装置１ａ等に設けられているネジ通し部４０に留めネジを通し、図示しないドライバを用いて、留めネジで留める。こうすると、留めネジの先端が、丸溝１３０の底部に当たり、位置検出装置１ａ等が、丸溝１３０の開口部分付近の内壁に押圧され、エアシリンダー１００に取り付けられる。位置検出装置１ｂについても、同様の手法により、エアシリンダー１００へ取り付ける。【００５６】
角溝１３０に対しては、ナット３１０を差し込む。ナット３１０に対して、位置検出装置１ａ等の側部に設けられているビス通し部３４０及びスペーサ３２０を介して、取付ビス３３０を締め付ける。位置検出装置１ｂについても、同様の手法により、エアシリンダー１００へ取り付ける。【００５７】
エアシリンダー１００は、溝に代えて、穴、窪みを形成してもよい。更には、位置検出装置１は、エアシリンダー１００に対して、接着剤等によって接着するようにしてもよい。【００５８】
図１０は、位置検出装置１の動作原理の説明図である。図１０（ａ）にはピストン１１０に備えられている磁石１４０の変位前の状態、図１０（ｂ）には磁石１４０の変位後の状態をそれぞれ示す。磁石１４０は、磁極方向に変位可能であり、磁石１４０の変位前後で、両極の境界がホールＩＣ５０のセンサ部５２をまたぐように設置してある。センサ部５２とは、ホールＩＣ５０の電気信号の出力のオンとオフとの切替点である。【００５９】
磁石１４０の周囲には、Ｓ極とＮ極との間を曲線的に結ぶ磁力線１４０ｂが存在する。また、磁石１４０の周囲には、磁力が等しい箇所を通る等磁力線１４０ｃ〜１４０ｅが存在する。各等磁力線１４０ｃ〜１４０ｅは、各磁力線１４０ｂと直交する。等磁力線１４０ｄはたとえば０ガウス、等磁力線１４０ｃ，１４０ｅはそれぞれたとえば２５ガウスである。一般的に、磁石１４０のＳ−Ｎ両極の境界から各磁極に向けて離れるにつれて、等磁力線の磁力の強度は高くなる。【００６０】
図１０（ａ）に示すように、磁石１４０の変位前には、等磁位面１４０ｄは、ホールＩＣ５０のセンサ部５２の下側に位置している。この際、ホールＩＣ５０はオフ状態であり、ホールＩＣ５０からの電気信号はオフである。【００６１】
一方、図１０（ｂ）に示すように、磁石１４０の変位後には、等磁位面１４０ｄは、ホールＩＣ５０のセンサ部５２の上側に位置している。この際、ホールＩＣ５０はオン状態であり、ホールＩＣ５０から電気信号はオンである。その後、磁石１４０が変位前の状態に戻ると、電気信号は再びオフに切り替わる。【００６２】
なお、ホールＩＣ５０の向きを逆にすると、図１０（ａ）に示す状態でホールＩＣ５０からの電気信号がオンとなり、図１０（ｂ）に示す状態でホールＩＣ５０からの電気信号がオフとなる。【００６３】
実際に、位置検出装置１を、エアシリンダー１００に取り付けた状態で、エアシリンダー１００にエアを送り、ピストン１１０を移動させて、位置検出装置１の取付可能最小ストロークを測定したところ１ｍｍ内であった。なお、有接点タイプの検出装置の取付可能最小ストロークは１０ｍｍ程度、無接点タイプの検出装置の取付可能最小ストロークは５ｍｍ程度である。さらに、ホールＩＣ５０がオン状態となる位置までピストン１１０を移動させ、その位置からホールＩＣ５０がオフ状態となる位置までピストン１１０を戻して、応差（ヒステリシス）を測定したところ０．１ｍｍ程度であった。なお、有接点タイプの検出装置では１．５ｍｍ程度、無接点タイプの検出装置では１ｍｍ程度の応差がある。【００６４】
また、位置検出装置１ａ，１ｂをエアシリンダー１００に対して、ストロークＳを１ｍｍとして取り付け、かつ、位置検出装置１ａ，１ｂからの出力信号をピストン駆動装置に送り、エアシリンダー１００を稼動させたところ、所望のピストン運動が実現できた。また、位置検出装置１ａ，１ｂは、無接点タイプの検出装置であるため、２４時間連続で駆動しても、精度が低下することなく、ピストン１１０の可動域を規定することが可能であった。【００６５】
本実施形態では、エアシリンダー１００に位置検出装置１と取り付ける場合を例に説明したが、位置検出装置１の取付対象は、これに限定されず、磁石を備えている或いは磁石を埋め込んだ、自動車、エレベータ、介護用機器、ホームセキュリティシステム、折り畳み式を含む携帯電話機、断線検知システム、産業用ロボットなどに適用可能である。【００６６】
具体的には、自動車のドアの開閉を検知するドアスイッチや、エレベータの停止位置を制御するエレベータシステムや、産業用機械・介護用機器のロボットアーム等の位置制御を行うアーム位置制御や、ピアノ線などの断線の有無を検知する断線検知システムや、折り畳み式携帯電話機の筐体相互の開閉の検知、携帯電話機のボタンの押下の有無の検知などにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
シリンダー、自動車、エレベータ、介護用機器、ホームセキュリティシステム、携帯電話機、断線検知システム、産業用ロボットなどに適用可能な位置検出装置および位置検出システムに関する
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態の位置検出装置１の断面図および平面図である。
【図２】図１に示すフレーム３０の詳細図である。
【図３】図１に示す位置検出装置１のエアシリンダー１００への取り付け例を示す模式図である。
【図４】図３の比較例である。
【図５】図１に示した位置検出装置１の樹脂６０の変形例を示す図である。
【図６】図５とは異なる樹脂６０の変形例を示す図である。
【図７】図５に示す樹脂６０を用いた場合に適してインジケータランプ本体９０の筺体９１の模式図である。
【図８】図１に示す位置検出装置１のエアシリンダー１００への取り付け方を示す模式図である。
【図９】図１に示す位置検出装置１のエアシリンダー１００への取り付け方を示す模式図である。
【図１０】位置検出装置１における位置検出の原理説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１ａ，１ｂ  位置検出装置
１０  シース部
１２，１４，１６  絶縁体
１８，２０，２２  導体
２４，２６，２８  端子
３０  フレーム
４０  ネジ通し部
５０  ホールＩＣ
５２  センサ部
６０  樹脂
１００  エアシリンダー
１１０  ピストン
１４０  磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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