JP2518279Y2 - 流体シリンダのピストン位置表示ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、流体シリンダのピストン位置を検出して表
示や制御を行うセンサスイッチに関連してセンサスイッ
チの動作の表示を行う流体シリンダのピストン位置表示
ユニットに関する。

（従来の技術と解決しようとする課題） 流体シリンダのピストンに予め永久磁石を挿入してお
いてシリンダの外部に配置したリードスイッチを駆動す
るようにした流体シリンダが知られている。

そして前記リードスイッチを表示素子である発光素子
と組合せて表示をする装置が知られている。

発光素子として発光ダイオードを用いるものは、前記
リードスイッチにインダクタンスと発光ダイオードを直
列に接続し、さらに前記発光ダイオードに並列に保護用
のダイオードを接続したものをユニット化している。

このようなユニットを多数用意してそれぞれシリンダ
の特定位置に対応させ、電源に対して直列に接続すると
すべてのシリンダのピストンが特定の位置になるときに
前記発光ダイオードを発光させるようにすることができ
る。

しかしながら、このような回路は、回路自体に不都合
がある場合など不点灯になる可能性がある。また、この
ような回路では発光ダイオードの抵抗値が問題となり、
多数直列に接続すると動作が不安定になるおそれがあ
る。

本考案の目的は、前述した問題を解決し、より安定し
た動作が可能であり、多数のユニットの直列接続使用を
可能にする流体シリンダのピストン位置表示ユニットを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本考案による流体シリン
ダのピストン位置表示ユニットは、 リードスイッチ，発光ダイオードと定電流ダイオード
の直列回路，保護用のダイオードとを並列に接続し接続
端子を引出した複数の表示ユニットと、 前記各表示ユニットをその発光ダイオードの発光が外
部から視認され，対応する流体シリンダのピストンに設
けられた永久磁石の位置に関連するようにリードスイッ
チが配置されるよう各々の流体シリンダに配置し、 前記配置済の表示ユニットを複数個を直列に接続して
電源に接続し，任意の表示ユニットの発光ダイオードは
他の表示ユニットの発光ダイオードまたはリードスイッ
チを介して電源に接続されるように構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して、本考案をさらに詳しく説明
する。

第１図は、流体シリンダのピストン位置表示ユニット
の実施例の回路図である。

第３図は、流体シリンダのピストン位置表示ユニット
の実施例をエアシリンダに装着した状態を示す図であ
る。

リードスイッチ４に対して、発光ダイオード３と定電
流ダイオード５の直列回路が並列に接続されさらに保護
用のダイオード（サージダイオード）７が並列に接続さ
れている。

正の接続端子１と保護用のダイオード７のカソード間
にはチョークコイル６が接続されており、保護用のダイ
オード７のアノードと負の接続端子２間には極性を誤っ
て接続したときの保護のための保護用のダイオード８が
接続されている。

チョークコイル６は突入電流を防止するためのコイル
である。

これらの回路は第３図に示されているように一体のユ
ニットＵにまとめられてエアシリンダのシリンダ21の所
定の位置に配置される。

発光ダイオード３の発光が磁気シールドケーシング11
に設けられた表示窓10を介して外部から視認され、前記
リードスイッチ４が流体シリンダのピストン23に設けら
れた永久磁石22の位置に対応するように一体化されてシ
リンダ21の外部に固定される。

第２図は定電流ダイオードの構造と記号を示す略図、
第４図はこの定電流ダイオードの特性を示すグラフであ
る。

定電流ダイオード５は、電流調節ダイオードCRD（cur
rent regulation diode）とも言われている。

定電流ダイオード５は第２図に示すように印加電圧が
pn接合に対して逆バイアスの時、第４図に示すように定
電流特性を示す。印加電圧を徐々に上昇させた場合、次
の特性を示す。

立ち上がり領域ではｎ領域のシリコン固有抵抗により
電流が増加する。

肩領域では印加される電圧よりｐ領域のｎ側に空乏層
が成長しｎ領域の電流通過が狭くなり、抵抗値の増加が
抑制され、ついには空乏層が互いに接してピンチオフ状
態になる。

この領域の電流値は印加電圧に殆ど無関係に一定とな
り、定電流特性を示すのでこの領域を使用する。

さらに高圧領域ではpn接合に加わる電圧によりブレー
クダウンし著しく電流値が増加する。

印加電圧の極性を逆にするとpn接合に順バイアスが加
わり一般のダイオードと同様な特性を示す。第４図にお
いてIpはピンチオフ電流、Vkは0.8Ipとなる電圧、Vpは
ピンチオフ電圧、VBはブレークダウン電圧、IRは逆方向
許容電流である。

Ip（ピンチオフ電流）の異なる定電流ダイオードが種
々製造されており、発光量を考慮して適当なIpのものが
選ばれる。

ただし後述する直列接続による使用のときは略同じピ
ンチオフ電流Ipを持つものを使用する必要がある。

発光ダイオード３は定電流ダイオード５に直列に接続
されているから、定電流ダイオード５にピンチオフ電圧
Vp以上でブレークダウン電圧VB以下の電圧が供給されて
いる限り、常に略一定の電流が供給される。

第３図の右側のユニットＵではリードスイッチ４は永
久磁石22に対応させられて閉成させられており、ピスト
ン23が右側に復帰していることを検出した状態にある。

このとき、発光ダイオード３と定電流ダイオード５の
直列回路の両端は短絡され、発光ダイオード３は消灯し
ている。

第３図の左側のユニットＵではリードスイッチ４は永
久磁石22に対応させられていないから、開の状態で発光
ダイオード３には定電流が供給され点灯している。

第５図は、本考案による流体シリンダのピストン位置
表示ユニットの実施例の直列接続の例を示す回路図であ
る。

例えば第３図に示したシリンダを10個準備して前記右
側のユニットU1〜U10を10個直列に接続したものであ
る。

チョークコイル６は一つだけ用いれば良い。

総てのシリンダのピストンが右側に復帰すると総てのリ
ードスイッチ４が閉成する。これにより、10個のリード
スイッチ４の直列回路が形成され、これを利用して他の
回路を駆動するようにすることができる。

なお前記回路において、ピストンが復帰していないシ
リンダに対応させられている発光ダイオード３には定電
流が供給され点灯しているから、どのシリンダのピスト
ンが復帰していないかを知ることができる。

定電流ダイオードのVBはVB＞10Vpである。考案者等
は、前述のように、ユニットＵを10個直列に接続して、
10のアンド論理の動作を確認している。

また各発光ダイオードには定電流が供給されているの
で、点灯の個数により輝度が変わるというような不都合
はない。

（考案の効果） 以上詳しく説明したように、本考案による流体シリン
ダのピストン位置表示ユニットは、 リードスイッチ，発光ダイオードと定電流ダイオード
の直列回路，保護用のダイオードとを並列に接続し接続
端子を引出した複数の表示ユニットと、 前記各表示ユニットをその発光ダイオードの発光が外
部から視認され，対応する流体シリンダのピストンに設
けられた永久磁石の位置に関連するようにリードスイッ
チが配置されるよう流体シリンダに配置し、 前記配置済の表示ユニットを複数個を直列に接続して
電源に接続し，任意の表示ユニットの発光ダイオードは
他の表示ユニットの発光ダイオードまたはリードスイッ
チを介して電源に接続されるように構成されている。

リードスイッチと発光ダイオードは並列接続の関係に
あり、リードスイッチオフの際に点灯させる回路接続で
あるから、発光ダイオードはリードスイッチの閉成回路
に影響を与えない。したがって、リードスイッチの直列
接続回路により他の装置を駆動することができる。

リードスイッチと発光ダイオードが直列に接続されてい
た従来の回路の問題は総て解決された。

また、定電流ダイオードの使用範囲内の電圧範囲で
は、印加される電圧が変わっても、発光ダイオードの輝
度を一定に保つことができ、複数個直列に接続して使用
する場合においても点灯の数により輝度が変わるような
問題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、流体シリンダのピストン位置表示ユニットの
実施例の回路図である。 第２図は、定電流ダイオードの構造と記号を示す略図で
ある。 第３図は、流体シリンダのピストン位置表示ユニットの
実施例をエアシリンダに装着した状態を示す図である。 第４図は、定電流ダイオードの特性を示すグラフであ
る。 第５図は、本考案による流体シリンダのピストン位置表
示ユニットの実施例の直列接続の例を示す回路図であ
る。 1,2…引出し端子 ４…リードスイッチ ５…定電流ダイオード ６…チョークコイル 7,8…保護ダイオード 10…表示窓 11…磁気シールドケーシング 20…ピストンロッド 21…シリンダ 22…永久磁石 23…ピストン U,U1〜U10…表示ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−37803（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−54007（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−115404（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リードスイッチ，発光ダイオードと定電流
   ダイオードの直列回路，保護用のダイオードとを並列に
   接続し接続端子を引出した複数の表示ユニットと、 前記各表示ユニットをその発光ダイオードの発光が外部
   から視認され，対応する流体シリンダのピストンに設け
   られた永久磁石の位置に関連するようにリードスイッチ
   が配置されるよう各々の流体シリンダに配置し、 前記配置済の表示ユニットを複数個を直列に接続して電
   源に接続し，任意の表示ユニットの発光ダイオードは他
   の表示ユニットの発光ダイオードまたはリードスイッチ
   を介して電源に接続されるように構成した流体シリンダ
   のピストン位置表示ユニット。