JPH11336714A - Stroke position detector for fluid pressure cylinder and lift cylinder for fork lift - Google Patents
Stroke position detector for fluid pressure cylinder and lift cylinder for fork liftInfo
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- JPH11336714A JPH11336714A JP13994198A JP13994198A JPH11336714A JP H11336714 A JPH11336714 A JP H11336714A JP 13994198 A JP13994198 A JP 13994198A JP 13994198 A JP13994198 A JP 13994198A JP H11336714 A JPH11336714 A JP H11336714A
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- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
- F15B15/283—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using a cable wrapped on a drum and attached to the piston
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン等のスト
ローク位置を検出する機能を備えた流体圧シリンダのス
トローク位置検出装置、及び、同ストローク位置検出装
置を備えたフォークリフト用リフトシリンダに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stroke position detecting device for a hydraulic cylinder having a function of detecting a stroke position of a piston or the like, and a lift cylinder for a forklift provided with the stroke position detecting device. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、フォークリフトでは、フォークの
揚高の自動制御や、重心位置の上下位置の検出等のため
に、リフトシリンダによって上下されるフォークの揚高
を検出している。フォークの揚高は、図8に示すような
ワイヤ巻取式の揚高検出装置で検出している。このワイ
ヤ巻取式揚高検出装置は、アウタマスト80の外面下部
にワイヤ巻取器81を備えている。このワイヤ巻取器8
1は、内蔵する図示しない渦巻きばね機構によってワイ
ヤ82をリール83に巻回している。ワイヤ82は、そ
の先端がリフトブラケット84に接続されている。又、
ワイヤ巻取器81は、同巻取器81の回転軸を入力軸と
する図示しないポテンショメータを備えている。そし
て、リフトシリンダ85の伸長に伴いフォーク86が上
昇するとワイヤ巻取器81からワイヤ82が繰り出さ
れ、フォーク86の揚高に対応した回動量だけポテンシ
ョメータが回動する。従って、フォーク86の揚高、即
ち、リフトシリンダ85のストローク位置がポテンショ
メータによって検出される。2. Description of the Related Art Conventionally, forklifts detect the lift of a fork moved up and down by a lift cylinder in order to automatically control the lift of the fork and to detect the vertical position of the center of gravity. The lift of the fork is detected by a wire winding type lift detector as shown in FIG. This wire winding type lifting height detecting device includes a wire winding device 81 at a lower portion of the outer surface of the outer mast 80. This wire winder 8
Reference numeral 1 denotes a wire 82 wound around a reel 83 by a built-in spiral spring mechanism (not shown). The tip of the wire 82 is connected to a lift bracket 84. or,
The wire winder 81 includes a potentiometer (not shown) having the rotation axis of the winder 81 as an input shaft. Then, when the fork 86 rises with the extension of the lift cylinder 85, the wire 82 is fed out from the wire winder 81, and the potentiometer rotates by a rotation amount corresponding to the lifting height of the fork 86. Therefore, the lift of the fork 86, that is, the stroke position of the lift cylinder 85 is detected by the potentiometer.
【0003】ところが、この揚高検出装置では、ストロ
ーク位置を検出して検出値を出力する検出部、即ち、ワ
イヤ82、ワイヤ巻取器81、ポテンショメータ等がリ
フトシリンダ85の外部に設けられるため、物がぶつか
って検出部の機能が損なわれる可能性があり高い信頼性
を確保することができない虞があった。However, in this lift detecting device, a detecting portion for detecting a stroke position and outputting a detected value, that is, a wire 82, a wire winder 81, a potentiometer, and the like are provided outside the lift cylinder 85. There is a possibility that the function of the detection unit may be impaired due to collision with an object, and there is a possibility that high reliability cannot be ensured.
【0004】そこで、このような問題を解決するため、
検出部をリフトシリンダ85の内部に設けた構成からな
るストローク位置検出装置によって揚高を検出すること
が考えられる。例えば、図9に示すように、磁性体であ
るピストンロッド87の外周面に長さ方向に等間隔で複
数の非磁性部88を設ける。又、シリンダチューブ89
には、隣合う非磁性部88の間の磁性部分を検出可能な
磁気センサ90を設ける。そして、ピストンロッド87
の伸縮に伴って順次磁気センサ90に相対する非磁性部
88の有無に基づいて、ピストンロッド87の相対的な
ストローク位置を検出する。従って、この揚高検出装置
はシリンダチューブ89の内部に設けられるため、物が
ぶつかる虞がなく高い信頼性を確保することができる。Therefore, in order to solve such a problem,
It is conceivable that the lift is detected by a stroke position detection device having a configuration in which the detection unit is provided inside the lift cylinder 85. For example, as shown in FIG. 9, a plurality of non-magnetic portions 88 are provided at equal intervals in the length direction on the outer peripheral surface of a piston rod 87 which is a magnetic material. Also, the cylinder tube 89
Is provided with a magnetic sensor 90 capable of detecting a magnetic portion between adjacent non-magnetic portions 88. And the piston rod 87
The relative stroke position of the piston rod 87 is sequentially detected based on the presence or absence of the non-magnetic portion 88 facing the magnetic sensor 90 with the expansion and contraction of the magnetic sensor 90. Therefore, since the lift detecting device is provided inside the cylinder tube 89, there is no possibility of collision with an object, and high reliability can be secured.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ンロッド87に多数の非磁性部88を設けるには、ピス
トンロッド87の外周面に長さ方向に沿って複数の穴を
切削加工し、形成した各穴に該穴の形状に加工形成した
非磁性体を埋め込んでいかなければならない。例えば、
リフトシリンダ85のストローク位置を1cm単位で検
出するには、ピストンロッド87に1cm間隔で非磁性
部88を設ける必要がある。従って、非磁性部88を設
けるための加工工数及び組み付け工数が著しく多くなる
問題があった。However, in order to provide a large number of non-magnetic portions 88 on the piston rod 87, a plurality of holes are formed in the outer peripheral surface of the piston rod 87 by cutting along the length direction. A non-magnetic material processed into the shape of the hole must be embedded in the hole. For example,
In order to detect the stroke position of the lift cylinder 85 in units of 1 cm, it is necessary to provide the piston rod 87 with nonmagnetic portions 88 at 1 cm intervals. Therefore, there is a problem that the number of processing steps and the number of assembling steps for providing the nonmagnetic portion 88 are significantly increased.
【0006】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、ストローク位置に対
応した状態量の検出値を出力する検出部を流体圧シリン
ダの外部に設けないようにすることができ、しかも、従
来の流体圧シリンダに比較して検出部を内部に設けるた
めの加工工数を少なくすることができる流体圧シリンダ
のストローク位置検出装置、及び、同ストローク位置検
出装置を備えたフォークリフト用リフトシリンダを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a detection unit for outputting a detection value of a state quantity corresponding to a stroke position outside a fluid pressure cylinder. And a stroke position detecting device for a hydraulic cylinder capable of reducing the number of processing steps for providing a detection unit inside as compared with a conventional hydraulic cylinder. The object of the present invention is to provide a lift cylinder for a forklift equipped with a lift cylinder.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、シリンダチューブと、前
記シリンダチューブ内に所定ストローク範囲を移動可能
に収容されるとともに一部が該シリンダチューブから外
部に延出され、該シリンダチューブ内に対する流体の給
排により該シリンダチューブに対して相対移動される移
動体とを備えた流体圧シリンダにおいて、前記シリンダ
チューブ内の前記移動体に干渉しない位置に回動可能に
設けられ、先端が前記移動体に接続された巻回伝達部材
が、該移動体の前記シリンダチューブ内での移動に伴っ
て繰り出し又は巻取可能に巻回された巻回部と、前記シ
リンダチューブ内の前記移動体に干渉しない位置に設け
られ、前記巻回部から離間する方向への前記移動体の移
動に伴って該巻回部に巻回されている前記巻回伝達部材
が繰り出されることを許容するとともに、前記巻回部に
接近する方向への前記移動体の移動に伴って該巻回部か
ら繰り出されている前記巻回伝達部材が該巻回部に巻き
取られるように該巻回部を回動するように付勢する付勢
手段と、前記ストローク範囲内における前記移動体のス
トローク位置あるいは該ストローク位置の変化量に対応
した前記巻回部の回動状態に基づく状態量を検出する状
態量検出手段とを備えた。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a cylinder tube and a part thereof are housed in the cylinder tube so as to be movable within a predetermined stroke range, and a part of the cylinder tube is provided. A moving body extending from the cylinder tube to the outside and being relatively moved with respect to the cylinder tube by supply / discharge of fluid to / from the cylinder tube, wherein the moving body interferes with the moving body in the cylinder tube. A winding transmission member rotatably provided at a position not to be rotated and having a leading end connected to the moving body is wound so as to be able to be fed or wound up with the movement of the moving body in the cylinder tube. A winding part, provided at a position in the cylinder tube that does not interfere with the moving body, and the winding is performed in accordance with the movement of the moving body in a direction away from the winding part. While allowing the winding transmission member wound around the winding unit to be unwound, and the winding being unwound from the winding unit along with the movement of the moving body in a direction approaching the winding unit. Biasing means for biasing the winding part to rotate so that the transmission member is wound around the winding part; and a stroke position of the moving body or a change amount of the stroke position within the stroke range. State quantity detecting means for detecting a state quantity based on a corresponding rotation state of the winding portion.
【0008】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、前記状態量は、前記移動体の移動に伴
う前記巻回部の回動量であって、前記状態量検出手段
は、前記シリンダチューブ内に設けられ前記巻回部の回
動量を検出する回動量検出手段である。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the state amount is a rotation amount of the winding portion accompanying the movement of the moving body, and the state amount detecting means is And rotation amount detection means provided in the cylinder tube to detect the rotation amount of the winding portion.
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記回動量検出手段は、前記巻回部と
一体回動可能に設けられ、回動軸を中心とする同一円周
上に等角度間隔で設けられた複数の被検出部を備えた回
動部と、検出部が前記各被検出部に相対可能な状態で設
けられ、前記巻回部の回動に伴って順次相対する該各被
検出部の有無を検出するセンサとからなる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the rotation amount detecting means is provided so as to be integrally rotatable with the winding portion, and has the same circle about a rotation axis. A rotating part having a plurality of detected parts provided at equal angular intervals on the circumference, and a detecting part is provided so as to be able to be relatively to each of the detected parts, and with the rotation of the winding part, And a sensor for sequentially detecting the presence or absence of each of the detected parts.
【0010】請求項4に記載の発明は、請求項2又は請
求項3に記載の発明において、前記巻回部は、前記巻回
伝達部材を重ねる状態で巻回するように形成され、前記
移動体が前記ストローク範囲内の所定のストローク位置
に設定された基準位置に配置されたことを検出する基準
状態検出手段と、前記基準状態検出手段にて前記基準位
置からの前記移動体の移動に伴って前記回動量検出手段
にて検出された前記回動量に基づいて前記移動体のスト
ローク位置を求めるストローク位置演算手段とを備え
た。According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the winding portion is formed so as to wind the winding transmission member in an overlapping state, and A reference state detecting means for detecting that the body is located at a reference position set at a predetermined stroke position within the stroke range, and a movement of the moving body from the reference position by the reference state detecting means. And a stroke position calculating means for obtaining a stroke position of the moving body based on the rotation amount detected by the rotation amount detecting means.
【0011】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記巻回部は、前記巻回伝達部材を重
ねる状態で巻回するように形成され、前記状態量は、前
記移動体の移動に伴う前記巻回部の回動量と、前記巻回
部に巻回されている前記巻回伝達部材の巻回径とであっ
て、前記状態量検出手段は、前記シリンダチューブ内に
設けられ前記巻回部の回動量を検出する回動量検出手段
と、前記シリンダチューブ内に設けられ前記巻回部の巻
回径を検出する巻回径検出手段とを備えた。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the winding portion is formed so as to be wound in a state where the winding transmission member is overlapped, and the state amount is set to The amount of rotation of the winding part associated with the movement of the moving body, and the diameter of the winding of the winding transmission member wound around the winding part, wherein the state quantity detecting means is provided in the cylinder tube. And a winding diameter detecting means provided in the cylinder tube and detecting a winding diameter of the winding part.
【0012】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の発明において、前記回動量検出手段にて検出される前
記回動量と、前記巻回径検出手段にて検出される前記巻
回径とから前記移動体のストローク位置を求めるストロ
ーク位置演算手段を備えた。According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the fifth aspect, the rotation amount detected by the rotation amount detecting means and the winding amount detected by the winding diameter detecting means are provided. A stroke position calculating means for obtaining a stroke position of the moving body from a diameter;
【0013】請求項7に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記移動体の全移動範囲に対する前記
巻回部の回動量を1回転未満の所定の回動量に減速する
減速機構と、前記減速機構の出力軸にて回動され、前記
所定の回動量の範囲で回動中心からの距離が最小から最
大まで次第に変化するカム面を備えた板カムとを備え、
前記状態量は、前記カム面から離間した所定位置から前
記板カムの回動軸の径方向における該カム面までの距離
であって、前記状態量検出手段は、検出部が前記カム面
に相対するように前記シリンダチューブ内に支持され、
該検出部から該カム面までの前記距離を検出する距離検
出手段を備えた。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the speed reducing mechanism for reducing the amount of rotation of the winding portion with respect to the entire moving range of the moving body to a predetermined amount of rotation of less than one rotation. And a plate cam having a cam surface which is rotated by an output shaft of the speed reduction mechanism and a distance from a rotation center gradually changes from a minimum to a maximum within a range of the predetermined rotation amount,
The state quantity is a distance from a predetermined position separated from the cam surface to the cam surface in a radial direction of the rotation axis of the plate cam. Supported in the cylinder tube so that
And a distance detecting means for detecting the distance from the detecting section to the cam surface.
【0014】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の発明において、前記板カムは良導体にて形成され、前
記距離検出手段は、非接触状態で前記カム面までの距離
に応じた出力電圧を出力する渦電流式変位センサを備え
た。According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the plate cam is formed of a good conductor, and the distance detecting means corresponds to a distance to the cam surface in a non-contact state. An eddy current displacement sensor that outputs an output voltage is provided.
【0015】請求項9に記載の発明は、請求項7又は請
求項8に記載の発明において、前記距離検出手段にて検
出される前記距離から前記移動体のストローク位置を求
めるストローク位置演算手段を備えた。According to a ninth aspect of the present invention, in accordance with the seventh or eighth aspect of the invention, there is provided a stroke position calculating means for obtaining a stroke position of the moving body from the distance detected by the distance detecting means. Equipped.
【0016】請求項10に記載の発明は、フォークリフ
ト用リフトシリンダが請求項1〜請求項9のいずれか一
項に記載の発明の作用を備える。(作用)請求項1に記
載の発明によれば、移動体のストローク位置あるいは該
ストローク位置の変化量が、シリンダチューブ内に設け
られている巻回部から繰り出され該移動体に接続されて
いる巻回伝達部材を介して該巻回部の回動状態に基づく
状態量に変換される。この状態量が、シリンダチューブ
内に設けられた状態量検出手段にて検出される。According to a tenth aspect of the present invention, a lift cylinder for a forklift has the function of any one of the first to ninth aspects. (Operation) According to the first aspect of the present invention, the stroke position of the moving body or the amount of change in the stroke position is fed out from the winding portion provided in the cylinder tube and connected to the moving body. It is converted into a state quantity based on the rotation state of the winding part via the winding transmission member. This state quantity is detected by state quantity detection means provided in the cylinder tube.
【0017】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、回動状態として、移動体
のストローク位置の変化分に応じた巻回部の回動量が検
出される。According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effect of the invention described in (1), the amount of rotation of the winding portion according to the change in the stroke position of the moving body is detected as the rotation state.
【0018】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明の作用に加えて、巻回部の回動量が、回動
部に設けられた被検出部が検出された数によって検出さ
れる。According to the invention described in claim 3, according to claim 2,
In addition to the effect of the invention described in the above, the amount of rotation of the winding portion is detected by the number of detected portions provided in the rotating portion.
【0019】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
又は請求項3に記載の発明の作用に加えて、移動体の移
動に伴って巻回部に巻回される巻回伝達部材の巻回径が
変化したとき、移動体のストローク位置に応じて移動体
の単位移動量当たりの巻回部の回動量が変化する。そし
て、移動体が基準位置にある状態からの巻回部の回動量
からストローク位置が求められる。尚、演算とは、基準
位置からの相対移動量にストローク位置が対応された所
定のマップを用いてストローク位置を求める場合と、基
準位置からの相対移動量からストローク位置を所定の計
算式を用いてストローク位置を算出する場合とを含むも
のである。According to the invention described in claim 4, according to claim 2,
Alternatively, in addition to the effect of the invention described in claim 3, when the winding diameter of the winding transmission member wound around the winding portion changes with the movement of the moving body, the stroke of the moving body depends on the stroke position. The amount of rotation of the winding unit per unit moving amount of the moving body changes. Then, the stroke position is obtained from the amount of rotation of the winding part from the state where the moving body is at the reference position. Note that the calculation refers to the case where the stroke position is obtained using a predetermined map in which the stroke position is associated with the relative movement amount from the reference position, and the case where the stroke position is calculated from the relative movement amount from the reference position using a predetermined calculation formula And calculating the stroke position.
【0020】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、移動体の移動に伴って巻
回部に巻回される巻回伝達部材の巻回径が変化したと
き、移動体のストローク位置に応じて移動体の単位移動
量当たりの巻回部の回動量が変化する。そして、移動体
のストローク位置の変化分に対応した巻回伝達部材の長
さを求めることができる巻回径と回動量とが検出され
る。According to the invention described in claim 5, according to claim 1,
In addition to the operation of the invention described in the above, when the winding diameter of the winding transmission member wound around the winding portion with the movement of the moving body changes, the unit of the moving body according to the stroke position of the moving body The amount of rotation of the winding part per movement amount changes. Then, the winding diameter and the amount of rotation from which the length of the winding transmission member corresponding to the change in the stroke position of the moving body can be determined are detected.
【0021】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
に記載の発明の作用に加えて、移動体のストローク位置
に対応した巻回伝達部材の長さが巻回径と回動量とから
算出され、この長さからストローク位置が求められる。According to the invention of claim 6, according to claim 5,
In addition to the operation of the invention described in (1), the length of the winding transmission member corresponding to the stroke position of the moving body is calculated from the winding diameter and the amount of rotation, and the stroke position is obtained from this length.
【0022】請求項7に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、移動体のストローク位置
が検出部からカム面までの距離に変換され、この距離が
距離検出手段により検出される。According to the invention of claim 7, according to claim 1,
In addition to the effect of the invention described in (1), the stroke position of the moving body is converted into a distance from the detection unit to the cam surface, and this distance is detected by the distance detection means.
【0023】請求項8に記載の発明によれば、請求項7
に記載の発明の作用に加えて、検出部からカム面までの
距離が非接触で検出される。請求項9に記載の発明によ
れば、請求項7又は請求項8に記載の発明の作用に加え
て、検出された距離からストローク位置が求められる。According to the invention described in claim 8, according to claim 7,
In addition to the effect of the invention described in the above, the distance from the detection section to the cam surface is detected in a non-contact manner. According to the ninth aspect, in addition to the operation of the seventh or eighth aspect, the stroke position is obtained from the detected distance.
【0024】請求項10に記載の発明によれば、フォー
クリフトに設けるリフトシリンダが請求項1〜請求項9
のいずれか一項に記載の発明の作用を備える。According to the tenth aspect, the lift cylinder provided in the forklift is the first to ninth aspects.
The function of the invention described in any one of the above is provided.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図3に従って
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0026】図1は、図示しないフォークリフトの流体
圧シリンダとしてのリフトシリンダ10の一部を示す断
面図である。リフトシリンダ10は、外部から給排ポー
ト11を介して作動油が給排されるシリンダチューブ1
2を備えている。シリンダチューブ12内には、作動油
が給排される油室13を区画形成するピストン14が所
定ストローク範囲を移動可能に収容され、該ピストン1
4の一方の側面には、先端側が該シリンダチューブ12
の上端から外部に延出されたピストンロッド15が設け
られている。本実施の形態では、ピストン14及びピス
トンロッド15にて移動体が構成されている。シリンダ
チューブ12は図示しないアウタマストに固定され、ピ
ストンロッド15の先端は図示しないインナマストに固
定されている。FIG. 1 is a sectional view showing a part of a lift cylinder 10 as a fluid pressure cylinder of a forklift (not shown). The lift cylinder 10 is a cylinder tube 1 to which hydraulic oil is supplied / discharged from outside via a supply / discharge port 11.
2 is provided. A piston 14 that defines an oil chamber 13 into which hydraulic oil is supplied and discharged is movably accommodated in the cylinder tube 12 within a predetermined stroke range.
4, the tip side is the cylinder tube 12
A piston rod 15 extending outward from the upper end of the piston rod is provided. In the present embodiment, a moving body is constituted by the piston 14 and the piston rod 15. The cylinder tube 12 is fixed to an outer mast (not shown), and the tip of the piston rod 15 is fixed to an inner mast (not shown).
【0027】シリンダチューブ12の下部には、ピスト
ン14に当接して下方への移動を規制するフランジ部1
6が設けられ、該フランジ部16の下側には底面がシリ
ンダチューブ12のボトムピース17で形成された検出
部室18が設けられている。ピストン14は、フランジ
部16に移動が規制される位置を基準位置としての初期
位置として上方に設けられた所定のストロークエンドま
で移動するようになっている。At the lower portion of the cylinder tube 12, a flange portion 1 which contacts the piston 14 and restricts downward movement.
6 is provided, and a detection section chamber 18 having a bottom surface formed by a bottom piece 17 of the cylinder tube 12 is provided below the flange section 16. The piston 14 is configured to move to a predetermined stroke end provided above as an initial position as a reference position where the movement of the piston 14 is restricted.
【0028】検出部室18には、ボトムピース17上に
ワイヤ巻取部19が固定されている。ワイヤ巻取部19
は、ボトムピース17と共にシリンダチューブ12に組
み付けられている。ワイヤ巻取部19は、底面に固定さ
れたスプール支持部20と、該スプール支持部20に支
持された巻回部としてのスプール21とを備えている。
スプール支持部20は、横方向に延出された支持軸22
を回動可能に支持するとともに、該支持軸22を一方に
回動するように付勢する付勢手段としての渦巻きばね2
3を備えている。スプール21は、支持軸22に対し相
対回動不能に支持されている。In the detection section chamber 18, a wire winding section 19 is fixed on the bottom piece 17. Wire winding section 19
Is mounted on the cylinder tube 12 together with the bottom piece 17. The wire winding section 19 includes a spool support section 20 fixed to the bottom surface, and a spool 21 as a winding section supported by the spool support section 20.
The spool support 20 includes a support shaft 22 extending in the lateral direction.
Spring 2 as a biasing means for rotatably supporting the support shaft 22 and biasing the support shaft 22 to rotate to one side.
3 is provided. The spool 21 is supported so as not to rotate relative to the support shaft 22.
【0029】スプール21は合成樹脂にて一体で形成さ
れている。スプール21は、円筒状の胴部24と、該胴
部24の両側に設けられた一対のフランジ部25a,2
5bを備えている。胴部24には、両フランジ部25
a,25bよりも外径が大きくならない範囲で巻回伝達
部材としてのワイヤ26が巻回されている。ワイヤ26
は、一端が胴部24に固定され、他端がフランジ部16
を挿通してピストン14の下面に接続されている。尚、
巻回伝達部材は、スプール21に対して繰り出し及び巻
き取り可能に巻回することができるものであればよく、
本実施の形態では高い引っ張り強度と柔軟性とを備えた
比較的細い外径のワイヤが使用されている。The spool 21 is integrally formed of a synthetic resin. The spool 21 has a cylindrical body portion 24 and a pair of flange portions 25a, 2 provided on both sides of the body portion 24.
5b. The body 24 has two flanges 25.
A wire 26 as a winding transmission member is wound in a range where the outer diameter does not become larger than a and 25b. Wire 26
Has one end fixed to the body portion 24 and the other end
And is connected to the lower surface of the piston 14. still,
The winding transmission member may be any member that can be wound around the spool 21 so as to be able to be fed and wound up.
In the present embodiment, a wire having a relatively small outer diameter having high tensile strength and flexibility is used.
【0030】スプール21は、ピストン14がストロー
クエンドから初期位置側に移動するに伴って、ワイヤ2
6が重ならない状態で胴部24一杯に所定巻回数だけ巻
回されて1層目を形成した後、巻回された1層目のワイ
ヤ26の上に重ならない状態でさらに同じ所定巻回数だ
け巻回されて2層目を形成するように形成されている。
さらに、形成された2層目の上に重ならない状態で所定
巻回数よりも少ない巻回数だけワイヤ26が巻回されて
胴部24一杯にならない不完全な3層目を形成するよう
に形成されている。As the piston 14 moves from the stroke end to the initial position, the spool 21
6 is wound a predetermined number of turns around the body 24 in a non-overlapping state to form a first layer, and then is further overlapped by the same predetermined number of turns without overlapping the wound first-layer wire 26. It is formed so as to be wound to form a second layer.
Further, the wire 26 is wound by a smaller number of turns than a predetermined number of turns without overlapping the formed second layer to form an incomplete third layer that does not fill the trunk 24. ing.
【0031】渦巻きばね23は、ピストン14が上昇し
てワイヤ巻取部19から離れるに伴ってスプール21に
巻回されているワイヤ26が繰り出されることを許容す
るとともにピストン14が下降してワイヤ巻取部19に
接近するに伴ってスプール21から繰り出されているワ
イヤ26を巻き取るようにスプール21を付勢するよう
に形成されている。The spiral spring 23 allows the wire 26 wound on the spool 21 to be unwound as the piston 14 moves up and separates from the wire winding section 19, and the piston 14 moves down to allow the wire winding. The spool 21 is formed so as to bias the spool 21 so as to wind up the wire 26 that has been drawn out of the spool 21 as it approaches the take-up portion 19.
【0032】スプール支持部20と反対側にある回動部
としてのフランジ部25bには、図2に示すように、そ
の端面に、同一円周上に等角度間隔で複数の被検出部2
7が設けられている。各被検出部27は、磁性材を埋め
込んで形成されている。As shown in FIG. 2, a plurality of detected parts 2 are formed on the same end surface at equal angular intervals on a flange 25b as a rotating part on the opposite side of the spool supporting part 20.
7 are provided. Each detected part 27 is formed by embedding a magnetic material.
【0033】又、図1に示すように、シリンダチューブ
12の検出部室18には、検出部がフランジ部25bに
設けられた各被検出部27に相対可能な状態でセンサと
しての磁気センサ28が設けられている。磁気センサ2
8は、シリンダチューブ12に設けた孔にねじ込んで組
み付けられている。磁気センサ28は、スプール21の
回動に伴って順次相対する各被検出部27の有無を検出
するように設けられている。尚、磁気センサ28は、磁
気抵抗素子、ホール素子等の磁気検出素子からなってい
る。本実施の形態では、フランジ部25b及び磁気セン
サ28によって状態量検出手段及び回動量検出手段が構
成されている。As shown in FIG. 1, a magnetic sensor 28 serving as a sensor is provided in the detection section chamber 18 of the cylinder tube 12 in a state where the detection section can be made to correspond to each detection section 27 provided on the flange section 25b. Is provided. Magnetic sensor 2
8 is screwed into a hole provided in the cylinder tube 12 and assembled. The magnetic sensor 28 is provided so as to detect the presence / absence of each of the detected parts 27 sequentially facing with the rotation of the spool 21. The magnetic sensor 28 is made up of a magnetic detecting element such as a magnetoresistive element and a Hall element. In the present embodiment, the state amount detecting means and the rotation amount detecting means are constituted by the flange portion 25b and the magnetic sensor 28.
【0034】又、シリンダチューブ12の外周面には、
フランジ部16に当接して初期位置に配置されたピスト
ン14に相対する位置に、ピストン14の初期位置にお
ける有無を検出可能な基準状態検出手段としての磁気セ
ンサ29が設けられている。磁気センサ29は、シリン
ダチューブ12の外周面に固定されている。磁気センサ
29も、磁気抵抗素子、ホール素子等の磁気検出素子か
らなっている。Also, on the outer peripheral surface of the cylinder tube 12,
A magnetic sensor 29 is provided at a position opposite to the piston 14 arranged at the initial position in contact with the flange portion 16 as a reference state detecting means capable of detecting the presence or absence of the piston 14 at the initial position. The magnetic sensor 29 is fixed to the outer peripheral surface of the cylinder tube 12. The magnetic sensor 29 also includes a magnetic detection element such as a magnetoresistive element and a Hall element.
【0035】図示しない運転席に設けられたリフトレバ
ー30には、その操作方向を検出するための操作検出部
31が設けられている。操作検出部は、リフトレバー3
0が上昇側に操作されたことを検出する図示しないリミ
ットスイッチと、下降側に操作されたことを検出する図
示しないリミットスイッチとを備えている。The lift lever 30 provided at the driver's seat (not shown) is provided with an operation detecting section 31 for detecting the operation direction. The operation detecting unit includes the lift lever 3
It has a limit switch (not shown) for detecting that 0 has been operated on the ascending side, and a limit switch (not shown) for detecting that it has been operated on the descending side.
【0036】機台側には、各磁気センサ28,29が電
気的に接続されたストローク位置演算手段としてのスト
ローク位置検出ユニット32が設けられている。ストロ
ーク位置検出ユニット32は、マイクロコンピュータ3
3を備えている。磁気センサ28は、スプール21の回
動に伴って順次相対する各被検出部27の有無に基づく
パルス信号をマイクロコンピュータ33に出力する。磁
気センサ29は、ピストン14の初期位置での有無に基
づくオン・オフ信号をマイクロコンピュータ33に出力
する。操作検出部31は、リフトレバー30が中立状態
から上昇側に操作されたかあるいは下降側に操作された
かを検出する。On the machine base side, there is provided a stroke position detecting unit 32 as a stroke position calculating means to which the magnetic sensors 28 and 29 are electrically connected. The stroke position detection unit 32 includes the microcomputer 3
3 is provided. The magnetic sensor 28 outputs a pulse signal to the microcomputer 33 based on the presence / absence of each of the parts to be detected 27 sequentially facing with the rotation of the spool 21. The magnetic sensor 29 outputs an on / off signal to the microcomputer 33 based on the presence or absence of the piston 14 at the initial position. The operation detection unit 31 detects whether the lift lever 30 has been operated upward from the neutral state or whether it has been operated downward.
【0037】マイクロコンピュータ33は、オン・オフ
信号に基づいて、ピストン14のストローク位置が初期
位置であるか否かを判断する。マイクロコンピュータ3
3の図示しないメモリには、図3に示すマップMが記憶
されている。マップMは、ピストン14が初期位置から
ストロークエンド側に移動したときに入力されるパルス
信号の数から、ピストン14のストローク位置を求める
ことができるように作られている。本実施の形態のスト
ローク位置検出装置では、ピストン14のストローク位
置に応じてワイヤ26がスプール21に最大3層に巻回
される。従って、ピストン14のストローク位置に応じ
て巻回径が変化し、単位ストローク量当たりのスプール
21の回動量が変化する。即ち、ワイヤ26が1層目で
巻回されているときよりも、ワイヤ26が2層目、さら
に、3層目で巻回されているときの方が、単位ストロー
ク量当たりのスプール21の回動量が小さくなる。即
ち、1層目よりも2層目、2層目よりも3層目のときの
方が、パルス信号が入力される間隔に対するピストン1
4のストローク量が大きくなる。このため、マップM
は、ワイヤ26の巻回状態が3層目である状態でピスト
ン14が初期位置からストロークエンド側に移動する状
態のときよりも、巻回状態が2層目である状態のとき、
さらに、巻回状態が1層目である状態のときの方が、パ
ルス信号が入力される間隔に対するストローク位置の変
化量が段階的に小さくなるグラフとして設定されてい
る。マイクロコンピュータは、マップMを用い、初期位
置からのパルス数に基づいてピストン14のストローク
位置を求める。The microcomputer 33 determines whether the stroke position of the piston 14 is the initial position based on the ON / OFF signal. Microcomputer 3
3 stores a map M shown in FIG. The map M is formed so that the stroke position of the piston 14 can be obtained from the number of pulse signals input when the piston 14 moves from the initial position to the stroke end side. In the stroke position detecting device of the present embodiment, the wire 26 is wound around the spool 21 in a maximum of three layers according to the stroke position of the piston 14. Therefore, the winding diameter changes according to the stroke position of the piston 14, and the amount of rotation of the spool 21 per unit stroke amount changes. That is, the number of turns of the spool 21 per unit stroke amount is greater when the wire 26 is wound on the second and third layers than when the wire 26 is wound on the first layer. The momentum is reduced. That is, in the case of the second layer than the first layer, the piston 1 with respect to the interval at which the pulse signal is input is greater in the third layer than in the second layer.
The stroke amount of No. 4 increases. Therefore, the map M
When the wound state of the wire 26 is the second layer, compared to the state where the piston 14 moves from the initial position to the stroke end side in the state where the winding state of the wire 26 is the third layer,
Further, when the winding state is the first layer state, the graph is set as a graph in which the amount of change in the stroke position with respect to the pulse signal input interval decreases stepwise. The microcomputer uses the map M to determine the stroke position of the piston 14 based on the number of pulses from the initial position.
【0038】又、マイクロコンピュータ33は、操作検
出部31からの出力に基づき、リフトシリンダ10が上
昇する状態であるかあるいは下降する状態であるかを判
断する。そして、マイクロコンピュータ33は、新たな
操作が上昇であるときには前回のパルス数に新たに入力
したパルス数を加算したものを現在のパルス数とし、新
たな操作が下降であるときには前回のパルス数から新た
に入力したパルス数を減算したものを現在のパルス数と
して、マップMを用いて新たなストローク位置を求め
る。Further, the microcomputer 33 determines whether the lift cylinder 10 is in the up state or the down state based on the output from the operation detecting section 31. Then, the microcomputer 33 sets the current pulse number to a value obtained by adding the newly input pulse number to the previous pulse number when the new operation is rising, and calculates the current pulse number from the previous pulse number when the new operation is falling. A new stroke position is obtained by using the map M with the current pulse number obtained by subtracting the newly input pulse number.
【0039】次に、以上のように構成された流体圧シリ
ンダのストローク位置検出装置の作用について説明す
る。油室13から作動油を排出した状態ではピストン1
4が初期位置にあり、ワイヤ26の殆どがスプール21
に巻回されている。このとき、初期位置にあるピストン
14が磁気センサ29にて検出され、そのオン・オフ信
号に基づいてマイクロコンピュータがストローク位置が
初期位置であることを判断する。Next, the operation of the stroke position detecting device for a hydraulic cylinder constructed as described above will be described. When the hydraulic oil is discharged from the oil chamber 13, the piston 1
4 is in the initial position and most of the wire 26 is
It is wound around. At this time, the piston 14 at the initial position is detected by the magnetic sensor 29, and based on the on / off signal, the microcomputer determines that the stroke position is the initial position.
【0040】リフトレバー30を上昇側に操作すると、
油室13に作動油が供給され、その供給量に応じたスト
ローク量だけピストン14が初期位置からストロークエ
ンド側に移動して所定のストローク位置に停止する。こ
のとき、ピストン14の移動に伴い渦巻きばね23の付
勢力に抗してスプール21からワイヤ26が繰り出され
るとともにスプール21がストローク量に応じた回動量
だけ回動する。すると、磁気センサ28の検出部に各被
検出部27が順次相対するように移動し、磁気センサ2
8からストローク検出ユニット30のマイクロコンピュ
ータ33にストローク量に応じた数のパルス信号が出力
される。マイクロコンピュータ33は、ピストン14が
初期位置から上昇したことから、入力したパルス信号の
数からマップMを用いてピストン14のストローク位置
を求める。When the lift lever 30 is moved upward,
Hydraulic oil is supplied to the oil chamber 13, and the piston 14 moves from the initial position to the stroke end side by a stroke amount corresponding to the supply amount and stops at a predetermined stroke position. At this time, the wire 26 is fed out of the spool 21 against the urging force of the spiral spring 23 with the movement of the piston 14, and the spool 21 rotates by a rotation amount corresponding to the stroke amount. Then, each detected part 27 moves so as to sequentially face the detecting part of the magnetic sensor 28, and the magnetic sensor 2
From 8, pulse signals corresponding to the stroke amount are output to the microcomputer 33 of the stroke detection unit 30. Since the piston 14 has risen from the initial position, the microcomputer 33 determines the stroke position of the piston 14 using the map M from the number of input pulse signals.
【0041】次に、リフトレバー30を下降側に操作す
ると、油室13から作動油が排出され、その排出量に応
じたストローク量だけピストン14が所定のストローク
位置から初期位置側に移動して新たなストローク位置に
停止する。このとき、ピストン14の移動に伴い渦巻き
ばね23の付勢力によってワイヤ26が弛むことなくス
プール21に巻き取られるとともにスプール21がスト
ローク量に応じた回動量だけ回動する。すると、磁気セ
ンサ28の検出部に各被検出部27が順次相対するよう
に移動し、磁気センサ28からマイクロコンピュータ3
3にストローク量に応じた数のパルス信号が出力され
る。マイクロコンピュータ33は、先に求めたストロー
ク位置からピストン14が下降したことから、新たに入
力したパルス信号の数を前回のパルス数から減算したパ
ルス数からマップMを用いてピストン14の新たなスト
ローク位置を求める。Next, when the lift lever 30 is operated downward, hydraulic oil is discharged from the oil chamber 13, and the piston 14 moves from the predetermined stroke position to the initial position by a stroke amount corresponding to the discharged amount. Stop at the new stroke position. At this time, with the movement of the piston 14, the wire 26 is wound around the spool 21 without being loosened by the urging force of the spiral spring 23, and the spool 21 rotates by a rotation amount corresponding to the stroke amount. Then, each detected part 27 moves so as to sequentially face the detection part of the magnetic sensor 28, and the microcomputer 3
The number of pulse signals corresponding to the stroke amount is output to 3. The microcomputer 33 uses the map M to calculate a new stroke of the piston 14 from the number of pulses obtained by subtracting the number of newly input pulse signals from the number of previous pulses since the piston 14 has descended from the stroke position previously obtained. Find the position.
【0042】以上詳述したように、本実施の形態の流体
圧シリンダのストローク位置検出装置によれば、以下の
効果を得ることができる。 (1) 移動体(ピストン14)のストローク位置が、
シリンダチューブ12内に設けた巻回部(スプール2
1)から繰り出されて該ピストン14に接続している巻
回伝達部材(ワイヤ26)を介して該ストローク位置に
対応した巻回部の回動状態に基づく状態量に変換され
る。そして、この状態量が、シリンダチューブ12内に
設けられた状態量検出手段(巻回部(スプール21)及
び力学量センサ(磁気センサ28))にて検出される。As described in detail above, according to the stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder of the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) The stroke position of the moving body (piston 14)
A winding portion (spool 2) provided in the cylinder tube 12
It is fed out from 1) and is converted into a state quantity based on the turning state of the winding portion corresponding to the stroke position via a winding transmission member (wire 26) connected to the piston 14. This state quantity is detected by state quantity detection means (the winding part (spool 21) and the physical quantity sensor (magnetic sensor 28)) provided in the cylinder tube 12.
【0043】従って、ストローク位置に対応した巻回部
の回動状態の検出値を出力する検出部を流体圧シリンダ
(リフトシリンダ10)の外部に設けないようにするこ
とができ、しかも、従来の流体圧シリンダに比較し検出
部をシリンダの内部に設けるための加工工数を少なくす
ることができる。Accordingly, it is possible to avoid providing a detection unit for outputting a detection value of the rotation state of the winding unit corresponding to the stroke position outside the hydraulic cylinder (lift cylinder 10). The number of processing steps for providing the detection unit inside the cylinder can be reduced as compared with the fluid pressure cylinder.
【0044】(2) 移動体(ピストン14)の移動に
伴って巻回伝達部材(ワイヤ26)によって回動する巻
回部(スプール21)の回動量が検出される。この回動
量は、移動体のストローク量に対応する。従って、基準
位置とストローク量とからストローク位置を求めること
ができる。(2) The amount of rotation of the winding part (spool 21) which is rotated by the winding transmission member (wire 26) with the movement of the moving body (piston 14) is detected. This rotation amount corresponds to the stroke amount of the moving body. Therefore, the stroke position can be obtained from the reference position and the stroke amount.
【0045】(3) 巻回部(スプール21)と一体回
動する回動部(フランジ部25)に、同一円周上に等角
度間隔で設けられた複数の被検出部27の有無がセンサ
(磁気センサ28)によって検出され、検出された数か
ら巻回部の回動量が検出される。従って、巻回部の回動
量を、検出量の検出誤差や、被検出部あるいは検出部の
摩耗による経年変化の影響なく検出することができ、ス
トローク位置を高い精度で検出することができる。(3) The presence or absence of a plurality of detected parts 27 provided at equal angular intervals on the same circumference is detected by a rotation part (flange part 25) which rotates integrally with the winding part (spool 21). (Magnetic sensor 28), and the amount of rotation of the winding part is detected from the detected number. Therefore, the rotation amount of the winding portion can be detected without being affected by the detection error of the detection amount or the secular change due to wear of the detected portion or the detection portion, and the stroke position can be detected with high accuracy.
【0046】(4) 移動体が基準位置(初期位置)に
あることを基準状態検出手段(磁気センサ29)によっ
て検出し、移動体が基準位置から移動したときに検出さ
れた巻回部の回動量から移動体のストローク位置(絶対
値)を求めるようにした。従って、一旦基準位置にある
状態を検出すれば、容易に検出することができる回動量
を検出するだけでストローク位置を検出することができ
る。(4) The reference state detection means (magnetic sensor 29) detects that the moving body is at the reference position (initial position), and detects the turn of the winding portion when the moving body moves from the reference position. The stroke position (absolute value) of the moving body is obtained from the moving amount. Therefore, once the state at the reference position is detected, the stroke position can be detected only by detecting the amount of rotation that can be easily detected.
【0047】(5) 巻回部(スプール26)には移動
体(ピストン14)が巻回部側へ移動したときに巻回伝
達部材(ワイヤ26)が順に層状に重なるように巻回さ
れる。従って、巻回部に巻回伝達部材が1層目で巻回さ
れているときの移動体の単位ストローク量当たりの回動
量よりも、2層目あるいは3層目で巻回されているとき
の単位ストローク量当たりの回動量の方が小さくなる。
そして、ストローク位置演算手段が、巻回伝達部材の巻
回状態に応じて形成されたマップMを用いてパルス数か
らストローク位置を求めるようにした。その結果、巻回
部に巻回伝達部材を重ねて巻回するようにした場合であ
っても、ストローク位置による検出誤差がない状態でス
トローク位置を検出することができる。(5) The winding transmission member (wire 26) is wound around the winding portion (spool 26) so that the winding transmission member (wire 26) is sequentially layered when the moving body (piston 14) moves toward the winding portion. . Therefore, when the winding member is wound on the second or third layer, it is smaller than the amount of rotation per unit stroke amount of the moving body when the winding transmission member is wound on the winding portion on the first layer. The amount of rotation per unit stroke is smaller.
Then, the stroke position calculating means obtains the stroke position from the number of pulses using the map M formed according to the winding state of the winding transmission member. As a result, even when the winding transmission member is wound around the winding portion, the stroke position can be detected without any detection error due to the stroke position.
【0048】(第2の実施の形態)次に、本発明を具体
化した第2の実施の形態を図4及び図5に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第1の実施の形態のワイ
ヤ巻取部19及び磁気センサ28をワイヤ巻取部40及
び渦電流式変位センサ49に変更したことのみが第1の
実施の形態と異なる。従って、第1の実施の形態と同じ
構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、
ワイヤ巻取部40及び渦電流式変位センサ49のみにつ
いて詳述する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment only in that the wire winding section 19 and the magnetic sensor 28 of the first embodiment are changed to a wire winding section 40 and an eddy current displacement sensor 49. And different. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Only the wire winding section 40 and the eddy current displacement sensor 49 will be described in detail.
【0049】本実施の形態のリフトシリンダ10の検出
部室18には、前記ワイヤ巻取部19の代わりにワイヤ
巻取部40が設けられている。ワイヤ巻取部40は、検
出部室18の底面に固定されたスプール支持部41と、
該スプール支持部41に支持されたスプール42とを備
えている。スプール支持部41は、横方向に延出された
支持軸43を回動可能に支持するとともに該支持軸43
を一方に回動するように付勢する渦巻きばね44を備え
ている。又、スプール支持部41は、ピストンの全移動
範囲に対する支持軸43の回動量を1回転未満の所定の
回動量に減速する減速機構45を備えている。この減速
機構45は、遊星歯車にて構成される公知の機構で歯車
機構であって、減速した回転を出力する出力軸46を備
えている。スプール42は、支持軸43に対し相対回動
不能に支持されている。In the detection section chamber 18 of the lift cylinder 10 according to the present embodiment, a wire winding section 40 is provided instead of the wire winding section 19. The wire winding section 40 includes a spool support section 41 fixed to the bottom surface of the detection section chamber 18,
And a spool 42 supported by the spool support portion 41. The spool support portion 41 rotatably supports the support shaft 43 extending in the lateral direction, and the support shaft 43.
Is provided with a spiral spring 44 for urging the one to rotate to one side. Further, the spool support portion 41 includes a speed reduction mechanism 45 that reduces the rotation amount of the support shaft 43 to a predetermined rotation amount of less than one rotation with respect to the entire movement range of the piston. The speed reduction mechanism 45 is a well-known mechanism constituted by a planetary gear, is a gear mechanism, and includes an output shaft 46 that outputs reduced rotation. The spool 42 is supported so as not to rotate relative to the support shaft 43.
【0050】スプール42は、スプール21と同じ構成
であって、胴部24とフランジ部25a,25bを備え
ている。胴部24にはワイヤ26が巻回され、その端部
がピストン14の下面に接続されている。The spool 42 has the same structure as the spool 21 and includes a body 24 and flanges 25a and 25b. A wire 26 is wound around the body 24, and its end is connected to the lower surface of the piston 14.
【0051】スプール42は、ピストン14がストロー
クエンドから初期位置側に移動するに伴って、ワイヤ2
6が重ならない状態で胴部24一杯に所定巻回数だけ巻
回されて1層目を形成した後、巻回された1層目のワイ
ヤ26の上に重ならない状態でさらに同じ所定巻回数だ
け巻回されて2層目を形成するように形成されている。
さらに、形成された2層目の上に重ならない状態で所定
巻回数よりも少ない巻回数だけワイヤ26が巻回されて
胴部24一杯にならない不完全な3層目を形成するよう
に形成されている。As the piston 14 moves from the stroke end to the initial position, the spool 42
6 is wound a predetermined number of turns around the body 24 in a non-overlapping state to form a first layer, and then is further overlapped by the same predetermined number of turns without overlapping the wound first-layer wire 26. It is formed so as to be wound to form a second layer.
Further, the wire 26 is wound by a smaller number of turns than a predetermined number of turns without overlapping the formed second layer to form an incomplete third layer that does not fill the trunk 24. ing.
【0052】渦巻きばね44は、ピストン14が上昇し
てワイヤ巻取部40から離れるに伴ってスプール42に
巻回されているワイヤ26が繰り出されることを許容す
るとともにピストン14が下降してワイヤ巻取部40に
接近するに伴ってスプール42から繰り出されているワ
イヤ26を巻き取るようにスプール42を付勢するよう
に形成されている。The spiral spring 44 allows the wire 26 wound on the spool 42 to be unwound as the piston 14 moves up and separates from the wire winding section 40, and the piston 14 moves down to allow the wire winding. It is formed so as to bias the spool 42 so as to wind up the wire 26 being unreeled from the spool 42 as it approaches the take-up section 40.
【0053】ワイヤ巻取部40からは、減速機構45の
出力軸46がスプール42と反対側に延出されている。
出力軸46には板カム47が相対回動不能に支持されて
いる。板カム47は、出力軸46の所定の回動量で回動
中心からの距離が最小から最大まで次第に変化するカム
面48を備えている。板カム47は、良導体、例えば、
アルミニウム、銅等にて形成されている。An output shaft 46 of a speed reduction mechanism 45 extends from the wire winding section 40 to the opposite side of the spool 42.
A plate cam 47 is supported on the output shaft 46 so as not to rotate relatively. The plate cam 47 has a cam surface 48 whose distance from the center of rotation gradually changes from a minimum to a maximum with a predetermined rotation amount of the output shaft 46. The plate cam 47 is a good conductor, for example,
It is formed of aluminum, copper, or the like.
【0054】本実施の形態では、板カム47のカム面4
8は、該カム面48の外周側、即ち、カム面48から離
間した所定位置から該カム面48までの距離が、ピスト
ン14が初期位置からストロークエンドまで移動すると
きのストローク位置と比例関係になるように形成されて
いる。詳述すると、ピストン14が所定のストローク位
置に対応するワイヤ26の巻回状態が1層目であるとき
よりも、ワイヤ26の巻回状態が2層目さらに3層目で
あるときの方が、胴部24に巻回されているワイヤ26
の巻回径が大きくなる。そこで、ピストン14が初期位
置にあるときを基準位置とし、ピストン14がストロー
クエンドにあるときを最大値としたときの絶対回動位置
に対して、前記所定位置からカム面48までの距離が、
スプール21へのワイヤ26の巻回段数が大きくなるに
連れて変化率が次第に小さくなりながら増大するように
カム面48の形状が形成されている。そして、結果とし
て、ピストン14のストローク位置に対して、所定位置
からカム面48までの距離が比例関係となるようにカム
面48の形状が形成されている。In this embodiment, the cam surface 4 of the plate cam 47 is
8, the distance from the outer peripheral side of the cam surface 48, that is, a predetermined position separated from the cam surface 48 to the cam surface 48 is proportional to the stroke position when the piston 14 moves from the initial position to the stroke end. It is formed so that it becomes. More specifically, when the wound state of the wire 26 corresponding to the predetermined stroke position of the piston 14 is the second and third layers, than when the wound state of the wire 26 is the first layer. , Wire 26 wound around body 24
Becomes larger. Therefore, the distance from the predetermined position to the cam surface 48 is relative to the absolute rotation position when the piston 14 is at the initial position as the reference position and when the piston 14 is at the stroke end as the maximum value.
The shape of the cam surface 48 is formed so that the rate of change gradually increases as the number of winding steps of the wire 26 around the spool 21 increases. As a result, the shape of the cam surface 48 is formed such that the distance from the predetermined position to the cam surface 48 is proportional to the stroke position of the piston 14.
【0055】又、検出部室18の底部には、状態量検出
手段及び距離検出手段としての渦電流式変位センサ(以
下、変位センサ)49が支持されている。変位センサ4
9は、検出部50が板カム47のカム面48に相対さ
れ、該検出部50からカム面48までの距離を非接触状
態で検出するように設けられている。変位センサ49
は、カム面48までの距離に比例した大きさの出力電圧
を出力する状態で使用されている。従って、変位センサ
49は、図5に示すように、ピストン14のストローク
位置に比例する大きさの出力電圧を出力するようになっ
ている。An eddy current type displacement sensor (hereinafter, displacement sensor) 49 as a state quantity detecting means and a distance detecting means is supported at the bottom of the detecting section chamber 18. Displacement sensor 4
Reference numeral 9 is provided so that the detection unit 50 is opposed to the cam surface 48 of the plate cam 47, and detects the distance from the detection unit 50 to the cam surface 48 in a non-contact state. Displacement sensor 49
Are used in a state where an output voltage having a magnitude proportional to the distance to the cam surface 48 is output. Accordingly, the displacement sensor 49 outputs an output voltage having a magnitude proportional to the stroke position of the piston 14, as shown in FIG.
【0056】リフトシリンダ10の外部には、変位セン
サ49が電気的に接続されたストローク検出ユニット5
1が設けられている。変位センサ49は、検出部50か
らカム面48までの距離に基づく、ピストン14のスト
ローク位置に対応した大きさの出力電圧をストローク検
出ユニット51に出力する。ストローク検出ユニット5
1は、出力電圧を所定の増幅度で増幅した出力電圧をピ
ストン14のストローク位置として出力する。Outside the lift cylinder 10, a stroke detection unit 5 to which a displacement sensor 49 is electrically connected is provided.
1 is provided. The displacement sensor 49 outputs an output voltage of a magnitude corresponding to the stroke position of the piston 14 to the stroke detection unit 51 based on the distance from the detection unit 50 to the cam surface 48. Stroke detection unit 5
1 outputs an output voltage obtained by amplifying the output voltage with a predetermined amplification degree as a stroke position of the piston 14.
【0057】次に、以上のように構成されたリフトシリ
ンダのストローク位置検出装置の作用について説明す
る。リフトレバー30を上昇操作あるいは下降操作させ
た状態から中立状態とするると、油室13への作動油の
給排が停止され、ピストン14が所定のストローク位置
に停止する。このとき、変位センサ49からは、検出部
50からカム面48までの距離に応じた大きさの出力電
圧が出力される。ストローク検出ユニット51は、この
出力電圧を増幅した出力電圧をピストン14のストロー
ク位置として出力する。Next, the operation of the lift cylinder stroke position detecting device configured as described above will be described. When the lift lever 30 is changed from a state in which the lift lever 30 is raised or lowered to a neutral state, the supply and discharge of the hydraulic oil to the oil chamber 13 is stopped, and the piston 14 is stopped at a predetermined stroke position. At this time, the displacement sensor 49 outputs an output voltage having a magnitude corresponding to the distance from the detection unit 50 to the cam surface 48. The stroke detection unit 51 outputs the amplified output voltage as the stroke position of the piston 14.
【0058】以上詳述したように、本実施の形態のリフ
トシリンダのストローク位置検出装置によれば、前記第
1の実施の形態における(1)に記載の各効果の他に以
下の効果を得ることができる。As described in detail above, according to the lift cylinder stroke position detecting device of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in (1) of the first embodiment. be able to.
【0059】(6) ピストン14のストローク位置
が、減速機構45によって所定位置からカム面48まで
の距離に変換され、この距離がストローク位置に対応し
た量として距離検出手段により検出される。(6) The stroke position of the piston 14 is converted by the speed reduction mechanism 45 into a distance from the predetermined position to the cam surface 48, and this distance is detected by the distance detecting means as an amount corresponding to the stroke position.
【0060】従って、ピストン14が基準位置にある状
態を検出することなく絶対値としてストローク位置を検
出することができ、余分な時間を要する原点復帰を不要
とすることができる。又、従来例あるいは第1の実施の
形態のように、原点復帰を検出するための検出手段を設
ける必要がなく構成を簡素化することができる。Accordingly, it is possible to detect the stroke position as an absolute value without detecting the state where the piston 14 is at the reference position, and it becomes unnecessary to return to the origin, which requires extra time. Further, unlike the conventional example or the first embodiment, there is no need to provide a detecting means for detecting the origin return, and the configuration can be simplified.
【0061】(7) 板カム47のカム面48の形状
を、検出部から該カム面48までの距離が、ピストン1
4のストローク位置に対して比例関係になるように形成
した。従って、距離検出手段(渦電流式変位センサ4
9)が距離に比例する出力電圧を出力する状態とするこ
とにより、ストローク位置に比例する出力電圧を得るこ
とができ、マップMあるいは関係式を用いて出力電圧を
ストローク位置に変換する処理を行う手段(マイクロコ
ンピュータ等)を不要とすることができる。(7) The shape of the cam surface 48 of the plate cam 47 is determined according to the distance from the detection section to the cam surface 48.
4 was formed so as to be proportional to the stroke position. Therefore, the distance detecting means (the eddy current type displacement sensor 4
By setting 9) to output the output voltage proportional to the distance, an output voltage proportional to the stroke position can be obtained, and a process of converting the output voltage to the stroke position using the map M or a relational expression is performed. Means (microcomputer etc.) can be made unnecessary.
【0062】(8) 良導体にて形成された板カム47
のカム面48までの距離が渦電流式変位センサ49によ
り非接触で検出される。従って、ストローク位置に対応
する距離を被検出部あるいは検出部の摩耗による経年変
化の影響なく検出することができ、ストローク位置を高
い精度で検出することができる。(8) A plate cam 47 formed of a good conductor
Is detected by an eddy current displacement sensor 49 in a non-contact manner. Therefore, the distance corresponding to the stroke position can be detected without the influence of aging due to wear of the detected portion or the detection portion, and the stroke position can be detected with high accuracy.
【0063】尚、実施の形態は上記実施の形態に限ら
ず、以下のように変更してもよい。 ○ 第1の実施の形態で、磁性材にて形成した被検出部
27を磁気センサ28にて検出する代わりに、所定の被
検出部を検出する近接スイッチや、被検出部により反射
される反射光を検出する光電スイッチを用いてもよい。The embodiment is not limited to the above embodiment, but may be modified as follows. In the first embodiment, instead of detecting the detection target 27 formed of a magnetic material with the magnetic sensor 28, a proximity switch for detecting a predetermined detection target, or a reflection reflected by the detection target. A photoelectric switch for detecting light may be used.
【0064】○ 第1の実施の形態で、スプール21の
回動量をポテンショメータ、ロータリエンコーダ、磁気
式回転センサ等の回転変位検出器で検出する構成として
もよい。アブソリュートエンコーダを用いた場合には、
ストローク位置を直接検出することができ、ピストン1
4が初期位置にあることを検出する磁気センサ29を廃
止することができる。In the first embodiment, the rotation amount of the spool 21 may be detected by a rotational displacement detector such as a potentiometer, a rotary encoder, or a magnetic rotation sensor. When using an absolute encoder,
The stroke position can be directly detected and the piston 1
The magnetic sensor 29 for detecting that 4 is at the initial position can be omitted.
【0065】○ 第1の実施の形態で、ストローク検出
ユニット30が、マップMの代わりに所定の計算式を用
いて、出力電圧からストローク位置を算出するようにし
てもよい。In the first embodiment, the stroke detection unit 30 may calculate the stroke position from the output voltage using a predetermined formula instead of the map M.
【0066】○ 第1の実施の形態で、フランジ部25
bに設けた各被検出部27を検出可能な2つの磁気セン
サ28を被検出部27の間隔よりも狭い間隔で設ける。
そして、マイクロコンピュータ33は、いずれの磁気セ
ンサ28が先に被検出部27を検出したかによりリフト
シリンダ10が上昇する状態であるかあるいは下降する
状態であるかを判断する。このストローク位置検出装置
では、リフトレバー30の操作方向を検出する操作検出
部31を設ける必要がない。In the first embodiment, the flange 25
b, two magnetic sensors 28 capable of detecting each of the detected portions 27 are provided at intervals smaller than the interval between the detected portions 27.
Then, the microcomputer 33 determines whether the lift cylinder 10 is in the up state or the down state according to which of the magnetic sensors 28 has detected the detected portion 27 first. In the stroke position detecting device, it is not necessary to provide the operation detecting unit 31 for detecting the operation direction of the lift lever 30.
【0067】○ 第1の実施の形態で、基準位置は初期
位置に限らず、ストロークエンドであってもよく、初期
位置とストロークエンドの間の所定のストローク位置で
あってもよい。In the first embodiment, the reference position is not limited to the initial position, but may be a stroke end, or may be a predetermined stroke position between the initial position and the stroke end.
【0068】○ 第2の実施の形態で、カム面との距離
を、渦電流式変位センサ以外の各種変位センサ、例え
ば、可変容量式変位センサ、磁気抵抗式変位センサ等で
検出するようにしてもよい。In the second embodiment, the distance from the cam surface is detected by various displacement sensors other than the eddy current displacement sensor, for example, a variable displacement displacement sensor, a magnetoresistive displacement sensor, or the like. Is also good.
【0069】又、超音波式距離センサで検出するように
してもよい。 ○ 第2の実施の形態で、減速機構は、遊星歯車式のも
のに限らず、例えば、ピニオンとギアホイールとの組み
合わせからなる減速機構であってもよい。The detection may be performed by an ultrasonic distance sensor. In the second embodiment, the speed reduction mechanism is not limited to the planetary gear type, and may be, for example, a speed reduction mechanism composed of a combination of a pinion and a gear wheel.
【0070】○ 第2の実施の形態で、板カム47は、
該板カム47の一種である正面カム(端面カム、Fac
e Cam)であってもよい。 ○ 第2の実施の形態で、板カム47のカム面48の形
状を、距離がストローク位置に比例しない形状とし、ス
トローク位置検出ユニット51に設けたストローク位置
演算手段としてのマイクロコンピュータが、予め用意し
たマップあるいは計算式を用いて距離からストローク位
置を求めるようにしてもよい。 ○ 図6に示すように、ワイヤ26を重ねて巻回するス
プール21の巻回径を、巻回されたワイヤ26の外周面
に当接するように付勢手段(引っ張りコイルばね61)
によって付勢した腕62を入力軸63に固定した回転変
位センサ(ポテンショメータ64)によって検出するよ
うにしてもよい。そして、巻回径演算手段(検出ユニッ
ト65)によりポテンショメータ64の検出値から巻回
径を求めるようにする。一方、ピストンのストローク位
置の変化分に対応したスプール21の回動量をフランジ
部25b及び磁気センサ28により検出する。そして、
ストローク演算手段としての検出ユニット65が、巻回
径と回動量とからワイヤ26の長さを求めるとともに、
求めた長さからストローク位置を求めるようにしてもよ
い。この場合でも、ストローク範囲が大きな流体圧シリ
ンダのストローク位置を検出することができる。In the second embodiment, the plate cam 47
A front cam (end face cam, Fac
e Cam). In the second embodiment, the shape of the cam surface 48 of the plate cam 47 has a shape in which the distance is not proportional to the stroke position, and a microcomputer as stroke position calculating means provided in the stroke position detection unit 51 is prepared in advance. The stroke position may be obtained from the distance by using a set map or a calculation formula. As shown in FIG. 6, biasing means (tension coil spring 61) such that the winding diameter of the spool 21 on which the wire 26 is superimposed and wound is brought into contact with the outer peripheral surface of the wound wire 26.
May be detected by a rotational displacement sensor (potentiometer 64) fixed to the input shaft 63. Then, the winding diameter is obtained from the detection value of the potentiometer 64 by the winding diameter calculation means (detection unit 65). On the other hand, the amount of rotation of the spool 21 corresponding to the change in the stroke position of the piston is detected by the flange 25b and the magnetic sensor 28. And
The detection unit 65 as a stroke calculation means obtains the length of the wire 26 from the winding diameter and the amount of rotation,
The stroke position may be obtained from the obtained length. Also in this case, the stroke position of the hydraulic cylinder having a large stroke range can be detected.
【0071】○ 図7に示すように、ワイヤ26を重ね
て巻回するスプール21の巻回径を、送信子70と受信
子71とからなる超音波式の距離検出装置によって検出
する。即ち、送信子70から送信した超音波パルス信号
が受信子71で受信されるまでの経過時間を検出ユニッ
ト72により計測し、計測した時間から超音波パルス信
号が伝達された距離を算出する。そして、巻回径演算手
段としての検出ユニット72が距離から巻回径を求める
ようにする。一方、ピストンのストローク位置の変化分
に対応したスプール21の回動量をフランジ部25b及
び磁気センサ28により検出する。そして、ストローク
位置演算手段としての検出ユニット72が、巻回径と回
動量とからピストンのストローク位置に対応したワイヤ
26の長さを求めるとともに、求めた長さからストロー
ク位置を求めるようにしてもよい。この場合でも、スト
ローク範囲が大きな流体圧シリンダのストローク位置を
検出することができる。又、ワイヤ26に非接触状態で
巻回径を検出できるため、経年変化する部分がなく高い
信頼性を得ることができる。As shown in FIG. 7, the winding diameter of the spool 21 on which the wire 26 is superimposed and wound is detected by an ultrasonic distance detecting device including a transmitter 70 and a receiver 71. That is, the elapsed time until the ultrasonic pulse signal transmitted from the transmitter 70 is received by the receiver 71 is measured by the detection unit 72, and the distance over which the ultrasonic pulse signal is transmitted is calculated from the measured time. Then, the detection unit 72 as the winding diameter calculating means obtains the winding diameter from the distance. On the other hand, the amount of rotation of the spool 21 corresponding to the change in the stroke position of the piston is detected by the flange 25b and the magnetic sensor 28. Then, the detection unit 72 as the stroke position calculation means may obtain the length of the wire 26 corresponding to the stroke position of the piston from the winding diameter and the rotation amount, and may obtain the stroke position from the obtained length. Good. Also in this case, the stroke position of the hydraulic cylinder having a large stroke range can be detected. Further, since the winding diameter can be detected in a non-contact state with the wire 26, there is no portion that changes over time, and high reliability can be obtained.
【0072】○ 第1の実施の形態で、スプール21に
ワイヤ26が重ならない状態で胴部24に1層だけ巻回
されるようにしてもよい。この場合には、パルス数をス
トローク位置に変換する処理を行う必要がなく、マイク
ロコンピュータだけでなくロジック回路によってもスト
ローク位置を演算することができる。In the first embodiment, only one layer may be wound around the body 24 without the wire 26 overlapping the spool 21. In this case, it is not necessary to perform a process of converting the number of pulses into a stroke position, and the stroke position can be calculated not only by the microcomputer but also by a logic circuit.
【0073】同様に、第2の実施の形態で、スプール4
2にワイヤ26が重ならない状態で1層だけ巻回される
ようにしてもよい。この場合には、ピストン14のスト
ローク位置に拘らず巻回径が同じであるため、検出部か
らカム面48までの距離が、変化率が一定で増大するよ
うにカム47を形成すればよく加工が容易となる。Similarly, in the second embodiment, the spool 4
Alternatively, only one layer may be wound in a state where the wire 26 does not overlap with the layer 2. In this case, since the winding diameter is the same regardless of the stroke position of the piston 14, the cam 47 may be formed so that the distance from the detection unit to the cam surface 48 increases at a constant rate of change. Becomes easier.
【0074】○ 第1あるいは第2の実施の形態で、リ
ール状の巻回部に帯状の巻回伝達部材が順次重なる状態
で巻回される構成としてもよい。 ○ 巻回伝達部材は、巻回部に繰り出し及び巻取可能に
巻回することができるものであればよく、各種合金で形
成されたワイヤに限らず、薄い帯状体に形成されたもの
であってもよい。又、金属にて形成されたものに限ら
ず、高い引っ張り強度を備えた合成繊維(例えば、ポリ
アラミド繊維)や、同合成繊維を帯状に編んだ帯状体等
であってもよい。In the first or second embodiment, the belt-shaped winding transmission member may be wound around the reel-shaped winding portion so as to be sequentially overlapped. The winding transmission member is not limited to a wire made of various alloys, and may be a thin band-shaped member as long as it can be wound around a winding portion so as to be able to be wound out and wound up. You may. Further, the synthetic fiber is not limited to a metal and may be a synthetic fiber having a high tensile strength (for example, polyaramid fiber), or a belt-like body formed by knitting the synthetic fiber into a band.
【0075】○ フォークリフトのリフトシリンダに限
らず、その他ストローク位置を検出する必要がある流体
圧シリンダのストローク位置検出装置としてもよい。 ○ 油圧シリンダは、ピストン形の単動シリンダに限ら
ず、ラム形のシリンダに実施してもよい。The stroke position detecting device for a hydraulic cylinder which needs to detect a stroke position is not limited to a lift cylinder of a forklift. The hydraulic cylinder is not limited to a piston-type single-acting cylinder, but may be a ram-type cylinder.
【0076】又、単動シリンダに限らず、片ロッドある
いは両ロッド形の複動シリンダに実施してもよい。ある
いは、単動あるいは複動のテレスコープ形多段シリンダ
に実施してもよい。The present invention is not limited to a single-acting cylinder, but may be applied to a single-rod or double-rod double-acting cylinder. Alternatively, the present invention may be applied to a single-acting or double-acting telescopic multi-stage cylinder.
【0077】○ 油圧シリンダに限らず、その他の液体
圧シリンダに実施してもよい。又、液体圧シリンダに限
らず気体圧シリンダに実施してもよい。以下、前記実施
の形態から把握できる請求項以外の技術的思想をその効
果と共に記載する。The present invention is not limited to the hydraulic cylinder, but may be applied to other hydraulic cylinders. Further, the present invention is not limited to the liquid pressure cylinder but may be applied to a gas pressure cylinder. Hereinafter, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment will be described together with their effects.
【0078】(1) 請求項3に記載の流体圧シリンダ
のストローク位置検出装置において、前記被検出部は磁
性部であって、前記センサは磁気センサである。このよ
うな構成によれば、油圧シリンダの油中であっても、確
実に被検出部を検出することができる。(1) In the stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 3, the detected portion is a magnetic portion, and the sensor is a magnetic sensor. According to such a configuration, the detected portion can be reliably detected even in the oil of the hydraulic cylinder.
【0079】(2) 請求項5に記載の流体圧シリンダ
のストローク位置検出装置において、前記巻回径検出手
段は、入力軸が前記巻回部の回動軸に平行となるように
設けられた回転変位センサと、前記入力軸から径方向に
延びるように該入力軸に固定されるとともに先端部が前
記巻回部に巻回された前記巻回伝達部材の外周面に相対
する位置に配置された腕と、前記腕の先端部が前記巻回
伝達部材の外周面に当接するように該腕を付勢する付勢
手段と、前記巻回部に巻回された前記巻取部材の巻回径
に応じた前記腕の前記入力軸を回動中心とした回動位置
に対する前記回動変位センサの検出値から前記巻回伝達
部材の巻回径を求める巻回径演算手段とからなる。この
ような構成によれば、巻回部に巻回伝達部材を重ねて巻
回するようにした場合であっても、ストローク位置によ
る検出誤差がない状態でストローク位置を検出すること
ができる。(2) In the stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 5, the winding diameter detecting means is provided such that an input shaft is parallel to a rotation axis of the winding portion. A rotational displacement sensor, fixed to the input shaft so as to extend in the radial direction from the input shaft, and having a distal end disposed at a position facing an outer peripheral surface of the winding transmission member wound around the winding portion; Arm, urging means for urging the arm so that the tip end of the arm comes into contact with the outer peripheral surface of the winding transmission member, and winding of the winding member wound around the winding portion A winding diameter calculating means for calculating a winding diameter of the winding transmission member from a detection value of the rotation displacement sensor with respect to a rotation position about the input shaft of the arm corresponding to a diameter. According to such a configuration, even when the winding transmission member is superimposed on the winding portion and wound, the stroke position can be detected without a detection error due to the stroke position.
【0080】(3) 請求項5に記載の流体圧シリンダ
のストローク位置検出装置において、前記巻回径検出手
段は、前記巻回部に巻回された前記巻回伝達部材の外周
面に超音波パルス信号を送信する送信子と、該巻回伝達
部材の外周面から反射した超音波パルスを受信する受信
子と、前記送信子に超音波パルス信号を送信させるとと
もに前記受信子が反射波を受信したことを検出し、該送
信子に超音波パルス信号を送信させた時点から該受信子
が反射波を受信した時点までの経過時間から前記超音波
パルス信号が伝達された距離を求め、求めた距離から巻
回伝達部材の巻回径を求める巻回径演算手段とからな
る。このような構成によれば、巻回部に巻回伝達部材を
重ねて巻回するようにした場合であっても、ストローク
位置による検出誤差がない状態でストローク位置を検出
することができる。又、巻回径を被検出部あるいは検出
部の摩耗による経年変化の影響なく検出することがで
き、ストローク位置を高い精度で検出することができ
る。(3) In the apparatus for detecting a stroke position of a hydraulic cylinder according to claim 5, the winding diameter detecting means includes an ultrasonic wave on an outer peripheral surface of the winding transmitting member wound around the winding portion. A transmitter that transmits a pulse signal, a receiver that receives an ultrasonic pulse reflected from the outer peripheral surface of the winding transmission member, and a transmitter that transmits an ultrasonic pulse signal and receives a reflected wave The distance that the ultrasonic pulse signal was transmitted was obtained from the elapsed time from the point at which the transmitter transmitted the ultrasonic pulse signal to the point at which the receiver received the reflected wave, and the distance was determined. And a winding diameter calculating means for obtaining a winding diameter of the winding transmission member from the distance. According to such a configuration, even when the winding transmission member is superimposed on the winding portion and wound, the stroke position can be detected without a detection error due to the stroke position. Further, the winding diameter can be detected without being affected by aging due to wear of the detected portion or the detecting portion, and the stroke position can be detected with high accuracy.
【0081】(4) 請求項7〜請求項9のいずれか一
項に記載の流体圧シリンダのストローク位置検出装置に
おいて、前記巻回部は、前記移動体が該巻回部側に移動
したときに前記巻回伝達部材を重ねる状態で巻回するよ
うに形成され、前記板カムは、前記カム面と前記検出部
との距離が、前記移動体のストローク位置と比例関係に
なるように形成された。このような構成によれば、距離
検出手段を距離に比例する出力電圧を出力する状態とす
ることにより、ストローク範囲が大きな流体圧シリンダ
であってもストローク位置に比例する出力電圧を得るこ
とができ、マップあるいは関係式を用いて出力電圧をス
トローク位置に変換する処理を行う手段を不要とするこ
とができる。(4) In the stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder according to any one of claims 7 to 9, the winding portion is provided when the moving body moves toward the winding portion. The plate cam is formed so that the distance between the cam surface and the detection unit is proportional to the stroke position of the moving body. Was. According to such a configuration, the output voltage proportional to the stroke position can be obtained even in the case of a hydraulic cylinder having a large stroke range by setting the distance detecting means to output an output voltage proportional to the distance. A means for converting the output voltage to the stroke position using a map or a relational expression can be omitted.
【0082】(5) 請求項10に記載のフォークリフ
ト用リフトシリンダを備えたフォークリフト。このよう
な構成によれば、リフトシリンダのストローク位置を検
出する検出部を壊す虞がなく、フォークの揚高を高い信
頼性で検出することができる。(5) A forklift equipped with the forklift lift cylinder according to claim 10. According to such a configuration, there is no possibility that the detection unit that detects the stroke position of the lift cylinder is broken, and the lift of the fork can be detected with high reliability.
【0083】[0083]
【発明の効果】請求項1〜請求項9に記載の発明によれ
ば、ストローク位置に対応した状態量を検出する検出部
を流体圧シリンダの外部に設けないようにすることがで
き、しかも、従来の流体圧シリンダに比較して検出部を
内部に設けるための加工工数を少なくすることができ
る。According to the first to ninth aspects of the present invention, it is possible to avoid providing a detection unit for detecting a state quantity corresponding to a stroke position outside the hydraulic cylinder. The number of processing steps for providing the detection unit inside can be reduced as compared with a conventional hydraulic cylinder.
【0084】請求項3に記載の発明によれば、被検出部
の有無を検出するだけなので検出誤差や、被検出部ある
いは検出部の摩耗による経年変化がなく高い信頼性を得
ることができる。According to the third aspect of the present invention, since only the presence or absence of the detected portion is detected, high reliability can be obtained without detecting errors or aging due to wear of the detected portion or the detecting portion.
【0085】請求項4〜請求項6に記載の発明によれ
ば、巻回部に巻回伝達部材を重ねて巻回するようにした
場合であっても、ストローク位置による検出誤差がない
状態で流体圧シリンダのストローク位置を検出すること
ができる。According to the invention as set forth in claims 4 to 6, even when the winding transmission member is wound on the winding portion in a state where there is no detection error due to the stroke position. The stroke position of the fluid pressure cylinder can be detected.
【0086】請求項7に記載の発明によれば、基準位置
を検出することなくストローク位置を絶対値で検出する
ことができ、面倒な原点復帰を不要にすることができ
る。請求項8又は請求項9に記載の発明によれば、被検
出部あるいは検出部が摩耗せず経年変化の影響がないた
め、高い検出精度で検出することができる。According to the seventh aspect of the present invention, the stroke position can be detected by the absolute value without detecting the reference position, and troublesome return to origin can be eliminated. According to the invention described in claim 8 or claim 9, since the detected portion or the detecting portion does not wear and is not affected by aging, detection can be performed with high detection accuracy.
【0087】請求項10に記載の発明によれば、狭い設
置空間しかないフォークリフトにも容易に組み付けるこ
とができ、高い信頼性で揚高を検出することができる。According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to easily assemble a forklift having only a small installation space, and to detect the height with high reliability.
【図1】 フォークリフト用リフトシリンダに設けられ
たストローク位置検装置を示す模式構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a stroke position detecting device provided in a lift cylinder for a forklift.
【図2】 スプールのフランシ部の正面図。FIG. 2 is a front view of a france portion of the spool.
【図3】 パルス数とストローク位置との関係を示すグ
ラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between the number of pulses and a stroke position.
【図4】 (a)は第2の実施の形態のストローク位置
検出装置を示す正面側模式図、(b)は同じく側面模式
図。4A is a schematic front view illustrating a stroke position detecting device according to a second embodiment, and FIG. 4B is a schematic side view of the same.
【図5】 出力電圧とストローク位置との関係を示すグ
ラフ。FIG. 5 is a graph showing a relationship between an output voltage and a stroke position.
【図6】 別例のストローク位置検出装置を示す模式
図。FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of a stroke position detection device.
【図7】 別例のストローク位置検出装置を示す模式
図。FIG. 7 is a schematic view showing another example of a stroke position detecting device.
【図8】 従来例の揚高検出装置を示す模式図。FIG. 8 is a schematic view showing a conventional height detecting apparatus.
【図9】 従来例のストローク位置検出装置を示す模式
図。FIG. 9 is a schematic diagram showing a conventional stroke position detecting device.
10…シリンダチューブ、14…移動体を構成するピス
トン、15…同じくピストンロッド、21…巻回部とし
てのスプール、23…付勢手段としての渦巻きばね、2
5b…状態量検出手段及び回動量検出手段を構成する回
動部としてのフランジ部、26…巻回伝達部材としての
ワイヤ、27…被検出部、28…状態量検出手段及び回
動量検出手段を構成するセンサとしての磁気センサ、2
9…基準状態検出手段としての磁気センサ、30…スト
ローク位置演算手段としてのストローク検出ユニット、
45…減速機構、46…出力軸、47…板カム、48…
カム面、49…状態量検出手段及び距離検出手段として
の渦電流式変位センサ、62…巻回径検出手段を構成す
る付勢手段としての引っ張りコイルばね、63…巻回径
検出手段を構成する腕、64…入力軸、65…巻回径検
出手段を構成する回転変位センサとしてのポテンショメ
ータ、66…巻回径検出手段を構成する巻回径演算手段
及びストローク位置演算手段としての検出ユニット、7
0…巻回径検出手段を構成する送信子、71…同じく受
信子、72…巻回径検出手段を構成する巻回径演算手段
及びストローク位置演算手段としての検出ユニット。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder tube, 14 ... Piston which comprises a moving body, 15 ... Similarly a piston rod, 21 ... Spool as a winding part, 23 ... Spiral spring as urging means, 2
5b: a flange portion as a rotating portion constituting the state amount detecting means and the rotating amount detecting means; 26, a wire as a winding transmission member; 27, a detected portion; 28, a state amount detecting means and a rotating amount detecting means. Magnetic sensor as a constituent sensor, 2
9: a magnetic sensor as reference state detecting means; 30: a stroke detecting unit as stroke position calculating means;
45: speed reduction mechanism, 46: output shaft, 47: plate cam, 48:
Cam surface, 49: eddy current displacement sensor as state quantity detecting means and distance detecting means; 62, tension coil spring as urging means constituting winding diameter detecting means; 63, winding diameter detecting means Arm, 64: input shaft; 65, potentiometer as a rotational displacement sensor constituting winding diameter detecting means; 66, detecting unit as winding diameter calculating means and stroke position calculating means constituting winding diameter detecting means;
0: a transmission element constituting the winding diameter detection means; 71: a reception element; 72: a detection unit serving as a winding diameter calculation means and a stroke position calculation means constituting the winding diameter detection means;
Claims (10)
能に収容されるとともに一部が該シリンダチューブから
外部に延出され、該シリンダチューブ内に対する流体の
給排により該シリンダチューブに対して相対移動される
移動体とを備えた流体圧シリンダにおいて、 前記シリンダチューブ内の前記移動体に干渉しない位置
に回動可能に設けられ、先端が前記移動体に接続された
巻回伝達部材が、該移動体の前記シリンダチューブ内で
の移動に伴って繰り出し又は巻取可能に巻回された巻回
部と、 前記シリンダチューブ内の前記移動体に干渉しない位置
に設けられ、前記巻回部から離間する方向への前記移動
体の移動に伴って該巻回部に巻回されている前記巻回伝
達部材が繰り出されることを許容するとともに、前記巻
回部に接近する方向への前記移動体の移動に伴って該巻
回部から繰り出されている前記巻回伝達部材が該巻回部
に巻き取られるように該巻回部を回動するように付勢す
る付勢手段と、 前記ストローク範囲内における前記移動体のストローク
位置あるいは該ストローク位置の変化量に対応した前記
巻回部の回動状態に基づく状態量を検出する状態量検出
手段とを備えた流体圧シリンダのストローク位置検出装
置。1. A cylinder tube, which is movably accommodated within a predetermined stroke range within the cylinder tube and partially extends outside from the cylinder tube. A fluid cylinder having a moving body that is relatively moved with respect to a tube; a winding that is rotatably provided at a position in the cylinder tube that does not interfere with the moving body, and that has a tip connected to the moving body. A transmission member is provided at a position where the moving body is wound so as to be able to be fed or wound with the movement of the moving body in the cylinder tube and does not interfere with the moving body in the cylinder tube. When the winding transmission member wound around the winding portion is allowed to be unreeled with the movement of the moving body in a direction away from the winding portion. In both cases, the winding portion is wound so that the winding transmission member that is being fed from the winding portion along with the movement of the moving body in a direction approaching the winding portion is wound around the winding portion. An urging means for urging to rotate, and a state for detecting a stroke position of the moving body within the stroke range or a state amount based on a rotation state of the winding portion corresponding to a change amount of the stroke position. An apparatus for detecting a stroke position of a fluid pressure cylinder, comprising a quantity detecting means.
前記巻回部の回動量であって、 前記状態量検出手段は、前記シリンダチューブ内に設け
られ前記巻回部の回動量を検出する回動量検出手段であ
る請求項1に記載の流体圧シリンダのストローク位置検
出装置。2. The state amount is the amount of rotation of the winding part accompanying the movement of the moving body, and the state amount detection means is provided in the cylinder tube and determines the amount of rotation of the winding part. 2. The stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder according to claim 1, which is a rotation amount detecting means for detecting.
体回動可能に設けられ、回動軸を中心とする同一円周上
に等角度間隔で設けられた複数の被検出部を備えた回動
部と、検出部が前記各被検出部に相対可能な状態で設け
られ、前記巻回部の回動に伴って順次相対する該各被検
出部の有無を検出するセンサとからなる請求項2に記載
の流体圧シリンダのストローク位置検出装置。3. The rotation amount detection means includes a plurality of detection portions provided so as to be integrally rotatable with the winding portion and provided at equal angular intervals on the same circumference around a rotation axis. And a sensor for detecting the presence or absence of each of the detected portions sequentially provided with the rotation of the winding portion and a detection portion provided in a state in which the detection portion is provided relative to each of the detected portions. The stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 2.
る状態で巻回するように形成され、 前記移動体が前記ストローク範囲内の所定のストローク
位置に設定された基準位置に配置されたことを検出する
基準状態検出手段と、 前記基準状態検出手段にて前記基準位置からの前記移動
体の移動に伴って前記回動量検出手段にて検出された前
記回動量に基づいて前記移動体のストローク位置を求め
るストローク位置演算手段とを備えた請求項2又は請求
項3に記載の流体圧シリンダのストローク位置検出装
置。4. The winding part is formed so as to wind the winding transmission member in an overlapping state, and the moving body is disposed at a reference position set at a predetermined stroke position within the stroke range. Reference state detecting means for detecting that the movable body has been moved from the reference position by the reference state detecting means. The stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder according to claim 2 or 3, further comprising a stroke position calculating means for determining a stroke position of the hydraulic cylinder.
る状態で巻回するように形成され、 前記状態量は、前記移動体の移動に伴う前記巻回部の回
動量と、前記巻回部に巻回されている前記巻回伝達部材
の巻回径とであって、 前記状態量検出手段は、前記シリンダチューブ内に設け
られ前記巻回部の回動量を検出する回動量検出手段と、
前記シリンダチューブ内に設けられ前記巻回部の巻回径
を検出する巻回径検出手段とを備えた請求項1に記載の
流体圧シリンダのストローク位置検出装置。5. The winding part is formed so as to wind the winding transmission member in an overlapping state, and the state amount is a rotation amount of the winding part accompanying movement of the moving body, and A winding diameter of the winding transmission member wound around the winding portion, wherein the state amount detection means is provided in the cylinder tube and detects a rotation amount of the winding portion. Means,
The stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder according to claim 1, further comprising a winding diameter detecting means provided in the cylinder tube and detecting a winding diameter of the winding portion.
回動量と、前記巻回径検出手段にて検出される前記巻回
径とから前記移動体のストローク位置を求めるストロー
ク位置演算手段を備えた請求項5に記載の流体圧シリン
ダのストローク位置検出装置。6. A stroke position calculating means for obtaining a stroke position of the moving body from the turning amount detected by the turning amount detecting means and the winding diameter detected by the winding diameter detecting means. The stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 5, further comprising:
回部の回動量を1回転未満の所定の回動量に減速する減
速機構と、 前記減速機構の出力軸にて回動され、前記所定の回動量
の範囲で回動中心からの距離が最小から最大まで次第に
変化するカム面を備えた板カムとを備え、 前記状態量は、前記カム面から離間した所定位置から前
記板カムの回動軸の径方向における該カム面までの距離
であって、 前記状態量検出手段は、検出部が前記カム面に相対する
ように前記シリンダチューブ内に支持され、該検出部か
ら該カム面までの前記距離を検出する距離検出手段を備
えた請求項1に記載の流体圧シリンダのストローク位置
検出装置。7. A deceleration mechanism for decelerating the amount of rotation of the winding portion to a predetermined amount of rotation less than one rotation with respect to the entire moving range of the moving body; And a plate cam having a cam surface whose distance from the center of rotation gradually changes from a minimum to a maximum within a range of the amount of rotation of the plate cam. The state amount is determined by rotating the plate cam from a predetermined position separated from the cam surface. A distance from the cam surface in the radial direction of the dynamic shaft, wherein the state quantity detection means is supported in the cylinder tube such that a detection unit is opposed to the cam surface, and 2. A stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 1, further comprising a distance detecting means for detecting said distance.
距離検出手段は、非接触状態で前記カム面までの距離に
応じた出力電圧を出力する渦電流式変位センサを備えた
請求項7に記載の流体圧シリンダのストローク位置検出
装置。8. The plate cam is formed of a good conductor, and the distance detecting means includes an eddy current type displacement sensor which outputs an output voltage according to a distance to the cam surface in a non-contact state. 4. The stroke position detecting device for a hydraulic cylinder according to claim 1.
離から前記移動体のストローク位置を求めるストローク
位置演算手段を備えた請求項7又は請求項8に記載の流
体圧シリンダのストローク位置検出装置。9. A stroke position detecting device for a fluid pressure cylinder according to claim 7, further comprising a stroke position calculating means for obtaining a stroke position of said moving body from said distance detected by said distance detecting means. .
記載の流体圧シリンダのストローク位置検出装置を備え
たフォークリフト用リフトシリンダ。10. A lift cylinder for a forklift, comprising the hydraulic cylinder stroke position detecting device according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13994198A JPH11336714A (en) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | Stroke position detector for fluid pressure cylinder and lift cylinder for fork lift |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13994198A JPH11336714A (en) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | Stroke position detector for fluid pressure cylinder and lift cylinder for fork lift |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11336714A true JPH11336714A (en) | 1999-12-07 |
Family
ID=15257249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13994198A Pending JPH11336714A (en) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | Stroke position detector for fluid pressure cylinder and lift cylinder for fork lift |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11336714A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-05-21 JP JP13994198A patent/JPH11336714A/en active Pending
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