特許 7150636 流体圧シリンダ用位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-30

(45)【発行日】2022-10-11

(54)【発明の名称】流体圧シリンダ用位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20221003BHJP

   F15B 15/28 20060101ALI20221003BHJP

【ＦＩ】

G01B7/00 101H

F15B15/28 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019032786

(22)【出願日】2019-02-26

(65)【公開番号】P2020134493

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-11-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】岩田 将男

【審査官】九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２９１３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６３９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４８－０３７１８９（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ７／００

Ｆ１５Ｂ １５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体圧シリンダのピストンに設けられた永久磁石の磁界によってオンオフ動作を行う磁気センサを複数備え、前記複数の磁気センサがオンオフ動作を行うことにより、前記ピストンの位置を検出する流体圧シリンダ用位置検出装置であって、
前記複数の磁気センサの少なくとも二つは、磁界の検出感度が互いに異なっており、
前記検出感度が低い磁気センサがオン状態になることにより、前記検出感度が高い磁気センサに電力が供給されることを特徴とする流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項2】

前記検出感度が低い磁気センサはリードスイッチであり、
前記検出感度が高い磁気センサはＭＲセンサであることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項3】

排他的論理和ゲートと、
第１発光素子と、
前記第１発光素子とは異なる光を発光する第２発光素子と、を備え、
前記リードスイッチの入力端子は、電源ラインに接続されており、
前記排他的論理和ゲートの第１入力端子は、前記リードスイッチの出力端子に接続されており、
前記排他的論理和ゲートの第２入力端子は、前記ＭＲセンサの出力端子に接続されており、
前記第１発光素子は、前記排他的論理和ゲートの出力端子に接続され、
前記第２発光素子は、前記ＭＲセンサの出力端子に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項4】

前記リードスイッチの検出感度と前記ＭＲセンサの検出感度との差、及び前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサのオンオフ動作のヒステリシスに基づいて、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の発光パターンが区分されていることを特徴とする請求項３に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項5】

前記電源ラインには、前記リードスイッチに一定の電圧を印加するための定電圧回路が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項6】

前記電源ラインは、第１接続端子と、第２接続端子と、四つのダイオードをブリッジ接続して構成されるとともに前記第１接続端子又は前記第２接続端子から流れる電流を前記リードスイッチの入力端子に流す整流ブリッジ回路と、を有していることを特徴とする請求項３～請求項５のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項7】

前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサは、基板に実装されており、
前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサは、前記リードスイッチの感度軸と前記ＭＲセンサの感度軸とが一致するように前記基板上に配置されていることを特徴とする請求項２～請求項６のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項8】

前記発光パターンにより、予防保全を行うために、外部磁界による磁束密度の大きさを判定することを特徴とする請求項４に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項9】

前記検出感度が低い磁気センサの検出範囲は、前記検出感度が高い磁気センサの検出範囲よりも広いことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項10】

前記検出感度が低い磁気センサによって検出される合成磁界成分の磁束密度は、水平磁界成分と垂直磁界成分とを足し合わせたものであることを特徴とする請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【請求項11】

前記検出感度が高い磁気センサによって検出される合成磁界成分の磁束密度は、水平磁界成分から垂直磁界成分を差し引いたものであることを特徴とする請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ用位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の磁気センサを用いて、流体圧シリンダのピストンの位置を検出する流体圧シリンダ用位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

流体圧シリンダのピストンの位置を検出する流体圧シリンダ用位置検出装置は、流体圧シリンダのピストンに設けられた永久磁石の磁界によってオンオフ動作を行う磁気センサを複数備えている。例えば特許文献１には、オン状態となる磁界の強さ、つまり、磁界の検出感度が互いに異なる二つの磁気センサ（ＭＲセンサ）を用いて、ピストンを互いに異なる範囲で検出することが開示されている。

【0003】

ところで、流体圧シリンダは、例えば、自動車を製造する際に自動車部品を固定治具に押し当てて固定する、クランプ動作のために用いられる。自動車部品がクランプされた状態で、例えば、自動車部品同士を溶接するために、スポット溶接が行われる場合がある。スポット溶接では、自動車部品同士の溶接箇所に大きな溶接電流が流れる。これにより磁界が発生して、溶接箇所の周囲の固定治具が磁化することになる。ここで、周囲の固定治具が磁化した状態で特許文献１に示されるような流体圧シリンダ用位置検出装置を用いると、永久磁石が二つのＭＲセンサに近づいていないにもかかわらず、磁化した固定治具の磁界である外部磁界によって、感度の高い側のＭＲセンサが反応し易いことから、常時オン状態となってしまう場合がある。

【0004】

特許文献１の流体圧シリンダ用位置検出装置では、第１、第２の３端子センサが用いられ、第１、第２の３端子センサは共通に電源端子と接続され、第２の３端子センサの接地端子を第１の３端子センサの出力端子に接続している。また、第１と第２の３端子センサは感度が異なり、検出範囲が異ならせてある。感度の高い側の検出範囲は、感度の低い側の検出範囲を含むように構成されている。

【0005】

ここで、３端子センサは、ＭＲ磁気抵抗素子のブリッジ回路からなる専用ＩＣである。感度については同じ感度のものしか流通していなく、専用に制作するには初期費用と生産数量の関係から、実用には供せないのが実情である。

【0006】

また、感度を異ならせる方法は、主要構成が同じであることから、検出される磁束密度に対して、閾値を変更することになる。この異なる感度と検出位置の関係は、低感度側は検出幅が狭く、高感度側は検出幅が広い範囲で検出される特性となる。

【0007】

内部のマグネットの磁界ではない外部磁界が発生する状況においては、高感度側が先に反応することにより、低い外部磁界においても誤動作する状態となる。このため、例えば特許文献２のような対策をして使用することが提案されている。特許文献２の流体圧シリンダ用位置検出装置においては、磁気センサを取り囲む二重構造のシールドケースを備えている。これによれば、磁気センサが外部磁界の影響を受けてしまうことが二重構造のシールドケースによって低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特許第４００７９５６号公報

【文献】特許第３２６７５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２の流体圧シリンダ用位置検出装置では、二重構造のシールドケースを配置するスペースを確保する必要があるため、流体圧シリンダ用位置検出装置の体格が大型化してしまう。

【0010】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、小型化を図りつつも、外部磁界によって磁気センサがオン状態になってしまうことを抑制することができる流体圧シリンダ用位置検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決する流体圧シリンダ用位置検出装置は、流体圧シリンダのピストンに設けられた永久磁石の磁界によってオンオフ動作を行う磁気センサを複数備え、前記複数の磁気センサがオンオフ動作を行うことにより、前記ピストンの位置を検出する流体圧シリンダ用位置検出装置であって、前記複数の磁気センサの少なくとも二つは、磁界の検出感度が互いに異なっており、前記検出感度が低い磁気センサがオン状態になることにより、前記検出感度が高い磁気センサに電力が供給される。

【0012】

上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記検出感度が低い磁気センサはリードスイッチであり、前記検出感度が高い磁気センサはＭＲセンサであるとよい。
上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、排他的論理和ゲートと、第１発光素子と、前記第１発光素子とは異なる光を発光する第２発光素子と、を備え、前記リードスイッチの入力端子は、電源ラインに接続されており、前記排他的論理和ゲートの第１入力端子は、前記リードスイッチの出力端子に接続されており、前記排他的論理和ゲートの第２入力端子は、前記ＭＲセンサの出力端子に接続されており、前記第１発光素子は、前記排他的論理和ゲートの出力端子に接続され、前記第２発光素子は、前記ＭＲセンサの出力端子に接続されているとよい。

【0013】

上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記リードスイッチの検出感度と前記ＭＲセンサの検出感度との差、及び前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサのオンオフ動作のヒステリシスに基づいて、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の発光パターンが区分されているとよい。

【0014】

上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記電源ラインには、前記リードスイッチに一定の電圧を印加するための定電圧回路が設けられているとよい。
上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記電源ラインは、第１接続端子と、第２接続端子と、四つのダイオードをブリッジ接続して構成されるとともに前記第１接続端子又は前記第２接続端子から流れる電流を前記リードスイッチの入力端子に流す整流ブリッジ回路と、を有しているとよい。

【0015】

上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサは、基板に実装されており、前記リードスイッチ及び前記ＭＲセンサは、前記リードスイッチの感度軸と前記ＭＲセンサの感度軸とが一致するように前記基板上に配置されているとよい。

【0016】

上記流体圧シリンダ用位置検出装置において、前記発光パターンにより、予防保全を行うために、外部磁界による磁束密度の大きさを判定するとよい。

【発明の効果】

【0017】

この発明によれば、小型化を図りつつも、外部磁界によって磁気センサがオン状態になってしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態における流体圧シリンダ用位置検出装置と流体圧シリンダとの関係を示す模式図。

【図2】流体圧シリンダを模式的に示す斜視図。

【図3】流体圧シリンダ用位置検出装置の断面図。

【図4】流体圧シリンダ用位置検出装置の電気的構成を示す回路図。

【図5】（ａ）は永久磁石の中心軸からの距離と永久磁石により生じる磁束密度との関係を示すグラフ、（ｂ）は永久磁石の磁界を示す模式図。

【図6】永久磁石の中心軸からの距離と合成磁界成分の磁束密度との関係、リードスイッチのオンオフ動作、及びＭＲセンサのオンオフ動作を示すグラフ。

【図7】外部磁界による磁束密度とリードスイッチ及びＭＲセンサのオンオフ動作との関係を示すグラフ。

【図8】（ａ）～（ｅ）はピストンの位置に対するリードスイッチのオンオフ動作と第１発光素子及び第２発光素子の発光パターンとの関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、流体圧シリンダ用位置検出装置を具体化した一実施形態を図１～図８にしたがって説明する。本実施形態の流体圧シリンダは、例えば、自動車を製造する際に自動車部品を装置に固定するクランプ装置の治具の押し当て動作をさせるために用いられる。そして、本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置は、流体圧シリンダのピストンの位置を検出するために用いられる。

【0020】

図１に示すように、流体圧シリンダ１０は、筒状のシリンダチューブ１１と、シリンダチューブ１１内を往復動可能な円柱状のピストン１２と、ピストン１２に取り付けられたピストンロッド１３と、を有している。ピストンロッド１３は、ピストン１２の移動に伴ってシリンダチューブ１１に対して出没可能になっている。そして、ピストン１２の移動に伴うピストンロッド１３におけるシリンダチューブ１１に対する出没動作が行われることにより、図示しないクランプ装置の治具の押し当て動作が行われるようになっている。ピストン１２には、円環状の永久磁石１４が設けられている。永久磁石１４は、ピストン１２の外周面に形成された環状の装着溝１２ａに装着されている。

【0021】

図２に示すように、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、シリンダチューブ１１の外周面に形成された取付溝１１ａ内に設置されている。取付溝１１ａは、ピストン１２の移動方向、すなわち、ピストンロッド１３におけるシリンダチューブ１１に対する出没方向に延びている。

【0022】

図３に示すように、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、ケース２１と、ケース２１内に収容される基板２２と、基板２２に実装された磁気センサとしてのリードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４と、を有している。したがって、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、磁気センサを複数備えている。

【0023】

図１に示すように、基板２２は、長四角平板状であるとともに、基板２２の短手方向がピストン１２の径方向に一致した状態でケース２１内に収容されている。したがって、基板２２は、ピストン１２の径方向に起立した状態でケース２１内に収容されている。基板２２の長手方向はピストン１２の移動方向に一致している。

【0024】

リードスイッチ２３は、基板２２の第１面に実装されている。ＭＲセンサ２４は、基板２２の第１面の裏面である第２面に実装されている。よって、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４は、基板２２に実装されている。リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１とＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２とが一致するように基板２２上に配置されている。リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１とは、ピストン１２の径方向に延びるとともにピストン１２の移動方向でのリードスイッチ２３のセンサ中心Ｃ１を通過する軸のことである。つまり、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１とは、ピストン１２の移動方向の位置であり、永久磁石１４の軸方向の磁界分布中心に対して、リードスイッチ２３におけるピストン１２の移動方向の最高感度位置（センサ中心Ｃ１に一致する位置）である。ＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２とは、ピストン１２の径方向に延びるとともにピストン１２の移動方向でのＭＲセンサ２４のセンサ中心Ｃ２を通過する軸のことである。つまり、ＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２とは、ピストン１２の移動方向の位置であり、永久磁石１４の軸方向の磁界分布中心に対して、ＭＲセンサ２４におけるピストン１２の移動方向の最高感度位置（センサ中心Ｃ２に一致する位置）である。

【0025】

リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４は、永久磁石１４の磁界によってオンオフ動作を行う。そして、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４がオンオフ動作を行うことにより、ピストン１２の位置を検出する。具体的には、把持装置の一対の把持爪が自動車部品をクランプしたときのピストン１２の位置を検出する。流体圧シリンダ用位置検出装置２０によって検出されたピストン１２の位置に関する情報は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の外部制御機器に送信される。これにより、外部制御機器は、クランプ装置によって自動車部品がクランプされたことが把握可能になっている。

【0026】

本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、把持装置の一対の把持爪が自動車部品を把持した状態のときに、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２と永久磁石１４の中心軸Ｌ３とが互いに近い状態となるように取付溝１１ａに装着されている。永久磁石１４の中心軸Ｌ３とは、ピストン１２の径方向に延びるとともにピストン１２の移動方向での永久磁石１４の磁石中心Ｃ３を通過する軸のことである。

【0027】

次に、流体圧シリンダ用位置検出装置２０の回路構成を図４にしたがって説明する。
図４に示すように、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、排他的論理和ゲート３０と、第１発光素子３１と、第１発光素子３１とは異なる光を発光する第２発光素子３２と、を備えている。第１発光素子３１は、赤色の光を発光する。第２発光素子３２は、緑色の光を発光する。リードスイッチ２３の入力端子２３ａは、電源ライン３３に接続されている。リードスイッチ２３の出力端子２３ｂは、ＭＲセンサ２４の入力端子２４ａに接続されている。

【0028】

排他的論理和ゲート３０の第１入力端子３０ａは、リードスイッチ２３の出力端子２３ｂに接続されている。排他的論理和ゲート３０の第２入力端子３０ｂは、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂに接続されている。第１発光素子３１のカソード側は、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃに接続されている。第２発光素子３２のカソード側は、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂに接続されている。

【0029】

電源ライン３３は、第１接続端子３３ａと、第２接続端子３３ｂと、整流ブリッジ回路３４と、を有している。整流ブリッジ回路３４は、四つのダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄをブリッジ接続して構成されている。ダイオード３４ａのアノードは、ダイオード３４ｂのカソードと直列接続されている。ダイオード３４ａのカソードは、ダイオード３４ｃのカソードと直列接続されている。ダイオード３４ｂのアノードは、ダイオード３４ｄのアノードと直列接続されている。ダイオード３４ｃのアノードは、ダイオード３４ｄのカソードと直列接続されている。

【0030】

電源ライン３３は、一端が第１接続端子３３ａに接続されるとともに、他端がダイオード３４ａのアノードとダイオード３４ｂのカソードとの間に接続される第１ライン３３１を有している。また、電源ライン３３は、一端が第２接続端子３３ｂに接続されるとともに、他端がダイオード３４ｃのアノードとダイオード３４ｄのカソードとの間に接続される第２ライン３３２を有している。さらに、電源ライン３３は、一端がダイオード３４ａのカソードとダイオード３４ｃのカソードとの間に接続されるとともに、他端がリードスイッチ２３の入力端子２３ａに接続される第３ライン３３３を有している。

【0031】

なお、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、第１接続端子３３ａ及び第２接続端子３３ｂに接続される図示しない外部電源に対して並列接続されるノイズ対策用のコンデンサ３５ａと、過電圧保護用のツェナーダイオード３５ｂと、を有している。コンデンサ３５ａの一端は第１ライン３３１に接続されるとともに、コンデンサ３５ａの他端は第２ライン３３２に接続されている。ツェナーダイオード３５ｂの一端は第３ライン３３３に接続されるとともに、ツェナーダイオード３５ｂの他端はグランドに接続されている。また、ダイオード３４ｂのアノードとダイオード３４ｄのアノードとの間もグランドに接続されている。

【0032】

電源ライン３３には、定電圧回路３６が設けられている。定電圧回路３６は、第３ライン３３３におけるツェナーダイオード３５ｂの一端の接続部分よりもリードスイッチ２３寄りに位置している。第３ライン３３３は、整流ブリッジ回路３４と定電圧回路３６とを接続する第１接続ライン３３３ａと、定電圧回路３６とリードスイッチ２３の入力端子２３ａとを接続する第２接続ライン３３３ｂと、を有している。

【0033】

定電圧回路３６は、ＮＰＮ型トランジスタ３６ａ、電流制限抵抗３６ｂ、及びツェナーダイオード３６ｃを有している。ＮＰＮ型トランジスタ３６ａのベース端子は、ツェナーダイオード３６ｃを介してグランドに接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ３６ａのコレクタ端子は、第１接続ライン３３３ａに接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ３６ａのエミッタ端子は、第２接続ライン３３３ｂに接続されている。電流制限抵抗３６ｂの一端はＮＰＮ型トランジスタ３６ａのコレクタ端子と第１接続ライン３３３ａとの間に接続されている。電流制限抵抗３６ｂの他端はＮＰＮ型トランジスタ３６ａのベース端子とツェナーダイオード３６ｃとの間に接続されている。したがって、定電圧回路３６は、リードスイッチ２３に一定の電圧を印加する。なお、第２接続ライン３３３ｂは、コンデンサ３７を介してグランドに接続されている。

【0034】

例えば、第１接続端子３３ａに外部電源の正極端子が接続されるとともに、第２接続端子３３ｂに外部電源の負極端子が接続される場合、外部電源からの電流が、第１接続端子３３ａ及び第１ライン３３１を介して整流ブリッジ回路３４に流れる。第１ライン３３１から整流ブリッジ回路３４に流れる電流は、ダイオード３４ｂを通過せずにダイオード３４ａを通過する。ダイオード３４ａを通過した電流は、ダイオード３４ｃを通過せずに第３ライン３３３の第１接続ライン３３３ａに流れる。そして、第１接続ライン３３３ａに流れた電流は、第１接続ライン３３３ａ、定電圧回路３６、及び第２接続ライン３３３ｂを介してリードスイッチ２３の入力端子２３ａに供給される。

【0035】

また、例えば、第１接続端子３３ａに外部電源の負極端子が接続されるとともに、第２接続端子３３ｂに外部電源の正極端子が接続される場合、外部電源からの電流が、第２接続端子３３ｂ及び第２ライン３３２を介して整流ブリッジ回路３４に流れる。第２ライン３３２から整流ブリッジ回路３４に流れる電流は、ダイオード３４ｄを通過せずにダイオード３４ｃを通過する。ダイオード３４ｃを通過した電流は、ダイオード３４ａを通過せずに第３ライン３３３の第１接続ライン３３３ａに流れる。そして、第１接続ライン３３３ａに流れた電流は、第１接続ライン３３３ａ、定電圧回路３６、及び第２接続ライン３３３ｂを介してリードスイッチ２３の入力端子２３ａに供給される。よって、整流ブリッジ回路３４は、第１接続端子３３ａ又は第２接続端子３３ｂから流れる電流をリードスイッチ２３の入力端子２３ａに流す。

【0036】

流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、ＰＮＰ型トランジスタ３８を有している。ＰＮＰ型トランジスタ３８のエミッタ端子は、第３ライン３３３の第１接続ライン３３３ａに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ３８のコレクタ端子は、システム電源となる第２接続ライン３３３ｂに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ３８のベース端子は、第１発光素子３１及び第２発光素子３２に接続されている。

【0037】

ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂと第２発光素子３２との間には、第１スイッチング回路３９が設けられている。第１スイッチング回路３９は、ＮＰＮ型トランジスタ３９ａ、第１電流制限抵抗３９ｂ、及び第２電流制限抵抗３９ｃを有している。ＮＰＮ型トランジスタ３９ａのベース端子は、第１電流制限抵抗３９ｂを介してＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂに接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ３９ａのコレクタ端子は、第２発光素子３２に接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ３９ａのエミッタ端子は、グランドに接続されている。第２電流制限抵抗３９ｃの一端は、ＮＰＮ型トランジスタ３９ａのベース端子と第１電流制限抵抗３９ｂとの間に接続されている。第２電流制限抵抗３９ｃの他端は、グランドに接続されている。

【0038】

排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃと第１発光素子３１との間には、第２スイッチング回路４０が設けられている。第２スイッチング回路４０は、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａ、第１電流制限抵抗４０ｂ、及び第２電流制限抵抗４０ｃを有している。ＮＰＮ型トランジスタ４０ａのベース端子は、第１電流制限抵抗４０ｂを介して排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃに接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ４０ａのコレクタ端子は、第１発光素子３１に接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ４０ａのエミッタ端子は、グランドに接続されている。第２電流制限抵抗４０ｃの一端は、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａのベース端子と第１電流制限抵抗４０ｂとの間に接続されている。第２電流制限抵抗４０ｃの他端は、グランドに接続されている。なお、リードスイッチ２３の出力端子２３ｂと排他的論理和ゲート３０の第１入力端子３０ａとの間は、抵抗４１を介してグランドに接続されている。

【0039】

図５（ａ）では、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離と永久磁石１４により生じる磁束密度との関係を示している。なお、図５（ａ）は、本実施形態の磁束密度の測定結果の一例である。

【0040】

図５（ｂ）に示すように、永久磁石１４からは磁力線Ｍ１が放出され、磁界が発生している。磁界は、図５（ｂ）において矢印Ｘ１で示す水平方向の成分である水平磁界成分と、図５（ｂ）において矢印Ｙ１で示す垂直方向の成分である垂直磁界成分と、を有している。

【0041】

図５（ａ）において示す実線Ｌ５は、水平磁界成分の磁束密度の特性を示している。図５（ａ）において示す破線Ｌ１５は、垂直磁界成分の磁束密度の特性を示している。
図５（ａ）において実線Ｌ５で示すように、水平磁界成分の磁束密度は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が零のとき最大であり、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が徐々に大きくなるにつれて、徐々に小さくなっていき、やがて零になる。そして、水平磁界成分の磁束密度は、零になった後、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離がさらに大きくなっていくと、再び徐々に大きくなっていき、その後、ほぼ一定の大きさに維持される。

【0042】

図５（ａ）において破線Ｌ１５で示すように、垂直磁界成分の磁束密度は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が零のとき零であり、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が徐々に大きくなるにつれて、徐々に大きくなっていく。そして、垂直磁界成分の磁束密度は、水平磁界成分の磁束密度よりも大きくなると、垂直磁界成分の磁束密度の上昇度合いが緩やかになり、その後、最大となる。垂直磁界成分の磁束密度が最大となる永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離は、水平磁界成分の磁束密度が零となる永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離よりも小さい。そして、垂直磁界成分の磁束密度は、最大となった後、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離がさらに大きくなっていくと、徐々に小さくなっていく。このとき、垂直磁界成分の磁束密度は、水平磁界密度の磁束密度よりも常に大きい。

【0043】

図６では、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度の特性を実線Ｌ６で示している。リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度は、図５（ａ）に示す水平磁界成分の磁束密度と垂直磁界成分の磁束密度とを足し合わせたものである。図６において実線Ｌ６で示すように、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が大きくなるにつれて、徐々に大きくなっていき、その後、徐々に小さくなっていく。

【0044】

リードスイッチ２３は、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度が増大していき、予め定められた磁束密度の閾値であるオン閾値Ｈ１に達した場合にオン状態となる。また、リードスイッチ２３は、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度が減少していき、予め定められた磁束密度の閾値であるオフ閾値Ｈ２に達した場合にオフ状態となる。リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２はオン閾値Ｈ１よりも小さい。したがって、図６に示すように、リードスイッチ２３のオンオフ動作にはヒステリシスが生じる。

【0045】

図６では、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度の特性を破線Ｌ１６で示している。ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度は、図５（ａ）に示す水平磁界成分の磁束密度から垂直磁界成分の磁束密度を差し引いたものである。図６において破線Ｌ１６で示すように、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離が大きくなるにつれて、徐々に小さくなっていき、その後、零になる。

【0046】

ＭＲセンサ２４は、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度が増大していき、予め定められた磁束密度の閾値であるオン閾値Ｈ３に達した場合にオン状態となる。また、ＭＲセンサ２４は、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度が減少していき、予め定められた磁束密度の閾値であるオフ閾値Ｈ４に達した場合にオフ状態となる。ＭＲセンサ２４のオフ閾値Ｈ４はオン閾値Ｈ３よりも小さい。したがって、図６に示すように、ＭＲセンサ２４のオンオフ動作にはヒステリシスが生じる。

【0047】

リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１は、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３よりも大きい。すなわち、リードスイッチ２３は、ＭＲセンサ２４よりも磁界の検出感度が低い。したがって、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４それぞれの磁界の検出感度は互いに異なっている。よって、本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、検出感度が低い磁気センサであるリードスイッチ２３と、検出感度が高い磁気センサであるＭＲセンサ２４と、を備えている。

【0048】

また、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度がオン閾値Ｈ１となるときの永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離は、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度がオン閾値Ｈ３となるときの永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離よりも長い。したがって、リードスイッチ２３は、ピストン１２の移動方向における合成磁界成分の磁束密度の検出範囲が、ＭＲセンサ２４よりも広い特性を有している。したがって、例えば、永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に近づくようにピストン１２が移動した場合では、リードスイッチ２３は、ＭＲセンサ２４よりも先にオン状態となる。

【0049】

また、リードスイッチ２３が検出する合成磁界成分の磁束密度がオフ閾値Ｈ２となるときの永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離は、ＭＲセンサ２４が検出する合成磁界成分の磁束密度がオフ閾値Ｈ４となるときの永久磁石１４の中心軸Ｌ３からの距離よりも長い。したがって、例えば、永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２から離れるようにピストン１２が移動した場合では、ＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３よりも先にオフ状態となる。

【0050】

永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に近づくようにピストン１２が移動して、ＭＲセンサ２４よりも先にリードスイッチ２３がオン状態となると、図４に示すように、システム電源からの電力が、電源ライン３３及びリードスイッチ２３を通過してＭＲセンサ２４の入力端子２４ａに供給される。したがって、検出感度が低い磁気センサであるリードスイッチ２３がオン状態になることにより、検出感度が高い磁気センサであるＭＲセンサ２４に電力が供給される。

【0051】

また、リードスイッチ２３がオン状態となることで、排他的論理和ゲート３０の第１入力端子３０ａにＨレベルの信号が入力される。このとき、ＭＲセンサ２４は、まだオン状態にはなっていないため、排他的論理和ゲート３０の第２入力端子３０ｂにはＬレベルの信号が入力されている。したがって、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃからはＨレベルの信号が出力される。これにより、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃから第２スイッチング回路４０の第１電流制限抵抗４０ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ４０ａに電力が供給されて、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａがオン状態となる。その結果、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第１発光素子３１に供給され、第１発光素子３１が赤色の光を発光する。第２スイッチング回路４０は、第１発光素子３１に流れる電流を制限する。

【0052】

さらに、永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に近づくようにピストン１２が移動すると、ＭＲセンサ２４がオン状態となる。すると、排他的論理和ゲート３０の第２入力端子３０ｂにＨレベルの信号が入力され、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃからはＬレベルの信号が出力される。これにより、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃから第２スイッチング回路４０の第１電流制限抵抗４０ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ４０ａに電力が供給されなくなり、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａがオフ状態となる。その結果、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第１発光素子３１に供給されなくなり、第１発光素子３１の赤色の光が消灯する。さらに、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂから第１スイッチング回路３９の第１電流制限抵抗３９ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ３９ａに電力が供給されて、ＮＰＮ型トランジスタ３９ａがオン状態となる。その結果、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第２発光素子３２に供給され、第２発光素子３２が緑色の光を発光する。第１スイッチング回路３９は、第２発光素子３２に流れる電流を制限する。

【0053】

永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２から離れるようにピストン１２が移動すると、リードスイッチ２３よりも先にＭＲセンサがオフ状態となる。これにより、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂから第１スイッチング回路３９の第１電流制限抵抗３９ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ３９ａに電力が供給されなくなり、ＮＰＮ型トランジスタ３９ａがオフ状態となる。その結果、システム電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第２発光素子３２に供給されなくなり、第２発光素子３２の緑色の光が消灯する。

【0054】

さらに、排他的論理和ゲート３０の第２入力端子３０ｂにＬレベルの信号が入力されることにより、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃからはＨレベルの信号が出力される。これにより、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃから第２スイッチング回路４０の第１電流制限抵抗４０ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ４０ａに電力が供給されて、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａがオン状態となる。その結果、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第１発光素子３１に供給され、第１発光素子３１の赤色の光が再び発光する。

【0055】

さらに、永久磁石１４の中心軸Ｌ３がリードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２から離れるようにピストン１２が移動すると、リードスイッチ２３がオフ状態となる。これにより、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びリードスイッチ２３を通過してＭＲセンサ２４の入力端子２４ａに供給されなくなる。さらに、排他的論理和ゲート３０の第１入力端子３０ａにＬレベルの信号が入力され、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃからはＬレベルの信号が出力される。これにより、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃから第２スイッチング回路４０の第１電流制限抵抗４０ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ４０ａに電力が供給されなくなり、ＮＰＮ型トランジスタ４０ａがオフ状態となる。その結果、外部電源からの電力が、電源ライン３３及びＰＮＰ型トランジスタ３８を介して第１発光素子３１に供給されなくなり、第１発光素子３１の赤色の光が消灯する。

【0056】

このように、第１発光素子３１及び第２発光素子３２が共に消灯している状態は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３が、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に対して遠い状態である。また、第１発光素子３１及び第２発光素子３２が共に消灯している状態から第１発光素子３１の赤色の光が発光された状態は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３が、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に対して近づいている状態である。そして、第２発光素子３２の緑色の光が発光された状態は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３が、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に近い状態である。また、第２発光素子３２の緑色の光が消灯して、第１発光素子３１の赤色の光が発光された状態は、永久磁石１４の中心軸Ｌ３が、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２に対して遠ざかっている状態である。このように、流体圧シリンダ用位置検出装置２０では、ピストン１２の移動に伴う第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光又は消灯を確認することにより、ピストン１２のおおよその位置が把握可能になっている。

【0057】

ここで、クランプ装置が自動車部品をクランプした状態でピストン１２の移動を停止させ、流体圧シリンダ用位置検出装置２０を、第２発光素子３２の緑色の光が発光する位置で取付溝１１ａに装着する。これによれば、把持装置の一対の把持爪が自動車部品を把持した状態のときに、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１及びＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２と永久磁石１４の中心軸Ｌ３とが互いに近い状態となるように、流体圧シリンダ用位置検出装置２０を取付溝１１ａに装着することが可能となる。

【0058】

その結果、把持装置の一対の把持爪が自動車部品を把持しているにもかかわらず、第２発光素子３２の緑色の光が発光しなかったり、一対の把持爪が自動車部品をまだ把持していないにもかかわらず、第２発光素子３２の緑色の光が発光してしまったりするといった不具合が起こり難くなる。外部制御機器は、第２発光素子３２の緑色の光が発光している旨の情報を受信することにより、一対の把持爪によって自動車部品が把持されていることを把握するようになっている。

【0059】

次に、本実施形態の作用について説明する。
ところで、一対の把持爪によって自動車部品が把持された状態で、例えば、自動車部品同士を溶接するために、スポット溶接が行われる場合がある。スポット溶接では、自動車部品同士の溶接箇所に大きな溶接電流が流れる。これにより磁界が発生して、溶接箇所の周囲の治工具が磁化することになる。ここで、流体圧シリンダ用位置検出装置２０の周囲の治工具が磁化すると、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、磁化した治工具による外部磁界の影響を受けることになる。

【0060】

リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１が、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３よりも大きく、リードスイッチ２３は、ＭＲセンサ２４よりも磁界の検出感度が低い。したがって、流体圧シリンダ用位置検出装置２０が、外部磁界の影響を受ける環境で使用されたとしても、リードスイッチ２３は、ＭＲセンサ２４に比べると、外部磁界の影響を受け難いため、外部磁界によってリードスイッチ２３がオン状態になり難い。その結果として、外部磁界によってリードスイッチ２３がオン状態となってＭＲセンサ２４に電力が供給され、ＭＲセンサ２４もオン状態となってしまうことが抑制され、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続けてしまうことが抑制されている。

【0061】

図７では、外部磁界による磁束密度とリードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４のオンオフ動作との関係を示している。図７に示すように、以下の説明では、外部磁界による磁束密度の大きさがオフ閾値Ｈ４未満である場合を区間Ａとする。また、外部磁界による磁束密度の大きさがオフ閾値Ｈ４以上であって且つオン閾値Ｈ３未満である場合を区間Ｂとする。さらに、外部磁界による磁束密度の大きさがオン閾値Ｈ３以上であって且つオフ閾値Ｈ２未満である場合を区間Ｃとする。また、外部磁界による磁束密度の大きさがオフ閾値Ｈ２以上であって且つオン閾値Ｈ１未満である場合を区間Ｄとする。さらに、外部磁界による磁束密度の大きさがオン閾値Ｈ１以上である場合を区間Ｅとする。

【0062】

図８（ａ）では、区間Ａの状態でピストン１２が移動したときのリードスイッチ２３のオンオフ動作と第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンとの関係を示している。図８（ｂ）では、区間Ｂの状態でピストン１２が移動したときのリードスイッチ２３のオンオフ動作と第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンとの関係を示している。図８（ｃ）では、区間Ｃの状態でピストン１２が移動したときのリードスイッチ２３のオンオフ動作と第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンとの関係を示している。図８（ｄ）では、区間Ｄの状態でピストン１２が移動したときのリードスイッチ２３のオンオフ動作と第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンとの関係を示している。図８（ｅ）では、区間Ｅの状態でピストン１２が移動したときのリードスイッチ２３のオンオフ動作と第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンとの関係を示している。

【0063】

図７及び図８（ａ）に示すように、例えば、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ａの状態でピストン１２が移動したときには、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１及びオフ閾値Ｈ２よりも小さいため、外部磁界がリードスイッチ２３のオンオフ動作に影響を及ぼすことは無い。また、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３及びオフ閾値Ｈ４よりも小さいため、外部磁界がＭＲセンサ２４のオンオフ動作に影響を及ぼすことは無い。

【0064】

したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ａの状態でピストン１２が移動する場合では、第１発光素子３１の赤色の光が発光した後、第１発光素子３１の赤色の光が消灯して第２発光素子３２の緑色の光が発光し、さらには、第２発光素子３２の緑色の光が消灯して第１発光素子３１の赤色の光が再度発光する。そして、ピストン１２がさらに移動して、第１発光素子３１の赤色の光が消灯する発光パターンとなる。したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ａの状態でピストン１２が移動する場合では、流体圧シリンダ用位置検出装置２０が、外部磁界の影響を受けずに、ピストン１２の移動に伴って正常動作を行っているときと同じ発光パターンとなる。

【0065】

図７及び図８（ｂ）に示すように、例えば、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｂの状態でピストン１２が移動したときには、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１及びオフ閾値Ｈ２よりも小さいため、外部磁界がリードスイッチ２３のオンオフ動作に影響を及ぼすことは無い。また、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３よりも小さいため、外部磁界がＭＲセンサ２４のオン動作に影響を及ぼすことも無い。したがって、ピストン１２が移動してリードスイッチ２３がオン状態となると、第１発光素子３１の赤色の光が発光し、ピストン１２がさらに移動してＭＲセンサ２４がオン状態となると、第１発光素子３１の赤色の光が消灯するとともに第２発光素子３２の緑色の光が発光する。

【0066】

一方、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオフ閾値Ｈ４よりも大きいため、ＭＲセンサ２４は、ピストン１２の移動に伴って一旦オン状態となると、リードスイッチ２３がオフ状態になるまでは、オフ状態に戻ることが無い。したがって、ピストン１２の移動に伴ってリードスイッチ２３がオフ状態となるまでは、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続けることになる。そして、ピストン１２が移動して、リードスイッチ２３がオフ状態となると、第２発光素子３２の緑色の光が消灯する。したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｂの状態でピストン１２が移動する場合では、第２発光素子３２の緑色の光が発光した後、第１発光素子３１の赤色の光が再度発光することなく、第２発光素子３２の緑色の光が消灯する発光パターンとなる。

【0067】

図７及び図８（ｃ）に示すように、例えば、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｃの状態でピストン１２が移動したときには、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１及びオフ閾値Ｈ２よりも小さいため、外部磁界がリードスイッチ２３のオンオフ動作に影響を及ぼすことは無い。一方、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３及びオフ閾値Ｈ４よりも大きいため、ＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３がオン状態となってＭＲセンサ２４に電力が供給されると同時にオン状態となる。したがって、ピストン１２の移動に伴ってリードスイッチ２３がオン状態となると同時にＭＲセンサ２４のオン状態となるため、第１発光素子３１の赤色の光が発光すること無く、第２発光素子３２の緑色の光が発光する。

【0068】

そして、ＭＲセンサ２４は、ピストン１２の移動に伴って一旦オン状態となると、リードスイッチ２３がオフ状態になるまでは、オフ状態に戻ることが無い。したがって、ピストン１２の移動に伴ってリードスイッチ２３がオフ状態となるまでは、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続けることになる。そして、ピストン１２が移動して、リードスイッチ２３がオフ状態となると、第２発光素子３２の緑色の光が消灯する。したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｃの状態でピストン１２が移動する場合では、第１発光素子３１の赤色の光が発光すること無く、第２発光素子３２の緑色の光が発光し、その後、第１発光素子３１の赤色の光が再度発光することなく、第２発光素子３２の緑色の光が消灯する発光パターンとなる。

【0069】

図７及び図８（ｄ）に示すように、例えば、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｄの状態でピストン１２が移動したときには、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１よりも小さいため、外部磁界がリードスイッチ２３のオン動作に影響を及ぼすことは無い。一方、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２よりも大きいため、リードスイッチ２３は、ピストン１２の移動に伴って一旦オン状態となると、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２よりも小さくなるまでは、オフ状態に戻ることが無い。

【0070】

さらに、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３及びオフ閾値Ｈ４よりも大きいため、ＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３がオン状態となってＭＲセンサ２４に電力が供給されると同時にオン状態となる。したがって、ピストン１２の移動に伴ってリードスイッチ２３がオン状態となると同時にＭＲセンサ２４のオン状態となるため、第１発光素子３１の赤色の光が発光すること無く、第２発光素子３２の緑色の光が発光する。

【0071】

そして、ＭＲセンサ２４は、ピストン１２の移動に伴って一旦オン状態となると、リードスイッチ２３がオフ状態になるまでは、オフ状態に戻ることが無い。さらに、リードスイッチ２３も、ピストン１２の移動に伴って一旦オン状態となると、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２よりも小さくなるまでは、オフ状態とならないため、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続けることになる。したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｄの状態でピストン１２が移動する場合では、第１発光素子３１の赤色の光が発光すること無く、第２発光素子３２の緑色の光が発光し、その後、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続ける発光パターンとなる。

【0072】

図７及び図８（ｅ）に示すように、例えば、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｅの状態でピストン１２が移動したときには、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオン閾値Ｈ１及びオフ閾値Ｈ２よりも大きいため、リードスイッチ２３は、ピストン１２の移動に関係無くオン状態となる。そして、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２よりも小さくなるまでは、リードスイッチ２３がオフ状態に戻ることは無い。

【0073】

さらに、外部磁界による磁束密度の大きさが、ＭＲセンサ２４のオン閾値Ｈ３及びオフ閾値Ｈ４よりも大きいため、ＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３がオン状態となってＭＲセンサ２４に電力が供給されると同時にオン状態となる。したがって、リードスイッチ２３がオン状態となると同時にＭＲセンサ２４のオン状態となるため、第１発光素子３１の赤色の光が発光すること無く、第２発光素子３２の緑色の光が発光する。

【0074】

そして、ＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３がオフ状態になるまでは、オフ状態に戻ることが無い。さらに、リードスイッチ２３も、外部磁界による磁束密度の大きさが、リードスイッチ２３のオフ閾値Ｈ２よりも小さくなるまでは、オフ状態とならないため、第２発光素子３２の緑色の光が発光し続けることになる。したがって、外部磁界による磁束密度の大きさが区間Ｅの状態でピストン１２が移動する場合では、ピストン１２の移動に関係無く、常に第２発光素子３２の緑色の光が発光し続ける発光パターンとなる。

【0075】

このように、本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置２０では、リードスイッチ２３の検出感度とＭＲセンサ２４の検出感度との差、及びリードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４のオンオフ動作のヒステリシスに基づいて、第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンが区分されている。そして、この区分された発光パターンを確認することによって、外部磁界による磁束密度の大きさがどの程度かを把握することが可能になっている。

【0076】

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４それぞれの磁界の検出感度は互いに異なっており、検出感度が低い磁気センサであるリードスイッチ２３がオン状態になることにより、検出感度が高い磁気センサであるＭＲセンサ２４に電力が供給される。これによれば、流体圧シリンダ用位置検出装置２０が、外部磁界の影響を受ける環境で使用されたとしても、リードスイッチ２３は、ＭＲセンサ２４に比べると、外部磁界の影響を受け難いため、外部磁界によってリードスイッチ２３がオン状態となり難い。その結果として、外部磁界によってリードスイッチ２３がオン状態となってＭＲセンサ２４に電力が供給され、ＭＲセンサ２４もオン状態となってしまうことを抑制することができる。したがって、外部磁界の影響を受けてしまうことを抑制するために、従来技術のような二重構造のシールドケースを設ける必要が無く、流体圧シリンダ用位置検出装置２０の小型化を図りつつも、外部磁界によってリードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４がオン状態になってしまうことを抑制することができる。

【0077】

（２）流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、検出感度が低い磁気センサとしてリードスイッチ２３を用いるとともに、検出感度が高い磁気センサとしてＭＲセンサ２４を用いた。リードスイッチ２３は、検出感度が低い磁気センサとして好適であるとともに、ＭＲセンサ２４は、検出感度が高い磁気センサとして好適である。

【0078】

（３）流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、第１発光素子３１及び第２発光素子３２を備えている。本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置２０では、ピストン１２の移動に伴う第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光又は消灯を確認することにより、ピストン１２のおおよその位置を把握できる。

【0079】

（４）流体圧シリンダ用位置検出装置２０では、リードスイッチ２３の検出感度とＭＲセンサ２４の検出感度との差、及びリードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４のオンオフ動作のヒステリシスに基づいて、第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンが区分されている。これによれば、この区分された発光パターンを確認することによって、外部磁界による磁束密度の大きさがどの程度かを把握することができる。

【0080】

本実施形態では、検出感度が低く検出幅の広い磁気センサであるリードスイッチ２３と、検出感度が高く検出幅が狭い磁気センサであるＭＲセンサ２４との関係を得るため、永久磁石１４の磁界分布に対して磁気センサの種類により磁界のベクトル成分への反応の仕方に着目して達成している。同じ永久磁石１４の同じ検出位置であっても、上記の関係を得ることで、永久磁石１４の中心と両サイドとの３つの領域として検出及び出力を得ている。リードスイッチ２３の切換出力によりＭＲセンサ２４への電源ラインへの接続切換することで、外部磁界があっても、感度の低いリードスイッチ２３の感度以下であれば、感度の高いＭＲセンサ２４が外部磁界によって動作しない構成とした。このような構成とすることで、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４それぞれの出力状態から、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４のヒステリシス特性を含めて、外部磁界の強さを５つの区分で検出できる。

【0081】

（５）電源ライン３３には、リードスイッチ２３に一定の電圧を印加するための定電圧回路３６が設けられている。これによれば、リードスイッチ２３の耐久性を向上させることができる。

【0082】

（６）電源ライン３３は、第１接続端子３３ａと、第２接続端子３３ｂと、四つのダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄをブリッジ接続して構成されるとともに第１接続端子３３ａ又は第２接続端子３３ｂから流れる電流をリードスイッチ２３の入力端子２３ａに流す整流ブリッジ回路３４と、を有している。これによれば、第１接続端子３３ａ及び第２接続端子３３ｂそれぞれに接続される外部電源の正極端子及び負極端子それぞれの接続の自由度を向上させることができる。

【0083】

（７）リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１とＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２とが一致するように基板２２上に配置されている。これによれば、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４における基板２２に対する配置の制約を抑え、大型化を抑えることができる。

【0084】

（８）本実施形態の流体圧シリンダ用位置検出装置２０によれば、第１発光素子３１及び第２発光素子３２の発光パターンにより、外部磁界による磁束密度の大きさを判定して、予防保全を行うことができる。

【0085】

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0086】

・ 実施形態において、流体圧シリンダ用位置検出装置２０は、第１発光素子３１及び第２発光素子３２を備えていない構成であってもよい。この場合であっても、例えば、外部制御機器は、ＭＲセンサ２４がオン状態となった旨の情報を受信することにより、一対の把持爪によって自動車部品が把持されていることを把握するようになっていればよい。

【0087】

・ 実施形態において、第１発光素子３１及び第２発光素子３２がそれぞれ発光する光の色は、特に限定されるものではない。
・ 実施形態において、電源ライン３３に定電圧回路３６が設けられていなくてもよい。

【0088】

・ 実施形態において、例えば、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂと第２発光素子３２との間に、第１スイッチング回路３９が設けられていなくてもよい。
・ 実施形態において、例えば、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃと第１発光素子３１との間に、第２スイッチング回路４０が設けられていなくてもよい。要は、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃと第１発光素子３１との間、及びＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂと第２発光素子３２との間の少なくとも一方に、定電流回路が設けられていればよい。

【0089】

・ 実施形態において、ＭＲセンサ２４の出力端子２４ｂと第２発光素子３２との間に、第１スイッチング回路３９が設けられておらず、さらには、排他的論理和ゲート３０の出力端子３０ｃと第１発光素子３１との間に、第２スイッチング回路４０が設けられていなくてもよい。

【0090】

・ 実施形態において、電源ライン３３が、整流ブリッジ回路３４を有していない構成であってもよい。
・ 実施形態において、リードスイッチ２３及びＭＲセンサ２４は、リードスイッチ２３の感度軸Ｌ１とＭＲセンサ２４の感度軸Ｌ２とがピストン１２の移動方向で互いにずれた状態で基板２２上に配置されていてもよい。

【0091】

・ 実施形態において、複数の磁気センサの少なくとも二つが、磁界の検出感度が互いに異なっており、検出感度が低い磁気センサがオン状態になることにより、検出感度が高い磁気センサに電力が供給される構成であれば、磁気センサの数が３つ以上であってもよい。

【0092】

・ 実施形態において、ＭＲセンサ２４に代えて、例えば、ホール素子を磁気センサとして用いてもよい。

【符号の説明】

【0093】

１０…流体圧シリンダ、１２…ピストン、１４…永久磁石、２０…流体圧シリンダ用位置検出装置、２２…基板、２３…磁気センサとしてのリードスイッチ、２３ａ…入力端子、２３ｂ…出力端子、２４…磁気センサとしてのＭＲセンサ、２４ａ…入力端子、２４ｂ…出力端子、３０…排他的論理和ゲート、３０ａ…第１入力端子、３０ｂ…第２入力端子、３０ｃ…出力端子、３１…第１発光素子、３２…第２発光素子、３３…電源ライン、３３ａ…第１接続端子、３３ｂ…第２接続端子、３４…整流ブリッジ回路、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…ダイオード、３６…定電圧回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】