CN1734104A - 液压缸的传感器安装机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压缸的传感器安装机构，其用来将位置检测传感器安装于液压缸缸体外表面上具有沿长度方向的导轨的液压缸上，其中，传感器安装机构能以朝向恰当的方向的方式安装具有取向性的位置检测传感器。传感器安装卡具将具有取向性并用来检测活塞的动作位置的位置检测传感器安装在沟槽状的导轨上，该导轨位于液压缸缸体的外表面，沿其长度方向延伸。该传感器安装卡具包括：固定部，固定于上述液压缸的导轨上；传感器安装部，它与该固定部连成一体，并接近或接触液压缸缸体的表面。在该传感器安装部上具有安装导向件，其以使位置检测传感器的磁力检测的取向性大致朝向液压缸的中心、并使其沿与该传感器与液压缸的轴线平行的方向安装。

Description

液压缸的传感器安装机构

技术领域

本发明涉及用于将位置检测传感器安装在液压缸上的传感器安装机构，该液压缸缸体外表面上具有沿其长度方向的导轨。

背景技术

在液压缸上装有位置检测传感器，用来确认活塞的动作位置。该位置检测传感器设置在该液压缸的外部，与装在该液压缸内的活塞上的磁铁对应。

现有技术中，在该位置检测传感器的安装中，按照液压缸的形式，有导轨型、拉杆型以及沟槽型等，其中，导轨型为，通过传感器安装卡具将位置检测传感器安装导轨上，该导轨设在液压缸缸体外表面上并沿其长度方向配置；拉杆型为，利用使液压缸缸体两端的端盖彼此连接在一起的拉杆安装传感器安装卡具；沟槽型为，利用设置在液压缸缸体外表面的沟槽直接安装位置检测传感器。

其中，上述拉杆型，仅限于在具有拉杆的液压缸中使用。再者，在沟槽型的安装方式中，在单一沟槽内，在小于等于位置检测传感器的长度的范围内无法安排设置多个传感器，为了使多个传感器靠近配置，必须在液压缸缸体的外表面上设置多个沟槽。即：一般，在液压缸中，要求检测其行程两端部分的位置的情况较多，在液压缸的行程比位置检测传感器的长度较大的场合，容易设置位置检测传感器；而在行程较短的场合，在上述沟槽型的安装方式中，位置检测传感器相互间会发生物理的干扰，再有，特别是在小型液压缸中，由于沟槽的配置受到空间的限制，因此，无法设置传感器。

对此，在上述导轨型的安装方式中，由于位置检测传感器本身的安装位置位于形成该导轨的导轨壁的外侧，因此，通过在传感器安装卡具的结构上想办法，并利用一对导轨壁的两外侧面，即使在一个导轨上，也能靠近配置多个位置检测传感器，此乃其优点。

再有，在使用上述导轨的场合，虽然能将位置检测传感器本身安装在上述导轨上，但在该场合无法采用通用的传感器，不仅需要具有特殊的安装结构，而且，还必须另行设置具有能承受引线的拉伸等的强度之构件。

另一方面，作为这种检测活塞位置的位置检测传感器，一般都采用利用磁性使触点开启与闭合的舌簧触点开关式、或采用磁阻元件的被称之为无电触点的电子式的磁性检测方式。

这种电子式位置检测传感器，由于其寿命长和对环境适应性强等优点，近年来逐渐被广泛采用，所使用的磁阻元件，能将磁性的变化量转换成为电信号、并检测出该电信号，根据该检测的输出，确认活塞的动作位置，然而，由于磁阻元件本身具有对于磁力检测的取向性，所以必须安装成使该取向性的中心轴线朝向液压缸的中心。

但是，在上述导轨型的传感器安装机构中，由于位置检测传感器本身的安装位置位于形成该导轨的导轨壁的外侧，因此，在将位置检测传感器安装成相对连接导轨的中心与液压缸的中心的连线平行的场合，上述位置检测传感器的取向性的中心轴线不朝向液压缸的中心方向，特别是在液压缸缸体的直径较小的场合，上述取向性的中心线相对导轨的中心与液压缸的中心的连线会有较大偏移量。

发明内容

本发明的技术课题在于提供一种液压缸的传感器安装机构，在对于靠近配置多个位置检测传感器有利的上述导轨式传感器安装机构中，能将上述有取向性的位置检测传感器安装成朝向恰当的方向。

本发明的另一技术课题在于，提供一种液压缸的传感器安装机构，通过传感器安装卡具，将位置检测传感器安装在上述导轨上，能采用通用的位置检测传感器，此外，通过该传感器安装卡具，能保护位置检测传感器免遭外力破坏，而且，在更换位置检测传感器等时，可再现用以保持该传感器的检测位置和取向性具有恰当的方向的安装位置以及安装姿态。

用以解决上述课题的本发明的传感器安装机构，是一种通过传感器安装卡具，将位置检测传感器安装在沟槽状导轨上的传感器安装机构，该位置检测传感器具有取向性，用来检测配置有位置检测磁铁的活塞的动作位置；该导轨沿液压缸缸体外表面的长度方向延伸，并从该表面突出设置，本发明的传感器安装机构的特征为，上述传感器安装卡具具有：固定部，它将上述传感器安装卡具固定于上述导轨上；传感器安装部，其与该固定部连成一体，位于形成上述沟槽状导轨的导轨壁的外侧，与液压缸缸体接近或接触；上述传感器安装部具有安装导向件，该安装导向件可使上述位置检测传感器以一定的姿态沿与液压缸的轴线平行的方向安装；安装在该安装导向件上的上述位置检测传感器的姿态为，该传感器中的磁力检测的取向性大致朝向液压缸的中心。

在上述传感器安装机构中，安装在传感器安装部上的上述位置检测传感器的磁力检测的取向性的中心轴线，相对导轨的中心与液压缸的中心的连线，通常保持在15～75度的范围内。

在本发明的最佳实施方式中，上述传感器安装部具有，螺纹孔，该螺纹孔可使螺栓插入并螺纹连接在其中，该螺栓用来将上述位置检测传感器固定在与上述固定部邻接的安装导向件上；沟槽构件，该沟槽构件具有位置检测传感器的锁紧沟槽，该锁紧沟槽从安装导向件处沿上述液压缸缸体的外表面延伸。

再有，上述液压缸缸体外表面的沟槽状导轨由一对上述导轨壁形成，上述导轨壁具有沿开口边缘向内的凸缘部；上述传感器安装卡具的固定部具有：安装螺栓的螺栓孔，该安装螺栓螺纹贯穿嵌合在上述沟槽状导轨内的螺母；配合凸起部，该配合凸起部嵌入上述导轨壁的凸缘部之间而决定上述传感器安装卡具相对导轨的安装姿态。

在本发明的最佳实施方式中，上述传感器安装卡具构成为，绕使其固定于导轨上的固定部的螺栓孔的中心线转180度的方向，能将其固定在导轨上，并且，已转成180度方向的2个传感器安装卡具的固定部，能在与其在导轨的长度方向的两端面中的任意一个端面彼此结合的状态下，固定在导轨上。

作为用本发明的传感器安装机构安装的位置检测传感器，能采用这样的传感器，具体地说，该位置传感器具有在其磁性检测部位处具有磁阻元件，该磁阻元件在其基板上具有可对水平方向的磁场响应的电路图形、和可对垂直方向的磁场响应的电路图形，该磁阻元件可将与作为已检测出的磁性对应，即二者之中检测出的成分之差对应的电信号输出；以上述垂直方向作为磁力检测的取向性的方向，将该磁性检测部位组装入传感器本体中。

根据具有上述结构的传感器安装机构，由于在传感器安装卡具中的传感器安装部上具有安装导向件，该安装导向件可使位置检测传感以一定的姿态沿与液压缸的轴线平行的方向安装，而且，通过上述安装导向件所得到的上述位置检测传感的一定的姿态为，该传感器中的磁力检测的取向性大致朝向液压缸的中心，因此，仅需将位置检测传感器嵌入上述安装导向件中，通常能以恰当的姿态安装位置检测传感器。特别是在小型或短行程的液压缸中，采用配置在液压缸周围的固定用构件和螺栓等磁性体，将会引起由内装在液压缸中的磁铁产生的使位置检测传感器动作的磁束分布的变化，而如果采用上述传感器安装机构，能将该影响控制在最小限度内，以进行稳定的位置检测。

还有，在上述本发明的传感器安装机构中，由于通过传感器安装卡具将位置检测传感器安装在上述液压缸安装导轨上，因此，能采用通常的位置检测传感器，此外，在进行改变位置检测传感器的形状等的改进时，不用改变液压缸的本体，只要通过改变传感器安装卡具的形状就能实现。

此外，通过该传感器安装卡具能保护位置检测传感器免遭外力破坏，而且，在更换位置检测传感器等时，可再现保持该传感器的检测位置和取向性的安装位置和安装姿态。

再者，上述传感器安装卡具的传感器安装部中的安装导向件中，即使将传感器的姿态设定成适合具有某种特定直径的液压缸，该传感器的姿态不一定就能在其他直径的液压缸中适用。为此，在将本发明的传感器安装机构应用于各种直径的液压缸的场合，必须根据液压缸的直径准备可使传感器的安装姿态变化的多种传感器安装卡具。

根据上述本发明的传感器安装机构，在对于靠近配置多个位置检测传感器有利的上述导轨式传感器安装机构中，能使上述具有取向性的位置检测传感器朝向合适的方向安装。

附图说明

图1表示采用本发明的传感器安装机构的实施例的分解立体图。

图2为表示上述实施例的传感器安装状态的正视图。

图3为沿上述实施例的传感器安装卡具中的位置检测传感器的轴线的向视剖视图。

图4为有关位置检测传感器的取向性的说明图。

图5为有关可安装2个传感器的安装卡具样式的说明图。

图6为表示位置检测传感器的外观的立体图。

图7为表示磁阻元件的电路图形的说明图。

图8表示由磁阻元件检测的输出，其中，(A)为表示水平方向的分量的曲线图，(B)为表示垂直方向的分量的曲线图。

图9为表示用来说明位置检测传感器的基板的配置的说明图，其中，(A)为表示垂直方向的配置的说明图，(B)为表示水平方向的配置的说明图。

图10为表示位置检测传感器的输出的说明图，其中，(A)为表示图9(A)的基板配置的场合的输出的说明图，(B)为表示图9(B)的基板配置的场合的输出的说明图。

具体实施方式

图1至图4表示本发明的传感器安装机构之一例。

如图1、图2和图4等所示，根据本发明，装有位置检测开关的液压缸1构成为，通过传感器安装卡具10，将位置检测传感器30安装在沟槽状的导轨3上，其中，该导轨3设置成，沿液压缸缸体2的外表面延伸、并从该外表面凸出的状态，该位置检测传感器30具有取向性，用来检测配置有位置检测用磁铁的活塞(图未示)的动作位置。上述检测用磁铁为镶嵌安装在液压缸的活塞周围上的环状物，并且被磁化成其磁通的取向为朝向液压缸的轴线方向。

此外，上述液压缸缸体2由铝等的非磁性材料制成，导轨3为与其外表面一体形成的沟槽状导轨，并由一对导轨壁4形成，该导轨壁4具有沿其开口的边缘处向内的凸缘部5，为了固定传感器安装卡具10，在导轨3内嵌入螺母8，该螺母8无法从凸缘部5之间脱出。

上述传感器安装卡具10，由合成树脂等制成，包括：固定部11，其用来将传感器安装卡具10固定于上述液压缸1的导轨3上；传感器安装部15，其与该固定部11连成一体，在形成上述沟槽状的导轨3的导轨壁4外侧，传感器安装部15与液压缸缸体2的表面接近或接触。

上述固定部11包括：螺栓孔12，它为安装螺栓9的螺栓孔，该螺栓9插入螺母8并与之螺纹连接，螺母8嵌入液压缸缸体2的外表面的沟槽状的导轨3内；配合凸台13，该配合凸台13嵌入上述导轨壁4的凸缘部5之间，并用来确定传感器安装卡具10相对导轨3的安装姿态。上述导轨3的中心线朝向液压缸1的中心，随之，上述安装螺栓9的中心轴线也朝向液压缸1的中心。

此外，上述传感器安装部15，为用来安装位置检测传感器30的部件其包括：导轨抵接壁15a，其在固定部11固定在导轨3上的状态下与导轨壁4的外表面抵接；底壁15b，它与液压缸缸体2的外表面抵接；安装导向件16，其可使位置检测传感器30的头部嵌入与上述固定部11邻接的部位内部；此外，在该传感器安装部15上，附设有沟槽构件17，该沟槽构件17具有用来锁紧位置检测传感器30的锁紧沟槽17a，并从安装导向件16处沿液压缸缸体2的外表面延伸。

当外力作用在位置检测传感器30的连接引线等的场合，上述传感器安装部15和附设在其上的沟槽构件17用来对该传感器实施保护是非常有效的，但需要在后述位置检测传感器30中的动作显示灯(LED)33不被遮掩的范围内，设置位置检测传感器30。

上述安装导向件16由与传感器的形状相匹配的凹部形成，用来将剖面为非圆形的位置检测传感器30的头部嵌入其内部，以便能将上述位置检测传感器30以一定的姿态沿与液压缸1的轴线平行的方向安装。

此外，在上述传感器安装部15上设有螺栓孔18，该螺栓孔18用来能使螺栓19螺纹贯穿安装于安装导向件16上的位置检测传感器30的螺纹部34中，以便能以一定的姿态将该位置检测传感器30固定在该传感器安装部15上。该螺栓孔18由无内螺纹的光孔形成，

所谓的安装导向件16上的位置检测传感器30的上述一定的姿态，为该传感器中的磁力检测的取向性大致朝向液压缸1的中心的姿态。该姿态可以是通过将剖面为非圆形的位置检测传感器30与安装导向件16的配合安装而实现，也可以通过使上述螺栓19穿过传感器安装部15的螺栓孔18、再插入位置检测传感器30的螺纹部34并与其螺纹连接而实现。

在上述传感器安装部15中的安装导向件16中，即使将传感器的姿态设定成适合具有某种特定直径的液压缸，该传感器的姿态未必就适合其他直径的液压缸。为此，在将本发明的传感器安装机构应用于各种直径的液压缸的场合，必须根据液压缸的直径准备可使传感器的姿态变化的多种传感器安装卡具。由于实用的液压缸的直径是限定在一定的范围之内，所以，如图4所示，安装导向件16上的位置检测传感器30的磁力检测的取向性的中心轴线L2、与连接液压缸1的中心和导轨3的中心的连线L1之间的角度α，通常设定在15～75度的范围内。

从而，在将与液压缸的直径相关联且上述中心轴线L2适当倾斜的传感器安装卡具10固定在导轨3上，在位置检测传感器30更换时等的情况下，就能再现可使该传感器的检测位置和取向性的方向保持适合的安装位置和安装姿态。

如图5所示，具有上述结构的传感器安装卡具10，绕固定于导轨3上的固定部11的螺栓孔12的中心轴线(L1)转过180度的方向，这样，能使固定部11的配合凸台13反向而固定在导轨3上，此外，由于上述固定部11将配合凸台13固定在导轨3场合的该导轨的长度方向上的两端面形成平面，因此，已转过180度的2个传感器安装卡具10的各固定部11，能在与导轨的长度方向上的两端面中的任意之一相互结合的状态下，固定在导轨上，如图3所示那样，当检测磁性的磁阻元件35处于离开传感器安装部15的位置上时，能以任何位置关系安排设置2个传感器。

接着，参照图3及图6～图10，就上述位置检测传感器30的结构及其取向性作一简要说明。

如图3和图6所示，位置检测传感器30本身的结构如下：其具有螺纹部34，该螺纹部34位于该非圆形剖面的传感器本体31的前端部，用来使螺栓19螺纹贯穿；引出线32与其相对的另一侧连接，用来向外部输出该传感器的检测信号；在其中间部的上表面设有动作显示灯33。此外，在其内部内装有开关主电路36，该开关主电路36对作为磁性检测部位的磁阻元件35及其信号进行处理。这些各元件由树脂塑封在传感器本体31内。

如图7所示，上述磁阻元件35在基板35a上具有：电路图形37和电路图形38，其中，电路图形37可对水平方向的磁场做出反应，电路图形38可对垂直方向的磁场做出反应，在位置检测时，将端子a-c之间和b-c之间的中点电压输入至开关主电路36中的判断电路，再将与作为检测出的磁性对应，即从两端之间检测出的成分之差对应的电信号输出。图8的(A)(B)分别表示设置在活塞周围的磁铁的磁场向量的分布显示在磁铁的行程方向的图，其中，(A)表示所检测出的水平方向的成分，(B)表示所检测出的垂直方向的成分。上述(A)的场合，在磁铁的中心0处具有峰值，而在上述B的场合，在磁铁的磁极面附件具有峰值，在磁铁的中心0处几乎为0。在图8中，横轴表示位置变化；纵轴表示输出。

如图9(A)所示，在将上述磁阻元件35的基板35a从磁铁M的中心按放射方向直线配置的场合，如图10(A)所示，该位置检测传感器30的输出作为上述图8的(A)和(B)的检测的成分之差，以该图右端所示的样式被输出，由于出现在图8(A)的峰值两侧的剩余的峰值被削减(参见虚线所围部分)，因此，降低了误动作的可能性。另一方面，在如图9(B)所示的配置基板35a的场合，由于没有图8所示的垂直方向的检测的成分，所以如图10(B)所示，位置检测传感器的输出，在其主峰值的两侧还残存有接近阈值等级的剩余的峰值(参见虚线所围部分)，配置在周围的磁性体等使该峰值发生微妙的变化，因此，容易发生误动作。

这样，由于通过上述基板35a的配置的角度(图4中的α)，可使上述磁阻元件35的磁性检测成分变化，因此，应按图9(A)所示的状态将上述基板35a安装在传感器本体31上，即：使磁力检测的取向性的方向指向液压缸1的中心，该磁力检测取向性的方向，是与对垂直方向的磁场做出响应的电路图形38中的垂直方向。这样，能使位置检测传感器30最稳定地执行动作。

Claims (6)

1.一种液压缸的传感器安装机构，是一种通过传感器安装卡具将位置检测传感器安装在沟槽状导轨上的传感器安装机构，该位置检测传感器具有取向性，用来检测配置有位置检测磁铁的活塞的动作位置，该导轨沿液压缸缸体外表面的长度方向延伸，并从该表面突出设置，其特征为，

上述传感器安装卡具具有：固定部，它将上述传感器安装卡具固定于上述导轨上；传感器安装部，其与该固定部连成一体，位于形成上述沟槽状导轨的导轨壁的外侧，与液压缸缸体接近或接触，

上述传感器安装部具有安装导向构件，该安装导向构件可使上述位置检测传感器以一定的姿态沿与液压缸的轴线平行的方向安装，

安装在该安装导向件上的上述位置检测传感器的姿态为，该传感器中的磁力检测的取向性大致朝向液压缸的中心。

2.如权利要求1所述的液压缸的传感器安装机构，其特征为，上述传感器安装部具有：螺纹孔，该螺纹孔可使螺栓插入并螺纹连接在其中，该螺栓用来将上述位置检测传感器固定在与上述固定部邻接的安装导向件上；沟槽构件，该沟槽构件具有位置检测传感器的锁紧沟槽，该位置检测传感器的锁紧沟槽从安装导向件处沿上述液压缸缸体的外表面延伸。

3.如权利要求1或2所述的液压缸的传感器安装机构，其特征为，

上述液压缸缸体外表面的沟槽状导轨由一对上述导轨壁形成，上述导轨壁具有沿开口边缘向内的凸缘部；

上述传感器安装托座的固定部具有：安装螺栓的螺栓孔，该安装螺栓螺纹贯穿嵌合在上述沟槽状导轨上的螺母；配合凸起部，该配合凸起部嵌入上述导轨壁的凸缘部之间而决定上述传感器安装卡具相对导轨的安装姿态。

4.如权利要求3所述的液压缸的传感器安装机构，其特征为，

上述传感器安装卡具构成为，绕使其固定于导轨上的固定部的螺栓孔的中心线转180度的方向，能将其固定在导轨上，并且，已转成180度方向的2个传感器安装卡具的固定部，能在与其在导轨的长度方向的两端面中的任意一个端面彼此结合的状态下，固定在导轨上。

5.如权利要求1或2所述的液压缸的传感器安装机构，其特征为，

安装在上述传感器安装部上的位置检测传感器的磁力检测的取向性的中心轴线，相对导轨的中心与液压缸的中心的连线，在15～75度的范围内。

6.如权利要求1或2所述的液压缸的传感器安装机构，其特征为，

位置检测传感器在其磁性检测部位处具有磁阻元件，该磁阻元件在基板上具有可对水平方向的磁场响应的电路图形、和可对垂直方向的磁场响应的电路图形，上述检测成分之差作为检测出的磁性，与该磁性对应的电信号被输出，

以上述垂直方向作为磁力检测的取向性的方向，将该磁性检测部位组装入传感器本体中。

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