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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Befestigungsmechanismus
für einen Positionsdetektionssensor, der dazu verwendet
wird, an einem Stellglied einen Sensor zu befestigen, welcher eine Verschiebungsposition
eines Verschiebungskörpers in einem Stellglied oder dergleichen
erfassen kann.
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Bisher
werden Positionsdetektionssensoren dazu verwendet, die Verschiebungsposition
eines Kolbens in einem Stellglied oder dergleichen zu erfassen.
Wie in der
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 3-008846 beschrieben ist, hat die vorliegende Anmelderin
einen magnetischen Näherungsschalter vorgeschlagen, der
als ein solcher Positionsdetektionssensor dient und ein Befestigungswerkzeug
aufweist, mit dem der magnetische Näherungsschalter an
einem Zylinderrohr angebracht werden kann. Ein solcher magnetischer
Näherungsschalter wird über das Befestigungswerkzeug
an dem Außenumfang eines zylindrisch geformten Zylinderrohres
angebracht, wobei das Zylinderrohr in einem Halteabschnitt des Befestigungswerkszeugs gehalten
wird. Durch Befestigen eines Befestigungselementes, das sich von
einem Ende des Halteabschnitts erstreckt, durch eine Befestigungsschraube, wird
der magnetische Näherungsschalter zusammen mit dem Befestigungselement
an dem Zylinderrohr angebracht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Befestigungsmechanismus für
einen Positionserfassungssensor vorzuschlagen, der einen einfachen
Aufbau aufweist und mit dem der Positionsdetektionssensor einfach
und zuverlässig an einem Stellglied befestigt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der
Befestigungsmechanismus für einen Positionsdetektionssensor
dem Anbringen des Positionsdetektionssensors, der die Erfassung
einer Position eines Verschiebungskörpers in einem Stellglied
ermöglicht, in einer Nut, die in einer Seitenfläche
des Stellglieds vorgesehen ist, wobei der Befestigungsmechanismus
folgende Elemente aufweist:
einen Detektor zur Erfassung des
Verschiebungskörpers und
einen Halter mit einem Aufnahmeabschnitt
zur Aufnahme des Detektors und einem Eingriffsabschnitt neben dem
Aufnahmeabschnitt, der in die Nut eingesetzt und dadurch gehalten
wird,
wobei der Eingriffsabschnitt zwischen einem gehaltenen
Zustand, in dem der Halter in der Nut gehalten wird, und einem nicht
gehaltenen Zustand umgeschaltet werden kann.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfin dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Beschreibung der Zeichnung
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung, an welcher
ein Positionsdetektionssensor mit Hilfe eines Befestigungsmechanismus gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht
ist,
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2 ist
ein Schnitt durch die Zylindervorrichtung gemäß 1,
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3 ist
ein Schnitt, die einen Zustand darstellt, in dem der Positionsdetektionssensor
in einer Sensorbefestigungsnut der Zylindervorrichtung gemäß 1 angebracht
ist,
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4 ist
eine Draufsicht gesehen von der Seite der Sensorbefestigungsnut
des Positionsdetektionssensors gemäß 3,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halters des Positionsdetektionssensors
gemäß 1,
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6 ist
eine perspektivische Ansicht des Halters gemäß 5 gesehen
aus einer anderen Richtung,
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7A ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines
Zustands, in dem ein Flansch des Halters gemäß 5 in
die Sensorbefestigungsnut eingesetzt ist,
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7B ist
eine Draufsicht auf den Halter gemäß 7A gesehen
von der Seite der Sensorbefestigungsnut,
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8A ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines
Zustands, in dem der Halter gemäß 7A um
einen festgelegten Winkel relativ zu der Sensorbefestigungsnut gedreht
ist,
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8B ist
eine Draufsicht auf den Halter gemäß 8A gesehen
von der Seite der Sensorbefestigungsnut,
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung, an der ein
Positionsdetektionssensor mit Hilfe eines Befestigungsmechanismus
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung angebracht ist,
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halters des Positionsdetektionssensors
gemäß 9,
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11 ist
ein Schnitt, der einen Zustand darstellt, in dem der Positionsdetektionssensor
in einer Sensorbefestigungsnut der Zylindervorrichtung gemäß 9 angebracht
ist,
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12 ist
eine vergrößerte Vorderansicht, die einen Zustand
darstellt, in dem vorgewölbte Abschnitte gepresst sind,
um den Halter zu deformieren, wenn der Positionsdetektionssensor
an der Zylindervorrichtung angebracht wird, und
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13 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die
einen Zustand darstellt, in dem der deformierte Halter gemäß 12 in
der Sensorbefestigungsnut angebracht ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Ein
Fall, bei dem ein Positionsdetektionssensor unter Verwendung des
Befestigungsmechanismus für ein Positionsdetektionssensor
an einer Zylindervorrichtung angebracht wird, wird nachfolgend erläutert.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine
Zylindervorrichtung, an welcher ein Positionsdetektionssensor gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht
ist.
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Die
Zylindervorrichtung (Stellglied) 10, wie sie in den 1 und 2 dargestellt
ist, umfasst ein Zylinderrohr 12, das eine zylindrische
Form aufweist, eine Kopfabdeckung 14, die fest an einem
Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, und eine Stangenabdeckung 16,
die an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht
ist.
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Eine
Mehrzahl von (beispielsweise 8) Sensorbefestigungsnuten
(Nutabschnitte) die gleichmäßig beabstandet über
den Umfang des Zylinderrohres 12 angeordnet sind, sind
an der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 vorgesehen.
Die Sensorbefestigungsnuten 18 erstrecken sich in der axialen
Richtung des Zylinderrohres 12 (in der Richtung der Pfeile
A1 und A2) und treten durch beide Endabschnitte des Zylinderrohres 12 durch.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind die Sensorbefestigungsnuten 18 im
Querschnitt um eine festgelegte Tiefe gegenüber der äußeren
Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 zurückgesetzt.
Die Sensorbefestigungsnut 18 weist eine Öffnung
auf, die sich zu der äußeren Umfangsseite des
Zylinderrohrs 12 öffnet, und zurückgesetzte
Abschnitte 22a, 22b, die sich in einer Breitenrichtung
(der Richtung des Pfeils B) senkrecht zu der Sensorbefestigungsnut 18 (die
sich in den Richtungen der Pfeile A1 und A2 erstreckt) um die Öffnung 20 erweitern.
Die Endabschnitte, die am weitesten von der Öffnung 20 der
zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b entfernt
sind, weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Das
bedeutet, dass in der Sensorbefestigungsnut 18 die jeweiligen
zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b an
beiden Seiten mit in Breitenrichtung erweitertem symmetrischem Querschnitt
um die Mitte der Öffnung 20 ausgebildet sind.
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Andererseits
ist in dem Inneren des Zylinderrohres 12, wie in 2 gezeigt
ist, eine Zylinderkammer 24 ausgebildet, deren jeweilige
Enden durch die Kopfabdeckung 14 beziehungsweise die Stangenabdeckung 16 verschlossen
sind. Ein Kolben (Verschiebungskörper) 26 ist
verschiebbar in der Zylinderkammer 24 angeordnet. An einem
Ende eines zentralen Abschnitts des Kolbens 26 ist eine
wellenförmige Kolbenstange 28 angebracht.
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Druckfluideinlass-/-auslassöffnungen 30a, 30b,
durch welche ein Druckfluid zugeführt und abgeführt
wird, sind an der Kopfabdeckung 14 beziehungsweise der
Stangenabdeckung 16 angeordnet. Die Druckfluideinlass-/-auslassöffnungen 30a, 30b stehen
jeweils über Verbindungsdurchgänge 32a, 32b mit
der Zylinderkammer 24 in Verbindung.
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Eine
Kolbendichtung 34 ist über eine Ringnut an der äußeren
Umfangsfläche des Kolbens 26 angebracht. An einer
Stelle nahe der Kolbendichtung 34 ist außerdem
ein Magnet 36 über eine Ringnut so an dem Kolben 26 angebracht,
dass er den Kolben 26 umgibt.
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Außerdem
sind an beiden Endflächen des Kolbens 26 Dämpferelemente 38a, 38b aus
einem elastischen Material über die Kolbenstange 28 vorgesehen,
so dass beim Verschieben des Kolbens 26 Stöße
durch Anschlag der Dämpfungselemente 38a, 38b an
der Kopfabdeckung 14 beziehungsweise der Stangenabdeckung 16 absorbiert
werden.
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Eine
Stangenöffnung 40, durch welche die Kolbenstange 28 eingesetzt
ist, ist in der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Eine Stangendichtung 42 und
eine Hülse 44 sind in Ringnuten an einem inneren
Abschnitt der Stangenabdeckung 16 angebracht. Als Folge
des Gleitkontakts zwischen der Stangendichtung 42 und der
Hülse 44 und der äußeren Umfangsfläche
des Kolbens 28 wird außerdem die Luftdichtigkeit
der Zylinderkammer 24 gewährleistet, während
der Kolben 28 verschiebbar so gehalten wird, dass er sich
in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) verschieben
kann.
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Als
nächstes wird ein Positionsdetektionssensor 46 beschrieben,
der in der Sensorbefestigungsnut 18 der oben genannten
Zylindervorrichtung 10 angebracht ist.
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Der
Positionsdetektionssensor 46 umfasst einen Halter 48,
der eine hohle Form aufweist, beispielsweise aus einem metallischen
oder einem Kunstharz- oder Kunststoffmaterial, ein Sensorelement
(Detektor) 50, das in dem Halter 48 angebracht ist,
und einen Leitungsdraht 52, der mit einem Ende des Sensorelements 50 verbunden
ist.
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Wie
in den 3 bis 6 dargestellt ist, ist der Halter 48 aus
einem rohrförmigen Körper mit einem Querschnitt,
der aus der Kombination eines vorstehenden Abschnitts 54 und
eines Paares von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b besteht,
geformt. Der vorstehende Abschnitt 54 ist um eine feste
Strecke oberhalb der Sensorbefestigungsnut 18 nach oben
positioniert. Die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b sind
unterhalb des vorstehenden Abschnitts 54 in Richtung der
Seite der Sensorbefestigungsnut 18 des Halters 48 angeordnet
(vgl. 3).
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Der
vorstehende Abschnitt 54 weist einen U-förmigen
Querschnitt auf, der sich zu der Seite der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b (der
Richtung des Pfeils C1 in 3) öffnet.
Der obere Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 54 weist
eine flache Form auf. In dem oberen Abschnitt ist an einer Endseite
in einer Längsrichtung des Halters 48 eine Öffnung 58 ausgebildet.
An der anderen Endseite ist ein rechteckiger Ausschnitt 60 ausgebildet.
Der Ausschnitt 60 ist um eine festgelegte Länge
von dem anderen Ende des Halters 48 zu der Seite des einen Endes
ausgeschnitten. Wenn das Sensorelement 50 in den Halter 48 eingesetzt
ist, dient der Ausschnitt 60 als ein Fensterabschnitt,
dem ein Licht emittierendes Element 62 des Sensorelements 50 zugewandt ist.
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Das
Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b ist
neben den beiden Seiten des vorstehenden Abschnitts 54 angeordnet,
erstreckt sich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) weg
von dem vorstehenden Abschnitt 54 und baucht sich mit im Querschnitt
kreisförmig gebogener Form so aus, dass sich die Abschnitte 56a, 56b zu
den Außenseiten in Breitenrichtung erweitern. Das bedeutet,
dass das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b jeweils
einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, der sich
in einer Richtung weg voneinander nach außen ausbaucht.
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Außerdem
ist an dem anderen Ende des Halters 48, in dem der Ausschnitt 60 vorgesehen
ist, ein etwa rechteckig geformter Flansch (Eingriffsabschnitt) 64 vorgesehen,
der das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b verbindet.
Wie in den 5 und 6 dargestellt
ist, ist der Flansch 64 an einer Position angeordnet, die
dem vorstehenden Abschnitt 54 gegenüberliegt,
und ist zwischen den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b in
dem Halter 48 eingeordnet. Der Flansch 64 dient
dazu, den Halter 48 durch Einsetzen in die Sensorbefestigungsnut 18 zu
halten.
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Im
Einzelnen dient der Flansch 64 als ein Befestigungsmechanismus
für den Positionsdetektionssensor 46, der den
Positionsdetektionssensor 46 in der Sensorbefestigungsnut 18 der
Zylindervorrichtung 10 anbringen kann.
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Der
Flansch 64 weist eine plattenförmige Gestalt auf
mit einer Plattendicke, die im Wesentlichen der Tiefe der Sensorbefestigungsnut 18 entspricht, und
ist an dem Halter 48 über einen Verbindungsabschnitt 66 an
unteren Enden der geöffneten ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b angeordnet.
Das bedeutet, dass ein Abschnitt der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b,
die sich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) weg von
dem vorspringenden Abschnitt 54 öffnet, durch
den Verbindungsabschnitt 66 (vgl. 4) und den
Flansch 64 blockiert oder behindert wird.
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Wie
in 4 dargestellt ist, weist der Flansch 64 eine
Breite W1 in einer Richtung quer zu der Achse des Halters 48 (d.
h. in der Richtung des Pfeils B) auf, die größer
ist als eine Breite W2 in der axialen Richtung des Halters 48 (W1 > W2). Die Enden eines
erweiterten Abschnitts 64a des Flansches 64, die
die Breite W1 festlegen, sind so geformt, dass sie sich in kreisbogenförmiger
Gestalt ausbauchen. Der erweiterte Abschnitt 64a weist
eine Form auf, die sich nur etwas gegenüber dem vorstehenden
Abschnitt 54 und den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b erweitert.
Andererseits weist ein schmaler Abschnitt 64b, der eine
Breite W2 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und
A2) des Halters 48 aufweist, eine im Wesentlichen konstante
Breite auf.
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Außerdem
weist der Verbindungsabschnitt 66 eine im Querschnitt im
Wesentlichen kreisförmige Form auf, wobei sein Durchmesser
kleiner ist als die Breite W3 (vgl. 3) der Öffnung 20 in
der Sensorbefestigungsnut 18. Der Verbindungsabschnitt 66 ist in
die Öffnung 20 eingesetzt.
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Das
Sensorelement 50 umfasst einen magnetischen Sensor (nicht
dargestellt), der die Position des Kolbens 26 in der Zylindervorrichtung 10 erfassen
kann, ein Licht emittierendes Element 62, das Licht emittiert,
wenn der Kolben 26 durch dem magnetischen Sensor erfasst
wird, und ein nicht dargestelltes Substrat, an dem der magnetische
Sensor und das Licht emittierende Element 62 angeordnet sind.
Ein Leitungsdraht 52 ist elektrisch an das Substrat angeschlossen.
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Außerdem
wird das Magnetfeld eines Magneten 36, der in dem Kolben 26 angebracht
ist, durch den Magnetsensor erfasst. Durch Ausgabe eines Signals
an eine nicht dargestellte Steuerung oder dergleichen über
den Leitungsdraht 52 wird die Position des Kolbens 26 erfasst,
die von außen durch Beleuchtung des Licht emittierenden
Elements 62 überprüft werden kann.
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Das
Sensorelement 50 wird durch ein thermoplastisches Kunststoffmaterial
integral so abgedeckt, dass beispielsweise der Magnetsensor, das Substrat
und dergleichen abgedeckt werden. Nach dem Einsetzen in den Halter 48 wird
das Sensorelement nochmals durch ein Kunststoffmaterial abgedeckt.
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Wenn
das Sensorelement 50 in dem Halter 48 angebracht
ist, wird somit durch den Eingriff zwischen dem Sensorelement 50 und
dem vorstehenden Abschnitt 54 das Sensorelement 50 nicht
in Drehrichtung innerhalb des Halters 48 verschoben. Es
ergibt sich ein Zustand, in dem die Relativverschiebung in Drehrichtung
begrenzt ist.
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Außerdem
ist eine Befestigungsschraube 68 in das andere Ende des
Sensorelements 50 an einer Seite eingeschraubt, die dem
Ende gegenüberliegt, an dem der Leitungsdraht 52 angeschlossen
ist. Die Befestigungsschraube 68 ist in eine Gewindeöffnung 50a (vgl. 3)
eingeschraubt, die senkrecht zu der Längssrichtung des
Sensorelements 50 durch dieses hindurch tritt, wobei durch
die Befestigungsschraube 68 durch Drehen entlang einer
axialen Richtung verschoben werden kann. Wenn das Sensorelement 50 in
dem Halter 48 angebracht ist, ist die Befestigungsschraube 68 außerdem
an einer Position angeordnet, die der Öffnung 58 des
Halters 48 zugewandt ist. Durch Positionierung des Licht
emittierenden Elements 62 des Sensorelements 50 derart,
dass es dem Ausschnitt 60 des Halters 48 zugewandt
ist, kann andererseits dann, wenn das Licht emittierende Element 62 erleuchtet
wird, dessen erleuchteter Zustand visuell von außen durch
den Ausschnitt 60 überprüft werden.
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Somit
ist das Sensorelement 50 so in dem Halter 48 angebracht,
dass die Befestigungsschraube 68 und die Gewindeöffnung 50a an
der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A1) des Halters 48 angeordnet
sind, in der die Öffnung 58 ausgebildet ist, und
so, dass das Licht emittierende Element 62 an der anderen
Endseite (in der Richtung des Pfeils A2) des Halters 48 angeordnet
ist, an der der Ausschnitt 60 ausgebildet ist.
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Die
Zylindervorrichtung 10, an welcher der Positionsdetektionssensor 46 mit
Hilfe des Befestigungsmechanismus gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist,
ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes
wird ein Fall erläutert, bei dem der Positionsdetektionssensor 46 an
der Zylindervorrichtung 10 angebracht wird. Beim Anbringen
des Positionsdetektionssensors 46 in der Sensorbefestigungsnut 18 der
Zylindervorrichtung 10 wird ein Zustand hergestellt, in
dem das Sensorelement 50 und der Halter 48 des
Positionsdetektionssensors 46 zunächst voneinander
getrennt sind.
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Als
erstes wird der Halter 48 des Positionsdetektionssensors 46 ergriffen
und so in die Nähe der Sensorbefestigungsnut 18 gebracht,
dass die axiale Richtung des Halters 48 senkrecht zu der
Sensorbefestigungsnut 18 steht. In diesem Fall sind die
Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b des
Flansches 64 des Halters 48 im Wesentlichen parallel
zu der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet. Anders ausgedrückt,
sind die gekrümmten Ende des erweiterten Abschnitts 64a in
der Erstreckungsrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der
Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet und orientiert.
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Außerdem
wird der Flansch 64 des Halters 48 von oben in
die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt und an einer gewünschten
Position entlang der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet,
die zur Erfassung der Position des Kolbens 26 geeignet
ist (vgl. 7A). Zu dieser Zeit ist der
schmale Abschnitt 64b des Flansches 64 in einem
Zustand, in dem er im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung
(der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet
ist. Da die Breite W2 des schmalen Abschnitts 64b kleiner
ist als die Breite W4 der Öffnung (W2 < W4), kann der Flansch 64 durch die Öffnung 20 in
die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt werden.
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Hierbei
ergibt sich ein Zustand, in dem Freiräume mit einem festgelegten
Abstand zwischen dem schmalen Abschnitt 64b des Flansches 64 und den
zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in
der Sensorbefestigungsnut 18 vorgesehen sind.
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Nachdem
der Halter 48 an einer gewünschten Position in
der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wurde, wird als
nächstes der Halter 48 um das andere Ende, an
dem der Flansch 64 angeordnet ist (in der Richtung des
Pfeils C in 7) gedreht, so dass der
Halter 48 im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung
(der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet
wird. Im Einzelnen wird der Halter 48 so gedreht, dass
das eine Ende des Halters 48 mit der Öffnung 58 sich
der Sensorbefestigungsnut 18 annähert und oberhalb der
Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wird. In diesem Fall
wird der Flansch 64 des Halters 48 so gedreht,
dass die Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b gegenüber
dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b etwas
aus einem gegenüberliegenden Zustand (vgl. 7B),
in welchem die Seitenflächen parallel zu den zurückgesetzten
Abschnitten 22a, 22b angeordnet sind, in einer
Richtung gedreht wird, indem die Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b senkrecht
zu den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b stehen
(vgl. 8B). Wenn der Halter 48 parallel
in einem oberen Abschnitt der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet
wird, nimmt als Folge hiervon der erweiterte Abschnitt 64a einen
Zustand ein, in dem er in Eingriff mit den zurückgesetzten
Abschnitten 22a, 22b steht (vgl. 4).
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Aus
diesem Grunde greift der erweiterte Abschnitt 64a des Flansches 64 an
dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in
der Sensorbefestigungsnut 18 an. Die Breite W1 des erweiterten Abschnitts 64a ist
so gewählt, dass sie etwa gleich der Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18 ist,
die die Breite zwischen dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b definiert.
Somit wird der Halter 48 über den Flansch 64 in
der Sensorbefestigungsnut 18 fixiert und seine Verschiebung
in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 wird
eingeschränkt.
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Da
der erweiterte Abschnitt 64a des Flansches 64 so
geformt ist, das er breiter ist als die Öffnung 20 der
Sensorbefestigungsnut 18 können außerdem
gleichzeitig der Flansch 64 und der Halter 48 nicht
aus der Sensorbefestigungsnut 18 herausfallen.
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Schließlich
wird das Sensorelement 50 von der anderen Endseite des
Halters 48 in das Innere des Halters 48, der in
der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht wurde, eingesetzt.
Nach dem die Befestigungsschraube 48 des Sensorelements 50 so
angeordnet wurde, dass sie der Öffnung 58 des
Halters 48 gegenüberliegt, wird die Befestigungsschraube 68 gedreht.
Als Folge hiervon liegt die Befestigungsschraube 48 an
dem Boden der Sensorbefestigungsnut 18 an und drückt
das Sensorelement 50 nach oben weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in
der Richtung des Pfeils C2).
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Im
Einzelnen hebt der Flansch 64 des Halters 48 von
dem Boden der Sensorbefestigungsnut 18 ab. In diesem Fall
wird der Halter 48 auch durch das Sensor element 50,
das nach oben verschoben wird, nach oben in einer Richtung weg von
der Sensorbefestigungsnut 18 (in der Richtung des Pfeils
C2) verschoben.
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Außerdem
bewegt sich das Sensorelement 50 zu der Seite des vorstehenden
Abschnitts 54 innerhalb des Halters 48 (in der
Richtung des Pfeils C2), wobei die gegenseitige Verschiebung entlang der
axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) durch ihren
Kontakt mit dem Halter 48 eingeschränkt wird.
Da der Flansch 64 des Halters 48 in Eingriff mit
den oberen Seiten der zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b innerhalb
der Sensorbefestigungsnut 18 verriegelt wird, wird gleichzeitig
auch eine Verschiebung des Halters 48 in der axialen Richtung
(der Richtung der Pfeile A1 und A2) entlang der Sensorbefestigungsnut 18 eingeschränkt.
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Als
Folge hiervon wird der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich
des Halters 48 einfach und zuverlässig an einer
gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 der
Zylindervorrichtung 10 fixiert. In diesem Fall ist das
Licht emittierende Element 62 des Sensorelements 50 an
einer Position angeordnet, an der es dem Ausschnitt 60 des
Halters 48 zugewandt ist.
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Auf
die oben beschriebene Weise wird gemäß der ersten
Ausführungsform ein Halter 48 vorgesehen, der
das Sensorelement 50 aufnimmt, wobei ein Flansch an einem
unteren Endabschnitt des Halters 48 gegenüber
der Sensorbefestigungsnut 18 vorgesehen ist, der in die
Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wird. Der Flansch 64 umfasst
einen erweiterten Abschnitt 64a mit einer Breite W1, die
im Wesentlichen der Breite W4, die durch das Paar von zurückgesetzten
Abschnitten 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 definiert
wird, entspricht, und einen schmalen Abschnitt 64b, der
schmaler ist als der erweiterte Abschnitt 64a und die Öffnung 20 der
Sensorbefestigungsnut 18. Der Flansch 64 wird
so in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt, dass die
Seitenfläche des schmalen Abschnitts 64b anfänglich parallel
zu der Sensorbefestigungsnut 18 steht. Der Halter 48 wird
dann gedreht, wodurch die Enden des erweiterten Abschnitts 64b in
Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b gebracht
werden.
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Auf
diese Weise kann der Flansch 64 einfach mittels des schmalen
Abschnitts 64b in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt
werden. Durch Drehen des Halters 48 zusammen mit dem Flansch 64, der
in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wurde, wird
der erweiterte Abschnitt 64a in Eingriff mit den zurückgesetzten
Abschnitten 22a, 22b gebracht, wodurch ein Zustand
erreicht wird, in dem der Halter 48 in der Sensorbefestigungsnut 18 gehalten
wird. Auf diese Weise kann ein Umschalten zwischen einem nicht gehaltenen
Zustand und einem gehaltenen Zustand, in dem der Halter 48 durch
den Flansch 64, der sowohl den erweiterten Abschnitt 64a als
auch den schmalen Abschnitt 64b aufweist, in der Sensorbefestigungsnut 18 gehalten
wird.
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Als
Folge hiervon kann der Halter 48 einfach und sicher mittels
des Flansches 64 in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht
werden. Durch Aufnehmen und Fixieren des Sensorelements 50 in
dem Halter 48 kann der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich
des Halters 48 und des Sensorelementes 50 stabil
und zuverlässig an der Sensorbefestigungsnut 18 der
Zylindervorrichtung 10 befestigt werden.
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Auch
in dem Fall, dass der Positionsdetektionssensor 46 in einer
beliebigen der Sensorbefestigungsnuten 18 angebracht wird,
die mehrfach an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen sind, kann
der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich
des Sensorelements 50 über den Halter 48 zuverlässig
an dem Zylinderrohr 12 angebracht werden. Außerdem
kann die Befestigung des Sensorelementes 50 stabil erreicht
werden, ohne die Relativpositionen zwischen dem Zylinderrohr 12 und
dem Positionsdetektionssensor 46 zu ändern. Genauer
gesagt wird der Abstand in der radialen Richtung zwischen dem Magnet 36 des
Kolbens 26, der in der Zylinderkammer 24 des Zylinderrohrs 12 angeordnet
ist, und dem Sensorelement 50 (mit einem magnetischen Sensor)
des Positionsdetektionssensors 46 konstant gehalten.
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Als
Folge hiervon kann unabhängig davon, in welcher der Sensorbefestigungsnuten 18 der
Positionsdetektionssensor 46 angebracht wird, durch das Sensorelement 50 ein
stabiles Detektionsergebnis erreicht werden. Die Verschiebungsposition
des Kolbens 26 kann durch den Positionsdetektionssensor 46 mit
hoher Genauigkeit erfasst werden.
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Da
die Enden des erweiterten Abschnitts 64a des Flansches 64 im
Querschnitt gekrümmt sind, werden außerdem die
Kanten dieser gekrümmten Formen sanft verschoben, wenn
der Flansch 64 in der Sensorbefestigungsnut 18 gedreht
wird und in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b tritt,
wobei sie in Gleitkontakt mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a und 22b treten.
Dadurch wird der Eingriff zwischen diesen Elementen erleichtert.
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Des
Weiteren ist eine Öffnung 58, durch welche eine
Befestigungsschraube 68 eingesetzt wird, um den Halter 48 an
der Sensorbefestigungsnut 18 des Zylinderrohres 12 zu
befestigen, an einem Ende des Halter 48 vorgesehen. Der
Flansch 64 ist an einer anderen Endseite des Halters 48 mit
einem festgelegten Abstand von der Öffnung 58 angeordnet. Aus
diesem Grunde kann eine Endseite des Halters 48 zuverlässig
mittels der Befestigungsschraube 68 an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt
werden, während die andere Endseite des Halters 48 zuverlässig über
den Flansch 64 an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt
wird. Als Folge hiervon kann der Positionsdetektionssensor 46 mit
dem Halter 48 sicher und stabil an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt
werden.
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Da
der Flansch 64 und die Öffnung 58 an dem
Halter 48 so angeordnet sind, dass sie einen festgelegten
Abstand in der Längsrichtung des Halters 48 auf weisen,
wird anders ausgedrückt die Verschiebung des Halters 48 in
einer Drehrichtung innerhalb der Sensorbefestigungsnut 18 eingeschränkt und
ein Lösen oder Wackeln des Halters 48 kann verhindert
werden.
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Als
nächstes wird ein Positionsdetektionssensor 100 mit
einem Befestigungsmechanismus gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf
die 9 bis 13 erläutert. Diejenigen
Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei den Positionsdetektionssensor 46 gemäß der
ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Insoweit wird auf die obige detaillierte Beschreibung
dieser Merkmale verwiesen.
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Der
Positionsdetektionssensor 100 gemäß der
zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Positionsdetektionssensor 46 gemäß der
ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Halter 102, der
das Sensorelement 50 hält, den Flansch 64,
der in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wird, nicht
aufweist. Stattdessen ist der Halter 102 aus einem Material
geformt, das eine gewisse Elastizität aufweist, so dass
sich die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b des
Halters 102 so deformieren können, dass sie um
den vorspringenden Abschnitt 54 verschwenkt werden können.
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Der
Halter 102 des Positionsdetektionssensors 100 besteht
aus einem metallischen Material oder einem elastischen Kunststoffmaterial
und umfasst einen vorstehenden Abschnitt 54, der einen U-förmigen
Querschnitt aufweist, ein Paar von gekrümmt geformten ausgebauchten
Abschnitten 56a, 56b, die mit beiden Seiten des
vorstehenden Abschnitts 54 verbunden sind, und ein Paar
von Flanschen (Eingriffsabschnitte) 104a, 104b,
die sich in Richtungen weg voneinander erstrecken und die jeweils
mit den ausgebauchten Abschnitten 56a beziehungsweise 56b verbunden
sind.
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Anders
ausgedrückt ist das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b mit
dem sich nach unten öffnenden Bereich des vorstehenden
Abschnitts 54 verbunden, wobei sie sich in gekrümmter Form
nach außen erweitern. Verbindungsabschnitte 106a, 106b sind
vorgesehen, die um einen festgelegten Abstand an den Enden der ausgebauchten
Abschnitte 56a, 56b beabstandet sind. Das Paar
von Flanschen 104a, 104b, die sich in Richtungen
weg voneinander erweitern, sind an Enden der Verbindungsabschnitte 106a, 106b ausgebildet.
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Das
Paar von Flanschen 104a, 104b ist mit den Verbindungsabschnitten 106a, 106b,
die sich in einer vertikalen Richtung von Enden des Paares der ausgebauchten
Abschnitte 56a, 56b erstrecken, verbunden. Ihre
Breite erweitert sich in einer Breitenrichtung senkrecht zu den
Verbindungsabschnitten 106a, 106.
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Wie
in 11 dargestellt ist, ist die Breite W5 des Paares
von Flanschen 104a, 104b so gewählt, dass
sie im Wesentlichen gleich der Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18,
die durch die Breite zwischen dem einen zurückgesetzten
Abschnitt 22a und dem anderen zurückgesetzten
Abschnitt 22b definiert wird. Der Halter 102 wird
in der Sensorbefestigungsnut 18 durch Eingriff zwischen
dem Paar von Flanschen 104a, 104b und den zurückgesetzten
Abschnitten 22a, 22b gehalten.
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Während
sich der Halter 102 von der Seite des vorstehenden Abschnitts 54 zu
der Seite mit den Flanschen 104a, 104b öffnet,
werden außerdem durch Pressen des Paares von ausgebauchten
Abschnitten 56a, 56b und den Flanschen 104a, 104b in Richtungen,
in denen sie sich einander annähern (in der Richtung der
Pfeile D in 12) die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b und
die Verbindungsabschnitte 106a, 106b in der Nähe
der Verbindungsbereiche zwischen einem Dachabschnitt des vorstehenden
Abschnitts 54 und den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b verschwenkt.
Im Einzelnen kann der Halter 102 durch Aufbringen einer
externen Kraft deformiert werden. Der Halter 102 weist
eine elastische Kraft auf, die in der Lage ist, den Halter 102 zu seiner
Ursprungsform vor der Deformierung zurückzuführen,
wenn eine solche externe Kraft nicht aufgebracht wird.
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Das
Sensorelement 50, das entsprechend der inneren Form des
Halters 102 geformt ist, ist in dem Halter 102 angebracht.
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Als
nächstes wird erläutert, wie der Positionsdetektionssenor 100 mit
dem Halter 102, der die oben beschriebene Elastizität
aufweist, in einer Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 angebracht
wird. Wird die Befestigung des Positionsdetektionssensors 100 in
der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 durchgeführt,
so wird zunächst ein Zustand hergestellt, in dem das Sensorelement 50 und
der Halter 102 des Positiondetektionssensors 100 voneinander
getrennt sind.
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In
einem Zustand, in dem das Sensorelement 50 nicht in den
Halter 102 eingesetzt ist, ergreift als erstes ein Bediener
(nicht dargestellt) den Halter 102 und presst und deformiert
den Halter 102 in einer Richtung (d. h. der Richtung der
Pfeile D in 12), in der sich das Paar von
ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b oder der Flansche 104a, 104b einander
annähert. Dementsprechend wird das Paar von Flanschen 104a, 104b schwenkend
in Richtungen (der Richtung der Pfeile D) verschoben, in der sie
sich um die Verbindungsbereiche zwischen dem vorstehenden Abschnitt 54 und
den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b einander
annähern, wodurch die Breite zwischen dem einen Flansch 104a und
dem anderen Flansch 104b zeitweise kleiner wird (wie durch
die Breite W5' in 12 gezeigt ist).
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Nachdem
der Halter 102 soweit deformiert wurde, dass die Breite
W5 des Paares von Flanschen 104a, 104b kleiner
wird als die Breite W3 der Öffnung 20 in der Sensorbefestigungsnut 18 (die
Breite W5'), werden außerdem die Flansche 104a, 104b durch die Öffnung 20 in
die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt. Anschließend
wird der Halter 102 an einer gewünschten Position
in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht, die zum Erfassen
der Position des Kolbens 26 in der Zylindervorrichtung 10 geeignet
ist.
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Nachdem
die Flansche 104a, 104b in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt
wurden, werden anschließend durch Freigabe des auf den
Halter 102 aufgebrachten Druckes die Flansche 104a, 104b und
die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b durch die
Elastizität des Halters 102 in Richtungen deformiert,
in denen sie sich voneinander trennen. Dadurch nimmt der Halter 102 wieder
seine ursprüngliche Form vor der Deformierung an. Aus diesem Grunde
erhält die Breite W5' des Paares von Flanschen 104a, 104b wieder
ihre ursprüngliche Größe (die Breite
W5), die im Wesentlichen die gleiche ist wie die vorher gewählte
Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18. Als Folge hiervon
greift das Paar von Flanschen 104a, 104b an dem
Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in
der Sensorbefestigungsnut 18 an. Hierdurch wird der Halter 102 mit den
Flanschen 104a, 104b an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt.
In diesem Fall wird die Deformation des Halters 102 vollständig
zurückgeführt und der Halter 102 nimmt
perfekt seine Ursprungsform vor der Deformierung an. Außerdem
sind die Verbindungsabschnitte 106a, 106b durch
die Öffnung 20 der Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt.
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Als
letztes wird das Sensorelement 50 in das Innere des Halters 102 eingesetzt,
der in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht wurde, und
die Befestigungsschraube 68 des Sensorelements 50 wird so
angeordnet, dass sie der Öffnung 58 des Halters 102 gegenüberliegt.
Durch Drehen der Befestigungsschraube 68 legt die Befestigungsschraube 68 an dem
Boden der Sensorbefestigungsnut 18 an und drückt
das Sensorelement 50 nach oben weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in
der Richtung des Pfeils C2). In diesem Fall wird auch der Halter 102 zusammen
mit dem nach oben verschobenen Sensorelement 50 nach oben in
einer Richtung weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in
der Richtung des Pfeils C2) gepresst.
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Dementsprechend
bewegt sich das Sensorelement 50 in dem Halter 102 zu
der Seite des vorstehenden Abschnitts 54 (in der Richtung
des Pfeils C2) und die Relativverschiebung in der axialen Richtung
(der Richtung der Pfeile A1 und A2) wird durch Kontakt des Sensorelements 50 mit
dem Halter 102 begrenzt. Da die Flansche 104a, 104b des
Halters 102 in Eingriff mit den oberen Seiten der zurückgesetzten
Abschnitte 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 verriegelt
sind, wird außerdem eine Verschiebung des Halters 102 in
der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) relativ
zu der Sensorbefestigungsnut 18 begrenzt.
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Als
Folge hiervon wird der Positionsdetektionssensor 100 mit
dem Halter 102 einfach und zuverlässig an einer
gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 der
Zylindervorrichtung 10 befestigt. In diesem Fall ist das
Licht emittierende Element 62 des Sensorelements 50 an
einer Position angeordnet, die dem Ausschnitt 60 des Halters 102 zugewandt
ist.
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Auf
diese Weise kann bei den Positonsdetektionssensor 100,
bei dem ein Befestigungsmechanismus gemäß der
oben beschriebenen zweiten Ausführungsform eingesetzt wird,
ein Halter 102 aus einem Kunststoffmaterial mit einer gewissen
Elastizität deformiert werden, so dass durch zeitweises
Deformieren des Halters 102 und Anbringen des Halter 102 in
der Sensorbefestigungsnut 18 eine Installation des Positionsdetektionssensors 100 einschließlich des
Halters 102 in der Sensorbefestigungsnut 18 schnell
und einfach durchgeführt werden kann. Da der Aufbau des
Positionsdetektionssensors 100 mit dem Halter 102 vereinfacht
werden kann, können außerdem die Kosten für
den Positionsdetektionssensor 100 reduziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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