JP2000161311A - センサ付シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出センサの取り扱いがより簡便な形状のセ
ンサ付シリンダを提供すること。 【解決手段】 本発明のセンサ付シリンダ２０は、ピス
トンストロークをシリンダ本体２１に外装された検出セ
ンサ６ａ，６ｂで検出するものであって、シリンダ本体
２１の側面部を囲んで嵌合するように、シリンダ本体２
１側面の突設部に対応して切り欠かれ、シリンダ本体２
１側面部と同形に形成されたセンサ保持キャップ１を有
し、そのセンサ保持キャップ１の外周部には、ピストン
の動作方向に検出センサを移動自在に装着できるセンサ
レール４ａ，４ｂが形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン位置を検
出するセンサを備えるセンサ付シリンダに関し、特にセ
ンサの取り扱いが簡単なセンサ付シリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリンダからの出力動作によっ
てバルブの開閉を制御するシリンダバルブでは、バルブ
の開閉がシリンダのピストン動作に連動しているため、
ピストンのストロークを検出してバルブの開閉を制御す
ることが行われている。図７は、従来のシリンダバルブ
を示した図である。シリンダバルブ１００は、上方のシ
リンダ１１０と下方のバルブ１２０とから構成されてい
る。そして、シリンダ１１０からバルブ本体１２１内に
挿入された不図示のピストンロッド先端に弁体が取り付
けられ、シリンダ１１０の出力動作を受けてバルブが開
閉し、入力ポート１２２及び出力ポート１２３間が連通
及び遮断されるよう構成されている。一方、シリンダ１
１０は、吸排気される圧縮エアによってピストンが上下
動し、そのピストンに取り付けられた永久磁石が、シリ
ンダ本体１１１に外装された磁気検出センサ１１２，１
１３によって検出される。そして、その検出信号に基づ
き圧縮エアの給排気が調節され、ピストンストロークの
制御、即ちバルブの開閉が制御される。

【０００３】ところで、このようなバルブ１００のシリ
ンダ１１０では、検出センサ１１２，１１３が、図示す
るようにシリンダ本体１１１の側面に形成された２本の
取付溝１１４，１１５に装填され、上下方向の自由な移
動により位置決めされていた。そのため、シリンダバル
ブ１００を交換やメンテナンスする場合には、一旦検出
センサ１１２，１１３を取り外し、新たに取り付けなけ
ればならないが、その際検出センサ１１２，１１３を位
置決めし直す必要があった。そのため、メンテナンスの
際検出センサ１１２，１１３の取り扱いに手間がかかる
という問題があった。そこで、かかる問題を解決する一
手段として、特開平８−２３２９１５号公報に開示され
たセンサ付シリンダを挙げることができる。即ち、セン
サ取付機構付シリンダは、図８に示すようにシリンダ本
体１３１のガイド１３２にはめ込むレール１３３を設
け、そのレール１３３に検出センサ１３４を取り付ける
ものである。従って、シリンダの交換などの場合には、
検出センサ１３４を装着したままレール１３３をシリン
ダ本体１３１から取り外し、一方取り付け時には外した
ままのレール１３３をはめ込むだけで、検出センサ１３
４を改めて位置決めする必要がない。そのため、検出セ
ンサ１３４の位置決めをする必要がなくなった点で取り
扱いが容易になった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、当該公
報のセンサ付シリンダは、シリンダ本体１３１にガイド
１３２を一体に形成する必要があり、シリンダ本体１３
１の形状が複雑になってしまう。そのため、シリンダ本
体１３１をつくる成形型が複雑になって生産コストを上
げたり、製品の歩留まりを低下させる要因になる等のマ
イナス点が考えられる。一方、レール１３３をガイド１
３２へはめ込む場合、互いに嵌合するように形成された
形状を合わせるように挿入する必要があり、またシリン
ダ１３１に対してセンサ位置が一義的に決定されるため
にシリンダ１３１の設置環境によっては、周りの装置と
干渉してしまって取り扱い難い場合もある。

【０００５】そこで本発明は、かかる課題を解決すべ
く、検出センサの取り扱いがより簡便な形状のセンサ付
シリンダを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のセンサ付シリン
ダは、ピストンストロークをシリンダ本体に外装した検
出センサで検出するものであって、前記シリンダ本体の
側面部を囲んで嵌合するように、シリンダ本体側面の突
設部に対応して切り欠かれ、当該シリンダ本体側面部と
同形に形成されたセンサ保持キャップを有し、そのセン
サ保持キャップの外周部には、ピストンの動作方向に検
出センサを移動自在に装着できるセンサレールが形成さ
れたものであることを特徴とする。よって、本発明のセ
ンサ付シリンダでは、センサレールの所定位置に装着さ
れた検出センサは、センサ保持キャップに対して一義的
に位置決めされるので、交換などされたシリンダに対し
ても当該センサ保持キャップを嵌合させれば、ピストン
ストロークに対応した適切な位置に検出センサが配置さ
れる。特に、シリンダ本体側面部と同形に形成されたセ
ンサ保持キャップは、シリンダ本体に被せるようにして
嵌合すればよく、検出センサの取り扱いがより簡便とな
った。

【０００７】また、本発明のセンサ付シリンダは、前記
センサ保持キャップが、シリンダ本体側面に摺接して嵌
合するものであって、シリンダ本体に当接してシリンダ
に対する当該センサ保持キャップの位置決めをするため
の当接部を備えることを特徴とする。よって、本発明の
センサ付シリンダでは、センサ保持キャップをシリンダ
本体に摺接して嵌合させるので、検出センサがピストン
に設けられた被検出物により近づくために検出精度を上
げることができ、センサ保持キャップは、シリンダ本体
との摩擦力により容易にずれることなく配置される。ま
た、センサ保持キャップを嵌合する際、当接部をシリン
ダ本体に当接させることにより、シリンダに対して確実
にセンサ保持キャップを位置決めできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明にかかるセンサ付シリ
ンダの一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、シリンダバルブのシリンダに装着するセンサ保
持キャップを示した図である。また、図２は、そのセン
サ保持キャップを装着したシリンダバルブを示した図で
あり、図３は、センサ保持キャップを取り外したシリン
ダバルブを示した図である。シリンダバルブ１０は、前
述した従来例のものと同様に、上方にシリンダ２０を備
え、下方のバルブ３０と一体に構成されたものである。
シリンダ２０を構成するシリンダ本体２１は円柱形状を
なし、そこへ図示するようなセンサ保持キャップ１が周
りを囲むように構成されている。センサ保持キャップ１
は、その内周の径がシリンダ本体２１の外径とほぼ同一
径の円筒形で、その一部を軸方向に切り欠かれたＣ型を
なしている。そして、その切欠部分２の上端を掛け渡し
てストッパ３が固定されている。このストッパ３は、セ
ンサ保持キャップ１をシリンダ２０にはめ込んだ際、シ
リンダ本体２１上端に当たって、シリンダ２０に対する
センサ保持キャップ１の高さを位置決めするためのもの
である。

【０００９】またセンサ保持キャップ１には、その外周
部に上下方向に溝が２本づつ形成され、２本で一組のセ
ンサレール４ａ，４ｂとして設けられている。そして、
センサ保持キャップ１には、貫通したネジ孔５が穿設さ
れ、固定ネジが螺合されてシリンダ本体２１へ固定でき
るよう構成されている。そこで、このようなセンサ保持
キャップ１は、シリンダバルブ１０のシリンダ２０に上
方から被せるようにしてはめ込めば、センサ保持キャッ
プ１の内周面がシリンダ本体２１に摺接し、ストッパ３
が当たる位置まで押し込まれた高さで位置決めされる。
そして、固定ネジをネジ孔５に締め込み、シリンダ本体
２１に押しつけてセンサ保持キャップ１をシリンダ２０
に固定させる。そして、位置決めされたセンサ保持キャ
ップ１には、そのセンサレール４ａ，４ｂ内に検出セン
サ６ａ，６ｂが装填され、その中を自由に移動させてバ
ルブの開閉に対応したピストンストロークに合わせる。
これによって、検出センサ６ａ，６ｂの位置は、センサ
保持キャップ１に対して一義的に決められる。

【００１０】次いで、シリンダバルブ１０のメンテナン
ス時には、固定ネジを緩めてセンサ保持キャップ１を自
由にしてシリンダ２０から取り外す。センサ保持キャッ
プ１を取り外す際、検出センサ６ａ，６ｂはセンサレー
ル４ａ，４ｂ内で位置を換えることなく装着されたまま
である。従って、この時作業者が検出センサ６ａ，６ｂ
に手を触れることはなく、センサ保持キャップ１に対す
る検出センサ６ａ，６ｂの位置は変動することがない。
そして、シリンダバルブ１０のメンテナンスが終了した
後、再びセンサ保持キャップ１をシリンダ２０に被せる
ようにはめ込めば、センサ保持キャップ１に取り付けら
れた検出センサ６ａ，６ｂも同時に所定位置に設定さ
れ、バルブ３０の開閉位置に対応するピストンストロー
クに設定されることとなる。

【００１１】次に、シリンダバルブ１０について具体的
に説明する。ここで、図４及び図５は、シリンダバルブ
１０を示した断面図であり、特に図４は閉弁時を示し、
図５は開弁時を示している。シリンダバルブ１０は、前
述したようにシリンダ２０とバルブ３０とが分離可能な
状態で一体に構成されたものである。即ち、シリンダ本
体２１とバルブ本体３１とが、締結リング５１で上下一
体に連結できるよう構成されている。先ず、シリンダ本
体２１は、円筒形状をなし、その開設された上方には蓋
が被せられている。シリンダ本体２１内には、ピストン
２３が上下２室を気密に区画するように装填されてお
り、ピストン２３の中心に固定されたピストンロッド２
４が、肉厚な底部の貫通孔を貫いてバルブ本体３１内へ
挿入されている。また、シリンダ本体２１は、その側面
部に突設された部分にエアポート２５が設けられ、それ
がエア流路２６を介してピストン２３下方の加圧室へと
連通されている。

【００１２】一方、上方に開設された筒形状のバルブ本
体３１は、その開設された上端外周に雄ネジが形成さ
れ、そのバルブ本体３１とシリンダ本体２１とが、スペ
ーサ２６を挟んで一体に連結されている。具体的には、
図示するようにシリンダ本体２１とバルブ本体３１とを
重ねた後、上方から締結リング５１の雌ネジをバルブ本
体３１の雄ネジに螺合させ、その締結リング５１によっ
て上方からシリンダ本体２１がバルブ本体３１側へ押し
つけられて、両者が一体のものとして強固に固定され
る。更に、締結リング５１を所定量締め付けたところ
で、その締結リング５１に固定ネジ５２が締め付けられ
る。

【００１３】バルブ本体３１には、側面部及び底面部に
それぞれ入力ポート３２と出力ポート３３とが形成さ
れ、底面部は平らな弁座面３４が形成されている。出力
ポート３３は、ピストンロッド２４と同軸上に形成さ
れ、ピストンロッド２４の下端に固設された弁体３５が
弁座面３４に当接・離間することで、バルブを開閉する
よう構成されている。バルブ本体３１内では、弁体３５
とスペーサ２６とがベローズ３６によって連結され、流
体がバルブ本体３１からシリンダ本体２１側へ漏れない
よう構成されている。そして、そのベローズ３６の容積
変化によって圧縮される空気を逃がすための逃げ孔２８
がシリンダ本体２１の底部に穿設されている。また、ベ
ローズ３６内にはスプリング３７が設けられ、弁体３５
を弁座面３４へ押し付ける付勢力が働くよう構成されて
いる。

【００１４】このシリンダバルブ１０は、スプリング３
７によって弁体３５が弁座面３４に当接して出力ポート
３３側を閉弁するノーマルクローズタイプのものであ
る。そこで、バルブを開ける場合には、図４の状態でシ
リンダ２０のエアポート２５から圧縮エアが供給され
て、ピストン２３が下方から加圧される。すると、ピス
トン２３はシリンダ本体２１内を上昇し、それにともな
ってピストンロッド２４も上昇する。ピストン２３の上
昇は、弁体３５を下方へ付勢するスプリング３７の付勢
力に抗して行われ、ベローズ３６及びスプリング３７を
押し縮めるようにして弁体３５を上昇させる。そこで、
図５に示すように弁体３５が弁座面３４から離間すれ
ば、バルブ本体３１内で入力ポート３２と出力ポート３
３とが連通し、それぞれのポート３２，３３に接続され
た配管内を流体が流れる。一方、図５の状態でピストン
２３下方の圧縮エアが排気されると、ピストン２３に作
用する上方への加圧力が低下し、スプリング３７の弾拡
力によって弁体３５が下方へ押し下げられる。そして、
弁体３５が再び図４に示すように弁座面３４に当接し、
入力ポート３２と出力ポート３３との間が閉弁されて流
体の流れが遮断される。

【００１５】ここで、シリンダ２０に対する圧縮エアの
供給或いは排気は、エアポート２５に接続された不図示
の制御弁によって行われる。この制御弁の動作は、前述
した検出センサ６ａ，６ｂから送られる検出信号に基づ
いて制御されている。即ち、ピストン２３には環状の永
久磁石２９が取り付けられており、その永久磁石２９の
位置が検出センサ６ａ，６ｂによって検出され、検出セ
ンサ６ａ，６ｂからの制御信号に基づいて制御弁が切り
替えられて、圧縮エアの供給或いは排気が制御される。
また、このようなシリンダバルブ１０をメンテナンスす
る場合には、先ず図２に示すように装着されたセンサ保
持キャップ１が取り外される。このとき、前述したよう
に検出センサ６ａ，６ｂを取り扱うようなことは一切な
く、センサ保持キャップ１に対する検出センサ６ａ，６
ｂの位置は一定である。次いで、接続された流路配管か
ら入力ポート３２及び出力ポート３３が分離され、フリ
ーになったシリンダバルブ１０が取り外される。そし
て、取り外されたシリンダバルブ１０は、締結リング５
１の固定ネジ５２が外され、更に締結リング５１が外さ
れることによって、シリンダ本体２１とバルブ本体３１
とが分離される。

【００１６】よって、以上説明した本実施の形態のセン
サ付シリンダ１０によれば、シリンダバルブ１０のメン
テナンスや交換の際に、検出センサ６ａ，６ｂを一切取
り扱うことがなく、メンテナンス後のシリンダバルブ１
０などにセンサ保持キャップ１を取り付けるだけで、検
出センサ６ａ，６ｂを適切な位置に配置させることがで
きるようになった。特に、ポート２５の突設部分に切欠
部分２を位置させるようにすれば、センサ保持キャップ
１をシリンダ本体２１にはめ込む極めて簡単な作業で済
み、検出センサ６ａ，６ｂの取り扱いがとても簡便なも
のとなった。また、切欠部分２の幅によってポート２５
の凸部に当たるまでの回転分だけ円周方向にずらすこと
ができ、また、反対位置に２組のセンサ溝４ａ，４ｂを
設けたので、取り付けの自由度が増した。また、従来の
シリンダバルブは、ボルトなどによってシリンダ本体と
バルブ本体とを締結していたが、シリンダバルブ１０
は、締結リング５１の取り外しによってシリンダ本体２
１とバルブ本体３１とを容易に分離及び締結することが
できるようになった。

【００１７】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態ではシ
リンダバルブ１０のシリンダ２０にセンサ保持キャップ
１を装着する場合を示したが、図６に示す長ストローク
のシリンダ６１単体にセンサ保持キャップ６２を装着す
るなど、シリンダの用途は問わない。また、前記実施の
形態では、円柱形のチューブシリンダに装着するセンサ
保持キャップを示したが、シリンダ本体の形状が角柱で
あってもよい。また、センサ保持キャップ１を固定ネジ
を使ってシリンダ本体に固定させるようにしたが、シリ
ンダ本体と摺接させた際の静摩擦力を大きくして固定さ
せるようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、ピストンストロークをシリン
ダ本体に外装した検出センサで検出するものであって、
前記シリンダ本体の側面部を囲んで嵌合するように、シ
リンダ本体側面の突設部に対応して切り欠かれ、当該シ
リンダ本体側面部と同形に形成されたセンサ保持キャッ
プを有し、そのセンサ保持キャップの外周部には、ピス
トンの動作方向に検出センサを移動自在に装着できるセ
ンサレールが形成された構成としたので、検出センサの
取り扱いがより簡便な形状のセンサ付シリンダを提供す
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダバルブのシリンダに装着するセンサ保
持キャップを示した図である。

【図２】センサ保持キャップを装着したシリンダバルブ
を示した図である。

【図３】センサ保持キャップを取り外したシリンダバル
ブを示した図である。

【図４】シリンダバルブを示した閉弁時の断面図であ
る。

【図５】シリンダバルブを示した開弁時の断面図であ
る。

【図６】センサ保持キャップを装着するセンサ付シリン
ダを示した図である。

【図７】従来のシリンダバルブを示した図である。

【図８】従来のセンサ付シリンダを示した図である。

【符号の説明】 １ センサ保持キャップ ３ ストッパ ４ａ，４ｂ センサレール ６ａ，６ｂ 検出センサ １０ シリンダバルブ ２０ シリンダ ２１ シリンダ本体 ２３ ピストン ３０ バルブ ３１ バルブ本体 ５１ 締結リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 稔 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社春日井事業所内 Ｆターム(参考） 3H081 AA03 BB03 DD22 GG06 GG15 GG22 HH05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンストロークをシリンダ本体に外
   装した検出センサで検出するセンサ付シリンダにおい
   て、 前記シリンダ本体の側面部を囲んで嵌合するように、シ
   リンダ本体側面の突設部に対応して切り欠かれ、当該シ
   リンダ本体側面部と同形に形成されたセンサ保持キャッ
   プを有し、 そのセンサ保持キャップの外周部には、ピストンの動作
   方向に検出センサを移動自在に装着できるセンサレール
   が形成されたものであることを特徴とするセンサ付シリ
   ンダ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセンサ付シリンダにお
   いて、 前記センサ保持キャップは、シリンダ本体側面に摺接し
   て嵌合するものであって、シリンダ本体に当接してシリ
   ンダに対する当該センサ保持キャップの位置決めをする
   ための当接部を備えることを特徴とするセンサ付シリン
   ダ。