JP2018071601A - Fluid cylinder - Google Patents

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寿久 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic cylinder including a magnetostriction sensor, which is excellent in mountability for a required external device.SOLUTION: A hydraulic cylinder 10 includes a magnetostriction sensor 51 configured to detect a permanent magnet 21 on a piston 12 to detect a position of the piston 12. At one end of a cylinder tube 11, a head unit 22 is provided, and in the head unit 22, a concave mounting part 43 is provided, which is opened toward the cylinder tube 11 side. Inside the mounting part 43, a sensor body 52 is provided, and seated on a bottom part 57 of the mounting part 43.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、油圧シリンダなどの流体シリンダに関するものであって、特にピストンの位置を検出するためのセンサを有する流体シリンダに関するものである。   The present invention relates to a fluid cylinder such as a hydraulic cylinder, and more particularly to a fluid cylinder having a sensor for detecting the position of a piston.

特許文献1には、ピストンの位置を検出するための磁歪センサを有する流体シリンダが開示されている。
この特許文献1に開示された流体シリンダにおいては、前記磁歪センサのセンサ本体が、流体シリンダのヘッド側のボトム部材のセンサ装着部に対して、シリンダチューブの反対側である基端面の開口から装着されている。なお、特許文献1においては、シリンダチューブの基端側にボトム部材が配置され、シリンダチューブの先端側にシリンダヘッドと称する部材が配置されている。
Patent Document 1 discloses a fluid cylinder having a magnetostrictive sensor for detecting the position of a piston.
In the fluid cylinder disclosed in Patent Document 1, the sensor body of the magnetostrictive sensor is mounted from the opening on the base end surface opposite to the cylinder tube with respect to the sensor mounting portion of the bottom member on the head side of the fluid cylinder. Has been. In Patent Document 1, a bottom member is disposed on the proximal end side of the cylinder tube, and a member called a cylinder head is disposed on the distal end side of the cylinder tube.

特開2015−31298号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-3298

従って、特許文献1の構成においては、センサ本体のセンサ装着部への装着を可能にするためには、シリンダのヘッド側の前記ボトム部材にシリンダチューブの反対側の基端面に開口する挿通孔を形成して、その挿通孔を通してセンサ本体を装着する必要がある。そして、この挿通孔は、センサ本体の挿通を可能にするために、センサ本体の外径より大きな内径が必要になる。従って、この挿通孔に存在のために、ヘッドユニットを構成するボトム部材の端面にクレビスや細い雄ネジを形成することが困難になり、このような場合、所要の装置に対してシリンダを搭載できないおそれがある。   Therefore, in the configuration of Patent Document 1, in order to allow the sensor body to be mounted on the sensor mounting portion, the bottom member on the cylinder head side has an insertion hole that opens on the base end surface on the opposite side of the cylinder tube. It is necessary to form and mount the sensor body through the insertion hole. The insertion hole requires an inner diameter larger than the outer diameter of the sensor body in order to allow the sensor body to be inserted. Therefore, due to the presence of the insertion hole, it becomes difficult to form a clevis or a thin male screw on the end surface of the bottom member constituting the head unit. In such a case, the cylinder cannot be mounted on a required device. There is a fear.

本発明の目的は、前記のような問題点を解消して、搭載性に優れた流体シリンダを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a fluid cylinder excellent in mountability.

上記の目的を達成するために、本発明においては、ピストンに設けた磁石を検出することにより、ピストンの位置を検出するセンサが設けられた流体シリンダにおいて、シリンダチューブの一端にヘッドユニットが設けられるとともに、そのヘッドユニットの内部にセンサ本体が設けられ、ピストンロッド内の中心位置には前記センサ本体から励起パルスが送出される磁歪線が設けられ、前記ヘッドユニットにはシリンダチューブ側に開口する装着部が設けられ、その装着部内に前記センサ本体が装着されるとともに、装着部の底部にそのセンサ本体が着座されたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, a head unit is provided at one end of a cylinder tube in a fluid cylinder provided with a sensor for detecting the position of the piston by detecting a magnet provided in the piston. In addition, a sensor main body is provided inside the head unit, a magnetostrictive line for sending an excitation pulse from the sensor main body is provided at the center position in the piston rod, and the head unit is attached to the cylinder tube. The sensor main body is mounted in the mounting portion, and the sensor main body is seated on the bottom of the mounting portion.

以上の構成においては、ヘッドユニットのシリンダチューブ側に開口するセンサのセンサ本体が装着部の底部に着座された状態で装着されているため、ヘッドユニットに、センサ本体の外径以上の内径の挿通孔を設ける必要がなく、ヘッドユニットの取付け部の形状の制約が少なくなり、所要の装置に対する流体シリンダの搭載性が向上する。   In the above configuration, since the sensor main body of the sensor that opens to the cylinder tube side of the head unit is mounted in a state of being seated on the bottom of the mounting portion, the inner diameter of the sensor unit that is larger than the outer diameter of the sensor main body is inserted. There is no need to provide a hole, the restriction on the shape of the mounting portion of the head unit is reduced, and the mountability of the fluid cylinder to the required device is improved.

本発明によれば、センサ本体をヘッドユニットの内部に装着する流体シリンダであっても、搭載性に優れた流体シリンダを得ることができる。   According to the present invention, a fluid cylinder excellent in mountability can be obtained even in a fluid cylinder in which the sensor body is mounted inside the head unit.

第1実施形態の流体シリンダの断面図。Sectional drawing of the fluid cylinder of 1st Embodiment. 第1実施形態の流体シリンダの一部拡大断面図。The partial expanded sectional view of the fluid cylinder of 1st Embodiment. 第1実施形態の流体シリンダの平面図。The top view of the fluid cylinder of 1st Embodiment. 第1実施形態の流体シリンダの側面図。The side view of the fluid cylinder of 1st Embodiment. 第2実施形態の流体シリンダの断面図。Sectional drawing of the fluid cylinder of 2nd Embodiment. 第2実施形態の流体シリンダの一部拡大断面図。The partial expanded sectional view of the fluid cylinder of 2nd Embodiment. 第2実施形態の流体シリンダの平面図。The top view of the fluid cylinder of 2nd Embodiment. 第3実施形態の流体シリンダの側面図。The side view of the fluid cylinder of 3rd Embodiment. 第3実施形態の流体シリンダの断面図。Sectional drawing of the fluid cylinder of 3rd Embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図4の図面に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、油圧シリンダ10のシリンダチューブ11の内部にはピストン12が挿入されており、そのピストン12は、ピストンヘッド13と、そのピストンヘッド13に固着された円筒状のピストンロッド16とを備えている。そして、ピストン12は、ピストンロッド16がシリンダチューブ11の先端から出没するように移動される。シリンダチューブ11の先端部にはロッド側ポート17が配置され、このロッド側ポート17を介してロッド側油室18と外部配管(図示しない)との間において作動流体としての作動油が出入りされる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings of FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, a piston 12 is inserted into a cylinder tube 11 of the hydraulic cylinder 10, and the piston 12 has a piston head 13 and a cylindrical shape fixed to the piston head 13. And a piston rod 16. Then, the piston 12 is moved so that the piston rod 16 protrudes from the tip of the cylinder tube 11. A rod side port 17 is disposed at the tip of the cylinder tube 11, and hydraulic oil as a working fluid enters and exits between the rod side oil chamber 18 and an external pipe (not shown) via the rod side port 17. .

前記ピストンヘッド13の内部であって、シリンダチューブ11の内周面寄りの位置には環状の永久磁石21が設けられている。
シリンダチューブ11のヘッド側(図1の右側)には、四角柱状の外形を有するヘッドユニット22が固定され、このヘッドユニット22には、ロッド側から順に、環状の固定部材23,環状のポート部材24及び有底環状のボトム部材25が備えられている。そして、図3及び図4に示すように、固定部材23及びポート部材24の挿通孔27を通るボルト28がボトム部材25の雌ネジ29に螺合されて、このボルト28により固定部材23,ポート部材24及びボトム部材25が一体的に締結されている。
An annular permanent magnet 21 is provided in the piston head 13 at a position near the inner peripheral surface of the cylinder tube 11.
A head unit 22 having a quadrangular prism shape is fixed to the head side (right side in FIG. 1) of the cylinder tube 11. An annular fixing member 23 and an annular port member are sequentially attached to the head unit 22 from the rod side. 24 and a bottomed annular bottom member 25 are provided. 3 and 4, a bolt 28 passing through the insertion hole 27 of the fixing member 23 and the port member 24 is screwed into a female screw 29 of the bottom member 25, and the fixing member 23 and the port are connected by the bolt 28. The member 24 and the bottom member 25 are integrally fastened.

図1及び図2に示すように、シリンダチューブ11のヘッド側の外周の環状溝31には金属線材よりなる固定リング32が嵌合されている。この固定リング32に前記固定部材23の内周の環状斜面33が係合されていて、この係合により、ヘッドユニット22のヘッド側への移動が阻止されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a fixing ring 32 made of a metal wire is fitted in an annular groove 31 on the outer periphery on the head side of the cylinder tube 11. An annular inclined surface 33 on the inner periphery of the fixing member 23 is engaged with the fixing ring 32, and movement of the head unit 22 toward the head side is prevented by this engagement.

前記ポート部材24は、そのロッド側及びヘッド側にフランジ部34を有しており、ロッド側のフランジ部34がパッキン35を介してシリンダチューブ11の外周面に嵌合されるとともに、ヘッド側のフランジ部34がパッキン35を介して前記ボトム部材25のフランジ部36の外周面に嵌合されている。また、ロッド側のフランジ部34の同ロッド側端面が前記固定部材23に接合されるとともに、ヘッド側のフランジ部34がボトム部材25のロッド側の段差面37に接合されている。   The port member 24 has flange portions 34 on the rod side and the head side, and the rod side flange portion 34 is fitted to the outer peripheral surface of the cylinder tube 11 via the packing 35, A flange portion 34 is fitted to the outer peripheral surface of the flange portion 36 of the bottom member 25 via a packing 35. The rod-side end surface of the rod-side flange portion 34 is joined to the fixing member 23, and the head-side flange portion 34 is joined to the rod-side step surface 37 of the bottom member 25.

ポート部材24の両フランジ部34間の内周には突条38が形成され、そのロッド側の面は前記ピストンヘッド13のヘッド側の移動端を形成する規制面39になっている。なお、ピストンヘッド13のロッド側の移動端はシリンダチューブ11の先端部の内部の規制部材40によって規制される。前記突条38の部分において、ポート部材24にはヘッド側ポート41が貫設されている。このヘッド側ポート41はヘッド側油室42に開口しており、このヘッド側油室42と外部配管(図示しない)との間において作動油がヘッド側ポート41を介して出入りされる。   A protrusion 38 is formed on the inner periphery between both flange portions 34 of the port member 24, and the rod side surface thereof is a restriction surface 39 that forms the head side moving end of the piston head 13. The rod-side moving end of the piston head 13 is regulated by a regulating member 40 inside the tip of the cylinder tube 11. In the portion of the protrusion 38, the port member 24 has a head side port 41 penetrating therethrough. The head-side port 41 opens into the head-side oil chamber 42, and hydraulic oil enters and exits between the head-side oil chamber 42 and external piping (not shown) via the head-side port 41.

前記ボトム部材25のロッド側には前記ヘッド側油室42と対向して同ヘッド側油室42に連通する装着部43が凹設され、その装着部43は、ロッド側の大径部44と、ヘッド側の小径部45とによって構成されている。大径部44内には磁歪センサ51のセンサ本体52が収容され、大径部44の底部57に着座されている。磁歪センサ51は、そのセンサ本体52からロッド側に向かって耐圧パイプ53が延びており、この耐圧パイプ53はピストンロッド16の内部に挿入されている。耐圧パイプ53内には磁歪線54が挿通されている。   A mounting portion 43 facing the head side oil chamber 42 and communicating with the head side oil chamber 42 is recessed on the rod side of the bottom member 25, and the mounting portion 43 includes a large diameter portion 44 on the rod side. And a small-diameter portion 45 on the head side. A sensor main body 52 of the magnetostrictive sensor 51 is accommodated in the large diameter portion 44 and is seated on the bottom 57 of the large diameter portion 44. The magnetostrictive sensor 51 has a pressure-resistant pipe 53 extending from the sensor body 52 toward the rod, and the pressure-resistant pipe 53 is inserted into the piston rod 16. A magnetostrictive wire 54 is inserted into the pressure-resistant pipe 53.

そして、センサ本体52から磁歪線54に励起パルスが送出され、この励起パルスに対して前記永久磁石21の外部磁場が作用すると、機械的な歪みによるパルスが磁歪線54内に発生される。センサ本体52は、この歪みパルスを受信し、励起パルスの発生から歪みパルスが受信されるまでの時間をカウントして、永久磁石21の位置を演算する。これによって、ピストン12の絶対位置が検出される。   Then, when an excitation pulse is sent from the sensor body 52 to the magnetostrictive wire 54 and an external magnetic field of the permanent magnet 21 acts on this excitation pulse, a pulse due to mechanical distortion is generated in the magnetostrictive wire 54. The sensor main body 52 receives the distortion pulse, counts the time from the generation of the excitation pulse until the distortion pulse is received, and calculates the position of the permanent magnet 21. Thereby, the absolute position of the piston 12 is detected.

前記ヘッド側ポート41は、センサ本体52と、前記ピストンヘッド13が前記規制面39に規制された位置,すなわちピストン12が没入端にある状態の永久磁石21との間に位置している。   The head side port 41 is located between the sensor main body 52 and the position where the piston head 13 is regulated by the regulation surface 39, that is, the permanent magnet 21 in a state where the piston 12 is at the immersive end.

図2に示すように、センサ本体52の外周には大径部44の内周面に係合するパッキン55が巻着されている。シリンダチューブ11のヘッド側の外周縁と、ボトム部材25のフランジ部36の外周縁及び内周縁には、油圧シリンダ10の組み立てに際して、ポート部材24及びセンサ本体52のパッキン35,55とシリンダチューブ11及びフランジ部36の先端との干渉を低減するための面取り56が形成されている。ポート部材24の突条38とセンサ本体52との間には、付勢手段としてのウェーブワッシャ58が介在され、このウェーブワッシャ58のバネ力によりセンサ本体52が前記大径部44の底部57に対する着座方向に付勢されている。   As shown in FIG. 2, a packing 55 that engages with the inner peripheral surface of the large-diameter portion 44 is wound around the outer periphery of the sensor main body 52. When the hydraulic cylinder 10 is assembled on the outer peripheral edge on the head side of the cylinder tube 11 and the outer peripheral edge and inner peripheral edge of the flange portion 36 of the bottom member 25, the packing 35 and 55 of the port member 24 and the sensor body 52 and the cylinder tube 11 are assembled. A chamfer 56 is formed to reduce interference with the tip of the flange portion 36. A wave washer 58 as an urging means is interposed between the protrusion 38 of the port member 24 and the sensor main body 52, and the sensor main body 52 is against the bottom 57 of the large diameter portion 44 by the spring force of the wave washer 58. It is biased in the seating direction.

図1に示すように、ボトム部材25の基端部外周面にはケーブルグランド59が取り付けられ、そのケーブルグランド59とセンサ本体52との間の給電線60が前記小径部45内を通っている。ボトム部材25のヘッド側の端面には、油圧シリンダ10を所要の外部装置に取り付けるための取付部61が一体形成されている。本実施形態では、取付部61は雄ネジによって構成されている。   As shown in FIG. 1, a cable gland 59 is attached to the outer peripheral surface of the base end portion of the bottom member 25, and a power supply line 60 between the cable gland 59 and the sensor body 52 passes through the small diameter portion 45. . An attachment portion 61 for attaching the hydraulic cylinder 10 to a required external device is integrally formed on the end surface of the bottom member 25 on the head side. In the present embodiment, the attachment portion 61 is constituted by a male screw.

次に、第1実施形態の油圧シリンダ10の作用を説明する。
本実施形態の油圧シリンダ10を組み立てる場合は、ピストン12が組み込まれたシリンダチューブ11の外周に固定部材23を外嵌するとともに、環状溝31に固定リング32を嵌め込んで、固定部材23の図3の右側への抜け止めを阻止する状態にする。
Next, the operation of the hydraulic cylinder 10 of the first embodiment will be described.
When assembling the hydraulic cylinder 10 of the present embodiment, the fixing member 23 is fitted on the outer periphery of the cylinder tube 11 in which the piston 12 is incorporated, and the fixing ring 32 is fitted in the annular groove 31. 3 is prevented from coming off to the right.

その後、ポート部材24の一方のフランジ部34をシリンダチューブ11の外周に嵌合するとともに、ポート部材24の他方のフランジ部34にボトム部材25のフランジ部36を嵌合する。このとき、ボトム部材25の装着部43には、あらかじめ磁歪センサ51のセンサ本体52が装着されて、装着部43の底部57に着座されるとともに、ウェーブワッシャ58が取り付けられている。そして、ボトム部材25及びポート部材24とシリンダチューブ11との組み付けにともない、磁歪センサ51の耐圧パイプ53がシリンダチューブ11内のピストンヘッド13及びピストンロッド16内に挿入される。   Thereafter, one flange portion 34 of the port member 24 is fitted to the outer periphery of the cylinder tube 11, and the flange portion 36 of the bottom member 25 is fitted to the other flange portion 34 of the port member 24. At this time, the sensor main body 52 of the magnetostrictive sensor 51 is mounted in advance on the mounting portion 43 of the bottom member 25 and is seated on the bottom portion 57 of the mounting portion 43, and a wave washer 58 is mounted. As the bottom member 25 and the port member 24 and the cylinder tube 11 are assembled, the pressure-resistant pipe 53 of the magnetostrictive sensor 51 is inserted into the piston head 13 and the piston rod 16 in the cylinder tube 11.

この状態で、ボルト28を締め付ければ、固定部材23,ポート部材24及びボトム部材25が一体化されるとともに、シリンダチューブ11に組み付けられたヘッドユニット22が構成される。このヘッドユニット22は、固定リング32と環状斜面33との係合によりヘッド側への移動が阻止されるとともに、シリンダチューブ11のヘッド側の端面とポート部材24の突条38との係合によりロッド側への移動が阻止される。また、磁歪センサ51のセンサ本体52はウェーブワッシャ58の付勢力により、装着部43の大径部44の底部57に圧接状態で着座される。この状態において、油圧シリンダ10が取付部61において所要の外部機器に取り付けられる。   If the bolts 28 are tightened in this state, the fixing member 23, the port member 24 and the bottom member 25 are integrated, and the head unit 22 assembled to the cylinder tube 11 is configured. The head unit 22 is prevented from moving to the head side by the engagement of the fixing ring 32 and the annular inclined surface 33, and by the engagement of the end surface on the head side of the cylinder tube 11 and the protrusion 38 of the port member 24. Movement to the rod side is prevented. Further, the sensor main body 52 of the magnetostrictive sensor 51 is seated in pressure contact with the bottom 57 of the large diameter portion 44 of the mounting portion 43 by the urging force of the wave washer 58. In this state, the hydraulic cylinder 10 is attached to a required external device at the attachment portion 61.

そして、ピストン12が突出方向または没入方向に移動されるときには、磁歪センサ51の作用により、ピストン12の移動位置が検出される。
第1実施形態においては、以下の効果がある。
When the piston 12 is moved in the projecting direction or the immersion direction, the moving position of the piston 12 is detected by the action of the magnetostrictive sensor 51.
The first embodiment has the following effects.

(1)ヘッドユニット22にはシリンダチューブ11側に開口する凹状の装着部43が設けられ、その装着部43内に前記センサ本体52が装着されるとともに、装着部43の大径部44の底部57にセンサ本体52が着座されている。このため、ヘッドユニットのヘッド側の端部からセンサ本体を装着する従来構成とは異なり、ヘッドユニット22にセンサ本体52を通すための挿通孔を設ける必要がなく、ヘッドユニット22のヘッド側の端部の形状の制約が少なくなる。従って、ヘッドユニット22のヘッド側端部の形状の自在性が増し、適切な構造の取付部61を形成して所要の外部装置に対する油圧シリンダ10の搭載性を向上できる。   (1) The head unit 22 is provided with a concave mounting portion 43 that opens to the cylinder tube 11 side. The sensor main body 52 is mounted in the mounting portion 43 and the bottom portion of the large-diameter portion 44 of the mounting portion 43. A sensor main body 52 is seated on 57. Therefore, unlike the conventional configuration in which the sensor main body is mounted from the head side end of the head unit, there is no need to provide an insertion hole for passing the sensor main body 52 through the head unit 22, and the head side end of the head unit 22 is not required. There are fewer restrictions on the shape of the part. Accordingly, the flexibility of the shape of the head side end portion of the head unit 22 is increased, and the mounting portion 61 having an appropriate structure can be formed to improve the mountability of the hydraulic cylinder 10 to a required external device.

(2)センサ本体52がヘッド側油室42に面しているため、センサ本体52とピストンヘッド13との間の距離を短くすることができて、油圧シリンダ10の全長を短くできる。   (2) Since the sensor main body 52 faces the head-side oil chamber 42, the distance between the sensor main body 52 and the piston head 13 can be shortened, and the overall length of the hydraulic cylinder 10 can be shortened.

(3)ピストンヘッド13とセンサ本体52との間の距離がシリンダチューブ11とボトム部材25との間のポート部材24の突条38の厚さ,すなわちシリンダ軸方向寸法によって決定される。従って、適当な厚さの突条38を有するポート部材24を選択することにより、センサ本体52とヘッド側の移動端に位置した永久磁石21との間の距離を、センサ動作不良を生じない最短距離とすることができる。従って、前記と同様に油圧シリンダ10の全長を短くできる。言い換えれば、ヘッド側ポート41が前記最短距離と対応する位置に配置されるため、油圧シリンダ10の全長を短くできる。   (3) The distance between the piston head 13 and the sensor body 52 is determined by the thickness of the ridge 38 of the port member 24 between the cylinder tube 11 and the bottom member 25, that is, the cylinder axial dimension. Therefore, by selecting the port member 24 having the protrusions 38 having an appropriate thickness, the distance between the sensor main body 52 and the permanent magnet 21 located at the moving end on the head side is set to the shortest time that does not cause sensor malfunction. It can be a distance. Accordingly, the overall length of the hydraulic cylinder 10 can be shortened as described above. In other words, since the head-side port 41 is disposed at a position corresponding to the shortest distance, the overall length of the hydraulic cylinder 10 can be shortened.

(4)ヘッド側ポート41を、前述したセンサ動作不良を生じない最短距離にあるセンサ本体52と永久磁石21との間に配置したことにより、ヘッド側ポート41の配置によって油圧シリンダ10の全長が長くなることを回避できて、油圧シリンダ10を短くできる。   (4) Since the head side port 41 is disposed between the sensor main body 52 and the permanent magnet 21 at the shortest distance that does not cause the above-described sensor malfunction, the total length of the hydraulic cylinder 10 is increased by the arrangement of the head side port 41. The hydraulic cylinder 10 can be shortened by avoiding an increase in length.

(5)センサ本体52を装着部43の大径部44の底部57に対する着座の方向へ付勢するウェーブワッシャ58を設けたことにより、センサ本体52を定位置において安定状態で保持できるとともに、センサ本体52の変形を防止できる。従って、磁歪センサ51によるピストン12の正確な位置検出が可能となる。これに対して、センサ本体52を前記底部57に着座させるためにネジを用いてセンサ本体52を押圧した場合は、ネジが緩むとセンサ本体52がガタ付き、逆にネジを締付け過ぎると、センサ本体52が変形するおそれがあり、いずれの場合もピストン12の位置検出を正確にできないおそれがある。   (5) By providing the wave washer 58 that urges the sensor main body 52 in the seating direction with respect to the bottom 57 of the large-diameter portion 44 of the mounting portion 43, the sensor main body 52 can be held in a stable state at a fixed position. The deformation of the main body 52 can be prevented. Therefore, it is possible to accurately detect the position of the piston 12 by the magnetostrictive sensor 51. On the other hand, when the sensor main body 52 is pressed using a screw to seat the sensor main body 52 on the bottom portion 57, the sensor main body 52 becomes loose when the screw is loosened. The main body 52 may be deformed, and in any case, the position of the piston 12 may not be detected accurately.

(6)ボトム部材25がポート部材24と別体であるため、センサ本体52の大きさに合わせた装着部43や、所要の形状の取付部61などを有するボトム部材25を選択することができる。また、センサ本体52の検出能力に合わせた厚さ,すなわちシリンダ軸方向寸法の突条38や、単位時間当たりの油流量に合わせた内径のヘッド側ポート41を有するポート部材24を選択できる。従って、油圧シリンダ10として各種の機能や性能の要求に柔軟に対応することができる。   (6) Since the bottom member 25 is separate from the port member 24, it is possible to select the bottom member 25 having the mounting portion 43 that matches the size of the sensor body 52, the mounting portion 61 having a required shape, and the like. . Further, it is possible to select a port member 24 having a protrusion 38 having a thickness matching the detection capability of the sensor body 52, that is, a cylinder axial dimension, and a head-side port 41 having an inner diameter matching the oil flow rate per unit time. Therefore, the hydraulic cylinder 10 can flexibly meet various functions and performance requirements.

(7)油圧シリンダ10の全長を短くするためには、センサ本体52をヘッド側油室42に面するように組み込むことが好ましい。この構成において、実施形態とは異なり、シリンダチューブ11とヘッドユニット22とが一体である場合は、センサ本体52をシリンダチューブ11を通してヘッドユニット22に装着する必要がある。従って、シリンダチューブ11として、センサ本体52の外径より小さな内径のものを用いることができないという制約がある。これに対して、本実施形態においては、装着部43を有するボトム部材25が別体であるため、前記のような制約は存在せず、シリンダチューブ11の内径がセンサ本体52の外径より小さくても、センサ本体52をヘッドユニット22に装着できる。   (7) In order to shorten the overall length of the hydraulic cylinder 10, it is preferable to incorporate the sensor body 52 so as to face the head-side oil chamber 42. In this configuration, unlike the embodiment, when the cylinder tube 11 and the head unit 22 are integrated, the sensor main body 52 needs to be attached to the head unit 22 through the cylinder tube 11. Therefore, there is a restriction that a cylinder tube 11 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the sensor body 52 cannot be used. On the other hand, in this embodiment, since the bottom member 25 having the mounting portion 43 is a separate body, there is no such restriction, and the inner diameter of the cylinder tube 11 is smaller than the outer diameter of the sensor body 52. However, the sensor main body 52 can be attached to the head unit 22.

(8)ボトム部材25が角柱状をなしているため、その外周面には平面が形成されている。このため、ケーブルグランド59をボトム部材25の外周面に安定状態で保持できる。   (8) Since the bottom member 25 has a prismatic shape, a flat surface is formed on the outer peripheral surface thereof. For this reason, the cable gland 59 can be held on the outer peripheral surface of the bottom member 25 in a stable state.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図5〜図8の図面に基づいて説明する。
図5及び図6に示すように、第2実施形態においては、第1実施形態の固定部材23及び固定リング32は設けられていない。ポート部材24はシリンダチューブ11の外周に溶接によって固定されている。シリンダチューブ11には、ポート部材24のヘッド側ポート41と連通するポート孔71が形成されている。このポート孔71及びヘッド側ポート41は、センサ本体52とヘッド側の移動端に移動した永久磁石21との間におけるセンサ動作不良を生じない最短距離の位置と対向する位置に配置されている。
(Second embodiment)
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing of FIGS.
As shown in FIGS. 5 and 6, in the second embodiment, the fixing member 23 and the fixing ring 32 of the first embodiment are not provided. The port member 24 is fixed to the outer periphery of the cylinder tube 11 by welding. A port hole 71 communicating with the head side port 41 of the port member 24 is formed in the cylinder tube 11. The port hole 71 and the head-side port 41 are disposed at a position facing the shortest distance between the sensor main body 52 and the permanent magnet 21 that has moved to the moving end on the head side so as not to cause a malfunction of the sensor.

図5,図7及び図8に示すように、ボトム部材25には外周方向に張り出すフランジ72が形成されている。ボトム部材25の基端にはバックプレート73が取り付けられ、そのバックプレート73のボルト挿通孔75及び前記フランジ72のボルト挿通孔74を挿通するボルト76がポート部材24のネジ孔77に螺合されて、バックプレート73を介してボトム部材25がポート部材24に締結されている。   As shown in FIGS. 5, 7 and 8, the bottom member 25 is formed with a flange 72 projecting in the outer peripheral direction. A back plate 73 is attached to the base end of the bottom member 25, and a bolt 76 that passes through the bolt insertion hole 75 of the back plate 73 and the bolt insertion hole 74 of the flange 72 is screwed into the screw hole 77 of the port member 24. The bottom member 25 is fastened to the port member 24 via the back plate 73.

図6に示すように、装着部43の開口縁にはセンサ本体52のパッキン55との干渉を避けるための面取り56が形成されている。
シリンダチューブ11の基端内周面には斜面78が形成され、ボトム部材25の大径部44の開口部には段差79が形成され、この斜面78と段差79との間には、環状のスペーサ80が保持されている。スペーサ80の外周のロッド側端部には前記斜面78と係合する斜面81が形成されるとともに、ヘッド側端部には斜面82が形成されている。このスペーサ80とセンサ本体52との間にウェーブワッシャ58が介在され、このウェーブワッシャ58により、スペーサ80がシリンダチューブ11の斜面78に保持されるとともに、前記第1実施形態と同様に、センサ本体52が大径部44の底部57に対する着座状態に保持されている。そして、スペーサ80のロッド側の端面によってピストンヘッド13の後退端が規制される。従って、スペーサ80のロッド側の端面によって、ピストン12の没入端を規制するための規制面39が形成されている。スペーサ80のロッド側の端面には、スペーサ80に対するピストンヘッド13の密着を回避して、ピストン12の突出方向への移動を容易にするための溝83が形成されている。
As shown in FIG. 6, a chamfer 56 for avoiding interference with the packing 55 of the sensor main body 52 is formed on the opening edge of the mounting portion 43.
A slope 78 is formed on the inner peripheral surface of the proximal end of the cylinder tube 11, and a step 79 is formed at the opening of the large-diameter portion 44 of the bottom member 25, and an annular shape is formed between the slope 78 and the step 79. A spacer 80 is held. A slope 81 that engages with the slope 78 is formed at the rod side end of the outer periphery of the spacer 80, and a slope 82 is formed at the head side end. A wave washer 58 is interposed between the spacer 80 and the sensor main body 52. The wave washer 58 holds the spacer 80 on the inclined surface 78 of the cylinder tube 11, and the sensor main body as in the first embodiment. 52 is held in a seated state with respect to the bottom 57 of the large diameter portion 44. The retracted end of the piston head 13 is regulated by the end surface of the spacer 80 on the rod side. Therefore, a regulating surface 39 for regulating the immersion end of the piston 12 is formed by the rod-side end surface of the spacer 80. On the rod-side end face of the spacer 80, a groove 83 is formed for avoiding the close contact of the piston head 13 with the spacer 80 and facilitating movement of the piston 12 in the protruding direction.

この第2実施形態においては、給電線60はバックプレート73の孔84を通して外部に突出されている。従って、ボトム部材25の端面には前記第1実施形態の取付部61は設けられていない。なお、装着部43の小径部45の底部とセンサ本体52との間には充填材85が設けられている。ヘッドユニット22は、バックプレート73を把持する図示しない部材を介して所要装置に取り付けられる。   In the second embodiment, the power supply line 60 protrudes outside through the hole 84 of the back plate 73. Therefore, the mounting portion 61 of the first embodiment is not provided on the end surface of the bottom member 25. A filler 85 is provided between the bottom of the small diameter portion 45 of the mounting portion 43 and the sensor main body 52. The head unit 22 is attached to a required device via a member (not shown) that holds the back plate 73.

本実施形態においては、前記第1実施形態とほぼ同様な効果を得るとともに、下記の効果を得ることができる。
(9)スペーサ80として、厚さの薄いもの,すなわち油圧シリンダ10の軸方向寸法が小さいものを用いれば、ポート部材24をピストンヘッド13とシリンダ径方向においてラップさせることが可能であるため、油圧シリンダ10の全長を短くできる。
In the present embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained.
(9) If the spacer 80 is thin, that is, the axial dimension of the hydraulic cylinder 10 is small, the port member 24 can be wrapped with the piston head 13 in the cylinder radial direction. The overall length of the cylinder 10 can be shortened.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図9に基づいて説明する。
第3実施形態においては、前記第2実施形態と同様に、ポート部材24がシリンダチューブ11に溶着されている。ボトム部材25のロッド側の端部には外周方向に張り出すフランジ72が形成され、このフランジ72のボルト挿通孔74を通るボルト91によってポート部材24とボトム部材25とが締結されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the port member 24 is welded to the cylinder tube 11 as in the second embodiment. A flange 72 projecting in the outer circumferential direction is formed at the end of the bottom member 25 on the rod side, and the port member 24 and the bottom member 25 are fastened by a bolt 91 that passes through a bolt insertion hole 74 of the flange 72.

ボトム部材25の後端にはクレビス92が形成されている。
従って、本実施形態においては、前記第2実施形態とほぼ同様な効果を得ることができる。
A clevis 92 is formed at the rear end of the bottom member 25.
Therefore, in the present embodiment, substantially the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

(変更例)
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
(Example of change)
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be embodied in the following manner.

・センサ本体52を着座方向に付勢するウェーブワッシャ58に代えて、板バネ,ゴム状弾性体などの他の付勢手段を用いること。
・本発明を空圧シリンダや水圧シリンダにおいて具体化すること。
Instead of the wave washer 58 that urges the sensor body 52 in the seating direction, other urging means such as a leaf spring or a rubber-like elastic body is used.
-The present invention is embodied in a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.

10…流体シリンダ、11…シリンダチューブ、12…ピストン、13…ピストンヘッド、16…ピストンロッド、21…永久磁石、22…ヘッドユニット、23…固定部材、24…ポート部材、25…ボトム部材、39…規制面、42…ヘッド側油室、43…装着部、51…磁歪センサ、52…センサ本体、54…磁歪線、58…ウェーブワッシャ、61…取付部、80…スペーサ、92…クレビス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fluid cylinder, 11 ... Cylinder tube, 12 ... Piston, 13 ... Piston head, 16 ... Piston rod, 21 ... Permanent magnet, 22 ... Head unit, 23 ... Fixed member, 24 ... Port member, 25 ... Bottom member, 39 Reference surface, 42 ... head side oil chamber, 43 ... mounting portion, 51 ... magnetostrictive sensor, 52 ... sensor body, 54 ... magnetostrictive wire, 58 ... wave washer, 61 ... mounting portion, 80 ... spacer, 92 ... clevis.

Claims (9)

ピストンに設けた磁石を検出することにより、ピストンの位置を検出するセンサが設けられた流体シリンダにおいて、
シリンダチューブの一端にヘッドユニットが設けられるとともに、そのヘッドユニットの内部にセンサ本体が設けられ、ピストンロッド内の中心位置には前記センサ本体から励起パルスが送出される磁歪線が設けられ、前記ヘッドユニットにはシリンダチューブ側に開口する装着部が設けられ、その装着部内に前記センサ本体が装着されるとともに、装着部の底部にそのセンサ本体が着座された流体シリンダ。
In the fluid cylinder provided with a sensor for detecting the position of the piston by detecting the magnet provided on the piston,
A head unit is provided at one end of the cylinder tube, a sensor main body is provided inside the head unit, and a magnetostrictive wire for sending an excitation pulse from the sensor main body is provided at a central position in the piston rod. The unit is provided with a mounting portion that opens on a cylinder tube side, the sensor main body is mounted in the mounting portion, and the sensor main body is seated on the bottom of the mounting portion.
前記ヘッドユニットは、前記装着部を有するボトム部材と、そのボトム部材のロッド側に位置し、作動流体が出入りされるポートを有するポート部材とを備えた請求項1に記載の流体シリンダ。   2. The fluid cylinder according to claim 1, wherein the head unit includes a bottom member having the mounting portion and a port member that is located on a rod side of the bottom member and has a port through which a working fluid enters and exits. 前記ポートは、前記センサ本体と、ピストンが没入端にある状態の磁石との間に位置に対応して配置されている請求項2に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 2, wherein the port is disposed between the sensor main body and a magnet in a state where the piston is at an immersive end in correspondence with a position. 前記センサ本体を前記着座される方向へ付勢する付勢手段を設けた請求項2または3に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 2, further comprising an urging unit that urges the sensor body in the seating direction. 前記付勢手段を前記ポート部材と前記センサ本体との間に介在されたウェーブワッシャにより構成した請求項4に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 4, wherein the urging means is constituted by a wave washer interposed between the port member and the sensor body. 前記ヘッドユニットは、シリンダチューブの外周に固定された固定部材と、外部装置に取付けるための取付部を有するボトム部材とを備え、前記ポート部材は、前記固定部材とボトム部材との間に挟持された請求項2〜5のうちのいずれか一項に記載の流体シリンダ。   The head unit includes a fixing member fixed to the outer periphery of the cylinder tube and a bottom member having an attachment portion for attachment to an external device, and the port member is sandwiched between the fixing member and the bottom member. The fluid cylinder according to any one of claims 2 to 5. 前記ポート部材は、ピストンの没入側の移動端を規制するための規制面を有する請求項6に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 6, wherein the port member has a restricting surface for restricting a moving end of the immersive side of the piston. 前記ボトム部材のロッド側に、ピストンの没入側の移動端を規制するための規制面を有するスペーサが備えられた請求項4に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 4, wherein a spacer having a regulating surface for regulating a moving end of the piston on the rod side of the bottom member is provided. 前記付勢手段を前記ポート部材と前記スペーサとの間に介在されたウェーブワッシャにより構成した請求項8に記載の流体シリンダ。   The fluid cylinder according to claim 8, wherein the biasing means is constituted by a wave washer interposed between the port member and the spacer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3160836A (en) * 1960-07-01 1964-12-08 Guerin Engineering Inc Electrohydraulic actuator
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