JP5192059B2 - 直線作動機の位置検出機構取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、直線作動機の位置検出機構取付構造に関する。

直線作動機は、固定筒体に対して進退動する可動部をアクチュエータとして利用するもので、動力源として、油圧・空気圧を利用するピストン・シリンダ方式のものと、モータの回転をボールねじ機構等を利用して直線運動に変換する電動式のものが知られている。そして、可動部の作動位置を検出するため、直線作動機には、リミットスイッチや、近接スイッチ等の位置検出部材を具えたものが提案されている。その例として、以下に示すものがある。

実開昭５７−４２２０１号公報 特開平９−２５０５０９号公報

特許文献１には、流体圧シリンダの外側近接位置に非磁性体材料からなるピストン位置検出用シリンダを平行に固定するとともに、上記両シリンダのピストンロッドの互いの先端部を連結具によって連結してなる、流体圧シリンダのピストン位置検出装置が開示されている。
また、特許文献２には、固定外筒に対して可動部である作動ロッドが伸縮自在に設けられた直線作動機における固定外筒の外周面にその周方向及び軸方向に位置調整自在に固定されるリミットスイッチ機構を有する、直線作動機のリミットスイッチ取付構造が開示されている。

特許文献１のように、近接スイッチを利用したシリンダ式の近接センサ機構の場合、メインテナンスの際に近接センサ機構を分解しなければならず、手間がかかるという問題がある。

そこで、特許文献２のように、シリンダ式の近接センサ機構に比べ容易に分解、組立ができるガイド溝部材式のスイッチ機構が提案されている。しかし、特許文献２のスイッチ機構では、スイッチ及びガイド溝部材が取付フランジによって周方向に保持されているため、周方向にかさ張ることとなり、また、取付フランジの取付位相によっては、ガイド溝部材が捩れ、ストライカの円滑な摺動を阻害するという問題がある。また、取付フランジが直線作動機本体を掴持する構成のため、径の異なる直線作動機ごとに、その直線作動機に合った取付フランジが必要であり、１つのスイッチ機構を径の異なる直線作動機に転用するということができない。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、分解、組立が容易で、省スペースで、ガイド溝部材が捩れることがなく、様々な径の直線作動機に転用できる位置検出機構取付構造を提供することをその目的とする。

本発明は、固定筒体と可動部を有する直線作動機の位置検出機構取付構造であって、
前記位置検出機構が、ガイド溝部材、ガイドロッド及び位置検出部材を具え、
接触式又は非接触式の前記位置検出部材が、検知部、検知部取付ブラケット、移動体及び移動体取付ブラケットを具え、
検出部材が検出部材取付ブラケットに取付けられ、検知部取付ブラケットが取付けられるガイド溝部材が固定筒体にねじ等により固定され、ガイドロッドが可動部に連結具を介して連結され、移動体が取付けられガイドロッドに固定される移動体取付ブラケットがガイド溝部材の溝部を摺動可能に配設され、
前記可動部の進退動に伴って検知部と移動体が重なったとき又は接触したとき信号が発せられることを特徴とする直線作動機の位置検出機構取付構造によって前記課題を解決した。

また、請求項２のように、検知部取付ブラケットがガイド溝部材に着脱可能にされることが好ましい。

そして、請求項３のように、ガイド溝部材が、検知部取付ブラケットと少なくとも１つのビス等による固定部材で挟持される構成が代表的な実施形態である。

また、請求項４のように、検知部取付ブラケットをガイド溝部材に掛止する突起部材が検知部取付ブラケットに設けられるのが好適である。

また、請求項５のように、位置検出機構は直線作動機の外周方向に複数設けることができる。

請求項１の発明によれば、ガイド溝部材が直線作動機の固定筒体にねじ等により取付けられる簡易な取付構造であるため、ガイド溝部材の捩れを防止することができ、また、分解、組立が容易で、メインテナンス時の作業に手間がかからない。さらに、直線作動機の中心軸線から見た場合、位置検出部材がガイド溝部材からさらに外方向に離れるように配置されるため、固定筒体の外周方向に対し位置検出機構の小型化を図ることができる。

また、請求項２のように、検知部取付ブラケットをガイド溝部材に着脱可能とすることにより、事後的に直線作動機の可動部の作動位置の検出箇所（以下、単に「検出箇所」ということがある。）を調整することが可能となる。

また、請求項３のように、ガイド溝部材が、検知部取付ブラケットと少なくとも１つのビス等による固定部材で挟持される構成とすることにより、ガイド溝部材と検知部取付ブラケットの直角面を密着させて、検知部と移動体の距離を正確に管理することができる。

また、請求項４のように、検知部取付ブラケットをガイド溝部材に掛止する突起部材が検知部取付ブラケットに設けられる構成とすることにより、検出箇所の設定、変更を容易とし、確実に取付けることができる。

また、位置検出機構がコンパクトであるため、請求項５のように、直線作動機の外周方向に、位置検出機構を複数設ける構成としてもよい。このようにすることにより、検出箇所が多数ある場合や、複数の検出箇所が隣接する場合、至近距離の場合にも対応することができる。

（ａ）は本発明の第一実施形態の位置検出機構取付構造を具えた直線作動機の正面図。（ｂ）は（ａ）の右側面図。 図１の２−２線矢視図。 本発明の第一実施形態の位置検出機構の拡大縦断面図。 本発明の第一実施形態の位置検出部材取付ブラケットに掛止用ビスを設けた場合の拡大縦断面図。 本発明の第二実施形態の位置検出機構取付構造を具えた直線作動機の正面図。 （ａ）は本発明の第三実施形態の位置検出機構の正面図。（ｂ）は（ａ）の右側面図。

以下、本発明の実施形態を図１〜６を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１の（ａ）は、本発明の第一実施形態の位置検出機構取付構造を具えた直線作動機１０の正面図である。図１では、位置検出機構２０を２組具えた構成であるが、位置検出機構２０は単体でもいいし、２組以上であってもよい。第一実施形態の位置検出機構２０で使用している位置検出部材３０は非接触式の近接センサであり、高周波発振型や磁気型等の近接センサが適用できる。

直線作動機１０は、固定筒体１４、可動部１６を有し、固定筒体１４に対し内筒となる可動部１６が進退動する。可動部１６の進退動に連動して、可動部１６と、連結具（ガイドロッド取付フランジ）２６によって連結されたガイドロッド２４が進退動する。ガイドロッド２４が進退動することにより、図２に示すように、ガイドロッド２４と連結された移動体取付ブラケット３５が、ガイド溝部材２２の溝部２３に案内されながら摺動する。このため、図１に示す可動部１６の進退動に連動して、移動体取付ブラケット３５に取付けられた移動体３３が進退動することとなる。

図２に示すように、ガイド溝部材２２及び取付座２８が、これらを貫通するねじ２９によって、固定筒体１４の外周面に設けられた雌ねじ穴１４ａに固定されている。このように、ガイド溝部材２２と固定筒体１４の間に取付座２８を設けることによって、ガイド溝部材２２を固定筒体１４に直接取付ける場合と比べて、ガイド溝部材２２を確実に固定筒体１４に固定することができる。この取付方法によれば、フランジでガイド溝部材を掴持する場合に比べ、ガイド溝部材の捩れを低減することができる。なお、ねじ２９による取付箇所は、ガイド溝部材２２の両端部が好ましい。
また、ガイド溝部材２２を直線作動機１０の固定筒体１４に、ねじ等で直接取付け、連結具２６とガイドロッド２４を連結する構成であるため、直線作動機１０の径が変わっても、連結具２６を交換するのみで、同型の位置検出機構２０を転用することが可能である。

そして、図３に示す、検知部取付ブラケット３４には、タップ３６が加工されており、図示しないビス等の固定部材によって、検知部取付ブラケット３４がガイド溝部材２２に取付けられる。よって、検知部取付ブラケット３４は、ガイド溝部材２２の任意の位置に取付可能である。すなわち、事後的に検出箇所を変更することが容易にできる。また、図４に示すように、検知部取付ブラケット３４に、左右一対の掛止用突起部材３７が設けられることにより、検出箇所の設定、変更が容易になり、確実な取付けが可能となる。なお、検知部取付ブラケット３４の取付方法としては、図４に示すように、タップ３６を検知部取付ブラケット３４の片側に設け、図示しないビス等によりガイド溝部材２２を挟持するのがよい。このようにすることにより、ガイド溝部材を検知部取付ブラケット３４の直角面に密着させて、検知部３２と移動体３３との間の距離を正確に管理することができる。また、図３に示すように、タップ３６を検知部取付ブラケットの両側に設ければ、検知部３２と移動体３３との間の距離を、ビス等の取付具合によって異なる値に調整できる。

さらに、移動体３３及び検知部３２は、図２〜４に示す上下の位置関係において、ガイド溝部材２２の直上に位置するように設けられる。換言すれば、直線作動機の中心軸線から見た場合、検知部３２及び移動体３３がガイド溝部材２２からさらに外方向に離れるように配置される。このことにより、位置検出機構２０のコンパクト化が図られ、従来に比べ省スペースで、外周方向に複数の位置検出機構２０を取付けることが可能になる。よって、従来技術では困難であった、検出箇所が多数ある場合や、複数の検出箇所が隣接する場合、至近距離の場合にも、正確に位置を検出することができる。なお、可動部１６の進退動に伴って検知部３２と移動体３３が重なったとき所定の信号が発せられることは当然であり、その説明は省略する。

また、上記で説明したように、位置検出機構２０の構造が単純であるため、分解、組立が容易で、組付け、メインテナンス時の作業が容易に行える。

次に、図５は、本発明の第二実施形態の位置検出機構取付構造を具えた直線作動機１０ａの正面図である。直線作動機１０ａの固定筒体１４及び可動部１６は、断面が四角形の角筒であり、位置検出機構２０ａの位置検出部材３０ａは、非接触式の磁気型の近接センサである。図５に示すように、本発明は円筒の直線作動機だけでなく、角筒の直線作動機にも適用することができる。

また、位置検出機構２０ａがコンパクトであるため、図５に示すような、伸縮範囲の短い直線作動機であっても、後退用、中間用、前進用といった複数の位置検出部材３０ａを容易に設けることができる。

次に、図６（ａ）は本発明の第三実施形態の位置検出機構２０ｂの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。位置検出機構２０ｂの位置検出部材３０ｂは、接触式のリミットスイッチである。なお、可動部１６（図１を参照。）の進退動に伴って、検知部３２ｂに、移動体であるストライカ３３ｂが接触し、リミットスイッチを作動させたとき所定の信号が発せられることは当然であり、その説明は省略する。図６に示すように、リミットスイッチのストライカ３３ｂの軸方向の長さを長くすることによって、例えば、シリンダの作動速度が速い場合に、ストライカがリミットスイッチを通り過ぎ、ＯＮとＯＦＦが瞬間的に切換わり、電気的、機械的なタイムラグによりスイッチが正常に動作しないといった問題を防ぐことができる。なお、移動体取付ブラケット３５にストライカ３３ｂが一体的に形成されている構成としてもよい。
このように、本発明の位置検出機構取付構造は、様々なタイプの位置検出部材に適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば、直線作動機の位置検出機構に、構造が単純なガイド溝部材方式を採用し、ガイド溝部材をねじ等により直線作動機の固定筒体に直接取付けることによって、ガイド溝部材の捩れを低減することができる。また、検知部及び移動体をガイド溝部材の直上に位置するよう設けることで、位置検出機構の省スペース化を図ることができる。さらに、検知部を検知部取付ブラケットを介し、ビス等によりガイド溝部材に取付けることで、直線作動機の可動部の作動位置の検出箇所を事後的に任意の位置に変更できる。さらに、位置検出機構を直線作動機の外周方向に複数設置することで、検出箇所が多数ある場合や、複数の検出箇所が隣接する場合、至近距離の場合にも、可動部の作動位置を正確に検出することができるという利点がある。

１０、１０ａ 直線作動機
１４ 固定筒体
１６ 可動部
２０、２０ａ、２０ｂ 位置検出機構
２２ ガイド溝部材
２３ 溝部
２４ ガイドロッド
２６ 連結具（ガイドロッド取付フランジ）
３０ 位置検出部材
３２、３２ａ、３２ｂ 検知部
３３、３３ａ、３３ｂ 移動体
３４ 検知部取付ブラケット
３５ 移動体取付ブラケット
３７ 掛止用突起部材

Claims (5)

1. 固定筒体と可動部を有する直線作動機の位置検出機構取付構造であって、
   前記位置検出機構が、ガイド溝部材、ガイドロッド及び位置検出部材を具え、
   接触式又は非接触式の前記位置検出部材が、検知部、検知部取付ブラケット、移動体及び移動体取付ブラケットを具え、
   前記検知部が前記検知部取付ブラケットに取付けられ、該検知部取付ブラケットが取付けられる前記ガイド溝部材が前記固定筒体にねじ等により固定され、前記ガイドロッドが前記可動部に連結具を介して連結され、前記移動体が取付けられ前記ガイドロッドに固定される移動体取付ブラケットが前記ガイド溝部材の溝部を摺動可能に配設され、
   前記可動部の進退動に伴って前記検知部と移動体が重なったとき又は接触したとき信号が発せられることを特徴とする、
   直線作動機の位置検出機構取付構造。
2. 前記検知部取付ブラケットが前記ガイド溝部材に着脱可能にされた、請求項１の直線作動機の位置検出機構取付構造。
3. 前記ガイド溝部材が、前記検知部取付ブラケットと少なくとも１つのビス等による固定部材で挟持される、請求項１又は２の直線作動機の位置検出機構取付構造。
4. 前記検知部取付ブラケットを前記ガイド溝部材に掛止する突起部材が前記検知部取付ブラケットに設けられた、請求項１から３のいずれかの直線作動機の位置検出機構取付構造。
5. 前記位置検出機構が前記直線作動機の外周方向に複数設けられた、請求項１から４のいずれかの直線作動機の位置検出機構取付構造。

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