JP6096339B2 - センサケーシング - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのセンサ素子を有するセンサケーシングに関する。

センサ乃至は磁場センサは、例えば作動シリンダ内部の空気式又は液圧式ピストンの位置を非接触で認識することにより正確な位置測定又は路程測定を行う上で有用であることが実証されている。このセンサを保持するため、作動シリンダのケーシングの外面には案内溝（ノッチ）が設けられ、その中に磁場センサが軸方向に位置調整可能に保持されている。センサは溝の長手方向の所望の位置に適宜の手段（例えばネジ）でロックされる。

特許文献１は、一列に配置された複数の磁場感知センサ（特にホールセンサ）を有する位置センサの配置に関するものである。該配置では、永久磁石を有する可動要素がセンサ列の長手方向に平行に移動可能であり、また該可動要素の位置を把握するために前記複数のセンサが信号処理装置及び／又は評価装置に接続されている。

EP 1 586 868 B1

本発明の課題は、できるだけ少数の部品で構成され、簡単に回路基板を取り付けることができ、且つ高いシール性を有するケーシングを提供することにある。更に、そのケーシングそのものも簡単に取り付け可能であり、特にＣ型溝に固定可能であるようにする。

前記課題は請求項１に記載のセンサケーシングにより解決される。該センサケーシングは、少なくとも１つのセンサ素子を有するセンサケーシングであって、直線駆動装置（直線駆動される部分を有する装置）のケーシングの長手方向に延在する切り込み溝への収容のために設けられた桟状のケーシング突出部を有し、該ケーシング突出部内にはその長手方向に延在する少なくとも１つの細長い桟状の回路基板が配設され、前記センサケーシングの長い側面とケーシング突出部の長い側面に少なくとも１つのケーシングカバーが配設されている。

本発明によれば、ケーシングが主としてわずか２つの構成要素、すなわちセンサケーシングとケーシングカバーのみから成る。

本発明に係るケーシングでは、少なくとも１つのセンサ素子を有する回路基板の取り付けが正面からではなく長い側面から行われる。まさに長めの回路基板の場合、正面から回路基板を差し込もうとすると、寸法、形状及び位置の許容範囲により問題が生じることがある。ケーシングカバーが配置されるケーシングの開口を通じて、少なくとも１つの回路基板を簡単にケーシングに填め込むことができる。

更に、ケーシング突出部は直線駆動装置のケーシングの切り込み溝の開口よりも幅が狭い。これにより、ケーシング突出部を有するセンサケーシングを上方から直接切り込み溝へ挿入することができる。長手方向に沿って切り込み溝に押し込む必要はない。上方から切り込み溝の中へ、該切り込み溝の長手方向に交差する方向にセンサを取り付ける操作を以下では「ドロップイン式の取り付け」と呼ぶ。

前記センサケーシングは合成物質から成ることが好ましい。また、該センサケーシングは合成物質の成形物であることが好ましい。また、ケーシングカバーも合成物質から成ることが好ましく、特に合成物質の成形物であることが好ましい。センサケーシング及びケーシングカバー用の合成物質は炭素繊維又はガラス繊維を含んでいることが好ましい。

本発明の発展形態では、ケーシング突出部が平坦な側面を有しており、凹部が無い形状となっている。このようにすれば、ケーシング突出部のどの部分も切り込み溝の凹部に固定されないため、切り込み溝からセンサを再び取り外すことも非常に簡単である。また、ケーシング突出部の幅が切り込み溝の幅よりも少しだけ小さいことが好ましい。このようにすれば、あまり遊びが無い状態でケーシング突出部を切り込み溝に差し込み、その中に固定することができる。固定は例えば締め付けネジで行うことができる。

本発明の好ましい実施形態では、ケーシングカバーがセンサケーシングのほぼ全長にわたって延在している。これにより、同様にケーシングのほぼ全長にわたって延在する回路基板をセンサケーシングの開口に平行な状態で該センサケーシングに組み込むこと又は取り付けることができる。このようにすれば、回路基板を簡単に自動的にセンサケーシングに挿入することができるため、安価にセンサを取り付けることができる。

本発明の発展形態では、前記センサ素子がホール素子である。ホール素子は寸法が非常に小さいため、多数のホール素子を一列に配置することが可能であり、それにより高解像度の位置センサを構成できるという利点がある。

本発明の発展形態では、ケーシングカバーがフィルム状ヒンジによりセンサケーシングと一体的に結合される。フィルム状ヒンジが一体的な部分として形成されているため、センサの取り付けの際に追加的に別体のケーシングカバーを加工する必要がない。むしろ、ケーシングカバーがセンサケーシングに結合されているため、取り付けの際にそれを紛失する心配がない。

好ましい発展形態では、センサケーシングが、該センサケーシングの内部に配置された機械的な補強材を備える。この機械的な補強材乃至は補強要素によりケーシングの強度が高まる。この補強材はセンサケーシングと一体的に結合されている。この補強材は例えば十字形の形状を有する。

別の好ましい発展形態では、ケーシングカバーがその内側の面に機械的な補強材を備える。この機械的な補強材乃至は補強要素によりケーシングカバーの安定性が高まる。この補強材はケーシングカバーと一体的に結合されている。この補強材は例えば十字形の形状を有する。

好ましい発展形態では、センサケーシングとケーシングカバーの間に周状の溝が設けられ、その中にシール材が配設される。これにより、センサケーシングとケーシングカバーが密に結合される。周状のシール材は例えばシールリング又は成形シール材から成る。

あるいは、前記周状の溝の中に接着剤を入れて、センサケーシングとケーシングカバーを相互に接着により結合してもよい。

本発明の発展形態では、センサケーシングとケーシングカバーの間に少なくとも１つの留めピン式結合部が設けられる。留めピン式の結合により、センサケーシングとケーシングカバーの結合の剛性と安定性が一層高まる。更に、複数の留めピン式結合部をケーシングカバー乃至はセンサケーシングの長手方向に沿って等間隔で配置することが好ましい。例えば、留めピン式結合部をそれぞれ補強材の間に配置することができる。

別の発展形態では、センサケーシングとケーシングカバーが溶接、粘着、押し込み及び／又は鋳込みにより相互に結合される。溶接では、例えば超音波溶接が利用できる。更に、紫外線照射により硬化する接着剤でカバーを固定することができる。この方法によれば、固定の時点を予め非常に正確に決めることができる。押し込みには追加の固定要素が不要になるという利点がある。粘着及び鋳込みには、センサケーシングとケーシングカバーの間に非常に頑強且つ密な結合が得られるという利点がある。

本発明の発展形態では、センサケーシング内に容量式の操作素子が配設される。センサケーシングの壁乃至はケーシングカバーの壁は非常に薄く仕上げることができる（例えば壁厚２ｍｍ未満、特に壁厚１ｍｍ未満）ため、センサケーシングの壁乃至はケーシングカバーの壁の裏側に容量式の操作素子を直接配置することができる。このようにすれば、操作素子のために追加のシール材を設ける必要がなくなる。またケーシング表面に操作素子用の追加の穴を設ける必要もなくなる。

別の発展形態では、センサケーシングがその正面側の端部に電気的な接続部、特にケーブル接続部又はプラグを備える。このようにすれば、センサに給電したり、制御装置へ出力信号を送ったりできる。

以下、本発明について、更なる特徴及び利点をも考慮しつつ、添付の図面を参照しながら、実施例に基づいて詳しく説明する。

少なくとも１つのセンサ素子を有するセンサケーシング。 ケーシングカバーを取り付けた状態のセンサケーシング。 電気的な接続部を有する正面側から見たセンサ。 図１とは別の方向から見たセンサケーシング。 視線方向を正面側へ向けたセンサケーシング。 ケーシングカバーを外してセンサケーシングの内部を見た図。 図６のセンサケーシングの部分拡大図。

以下の図において同一の部分には同一の符号が付されている。

図１は少なくとも１つのセンサ素子２を有するセンサケーシング１を示している。該センサケーシング１は、直線駆動装置のケーシングの長手方向に延在する切り込み溝への収容のために設けられた桟状のケーシング突出部３を有し、該ケーシング突出部３内にはその長手方向に延在する少なくとも１つの細長い桟状の回路基板５が配設され、前記センサケーシング１の長い側面７とケーシング突出部３の長い側面８に１つのケーシングカバー６が配設されている。

図１に示したように、ケーシングは主としてわずか２つの構成要素、すなわちセンサケーシング１及びケーシングカバー６のみから成る。センサケーシング１の断面はＬ字状である。

本発明に係るセンサケーシング１では、回路基板５の取り付けが正面からではなく長い側面８から行われる。ケーシングカバー６が配置されるセンサケーシング１の開口を通じて、少なくとも１つの桟状の回路基板５を簡単にセンサケーシングに填め込み、固定することができる。

また、ケーシング突出部３は、直線駆動装置のケーシングの切り込み溝の開口よりも幅が狭い。これにより、ケーシング突出部３を有するセンサケーシング１を上方から直接切り込み溝へ挿入することができる。

また、センサケーシング１及びケーシングカバー６は好ましくは合成物質から成る。

ケーシング突出部３は平坦な側面を有しており、凹部が無い形状となっている。このようにすれば、ケーシング突出部３のどの部分も切り込み溝の凹部に固定されないため、センサ２０乃至はセンサケーシング１の切り込み溝への挿入及び該溝からの再び取り外しも非常に簡単に行うことができる。また、ケーシング突出部３の幅は切り込み溝の幅よりも少しだけ小さい。センサケーシング１の固定は例えば締め付けネジで行うことができる。

図１に示したように、ケーシングカバー６はセンサケーシングのほぼ全長にわたって延在している。同様に、センサ素子２を有する桟状の回路基板５もセンサケーシングの開口に平行に該センサケーシングのほぼ全長にわたって延在している。これにより、回路基板５を簡単に自動的にセンサケーシング１に挿入することができる。

センサ素子２は好ましくはホール素子９である。

任意の構成として、ケーシングカバー６がフィルム状ヒンジによりセンサケーシング１と一体的に結合されていてもよい。

図１に示したように、センサケーシング１は、該センサケーシング１の内部に配置された機械的な補強材１１乃至は補強要素を備えている。この補強材１１はセンサケーシング１と一体的に結合されている。補強材１１は例えば十字形の形状を有する。

ケーシングカバー６もその内側の面に機械的な補強材１１を備えている。なお、図１ではケーシングカバー６が透明に描かれている。つまり、補強材１１がケーシングカバー６を通して見えている。この補強材１１はケーシングカバー６と一体的に結合されている。この補強材１１は例えば線形や十字形の形状を有する。

任意の構成として、センサケーシング１とケーシングカバー６の間に周状の溝１４が設けられ、その中にシール材１５が配設されている。周状のシール材１５は例えばシールリング又は成形シール材から成る。

あるいは、周状の溝の中に接着剤を入れることにより、センサケーシングとケーシングカバーを接着により相互に結合させてもよい。

任意の構成として、センサケーシング１とケーシングカバー６の間に少なくとも１つの留めピン式結合部１６が設けられている。更に、好ましい構成として、複数の留めピン式結合部１６がケーシングカバー６乃至はセンサケーシング６の長手方向に沿って等間隔で配置されている。例として、留めピン式結合部１６はそれぞれ補強材１１の間に配置されている。

センサケーシング１とケーシングカバー６は溶接、粘着、押し込み及び／又は鋳込みにより相互に結合される。溶接では、例えばレーザ超音波溶接が利用できる。更に、例えば、紫外線照射により硬化する接着剤でケーシングカバー６を固定することもできる。

任意の構成として、センサケーシング１内に容量式の操作素子１７が配設されている。センサケーシングの壁乃至はケーシングカバーの壁は非常に薄く仕上げることができる（例えば壁厚２ｍｍ未満、特に壁厚１ｍｍ未満）ため、センサケーシングの壁乃至はケーシングカバーの壁の裏側に容量式の操作素子１７を直接配置することができる。

図１に示したように、センサケーシング１はその正面側の端部に電気的な接続部２２、特にケーブル接続部１８又はプラグ１９を備えている。

図２はセンサの完成後のセンサケーシング１とそれに取り付けられたケーシングカバー６を示している。

図３は電気的な接続部２２のある正面側から見たセンサ２０を示している。センサ２０は切り込み溝４内に配置されている。この例の溝は垂直坑を有するＣ字状の溝である。ただし、Ｔ字状の溝又は他の形状の溝でもよい。重要なのは、ケーシング突出部３が切り込み溝４に適合し、溝４の中でセンサ２０が固定されるということだけである。例えば、センサ２０又はセンサケーシング１の表面に固定ねじを設けてもよい。

図４は図１とは別の方向から見たセンサケーシング１を示している。図４を見ると、センサの表面に操作素子１７が配置されている。更に操作素子の近くに表示素子２１（例えば発光ダイオード）が配置されている。

図５は視線方向を正面側へ向けたセンサケーシング１を示しており、センサケーシング１の断面がＬ字状であることが見て取れる。

図６はケーシングカバーを外してセンサケーシング１の内部を見た図である。センサ素子２を有する回路基板５が描かれている。センサ素子２がケーシング突出部３の内側に配置されているため、ピストンとシリンダを有する装置の発信磁石から可能な限り高い強度で信号を検出できる。

図７は図６のセンサケーシング１の部分拡大図である。

１ センサケーシング
２ センサ素子
３ ケーシング突出部
４ 切り込み溝
５ 桟状の回路基板
６ ケーシングカバー
７ センサケーシングの長い側面
８ ケーシング突出部の長い側面
９ ホール素子
１１ 機械的な補強材
１３ ケーシングカバーの裏側
１４ 周状の溝
１５ 周状のシール材
１６ 留めピン式結合部
１７ 容量性の操作素子
１８ ケーブル接続部
１９ プラグ
２０ センサ
２１ 表示素子
２２ 電気的な接続部

Claims (12)

1. 少なくとも１つのセンサ素子（２）を有するセンサケーシング（１）であって、直線駆動装置のケーシングの長手方向に延在する切り込み溝（４）への収容のために設けられた桟状のケーシング突出部（３）を有し、該ケーシング突出部（３）内にその長手方向に延在する少なくとも１つの細長い桟状の回路基板（５）が配設されたセンサケーシング（１）において、
   前記センサケーシング（１）の長い側面（７）と前記ケーシング突出部（３）の長い側面（８）に少なくとも１つのケーシングカバー（６）が配設されていることを特徴とするセンサケーシング。
2. 前記ケーシング突出部（３）が平坦な側面を有しており、凹部が無い形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサケーシング。
3. 前記ケーシングカバー（６）が前記センサケーシングのほぼ全長にわたって延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサケーシング。
4. 前記センサ素子（２）がホール素子（９）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサケーシング。
5. 前記ケーシングカバー（６）がフィルム状ヒンジにより前記センサケーシング（１）と一体的に結合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセンサケーシング。
6. 前記センサケーシング（１）が該センサケーシング（１）の内部に配置された機械的な補強材（１１）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセンサケーシング。
7. 前記ケーシングカバー（６）がその内側の面に機械的な補強材（１１）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセンサケーシング。
8. 前記センサケーシング（１）と前記ケーシングカバー（６）の間に周状の溝（１４）が設けられ、その中にシール材（１５）が配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のセンサケーシング。
9. 前記センサケーシング（１）と前記ケーシングカバー（６）の間に少なくとも１つの留めピン式結合部（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のセンサケーシング。
10. 前記センサケーシング（１）と前記ケーシングカバー（６）が溶接、粘着、押し込み及び／又は鋳込みにより相互に結合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のセンサケーシング。
11. 前記センサケーシング（１）内に容量式の操作素子（１７）が配設されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のセンサケーシング。
12. 前記センサケーシング（１）がその正面側の端部に電気的な接続部（２２）、特にケーブル接続部（１８）又はプラグ（１９）を備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のセンサケーシング。

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