JPH11190308A - 伸縮位置検出構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧シリンダに内蔵のストロークセンサの長
短にかかわりなく、油圧シリンダの伸縮状況を正確な数
値で表示し得るようにする。 【解決手段】 ストロークセンサを構成するセンサロッ
ド２の外周とこれを収容する保護筒１の内周との間にセ
ンサロッド用ガイド４を有すると共に、保護筒１の外周
と油圧シリンダを構成するロッド体Ｒの軸芯部に形成の
長穴からなる容室ｒの内周との間に保護筒用ガイド５を
有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧シリンダに
おける伸縮位置検出構造の改良に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】一般に、油圧シリンダは、そ
の伸縮作動に命があるが、たとえば、密閉された精密機
器類などに装備のものや地下室などに配備されていて遠
隔操作されるものにあっては、その伸縮状況を直接視認
できなくても、伸縮状況が数値で正確に表示されること
が要求されることがある。

【０００３】そこで、このような要求に応じるものとし
て、従来から、油圧シリンダにおける伸縮位置検出構造
が種々提案されているが、その中で、油圧シリンダ内に
組み込まれて内蔵型とされる伸縮位置検出構造として
は、以下のようなものある。

【０００４】すなわち、この従来例とされる伸縮位置検
出構造は、図４に示すように、内部を外部に配在の図示
せずして符号でのみ示す油圧給排源Ｐに連通させるシリ
ンダ体Ｃと、このシリンダ体Ｃ内に先端側が出没可能に
挿通されてシリンダ体Ｃ内に上記の油圧給排源Ｐに連通
する油圧室Ａを区画するロッド体Ｒとからなる油圧シリ
ンダ内に配備されている。

【０００５】そして、この伸縮位置検出構造は、シリン
ダ体Ｃのボトム端Ｃ１に基端が保持されて先端側がシリ
ンダ体Ｃの軸芯部に延在される非磁性体からなる適宜長
さの保護筒１と、この保護筒１の軸芯部に先端側が配在
されて基端がシリンダ体Ｃのボトム端Ｃ１に保持される
非磁性体からなるセンサロッド２と、ロッド体Ｒの軸芯
部に開穿されてシリンダ体Ｃのボトム端Ｃ１に向けて開
口し上記の保護筒１の先端側を出没可能に臨在させる長
穴状の容室ｒと、この容室ｒの開口端部の内周に配在さ
れてその内周側に上記の保護筒１の挿通を許容する筒状
のマグネット３とを有してなる。

【０００６】それゆえ、この伸縮位置検出構造にあって
は、外部の油圧給排源Ｐを駆動して油圧シリンダにおけ
る油圧室Ａへの油圧の給排、すなわち、シリンダ体Ｃに
対してロッド体Ｒが出没する伸縮の際に、保護筒１と共
にセンサロッド２が容室ｒに対して出没することにな
り、このときに、マグネット３とこのマグネット３の内
周側を通過するセンサロッド２とがいわゆるストローク
センサを構成することから、シリンダ体Ｃに対するロッ
ド体Ｒの出没状態、すなわち、油圧シリンダの伸縮状況
を数値で表示し得ることになる。

【０００７】なお、マグネット３は、非磁性体からなる
マグネットブロック３ａのいわゆる内周側に保持されて
いて、このマグネットブロック３ａが容室ｒの拡径され
た開口端部に同じく非磁性体からなるシート部材３ｂの
配在下に固定的に配在されることで、マグネット３の内
周がセンサロッド２の外周に近隣するように位置決めら
れるとしている。

【０００８】しかしながら、上記の伸縮位置検出構造に
あっては、たとえば、コンマ以下の数値で伸縮状況を検
出しようとしても、これを実現できなくなる危惧があ
る。

【０００９】すなわち、上記の伸縮位置検出構造にあっ
ては、いわゆるストロークセンサを構成するセンサロッ
ド２およびこれを内装させる保護筒１が極めて長くなる
場合に、いわゆる撓みが発生して保護筒１の先端が容室
ｒの内周に接触することになり、その状態での油圧シリ
ンダの圧縮作動で保護筒１の破損などが懸念されること
になる。

【００１０】また、保護筒１が撓んだ状態のままでは、
ストロークセンサにおける検出が不正確になり、また、
センサロッド２および保護筒１がさほど長くなくても振
れることで、ストロークセンサにおける検出が不安定に
なり、その結果、表示される数値を信頼できなくする不
具合を招く虞がある。

【００１１】この発明は、上記した事情を鑑みて創案さ
れたものであって、その目的とするところは、油圧シリ
ンダに内蔵のストロークセンサの長短にかかわりなく、
油圧シリンダの伸縮状況を正確な数値で表示し得るよう
にするのに最適となる油圧シリンダにおける伸縮位置検
出構造を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明の構成を、基本的には、内部を外部の
油圧給排源に連通させるシリンダ体と、このシリンダ体
内に先端側が出没可能に挿通されてシリンダ体内に上記
の油圧給排源に連通する油圧室を区画するロッド体とか
らなる油圧シリンダにあって、シリンダ体のボトム端に
基端が保持されて先端側がシリンダ体の軸芯部に延在さ
れる非磁性体からなる適宜長さの保護筒と、この保護筒
の軸芯部に先端側が配在されて基端が上記のボトム端に
保持される非磁性体からなるセンサロッドと、ロッド体
の軸芯部に開穿されてシリンダ体のボトム端に向けて開
口し上記の保護筒の先端側を出没可能に臨在させる長穴
状の容室と、この容室の開口端部の内周に配在されてそ
の内周側に上記の保護筒の挿通を許容するマグネットと
を有してなり、シリンダ体に対してロッド体が出没する
伸縮の際に保護筒と共にセンサロッドが容室に対して出
没することで油圧シリンダの伸縮状態を検出するように
設定されてなる伸縮位置検出構造において、センサロッ
ドの外周と保護筒の内周との間にセンサロッド用ガイド
を有すると共に、保護筒の外周と容室の内周との間に保
護筒用ガイドを有してなるとする。

【００１３】そして、上記の構成おいて、より具体的に
は、センサロッド用ガイドが環状に形成されると共にセ
ンサロッドの外周に適宜の相関距離を有して複数介装さ
れてなるとし、また、保護筒用ガイドが筒状に形成され
ると共に保護筒の先端の外周に固着されてなるとする。

【００１４】それゆえ、保護筒内でのセンサロッドの撓
みや振れが阻止されると共に、容室内での保護筒の撓み
や振れが阻止されることになり、この保護筒およびセン
サロッドで構成されるストロークセンサにおいて正確な
検知が可能になって、表示される数値が正確になり得
る。

【００１５】なお、油圧シリンダが短く形成される場合
には、センサロッド用ガイドが筒状に形成され、また、
保護筒用ガイドが長尺の筒状に形成されるとしても良
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図示した実施の形態に基
づいてこの発明を説明するが、この発明による伸縮位置
検出構造も、前記した従来のものと同様に、油圧シリン
ダに装備されるとしており、また、油圧シリンダも、基
本的には、前記した従来のものと同様に構成されてい
る。

【００１７】したがって、その構成の同一なる部分につ
いては、図中に同一の符号を付するのみとして、必要な
場合を除き、その詳しい説明を省略し、以下には、この
発明において特徴となるところを中心に説明する。

【００１８】まず、図１乃至図３に示すように、この発
明による伸縮位置検出構造にあっては、センサロッド２
の外周と保護筒１の内周との間に非磁性体からなるセン
サロッド用ガイド４を有すると共に、保護筒１の外周と
容室ｒの内周との間に保護筒用ガイド５を有してなると
ころに特徴がある。

【００１９】それゆえ、保護筒１内でのセンサロッド２
の撓みや振れがセンサロッド用ガイド４で阻止されると
共に、容室ｒ内での保護筒１の撓みや振れが保護筒用ガ
イド５で阻止されることになる。

【００２０】そして、図示する各実施の形態において
は、センサロッド用ガイド４が環状に形成されると共に
センサロッド２の外周に適宜の相関距離を有して複数介
装されてなるとし、また、保護筒用ガイド５が筒状に形
成されると共に保護筒１の先端の外周に固着されてなる
としている。

【００２１】ところで、上記したセンサロッド用ガイド
４および保護筒用ガイド５は、結果として、センサロッ
ド２および保護筒１のそれぞれの撓みあるいは振れを阻
止する限りにおいては、自由な態様が選択されて良い。

【００２２】たとえば、油圧シリンダがコンパクトな密
閉された精密機器類などに装備されるものである場合に
は、大型の機械類に利用される場合に比較すれば、総じ
ていわゆる短く形成されるから、図示するように形成さ
れるのに代えて、図示しないが、比較すれば長い筒状に
なるように形成されるとしても良い。

【００２３】すなわち、センサロッド用ガイド４が保護
筒１の全長に渡るように形成されると共に、保護筒用ガ
イド５が容室ｒの内周のほぼ全長に渡ることになるよう
に形成されるとしても良い。

【００２４】それに対して、油圧シリンダが、たとえ
ば、水門の開閉用などのために大型でかつ長尺に形成さ
れるものである場合には、上記の油圧シリンダの場合に
比較して、保護筒１およびセンサロッド１の重量も嵩む
ことになり、その分摺接抵抗も大きくなることが予想さ
れるので、図示する実施の形態のようにいわゆる短尺に
形成されて複数配置とされ、必要な箇所で撓みや振れを
阻止するように構成するのが好ましいことになる。

【００２５】ところで、センサロッド用ガイド４は、セ
ンサロッド２を保護筒１内に挿通する前にあらかじめセ
ンサロッド２の外周に介装されるが、その際には、介装
後にセンサロッド２の外周での自由移動を阻止し得る態
様に介装するのが好ましく、たとえば、センサロッド２
の外周に変形などを招来させない締め代で圧入するのが
良い。

【００２６】そして、このセンサロッド用ガイド４の外
周は、保護筒１内に収装されたときに、保護筒１の内周
に隣接していて、その間におけるエアの通過を許容する
ように設定されている。

【００２７】ちなみに、保護筒１内は、シリンダ体Ｃの
ボトム端Ｃ１の軸芯部に連結されてこの保護筒１の基端
を保持するセンサブロックＳに開穿の透孔Ｓ１を介して
外部たる大気中に連通されている。

【００２８】一方、保護筒用ガイド５も、あらかじめ、
保護筒１を容室ｒ内に挿通する前に保護筒１の先端の外
周に介装されることになるが、その際には、介装後にセ
ンサロッド２の外周から移動しないように介装するのが
好ましく、たとえば、図示するように、溶接によるとす
るか、図示しないが、接着材の利用によるとかすること
になる。

【００２９】もっとも、この保護筒用ガイド５は、セン
サロッド２の外周での移動が阻止される限りには、保護
筒１の開口端におけるカシメ加工で固定されたり、ねじ
構造下に螺装することで定着されるとしても良いことも
ちろんであり、特に、保護筒１が溶接を困難にする材料
からなる場合には、ねじ構造下に螺装されるのが良策と
なる。

【００３０】なお、この保護筒用ガイド５は、外周に摺
接リング５ａを有していて、この摺接リング５ａの外周
が容室ｒの内周に摺接することで、この保護筒用ガイド
５の容室ｒ内での摺動が保障されるとしている。

【００３１】ちなみに、保護筒用ガイド５の外周の摺接
リング５ａは、たとえば、断面Ｃ字状にして合口を有す
る形状に形成されていて、この保護筒用ガイド５で区画
されるようになる容室ｒ内の相互間の連通を許容してい
るのはもちろんである。

【００３２】この発明による伸縮位置検出構造は、以上
のように形成されたセンサロッド用ガイド４および保護
筒用ガイド５を有してなるのを原則とするが、図示する
各実施の形態では、以下の点にも特徴がある。

【００３３】すなわち、まず、図１に示す実施の形態で
は、マグネット３を保持するマグネットブロック３ａが
非磁性体からなるシート部材３ｂを介してシールブロッ
ク６の配在下にロッド体Ｒにおける容室ｒの拡径された
開口端部に配在されてなるとし、このシールブロック６
の内周には、その内周が保護筒１の外周に摺接するシー
ル６ａが保持されている。

【００３４】それゆえ、この実施の形態にあっては、油
圧シリンダの油圧室Ａにおける油圧が容室ｒ内に及ぶこ
とがなく、したがって、油圧室Ａの油圧が、たとえば、
保護筒１内のセンサロッド２の先端に及ぶことがなく、
油圧が作用することによるセンサロッド２の座屈などの
変形が危惧されなくなる。

【００３５】これに対して、図２に示す実施の形態で
は、上記したシールブロック６の配在が省略されてなる
とする一方で、前記した保護筒用ガイド５の外周にシー
ル５ｂを有してなるとしている。

【００３６】それゆえ、この実施の形態にあっては、油
圧シリンダの油圧室Ａにおける油圧が容室ｒ内に及ぶこ
とになり、この油圧が保護筒用ガイド５の図中の左側端
面となるいわゆる背面に作用することになる。

【００３７】その結果、この実施の形態では、油圧シリ
ンダが伸長するときおよび圧縮するときのいずれにあっ
ても、容室ｒ内における油圧作用で常に保護筒用ガイド
５が容室ｒ内に押し込まれるようになる、すなわち、保
護筒１が常に引き伸ばされる傾向になり、保護筒１の曲
がりなどの変形が効果的に阻止されることになる。

【００３８】一方、図３に示す実施の形態では、容室ｒ
がロッド体Ｒの軸芯部に形成の長穴内に挿入される内筒
７で形成されてなるとするもので、前記したマグネット
ブロック３ａがこの内筒７のフランジ部７ａを挟持する
態様で所定位置に配在されてなるとしている。

【００３９】そして、保護筒用ガイド５の外周は、摺接
リング５ａおよびシール５ｂの配在下に内筒７の内周に
摺接するとしている。

【００４０】それゆえ、この実施の形態による場合に
は、容室ｒが内筒７によって形成されることになるの
で、前記した図１および図２に示す実施の形態のように
容室ｒが直接ロッド体Ｒの軸芯部に形成されることに比
較して、内筒７の内周における精度管理をすれば足りる
ことになり、部品点数が増える不具合があるが、重量が
嵩むことがあるロッド体Ｒを直接加工する場合に比較し
て、加工作業が容易になる点で有利になる。

【００４１】そして、この実施の形態にあっても、保護
筒用ガイド５の外周にシール５ｂが配在されてなるとす
るから、油圧シリンダが伸長するときおよび圧縮すると
きのいずれにあっても、容室ｒ内における油圧作用で保
護筒用ガイド５を介して保護筒１が常に伸ばされる傾向
になり、保護筒１の曲がりなどの変形を効果的に阻止し
得ることになる。

【００４２】また、図示しないが、内筒７で容室ｒを形
成しながら、前記した図１に示す実施の形態の場合と同
様に、マグネットブロック３ａがシールブロック６の配
在下にロッド体Ｒにおける容室ｒの拡径された開口端部
に配在されてなるとして、このシールブロック６の内周
のシール６ａで油圧室Ａにおける油圧が容室ｒ内に及ば
ないようにしても良いことはもちろんである。

【００４３】ところで、図４に示す実施の形態では、前
記した図１乃至図３に示す実施の形態の場合と異なり、
保護筒１の基端を保持するセンサブロックＳに保護筒１
内を大気中に連通させる透孔Ｓ１（図１参照）を開穿せ
ず、また、圧力室Ａとの遮断を図るシール、たとえば、
図１の実施の形態におけるシール６ａや図２の実施の形
態におけるシール５ｂを配在しないとしている。

【００４４】それゆえ、この実施の形態による場合に
は、センサブロックＳにおける加工数の削減が可能にな
ると共に、シールの省略による部品点数の削減が可能に
なる点で有利となる。

【００４５】なお、この実施の形態の場合に、油圧シリ
ンダの伸縮作動時に保護筒１内でいわゆるオイルロック
現象が発現されたりしないのはもちろんである。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、保
護筒内でのセンサロッドの撓みや振れがセンサロッド用
ガイドで阻止されると共に、容室内での保護筒の撓みや
振れが保護筒用ガイドで阻止されるから、いわゆるスト
ロークセンサを構成するセンサロッドおよびこれを内装
させる保護筒が短い場合の振れを阻止し得るのはもちろ
んのこと、センサロッドおよび保護筒が極めて長くなる
場合にも撓みの発生を阻止し得ることになり、ストロー
クセンサにおける検出を正確かつ安定させることなっ
て、たとえば、このストロークセンサで数値的に表示さ
れる検出値を信頼できるようにすることになる。

【００４７】そして、この発明にあっては、センサロッ
ド用ガイドが環状に形成されてセンサロッドの外周に適
宜の相関距離を有して複数介装されると共に、保護筒用
ガイドが筒状に形成されて保護筒の先端の外周に固着さ
れてなるとする場合には、たとえば、油圧シリンダがコ
ンパクトな密閉された精密機器類などに装備されるもの
である場合はもちろんのこと、油圧シリンダが水門の開
閉用などのために大型でかつ長尺に形成されて保護筒お
よびセンサロッドの重量も嵩みその分摺接抵抗も大きく
なることが予想されるものである場合の利用にも適する
ことになる。

【００４８】また、油圧シリンダがコンパクトな密閉さ
れた精密機器類などに装備されるものである場合には、
油圧シリンダが大型の機械類に利用される場合のものに
比較すれば、総じていわゆる短く形成されるから、セン
サロッド用ガイドおよび保護筒用ガイドが長い筒状に、
すなわち、容室のほぼ全長に渡ることになるように形成
されるとしても十分に初期の目的を達成し得ることにな
る。

【００４９】また、この発明にあって、いわゆるストロ
ークセンサを構成するマグネットを保持するマグネット
ブロックが内周にシールを保持するシールブロックの配
在下にロッド体における容室の拡径された開口端部に配
在されてなるとすることで、油圧シリンダの油圧室にお
ける油圧が容室内に及ばなくなり、それゆえ、油圧室の
油圧が、たとえば、保護筒内のセンサロッドの先端に及
ばなくなって、油圧作用でセンサロッドに座屈などの変
形が招来される危惧がなくなる利点がある。

【００５０】そして、この発明にあって、上記のシール
ブロックの配在を省略すると共に、保護筒用ガイドの外
周にシールを有してなるとする場合には、油圧シリンダ
の油圧室における油圧が容室内に及んで保護筒用ガイド
のいわゆる背面に作用し、したがって、保護筒用ガイド
が容室内に押し込まれる、すなわち、保護筒が常に伸ば
される傾向になり、その結果、油圧シリンダが伸長する
ときおよび圧縮するときのいずれにあっても、容室内に
おける油圧作用で常に保護筒の曲がりなどの変形が効果
的に阻止されることになる利点がある。

【００５１】さらに、この発明にあって、容室がロッド
体の軸芯部に形成の長穴内に挿入される内筒で形成され
るとする場合には、容室が直接ロッド体の軸芯部に形成
されることに比較して、内筒の内周における精度管理を
すれば足りることになり、部品点数が増える不具合があ
るが、重量が嵩むことがあるロッド体を直接加工する場
合に比較して、加工作業が容易になる点で有利になる。

【００５２】そして、この内筒の挿入で容室を形成する
場合でも、ロッド体における容室の拡径された開口端部
へのシールブロックの配在で、保護筒内のセンサロッド
の先端への油圧作用を阻止してセンサロッドに座屈など
の変形を招来させないようにすることが可能になり、ま
た、シールブロックの配在に代える保護筒用ガイドの外
周へのシールの配在で、保護筒を常時伸長傾向に附勢し
て保護筒はもちろんのこと、センサロッドに座屈などの
変形を招来させないことが可能になる利点がある。

【００５３】そしてさらに、この発明にあって、ストロ
ークセンサ周りにおけるシールの配在を省略してセンサ
ロッドを配在させる保護筒内を油圧室に連通させる構成
とする場合には、保護筒やセンサロッドに座屈などの変
形を招来させずして油圧シリンダの伸縮作動を可能にす
るのはもちろんのこと、加工数の削減や部品点数の削減
によるコストの低廉化が可能になる利点がある。

【００５４】その結果、この発明によれば、内蔵のスト
ロークセンサの長短にかかわりなく油圧シリンダの伸縮
状況を正確な数値で表示し得るようにするのに最適とな
り、ストロークセンサを内蔵した油圧シリンダの汎用性
の向上期待するのに最適となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態による伸縮位置検出構
造を装備した油圧シリンダを示す縦断面図である。

【図２】この発明の他の実施の形態による伸縮位置検出
構造を装備した油圧シリンダを図１と同様に示す図であ
る。

【図３】この発明のさらに他の実施の形態による伸縮位
置検出構造を装備した油圧シリンダを図１と同様に示す
図である。

【図４】この発明のまたさらに他の実施の形態による伸
縮位置検出構造を装備した油圧シリンダを図１と同様に
示す図である。

【図５】従来例としての伸縮位置検出構造を装備した油
圧シリンダを図１と同様に示す図である。

【符号の説明】

１ 保護筒 ２ センサロッド ３ マグネット ４ センサロッド用ガイド ５ 保護筒用ガイド ５ａ 摺接リング ５ｂ，６ａ シール ６ シールブロック ７ 内筒 ７ａ フランジ Ａ 油圧室 Ｃ シリンダ体 Ｃ１ ボトム端 Ｐ 油圧給排源 Ｒ 油圧室 ｒ 長穴状の容室 Ｓ センサブロック Ｓ１ 透孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を外部の油圧給排源に連通させるシ
   リンダ体と、このシリンダ体内に先端側が出没可能に挿
   通されてシリンダ体内に上記の油圧給排源に連通する油
   圧室を区画するロッド体とからなる油圧シリンダにあっ
   て、シリンダ体のボトム端に基端が保持されて先端側が
   シリンダ体の軸芯部に延在される非磁性体からなる適宜
   長さの保護筒と、この保護筒の軸芯部に先端側が配在さ
   れて基端が上記のボトム端に保持される非磁性体からな
   るセンサロッドと、ロッド体の軸芯部に開穿されてシリ
   ンダ体のボトム端に向けて開口し上記の保護筒の先端側
   を出没可能に臨在させる長穴状の容室と、この容室の開
   口端部の内周に配在されてその内周側に上記の保護筒の
   挿通を許容するマグネットとを有してなり、シリンダ体
   に対してロッド体が出没する伸縮の際に保護筒と共にセ
   ンサロッドが容室に対して出没することで油圧シリンダ
   の伸縮状態を検出するように設定されてなる伸縮位置検
   出構造において、センサロッドの外周と保護筒の内周と
   の間にセンサロッド用ガイドを有すると共に、保護筒の
   外周と容室の内周との間に保護筒用ガイドを有してなる
   ことを特徴とする伸縮位置検出構造
2. 【請求項２】 センサロッド用ガイドが環状に形成され
   ると共にセンサロッドの外周に適宜の相関距離を有して
   複数介装されてなる請求項１の伸縮位置検出構造
3. 【請求項３】 保護筒用ガイドが筒状に形成されると共
   に保護筒の先端の外周に固着されてなる請求項１の伸縮
   位置検出構造