TWI260370B - Sensor attachment mechanism for fluid pressure cylinder - Google Patents

Description

1260370 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關對於在缸管表面具有長度方向的軌之流 體壓缸，爲了要安裝位置檢測感測器之感測器安裝機構的 技術。 【先前技術】 • 在流體壓缸上，爲了要確認活塞的動作位置，安裝有 位置檢測感測器。此位置檢測感測器，係對應已經安裝在 該缸內的活塞上之磁鐵，而被設在該缸的外部。 此位置檢測感測器的安裝，以往，按照流體壓缸的形 態，有：經由感測器安裝工具，將位置檢測感測器安裝在 已經設在缸管的表面之長度方向的軌上之軌型式；利用互 相連結缸管的兩端蓋之繫桿（tie rod )，來安裝感測器安 裝工具之繫桿型式；利用凹設在缸管表面的溝，將位置檢 Φ 測感測器直接安裝在該溝內之溝型式等。 追些型式之中，前述繫桿型式，其使用被限於擁有繫 桿之流體壓缸。又，溝型式的安裝，在位置檢測感測器的 長度以下，無法接近地將複數個感測器配設在單一的溝 內’要接近配置複數個感測器，需要在缸管表面設置複數 條溝。亦即，一般而言，流體壓缸，被要求衝程兩端部分 的位置檢測之情況較多，在缸衝程比位置檢測感測器的長 度大的情況，位置檢測感測器的設置容易，但是，在衝程 短的情況’前述溝型式的安裝，其位置檢測感測器彼此之 -4- (2) 1260370 間會發生物理上的干擾，且特別是針對小型的缸，溝的配 置由於會有空間方面的限制，故無法設置位置檢測感測 器。 相對於此，前述軌型式的安裝，其位置檢測感測器本 身的安裝位置，係用來形成該軌的軌壁的外側，所以藉由 設法改進感測器安裝工具的構造，來利用一對的軌壁的兩 外側面，即使是單一的軌，也可以將複數個位置檢測感測 φ 器作接近配置，此點是此型式的優點。 再者，在使用前述軌的情況，也能夠將位置檢測感測 器本身安裝在前述軌上，但是此種情況，並無法利用泛用 的感測器，不僅要有特殊的安裝構造，也需要另外準備對 於拉伸等也具有強度之導線。 另一方面，此種作爲用來檢測活塞位置之位置檢測感 測器，一般而言，有利用磁力來使接點開閉之舌簧開關 式、及使用磁阻元件而沒有電接點之稱爲電子式的磁力檢 _ 測方式。 此電子式位置檢測感測器，因爲壽命、對環境的適應 性等原因，近年來’普遍地被使用，其所使用的磁阻元 件，係將磁性的變化量轉換成電訊號來作檢測，而基於該 檢測輸出來確認活塞的動作位置；磁阻元件本身關於磁力 檢測由於具有方向性，故需要以其指向性的中心軸線可以 朝向缸的中心之方式，來進行安裝。 然而，在前述軌型式的感測器安裝機構中，位置檢測 感測器本身的安裝位置，由於是用來形成軌之軌壁的外 -5- (3) 1260370 側，所以相對於連接軌的中心和缸的中心之線，在將位置 檢測感測器作成平行地安裝的情況，前述位置檢測感測器 的指向性的中心軸線’並沒有朝向缸的中心方向，特別是 在缸管的直徑小的情況’前述指向性的中心軸線，相對於 連接軌的中心和缸的中心之線，會有大的偏差量。 【發明內容】 φ (發明所欲解決之課題） 本發明的技術課題，係針對當要接近配置複數個位置 檢測感測器時是有利的前述軌型式的感測器安裝機構，提 供一種感測器安裝機構，能夠將前述具有指向性的位置檢 測感測器裝設成可以朝向適切的方向。 本發明的其他的技術課題，在於提供一種感測器安裝 機構，作成可以經由感測器安裝工具，將位置檢測感測器 安裝在前述軌上，並作成可以利用泛用的位置檢測感測 • 器；進而，藉由該感測器安裝工具，容易保護位置檢測感 測器，使其不會受到外力的侵害，並且在位置檢測感測器 的交換時等的情況，能夠得到爲了適切地維持該感測器的 檢測位置、指向性的方向等之安裝位置，而獲得安裝姿勢 的再現性。 (解決課題所用的手段） 爲了解決前述課題，本發明的感測器安裝機構，係針 對作成可以將爲了檢測配備有位置檢測用磁鐵之活塞的動 -6 - (4) 1260370 作位置之具有指向性的位置檢測感測器，經由感測器安裝 工具安裝在缸管表面之被設成朝向長度方向並從該表面突 出的狀態之溝狀軌上之形態的感測器安裝機構，其特徵 爲： 則述感測器女裝工具’具有·要固定於前述軌上之固 定部；和感測器裝設部，其被連接設置在該固定部，而在 用來形成前述溝狀軌的軌壁的外側，接近或接觸缸管的表 φ 面； 前述感測器裝設部，配備裝設導件，其可以將前述位 置檢測感測器，以一定的姿勢裝設，使得其可以沿著與紅 的軸線平行的方向； 裝設在該裝設導件上之前述位置檢測感測器的姿勢， 係該感測器中的磁力檢測的指向性，大致朝向缸的中心之 姿勢。 針對前述感測器安裝機構，其中要被裝設在感測器裝 春 設部上的位置檢測感測器的磁力檢測的指向性的中心軸 線，通常相對於連接缸的中心和軌的中心之線，係被保持 在1 5〜7 5度的範圍內。 針對本發明的理想的實施形態，其中前述感測器裝設 部，在鄰接前述固定部之裝設導件上，具有爲了固定前述 位置檢測感測器而用來螺插螺栓之螺栓孔；在該裝設導 件，附設具備從該處沿著前述管表面延伸之位置檢測感測 器的保持溝之溝構件。 又，前述缸管表面的溝狀軌，係藉由一對具有沿著口 -7- (5) 1260370 邊而朝內的凸緣部之軌壁形成；前述感測器安裝工具 定部，具有：螺栓孔’使安裝螺栓可以螺插在已經被 前述溝狀軌內之螺帽中；和嵌合突起’其被嵌入前述 的凸緣部之間，用來決:定相對於軌之安裝姿勢。 針對本發明的其他理想的實施形態，其中前述感 安裝工具，可以繞著要固定在軌上之固定部的螺栓孔 心軸線，使朝向改變1 8 0度而固定在軌上’且朝向 φ 1 80度之二個感測器安裝工具的各固定部’即使是在 長度方向的兩端面的任一面’也能以相互地接合在一 狀態固定在軌上。 作爲藉由本發明的感測器安裝機構而要被安裝的 檢測感測器，具體而言’在該磁性檢測部位’配備有 元件；該磁阻元件，在其基板上，具有：會對水平方 磁場反應之電路圖案、和會對垂直方向的磁場反應之 圖案；而作爲在這兩個電路圖案中的檢測成分的差’ • 對應檢測出來的磁性之電訊號；此位置檢測感測器， 述垂直方向作爲磁力檢測之指向性的方向’該磁性檢 位，被內建在感測器本體中。 若根據前述構成之感測器安裝機構’在感測器安 具中的感測器裝設部配備裝設導件’其可以將位置檢 測器，以一定的姿勢裝設，使得其可以沿著與缸的軸 行的方向；藉由前述裝設導件所得到的前述位置檢測 器之一定的姿勢，由於該感測器中的磁力檢測的指向 爲大約朝向缸的中心之姿勢’所以僅利用將位置檢測 的固 嵌入 軌壁 測器 的中 改變 軌的 起的 位置 磁阻 向的 電路 輸出 將前 測部 裝工 測感 線平 感測 性成 感測 -8- (6) 1260370 器裝設在前述裝設導件上’便能夠經常以適當的姿勢安裝 位置檢測感測器。特別是針對小型或衝程小的流體壓缸， 雖然由於被配置在缸周圍之固定用構件與螺栓等的磁性 體，藉由被內建在缸中的磁鐵來使位置檢測感測器動作之 磁束分佈會發生變化，但是若根據前述感測器安裝機構， 將該影響抑制在最小限度內，因而能夠進行安定的位置檢 測。 φ 又，針對前述本發明的感測器安裝機構，由於作成可 以經由感測器安裝工具將位置檢測感測器安裝在前述軌 上，所以能夠利用泛用的位置檢測感測器；進而，當要作 位置檢測感測器的形狀變更等的改良時，不用變更缸本 體，藉由感測器安裝工具的形狀變更，便能夠作對應。 又，藉由該感測器安裝工具，能夠保護位置檢測感測 器’使其不會受到外力的侵害，並且在位置檢測感測器的 更換時等的情況，能夠得到爲了適當地維持該感測器的檢 • 測位置、指向性的方向等安裝位置，而獲得安裝姿勢的再 現性。 再者，針對前述感測器安裝工具的感測器裝設部中的 裝設導件，即使將感測器的姿勢設成可以適合擁有某一特 定直徑之流體壓缸，該感測器的姿勢，對於其他直徑的流 體壓缸’並不一定是適當的。因此，要將本發明的感測器 安裝機構’適用在多種直徑的流體壓缸，則需要準備按照 流體壓缸的直徑而改變感測器的安裝姿勢之複數種感測器 安裝工具。 -9- (7) 1260370 【實施方式】 (實施發明的最佳形態） 第1圖至第4圖’係表示有關本發明的感測器安裝機 構的一例之圖。根據本發明，要安裝位置檢測開關之流體 壓缸1，由第1、2、4圖等可知，係作成可以將爲了檢測 配備有位置檢測用磁鐵之活塞（未圖示）的動作位置之具 φ 有指向性的位置檢測感測器30，經由感測器安裝工具1 〇 安裝在缸管2的表面之被設成朝向長度方向並從該表面突 出的狀態之溝狀的軌3上。前述位置檢測用磁鐵，係嵌著 在流體壓缸的活塞周圍之環狀之物，並被磁化使得其磁束 可以朝向缸的軸線方向。 又，前述缸管2，係由鋁等的非磁性材料所構成；一 體地被形成在其表面上的溝狀軌3，係藉由一對具有沿著 口邊而朝內的凸緣部5之軌壁4形成，爲了固定感測器安 • 裝工具1 〇係作成不會自前述凸緣部之間脫出的螺帽8，能 夠嵌入其內部。 前述感測器安裝工具1 0，具備：固定部1 1，其藉由 合成樹脂等形成，被固定在前述流體壓缸1的軌3上；和 感測器裝設部1 5，其被連接設置在該固定部，而在用來形 成前述溝狀的軌3之軌壁4的外側，接近或接觸缸管2的 表面。 前述固定部1 1，具備：螺栓孔12，使安裝螺栓9可 以螺插在已經被嵌入缸管2的表面的溝狀軌3內之螺帽8 -10- (8) 1260370 中；和嵌合突起1 3，其被嵌入前述軌壁4的凸緣部5 $ 間，用來決定感測器安裝工具1 〇相對於軌3之安裝姿 勢。前述軌3，其中心線係被形成可以朝向流體壓缸1的 中心，於是前述安裝螺栓9的中心軸線也伴隨著該中心線 而構成可以朝向流體壓缸1的中心。 又，前述感測器裝設部1 5，係爲了裝設位置檢測感測 器3 0之部位；具有：固定部1 1被固定於軌3上的狀態 φ 下，抵接在軌壁4的表面上之抵接壁1 5 a、和抵接在缸管 2的表面上之底壁15b;而在鄰接前述固定部11之部位的 內部，具備用來使位置檢測感測器3 0的頭部嵌入之裝設 導件1 6 ;進而，此感測器裝設部1 5，附設溝構件1 7，其 具備爲了保持從裝設導件1 6沿著缸管2的表面延伸的位 置檢測感測器3 0之保持溝1 7 a。 前述感測器裝設部1 5以及被附設於該處之溝構件 1 7，當外力作用在位置檢測感測器3 0的導線等之上的情 # 況，可以有效地保護該感測器，但是需要將其設置在不會 遮住後述的位置檢測感測器30中的動作顯示燈（LED ) 3 3之範圍內。 前述裝設導件1 6，在其內部，爲了嵌著剖面非圓形的 位置檢測感測器3 0的頭部，係被形成能配合該感測器的 形狀之凹部，並作成能將前述位置檢測感測器30，以一定 的姿勢裝設，使得其可以沿著與流體壓缸1的軸線平行的 方向。 又，在前述感測器裝設部1 5，設置螺栓孔1 8，其係 -11- (9) 1260370 爲了使螺栓1 9螺插在已經裝設於裝設導件1 6上之位置檢 測感測器30的螺紋部中，而使該感測器30固定成一 定的姿勢。此螺栓孔！ 8，係由沒有母螺紋之單純的孔所形 成。 關於已經裝設於裝設導件1 6上之位置檢測感測器3 0 之所謂的前述一定的姿勢，係該感測器中的磁力檢測的指 向性’大致朝向流體壓缸1的中心之姿勢。此姿勢，雖然 • 也㉟夠錯由對於裝設導件1 6之剖面非圓形的位置檢測感 測器3 0的嵌著來得到，但是，藉由使前述螺栓1 9通過感 測器裝設部1 5的螺栓孔1 8而螺插在位置檢測感測器3 0 的螺絲部34中，也能夠得到。 針對前述感測器裝設部1 5中的裝設導件1 6，即使將 位置檢測感測器3 0的姿勢，設成可以適合擁有某一特定 直徑之流體壓缸，該感測器的姿勢，對於其他直徑的流體 壓缸，並不一定是適當的。因此，要將本發明的感測器安 φ 裝機構’適用在多種直徑的流體壓缸，則需要準備按照流 體壓缸的直徑而改變感測器的安裝姿勢之複數種感測器安 裝工具。此情況’實際使用的流體壓缸的直徑，由於是在 一定範圍內，如第4圖所示，被裝設在感測器裝設部1 5 上的位置檢測感測器3 0的磁力檢測的指向性的中心軸線 L 2、和連接流體壓缸1的中心與軌3的中心之線L1之間 的角度α，通常係被設在1 5〜7 5度的範圍內。 因此，針對與流體壓缸的直徑之間的關係，若將其前 述中心軸線L 2已經適當地傾斜之感測器安裝工具1 〇，預 -12- (10) 1260370 先固定在軌3上，則在位置檢測感測器3 0的更換時等的 情況，能夠得到爲了適當地維持該感測器的檢測位置、指 向性的方向等安裝位置，而獲得安裝姿勢的再現性。 具有前述構成之感測器安裝工具1 〇，如第5圖所示， 繞著固定在軌3上之固定部1 1的螺栓孔1 2的中心軸線 (L1 )，使朝向改變1 8 0度，因而可以使固定部1 1的嵌 合突起13逆向而固定在軌3上；而且，前述固定部11， φ 由於在將其固定在軌3上的情況中，在該軌的長度方向， 使兩端面形成平面狀，所以朝向改變1 80度之二個感測器 安裝工具1 〇的各固定部1 1，即使是在軌的長度方向的兩 端面的任一面，也能以相互地接合在一起的狀態，固定在 軌上；如第3圖所示，用來檢測磁力之磁阻元件3 5，若位 在從感測器裝設部1 5離開的位置，則在所有的位置關係 中，可以配設二個感測器。 接著，參照第3圖及第6圖〜第1 〇圖，說明關於前 φ 述位置檢測感測器30的構成及其指向性的槪要。 位置檢測感測器3 0本身的構成，如第3圖及第6圖 所示，在其非圓形剖面的感測器本體3 1的前端部，具備 被螺插前述螺栓1 9之螺紋部34 ;在其相反側，則連接用 來將該感測器的檢測訊號輸出至外部之導線3 2 ;而在其中 間部頂面，設有動作顯示燈3 3。進而，在其內部，收容磁 性檢測部位也就是磁阻元件3 5及進行該訊號處理之開關 主電路3 6。再者，這些元件，係利用樹脂而被模製在感測 器本體31內。 -13- (11) 1260370 前述磁阻元件3 5，如第7圖所示，在基板3 5 a上，具 有：對水平方向的磁場反應之電路圖案3 7、和對垂直方向 的fe場反應之電路圖案3 8 ;在位置檢測時，將端子a - c間 及b - c間的中點電壓，輸入開關主電路3 6中的判定電 路’而作爲兩端子間之檢測成分的差，對應檢測出來的磁 性之電訊號輸出。第8圖（A ) 、( B )，係將被設在活塞 的周圍之磁鐵的磁場向量的量的分佈，表示在磁鐵的衝程 φ 方向之圖；（A )係表示前述水平方向的檢測成分、（B ) 係表示垂直方向的檢測成分。前述（A )的情況，在磁鐵 中心〇，擁有峰値；在前述（B )的情況，在磁鐵的磁極 面附近，擁有峰値，而在磁鐵中心0處，則大約變成0。 再者，在第8圖中，橫軸係表示位移、縱軸則表示輸出。 前述位置檢測感測器3 0的基板3 5 a，如第9圖（A ) 所示，被配置在從磁鐵Μ的中心朝向放射方向的直線上的 情況，如第1 〇圖（A )所示，該位置檢測感測器30的輸 • 出，作爲前述第8圖的（A )及（B )的檢測成分的差，以 右端所示的態樣輸出，由於出現在第8圖（A )的峰値的 兩側之多餘的峰値，會被抵銷（參照虛線所圍住的部 分），所以誤動作的可能性低。另一方面，基板3 5 a如第 9圖（B )所示被配置的情況，由於沒有顯示在第8圖 (B )中的垂直方向的檢測成分，所以如第1 〇圖（B )所 示，位置檢測感測器的輸出，在主峰値的兩側’會殘留接 近臨界値程度之多餘的峰値（參照虛線所圍住的部分）， 此峰値由於被配置在周圍的磁性體等，而發生微妙的變 -14- (12) 1260370 動，故容易產生誤動作。 如此，根據前述基板35a的配置角度（第4圖的 α )，前述磁阻元件 3 5的磁力檢測成分會變化，所以前 述基板3 5 a，作爲在第9圖（A )所示的狀態，亦即將對 於垂直方向的磁場反應之電路圖案3 8中的該垂直方向， 作爲磁力檢測之指向性的方向，係以使其方向可以朝向流 體壓缸1的中心之方式，被內建在感測器本體3 1中。藉 φ 此，能夠使位置檢測感測器3 0進行最安定的動作。 [發明之效果] 根據本發明的感測器安裝機構，針對接近配置複數個 位置檢測感測器時是有利的前述軌型式的感測器安裝機 構，能夠將前述具有指向性的位置檢測感測器，裝設成朝 向適當的方向。 φ 【圖式簡單說明】 第1圖係表示有關本發明的感測器安裝機構的實施例 之分解斜視圖。 第2圖係表示前述實施例的感測器安裝狀態之端面 圖。 第3圖係表示沿著前述實施例的感測器安裝工具中的 位置檢測感測器的軸線之縱剖面圖。 第4圖係與位置檢測感測器的指向性關聯之說明圖。 第5圖係關於二個感測器安裝工具的安裝態樣之說明 -15- (13) 1260370 圖。 第6圖係表示位置檢測感測器的外觀之斜視 第7圖係表示磁阻元件的電路圖案之說明圖 第8圖係表示藉由磁阻元件所作的檢測輸Η 係水平方向成分、（Β )係垂直方向成分的線圖。 第9圖係爲了說明位置檢測感測器的基板配 (A )係表示垂直方向的配置之說明圖、（B )係 φ 方向的配置之說明圖。 第1 0圖係表示位置檢測感測器的輸出之 (A )係表示第 9圖（A )的基板配置的情況 圖、（B )係表示第9圖（B )的基板配置的情況 圖。 【主要元件符號說明】 1 :流體壓缸 2 :缸管 3 :軌 4 :軌壁 5 :凸緣部 8 :螺帽 9 :安裝螺栓 10 :感測器安裝工具 11 :固定部 1 2 :螺栓孔 圖。 〇 d ; (a) ) 置之圖； 表示水平 說明圖； 的輸出之 的輸出之 •16- (14) (14)1260370 1 3 :嵌合突起 1 5 :感測器裝設部 1 6 :裝設導件 17 :溝構件 1 7 a :保持溝 1 8 :螺栓孔 19 :螺栓 30 :位置檢測感測器 3 1 :感測器本體 33 :動作表示燈 34 :螺紋部 35 :磁阻元件 3 5 a :基板 37、38:電路圖案 Μ :磁鐵

Claims (1)

1260370 ⑴ 十、申請專利範圍 1 · 一種流體壓缸上之感測器安裝機構，係針對作成可 以將檢測配備有位置檢測用磁鐵之活塞的動作位置之具有 指向性的位置檢測感測器，經由感測器安裝工具，安裝在 缸管表面之被設成朝向長度方向並從該表面突出的狀態之 溝狀軌上之形態的感測器安裝機構，其特徵爲·· 則述感測器安裝工具，具有：固定於前述軌上之固定 φ 部；和感測器裝設部，其被連接設置在該固定部，而在用 來形成前述溝狀軌的軌壁的外側，接近或接觸缸管的表 面； 前述感測器裝設部，具備裝設導件，其可以將前述位 置檢測感測器，以一定的姿勢裝設，使得其可以沿著與缸 的軸線平行的方向； 裝設在該裝設導件上之前述位置檢測感測器的姿勢， 係該感測器中的磁力檢測的指向性，大致朝向缸的中心$ φ 姿勢。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的流體壓缸上之感測器 安裝機構，其中前述感測器裝設部，在鄰接前述固定部之 裝設導件上，具有固定前述位置檢測感測器而用來螺插虫累 栓之螺栓孔；在該裝設導件，附設具備從該處沿著前述管 表面延伸之位置檢測感測器的保持溝之溝構件。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的流體壓缸上 之感測器安裝機構，其中前述缸管表面的溝狀軌，係藉由 一對具有沿著口邊而朝內的凸緣部之軌壁形成； -18- (2) 1260370 前述感測器安裝工具的固定部’具有：螺栓孔’使安 裝螺栓可以螺插在已經被嵌入前述溝狀軌內之螺帽中；和 嵌合突起，其被嵌入前述軌壁的凸緣部之間’用來決定相 對於軌之安裝姿勢。 4 .如申請專利範圍第3項所述的流體壓缸上之感測器 安裝機構，其中前述感測器安裝工具，可以繞著固定在軌 上之固定部的螺栓孔的中心軸線，使朝向改變1 8 0度’而 φ 固定在軌上，且朝向改變1 80度之二個感測器安裝工具的 各固定部，即使是在軌的長度方向的兩端面的任一面，也 能以相互地接合在一起的狀態，固定在軌上。 5 .如申請專利範圍第1項或第2項所述的流體壓缸上 之感測器安裝機構，其中被裝設在感測器裝設部上的位置 檢測感測器的磁力檢測的指向性的中心軸線’相對於連接 缸的中心和軌的中心之線，係在1 5〜7 5度的範圍內。 6.如申請專利範圍第1項或第2項所述的流體壓缸上 • 之感測器安裝機構，其中位置檢測感測器，在該磁性檢測 部位，配備有磁阻元件；該磁阻元件，在其基板上，具 有：對水平方向的磁場反應之電路圖案、和會對垂直方向 的磁場作反應之電路圖案；輸出對應以這兩個電路圖案中 的檢測成分的差所檢測出來的磁性之電訊號； 將前述垂直方向作爲磁力檢測之指向性的方向，該磁 性檢測部位，被內建在感測器本體中。 -19·