DE102008032075B4

DE102008032075B4 - Befestigungsmechanismus für einen Positionsdetektionssensor

Info

Publication number: DE102008032075B4
Application number: DE102008032075A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Terasaki
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: JP2009030674A; US20090025551A1; CN101354054A; TWI365258B; US7963208B2; TW200920953A; DE102008032075A1; KR101009291B1; KR20090012166A

Abstract

Ein Positionsdetektionssensor (46) mit einem Befestigungsmechanismus für einen Positiondetektionssensor weist einen Halter (48) auf, der ein Sensorelement (50), in dem ein Magnetsensor oder dergleichen angeordnet ist, aufnehmen kann, auf. An einem unteren Ende des Halters (48) ist ein Flansch (64) vorgesehen, der in eine Sensorbefestigungsnut (18) einer Zylindervorrichtung (10) eingesetzt wird. Der Flansch (64) weist eine plattenförmige Gestalt auf mit einem schmalen Abschnitt (64b) und einem erweiterten Abschnitt (64a), deren Breite sich unterscheidet. Nach Einsetzen des Halters (48) in die Sensorbefestigungsnut (18), so dass die Seitenflächen des schmalen Abschnitts (64b) parallel zu der Sensorbefestigungsnut (18) angeordnet sind, wird der Halter (48) gedreht, wodurch der erweiterte Abschnitt (64a) in Eingriff mit einem Paar von zurückgesetzten Abschnitten (22a, 22b) in der Sensorbefestigungsnut (18) tritt und hierdurch gehalten wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Befestigungsmechanismus für einen Positionsdetektionssensor, der dazu verwendet wird, an einem Stellglied einen Sensor zu befestigen, welcher eine Verschiebungsposition eines Verschiebungskörpers in einem Stellglied oder dergleichen erfassen kann.
Bisher werden Positionsdetektionssensoren dazu verwendet, die Verschiebungsposition eines Kolbens in einem Stellglied oder dergleichen zu erfassen. Wie in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 3-008846 beschrieben ist, hat die vorliegende Anmelderin einen magnetischen Näherungsschalter vorgeschlagen, der als ein solcher Positionsdetektionssensor dient und ein Befestigungswerkzeug aufweist, mit dem der magnetische Näherungsschalter an einem Zylinderrohr angebracht werden kann. Ein solcher magnetischer Näherungsschalter wird über das Befestigungswerkzeug an dem Außenumfang eines zylindrisch geformten Zylinderrohres angebracht, wobei das Zylinderrohr in einem Halteabschnitt des Befestigungswerkszeugs gehalten wird. Durch Befestigen eines Befestigungselementes, das sich von einem Ende des Halteabschnitts erstreckt, durch eine Befestigungsschraube, wird der magnetische Näherungsschalter zusammen mit dem Befestigungselement an dem Zylinderrohr angebracht.
Aus der DE 602 02 051 T2 ist ein Sensorträger bekannt, der in einer Zylindertrommel befestigt wird, die unterschnittene Nuten mit T-förmigem Querschnitt besitzt. Der langgestreckte Sensorträger ist mit Befestigungsnasen sowie einem Kopf ausgestattet und wird mit dem Kopf voran in die Nut eingesetzt und anschließend um 90 Grad gedreht, so dass die Befestigungsnasen unter die Flansche der Nut greifen. Anschließend wird der Trägerkörper abgesenkt, bis eine federbelastete Nase unter einem der Flansche der Nut einrastet. Der Sensorträger kann nun entlang der Nut in die gewünschte Position geschoben werden, wo der Sensorträger mittels einer zusätzlichen Madenschraube verriegelt wird. Die DE 94 14 869 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur lösbaren Verankerung eines Sensors. An einem Sensorgehäuse ist eine Verrastungseinrichtung vorgesehen, die V-förmige Schwenkarme mit Rastnasen aufweist, um ein Herausspringen des Sensorkörpers aus der Verankerungsnut zu verhindern. Zusätzlich ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die ein Klemmteil besitzt, das in einem Halter drehbar angeordnet ist. Zur Fixierung wird der Sensorkörper in die Nut eingesetzt und gegen ein ungewolltes Herausspringen aus der Nut durch die Verrastungseinrichtung gesichert. Das Klemmteil, das die gewöhnliche Form einer Klemmplatte besitzt, wird mittels eines Gewindeteils gedreht, bis das Klemmteil in die Klemmposition gedreht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Befestigungsmechanismus für einen Positionserfassungssensor vorzuschlagen, der einen einfachen Aufbau aufweist und mit dem der Positionsdetektionssensor einfach und zuverlässig an einem Stellglied befestigt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der Befestigungsmechanismus für einen Positionsdetektionssensor dem Anbringen des Positionsdetektionssensors, der die Erfassung einer Position eines Verschiebungskörpers in einem Stellglied ermöglicht, in einer Nut, die in einer Seitenfläche des Stellglieds vorgesehen ist, wobei der Befestigungsmechanismus folgende Elemente aufweist:
einen Detektor zur Erfassung des Verschiebungskörpers und
einen Halter mit einem Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Detektors und einem Eingriffsabschnitt neben dem Aufnahmeabschnitt, der in die Nut eingesetzt und dadurch gehalten wird,
wobei der Eingriffsabschnitt zwischen einem gehaltenen Zustand, in dem der Halter in der Nut gehalten wird, und einem nicht gehaltenen Zustand umgeschaltet werden kann.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung, an welcher ein Positionsdetektionssensor mit Hilfe eines Befestigungsmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist,
2 ist ein Schnitt durch die Zylindervorrichtung gemäß 1,
3 ist ein Schnitt, die einen Zustand darstellt, in dem der Positionsdetektionssensor in einer Sensorbefestigungsnut der Zylindervorrichtung gemäß 1 angebracht ist,
4 ist eine Draufsicht gesehen von der Seite der Sensorbefestigungsnut des Positionsdetektionssensors gemäß 3,
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Halters des Positionsdetektionssensors gemäß 1,
6 ist eine perspektivische Ansicht des Halters gemäß 5 gesehen aus einer anderen Richtung,
7A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem ein Flansch des Halters gemäß 5 in die Sensorbefestigungsnut eingesetzt ist,
7B ist eine Draufsicht auf den Halter gemäß 7A gesehen von der Seite der Sensorbefestigungsnut,
8A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem der Halter gemäß 7A um einen festgelegten Winkel relativ zu der Sensorbefestigungsnut gedreht ist,
8B ist eine Draufsicht auf den Halter gemäß 8A gesehen von der Seite der Sensorbefestigungsnut,
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung, an der ein Positionsdetektionssensor mit Hilfe eines Befestigungsmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist,
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Halters des Positionsdetektionssensors gemäß 9,
11 ist ein Schnitt, der einen Zustand darstellt, in dem der Positionsdetektionssensor in einer Sensorbefestigungsnut der Zylindervorrichtung gemäß 9 angebracht ist,
12 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die einen Zustand darstellt, in dem vorgewölbte Abschnitte gepresst sind, um den Halter zu deformieren, wenn der Positionsdetektionssensor an der Zylindervorrichtung angebracht wird, und
13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der deformierte Halter gemäß 12 in der Sensorbefestigungsnut angebracht ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein Fall, bei dem ein Positionsdetektionssensor unter Verwendung des Befestigungsmechanismus für ein Positionsdetektionssensor an einer Zylindervorrichtung angebracht wird, wird nachfolgend erläutert. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Zylindervorrichtung, an welcher ein Positionsdetektionssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
Die Zylindervorrichtung (Stellglied) 10, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst ein Zylinderrohr 12, das eine zylindrische Form aufweist, eine Kopfabdeckung 14, die fest an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, und eine Stangenabdeckung 16, die an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist.
Eine Mehrzahl von (beispielsweise 8) Sensorbefestigungsnuten (Nutabschnitte) die gleichmäßig beabstandet über den Umfang des Zylinderrohres 12 angeordnet sind, sind an der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 vorgesehen. Die Sensorbefestigungsnuten 18 erstrecken sich in der axialen Richtung des Zylinderrohres 12 (in der Richtung der Pfeile A1 und A2) und treten durch beide Endabschnitte des Zylinderrohres 12 durch.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Sensorbefestigungsnuten 18 im Querschnitt um eine festgelegte Tiefe gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 zurückgesetzt. Die Sensorbefestigungsnut 18 weist eine Öffnung auf, die sich zu der äußeren Umfangsseite des Zylinderrohrs 12 öffnet, und zurückgesetzte Abschnitte 22a, 22b, die sich in einer Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils B) senkrecht zu der Sensorbefestigungsnut 18 (die sich in den Richtungen der Pfeile A1 und A2 erstreckt) um die Öffnung 20 erweitern. Die Endabschnitte, die am weitesten von der Öffnung 20 der zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b entfernt sind, weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Das bedeutet, dass in der Sensorbefestigungsnut 18 die jeweiligen zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b an beiden Seiten mit in Breitenrichtung erweitertem symmetrischem Querschnitt um die Mitte der Öffnung 20 ausgebildet sind.
Andererseits ist in dem inneren des Zylinderrohres 12, wie in 2 gezeigt ist, eine Zylinderkammer 24 ausgebildet, deren jeweilige Enden durch die Kopfabdeckung 14 beziehungsweise die Stangenabdeckung 16 verschlossen sind. Ein Kolben (Verschiebungskörper) 26 ist verschiebbar in der Zylinderkammer 24 angeordnet. An einem Ende eines zentralen Abschnitts des Kolbens 26 ist eine wellenförmige Kolbenstange 28 angebracht.
Druckfluideinlass-/-auslassöffnungen 30a, 30b, durch welche ein Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, sind an der Kopfabdeckung 14 beziehungsweise der Stangenabdeckung 16 angeordnet. Die Druckfluideinlass-/-auslassöffnungen 30a, 30b stehen jeweils über Verbindungsdurchgänge 32a, 32b mit der Zylinderkammer 24 in Verbindung.
Eine Kolbendichtung 34 ist über eine Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 26 angebracht. An einer Stelle nahe der Kolbendichtung 34 ist außerdem ein Magnet 36 über eine Ringnut so an dem Kolben 26 angebracht, dass er den Kolben 26 umgibt.
Außerdem sind an beiden Endflächen des Kolbens 26 Dämpferelemente 38a, 38b aus einem elastischen Material über die Kolbenstange 28 vorgesehen, so dass beim Verschieben des Kolbens 26 Stöße durch Anschlag der Dämpfungselemente 38a, 38b an der Kopfabdeckung 14 beziehungsweise der Stangenabdeckung 16 absorbiert werden.
Eine Stangenöffnung 40, durch welche die Kolbenstange 28 eingesetzt ist, ist in der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Eine Stangendichtung 42 und eine Hülse 44 sind in Ringnuten an einem inneren Abschnitt der Stangenabdeckung 16 angebracht. Als Folge des Gleitkontakts zwischen der Stangendichtung 42 und der Hülse 44 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 28 wird außerdem die Luftdichtigkeit der Zylinderkammer 24 gewährleistet, während der Kolben 28 verschiebbar so gehalten wird, dass er sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) verschieben kann.
Als nächstes wird ein Positionsdetektionssensor 46 beschrieben, der in der Sensorbefestigungsnut 18 der oben genannten Zylindervorrichtung 10 angebracht ist.
Der Positionsdetektionssensor 46 umfasst einen Halter 48, der eine hohle Form aufweist, beispielsweise aus einem metallischen oder einem Kunstharz- oder Kunststoffmaterial, ein Sensorelement (Detektor) 50, das in dem Halter 48 angebracht ist, und einen Leitungsdraht 52, der mit einem Ende des Sensorelements 50 verbunden ist.
Wie in den 3 bis 6 dargestellt ist, ist der Halter 48 aus einem rohrförmigen Körper mit einem Querschnitt, der aus der Kombination eines vorstehenden Abschnitts 54 und eines Paares von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b besteht, geformt. Der vorstehende Abschnitt 54 ist um eine feste Strecke oberhalb der Sensorbefestigungsnut 18 nach oben positioniert. Die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b sind unterhalb des vorstehenden Abschnitts 54 in Richtung der Seite der Sensorbefestigungsnut 18 des Halters 48 angeordnet (vgl. 3).
Der vorstehende Abschnitt 54 weist einen U-förmigen Querschnitt auf, der sich zu der Seite der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b (der Richtung des Pfeils C1 in 3) öffnet. Der obere Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 54 weist eine flache Form auf. In dem oberen Abschnitt ist an einer Endseite in einer Längsrichtung des Halters 48 eine Öffnung 58 ausgebildet. An der anderen Endseite ist ein rechteckiger Ausschnitt 60 ausgebildet. Der Ausschnitt 60 ist um eine festgelegte Länge von dem anderen Ende des Halters 48 zu der Seite des einen Endes ausgeschnitten. Wenn das Sensorelement 50 in den Halter 48 eingesetzt ist, dient der Ausschnitt 60 als ein Fensterabschnitt, dem ein Licht emittierendes Element 62 des Sensorelements 50 zugewandt ist.
Das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b ist neben den beiden Seiten des vorstehenden Abschnitts 54 angeordnet, erstreckt sich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) weg von dem vorstehenden Abschnitt 54 und baucht sich mit im Querschnitt kreisförmig gebogener Form so aus, dass sich die Abschnitte 56a, 56b zu den Außenseiten in Breitenrichtung erweitern. Das bedeutet, dass das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, der sich in einer Richtung weg voneinander nach außen ausbaucht.
Außerdem ist an dem anderen Ende des Halters 48, in dem der Ausschnitt 60 vorgesehen ist, ein etwa rechteckig geformter Flansch (Eingriffsabschnitt) 64 vorgesehen, der das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b verbindet. Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, ist der Flansch 64 an einer Position angeordnet, die dem vorstehenden Abschnitt 54 gegenüberliegt, und ist zwischen den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b in dem Halter 48 eingeordnet. Der Flansch 64 dient dazu, den Halter 48 durch Einsetzen in die Sensorbefestigungsnut 18 zu halten.
Im Einzelnen dient der Flansch 64 als ein Befestigungsmechanismus für den Positionsdetektionssensor 46, der den Positionsdetektionssensor 46 in der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 anbringen kann.
Der Flansch 64 weist eine plattenförmige Gestalt auf mit einer Plattendicke, die im Wesentlichen der Tiefe der Sensorbefestigungsnut 18 entspricht, und ist an dem Halter 48 über einen Verbindungsabschnitt 66 an unteren Enden der geöffneten ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b angeordnet. Das bedeutet, dass ein Abschnitt der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b, die sich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) weg von dem vorspringenden Abschnitt 54 öffnet, durch den Verbindungsabschnitt 66 (vgl. 4) und den Flansch 64 blockiert oder behindert wird.
Wie in 4 dargestellt ist, weist der Flansch 64 eine Breite W1 in einer Richtung quer zu der Achse des Halters 48 (d. h. in der Richtung des Pfeils B) auf, die größer ist als eine Breite W2 in der axialen Richtung des Halters 48 (W1 > W2). Die Enden eines erweiterten Abschnitts 64a des Flansches 64, die die Breite W1 festlegen, sind so geformt, dass sie sich in kreisbogenförmiger Gestalt ausbauchen. Der erweiterte Abschnitt 64a weist eine Form auf, die sich nur etwas gegenüber dem vorstehenden Abschnitt 54 und den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b erweitert. Andererseits weist ein schmaler Abschnitt 64b, der eine Breite W2 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) des Halters 48 aufweist, eine im Wesentlichen konstante Breite auf.
Außerdem weist der Verbindungsabschnitt 66 eine im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmige Form auf, wobei sein Durchmesser kleiner ist als die Breite W3 (vgl. 3) der Öffnung 20 in der Sensorbefestigungsnut 18. Der Verbindungsabschnitt 66 ist in die Öffnung 20 eingesetzt.
Das Sensorelement 50 umfasst einen magnetischen Sensor (nicht dargestellt), der die Position des Kolbens 26 in der Zylindervorrichtung 10 erfassen kann, ein Licht emittierendes Element 62, das Licht emittiert, wenn der Kolben 26 durch dem magnetischen Sensor erfasst wird, und ein nicht dargestelltes Substrat, an dem der magnetische Sensor und das Licht emittierende Element 62 angeordnet sind. Ein Leitungsdraht 52 ist elektrisch an das Substrat angeschlossen.
Außerdem wird das Magnetfeld eines Magneten 36, der in dem Kolben 26 angebracht ist, durch den Magnetsensor erfasst. Durch Ausgabe eines Signals an eine nicht dargestellte Steuerung oder dergleichen über den Leitungsdraht 52 wird die Position des Kolbens 26 erfasst, die von außen durch Beleuchtung des Licht emittierenden Elements 62 überprüft werden kann.
Das Sensorelement 50 wird durch ein thermoplastisches Kunststoffmaterial integral so abgedeckt, dass beispielsweise der Magnetsensor, das Substrat und dergleichen abgedeckt werden. Nach dem Einsetzen in den Halter 48 wird das Sensorelement nochmals durch ein Kunststoffmaterial abgedeckt.
Wenn das Sensorelement 50 in dem Halter 48 angebracht ist, wird somit durch den Eingriff zwischen dem Sensorelement 50 und dem vorstehenden Abschnitt 54 das Sensorelement 50 nicht in Drehrichtung innerhalb des Halters 48 verschoben. Es ergibt sich ein Zustand, in dem die Relativverschiebung in Drehrichtung begrenzt ist.
Außerdem ist eine Befestigungsschraube 68 in das andere Ende des Sensorelements 50 an einer Seite eingeschraubt, die dem Ende gegenüberliegt, an dem der Leitungsdraht 52 angeschlossen ist. Die Befestigungsschraube 68 ist in eine Gewindeöffnung 50a (vgl. 3) eingeschraubt, die senkrecht zu der Längssrichtung des Sensorelements 50 durch dieses hindurch tritt, wobei durch die Befestigungsschraube 68 durch Drehen entlang einer axialen Richtung verschoben werden kann. Wenn das Sensorelement 50 in dem Halter 48 angebracht ist, ist die Befestigungsschraube 68 außerdem an einer Position angeordnet, die der Öffnung 58 des Halters 48 zugewandt ist. Durch Positionierung des Licht emittierenden Elements 62 des Sensorelements 50 derart, dass es dem Ausschnitt 60 des Halters 48 zugewandt ist, kann andererseits dann, wenn das Licht emittierende Element 62 erleuchtet wird, dessen erleuchteter Zustand visuell von außen durch den Ausschnitt 60 überprüft werden.
Somit ist das Sensorelement 50 so in dem Halter 48 angebracht, dass die Befestigungsschraube 68 und die Gewindeöffnung 50a an der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A1) des Halters 48 angeordnet sind, in der die Öffnung 58 ausgebildet ist, und so, dass das Licht emittierende Element 62 an der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils A2) des Halters 48 angeordnet ist, an der der Ausschnitt 60 ausgebildet ist.
Die Zylindervorrichtung 10, an welcher der Positionsdetektionssensor 46 mit Hilfe des Befestigungsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist, ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird ein Fall erläutert, bei dem der Positionsdetektionssensor 46 an der Zylindervorrichtung 10 angebracht wird. Beim Anbringen des Positionsdetektionssensors 46 in der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 wird ein Zustand hergestellt, in dem das Sensorelement 50 und der Halter 48 des Positionsdetektionssensors 46 zunächst voneinander getrennt sind.
Als erstes wird der Halter 48 des Positionsdetektionssensors 46 ergriffen und so in die Nähe der Sensorbefestigungsnut 18 gebracht, dass die axiale Richtung des Halters 48 senkrecht zu der Sensorbefestigungsnut 18 steht. In diesem Fall sind die Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b des Flansches 64 des Halters 48 im Wesentlichen parallel zu der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet. Anders ausgedrückt, sind die gekrümmten Ende des erweiterten Abschnitts 64a in der Erstreckungsrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet und orientiert.
Außerdem wird der Flansch 64 des Halters 48 von oben in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt und an einer gewünschten Position entlang der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet, die zur Erfassung der Position des Kolbens 26 geeignet ist (vgl. 7A). Zu dieser Zeit ist der schmale Abschnitt 64b des Flansches 64 in einem Zustand, in dem er im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet ist. Da die Breite W2 des schmalen Abschnitts 64b kleiner ist als die Breite W4 der Öffnung (W2 < W4), kann der Flansch 64 durch die Öffnung 20 in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt werden.
Hierbei ergibt sich ein Zustand, in dem Freiräume mit einem festgelegten Abstand zwischen dem schmalen Abschnitt 64b des Flansches 64 und den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 vorgesehen sind.
Nachdem der Halter 48 an einer gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wurde, wird als nächstes der Halter 48 um das andere Ende, an dem der Flansch 64 angeordnet ist (in der Richtung des Pfeils C in 7) gedreht, so dass der Halter 48 im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wird. Im Einzelnen wird der Halter 48 so gedreht, dass das eine Ende des Halters 48 mit der Öffnung 58 sich der Sensorbefestigungsnut 18 annähert und oberhalb der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wird. In diesem Fall wird der Flansch 64 des Halters 48 so gedreht, dass die Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b gegenüber dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b etwas aus einem gegenüberliegenden Zustand (vgl. 7B), in welchem die Seitenflächen parallel zu den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b angeordnet sind, in einer Richtung gedreht wird, indem die Seitenflächen des schmalen Abschnitts 64b senkrecht zu den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b stehen (vgl. 8B). Wenn der Halter 48 parallel in einem oberen Abschnitt der Sensorbefestigungsnut 18 angeordnet wird, nimmt als Folge hiervon der erweiterte Abschnitt 64a einen Zustand ein, in dem er in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b steht (vgl. 4).
Aus diesem Grunde greift der erweiterte Abschnitt 64a des Flansches 64 an dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 an. Die Breite W1 des erweiterten Abschnitts 64a ist so gewählt, dass sie etwa gleich der Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18 ist, die die Breite zwischen dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b definiert. Somit wird der Halter 48 über den Flansch 64 in der Sensorbefestigungsnut 18 fixiert und seine Verschiebung in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) der Sensorbefestigungsnut 18 wird eingeschränkt.
Da der erweiterte Abschnitt 64a des Flansches 64 so geformt ist, das er breiter ist als die Öffnung 20 der Sensorbefestigungsnut 18 können außerdem gleichzeitig der Flansch 64 und der Halter 48 nicht aus der Sensorbefestigungsnut 18 herausfallen.
Schließlich wird das Sensorelement 50 von der anderen Endseite des Halters 48 in das Innere des Halters 48, der in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht wurde, eingesetzt. Nach dem die Befestigungsschraube 68 des Sensorelements 50 so angeordnet wurde, dass sie der Öffnung 58 des Halters 48 gegenüberliegt, wird die Befestigungsschraube 68 gedreht. Als Folge hiervon liegt die Befestigungsschraube 68 an dem Boden der Sensorbefestigungsnut 18 an und drückt das Sensorelement 50 nach oben weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in der Richtung des Pfeils C2).
Im Einzelnen hebt der Flansch 64 des Halters 48 von dem Boden der Sensorbefestigungsnut 18 ab. In diesem Fall wird der Halter 48 auch durch das Sensorelement 50, das nach oben verschoben wird, nach oben in einer Richtung weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in der Richtung des Pfeils C2) verschoben.
Außerdem bewegt sich das Sensorelement 50 zu der Seite des vorstehenden Abschnitts 54 innerhalb des Halters 48 (in der Richtung des Pfeils C2), wobei die gegenseitige Verschiebung entlang der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) durch ihren Kontakt mit dem Halter 48 eingeschränkt wird. Da der Flansch 64 des Halters 48 in Eingriff mit den oberen Seiten der zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b innerhalb der Sensorbefestigungsnut 18 verriegelt wird, wird gleichzeitig auch eine Verschiebung des Halters 48 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) entlang der Sensorbefestigungsnut 18 eingeschränkt.
Als Folge hiervon wird der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich des Halters 48 einfach und zuverlässig an einer gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 fixiert. In diesem Fall ist das Licht emittierende Element 62 des Sensorelements 50 an einer Position angeordnet, an der es dem Ausschnitt 60 des Halters 48 zugewandt ist.
Auf die oben beschriebene Weise wird gemäß der ersten Ausführungsform ein Halter 48 vorgesehen, der das Sensorelement 50 aufnimmt, wobei ein Flansch an einem unteren Endabschnitt des Halters 48 gegenüber der Sensorbefestigungsnut 18 vorgesehen ist, der in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wird. Der Flansch 64 umfasst einen erweiterten Abschnitt 64a mit einer Breite W1, die im Wesentlichen der Breite W4, die durch das Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 definiert wird, entspricht, und einen schmalen Abschnitt 64b, der schmaler ist als der erweiterte Abschnitt 64a und die Öffnung 20 der Sensorbefestigungsnut 18. Der Flansch 64 wird so in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt, dass die Seitenfläche des schmalen Abschnitts 64b anfänglich parallel zu der Sensorbefestigungsnut 18 steht. Der Halter 48 wird dann gedreht, wodurch die Enden des erweiterten Abschnitts 64b in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b gebracht werden.
Auf diese Weise kann der Flansch 64 einfach mittels des schmalen Abschnitts 64b in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt werden. Durch Drehen des Halters 48 zusammen mit dem Flansch 64, der in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wurde, wird der erweiterte Abschnitt 64a in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b gebracht, wodurch ein Zustand erreicht wird, in dem der Halter 48 in der Sensorbefestigungsnut 18 gehalten wird. Auf diese Weise kann ein Umschalten zwischen einem nicht gehaltenen Zustand und einem gehaltenen Zustand, in dem der Halter 48 durch den Flansch 64, der sowohl den erweiterten Abschnitt 64a als auch den schmalen Abschnitt 64b aufweist, in der Sensorbefestigungsnut 18 gehalten wird.
Als Folge hiervon kann der Halter 48 einfach und sicher mittels des Flansches 64 in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht werden. Durch Aufnehmen und Fixieren des Sensorelements 50 in dem Halter 48 kann der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich des Halters 48 und des Sensorelementes 50 stabil und zuverlässig an der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 befestigt werden.
Auch in dem Fall, dass der Positionsdetektionssensor 46 in einer beliebigen der Sensorbefestigungsnuten 18 angebracht wird, die mehrfach an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen sind, kann der Positionsdetektionssensor 46 einschließlich des Sensorelements 50 über den Halter 48 zuverlässig an dem Zylinderrohr 12 angebracht werden. Außerdem kann die Befestigung des Sensorelementes 50 stabil erreicht werden, ohne die Relativpositionen zwischen dem Zylinderrohr 12 und dem Positionsdetektionssensor 46 zu ändern. Genauer gesagt wird der Abstand in der radialen Richtung zwischen dem Magnet 36 des Kolbens 26, der in der Zylinderkammer 24 des Zylinderrohrs 12 angeordnet ist, und dem Sensorelement 50 (mit einem magnetischen Sensor) des Positionsdetektionssensors 46 konstant gehalten.
Als Folge hiervon kann unabhängig davon, in welcher der Sensorbefestigungsnuten 18 der Positionsdetektionssensor 46 angebracht wird, durch das Sensorelement 50 ein stabiles Detektionsergebnis erreicht werden. Die Verschiebungsposition des Kolbens 26 kann durch den Positionsdetektionssensor 46 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Da die Enden des erweiterten Abschnitts 64a des Flansches 64 im Querschnitt gekrümmt sind, werden außerdem die Kanten dieser gekrümmten Formen sanft verschoben, wenn der Flansch 64 in der Sensorbefestigungsnut 18 gedreht wird und in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b tritt, wobei sie in Gleitkontakt mit den zurückgesetzten Abschnitten 22a und 22b treten. Dadurch wird der Eingriff zwischen diesen Elementen erleichtert.
Des Weiteren ist eine Öffnung 58, durch welche eine Befestigungsschraube 68 eingesetzt wird, um den Halter 48 an der Sensorbefestigungsnut 18 des Zylinderrohres 12 zu befestigen, an einem Ende des Halter 48 vorgesehen. Der Flansch 64 ist an einer anderen Endseite des Halters 48 mit einem festgelegten Abstand von der Öffnung 58 angeordnet. Aus diesem Grunde kann eine Endseite des Halters 48 zuverlässig mittels der Befestigungsschraube 68 an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt werden, während die andere Endseite des Halters 48 zuverlässig über den Flansch 64 an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt wird. Als Folge hiervon kann der Positionsdetektionssensor 46 mit dem Halter 48 sicher und stabil an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt werden.
Da der Flansch 64 und die Öffnung 58 an dem Halter 48 so angeordnet sind, dass sie einen festgelegten Abstand in der Längsrichtung des Halters 48 aufweisen, wird anders ausgedrückt die Verschiebung des Halters 48 in einer Drehrichtung innerhalb der Sensorbefestigungsnut 18 eingeschränkt und ein Lösen oder Wackeln des Halters 48 kann verhindert werden.
Als nächstes wird ein Positionsdetektionssensor 100 mit einem Befestigungsmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 9 bis 13 erläutert. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei den Positionsdetektionssensor 46 gemäß der ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insoweit wird auf die obige detaillierte Beschreibung dieser Merkmale verwiesen.
Der Positionsdetektionssensor 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Positionsdetektionssensor 46 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Halter 102, der das Sensorelement 50 hält, den Flansch 64, der in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wird, nicht aufweist. Stattdessen ist der Halter 102 aus einem Material geformt, das eine gewisse Elastizität aufweist, so dass sich die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b des Halters 102 so deformieren können, dass sie um den vorspringenden Abschnitt 54 verschwenkt werden können.
Der Halter 102 des Positionsdetektionssensors 100 besteht aus einem metallischen Material oder einem elastischen Kunststoffmaterial und umfasst einen vorstehenden Abschnitt 54, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist, ein Paar von gekrümmt geformten ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b, die mit beiden Seiten des vorstehenden Abschnitts 54 verbunden sind, und ein Paar von Flanschen (Eingriffsabschnitte) 104a, 104b, die sich in Richtungen weg voneinander erstrecken und die jeweils mit den ausgebauchten Abschnitten 56a beziehungsweise 56b verbunden sind.
Anders ausgedrückt ist das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b mit dem sich nach unten öffnenden Bereich des vorstehenden Abschnitts 54 verbunden, wobei sie sich in gekrümmter Form nach außen erweitern. Verbindungsabschnitte 106a, 106b sind vorgesehen, die um einen festgelegten Abstand an den Enden der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b beabstandet sind. Das Paar von Flanschen 104a, 104b, die sich in Richtungen weg voneinander erweitern, sind an Enden der Verbindungsabschnitte 106a, 106b ausgebildet.
Das Paar von Flanschen 104a, 104b ist mit den Verbindungsabschnitten 106a, 106b, die sich in einer vertikalen Richtung von Enden des Paares der ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b erstrecken, verbunden. Ihre Breite erweitert sich in einer Breitenrichtung senkrecht zu den Verbindungsabschnitten 106a, 106.
Wie in 11 dargestellt ist, ist die Breite W5 des Paares von Flanschen 104a, 104b so gewählt, dass sie im Wesentlichen gleich der Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18, die durch die Breite zwischen dem einen zurückgesetzten Abschnitt 22a und dem anderen zurückgesetzten Abschnitt 22b definiert wird. Der Halter 102 wird in der Sensorbefestigungsnut 18 durch Eingriff zwischen dem Paar von Flanschen 104a, 104b und den zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b gehalten.
Während sich der Halter 102 von der Seite des vorstehenden Abschnitts 54 zu der Seite mit den Flanschen 104a, 104b öffnet, werden außerdem durch Pressen des Paares von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b und den Flanschen 104a, 104b in Richtungen, in denen sie sich einander annähern (in der Richtung der Pfeile D in 12) die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b und die Verbindungsabschnitte 106a, 106b in der Nähe der Verbindungsbereiche zwischen einem Dachabschnitt des vorstehenden Abschnitts 54 und den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b verschwenkt. Im Einzelnen kann der Halter 102 durch Aufbringen einer externen Kraft deformiert werden. Der Halter 102 weist eine elastische Kraft auf, die in der Lage ist, den Halter 102 zu seiner Ursprungsform vor der Deformierung zurückzuführen, wenn eine solche externe Kraft nicht aufgebracht wird.
Das Sensorelement 50, das entsprechend der inneren Form des Halters 102 geformt ist, ist in dem Halter 102 angebracht.
Als nächstes wird erläutert, wie der Positionsdetektionssenor 100 mit dem Halter 102, der die oben beschriebene Elastizität aufweist, in einer Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 angebracht wird. Wird die Befestigung des Positionsdetektionssensors 100 in der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 durchgeführt, so wird zunächst ein Zustand hergestellt, in dem das Sensorelement 50 und der Halter 102 des Positiondetektionssensors 100 voneinander getrennt sind.
In einem Zustand, in dem das Sensorelement 50 nicht in den Halter 102 eingesetzt ist, ergreift als erstes ein Bediener (nicht dargestellt) den Halter 102 und presst und deformiert den Halter 102 in einer Richtung (d. h. der Richtung der Pfeile D in 12), in der sich das Paar von ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b oder der Flansche 104a, 104b einander annähert. Dementsprechend wird das Paar von Flanschen 104a, 104b schwenkend in Richtungen (der Richtung der Pfeile D) verschoben, in der sie sich um die Verbindungsbereiche zwischen dem vorstehenden Abschnitt 54 und den ausgebauchten Abschnitten 56a, 56b einander annähern, wodurch die Breite zwischen dem einen Flansch 104a und dem anderen Flansch 104b zeitweise kleiner wird (wie durch die Breite W5' in 12 gezeigt ist).
Nachdem der Halter 102 soweit deformiert wurde, dass die Breite W5 des Paares von Flanschen 104a, 104b kleiner wird als die Breite W3 der Öffnung 20 in der Sensorbefestigungsnut 18 (die Breite W5'), werden außerdem die Flansche 104a, 104b durch die Öffnung 20 in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt. Anschließend wird der Halter 102 an einer gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht, die zum Erfassen der Position des Kolbens 26 in der Zylindervorrichtung 10 geeignet ist.
Nachdem die Flansche 104a, 104b in die Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt wurden, werden anschließend durch Freigabe des auf den Halter 102 aufgebrachten Druckes die Flansche 104a, 104b und die ausgebauchten Abschnitte 56a, 56b durch die Elastizität des Halters 102 in Richtungen deformiert, in denen sie sich voneinander trennen. Dadurch nimmt der Halter 102 wieder seine ursprüngliche Form vor der Deformierung an. Aus diesem Grunde erhält die Breite W5' des Paares von Flanschen 104a, 104b wieder ihre ursprüngliche Größe (die Breite W5), die im Wesentlichen die gleiche ist wie die vorher gewählte Breite W4 der Sensorbefestigungsnut 18. Als Folge hiervon greift das Paar von Flanschen 104a, 104b an dem Paar von zurückgesetzten Abschnitten 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 an. Hierdurch wird der Halter 102 mit den Flanschen 104a, 104b an der Sensorbefestigungsnut 18 befestigt. In diesem Fall wird die Deformation des Halters 102 vollständig zurückgeführt und der Halter 102 nimmt perfekt seine Ursprungsform vor der Deformierung an. Außerdem sind die Verbindungsabschnitte 106a, 106b durch die Öffnung 20 der Sensorbefestigungsnut 18 eingesetzt.
Als letztes wird das Sensorelement 50 in das Innere des Halters 102 eingesetzt, der in der Sensorbefestigungsnut 18 angebracht wurde, und die Befestigungsschraube 68 des Sensorelements 50 wird so angeordnet, dass sie der Öffnung 58 des Halters 102 gegenüberliegt. Durch Drehen der Befestigungsschraube 68 legt die Befestigungsschraube 68 an dem Boden der Sensorbefestigungsnut 18 an und drückt das Sensorelement 50 nach oben weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in der Richtung des Pfeils C2). In diesem Fall wird auch der Halter 102 zusammen mit dem nach oben verschobenen Sensorelement 50 nach oben in einer Richtung weg von der Sensorbefestigungsnut 18 (in der Richtung des Pfeils C2) gepresst.
Dementsprechend bewegt sich das Sensorelement 50 in dem Halter 102 zu der Seite des vorstehenden Abschnitts 54 (in der Richtung des Pfeils C2) und die Relativverschiebung in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) wird durch Kontakt des Sensorelements 50 mit dem Halter 102 begrenzt. Da die Flansche 104a, 104b des Halters 102 in Eingriff mit den oberen Seiten der zurückgesetzten Abschnitte 22a, 22b in der Sensorbefestigungsnut 18 verriegelt sind, wird außerdem eine Verschiebung des Halters 102 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) relativ zu der Sensorbefestigungsnut 18 begrenzt.
Als Folge hiervon wird der Positionsdetektionssensor 100 mit dem Halter 102 einfach und zuverlässig an einer gewünschten Position in der Sensorbefestigungsnut 18 der Zylindervorrichtung 10 befestigt. In diesem Fall ist das Licht emittierende Element 62 des Sensorelements 50 an einer Position angeordnet, die dem Ausschnitt 60 des Halters 102 zugewandt ist.
Auf diese Weise kann bei den Positonsdetektionssensor 100, bei dem ein Befestigungsmechanismus gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform eingesetzt wird, ein Halter 102 aus einem Kunststoffmaterial mit einer gewissen Elastizität deformiert werden, so dass durch zeitweises Deformieren des Halters 102 und Anbringen des Halter 102 in der Sensorbefestigungsnut 18 eine Installation des Positionsdetektionssensors 100 einschließlich des Halters 102 in der Sensorbefestigungsnut 18 schnell und einfach durchgeführt werden kann. Da der Aufbau des Positionsdetektionssensors 100 mit dem Halter 102 vereinfacht werden kann, können außerdem die Kosten für den Positionsdetektionssensor 100 reduziert werden.

Claims

Befestigungsmechanismus für einen Positionsdetektionssensor zur Befestigung des Positionsdetektionssensor, der eine Erfassung einer Position eines Verschiebungskörpers in einem Stellglied (10) ermöglicht, in einer Nut (18), die in einer Seitenfläche des Stellglieds (10) vorgesehen ist, wobei der Befestigungsmechanismus folgende Elemente aufweist: einen Detektor (50) zur Erfassung des Verschiebungskörpers (26) und einen Halter (48, 102) mit einem Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Detektors (50) und einem Eingriffsabschnitt neben dem Aufnahmeabschnitt, der in die Nut (18) eingesetzt und dadurch gehalten wird, wobei der Eingriffsabschnitt über einen Verbindungsabschnitt (66) einstückig mit dem Aufnahmeabschnitt ausgebildet ist und wobei der Eingriffsabschnitt folgende Elemente aufweist: einen erweiterten Abschnitt (64a), der so geformt ist, dass er breiter ist als eine Breite einer Öffnung (20) in der Nut (18) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Nut (18), und einen schmalen Abschnitt (64b), der so geformt ist, dass er schmaler ist als der erweiterte Abschnitt (64a) und als eine Breite der Öffnung (20), wobei die Öffnung (20) schmaler ist als ein innerer Abschnitt der Nut (18) und wobei der erweiterte Abschnitt (64a) und der schmale Abschnitt (64b) so orientiert sind, dass sie senkrecht zueinander stehen, und wobei der Eingriffsabschnitt zwischen einem gehaltenen Zustand, in dem der Halter (48, 102) in der Nut (18) gehalten wird, und einem nicht gehaltenen Zustand umgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt des Halters (48, 102) ein Paar ausgebauchter Abschnitte (56a, 56b) aufweist, dass der Eingriffsabschnitt als eine dünne Platte geformt ist, die an dem Halter (48) über den Verbindungsabschnitt (66) an unteren Enden der ausgebauchten Abschnitte (56a, 56b) angeordnet ist, dass lediglich der Eingriffsabschnitt des Halters (48) in die Nut (18) eingesetzt ist und dass ein Querschnitt der Nut (18) eine Form aufweist, die der Form des Eingriffsabschnitts entspricht.
Befestigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (58), durch welche eine Befestigungsschraube (68) einsetzbar ist, in dem Halter (48, 102) vorgesehen ist, um den Halter (48, 102) an der Nut (18) zu befestigen, und dass die Öffnung (58) und der Eingriffsabschnitt in einer axialen Richtung des Halters (48, 102) einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen.
Befestigungsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (10) ein zylindrisch geformtes Zylinderrohr (12) aufweist, an dem die Nut (18) entlang einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und das eine Zylinderkammer (24) aufweist, die darin angeordnet ist und der ein Druckfluid zugeführt wird, und einen Kolben (26), der entlang der Zylinderkammer (24) verschiebbar vorgesehen ist.
Befestigungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (18) des Stellglieds (10) gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Stellglieds (10) nach innen zurückgesetzt ist.