JP4279794B2 - 流体圧シリンダのセンサ取付具 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧シリンダに位置検出センサを取付けるためのセンサ取付具に関する。

従来から、エアシリンダなどの流体圧シリンダには、シリンダチューブ内に設けられたピストンの位置を検出する位置検出センサが取付けられている。位置検出センサは、タイロッドを有する流体圧シリンダの場合、専用のセンサ取付具をタイロッドに装着することによりシリンダチューブの外周に取付けられる。このようなセンサ取付具は、例えば、特許文献１で開示されている。特許文献１のセンサ取付具は、タイロッドの外周を囲むタイロッド取付溝を有し、そのタイロッド取付溝にタイロッドを挿入した状態で取付ねじを締め付けて取付ける構造とされている。
特開平１１−３７１１２号公報

ところで、特許文献１のセンサ取付具は、取付ねじを締め付けていない場合、タイロッド取付溝にタイロッドを挿入した状態で該タイロッドの軸方向に沿ってセンサ取付具をスライド移動させることが可能な構成とされている。このため、特許文献１のセンサ取付具は、タイロッド取付溝にタイロッドを挿入した状態でセンサ取付具をスライド移動させることにより位置検出センサの取付位置を調整することが可能である。

しかしながら、流体圧シリンダの設置姿勢が横置き（倒した状態）の場合には位置調整を比較的容易に行い得るが、設置姿勢が斜め置きや縦置き（起立させた状態）の場合には位置調整の作業性が極めて低下する虞がある。すなわち、流体圧シリンダを斜め置きや縦置きした場合、タイロッドをつたってセンサ取付具が自然落下してしまうため、位置調整時には常にセンサ取付具を作業者の指先で押さえておかなければならない。このとき、取付ねじを締め付けてセンサ取付具をタイロッドに仮止めすれば自然落下の可能性は低くなるが、この仮止めの際には位置調整を行い得るように取付ねじの締付力を調整（自然落下せずに、かつ、締付け状態で移動可能な程度の力に調整）しなければならず、作業性が低下する。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、位置検出センサを容易に取付けることができる流体圧シリンダのセンサ取付具を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、流体圧シリンダのシリンダチューブ内に収容されたピストンの位置を検出する位置検出センサを、前記シリンダチューブの周辺に配置された丸棒又は角棒からなるセンサ取付部材を利用して取付けるためのセンサ取付具であって、取付具本体に、前記センサ取付部材を挟み込んで弾性力により前記取付具本体を前記センサ取付部材の外周に仮止めする仮止め部と、該仮止め部に挟み込まれた前記センサ取付部材を圧接して前記取付具本体を前記センサ取付部材の外周に固定する固定部とを設け、前記取付具本体には、固定片と、弾性片と、受圧片とが一体成形され、前記固定片及び前記弾性片は前記受圧片に対向配置されて前記固定片と前記受圧片との間及び前記弾性片と前記受圧片との間に前記センサ取付部材の挿入部が形成され、前記仮止め部は、前記弾性片と前記受圧片とからなり、前記弾性片と前記受圧片との間に挟み込まれた前記センサ取付部材に前記弾性片が当接することにより弾性力を付与し、前記固定部は、前記固定片と前記受圧片とからなり、前記固定片には前記挿入部に向かって開口するねじ孔が形成され、該ねじ孔に螺入される取付ねじにより前記センサ取付部材を前記受圧片に圧接することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記受圧片は、圧接方向と直交する方向に折り曲げ形成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記取付具本体には、前記固定片の折り曲げ部位を含むように補強用リブが前記圧接方向に沿って延設されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記取付具本体には、該取付具本体と別体構成とされ、前記位置検出センサを装着するセンサホルダが取着されることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記センサ取付部材は、前記シリンダチューブを閉塞するカバー部材に組み付けられるタイロッドであることを要旨とする。

本発明によれば、流体圧シリンダに位置検出センサを容易に取付けることができる。

以下、本発明のセンサ取付金具を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき説明する。
図１に示すように、流体圧シリンダとしてのエアシリンダ１０は、円筒状のシリンダチューブ１１を備えており、その軸方向の両側開口部はヘッドカバー（カバー部材）１２とロッドカバー（カバー部材）１３により塞がれている。ヘッドカバー１２とロッドカバー１３は、複数本（本実施形態では４本）のセンサ取付部材としてのタイロッド１４とナット１５により一体に組み付けられている。本実施形態において４本のタイロッド１４は、円柱状（丸棒）に形成されている。そして、シリンダチューブ１１の内部空間には、流体圧（本実施形態では空気）によりシリンダチューブ１１の軸方向に沿って移動可能なピストン（図示しない）が収容されている。ピストンには、ロッドカバー１３に貫通支持されたロッド１６が一体的に設けられ、ロッド１６はピストンの移動に伴い出没するようになっている。

また、シリンダチューブ１１の外周には、該シリンダチューブ１１内を往復動作するピストンの位置を検出する位置検出センサ１７が取付けられている。位置検出センサ１７は、ピストンの位置を磁気抵抗によって検出するＭＲセンサとされている。そして、位置検出センサ１７は、センサ取付具１８を用いてシリンダチューブ１１の外周に取付けられる。センサ取付具１８は、タイロッド１４に取付けられ、該タイロッド１４の軸方向において位置検出センサ１７の位置が所望の位置（ピストンを検出し得る位置）となるように取付位置が調整されて固定される。

以下、本実施形態のセンサ取付具１８について図２及び図３にしたがって詳しく説明する。以下の説明において「上」「下」「左」「右」「前」「後」は、図２に示す矢印Ａ方向からセンサ取付具１８を見た場合（図３（ａ）に示すようにセンサ取付具１８を正面から見た場合）の「上」「下」「左」「右」「前」「後」を示すものとする。

センサ取付具１８は、取付具本体１９とセンサホルダ２０とから構成される。センサホルダ２０は、センサ装着溝２１を有する断面凹状に形成され、センサ装着溝２１内に位置検出センサ１７が装着（収容）されるようになっている。センサホルダ２０は、取付具本体１９とは別体構成とされている。本実施形態においてセンサホルダ２０は、取付具本体１９に溶接固定されている。

取付具本体１９は、金属板（本実施形態ではＳＵＳ３０４ＣＳＰ（ばね用ステンレス鋼帯））から構成され、所定方向に折り曲げ形成された固定片２３と、弾性片２４と、受圧片２５とが設けられている。取付具本体１９は、固定片２３、弾性片２４及び受圧片２５を含めてプレス加工で一体成形されている。固定片２３は、取付具本体１９の前端側に設けられ、センサ取付具１８（取付具本体１９）の下方に向かって折り曲げ形成されている。また、固定片２３には、ねじ孔２６が貫通形成されている。ねじ孔２６は、取付具本体１９の前後方向に沿って貫通されており、取付ねじ２７が螺入される。センサ取付具１８がタイロッド１４に取付られると、該タイロッド１４は取付ねじ２７の螺入により圧接され、取付ねじ２７の螺入方向が圧接方向となる。

また、取付具本体１９の前端側であって固定片２３の左右両側には、一対の弾性片２４が、固定片２３と同一方向、すなわち、センサ取付具１８（取付具本体１９）の下方に向かって折り曲げ形成されている。弾性片２４は、固定片２３に対し取付具本体１９の左右方向に所定の間隔を空けて形成されている。すなわち、一対の弾性片２４は、固定片２３と分離した状態で形成されている。また、弾性片２４は、その左右方向幅が固定片２３の左右方向幅よりも狭くなるように形成されている。より詳しく言えば、弾性片２４は、剛性を低くし、弾性力を有するように左右方向幅を狭めて形成されている。また、弾性片２４は、その先端部が前方に向かって斜状をなすように屈曲されている。

また、取付具本体１９の左右両端側であって各弾性片２４の後方には、一対の受圧片２５が、センサ取付具１８の下方に向かって折り曲げ形成されている。受圧片２５は、固定片２３と弾性片２４の折り曲げ方向と直交する方向に折り曲げられている。より詳しく言えば、受圧片２５は、取付ねじ２７の螺入による圧接方向とは直交する方向に折り曲げ形成されている。また、各受圧片２５は、固定片２３及び各弾性片２４に対し取付具本体１９の前後方向に所定の間隔を空けて形成されている。受圧片２５は、固定片２３と弾性片２４に対向するように配置されている。また、受圧片２５は、その先端に向かって尖鋭状に形成され、弾性片２４と対向する受圧面２５ａは、側面視（図３（ｂ））「く」の字状に屈曲形成されている。

また、取付具本体１９には、前後方向に沿って複数（本実施形態では３つ）の補強用リブ２８が形成されている。３つの補強用リブ２８のうち、２つの補強用リブ２８は、固定片２３の先端（下端）から前後方向に沿って真っ直ぐ延設されている。また、残り一つの補強用リブ２８は、固定片２３に形成されたねじ孔２６の上部から前後方向に沿って真っ直ぐに延設されている。すなわち、３つの補強用リブ２８は、固定片２３の折り曲げ部位を含むように取付具本体１９に形成されている。この補強用リブ２８により、固定片２３の折り曲げ部位は厚みが増し、折り曲げ方向への剛性が増加されている。なお、補強用リブ２８は、固定片２３、弾性片２４及び受圧片２５とともにプレス加工によって一体成形される。図１に示すセンサ取付具１８は、補強用リブ２８を省略して図示している。

本実施形態のセンサ取付具１８は、固定片２３と受圧片２５との間、及び弾性片２４と受圧片２５との間がタイロッド１４の挿入部２９となるように各片２３，２４，２５が形成されている。また、弾性片２４と受圧片２５との間の開口部位３０がタイロッド１４を挿入する挿入口として構成されている。そして、開口部位３０から挿入されたタイロッド１４の外周には、弾性片２４と受圧片２５（受圧面２５ａ）が当接し、タイロッド１４が両片２４，２５により挟み込まれる。これにより、タイロッド１４には、弾性片２４からの弾性力が働き、挿入部２９で保持される。また、開口部位３０は、弾性片２４の先端部の屈曲により、広げられている。また、受圧片２５の受圧面２５ａは、タイロッド１４の外周に沿うように屈曲した形状とされている。本実施形態では、弾性片２４と受圧片２５が、センサ取付具１８をタイロッド１４に仮止めする仮止め部として機能する。

また、タイロッド１４は、挿入部２９に挿入されると、固定片２３と受圧片２５との間にも配置される。そして、固定片２３には、挿入部２９に向かってねじ孔２６が形成され、取付ねじ２７は挿入部２９に向かって螺入される。このため、ねじ孔２６に螺入された取付ねじ２７は、挿入部２９に配置されたタイロッド１４の外周に当接し、押圧する。この押圧力は、固定片２３に対向配置された受圧片２５が壁となって受圧される。これにより、タイロッド１４は、固定片２３に螺入された取付ねじ２７と受圧片２５との間で圧接される。本実施形態では、固定片２３（取付ねじ２７）と受圧片２５が、センサ取付具１８をタイロッド１４に固定する固定部として機能する。

以下、本実施形態のセンサ取付具１８を用いた位置検出センサ１７の取付方法を説明する。
まず、センサホルダ２０のセンサ装着溝２１に位置検出センサ１７を装着し、センサ取付具１８に位置検出センサ１７が装着された状態とする。位置検出センサ１７は、センサ装着溝２１にねじ止め固定される。そして、位置検出センサ１７が装着されたセンサ取付具１８をタイロッド１４に対して仮止めする。センサ取付具１８を仮止めするためには、開口部位３０がタイロッド１４の方を向くように指先で摘み、位置決めする。そして、開口部位３０をタイロッド１４の外周面に当て、挿入部２９にタイロッド１４を押し込むようにセンサ取付具１８をタイロッド１４に対して押圧する。センサ取付具１８は、タイロッド１４の径方向に沿って押し込まれる。このとき、センサ取付具１８の弾性片２４は、押圧力が加えられることにより開口部位３０を広げるように弾性変形する。これにより、タイロッド１４は、開口部位３０を通過して挿入部２９に挿入される。そして、挿入部２９に挿入されたタイロッド１４は、弾性片２４からの弾性力により挿入部２９内に保持される。この状態で、センサ取付具１８は、タイロッド１４の外周に仮止めされる。なお、センサ取付具１８を仮止めする位置は、タイロッド１４の軸方向において何れの位置でも良い。

次に、位置検出センサ１７が装着されたセンサ取付具１８をタイロッド１４に固定する位置、すなわち、シリンダチューブ１１に対する位置検出センサ１７の取付位置を調整する。この位置調整は、位置検出センサ１７がシリンダチューブ１１に収容されたピストンの位置を検出できるように行う調整である。そして、位置調整は、仮止め状態のセンサ取付具１８をタイロッド１４の軸方向に沿って移動させながら行う。すなわち、仮止め状態においてセンサ取付具１８は、弾性片２４の弾性力のみによってタイロッド１４に取付けられているので、軸方向に沿って力を加えることでタイロッド１４から外れることなく、該タイロッド１４の軸方向に沿って移動可能とされている。なお、センサ取付具１８を移動させると、該センサ取付具１８（センサホルダ２０）に装着された位置検出センサ１７も一緒に移動する。

そして、センサ取付具１８を固定する位置の調整終了後、その調整後の位置にセンサ取付具１８を固定する。センサ取付具１８の固定作業は、固定片２３のねじ孔２６に取付ねじ２７を螺入して行う。取付ねじ２７を螺入すると、該取付ねじ２７の先端は、挿入部２９内のタイロッド１４の外周に当接する。これにより、タイロッド１４は、取付ねじ２７と受圧片２５で圧接され、センサ取付具１８がタイロッド１４に固定される。また、センサ取付具１８を固定することにより、位置検出センサ１７が所望の位置（調整後の位置）に取付られる。なお、センサ取付具１８の固定後、位置検出センサ１７の位置の微調整が必要となる場合には、位置検出センサ１７をセンサ装着溝２１に固定するねじを一旦緩め、位置検出センサ１７をセンサ装着溝２１内でスライド移動させて調整する。その後、位置検出センサ１７をセンサ装着溝２１にねじ止め固定する。

因みに、センサ取付具１８をタイロッド１４から脱着（取り外す）する場合には、まず、取付ねじ２７を緩めて固定状態を解除する。次に、センサ取付具１８をタイロッド１４の径方向に沿って引き抜く。このとき、センサ取付具１８の弾性片２４は、引き抜くときの力により開口部位３０を広げるように弾性変形する。この結果、センサ取付具１８は、タイロッド１４から脱着される。

従って、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）センサ取付具１８の取付具本体１９に、弾性片２４と受圧片２５からなる仮止め部と、固定片２３と受圧片２５からなる固定部とを設けた。この構成により、センサ取付具１８は、弾性片２４の弾性力にてタイロッド１４の外周に仮止め状態で取付け可能となる。このため、位置調整時には、エアシリンダ１０の設置姿勢に関係無く、仮止めによりセンサ取付具１８がタイロッド１４の外周に保持され、調整作業の作業性が向上される。したがって、位置検出センサ１７（センサ取付具１８）をエアシリンダ１０に容易に取付けることができる。また、位置調整後は、固定片２３と受圧片２５によりタイロッドを圧接するので、従前と同様に位置検出センサ１７（センサ取付具１８）をエアシリンダ１０に対して確実に固定することができる。

（２）取付具本体１９に、固定片２３と、弾性片２４と、受圧片２５を一体成形した。このため、仮止め用の弾性力を与えつつ、固定時の圧接力に耐え得る強度を有するセンサ取付具１８を提供することができる。また、取付具本体１９を一枚の金属板からプレス加工により成形するので、センサ取付具１８の製造コスト低減に貢献できる。

（３）受圧片２５を、圧接方向と直交する方向に折り曲げ形成した。このため、固定時において、圧接力により受圧片２５が圧接方向に折れ曲がることを防止できる（取付具本体１８の変形を防止できる）。すなわち、受圧片２５の強度を増加させ、センサ取付具１８をタイロッド１４に確実に固定することができる。

（４）取付具本体１９に、固定片２３の折り曲げ部位を含むように補強用リブ２８を圧接方向に沿って延設した。このため、固定時において、固定片２３が圧接力を受けて折れ曲がることを防止できる（取付具本体１８の変形を防止できる）。

（５）取付具本体１９とセンサホルダ２０とを別体構成とした。取付具本体１９とセンサホルダ２０とを一体構成した場合には、位置検出センサ１７のサイズ毎にセンサ取付具１８を製造する必要があり、製造コスト増に繋がる。このため、取付具本体１９とセンサホルダ２０とを別体構成とすることにより、位置検出センサ１７のサイズが異なる場合でも、該サイズに合ったセンサホルダ２０を用意すれば良く、取付具本体１９を共通部品として扱うことができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・実施形態において、弾性片２４の形状を図４及び図５に示すように変更しても良い。図４及び図５に示す弾性片２４は、該弾性片２４が波状に形成されている。すなわち、弾性片２４は、挿入部２９にタイロッド１４を挿入した際、その当接面がタイロッド１４の外周面形状に沿うように形成されている。

・実施形態において、取付具本体１９とセンサホルダ２０とを一体成形しても良い。
・実施形態において、センサホルダ２０に位置検出センサ１７を装着するタイミングを変更しても良い。例えば、仮止め時に位置検出センサ１７をセンサホルダ２０に装着しても良い。

・実施形態において、別体構成とされた取付具本体１９とセンサホルダ２０は、同一材料で成形しても良いし、異種材料で成形しても良い。異種材料で成形する場合、磁気抵抗を検出する位置検出センサ１７への影響を抑えるために、センサホルダ２０は、非磁性材料を用いることが望ましい。

・実施形態において、取付具本体１９を、例えば、りん青銅などにより構成しても良い。すなわち、取付具本体１９は、エアシリンダ１０の設置環境を考慮して耐蝕性に優れ、磁気抵抗を検出する位置検出センサ１７への影響を考慮して磁性力が弱い材料を用いることが好ましい。

・実施形態において、固定片２３に形成するねじ孔２６の数を、例えば、２つや３つなどに変更しても良い。
・実施形態において、固定片２３と弾性片２４の配置を逆転させても良い。すなわち、弾性片２４を中央に形成し、その両側に固定片２３を設けても良い。

・実施形態は、センサ取付具１８の取付部材をタイロッド１４に具体化したが、他の部材に取付けても良い。例えば、タイロッド１４とは別に丸棒又は角棒からなる部材をシリンダチューブ１１の周辺（外周面の近傍）に配置するように設け、その部材にセンサ取付具１８を取付けて位置検出センサ１７をシリンダチューブ１１の外周に取付けても良い。このような部材を用いれば、タイロッド１４の有無に関係なく位置検出センサ１７を取り付けることができる。

・実施形態では、弾性片２４を取付具本体１９に一体成形しているが、該弾性片２４に代えて別の部材にて弾性力を付与するようにしても良い。例えば、板ばねなどのばね部材を、取付具本体１９に溶接やかしめにより固定し、そのばね部材と受圧片２５とでタイロッド１４を挟み込み、弾性力を付与するようにしても良い。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）取付具本体に、流体圧シリンダのタイロッドを挟み込んで弾性力により前記取付具本体を前記タイロッドの外周に仮止めする仮止め部と、該仮止め部に挟み込まれた前記タイロッドを圧接して前記取付具本体を前記タイロッドの外周に固定する固定部とを設けたセンサ取付具を用いて前記流体圧シリンダのピストンの位置を検出する位置検出センサを前記流体圧シリンダに取付ける取付方法であって、前記仮止め部に前記タイロッドを挟み込んで該タイロッドの外周に前記センサ取付具を仮止めする工程と、前記センサ取付具を仮止めした状態で前記位置検出センサが装着されたセンサ取付具を前記タイロッドの軸方向に移動させて前記センサ取付具を固定する位置を調整する工程と、前記固定する位置の調整後に前記固定部により前記タイロッドを圧接して該タイロッドの外周に前記センサ取付具を固定する工程とを備えたことを特徴とする位置検出センサの取付方法。

エアシリンダの斜視図。 センサ取付具の斜視図。 （ａ）はセンサ取付具の正面図、（ｂ）はセンサ取付具の側面図。 別例のセンサ取付具の斜視図。 （ａ）は別例のセンサ取付具の正面図、（ｂ）は別例のセンサ取付具の側面図。

符号の説明

１０…エアシリンダ（流体圧シリンダ）、１１…シリンダチューブ、１２…ヘッドカバー（カバー部材）、１３…ロッドカバー（カバー部材）、１４…タイロッド（センサ取付部材）、１７…位置検出センサ、１８…センサ取付具、１９…取付具本体、２０…センサホルダ、２３…固定片（固定部）、２４…弾性片（仮止め部）、２５…受圧片（固定部、仮止め部）、２６…ねじ孔、２７…取付ねじ、２８…補強用リブ、２９…挿入部。

Claims (5)

1. 流体圧シリンダのシリンダチューブ内に収容されたピストンの位置を検出する位置検出センサを、前記シリンダチューブの周辺に配置された丸棒又は角棒からなるセンサ取付部材に取付けるセンサ取付具であって、
   取付具本体に、前記センサ取付部材を挟み込んで弾性力により前記取付具本体を前記センサ取付部材の外周に仮止めする仮止め部と、該仮止め部に挟み込まれた前記センサ取付部材を圧接して前記取付具本体を前記センサ取付部材の外周に固定する固定部とを設け、
   前記取付具本体には、固定片と、弾性片と、受圧片とが一体成形され、前記固定片及び前記弾性片は前記受圧片に対向配置されて前記固定片と前記受圧片との間及び前記弾性片と前記受圧片との間に前記センサ取付部材の挿入部が形成され、
   前記仮止め部は、前記弾性片と前記受圧片とからなり、前記弾性片と前記受圧片との間に挟み込まれた前記センサ取付部材に前記弾性片が当接することにより弾性力を付与し、
   前記固定部は、前記固定片と前記受圧片とからなり、前記固定片には前記挿入部に向かって開口するねじ孔が形成され、該ねじ孔に螺入される取付ねじにより前記センサ取付部材を前記受圧片に圧接することを特徴とする流体圧シリンダのセンサ取付具。
2. 前記受圧片は、圧接方向と直交する方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダのセンサ取付具。
3. 前記取付具本体には、前記固定片の折り曲げ部位を含むように補強用リブが前記圧接方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体圧シリンダのセンサ取付具。
4. 前記取付具本体には、該取付具本体と別体構成とされ、前記位置検出センサを装着するセンサホルダが取着されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダのセンサ取付具。
5. 前記センサ取付部材は、前記シリンダチューブを閉塞するカバー部材に組み付けられるタイロッドであることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の流体圧シリンダのセンサ取付具。

Images