JP4395978B2 - センサスイッチ構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、センサ素子を内装したセンサケース内に充填材を充填したセンサスイッチ構造に関し、詳しくは流体圧シリンダの外周面に軸線方向に沿って設けられたセンサ装着溝に装着され、ピストン位置を検出するセンサスイッチ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からセンサスイッチでは、切削水等の液体のセンサケース内への侵入によるセンサスイッチの動作不良を防止するために、充填材をセンサケース内に充填している。このようなセンサスイッチ構造として、例えば、▲1▼意匠公報H1−553号に開示のものがある。これは、センサケースが、長手方向両端が開口した筒形状をしており、このセンサケースにセンサ素子を内装して充填材を充填し、センサ素子から引き出されたコードをセンサケースの一端側に取付けたコードブシュを介してセンサケース外部に挿通してあり、センサケースの他端側は、蓋により塞がれている。
【0003】
また、▲2▼特開平6−324131号に開示のものでは、略箱体状の樹脂ケース内にセンサ素子を収容し、これに充填材を充填して密封している。また、センサ素子に接続されたケーブルを弾性体によって締付けるパッキンコネクタを介して樹脂ケースから引き出している。また、▲3▼特開平9−218111号に開示のものでは、積層素子を突き出した状態で積層素子の外周を金属製の筒状プロテクタで覆っている。積層素子には、リード線が接続されており、リード線はシリコンゴム等よりなるブッシュに挿通されている。筒状プロテクタの内部には、無機接着剤が充填され、積層素子を上端まで覆って固定しており、積層素子を無機接着剤が充填された筒状プロテクタに挿入する際にはブッシュと筒状プロテクタとの間の嵌合隙間が空気の逃げ道となっており、積層素子の挿入後には筒状プロテクタをかしめてブッシュを固定してある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲1▼では、センサケースにセンサ素子を挿入して充填材を充填しているが、一端側にはコードを引出すためのコードブシュを取り付けてあり、他端側には蓋部材を取り付けてセンサケース両端が塞がれるが、センサケースを塞ぐ際にセンサケース内に空気が残る恐れがあり、充填材を再充填することもできないので、完全に内部のセンサ素子がモールドされず信頼性が低く、更に、センサ素子が蓋部材の近くまで位置していることも信頼性を低下している。また、コードブシュとコードとに締めしろがない場合、温度変化によりコードブシュとコード間、コードと充填材間に隙間ができる恐れがある。この隙間から液体等が侵入し、センサスイッチが動作不良を起こす恐れがあり、センサスイッチのモールド状態の保持に対する安全性が低い問題がある。また更に、センサケースが筒状なので両端が開口しており、このため蓋を取り付けてセンサケースを塞がなければならず、部品数が多くなる問題ある。
【0005】
また、▲2▼では、検出素子に接続されたケーブルを弾性体のパッキンコネクタで締め付けているので、温度変化によってケーブルとパッキンコネクタ間に隙間ができにくいが、パッキンコネクタが柔らかいものである場合には、ケーブルが屈曲した際に、ケーブルと共にパッキンコネクタも屈曲し易く、パッキンコネクタとケーブル間に隙間ができ、更に充填材内部でもケーブルの曲がりが伝わり、ケーブルと充填材との間でも隙間ができる恐れがある。この隙間から液体等が侵入し、センサスイッチが動作不良を起こす恐れがあり、センサスイッチのモールド状態の保持に対する安全性が低い問題がある。
【0006】
また、パッキンコネクタが柔らかい場合には、ケーブルが屈曲したときケーブルとパッキンコネクタ間に隙間ができないように締付けを大きくするため、締めしろを大きくするには、パッキンコネクタのケーブルを挿通するケーブル挿通孔をケーブルの外形に対して相対的に小さくしなければならず、ケーブル挿通孔を相対的に小さくすると、ケーブルをパッキンコネクタに通したときにパッキンコネクタがパッキンコネクタ外周方向へ大きく膨らむ。このため、このパッキンコネクタを筒状のセンサケースに設けた場合に、パッキンコネクタの弾性力がセンサケースに作用し、流体圧シリンダのセンサ装着溝等に装着される小さなセンサスイッチでは、センサケースが破損する恐れがある。
【0007】
また、▲3▼では、シリコンゴム等よりなるブッシュにリード線を挿通しているので前記▲2▼と同様にリード線が屈曲した場合にブッシュとリード線間に隙間ができる恐れがある。また、無機接着剤を充填後に筒状プロテクタをかしめていると共に、筒状プロテクタは両端が開口しており、無機接着剤を充填するとき無機接着剤が流れ出さないようにする工夫が必要であり、組み付け作業が煩雑になると共に、筒状プロテクタの形状によってはかしめることが困難な場合がある。
【0008】
この発明の課題は、センサ素子の内装時や充填材を充填する際にセンサケース内の空気を逃がし易くしてセンサケース内の密封性を高くでき、コードの屈曲やコードの温度変化による収縮によってコードと充填材との間に隙間ができ難く、切削水等の侵入を防止できる安全性の高いセンサスイッチ構造を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、センサ素子を内装したセンサケース内に充填材を充填したセンサスイッチ構造において、センサ素子に接続したコードをセンサケースに取付けたコードブシュを通してセンサケースの外部に引き出し、その状態でセンサケース内外に連通するように設けた充填路を介して充填材を充填し、充填路をコードブシュとセンサケースとの間で形成して成ることを特徴とする(請求項1)。これによればコードブシュを介してコードをセンサケース外側に引き出しているので、コードが屈曲してもコードブシュによりケース内のコードの屈曲が防止されてコードと充填材間で隙間が生じず、センサケース内へ切削水等が侵入しない。また、充填路を備えているので、センサケースにセンサ素子を内装後に再び充填材を充填でき、センサケース内の充填材による補強が強固になって好適である。
【0010】
前記充填路はエアー抜き路でもある(請求項2)。これによれば、充填材が充填されたセンサケース内にセンサ素子を装着する際や再充填の際に、充填路から空気が抜けるのでセンサ素子やセンサ素子とコードの接続部を確実にモールドでき、センサスイッチの信頼性が高くなる。
【0011】
前記コードブシュとコードとには相互に締めつく締めしろを有している(請求項3)。これによればコードが温度変化によって収縮しても締めしろにより隙間発生を防止できる。
【0013】
具体的には、コードブシュにコードが挿通されるコード挿通溝を形成し、コード挿通溝にコードを挿通したコードブシュをセンサケースに取付けた状態で、コード外周面とコード挿通溝の開口部分とセンサケース内面とで充填路を形成した(請求項4)。
【0014】
また、コードブシュにコードが挿通される挿通孔を設け、その挿通孔をコード径と略同径の小径孔と、コードブシュをセンサケースに取付けた際にその小径孔よりセンサケースの軸線方向内側でコード外周面との間で充填材を充填可能な充填空間とから形成し、コードブッシュにはコードブシュ外面から充填空間に連通する第1の充填孔を設け、センサケースには、センサケースにコードブシュを取付けた状態で前記第1の充填孔と対応する位置に第2の充填孔を設けて充填路を構成した(請求項5)。
【0015】
コードブシュ外面またはセンサケースのいずれか一方に弾性を有し、先端に係合爪を設けた係合片を設け、他方に係合爪が係合する係合孔を設けた(請求項6)。係合爪と係合孔との係合によりコードブシュをセンサケース内に容易に位置決めでき、モールドも容易になる。
【0016】
前記センサケースは流体圧シリンダの外周面に軸線方向に沿って設けたセンサ装着溝に装着可能である(請求項7)。
【0017】
具体的には、センサ装着溝の開口側にシリンダチューブの軸線方向に沿って装着溝幅方向に対向する被圧接部を突設し、センサケースを被圧接部の内側面に圧接する圧接部を有する、センサ装着溝に対応した形状に形成した(請求項8)。
【0018】
前記センサケースの先端部分にセンサケース幅方向に貫通する断面四辺形の収容孔を設け、その収容孔に収容孔と略同一形状の四角ナットを挿入し、センサケースには上記四角ナットのねじ部と対応する位置に貫通孔を設け、その貫通孔に通したねじ部材を四角ナットに螺合し、そのねじ部材の締付けにより被圧接部の内側面に圧接部を圧接可能に構成した(請求項9)。これによれば、センサケースに設けた収容孔に四角ナットを挿入して、貫通孔に通したねじ部材を四角ナットに螺合するので、収容孔内によって四角ナットが回り止めされて四角ナットがセンサケースから落ちることがない。この四角ナットの落下が防止されることにより、センサケースにねじ部が不要となり好適である。
【0019】
より具体的には、センサケースは、左右の圧接部の上面がセンサケース幅方向外側に向けて下向きに傾斜する傾斜面と、左右の傾斜面に連続し下方に延びる左右の側面と、左右側面に連続する半円形の底面とを備え、センサ取付溝をセンサケースの形状に対応した略同様な形状に形成した(請求項10)。これによれば、センサケースをセンサ装着溝に装着したとき、傾斜面により自動的に位置決めされて好適である。
【0020】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について図1から図5に基づいて説明する。図1に示すように流体圧シリンダとして示すロッドレスシリンダ1のシリンダチューブ(シリンダ本体)2の外周面には軸線方向全長にわたってセンサ装着溝3が形成されている。センサ装着溝3は、図2に示すようにセンサ装着溝3の開口4側にシリンダチューブ2の軸線方向に沿ってセンサ装着溝幅方向に相互に対向する被圧接部5が突設され、被圧接部5相互間にスリットを形成し、センサ装着溝3の内側を幅広とし開口4側を幅狭に形成している。両被圧接部5の内側面は図2に示すように、互いに対向し、開口4に連続する部分から溝幅方向内面8に向うにつれて下方に傾斜する(開口4に連続する部分から溝幅方向外方に向うにつれて溝底面7へ向って傾斜する)傾斜面6となっている。センサ装着溝3は、図2において半円形の底面7と、底面7に連続しシリンダチューブ2外周面に向けて延びる溝幅方向内面の左右側面8,8と、左右側面8,8に夫々連続する前記被圧接部5の両傾斜面6,6とから形成されている。
【0021】
センサスイッチ9は、前記センサ装着溝3に取付けられ、シリンダチューブ2内を軸線方向前後に移動する図示しないピストンに設けられたマグネットを検出可能となっている。センサケース10はセンサ装着溝3の断面形状に対応し、センサ装着溝3内に収容されるようにその大きさはセンサ装着溝3より僅かに小さい形状をしている。即ち、センサケース10の両肩部分には、前記被圧接部5に圧接する圧接部11が形成されており、圧接部11の上面は被圧接部5の傾斜面6,6と平行な傾斜面12,12となっている。また、センサケース10の外形は、半円形の底面13と、底面13に連続する左右側面14,14と、左右側面14,14に連続する前記左右傾斜面12,12とから形成されている。
【0022】
センサケース10の上部は、図2に示すようにセンサ装着溝3の開口4内に位置する突出部15が形成されている。センサケース10の軸線方向の先端部分には、センサケース10を幅方向に貫通する断面四辺形の収容孔16が設けられている。この収容孔16には、収容孔16と略同一形状の固定部材である四角ナット17が挿入される。
【0023】
また、センサケース10には、図4に示すように収容孔16と反対側の後端が開口端22となった内装空間23が形成されている。この内装空間23には、開口端22からセンサ素子24が挿入されるようになっている。センサ素子24の後端側には信号や電力供給用のコード21が接続されている。このコード21は、コードブシュ25を介してセンサケース10の外側に引き出されている。コードブシュ25は、ナイロンやPBT等の樹脂材料から成形されており、図5に示すように外形がセンサケース10の内面形状と略同様な形状をしており、前記コード21を挿通するコード挿通溝27が設けられている。コード挿通溝27は、コード21が挿通されるコード外径と略同一径のコード挿通部28とコード挿通部28の内径より幅方向寸法が小さい開口部分29とから形成されている。
【0024】
センサケース10の内装空間23には充填材30が充填され、この充填材30が充填された内装空間23にセンサ素子24が挿入される。センサ素子24が内装された内装空間23の開口端22には、図5に示すようにコードブシュ25が挿入され、コードブシュ25を介してコード21がセンサケース10の外部に引き出される。また、センサケース10とコードブシュ25との間には充填路31が形成される。充填路31は、内装空間23の内面とコードブシュ25の開口部分29とコード21の外周面33とから形成され、内装空間23とセンサケース10外部とを連通している。
【0025】
この充填路31を介してセンサ素子24が装備された内装空間23内に再度充填材30が充填され、センサケース10とコードブシュ25間や充填路31内にも充填材30が充填され、センサケース10内にセンサ素子24やコードブシュ25がモールドされて固定される。このセンサ素子24の内装空間23への挿入時や充填材30の再充填時に、充填路31は、内装空間23内の空気を排出するためのエアー抜き路となり、センサケース10内を充填材30により確実に密封することができる。このエアー抜き路31から充填材30の再充填のときに空気が抜けることで充填材30によるモールド状態が確実になり安全性が高くなる。このようにセンサケース10とセンサ素子24とコードブシュ25とコード21とが一体となった状態では、コード21が屈曲してもコードブシュ25挿通部分でコード21が補強され屈曲がコードブシュ25により妨げられて、センサケース21内のコード21と充填材(モールド部)30との間に隙間が形成されるのを防止できてセンサスイッチの防水機能に対する信頼性が向上し、動作不良が防止できる。また、センサケース21は一端のみ開口しているので、従来のように蓋を設けたり、充填材の充填のために充填材が流れ出さないようにする工夫が不要であり、コードブシュ25は充填材30によってセンサケース21に一体となるので別にコードブシュの取付作業も不要である。
【0026】
四角ナット17は、その厚さが収容孔16のセンサケース10厚さ方向寸法Tより薄く、収容孔16へ収容したときにセンサケース10の左右側面14,14とほぼ同じになるようになっている。四角ナット17の中央にはねじ部(メネジ)18が形成されている。四角ナット17を収容孔16に収容した際に、センサケース10の四角ナット17のねじ部18に対応する位置には、センサケース10厚さ方向に貫通する貫通孔19が設けられている。この貫通孔19にはねじ部材20が通され、ねじ部材20が四角ナット17に螺合している。このねじ部材20と四角ナット17とが螺合した状態では、貫通孔19にねじ部を螺刻しなくてもセンサケース10に対してねじ部材20と四角ナット17とが脱落不能に一体となり、断面四辺形の収容孔16内で四角ナット17が回転することも防止されるので、四角ナット17が収容孔16から落ちることがない。
【0027】
センサスイッチ9は、センサケース10にねじ部材20と四角ナット17とが一体にされた状態で、センサ装着溝3内にシリンダチューブ2軸線方向から挿入され、適宜なピストン位置を検出するための位置に配置される。このセンサ装着溝3に挿入されたセンサスイッチ9のねじ部材20を締付けると、四角ナット17が収容孔16の上面を押圧し、これによりセンサケース10の傾斜面12,12が被圧接部5の傾斜面6,6に圧接される。このとき、圧接部11の傾斜面12,12と被圧接部5の傾斜面6,6との圧接により、センサケース10にはセンサ装着溝3幅方向中心に向う位置決め力が作用し、自動的に位置決めされる。また、センサケース10自体がセンサ装着溝3に圧接するので、センサ装着溝3に対してセンサケース10ががたつくことなく固定される。
【0028】
次に他の実施の形態について図6から図8により説明する。前記第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付けて説明を省略する。コードブシュ25Aは、コード21をセンサケース10A内から外部へ引き出す挿通孔34が設けられている。この挿通孔34は、コード21外径と略同径の小径孔35と、コードブシュ25Aをセンサケース10に取付けた際に小径孔35よりセンサケース10Aの軸線方向内側であって、小径孔35よりセンサケース10Aの半径方向外側にセンサケース10Aの内周をえぐりとるように形成された切り欠き溝36とコード外周面33との間に形成された充填材30を充填可能な充填空間36aとから形成されている。コードブシュ25Aの底面(下側壁)には充填空間36aに連通する第1の充填孔37が設けられている。また、コードブシュ25Aの上面は弾性を有しコードブシュ25A軸線方向に延びる係合片38に形成されており、係合片38の先端部は係合爪39と成っている。センサケース10Aは、後端部分の突出部15に係合爪39が係合する係合孔40が設けられている。また、センサケース10Aには、コードブシュ25Aを取り付けたときにコードブシュ25Aの第1の充填孔37と対応する位置に、第2の充填孔41が設けられている。
【0029】
センサケース10A内にセンサ素子24が挿入されたとき、コードブシュ25Aの係合爪39が係合孔40に係合して嵌まり込み、コードブシュ25Aが容易に位置決めされ、コードブシュ25Aの第1の充填孔37とセンサケース10Aの第2の充填孔41とが連通し、これら第1、第2の充填孔37,41と充填空間36aとから内装空間23と外部とを連通する充填路31を構成してある。この充填路31は前記実施の形態と同様に、センサ素子24の挿入後の充填材30を再充填するためのものであると共に、センサ素子24を挿入する際及び充填材30を再充填する際のエアー抜き路となっており、充填材30の再充填によって空気を排出して塞がれ、センサケース10A内が確実に密封される。また、前記実施の形態と同様にコード21の屈曲はコードブシュ25Aで妨げられてコードとセンサケースとの結合部分のモールド状態が保持されるので、コード21とモールド部の間で隙間が発生せず切削水等の侵入が防止され、安全性が高くなり、センサスイッチの動作不良を防止できる。
【0030】
尚、前記第1、第2の実施の形態で、コード挿通部28及びコード挿通孔34の小径孔35の内径をコード21外径より僅かに小径とし、コードブシュ25,25Aにコード21外周に嵌合可能な締めしろを備えれば、コード21が温度変化により収縮した場合でもコード21とコードブシュ25,25A間に生じる隙間が締めしろによって吸収され、更に防水機能が向上して好適である。この締めしろは、隙間が生じるのを防止可能な程度であれば良く、コード21を挿通したコードブシュ25,25Aをセンサケース10,10Aに取り付けたとき、コードブシュ25,25Aの膨らみの影響をセンサケース10,10Aが大きく受けない程度に設定されている。
【0031】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、センサケースからコードブシュを介してセンサ素子に接続したコードをセンサケース外部に引き出しているので、コードの屈曲がコードブシュによって防止されてコードの曲げによる隙間ができず防水機能が向上する。また、充填路から充填材を再充填できると共に充填路がエアー抜き路となるので、センサケース内部の密封が確実となり、センサスイッチの信頼性が高くなる。また、コードブシュとコードとの締めしろを設けることで、温度変化によるコードの収縮が吸収されて隙間ができず、モールド状態の保持が一層高くなる。また、コードブシュまたはセンサケースのいずれか一方に係合爪を設け、他方に係合孔を設けて係合することで、コードブシュをセンサケースに容易に位置決めでき、モールド作業を容易に行える。
【0032】
更に、センサケースの肩部を傾斜面を有する圧接部に形成してあり、このセンサケースの傾斜面を流体圧シリンダに設けたセンサ装着溝の被圧接部の傾斜した内面に圧接することで、センサケースがセンサ装着溝に自動的に位置決めされて好適である。また更に、センサケースに設けた収容孔に四角ナットを挿入して、センサケースの貫通孔に通したねじ部材を四角ナットに螺合するので、収容孔内によって四角ナットが回り止めされて四角ナットがセンサケースから落ちることがない。この四角ナットの落下が防止されることにより、センサケースにねじ部が不要となり好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】センサスイッチの流体圧シリンダへの取付を示す図である。
【図2】センサスイッチを取付けたセンサ装着溝の断面図である。
【図3】センサスイッチの概略を示す斜視図である。
【図4】センサスイッチの縦断面図である。
【図5】図4のV−V線断面図である。
【図6】他の実施の形態である。
【図7】他の実施の形態のコードブシュを示す斜視図である。
【図8】図6のVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
1 流体圧シリンダ
3 センサ装着溝
5 被圧接部
9 センサスイッチ
10,10A センサケース
11 圧接部
12 傾斜面
13 底面
14 側面
16 収容孔
17 四角ナット
18 ねじ部
19 貫通孔
20 ねじ部材
21 コード
22 開口端
24 センサ素子
25,25A コードブシュ
27 コード挿通溝
29 開口部分
30 充填材
31 充填路(エアー抜き路)
33 コード外周面
34 挿通孔
35 小径孔
36a 充填空間
37 充填孔
38 係合片
39 係合爪
40 係合孔
41 充填孔
Claims (10)
- センサ素子を内装したセンサケース内に充填材を充填したセンサスイッチ構造において、センサ素子に接続したコードをセンサケースに取付けたコードブシュを通してセンサケースの外部に引き出し、その状態でセンサケース内外に連通するように設けた充填路を介して充填材を充填し、充填路をコードブシュとセンサケースとの間で形成して成ることを特徴とするセンサスイッチ構造。
- 充填路はエアー抜き路でもあることを特徴とする請求項1記載のセンサスイッチ構造。
- コードブシュとコードとには相互に締めつく締めしろを有していることを特徴とする請求項1または2記載のセンサスイッチ構造。
- コードブシュにコードが挿通されるコード挿通溝を形成し、コード挿通溝にコードを挿通したコードブシュをセンサケースに取付けた状態で、コード外周面とコード挿通溝の開口部分とセンサケース内面とで充填路を形成したことを特徴とする請求項1から3何れか1項記載のセンサスイッチ構造。
- コードブシュにコードが挿通される挿通孔を設け、その挿通孔をコード径と略同径の小径孔と、コードブシュをセンサケースに取付けた際にその小径孔よりセンサケースの軸線方向内側でコード外周面との間で充填材を充填可能な充填空間とから形成し、コードブッシュにはコードブシュ外面から充填空間に連通する第1の充填孔を設け、センサケースには、センサケースにコードブシュを取付けた状態で前記第1の充填孔と対応する位置に第2の充填孔を設けて充填路を構成したことを特徴とする請求項1から3何れか1項記載のセンサスイッチ構造。
- コードブシュ外面またはセンサケースのいずれか一方に弾性を有し、先端に係合爪を設けた係合片を設け、他方に係合爪が係合する係合孔を設けたことを特徴とする請求項1から5何れか1項記載のセンサスイッチ構造。
- センサケースは流体圧シリンダの外周面に軸線方向に沿って設けたセンサ装着溝に装着可能であることを特徴とする請求項1から6何れか1項記載のセンサスイッチ構造。
- センサ装着溝の開口側にシリンダチューブの軸線方向に沿って装着溝幅方向に対向する被圧接部を突設し、センサケースを被圧接部の内側面に圧接する圧接部を有する、センサ装着溝に対応した形状に形成したことを特徴とする請求項7記載のセンサスイッチ構造。
- センサケースの先端部分にセンサケース幅方向に貫通する断面四辺形の収容孔を設け、その収容孔に収容孔と略同一形状の四角ナットを挿入し、センサケースには上記四角ナットのねじ部と対応する位置に貫通孔を設け、その貫通孔に通したねじ部材を四角ナットに螺合し、そのねじ部材の締付けにより被圧接部の内側面に圧接部を圧接可能に構成したことを特徴とする請求項8記載のセンサスイッチ構造。
- センサケースは、左右の圧接部の上面がセンサケース幅方向外側に向けて下向きに傾斜する傾斜面と、左右の傾斜面に連続し下方に延びる左右の側面と、左右側面に連続する半円形の底面とを備え、センサ取付溝をセンサケースの形状に対応した略同様な形状に形成したことを特徴とする請求項8または9項記載のセンサスイッチ構造。
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