(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
シリンダ本体と、このシリンダ本体に装着されたピストンとピストンロッドを含むピストン部材と、ピストン部材の前進ストローク端と後退ストローク端とを検出するストローク端検出手段とを有するストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置において、
前記ピストン部材にそのヘッド側端面からピストンを貫通してピストンロッド内へ延びるように形成された所定長さの挿入孔と、前記シリンダ本体のヘッド側端壁の中央部に形成された装着孔とを有し、
前記ストローク端検出手段は、
前記装着孔に嵌合された嵌合軸部を有する機構室形成体と、
前記機構室形成体に基端部が支持され且つ前記嵌合軸部を挿通して挿入孔内へ直接挿入されてその奥端近くまで延び且つ前記挿入孔内の流体内に配設された非磁性体製の第1パイプ、及び前記機構室形成体に基端部が支持され且つ前記嵌合軸部を挿通して前記挿入孔内に直接挿入されてその基端部内まで延び且つ前記挿入孔内の流体内に配設された非磁性体製の第2パイプと、
第1,第2パイプの先端近傍部内に夫々装着された第1,第2リードスイッチ、及びこの第1,第2リードスイッチから第1,第2パイプ内を夫々基端部側へ延びる第1,第2ハーネスと、
第1,第2パイプの内部に夫々充填されて第1,第2リードスイッチ及び第1,第2ハーネスを封止する第1,第2樹脂封止部材と、
前記挿入孔の基端部の外周側に前記挿入孔に臨むように装着された環状永久磁石と、
を備えたことを特徴とするストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置。
前記第1,第2位置調節機構は、前記機構室内で第1,第2パイプの基端部に夫々固定された第1,第2可動部材と、この第1,第2可動部材に夫々形成された軸心方向と平行な第1,第2ネジ孔と、前記第1,第2操作部材と一体的に形成されて前記第1,第2ネジ孔に夫々螺合された第1,第2ネジ軸とを有することを特徴とする請求項2に記載のストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置。
【背景技術】
【0002】
流体圧シリンダに、ピストン部材の前進ストローク端と後退ストローク端を検出するストローク端検出機能を持たせた種々の流体圧シリンダ装置が実用化されている。特に、ダイカストマシンや射出成形機における中子金型を駆動する油圧シリンダでは、シリンダ本体に組み込んだストローク端検出手段が装備される場合が多い。
【0003】
特許文献1に記載のストローク端検出機能を備えたシリンダ装置においては、ピストン部材の中心部にヘッド側端面からピストンロッド内まで延びる挿入孔が形成され、シリンダ本体のヘッド側端壁の中央部の装着孔に機構室形成部材の嵌着部が螺合にて固定され、挿入孔には非磁性体製の保護管が挿入されてその基端部が機構室形成部材に固定されている。
【0004】
2本の非磁性体製の細い第1,第2パイプが保護管内に挿入され、第1,第2パイプの基端部が機構室形成部材に保持され、第1,第2パイプは片持ち状態に支持されている。第1パイプには、前進ストローク端を検出する第1リードスイッチ及びこのスイッチに接続された第1ハーネスが装着され、第2パイプには、後退ストローク端を検出する第2リードスイッチ及びこのスイッチに接続された第2ハーネスが装着されている。
第1,第2パイプは非常に小径のものであるため、第1,第2パイプ内に樹脂封止材は封入されていない。
【0005】
挿入孔の基端部の外周側には、第1,第2リードスイッチをON/OFF動作させるための環状永久磁石が装着されている。そして、機構室形成部材には、第1,第2パイプの軸心方向の位置を夫々調節可能な第1,第2位置調節機構が組み込まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この特許文献1のストローク端検出機能を備えたシリンダ装置においては、ピストン部材の挿入孔に保護管を挿入し、その保護管に第1,第2パイプを挿入する構造であるため、第1,第2パイプとして非常に小径で薄肉のパイプを採用せざるを得ない。
それ故、第1,第2パイプ内に第1,第2リードスイッチと第1,第2ハーネスを樹脂封止することができない。そのため、第1,第2パイプは剛性の低いものとなり、シリンダ装置に大きな衝撃が繰り返し作用した場合に、第1,第2パイプが振動し易く、第1,第2ハーネスを第1,第2リードスイッチに接続する接続部が断線したり、第1,第2リードスイッチの位置が変動して、ストローク端検出精度が低下するという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、耐久性と信頼性に優れるストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1のストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に装着されたピストンとピストンロッドを含むピストン部材と、ピストン部材の前進ストローク端と後退ストローク端とを検出するストローク端検出手段とを有するストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置において、前記ピストン部材にそのヘッド側端面からピストンを貫通してピストンロッド内へ延びるように形成された所定長さの挿入孔と、前記シリンダ本体のヘッド側端壁の中央部に形成された装着孔とを有し、
前記ストローク端検出手段は、前記装着孔に嵌合された嵌合軸部を有する機構室形成体と、前記機構室形成体に基端部が支持され且つ前記嵌合軸部を挿通して挿入孔内へ直接挿入されてその奥端近くまで延び且つ挿入孔内の流体内に配設された非磁性体製の第1パイプ、及び前記機構室形成体に基端部が支持され且つ前記嵌合軸部を挿通して前記挿入孔に直接挿入されて前記挿入孔の基端部内まで延び且つ挿入孔内の流体内に配設された非磁性体製の第2パイプと、
第1,第2パイプの先端近傍部内に夫々装着された第1,第2リードスイッチ、及びこの第1,第2リードスイッチから第1,第2パイプ内を夫々基端部側へ延びる第1,第2ハーネスと、第1,第2パイプの内部に夫々充填されて第1,第2リードスイッチ及び第1,第2ハーネスを封止する第1,第2樹脂封止部材と、前記挿入孔の基端部の外周側に前記挿入孔に臨むように装着された環状永久磁石とを備えたことを特徴としている。
【0010】
請求項2のストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置は、請求項1の発明において、前記第1,第2パイプは前記嵌合軸部を夫々進退可能に挿通して、前記機構室形成体の内部の機構室内まで延び、外部から操作可能な第1,第2操作部材の操作を介して第1,第2パイプの軸心方向の位置を夫々調節可能な第1,第2位置調節機構が前記機構室に設けられたことを特徴としている。
【0011】
請求項3のストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置は、請求項2の発明において、前記第1,第2位置調節機構は、前記機構室内で第1,第2パイプの基端部に夫々固定された第1,第2可動部材と、この第1,第2可動部材に夫々形成された軸心方向と平行な第1,第2ネジ孔と、前記第1,第2操作部材と一体的に形成されて前記第1,第2ネジ孔に夫々螺合された第1,第2ネジ軸とを有することを特徴としている。
【0012】
請求項4のストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置は、請求項1の発明において、前記第1,第2パイプの先端部を夫々封鎖する第1,第2封鎖部材が設けられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
請求項1の発明によれば、ピストン部材に形成した挿入孔内に第1,第2パイプを直接挿入する構造であるため、第1,第2パイプの直径を大きくすることが可能となった。
そのため、第1,第2パイプの内部に夫々第1,第2樹脂封止部材を充填して第1,第2リードスイッチ及び第1,第2ハーネスを樹脂封止することできた。
【0014】
その結果、第1,第2パイプの剛性を高くなって、第1,第2パイプが振動しにくくなり、第1,第2リードスイッチが振動に強くなり、第1,第2リードスイッチと第1,第2ハーネスの接続部の断線が発生しにくくなり、第1,第2リードスイッチの位置変動も小さくなり、ストローク端検出精度を高めることができた。それ故、耐久性と信頼性に優れるストローク端検出機能を備えた流体圧シリンダ装置を実現することができた。しかも、従来技術で採用していた保護管を省略したので、製作費も低減することができた。
【0015】
請求項2の発明によれば、第1,第2位置調節機構を設けたため、第1,第2パイプの軸心方向の位置を調節可能になった。
請求項3の発明によれば、簡単な構造の第1,第2位置調節機構を実現することができる。
【0016】
請求項4の発明によれば、第1,第2パイプの先端部を夫々封鎖する第1,第2封鎖部材を設けたため、第1,第2パイプの先端から第1,第2パイプ内へ流体圧が侵入するのを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明を実施するための形態について
図1〜
図3に基づいて説明する。
この実施形態は、流体圧シリンダとして油圧シリンダを採用した場合の例であり、以下の説明において「油圧」は油の圧力ではなく、圧縮油を意味する。尚、
図1の矢印Lが左方を示し、矢印Rが右方を示すものとする。
【0019】
この油圧シリンダ装置1は、複動型の油圧シリンダ2にピストン部材の前進ストローク端と後退ストローク端を検出するストローク端検出手段20を設けたストローク端検出機能を備えたシリンダ装置である。
【0020】
最初に、油圧シリンダ2について説明する。
油圧シリンダ2は、シリンダ本体3と、このシリンダ本体3に装着されたピストン部材4とを備えている。
シリンダ本体3の内部にはシリンダ孔6が形成され、このシリンダ本体3は、筒状壁部3aと、筒状壁部3aの端部に2本のボルト7で固定されたロッド側端壁部材8と、筒状壁部3aと一体的に形成されたヘッド側端壁3bとを有する。
【0021】
ピストン部材4は、シリンダ孔6内に移動可能に収容されたピストン4aと、このピストン4aの端部から左方へ延びるピストンロッド4bとを一体形成したものである。ピストン4aの外周部にはシール部材9が装着され、シリンダ孔6内において、ピストン4aの右側には往動油室10が形成され、ピストン4aの左方には復動油室11が形成されている。
【0022】
ロッド側端壁部材8は、筒状壁部3aの左端部に嵌合された嵌合凸部8aと、筒状壁部3aの左端面に当接するフランジ部8bとを有する。
尚、4つのボルト孔5は、取り付け対象の相手側部材に油圧シリンダ2を取り付けるボルトを挿通させるためのボルト孔である。
【0023】
このロッド側端壁部材8に形成されたロッド孔8cに、ピストンロッド4bが摺動自在に挿通している。嵌合凸部8aの外周部にはシール部材12が装着され、ロッド孔8cの外周部にはシール部材13とダストシール14が装着されている。
【0024】
シリンダ本体3には、往動油室10に油圧を供給/排出するための油圧ポート15と、この油圧ポート15を往動油室10に接続する油路15aとが形成されている。シリンダ本体3には、復動油室11に油圧を供給/排出するための油圧ポート16と、この油圧ポート16を復動油室11に接続する油路16aとが形成されている。
【0025】
次に、ストローク端検出手段20について説明する。
ピストン部材4の中心側部分には、そのヘッド側端面からピストン4aを貫通してピストンロッド4b内へ延びるように所定長さの挿入孔21が形成されている。この挿入孔21の軸心はピストン部材4の軸心と同心に形成されている。挿入孔21の長さは、シリンダ孔6の長さと略等しい。尚、往動油室10内の油圧が挿入孔21内へ侵入している。
【0026】
シリンダ本体3のヘッド側端壁3bの中央部には、挿入孔21に対向し且つ挿入孔21と同心状の装着孔22が貫通状に形成されている。
【0027】
ストローク端検出手段20は、上記の挿入孔21と装着孔22の他に、以下に説明する機構室形成体23と、第1,第2パイプ24,25と、第1,第2リードスイッチ26,27及び第1,第2ハーネス26a,27aと、第1,第2樹脂封止部材29,30と、環状永久磁石31と、第1,第2操作部材32s,33sを含む第1,第2位置調節機構32,33と、第1,第2封鎖部材34,35などを備えている。
【0028】
機構室形成体23は、装着孔22に嵌合された嵌合軸部36aを有するベース部材36と、このベース部材36の凹部に係合する係合筒部37aを有し且つベース部材36との間に機構室38を形成するカバー部材37とを有する。
ベース部材36のフランジ部36bがヘッド側端壁3bの右端面に当接され、カバー部材37のフランジ部37bがフランジ部36bの右端面に当接され、フランジ部36b,37bを複数のピン部材39で位置決めした状態にして、フランジ部36b,37bを挿通させた4本のボルト40により、ベース部材36とカバー部材37がヘッド側端壁3bに固定されている。
【0029】
第1パイプ24は、非磁性体(例えば、ステンレス、銅合金、アルミ合金等)で構成された小径の薄肉のパイプである。この第1パイプ24の基端側部分は、嵌合軸部36aに形成された貫通孔41を進退可能に挿通して機構室38内まで延び、第1パイプ24の基端部が第1位置調節機構32の第1可動部材32aの嵌合孔32bに嵌合させて固定されている。第1パイプ24は、貫通孔41から左方へ挿入孔21内へ直接挿入されてその奥端近くまで延び且つ挿入孔21内の油圧内に配設されている。
【0030】
第2パイプ25は、非磁性体(例えば、ステンレス、銅合金、アルミ合金等)で構成された小径の薄肉のパイプである。この第2パイプ25の基端側部分は、嵌合軸部36aに形成された貫通孔42を進退可能に挿通して機構室38内まで延び、第2パイプ25の基端部が第2位置調節機構33の第2可動部材33aの嵌合孔33bに嵌合させて固定されている。第2パイプ25は、貫通孔42から左方へ挿入孔21内へ直接挿入されて挿入孔21の基端部内まで延び且つ挿入孔21内の油圧内に配設されている。
【0031】
尚、第1,第2パイプ24,25の「基端部」は、第1,第2パイプ24,25が固定される側の端部(右端部)のことであり、第1,第2パイプ24,25の機構室形成体23側の端部を意味する。
第1パイプ24の先端近傍部内に第1リードスイッチ26が装着され、第1パイプ24内には第1リードスイッチ26から基端部側へ延びる2本の第1ハーネス26aも装着され、第1ハーネス26aは第1パイプ24の基端から第1可動部材32aの嵌合孔32bへ導入されて機構室38内に導かれている。尚、第1,第2リードスイッチ26,27は、常開型又は常閉型の磁気近接スイッチである。
【0032】
第2パイプ25の先端近傍部内に第2リードスイッチ27が装着され、第2パイプ25内には第2リードスイッチ27から基端部側へ延びる2本の第2ハーネス27aも装着され、第2ハーネス27aは第2パイプ25の基端から第2可動部材33aの嵌合孔33bへ導入されて機構室38内に導かれている。
【0033】
第1,第2リードスイッチ26,27及び第1,第2ハーネス26a,27aを封止する第1,第2樹脂封止部材29,30が、第1,第2パイプ24,25の内部に夫々充填されている。第1,第2パイプ24,25には、その先端部を封鎖する非磁性体の金属製の第1,第2封鎖部材34,35が取り付けられている。
【0034】
前記ピストン4aのうちの、挿入孔21の基端部分(ピストン側の基端部分)には、直径を拡大した拡大孔部21aが形成され、この拡大孔部21aには、非磁性体製の環状部材43と、環状永久磁石31と、環状のリテーナ部材44とが左右方向に直列状に装着され、リテーナ部材44をネジ孔44aに螺合することで、環状部材43と環状永久磁石31とが固定されている。環状永久磁石31は、第1,第2リードスイッチ26,27をON/OFF動作させるためのものであり、挿入孔21の基端部の外周側に挿入孔21に臨むように装着されている。
【0035】
上記の環状永久磁石31は、磁界の方向を半径方向に向けて、内周面側をN極又はS極、外周面側をS極又はN極に設定してある。但し、磁界の方向を挿入孔21の軸心方向へ向けて、左端側をN極又はS極、右端側をS極又はN極に設定したものでもよい。
【0036】
第1,第2パイプ24,25が嵌合軸部36aを貫通する貫通孔41,42の部位において、第1,第2パイプ24,25にはOリング45,46が夫々外嵌され、これらOリング45,46を押える円形の押え板47と、この押え板47を押えるスナップリング48が装着されている。
【0037】
第1,第2位置調節機構32,33は、ベース部材36とカバー部材37とで構成される機構室38に設けられており、第1,第2位置調節機構32,33は、外部から操作可能な第1,第2操作部材32s,33sの操作を介して第1,第2パイプ24,25の軸心方向の位置を夫々調節可能に構成している。
【0038】
第1,第2位置調節機構32,33は、機構室38内で第1,第2パイプ24,25の基端部に夫々固定された第1,第2可動部材32a,33aと、この第1,第2可動部材32a,33aに夫々形成された軸心方向と平行な第1,第2ネジ孔32c,33cと、第1,第2操作部材32s,33sと一体的に形成されて第1,第2ネジ孔32c,33cに夫々螺合された第1,第2ネジ軸32d,33dとを有する。
【0039】
第1,第2ハーネス26a,27aは、機構室形成体23の側部のハーネス接続部49に螺合された接続金具50とそれに続くケーブル51内の4本のハーネスに接続され、制御ユニット(図示略)へ導設されている。
【0040】
次に、以上説明したストローク端検出機能を備えた油圧シリンダ装置1の作用、効果について説明する。
ピストン部材4が前進ストローク端(前進限界位置)に達した際に、環状永久磁石31が第1リードスイッチ26に対向するように、第1位置調節機構32により、第1パイプ24の左右方向の位置が予め設定される。この場合、第1操作部材32sをロックしているロックナット32nを緩めて状態で、第1操作部材32sを右ネジ方向へ回すと、第1パイプ24が第1可動部材32aと共に右方へ位置調節され、その反対方向へ回すと、第1パイプ24が左方へ位置調節される。その調節後にロックナット32nを締結する。
【0041】
また、ピストン部材4が後退ストローク端(後退限界位置)に達した際に、環状永久磁石31が第2リードスイッチ27に対向するように、第2位置調節機構33により、第2パイプ25の左右方向の位置が予め設定される。この場合も、上記と同様に第2操作部材33sを操作することで第2パイプ25の位置を調節することができる。
【0042】
それ故、油圧シリンダ装置1が稼働状態のとき、ピストン部材4が前進ストローク端に達すると、第1リードスイッチ26のON/OFF状態が切換えられ、同様に、ピストン部材4が後退ストローク端に達すると、第2リードスイッチ27のON/OFF状態が切換えられるから、油圧シリンダ2の前進ストローク端と後退ストローク端を確実に検出することができる。
【0043】
ピストン部材4に形成した挿入孔21内に第1,第2パイプ24,25を直接挿入する構造であるため、第1,第2パイプ24,25の直径を大きくすることが可能となった。そのため、第1,第2パイプ24,25の内部に夫々第1,第2樹脂封止部材29,30を充填して第1,第2リードスイッチ26,27及び第1,第2ハーネスを樹脂封止することできた。
【0044】
その結果、第1,第2パイプ24,25の剛性が高くなって、第1,第2パイプ24,25が振動しにくくなり、第1,第2リードスイッチ26,27と第1,第2ハーネス26a,27aの接続部の断線が発生しなくなり、第1,第2リードスイッチ26,27の位置が変動することもなく、ストローク端検出精度を高めることができた。それ故、耐久性と信頼性に優れるストローク端検出機能を備えた油圧シリンダ装置1を実現することができた。しかも、従来技術で採用していた保護管を省略したので、製作費も低減することができた。
【0045】
また、第1,第2位置調節機構32,33を設けたため、第1,第2パイプ24,25の軸心方向の位置を調節可能になった。
第1,第2パイプ24,25の先端部を夫々封鎖する第1,第2封鎖部材34,35を設けたため、第1,第2パイプ24,25の先端から第1,第2パイプ24,25内へ油圧が侵入するのを防止することができる。
【0046】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
1)前記実施例では、流体圧シリンダとして油圧シリンダを例として説明したが、油圧シリンダに限らず、エアシリンダやその他の流体圧シリンダにも本発明を同様に適用可能である。
【0047】
2)油圧シリンダは、複動型の油圧シリンダを例として説明したが、バネ復帰式の単動型油圧シリンダにも本発明を同様に適用可能である。
3)その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。