特許 7390184 センサ及び、このセンサを備える運動案内装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-22

(45)【発行日】2023-12-01

(54)【発明の名称】センサ及び、このセンサを備える運動案内装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 11/24 20060101AFI20231124BHJP

   F16C 29/06 20060101ALI20231124BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

G01D11/24 W

F16C29/06

F16C41/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019235847

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021105530

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 雅史

【審査官】榮永 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５３８６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１３８０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２９２６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－３２８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９６７３９０７（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ １１／２４

Ｆ１６Ｃ １７／２４

Ｆ１６Ｃ １９／５２

Ｆ１６Ｃ ２９／００ － ２９／０６

Ｆ１６Ｃ ４１／００ － ４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に伸びる軌道部材と、前記軌道部材に対して前記長手方向に沿って移動可能に取り付けられた移動部材とを有する運動案内装置に取り付けられるセンサであって、
センサ基板を収容する筐体と、前記センサ基板に接続されるシールドケーブルと、前記筐体に前記シールドケーブルを保持固定するケーブルブッシュを備え、
前記ケーブルブッシュは、前記筐体と前記シールドケーブルが導通可能な導通孔を有し、
前記筐体は、前記導通孔に挿通可能な導通部を有することを特徴とするセンサ。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサにおいて、
前記導通孔は、少なくとも２以上形成されていることを特徴とするセンサ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のセンサにおいて、
前記ケーブルブッシュの前記センサ基板と対向する端面には、前記シールドケーブル内の配線が挿通可能な挿通孔を有する壁部を備えることを特徴とするセンサ。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載のセンサにおいて、
前記筐体は、少なくとも２以上に分割された分割体からなることを特徴とするセンサ。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載のセンサにおいて、
前記筐体は、前記センサ基板が収容されるセンサ基板収容部に合成樹脂を充填可能な充填孔が形成されることを特徴とするセンサ。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載のセンサにおいて、
前記筐体は、金属で形成されると共に、少なくとも前記導通部以外の部分に絶縁処理が施されることを特徴とするセンサ。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載のセンサにおいて、
前記シールドケーブルと前記センサ基板との結線部分は、前記センサ基板の前記ケーブルブッシュと対向する端面と反対端に形成されることを特徴とするセンサ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサを備えたことを特徴とする運動案内装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道部材と該軌道部材に対して移動可能な移動部材を備えた運動案内装置に取り付けられるセンサ及びこのセンサを備える運動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、直動案内装置などの運動案内装置の状態を監視等することなどを目的として、直動案内装置の軌道部材や移動部材に振動センサや磁気センサなどの種々のセンサを取り付けることが行われている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載されたセンサは、防水性及び防塵性の確保と小型化の両立を図ることを目的として、内外に延出し且つ複数の芯線と該芯線を包囲する外皮とを含むケーブルを備えたセンサにおいて、金属製の筐体と、一対の装着穴部の間に位置し、筐体に形成され且つ前記ケーブルが配置されるケーブル配置通路と、ケーブル配置通路に装着され且つケーブルの延び方向に貫通した絶縁性成形部材とを有し、ケーブルが、センサに隣接する領域に外皮無しの非被覆領域を有し、該非被覆領域の複数の芯線が絶縁性成形部材の中に配置されているという構成を有している。

【0004】

このようなセンサによれば、例えばケーブルの外皮を取り除いて露出させた非被覆領域の複数の芯線をケーブル配置通路に配置するようにしたことから、このケーブル配置通路の幅はケーブルの幅（太さ）よりも小さく設定することができる。したがって、現場に設置するために一対の装着穴部の間隔がケーブルの幅（太さ）によって規制されることなく、それもより幅狭に設計することができる。このことは光学センサの大きさの設定に関して、その小型化に関する自由度を向上できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－３２８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、運動案内装置にセンサを取り付ける場合、軌道部材に取り付けられる。この場合、移動部材は、軌道部材に沿って移動するため、移動部材のストローク量を確保するためにセンサは軌道部材の長手方向の一端に取り付けられている。

【0007】

このようなセンサを運動案内装置に取り付けると、該センサの設置によってストローク量が少なくなってしまうため、できるだけセンサを小型化して移動部材のストローク量を確保したいという要望があった。

【0008】

しかしながら、従来のセンサの構造によると、図９に示すように、筐体１５０に収納したセンサ基板１６０にシールドケーブル１６１を接続する場合、ケーブルブッシュ１７０をシールドケーブル１６１の一端に取り付け、シールドケーブル内のシールド部分２００を筐体１５０に接触させるシールド処理領域及びシールド部分２００とセンサ基板１６０との絶縁を図る絶縁領域２０１が必要となり、筐体１５０の小型化を図ることが難しいという問題があった。

【0009】

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、軌道部材にセンサを設置した場合であっても、移動部材のストローク量の確保を目的としてセンサ自体の小型化を図ることができるセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決する本発明に係るセンサは、長手方向に伸びる軌道部材と、前記軌道部材に対して前記長手方向に沿って移動可能に取り付けられた移動部材とを有する運動案内装置に取り付けられるセンサであって、センサ基板を収容する筐体と、前記センサ基板に接続されるシールドケーブルと、前記筐体に前記シールドケーブルを保持固定するケーブルブッシュを備え、前記ケーブルブッシュは、前記筐体と前記シールドケーブルが導通可能な導通孔を有し、前記筐体は、前記導通孔に挿通可能な導通部を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るセンサによれば、筐体とシールドケーブルとの導通をケーブルブッシュに形成された導通孔によって行うことが出来るので、筐体の長手方向の長さを短縮することができ、センサの小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係るセンサを取り付けた運動案内装置の斜視図。

【図2】本発明の実施形態に係るセンサを取り付ける運動案内装置の一部断面図。

【図3】本発明の実施形態に係るセンサの構造を説明するための分解図。

【図4】本発明の実施形態に係るセンサを構成する上側ケースの斜視図。

【図5】本発明の実施形態に係るセンサを構成する下側ケースの斜視図。

【図6】本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュのケーブル孔側を示す斜視図。

【図7】本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュのシールドケーブル挿入部側を示す斜視図。

【図8】本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュの取り付け構造を説明するための概略図。

【図9】従来のセンサの構造を説明するための概略図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係るセンサの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0014】

図１は、本発明の実施形態に係るセンサを取り付けた運動案内装置の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るセンサを取り付ける運動案内装置の一部断面図であり、図３は、本発明の実施形態に係るセンサの構造を説明するための分解図であり、図４は、本発明の実施形態に係るセンサを構成する上側ケースの斜視図であり、図５は、本発明の実施形態に係るセンサを構成する下側ケースの斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュのケーブル孔側を示す斜視図であり、図７は、本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュのシールドケーブル挿入部側を示す斜視図であり、図８は、本発明の実施形態に係るセンサを構成するケーブルブッシュの取り付け構造を説明するための概略図である。

【0015】

図１に示すように、本実施形態に係るセンサ４０は、運動案内装置１の軌道部材１０の上面に取り付けられている。なお、本実施形態に係るセンサ４０は、移動部材２０のストローク量を確保するために、軌道部材１０の長手方向の一端に取り付けられると好適である。なお、本実施形態に係るセンサ４０は、軌道部材１０の上面に直接螺合や接着などで取り付けても構わないし、例えば、取付部材を介して取り付けることも可能である。

【0016】

次に、図２を参照して、本実施形態に係る運動案内装置１について説明を行う。本実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に沿って複数の転動体転走面１１がその外表面に形成された軌道部材１０と、転動体転走面１１に対向する負荷転動体転走面２３が形成され、複数の転動体３０を介して軌道部材１０に対して往復運動可能に組み付けられた移動部材２０とを備えている。

【0017】

軌道部材１０には、複数のボルト孔１２が上面１３から底面１４に向かって穿孔されている。本実施形態に係る運動案内装置１は、軌道部材１０に形成されたこれら複数のボルト孔１２にボルトを挿通し基台等の相手部品に締結されている。この軌道部材１０は、断面略矩形状に形成された長尺部材であり、左右両側に２条ずつの転動体転走面１１が対称的に合計４条形成されている。

【0018】

移動部材２０は、軌道部材１０の上面１３及び左右両側面に跨るように、断面略コ字状をしており、移動部材本体２１と、この移動部材本体２１の往復運動方向である両端面に取り付けられた一対の側蓋２２とを備えている。

【0019】

移動部材本体２１及び側蓋２２は、軌道部材１０の上面１３に対向する中央部と、軌道部材１０の左右両側面に対向する一対の脚部とを有している。移動部材本体２１には、軌道部材１０の転動体転走面１１と対向するように軌道部材１０の長手方向に延びる例えば合計４条の負荷転動体転走面２３が形成されている。

【0020】

また、移動部材本体２１には、負荷転動体転走面２３と平行に延びる転動体戻し通路２４が合計４条形成されている。

【0021】

また、側蓋２２には、負荷転動体転走面２３の一端と転動体戻し通路２４の一端とを繋ぐＵ字形状の方向転換路２５が形成されている。転動体転走面１１と負荷転動体転走面２３からなる負荷転動体転走路，一対の方向転換路２５及び転動体戻し通路２４とからなる無限循環路を形成している。

【0022】

運動案内装置１は、転動体転走面１１と負荷転動体転走面２３との間に転動体３０が介在されているので、移動部材２０を軌道部材１０の長手方向に沿って移動させると、転がり運動を行わせることができる。負荷転動体転走路の一端まで転走した転動体３０は、側蓋２２に形成された掬上部で掬い上げられ、一方の方向転換路２５に導かれる。方向転換路２５で進行方向を転換させた転動体３０は、転動体戻し通路２４を転走して、他方の方向転換路２５を経由した後、再び負荷転動体転走路に戻される。このように転動体３０が転走することで無限循環を実現している。

【0023】

また、複数の転動体３０は、球状に形成されたボールが好適に用いられる。さらに、複数の転動体３０は、隣り合う転動体３０間に配置された間座部と、その長手方向に沿って配列された間座部を繋ぐ帯状の連結帯とからなる帯状リテーナ３１により保持されている。このように、転動体３０間に配置された間座部により転動体３０同士の衝突を防止することができる。また、転動体３０は、帯状リテーナ３１によって一連に連結保持されているので、転動体３０を整列させたまま転走させることができる。

【0024】

なお、運動案内装置１の幅方向断面において、転動体転走面１１及び負荷転動体転走面２３は転動体３０の曲率半径よりも大きな単一の曲率で形成されたサーキュラアーク形状に形成されている。また、転動体転走面１１及び負荷転動体転走面２３の形状は、サーキュラアーク形状に限らず、例えば、二つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ形状に形成しても構わないし、その他の曲線形状に形成しても構わない。

【0025】

図３に示すように、本実施形態に係るセンサ４０は、センサ基板６０を収容する筐体５０と、センサ基板６０に接続されるシールドケーブル６１と、該シールドケーブル６１の一端に取り付けられて筐体５０にシールドケーブル６１を保持固定するケーブルブッシュ７０とを備えている。

【0026】

筐体５０は、上側ケース５１及び下側ケース５２とからなる分割体によって分割して構成されている。上側ケース５１及び下側ケース５２は、アルミニウム合金などの金属で形成されると好適であり、後述する導通部５３以外の部分に絶縁処理が施されている。

【0027】

図４に示すように、上側ケース５１は、長手方向Ｌに沿った一端にシールドケーブル６１に取り付けたケーブルブッシュ７０が保持固定されるケーブルブッシュ保持部５４がケーブルブッシュ７０の外周形状に対応するように断面略半円形状に形成されている。ケーブルブッシュ保持部５４の内周面には、後述するケーブルブッシュ７０に形成された導通孔７１に挿通可能な導通部５３が形成されている。また、ケーブルブッシュ保持部５４は、長手方向Ｌの端部にケーブルブッシュ７０のフランジ部７５と係合するフランジ係合部７６が形成されている。

【0028】

上側ケース５１は、ケーブルブッシュ保持部５４と連続するセンサ基板収容部５５が形成されており、さらにセンサ基板収容部５５と連続する充填孔５６が形成されている。また、上側ケース５１は、下側ケース５２と組み合わせた際に、下側ケース５２と係合する係合爪５７が上側ケース５１と下側ケース５２の当接面５８から突設されている。

【0029】

図５に示すように、下側ケース５２は、上側ケース５１と対応するように、導通部５３，ケーブルブッシュ保持部５４，フランジ係合部７６及びセンサ基板収容部５５が形成されている。また、上側ケース５１の係合爪５７に対応して該係合爪５７と係合する係合溝５９が形成されている。これらの係合爪５７及び係合溝５９の係合によって上側ケース５１と下側ケース５２を合成樹脂などで接着する際に、互いの位置決めを行うことができる。

【0030】

また、センサ基板収容部５５と連続するように、ケーブルブッシュ保持部５４が形成された端面と対向する反対端の位置にセンサ基板６０の結線部６４が収容される結線部収容部８０が形成されている。このように、ケーブルブッシュ保持部５４が形成された端面と反対端に結線部収容部８０を設けることで、図３に示すように、シールド処理を行うケーブルブッシュ保持部５４とセンサ基板６０との結線を行う結線部分とを隔離することができ、これらの絶縁を構造上考慮する必要がなくなり、筐体５０の全長を小型化することができる。さらに、筐体５０には、軌道部材１０や取付部材などに締結固定するための固定孔８１が下側ケース５２の四隅に形成されている。

【0031】

図６及び図７に示すように、ケーブルブッシュ７０は、ゴムなどの弾性体からなる円筒状の部材である。ケーブルブッシュ７０は、長手方向端部にそれぞれブッシュ端部７７とフランジ部７５が形成されており、ブッシュ端部７７とフランジ部７５間には、ブッシュ端部７７及びフランジ部７５よりも縮径した導通処理部７８が形成されている。

【0032】

導通処理部７８は、上側ケース５１及び下側ケース５２の導通部５３が挿通されてシールドケーブル６１の外皮側に折り返されたシールド部６２と導通可能な導通孔７１が形成されている。導通孔７１は、上側ケース５１及び下側ケース５２の導通部５３と対応するように２カ所形成されている。

【0033】

フランジ部７５の端面には、壁部７２が形成され、該壁部７２の略中央部には、シールドケーブル６１のケーブル６３が挿通可能なケーブル孔７３が形成されている。このように壁部７２を形成することで、シールドケーブル６１にケーブルブッシュ７０を取り付けた場合に、壁部７２によってシールドケーブル６１と筐体５０やセンサ基板６０との絶縁を図ることができる。

【0034】

また、ブッシュ端部７７には、シールドケーブル挿入部７４が形成されており、シールドケーブル６１が挿入される。このとき、シールドケーブル６１のシールド部６２は、シールドケーブル６１の外皮側に折り返してシールドケーブル挿入部７４に挿入することで、導通孔７１内にシールド部６２を露出させて導通部５３との導通を図ることができる。

【0035】

このように形成された、本実施形態に係るセンサ４０は、図３に示すように、下側ケース５２にセンサ基板６０を配置し、ケーブルブッシュ７０を取り付けたシールドケーブル６１のケーブル６３を結線部６４に結線した後、図８に示すように、上側ケース５１と下側ケース５２とを係合し、充填孔５６から合成樹脂を流し込んで上側ケース５１及び下側ケース５２を接着している。

【0036】

このとき、導通孔７１内にはシールド部６２が露出し、筐体５０を上側ケース５１と下側ケース５２とからなる分割体で構成しているので、導通孔７１に導通部５３を挿入することで、シールド部６２と上側ケース５１及び下側ケース５２を導通させることができ、センサ４０の上側から及び下側から、すなわち、センサ４０の周囲からの外乱によるノイズの影響を抑制することができる。また、筐体５０を上側ケース５１と下側ケース５２からなる分割体で構成していることで、上側ケース５１と下側ケース５２によってケーブルブッシュ７０を挟み込むように組み付けるだけで、導通部５３を導通孔７１に挿入するように配置することで、容易に組付けを行うことができる。

【0037】

また、センサ基板６０とシールドケーブル６１の間に壁部７２が配置され、壁部７２のケーブル孔７３からケーブル６３のみを挿通してセンサ基板６０と結線されているので、センサ基板６０とシールドケーブル６１の絶縁を図ることができる。

【0038】

さらに、ケーブルブッシュ７０のフランジ部７５が上側ケース５１及び下側ケース５２のフランジ係合部７６に係合すると共に、導通部５３が導通孔７１に挿通しているので、シールドケーブル６１及びケーブルブッシュ７０の抜け止めを図っている。

【0039】

また、本実施形態に係るセンサ４０は、このように組み立てることで、筐体５０の接着と共に、センサ基板６０や結線部６４の防水処理を同時に行うことができる。さらに、筐体５０とシールド部６２の導通を導通処理部７８で行うと共に、壁部７２及び結線部分をケーブルブッシュ７０と対向する反対端に配置していることによってシールドケーブル６１とセンサ基板６０の絶縁を行い、筐体５０の長手方向の長さを短く構成することができ、センサ４０の小型化を図ることができる。

【0040】

なお、上述した実施形態においては、運動案内装置として、直動案内装置を用いた場合について説明を行ったが、運動案内装置は、直動案内装置に限らず、例えば、ボールねじ装置やボールスプライン装置を適用しても構わない。また、ケーブルブッシュ７０は、シールドケーブル６１の一端に取り付けられる場合について説明を行ったが、ケーブルブッシュ７０をシールドケーブル６１と一体に形成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0041】

１ 運動案内装置， １０ 軌道部材， ２０ 移動部材， ４０ センサ， ５０ 筐体， ５３ 導通部， ５６ 充填孔， ６０ センサ基板， ６１ シールドケーブル， ７０ ケーブルブッシュ， ７１ 導通孔， ７２ 壁部， Ｌ 長手方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】