专利名称：位置检测传感器的安装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有调节其检测位置的功能的位置检测传感器的安装结构。
相关技术的说明目前，流体压力工作缸可作为用于传送和定位工件及驱动各种工业机械的驱动装置。为了满足用户的各种需要，例如为了实现小型化和改进选择设定等多个功能，流体压力工作缸有缸筒和附件，该附件例如安装在该缸筒上的开关。
当缸筒和开关的外表面保持有液体时，各种细菌将在该液体内繁殖。因此，本申请人提出了一种卫生的位置检测传感器。根据该位置检测传感器，液体自然从缸筒和开关的表面滴落。因此，液体很难保持在缸筒和开关的表面上。尽管该位置检测传感器有位置调节机构，但是该位置检测传感器的主体很小，因此，整个位置检测传感器的尺寸小，重量轻(见美国专利申请序列号No.09/795348)。
发明简介本发明的总目的是提供一种用于位置检测传感器的安装结构，其中，该位置检测传感器沿气缸冲程方向的安装位置可以任意调节，液体几乎不能保持在外表面上，因此能避免卫生问题。
通过下面的说明并联系附图，可以更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，在附图中，本发明的优选实施例以图示实例的方式表示。
附图的简要说明
图1为表示位置检测开关通过本发明实施例的传感器安装机构而安装在气缸侧表面上时的状态的透视图；图2为表示图1所示气缸的正视图；图3所示为沿图2中的线III-III的纵剖图4为表示图3中所示的部分A的放大纵剖图；图5为表示涉及对比例的气缸的局部放大纵剖图；图6为表示本发明实施例的传感器安装机构的正视图；图7为表示构成图6所示传感器安装机构的保持器的透视图；图8为表示图6所示传感器安装机构的平面图；图9所示为沿图8中的线IX-IX的纵剖图；图10所示为沿图8中的线X-X的垂直剖视图；图11为表示本发明另一实施例的传感器安装机构的正视图；图12为表示图11所示传感器安装机构的平面图；图13所示为沿图12中的线XIII-XIII的纵剖图；图14所示为沿图12中的线XIV-XIV的垂直剖视图；图15为表示本发明另一实施例的传感器安装机构的正视图；图16为表示图15所示传感器安装机构的平面图；图17所示为沿图15中的线XVII-XVII的垂直剖视图。
优选实施例的说明参考图1，参考标号10表示气缸，该气缸通过本发明的传感器安装机构而装备有位置检测传感器。
气缸10包括一个基本为柱形的缸筒14，该缸筒具有一对彼此分开预定间距的压力流体进口/出口孔12a、12b；一个端盖16，该端盖安装在缸筒14的一端；以及一个杆套18，该杆套18装入在缸筒14另一端的螺纹孔中(见图3)。
如图1和2所示，缸筒14形成有沿轴向透过的四个安装孔20a至20d。该气缸能够通过将未示出的螺纹件拧入安装孔20a至20d的螺纹部分或通过将未示出的螺栓插入安装孔20a至20d中而很方便地安装在例如壁面上。
如图3所示，该气缸10还包括一活塞24，该活塞24可沿由端盖16和杆套18在缸筒14内封闭的缸室22运动；一活塞杆26，该活塞杆26的一端固定在活塞24上，另一端暴露在外部；以及一刮除器30，该刮除器安装在杆套18的环形凹口内，并形成有环绕活塞杆26外周表面的孔28。
该对压力流体进口/出口孔12a、12b用于分别通过通道32a、32b与缸室22连通。
如图2所示，缸筒14的外周表面沿周向包括一上表面34，该上表面形成有一对压力流体进口/出口孔12a、12b；一对倾斜表面36a、36b，该对倾斜表面与上表面相连续，并倾斜预定角度；一对侧表面38a、38b，该对侧表面与倾斜表面36a、36b相连续，并彼此相对；以及一底面40，该底面分别与该对侧表面38a、38b相连续。
在上表面34和倾斜表面36a、36b之间的边界部分处形成有第一倒角部分42，该第一倒角部分各自有预定的曲率半径。在倾斜表面36a、36b和侧表面38a、38b之间的边界部分处形成有第二倒角部分44，该第二倒角部分各自有预定的曲率半径。在侧表面38a、38b和底面40之间的边界部分处形成有第三倒角部分46，该第三倒角部分各自有预定的曲率半径。
在该结构中，构成缸筒14外周表面的上表面34、一对倾斜表面36a、36b、一对侧表面38a、38b和底面40都分别有预定的曲率半径，它们都由向外凸出的弯曲表面构成。
如上所述，沿缸筒14周向分布的缸筒14的全部外周表面部分由向外凸出的弯曲表面和第一至第三倒角部分42、44、46构成。而且，除上述沿周向分布的外周表面外的其它侧表面都形成为竖直表面(基本垂直的表面)48。因此，缸筒14设计成这样的形状，即任何粘附在缸筒14的外表面上的液体都将自然滴落。
因此，不会出现液体池(pool)，因为缸筒14沿周向分布的外周表面上没有形成任何凹形。因此，可以避免出现这样的卫生问题，即由于液体而引起各种细菌繁殖。
如图3所示，端盖16填入缸筒14的孔内。端盖16和缸筒14之间的连接部分形成金属密封件的作用，它保持该缸室22气密密封，并防止液体等从外部进入。
活塞杆密封环50通过环形槽安装在杆套18的内周表面上。活塞杆26的外周表面由活塞杆密封环50包围，因此缸室22保持气密和液体密封。柱形衬套52安装在形成于杆套18内周表面上的环形凹口中。刮除器30安装在形成于杆套18端头处的环形凹口内，在该刮除器30中，金属件54与橡胶材料一起模制。在刮除器30和杆套18之间形成有环形腔室56，该环形室56起到作为粘附在活塞杆26的外周表面上的润滑油的油池的作用。
活塞密封环58通过环形槽安装在活塞24的外周表面上，该活塞密封环58与缸室22的内壁面滑动接触，并将该缸室22分成第一缸室22a和第二缸室22b。而且，由环绕活塞24的环件构成的磁体60通过环形槽安装在活塞密封环58附近的部分处。
由柔性材料例如橡胶制成的环形密封件62沿轴向设在缸筒14和杆套18之间的连接部分的一端处。如图4所示，密封件62的一部分以强行插入在缸筒14内周表面66和形成于杆套18上的环形凸起64之间的狭小间距内的状态安装。
也就是，在周向上有基本恒定的壁厚的环形密封件62预先提供有按压边缘，以便在缸筒14的内周表面66和形成于杆套18的外周表面上的环形凸起64之间强行插入。因此，即使液体等将进入缸筒14和杆套18之间的连接部分，也能通过密封件62的强行插入部分68而可靠进行密封。这样，液体等不会进入缸筒14内。
在缸筒14的侧面上形成有彼此间隔预定间距的一对螺纹孔(未示出)，以便安装如后面所述的导轨件。
如图1和6至10所示，传感器安装机构100包括一对支脚104a、104b，该对支脚104a、104b固定在缸筒14的侧面且彼此分开预定间距，这样，各有六角形头的六角头螺栓102能拧入形成于缸筒14侧面上的螺纹孔内；一导轨件106，该导轨件与缸筒14的侧面分开预定间距，且通过支脚104a、104b基本平行于活塞杆26而安装；以及一保持器112，该保持器可通过松开六角头螺栓108而调节至沿导轨件106轴向的任意位置，且该保持器有一夹持部分，用于通过一个有圆弧形截面的孔109(见图10)夹持住位置检测传感器110。起到防止松开的作用的环形普通垫圈114安装在各六角头螺栓102、108上(见图6)。
这样，各支脚104a、104b、导轨件106和保持器112可以由例如合成树脂或金属材料制成，该金属材料例如铝合金和不锈钢。在本发明的实施例中，如图9所示，各支脚104a、104b、导轨件106和保持器112由合成树脂材料制成。
如图10所示，与气缸10的侧表面相抵靠的各支脚104a、104b的底面116形成圆弧形截面，并有与缸筒14的弯曲侧表面相符的预定曲率半径。
如图10所示，导轨件106形成有基本长方形的截面，且它的外表面的四角分别进行斜切，以便形成各有预定曲率半径的倒角部分118。在导轨件106的外表面上完全没有凹形。因此，导轨件106形成这样，即任何粘附在该导轨件106的外表面上的液体都将很容易地自然滴落。导轨件106的形状并不局限于具有基本长方形的横截面。该导轨件106也可以有非圆形的形状，例如有椭圆形横截面，以便起到防止用于夹持位置检测传感器110的保持器112旋转的作用。
如图7和10所示，保持器112包括两个分开的部分，即第一壳体120a和第二壳体120b，该第一壳体和第二壳体通过六角头螺栓108彼此整体相连。靠近缸筒14外表面布置的第二壳体120b与夹持部分122形成一体，该夹持部分122沿侧向凸出并通过圆弧形截面的孔109夹持住位置检测传感器110。
在该结构中，在松开六角头螺栓108后，保持器112可沿导轨件106的轴向(气缸10的冲程方向)调节至合适的位置。
夹持部分122有孔109，该孔109具有圆弧形截面，并沿导轨106的轴向形成，该孔109有封闭端和开口端。位置检测传感器110插入安装在孔109内，该位置检测传感器的形状与孔109的横截面形状相符，并形成一个单独的部件。
在位置检测传感器110的一端有安装螺钉124，该安装螺钉随拧入量的增加而穿过位置检测传感器110并压住孔109的内壁面，从而将位置检测传感器110固定在孔109内的合适位置。导线126与位置检测传感器110的另一端相连。
如图7至9所示，在位置检测传感器110的中间部位有长方形的指示器部分128，当感应到活塞24的磁体60时，通过该指示器部分，可以看见从一未示出的发光元件中发射的光。该指示器部分128由透明的或半透明的部件制成。在夹持部分122和缸筒14的侧表面之间有合适的间隙130。位置检测传感器110布置成不与缸筒14的外表面接触(见图10)。
也就是说，当位置检测传感器110与缸筒14的外表面接触时，可能形成液体池。而且，考虑到粘附在缸筒14的外表面的液体的排出特性，优选是通过有合适的间隙130而使位置检测传感器110处于浮动状态。这时，优选是该合适间隙130例如为大约1至2mm。
在位置检测传感器110内有未示出的检测元件，该检测元件例如包括霍尔元件或磁阻元件。检测信号可以通过导线126导向外部装置。
在包括夹持部分122的保持器112的角形部分和脊部分处形成有倒角部分118，各倒角部分118都进行斜切并各有预定的曲率半径，以便使粘附的液体易于滴落。
采用了本发明实施例的传感器安装机构100的气缸10的基本结构如上所述。下面将介绍其操作、功能和效果。
压力流体(例如空气)由未示出的压力流体供给源向第一压力流体进口/出口孔12a供给。向第一压力流体进口/出口孔12a供给的压力流体再通过通道32a引入第一缸室22a。因此，活塞24被压向第二缸室22b。
当活塞24随压力流体的作用到达移动终端位置时，安装在活塞24上的磁体60的磁场由位置检测传感器110的未示出的检测元件进行检测。该位置检测传感器110通过导线126将检测信号提供给外部装置，例如未示出的控制器。
当压力流体的供给根据未示出的方向控制阀的切换作用而从第一压力流体进口/出口孔12a转换到第二压力流体进口/出口孔12b时，活塞24沿与上述方向相反的方向移动，并回复其初始位置。这样，容纳于缸筒14内的活塞24能顺利沿缸室22进行往复运动。
当通过传感器安装机构100而装备有位置检测传感器110的气缸10装在例如未示出的食物处理机器上以进行例如洗涤工作时，任何粘附在缸筒14和传感器安装机构100的外表面上的液体都将很容易地滴落，从而可以防止在缸筒14和传感器安装机构100的外表面上出现液体池，因为缸筒14沿周向的所有外周表面都由凸形弯曲表面和向外凸出的第一至第三倒角部分42、44、46构成，而保持器112、导轨件106和其它构成传感器安装机构100的部件也由各有预定曲率半径的倒角部分118构成。
如上所述，通过传感器安装机构100而装备有位置检测传感器110的气缸10有这样的外形，即液体很难保持在外表面上，且粘附的液体能自然滴落。因此，可以防止各种细菌的繁殖，并能避免卫生问题。
而且，通过松开保持器112上的六角头螺栓108，包括夹持部分122的保持器112能够沿导轨件106的轴向(气缸10的冲程方向)调节至合适位置。这样，保持器112沿导轨件106移动。因此，可以根据导轨件106的长度而设置较大的位置调节范围。
当不用传感器安装机构100时，形成于气缸10的侧表面38b上的螺纹孔可以通过未示出的封闭装置来封闭，该封闭装置例如有密封垫圈的螺栓。
如图4所示，气缸10采用密封件62，该密封件62预先提供有按压边缘，以便在压力下强行插入缸筒14内周表面66和形成于杆套18外周表面上的环形凸起64之间。相反，如图5所示，在作为对比例的气缸78中，具有圆形截面的0形环76安装在缸筒72和杆套74之间的连接部分上，液体等将通过缸筒72和杆套74之间的连接部分从外部进入到安装该0形环76的部位，各种细菌将由于该液体等而繁殖。
换句话说，作为对比例的气缸78中的0形环76只有防止缸室内的空气泄漏到外部的功能。通过缸筒72和杆套74之间的连接部分而进入的液体能进一步进入到安装该0形环76的部位。因此，各种细菌将很容易由于该液体而繁殖。
相反，对于如图4所示的气缸10，由于密封件62的强行插入部分68，能够可靠进行密封。因此，能可靠防止任何液体等通过缸筒14和杆套18之间的连接部分从外部进入缸筒14内。因此能防止各种细菌的繁殖，否则，将由于进入缸筒14内的液体等而引起细菌的繁殖。由此，也能避免卫生问题。
通过以装备有位置检测传感器110的气缸10为例对本发明实施例进行了介绍。不过，本发明并不局限于此。例如，本发明可以用于各种流体压力操作装置，例如未示出的线性致动器和电致动器。
图11至14中表示了本发明另一实施例的传感器安装机构140。在下面将介绍的实施例中，与图1所示的传感器安装机构100相同的结构部件以相同的参考标号表示，并省略对它们的详细说明。
在另一实施例的传感器安装机构140中，橡胶衬垫142a(密封件)插入构成两分开部件的第一壳体120a和第二壳体120b之间，在保持器112(第一壳体120a和第二壳体120b)的凹口内有橡胶衬垫142b(密封件)，以便环绕导轨件106(见图14)的外周表面。
在上述传感器安装机构140中，由例如硬橡胶构成的垫圈144(密封件)安装在孔109的开口中，位置检测传感器110安装在该孔109内(见图11至13)。
由于有如上所述起到密封作用的橡胶衬垫142a、142b和垫圈144，传感器安装机构140有以下优点。也就是能可靠防止任何液体进入。而且，可以提高导轨件106和外安装在该导轨件106上的保持器112之间的密封性能。
图15至17表示了本发明又一实施例的传感器安装机构150。
在该又一实施例的传感器安装机构150中，形成一个穿透的、具有圆弧形截面的长槽152，来代替用于夹持部分122的孔109。由于如上所述形成有穿透的长槽152，该传感器安装机构150有以下优点。即，在定位于导轨件106上的合适位置处的保持器112固定时，位置检测传感器110自身的位置可以沿长槽152进行精细调节。
在该实施例中，长槽152的横截面形状并不局限为圆弧形。该截面形状可以是非圆形，以便起到防止该位置检测传感器110沿周向旋转的作用。
传感器安装机构140、150的其它效果和功能与图1所示的传感器安装机构100相同，因此省略对它们的详细介绍。
尽管本发明是参考优选实施例进行特别表示和说明的，但是应当知道，在不脱离由附加的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员能够对其进行变化和改变。
权利要求
1.一种用于位置检测传感器的安装结构，该位置检测传感器用于检测容纳于缸筒(14)中缸室(22)内的活塞(24)的位置，用于所述位置检测传感器的所述安装结构包括所述位置检测传感器(110)包括一检测元件，该检测元件用于检测安装于所述活塞(24)上的磁体(60)的磁场；以及传感器安装机构(100)，用于夹持所述位置检测传感器(110)，这样，所述位置检测传感器(110)离开所述缸筒(14)的外侧表面预定间距，其中所述传感器安装机构(100)包括一导轨件(106)，该导轨件固定在所述缸筒(14)的所述外侧表面上；以及一保持器(112)，该保持器夹持住所述位置检测传感器(110)，并可沿所述导轨件(106)滑动。
2.根据权利要求1所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述导轨件(106)和所述保持器(112)形成有倒角部分(118)，各倒角部分以预定的曲率半径进行倒角。
3.根据权利要求2所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述保持器(112)有一夹持部分(122)，用于夹持所述位置检测传感器(110)，在所述夹持部分(122)和所述缸筒(14)之间有一间隙(130)。
4.根据权利要求1所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述夹持部分(122)形成一个沿纵向延伸的长槽(152)，所述位置检测传感器(110)可以沿所述长槽(152)进行位置调节。
5.根据权利要求1所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述保持器(112)外安装在所述导轨件(106)上，在所述保持器(112)的凹口内有密封件(142b)，以便环绕所述导轨件(106)。
6.根据权利要求1所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述保持器(112)由两个分开的部件，即第一壳体(120a)和第二壳体(120b)构成，密封件(142a)插入所述第一壳体(120a)和所述第二壳体(120b)之间。
7.根据权利要求3所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中用于夹持所述位置检测传感器(110)的所述夹持部分(122)有一个用于防止液体进入的密封件(144)。
8.根据权利要求1所述的用于所述位置检测传感器的安装结构，其中所述夹持部分(122)有一指示器部分(128)，当所述位置检测传感器(110)感应到安装于所述活塞(24)上的所述磁体(60)的所述磁场时，通过该指示器部分可以看见由发光元件发出的光。
全文摘要
一种用于位置检测传感器的安装结构,包括一个传感器安装机构(100),该传感器安装机构(100)有一导轨件(106)和一保持器(112),该导轨件(106)安装在缸筒(14)的外侧表面上,保持器(112)夹持住位置检测传感器(110),并可沿导轨件(106)滑动,其中,该导轨件(106)和保持器(112)形成有各以预定曲率半径进行倒角的倒角部分(118)。因此,位置检测传感器(110)的安装位置可沿气缸(10)冲程的方向任意调节。
文档编号F15B15/28GK1337723SQ0112487
公开日2002年2月27日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月4日
发明者樱井弘二 申请人:Smc株式会社