(57)【要約】  液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリは、シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングと、シリンダの盲端部に近接してケーシングに取り付け可能なセンサ保持キャップと、ケーシングを通って延在可能であり且つセンサ保持キャップに近接して位置付けられるロックピンを含む。このアセンブリはシリンダの分解を必要とすることなくセンサを取り外すのに役立つ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリであって、
前記シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングと、
前記シリンダの前記盲端部に近接して取り付けられてセンサ受け入れチャネルを閉鎖可能なセンサ保持キャップと、
前記ケーシングを通って延在し、前記センサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられている第１チャネルと、
前記ケーシングを通って延在し、前記第１チャネルと交差する第２チャネルと、
前記第２チャネルを通って延在可能であるロックピンとを備え、
前記ロックピンが前記第２チャネルを通って延在すると前記ロックピンが前記センサ保持キャップに近接して配置されるように、前記第２チャネルが前記センサ保持キャップに対して位置付けられるアセンブリ。
【請求項２】
前記第２チャネルが前記第１チャネルに対して実質的に垂直である請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記センサ保持キャップが複数の実装ボルトによって前記ケーシングに固定される請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第２チャネルが、別々の、整列した複数のピン受け部によって画成され、前記第１チャネルが前記ピン受け部を二分する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ロックピンが前記第２チャネルを通って延在すると、前記第１チャネルを塞ぐように前記ロックピンが位置付けられる請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ロックピンが、前記センサ保持キャップがリークしてしまうほど動くことを回避可能な量だけ、前記センサ保持キャップから離間している請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記センサ保持キャップが、シリンダ長さセンサを受け入れる大きさのセンサ保持キャップ空洞を有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記センサ保持キャップ空洞が、積極的に排水を行うように且つ湿気が前記空洞から自由に出ることを許容するように形状を付けられた請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
さらに、オーバーモールド成形されたコードセットを備え、制御モジュールコネクタが前記シリンダにおいて電気的接合を必要とすることなく前記コードセットを通って延在する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記コードセットはシリンダ制御モジュールに直接取り付けられるのに十分な長さを有する請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ロックピンは、隣接構造物に接続可能な旋回ピンである請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリであって、
前記シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングと、
前記シリンダの前記盲端部に近接して前記ケーシングに取り付け可能なセンサ保持キャップと、
前記ケーシングを通って延在可能であるとともに、前記センサ保持キャップに近接して位置付けられるロックピンとを備えるアセンブリ。
【請求項１３】
前記センサ保持キャップが複数の実装ボルトによって前記ケーシングに固定される請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記センサ保持キャップが、シリンダ長さセンサを受け入れる大きさのセンサ保持キャップ空洞を備える請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記センサ保持キャップ空洞は、積極的に排水を行うように且つ湿気が前記空洞から自由に出ることを許容するように形状を付けられた請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
さらに、オーバーモールド成形されたコードセットを備え、制御モジュールコネクタが前記シリンダにおいて電気的接合を必要とすることなく前記コードセットを通って延在する請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記コードセットはシリンダ制御モジュールに直接取り付けるのに十分な長さを有する請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
液圧シリンダ内にシリンダ長さセンサを実装及び保持する方法であって、
前記シリンダの盲端部にケーシングを固定することと、
前記シリンダの前記盲端部に近接して前記ケーシングにセンサ保持キャップを取り付けることと、
ロックピンを、該ロックピンが前記センサ保持キャップに近接して配置されるように、前記ケーシングのチャネルを通して位置付けることとを含む方法。
【請求項１９】
前記位置付ける工程が、前記ケーシングを通って延在し且つセンサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられている第１チャネルを画成することと、前記ケーシングを通って延在し且つ前記第１チャネルと交差する第２チャネルを画成することと、前記ロックピンが前記センサ保持キャップに対して位置付けられる前記第２チャネルを通って延在すると、前記センサ保持キャップに近接して前記ロックピンが設けられるように、前記ロックピンを前記第２チャネルを通して延在させることとによって実行される請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照情報：本願は、２０１０年１０月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／４０６，６９８号の優先権を主張し、上記米国仮出願の開示全てをここに援用して本文の記載の一部とする。
【０００２】
本発明は、センサ実装／保持アセンブリに関し、より具体的には、シリンダの分解を必要とすることなくセンサにアクセスすることを容易にするシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
液圧シリンダには磁歪長さセンサを組み込むことができる。磁歪長さセンサはシリンダロッドの直線位置を正確に測定する。液圧シリンダにこのようなセンサが組み込まれているときに、センサを修理又は交換する必要がある場合には、既存の設計ではセンサにアクセスするためにシリンダを分解する必要がある。図１は、例示的な先行技術のシリンダバレルのヘッド端部からの取付けの断面図であり、図２は、例示的な先行技術のシリンダバレルの盲端部を通した取付けの断面図である。図１の取付けでは、センサにアクセスするためにはシリンダを完全に分解する必要がある。同様に図２の取付けでは、センサにアクセスするためにはシリンダの少なくとも後方の構造を分解しなければならない。さらに、図２に示したボルトはシリンダの力を受けやすいが、このシリンダの力はセンサに働く圧力をはるかに超える。
【０００４】
さらに、既存のセンサは、はんだ付け又は別個の複数のピン／導体の取り外しを行うことなしにセンサを取り外すために、分解可能な二つの部品からなる構造を有する電気コネクタを含む。しかしながら、既存の電気コネクタには４個の小さな留め具の使用が必要である。典型的には、対応するねじ山がバレル溶接物に機械加工される。ねじ山が損傷した場合、バレル溶接物全体を破損する可能性があり、又は最低でも過大な修理費用を必要とするため、これは不都合である。小さな留め具がいったん取り外されれば、既存のコネクタは留め具が外れるため２つに分けられ、センサが取り外し可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリンダの分解を必要とすることなく、センサにアクセスことを容易にするシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを提供することが望ましい。また、センサをシリンダから取り外す時にコネクタを分解する必要がない設計を提供することが望ましい。このような設計では、シリンダ内に電気コネクタが不要であるため、センサの信頼性が増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的な実施形態では、液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装及び保持アセンブリ（シリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリ）は、液圧シリンダの盲端部に取付け可能なケーシングと、液圧シリンダの盲端部に近接して取付けられてセンサ受け入れチャネルを閉鎖可能なセンサ保持キャップとを含む。第１チャネルがケーシングを通って延在し、センサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられており、第２チャネルがケーシングを通って延在し、第１チャネルと交差する。ロックピンが第２チャネルを通って延在可能であり、第２チャネルは、ロックピンが第２チャネルを通って延在するとセンサ保持キャップに近接してロックピンが配置されるように、センサ保持キャップに対して位置付けられる。
【０００７】
第２チャネルは第１チャネルに対して実質的に垂直であってもよい。ある配置では、センサ保持キャップは複数の実装ボルトでケーシングに固定される。第２チャネルは別々の、整列した複数のピン受け部によって画成されてもよく、第１チャネルはピン受け部を二分する。この状況において、ロックピンが第２チャネルを通って延在すると、ロックピンは第１チャネルを塞ぐように位置付けられてもよい。この状況において、ロックピンは、センサ保持キャップがリークしてしまうほど動くことを回避可能な量だけセンサ保持キャップから離間されて（間隔をあけて）もよい。センサ保持キャップは、シリンダ長さセンサを受け入れる大きさのセンサ保持キャップ空洞を含んでもよい。この状況において、センサ保持キャップ空洞は、積極的に排水を行うように且つ湿気がセンサ保持キャップ空洞から自由に出ることを許容するように形成されてもよい。アセンブリはオーバーモールド成形（外側被覆）されたコードセット（電気コード）を含んでもよく、制御モジュールコネクタがシリンダにおいて電気的接合を必要とすることなくこのコードセットを通って延在する。コードセットはシリンダ制御モジュールに取り付けるのに十分な長さを有することが好ましい。
【０００８】
別の例示的な実施形態において、液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリは、シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングと、シリンダの盲端部に近接してケーシングに取り付け可能なセンサ保持キャップと、ケーシングを通って延在可能であるとともにセンサ保持キャップに近接して位置付けられるロックピンとを含む。
【０００９】
さらに別の例示的な実施形態において、液圧シリンダ内にシリンダ長さセンサを実装及び保持する方法は、ケーシングをシリンダの盲端部に固定する工程と、センサ保持キャップをシリンダの盲端部に近接させてケーシングに取り付ける工程と、ロックピンがセンサ保持キャップに近接して配置されるように、ケーシングのチャネルを通してロックピンを位置付ける工程とを含む。
【００１０】
ロックピンを位置付ける工程は、ケーシングを通って延在し且つセンサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられている第１チャネルを画成することと、ケーシングを通して延在し且つ第１チャネルと交差する第２チャネルを画成することと、ロックピンがセンサ保持キャップに対して位置付けられる第２チャネルを通して延在させるとセンサ保持キャップに近接してロックピンが配置されるように、ロックピンを第２チャネルを通して延在させることによって実行されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
これらの態様及び他の態様、並びに利点を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
【図１】図１は、シリンダバレルのヘッド端部から、センサアセンブリ用に配置された既存のシリンダの断面図である。
【図２】図２は、シリンダバレルの盲端部を通して、センサアセンブリ用に配置された既存のシリンダの断面図である。
【図３】図３は、本文に記載の実施形態のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを示す。
【図４】図４は、本文に記載の実施形態のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを示す。
【図５】図５は、本文に記載の実施形態のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを示す。
【図６】図６は、本文に記載の実施形態のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを示す。
【図７】図７は、シリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図３〜７を参照すると、液圧シリンダ１０が、このシリンダ１０に組み込まれた線形センサ１２を含んで示されている。シリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリ１４が、センサ１２をシリンダ１０内に固定保持する働きをする。
【００１４】
アセンブリ１４は、（図３に示すように）シリンダ１０の盲端部に取り付け可能なケーシング１６を含む。センサ受け入れチャネルを閉じるために、センサ保持キャップ１８は、好適な留め具２０を介してシリンダ１０の盲端部に近接してケーシング１６に取り付け可能である。保持キャップ１８にはセンサ保持キャップ空洞１７が設けられることが好ましく、このセンサ保持キャップ空洞１７は、積極的に排水を行うように且つこの空洞からケーシング１６の孔を介して湿気が自由に外に出ることを許容するように形状を付けられることが好ましい（図７を参照されたい）。つまり、外側の湿気(例えば、吹き付ける雨、水圧洗浄などからの水)が、実装界面に到達するまでにねじ曲げられた経路を有するように、センサ保持キャップ空洞１７の実装面は、カウンタボア（端ぐり）型に凹みが設けられている。さらに、センサキャップ空洞１７には、いかなる侵入してきた水分又は凝縮体の排出を許容させるための大きな排水域が設けられる。センサ保持キャップ空洞１７はまた、センサの後端部への湿気の侵入を引き起こす可能性のある、空洞内における凝縮体の蓄積を防ぐ。
【００１５】
図５に示すように、第１チャネル又は孔２２は、ケーシング１６を通って延在し、センサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられている。第２チャネル又は孔２４は、ケーシング１６を通って延在し、第１チャネル２２と交差する。第２チャネル２４は、第１チャネル２２と実質的に垂直であることが好ましい。第２チャネル２４は、別々の、整列した複数のピン受け部２６によって画定されてもよい。図５に示すように、第１チャネル２２は、ピン受け部２６を二分する。
【００１６】
ロックピン２８が、第２チャネル２４を通って延在可能である。ロックピン２８は、シリンダを隣接構造物に固定するために役立つシリンダ旋回ピンである。図示されるように、第２チャネル２４は、ロックピン２８が第２チャネル２４を通って延在するとセンサ保持キャップ１８に近接してロックピン２８が配置されるように、センサ保持キャップ１８に対して位置付けられる。この状況においてロックピン２８が第２チャネル２４を通って延在すると、ロックピン２８は第１チャネル２２を塞ぐように位置付けられる。
【００１７】
センサ保持キャップ空洞１７に固定されたセンサ保持キャップ１８は、シリンダ１０の主たる構造物とは機械的に分離されている。そのため、実装ボルト２０は、センサに働く圧力／力にのみ適応することが求められる（対照的に、図２に示される先行技術の設計においては、シリンダ全体に働く圧力／力に適応する必要がある）。もしも実装ボルト２０が緩んだり壊れたりした場合、保持キャップ１８はロックピン２８に接するまでの小さな線形運動に制限される。ロックピン２８の保持キャップ１８に対する位置は、センサの封止がはずれないように十分小さいものとされている。結果として、シリンダの突然の／急速なリークダウンが防止される。
【００１８】
センサ１２にアクセスするためには、ロックピン２８を取り外した後に保持キャップ１８だけを取り外す必要があるが、シリンダの分解は必要ない。
【００１９】
センサ１２をシリンダ１０から取り外すときにコネクタの分解が必要となることを避けるために、本設計ではオーバーモールド成形されたコードセット３０を利用している。コードセット３０は、歪み緩和及び湿気防止をもたらすために絶縁性オーバーモールド成形（外側被覆）されて単一の部品に一体形成されたケーブルとプラグコネクタを含む。この構造により、シリンダ１０において電気的接合が不要となるため、センサの信頼性が増す。コードセット３０は、制御モジュール／装置インターフェース、又は別の配線、入出力ボード、端子片等に直接取り付けるために十分な長さを有することができる。先行の設計は、シリンダから制御モジュールに延ばすケーブルを必要とする。
【００２０】
シリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリは、液圧シリンダ内に長さセンサを固定して保持するのに役立つと共に、シリンダの分解を必要とすることなくセンサへのアクセスをもたらす。この構造は、センサ保持キャップ実装ボルトが緩んだり壊れたりした場合でもセンサの封止が外れるのを防ぐ。さらに、オーバーモールドされたコードセットを用いることによって、シリンダからセンサを取り外す時にコネクタを分解することが不要となる。
【００２１】
本発明は、最も実用的であり好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して記載したが、本発明は開示された実施形態に限定されないこと、むしろそれとは逆に、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の改変及び等価な構成を包含するように意図されたものであることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月22日(2012.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリであって、
前記シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングと、
前記シリンダの前記盲端部に近接して取り付けられてセンサ受け入れチャネルを閉鎖可能なセンサ保持キャップと、
前記ケーシングを通って延在し、前記センサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられ、前記ケーシングが前記シリンダに取り付けられたまま前記センサ保持キャップを取り付けまたは取り外し可能なように開口端部を備える第１チャネルと、
前記ケーシングを通って延在し、前記第１チャネルと交差する第２チャネルと、
前記第２チャネルを通って延在可能であるロックピンとを備え、
前記ロックピンが前記第２チャネルを通って延在すると前記ロックピンが前記センサ保持キャップに近接して配置されるように、前記第２チャネルが前記センサ保持キャップに対して位置付けられるアセンブリ。
【請求項２】
前記第２チャネルが前記第１チャネルに対して実質的に垂直である請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記センサ保持キャップが複数の実装ボルトによって前記ケーシングに固定される請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第２チャネルが、別々の、整列した複数のピン受け部によって画成され、前記第１チャネルが前記ピン受け部を二分する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ロックピンが前記第２チャネルを通って延在すると、前記第１チャネルを塞ぐように前記ロックピンが位置付けられる請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ロックピンが、前記センサ保持キャップがリークしてしまうほど動くことを回避可能な量だけ、前記センサ保持キャップから離間している請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記センサ保持キャップが、シリンダ長さセンサを受け入れる大きさのセンサ保持キャップ空洞を有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記センサ保持キャップ空洞が、積極的に排水を行うように且つ湿気が前記空洞から自由に出ることを許容するように形状を付けられた請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
さらに、オーバーモールド成形されたコードセットを備え、制御モジュールコネクタが前記シリンダにおいて電気的接合を必要とすることなく前記コードセットを通って延在する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記コードセットはシリンダ制御モジュールに直接取り付けられるのに十分な長さを有する請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ロックピンが、前記液圧シリンダが作用する隣接構造体に接続可能な旋回ピンである請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
液圧シリンダ用のシリンダ長さセンサ実装／保持アセンブリであって、
前記シリンダの盲端部に取り付け可能なケーシングであって、該ケーシングを貫通するチャネルを有し、それにより第１及び第２の開口端部を備えるケーシングと、
前記シリンダの前記盲端部に近接して且つ前記ケーシングの前記第１開口端部を通して前記ケーシングの前記第２開口端部に取り付け可能なセンサ保持キャップと、
前記ケーシングを通して延在可能であり、前記センサ保持キャップに近接して位置付けられるロックピンを備えるアセンブリ。
【請求項１３】
前記センサ保持キャップが複数の実装ボルトによって前記ケーシングに固定される請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記センサ保持キャップが、シリンダ長さセンサを受け入れる大きさのセンサ保持キャップ空洞を備える請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記センサ保持キャップ空洞は、積極的に排水を行うように且つ湿気が前記空洞から自由に出ることを許容するように形状を付けられた請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
さらに、オーバーモールド成形されたコードセットを備え、制御モジュールコネクタが前記シリンダにおいて電気的接合を必要とすることなく前記コードセットを通って延在する請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記コードセットはシリンダ制御モジュールに直接取り付けるのに十分な長さを有する請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
液圧シリンダ内にシリンダ長さセンサを実装及び保持する方法であって、
前記シリンダの盲端部にケーシングを固定することと、
次いで、前記シリンダの前記盲端部に近接して前記ケーシングにセンサ保持キャップを取り付けることと、
次いで、ロックピンを、該ロックピンが前記センサ保持キャップに近接して配置されるように、前記ケーシングのチャネルを通して位置付けることとを含む方法。
【請求項１９】
前記位置付ける工程が、前記ケーシングを通って延在し且つセンサ受け入れチャネルと実質的に整列するように方向付けられている第１チャネルを画成することと、前記ケーシングを通って延在し且つ前記第１チャネルと交差する第２チャネルを画成することと、前記ロックピンが前記センサ保持キャップに対して位置付けられる前記第２チャネルを通って延在すると、前記センサ保持キャップに近接して前記ロックピンが設けられるように、前記ロックピンを前記第２チャネルを通して延在させることとによって実行される請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
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