УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ДАТЧИКА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРА
SENSOR MOUNTING DEVICE FOR HYDRAULIC CYLINDER

Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к устройству крепления датчика для установки датчика положения, регистрирующего положение поршня, на цилиндрический гидравлический цилиндр.
Уровень техники
[0002]
Обычно датчик положения установлен на гидравлическом цилиндре для регистрации положения поршня во время работы и для использования его детектирующего сигнала в качестве управляющего сигнала. Такой датчик положения регистрирует магнитное поле постоянного магнита, установленного в поршне и обычно, как изображено в Патентной литературе (PTL) 1, установлен на цилиндрической гильзе цилиндра, используя полосообразный металлический сборочный хомут.
В сборочном хомуте, раскрытом в PTL 1, описанной выше, металлические усиливающие пластины (нажимные пластины) прикреплены, таким способом как точечная сварка, к внешним поверхностям участкам крепления усиливающих пластин, образованным на обоих концах сборочного хомута, так чтобы располагаться противоположно друг другу, датчик положения зажат между парой противоположных усиливающих пластин, и пара усиливающих пластин скреплена крепежным винтом в вышеописанном состоянии, так что датчик положения прикреплен к внешней периферии гильзы цилиндра.
[0003]
Однако в случае когда датчик положения закреплен на внешней периферии гильзы цилиндра, используя такой сборочный хомут, когда крепежный винт поворачивается и туго закрепляется, вследствие силы трения, действующей между крепежным винтом и усиливающими пластинами, вращательное усилие в направлении вращения крепежного винта действует на усиливающие пластины. Соответственно, срезающее усилие в направлении вращения крепежного винта действует между усиливающими пластинами и участками крепления усиливающих пластин сборочного хомута, вызывая возникновение проблем отделения сварного участка между усиливающими пластинами и сборочным хомутом, такого как смещение друг относительно друга.
[0004]
При этом также существует способ крепления датчика положения на гильзе цилиндра в состоянии, в котором датчик положения непосредственно зажат между парой участков крепления усиливающих пластин без крепления участков крепления усиливающих пластин сборочного хомута и усиливающих пластин друг к другу, путем упора усиливающих пластин во внешнюю поверхность участков крепления усиливающих пластин и, в этом состоянии, крепления усиливающих пластин с обеих сторон крепежным винтом. Такой способ крепления не требует крепления сборочного хомута и усиливающих пластин друг к другу при помощи способа, такого как точечная сварка или подобного; соответственно, несмотря на то что он [способ] имеет преимущество в том, что сборочный хомут имеет простую конструкцию, по сравнению со случаем, в котором усиливающие пластины и участки крепления усиливающих пластин прикреплены друг к другу посредством точечной сварки или подобного, он имеет проблему в том, что легко возникает смещение в направлении вращения.
Список противопоставленных материалов
Патентная литература
[0005]
PTL 1: Публикация японской нерассмотренной заявки на регистрацию полезной модели № 1-71204
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0006]
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства крепления датчика, имеющего преимущество в практичности и долговечности, в котором при установке датчика положения на гидравлический цилиндр, даже если относительное вращательное усилие действует между сборочным хомутом и усиливающей пластиной вследствие тугого закрепления крепежного винта, отсутствует относительное смещение между сборочным хомутом и усиливающей пластиной в направлении вращения.
Решение проблемы
[0007]
Для достижения описанной выше задачи устройство крепления датчика настоящего изобретения является устройством крепления датчика для установки датчика положения, регистрирующего положение поршня гидравлического цилиндра, на внешнюю периферию цилиндрической гильзы цилиндра, причем устройство крепления датчика включает в себя сборочный хомут и крепежный винт, который закрепляет сборочный хомут и фиксирует датчик положения на гильзе цилиндра. Сборочный хомут включает в себя кольцевой участок, обвитый и закрепленный вокруг внешней периферией гильзы цилиндра, и первый и второй участки удерживания датчика, образованные на первом конце и втором конце кольцевого участка с расположением противоположно друг другу, причем первый и второй участки удерживания датчика зажимают датчик положения с обеих сторон. Кольцевой участок выполнен из основного элемента металлического полосообразного хомута, первый и второй участки удерживания датчика образованы посредством выполнения металлических усиливающих пластин с перекрытием на внешней поверхности участков крепления первой и второй усиливающих пластин, выполненных на первом конце и втором конце основного элемента хомута, с расположением противоположно друг другу, в участках крепления первой и второй усиливающих пластин и первой усиливающей пластине, выполненной на участке крепления первой усиливающей пластины с перекрытием, выполнены отверстия для вставки крепежного винта, а во второй усиливающей пластине, выполненной на участке крепления второй усиливающей пластины с перекрытием, выполнено резьбовое отверстие для ввинчивания в него крепежного винта. Торцевые края участков крепления первой и второй усиливающих пластин основного элемента хомута образованы прямыми линиями, параллельными оси кольцевого участка, и формы первой и второй усиливающих пластин на виде спереди являются прямоугольными, выполнен наклонный участок по меньшей мере на дальнем концевом участке второй усиливающей пластины из первой и второй усиливающих пластин посредством загибания внутрь дальнего концевого участка вдоль линии сгиба, параллельной оси кольцевого участок, торцевой край участка крепления усиливающих пластин из участков крепления первой и второй усиливающих пластин основного элемента хомута, включающих в себя усиливающую пластину, имеющую наклонный участок, выполненный с перекрытием, продолжается вдоль линии сгиба наклонного участка.
[0008]
В настоящем изобретении желательно, чтобы в устройстве крепления датчика при креплении датчика положения, расположенного между первым и вторым участками удерживания датчика, на внешней периферической поверхности гильзы цилиндра посредством крепления крепежного винта, наклонный участок усиливающей пластины имел бы как функцию поджатия датчика положения к внешней периферической поверхности гильзы цилиндра посредством упора в верхний концевой участок боковой стороны датчика положения, так и функцию предотвращения относительного вращения усиливающих пластин относительно участков крепления усиливающих пластин посредством фиксации к торцевому краю участка крепления усиливающих пластин.
[0009]
Более того, в настоящем изобретении в устройстве крепления датчика наклонный участок может быть образован как в первой, так и во второй усиливающих пластинах, торцевые края участков крепления первой и второй усиливающих пластин могут каждый продолжаться вдоль линии сгиба наклонного участка соответствующей одной из первой и второй усиливающих пластин.
Более того, желательно, чтобы толщина каждой усиливающей пластины превышала толщину основного элемента хомута, ширина каждой усиливающей пластины была эквивалентна ширине каждого участка крепления усиливающих пластин в основном элементе хомута, и угол наклона каждого наклонного участка составлял менее 90 градусов.
В настоящем изобретении участки крепления первой усиливающей пластины и первая усиливающая пластина могут быть прикреплены или не прикреплены друг к другу, и участки крепления второй усиливающей пластины и вторая усиливающая пластина могут быть прикреплены или не прикреплены друг к другу.
Более того, в настоящем изобретении желательно, чтобы множество противоскользящих выступов, которые выступают на внутренней стороне периферической поверхности кольцевого участка, были образованы в кольцевом участке основного элемента хомута.
Полезные эффекты изобретения
[0010]
Согласно настоящему изобретению, поскольку наклонный участок образован на дальнем концевом участке усиливающей пластины, и поскольку прямой торцевой край участка крепления усиливающих пластин продолжается вдоль линии сгиба наклонного участка, при креплении датчика положения посредством крепления крепежного винта, даже если вращательное усилие в направлении вращения крепежного винта действует на усиливающую пластину, наклонный участок усиливающей пластины зафиксирован к торцевому краю участка крепления усиливающих пластин, так что относительное вращение усиливающей пластины относительно участков крепления усиливающих пластин предотвращается и не возникает относительного смещения, деформации и подобного между усиливающей пластиной и участками крепления усиливающих пластин.
Краткое описание чертежей
[0011]
Фиг. 1 - вид в перспективе, изображающий состояние, в котором датчик положения установлен на гидравлический цилиндр при помощи устройства крепления датчика согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 - увеличенный вид в сечении с Фиг. 1.
Фиг. 3 - увеличенный вид основного участка с Фиг. 2.
Фиг. 4 - вид в перспективе, изображающий разобранный сборочный хомут и крепежный винт.
Описание вариантов выполнения
[0012]
Фиг. 1-3 изображают состояние, в котором датчик 3 положения установлен на гидравлический цилиндр 2 при помощи устройства 1 крепления датчика согласно настоящему изобретению.
[0013]
Гидравлический цилиндр 2 включает в себя цилиндрическую гильзу 5 цилиндра. Поршень 6 размещен внутри гильзы 5 цилиндра, для того чтобы быть выполненным с возможностью скольжения в направлении оси L. Дальний конец стержня 7, основание которого соединено с поршнем 6, продолжается снаружи из корпуса 8 стержня, соединенного с одним концом гильзы 5 цилиндра. Отверстия 9a и 9b образованы на другом конце гильзы 5 цилиндра и в корпусе 8 стержня. Рабочая текучая среда (сжатый воздух, например) поочередно подается в и отводится из напорных камер с обеих сторон поршня 6 через отверстия 9a и 9b, так что поршень 6 и стержень 7 перемещаются вперед и назад вдоль оси L.
Кольцеобразный постоянный магнит 10 установлен на внешней периферии поршня 6. Посредством регистрации магнитного поля постоянного магнита 10 при помощи датчика положения 3, регистрируется положение поршня 6 во время работы.
[0014]
Поскольку очевидно из Фиг. 4, устройство 1 крепления датчика включает в себя сборочный хомут 11 и крепежный винт 14, который скрепляет пару участков 13a и 13b удерживания датчика на обоих концах сборочного хомута 11 с обеих сторон, в то же время устанавливая датчик 3 положения между участками 13a и 13b удерживания датчика. Крепежный винт 14 является коническим винтом, в котором диаметр участка наконечника постепенно уменьшается. Ссылочная позиция 14a на фигуре является головкой винта, и ссылочная позиция 15 является плоской шайбой.
[0015]
Сборочный хомут 11 включает в себя кольцевой участок 16, обвитый и закрепленный вокруг внешней периферии гильзы 5 цилиндра посредством намотки, и первый и второй участки 13a и 13b удерживания датчика, образованные так, чтобы располагаться противоположно друг другу на обоих концах кольцевого участка 16.
Кольцевой участок 16 образован полосообразным основным элементом 12 хомута, выполненным из металла, такого как нержавеющая сталь, имеющего упругость. Более того, первый и второй участки 13a и 13b удерживания датчика включают в себя первую и вторую усиливающие пластины 17a и 17b, выполненные из металла, такого как нержавеющая сталь, имеющего жесткость, которые прикреплены, посредством такого способа как точечная сварка или подобное, к внешним поверхностям плоских участков 12a и 12b крепления первой и второй усиливающих пластин, образованных так, чтобы располагаться противоположно друг другу на обоих концах основного элемента 12 хомута. Как описано выше, в настоящем изобретении состояние, в котором внешние поверхности участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин расположены в перекрывающемся состоянии относительно усиливающих пластин 17a и 17b, описано как обеспечение усиливающих пластин 17a и 17b с перекрытием относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин. Как описано ниже, вышеописанное включает в себя случай, в котором усиливающие пластины 17a и 17b не прикреплены к участкам 12a и 12b крепления усиливающих пластин.
[0016]
Поскольку очевидно из Фиг. 4, с одной из сторон первого участка 13a удерживания датчика среди пары участков 13a и 13b удерживания датчика, образовано резьбовое установочное отверстие 20 для вставки крепежного винта 14 в участок 12a крепления первой усиливающей пластины и первую усиливающую пластину 17a. С другой стороны второго участка 13b удерживания датчика, также как резьбовое установочное отверстие 20 образовано во участке 12b крепления второй усиливающей пластины, резьбовое отверстие 21 для ввинчивания в него крепежного винта 14 образовано во второй усиливающей пластине 17b, для того чтобы проходить через цилиндрический участок 17c, образованный во второй усиливающей пластине 17b.
[0017]
Основной элемент 12 хомута имеет равномерную ширину и толщину по всей его длине. Торцевые края 12c участков 12a и 12b крепления первой и второй усиливающих пластин, имеющих прямоугольную форму на виде спереди, образованы прямыми линиями, параллельными оси L кольцевого участка 16 (оси гильзы 5 цилиндра). Множество противоскользящих выступов 22 образованы в кольцевом участке 16 посредством прессования, для того чтобы выступать по направлению к внутренней стороне периферической поверхности кольцевого участка 16.
[0018]
Некоторые из выступов среди множества выступов 22 являются горизонтальным выступами 22a, которые продолжаются в направлении по ширине основного элемента 12 хомута, и оставшиеся выступы являются вертикальными выступами 22b, которые продолжаются в направлении длины. Горизонтальные выступы 22a и вертикальные выступы 22b образованы на кольцевом участке 16 так, чтобы располагаться смежно друг другу.
[0019]
Однако формы выступов 22 не ограничены такими формами и могут иметь любую форму, такую как, например, T-образную форму, крестообразную или X-образную форму, в которой горизонтальные выступы 22a и вертикальные выступы 22b объединены или могут быть точечными.
Более того, в показанном варианте выполнения, изображенном на чертежах, выступы 22 образованы так, чтобы иметь форму и располагаться только на двух концевых участках кольцевого участка 16 в круговом направлении и симметрично относительно центра кольцевого участка 16, который продолжается в круговом направлении. Однако выступы 22 также могут быть расположены на среднем участке в круговом направлении или могут быть равномерно расположены по всему кольцевому участку 16.
[0020]
Формы первой и второй усиливающих пластин 17a и 17b на виде спереди являются прямоугольными. Толщины усиливающих пластин 17a и 17b превышают толщины основного элемента 12 хомута. Ширины усиливающих пластин 17a и 17b совпадают с ширинами участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин основного элемента 12 хомута.
Более того, наклонные участки 17e, наклоненные так, чтобы сближаться друг с другом, образованы на дальних концевых участках (верхних концевых участках) усиливающих пластин 17a и 17b посредством изгибания внутрь дальнего концевого участка вдоль прямых линий 17d сгиба, которые параллельны оси L кольцевого участка 16. Торцевые края 12c участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин основного элемента 12 хомута продолжаются вдоль линий 17d сгиба. В этом случае, хотя желательно, чтобы торцевые края 12c упирались в основание внутренних поверхностей наклонных участков 17e, незначительный зазор может быть образован между торцевыми краями 12c и основанием внутренних поверхностей.
[0021]
Линии 17d сгиба могут быть скруглены, но желательно, чтобы каждая линия 17d сгиба образовывала угол насколько это возможно. Более того, предпочтительный угол Θ наклона наклонных участков 17e составляет 40-50 градусов и особенно предпочтительно - 45 градусов. Однако он может быть любым углом, который меньше 90 градусов.
Как изображено на чертежах, желательно, чтобы оба угловых участка каждого из торцевых краев 12c участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин и оба угловых участка каждого из дальних концов наклонных участков 17e были скошены дугообразно.
[0022]
Более того, внутренние поверхности на нижних концевых участках усиливающих пластин 17a и 17b образованы в виде дугообразных выпуклых поверхностей 17f, в которых их толщины постепенно становятся меньше по направлению к сторонам внешних поверхностей усиливающих пластин. Вышеописанное, при установке сборочного хомута 11 на внешней поверхности гильзы 5 цилиндра, служит для предотвращения изгибания граничных участков между участками 12a и 12b крепления усиливающих пластин основного элемента 12 хомута и кольцевым участком 16 под углом, так чтобы граничные участки могли быть плавно изогнуты вдоль выпуклых поверхностей 17f.
[0023]
Датчик 3 положения является датчиком, в котором магнитный регистрирующий элемент, такой как герконовый переключатель, встроен в корпус, имеющий прямоугольное сечение. Резьбовое установочное отверстие 23 для вставки крепежного винта 14 проходит через датчик 3 положения в направлении слева направо.
[0024]
Когда датчик 3 положения установлен на гильзе 5 цилиндра, датчик 3 положения упирается во внешнюю периферическую поверхность гильзы 5 цилиндра и удерживается посредством пары участков 13a и 13b удерживания датчика сборочного хомута 11 с обеих сторон, и в таком состоянии, крепежный винт 14 вставлен в резьбовые установочные отверстия 20 и 23 первого участка 13a удерживания датчика и датчика 3 положения со стороны первого участка 13a удерживания датчика сборочного хомута 11 и ввинчен в и прикреплен к резьбовому отверстию 21, образованному в усиливающей пластине 17b второго участка 13b удерживания датчика.
Таким образом, датчик 3 положения зажат с обеих сторон парой участков 13a и 13b удерживания датчика, и наклонные участки 17e усиливающих пластин 17a и 17b упираются в верхние концевые участки боковой стороны датчика 3 положения, так чтобы датчик 3 положения поджимался к внешней поверхности гильзы 5 цилиндра и устойчиво закреплялся, в то же время упираясь во внешнюю поверхность гильзы 5 цилиндра.
[0025]
Более того, наклонные участки 17e, зафиксированные к верхним концевым участкам боковой стороны датчика 3 положения, предотвращают наклон участков 13a и 13b удерживания датчика в направлении вращения крепежного винта 14, связанный с креплением крепежного винта 14. В результате предотвращается скручивание основного элемента 12 хомута.
[0026]
При этом при креплении пары участков 13a и 13b удерживания датчика с обеих сторон посредством крепления крепежного винта 14, вследствие силы трения, действующей между крепежным винтом 14 и первой и второй усиливающими пластинами 17a и 17b, вращательное усилие, действующее в направлении вращения крепежного винта 14, действует на усиливающие пластины 17a и 17b. Вследствие вращательного усилия, срезающее усилие в направлении вращения крепежного винта 14 действует между первой и второй усиливающими пластинами 17a и 17b и участками 12a и 12b крепления первой и второй усиливающих пластин.
[0027]
Однако в описанном выше варианте выполнения, поскольку наклонные участки 17e, изогнутые вдоль линий 17d сгиба, образованы на дальних концевых участках усиливающих пластин 17a и 17b, и прямолинейные торцевые края 12c участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин продолжаются вдоль линий 17d сгиба, даже если усиливающие пластины 17a и 17b стремятся повернуться относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин, наклонные участки 17e фиксируют торцевые края 12c, так что относительное вращение усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин предотвращается, и относительное смещение, деформация и подобное в направлении вращения, вызванные срезающим [усилием] между усиливающими пластинами 17a и 17b и участками 12a и 12b крепления усиливающих пластин, предотвращаются. Более того, посредством фиксации наклонных участков 17e к верхним концевым участкам боковой стороны датчика 3 положения, вращательное усилие усиливающих пластин 17a и 17b уменьшается, и в дополнение к эффекту, полученному из описанного выше, эффект предотвращения вращения усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин дополнительно усиливается.
[0028]
Соответственно, когда датчик 3 положения расположен между первым и вторым участками 13a и 13b удерживания датчика и закреплен при помощи крепежного винта 14, наклонные участки 17e усиливающих пластин 17a и 17b имеют как функцию поджатия датчика 3 положения к внешней периферической поверхности гильзы 5 цилиндра посредством упора в верхний концевой участок боковой стороны датчика 3 положения, так и функцию предотвращения относительного вращения усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин посредством фиксации к торцевым краям 12c участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин.
[0029]
Отметим, что в описанном выше варианте выполнения, несмотря на то что наклонный участок 17e образован как в первой, так и во второй усиливающих пластинах 17a и 17b, что касается первой усиливающей пластины 17a, расположенной на стороне первого участка 13a удерживания датчика, плоская шайба 15 установлена между усиливающей пластиной 17a и головкой 14a крепежного винта 14; соответственно, вращательное усилие, передаваемой от крепежного винта 14 к усиливающей пластине 17a, поглощается плоской шайбой 15, и срезающее усилие в направлении вращения, действующее между первой усиливающей пластиной 17a и участком 12a крепления первой усиливающей пластины, становится небольшим. Соответственно, когда используется плоская шайба 15, усиливающая пластина, в которой не образован наклонный участок 17e, может быть использована в качестве первой усиливающей пластины 17a.
[0030]
Более того, в описанном выше варианте выполнения, несмотря на то что участки 12a и 12b крепления усиливающих пластин сборочного хомута 11 и усиливающие пластины 17a и 17b прикреплены друг к другу посредством способа, такого как точечная сварка, участки 12a и 12b крепления усиливающих пластин и усиливающие пластины 17a и 17b могут быть не прикреплены друг к другу. В этом случае, по сравнению с тем, когда участки 12a и 12b крепления усиливающих пластин и усиливающие пластины 17a и 17b прикреплены друг к другу, хотя участки 12a и 12b крепления усиливающих пластин и усиливающие пластины 17a и 17b более легко смещаются в направлении вращения, аналогично варианту выполнения, имея наклонные участки 17e усиливающих пластин 17a и 17b, зафиксированные к торцевым краям 12c участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин, относительное вращение усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин предотвращается; соответственно, относительное смещение в направлении вращения между усиливающими пластинами 17a и 17b и участками 12a и 12b крепления усиливающих пластин предотвращается. Более того, посредством фиксации наклонных участков 17e к верхним концевым участкам боковой стороны датчика 3 положения, вращательное усилие усиливающих пластин 17a и 17b уменьшается, и в дополнение к эффекту, полученному из описанного выше, эффект предотвращения вращения усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин дополнительно усиливается.
[0031]
Отметим, что утопленные участки, имеющие каждый ширину, в которую соответствующие участки 13a и 13b удерживания датчика сборочного хомута 11 непосредственно подходят, могут быть образованы как на левой, так и на правой боковых сторонах датчика 3 положения на участках, где упираются участки 13a и 13b удерживания датчика. Утопленные участки способствуют предотвращению вращения усиливающих пластин 17a и 17b относительно участков 12a и 12b крепления усиливающих пластин; соответственно, датчик 3 положения может быть установлен более устойчиво при помощи сборочного хомута 11. Описанный выше эффект особенно ощутим в случае, в котором участки 12a и 12b крепления усиливающих пластин и усиливающие пластины 17a и 17b не прикреплены друг к другу.
Список ссылочных позиций
[0032]
1 - устройство крепления датчика
2 - гидравлический цилиндр
3 - датчик положения
5 - гильза цилиндра
6 - поршень
11 - сборочный хомут
12 - основной элемент хомута
12a, 12b - участок крепления усиливающих пластин
12c - торцевой край
13a, 13b - участок удерживания датчика
14 - крепежный винт
16 - кольцевой участок
17a, 17b - усиливающая пластина
17d - линия сгиба
17e - наклонный участок
20 - резьбовое установочное отверстие
21 - резьбовое отверстие
22 - выступ
L - ось
Θ - угол наклона