JPH01502298A - 内蔵型電気式ピストン位置インジケータを備えた油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相互に可動な２つの部材を含み該部材の相装置インジケータに係る。

宵Ｊｕｔ支貨− のタイプの油圧シリンダが公知である。これらのシリンダの１つにおいては、同 軸的に配置された２つの管と両者間に配置された誘導コイルとを含むハウジング が使用される。

この場合、油圧シリンダのピストンは、コアとして機能し、誘導コイルがコイル の位置に対応する電気信号を送信する。

しかしながら、油圧シリンダのハウジングの内側管を非導電性材料から成る製造 する必要があり、またこの内側管を油圧シリンダ内部の２〜３００バールの定格 動作圧力及び６〜８００バールに達するピーク圧力に耐える厚肉管から製造する 必要がある。このためシリンダの寸法が顕著に大きくなる。

更に誘導コイル及び外側管もシリンダの寸法を増大させるので、該シリンダの寸 法はピストンの実際直径及びシリンダの実効出力に比較して不つり合いに大きく なる。更にこれらのシリンダは外部からの電気ノイズ信号に極めて敏感なため、 ピストン位置インジケータの誤ったフィードバックが生じるおそれもある。最悪 の場合、ピストン位置インジケータが油圧シリンダを内蔵した装置を破壊するこ ともある。

魚用ぷり１」 本発明の目的は、油圧シリンダに対して通常使用される高い動作圧力に耐えるこ とができ、内蔵型位置インジケータをもたない対応シリンダに比較して大型化す ることなく、しかも使用中の信頼性がよく廉価に製造できる前記タイプの油圧シ リンダを提供することである。

ジケータが油圧シリンダのピストンロッド及びピストンの長手方向開孔に内蔵さ れていること、ピストン位置インジケータの一方の可動部材が油圧シリンダのハ ウジングに接続され他方の可動部材が油圧シリンダのピストンロッドに接続され ているかまたはその逆の接続が行なわれていることである。この結果、内蔵型ピ ストン位置インジケータを含み、シリンダ及びピストン位置インジケータの双方 が油圧シリンダに通常使用される高い動作圧力によって影響を受けない油圧シリ ンダが提供される。同時に、油圧シリンダの外側寸法が増大せず、また、内蔵型 位置インジケータを含まない対応シリンダよりも丈夫な別の材料で製造される必 要もない、また、位置インジケータから送信される電圧シリンダのピストンの現 在位置に対応する電気信号を常時送信する。シリンダのピストンがシリンダハウ ジング内部で一方の極端位置から短距離だけ移動すると、ピストンロッドに接続 されているピストン位置インジケータの可動部材が基準点から対応する距離だけ 移動し、ピストン位置信号を送信する０位置インジケータによって送信された信 号をＰＬＣ制御または工業用マイクロコンピュータのごとき従来の信号処理装置 で簡単に処理することによって、・シリンダ内部のピストンロッドの位置を容易 に測定できる。信号処理装置は同時に、例えば作動油を制御すべく別の制御手段 にフィードバックを送信する。従って、油圧シリンダが予め規定された連続動作 を行なうようにマイクロコンピュ位置インジケータでよい、インジケータの相互 に可動な２つの部材は、好ましくは導電性材料から成るコアと管状ハウジングと から形成され、誘導コイルが前記管状ハウジングの全長にわたって配備され、コ アが該誘導コイル内部で往復自在である。このような位置インジケータは、特に 信頼性と正確性とに優れ、また位置インジケータの電気信号は、信号処理装置ま たは信号調整装置で簡単に処理され得る。

本発明によればまた、位置インジケータのハウジングが、好ましくは油圧シリン ダの末端カバーの耐圧液密接続を介して、油圧シリンダのハウジングに接続され 得る。また、位置インジケータのコアは、好ましくは油圧シリンダのピストンロ ッドの末端に固定された外部固定手段に螺合されたロッドを介して、油圧シリン ダのピストンロッドに接続され得る。このような構造では位置インジケータの固 定が極めて簡単であり、従って例えばサービス点検の際の該インジケータの交換 を容易に且つ迅速に行なうことができる。

位置インジケータのハウジングが油圧シリンダの末端カバーに固定されているの で、位置インジケータのハウジングの一端から常に外側に突出している管は、シ リンダの末端カバーを直接貫通して常に外側に突出している。

本発明によれば更に、位置インジケータのハウジングが油圧シリンダの末端カバ ー内に侵入してもよく、これによりコアの移動が、位置インジケータの両端から 隔たった位置インジケータのハウジング内領域に限定される。従ってコアは、位 置インジケータの最も正確な測定領域内部のみで移動し、誘導位置インジケータ の最も不正確な、即ち「非線形」領域である位置インジケータの両端の測定領域 では移動しない。

（以下余白） 本発明ではまた、油圧シリンダのピストンに設けられた孔を、圧力及び液体が漏 れないように、好ましくはピストンインジケータのピストンとハウジングとの間 のパ・ｙキンを介して、シリンダ内部に対し密閉し得る。このようにすれば、前 記ハウジングを貫通するピストンロッドが通るピストンインジケータ領域に油圧 シリンダの圧力及び油が作ジケータを具備し得る。これは、各インジケータがピ ストンの所定位置を指示し、これらの位置インジケータから送出される電気信号 がピストン位置インジケータの信号と協働して、油圧シリンダのピストンが所定 ピストン位置の１にすれば、油圧シリンダのピストンが所定ピストン位置の１つ を占める毎にピストン位置インジケータの信号が較正されるため、ピストン位置 を極めて正確に測定することがダの末端カバーの孔に具備された誘導センサであ り得る。

前記孔は圧力及び液体が漏れないようにシリンダ内部に対して密閉されている。

このようにすると、シリンダの製造するのに極めて適した信号になる。

１ｌＡ１１欠Ｌｉ 以下、添付図面に基づき本発明をより詳細に説明する。

添付図面のうち、第１図は内臓型誘導ピストン位置インジケータを備えた本発明 の油圧シリンダの一興体例を示す軸線方向断面図であって、誘導センサがシリン ダの各末端カバーの孔に配置されている。

第２図は第１図の誘導ピストン位置インジケータを部分的に断面図を混ぜて示す 説明図である。

第３図は本発明の油圧シリンダの第２具体例の一部分を拡大して示す説明図であ る。

Ｈの　の・ 第１図の油圧シリンダ１はシリンダハウジング３と、・好ましくは接着もしくは 溶接によってシリンダハウジング３の各端部に固定された末端カバー４．５と、 シリンダハウジング３内に位置し且つピストンロッド７上に載置されたビストン ６とを含む、前記ピストンロッドは一方の末端カバー４の貫通孔を介して延びる 。シリンダ１はストローク＾を有し、ダｌの末端カバー５及びピストンと反対側 のピストンロッド７の端部には、好ましくは溶接によって、外側固定手段８及び ９が具備される。これらの手段はシリンダハウジング３及びピストンロッド７を 外側で固定するためのものである。

油圧シリンダ１は更に油圧オイル用の入口ゲート及び出口ゲート１０．１１を備 え、そのためにシリンダ１を貫通するピストン６の往復運動を制御することがで きる。ピストン６はまた、シリンダハウジング３の内面に対する密封性を確保す べく、好ましくはゴム製のリングを受容する１つ以上の周縁溝１２を備える。ピ ストンロッド７はシリンダ１の末端カバーの１つ４を貫通して延び、前記末端カ バー４もシリンダ内ピストンロッド７は好ましくはスチールパイプであり、この パイプの中に第１図及び第２図に示すようなピストン位置インジケータ２０が配 置される０本発明の有利な一具体例のピストン位置インジケータは、スチールパ イプ形状の外側ハウジング２１を含む誘導位置インジケータ２０である。

この誘導位置インジケータは更に、ハウジング２１の一端から延びるロッド２８ を含む、このロッド２８の外側端部はネジ山２９を備え、内側端部は電気伝導性 材料からなるコア２２を備える。ハウジング２１内ではその内面に沿って該ハウ ジングの全長にわたりインダクタンスコイル２３が延在する０位Ｂ又はＣに相当 する量の電気信号が導線２７を介して送出される。誘導位置インジケータ２０は デンマーク特許出願Ｎｏ、３３５／８５に記載のタイプが好ましい。

本発明の油圧シリンダ１の好ましい具体例では、ピストン位置インジケータ２０ のハウジングがＳｅｅｇｅｒリング２５によって末端カバー５に固定され、パツ キン２６を介して圧力及び液体に対し密閉される０位置インジケータ２０のロッ ド２８はネジ山付き接続部２９を介して固定手段８にネジ止めされ、前記固定手 段８はピストンロッド７の外側端部に固定される。

シリンダ１のピストン６がシリンダ１内で短い距離、例えばストローク＾にわた って移動すると、ピストン位置インジケータ２０のコア２２がハウジング２１内 を前記距離と同じだけリンダ１のピストン６の移動距離、例えば嘗キ位置からの 移動距離に対応する大きさの電気信号を送出する。

第１図に示した油圧シリンダ１の有利な具体例では、シリンダ１の末端カバー４ ．５の孔１８に誘導センサ１５が具備される。また、シリンダ１のピストン６の 全体又は一部分が電気伝導性材料からなる。孔１８は圧力及び液体が漏れないよ うに、好ましくは例えばデンマーク特許明細書Ｎｏ、１５０．２２５に記載のよ うなセラミック製プレートを介して、シリンダ１の内部に対し密封される。第３ 図は末端カバー５へのセラミックプレート１７の固定方法を示している。誘導セ ンサ１５はセれると変化する。その結果、センサ１５から変化した電気信号が送 出される。

第１図及び第３図に示すように、導線１６及び２７は夫々誘導センサ１５及びピ ストン位置インジケータ２０から延び、孔１８を介してシリンダの末端カバー４ 及び５の外に出る。導線１６及び２７は任意にインタフェース又は信号増幅器を 介して信号処理装置又は処理制御装置、例えばＰＬＣ制御、ＩＰＣ制御、ＰＣ又 は工業用マイクロコンピュータに接続してもよい、ピストン６が末端カバー４及 び５レベルの末端位置の１つに配置される毎に、誘導センサ１５から送出される 変化した電気借る必要が全くなくなる。これはまた、ピストン６が末端位置の１ つに配置される毎にピストン位置インジケータとは無関係の明瞭な信号が送出さ れるようにする、予備的安全手段とみなすこともできる。

（以下余白） 第３図は、ピストンロ′ツド７又はピストン６の内側に周囲凹部が形成されてい るという点を除き、第１図の具体例に実質的に対応する具体例を示している。こ れらの凹部にはカ シリンダ１の内側から圧力及び液体に対して密封するようにガスゲット１４が配 置されている。従って、ロッド２８がハウジング２１から離れるピストン位置イ ンジケータ２０の領域は、シリンダ１内の圧力及び油による影響を受けない、第 ３図中、ピストン位置インジケータ２０のハウジング２１は更に、２個のねじ２ ４により末端カバー５に固定された位置で示されている。

第１図の具体例において、ピストン位置インジケータ２０は更に、末端カバー４ を通って末端カバー５の内側に所定の距離だけ伸延している。こうして、ピスト ン位置インジケータ２０のコア２２は距離へに対応する領域内のみで往復運動し 、ピストン位置インジケータ２０の最端領域には移動し径精度が得られる。この 長さの範囲外では、送信される信号と測定される距離との間の線形性が著しく減 少し得る。

特表平１−５０２２９８　（５） 本発明の油圧シリンダ１は、塗装用ロボット、溶接用ロボット、他の対応する型 の加工もしくは工作機械類、又は予めプログラムされた運動シーケンスを実行す るような機械類に組み込むと特に有利である。これらの適用例の多くは、シリン ダのピストン６が絶えず底部位置から各種の距離を往復運動するように構成され ている。従って、変形電気信号を送信するインダクタンスセンサ１５により明白 な利点が得られ、該信号はピストン６が底部位置に戻る毎に誘導位置インジケー タ２０の測定長を較正するために使用される。

所望の運動シーケンスはマイクロコンピュータのような信号処理装置で予めプロ グラムされ得、該装置は、ピストン６が底部位置にあるときには作動油がゲート １１に流れ、ピストン６が誘導位置インジケータ２０から受信される電気信号に 対応する任意の所定距離を銭に移動しているときには作動油がゲート１０に流れ るように、油圧装置のような別の装置に信号を送信する。

更に、本発明の油圧シリンダ１は内蔵型ピストン位置インジケータ及び誘導セン サのいずれも備えない従来の油圧シリンダに比較して、外側寸法が小さく、しか も従来型のシリンダ材料と異なるかあるいはそれほど強度の大きい材料から作成 する必要がないという点も強調すべきである。

従って、シリンダは同時に廉価、迅速且つ容易に製造できる。

内蔵してもよいし又はシリンダの外側で末端カバー以外の場所に配置することも できる。

レリ■ドマーーー・４＾−−偏Ｃ自、、、Ｎ＆ＰＣＴ／Ｄにｆｉｌ１１０００１ ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つの相互に可動な部材（２１，２２）を含み且つ該部材の相互位置に対応 する電気信号を送信する内蔵型電気ピストン位置インジケータ（２０）を備えた 油圧シリンダ（１）であって、電気式ピストン位置インジケータ（２０）が油圧 シリンダ（１）のピストンロッド（７）及びヒストン（６）内の長手方向孔（７ ａ）を通って伸延しており、ピストン位置インジケータの一方の可動部材（２１ ，２２）が油圧シリンダのハウジング（３）に連結されており、他方の可動部材 （２２，２１）が油圧シリンダのピストンロッド（７）に連結されており、ある いはその逆に連結されていることを特徴とする油圧シリンダ。 ２．電気式ピストン位置シリンダ（２０）が誘導位置インジケータであり、イン ジケータの２つの可動部材（２１，２２）は好ましくは導電性材料から形成され るコア（２２）及び管状ハウジング（２１）により形成されており、該管状ハウ ジング内の全長にわたって誘導コイル（２３）が伸延しており、コア（２２）が 該誘導コイル内を自由に往復連動できるように構成されていることを特徴とする 請求項１に記載の油圧シリンダ。 ３．位置インジケータ（２０）のハウジング（２１）が好ましくは油圧シリンダ （１）の末端カバー（５）内の圧力及び液体密封連結部（２６）により油圧シリ ンダ（１）のハウジング（３）に連結されており、位置インジケータのコア（２ ２）が好ましくは油圧シリンダ（１）のピストンロッド（７）の末端に固定され た外側固定手段（８）に螺合されたロッド（２８）により油圧シリンダ（１）の ピストンロッド（７）に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載 の油圧シリンダ。 ４．位置インジケータ（２０）のハウジング（２１）が油圧シリンダ（１）の末 端カバー（４，５）内に伸延レており、コア（２２）の運動が位置インジケータ （２０）のハウジング（２１）内で該位置インジケータの末端から離れた領域に 制限されるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の油圧 シリンダ。 ５．油圧シリンダ（１）のピストン（６）の孔（７ａ）が好ましくはピストン（ ６）及びピストンインジケータ（２０）のハウジング（２１）の間のガスケット （１４）により、シリンダ（１）の内側からの圧力及び液体に対して密封されて いることを特徴する請求項１から４のいずれか一項記載の油圧シリンダ。 ６．シリンダ（１）が更に、１個以上の電気式位置インジケータ（１５）を備え ており、各インジケータがピストンの所定の位置を指示するように構成されてお り、これらの位置インジケータ（１５）により送信される電気信号がピストン位 置インジケータ（２０）の信号と協働して、油圧シリンダ（１）のピストン（６ ）がこれらの所定のピストン位置の１つに位置する毎にピストン位置インジケー タの信号を較正又ゼロ設定ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に 記載の油圧シリンダ。 ７．全体又は一部に導電性材料を含むピストン（６）を備えており、電気式位置 インジケータがシリンダ（１）の末端カバー（４，５）の孔（１８）に設けられ た誘導センサ（１５）であり、該孔（１８）が好ましくはセラミックプレート（ １７）によりシリンダ（１）の内側からの力及び液体に対して密封されているこ とを特徴とする請求項６に記載の油圧シリンダ。