專利名稱：具有行程傳感器的流體壓缸單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及行程傳感器在流體壓缸(fluid pressurecylinder)中的安裝。
背景技術(shù)：
日本特許廳1999年公布的JPH11-190308A提出了一種用于檢測(cè)流體壓缸的行程位置的行程傳感器。
該行程傳感器包括傳感器探針，該傳感器探針的基端固定到缸上，該傳感器探針的頂端通過形成在活塞中心部中的開口插入到在活塞桿中軸向形成的孔中。
磁致伸縮線沿軸向植入傳感器探針中。通過對(duì)磁致伸縮線施加脈沖電流，在傳感器探針的外周沿圓周方向形成磁場(chǎng)。通過在該狀態(tài)下將磁體布置成面對(duì)傳感器探針的外周，沿圓周方向的磁場(chǎng)和由磁體形成的沿軸向的磁場(chǎng)合成(integrate)，結(jié)果在磁體的位置處產(chǎn)生磁場(chǎng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變(torsional strain)。該現(xiàn)象被稱為Wiedemann效應(yīng)。
磁場(chǎng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變被作為聲波沿磁致伸縮線傳輸。該聲波沿磁致伸縮線的傳播時(shí)間(propagation period)與距磁體的距離成線性關(guān)系。通過測(cè)量該聲波在磁致伸縮線的預(yù)定位置的傳播時(shí)間，可檢測(cè)到磁體與傳感器探針的相對(duì)位置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，磁體被置于形成在活塞中心位置的凹部中。凹部的開口面對(duì)缸的底部。磁體被夾持在蓋狀保持架(holder)和凹部的底部之間。保持架通過安裝螺桿固定到凹部的底部。
根據(jù)安裝螺桿所產(chǎn)生的緊固力，磁體的軸向位置可輕微變化。該變化導(dǎo)致行程位置的檢測(cè)誤差。此外，如果對(duì)螺桿施加過大的扭矩以牢牢地固定磁體，則磁體可能由于過大的緊固力而破損。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提高磁體相對(duì)于活塞定位的精度，同時(shí)保護(hù)磁體免受過大的緊固力。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種流體壓缸單元，其包括缸；活塞，其收容在缸中，以便可沿軸向自由滑動(dòng)；以及行程傳感器，其用于檢測(cè)活塞相對(duì)于缸的相對(duì)位置。
行程傳感器包括磁體，其被固定到缸和活塞中的一個(gè)；以及傳感器探針，其被固定到缸和活塞中的另一個(gè)。傳感器探針產(chǎn)生響應(yīng)相對(duì)于磁體沿軸向的相對(duì)位置的信號(hào)。
流體壓缸單元還包括減震構(gòu)件，該減震構(gòu)件被夾持在缸和活塞中的一個(gè)與磁體之間。減震構(gòu)件根據(jù)作用在缸和活塞中的一個(gè)與磁體之間的緊固力而沿軸向發(fā)生彈性變形。
本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在說明書的其余部分闡述并由附圖示出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的液壓缸單元的縱剖視圖。
圖2是液壓缸單元的磁體保持部的放大縱剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的磁體保持部的放大縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖的圖1，液壓缸單元包括缸1；活塞2a，其被裝入缸1中，以便可自由滑動(dòng)；以及活塞桿2，其連接到活塞2a，并沿軸向從缸1突出。
在缸1中由活塞2a劃定液壓室R。液壓室R根據(jù)從液壓源P提供的液壓在缸1內(nèi)沿軸向驅(qū)動(dòng)活塞2a，該液壓源P布置在缸1的外部。
具體地，當(dāng)從液壓源P向液壓室R提供液壓時(shí)，液壓室R膨脹，活塞2a朝圖的右手側(cè)移位。于是，活塞桿2從缸1中突出。該動(dòng)作稱為液壓缸單元的伸張(elongation)動(dòng)作。
另一方面，當(dāng)從液壓室R向液壓源P釋放液壓時(shí)，液壓室R收縮，活塞2a在缸1中朝圖的左手側(cè)移位。于是，活塞桿2侵入(invade)缸1。該動(dòng)作稱為液壓缸單元的收縮動(dòng)作。
為了檢測(cè)活塞桿2相對(duì)于缸1沿軸向的相對(duì)位置，或者換句話說，為了檢測(cè)活塞2a的行程位置，液壓缸單元包括行程傳感器100。
行程傳感器100包括固定到缸1的傳感器探針3和固定到活塞2a的磁體4。
傳感器探針3由非磁性材料形成。傳感器探針3穿過形成在底蓋構(gòu)件11中的孔，該底蓋構(gòu)件11固定到缸1的底部1a。傳感器探針3的基部3b被旋入(screw into)底蓋構(gòu)件11中。傳感器探針3突入到缸1中并被保護(hù)筒(sheath)32覆蓋。保護(hù)筒32由非磁性材料制成，其一端被裝配到底蓋構(gòu)件11中的孔內(nèi)。傳感器探針3穿過裝配在保護(hù)筒32中的環(huán)狀定心引導(dǎo)件33，由此傳感器探針3被保持在與保護(hù)筒32同心的狀態(tài)。
圓筒狀凹部A形成在面對(duì)缸1的底部1a的活塞2a的中心部。與凹部A相連接的孔2b沿軸向形成在活塞桿2中。傳感器探針3和保護(hù)筒32經(jīng)過凹部A并插入孔2b中。定心引導(dǎo)件34裝配到保護(hù)筒32的頂端的外周。定心引導(dǎo)件34與孔2b的內(nèi)周接觸以將保護(hù)筒32保持在與孔2b同心的狀態(tài)。
沿軸向延伸的磁致伸縮線被裝入傳感器探針3中。探針頭(probe head)3a被裝配到傳感器探針3的基部，以使其暴露于底蓋構(gòu)件11的外部。線纜3c經(jīng)由探針頭3a連接到磁致伸縮線，以便向磁致伸縮線提供脈沖電流。
參考圖2，磁體4被裝入凹部A中。磁體4形成為沿軸向長(zhǎng)的圓筒形狀。也可將磁體4構(gòu)造成環(huán)狀，或通過將環(huán)狀磁體元件沿軸向累積而構(gòu)造磁體4。
磁體4被裝入固定到凹部A的底部2c的蓋狀保持架6中。保持架6由非磁性材料制成，且設(shè)有保護(hù)筒32經(jīng)過的通孔。磁體4被布置成面對(duì)保持架6中的保護(hù)筒32的外周。
在保持架6的底部62b上形成環(huán)狀槽，減震構(gòu)件7被裝配在該環(huán)狀槽內(nèi)。
由非磁性材料制成且具有與凹部A的直徑相同的直徑的支座構(gòu)件5被裝配到凹部A中，以與凹部A的底部2c接觸。在保持架6的開口處形成凸緣62a。預(yù)先設(shè)定凸緣62a的直徑使得凸緣62a的外周與凹部A的內(nèi)周2d接觸。在凹部A中，裝有磁體4的保持架6通過安裝螺桿61被固定到活塞2a，該安裝螺桿61穿過形成在凸緣62a和支座構(gòu)件5中的螺栓孔5a并被旋入活塞2a中。
在該固定狀態(tài)下，磁體4被夾持在減震構(gòu)件7和支座構(gòu)件5之間。減震構(gòu)件7由橡膠材料或合成樹脂制成的O形環(huán)構(gòu)成。減震構(gòu)件7的尺寸設(shè)定為使得減震構(gòu)件7從保持架6的底部62b中的環(huán)狀槽朝支座構(gòu)件5突出。通過將安裝螺桿61緊固到活塞2a上，磁體4壓靠減震構(gòu)件7并使減震構(gòu)件7變形。磁體4經(jīng)由變形的減震構(gòu)件7最終由底部62b支撐。
如果預(yù)先用例如粘合劑將保持架6臨時(shí)固定到支座構(gòu)件5，則可以容易地進(jìn)行將磁體4和保持架6裝配到凹部A中的操作。
行程傳感器100的操作原理與現(xiàn)有技術(shù)的相同。
根據(jù)本發(fā)明，磁體4被夾持在支座構(gòu)件5和由保持架6的底部62b支撐的減震構(gòu)件7之間。即使當(dāng)安裝螺桿61的緊固力過大時(shí)，減震構(gòu)件7的變形也能避免過大的壓縮力作用于磁體4上，從而保護(hù)磁體4不會(huì)因過大的緊固力而受損。另一方面，即使當(dāng)安裝螺桿61的緊固力不足時(shí)，減震構(gòu)件7也能對(duì)磁體4施加彈性力以保持磁體4與支座構(gòu)件5接觸。因此，根據(jù)本發(fā)明，可與安裝螺桿61的緊固力無(wú)關(guān)地以高精度將磁體4保持在預(yù)定位置。
接著，參考圖3，將說明本發(fā)明的另一實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，整個(gè)保持架6被形成為圓筒狀。在保持架6的外周上形成外螺紋62c，在凹部A的內(nèi)周2d上形成內(nèi)螺紋。通過將外螺紋62c旋入凹部A的內(nèi)周2d上的內(nèi)螺紋，或者換句話說，通過將保持架6直接旋入凹部A中，將保持架6固定到活塞2a。在被旋入凹部A中的保持架6的緊固力作用下，如第一實(shí)施例的情況一樣，磁體4經(jīng)由減震構(gòu)件7被夾持在支座構(gòu)件5和底部62b之間。
根據(jù)本實(shí)施例，同樣，減震構(gòu)件7的變形在確保磁體4的精確定位的同時(shí)保護(hù)磁體4不會(huì)因過大的緊固力而受損。此外，在本實(shí)施例中省去了安裝螺桿61，因此可減少安裝行程傳感器100所需的部件數(shù)量。
2006年6月16日在日本提交的特愿2006-166835的內(nèi)容通過引用包含于此。
盡管以上已參考本發(fā)明的一些實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將作出上述實(shí)施例的變形和修改。
例如，在上述實(shí)施例中，在磁體4被固定到活塞2a的同時(shí)，傳感器探針3被固定到缸1，但是本發(fā)明可應(yīng)用于以下流體壓傳感器其中，在傳感器探針被固定到活塞的同時(shí)，磁體被固定到缸上。
在上述實(shí)施例中，減震構(gòu)件7被布置在形成于保持架6的底部62b上的環(huán)狀槽中，但是用于容納減震構(gòu)件7的環(huán)狀槽也可形成在支座構(gòu)件5中。
在上述實(shí)施例中，液壓缸是單桿型，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于雙桿型液壓缸。本發(fā)明可應(yīng)用到包括民用或建筑結(jié)構(gòu)的地震隔離用缸等任何種類的液壓缸。此外，應(yīng)用本發(fā)明的流體壓缸不應(yīng)限于液壓缸。本發(fā)明也可應(yīng)用到例如氣壓缸。
要求排他權(quán)或?qū)Ｓ袡?quán)的本發(fā)明的實(shí)施例由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種流體壓缸單元，其包括缸(1)；活塞(2a)，其收容在所述缸(1)中，以便可沿軸向自由滑動(dòng)；行程傳感器(100)，其用于檢測(cè)所述活塞(2a)相對(duì)于缸(1)的相對(duì)位置，所述行程傳感器(100)包括磁體(4)，其被固定到所述缸(1)和所述活塞(2a)中的一個(gè)；以及傳感器探針(3)，其被固定到所述缸(1)和所述活塞(2a)中的另一個(gè)，所述傳感器探針(3)產(chǎn)生響應(yīng)相對(duì)于所述磁體(4)沿所述軸向的相對(duì)位置的信號(hào)；以及減震構(gòu)件(7)，其被夾持在所述缸(1)和所述活塞(2a)中的一個(gè)與所述磁體(4)之間，所述減震構(gòu)件(7)根據(jù)作用在所述缸(1)和所述活塞(2a)中的一個(gè)與所述磁體(4)之間的緊固力而沿所述軸向彈性變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述傳感器探針(3)被固定到所述缸(1)，所述磁體(4)被固定到所述活塞(2a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述活塞(2a)在中心部具有凹部(A)，所述磁體(4)形成為面對(duì)所述傳感器探針(3)的外周的圓筒狀且被容納在保持架(6)中，所述保持架(6)被布置在凹部(A)中且固定到所述活塞(2a)，所述減震構(gòu)件(7)介于所述保持架(6)和所述磁體(4)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述保持架(6)形成為具有底部(62b)的蓋狀，所述減震構(gòu)件(7)被容納在形成于所述保持架(6)的所述底部(62b)中的環(huán)狀槽中，所述磁體(4)經(jīng)由所述減震構(gòu)件(7)被夾持在所述活塞(2a)和所述保持架(6)的所述底部(62b)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述減震構(gòu)件(7)由橡膠或合成樹脂形成的環(huán)狀構(gòu)件構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體壓缸單元，其特征在于，將所述減震構(gòu)件(7)的尺寸設(shè)定為使得所述減震構(gòu)件(7)沿所述軸向從所述環(huán)狀槽突出并且當(dāng)所述減震構(gòu)件(7)被所述磁體(4)擠壓時(shí)所述減震構(gòu)件(7)發(fā)生彈性變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述保持架(6)包括與所述凹部(A)的內(nèi)周(2d)接觸的凸緣(62a)，并且所述保持架(6)通過穿過所述凸緣(62a)的安裝螺桿(61)被固定到所述活塞(2a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述保持架(6)被直接旋入所述凹部(A)的內(nèi)周(2d)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的流體壓缸單元，其特征在于，所述流體壓缸單元還包括被夾持在所述保持架(6)和所述活塞(2a)之間的支座構(gòu)件(5)，其中，所述支座構(gòu)件(5)具有與所述凹部(A)的所述內(nèi)周(2d)接觸的外周，所述磁體(4)的一軸向端經(jīng)由所述支座構(gòu)件(5)由所述活塞(2a)支撐，所述磁體(4)的另一軸向端經(jīng)由所述減震構(gòu)件(7)由所述保持架(6)的所述底部(62b)支撐。
全文摘要
一種具有行程傳感器的流體壓缸單元。行程傳感器(100)檢測(cè)活塞(2a)相對(duì)于流體壓缸的缸(1)的相對(duì)位置。行程傳感器(100)包括被固定到活塞(2a)的磁體(4)和被固定到缸(1)的傳感器探針(3)。傳感器探針(3)產(chǎn)生響應(yīng)相對(duì)于磁體(4)的相對(duì)位置的信號(hào)。磁體(4)被夾持在固定到活塞(2a)的保持架(6)和由活塞(2a)支撐的支座構(gòu)件(5)之間。通過在磁體(4)和保持架(6)之間夾持可彈性變形的減震構(gòu)件(7)，在保護(hù)磁體(4)不會(huì)因過大的夾持力而受損的同時(shí)，提高磁體(4)相對(duì)于活塞(2a)定位的精度。
文檔編號(hào)G01B7/00GK101089406SQ20071009757
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者伊藤達(dá)夫 申請(qǐng)人:萱場(chǎng)工業(yè)株式會(huì)社