JP2011027614A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ホルダ内への液体の浸入を抑制する。
【解決手段】空圧機器３０の位置検出に用いられる磁気センサであって、磁気を検出するセンサ回路部１１と、センサ回路部１１に接続されたリード線１２と、センサ回路部１１を収容するとともに、リード線１２を外部に取り出すための孔部１３ｃを有するホルダ１３と、ホルダ１３が挿入される開口部１４ａを有し、ホルダ１３に被さる袋状に形成されたブーツ１４とを備え、ブーツ１４には、リード線１２が貫通する貫通孔１４ｂが形成され、ブーツ１４は、ゴム材料にて成形されていることにより、開口部１４ａの近傍でホルダ１３に密着し、かつ貫通孔１４ｂの内周面でリード線１２に密着し、さらに、ブーツ１４は、開口部１４ａの近傍において、接着剤１８によってホルダ１３と接着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空圧機器の位置検出に用いられる磁気センサに関する。

従来、この種の磁気センサが特許文献１に記載されている。特許文献１の従来技術では、センサ回路部を樹脂製のホルダ内に収容し、センサ回路部に接続されたリード線をホルダの開口部からホルダ外部に取り出している。

特開２００８−５１８００号公報

しかしながら、上記従来技術では、リード線の取り出し部（ホルダの開口部）からホルダ内に液体が浸入しやすいという問題がある。例えば、空圧機器を研削加工用の生産設備に用いると、研削液等がリード線の取り出し部からホルダ内に浸入してセンサ回路部の基板面に浸透し、電解腐食や回路動作不良を引き起こしてしまう。

本発明は上記点に鑑みて、ホルダ内への液体の浸入を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空圧機器（３０）の位置検出に用いられる磁気センサであって、
磁気を検出するセンサ回路部（１１）と、
センサ回路部（１１）に接続されたリード線（１２）と、
センサ回路部（１１）を収容するとともに、リード線（１２）を外部に取り出すための孔部（１３ｃ）を有するホルダ（１３）と、
ホルダ（１３）が挿入される開口部（１４ａ）を有し、ホルダ（１３）に被さる袋状に形成されたブーツ（１４）とを備え、
ブーツ（１４）には、リード線（１２）が貫通する貫通孔（１４ｂ）が形成され、
ブーツ（１４）は、ゴム材料にて成形されていることによって、開口部（１４ａ）の近傍でホルダ（１３）に密着し、かつ貫通孔（１４ｂ）の内周面でリード線（１２）に密着するようになっており、
さらに、ブーツ（１４）は、開口部（１４ａ）の近傍において、接着剤（１８）によってホルダ（１３）と接着されていることを特徴とする。

これによると、ゴム材料で成形された袋状のブーツ（１４）をホルダ（１３）に被せ、ブーツ（１４）をホルダ（１３）およびリード線（１２）に密着させ、さらに接着剤（１８）によってブーツ（１４）とホルダ（１３）とを接着しているので、孔部（１３ｃ）に液体が付着することを抑制できる。このため、孔部（１３ｃ）からホルダ（１３）内に液体が浸入することを抑制できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の磁気センサにおいて、開口部（１４ａ）の近傍における内周面全周には、ホルダ（１３）の外周面に向かって突出する突起部（１４ｃ）が形成されていることを特徴とする。

これにより、ブーツ（１４）のホルダ（１３）に対する密着性を向上することができるので、孔部（１３ｃ）からホルダ（１３）内に液体が浸入することをより抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の磁気センサにおいて、ホルダ（１３）は、空圧機器（３０）のセンサ溝（３１）に挿入される棒状挿入部（１３ａ）と、棒状挿入部（１３ａ）に対して直交方向に突出するリード線取出部（１３ｂ）とを有し、
ブーツ（１４）は、ホルダ（１３）のうちリード線取出部（１３ｂ）に被さっていることを特徴とする。

これによると、リード線取出部（１３ｂ）が棒状挿入部の延長方向に配置されている場合と比較して、ブーツ（１４）が棒状挿入部（１３ａ）に被さらないようにすることができる。このため、ブーツ（１４）がセンサ溝（３１）に引っ掛かることを抑制できるので、磁気センサを空圧機器（３０）に対して良好に固定することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の磁気センサにおいて、ブーツ（１４）のゴム材料は、フッ素ゴムであることを特徴とする。これにより、ブーツ（１４）の膨潤を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における磁気センサを示す模式図である。 ブーツを取り外した状態における磁気センサの四面図である。 磁気センサを固定したエアシリンダを示す斜視図である。 磁気センサを固定したエアシリンダを示す断面図である。 ブーツの単体図である。 横方向取り出しタイプの磁気センサの三面図である。 図１の磁気センサにおけるリード線の配索の仕方の一例を説明する模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。本実施形態は、本発明の磁気センサを、エアシリンダの位置検出センサに適用した例を示す。

図１は、本実施形態の磁気センサ１０を示す模式図である。図２は、後述するブーツ１４を取り外した状態における磁気センサ１０の四面図である。図３は、磁気センサ１０を固定したエアシリンダ３０を示す斜視図である。図４は、磁気センサ１０を固定したエアシリンダ３０を示す断面図である。なお、図３、図４では、後述するブーツ１４の図示を省略している。

図１に示すように、磁気センサ１０は、磁気を検出するセンサ回路部１１と、センサ回路部１１に接続されるリード線１２と、センサ回路部１１を収容するホルダ１３と、ホルダ１３に被さるブーツ１４とを有している。

具体的には、ホルダ１３は、全体としてＬ字形状を有しており、エアシリンダ３０のセンサ溝３１に挿入される棒状挿入部１３ａと、リード線１２を棒状挿入部１３ａに対して直交方向（以下、縦方向と言う。）に取り出すためのリード線取出部１３ｂとに大別される。

図２に示すように、リード線取出部１３ｂの端面には、リード線１２が貫通する孔部１３ｃが形成されている。棒状挿入部１３ａの端部には、ネジ１５が螺合されるネジ穴が形成されている。ネジ１５は、磁気センサ１０をエアシリンダ３０に固定するために用いられる。

センサ回路部１１は、エアシリンダ３０のピストン３２に装着されたゴム磁石３３の磁気を検出する。すなわち、ピストン３２が磁気センサ１０の近傍位置にあるときにセンサ回路部１１がゴム磁石３３の磁気を検出することによって、ピストン３２の位置を検出することができる。

センサ回路部１１には、ゴム磁石３３の磁気を検出した際に発光する発光灯１６が設けられており、発光灯１６の発光は、ホルダ１３に嵌め込まれた表示窓１７を通じて確認できるようになっている。表示窓１７は、例えば透過性を有する樹脂材料にて形成されている。

図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、ホルダ１３の棒状挿入部１３ａは、底部側が円形状に膨らんだ断面形状を有している。一方、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂは、矩形状の断面形状を有しており、棒状挿入部１３ａのうち細く狭まった部位と繋がるように形成されている。

図３、図４に示すように、ホルダ１３の棒状挿入部１３ａは、エアシリンダ３０のセンサ溝３１に挿入されている。ホルダ１３のリード線取出部１３ｂは、センサ溝３１の外部に露出している。

センサ溝３１は、エアシリンダ３０を構成するシリンダチューブ３３の外側面に形成された溝であり、シリンダチューブ３３の一端部側から他端部側に向かって一直線状に貫通している。

センサ溝３１は、ホルダ１３の棒状挿入部１３ａに対応した形状に形成されており、底部側が円形状に膨らんだ断面形状を有している。センサ溝３１の断面形状の寸法は、棒状挿入部１３ａの断面形状の寸法と同等か、若干大きめに設定されている。

棒状挿入部１３ａのネジ穴１３ｄにネジ１５を螺合し、さらにネジ１５をセンサ溝３１の底部側に向かって突出させることにより、棒状挿入部１３ａがネジ１５によってセンサ溝３１の底部から離間する方向へと押し上げられ、センサ溝３１のうち細く狭まった部位の内壁面に押し付けられる。これにより、棒状挿入部１３ａの移動が規制されて磁気センサ１０が固定される。

図１に示すように、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂにはブーツ１４が被せられている。ブーツ１４は、孔部１３ｃからホルダ１３内に液体が浸入することを抑制する役割を果たすものである。ブーツ１４は、防水性を有するとともに弾性に富んだゴム材料（本例では、フッ素ゴム）にて一体成形されている。

具体的には、ブーツ１４は、図１、図５に示すように、開口部１４ａを有する袋状に成形されている。さらに、ブーツ１４には、リード線１２が貫通する貫通孔１４ｂが形成されている。

ブーツ１４の貫通孔１４ｂの内径は、リード線１２の外径よりも若干小さく設定されている。これにより、貫通孔１４ｂの内周面がリード線１２の外周面に密着する。本例では、ブーツ１４のうち貫通孔１４ｂの形成部位を比較的肉厚に形成することで、リード線１２に対する密着性を高めている。

ブーツ１４のうち開口部１４ａの近傍における内周面全周には、リード線取出部１３ｂの外側面に向かって突出する突起部１４ｃが形成されている。突起部１４ｃの内寸法は、リード線取出部１３ｂの外寸法よりも若干小さく設定されている。これにより、突起部１４ｃがリード線取出部１３ｂの外側面に密着する。

図５に示すように、本例では、突起部１４ｃは２重に形成されている。また、本例では、ブーツ１４の外周面全周には、ブーツ１４成形時の型抜きを容易にするための型抜き用突起部１４ｄが形成されている。

図１に示すように、ブーツ１４の内周面とリード線取出部１３ｂの外側面との間には接着剤１８が塗布され、この接着剤１８によってブーツ１４とリード線取出部１３ｂとが接着固定されている。接着剤１８としては、例えば瞬間接着剤を用いることができる。

本実施形態によると、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂに、防水性を有する袋状のブーツ１４を被せているので、孔部１３ｃに液体が付着することを抑制できる。このため、孔部１３ｃからホルダ１３内に液体が浸入することを抑制できる。

また、ブーツ１４を、弾性に富んだゴム材料で形成しているので、ブーツ１４をリード線取出部１３ｂおよびリード線１２に対して良好に密着させることができる。このため、孔部１３ｃからホルダ１３内に液体が浸入することをより抑制することができる。

しかも、ブーツ１４を、耐膨潤性に優れたフッ素ゴム材料で形成しているので、切削液（水溶性クーラント）等によるブーツ１４の膨潤を抑制できる。

ところで、リード線１２の取り回しについては、エアシリンダ３０やその周辺の設備が動いてもリード線１２ができるだけ動かないように配慮するのが望ましいが、設備の構成によっては、エアシリンダ３０やその周辺の設備の動きに伴ってリード線１２が動いてリード線１２の曲がり具合が大きく変化することが避けられないことがある。リード線１２の曲がり具合が大きく変化すると、ブーツ１４がリード線１２と一緒に動いてリード線取出部１３ｂから抜けてしまうことが懸念される。

この点に鑑みて、本実施形態では、ブーツ１４を、弾性に富んだゴム材料で形成しているので、リード線１２の曲がり具合が変化してもブーツ１４がリード線１２に追従して変形することができ、ブーツ１４がリード線取出部１３ｂから抜けてしまうことを抑制できる。

ところで、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂは、成形精度のバラツキ（成形時の収縮等）によって、外形寸法に有る程度のバラツキが生じていることがある。また、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂには、品番が印刷される等して僅かな凹凸が形成されていることがある。このため、ブーツ１４とリード線取出部１３ｂとの固定を、ブーツ１４自身の弾性力のみで行うようにすると、固定が弱くなったり、シール性が不十分になったりする。

この点に鑑みて、本実施形態では、接着剤１８によってブーツ１４とリード線取出部１３ｂとを接着しているので、リード線取出部１３ｂに対する固定およびシールを確実に行うことができる。

また、本実施形態では、磁気センサ１０は、リード線１２の取り出し方向が縦方向になっている縦方向取り出しタイプであり、ホルダ１３のリード線取出部１３ｂがセンサ溝３１の外部に露出している。そして、ブーツ１４が棒状挿入部１３ａに被さらないようにしているので、ブーツ１４もセンサ溝３１の外部に露出することとなる。

このため、磁気センサ１０を空圧機器３０に取り付ける際にブーツ１４がセンサ溝３１に引っ掛かることが回避されるので、磁気センサを空圧機器３０に対して良好に固定することができる。

このことをより具体的に説明する。本実施形態の磁気センサ１０は、リード線１２の取り出し方向が縦方向になっている縦方向取り出しタイプであるが、磁気センサのタイプには、図６に示すような、リード線の取り出し方向が横方向（棒状挿入部１３ａの延長方向）になっている横方向取り出しタイプのものもある。縦方向取り出しタイプおよび横方向取り出しタイプのいずれを使用するかは、リード線の配索（取り回し）の都合等によって選択される。

図６に示す横方向取り出しタイプの磁気センサ２０では、センサ回路部２１を収容するホルダ２３が、棒状挿入部２３ａの延長方向にリード線取出部２０ｂを配置した構成になっている。そして、リード線取出部２０ｂから棒状挿入部２３ａと平行な方向にリード線２２が取り出されている。なお、図６の磁気センサ２０におけるネジ２５、発光灯２６および表示窓２７は、図２に示す縦方向取り出しタイプの磁気センサ１０におけるネジ１５、発光灯１６および表示窓１７と同様のものである。

このような横方向取り出しタイプの磁気センサ２０に上述のようなブーツを適用した場合には、磁気センサ２０をエアシリンダ３０に取り付ける際にホルダ２３およびブーツがセンサ溝３１内に挿入されることとなる。このため、磁気センサ２０およびセンサ溝３１の寸法関係によっては、ブーツがセンサ溝３１に引っ掛かり、その結果、磁気センサ２０をエアシリンダ３０に取り付けるのが困難になる場合がある。

このような場合には、図７に示すように、横方向取り出しタイプの磁気センサ２０の代わりに、縦方向取り出しタイプの磁気センサ１０を使用すれば、エアシリンダ３０に容易に取り付けることができる。そして、リード線１２を縦方向から横方向に曲げて取り回すようにすれば、横方向取り出しタイプの磁気センサ２０を使用する場合と同様にリード線１２を配索することができる。

（他の実施形態）
なお、上記一実施形態は、ブーツ１４の形状の一具体例を示したものに過ぎず、ブーツ１４の形状は、ホルダ１３の形状等に応じて種々変形が可能である。

また、上記一実施形態では、本発明の磁気センサによってエアシリンダ３０の位置を検出しているが、これに限定されるものではなく、種々の空圧機器の位置検出用に広く適用が可能である。

１１ センサ回路部
１２ リード線
１３ ホルダ
１３ｃ 孔部
１４ ブーツ
１４ａ 開口部
１４ｂ 貫通孔
１８ 接着剤
３０ エアシリンダ（空圧機器）
３１ センサ溝

Claims (4)

1. 空圧機器（３０）の位置検出に用いられる磁気センサであって、
   磁気を検出するセンサ回路部（１１）と、
   前記センサ回路部（１１）に接続されたリード線（１２）と、
   前記センサ回路部（１１）を収容するとともに、前記リード線（１２）を外部に取り出すための孔部（１３ｃ）を有するホルダ（１３）と、
   前記ホルダ（１３）が挿入される開口部（１４ａ）を有し、前記ホルダ（１３）に被さる袋状に形成されたブーツ（１４）とを備え、
   前記ブーツ（１４）には、前記リード線（１２）が貫通する貫通孔（１４ｂ）が形成され、
   前記ブーツ（１４）は、ゴム材料にて成形されていることによって、前記開口部（１４ａ）の近傍で前記ホルダ（１３）に密着し、かつ前記貫通孔（１４ｂ）の内周面で前記リード線（１２）に密着するようになっており、
   さらに、前記ブーツ（１４）は、前記開口部（１４ａ）の近傍において、接着剤（１８）によって前記ホルダ（１３）と接着されていることを特徴とする磁気センサ。
2. 前記開口部（１４ａ）の近傍における内周面全周には、前記ホルダ（１３）の外周面に向かって突出する突起部（１４ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
3. 前記ホルダ（１３）は、空圧機器（３０）のセンサ溝（３１）に挿入される棒状挿入部（１３ａ）と、前記棒状挿入部（１３ａ）に対して直交方向に突出するリード線取出部（１３ｂ）とを有し、
   前記ブーツ（１４）は、前記ホルダ（１３）のうちリード線取出部（１３ｂ）に被さっていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ。
4. 前記ゴム材料は、フッ素ゴムであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の磁気センサ。

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