CN101236065A - 滑动操作装置 - Google Patents

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CN101236065A CNA2008100052119A CN200810005211A CN101236065A CN 101236065 A CN101236065 A CN 101236065A CN A2008100052119 A CNA2008100052119 A CN A2008100052119A CN 200810005211 A CN200810005211 A CN 200810005211A CN 101236065 A CN101236065 A CN 101236065A
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Abstract

本发明涉及一种滑动操作装置，其包含：杆状的移动导杆，以及移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块在沿移动导杆的滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值。移动导杆由滑杆和磁尺材料组成。滑杆由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成，在其上形成有沿着滑动方向延伸的槽。磁尺材料由树脂和磁性材料形成并且填充到槽中。滑杆上形成有凹部，该凹部比槽更深并且在与滑动方向垂直的方向上延伸，并且磁尺材料也填充到该凹部中。

Description

滑动操作装置
技术领域
本发明涉及一种滑动操作装置，其中在线性磁编码器中移动块在滑杆上手动或电动地滑动，并且根据移动块的移动量或者绝对位置来设置电参数作为测量值。
背景技术
这种类型的滑动操作装置包含在已公开的专利号为2006-49302的日本专利中说明的一个。如在已公开的专利号为2006-49302的日本专利中说明的滑动操作装置用作调音台的衰减器，并且以这样的方式配置，即通过手工操作滑动操纵器以使移动块沿导向架移动。移动块由彼此平行的主移动导向架和辅助移动导向架可滑动地支承。辅助移动导向架由通过磁性材料的嵌入成型而形成的非磁性不锈轴组成。通过提供在移动块中的磁性传感器来检测形成在磁性材料上的磁极图来检测滑动操纵器的位置，并且根据移动量来设置电参数作为测量值。
如果支承移动块的移动导向架被制成一个磁尺，则整个移动导向架可以用永久磁性材料形成，但是实际上磁性合金比较昂贵而纯铁又比较脆，并且在耐用性上存在问题。在另一方面，如果移动导向架主要由大体上是杆状的非磁性不锈材料制成的轴(滑杆)构成，则导向架的耐用性会是非常好的。
但是在上述的当前技术中，由于移动导向架是通过把磁性构件(磁尺材料)嵌入到沿非磁性不锈轴(滑杆)的纵向方向形成的槽中构成的，可能在长时间使用后，磁性构件的一部分会从轴上脱落。特别是，磁性构件往往从轴的末端部分脱落。如果轴的两端结实地固定到箱体上，则存在着这样的问题，磁性构件在纵向方向上产生位移并且由于轴和磁性构件的线性膨胀系数不同，其易于脱落。此外，如果轴的两端结实地固定到箱体上，则存在着这样的问题，由于热应力，轴会在与中轴线交叉的方向上变形并且不能保证磁性传感器与磁性构件间的适当的间隙，这会造成精确度的降低。
发明内容
本文明的目的是提供一个具有高耐用性和高精确度并且结构简单的滑动操作装置，其能够防止磁尺材料从滑杆上脱落。
在本发明的第一个方面中，滑动操作装置包含：杆状的移动导杆，以及移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块沿移动导杆在滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值，其中移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且沿着滑动方向上提供有槽；以及磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，并且其中滑杆形成有凹部，该凹部比槽更深并且提供在与滑动方向垂直的方向上，并且磁尺材料也填充到凹部中。
优选地，本发明的滑动操作装置还包含一个箱体，其用于支承滑杆，其中滑杆形成有另一个槽，其沿着滑杆末端部分的外圆周表面在滑杆的圆周方向上延伸以用于同箱体啮合。
在本发明的第二个方面中，滑动操作装置包含：杆状的移动导杆，以及移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块沿移动导杆在滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值，其中移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且形成有沿着滑动方向上延伸的槽；以及磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，并且其中由滑杆和磁尺材料组成的移动导杆具有由如下外表面定义的杆状，即分为在滑动方向上延伸的平面部分和从平面部分起始沿圆周延伸的圆形部分的外圆周表面。
在本发明的第三个方面中，滑动操作装置包含：杆状的移动导杆；箱体，其具有支承部分来支承移动导杆；以及移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块沿移动导杆在滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值，其中移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且形成有沿着滑动方向延伸的槽；以及磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，其中由滑杆和磁尺材料组成的移动导杆具有由如下外表面定义的杆状，即分为在滑动方向上延伸的平面部分和除去平面部分沿圆周延伸的圆形部分的外圆周表面，并且其中平面部分以如下方式配置，即通过与从箱体中突出的支承部分的接触端面相接触来被支承。
优选地，在本发明的第一个方面中，凹部可以只在滑杆的一端的末端部分上形成。通过这种布置，即使由于滑杆和磁尺材料的线性膨胀系数不同因而滑杆和磁尺材料在纵向方向上的膨胀/压缩量不同，，由膨胀/压缩量的不同引起的应力也能够在滑杆的纵向方向上释放，并且能够避免磁尺材料在与滑杆的滑动方向相垂直的方向(短边方向)上的脱落。
此外，在本发明的第一个方面中，所述另一个槽可以只在滑杆的一端的末端部分上形成。通过这种安装，滑杆的热应力(尽管它是微小的)能够在滑杆的纵向方向上释放，并且能够避免与滑杆的滑动方向相垂直的方向(短边方向)上的变形(位移)，并且能够保证磁性传感器与磁尺材料之间的适当的间隙。
根据本发明的滑动操作装置的第一个方面，由于磁尺材料在滑杆的凹部中嵌入到比槽更深的位置处，能够以简单的结构来避免磁尺材料在纵向方向上相对于滑杆的位移。
优选地，根据本发明的滑动操作装置的第一个方面，上述的另一个槽对箱体提供了一个支撑手段，通过用箱体的钢板等夹紧上述的另一个槽，能够以简单的结构来避免由滑杆和磁尺材料组成的整个移动导杆在纵向方向上的振动(或者位移)。
根据本发明的滑动操作装置的第二个方面，安装在移动块中的磁性传感器与磁尺材料的相对面(即移动导杆的平面部分)之间的角度能够用简单的结构在低成本下轻易地调整。
根据本发明的滑动操作装置的第三个方面，移动导杆能够通过平面部分和滑杆支承部分的接触端面构成的简单结构支承在箱体中，并且磁性传感器与磁尺材料的相对面(移动导杆的平面部分)之间的角度能够在低成本下轻易地调整。
附图说明
图1A、1B、1C和1D是示出本发明的第一实施例的移动导杆以
及第一实施例的磁码图的部分省略的透视图和放大的局部图。
图2A和2B是示出本发明的第二实施例的移动导杆的部分放大
的透视图和部分放大的局部透视图。
图3是示出实施例中移动导杆的支承结构的细节的视图。
图4是用于说明实施例中移动导杆的底切结构的视图。
图5是示出实施例的滑动操作装置的基本部分的透视图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。图中阴影线指示的部分可以酌情省略。图5是示出实施例的滑动操作装置的基本部分的透视图。这个滑动操作装置安装在混音装置上，并且箱体2包含：侧板21A，其构成了混音装置背面的控制面板100的垂直面；侧板(未示出)，其与前侧的侧板21A形成一对；以及上框21U，其具有U形的剖面。电动机22安装在上框21U的一个末端处。作为“移动导杆支承部分”的支承爪23、23通过弯曲加工在侧板21A的两端处形成突出。如在后文中将说明的，移动导杆1安装在支承爪23、23之间。辅助导杆25安装在支承爪24、24之间。
移动导杆1包含滑杆11和磁尺材料12，以及移动块31，该移动块安装在移动导杆1和辅助导杆25上并且在移动导杆1和辅助导杆25的纵向方向(滑动方向)上是可滑动的。突杆36安装到移动块31上以连接操纵器零件(未示出)。电动机22使移动块31往复运动以自动设置滑动操作装置的滑动操纵器的位置。移动块31是树脂成型的，并且在四方形框架体的上部形成其中安装和插入移动导杆1的导孔32、32，在其下部形成其中安装和插入辅助导杆25的辅助导孔33、33。板34安装在框体的内部，并且磁性传感器35安装在板34上。
图1C示出沿磁尺材料12的纵向方向形成的磁性图A的一个示例。磁尺材料12具有以330μm为周期(节距)交替极化的N极和S极以形成磁尺。如图1C所示，在磁尺材料12铸到滑杆的槽中的状态下由磁化装置(magnetizer)(未示出)来磁化磁尺材料12。由磁化装置在磁尺材料12上形成如带状的磁性图A。带状图是不可见的，仅可由安装在移动块中的磁性传感器磁性感测到。为了不仅检测移动块的位置也检测块的移动方向，磁性图A被分成一对彼此平行的子图A1和A2。带状图A1和A2具有相同的节距并且彼此错开1/4个节距。
回到图5，磁性传感器35被布置成与磁尺材料12相对的关系，这样来构成移动量检测部分以检测移动块31的移动量。磁性传感器35具有两个磁致电阻效应检测元件(MR元件)，并且当移动块31沿着移动导杆1和辅助导杆25移动时，磁性传感器35检测磁尺材料12的磁极并输出信号。磁性传感器35的检测信号通过扁平电缆35a发送到电路(未示出)，并且基于检测信号根据移动块31的移动量来设置电参数作为测量值。
图1A是示出省略其中一部分的移动导杆1的第一实施例的透视图，并且图1B是图1A中由双点划线框选部分的放大的局部视图。磁尺材料12的部分由阴影线给出。滑杆11通过拉制(drawing)非磁性金属的非磁性不锈物质(18铬-8镍奥氏体)来形成并且由具有难以弯曲的强度的刚性构件制成。移动导杆1的直径φ大约为4mm。在滑杆11上，槽11a在滑动方向(纵向方向)上贯穿滑杆11的整个长度。磁尺材料12是通过混合和搅拌纯铁粉末(作为“磁性材料”的磁性材料粉末)和塑胶(作为“树脂”的热塑性树脂)来形成的塑性磁体。这种塑性磁体被注塑成型或者被铸到滑杆11的槽11a中，这样磁尺材料12和滑杆11形成一个整体。
图1B示出由支承爪23、23支承的部分，其是移动导杆1的末端部分，并且在一个末端部分处，在与滑杆11的滑动方向相垂直的方向上，如滑杆11的径向(图中箭头α的方向)并且指向轴心O的方向上，通过钻孔或者切割比槽11a更深的圆孔(垂直孔)形成凹部13。磁尺材料12从槽11a的内部连续地被填充在凹部13中。
如上所述，磁尺材料12在槽11a之内和凹部13之内完整地形成，并且形成的磁尺材料12与槽11a和凹部13都紧密接触，并且处在很难从滑杆11的槽11a中脱落的结构中。此外，由于滑杆11和磁尺材料12的线性膨胀系数不同，即使磁尺材料12相对于滑杆11在纵向方向上相当大地膨胀/压缩，由于凹部13只形成在滑杆11的一端，由膨胀/压缩量引起的应力能够在纵向方向上释放，并且能够避免磁尺材料12在垂直于滑杆11的滑动方向的方向(短边方向)上的脱落。
此外，在滑杆11的从凹部13(滑杆的末端部分)稍微向内一点处，以这样的方式切割另一个槽(第二个槽)14，使其在径向方向上沉埋在滑杆11的外圆周表面11A之下。环形的第二个槽14构成接触箱体2的支承部分，将在后文中说明。在移动导杆1的外圆周表面11A上，在滑杆11的磁尺材料12的两旁的部分被制成刨削的平面111，并且在这些平面111之间的磁尺材料12的外表面被制成刨削的平面121。平面111、121在相同水平面上构成移动导杆1的平面部分。通过这种安装，移动导杆1是具有平面部分的不规则的圆杆形。包含滑杆11和磁尺材料12的移动导杆1具有由被分成在滑动方向上延伸的平面部分111和121和从平面部分111和121起始沿圆周延伸的圆形部分的外周面所限定的杆状。
如后文所述，在第二个槽14的部分和平面111、121的部分上，滑杆11(移动导杆1)通过支承爪23、23支承到箱体2上。这个支承结构将在后文中使用第二实施例的移动导杆作为一个示例来说明。
在上述的实施例中，凹部13在滑杆11的径向方向(图中箭头α的方向)上以及指向轴心O的方向上形成，但是这样的凹部必须处在与滑杆11的滑动方向垂直的方向上，并且从槽11a分支出来的凹部可以形成在与滑动方向相垂直的方向上。
图2示出移动导杆1的第二实施例的部分放大的透视图(图2A)和部分放大的局部透视图(图2B)，并且图2B示出图2A的A-A截面。对与第一实施例中相同的结构给出如图1的相同的参照数字并且将省略详细的说明。滑杆11和磁尺12的材料同第一实施例中的一样。在第二实施例中，环形凹槽15形成在滑杆11的外圆周表面11A的整个圆周上，与第二个槽14相平行，并且磁尺材料12从槽11a内部连续地填充在凹槽15中。在第二实施例中，磁尺材料12也与槽11a和凹槽15紧密接触。此外，由于在第二实施例中的凹槽15中的磁尺材料12处于环绕滑杆11的整个圆周的结构中，磁尺材料12放置在相当难于从槽11a脱落的结构中。由于凹槽15只在滑杆11的一端上形成，由线性膨胀系数不同引起的脱落也能够如第一实施例那样避免。
通过形成第一实施例中的凹部13和第二实施例中的凹槽15并且向其中填充磁尺材料12，进一步增强上述的优势。
图3是示出将移动导杆1支承到箱体2的结构的细节的视图，并且图3是示出图5所示从箭头P方向看由双点划线的椭圆包围的支承爪23的部分的视图。图3把图1倒置，显示第二实施例中的移动导杆1。辅助导杆25未示出。支承爪23具有一个啮合块23a，其位于移动导杆1的磁尺材料12的相对面上，以及接触块23b，其与啮合块23a相对，移动导杆1处在它们之间。
啮合块23a具有与滑杆11中的第二个槽14的底面相匹配的弧形啮合表面23a1，以及从啮合表面23a1的末端开始在与侧板21A相对的侧面上延伸的锥形表面23a2。接触块23b具有一个突出部231，其处在偏离于滑杆11的第二个槽14的位置上，并且在移动导杆1侧面上的突出部231的表面是要与滑杆11的平面111接触的第一接触端面23b1。此外，接触块23b具有第二接触端面23b2，其在与第二个槽14相对应的位置处与磁尺材料12的平面121相接触。
当移动导杆1与支承爪23相啮合时，接触块23b的第二接触端面23b2在第二个槽14的位置处与磁尺材料12的平面121相接触，而啮合块23a的锥形表面23a2插入到第二个槽14中并且移动导杆1被推到啮合块23a和接触块23b之间。通过这种操作，啮合块23a的啮合表面23a1固定到第二个槽14中，并且滑杆11的平面111(的一部分)被压着与突出部231的第一接触端面23b1相接触。磁尺材料12的平面121被压着与第二接触端面23b2相接触。此外，由于啮合块23a安装在第二个槽14中，移动导杆1在纵向方向上不会移动而是相对于支承爪23固定。
在移动导杆1的另一个末端(没有形成第二个槽14的一侧的末端部分)，支承爪23具有在形状上与滑杆11的外圆周表面11A相匹配的对应于啮合表面23a1的弧形表面，并且具有同接触块23b的第二接触端面23b2相同的接触端面。滑杆11的外圆周表面11A和平面111分别由弧形表面和接触端面夹在中间而被支承。因此，在另一个末端，移动导杆1相对于支承爪23在纵向方向上是可移动的。通过这种布置，滑杆11的热收缩可以被吸收。
如上所述，由于移动导杆1被制成带有平面部分(平面111、121)的不规则的圆杆状并且移动导杆1通过让接触端面与平面部分相接触而被支承，因此磁尺材料12中的平面121绕着移动导杆1中的轴的角度被调整。通过这种布置，适当地保持磁尺材料12的平面121相对于磁性传感器35的角度。适当地保证磁性传感器35和磁尺材料12的平面121间的间隙。
图1C所示的磁性图是沿着移动块的滑动方向排列的磁带和非磁带的交替排列，用于检测移动块的移动量。但是，磁尺材料12的磁性图不仅限于这种结构。如在图1D中所示，磁尺材料12′在其平面上沿着移动块的滑动方向上布置有多个磁性图B。每个磁性图B由排列在与滑杆的纵向方向垂直的宽度方向上的一组二进制码组成。比如通过这样的磁性图，磁性传感器能够检测移动块相对于箱体2的绝对位置。磁性传感器的构成使其能够即刻读取各组二进制码。为了增加位置检测的准确性或者减少检测错误的频率，沿着磁尺材料12′排列的磁性图B使用格雷码系统。
移动导杆1的滑杆11可以是相对于磁尺材料12的下述底切(undercut)结构。移动导杆1的端面(或横截面)在图4中用夸大的尺寸和角度来显示，滑杆11的槽末端部分11-1位于处在磁尺材料12的侧面部分12a和移动导杆1的外部间隙SO之间的平面部分(平面111、121)的法线n上。即，磁尺材料12的两端上的接触表面CF与滑杆11一起在与中心线L相平行的内部和外部方向上，处于相对于滑杆11的平面111的底切结构中。这也应用于反面上。因此，磁尺材料12处在相当难于用箭头γ方向上的力使其脱落的结构中。
在上述的实施例中，滑杆11由非磁性不锈材料制成，但是材料可以是铜、硬铝、陶器材料等，其既不易生锈也不易被磁化，并且具有刚性。在磁尺材料12中，纯铁粉末用作要与塑性树脂相混合的磁性材料粉末，但是磁性材料粉末也可以是铁-铬-钴、铁-铜-镍、锰-铝-碳、钕-铁等。还可以使用混合物铼-钴(典型的是Sm2Co17)。也可以使用氧化物y-Fe2O3、Fe3O4(磁铁矿)。当要使用难于加工的磁性材料粉末时，可以使用作为粘合剂的金属粉末。
在上述的实施例中，滑杆11由非磁性金属形成，但是滑杆11可以通过拉制硬脂形成，磁尺材料12可以通过把塑性磁体注塑成型到由硬脂形成的滑杆11中的槽11a中来形成。另一种方案是，磁尺材料12首先用塑性磁体成型，然后使由硬脂形成的滑杆11成型，这样移动导杆1通过树脂的双色成型来形成。
滑杆11可以由具有高导磁率的金属来形成或者通过把具有高导磁率的构件混合在硬脂中来形成。在这种情况中，由于磁尺材料12的纵向方向上外圆周的三个表面由具有高导磁率的滑杆11覆盖，移动导杆1能够获得磁屏蔽的效果，来屏蔽外面的磁场。
尽管未示出，但作为另一个实施列，移动导杆1可以应用到滑动轴，可滑动地支承打印机的打印头。在这种情况中，用于支承打印头的头支承部分对应于移动块，并且安装有磁性传感器，磁性传感器检测移动导杆1(滑动轴)的磁尺材料12的磁极，这样能够检测头支承部分的位置也就是打印头的位置。

Claims (4)

1.一种滑动操作装置，其包含：
杆状的移动导杆；以及
移动块，其在移动导杆上滑动，以便根据移动块在沿移动导杆的滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值；
其中移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且在其上形成有沿着滑动方向延伸的槽；和磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，并且
其中在滑杆上形成有凹部，该凹部比槽更深并且在垂直于滑动方向的方向上延伸，并且磁尺材料也填充到凹部中。
2.如权利要求1所述的滑动操作装置，其还包含：一个箱体，其用于支承所述滑杆，其中所述滑杆形成有另一个槽，该槽沿着滑杆末端部分的外圆周表面在滑杆的圆周方向上延伸以用于同箱体啮合。
3.一种滑动操作装置，其包含：
杆状的移动导杆，以及
移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块在沿移动导杆的滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值，
其中所述移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且形成有沿着滑动方向延伸的槽；以及磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，并且
其中由滑杆和磁尺材料组成的移动导杆具有由如下外表面定义的杆状，即分成在滑动方向上延伸的平面部分和从平面部分起始沿圆周延伸的圆形部分的外圆周表面。
4.一种滑动操作装置，其包含：
杆状的移动导杆；
箱体，其具有支承部分来支承移动导杆；以及
移动块，其在移动导杆上滑动以根据移动块在沿移动导杆的滑动方向上的移动量或者位置来设置电参数作为测量值，
其中移动导杆包含：滑杆，其由具有难以弯曲的强度的刚性构件形成并且形成有沿着滑动方向延伸的槽；以及磁尺材料，其由树脂和磁性材料制成并且填充到槽中，
其中由滑杆和磁尺材料组成的移动导杆具有由如下外表面定义的杆状，即分成在滑动方向上延伸的平面部分和从平面部分起始沿圆周延伸的圆形部分的外圆周表面，并且
其中平面部分以如下方式配置，即通过与从箱体中突出的支承部分的接触端面相接触来被支承。
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