CN105277117B - 位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够高精度地抑制旋转轴的倾斜的位置检测装置。该位置检测装置具备：轴部(10)，其能够与外部的驱动体的旋转联动地旋转；磁铁(11)，其在轴部的一端侧与轴部一体地设置；基板(40)，其安装有用于感测磁铁的磁场的检测元件；外壳(50)，其具有用于配置轴部的一端侧以及基板的有底的配置部；防护构件(30)，其供轴部的另一端侧以向外侧突出的方式穿过，并且安装为覆盖配置部；以及密封构件(32)，其配置在外壳与防护构件之间。在防护构件上，一体地安装有对轴部的一端侧进行枢轴支承的支承构件和将轴部支承为旋转自如的轴承，在防护构件上具备凸部，并且在支承构件上具备供凸部嵌合的嵌合部，凸部与嵌合部嵌合。

Description

位置检测装置

技术领域

本发明涉及检测驱动体的旋转位置的位置检测装置。

背景技术

当前使用有非接触式的检测装置，该非接触式的检测装置使用永久磁铁和检测磁场的检测元件。

由于非接触式的检测装置的检测旋转位置等的机构很少产生因磨耗等而引起的不良状况，因此非接触式的检测装置被用在各种工业领域中。

在专利文献1中记载有如下的结构：配置在支架(外壳)与壳体之间的杯状构件(cup)、和安装在杯状构件上的旋转轴被配置为支承于壳体的轴承。

图10是表示专利文献1所记载的非接触式位移传感器100的剖视图。非接触式位移传感器100中，杯状构件108固定于与被检测物的位移一起旋转的旋转轴109上，在该杯状构件108上设置永久磁铁107，并设置以非接触的方式检测永久磁铁107的旋转的霍尔元件105，利用霍尔元件105来检测被检测物的位移。

壳体111利用固定于旋转轴109的杯状构件108的底面来限制旋转轴109的一方的轴向上的移动。支架101在多处位置与固定于旋转轴109上的杯状构件108的端部108a抵接，利用限制部101r来限制旋转轴109的轴向上的另一方的移动。如图10所示，利用在壳体111上设置的轴承113和在支架101上设置的限制部101r来抑制与杯状构件108形成为一体的旋转轴109的倾斜。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2002-156245号公报

然而，由于壳体111与支架101是独立的二个部分，因此难以确保用于抑制轴倾斜的精度。

发明内容

本发明是用于解决上述课题的，其目的在于提供能够高精度地抑制旋转轴的倾斜的位置检测装置。

用于解决课题的手段

本发明提供一种位置检测装置，其具备：轴部，其能够与外部的驱动体的旋转联动地旋转；磁铁，其在所述轴部的一端侧与所述轴部一体地设置；基板，其安装有用于感测所述磁铁的磁场的检测元件；外壳，其具有用于配置所述轴部的一端侧以及所述基板的有底的配置部；防护构件，其供所述轴部的另一端侧以向外侧突出的方式穿过，并且安装为覆盖所述配置部；以及密封构件，其配置在所述外壳与所述防护构件之间，所述位置检测装置的特征在于，在所述防护构件上，一体地安装有对所述轴部的一端侧进行枢轴支承的支承构件和将所述轴部支承为旋转自如的轴承，在所述防护构件或者所述支承构件中的任意一方具备凸部，并且在任意另一方具备供所述凸部嵌合的嵌合部，所述凸部与所述嵌合部嵌合。

根据该结构，由于在防护构件上一体安装有对轴部进行支承的支承构件和轴承，因此能够仅以防护构件为基准而对轴部进行枢轴支承。因此，在借助密封构件将防护构件安装于外壳时确保精度不会存在偏差，从而能够高精度地抑制旋转轴的倾斜。

另外，本发明的位置检测装置的特征在于，所述防护构件具备嵌装所述轴承的筒状部、与所述支承构件抵接的抵接部、以及用于配置所述密封构件的阶梯部，所述支承构件具备凸缘部，该凸缘部沿着与所述抵接部抵接的面比所述抵接部的外周向外侧突出。

根据该结构，由于密封构件不会在轴向上脱离，因此能够将配置部密封成与外部气密地隔离。

另外，本发明的位置检测装置的特征在于，所述支承构件具备对所述轴部的一端侧进行枢轴支承的突出部，在将所述轴部枢轴支承为旋转自如的状态下，所述支承构件与所述防护构件嵌合而形成为一体。

根据该结构，在将磁铁嵌入至轴部后，能够一体地组装轴部、防护构件以及支承构件。

发明效果

根据本发明，由于在防护构件上一体安装有对轴部进行支承的支承构件和轴承，因此能够仅以防护构件为基准而对轴部进行枢轴支承。因此，能够提供如下的位置检测装置：在借助密封构件将防护构件安装于外壳时确保精度不会存在偏差，从而能够高精度地抑制旋转轴的倾斜。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的位置检测装置的立体图。

图2是表示本发明的实施方式的位置检测装置的分解立体图。

图3是从与图2不同的方向观察到的分解立体图。

图4是表示本发明的实施方式的位置检测装置的俯视图。

图5是沿着图4的V-V线剖开的剖视图。

图6是沿着图4的VI-VI线剖开的剖视图。

图7是将轴部穿过一体安装有轴承的防护构件的组装图。

图8是表示支承构件和被轴部穿过的防护构件的组装图。

图9是在被轴部穿过的防护构件上载置有支承构件的组装图。

图10是表示现有的非接触式位移传感器的剖视图。

附图标记说明如下：

1 位置检测装置

10 轴部

10a 一端

10b 另一端

11 磁铁

20 支承构件

20a 嵌合部

20b 凸缘部

20c 突出部

30 防护构件

30a 凸部

30b 筒状部

30c 抵接部

30d 阶梯部

31 轴承

32 密封构件

40 基板

41 检测元件

50 外壳

50a 配置部

50b 连接部

52 端子构件

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，为了便于理解，在附图中适当地变更尺寸。

图1是表示本发明的实施方式的位置检测装置1的立体图。图2是表示位置检测装置1的分解立体图。图3是从与图2不同的方向观察到的分解立体图。

图4是表示本实施方式的位置检测装置1的俯视图。图5是沿着图4的V-V线剖开的剖视图。图6是沿着图4的VI-VI线剖开的剖视图。

如图1～图6所示，位置检测装置1具备：能够旋转的轴部10、与轴部10一体设置的磁铁11、以及用于感测磁铁11的磁场的检测元件41。此外，如图2～图3所示，位置检测装置1具备：外壳50、基板40、支承构件20、密封构件32、轴承31以及防护构件30。位置检测装置1的轴部10与未图示的外部的驱动体的旋转联动地旋转，位置检测装置1检测轴部10的旋转位置。如图2以及图3所示，作为旋转位置检测机构的磁铁11与检测元件41夹着支承构件20而对置配置。另外，能够旋转的磁铁11配置为不与检测元件41以及支承构件20接触(参照图5～图6)。因此，由于不存在旋转位置检测机构的因接触而引起的磨耗、异物等问题，因此具有较高的可靠性。

外壳50通过将合成树脂成形而成，该外壳50形成有配置部50a以及连接部50b，并且以埋入有金属的端子构件52的方式形成为一体。另外，外壳50具备电绝缘性，并且是非磁性的合成树脂。

磁铁11是中心呈空洞的大致圆筒形的塑料磁铁，在轴部10的一端10a侧与轴部10一体地设置。轴部10由非磁性的金属构成，并被加工为对磁铁11进行固定的形状。磁铁11被着磁为所希望的状态，例如在圆周方向上交替配置有S极和N极。

检测元件41用于测定磁铁11产生的磁场强度。更具体地说，检测元件41至少具备一个在X-Y平面上的规定的方向上具有检测灵敏度轴的单轴元件，从而测定该单轴元件的检测灵敏度轴向上的磁场强度。在本实施方式中，检测元件41使用霍尔效应元件。检测元件41安装在基板40上，且配置于在外壳50上设置的有底的配置部50a。

防护构件30以覆盖配置部50a的方式安装在外壳50上。另外，在防护构件30上一体地安装有支承构件20和轴承31。如图2以及图3所示，防护构件30具备：嵌装轴承31的筒状部30b、与支承构件20抵接的抵接部30c以及用于配置密封构件32的阶梯部30d。如图5以及图6所示，密封构件32配置在防护构件30的阶梯部30d上，堵塞与外壳50之间的间隙，以避免异物、水侵入到外壳50的配置部50a。

轴承31将轴部10支承为旋转自如。轴部10借助该轴承31而使轴部10的另一端10b侧以向外侧突出的方式穿过防护构件30(参照图5～图6)。

如图2以及图3所示，支承构件20具备：嵌合部20a、凸缘部20b以及突出部20c。嵌合部20a呈能够插入至防护构件30的凸部30a的形状。由此，凸部30a与嵌合部20a嵌合。另外，凸缘部20b沿着与防护构件30的抵接部30c抵接的面比抵接部30c的外周向外侧突出。此外，如图5以及图6所示，突出部20c将轴部10枢轴支承为旋转自如。由此，支承构件20在将轴部10枢轴支承为旋转自如的状态下，与防护构件30形成为一体而被固定。

端子构件52从连接部50b的内壁面露出，能够与外部的连接构件(缆线)连接。另外，端子构件52通过钎料等与基板40连接。由此，能够将由检测元件41测定出的磁场强度作为旋转位置信息，在外部的电子设备等中进行利用。

接下来，使用图5～图8对本实施方式的位置检测装置1的特征进行说明。

图7是将轴部10穿过一体安装有轴承31的防护构件30的组装图。图8是表示支承构件20和被轴部10穿过的防护构件30的组装图。图9是在被轴部10穿过的防护构件30上载置有支承构件20的组装图。

如图5以及图6所示，轴部10被轴承31支承为旋转自如，并且轴部10的一端10a侧被支承构件20的突出部20c枢轴支承。轴承31嵌装于防护构件30的筒状部30b而被固定。

如图7所示，准备并组装一体安装有轴承31的防护构件30、一体安装有磁铁11的轴部10、密封构件32、以及支承构件20。即，如图8所示，将在一端10a侧一体设置有磁铁11的轴部10以另一端10b侧向外侧突出的方式穿过防护构件30，然后如图9所示，载置支承构件20。支承构件20通过凸缘部20b与防护构件30的抵接部30c抵接且嵌合部20a与凸部30a嵌合而被固定。由此，轴承31以及支承构件20与防护构件30形成为一体，因此能够仅以防护构件30为基准而对轴部10进行枢轴支承。

另外，能够在保持轴部10被支承于轴承31以及支承构件20的状态下将防护构件30安装于外壳50，因此仅借助密封构件32来安装防护构件30，便容易地抑制轴部10的轴倾斜。通过按照该组装顺序，使组装变得容易，并且能够高精度地抑制旋转轴的倾斜。

优选支承构件20的凸缘部20b的外径比密封构件32通过弹性变形而能够伸长的内径小。在该情况下，能够在将支承构件20与防护构件30组合之后将密封构件32嵌入至阶梯部，使组装变得更为容易。

因此，在借助密封构件32将防护构件30安装于外壳50时确保精度不会存在偏差，从而能够高精度地抑制旋转轴的倾斜。

以下，对本实施方式的效果进行说明。

本实施方式的位置检测装置1具备：轴部10，其能够与外部的驱动体的旋转联动地旋转；磁铁11，其在轴部10的一端10a侧与轴部10一体地设置；以及基板40，其安装有用于感测磁铁11的磁场的检测元件41。而且，该位置检测装置1具备：外壳50，其具有用于配置轴部10的一端10a侧和基板40的有底的配置部50a；以及防护构件30，其供轴部10的另一端10b侧以向外侧突出的方式穿过，并且安装为覆盖配置部50a。此外，该位置检测装置1具备配置在外壳50与防护构件30之间的密封构件32。在防护构件30上，一体地安装有对轴部10的一端10a侧进行枢轴支承的支承构件20和将轴部10支承为旋转自如的轴承31，在防护构件30上具备凸部30a，并且在支承构件20上具备供凸部30a嵌合的嵌合部20a，凸部30a与嵌合部20a嵌合。

根据该结构，由于在防护构件30上一体形成有对轴部10进行支承的支承构件20和轴承31，因此能够仅以防护构件30为基准而对轴部10进行枢轴支承。因此，在借助密封构件32将防护构件30安装于外壳50时确保精度不会存在偏差，从而能够高精度地抑制旋转轴的倾斜。

另外，在本实施方式的位置检测装置1中，防护构件30具备嵌装轴承31的筒状部30b、与支承构件20抵接的抵接部30c、以及用于配置密封构件32的阶梯部30d。此外，支承构件20具备凸缘部20b，该凸缘部20b沿着与抵接部30c抵接的面比抵接部30c的外周向外侧突出。

根据该结构，由于密封构件32不会在轴向上脱离，因此能够将配置部50a密封成与外部气密地隔离。

另外，在本实施方式的位置检测装置1中，支承构件20具备对轴部10的一端10a侧进行枢轴支承的突出部20c，在将轴部10枢轴支承为旋转自如的状态下，支承构件20与防护构件30嵌合而形成为一体。

根据该结构，在将磁铁11嵌入轴部10中后，能够一体地组装轴部10、防护构件30以及支承构件20。

如以上那样，具体说明了本发明的实施方式的位置检测装置1，但本发明并不局限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明技术思想的范围内加以各种变更来实施。例如能够如以下那样进行变形来实施，这些变形例当然也包含在本发明的技术范围内。

(1)在本实施方式中，在防护构件30上具备凸部30a，并且在支承构件20上具备供凸部30a嵌合的嵌合部20a，但也可以变更为在支承构件20上设置凸部而在防护构件30上形成嵌合部。即，在防护构件30或支承构件20中的任意一方具备凸部且在任意另一方具备供凸部嵌合的嵌合部，并且使凸部与嵌合部嵌合即可。

(2)在本实施方式中，在支承构件20上具备突出部20c，但也可以变更为在支承构件20上设置收容轴部10的一端10a的凹部来代替突出部20c。只要能够利用该凹部将轴部10枢轴支承为旋转自如即可。

(3)在本实施方式中，检测元件41使用霍尔效应元件，但也可以使用磁阻效应元件。

Claims (2)

1.一种位置检测装置，其具备：

轴部，其能够与外部的驱动体的旋转联动地旋转；

磁铁，其在所述轴部的一端侧与所述轴部一体地设置；

基板，其安装有用于感测所述磁铁的磁场的检测元件；

外壳，其具有有底的配置部，该配置部用于配置所述轴部的一端侧以及所述基板；

防护构件，其供所述轴部的另一端侧以向外侧突出的方式穿过，并且安装为覆盖所述配置部；以及

密封构件，其配置在所述外壳与所述防护构件之间，

所述位置检测装置的特征在于：

在所述防护构件上，一体地安装有对所述轴部的一端侧进行枢轴支承的支承构件和将所述轴部支承为旋转自如的轴承，

在所述防护构件或者所述支承构件中的任意一方具备凸部，并且在所述防护构件或者所述支承构件中的任意另一方具备供所述凸部嵌合的嵌合部，所述凸部与所述嵌合部嵌合，

所述防护构件具备：嵌装所述轴承的筒状部、与所述支承构件抵接的抵接部、以及用于配置所述密封构件的阶梯部，

所述支承构件具备凸缘部，该凸缘部沿着与所述抵接部抵接的面比所述抵接部的外周向外侧突出。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述支承构件具备对所述轴部的一端侧进行枢轴支承的突出部，在将所述轴部枢轴支承为旋转自如的状态下，所述支承构件与所述防护构件嵌合而形成为一体。