CN107923763B - 位置传感器以及靶标 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高磁铁向轴等的轴向上的移动体的安装性的位置传感器。为了达到该目的，本发明的位置传感器具备安装于在轴向上移动的移动体的靶标以及磁传感器，所述靶标具有磁铁以及保持磁铁的磁铁基座，所述磁铁基座的磁铁保持部和向所述移动体的固定部被一体地形成。

Description

位置传感器以及靶标
技术领域
本发明涉及位置传感器。
背景技术
关于磁性位置传感器的安装结构，存在专利文献1所记载的结构。在专利文献1中记载了，磁铁的安装结构由磁铁、保持架、轴构成，保持架被形成为将一部分开槽那样的变形圆筒状，在轴上形成有凹部，在轴的凹部配置磁铁，将保持架从与轴的轴向正交的方向嵌入，从而容易地将磁铁固定在正确的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-9996号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，通过保持架将磁铁向轴嵌合的结构中，在磁铁与保持架间存在微小的间隙的情况下，存在磁铁向与轴的轴向正交的方向或者轴的轴向移动之虞，因此，具有轴与磁铁的位置发生变化的问题。
另外，采用从轴向插入的形状的话，则在插入方向上不能够配置其他的结构体，难以确保安装结构的自由度。
本发明鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够提高磁铁向轴等在轴向上移动的移动体的安装性的位置传感器。
解决问题的技术手段
为了达到该目的，本发明的位置传感器具备安装于在轴向上移动的移动体的靶标以及磁传感器，所述靶标具有磁铁以及保持磁铁的磁铁基座，所述磁铁基座的磁铁保持部以及向所述移动体的固定部被一体地形成。
发明的效果
根据本发明，能够容易地将磁铁安装于在轴等在轴向上移动的移动体。
附图说明
图1为第一实施例的安装图。
图2为第一实施例的立体图。
图3为第一实施例的侧视图。
图4为第一实施例的主视图。
图5为第二实施例的立体图。
图6为第二实施例的分解立体图。
图7为第二实施例的侧视图以及分解侧视图。
图8为第二实施例的改进例的分解立体图。
图9为第二实施例的改进例的分解侧视图。
图10为第二实施例的改进例的侧视图。
图11为第三实施例的立体图。
图12为第三实施例的分解立体图。
图13为第三实施例的侧视图和分解侧视图。
图14为第三实施例的变形例的立体图。
图15为第三实施例的变形例的分解立体图。
图16为第三实施例的变形例的侧视图和分解侧视图。
图17为第一到第三实施例中的轴的主视图。
图18为第一到第三实施例中的轴的侧视图。
图19为第一到第三实施例中的轴的变形例的侧视图。
图20为第一到第三实施例中的轴的变形例的主视图。
图21为第一到第三实施例中的轴的变形例的俯视图。
图22为第一到第三实施例中的轴的变形例的侧视图。
图23为第一到第三实施例中的轴的变形例的主视图。
图24为第一到第三实施例中的轴的变形例的俯视图。
图25为第四实施例的分解立体图。
图26为第四实施例的侧视图。
图27为第四实施例的主视图。
图28为第四实施例的安装时的立体图。
图29为第四实施例的安装时的分解立体图。
图30为第四实施例的安装时的分解侧视图和侧视图。
图31为第四实施例的安装时的俯视图。
图32为第四实施例中的轴的立体图。
图33为第四实施例中的轴的侧视图。
图34为第四实施例中的轴的主视图。
图35为第四实施例中的轴的俯视图。
图36为第五实施例的安装时的立体图。
图37为第五实施例的安装时的侧视图。
图38为第五实施例中的轴的立体图。
图39为第五实施例中的轴的侧视图。
图40为第五实施例中的轴的俯视图。
图41为第六实施例的安装时的立体图。
图42为第六实施例的安装时的侧视图。
图43为第六实施例中的轴的立体图。
图44为第六实施例中的轴的侧视图。
图45为第六实施例中的轴的俯视图。
图46为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
图47为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
图48为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
图49为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
图50为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
图51为本发明的位置传感器的向移动体的安装例。
具体实施方式
[第一实施例]
使用图1到图4说明本发明的第一实施例。
本实施例中的位置传感器具有安装于在轴向上移动的移动体112的靶标110、以及用于检测靶标110的移动的磁传感器111。在此，在本实施例中，移动体112以轴为例进行说明。
磁传感器111例如可以举出使用霍尔元件的传感器、使用GMR元件的传感器。
靶标110具有使磁通量产生的磁铁113、以及用于保持磁铁的磁铁基座114。
磁铁基座114为第一固定部114a、第二固定部114b、以及磁铁保持部114c被一体地形成的结构。第一固定部114a和第二固定部114b以在移动体112的轴向(换而言之，移动方向)上排列的方式进行配置。第一固定部114a以及第二固定部114b相比于磁铁保持部114c的搭载磁铁113的区域被形成在更靠轴向外侧。
第一固定部114a以及第二固定部114b设为一部分具有开口的环状，以便能够从移动体112的轴向的垂直方向进行安装。
第一固定部为具有与移动体112接触的第一接触部114d、第二接触部114e、以及第三接触部114f的形状。第一接触部至第三接触部被形成为与移动体112的各接触部分的中心点描绘出正三角形。
第一接触部114d被形成在远离开口的位置，为具有平坦部的形状。第二接触部114e以及第三接触部114f被形成在第一固定部114a的开口侧，且被形成为符合移动体112的外周形状(侧面形状)。在移动体112为圆筒形状的情况下，外周形状为圆弧状。
第一固定部114a在第一接触部114d与第二接触部114e之间具有与移动体112不接触的非接触部。同样地，在第一接触部114d与第三接触部114f之间，也具有与移动体112不接触的非接触部。换而言之，第一固定部114a具有相比各接触部而截面面积较小的部分。
而且，第一固定部114a的开口部114g的形状为从开口端向内部逐渐变窄的锥体形状。
第二固定部可以成为与第一固定部相同的形状。
对本实施例的效果进行说明。
靶标110使用与磁铁保持部114c一体地形成的第一固定部114a以及第二固定部114b而能够向移动体即轴安装。因此，根据本实施例，能够不使用螺栓等紧固件而将靶标安装在作为感应对象的轴上。
另外，第一固定部114a与第二固定部114b为一部分开口的环状的固定部，因此能够容易地从移动体112的侧面方向进行安装。
另外，第一固定部设为用第一接触部至第三接触部这3地方固定在移动体上的形状，由此能够防止旋转方向的位置偏离。特别地，当各接触部的中心点以描绘出正三角形的方式形成时，则安装时的应力相对于移动体112的中心成为三重对称，以相抵旋转方向的应力的方式产生作用。
另外，在3点的接触部中，远离开口的一个设为具有平坦部的形状，并将开口侧设为与轴的外周形状相符合。因此，能够提高向轴的插入(安装)性，并且能够通过平坦部进一步地抑制旋转方向的位置偏离。
在从轴向插入至轴的情况下，若轴的直径变化的话，则谋求磁铁基座的插入以及相对于轴的紧密性变得困难。但是，根据本实施例，即使是轴的直径在顶端部与想要谋划设置磁铁的部分发生变化的情况下，由于能够将磁铁基座从与轴垂直方向插入，能够确保轴与磁铁基座的紧密性、安装性。非接触部将截面面积设为小于接触部，因此，容易变形，进一步提高插入时的安装性。
另外，将第二接触部、第三接触部设为与轴的外周形状相符合的圆弧状，由此，即使轴的直径发生了变化，通过非接触部的变形能够吸收该直径的变化。
另外，第二固定部、第三固定部为符合轴的外周形状的圆弧状，即使直径发生了变化，也能够确保轴与接触部的紧密性。
另外，由于开口部114g成为锥体形状，能够防止如第一固定部114a的顶端与移动体112接触那样的点-面接触。而且，通过第一固定部114a与移动体112进行面-面接触，能够分散将靶标110插入至移动体时的应力，不需要必要以上地加入力来插入靶标110。
另外，通过将第二固定部与第一固定部设为相同的形状，来进一步提高安装性。另外，由于是相同的形状，在安装时、以及安装后相同的力被施加至第一固定部以及第二固定部，因此，旋转方向、扭转方向的力难以作用至靶标110，进一步提高靶标110的向移动体112的安装性、位置精度。此外，作为将第二固定部114b设为与第一固定部114a不同形状的优点，能够举出容易进行安装方向的识别。
[第二实施例]
使用图5至图10对本发明的第二实施例进行说明。此外，对于与第一实施例相同的构成，省略说明。
如图5至图7所示，本实施例的位置传感器还具备用于保护磁铁113的基座盖115。基座盖115通过焊接等固定在磁铁基座114上。基座盖115形成有用于收纳磁铁113的收纳凹部。
另外，如图8至图10的变形例所示，若在磁铁基座114以及基座盖115上形成定位用的凹凸，则由于能够定位而更佳。这种情况下，如图8的a、图9的a、图10的a所示，可以在基座盖115上设置定位用凸部、在磁铁基座114上设置定位用凹部。另外，如图8的b、图9的b、图10的b所示，也可以在基座盖115上设置定位用凹部117、在磁铁基座上设置定位用凸部116。
根据本实施例，由于通过基座盖115保护磁铁113，能够进一步提高可靠性。
[第三实施例]
使用图11至图16对本发明的第三实施例进行说明。此外，对于与第一实施例以及第二实施例相同的构成省略说明。
本发明的第三实施例相对于第二实施例，在收纳磁铁的收纳凹部被形成在磁铁基座侧这一点上不同。
由于在形成于磁铁基座114的凹部收纳磁铁113，因此能够不增高靶标110的高度方向地保持磁铁113，能够谋求靶标110整体的小型化。
[轴结构]
接着，使用图17至图24对安装第一实施例至第三实施例的位置传感器的移动体112的结构进行说明。作为移动体112的例子，以轴为例进行说明。
如图17、图18所示，在轴112上沿着周向形成有第一沟槽112a和第二沟槽112b。在轴112的侧面，在包含第一沟槽以及第二沟槽的区域，具有切除了侧面的一部分而得的切口部112c。
在第一沟槽112a嵌入第一固定部114a，在第二沟槽112b嵌入第二固定部114b，由此将靶标110固定在轴112。
而且，第一固定部114a的第一接触部114d与在轴112上形成的切口部112c(换而言之平面部)接触。
另外，在与第一固定部114a相同地形成第二固定部114b的情况下，与第一固定部114a同样地，第一接触部114d与切口部112c接触。
以下，对上述的结构的效果进行说明。
通过将环状的第一固定部114a以及第二固定部114b嵌入在轴112上形成的第一沟槽112a以及第二沟槽112b，能够抑制靶标110的轴向的位置偏离，另外，由于能够被该沟槽导引地安装靶标110，因此提高安装性。
由于使具有平坦部的第一接触部114d与切口部接触，因此能够抑制旋转方向的位置偏离。
另外，设为在轴112的出现平面的部分固定磁铁基座的保持部，由此容易地理解固定磁铁的位置。
在与第一固定部114a相同地形成第二固定部114b的情况下，与切口部(平面部)的接触部位为两个部位，能够进一步抑制旋转方向的位置偏离。
在上述中，示出了在轴112上形成切口部112c的例子，但是作为其他的变形例，也可以如图19、20所示那样形成凹部112d，或是如图21、22、23所示那样形成凸部112e来代替切口。在所涉及的构成中，也能够取得与切口部112c相同的效果。
[第四实施例]
使用图25至图35对本发明的第四实施例进行说明。此外，对于与第一实施例至第三实施例相同的构成省略说明。
本实施例的第一固定部以及第二固定部的形状与第一实施例至第三实施例不同。
本实施例中的第一固定部114a为直线状的两个板并列的形状，以便能够向在移动体112上形成的孔插入固定。而且顶端部114h具有倒勾形状。在将第一固定部114a向轴112上设置的孔插入之后，通过该倒勾形状卡于轴112，能够将靶标110固定在轴112上。另外，在第一固定部114a的根部114i形成有作为退刀形状的R形状。通过该退刀形状，在将靶标110安装在轴112上时，第一固定部114a变得容易变形，提高了安装性。第二固定部114b设为与第一固定部相同的形状。
如图32至图35所示，在用于安装靶标110的轴112上形成有切口部112c、第一孔112f、以及第二孔112g。通过将第一固定部114a插入第一孔112f、将第二固定部114b插入第二孔112g，靶标110被固定在轴112上。
在此，通过在第二孔112g形成间隙地形成，能够降低固体偏差对尺寸变化的影响，进一步提高安装性。
[第五实施例]
使用图36至图45对本发明的第五实施例进行说明。此外，对于与第一至第三实施例相同的构成省略说明。
在本实施例中，第二固定部114b的形状与第一至第三实施例不同。
如图36至图40所示，以与在移动体112上形成的凸部112h嵌合的方式在第二固定部114b上形成有凹部114j。由此，限制扭转方向的移动。根据本实施例，能够一边使第二固定部114b成为简略的构成，一边将靶标110固定在移动体112上。
作为变形例，如图41至图45所示，也可以以与在移动体112上形成的凹部112i嵌合的方式在第二固定部114b上形成凸部114k。
[位置传感器的安装例]
接着，以第一实施例的位置传感器为例，说明向移动体112的安装例。
在各实施例中，示出了安装在轴上的例子，但是如图46至图48所示，也能够容易地将本发明中的靶标110安装至如传动轮那样的、具有具备中空的筒状部且在筒状部加入軸1、筒状部沿轴移动的移动体112。
如第一至第三、第五实施例那样，作为具有环状的固定部的优点，能够举出即使如传动轮那样，是具有筒状部并在该筒状部内部配设有轴那样的移动体，也能够容易地进行安装。
在第一实施例至第五实施例所记载的发明中，即使在移动体上形成有例如结构物117那样，从轴向插入时能够成为障碍物那样的构成，也能够从轴向的垂直的方向简单地进行安装，因此安装自由度变大，另外，即使具有所涉及的结构体，也没有必要为了安装而相对于结构体在轴向外侧形成用于安装的安装部，有助于作为整体的小型化。
磁传感器111除了图1所示那样相对于磁铁113垂直地配置的结构以外，也可以是如图45至图51所示那样相对于磁铁113水平地配置的结构。
符号说明
110··靶标
111··磁传感器
112··移动体
112a··第一沟槽
112b··第二沟槽
112c··切口部
112d··凹部
112e··凸部
112f··孔
112g··孔
112h··凸部
112i··凹部
113··磁铁
114··磁铁基座
114a··第一固定部
114b··第二固定部
114c··磁铁保持部
114d··第一接触部
114e··第二接触部
114f··第三接触部
114g··开口部
114h··顶端部
114i··根部
114j··凹部
114k··凸部
115··基座盖
116··定位用凸部
117··定位用凹部。

Claims (16)

1.一种位置传感器，其具备安装在移动体上的靶标以及磁传感器，所述位置传感器的特征在于，
所述靶标具有磁铁、以及保持该磁铁的磁铁基座，
所述磁铁基座的磁铁保持部和所述磁铁基座的向所述移动体的固定部被一体地形成，
所述磁铁保持在所述磁铁保持部上，
所述固定部具有第一固定部和第二固定部，
所述第一固定部为一部分开口的环状，
所述第一固定部具有与所述移动体接触的第一接触部、第二接触部、和第三接触部，
所述第一接触部被形成在远离所述开口的位置，
所述第二接触部以及第三接触部被形成在所述开口的一侧，
所述第一接触部为具有平坦部的形状，
所述第二接触部以及第三接触部具有圆弧形状。
2.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，
所述第一固定部在所述第一接触部与所述第二接触部之间，具有与所述移动体不接触的第一非接触部，
所述第一固定部在所述第一接触部与所述第三接触部之间，具有与所述移动体不接触的第二非接触部。
3.如权利要求2所述的位置传感器，其特征在于，
所述第一固定部的开口为从开口端向内部逐渐变窄的锥体状。
4.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，
所述第二固定部为与所述第一固定部相同的形状。
5.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，
所述第二固定部为具有与在所述移动体上形成的凹陷嵌合的凸起，或者，具有与在所述移动体上形成的凸起嵌合的凹陷的形状。
6.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，
所述移动体沿周向形成有沟槽，通过将所述固定部嵌入该沟槽而将所述靶标固定在所述移动体。
7.如权利要求4所述的位置传感器，其特征在于，
所述移动体具有沿周向形成的第一沟槽和第二沟槽，
所述第一沟槽具有一部分被切平的部位，
通过在所述第一沟槽嵌入第一固定部、在所述第二沟槽嵌入第二固定部而将所述靶标固定在所述移动体，
所述第一接触部与所述被切平的部位接触。
8.如权利要求4所述的位置传感器，其特征在于，
所述移动体具有沿周向形成的第一沟槽和第二沟槽，在所述第一沟槽与第二沟槽之间，形成有被切平的平面部，
通过将所述第一固定部嵌入第一沟槽、将所述第二固定部嵌入第二沟槽而将所述靶标固定在所述移动体，
所述磁铁保持部被固定在与所述平面部相对置的位置。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的位置传感器，其特征在于，
具有覆盖所述磁铁的基座盖，
所述磁铁基座具有在所述磁铁保持部上形成的收纳凹部，
所述磁铁被配置在所述凹部。
10.如权利要求1至8中的任一项所述的位置传感器，其特征在于，
具有覆盖所述磁铁的基座盖，
在所述基座盖上形成有收纳磁铁的收纳凹部。
11.如权利要求9所述的位置传感器，其特征在于，
在所述基座盖上形成定位用的凸部或者凹部，
在所述磁铁基座上形成与在所述基座盖上形成的凸部或者凹部相对应的凹部或者凸部。
12.如权利要求10所述的位置传感器，其特征在于，
在所述基座盖上形成定位用的凸部或者凹部，
在所述磁铁基座上形成与在所述基座盖上形成的凸部或者凹部相对应的凹部或者凸部。
13.如权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，
所述第一固定部以及第二固定部在顶端具有用于固定靶标的倒勾形状。
14.如权利要求13所述的位置传感器，其特征在于，
所述移动体在侧面具有一部分被切平的部位，
在该被切平的部位具有第一孔和第二孔，
通过在所述第一孔插入第一 固定部、在所述第二孔插入第二固定部、并使倒勾形状卡于移动体而能够将靶标固定在所述移动体，
所述第一孔与第二孔的一方为设置有间隙的形状。
15.一种靶标，其被安装于在轴向上移动的移动体，具有产生磁传感器检测的磁力的磁铁，
所述靶标具有保持所述磁铁的磁铁基座，
所述磁铁基座的磁铁保持部和所述磁铁基座的向所述移动体的固定部被一体地形成，
所述磁铁保持在所述磁铁保持部上，
所述固定部具有第一固定部和第二固定部，
所述第一固定部为一部分开口的环状，
所述第一固定部具有与所述移动体接触的第一接触部、第二接触部、和第三接触部，
所述第一接触部被形成在远离所述开口的位置，
所述第二接触部以及第三接触部被形成在所述开口的一侧，
所述第一接触部为具有平坦部的形状，
所述第二接触部以及第三接触部具有圆弧形状。
16.如权利要求15所述的靶标，其特征在于，
其开口为从开口端向内部逐渐变窄的锥体状，
所述第一固定部在所述第一接触部与所述第二接触部之间，具有与所述移动体不接触的第一非接触部，
所述第一固定部在所述第一接触部与所述第三接触部之间，具有与所述移动体不接触的第二非接触部，
所述第二固定部为与所述第一固定部相同的形状。
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