CN111386438B - 行程传感器 - Google Patents

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Abstract

提供简化结构，减少成本的行程传感器。一种行程传感器，该行程传感器检测追踪被检测体而从原点位置(O)移动的检测轴(10)的移动量(S)，其特征在于，该行程传感器包括：检测轴(10)，该检测轴(10)具有大直径部(11)、第1垫圈(18a)和第2垫圈(18b)；第1外壳(20)，该第1外壳(20)具有第1接收部(21)；第2外壳(30)，该第2外壳(30)具有第2接收部(31)；弹簧(40)，该弹簧(40)使从上述原点位置(O)而移动后的检测轴(10)恢复到原点位置(O)；磁铁(51)，该磁铁(51)用于伴随检测轴(10)的移动而使磁场变化；磁性检测元件(52)，该磁性检测元件(52)根据伴随检测轴(10)的移动的磁场的变化，检测检测轴(10)的移动量(S)，第1接收部(21)接收大直径部(11)，第2接收部(32)接收第1垫圈(18a)，由此，限制检测轴(10)的移动量(S)。

Description

行程传感器
技术领域
本发明涉及行程传感器。
背景技术
比如，在专利文献1中公开有下述行程传感器，该行程传感器检测汽车、摩托车的操纵杆等的移动体的移动量。
该行程传感器包括：检测轴，该检测轴按照追踪被检测体的移动而运动的方式设置；外壳，该外壳限制检测轴的旋转，以可滑动的方式支承该检测轴；原点恢复机构，该原点恢复机构设置于检测轴和外壳之间，使检测移动量而移动后的检测轴恢复到原点位置，通过设置于检测轴上的磁铁与设置于外壳上的磁性检测元件，根据磁场的变化检测被检测体在轴向往复移动的移动量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2017－015549号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，由于在专利文献1中记载的行程传感器具有在检测轴的移动量的限制方面采用2个活塞的原点恢复机构，故具有结构复杂、部件数量增加的问题。
于是，本发明是针对上述问题而提出的，本发明的目的在于，提供简化结构、降低成本的行程传感器。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的行程传感器为检测追踪被检测体而从原点位置移动的检测轴的移动量的行程传感器，其特征在于，该行程传感器包括：
上述检测轴，该检测轴具有大直径部、第1垫圈和第2垫圈；
第1外壳，该第1外壳支承上述检测轴；
第2外壳，该第2外壳支承上述检测轴；
弹簧，该弹簧使从上述原点位置而移动后的上述检测轴恢复到上述原点位置；
磁铁，该磁铁用于伴随上述检测轴的移动而使磁场变化；
磁性检测元件，该磁性检测元件根据伴随上述检测轴的移动的磁场的变化，检测上述检测轴的上述移动量；
上述第1外壳具有接收上述大直径部的第1接收部；
上述第2外壳具有接收上述第1垫圈的第2接收部；
上述第1垫圈和上述第2垫圈与上述弹簧接触；
上述第1接收部和上述第2接收部限制上述检测轴的上述移动量。
发明的效果
按照本发明，可提供简化结构、降低成本的行程传感器。
附图说明
图1为表示本发明的行程传感器的实施例的俯视图；
图2为表示本发明的行程传感器的实施例的沿A－A线的剖视图；
图3为表示本发明的行程传感器的实施例的检测轴、第1外壳与第2外壳的沿A－A线的剖视图。
具体实施方式
下面根据附图，对本发明的行程传感器进行说明。
参照图1与图2。图1表示行程传感器1的实施例的俯视图。图2表示行程传感器1的实施例的剖视图。行程传感器1为下述的行程传感器，其检测检测轴10的移动量S，检测轴10追踪被检测体，从原点位置O而移动，该行程传感器1包括：检测轴10，该检测轴10具有大直径部11、第1垫圈18a和第2垫圈18b；第1外壳20，该第1外壳20具有第1接收部21；第2外壳30，该第2外壳30具有第2接收部31；弹簧40，该弹簧40使从原点位置O而移动后的检测轴10恢复到原点位置O；磁铁51，该磁铁51用于追踪检测轴10的移动而使磁场变化；磁性检测元件52，该磁性检测元件52根据追踪检测轴10的移动的磁场的变化，检测检测轴10的移动量S。
同时地参照图3的(a)。图3的(a)表示行程传感器1的实施例的检测轴10的剖视图。检测轴10为根据被检测体的移动而被追踪运动的检测媒体，比如，与被检测体连接，传递外力，检测轴10以在轴向往复移动的方式追踪。检测轴10最好为具有某种程度的刚性的非磁性材料，检测轴10由比如奥氏体系的不锈钢(Steel Use Stainless；SUS)构成。
检测轴10包括圆柱状的直径不同的大直径部11、中直径部12、与小直径部13，在本实施方式中，从第1外壳20的方向，由中直径部12a、大直径部11、中直径部12b、小直径部13的并列体构成。
大直径部11设置于第1外壳20的内部，支承第1垫圈18a。
中直径部12a设置于第1外壳20的内部，形成欠缺面16和端面17，该欠缺面16平坦地在检测轴10的侧面形成欠缺，该端面17为上述侧面的横截面大致呈D形状的端面。另外，中直径部12a具有接纳磁铁51的磁铁接纳部19。
中直径部12b在大直径部11侧，穿过第1垫圈18a、弹簧40、第2垫圈18b，在小直径部13侧安装止动圈14和气密部件15。
小直径部13从第2外壳30的轴孔33突出到外侧，与在图中没有示出的被检测体连接。
止动圈14为由非磁性材料形成的径向安装式止动圈，通过设置于中直径部12b上的在图中没有示出的槽而保持。止动圈14支承第2垫圈18b。
气密部件15为由橡胶构成的密封环，通过设置于中直径部12b上的槽而保持。气密部件15用于保持行程传感器1的气密性，上述槽按照满足为了发挥气密部件15的气密功能而必须要求的结构的方式构成。
欠缺面16为通过检测轴10的侧面的欠缺而形成的平坦的面，具有短于第1外壳20的轴支承部22的轴向的长度。通过该欠缺面16，检测轴10的旋转与后述的轴支承部22的平面部22a协同而受到限制。
端面17为通过检测轴10的侧面的欠缺而形成的横截面，具有大致D形状。从欠缺面16到端面17的顶点的高度与后述的凹部25的下陷的高度一致。
第1垫圈18a由通过非磁性材料形成的O型的垫圈，其直径按照大于大直径部11、第2外壳30的内径与弹簧40，而小于后述的第1外壳20的圆筒部20a的内径的方式构成。
第2垫圈18b为由非磁性材料形成的O型的垫圈，其直径按照大于后述的第2外壳30的孔部32与弹簧40，而小于第2外壳30的内径的方式构成。
第1垫圈18a与第2垫圈18b按照通过检测轴10的移动，抵抗与另外的部件接触时的推力荷载的方式设计。
磁铁接纳部19以比如，将检测轴10的内部挖掘出的方式形成，接纳磁铁51，通过粘接剂等固定而保持。
同时参照图3的(b)。图3的(b)表示行程传感器1的实施方式的第1外壳20的剖视图。第1外壳20包括：第1接收部21，该第1接收部21接收检测轴10的大直径部11；轴支承部22；第1垫圈支承部23；安装部24；凹部25；内螺纹部29。
第1外壳20最好为铝、不锈钢等的非磁性材料，其通过基本呈圆筒状的圆筒部20a和平板状的平板部20b形成。
第1接收部21为设置于圆筒部20a的内侧的圆环状的面，与检测轴10的大直径部11接触，限制检测轴10的移动量S。从原点位置O到第1接收部21的长度按照小于弹簧40的最大挠曲量的方式构成。
轴支承部22作为槽而形成，该槽设置于平板部20b的内侧，支承检测轴10的中直径部12a。轴支承部22包括平面部22a，该平面部22a与检测轴10的欠缺面16面对。通过平面部22a和检测轴10的欠缺面16限制围绕中心轴的旋转，还在轴向，以检测行程S的滑动为高精度的方式支承。
第1垫圈支承部23为设置于圆筒部20a的内侧的圆环状的面，其直径大于检测轴10的大直径部11，而小于第1垫圈18a。
安装部24设置于平板部20b的外侧，开设有螺纹孔，该螺纹孔用于安装后述的第3外壳60。
凹部25按照下挖安装部24的表面的方式构成，用于按照使检测后述的磁性检测元件52接近检测轴10的方式设置。以凹部25的上述下挖的高度，在内侧使外壳发生位移，在轴支承部22上形成平面部22a。凹部25的上述下挖的高度与从检测轴10的欠缺面16到端面17的顶点的高度基本一致。
凹部25的外壳的厚度为从平面部22a到凹部25的高度。凹部25的外壳的厚度最好与位于夹持检测轴10的相反侧，即，以检测轴10为轴的线对称的位置的外壳的厚度基本一致。
内螺纹部29设置于圆筒部20a的内径面上，用于将第1外壳20和第2外壳30连接。
同时参照图3的(c)。图3的(c)表示行程传感器1的实施例的第2外壳30的剖视图。第2外壳30包括：第2接收部31，该第2接收部31接收检测轴10的第1垫圈18a；孔部32；轴孔33；第2垫圈支承部34；倒角部35；外螺纹部39。
第2外壳30最好为铝、不锈钢等的非磁性材料，第2外壳30大致呈圆筒状。
第2接收部31为设置于第2外壳30的边缘处的圆环状的面，接收检测轴10的第1垫圈18a，限制检测轴10的移动量S。从原点位置O，到第2接收部31的长度按照小于弹簧40的最大挠曲量的方式构成。
孔部32设置于与第2接收部31相反方向的第2外壳30的内侧，其直径按照大于止动圈14，而小于第2垫圈18b的方式构成。孔部32的深度以稍长于移动量S的方式设置，以止动圈14不在推力方向与第2外壳30接触的方式构成。
轴孔33设置于孔部32中，以可滑动的方式支承检测轴10，将其取出到外部。
第2垫圈支承部34为设置于孔部32的外周上的圆环状的面，其直径按照大于孔部32，而小于第2垫圈18b的方式构成。
倒角部35在轴33的孔部32的方向设置，切削轴孔33的角部，使其圆滑。倒角部35在使检测轴10从孔部32的方向穿过轴孔33时，防止气密部件15因轴孔33的角部而损伤的情况。倒角部35在使检测轴10穿过轴孔33后，在检测轴10的大直径部11的方向而定位。
外螺纹部39设置于与孔部32相反方向的第2外壳30的外径面上，用于将第1外壳20和第2外壳30连接。也可在该连接时，通过增强用粘接剂(比如，密封剂)等，进一步防止螺纹的拧松。
弹簧40最好为不锈钢等的非磁性材料的类型，比如由SUS304WPB的圆筒状的螺旋弹簧构成。
弹簧40按照在内侧贯穿检测轴10的方式构成，与检测轴10的第1垫圈18a与第2垫圈18b接触。
如果弹簧40按照在第1外壳20的方向压入位于原点位置O的检测轴10的方式移动，则支承于止动轮14上的第2垫圈18b按压弹簧40，并且支承于第1垫圈支承部23上的第1垫圈18a支承弹簧40，由此，压扁弹簧40，检测轴10的大直径部11可以与第1外壳20的第1接收部21抵接时的移动量S而移动。另外，如果没有压入检测轴的力，则通过积蓄于弹簧40中的弹力，恢复到原始位置O。
另外，如果弹簧40按照位于原点位置O的检测轴10在第2外壳30的方向拉入的方式移动，则支承于大直径部11上的第1垫圈18a按压弹簧40，并且支承于第2垫圈支承部34上的第2垫圈18b支承弹簧40，由此压扁弹簧40，通过检测轴10的大直径部11而支承的第1垫圈18a可以直至与第2外壳30的第2接收部31抵触时的移动量S而移动。另外，如果没有拉入检测轴10的力，则通过积蓄于弹簧40中的弹簧力，返回到原点位置O。
磁铁51由呈圆柱状的稀土类磁铁(比如，SmCo，NdFeB等的材料的磁铁)构成，安装于检测轴10的磁铁接纳部19上。
磁铁51向磁性检测元件52提供磁场，磁铁51与检测轴10一起地移动，由此，改变提供给磁性检测元件52的磁场的朝向与强度，其结果是，磁性检测元件52检测移动量S。磁铁51也可为通过制造方法与烧结磁铁、塑料混合，进行压缩或成形的塑料磁铁等的任意者。烧结磁铁具有强力的磁力，另一方面，塑料磁铁具有大量生产性、抗裂性高等的特性，由此，可对应于使用条件、设计条件，适当地选择。
磁性检测元件52通过磁场的朝向与强度，检测被检测体的移动量等的变化，比如，磁性检测元件52由霍尔元件等构成，将伴随被检测体的移动等的磁场的变化变换为电信号，将其输出到外部。
磁性检测元件52造成的检测轴10的移动量S检测设置于检测轴10中的磁铁51发出的磁场的朝向与强度的变化，将其变换为与上述磁场相对应的电信号，将其输出到外部。
衬底50为由玻璃环氧树脂等构成的印刷电路衬底(Printed Circuit Board；PCB)，具有磁性检测元件52。
衬底50对磁性检测元件52的电源的获取、电信号向外部的输出通过直接连接器或电线而进行。
第3外壳60由环氧树脂等的树脂材料形成，通过螺纹而与第1外壳20的安装部24连接。
第3外壳60包括衬底接纳部61与抽出口62。
衬底接纳部61按照在第3外壳60中保持衬底50，使磁性检测元件52接近第1外壳20的凹部而设置的方式构成。
抽出口62使衬底50的直线连接器或电线抽出到外部。
以上描述的本发明实现下述的效果。
通过第1外壳20的第1接收部21，接收大直径部11，通过第2外壳30的第2接收部31，接收第1垫圈18a，由此，可通过部件的追加，限制检测轴10的移动量S。按照该方式，可简化组装步骤，可减少材料费用。
通过限制检测轴10的移动量S，弹簧40的压扁量变小。按照该方式，可减轻弹簧40的负担，可延长寿命。
可通过采用直径大于检测轴10的大直径部11的第1垫圈18a，减小大直径部11的直径。按照该方式，可减小切削加工前的检测轴材料的直径，可减少材料费用与加工费用。
通过在第2外壳30的轴孔33上设置倒角部35，可防止在行程传感器1的组装时，气密部件15因轴孔33的角部而损伤的情况。按照该方式，可提高组装精度，可减少不良品率。
另外，在上述实施例中，通过非磁性材料构成第1外壳20与第2外壳30，但是，第1外壳20与第2外壳30中的一者或两者也可由树脂构成。
本发明不限于以上的实施例和附图。在不变更本发明的实质的范围内，可适当变更(还包括组成元件的删除)。
标号的说明：
标号1表示行程传感器；
标号10表示检测轴；
标号11表示大直径部；
标号12表示中直径部；
标号13表示小直径部；
标号14表示止动轮；
标号15表示气密部件；
标号18a表示第1垫圈；
标号18b表示第2垫圈；
标号20表示第1外壳；
标号20a表示圆筒部；
标号20b表示平板部；
标号21表示第1接收部；
标号22表示轴支承部；
标号23表示第1垫圈支承部；
标号30表示第2外壳；
标号31表示第2接收部；
标号32表示孔部；
标号33表示轴孔；
标号34表示第2垫圈支承部；
标号35表示倒角部；
标号40表示弹簧；
标号50表示衬底；
标号51表示磁铁；
标号52表示磁性检测元件；
标号60表示第3外壳；
符号O表示原点位置；
符号S表示移动量。

Claims (5)

1.一种行程传感器，该行程传感器检测追踪被检测体而从原点位置移动的检测轴的移动量，其特征在于，该行程传感器包括：
上述检测轴，该检测轴具有大直径部、第1垫圈和第2垫圈；
第1外壳，该第1外壳支承上述检测轴；
第2外壳，该第2外壳支承上述检测轴；
弹簧，该弹簧使从上述原点位置而移动后的上述检测轴恢复到上述原点位置；
磁铁，该磁铁用于伴随上述检测轴的移动而使磁场变化；
磁性检测元件，该磁性检测元件根据伴随上述检测轴的移动的磁场的变化，检测上述检测轴的上述移动量；
上述第1外壳具有接收上述大直径部的第1接收部；
上述第2外壳具有接收上述第1垫圈的第2接收部；
上述第1垫圈和上述第2垫圈与上述弹簧接触；
上述第1接收部和上述第2接收部限制上述检测轴的上述移动量；
上述检测轴在上述第1外壳的方向具有中直径部；
上述中直径部具有根据侧面的欠缺而形成的欠缺面；
上述第1外壳具有轴支承部，该轴支撑部作为支承上述中直径部的槽而形成；
上述轴支承部具有与上述欠缺面面对的平面部，根据上述平面部和上述欠缺面限制围绕中心轴的旋转。
2.根据权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，上述检测轴还包括止动圈；
上述第1外壳还包括第1垫圈支承部；
在上述检测轴于上述第1外壳的方向移动的场合，支承于上述止动圈上的上述第2垫圈按压上述弹簧，并且支承于上述第1垫圈支承部上的上述第1垫圈支承上述弹簧。
3.根据权利要求1～2中任一项所述的行程传感器，其特征在于，上述第2外壳还包括第2垫圈支承部；
在上述检测轴于上述第2外壳的方向移动的场合，支承于上述大直径部上的上述第1垫圈按压上述弹簧，并且支承于上述第2垫圈支承部上的上述第2垫圈支承上述弹簧。
4.根据权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，上述第2外壳还包括使上述检测轴通过的轴孔；
上述轴孔包括倒角部，该倒角部在上述检测轴的上述大直径部的方向对上述轴孔的角部进行倒角加工。
5.根据权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，上述行程传感器还包括第3外壳；
上述检测轴包括上述磁铁；
上述第3外壳包括接纳部，该接纳部接纳具有上述磁性检测元件的衬底。
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