JP2007178399A - Pendulum type sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振り子型センサに関するものである。 The present invention relates to a pendulum type sensor.
従来より、車両、船舶、航空機等の移動体やロボット、工作機械等の産業機械等の傾斜を検出する振り子型センサが開発されている。当該振り子型センサは、様々な構成のものが開発されており、例えば、磁石及び磁気センサを備えた振り子型センサが実用化されている。 Conventionally, a pendulum sensor has been developed that detects the inclination of a moving body such as a vehicle, a ship, or an aircraft, or an industrial machine such as a robot or a machine tool. Various types of pendulum sensors have been developed. For example, a pendulum sensor including a magnet and a magnetic sensor has been put into practical use.
前記した磁石及び磁気センサを備えた傾斜検出用の振り子型センサとして、筐体と、この筐体に取り付けられた軸受と、この軸受に軸支された回転軸と、この回転軸に取り付けられ、磁束発生手段を有する振り子体と、前記磁束発生手段からの磁束を検出する磁気センサとを有し、前記磁気センサを前記回転軸の上方に設け、かつ、前記磁束発生手段を前記振り子体の重心より上方に設けた構成のものが開示されている。(例えば特許文献1参照。) As a pendulum type sensor for tilt detection provided with the magnet and the magnetic sensor described above, a housing, a bearing attached to the housing, a rotating shaft supported by the bearing, and attached to the rotating shaft, A pendulum body having magnetic flux generation means; and a magnetic sensor for detecting magnetic flux from the magnetic flux generation means, wherein the magnetic sensor is provided above the rotation shaft, and the magnetic flux generation means is provided at the center of gravity of the pendulum body. The thing of the structure provided more upward is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1.)
図6は、従来技術による振り子型センサの側面断面図、図7は、従来技術による振り子型センサの軸受け機構の側面断面図である。筐体1aおよび1bは互いが向かい合う形態で、外形状が一致するように組み立てられている。この筐体1aおよび1bには軸受け機構2が搭載されており、回転軸3を軸支している。この回転軸3には磁束発生手段(不図示)が搭載された振り子体4が圧入により固定されており、振り子体4が重力により下に垂れ下がった状態(重力以外無負荷時)にて配置される。磁束発生手段(不図示)からの磁束を検出する磁気センサ5は、筐体1aおよび1bの上方の所定位置に磁束を検出し易い適切な位置に配置されている。
FIG. 6 is a side sectional view of a pendulum type sensor according to the prior art, and FIG. 7 is a side sectional view of a bearing mechanism of the pendulum type sensor according to the prior art. The
図6の下方向が重力方向で、振り子体4は重力方向に一定で向きは変わらず、振り子型センサすなわち筐体1aおよび1bが傾いた時(紙面垂直方向に対し)、その筐体1aおよび1bの上方の所定位置に配置された磁束を検出する磁気センサ5の位置が変化し、見かけ上振り子体4が揺れたことと同様の作用となり、磁気センサ5は磁束の変化を検出し傾斜角が検知できる。このように振り子型センサが任意方向に傾いた場合、その傾きが検知できるのみならず、振り子型センサに衝撃等の力が作用した場合においても振り子体4が揺れることにより、その衝撃力などの力が判定可能である。
The downward direction of FIG. 6 is the gravitational direction, the
図7に示す回転軸3は、振り子体4(図7では不図示)に圧入固定され、当該回転軸3の先端部はラジアル軸受け24により軸支されている。前記ラジアル軸受け24は回転軸3の回転方向に平面的に形成された渦巻きバネ22の中心部に圧入固定され、この渦巻きバネ22はワク21内部に埋設配置されている。バネ押さえ25は前記渦巻きバネ22の渦巻きバネ有効部外の外周部を押さえると同時に、中央部の凹部近傍がラジアル軸受け24の回転軸3を挿通した側とは反対側の側面に近接して配置されている。さらに、ワク21のフランジ近傍の返し部分にかかるように配置された止め輪26のバネ力により、ワク21内部に埋設されるよう弱圧固定されている。前記バネ押さえ25には、スラスト軸受け23が圧入固定されており、回転軸3の先端部と接触する構成である。
前記従来技術による振り子型センサは、回転軸3の軸受け機構として、ラジアル軸受け24とスラスト軸受け23が必要な構成となっている。前記各軸受けは回転軸3と接触するため、耐摩耗性に優れる人工ルビー等の部材が選択され用いられているが、高価であるため、製品のコスト面で非常に不利なものであった。 The conventional pendulum type sensor requires a radial bearing 24 and a thrust bearing 23 as a bearing mechanism for the rotating shaft 3. Since each of the bearings is in contact with the rotary shaft 3, a member such as an artificial ruby having excellent wear resistance is selected and used. However, since it is expensive, it is very disadvantageous in terms of the cost of the product.
また、回転軸3の軸受け機構として、ラジアル軸受け24とスラスト軸受け23の2つの部品構成となるため、部品点数が多くなり、部品コストがアップすると共に生産工数増という問題もあった。 Further, since the bearing mechanism for the rotary shaft 3 has two parts, that is, a radial bearing 24 and a thrust bearing 23, the number of parts is increased, resulting in an increase in part cost and an increase in production man-hours.
本発明は、前記問題点に鑑み、回転軸の軸受け機構の構成を改良し、部品コストの削減、生産性の向上を実現した安価な振り子型センサを提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention aims to provide an inexpensive pendulum type sensor in which the structure of a bearing mechanism for a rotating shaft is improved, and the cost of parts is reduced and the productivity is improved.
少なくとも、筐体と、当該筐体に取り付けられた軸受けと、当該軸受けに軸支された回転軸と、当該回転軸の軸方向へ可動止めとなる止め機構と、前記回転軸に取り付けられた磁束発生手段を有する振り子体と、前記磁束発生手段からの磁束を検出する磁気センサとを備えた振り子型センサであって、前記回転軸は、前記軸受けに軸支される第一の径部と、前記軸受け側面部に当たり軸方向の可動止めとなる端部を有する第二の径部と、前記磁束発生手段を有する振り子体と圧入固定される第三の径部とからなる振り子型センサとする。 At least a housing, a bearing attached to the housing, a rotating shaft supported by the bearing, a stop mechanism that is movable in the axial direction of the rotating shaft, and a magnetic flux attached to the rotating shaft A pendulum type sensor comprising a pendulum body having a generating means and a magnetic sensor for detecting a magnetic flux from the magnetic flux generating means, wherein the rotating shaft is supported by a first diameter portion supported by the bearing; The pendulum type sensor is composed of a second diameter portion having an end portion that becomes an axially movable stopper against the bearing side surface portion, a pendulum body having the magnetic flux generating means, and a third diameter portion that is press-fitted and fixed.
前記第三の径部は、前記第一の径部より太い振り子型センサとする。 The third diameter portion is a pendulum type sensor that is thicker than the first diameter portion.
前記回転軸の第二の径部と、前記回転軸の第三の径部とが同一径である振り子型センサとする。 A pendulum type sensor in which the second diameter portion of the rotating shaft and the third diameter portion of the rotating shaft have the same diameter is used.
前記軸受けは、前記回転軸の第二の径部が当たり軸方向の可動止めとなる側面部分に、前記回転軸の第二の径部が当たる方向よりみた場合に凹形状に曲率し、前記曲率形状の反対側面には軸方向の可動に対する止め機構を配置してなる振り子型センサとする。 The bearing is curved in a concave shape when viewed from a direction in which the second diameter portion of the rotating shaft hits a side surface portion where the second diameter portion of the rotating shaft comes into contact with the movable stopper in the axial direction, and the curvature A pendulum type sensor is formed by disposing a stop mechanism for axial movement on the opposite side of the shape.
前記軸受けは、前記回転軸の第二の径部が当たり軸方向の可動止めとなる側面部分に、前記回転軸の第二の径部が当たる方向よりみた場合に凸形状に曲率し、前記曲率形状の反対側面には軸方向の可動に対する止め機構を配置してなる振り子型センサとする。 The bearing is curved in a convex shape when viewed from the direction in which the second diameter portion of the rotating shaft hits the side surface portion where the second diameter portion of the rotating shaft hits and becomes a movable stop in the axial direction, and the curvature A pendulum type sensor is formed by disposing a stop mechanism for axial movement on the opposite side of the shape.
前記回転軸の軸方向の可動に対する止め機構は、前記回転軸の先端部と接触しない構造である振り子型センサとする。 The stopping mechanism for the axial movement of the rotating shaft is a pendulum type sensor having a structure that does not contact the tip of the rotating shaft.
本発明によると、前記軸受けに軸支される第一の径部と、前記軸受け側面部に当たり軸方向の可動止めとなる端部を有する第二の径部とからなる軸受け構造により、第一の径部を軸支しラジアル方向の軸受けとなり、第二の径部の端部が前記軸受け側面部にあたる構造よりスラスト方向の軸受け作用も担うことで、高価な部材で構成しなければならない軸受け部品を1個で構成できる。よって、部品コストが削減可能となる。 According to the present invention, a bearing structure comprising a first diameter portion supported by the bearing and a second diameter portion having an end portion that serves as an axially movable stopper against the bearing side surface portion, A bearing part that has to be configured with an expensive member by supporting the diameter part to serve as a radial bearing and having a bearing function in the thrust direction as compared with the structure in which the end of the second diameter part corresponds to the side surface part of the bearing. One can be configured. Therefore, the part cost can be reduced.
また、第二の径部の端部があたる軸受け側面部は凹形状または凸形状とすることで、軸受けの軸摩擦抵抗を軽減するもので、該構成により軸に固定された振り子体が揺動しやすく、微小角度が検知できる高感度の振り子型センサが得られる。 In addition, the side surface of the bearing, which corresponds to the end of the second diameter portion, is concave or convex to reduce the axial frictional resistance of the bearing. With this configuration, the pendulum body fixed to the shaft swings. This makes it possible to obtain a highly sensitive pendulum type sensor that can detect a minute angle.
また、前記回転軸の第二の径部と第三の径部とが同一径である構成により、回転軸加工が容易となり、部品加工時におけるコストが削減できる。 In addition, the configuration in which the second diameter portion and the third diameter portion of the rotating shaft have the same diameter facilitates the processing of the rotating shaft and can reduce the cost at the time of component processing.
また、軸受けの回転軸を挿通した反対側に配置する止め機構は、軸受けを挿通した回転軸の第一の径部先端部が、これに接触しない構成としたので、軸抵抗を発生(増加)させないよう配慮された構造となる。 In addition, the stop mechanism arranged on the opposite side of the bearing through the rotating shaft of the bearing is configured such that the tip of the first diameter portion of the rotating shaft through which the bearing is inserted does not come into contact therewith, thereby generating (increasing) axial resistance. The structure is designed so as not to let it go.
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第一実施形態に係わる振り子型センサを示した側面の断面図である。筐体1aおよび1bは互いが向かい合う形態で、外形状が一致するように組み立てられている。この筐体1aおよび1bには軸受け機構2が搭載されており、回転軸3aを軸支している。この回転軸3aには磁束発生手段(不図示)が搭載された振り子体4が圧入により固定されており、振り子体4が重力により下に垂れ下がった状態(重力以外無負荷時)にて配置される。磁束発生手段(不図示)からの磁束を検出する磁気センサ5は、筐体1aおよび1bの所定位置に磁束を検出しやすく適切に配置されている。
FIG. 1 is a side sectional view showing a pendulum type sensor according to a first embodiment of the present invention. The
図1の下方向が重力方向で、振り子体4は重力方向に一定で向きは変わらず、振り子型センサすなわち筐体1aおよび1bが傾いた時(紙面垂直方向に対し)、その筐体1aおよび1bの所定位置に配置された磁束を検出する磁気センサ5の位置が変化し、見かけ上振り子体4が揺れたことと同様の作用となり、磁気センサ5は磁束の変化を検出し傾斜角が検知できる。このように振り子型センサが任意方向に傾いた場合、その傾きが検知できるのみならず、振り子型センサに衝撃等の力が作用した場合においても振り子体4が揺れることにより、その衝撃力などの力が判定可能である。
The downward direction of FIG. 1 is the gravitational direction, the
図2は、本発明の第一実施形態に係わる振り子型センサで使用する軸受け機構の側面断面図で、図3は、図2に示す本発明の振り子型センサで使用する回転軸の部分拡大図である。振り子体4に第三の径部31が圧入固定された回転軸3aの第一の径部33はラジアル軸受け24により軸支され、ラジアル軸受け24は回転軸3aの回転方向に平面的に形成された渦巻きバネ22の中心部に圧入固定され、この渦巻きバネ22はワク21内部に埋設配置されている。
FIG. 2 is a side sectional view of a bearing mechanism used in the pendulum type sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the rotating shaft used in the pendulum type sensor of the present invention shown in FIG. It is. The
止め機構27は前記渦巻きバネ22の渦巻きバネ有効部外の外周部を押さえると同時に、中央部の凹部近傍が軸受け24の回転軸3aを挿通した側とは反対側の側面に近接して配置されている。前記回転軸3aの第一の径部33は、前記止め機構27の凹部内に配置される構造であるが、前記止め機構27とは接触しない構成である。さらに、止め機構27はワク21のフランジ近傍の返し部分にかかるように配置された止め輪26のバネ力により、ワク21内部に埋設されるよう弱圧固定されている。
The
ここで、回転軸3aの第一の径部33はラジアル軸受け24により軸支されると同時に、第二の径部32の端部(第一の径部33との境目)がラジアル軸受け24の曲率した凹部に近接配置して、スラスト方向のずれに対して可動止めとなっている。これは、回転軸3aからラジアル軸受け24方向にスラスト方向の力が加わった場合、第二の径部32の端部がラジアル軸受け24の曲率した凹部にあたり、ラジアル軸受け24の曲率した凹部の反対面が止め機構27にあたるよう近接配置されていることで成立する。このような軸受け機構2によりラジアル軸受け24にスラスト軸受けの機能も追加したことで、別体、別部品のスラスト軸受が不用で部品点数を減らすことが可能となり低コスト化が可能となる。
Here, the
図4は、本発明の第二実施形態に係わる振り子型センサで使用する軸受け機構の側面断面図で、図5は、図4に示す本発明の振り子型センサで使用する回転軸の部分拡大図である。回転軸3bは、第一の径部33と、同外径の第二の径部と第三の径部とからなる(以下同外径であるため第二の径部35と称する)。振り子体4に第二の径部35が圧入固定された回転軸3bの第一の径部33はラジアル軸受け28により軸支され、ラジアル軸受け28は回転軸3bの回転方向に平面的に形成された渦巻きバネ22の中心部に圧入固定され、この渦巻きバネ22はワク21内部に埋設配置されている。
4 is a side sectional view of the bearing mechanism used in the pendulum type sensor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged view of the rotating shaft used in the pendulum type sensor of the present invention shown in FIG. It is. The
止め機構27は前記渦巻きバネ22の渦巻きバネ有効部外の外周部を押さえると同時に、中央部の凹部近傍が軸受け28の回転軸3bを挿通した側とは反対側の側面に近接して配置されている。さらに、止め機構27はワク21のフランジ近傍の返し部分にかかるように配置された止め輪26のバネ力により、ワク21内部に埋設されるよう弱圧固定されている。
The stopping
ここで、回転軸3bの第一の径部33はラジアル軸受け28により軸支されると同時に、第二の径部35の端部(第一の径部33との境目)がラジアル軸受け28の曲率した凸部に近接配置して、スラスト方向のずれに対して可動止めとなっている。これは、回転軸3bからラジアル軸受け28方向にスラスト方向の力が加わった場合、第二の径部35の端部がラジアル軸受け28の曲率した凸部にあたり、ラジアル軸受け28の曲率した凸部の反対面が止め機構27にあたるよう近接配置されていることで成立する。このような軸受け機構2によりラジアル軸受け28にスラスト軸受けの機能も追加したことで、スラスト軸受が不用で部品点数を減らすことが可能となり低コスト化が可能となる。
Here, the
図2において、第二の径部32の端部がラジアル軸受け24の曲率した凹部に近接配置して、スラスト方向のずれに対して可動止めとなることより、摩擦抵抗からすると軸受け抵抗と前記スラスト方向のずれに対して可動止めとなり接触する場合の抵抗を考慮する必要があり、曲率した凹部に端部が接触する場合、面あたりせず端部のエッジのみですみ、摩擦抵抗が軽減できる。同様に、図4において、第二の径部35の端部がラジアル軸受け28の曲率した凸部にあたる場合においても摩擦抵抗は面あたりより軽減できる。また、止め機構27中央部が凹形状にえぐれているのは、回転軸3aおよび3bの第一の径部33の先端部が接触して摩擦抵抗を発生させないためである。
In FIG. 2, the end of the
1a 筐体
1b 筐体
2 軸受け機構
3 回転軸
3a 回転軸
3b 回転軸
4 振り子体
5 磁気センサ
21 ワク
22 渦巻きバネ
23 スラスト軸受け
24 ラジアル軸受け
25 バネ押さえ
26 止め輪
27 止め機構
28 ラジアル軸受け
31 第三の径部
32 第二の径部
33 第一の径部
35 第二の径部と第三の径部が同径である部分
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転軸は、前記軸受けに軸支される第一の径部と、前記軸受け側面部に当たり軸方向の可動止めとなる端部を有する第二の径部と、前記磁束発生手段を有する振り子体と圧入固定される第三の径部とからなることを特徴とする振り子型センサ。 At least a housing, a bearing attached to the housing, a rotating shaft supported by the bearing, a stop mechanism that is movable in the axial direction of the rotating shaft, and a magnetic flux attached to the rotating shaft A pendulum sensor comprising a pendulum body having a generating means and a magnetic sensor for detecting a magnetic flux from the magnetic flux generating means,
The rotating shaft includes a first diameter portion that is supported by the bearing, a second diameter portion having an end portion that contacts the bearing side surface portion and serves as an axially movable stopper, and a pendulum body that includes the magnetic flux generation means. And a third diameter portion to be press-fitted and fixed.
Priority Applications (1)
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JP2005380274A JP2007178399A (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Pendulum type sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005380274A JP2007178399A (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Pendulum type sensor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2011719A2 (en) | 2007-07-06 | 2009-01-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Vehicle floor structure for a motor vehicle |
-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005380274A patent/JP2007178399A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2011719A2 (en) | 2007-07-06 | 2009-01-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Vehicle floor structure for a motor vehicle |
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