JP2009204371A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一直線上を移動する金属製の可動体と検出コイルとの位置関係を検出コイルのインピーダンスに変えて検出するポジションセンサに関するものである。 The present invention relates to a position sensor that detects a positional relationship between a metal movable body that moves on a straight line and a detection coil by changing the impedance of the detection coil.
従来から、図2に示すように、検出コイル4と金属製の可動体2とを備え、検出コイル4の軸方向に沿った可動体2の相対位置を、検出コイル4のインピーダンスに変えて検出するポジションセンサが提案されている。この種のポジションセンサでは、検出コイル4を共振回路に含む発振回路を構成して検出コイル4に高周波電流を流し、発振振幅を検出コイル4のインピーダンス相当量として検出する構成が広く採用されている(たとえば、特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 2, a
特許文献1に記載の構成では、筒状のコイルボビンにコイル巻線を巻回した検出コイルを用い、金属製の可動体をコイルボビンに対して進退させる構成を採用している。 The configuration described in Patent Document 1 employs a configuration in which a detection coil in which a coil winding is wound around a cylindrical coil bobbin is used, and a metal movable body is advanced and retracted relative to the coil bobbin.
これに対して、図2に示す構成では、棒状のコア42の周囲にコイル巻線43を巻回した検出コイル4と、検出コイル4の外径よりも内径が大きい筒状の可動体2とを用い、可動体2を検出コイル4に対して入れ子状に配置することにより、検出コイル4が可動体2内に進退自在に挿入される構成が採用されている。図2に示す構成では、検出コイル4を筒状のセンサ本体1に収納し、センサ本体1と検出コイル4との間の空間において可動体2の一部を進退自在に挿入させている。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 2, the
ところで、図2に示すポジションセンサは、自動車のショックアブソーバに取り付けることを想定したものであり、位置検出の対象としてショックアブソーバの可動部5が可動体2に結合されている。
Incidentally, the position sensor shown in FIG. 2 is assumed to be attached to a shock absorber of an automobile, and a
この種の用途では、ポジションセンサの周囲に泥などの異物が付着する可能性があるから、可動体2の外周面に付着した異物がセンサ本体1の内部に侵入することがないように、可動体2の外周面に密接するダストシール8をセンサ本体1に配置している。ダストシール8は、たとえば、ゴム弾性を有する材料により形成されており、可動体2がセンサ本体1に挿入する向きに移動する際に、可動体2の外周面に付着した異物を掻き落とす機能を有している。
しかしながら、ダストシール8はゴム弾性を有する材料により形成され、しかも可動体2の外周面に面接触しているものであるから、動摩擦が大きく摩耗しやすいという問題を有している。また、異物がダストシール8では掻き落とされずに可動体2の外周面とダストシール8との間に異物が挟まる状態になると、可動体2の外周面に異物が押し付けられるから、可動体2の移動時に異物によって可動体2の外周面が摩耗する可能性もある。
However, since the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、可動体に付着した異物を掻き落とす部材を設けてセンサ本体に異物が入り込まないようにしながらも、異物を掻き落とす部材の摩耗を従来よりも低減させ、しかも異物の付着に伴う可動体の外周面の摩耗も抑制したポジションセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to provide a member that scrapes off foreign matter adhering to the movable body so that the foreign matter does not enter the sensor body, but the member that scrapes off foreign matter. It is an object of the present invention to provide a position sensor in which wear is reduced more than before and wear on the outer peripheral surface of a movable body accompanying adhesion of foreign matter is also suppressed.
請求項1の発明は、筒状に形成され検出コイルを備えるセンサ本体と、センサ本体の軸方向に移動可能であってセンサ本体内に一部が進退自在に挿入される金属製の可動体と、可動体の位置変化に応じた検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより可動体の位置を検出する回路部と、センサ本体において可動体が挿入される部位に配置され可動体における外周面に周方向の全周に亘って接触する毛を備えたブラシとを具備することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a sensor main body formed in a cylindrical shape and provided with a detection coil, a metal movable body that is movable in the axial direction of the sensor main body, and a part of which is inserted into the sensor main body so as to be movable forward and backward. A circuit unit that detects the position of the movable body by detecting the impedance change of the detection coil in response to the position change of the movable body, and a peripheral portion of the movable body that is disposed at a position where the movable body is inserted in the sensor body. And a brush with bristles that contact the entire circumference of the direction.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記センサ本体は、筒状のハウジングと、ハウジング内に配置された検出コイルとを備え、前記可動体はハウジングと検出コイルとの間の空間に一部が進退自在に挿入される筒状に形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the sensor main body includes a cylindrical housing and a detection coil disposed in the housing, and the movable body is a space between the housing and the detection coil. It is characterized in that it is formed in a cylindrical shape in which a part is inserted so as to be able to advance and retract.
請求項1の発明の構成によれば、可動体の外周面に接触する毛を有したブラシを設けることにより、可動体に付着した異物を掻き落としてセンサ本体に異物が入り込むのを防止することができるようにしながらも、可動体の外周面に面接触するのではなく各毛が可動体の外周面に点接触する構成を採用したことにより、異物からブラシに作用する力が分散されることで、従来構成のダストシールに比較して異物を掻き落とす部材(ブラシ)の摩耗を低減させることができるという利点がある。また、ブラシを用いると可動体の外周面との間に異物を噛み込む可能性が少なく、可動体の外周面に異物が付着している場合でも可動体の外周面に異物が押し付けられることによる可動体の摩耗を抑制することができるという利点がある。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, by providing a brush having hairs that come into contact with the outer peripheral surface of the movable body, the foreign matter adhering to the movable body is scraped off to prevent the foreign body from entering the sensor body. However, it is possible to disperse the force acting on the brush from the foreign matter by adopting a configuration in which each hair is point-contacted with the outer peripheral surface of the movable body instead of being in surface contact with the outer peripheral surface of the movable body. Thus, there is an advantage that wear of a member (brush) for scraping off foreign matter can be reduced as compared with the dust seal of the conventional configuration. In addition, when a brush is used, there is less possibility of foreign matter being caught between the outer peripheral surface of the movable body, and even when foreign matter is attached to the outer peripheral surface of the movable body, the foreign matter is pressed against the outer peripheral surface of the movable body. There is an advantage that wear of the movable body can be suppressed.
請求項2の発明の構成によれば、ハウジング内に検出コイルが配置され、しかも可動体の外周面に付着した異物がハウジング内に入り込まないようにブラシで掻き落とすので、検出コイルに異物が付着せず、異物が付着しやすい環境で使用する場合でも異物による検出精度の低下を防止できる。
According to the configuration of the invention of
本実施形態において説明するポジションセンサは、図1に示すように、検出コイル4を収納した筒状のセンサ本体1と、筒状に形成された金属製の可動体2とを備える。可動体2は、センサ本体1と軸方向の中心線を一致させた形で、一部がセンサ本体1の中に進退自在に挿入される。なお、以下の説明において筒は円筒とみなして説明するが、筒の横断面の形状は円形のほか多角形状であってもよい。
As shown in FIG. 1, the position sensor described in the present embodiment includes a cylindrical sensor main body 1 in which a
本実施形態では、可動体2が自動車のショックアブソーバにおける可動部5に結合される場合を想定して説明する。なお、ポジションセンサは、例えば、下方において露出する形でシャーシと後輪または前輪の車軸との間に取り付けられたり、ショックアブソーバの近傍などに取り付けられる。
In the present embodiment, the case where the
センサ本体1は、検出コイル4を取り付ける台座11と、検出コイル4を囲む形で台座11に一体に固定される筒状のハウジング12とを備える。ハウジング12および検出コイル4は、台座11の一表面(図1における下面)に配置される。
The sensor body 1 includes a
検出コイル4は、合成樹脂成形品であって筒状に形成されたコイルボビン41の内部に磁性体により棒状に形成されたコア42が埋め込まれ、コイルボビン41の外周に巻線43が巻回された構成を有している。コイルボビン41の軸方向の一端部には、台座11の前記一表面に当接する取付片41aが連続一体に形成され、取付片41aには、巻線43の末端が接続される複数本(図示例では2本)の端子ピン44が、取付片41aを貫通した形で固定されている。
The
台座11は、検出コイル4が固定された面(前記一表面)の裏面(図1における上面)に収納凹所11aを有し、収納凹所11aの開口面には蓋板13が嵌着される。収納凹所11aの内底面には回路基板6が収納される。回路基板6には、検出コイル4を共振回路に用いる発振回路と発振回路の出力振幅を検出する検出回路などの回路部を構成する回路部品が実装される。
The
コイルボビン41に設けた取付片41aには取付孔41bが貫設されており、台座11の前記一表面に突設された固定突起11bが取付孔41bに挿入されるとともに、固定突起11bの熱かしめにより検出コイル4が台座11に固定される。ここに、ハウジング12と検出コイル4とは中心線を一致させてある。また、台座11には前記一表面と収納凹所11aの内底面との間で貫通する複数個(図示例は2個)の端子孔11cが形成され、各端子孔11cを通して各端子ピン44の一端部がそれぞれ回路基板6に接続される。
A
一方、可動体2は、アルミニウムのような金属により筒状に形成された検出体22と、検出体22の一端部(図1の下端部)に固着され検出体22の前記一端部を閉塞する結合部材21とを備える。検出体22は、外径がハウジング12の内径よりも小さく、内径が検出コイル4において巻線43を巻回した部位の外径よりも大きく形成される。検出体22の他端部はハウジング12に進退自在に挿入される。すなわち、センサ本体1に可動体2の一部が進退自在に挿入される。
On the other hand, the
結合部材21は、上述のように、ショックアブソーバの可動部5に結合される。図示例では、可動部5に設けた結合突起5aを結合部材21に設けた結合孔21aに挿入することにより、可動部5を可動体2に結合している。ただし、この結合様式は一例である。
As described above, the
しかして、可動部5が図1の上下方向において移動すれば、可動体2のハウジング12への挿入量が変化するから、検出体22と検出コイル4との重複量が変化する。したがって、回路基板6に実装した発振回路により検出コイル4に高周波電流を流し、発振回路の発振振幅を検出することにより検出コイル4のインピーダンス相当量を検出すれば、検出体22と検出コイル4との重複量の変化をインピーダンス相当量の変化として検出することができ、結果的に、可動部5の変位量を検出することができる。
Therefore, if the
ところで、ハウジング12において検出体22が挿入される端部(図1の下端部)には、検出体22を支持する軸受7と、検出体22の外周面に接触する植毛部31を有したブラシ3とが取り付けられている。
Incidentally, a brush having a
軸受7は環状に形成されており、ハウジング12の端部内に内装される。ハウジング12の端部内周面には軸受7を装着するための装着用切欠12aが形成され、装着用切欠12aを形成した部位は、ハウジング12の他部位よりも薄肉に形成されている。軸受7を装着用切欠12aに装着した状態では、軸受7の一端面とハウジング12の一端面とは面一になる。
The
軸受7は、検出体22がハウジング12に対して軸ぶれしないように案内する機能を有している。したがって、軸受7の内周面の断面形状は検出体22の外周面の断面形状に一致する。つまり、軸受7の内径は検出体22の外径に等しい。また、検出体22がハウジング12に対して滑らかに移動できるように、本実施形態においては、軸受7は真鍮などの金属材料で形成し、内周面にグリースなどの潤滑剤を塗布しておくことが望ましい。ただし、軸受7は、ハウジング12との摩擦係数やクリアランス、潤滑性能、硬度、ハウジング12の材料との相性などを考慮して決定すればよく、金属材料に限られるものではない。
The
ブラシ3は、ハウジング12の外周面に装着される取付筒部32と、植毛部31を設けたブラシ本体33とを連続一体に備える。ブラシ本体33は、多数本の毛からなる植毛部31を、筒状の保持筒部34における内周面に周方向の全周に亘って一体に設けた形状に形成される。
The
保持筒部34は、中心軸を含む一つの平面で保持筒部34を半割した形状の成形品からなる一対の半割保持筒部から構成される。各半割保持筒部に形成された多数の植毛孔に毛を植毛し、各半割保持筒部同士を接着剤などで接着することにより保持筒部34は形成される。
The holding
保持筒部34と取付筒部32との外径は等しく両者の外周面は連続している。保持筒部34は、内径が取付筒部32よりも小さく、保持筒部34と取付筒部32との内周面には段差部35が形成される。さらに、保持筒部34は、内径がハウジング12よりも小さく形成される。したがって、ブラシ3をハウジング12に取り付けた状態では、段差部35がハウジング12の一端面(図1の下端面)に当接し、このとき軸受7が装着用切欠12aと段差部35とにより保持されることになる。
The holding
ところで、検出体22の一端部(図1の上端部)の外周面には抜止リング23が鍔状に固着される。この抜止リング23により可動体2のセンサ本体1からの脱落が防止されている。つまり、抜止リング23の外径は軸受7の内径よりも大きく軸受7はハウジング12に保持されているから、ハウジング12に対して検出体22が下向きに移動する際に、抜止リング23が軸受7に当接する位置が検出体22の下限位置になる。
By the way, a retaining
ところで、取付筒部32の内径はハウジング12の外径に等しく、取付筒部32の一部には径方向に貫通する複数個の係合孔32aが貫設されている。一方、ハウジング12の外周面には係合孔32aと係合する複数個の係合突起12bが突設されており、ハウジング12に対して図1の下方からブラシ3を取り付け、係合孔32aに係合突起12bを係合させることにより、ハウジング12にブラシ3が取着される。
By the way, the inner diameter of the mounting
ハウジング12にブラシ3を装着した状態では、植毛部31を形成する毛の先端部は検出体22における外周面に周方向の全周に亘って接触する。植毛部31は、検出体22がハウジング12に対して進退する際に、検出体22の外周面に付着した泥のような異物を掻き落とすことができる硬さを有している。
In a state where the
上述の説明から明らかなように、可動体2がセンサ本体1に対して移動する際には、検出体22の外周面に植毛部31が摺接するから、検出体22の外周面に泥のような異物が付着していても植毛部31で掻き落とすことができ、検出体22の外周面に付着した異物により軸受7が磨耗することが防がれる。しかも、植毛部31は多数本の毛により形成されているから、植毛部31と検出体22の外側面との間に異物が挟まっても、検出体22の移動に伴って毛の隙間から異物が排出されることが多い。
As apparent from the above description, when the
さらには、センサ本体1と可動体2との上下位置が図1の関係である場合には、万一、ハウジング12の内部に水が入ったとしても、軸受7および植毛部31を通して水を排出することができ、ハウジング12の内部に水が留まるのを防止することができる。
Furthermore, when the vertical positions of the sensor body 1 and the
ちなみに、従来構成のように、ダストシール8を用いている場合には、ハウジング12の内部空間がダストシール8により封止された形になり、ハウジング12の内部に水が一旦入り込むと排出されにくく、場合によってはポジションセンサを分解して水を排出させることになる。これに対して、本実施形態の構成では、ハウジング12の中に水が滞留する可能性を低減することができる。
By the way, when the
以上説明したように、本実施形態の構成では、毛からなる植毛部31を備えたブラシ3を可動体2における検出体22の外周面に摺接させ、検出体22の外周面に付着した泥のような異物を植毛部31で掻き落とすので、軸受7や植毛部31と検出体22との間に異物を噛み込みにくくなる。しかも、植毛部31と検出体22との間に異物が入り込んだとしても、毛の隙間から掃き出されるので、異物が滞留して検出体22の外周面に傷を付ける可能性を低減することができる。
As described above, in the configuration of the present embodiment, the mud adhering to the outer peripheral surface of the
なお、本実施形態においては、ショックアブソーバと結合するポジションセンサを例示したが、これに限るものではない。 In the present embodiment, the position sensor coupled to the shock absorber is exemplified, but the present invention is not limited to this.
また、本実施形態においては、保持筒部34の内側面に植毛部31を形成しているが、これに限るものではなく、植毛部31を別体で形成してもよい。具体的には、合成樹脂材料やアルミニウムで形成された板材に多数の植毛孔を形成して毛を植毛し、毛を内側として板材を筒状に曲げた部材を形成し、当該部材を保持筒部34の上に乗せて軸受7とともにハウジング12の端部内に固定してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the flocked
1 センサ本体
2 可動体
3 ブラシ
4 検出コイル
5 (ショックアブソーバの)可動部
6 回路基板
12 ハウジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008045284A JP2009204371A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008045284A JP2009204371A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Position sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009204371A true JP2009204371A (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41146815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008045284A Withdrawn JP2009204371A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Position sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009204371A (en) |
-
2008
- 2008-02-26 JP JP2008045284A patent/JP2009204371A/en not_active Withdrawn
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