JP2009241883A - Sensor structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータに取付けられて、アクチュエータのストローク量を検出するセンサー構造に関するものである。 The present invention relates to a sensor structure that is attached to an actuator and detects the stroke amount of the actuator.
センサー構造には、例えば、開放型、密閉型があり、また、位置を検出するものがある。位置検出の一例を挙げると、検出するアクチュエータのハウジング内の空間部に配置されて、アクチュエータのストローク量を検出するとともに、雨水や粉塵から遮られているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、特許文献1の車輪操舵装置に採用されたセンサーのように、密閉された所や密閉型のセンサーでは、センサー内の空間部の空気が周囲の温度変化によって膨張収縮し、膨張において、センサー内の圧力が高くなると、センサーハウジングが変形するという問題がある。 However, in a sealed place or a sealed sensor, such as the sensor employed in the wheel steering device of Patent Document 1, the air in the space in the sensor expands and contracts due to a change in ambient temperature. When the internal pressure increases, there is a problem that the sensor housing is deformed.
本発明は、温度上昇に伴うセンサーハウジング内の内圧の上昇を抑制し、センサーハウジングの変形を抑制し、構造が簡単なセンサー構造を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a sensor structure that suppresses an increase in internal pressure in a sensor housing due to a temperature rise, suppresses deformation of the sensor housing, and has a simple structure.
請求項1に係る発明は、対象物を検出する検出部がセンサーハウジング内に空間部を持って配置されているセンサー構造において、空間部を、対象物を有するアクチュエータのアクチュエータハウジング内の第2の空間部に連通させた連通路を備えていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the sensor structure in which the detection unit for detecting the object is arranged with the space in the sensor housing, the space is defined as the second in the actuator housing of the actuator having the object. A communication path communicating with the space is provided.
請求項2に係る発明は、連通路は、アクチュエータハウジングの連通開口を介してアクチュエータのロッドを配置している第2の空間部に連通していることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the communication passage communicates with the second space portion in which the rod of the actuator is disposed through the communication opening of the actuator housing.
請求項1に係る発明では、センサーハウジング内の空間部を、検出する対象物を有するアクチュエータのアクチュエータハウジング内の第2の空間部に連通させた連通路を備えているので、センサーハウジングのシール性を確保しつつ、温度上昇に伴うセンサーハウジング内の内圧の上昇を抑制することができ、センサーハウジングの変形を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the sensor housing is provided with a communication path that communicates the space portion in the sensor housing with the second space portion in the actuator housing of the actuator having the object to be detected. As a result, it is possible to suppress an increase in internal pressure in the sensor housing due to a temperature rise, and to suppress deformation of the sensor housing.
請求項2に係る発明では、連通路は、アクチュエータハウジングの連通開口を介してアクチュエータのロッドを配置している第2の空間部に連通しているので、アクチュエータハウジング内の第2の空間部の内圧上昇を抑制する機構とセンサーハウジング内の空間部の内圧上昇を抑制する機構とを同一にすることができる。 In the invention according to claim 2, the communication passage communicates with the second space portion in which the rod of the actuator is disposed through the communication opening of the actuator housing. The mechanism that suppresses the increase in internal pressure and the mechanism that suppresses the increase in internal pressure in the space in the sensor housing can be made the same.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1(a)、(b)は、本発明のセンサー構造の説明図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線断面図である。
センサー構造11は、位置検出センサーで、検出部12と、検出部12を固定している固定充填材13と、固定充填材13を入れているセンサーハウジング14と、センサーハウジング14のシート部15に取付けられている第1シール材16と、を備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1A and 1B are explanatory views of a sensor structure of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG.
The
検出部12は、既存の構成であり、検出範囲21内に対象物22が入ると、対象物検出情報を導線(図に示していない)を介して出力する。具体的な仕様は任意である。
固定充填材13は、樹脂であり、特性は適宜選択してよい。
The
The
センサーハウジング14は、検出部12が固定される本体部24が矩形の箱状に形成され、本体部24に連通路25が形成され、本体部24の一端26の外方にアクチュエータ31(図2参照)に取付けられるフランジ部32が形成され、シート部15にシート溝33が形成され、シート溝33に第1シール材16が嵌め込まれ、本体部24の他端34に第2シール材36を嵌合させて、蓋37が取付けられ、蓋37と検出部12との間、具体的には、検出部12を包み込んでいる固定充填材13との間に空間部41が形成されている。
In the sensor housing 14, a
連通路25は、空間部41をセンサーハウジング14の外方、例えば、外気へ連通しているもので、形状は任意である。
The
図2は、本発明のセンサー構造を採用したアクチュエータの一例を示す図であり、後輪独立操舵装置51を車両52の後方から見た状態で左の後輪53側を示している。
アクチュエータ31は、例えば、後輪独立操舵装置51を操舵するための駆動源で、センサー(構造)11によってストローク量を検出している。
FIG. 2 is a view showing an example of an actuator employing the sensor structure of the present invention, and shows the left
The
後輪独立操舵装置51は、車体55に上下動可能に連結されたアッパアーム56およびロアアーム57と、アッパアーム56およびロアアーム57に操舵自在に連結されたナックル58と、ナックル58を操舵するアクチュエータ31と、ナックル58の上下動を緩衝する懸架ばね付きダンパー61とを備えた四輪操舵車両用のダブルウイッシュボーン式のリヤサスペンションである。
ナックル58に後輪53が回転自在に支持されている。
The rear wheel
A
アッパアーム56は、基端部がゴムブッシュジョイント63で車体55に上下動可能に連結されている。
ロアアーム57は、基端部がゴムブッシュジョイント64で車体55に上下動可能に連結されている。
アッパアーム56の先端部およびロアアーム57の先端部にボールジョイント65、66を介してナックル58の上部および下部が連結されている。
The
The
The upper and lower portions of the
アクチュエータ31は、基端部がゴムブッシュジョイント67を介して車体55に連結され、先端部がゴムブッシュジョイント68を介してナックル58の後部位に連結されている。
懸架ばね付きダンパー61は、上端部71が車体55(具体的には、サスペンションタワーの上壁72)に締結され、下端部73がゴムブッシュジョイント74を介してナックル58の上部に連結されている。
The
The
後輪独立操舵装置51によれば、アクチュエータ31を伸長(ストローク)することで、ナックル58の後部が車幅方向外側に押圧されて後輪53のトー角をトーイン方向に制御させることができる。
一方、アクチュエータ31を収縮(ストローク)することで、ナックル58の後部が車幅方向内側に引っ張られて後輪53のトー角をトーアウト方向に制御させることができる。
すなわち、アクチュエータ31は、トー角をコントロールするトーコントロールアクチュエータである。
According to the rear wheel
On the other hand, by contracting (stroke) the
That is, the
よって、通常のステアリングホイール(不図示)の操作による前輪の操舵に加えて、後輪53のトー角を制御して車両52の直進安定性能や旋回性能を高めることができる。
後輪53のトー角は、例えば、車速やステアリングホイールの操舵角に応じて制御される。
Therefore, in addition to steering the front wheels by operating a normal steering wheel (not shown), the toe angle of the
The toe angle of the
次に、図3に基づいてアクチュエータ31とセンサー構造11との関係を具体的に説明する。
図3は、本発明のセンサー構造の取付け状態を示すアクチュエータの断面図である。
アクチュエータ31は、車体55(図2参照)側に連結されるゴムブッシュジョイント67が設けられた第1ハウジング81と、第1ハウジング81に複数のボルト82で一体に設けられた第2ハウジング83と、第2ハウジング83にスライド自在に支持された出力ロッド84とを備えている。
出力ロッド84は、ナックル58側に連結されるゴムブッシュジョイント68が設けられている。
Next, the relationship between the
FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator showing a mounting state of the sensor structure of the present invention.
The
The
第1、第2のハウジング81、83は、複数のボルト82で締結されることで一体に連結され、第1、第2のハウジング81、83でアクチュエータハウジング80が形成されている。
第1ハウジング81は、内部に電動モータ86が収納されている。
第2ハウジング83は、内部に、電動モータ86に連結された減速機87と、減速機87に連結されたカップリング88と、カップリング88に連結された送りねじ機構91とが収納されている。
The first and
The
The
電動モータ86は、カップ状のヨーク92と、ヨーク92に締結されたベアリングホルダ93と、ヨーク92およびベアリングホルダ93を締結して、第1ハウジング81にねじ結合することで電動モータ86を第1ハウジング81に取り付けている複数のボルト94と、を備えている。
The
ヨーク92の内周面に環状のステータ96が支持され、ステータ96内にロータ97が配置されている。
ベアリングホルダ93は、内面に、コミュテータ98に摺接するブラシ101が支持されている。
ブラシ101から延びた導線102が、外部に引き出されている。
An
The
A conducting
減速機87は、第1遊星歯車減速機構104および第2遊星歯車減速機構105が直列に連結されている。
第1、第2の遊星歯車減速機構104、105を直列に連結することで、電動モータ86の回転を減速機87で大きく減速させてカップリング88に伝えることができる。
カップリング88に伝えられた回転は、送りねじ機構91の入力フランジ107に伝えられる。
The
By connecting the first and second planetary gear
The rotation transmitted to the
第2ハウジング83の軸方向中間部の内周面に第1スライドベアリング108が設けられ、第2ハウジング83の軸方向端部にエンド部材111がねじ結合されている。
エンド部材111の内周面に第2スライドベアリング112が設けられている。
第2ハウジング83と出力ロッド84との間をゴム製の防水カバー113で封じている。
第1、第2のスライドベアリング108、112に出力ロッド84が摺動自在に支持されている。
A first slide bearing 108 is provided on the inner peripheral surface of the intermediate portion in the axial direction of the
A second slide bearing 112 is provided on the inner peripheral surface of the
A space between the
An
出力ロッド84内に送りねじ機構91が収納されている。
送りねじ機構91は、入力フランジ107に同軸上に設けられた雄ねじ部材114と、雄ねじ部材114の外周にねじ結合された雌ねじ部材115とを備えている。
雄ねじ部材114は、一端側(右側)が入力フランジ107の中心を貫通してナット116で締結されている。
雌ねじ部材115は、中空の出力ロッド84の内周面に嵌合され、他端側(左側)の外周が出力ロッド84の内周にねじ結合部117でねじ結合されている。
A
The
One end side (right side) of the
The
この送りねじ機構91は、入力フランジ107の回転を雄ねじ部材114に伝えることで、雌ねじ部材115を軸線121方向に移動させることができる。
よって、雌ねじ部材115と一体に出力ロッド84を軸線121方向に移動させることができる。
The
Therefore, the
ここで、アクチュエータ31には、出力ロッド84の移動位置(ストローク量)を検出し、検出した移動位置を制御装置(図示せず)にフィードバックする位置検出手段123が設けられている。
位置検出手段123は、出力ロッド84の外周にボルト124で固定された被検出部125と、被検出部125を検出するセンサー11と、を備え、被検出部125の位置を磁気的に検出部12で検出する。
Here, the
The
被検出部125は、一例として、永久磁石が用いられている。
検出部12は、一例として、コイル等が用いられている。
第2ハウジング83には開口部131が形成されている。開口部131を形成することで、出力ロッド84の移動に伴って被検出部125が移動した際に、被検出部125が第2ハウジング83に干渉することを防止できる。
As an example, the detected
As an example, the
An
アクチュエータ31によれば、アクチュエータハウジング80内に備えた電動モータ86を回転させ、電動モータ86の回転を入力フランジ107を介して雄ねじ部材114に伝えることができる。
雄ねじ部材114が回転することで、雌ねじ部材115を軸線121方向(軸方向)に送り出すことができる。
雌ねじ部材115を送り出してアクチュエータ31を伸縮させることで、後輪53(図2参照)の舵角を制御することができる。
According to the
By rotating the
The steering angle of the rear wheel 53 (see FIG. 2) can be controlled by feeding the
防水カバー113は、アクチュエータハウジング80内の内圧上昇を抑制する機構であり、内圧が上昇するのに伴い、伸びるものであり、膨張代部132を有する。
防水カバー113は、一例であり、スクレーパでも可能であり、スクレーパでは、封じている機能並びに、付着物を掻き取る機能を損なわず伸びる膨張代部を設ける。
The
The
このようなアクチュエータ31に取付けられたセンサー構造11は、アクチュエータ31のストローク量Sを検出する。
連通路25は、平面視(図1(a)視点)、弓形に形成されているが、弓形以外でもよく、例えば、所定半径の孔でもよく、形態は任意である。
連通路25は、センサーハウジング14に直接形成されているが、センサーハウジング14の外面に管を接合して連通させることも可能である。
The
The
Although the
アクチュエータ31は、取付け座134を有しているが、取付け座134の有無は適宜設定されるものである。
つまり、センサー構造11は、取付けるためにフランジ部32を形成したが、フランジ部32以外の部材、例えば、ブラケットやバンドを用いることも可能である。
The
In other words, the
次に、本発明のセンサー構造の作用を説明する。
図4は、本発明のセンサー構造の温度対策の機構を説明する図である。なお、図3、図4のセンサー11の大きさは、図1のセンサー11より大きいが、検出するものに対応する仕様であり、図1のセンサー11の構成と同様である。
Next, the operation of the sensor structure of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining a temperature countermeasure mechanism of the sensor structure of the present invention. The size of the
センサー11では、センサー内の空間部41の空気の温度が上昇して空気の圧力が上昇すると、空間部41の空気は連通路25を矢印a5のように流れて、アクチュエータハウジング80の第2の空間部137に達するので、センサーハウジング14内の空間部41の圧力の上昇を抑制することができる。
In the
その際、アクチュエータハウジング80では、第2の空間部137の圧力が上昇すると、アクチュエータハウジング80の端を封じている防水カバー113が、上昇した圧力によって膨張して矢印a6のように伸びるので、アクチュエータハウジング80の第2の空間部137の圧力上昇を抑制することができ、センサーハウジング14内の空間部41の圧力の上昇を抑制することができる。
At this time, in the
このようにセンサー構造11では、センサーハウジング14内の空間部41の圧力の上昇を抑制することができ、温度上昇に伴うセンサーハウジング14の変形を抑制することができる。
As described above, in the
センサー構造11では、アクチュエータハウジング80で閉じられた第2の空間部137に連通しているので、センサー内への雨水や塵埃の浸入を防止することができ、センサーハウジング14のシール性を確保することができる。
Since the
センサー構造11では、センサーハウジング14の底138に連通路25を形成したので、センサーハウジング14の外に配管したものに比べ、連通路25の構造は簡単になり、且つ、連通路25を形成する作業は容易になる。
In the
本発明のセンサー構造は、センサー内の空間部の圧力が高くなるものに好適である。 The sensor structure of the present invention is suitable for a structure in which the pressure in the space in the sensor is high.
11…センサー構造、12…検出部、14…センサーハウジング、25…連通路、31…アクチュエータ、61…第2の空間部、80…アクチュエータハウジング、84…ロッド(出力ロッド)、125…対象物(被検出部)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記空間部を、前記対象物を有するアクチュエータのアクチュエータハウジング内の第2の空間部に連通させた連通路を備えていることを特徴とするセンサー構造。 In the sensor structure in which the detection unit for detecting the object is arranged with a space in the sensor housing,
A sensor structure comprising: a communication path in which the space portion is communicated with a second space portion in an actuator housing of an actuator having the object.
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