JP2019049491A - Displacement detector and method for manufacturing displacement detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変位検出装置および変位検出装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a displacement detection device and a method of manufacturing the displacement detection device.
特許文献1には、計測対象物に追従して変位する変位部材に取り付けられる磁石と、磁石に対向して配置される磁気センサと、変位部材を計測対象物に向けて付勢するコイルばねと、を備えた変位検出装置が開示されている。この変位検出装置では、計測対象物の変位に応じて磁石の位置が変化し、磁石の位置の変化に伴って磁気センサを通過する磁束の方向や大きさが変化するため、磁気センサの出力値に基づいて計測対象物の変位量を特定することができる。 In Patent Document 1, a magnet attached to a displacement member displaced following a measurement object, a magnetic sensor disposed facing the magnet, and a coil spring biasing the displacement member toward the measurement object And a displacement detection device comprising In this displacement detection device, the position of the magnet changes according to the displacement of the measurement object, and the direction and the size of the magnetic flux passing through the magnetic sensor change with the change of the position of the magnet. The displacement amount of the measurement object can be specified based on
しかしながら、製造誤差や組み付け誤差等により、コイルばねが変位部材の変位方向に対して傾いた状態で配置されると、コイルばねによる変位方向の付勢力(軸力)に誤差が生じ、結果として変位検出装置の検出精度が低下するおそれがある。 However, if the coil spring is arranged in an inclined state with respect to the displacement direction of the displacement member due to a manufacturing error, an assembly error, etc., an error occurs in the biasing force (axial force) in the displacement direction by the coil spring. The detection accuracy of the detection device may be reduced.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、変位検出装置の検出精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the detection accuracy of a displacement detection device.
第1の発明は、変位部材を変位方向に往復動自在に支持する支持部材に、圧縮コイルばねの一端を支持する第1ばね受け面が設けられ、磁石が配置される変位部材に、圧縮コイルばねの他端を支持する第2ばね受け面が設けられ、第1ばね受け面および第2ばね受け面の少なくとも一方は、変位部材の変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面とされていることを特徴とする変位検出装置である。 According to a first aspect of the present invention, in a displacement member on which a first spring receiving surface for supporting one end of a compression coil spring is provided and a magnet is disposed, the support member supports the displacement member reciprocally in the displacement direction. A second spring receiving surface for supporting the other end of the spring is provided, and at least one of the first spring receiving surface and the second spring receiving surface is an inclined surface which is inclined with respect to a plane orthogonal to the displacement direction of the displacement member. It is a displacement detection device characterized by the above.
第1の発明では、圧縮コイルばねを傾斜面によって支持することにより、変位部材の変位方向に対して、圧縮コイルばねの傾きを抑制することができるので、圧縮コイルばねによる変位方向の付勢力(軸力)の誤差を低減できる。 In the first invention, by supporting the compression coil spring by the inclined surface, the inclination of the compression coil spring can be suppressed with respect to the displacement direction of the displacement member. Errors in axial force) can be reduced.
第2の発明は、第1ばね受け面および第2ばね受け面の双方が、傾斜面であることを特徴とする。 A second invention is characterized in that both the first spring bearing surface and the second spring bearing surface are inclined surfaces.
第2の発明では、第1ばね受け面および第2ばね受け面の双方に傾斜面が設けられるので、圧縮コイルばねの両端を適正に位置決めすることができる。これにより、第1ばね受け面および第2ばね受け面の一方に傾斜面を設ける場合に比べて圧縮コイルばねの位置決め精度を向上できるので、圧縮コイルばねの傾きをより効果的に抑制できる。 In the second aspect of the invention, since the inclined surfaces are provided on both the first and second spring receiving surfaces, both ends of the compression coil spring can be properly positioned. Thus, the positioning accuracy of the compression coil spring can be improved as compared with the case where the inclined surface is provided on one of the first spring receiving surface and the second spring receiving surface, and therefore the inclination of the compression coil spring can be suppressed more effectively.
第3の発明は、傾斜面は、圧縮コイルばねの内側に向かって先細りとなるテーパ部の外周面であり、圧縮コイルばねの内周に接することを特徴とする。 A third invention is characterized in that the inclined surface is an outer peripheral surface of a tapered portion which is tapered toward the inside of the compression coiled spring, and is in contact with the inner periphery of the compression coiled spring.
第3の発明では、圧縮コイルばねの内側にテーパ部が配置されるので、圧縮コイルばねの外側にテーパ部を配置させる場合に比べて、変位検出装置を小型化できる。 In the third aspect of the invention, since the tapered portion is disposed inside the compression coil spring, the displacement detection device can be miniaturized as compared with the case where the tapered portion is disposed outside the compression coil spring.
第4の発明は、磁石は、圧縮コイルばねの内側に配置されることを特徴とする。 A fourth invention is characterized in that the magnet is disposed inside the compression coil spring.
第4の発明では、磁石が圧縮コイルばねの内側に配置されるので、磁石が圧縮コイルばねの外側に配置される場合に比べて、変位検出装置を小型化できる。圧縮コイルばねが傾斜面によって適正に位置決めされるので、変位部材が往復動する際、圧縮コイルばねの内周と磁石の外周とが接触することを防止できる。その結果、磁石が摩耗することを防止できる。 In the fourth invention, since the magnet is disposed inside the compression coil spring, the displacement detection device can be miniaturized as compared with the case where the magnet is disposed outside the compression coil spring. Since the compression coiled spring is properly positioned by the inclined surface, it is possible to prevent the inner circumference of the compression coiled spring from coming into contact with the outer circumference of the magnet when the displacement member reciprocates. As a result, wear of the magnet can be prevented.
第5の発明は、傾斜面に接する圧縮コイルばねの端部の形状は、無研削のクローズドエンドであることを特徴とする。 A fifth invention is characterized in that the shape of the end of the compression coil spring in contact with the inclined surface is a non-grinding closed end.
第5の発明では、傾斜面に接する圧縮コイルばねの端部の形状が無研削のクローズドエンドであるので、圧縮コイルばねの端部の形状がオープンエンドである場合、および、研削されたクローズドエンドである場合に比べて、圧縮コイルばねの配置の安定性を向上できる。 In the fifth invention, since the shape of the end of the compression coil spring in contact with the inclined surface is a non-grinding closed end, when the shape of the end of the compression coil spring is an open end, and the ground end is ground The stability of the arrangement of the compression coil spring can be improved as compared with the case of.
第6の発明は、圧縮コイルばねの端部は、180度以上の範囲で傾斜面に接していることを特徴とする。 A sixth invention is characterized in that the end of the compression coil spring is in contact with the inclined surface in a range of 180 degrees or more.
第6の発明では、圧縮コイルばねの端部が180度以上の範囲で傾斜面に接しているので、傾斜面に接する範囲が180度未満である場合に比べて、圧縮コイルばねの配置の安定性を向上できる。 In the sixth invention, since the end of the compression coiled spring contacts the inclined surface in the range of 180 degrees or more, the arrangement of the compression coiled spring is stable compared to the case where the range in contact with the inclined surface is less than 180 degrees. I can improve the nature.
第7の発明は、支持部材は、圧縮コイルばねが収容される有底筒状のケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材と、を有するケースであって、開口部は、ケース本体の内側に向かって径が小さくなるテーパ面を有し、蓋部材の先端側には、第1ばね受け面が設けられ、蓋部材の基端側には、開口部のテーパ面に面接触する接触面が設けられることを特徴とする。 In a seventh invention, the support member is a case having a bottomed cylindrical case main body in which the compression coil spring is accommodated, and a lid member closing the opening of the case main body, and the opening is the case main body The first spring receiving surface is provided on the distal end side of the lid member, and the tapered surface of the opening is in surface contact with the proximal end side of the lid member. A contact surface is provided.
第7の発明では、蓋部材に設けられるテーパ状の接触面を、ケース本体の開口部に設けられるテーパ状のテーパ面に面接触させることにより、ケース本体に対する蓋部材の位置決め精度を向上できる。これにより、蓋部材の第1ばね受け面によって支持される圧縮コイルばねの位置決め精度を向上できる。 In the seventh invention, the positioning accuracy of the lid member with respect to the case body can be improved by bringing the tapered contact surface provided on the lid member into surface contact with the tapered surface provided on the opening of the case body. Thus, the positioning accuracy of the compression coil spring supported by the first spring receiving surface of the lid member can be improved.
第8の発明は、蓋部材をケース本体に固定する固定部材をさらに備え、固定部材は、磁気を遮蔽可能な磁気シールドであり、蓋部材をケース本体の内側に向かって押圧する押圧部と、ケース本体に固着される固着部と、を有し、押圧部は、蓋部材の基端側の端面を覆うことを特徴とする。 The eighth invention further comprises a fixing member for fixing the lid member to the case body, the fixing member being a magnetic shield capable of shielding the magnetism, and a pressing portion for pressing the lid member toward the inside of the case body, And a fixing portion fixed to the case main body, wherein the pressing portion covers an end face on the base end side of the lid member.
第8の発明では、蓋部材をケース本体に固定する際、ケース本体の開口部に対して、蓋部材を一方向に挿入するだけでよい。蓋部材を回転させる必要がないため、蓋部材を開口部に挿入する過程で、蓋部材の回転により圧縮コイルばねが捻られ、損傷するなどの不具合を防止できる。また、変位検出装置の外部の磁気が磁気検出部に影響を及ぼすことを抑制できる。さらに、固定部材が磁気シールドとしての機能を有しているので、固定部材とは別に蓋部材の基端側を覆う磁気シールド専用の部材を設ける必要がない。このため、変位検出装置の構成部品を低減できる。 In the eighth invention, when the lid member is fixed to the case main body, it is only necessary to insert the lid member in one direction into the opening of the case main body. Since it is not necessary to rotate the lid member, in the process of inserting the lid member into the opening, it is possible to prevent a problem such as the compression coil spring being twisted and damaged by the rotation of the lid member. Moreover, it can suppress that the magnetism of the exterior of a displacement detection apparatus influences a magnetism detection part. Furthermore, since the fixing member has a function as a magnetic shield, it is not necessary to provide a member dedicated to the magnetic shield which covers the proximal end side of the lid member separately from the fixing member. For this reason, the component parts of a displacement detection apparatus can be reduced.
第9の発明は、変位部材に磁石を取り付ける磁石取付工程と、開口部からケース本体の内部に変位部材を挿入し、変位部材の一端をケース本体の底部に設けられた貫通孔に挿通する変位部材挿入工程と、開口部からケース本体の内部に圧縮コイルばねを挿入し、変位部材の第2ばね受け面に圧縮コイルばねの他端を位置決めするばね挿入工程と、蓋部材を開口部に挿入し、蓋部材の第1ばね受け面に圧縮コイルばねの一端を位置決めするとともに、蓋部材をケース本体に取り付ける蓋部材取付工程と、固定部材をケース本体に固着することにより蓋部材をケース本体に固定する固定工程と、を備えることを特徴とする変位検出装置の製造方法である。 The ninth invention is a magnet mounting step of attaching a magnet to a displacement member, inserting the displacement member into the inside of the case main body from the opening, and inserting one end of the displacement member into a through hole provided in the bottom of the case main body. A member insertion step; a spring insertion step of inserting the compression coil spring into the inside of the case body from the opening and positioning the other end of the compression coil spring on the second spring receiving surface of the displacement member; Positioning the one end of the compression coil spring on the first spring receiving surface of the lid member and attaching the lid member to the case body, and the lid member attached to the case body by fixing the fixing member to the case body And a fixing step of fixing, which is a method of manufacturing a displacement detection device.
第9の発明では、ケース本体の開口部に対して、蓋部材を一方向に挿入するだけでよい。蓋部材を回転させる必要がないため、蓋部材を開口部に挿入する過程で、蓋部材の回転により圧縮コイルばねが捻られ、損傷するなどの不具合を防止できる。組み立てられた変位検出装置では、圧縮コイルばねを支持する傾斜面によって、圧縮コイルばねの中心軸が変位部材を支持する貫通孔の軸心に一致するように位置決めされる。これにより、圧縮コイルばねによる変位方向の付勢力(軸力)の誤差を低減できる。 In the ninth aspect, it is only necessary to insert the lid member in one direction into the opening of the case body. Since it is not necessary to rotate the lid member, in the process of inserting the lid member into the opening, it is possible to prevent a problem such as the compression coil spring being twisted and damaged by the rotation of the lid member. In the assembled displacement detection device, the inclined surface supporting the compression coil spring positions the central axis of the compression coil spring so as to coincide with the axial center of the through hole supporting the displacement member. Thereby, the error of the biasing force (axial force) in the displacement direction by the compression coil spring can be reduced.
本発明によれば、変位検出装置の検出精度を向上させることができる。 According to the present invention, the detection accuracy of the displacement detection device can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
以下では、変位検出装置100が、油圧弁装置50のスプール(弁体)51の変位量(ストローク量)を検出するストロークセンサとして用いられる場合について説明する。
First Embodiment
Below, the case where
図1は、本発明の第1実施形態に係る変位検出装置100と油圧弁装置50の断面図である。図1に示すように、油圧弁装置50は、円筒状のスリーブ52と、スリーブ52内に配置され軸方向に往復動するスプール51と、を備える。油圧弁装置50では、スリーブ52に設けられた給排孔52aを通じてスプール51の一端面51aが臨む油室53に対して作動油が給排されることでスプール51が軸方向に変位する。スプール51が変位することでスリーブ52に形成されるポート(不図示)の開閉が制御される。変位検出装置100は、スプール51の一端面51aに対向するようにスリーブ52の端部に取り付けられる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
変位検出装置100は、変位検出対象部材であるスプール51に追従して変位する変位部材としてのロッド部材22と、ロッド部材22の一端側に配置されロッド部材22とともに変位する磁石24と、ロッド部材22を変位方向に往復動自在に支持する支持部材としてのケース12と、ケース12内に配置されロッド部材22をスプール51に向けて付勢する圧縮コイルばね27と、磁石24の変位方向と直交する方向において磁石24に対向するようにケース12に配置される磁気検出部32と、を備える。
The
ケース12は、圧縮コイルばね27が収容される有底筒状のケース本体120と、ケース本体120の開口部12gを塞ぐ蓋部材14と、を有する。ケース本体120および蓋部材14は、それぞれ真鍮等の非磁性材により形成される。ケース本体120は、円筒状の円筒部12aと、円筒部12aの一端側に設けられる底部12bと、円筒部12aの他端側に設けられる開口部12gと、円筒部12aの内部に形成される収容部12cと、を有する。収容部12cには、磁石24とともに磁石24が配置されるロッド部材22の一部が収容される。
The
円筒部12aには、円筒部12aの外周面に開口し収容部12cに向かって窪む固定穴12eが形成される。固定穴12eは非貫通の段付き穴であり、この固定穴12e内に磁気検出部32が固定される。
In the
ケース本体120の底部12bには、ロッド部材22の軸部22aが挿通する支持孔12dが貫通して形成される。支持孔12dには、ロッド部材22の軸部22aを摺動自在に支持する軸受であるブッシュ18が軸方向に離間して2カ所に設けられる。ブッシュ18が2カ所に設けられることで、ケース本体120に片持ち支持されるロッド部材22の軸心が支持孔12dの軸心である支持軸心Oに対して傾くことを抑制できる。ブッシュ18は、1カ所に設けられてもよく、この場合、ケース本体120の軸方向長さを短縮できる。
A
ケース本体120の底部12bには、収容部12cと外部とを連通する連通孔12fが支持孔12dの周囲に複数形成される。連通孔12fの一端は、油圧弁装置50の油室53に開口しており、収容部12c内には連通孔12fを通じて油室53内の作動油が流入する。つまり、収容部12cは、作動油で満たされている。
In the bottom 12 b of the
ロッド部材22は、ブッシュ18を介してケース本体120により摺動自在に支持される円柱状の軸部22aと、軸部22aの先端に形成される半球状の接触端部22bと、軸部22aの基端に形成され軸部22aの径方向外側に向かって延びる略円板状のフランジ22cと、を有する。
The
フランジ22cには、軸部22aとは反対側に延在する円柱状の保持軸22dが軸部22aと同軸上に設けられる。保持軸22dの先端部には、後述するナット26の雌ねじが螺合する雄ねじが形成される。設計上では、ロッド部材22の中心軸と支持孔12dの支持軸心Oとが同軸上に配置されるように、ロッド部材22はケース本体120により支持される。つまり、ロッド部材22の中心軸は、支持軸心Oに一致する。
In the
ロッド部材22は、ケース12と同様に非磁性材により形成される。ロッド部材22の接触端部22bにはスプール51が当接するため、真鍮よりも硬度の高いオーステナイト系ステンレス鋼等によりロッド部材22が形成される。
The
磁石24は、NdやSm等の希土類元素を含む円筒状に形成された永久磁石であり、N極24aとS極24bとが保持軸22dの軸方向に並ぶように、保持軸22dの外周に配置される。磁石24は、保持軸22dが挿通する挿通孔24cを有し、挿通孔24cから突き出た保持軸22dの先端部にワッシャ25を介してナット26が装着される。これにより、磁石24は、フランジ22cとナット26およびワッシャ25により挟持された状態で保持軸22dに固定される。ナット26およびワッシャ25は、磁性材により形成される。ナット26およびワッシャ25は、フランジ22cとの間で磁石24を挟持する部品であって、スプール51に追従して変位方向に変位する変位部材の構成部品である。
The
磁石24は、ロッド部材22に固定されるので、ロッド部材22とともにスプール51に追従し、支持軸心Oに沿って変位する。磁石24の変位に伴う磁界の変化は、磁気検出部32によって検出される。
Since the
磁気検出部32は、磁石24の変位に伴う磁界の変化に応じた出力値を出力するホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサ(不図示)と、磁気センサの出力値を処理する増幅回路等の処理回路(不図示)と、を有する。磁気検出部32は、磁気センサの出力値に基づいて演算されたロッド部材22の変位量、すなわち、ロッド部材22に当接するスプール51の変位量(ストローク量)に相当する検出値を出力する。
The
変位検出装置100内では、ロッド部材22が支持軸心Oに沿って変位すると、磁石24も変位し、磁気検出部32を通過する磁束の方向や大きさが変化する。磁気検出部32の出力値は、磁気検出部32を通過する磁束の方向や大きさの変化に応じて変化する。したがって、変位検出装置100は、磁気検出部32の出力値に基づいてロッド部材22の変位量、すなわち、スプール51の変位量を検出することができる。
In the
磁気検出部32は、基板34に実装されており、基板34が円筒部12aに形成された固定穴12eの段部に固定されることにより、ケース本体120に組み付けられる。
The
磁気検出部32が固定穴12e内に配置された状態で、円筒部12aの外周には、固定穴12eを塞ぐようにして円筒状の磁気シールド16が組み付けられる。磁気シールド16は、磁気を遮蔽可能な鉄系合金等の保磁力の小さい軟磁性材により形成され、変位検出装置100の外部の磁気が磁気検出部32に影響を及ぼすことを抑制する。
In a state where the
磁気シールド16には切欠部(不図示)が形成され、この切欠部を通じてスプール51の作動を制御するコントローラ(不図示)と磁気検出部32とを接続するリード線(不図示)が配索される。
A notch (not shown) is formed in the
磁石24および磁石24が組み付けられるロッド部材22の一部が収容部12c内に収容された状態で、ケース本体120の開口部12gは、蓋部材14によって塞がれる。
The opening 12 g of the
ケース本体120の開口部12gは、収容部12cと外部とを連通する円形状の開口であり、収容部12cに連続して設けられる。ケース本体120の開口部12gには、ケース本体120の端面からケース本体120の内側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ面12hが設けられる。
The
蓋部材14は、全体として先細り形状の略円錐台形状を呈する。蓋部材14は、基端側に設けられる円錐台形状の基端側テーパ部14aと、先端側に設けられる円錐台形状の先端側テーパ部14cと、基端側テーパ部14aと先端側テーパ部14cとの間に設けられる円柱形状の円柱部14bと、を有する。
The
基端側テーパ部14aは、蓋部材14の基端側から先端側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成される。基端側テーパ部14aの外周面は、ケース本体120の開口部12gのテーパ面12hに面接触する接触面142である。テーパ面12hおよび接触面142は、蓋部材14における円錐台形状の先端側テーパ部14cの中心軸が、ロッド部材22を支持する支持孔12dの支持軸心Oに一致するように形成される。
The proximal end tapered
円柱部14bは、基端側テーパ部14aから蓋部材14の先端側に突出する。先端側テーパ部14cは、円柱部14bから蓋部材14の先端側に突出する。先端側テーパ部14cは、蓋部材14の基端側から先端側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成される。先端側テーパ部14cの外周面は、圧縮コイルばね27の端部が当接する傾斜面145である。
The
蓋部材14は、固定部材42がケース本体120に組み付けられることにより、固定部材42に押し付けられた状態でケース本体120に固定される。固定部材42は、蓋部材14をケース本体120の内側に向かって押圧する押圧部42aと、ケース本体120に固着される固着部42bと、を有する。押圧部42aは円板状に形成され、固着部42bは、円板状の押圧部42aの外周から立ち上がる円筒状に形成される。固着部42bの内周面には、ケース本体120の円筒部12aの外周面に形成される雄ねじに螺合する雌ねじが形成される。
The
固着部42bがケース本体120に固着されると、押圧部42aが蓋部材14の基端側の端面である基端面141を覆って支持する。固定部材42は、磁気シールド16と同様に、磁気を遮蔽可能な鉄系合金等の保磁力の小さい軟磁性材により形成され、押圧部42aがケース本体120の一端面の全体を覆っている。つまり、固定部材42は、蓋部材14を支持する機能を有するとともに、変位検出装置100の外部の磁気が磁気検出部32に影響を及ぼすことを抑制する磁気シールドとしての機能も有する。
When the fixing
円柱部14bの外周面143には、環状の溝147が設けられる。溝147には、蓋部材14とケース本体120との間の隙間をシールする環状のOリング48が装着される。Oリング48により収容部12cの内部と外部との連通が遮断され、蓋部材14とケース本体120との間から外部に作動油が漏れることが防止される。
An
先端側テーパ部14cは、支持軸心Oに対し軸対称な断面形状を有し、圧縮コイルばね27の内側に挿入される。先端側テーパ部14cは、圧縮コイルばね27の内側に向かって先細りとなるテーパ状に形成され、その外周面は、断面が直線状とされた傾斜面145である。傾斜面145は、変位方向に直交する仮想平面に対して傾斜しており、この傾斜面145に圧縮コイルばね27の端部の内周(コイルばねの中心径よりも径方向内側)が当接する。つまり、傾斜面145は、ケース12を構成する蓋部材14において圧縮コイルばね27の一端(図中右端)を支持するために設けられたばね受け面である。
The distal end
先端側テーパ部14cの先端の径(先端側テーパ部14cにおいて最小となる径)、および先端側テーパ部14cの基端の径(先端側テーパ部14cにおいて最大となる径)は、圧縮コイルばね27の内径の公差を吸収できるように設定される。換言すれば、先端側テーパ部14cの最小径が、圧縮コイルばね27の内径の最小値よりも小さくなるように設定され、先端側テーパ部14cの最大径が、圧縮コイルばね27の内径の最大値よりも大きくなるように設定される。
The diameter of the distal end of the distal end side tapered
このように傾斜面145を形成することにより、圧縮コイルばね27の内径が設計値(基準値)からずれている場合であっても、そのずれを傾斜面145によって吸収できるので、圧縮コイルばね27の中心軸を支持軸心Oに一致させることができる。たとえば、圧縮コイルばね27の内径が設計値よりも小さい場合、先端側テーパ部14cの小径側の部位で圧縮コイルばね27が位置決めされる。一方、圧縮コイルばね27の内径が設計値よりも大きい場合、先端側テーパ部14cの大径側の部位で圧縮コイルばね27が位置決めされる。
By forming the
傾斜面145の外縁(平面視で環状となる傾斜面145の外周円)から円柱部14bの外縁との間には、支持軸心Oに直交する平坦な平面部144が形成される。圧縮コイルばね27は平面部144には接触していない。図に示すように、蓋部材14に支持される圧縮コイルばね27の端部は、傾斜面145のみに接触していてもよいが、傾斜面145および平面部144の双方に接触していてもよい。
A
ロッド部材22のフランジ22cは、円板状の基部127と、基部127から圧縮コイルばね27の内側に向かって先細りとなるテーパ部128と、を有する。テーパ部128の先端面126は円形状の平坦な面であり、先端面126に磁石24の端面が当接する。テーパ部128の外周面は、断面が放物線状とされた傾斜面125である。傾斜面125は、変位方向に直交する仮想平面に対して傾斜しており、この傾斜面125に圧縮コイルばね27の端部の内周側(コイルばねの中心径よりも径方向内側)が当接する。つまり、傾斜面125は、ロッド部材22において圧縮コイルばね27の他端(図中左端)を支持するために設けられたばね受け面である。
The
テーパ部128の先端の径(テーパ部128において最小となる径)、およびテーパ部128の基端の径(テーパ部128において最大となる径)は、圧縮コイルばね27の内径の公差を吸収できるように設定される。換言すれば、テーパ部128の最小径が、圧縮コイルばね27の内径の最小値よりも小さくなるように設定され、テーパ部128の最大径が、圧縮コイルばね27の内径の最大値よりも大きくなるように設定される。
The diameter of the distal end of the tapered portion 128 (the diameter at which the tapered
このように傾斜面125を形成することにより、上述の傾斜面145と同様、圧縮コイルばね27の内径が設計値(基準値)からずれている場合であっても、そのずれを傾斜面125によって吸収できるので、圧縮コイルばね27の中心軸を支持軸心Oに一致させることができる。
By forming the
支持軸心Oに直交する平面に対する傾斜面125,145の傾斜角度は、傾斜面125,145から圧縮コイルばね27に作用する力と、圧縮コイルばね27の許容荷重を考慮して設定される。つまり、傾斜面125,145の傾斜角度は、以下の式(1)で表される条件を満足するように設定される。
The inclination angles of the
(圧縮コイルばねの径方向の許容荷重)>(圧縮コイルばねの軸力)×(傾斜面の傾斜角度による径方向への分力の割合)・・・(1)
傾斜面125の外縁(平面視で環状となる傾斜面125の外周円)から円板状の基部127の外縁との間には、支持軸心Oに直交する平坦な平面部124が形成される。圧縮コイルばね27は平面部124には接触していない。図に示すように、ロッド部材22のフランジ22cに支持される圧縮コイルばね27の端部は、傾斜面125のみに接触していてもよいが、傾斜面125および平面部124の双方に接触していてもよい。
(Allowable load in the radial direction of the compression coil spring)> (axial force of the compression coil spring) × (ratio of component forces in the radial direction depending on the inclination angle of the inclined surface) (1)
A
圧縮コイルばね27は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材で形成された弾性部材であり、ロッド部材22のフランジ22cと蓋部材14との間に圧縮された状態で組み付けられる。このため、圧縮コイルばね27の付勢力は、スプール51に対してロッド部材22を押し付ける方向に常に作用する。変位検出装置100が油圧弁装置50に組み付けられていないときには、ロッド部材22は、圧縮コイルばね27の付勢力により押圧され、ロッド部材22のフランジ22cがケース本体120の底部12bに当接した状態となる。
The
ロッド部材22のフランジ22cと蓋部材14とによって圧縮コイルばね27の両端部が支持されるので、フランジ22cから蓋部材14側に突出する保持軸22dに保持される磁石24が圧縮コイルばね27の内側に配置される。
Since both ends of the
図2Aは、無研削クローズドエンドとされた圧縮コイルばね27の端部の形状を示す部分拡大図である。図2Bは、研削クローズドエンドとされた圧縮コイルばね27Gの端部の形状を示す部分拡大図である。図2Aおよび図2Bでは、圧縮コイルばねの端部の形状を模式的に示しており、圧縮コイルばねの素線の直径(線径)を実際よりも大きく示し、中心径を実際よりも小さく示している。
FIG. 2A is a partially enlarged view showing the shape of the end of the
図2Bに示すように、圧縮コイルばね27Gは、平坦なばね受け面に配置されることを考慮して、座面(平坦なばね受け面に接触する面)27bが平坦となるように、その端部の形状が研削されたクローズドエンドとされることが一般的である。クローズドエンドとは、圧縮コイルばねの端部形状の一種で、端末がコイル軸方向に隣のコイルと接している形状のことである。
As shown in FIG. 2B, the
しかしながら、本実施形態では、圧縮コイルばねの両端部を支持するばね受け面のそれぞれが傾斜面125,145とされている。このため、端部が研削されたクローズドエンドの圧縮コイルばね27Gを採用した場合、研削された平坦な座面27bの角部(エッジ)27eが傾斜面125,145に接することになる。
However, in the present embodiment, the spring receiving surfaces that support both end portions of the compression coil spring are the
座面27bの角部27eが傾斜面125,145に接している場合、圧縮コイルばね27Gが不安定な状態となるおそれがある。この場合、圧縮コイルばね27Gの収縮過程で、圧縮コイルばね27Gが支持軸心Oに直交する方向に撓むおそれ、ならびに、座面27bの角部(エッジ)27eが接する傾斜面125,145および圧縮コイルばね27Gの端部が削れるおそれがある。
When the
そこで、本実施形態では、図2Aに示すように、座面を平坦とする研削加工が施されていない無研削のクローズドエンドとされた圧縮コイルばね27を採用している。圧縮コイルばね27の端部の断面形状が円形であり、素線の外周曲面が傾斜面125,145に接することになるので、圧縮コイルばね27を安定した状態で配置することができる。その結果、圧縮コイルばね27が支持軸心Oに直交する方向に撓んでしまうこと、ならびに傾斜面125,145および圧縮コイルばね27の端部が削れてしまうことを防止できる。
So, in this embodiment, as shown to FIG. 2A, the compression coiled
圧縮コイルばね27は、180度以上の範囲Rで傾斜面125,145に接していることが好ましい。本実施形態では、先端からコイルの中心軸周りに180度以上の範囲Rに亘って、円弧部27aが設けられる。円弧部27aを構成する素線の中心軸は、コイルの中心軸に対して直交する。これにより、圧縮コイルばね27の座り(配置の安定性)をよくすることができる。
The
円弧部27aは、圧縮コイルばね27における座巻部の一部または全部に相当する。このため、傾斜面125,145に接する圧縮コイルばね27の端部における座巻数は、0.5以上とすることが好ましい。これにより、傾斜面125,145に接する座巻部が180度以上確保されるので、座巻数が0.5未満の場合に比べて、安定して圧縮コイルばね27が傾斜面125,145により保持される。座巻部とは、圧縮コイルばね27の端部で見かけ上、ばねとして作用しない部分のことである。
The
図3は、比較例に係る変位検出装置900の圧縮コイルばね27を支持するフランジ922cと蓋部材914について示す図である。図3に示すように、比較例に係るロッド部材922のフランジ922cは、円板状の基部927と、基部927から磁石24側に突出するように設けられる円板状の突出部928と、を有する。突出部928には磁石24の端面が当接される。圧縮コイルばね27の端部は、基部927の外周縁部に当接され、圧縮コイルばね27の端部に突出部928が挿入される。ロッド部材922のフランジ922cにおいて、圧縮コイルばね27を支持するばね受け面924は、支持軸心Oに直交する平坦な面である。
FIG. 3 is a view showing a
蓋部材914は、ボルトなどの締結部材(不図示)により、ケース本体920に固定される円板状のフランジ914dと、フランジ914dからケース本体920の内側に向かって突出する円板状の基部914bと、基部914bから磁石24側に向かって突出する円板状の突出部914cと、を有する。フランジ914dは、開口部912gの開口面積よりも大きい面積を有し、開口部912gを覆うように配置される。基部914bは、ケース本体120の内側にOリング48を介して挿入される。圧縮コイルばね27の端部は、基部914bの外周縁部に当接され、圧縮コイルばね27の内側に突出部914cが挿入される。蓋部材914において、圧縮コイルばね27を支持するばね受け面945は、支持軸心Oに直交する平坦な面である。
The
ここで、製造誤差により圧縮コイルばね27の内径が突出部928,914cの外径よりも小さいと、圧縮コイルばね27に突出部928,914cを挿入することができない。この場合、圧縮コイルばね27を基部927,914bのばね受け面924,945に当接させることができない。一方、製造誤差により圧縮コイルばね27の内径が突出部928,914cの外径よりも大きいと、図示するように、圧縮コイルばね27の内周と突出部928,914cの外周との間に隙間が生じる。これにより、圧縮コイルばね27の中心軸が、ロッド部材922に対する支持軸心Oに対して傾いたり、ずれたりするおそれがある。
Here, if the inner diameter of the
圧縮コイルばね27の中心軸が支持軸心Oに対して傾いた状態では、ロッド部材922の変位に応じて発生する変位方向の付勢力(軸力)が、圧縮コイルばね27の中心軸が傾いていない状態での付勢力に対して誤差が生じる。つまり、ロッド部材922に作用する軸力が、設計上の特性とは異なるものとなる。したがって、圧縮コイルばね27の中心軸が傾いた状態で検出された変位量は、実際の変位量に対して誤差を有することとなり、結果として変位検出装置900の検出精度が低下するおそれがある。
When the central axis of the
これに対して、本実施形態では、図1に示すように、圧縮コイルばね27の中心軸が支持軸心Oに一致するように、フランジ22cおよび蓋部材14の双方に圧縮コイルばね27の端部を支持する傾斜面125,145が設けられる。傾斜面125,145は、支持軸心Oに直交する平面(図3に示すばね受け面924,945)に対して傾斜している。これにより、製造誤差があったとしても、圧縮コイルばね27の傾きを抑制できるので、圧縮コイルばね27による変位方向の付勢力(軸力)の誤差を低減でき、結果として変位検出装置100の検出精度を向上できる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the end of the
圧縮コイルばね27は、収縮に伴って僅かに拡径するので、圧縮コイルばね27とケース本体120の内周との接触を回避するために、圧縮コイルばね27の外周とケース本体120の内周との間には隙間が設けられる。しかしながら、図3に示すように、比較例に係る変位検出装置900では、製造誤差や組み付け誤差等により、圧縮コイルばね27の中心軸が支持軸心Oに対してずれるおそれがある。圧縮コイルばね27が偏心した状態では、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の外周とケース本体920の内周とが接触することによって、ケース本体920が摩耗するおそれがある。
Since the
ケース本体920が摩耗すると、削りカスが軸部22aの摺動部分に侵入するコンタミネーションが生じ、ブッシュ18や軸部22aが削りカスにより傷つけられるおそれがある。比較例において摩耗を防止するために、ケース本体920と圧縮コイルばね27との隙間を大きくした場合、ケース本体920の径方向寸法が大きくなるおそれがある。
When the
また、圧縮コイルばね27が偏心した状態では、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の内周と磁石24の外周とが接触することにより、磁石24が摩耗するおそれがある。磁石24が摩耗すると、磁気特性が変化し、変位検出装置100による検出精度が低下するおそれがある。比較例において摩耗を防止するために、磁石24を小さくして、磁石24と圧縮コイルばね27との隙間を大きくした場合、磁気検出部32から磁石24までの距離が大きくなるので、変位検出装置900の検出精度が低下するおそれがある。
Further, in a state in which the
これに対して、本実施形態では、図1に示すように、圧縮コイルばね27を支持する傾斜面125,145によって、圧縮コイルばね27の中心軸が支持軸心Oに一致するように位置決めされる。このため、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の外周とケース本体120の内周とが接触することを防止できる。その結果、ケース本体120が摩耗することを防止して、ケース本体120の摩耗に起因したコンタミネーションの発生を防止できる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the central axis of the
また、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の内周と磁石24の外周とが接触することを防止できる。その結果、磁石24が摩耗することを防止して、磁石24の摩耗に起因する検出精度の低下を防止できる。
Moreover, when the
このように、本実施形態によれば、変位検出装置100の大型化を回避しつつ、ケース本体120や磁石24の摩耗を防止し、かつ、ロッド部材22に作用する圧縮コイルばね27の軸力の誤差を低減することにより検出精度を向上することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the wear of the
本実施形態における変位検出装置100の製造方法について説明する。図4は、変位検出装置100の製造手順を示すフローチャートである。図4に示すように、変位検出装置100の製造方法は、準備工程S110と、磁気検出部取付工程S120と、磁気シールド取付工程S130と、磁石取付工程S140と、ロッド部材挿入工程S150と、ばね挿入工程S160と、蓋部材取付工程S170と、蓋部材固定工程S180と、を備える。
The manufacturing method of the
準備工程S110では、ロッド部材22、圧縮コイルばね27、磁石24、磁気検出部32が実装された基板34、磁気シールド16、ならびに、ケース12を構成するケース本体120および蓋部材14を準備する。ブッシュ18は、予めケース本体120の支持孔12dに装着される。
In the preparation step S110, the
磁気検出部取付工程S120において、作業者は、固定穴12eの段部に、磁気検出部32が実装された基板34を固定する。
In the magnetic detection unit mounting step S120, the operator fixes the
磁気シールド取付工程S130において、作業者は、磁気シールド16をケース本体120に組み付ける。
In the magnetic shield attachment step S130, the operator assembles the
磁石取付工程S140は、ロッド部材22に磁石24を取り付ける工程である。磁石取付工程S140において、作業者は、ロッド部材22の保持軸22dを磁石24の挿通孔24cに挿通させ、ワッシャ25を介してナット26を保持軸22dの先端部の雄ねじに螺着する。所定の締め付け力でナット26を締め付けることにより、ナット26とフランジ22cとにより磁石24が挟持される。
The magnet attachment step S140 is a step of attaching the
ロッド部材挿入工程S150において、作業者は、ケース本体120の開口部12gからケース本体120の内部にロッド部材22を挿入し、ロッド部材22の軸部22aの先端をケース本体120の底部12bに設けられた支持孔12dに挿通する。
In the rod member insertion step S150, the operator inserts the
ばね挿入工程S160において、作業者は、ケース本体120の開口部12gからケース本体120の内部に圧縮コイルばね27を挿入し、ロッド部材22のフランジ22cの傾斜面125に圧縮コイルばね27の端部を位置決めする。
In the spring insertion step S160, the operator inserts the
蓋部材取付工程S170において、作業者は、蓋部材14をケース本体120の開口部12gに挿入し、蓋部材14の傾斜面145に圧縮コイルばね27の端部を位置決めするとともに、蓋部材14をケース本体120に取り付ける。蓋部材14の溝147には、予めOリング48が装着されている。
In the lid member attachment step S170, the operator inserts the
上述したように、本実施形態では、ケース本体120の開口部12gに、ケース本体120の端面からケース本体120の内側に向かって内径が小さくなるテーパ面12hが形成されている。このため、蓋部材14を開口部12gに挿入する際、Oリング48が開口縁部と蓋部材14との間に噛みこまれることを防止できる。
As described above, in the present embodiment, the opening 12 g of the
蓋部材固定工程S180において、作業者は、固定部材42をケース本体120にねじ込み、ケース本体120に固着することにより、蓋部材14をケース本体120に固定する。ここで、固定部材42と蓋部材14とが一体である場合、蓋部材固定工程S180において、圧縮コイルばね27の一端が蓋部材14とともに回転し、圧縮コイルばね27がケース本体120の内部で捻られ、圧縮コイルばね27が損傷するおそれがある。これに対して、本実施形態では、蓋部材14とは別に雌ねじが形成された固定部材42を備えている。このため、蓋部材固定工程S180において、圧縮コイルばね27が捻られることが防止され、圧縮コイルばね27の損傷を防止できる。
In the cover member fixing step S180, the operator screws the fixing
図3に示す比較例では、ケース本体920の開口部912gにテーパ面が形成されていない。円板状の基部914bと、開口部912gの内周面との間には僅かな隙間が形成されているので、フランジ914dがボルト等によりケース本体920に取り付けられた状態では、基部914bの中心軸が支持軸心Oから僅かにずれるおそれがある。基部914bが偏心すると、基部914bの中心軸と圧縮コイルばね27の中心軸が一致したとしても、圧縮コイルばね27の中心軸が支持軸心Oからずれることになる。
In the comparative example shown in FIG. 3, no tapered surface is formed in the opening 912 g of the case
これに対して、図1に示す本実施形態では、上述したように、開口部12gにテーパ面12hが形成されている。作業者は、蓋部材14をケース本体120に取り付け、蓋部材14を固定部材42により押し込む。これにより、開口部12gのテーパ面12hに蓋部材14の接触面142が接触するので、ケース本体120に対する蓋部材14の位置決めを容易かつ精度よく行うことができる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, as described above, the
以上により、変位検出装置100が完成する。なお、上記製造手順は一例であって、各工程の順番は上記した例に限らない。たとえば、磁気検出部取付工程S120および磁気シールド取付工程S130は、任意のタイミングで行うことができる。
Thus, the
以上の第1実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)ロッド部材22を支持する支持部材であるケース12には、圧縮コイルばね27の一端を支持する第1ばね受け面として、ロッド部材22の変位方向(すなわち支持軸心Oに平行な方向)に直交する平面に対して傾斜する傾斜面145が設けられる。磁石24が配置され、スプール51とともに変位する変位部材であるロッド部材22には、圧縮コイルばね27の他端を支持する第2ばね受け面として、変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面125が設けられる。
(1) In the
圧縮コイルばね27を傾斜面125,145によって支持することにより、圧縮コイルばね27の中心軸がロッド部材22を支持する支持孔12dの支持軸心Oに一致するように、圧縮コイルばね27を位置決めすることができる。これにより、圧縮コイルばね27の傾きを抑制し、圧縮コイルばね27による変位方向の付勢力(軸力)の誤差を低減できるので、結果として変位検出装置100の検出精度を向上させることができる。
By supporting the
(2)また、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の外周とケース12の内周とが接触することを防止できる。その結果、ケース12が摩耗することを防止でき、ケース12の摩耗に起因したコンタミネーションの発生を防止できる。
(2) Moreover, when the
(3)傾斜面125および傾斜面145のそれぞれは、圧縮コイルばね27の内側に向かって先細りとなるテーパ部128および先端側テーパ部14cの外周面であり、圧縮コイルばね27の内周に接する。圧縮コイルばね27の内側にテーパ部128および先端側テーパ部14cが配置されるので、圧縮コイルばね27の外側にテーパ部を配置させる場合(図6参照)に比べて、ケース12の径方向寸法を小さくできる。つまり、変位検出装置100を小型化できる。
(3) Each of the
(4)磁石24は、圧縮コイルばね27の内側に配置されるので、磁石24が圧縮コイルばねの外側に配置される場合(図7参照)に比べて、ケース12の軸方向寸法を小さくできる。つまり、変位検出装置100を小型化できる。
(4) Since the
(5)ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の内周と磁石24の外周とが接触することを防止できる。その結果、磁石24が摩耗することを防止でき、磁石24の摩耗に起因した検出精度の低下を防止できる。
(5) When the
(6)圧縮コイルばね27の端部の形状がオープンエンドである場合、圧縮コイルばね27が支持軸心Oに対して傾いてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、傾斜面125,145に接する圧縮コイルばね27の端部の形状が、クローズドエンドであるので、圧縮コイルばね27が支持軸心Oに対して傾いてしまうことを防止して、圧縮コイルばね27の配置の安定性を向上できる。
(6) When the shape of the end of the
(7)さらに、本実施形態では、傾斜面125,145に接する圧縮コイルばね27の端部の形状は、無研削のクローズドエンドである。これにより、研削されたクローズドエンドとする場合に比べて、圧縮コイルばね27の配置の安定性を向上できる。
(7) Furthermore, in the present embodiment, the shape of the end of the
(8)傾斜面125,145に接する圧縮コイルばね27の端部は、180度以上の範囲Rで傾斜面125,145に接している。これにより、圧縮コイルばね27の配置の安定性を向上できる。
(8) The end of the
(9)ケース12は、圧縮コイル27ばねが収容される有底筒状のケース本体120と、ケース本体120の開口部12gを塞ぐ蓋部材14と、を有する。ケース本体120の開口部12gは、ケース本体120の内側に向かって径が小さくなるテーパ面12hを有する。蓋部材14の先端側には、第1ばね受け面である傾斜面145が設けられ、蓋部材14の基端側には、開口部12gのテーパ面12hに面接触する接触面142が設けられる。これにより、蓋部材14をケース本体120の開口部12gに精度良く位置決めすることができるので、蓋部材14に支持される圧縮コイルばね27の位置決め精度を向上できる。
(9) The
(10)変位検出装置100は、蓋部材14とケース本体120との間をシールする環状のOリング48を備えている。これにより、ケース12内部の作動油を密封することができる。蓋部材14には、先端側の傾斜面145と基端側の接触面142との間に、Oリング48が装着される溝147が設けられる。ケース本体120の開口部12gには、テーパ面12hが設けられているので、蓋部材14を開口部12gに装着する際にOリング48がケース本体120と蓋部材14との間に噛みこまれることを防止できる。つまり、本実施形態によれば、Oリング48の噛みこみを防止するテーパ面12hを利用して、ケース本体120に対する蓋部材14の位置決め精度を向上できる。
(10) The
(11)変位検出装置100は、蓋部材14をケース本体120に固定する固定部材42を備える。固定部材42は、蓋部材14をケース本体120の内側に向かって押圧する押圧部42aと、ケース本体120に固着される固着部42bと、を有する。このような構成によれば、ケース本体120の開口部12gに対して、蓋部材14を一方向に挿入するだけでよい。蓋部材14を回転させる必要がないため、蓋部材14を開口部12gに挿入する過程で、蓋部材14の回転により圧縮コイルばね27が捻られ、損傷するなどの不具合を防止できる。
(11) The
(12)固定部材42は、磁気を遮蔽可能な磁気シールドであり、押圧部42aは、蓋部材14の基端側の端面である基端面141を覆っている。これにより、変位検出装置100の外部の磁気が磁気検出部32に影響を及ぼすことを抑制できる。蓋部材14を固定する固定部材42が磁気シールドとしての機能を有しているので、固定部材42とは別に蓋部材14の基端側を覆う磁気シールド専用の部材を設ける必要がない。このため、変位検出装置100の構成部品を低減できる。
(12) The fixing
(13)変位検出装置100では、ロッド部材22のフランジ22cが収容される収容部12cが作動油で満たされている。収容部12c内の作動油は、ロッド部材22が支持軸心O方向に変位する際、フランジ22cと円筒部12aとの間の隙間を流れるため、ロッド部材22は、ロッド部材22が移動する方向とは反対方向に作用する抵抗力を作動油から受けることになる。本実施形態では、圧縮コイルばね27が傾斜面125,145によって位置決めされているため、圧縮コイルばね27に対して作動油から力が作用したとしても、径方向に位置ずれが生じることを防止できる。
(13) In the
(14)作業者は、有底筒状のケース本体120の開口部12gからロッド部材22および圧縮コイルばね27を順次挿入し、蓋部材14によって開口部12gを塞ぐ。本実施形態では、ケース本体120の片側(開口部12g側)から各種部品をケース本体120に組み付ける必要があるが、傾斜面125,145によって圧縮コイルばね27の位置決めがなされるので、圧縮コイルばね27の位置合わせ作業を容易に、かつ精度よく行うことができる。
(14) The operator sequentially inserts the
<第2実施形態>
図5を参照して、本発明の第2実施形態に係る変位検出装置200について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第1実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
A
図5は、本発明の第2実施形態に係る変位検出装置200の断面図である。第2実施形態では、第1実施形態における固定部材42およびOリング48(図1参照)が設けられていない。また、第2実施形態では、ケース212を構成する蓋部材214の形状が第1実施形態と異なる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
図5に示すように、蓋部材214は、基端側に設けられる円板状のフランジ214dと、フランジ214dからケース本体120の内側に向かって突出する基端側テーパ部214aと、基端側テーパ部214aからケース本体120の内側に向かって突出する先端側テーパ部214cと、を有する。
As shown in FIG. 5, the
基端側テーパ部214aおよび先端側テーパ部214cは、それぞれ蓋部材214の先端側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成される。基端側テーパ部214aの外周面は、ケース本体120の開口部12gのテーパ面12hに面接触する接触面142である。先端側テーパ部214cの外周面は、圧縮コイルばね27の端部が当接される傾斜面145である。
The proximal end tapered
フランジ214dは、ボルト242により、ケース本体120に固定される。本実施形態では、ボルト242が蓋部材214をケース本体120に固定する固定部材に相当する。ボルト242の頭部は、蓋部材214をケース本体120の内側に向かって押圧する押圧部に相当し、ボルトの軸部は、ケース本体120に固着される固着部に相当する。
The
このような第2実施形態によれば、第1実施形態で説明した(1)〜(9),(11),(14)と同様の作用効果を奏する。 According to such a second embodiment, the same operation and effect as (1) to (9), (11) and (14) described in the first embodiment can be obtained.
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and the configuration shown in the modification and the configuration described in the above embodiment may be combined, the configurations described in the different embodiments above may be combined, or the following differences It is also possible to combine the configurations described in the modification.
(変形例1)
上述した実施形態では、蓋部材14,214における先端側テーパ部14c,214cの外周面が、圧縮コイルばね27の内周に接する傾斜面145とされる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図6に示す変位検出装置300のように、ケース312を構成する蓋部材314の先端側の外周縁部に、基端側に窪む凹部340を設け、この凹部340に圧縮コイルばね27の端部の外周(コイルばねの中心径よりも径方向外側)に接する傾斜面345を設けてもよい。このような変形例によれば、第1実施形態で説明した(1),(2),(4)〜(14)と同様の作用効果を奏する。
(Modification 1)
Although the outer surface of the tip
(変形例2)
上述した実施形態では、磁石24が圧縮コイルばね27の内側に配置される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図7に示すように、磁石24と圧縮コイルばね427を軸方向に並べて配置してもよい。本変形例に係る変位検出装置400では、圧縮コイルばね427の一端が、ケース412を構成する蓋部材414に設けられる傾斜面445によって支持され、圧縮コイルばね427の他端が、変位部材の構成部品であるナット426に設けられる傾斜面425によって支持される。傾斜面445は、第1実施形態で説明した傾斜面145と同様、圧縮コイルばね427の端部の内周に接する。傾斜面425は、第1実施形態で説明した傾斜面125と同様、圧縮コイルばね427の端部の内周に接する。このような変形例によれば、第1実施形態で説明した(1)〜(3),(6)〜(14)と同様の作用効果を奏する。
(Modification 2)
Although the embodiment described above describes the example in which the
(変形例3)
上述した実施形態では、圧縮コイルばね27の両端部を支持するばね受け面の双方が、傾斜面である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。圧縮コイルばね27の両端部を支持するばね受け面の一方を傾斜面とし、他方を変位方向に直交する平面としてもよい。このような場合であっても、圧縮コイルばね27の両端部を支持するばね受け面の双方を変位方向に直交する平面とする場合に比べて、支持軸心Oに対する圧縮コイルばね27の中心軸のずれ、および、圧縮コイルばね27の傾きを抑制できる。
(Modification 3)
In the embodiment described above, an example is described in which both of the spring receiving surfaces that support both end portions of the
(変形例4)
上述した実施形態では、ナット26を保持軸22dに螺着し、ナット26とロッド部材22のフランジ22cとの間で磁石24を挟持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ナット26に代えて、保持軸22dの先端部にかしめ加工を施して形成されるかしめ部により磁石24を保持軸22dに固定してもよい。この場合、かしめ部と磁石24との間に配置される当て板を磁性材で形成することが好ましい。
(Modification 4)
In the embodiment described above, the example in which the
(変形例5)
第1実施形態において、固定部材42により蓋部材14をケース本体120に固定する例について説明し、第2実施形態において、ボルト242により蓋部材214をケース本体120に固定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ケース12,212の内部と外部との圧力差が小さいなど、蓋部材14,214に大きな力が作用しない場合には、圧入や接着により蓋部材14,214をケース本体120の開口部12gに装着してもよい。この場合、蓋部材14,214を固定する固定部材42、ボルト242を省略することができる。
(Modification 5)
In the first embodiment, an example in which the
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。 The configuration, operation, and effects of the embodiment of the present invention configured as described above will be collectively described.
変位検出装置100,200,300,400は、スプール51に追従して変位するロッド部材22と、ロッド部材22をスプール51に向けて付勢する圧縮コイルばね27,427と、ロッド部材22に配置され、ロッド部材22とともに変位する磁石24と、ロッド部材22を変位方向に往復動自在に支持するケース12,212,312,412と、磁石24の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部32と、を備え、ケース12,212,312,412には、圧縮コイルばね27,427の一端を支持する第1ばね受け面が設けられ、ロッド部材22には、圧縮コイルばね27,427の他端を支持する第2ばね受け面が設けられ、第1ばね受け面および第2ばね受け面の少なくとも一方は、変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面145,345,445,125,425である。
The
この構成では、圧縮コイルばね27,427を傾斜面145,345,445,125,425によって支持することにより、ロッド部材22の変位方向に対して、圧縮コイルばね27,427の傾きを抑制することができるので、圧縮コイルばね27,427による変位方向の付勢力(軸力)の誤差を低減できる。その結果、変位検出装置100,200,300,400の検出精度を向上させることができる。
In this configuration, the inclination of the
変位検出装置100,200,300,400は、第1ばね受け面および第2ばね受け面の双方が、傾斜面145,345,445,125,425である。
In the
この構成では、第1ばね受け面および第2ばね受け面の双方に傾斜面145,345,445,125,425が設けられるので、圧縮コイルばね27,427の両端を適正に位置決めすることができる。これにより、第1ばね受け面および第2ばね受け面の一方に傾斜面145,345,445,125,425を設ける場合に比べて圧縮コイルばね27,427の位置決め精度を向上できるので、圧縮コイルばね27,427の傾きをより効果的に抑制できる。
In this configuration, since the
変位検出装置100,200,400は、傾斜面145,445,125,425は、圧縮コイルばね27,427の内側に向かって先細りとなるテーパ部(14c,214c,128)の外周面であり、圧縮コイルばね27,427の内周に接する。
In the
この構成では、圧縮コイルばね27,427の内側にテーパ部(14c,214c,128)が配置されるので、圧縮コイルばね27,427の外側にテーパ部を配置させる場合に比べて、変位検出装置100,200,400を小型化できる。
In this configuration, since the tapered portion (14c, 214c, 128) is disposed inside the
変位検出装置100,200,300は、磁石24は、圧縮コイルばね27の内側に配置される。
In the
この構成では、磁石24が圧縮コイルばね27の内側に配置されるので、磁石24が圧縮コイルばね27の外側に配置される場合に比べて、変位検出装置100,200,300を小型化できる。圧縮コイルばね27が傾斜面145,345,125によって適正に位置決めされるので、ロッド部材22が往復動する際、圧縮コイルばね27の内周と磁石24の外周とが接触することを防止できる。その結果、磁石24が摩耗することを防止できる。
In this configuration, since the
変位検出装置100,200,300,400は、傾斜面145,345,445,125,425に接する圧縮コイルばね27,427の端部の形状は、無研削のクローズドエンドである。
In the
この構成では、傾斜面145,345,445,125,425に接する圧縮コイルばね27,427の端部の形状が無研削のクローズドエンドであるので、圧縮コイルばね27,427の端部の形状がオープンエンドである場合、および、研削されたクローズドエンドである場合に比べて、圧縮コイルばね27,427の配置の安定性を向上できる。
In this configuration, since the shape of the end of the
変位検出装置100,200,300,400は、圧縮コイルばね27,427の端部は、180度以上の範囲Rで傾斜面145,345,445,125,425に接している。
In the
この構成では、圧縮コイルばね27,427の端部が180度以上の範囲Rで傾斜面145,345,445,125,425に接しているので、傾斜面145,345,445,125,425に接する範囲が180度未満である場合に比べて、圧縮コイルばね27,427の配置の安定性を向上できる。
In this configuration, since the end of the
変位検出装置100,200,300,400は、ケース12,212,312,412は、圧縮コイルばね27,427が収容される有底筒状のケース本体120と、ケース本体120の開口部12gを塞ぐ蓋部材14,214,314,414と、を有し、開口部12gは、ケース本体120の内側に向かって径が小さくなるテーパ面12hを有し、蓋部材14,214,314,414の先端側には、第1ばね受け面が設けられ、蓋部材14,214,314,414の基端側には、開口部12gのテーパ面12hに面接触する接触面142が設けられる。
In the
この構成では、蓋部材14,214,314,414に設けられるテーパ状の接触面142を、ケース本体120の開口部12gに設けられるテーパ状のテーパ面12hに面接触させることにより、ケース本体120に対する蓋部材14,214,314,414の位置決め精度を向上できる。これにより、蓋部材14,214,314,414の第1ばね受け面によって支持される圧縮コイルばね27,427の位置決め精度を向上できる。
In this configuration, the case
変位検出装置100,300,400は、蓋部材14,314,414とケース本体120との間をシールする環状のOリング48をさらに備え、第1ばね受け面は、傾斜面145であり、蓋部材14,314,414には、傾斜面145と接触面142との間に、Oリング48が装着される溝147が設けられる。
The
この構成では、Oリング48により、ケース内部の流体を密封することができる変位検出装置100,300,400において、ケース本体120の開口部12gにテーパ面12hが設けられているので、蓋部材14,314,414を開口部12gに装着する際にOリング48がケース本体120と蓋部材14,314,414との間に噛みこまれることを防止できる。つまり、Oリング48の噛みこみを防止するテーパ面12hを利用して、ケース本体120に対する蓋部材14,314,414の位置決め精度を向上できる。
In this configuration, in the
変位検出装置100,200,300,400は、蓋部材14,214,314,414をケース本体120に固定する固定部材42、ボルト242をさらに備え、固定部材42、ボルト242は、蓋部材14,214,314,414をケース本体120の内側に向かって押圧する押圧部42aと、ケース本体120に固着される固着部42bと、を有する。
The
この構成では、蓋部材14,214,314,414をケース本体120に固定する際、ケース本体120の開口部12gに対して、蓋部材14,214,314,414を一方向に挿入するだけでよい。蓋部材14,214,314,414を回転させる必要がないため、蓋部材14,214,314,414を開口部12gに挿入する過程で、蓋部材14,214,314,414の回転により圧縮コイルばね27,427が捻られ、損傷するなどの不具合を防止できる。
In this configuration, when the
変位検出装置100,300,400は、固定部材42は、磁気を遮蔽可能な磁気シールドであり、押圧部42aは、蓋部材14,314,414の基端面141を覆う。
In the
この構成では、変位検出装置100,300,400の外部の磁気が磁気検出部32に影響を及ぼすことを抑制できる。また、固定部材42が磁気シールドとしての機能を有しているので、固定部材42とは別に蓋部材14,314,414の基端側を覆う磁気シールド専用の部材を設ける必要がない。このため、変位検出装置100,300,400の構成部品を低減できる。
In this configuration, it is possible to suppress the influence of the magnetism outside the
変位検出装置100,200,300,400の製造方法は、スプール51に追従して変位するロッド部材22と、ロッド部材22をスプール51に向けて付勢する圧縮コイルばね27,427と、ロッド部材22に配置され、ロッド部材22とともに変位する磁石24と、圧縮コイルばね27,427が収容され、ロッド部材22を変位方向に往復動自在に支持するケース12,212,312,412と、磁石24の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部32と、を備え、ケース12,212,312,412には、圧縮コイルばね27,427の一端を支持する第1ばね受け面が設けられ、ロッド部材22には、圧縮コイルばね27,427の他端を支持する第2ばね受け面が設けられ、第1ばね受け面および第2ばね受け面の少なくとも一方は、変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面145,345,445,125,425であり、ケース12,212,312,412は、圧縮コイルばね27,427が収容される有底筒状のケース本体120と、ケース本体120の開口部12gを塞ぐ蓋部材14,214,314,414と、を有する変位検出装置100,200,300,400の製造方法であって、ロッド部材22に磁石24を取り付ける磁石取付工程S140と、開口部12gからケース本体120の内部にロッド部材22を挿入し、ロッド部材22の一端をケース本体120の底部12bに設けられた支持孔12dに挿通するロッド部材挿入工程S150と、開口部12gからケース本体120の内部に圧縮コイルばね27,427を挿入し、ロッド部材22の第2ばね受け面に圧縮コイルばね27,427の他端を位置決めするばね挿入工程S160と、蓋部材14,214,314,414を開口部12gに挿入し、蓋部材14,214,314,414の第1ばね受け面に圧縮コイルばね27,427の一端を位置決めするとともに、蓋部材14,214,314,414をケース本体120に取り付ける蓋部材取付工程S170と、固定部材42をケース本体120に固着することにより蓋部材14,214,314,414をケース本体120に固定する蓋部材固定工程S180と、を備える。
The manufacturing method of the
この構成では、ケース本体120の開口部12gに対して、蓋部材14,214,314,414を一方向に挿入するだけでよい。蓋部材14,214,314,414を回転させる必要がないため、蓋部材14,214,314,414を開口部12gに挿入する過程で、蓋部材14,214,314,414の回転により圧縮コイルばね27,427が捻られ、損傷するなどの不具合を防止できる。組み立てられた変位検出装置100,200,300,400では、圧縮コイルばね27,427を支持する傾斜面145,345,445,125,425によって、圧縮コイルばね27,427の中心軸がロッド部材22を支持する支持孔12dの支持軸心Oに一致するように位置決めされる。これにより、圧縮コイルばね27,427による変位方向(支持軸心Oと平行な方向)の付勢力(軸力)の誤差を低減できる。その結果、変位検出装置100,200,300,400の検出精度を向上させることができる。
In this configuration, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention was described, the above-mentioned embodiment showed only a part of application example of the present invention, and in the meaning of limiting the technical scope of the present invention to the concrete composition of the above-mentioned embodiment. Absent.
12・・・ケース(支持部材)、12b・・・底部、12d・・・支持孔(貫通孔)、12g・・・開口部、12h・・・テーパ面、14・・・蓋部材、14c・・・先端側テーパ部(テーパ部)、22・・・ロッド部材(変位部材)、24・・・磁石、27,27G・・・圧縮コイルばね、32・・・磁気検出部、42・・・固定部材、42a・・・押圧部、42b・・・固着部、48・・・Oリング(シール部材)、51・・・スプール(変位検出対象部材)、100・・・変位検出装置、120・・・ケース本体、125・・・傾斜面、128・・・テーパ部、142・・・接触面、145・・・傾斜面、147・・・溝、200・・・変位検出装置、212・・・ケース(支持部材)、214・・・蓋部材、214c・・・先端側テーパ部(テーパ部)、242・・・ボルト(固定部材)、300・・・変位検出装置、312・・・ケース(支持部材)、314・・・蓋部材、345・・・傾斜面、400・・・変位検出装置、412・・・ケース(支持部材)、414・・・蓋部材、425・・・傾斜面、427・・・圧縮コイルばね、445・・・傾斜面
12: Case (supporting member), 12b: bottom, 12d: supporting hole (through hole), 12g: opening, 12h: tapered surface, 14: lid member, 14c · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 27 · 27G · · · compression coil spring, 32 · · · magnetic detection unit, 42 · · · Fixing
Claims (9)
前記変位部材を前記変位検出対象部材に向けて付勢する圧縮コイルばねと、
前記変位部材に配置され、前記変位部材とともに変位する磁石と、
前記変位部材を変位方向に往復動自在に支持する支持部材と、
前記磁石の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部と、を備え、
前記支持部材には、前記圧縮コイルばねの一端を支持する第1ばね受け面が設けられ、
前記変位部材には、前記圧縮コイルばねの他端を支持する第2ばね受け面が設けられ、
前記第1ばね受け面および前記第2ばね受け面の少なくとも一方は、前記変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面である
ことを特徴とする変位検出装置。 A displacement member which is displaced following a displacement detection target member;
A compression coil spring for biasing the displacement member toward the displacement detection target member;
A magnet disposed on the displacement member and displaced together with the displacement member;
A support member that supports the displacement member so as to reciprocate in the displacement direction;
And a magnetic detection unit that detects a change in a magnetic field caused by the displacement of the magnet.
The support member is provided with a first spring receiving surface for supporting one end of the compression coil spring.
The displacement member is provided with a second spring receiving surface for supporting the other end of the compression coil spring.
At least one of said 1st spring bearing surface and said 2nd spring bearing surface is an inclined surface which inclines with respect to the plane orthogonal to the said displacement direction, The displacement detection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記第1ばね受け面および前記第2ばね受け面の双方が、前記傾斜面である
ことを特徴とする変位検出装置。 In the displacement detection device according to claim 1,
A displacement detection device characterized in that both the first spring bearing surface and the second spring bearing surface are the inclined surfaces.
前記傾斜面は、前記圧縮コイルばねの内側に向かって先細りとなるテーパ部の外周面であり、前記圧縮コイルばねの内周に接する
ことを特徴とする変位検出装置。 In the displacement detection device according to claim 1 or 2,
The displacement detecting device according to claim 1, wherein the inclined surface is an outer peripheral surface of a tapered portion which is tapered toward the inside of the compression coil spring, and is in contact with an inner periphery of the compression coil spring.
前記磁石は、前記圧縮コイルばねの内側に配置される
ことを特徴とする変位検出装置。 The displacement detection device according to any one of claims 1 to 3.
The displacement detecting device, wherein the magnet is disposed inside the compression coil spring.
前記傾斜面に接する前記圧縮コイルばねの端部の形状は、無研削のクローズドエンドである
ことを特徴とする変位検出装置。 The displacement detection device according to any one of claims 1 to 4.
A shape of the end of the compression coil spring in contact with the inclined surface is a non-grinding closed end.
前記圧縮コイルばねの端部は、180度以上の範囲で前記傾斜面に接している
ことを特徴とする変位検出装置。 In the displacement detection device according to claim 5,
An end portion of the compression coil spring is in contact with the inclined surface in a range of 180 degrees or more.
前記支持部材は、
前記圧縮コイルばねが収容される有底筒状のケース本体と、
前記ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材と、を有し、
前記開口部は、前記ケース本体の内側に向かって径が小さくなるテーパ面を有し、
前記蓋部材の先端側には、前記第1ばね受け面が設けられ、
前記蓋部材の基端側には、前記開口部の前記テーパ面に面接触する接触面が設けられる
ことを特徴とする変位検出装置。 The displacement detection device according to any one of claims 1 to 6.
The support member is
A bottomed cylindrical case body in which the compression coil spring is accommodated;
And a lid member closing the opening of the case body,
The opening has a tapered surface whose diameter decreases toward the inside of the case body,
The first spring receiving surface is provided on the tip side of the lid member,
The proximal end side of the lid member is provided with a contact surface which is in surface contact with the tapered surface of the opening.
前記蓋部材を前記ケース本体に固定する固定部材をさらに備え、
前記固定部材は、磁気を遮蔽可能な磁気シールドであり、前記蓋部材を前記ケース本体の内側に向かって押圧する押圧部と、前記ケース本体に固着される固着部と、を有し、
前記押圧部は、前記蓋部材の基端側の端面を覆う
ことを特徴とする変位検出装置。 In the displacement detection device according to claim 7,
It further comprises a fixing member for fixing the lid member to the case body,
The fixing member is a magnetic shield capable of shielding magnetism, and has a pressing portion for pressing the lid member toward the inside of the case main body, and a fixing portion fixed to the case main body,
The displacement detecting device, wherein the pressing portion covers an end face on a proximal end side of the lid member.
前記変位部材を前記変位検出対象部材に向けて付勢する圧縮コイルばねと、
前記変位部材に配置され、前記変位部材とともに変位する磁石と、
前記圧縮コイルばねが収容され、前記変位部材を変位方向に往復動自在に支持するケースと、
前記磁石の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部と、を備え、
前記ケースには、前記圧縮コイルばねの一端を支持する第1ばね受け面が設けられ、
前記変位部材には、前記圧縮コイルばねの他端を支持する第2ばね受け面が設けられ、
前記第1ばね受け面および前記第2ばね受け面の少なくとも一方は、前記変位方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面であり、
前記ケースは、
前記圧縮コイルばねが収容される有底筒状のケース本体と、
前記ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材と、を有する変位検出装置の製造方法であって、
前記変位部材に前記磁石を取り付ける磁石取付工程と、
前記開口部から前記ケース本体の内部に前記変位部材を挿入し、前記変位部材の一端を前記ケース本体の底部に設けられた貫通孔に挿通する変位部材挿入工程と、
前記開口部から前記ケース本体の内部に前記圧縮コイルばねを挿入し、前記変位部材の前記第2ばね受け面に前記圧縮コイルばねの他端を位置決めするばね挿入工程と、
前記蓋部材を前記開口部に挿入し、前記蓋部材の前記第1ばね受け面に前記圧縮コイルばねの一端を位置決めするとともに、前記蓋部材を前記ケース本体に取り付ける蓋部材取付工程と、
固定部材を前記ケース本体に固着することにより前記蓋部材を前記ケース本体に固定する固定工程と、を備える
ことを特徴とする変位検出装置の製造方法。 A displacement member which is displaced following a displacement detection target member;
A compression coil spring for biasing the displacement member toward the displacement detection target member;
A magnet disposed on the displacement member and displaced together with the displacement member;
A case in which the compression coil spring is accommodated and which reciprocably supports the displacement member in the displacement direction;
And a magnetic detection unit that detects a change in a magnetic field caused by the displacement of the magnet.
The case is provided with a first spring receiving surface for supporting one end of the compression coil spring.
The displacement member is provided with a second spring receiving surface for supporting the other end of the compression coil spring.
At least one of the first spring receiving surface and the second spring receiving surface is an inclined surface which is inclined with respect to a plane orthogonal to the displacement direction,
The case is
A bottomed cylindrical case body in which the compression coil spring is accommodated;
And a lid member for closing the opening of the case body.
A magnet attaching step of attaching the magnet to the displacement member;
A displacement member insertion step of inserting the displacement member into the inside of the case main body from the opening and inserting one end of the displacement member into a through hole provided in a bottom portion of the case main body;
Inserting the compression coil spring into the inside of the case body from the opening, and positioning the other end of the compression coil spring on the second spring receiving surface of the displacement member;
A lid member attaching step of inserting the lid member into the opening, positioning one end of the compression coil spring on the first spring receiving surface of the lid member, and attaching the lid member to the case main body;
And a fixing step of fixing the lid member to the case body by fixing the fixing member to the case body.
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