JP2020139838A - Stroke sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はストロークセンサに関する。 The present invention relates to a stroke sensor.
自動車や自動2輪車のレバーなどの移動体の移動量を検出するセンサとして、例えば、特許文献1に開示されたものがある。
特許文献1に記載のシフトロッド装置は、ピストンと第1プランジャと第2プランジャと第1スプリングと第2スプリングとストッパピンと磁石とが内蔵され、これらの構成部品が前記シフトロッドボディ内部で同一軸線に沿ってストロークする構造を設けていた。
As a sensor for detecting the amount of movement of a moving body such as a lever of an automobile or a motorcycle, for example, there is one disclosed in
The shift rod device described in
しかしながら、特許文献1記載のシフトロッド装置は、原点復帰機構にピストン、2つのプランジャ、及び2つのスプリングを備えるため、構造が複雑になり、部品点数が増えるという問題があった。
However, the shift rod device described in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、構造を簡素化してコストを低減したストロークセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stroke sensor having a simplified structure and reduced cost.
上記目的を達成するため、本発明に係るストロークセンサは、
被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサであって、
前記検出シャフトと、
第一のハウジングと、
前記検出シャフトを支持し外部に取り出す第二のハウジングと、
前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、を備え、
前記検出シャフトは、略D形状の2つの切り欠きによって形成される径大部を有し、
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記原点位置にあるとき、前記第一のハウジング及び前記径大部と接する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the stroke sensor according to the present invention is
A stroke sensor that detects the amount of movement of the detection shaft that follows the object to be detected and moves from the origin position.
With the detection shaft
The first housing and
A second housing that supports the detection shaft and takes it out,
A spring for returning the detection shaft after moving from the origin position to the origin position is provided.
The detection shaft has a large diameter portion formed by two substantially D-shaped notches.
The spring is in contact with the first housing and the large diameter portion when the detection shaft is at the origin position.
It is characterized by that.
本発明によれば、構造を簡素化してコストを低減したストロークセンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stroke sensor having a simplified structure and reduced cost.
以下に、本発明に係るストロークセンサを添付図面に基づいて説明する。 The stroke sensor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1、図2、及び図3を参照する。図1は、ストロークセンサ1の平面図を示す。図2は、ストロークセンサ1のA−A断面図を示す。図3は、ストロークセンサ1のB−B断面図を示す。
ストロークセンサ1は、検出シャフト10、第一のハウジング20、第二のハウジング30、スプリング40を備える。またストロークセンサ1は、検出シャフト10ともに移動する磁石51と、磁石51の移動量Sを検出する磁気検出素子52を備える。
See FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 shows a plan view of the
The
検出シャフト10は、被検出体の移動によって追従される検出媒体であり、例えば、被検出体に連結されて外力が伝達され、軸方向に往復して追従する。検出シャフト10は、ある程度剛性を有する非磁性材料が好ましく、例えばオーステナイト系のステンレス鋼(SUS: Steel Use Stainless)からなる。
The
検出シャフト10は、円柱状の直径の異なる径大部11、径中部12、径小部13を有する。検出シャフト10は、棒状の被加工材を切削して成形されてもよく、鋳造や射出成形によって成形されてもよい。
The
図4も併せて参照する。図4は、ストロークセンサ1のC−C断面図を示す。
径大部11は、円板にDカット加工を施した略D形状の切り欠き11a,11bを有する。2つの切り欠き11a,11bは、同じ大きさであり、径大部11の中心を軸として向き合っている。これにより、径大部11は、2つの切り欠き11a,11bにより略I形状に形成される。径大部11の長辺の長さL1は、スプリング40の直径と略同等又はそれよりも大きい。径大部11の長辺は、径中部12と段差が無く平坦になっている。そのため、径大部11の短辺の長さL2は、径中部12の直径と同じである。
径大部11は、第一のハウジング20内に配置され、検出シャフト10が原点位置Oにあるとき、スプリング40と接する。なお径大部11の厚みは、ストロークセンサ1の大きさやスプリング40の弾性係数に応じて適宜選択することができる。
See also FIG. FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line CC of the
The large-
The
径中部12は、検出シャフト10の径大部11から突出して形成された突部12aと、後述する径小部13に連続する軸部12bからなる。
突部12aは、後述する磁石収納部19を有し、第一のハウジング20内に配置され後述するシャフト支持部22を摺動する。
軸部12bは、スプリング40を通し、径小部13側に止め輪14と気密部材15が取り付けられる。
突部12aと軸部12bの直径は、略同等であることが好ましいが、磁石収納部19の大きさにより突部12aが大きく形成される場合がある。このとき、径大部11の長辺は、少なくとも突部12aと軸部12bのどちらか一方と、段差が無く平坦に構成される。
The
The
A
The diameters of the
径小部13は、第二のハウジング30のシャフト穴33から外側に突き出しており、図示しない被検出体と接続される。
The
止め輪14は、非磁性材料からなるラジアル方向取り付け式止め輪であり、径中部12の軸部12bに設けられた図示しない溝によって保持される。止め輪14は、座金18を支持する。
The
気密部材15は、ゴムからなるOリングであり、径中部12の軸部12bに設けられた溝によって保持される。気密部材15は、ストロークセンサ1の気密を保つために用いられ、該溝は、気密部材15の気密機能を発揮するために必要な溝構造を満たすように構成される。
The
座金18は、非磁性材料からなるO型のワッシャであり、その直径は後述する第二のハウジング30の孔部32及びスプリング40よりも大きく、第二のハウジング30の内径より小さく構成される。
座金18は、検出シャフト10の移動により、別の部材に接触した際のスラスト荷重に耐えるように設計される。
The
The
磁石収納部19は、突部12aの先端をくりぬいて形成され、磁石51を収納し接着剤などで固定して保持する。
The
第一のハウジング20は、検出シャフト10の径大部11を受ける第一の受部21と、シャフト支持部22と、スプリング支持部23と、収容部24と、基板収納部25と、雌ねじ部29を有して構成される。
The
第一のハウジング20は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状に形成されている。
The
第一の受部21は、第一のハウジング20の内側に設けられる面であり、検出シャフト10の径大部11と接し、検出シャフト10の移動量Sを制限する。原点位置Oから第一の受部21までの長さは、スプリング40の最大たわみ量より小さくなるように構成される。
The first receiving
シャフト支持部22は、第一のハウジング20の内側に設けられ、検出シャフト10の径中部12の突部12aを支持する溝として形成される。
The
スプリング支持部23は、第一のハウジング20の内側に設けられる面であり、検出シャフト10が原点位置Oにあるとき、径大部11の2つの切り欠き11a,11bに対応する領域で、スプリング40と接する。
The
収容部24は、第一の受部21とスプリング支持部23の間に設けられた空間であり、検出シャフト10の径大部11の全てを収容可能に構成される。収容部24は、径大部11と嵌合することで、検出シャフト10の回り止めを行う。
The
基板収納部25は、第一のハウジング20の表面を掘り下げて構成されており、後述する磁気検出素子52を検出シャフト10の磁石51に近づけて配置するために用いられる。基板収納部25には、後述する基板50を取り付けるためのねじ穴が設けられる。
The substrate housing portion 25 is configured by digging down the surface of the
雌ねじ部29は、第一のハウジング20の内径面に備えられ、第一のハウジング20と第二のハウジング30を連結するために用いられる。
The female threaded
第二のハウジング30は、検出シャフト10の止め輪14を受ける第二の受部31と、孔部32と、シャフト穴33と、座金支持部34と、面加工部38と、雄ねじ部39を有して構成される。
The
第二のハウジング30は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状に形成されている。
The
第二の受部31は、後述する孔部32の底に設けられる円環状の面であり、検出シャフト10の止め輪14を受け、検出シャフト10の移動量Sを制限する。原点位置Oから第二の受部31までの長さは、スプリング40の最大たわみ量より小さくなるように構成される。
The
孔部32は、第二のハウジング30の内側に設けられ、その直径は止め輪14よりも大きく、座金18よりも小さく構成される。
The hole 32 is provided inside the
シャフト穴33は、検出シャフト10の径中部12の軸部12bを摺動可能に支持して外部に取り出す。
The
座金支持部34は、孔部32の外周に設けられる面であり、その直径は孔部32より大きく、座金18と略同等に構成される。
The
面加工部38は、第二のハウジング30の端を多角形状となるように面取り加工した部位である。これにより、第二のハウジング30をレンチやスパナで回すことができ、第一のハウジング20との連結が容易になる。
The chamfered
雄ねじ部39は、孔部32と反対方向の第二のハウジング30の外径面に備えられ、第一のハウジング20と第二のハウジング30を連結するために用いられる。前記連結に際しては、補強用接着剤(例えば、シーロック剤)などでねじの緩み防止をさらに行ってもよい。
The male threaded
スプリング40は、ステンレス鋼線や鉄または鉄合金からなるオイルテンパー線などが好ましく、例えばSUS304WPB、SWOSC-BやSWOSC−Vなどによる円筒状のコイルばねで構成される。
The
スプリング40は、内側に検出シャフト10を通すように構成され、検出シャフト10が原点位置Oにあるとき、スプリング40の一端が検出シャフト10の径大部11及び第一のハウジング20のスプリング支持部23と、スプリング40の別の一端が座金18と、接している。このとき、スプリング40は、径大部11の2つの切り欠き11a,11bに対応する領域がスプリング支持部23と接することで、スプリング40の第一のハウジング20の方向への伸長が抑止され、且つ、径大部11と接することで、検出シャフト10が原点位置Oに保たれる。
The
原点位置Oにある検出シャフト10が第一のハウジング20の方向に押し込まれるように移動すると、止め輪14に支持された座金18がスプリング40を押し、且つ、スプリング支持部23がスプリング40を支持することで、スプリング40が押し潰され、検出シャフト10の径大部11が第一のハウジング20の第一の受部21に当たるまでの移動量S分だけ移動することができる。
そして、検出シャフト10を押し込む力がなくなると、スプリング40に蓄積されたばね力で、原点位置Oに戻される。
When the
Then, when the force for pushing the
また、原点位置Oにある検出シャフト10が第二のハウジング30の方向に引き込まれるように移動すると、径大部11がスプリング40を押し、且つ、座金支持部34に支持された座金18がスプリング40を支持することで、スプリング40が押し潰され、検出シャフト10の止め輪14が第二のハウジング30の第二の受部31に当たるまでの移動量S分だけ移動することができる。
そして、検出シャフト10を引き込む力がなくなると、スプリング40に蓄積されたばね力で、原点位置Oに戻される。
Further, when the
Then, when the force for pulling in the
磁石51は、円柱状に形成された希土類系磁石(例えば、SmCoやNdFeBなどの材料の磁石)からなり、検出シャフト10の磁石収納部19に取り付けられる。
The
磁石51は、磁気検出素子52に磁界を提供しており、磁石51が検出シャフト10とともに移動することで磁気検出素子52へ与える磁界の向き及び強さを変え、結果的に磁気検出素子52が移動量Sとして検出する。磁石51は、製造手法により焼結磁石やプラスチックと混ぜて圧縮もしくは成形されたプラスチック磁石などのいずれでもよい。焼結磁石の方が強力な磁力を有する一方、プラスチック磁石の方が大量生産性や耐割れ性が高いなど特性があることから、使用条件や設計要件に応じて適宜選択すればよい。
The
磁気検出素子52は、被検出体の位置や移動量などの変化を磁界の向き及び強さにより検出するものであり、例えば、ホール素子などで構成され、被検出体の移動などに伴う磁界の変化を電気信号に変換して外部に出力するものである。
The
磁気検出素子52による検出シャフト10の移動量Sの検出は、検出シャフト10に備えられた磁石51が発する磁界の向き及び強さの変化を検出し、前記磁界に応じた電気信号に変換して外部に出力する。
The
基板50は、ガラスエポキシなどからなるプリント基板(Printed Circuit Board; PCB)であり、磁気検出素子52を備える。基板50は、基板収納部25にねじによって固定され、基板収納部25にエポキシ樹脂などの封止部材60を充填することで気密に封止される。
The
基板50の磁気検出素子52への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、電気コード53にて行われる。グロメット54は、基板収納部25の端面から電気コード53を保護する。
なお、基板50の磁気検出素子52への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、電気コード53の代わりにダイレクトコネクタやカプラーなどを用いてもよい。
The
A direct connector, a coupler, or the like may be used instead of the
封止部材60は、例えばエポキシ樹脂などが用いられる。封止部材60は、第一のハウジング20の基板収納部25に注入され硬化することで、磁気検出素子52及び基板50を気密に封止する。
For the sealing
以上に説明した態様は、以下の効果を奏する。 The embodiments described above have the following effects.
被検出体に追従して原点位置Oから移動する検出シャフト10の移動量Sを検出するストロークセンサ1であって、
検出シャフト10と、
第一のハウジング20と、
検出シャフト10を支持し外部に取り出す第二のハウジング30と、
原点位置Oから移動した後の検出シャフト10を原点位置Oに復帰させるスプリング40と、を備え、
検出シャフト10は、略D形状の2つの切り欠き11a,11bによって形成される径大部11を有し、
スプリング40は、検出シャフト10が原点位置Oにあるとき、径大部11及び第一のハウジング20と接する。
A
The
A
A
The
The
ストロークセンサ1は、径大部11、第一のハウジング20、及びスプリング40が検出シャフト10の原点復帰機構を構成することで、部品点数を削減し、構造を簡素化することができる。
The
ストロークセンサ1において、
2つの切り欠き11a,11bは、向き合っている。
In the
The two
ストロークセンサ1は、2つの切り欠き11a,11bが向き合うことで、径大部11の構造が線対称となり、検出シャフト10の摺動及びスプリング40の押し下げを高精度に行うことができる。
In the
ストロークセンサ1において、
検出シャフト10は、径大部11よりも直径の小さい径中部12をさらに有し、
径大部11は、2つの切り欠き11a,11bによって作られる長辺が径中部12と段差が無く平坦になっている。
In the
The
The
ストロークセンサ1は、径大部11の2つの切り欠き11a,11bによって作られる長辺が径中部12と段差が無く平坦にすることで、スプリング40が第一のハウジング20と接する領域を広く取ることができる。
In the
ストロークセンサ1において、
径大部11は、長辺の長さL1がスプリング40の直径以上である。
In the
The long side length L1 of the
ストロークセンサ1は、径大部11の長辺の長さL1がスプリング40の直径以上であることにより、検出シャフト10が第二のハウジング30の方向に移動するときに、径大部11がスプリング40を押して移動することができる。
In the
ストロークセンサ1において、
第一のハウジング20は、径大部11を収容する収容部24を有し、
スプリング40は、検出シャフト10が第一のハウジング20の方向に移動するとき、収容部24が径大部11を収容することで径大部11と接しない。
In the
The
When the
ストロークセンサ1は、検出シャフト10が第一のハウジング20の方向に移動するときに、収容部24が径大部11を収容することで、スプリング40が第一のハウジング20と接する領域を広く取ることができる。
In the
本発明は、上述の態様及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above aspects and drawings. Changes (including deletion of components) can be made as appropriate without changing the gist of the present invention.
1 ストロークセンサ
10 検出シャフト
11 径大部
11a,11b 切り欠き
12 径中部
13 径小部
14 止め輪
18 座金
20 第一のハウジング
21 第一の受部
23 スプリング支持部
24 収容部
30 第二のハウジング
31 第二の受部
32 孔部
34 座金支持部
40 スプリング
50 基板
51 磁石
52 磁気検出素子
60 封止部材
O 原点位置
S 移動量
1
Claims (5)
前記検出シャフトと、
第一のハウジングと、
前記検出シャフトを支持し外部に取り出す第二のハウジングと、
前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、を備え、
前記検出シャフトは、略D形状の2つの切り欠きによって形成される径大部を有し、
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記原点位置にあるとき、前記径大部及び前記第一のハウジングと接する、
ストロークセンサ。 A stroke sensor that detects the amount of movement of the detection shaft that follows the object to be detected and moves from the origin position.
With the detection shaft
The first housing and
A second housing that supports the detection shaft and takes it out,
A spring for returning the detection shaft after moving from the origin position to the origin position is provided.
The detection shaft has a large diameter portion formed by two substantially D-shaped notches.
The spring is in contact with the large diameter portion and the first housing when the detection shaft is in the origin position.
Stroke sensor.
請求項1に記載のストロークセンサ。 The two notches face each other,
The stroke sensor according to claim 1.
前記径大部は、前記2つの切り欠きによって作られる長辺が前記径中部と段差が無く平坦になっている、
請求項2に記載のストロークセンサ。 The detection shaft further has a middle diameter portion having a diameter smaller than that of the large diameter portion.
In the large diameter portion, the long side formed by the two notches is flat with no step from the middle diameter portion.
The stroke sensor according to claim 2.
請求項3に記載のストロークセンサ。 In the large diameter portion, the length of the long side is equal to or larger than the diameter of the spring.
The stroke sensor according to claim 3.
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記第一のハウジングの方向に移動するとき、前記収容部が前記径大部を収容することで前記径大部と接しない、
請求項1乃至4のいずれか1つに記載のストロークセンサ。 The first housing has a housing portion for accommodating the large diameter portion.
When the detection shaft moves in the direction of the first housing, the spring does not come into contact with the large diameter portion because the accommodating portion accommodates the large diameter portion.
The stroke sensor according to any one of claims 1 to 4.
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