JP2020165791A - Position detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直動部材の直線方向に沿った移動位置を検出可能な位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detecting device capable of detecting a moving position of a linear motion member along a linear direction.
従来から、直線的に変位する変位体の移動を検出するための位置検出装置が知られており、例えば、特許文献1に開示された位置検出装置は、ケースの内部にスライド自在に収納された操作軸と、該操作軸のスライドに連動して移動する磁石ホルダに装着された永久磁石と、該永久磁石の磁界を検出する磁気検出素子とを備え、前記操作軸が前記ケースの軸受部に変位自在に支持されると共に、前記磁石ホルダを操作軸側に向かって付勢するコイルばねがガイド溝に収納されている。 Conventionally, a position detecting device for detecting the movement of a displaced body that is displaced linearly has been known. For example, the position detecting device disclosed in Patent Document 1 is slidably housed inside a case. A permanent magnet mounted on an operating shaft, a magnet holder that moves in conjunction with a slide of the operating shaft, and a magnetic detection element that detects a magnetic field of the permanent magnet are provided, and the operating shaft is attached to a bearing portion of the case. A coil spring that is displaceably supported and urges the magnet holder toward the operating shaft side is housed in the guide groove.
そして、コイルばねの弾発力によって磁石ホルダを一方側へと押圧することで、操作軸が軸受部に支持された状態でケースから突出するように移動し、永久磁石の移動に伴って磁界の強度が変化し、この変化を磁気検出素子で検知することで、操作軸の移動位置が検出される。 Then, by pressing the magnet holder to one side by the elastic force of the coil spring, the operating shaft moves so as to protrude from the case while being supported by the bearing portion, and the magnetic field is generated as the permanent magnet moves. The intensity changes, and by detecting this change with the magnetic detection element, the moving position of the operation shaft is detected.
しかしながら、上述した位置検出装置では、コイルばね及び操作軸を軸方向に移動自在に支持するための軸受部及びガイド溝が必要となるため、部品点数及び組付工数が増加すると共に製造コストが増加してしまうという問題がある。 However, in the above-mentioned position detection device, a bearing portion and a guide groove for supporting the coil spring and the operation shaft so as to be movable in the axial direction are required, so that the number of parts and the assembly man-hours increase and the manufacturing cost increases. There is a problem of doing it.
また、磁気検出素子を用いた検出方式では、例えば、ソレノイド等の駆動部を用いた場合に発生する磁束の漏れがノイズの原因となり検出誤差が生じやすいため、この磁束の漏れを防ぐための磁気シールド等のノイズ対策が必要になり、製造コストの高騰を招くこととなる。 Further, in the detection method using a magnetic detection element, for example, the leakage of magnetic flux generated when a driving unit such as a solenoid is used causes noise and a detection error is likely to occur. Therefore, magnetism for preventing this leakage of magnetic flux. Noise countermeasures such as shields are required, which leads to a rise in manufacturing costs.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、部品点数及び組付工数の削減を図りつつ検出誤差を抑制することが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a position detecting device capable of suppressing a detection error while reducing the number of parts and assembling man-hours.
前記の目的を達成するために、本発明の態様は、ケースと、ケースの内部を直線的に移動する直動部材と、直動部材に臨むようにケースの基板収納部に収納される基板と、基板に設けられ直動部材の位置を検知することで直動部材と共に移動する検出対象物の位置を検出可能なセンサとを備える位置検出装置において、
センサは、直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、
直動部材には、検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える。
In order to achieve the above object, the aspects of the present invention include a case, a linear motion member that linearly moves inside the case, and a substrate that is housed in a substrate storage portion of the case so as to face the linear motion member. In a position detection device provided on a substrate, a sensor including a sensor capable of detecting the position of a detection object moving together with the linear motion member by detecting the position of the linear motion member.
The sensor is an inductive type that can detect changes in capacitance due to the approach of a linear motion member.
The linear motion member includes a connecting portion that is rotatably connected to the object to be detected.
本発明によれば、位置検出装置を構成するセンサは、ケースの内部を直線的に移動する直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、この直動部材には、直動部材と共に移動する検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える。 According to the present invention, the sensor constituting the position detecting device is an inductive type capable of detecting a change in capacitance due to an approach of a linearly moving member that moves linearly inside the case, and the linearly moving member has the present invention. A connecting portion that is rotatably connected to a detection object that moves together with the linear motion member is provided.
従って、位置検出装置においてインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド等の磁束の漏れに起因したノイズによる検出誤差を好適に抑制することができると共に、連結部を介して直動部材を検出対象物へと連結することで、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とすることができると共にガイド手段の構成を簡素化できるため、位置検出装置における部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。 Therefore, by using an inductive type sensor in the position detection device, it is possible to suitably suppress the detection error due to the noise caused by the leakage of the magnetic flux of the solenoid or the like, and the linear motion member is detected via the connecting portion. Compared with the conventional position detection device that has a coil spring for urging the magnet toward the operation shaft, a bearing for guiding the operation shaft in the axial direction, and a guide groove by connecting to the Since the coil spring can be eliminated and the configuration of the guide means can be simplified, the number of parts and the number of assembly steps in the position detecting device can be reduced.
また、直動部材を検出対象物に対して回転自在に連結することで、検出対象物が回転した場合であっても直動部材を常にセンサに対峙するように配置し、センサによって安定した位置検出を行うことができる。 In addition, by rotatably connecting the linear motion member to the detection target object, the linear motion member is always arranged to face the sensor even when the detection target object rotates, and the position is stable by the sensor. Detection can be performed.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、位置検出装置において、ケースの内部を直線的に移動する直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式のセンサを用いることでソレノイド等を用いた場合に生じるノイズに起因した検出誤差を抑制することができると共に、検出対象物に対して回転自在に連結可能な連結部を直動部材に設けることで、従来の位置検出装置と比較してコイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化することができ、位置検出装置における部品点数及び組付工数の削減を図ることが可能となる。また、直動部材が検出対象物に対して回転自在に連結されているため、検出対象物が回転した場合であっても直動部材を常にセンサに対峙するように配置させることが可能となる。 That is, it is caused by noise generated when a solenoid or the like is used in the position detection device by using an inductive type sensor that can detect a change in capacitance due to the approach of a linearly moving member that moves linearly inside the case. By providing the linear motion member with a connecting portion that can be rotatably connected to the object to be detected while suppressing the detected detection error, a coil spring is not required as compared with the conventional position detection device, and the coil spring is not required. , The configuration of the guide means can be simplified, and the number of parts and the assembly man-hours in the position detection device can be reduced. Further, since the linear motion member is rotatably connected to the detection object, the linear motion member can be arranged so as to always face the sensor even when the detection object rotates. ..
本発明に係る位置検出装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の第1の実施の形態に係る位置検出装置が用いられた流路切替弁を示す。
A suitable embodiment of the position detection device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1,
この流路切替弁10は、図1及び図2Aに示されるように、ボディ12と、該ボディ12の軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に設けられる弁体(検出対象物)14と、該ボディ12の一端部に接続されたセンサユニット(位置検出装置)16と、前記ボディ12の他端部に接続されたソレノイド部18とを含む。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the flow
ボディ12は、例えば、樹脂製材料から軸方向(矢印A、B方向)に沿って長尺な円筒状に形成され、その外周面が軸方向に沿って同一径で形成されると共に、該軸方向に沿った一端部側(矢印A方向)の内部には係止壁20が形成され、他端部側(矢印B方向)が開口している。この係止壁20の中央には、後述するセンサユニット16の検出体82が挿通されるロッド孔22が軸方向に貫通し、該ロッド孔22の径方向外側にはバルブスプリング24の一端部が保持される第1環状溝26が形成される。
The
また、ボディ12の外周面には、径方向外側に向かって突出した管状の導入ポート28、第1及び第2導出ポート30、32が形成され、前記導入ポート28が、軸方向略中央で径方向一方側へ突出し、第1及び第2導出ポート30、32は、前記導入ポート28とは反対方向となる径方向他方側へと突出すると共に、前記第1導出ポート30がボディ12の一端部側(矢印A方向)、前記第2導出ポート32が他端部側(矢印B方向)となるように軸方向に所定距離だけ離間して形成されている。
Further, on the outer peripheral surface of the
そして、導入ポート28、第1及び第2導出ポート30、32には、それぞれ図示しない配管が接続され、例えば、前記導入ポート28には図示しない供給源から配管を通じて流体が供給され、第1及び第2導出ポート30、32にはそれぞれ前記流体の供給される図示しない機器が接続される。
A pipe (not shown) is connected to the
一方、ボディ12の内部には、略一定径で軸方向に沿って延在する第1収納孔34が形成され、該第1収納孔34は、導入ポート28、第1及び第2導出ポート30、32とそれぞれ第1〜第3開口部36、38、40を介して連通すると共に、その内部には円筒状に形成されたスリーブ42が収納される。
On the other hand, inside the
スリーブ42は、例えば、アルミ合金等の金属製材料から円筒状に形成され、ボディ12の第1収納孔34に対応した同一外周径で軸方向(矢印A、B方向)に沿って形成され、ボディ12の第1〜第3開口部36、38、40に臨む位置にそれぞれ第1〜第3連通孔44、46、48が形成される。
The
この第1〜第3連通孔44、46、48は、スリーブ42の径方向に貫通することで、第1〜第3開口部36、38、40を介して導入ポート28、第1及び第2導出ポート30、32と連通している。
The first to
また、スリーブ42の内部には、軸方向に沿って延在し軸方向両端の開口した第2収納孔50が形成され、該第2収納孔50は、軸方向中央に形成され第1連通孔44の開口した着座部52と、該着座部52に対して一端部側(矢印A方向)に形成された第1拡径部54と、前記着座部52に対して他端部側(矢印B方向)に形成された第2拡径部56とを備える。
Further, inside the
さらに、第2収納孔50は、第1拡径部54の下方(矢印A方向)に弁体14の摺接する第1ガイド部58が形成されると共に、前記第2拡径部56の上方(矢印B方向)に前記弁体14の摺接する第2ガイド部60が形成される。
Further, in the
着座部52は、略一定径で軸方向(矢印A、B方向)に所定長さで形成され、その軸方向中央に第1連通孔44が開口すると共に、後述する弁体14の第1及び第2ランド部62、64が前記着座部52に対して摺接可能に形成される。
The seating
第1拡径部54は、着座部52に対してセンサユニット16側(矢印A方向)に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部52に対して径方向に拡径して形成されている。
The first diameter-expanded
第2拡径部56は、着座部52に対してソレノイド部18側(矢印B方向)に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部52に対して径方向に拡径し、且つ、第1拡径部54と同一の内周径で形成されている。
The second diameter-expanded
第1及び第2ガイド部58、60は、スリーブ42の一端部及び他端部において着座部52と同一内周径で形成され、後述する弁体14の第1及び第2ランド部62、64がそれぞれ摺接可能に形成されている。
The first and
そして、スリーブ42は、ボディ12の第1収納孔34に対して軸方向に沿って挿入され、その一端部が係止壁20へと当接することでセンサユニット16側(矢印A方向)への位置決めがなされ、他端部がボディ12の他端部と略同一面となるように配置される。なお、スリーブ42の外周面には複数のОリングが設けられ、該スリーブ42とボディ12との間を通じた流体の漏出を防止している。
Then, the
弁体14は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成された軸体からなり、その軸方向に沿った一端部側(矢印A方向)の外周に形成される第1ランド部62と、他端部側(矢印B方向)の外周に形成される第2ランド部64と、前記第1ランド部62と前記第2ランド部64との間で外周側に設けられる連通凹部66とを有する。
The
第1及び第2ランド部62、64は同一直径で形成され、軸方向に沿ってそれぞれ略同一長さで形成されると共に、前記第1ランド部62がスリーブ42の着座部52及び第1ガイド部58の少なくともいずれか一方に摺接し、前記第2ランド部64が前記スリーブ42の着座部52及び第2ガイド部60の少なくともいずれか一方に摺接した状態で、弁体14が軸方向(矢印A、B方向)に変位自在に設けられる。
The first and
また、連通凹部66は、第1及び第2ランド部62、64に対して径方向内側へと窪んで環状に形成され、スリーブ42における着座部52及び第1連通孔44に臨むように配置されると共に、前記着座部52の軸方向に沿った長さよりも長く形成されている。
Further, the
一方、弁体14には、その一端部から他端部まで内部を貫通する複数の連通路68が形成され、この連通路68は、一端部近傍において弁体14の外周面から径方向内側へと延在した後、他端部側に向かって軸方向(矢印A、B方向)に延在して開口している。
On the other hand, the
そして、スリーブ42の内部において、弁体14の一端部側(矢印A方向)に形成された空間と他端部側(矢印B方向)に形成された空間とが常に連通路68を介して連通した状態となり同圧となっている。
Inside the
また、弁体14の一端部中央には、後述するセンサユニット16の検出体82が接続される連結端70が形成されると共に、該連結端70の径方向外側には軸方向に沿って他端部側(矢印B方向)に窪んだ第2環状溝72が形成される。この第2環状溝72は、係止壁20の第1環状溝26に臨むように形成され、前記第2環状溝72と前記第1環状溝26との間にはバルブスプリング24が介装される。そして、バルブスプリング24は、その弾発作用下に弁体14を常にソレノイド部18側(矢印B方向)へと付勢している。
Further, a connecting
連結端70には、図2A及び図2Bに示されるように、一端部側(矢印A方向)に開口した挿入孔74と、該挿入孔74と連通した断面矩形状の室76とが形成され、前記挿入孔74は一定径となる断面円形状で軸方向(矢印A、B方向)に貫通すると共に、前記室76は、前記挿入孔74に対して径方向に拡幅した空間となる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the connecting
センサユニット16は、図1〜図2Bに示されるように、弁体14の軸方向(矢印A、B方向)に沿った位置を検出可能な位置検出装置として機能し、例えば、センサケース(ケース)78と、該センサケース78の内部に収納される基板80と、該基板80に沿って移動自在に設けられる検出体(直動部材)82と、該検出体82を弁体14に対して連結する連結部84と、前記基板80に対して電気的に接続されるターミナル86と、前記センサケース78の開口部102を塞ぐ蓋部材88とを含む。
As shown in FIGS. 1 to 2B, the
センサケース78は、例えば、樹脂製材料から中空状に形成され、その開口した他端部がボディ12の一端部側(矢印A方向)に挿入され、幅方向外側へと突出した第1フランジ部90が前記ボディ12の一端部に対して当接した状態でねじ92によって固定される。これにより、開口したボディ12の一端部がセンサユニット16によって塞がれる。
The
また、センサケース78の内部には、基板80の収納される基板収納室(基板収納部)94と、該基板収納室94と隣接し検出体82の収納される検出体収納室96とを備え、前記基板収納室94及び前記検出体収納室96がそれぞれ軸方向(矢印A、B方向)に延在し、両者の間に設けられた仕切壁98によって分離されている。
Further, inside the
一方、センサケース78の外部には、軸方向と直交するように突出した第1カプラ部100を有し、その内部にターミナル86の先端が露出し、図示しないコネクタが接続されることでコントローラ(図示せず)からの制御信号がターミナル86へと通電されると共に、センサユニット16で検出された検出信号が前記コントローラへと出力される。
On the other hand, the outside of the
基板収納室94は、基板80の挿入される一端部側(矢印A方向)が開口した開口部102を有し、該開口部102から仕切壁98に沿って基板80がボディ12側(矢印B方向)へと挿入され収納される。そして、基板収納室94は、その内部に基板80が収納された状態で開口部102に蓋部材88が装着されることで塞がれる。
The
基板80は、例えば、板状に形成され第1カプラ部100を構成する3本のターミナル86が図示しない電極部へと接触することで電気的に接続されると共に、近接配置される検出体82の接近を検知するためのセンサコイル(センサ)Sが設けられ、後述するターミナル86からの制御信号に基づいて磁界を発生させる。
The
検出体収納室96は、仕切壁98を介して基板収納室94と隣接するように形成され、その内部には検出体82が軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に設けられる。この検出体82は、例えば、ブロック状に形成された本体部104と、該本体部104に対して軸方向(矢印B方向)に突出したロッド部106と、前記本体部104の側面に装着される検出片108とを含む。
The
本体部104は、検出体82の移動方向と直交して仕切壁98に臨む一側面に検出片108が装着され、前記一側面とは反対側となる他側面が、検出体収納室96の内壁面96aに当接することで軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に案内される。
The
ロッド部106は、該本体部104の軸方向端面から軸方向(矢印B方向)に沿って所定長さだけ突出し、ボディ12における係止壁20のロッド孔22へと挿通されると共に、その先端には弁体14の連結端70に連結するための連結部84が設けられる。
The
この連結部84は、図2A及び図2Bに示されるように、ロッド部106の先端から軸方向(矢印B方向)に所定長さだけ突出し、例えば、前記ロッド部106に接続される小径部110と、該小径部110に対してロッド部106から離間する方向(矢印B方向)に延在し且つ拡径した拡径部112とを有する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the connecting
拡径部112の外周面は、小径部110側(矢印A方向)が最も拡径して形成され、矢印B方向となる先端に向かって徐々に小径となるテーパ状に形成されている。また、小径部110の軸方向長さは、弁体14における挿入孔74の軸方向長さと略同一に設定されている。
The outer peripheral surface of the
また、小径部110及び拡径部112はそれぞれ周方向に分割され、例えば、径方向内側へと押圧することで弾性変形して縮径する4つの係止片114から構成され、各係止片114は、ロッド部106の先端において周方向に互いに等間隔離間して設けられている。
Further, the
また、小径部110の外周径は、連結部84における挿入孔74の直径と略同一に形成されると共に、拡径部112は径方向内側へと傾動して最大限縮径した状態において、その外周径が挿入孔74の直径と略同等又は小さくなるように形成されている。
Further, the outer peripheral diameter of the
そして、ロッド部106は、係止壁20のロッド孔22に挿通された状態で、拡径部112及び小径部110が連結端70における挿入孔74へと挿入され、前記拡径部112が縮径した状態で前記挿入孔74を通って室76内へと挿入されることで弾性によって径方向外側に拡径する。これにより、拡径部112の端部が室76の底壁に対して係合され、挿入孔74に対して抜け止めがなされることで軸方向への相対変位が規制された状態となり一体的、且つ、回転自在に連結される。
Then, in the
検出片108は、図1及び図2Aに示されるように、例えば、金属製材料から形成されたプレートであり、本体部104の他側面と略平行となり、且つ、仕切壁98に対しても略平行となるように装着されると共に、検出体82と共に仕切壁98に沿って軸方向(矢印A、B方向)に移動自在に設けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
そして、検出片108が、仕切壁98を介して基板80のセンサコイルSの周辺に生じた磁界に接近することで過電流が流れインダクタンス(静電容量)が変化し、このインダクタンス変化が検出されて検出信号としてターミナル86から図示しないコントローラへと出力される。すなわち、センサユニット16では、上述したようなインダクタンス式の検出方式が用いられている。
Then, when the
ターミナル86は、例えば、断面L字状に形成された一対の電源端子と、該電源端子の間に設けられる信号端子とから3本で構成され、その先端が第1カプラ部100の内部で露呈し、基端が基板収納室94内で露呈して開口部102に臨むようにセンサケース78にモールドされている。
The terminal 86 is composed of, for example, a pair of power supply terminals formed in an L-shaped cross section and a signal terminal provided between the power supply terminals, and the tip thereof is exposed inside the
また、ターミナル86の基端には、金属製材料から形成されたジョイント部材116が電気的に接続される。このジョイント部材116は、基板収納室94内においてターミナル86の基端と基板80の電極部とを電気的に接続すると共に、その弾発力によって前記基板80を仕切壁98側に向かって押圧することで保持している。
Further, a
これにより、図示しないコントローラからの制御信号がターミナル86を介して基板80に供給されると共に、前記基板80で検出された検出体82の位置が検出信号として前記ターミナル86から前記コントローラへと出力される。
As a result, a control signal from a controller (not shown) is supplied to the
ソレノイド部18は、図1に示されるように、例えば、ソレノイドケース118と、該ソレノイドケース118の内部に収納されコイル120の巻回されるボビン122と、該ボビン122の下部に設けられる固定コア124と、前記ボビン122の内側に設けられ前記コイル120の励磁作用下に固定コア124側(矢印A方向)へと付勢されるプランジャ126と、該プランジャ126の中心に連結されるシャフト128と、前記ボビン122及びコイル120の外周側を覆う樹脂モールド部130とを含む。
As shown in FIG. 1, the
ソレノイドケース118は有底円筒状に形成され、その開口した一端部には固定部材132が一体的に加締められ塞がれている。そして、固定部材132の一端部に形成された第2フランジ部134がボディ12の他端部に当接した状態で複数のねじ92によって連結される。
The
ボビン122は、その一端部及び他端部が径方向外側に拡径した円筒状に形成され、その外周面にはコイル120が巻回されている。そして、ソレノイドケース118の内部において、コイル120及びボビン122の外周側が後述する樹脂モールド部130によってモールドされて覆われる。
The
固定コア124は、金属製材料から略円筒状に形成され、その一部がボビン122の内部に挿通されると共に、外周面から径方向外側に延在した鍔部136が樹脂モールド部130と固定部材132の他端部との間に挟持されている。
The fixed
プランジャ126は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、ボビン122の内周側に配置されると共に固定コア124の他端部に臨むように設けられている。また、プランジャ126の軸中心にはシャフト128が連結され、前記シャフト128はプランジャ126の一端部に対して所定長さだけ弁体14側(矢印A方向)に向かって突出し、シャフト128の一部が固定コア124の挿通孔へと挿通されると共に、その一端部が弁体14の他端部中央へと当接している。
The
この際、弁体14がバルブスプリング24の弾発力によって常にシャフト128側(矢印B方向)へと付勢されているため、前記シャフト128の一端部が常に弁体14に当接した状態となる。
At this time, since the
樹脂モールド部130は、例えば、樹脂製材料から形成され、ソレノイドケース118の内部でコイル120及びボビン122の外周側を覆うモールド本体140と、該モールド本体140の側方から突出して接続端子142の収納される第2カプラ部144を備える。そして、接続端子142がコイル120と電気的に接続されると共に、前記第2カプラ部144は、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子142からコイル120へと入力される。
The
本発明の第1の実施の形態に係る位置検出装置の用いられた流路切替弁10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図1に示されるように、バルブスプリング24の弾発力によって弁体14がソレノイド部18側(矢印B方向)へ移動した状態を初期位置として説明すると共に、流体として冷却水の流通する冷却水回路に流路切替弁10が用いられる場合について説明する。
The flow
この初期位置では、弁体14の連通凹部66が導入ポート28に臨み、且つ、第1ランド部62が着座部52及び第1ガイド部58に当接すると共に、第2ランド部64が第2ガイド部60のみに当接し、第2拡径部56と前記連通凹部66とが連通した状態にある。
At this initial position, the
そして、図示しない供給源から導入ポート28へと供給された冷却水が、第1開口部36及び第1連通孔44を通じてスリーブ42の内部へと流通し、その第2拡径部56と弁体14の連通凹部66との間に生じた間隙を通じて該第2拡径部56内へと流入する。一方、第1拡径部54は、弁体14の第1ランド部62が着座部52に対して当接しているため、連通凹部66と連通することがなく、冷却水は前記第1拡径部54へ流通することがない。
Then, the cooling water supplied from the supply source (not shown) to the
この第2拡径部56へと流れた冷却水は、該第2拡径部56に臨む第3連通孔48及び第3開口部40を通じて第2導出ポート32から冷却の必要とされる図示しない機器へと導出される。
The cooling water flowing to the second diameter-expanded
また、センサユニット16では、上述した初期位置において弁体14に連結された検出体82が一体的に上昇し、図示しないコントローラから第1カプラ部100のターミナル86を介して基板80へと通電され、センサコイルSにおいて生じる磁界に対して検出片108の接近距離に応じたインダクタンス変化が検出される。
Further, in the
さらに、検出体82は、その本体部104が検出体収納室96の内壁面96aに沿って摺動することで軸方向に沿って好適に案内される。
Further, the
そして、このインダクタンス変化に基づいた検出信号が基板80からターミナル86を通じて図示しないコントローラへと出力されることで、検出片108を有した検出体82、該検出体82の連結された弁体14の軸方向位置が検知され、前記弁体14がボディ12及びスリーブ42の内部で上昇して導入ポート28と第2導出ポート32とが連通した初期位置であることが確認される。
Then, a detection signal based on this inductance change is output from the
次に、導入ポート28に供給される冷却水を第1導出ポート30側へと流通させる場合には、図示しないコントローラからの制御信号が配線を介してソレノイド部18の第2カプラ部144へと入力されることで、コイル120が通電して励磁することで磁束が生じる。
Next, when the cooling water supplied to the
この磁束は、固定コア124、コイル120、ソレノイドケース118及びプランジャ126を回るように流れ、発生する磁力によって前記プランジャ126がシャフト128と共に固定コア124側(矢印A方向)へと吸引され、それに伴って、前記シャフト128の一端部が当接した弁体14がバルブスプリング24の弾発力に抗してセンサユニット16側(矢印A方向)へと押圧されて移動する。
This magnetic flux flows around the fixed
これにより、弁体14の連通凹部66が導入ポート28に臨み、且つ、第1ランド部62が着座部52から離間して第1ガイド部58のみに当接し、該連通凹部66と第1拡径部54とが連通すると共に、第2ランド部64が着座部52及び第2ガイド部60に当接することで、前記連通凹部66と第2拡径部56との連通が遮断される。
As a result, the
そして、導入ポート28に供給された冷却水が、第1開口部36及び第1連通孔44を通じてスリーブ42の内部へと流通した後、第1拡径部54と弁体14の連通凹部66との間に生じた間隙を通じて該第1拡径部54内へと流入する。一方、第2拡径部56は連通凹部66との連通が遮断されているため、冷却水は前記第2拡径部56へ流通することがない。
Then, the cooling water supplied to the
この第1拡径部54へと流れた冷却水は、該第1拡径部54に臨む第2連通孔46及び第2開口部38を通じて第1導出ポート30から冷却の必要とされる図示しない別の機器へと導出される。
The cooling water flowing to the first diameter-expanded
また、センサユニット16では、弁体14と共に検出体82が下降して一端部側(矢印A方向)へと移動し、基板80のセンサコイルSにおいて生じる磁界に対して検出片108の接近距離が変化することでインダクタンスが変化し、このインダクタンス変化に基づいた検出信号がターミナル86を通じて図示しないコントローラへと出力される。
Further, in the
その結果、検出片108を有した検出体82、該検出体82が当接した弁体14の軸方向位置が検知され、前記弁体14がボディ12及びスリーブ42の内部で下降して導入ポート28と第1導出ポート30とが連通した状態であることが確認される。
As a result, the axial position of the
このように上述した流路切替弁10では、弁体14をボディ12及びスリーブ42に沿って上下方向に移動させ、その連通凹部66を介して導入ポート28と第1及び第2導出ポート30、32との連通状態を切り替えることで、冷却水の供給経路を切り替えることが可能となる。
As described above, in the flow
以上のように、第1の実施の形態では、流路切替弁10を構成するセンサユニット16において、弁体14の軸方向に沿った移動位置を検出するために、基板80に設けられたセンサコイルS、検出体82に設けられた検出片108からなるインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部18における磁束の漏れに起因して発生するノイズによる検出誤差を好適に抑制することができる。
As described above, in the first embodiment, in the
また、センサユニット16において、検出片108を有した検出体82を連結部84を介して弁体14の一端部(連結端70)へと連結可能な構成とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化できるため、センサユニット16における部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
Further, in the
さらに、弁体14に対して検出体82が回転自在に連結されているため、例えば、前記弁体14がスリーブ42内において回転してしまった場合でも、前記検出体82が共に回転してしまうことが防止され、該検出体82に装着された検出片108が常にセンサコイルS(基板80)に対峙するように配置できるため、前記検出体82(弁体14)の位置検出を安定して行うことができる。
Further, since the
次に、第2の実施の形態に係る流路切替弁150を図3A〜図3Cに示す。なお、上述した第1の実施の形態に係る流路切替弁10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Next, the flow
この第2の実施の形態に係る流路切替弁150では、センサユニット152を構成する検出体154を薄板材をプレス成形することで形成し、弁体156の一端部に設けられた連結端(凸部)158に連結している点で、第1の実施の形態に係る流路切替弁10と相違している。
In the flow
この流路切替弁150を構成するセンサユニット152では、図3A〜図3Cに示されるように、検出体154が、例えば、薄板材をプレス成形することで断面U字状に形成され、平板状に形成され弁体156に連結されるベース部160と、該ベース部160の一端部から略直角に立設した検出部162と、該ベース部160の他端部から略直角に立設したガイド部164とを備える。この検出部162とガイド部164とは所定間隔離間して略平行に形成される。
In the
ベース部160は、例えば、幅方向に長尺な略長方形状に形成され、その中央に連結孔(係合孔)166が形成される。連結孔166は、ベース部160の幅方向に延在する一辺側に開口し、断面略円形状に形成された係止部168と、該係止部168と前記一辺とを接続する案内溝170とを有している。
The
一方、検出体154の連結される弁体156には、その一端部中央に対して軸方向(矢印A方向)へ突出した連結端158が形成され、該連結端158は、断面円形状に形成された軸部172と、該軸部172の先端に設けられ径方向外側へと拡幅した略長円状の係止端174とを有している。
On the other hand, the
この軸部172の外周径が、係止部168の内周径と略同等に形成されると共に、前記係止端174は前記係止部168よりも径方向に幅広状に形成されている。そして、連結端158は、検出体154におけるベース部160の連結孔166へと挿入され係合されることで、前記検出体154と弁体156とが軸方向に連結される。
The outer peripheral diameter of the
検出部162は板状に形成され、ベース部160に対して弁体156から離間する方向(矢印A方向)へと所定長さだけ延在した第1アーム部176と、該第1アーム部176の先端に形成された検出片178とを有し、前記検出片178は、該第1アーム部176の延在方向に対して直交方向に幅広に形成されている。そして、検出部162は、検出体収納室96において軸方向(矢印A、B方向)に沿って収納されると共に、仕切壁98及び該仕切壁98を介して基板80に臨むように近接して配置されている。
The
ガイド部164は、ベース部160に対して弁体156から離間する方向(矢印A方向)へと所定長さだけ延在した第2アーム部180と、該第2アーム部180の先端に形成された接触片182とを有し、前記第2アーム部180及び接触片182は、検出体154の軸方向と直交する幅方向に分岐した2股状に形成され(図3B参照)、該第2アーム部180が軸方向(矢印A、B方向)に沿って延在すると共に、前記接触片182が仕切壁98と対向する検出体収納室96の内壁面96a側に向かって断面V字状に折曲されて形成される(図3A参照)。
The
そして、ガイド部164は、その第2アーム部180が内壁面96aに臨み、且つ、略平行となるように配置されると共に、接触片182の頂部184が前記内壁面96aに当接し、且つ、前記内壁面96a側に向かって付勢する弾発力を有している。
The
次に、弁体156の連結端158に対して検出体154を連結する場合について、図3Cを参照しながら説明する。
Next, a case where the
先ず、図3Cにおける左図に示されるように、弁体156における連結端158と検出体154のベース部160とを互いに対向するように配置し、該検出体154の案内溝170を、係止端174の長尺方向(矢印C方向)に沿って側方から連結端158側へとスライドさせ、前記案内溝170に軸部172を挿通させて係止部168まで移動させる(図3C中、中央部参照)。
First, as shown in the left figure in FIG. 3C, the connecting
次に、弁体156(連結端158)に対して検出体154を約90°回転させ、図3Cにおける右図に示されるように、係止端174の長尺方向(矢印C方向)と検出体154の第1及び第2アーム部176、180とを略平行な状態とする。これにより、連結孔166より幅広に形成された係止端174によってベース部160が軸部172に挿通された状態で、連結端158に対して軸方向(矢印A、B方向)に係止され、前記ベース部160を含む検出体154が前記弁体156の連結端158に対して一体的に連結される。
Next, the
そして、検出体収納室96において、検出体154の検出片178が仕切壁98を介して基板80に臨むように配置されると共に、接触片182の頂部184が内壁面96aに対して摺接しながら軸方向(矢印A、B方向)に移動することで、検出体154の位置が接触片182によって好適に維持されると共に、検出体収納室96において回転してしまうことが防止されるため、常に検出片178が基板80に臨む位置に配置されることとなる。
Then, in the detection
以上のように、第2の実施の形態では、流路切替弁150を構成するセンサユニット152において、弁体156の軸方向に沿った移動位置を検出するためにインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部18における磁束の漏れに起因したノイズを抑制することができ、それに伴って検出誤差の発生を好適に抑制することができる。
As described above, in the second embodiment, in the
また、センサユニット152において、薄板材をプレス成形することで検出体154を構成し、弁体156の連結端158に対して回転自在に連結可能な構成とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段を簡素化できるため、センサユニット152において部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
Further, in the
さらに、基板80のセンサコイルSによって検出される検出片178を検出体154に一体的に設けることで、さらなる部品点数及び組付工数の削減が可能となり、しかも、前記検出体154を軸方向に案内するためのガイド部164も一体的に設けているため、部品点数をさらに削減することができ好適である。
Further, by integrally providing the
次に、第3の実施の形態に係る流路切替弁200を図4A〜図4Cに示す。なお、上述した第1の実施の形態に係る流路切替弁10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Next, the flow
この第3の実施の形態に係る流路切替弁200では、弁体202の一端部に設けられた連結軸204に対して検出体206を一体的に加締めて連結している点で、第1の実施の形態に係る流路切替弁10と相違している。
In the flow
このセンサユニット208は、図4Aに示されるように、検出体収納室96にブロック状の検出体206が移動自在に設けられ、この検出体206には、仕切壁98に臨む側面に検出片108が装着されると共に、該検出片108の装着される側面とは反対側の側面が、前記検出体収納室96の内壁面96aに当接している。
As shown in FIG. 4A, the
また、検出体206には、図4A〜図4Cに示されるように、検出片108の装着される側面近傍に軸方向(矢印A、B方向)に貫通した貫通孔(孔部)212が形成される。一方、弁体202の一端部中央には、センサユニット208側(矢印A方向)へと延在した連結軸204が形成され、該連結軸204は、前記弁体202に接続される太軸部205aと、該太軸部205aの先端に形成され太軸部205aよりも小径な細軸部205bとを有している。なお、連結軸204は中実状に形成され、細軸部205bが略一定径で軸方向に延在している。
Further, as shown in FIGS. 4A to 4C, the
そして、図4Cに示されるように、検出体206の上方から貫通孔212へと連結軸204の細軸部205bが挿通され、該細軸部205bと太軸部205aとの境界部が検出体206の軸方向一端に当接することで位置決めされると共に、該検出体206の軸方向他端から前記細軸部205bの先端が所定長さだけ突出した状態となる。
Then, as shown in FIG. 4C, the
次に、この検出体206から突出した前記細軸部205bの突出部位(一端部)を図示しない治具等によって径方向に塑性変形させた加締部214を形成する。これにより、連結軸204における境界部と加締部214との間に検出体206が保持されることで、該連結軸204に対する前記検出体206の軸方向(矢印A、B方向)への相対移動が規制され、該連結軸204を有した弁体202と検出体206とが軸方向に一体的、且つ、回転自在に連結される。
Next, a crimping
そして、センサユニット208において、弁体202の軸方向に沿った移動に伴って、検出体収納室96の内部で検出体206が一体的に軸方向へと移動することで、基板80のセンサコイルSにおいて生じる磁界に対して検出片108の接近距離が変化してインダクタンスが変化し、このインダクタンス変化に基づいた検出信号がターミナル86を通じて図示しないコントローラへと出力されることで、弁体202の移動位置が検出される。
Then, in the
なお、検出体206の連結される弁体202の連結軸204は、上述したような中実状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図4Dに示されるように、弁体220の一端部において、一端部側(矢印A方向)が開口した中空状の連結軸222を用いて前記検出体206を連結するようにしてもよい。
The connecting
この連結軸222は、弁体220の一端部から突出した太軸部223aと、該太軸部223aの先端から突出した小径中空状の細軸部223bとを備え、前記細軸部223bを検出体206の貫通孔212へと挿通させ、該細軸部223bと太軸部223aとの境界部を検出体206の軸方向一端に当接させた状態で、前記細軸部223bの突出部位を径方向に塑性変形させて加締部224を形成することで、前記弁体220と検出体206とを連結することができる。このように、中空状の連結軸222を利用して検出体206を連結することで、例えば、上述した中実状の連結軸204と比較してより小さな加締め荷重で加締めることが可能である。
The connecting
以上のように、第3の実施の形態では、流路切替弁200を構成するセンサユニット208において、弁体202、220の軸方向に沿った移動位置を検出するためにインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部18における磁束の漏れに起因したノイズによって生じる検出誤差を好適に抑制することができる。
As described above, in the third embodiment, in the
また、センサユニット208において、弁体202、220の一端部から突出した連結軸204、222に対して検出体206を一体的に加締めて回転自在に連結可能とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化することができ、センサユニット208において部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
Further, in the
さらに、図3A及び図3Bに示される第2の実施の形態におけるプレス成形で形成された検出体154を、上述したように弁体156の連結端158に対して加締めることで回転自在に固定するようにしてもよい。
Further, the
さらにまた、位置検出装置であるセンサユニット16、152、208は、上述したような弁体14、156、202、220の軸方向に沿った移動によって冷却水の流路を切り替える流路切替弁10、150、200に用いられる場合に限定されるものではなく、例えば、内燃機関から排出された排気ガスの吸気側への還流を切り替えるEGR切替弁に適用するようにしてもよい。
Furthermore, the
なお、本発明に係る位置検出装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 It should be noted that the position detecting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and of course, various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10、150、200…流路切替弁 12…ボディ
14、156、202、220…弁体 16、152、208…センサユニット
18…ソレノイド部 42…スリーブ
70、158…連結端 74…挿入孔
80…基板 82、154、206…検出体
84…連結部 104…本体部
108、178…検出片 114…係止片
162…検出部 164…ガイド部
204、222…連結軸 214、224…加締部
10, 150, 200 ... Flow
Claims (6)
前記センサは、前記直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、
前記直動部材には、前記検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える、位置検出装置。 A case, a linear motion member that linearly moves inside the case, a substrate that is housed in a substrate storage portion of the case so as to face the linear motion member, and a position of the linear motion member provided on the substrate. In a position detection device including a sensor capable of detecting the position of a detection object moving together with the linear motion member by detecting
The sensor is an inductive type capable of detecting a change in capacitance due to the approach of the linear motion member.
A position detecting device including a connecting portion that is rotatably connected to the detection object in the linear motion member.
前記直動部材は、前記ケースの内壁面に対して当接して直線的に案内される、位置検出装置。 In the position detecting apparatus according to claim 1,
A position detecting device in which the linear motion member abuts on the inner wall surface of the case and is guided linearly.
前記連結部には、前記直動部材の移動方向と略直交方向に向かって傾動自在な係止片を有し、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された係合孔に該係止片が挿入され係合される、位置検出装置。 In the position detecting apparatus according to claim 1 or 2.
The connecting portion has a locking piece that can be tilted in a direction substantially orthogonal to the moving direction of the linear motion member, and is formed in an engaging hole formed at an end portion along the moving direction of the detection object. A position detecting device in which the locking piece is inserted and engaged.
前記直動部材は、金属製材料のプレートから形成され、前記基板側に設けられる検出部を有し、
前記連結部は、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された凸部に係合可能な係合孔を有している、位置検出装置。 In the position detecting apparatus according to claim 1 or 2.
The linear motion member is formed of a plate made of a metal material and has a detection unit provided on the substrate side.
The connecting portion is a position detecting device having an engaging hole that can be engaged with a convex portion formed at an end portion along the moving direction of the detection object.
前記連結部は、前記検出対象物の端部から移動方向に沿って延在する連結軸が挿入される孔部を有し、前記連結軸が前記孔部に挿通され該連結軸の挿入方向とは反対側となり前記直動部材から突出した端部が加締められる、位置検出装置。 In the position detecting apparatus according to claim 1 or 2.
The connecting portion has a hole into which a connecting shaft extending from the end of the detection object along the moving direction is inserted, and the connecting shaft is inserted into the hole to be inserted in the insertion direction of the connecting shaft. Is a position detection device on which the end portion protruding from the linear motion member is crimped on the opposite side.
前記直動部材は、金属製材料のプレートから形成され、前記基板側に設けられる検出部を有し、
前記連結部は、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された凸部の挿入される孔部を有し、該凸部は、前記孔部に挿通され該凸部の挿入方向とは反対側となり前記直動部材から突出した端部が加締められる、位置検出装置。 In the position detecting apparatus according to claim 1 or 2.
The linear motion member is formed of a plate made of a metal material and has a detection unit provided on the substrate side.
The connecting portion has a hole into which a convex portion formed at an end portion along the moving direction of the detection object is inserted, and the convex portion is inserted through the hole and inserted in the convex portion. A position detection device on which the end portion protruding from the linear motion member is crimped on the opposite side.
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Cited By (1)
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JP7308642B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-07-14 | 日立Astemo株式会社 | Flow switching valve |
-
2019
- 2019-03-29 JP JP2019066214A patent/JP2020165791A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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