JP2023036314A - Displacement detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直動装置等において駆動部の回転をロッドに伝え、ハウジングによって回転が規制されつつ往復移動するロッドの変位検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来、このような変位検知装置としては例えば特許文献1に示すものがある(〔0008〕、〔0012〕および図1、図9参照)。 Conventionally, such a displacement detection device is disclosed in, for example, Patent Document 1 ([0008], [0012], and FIGS. 1 and 9).
この変位検知装置は例えば直動機構に設けられる。直動機構にあっては、回転駆動されたナット部材に螺合するロッドを有し、このロッドは回転を阻止されつつ直線往復運動する。直動機構の駆動に際しては、ロッドの軸方向変位が変位検知装置によって常に検知される。 This displacement detection device is provided, for example, in a linear motion mechanism. A linear motion mechanism has a rod that is screwed into a rotatably driven nut member, and this rod performs linear reciprocating motion while being prevented from rotating. When the linear motion mechanism is driven, the axial displacement of the rod is always detected by the displacement detector.
この変位検知装置は、ハウジングに取り付けられた変位センサと、この変位センサに対向する状態で往復移動する永久磁石とを備えている。永久磁石は合成樹脂材料でインサート成形されて磁石ブロックとなり、この磁石ブロックは、ロッドに形成された長溝に配置され、同じくロッドに設けられた貫通孔を介して裏側からボルト部材によりロッドに固定される。ロッドの往復移動に際しては、磁石ブロックの側面がハウジングの内面と当接し、ロッドの往復移動に際しての回転止めとなる。 This displacement detection device includes a displacement sensor attached to a housing and a permanent magnet that reciprocates while facing the displacement sensor. The permanent magnet is insert-molded with a synthetic resin material to form a magnet block. This magnet block is arranged in a long groove formed in the rod, and is fixed to the rod from the back side by a bolt member via a through hole also provided in the rod. be. When the rod is reciprocatingly moved, the side surface of the magnet block abuts against the inner surface of the housing, and serves as a rotation stop when the rod is reciprocatingly moved.
本装置によれば、磁石ブロックがロッドの変位検出機能と回転防止機能を有するから、変位検知装置の小型軽量化が可能となる。しかも、磁石ブロックが長溝に配置されつつ固定されるので磁石ブロックがロッドに確実に保持され、ロッドの回転を止めることができる。また、磁石ブロックをロッドに締結するボルトが一つでよく、部品点数が減少して組み付けが容易となりコストも低減されるとのことである。 According to this apparatus, since the magnet block has the function of detecting the displacement of the rod and the function of preventing the rotation of the rod, it is possible to reduce the size and weight of the displacement detecting apparatus. Moreover, since the magnet block is fixed while being arranged in the long groove, the magnet block is securely held by the rod, and the rotation of the rod can be stopped. In addition, only one bolt is required to fasten the magnet block to the rod, reducing the number of parts, facilitating assembly, and reducing costs.
上記従来の変位検知装置では、マグネットを樹脂材料でインサート成形した磁石ブロックが、ロッドの移動時の回転を止めるようハウジングの内面からトルクを受ける。このため、直動機構を大推力化するには磁石ブロックの強度が不足する可能性がある。 In the above conventional displacement detector, the magnet block, in which the magnet is insert-molded with a resin material, receives torque from the inner surface of the housing so as to stop the rotation of the rod when it moves. Therefore, the strength of the magnet block may be insufficient to increase the thrust of the linear motion mechanism.
また、磁石ブロックはロッドに対して裏側からボルト締結される構造であるから、樹脂部品の構造が複雑化する。それに伴い、インサート成形に用いる成形型の製造コスト等も増大する。 Moreover, since the magnet block is bolted to the rod from the back side, the structure of the resin component is complicated. Along with this, the manufacturing cost of the mold used for insert molding also increases.
さらに、磁石ブロックをロッドに取り付ける際には、直動機構を反転させ、ロッドの裏側からボルト締結する必要がある。よって、組み立て作業が煩雑となり、生産性を高めるにも限界が生じていた。 Furthermore, when attaching the magnet block to the rod, it is necessary to reverse the linear motion mechanism and bolt it from the back side of the rod. As a result, the assembly work becomes complicated, and there is a limit to improving productivity.
このように、従来の変位検知装置では種々の解決すべき課題を有しており、信頼性が高く製造コストを抑えた変位検知装置の提供が求められていた。 As described above, conventional displacement detectors have various problems to be solved, and there has been a demand for a highly reliable displacement detector with reduced manufacturing costs.
(特徴構成)
本発明に係る変位検知装置の特徴構成は、
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられる駆動部と、
当該駆動部の出力ギヤから駆動力が伝達されるネジ部を備え、前記ハウジングに対して回転が阻止されつつ軸心に沿って往復移動するロッドと、を備える直動装置に併設され、
前記ロッドに固定される金属製のスライダと、
前記ハウジングに形成されたガイド部と摺接する状態で前記スライダに取り付けられる摺接部材と、
前記摺接部材と非接触な状態に前記ロッドに取り付けられ、前記ロッドと共に往復移動するマグネットと、
前記ハウジングに設けられて前記マグネットの相対移動を検知する制御部と、を備えた点に特徴を有する。
(characteristic configuration)
The characteristic configuration of the displacement detection device according to the present invention is as follows:
a housing;
a driving portion provided in the housing;
A linear motion device including a rod that reciprocates along an axis while being prevented from rotating with respect to the housing, and having a threaded portion to which a driving force is transmitted from the output gear of the driving portion;
a metal slider fixed to the rod;
a sliding contact member attached to the slider in a state of sliding contact with a guide portion formed on the housing;
a magnet attached to the rod in a non-contact state with the sliding contact member and reciprocating with the rod;
and a control unit provided in the housing for detecting relative movement of the magnet.
(効果)
本構成のようにスライダを金属製としたことで、ロッドの往復移動に際してガイド部との間で生じる回り止めトルクをスライダが確実に受け止めることができる。
(effect)
Since the slider is made of metal as in this configuration, the slider can reliably receive the anti-rotation torque generated between the rod and the guide portion during the reciprocating movement of the rod.
また、マグネットは摺接部材と非接触であり、回り止めトルクを負担しないため、マグネットが破損するおそれが解消され耐久性を高めた変位検知装置を得ることができる。 In addition, since the magnet is not in contact with the sliding contact member and does not bear the detent torque, the possibility of damage to the magnet is eliminated, and a displacement detection device with improved durability can be obtained.
(特徴構成)
本発明の変位検知装置にあっては、前記スライダに、前記摺接部材と当接して前記ハウジングからの反力を受け止める平面状の受面を備えることができる。
(characteristic configuration)
In the displacement detection device of the present invention, the slider may be provided with a planar receiving surface that contacts the sliding contact member and receives a reaction force from the housing.
(効果)
本構成のように金属製のスライダに平面状の受面を設け、摺接部材からの力を受け止めるよう構成することで、ロッドの回転規制機能を確実に発揮することができる。
また、直動機構の高トルク化が可能となり第推力化への応用が可能となる。
(effect)
By providing a planar receiving surface on the metal slider as in this configuration to receive the force from the sliding contact member, the rod rotation regulating function can be reliably exhibited.
In addition, it is possible to increase the torque of the linear motion mechanism, and it is possible to apply it to the first thrust.
(特徴構成)
本発明の変位検知装置にあっては、前記スライダが、一方の面に前記受面が形成される板状の突設部を備えており、前記摺接部材と前記突設部との間に、互いに係合して前記摺接部材を前記突設部に固定する係合部と被係合部を振り分け配置してあると好都合である。
(characteristic configuration)
In the displacement detection device of the present invention, the slider has a plate-like protruding portion on one surface of which the receiving surface is formed, and between the sliding contact member and the protruding portion It is convenient if the engaging portion and the engaged portion that are engaged with each other to fix the sliding contact member to the projecting portion and the engaged portion are separately arranged.
(効果)
このような係合部と被係合部を設けることで、スライダに対する摺接部材の取付作業が簡略化される。よって、作業コストを抑えた変位検知装置を得ることができる。
(effect)
By providing such an engaging portion and an engaged portion, the operation of attaching the sliding contact member to the slider is simplified. Therefore, it is possible to obtain a displacement detection device with reduced work costs.
(特徴構成)
本発明の変位検知装置においては、前記スライダを、前記突設部と屈曲した状態で連続する底部を備えるものとし、当該底部に設けた取付孔に締結部材を挿通して前記スライダを前記ロッドに固定するよう構成することができる。
(characteristic configuration)
In the displacement detection device of the present invention, the slider has a bottom portion that is continuous with the projecting portion in a bent state, and a fastening member is inserted through an attachment hole provided in the bottom portion to attach the slider to the rod. It can be configured to be stationary.
(効果)
本構成であれば、摺接部材をスライダに取り付ける作業と、スライダをロッドに取り付ける作業とを分けることができる。摺接部材の取り付け前であれば、締結部材を突設部の側から固定することも容易となる。よって、組付けに際して、ロッドの姿勢を変化させる必要がなく効率的な組付け作業を行うことができる。
(effect)
With this configuration, the operation of attaching the sliding contact member to the slider and the operation of attaching the slider to the rod can be separated. Before the sliding contact member is attached, it becomes easy to fix the fastening member from the projecting portion side. Therefore, during assembly, it is not necessary to change the posture of the rod, and efficient assembly work can be performed.
(特徴構成)
本発明の変位検知装置においては、前記マグネットがマグネットブロックに保持されると共に、前記マグネットブロックが前記マグネットの表面と平行かつ前記軸心に交差する方向に張り出した張出部を備えており、前記軸心の方向に沿った前記マグネットの位置保持が、前記張出部と前記スライダとの当接により行われ、前記軸心と交差する方向においては、前記マグネットブロックと前記スライダとが接触せず、前記マグネットブロックと前記ハウジングとの当接により前記マグネットが位置保持されるように構成することができる。
(characteristic configuration)
In the displacement detection device of the present invention, the magnet is held by a magnet block, and the magnet block has a projecting portion projecting in a direction parallel to the surface of the magnet and intersecting the axis, The position of the magnet along the direction of the axis is maintained by contact between the protrusion and the slider, and the magnet block and the slider do not contact in the direction intersecting the axis. , the position of the magnet can be held by contact between the magnet block and the housing.
(効果)
本構成であれば、ロッドの回転を阻止するべくハウジングからスライダに作用する反力がマグネットには伝達されなくなる。よって、比較的脆い特性を有するマグネットであっても耐久性が向上する。
(effect)
With this configuration, the reaction force acting on the slider from the housing to prevent the rotation of the rod is not transmitted to the magnet. Therefore, even a magnet having relatively fragile characteristics can have improved durability.
また、軸心と交差する方向においては、マグネットブロックとスライダとが接触しておらず、仮にハウジングからの反力を受けてスライダが僅かに回転するような場合でも、軸心に交差する方向のマグネットの変位は生じない。よって、マグネットの位置検知精度が大幅に向上する。 Also, in the direction intersecting the axis, the magnet block and the slider are not in contact with each other. No magnet displacement occurs. Therefore, the position detection accuracy of the magnet is greatly improved.
(概要)
本発明に係る変位検知装置Sは、例えば、車両の後輪操舵装置に設けられた直動機構に用いることができる。
直動機構は、例えば、駆動部Mである電動モータ1によって筒状のナット2が回転駆動され、ナット2に対して螺合挿入されたロッド3を往復移動させるものである。ロッド3の一部には、直動機構のハウジング4の内面と当接する摺動面が形成されており、ロッド3が回転しない状態で往復移動するように構成してある。
(overview)
The displacement detection device S according to the present invention can be used, for example, in a linear motion mechanism provided in a rear wheel steering device of a vehicle.
In the linear motion mechanism, for example, a
図1及び図2に、本実施形態に係る直動機構の構成を示す。直動機構は、図1の左側に設けられた制御部Cと、右側に設けられた駆動部Mとを備えている。制御部Cでは、ロッド3の変位状態を測定する直動センサ25を有し、この直動センサ25からの信号等に基づいてロッド3の位置を演算する。その演算結果に基づき、制御部Cは、ロッド3を所期の位置に移動させるべく駆動部Mに駆動信号を供給する。
1 and 2 show the configuration of a linear motion mechanism according to this embodiment. The linear motion mechanism includes a control section C provided on the left side of FIG. 1 and a drive section M provided on the right side. The control unit C has a
(駆動部)
図2および図3に示すように、本実施形態の駆動部Mは、直動機構の移動方向に沿った軸心Xを有するステータ5と、その内部で回転する筒状のロータ6とを備えている。筒状のロータ6の内部にはロッド3が挿通してある。ロータ6は、ステータ5の対向位置を挟んで軸心Xに沿った両外側にロータベアリング7によりハウジング4に両持ち支持されている。
(Drive part)
As shown in FIGS. 2 and 3, the drive unit M of this embodiment includes a
(遊星歯車機構)
ロータ6の一方の端部には、遊星歯車機構Pが接続してある。具体的には、ロータ6の端部の外面にはサンギヤP1が形成してある。サンギヤP1には、三個のプラネタリギヤP2が歯合しており、さらにプラネタリギヤP2の外側にはハウジング4に固定されたリングギヤP3が歯合している。
(planetary gear mechanism)
A planetary gear mechanism P is connected to one end of the
プラネタリギヤP2のキャリアKはロッド3と螺合するナット2の外周側に螺合固定される。キャリアKは、ナット2の外面に固定される第1キャリアK1と、第1キャリアK1の外側に当該第1キャリアK1と嵌合固定される第2キャリアK2とを有する。第2キャリアK2には、三つのプラネタリギヤP2を夫々支持する三本の軸部材8が固定されている。
The carrier K of the planetary gear P2 is screwed and fixed to the outer peripheral side of the
ナット2は筒状であり、内面に駆動部Mの出力ギヤ9としての雌型の台形ネジ9aが形成されている。一方のロッド3の外面にはネジ部10としての雄型の台形ネジ10aが形成してある。ナット2は、耐摩耗性を持たせるために真鍮製である。ロッド3は後述の摺接部材21をハウジング4の内面に当接させることで、ハウジング4に対して回転しない状態で往復移動する。ナット2の外面にはスラストベアリングを用いた軸受部11が外嵌しており、この軸受部11はハウジング4の内面に内嵌されている。
The
ナット2の一端には第1キャリアK1が外挿した状態で固定ネジ部12を介して螺合固定される。ナット2の他方の端部には径方向に突出した膨出部2aが形成されており、当該膨出部2aと第1キャリアK1の端面とによって軸受部11の内側部材11aを軸心Xの方向に沿って挟持する。本構成であれば、ナット2に対する軸受部11の固定および第1キャリアK1の固定が簡単となり、これらの組付け作業を効率化することができる。
One end of the
第1キャリアK1のさらに外方には、プラネタリギヤP2を保持する第2キャリアK2が外嵌固定される。当該外嵌固定は、二種類の嵌合部を用いて行われる。一つは、第2キャリアK2の側からみたときに、軸心Xの方向に沿った嵌合方向の奥側に形成された円筒状の第1嵌合部Kaである。これは第1キャリアK1の外面に形成された円筒状の嵌合外面と、第2キャリアK2の内面に形成された円筒状の嵌合内面とで形成される。もう一つは、第2キャリアK2の側からみたときに嵌合方向の手前側に合って第1嵌合部Kaに隣接するスプライン状の第2嵌合部Kbである。 Further outwardly of the first carrier K1, a second carrier K2 holding the planetary gear P2 is externally fitted and fixed. The outer fitting fixing is performed using two types of fitting portions. One is a cylindrical first fitting portion Ka formed on the far side in the fitting direction along the direction of the axis X when viewed from the second carrier K2 side. It is formed by a cylindrical fitting outer surface formed on the outer surface of the first carrier K1 and a cylindrical fitting inner surface formed on the inner surface of the second carrier K2. The other is a spline-shaped second fitting portion Kb adjacent to the first fitting portion Ka on the front side in the fitting direction when viewed from the second carrier K2 side.
第2嵌合部Kbとしては、例えば軸心Xに垂直な断面形状として星形状に構成しておく。これにより、第1キャリアK1と第2キャリアK2とが相対回転することがなく、耐久性のあるキャリアKを構成することができる。また、第1キャリアK1をナット2に螺入する際には、第2嵌合部Kbを締結工具の係合部とすることができる。尚、第1キャリアK1および第2キャリアK2は、従来の真鍮に代えて鋼材で形成してあり軽量化と低コスト化を図っている。
The second fitting portion Kb is configured in a star shape as a cross-sectional shape perpendicular to the axis X, for example. As a result, the first carrier K1 and the second carrier K2 do not rotate relative to each other, and a durable carrier K can be configured. Further, when screwing the first carrier K1 into the
本実施形態では、特にハウジング4が窄まった形状となっており、軸受部11をキャリアKの奥に配置する必要がある。そのため、取り付け順序としては、ナット2に軸受部11を取り付け、第1キャリアK1で軸受部11を挟持したのちこれらをハウジング4に固定することとなる。第2キャリアK2の第1キャリアK1への取り付けはその後となる。
In this embodiment, the
軸受部11の固定には、軸受部11の外側部材11bに当接する円環状のスペーサ13と、当該スペーサ13に当接して軸受部11およびスペーサ13の位置を保持する抜け止めリング14とを用いる。抜け止めリング14は、ハウジング4の内面に形成した溝部15に嵌め込む例えばC字状のスナップリングである。
To fix the bearing
本構成であれば、第2キャリアK2の取り付け前にスペーサ13を取り付けることができ、スペーサ13の寸法が、比較的大径となりがちな第2キャリアK2の寸法に拘わらず設定できる。よって、軸受部11の取付部位の設計の自由度が高まるうえ、軸受部11の取付作業が効率化される。また、軸受部11の大きさと第2キャリアK2の大きさとが個別に設定できる結果、遊星歯車機構Pの部品設定に際しての自由度が高まる。
With this configuration, the
尚、スペーサ13を用いることで、溝部15の形成位置に誤差があっても、適切な厚さのスペーサ13を用いることで、外側部材11bをガタツキなくハウジング4に固定することができる。また、スペーサ13を完全な円環状の部材とすることで、スペーサ13が外側部材11bの全周と当接し、外側部材11bの抜け止め効果が向上する。
By using the
軸受部11の固定が終了した後、第2キャリアK2を第1キャリアK1に嵌合固定する。第2キャリアK2に対するプラネタリギヤP2の取り付け順序は、第1キャリアK1に対する第2キャリアK2の取り付けの前後何れであっても良い。尚、リングギヤP3は、図2に示すようにハウジング4の内面に嵌合してある。
After the fixing of the bearing
(ガイド部)
駆動部Mによりロッド3が往復移動する際には、ロッド3の回転がハウジング4によって阻止される。そのために、図4乃至図6に示すように、ロッド3におけるネジ部10とは反対側に、ロッド3とハウジング4とに亘るガイド部Gが形成してある。
(Guide part)
Rotation of the
ガイド部Gは、ロッド3に設けられたスライダ20と、スライダ20に取り付けられた摺接部材21と、摺接部材21が所定の距離に亘って摺動するようハウジング4に設けられたガイド面22とで構成される。
The guide portion G includes a
スライダ20は、図5(a)(b)に示すように軸心Xに垂直な断面形状がコの字形を有する部材である。スライダ20は、コの字を形成する底部20aに設けられた取付孔20bを介して締結部材23である取付ボルトによってロッド3に固定される。取付手順としては、ロッド3をハウジング4の内部に挿入し、ハウジング4の開口部に形成された互いに対向するガイド面22の位置にロッド3のスライダ取付位置を対応させる。この状態で予め摺接部材21を取り付けたスライダ20を位置決めし、締結部材23によって締結する。
The
スライダ20に対する摺接部材21の取り付けは、スライダ20のうちコの字を形成する一対の突設部20cに、摺接部材21に形成した溝状の差込部21aを挿入して行う。摺接部材21のうち差込部21aを形成する内壁21bには係合部21cとして爪部が形成してあり、一対の突設部20cに被係合部20dとして設けられた孔部に爪部を係合させる。このように所謂スナップフィットによる係合を行うことで、スライダ20に対する摺接部材21の取付作業が簡略化され、作業コストを抑えることができる。
The sliding
また、夫々の突設部20cの先端縁部は、軸心Xの方向に沿って両端をカットした段部20eが形成してある。これにより、突設部20cに摺接部材21の差込部21aを差し込んだ際には、図5(a)に示すように、先端縁部のうち段部20eを除く部位が摺接部材21の上面に露出し、摺接部材21が突設部20cに対して軸心Xの方向に沿ってガタ付くのが阻止される。
Further, stepped
また、一対の摺接部材21の夫々において外に向く面が摺接面21dとなり、ハウジング4に設けられたガイド面22と摺接してロッド3の回転が阻止される。この回転阻止が確実に行われるよう、スライダ20の一対の突設部20cにおける外向きの面が平面状の受面20fとして形成してあり、摺接部材21の差込部21aの内側に形成された平面21eと面当接する。このような受面20fと平面21eを設けることで、ロッド3の回転規制機能が確実に発揮されることとなり、直動機構の高トルク化が可能となる。
Further, the outward facing surfaces of the pair of sliding
スライダ20は、鋼材あるいはステンレス鋼などの金属材料で形成してあり、ロッド3の往復移動に際してガイド面22からの反力として受けるロッド3の回り止めトルクを確実に受け止めることができる。一方、摺接部材21は、例えばフッ素樹脂などの低摩擦係数を有する材料で構成される。
The
また、スライダ20と摺接部材21とを分けたことで、スライダ20をロッド3に取り付けた後に摺接部材21をスライダ20に取り付けることもできる。摺接部材21の取り付け前であれば、締結部材23を一対の突設部20cの間から固定することが容易となる。本構成であれば、スライダ20の組付けに際して、ロッド3を反転させるなど他の姿勢に変化させる必要がなく効率的な組付け作業が可能となる。
Further, by separating the
(制御部)
ロッド3の位置は、制御部Cにより検知される。この検知は、一対の摺接部材21の間に設けられたマグネット24と、このマグネット24に近接対抗する状態に制御基板26に設けられた直動センサ25とにより行われる。
(control part)
The position of the
マグネット24は図5に示すように長尺状のものを用いて樹脂材料によりインサート形成し、マグネットブロック24aとされる。このマグネットブロック24aはロッド3に固定されるが、ロッド3の回転を防止する外力が摺接部材21からマグネット24に入力されないように取り付けられる。
As shown in FIG. 5, a
具体的には、マグネットブロック24aは、図5(b)に示すように一対の摺接部材21の間に挿入され、マグネットブロック24aの裏面が、スライダ20の底部20aに形成した二箇所の第1受座20gに当接する状態に配置される。これにより、マグネット24の検知面がロッド3の表面に対する所定高さに設置される。
Specifically, the
また、マグネットブロック24aの両端部近傍には張出部24bが設けてあり、この張出部24bに形成された第2受座24cが、二つの摺接部材21の夫々を軸心Xに沿う方向に挟み込む。このとき、第2受座24cが摺接部材21に軽く当接するようにしておくと、ロッド3の往復移動に際してマグネットブロック24aがガタ付かず、ロッド3の位置測定精度がより向上する。
Further, projecting
さらに、マグネット24の幅方向、つまり、マグネット24の表面に直交する方向視において軸心Xに交差する方向の位置決めは、ハウジング4により行う。つまり、ハウジング4におけるガイド面22の近傍に当該ガイド面22と平行に設けた第2ガイド面27が張出部24bに摺接し、マグネット24の位置決めと移動案内とを行う。
Further, the positioning of the
このように、ハウジング4に挿通したロッド3に対してスライダ20および摺接部材21を固定したのち、マグネットブロック24aを摺接部材21およびハウジング4に対して位置決め配置することで、マグネット24をロッド3に対して簡単に設置することができる。
In this way, after the
本構成であれば、ロッド3の往復移動に際してロッド3の回転を防止する力が摺接部材21からマグネット24に作用しない。よって、マグネット24が破損するおそれが解消され、耐久性を高めた合理的な構造の変位検知装置Sを得ることができる。
With this configuration, the force that prevents the
図4及び図7には制御部Cの構成を示す。制御部Cを構成るマグネット24はロッド3の側に固定され、自身の検知面を上方に向けた状態で配置されている。このマグネットには直動センサ25が近接した状態で対向配置される。直動センサ25は、後述の第1基板26aに実装されており、ロッド3の位置情報を検知する。直動センサ25で得た信号に基づいて制御部Cは、ロッド3の位置を演算し、ロッド3を所期の位置に移動させる駆動信号を駆動部Mに送信する。
4 and 7 show the configuration of the control section C. FIG. The
制御部Cは、図7(a)(b)に示すように、制御基板26として例えば第1基板26aおよび第2基板26bを備えている。第1基板26aは、マグネット24に対向する側の基板であり、直動センサ25等が設けられた所謂制御系の基板である。第2基板26bは、電源回路などを備えた所謂電源系の基板である。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the control unit C includes, for example, a
本実施形態では、第1基板26aと第2基板26bとの間には、例えば全体形状が矩形状で環状のスペーサ基板26cが設けられ、第1基板26aと第2基板26bとを電気的に接続している。これら第1基板26aおよび第2基板26b、スペーサ基板26cの三つは、ハウジング4に固定される前に予めフレーム部材38に取り付けられる。尚、フレーム部材38は、第1基板26a等を車両のECUと接続するコネクタ38aを備えている。このように複数の基盤を重ね配置することで、制御部Cの全体の平面積を小さくすることができ、例えば直動機構等の対象機器への搭載性を高めることができる。
In this embodiment, an
図8に示すように、スペーサ基板26cには、第1基板26aのはんだ付け部と第2基板26bのはんだ付け部とを接続する複数の中継端子30が備えられている。ここでは中継端子30を直線状の棒状に構成してある。この中継端子30は、例えばCu合金系素材やFe合金系素材等の機械的強度や電気伝導度、熱伝導度、耐食性に優れた材料で構成される。
As shown in FIG. 8, the
夫々の中継端子30はスペーサ基板26cに対して貫通配置してある。例えば、スペーサ基板26cに予め複数の孔を形成しておき、中継端子30を嵌合挿入する。また、中継端子30を所定の位置に埋設した状態に、スペーサ基板26cをインサート成形することもできる。
Each
夫々の中継端子30に対して第1基板26aおよび第2基板26bを接続するには、全ての中継端子30に対して第1基板26aおよび第2基板26bを正確に位置決めする必要がある。そのために、図9に示すように、スペーサ基板26cと第1基板26aとの間には、互いの位置決めを行う第1位置決め部31が設けてある。
In order to connect the
これは、例えば、スペーサ基板26cに、第1基板26aに向けて突出する第1凸状部材31aを設けておき、第1基板26aに設けた第1嵌合孔31bに嵌合させるものとする。一方、スペーサ基板26cと第2基板26bについても、第2位置決め部32としてスペーサ基板26cに設けた第2凸状部材32aと、第2基板26bに設けた第2嵌合孔32bとを設けておくとよい。
For example, the
このような第1位置決め部31および第2位置決め部32を設けることで、第1基板26aおよび第2基板26bに対するスペーサ基板26cの接続作業が容易となり、複数段の基板の組み立て作業が効率化される。よって、低コストの基板搭載構造を得ることができる。
By providing the
(耐熱構造)
第1基板26aおよび第2基板26bには多数の電子部品が実装されており、通常の使用に際しては諸定量の発熱が生じる。この発熱により各基板の寸法が変化し、昇温したはんだ部の機械的特性が変化することがある。その結果、第1基板26aのはんだ付け部と第2基板26bのはんだ付け部との相対位置が基板の平面方向に沿って変位し、はんだ付け部が割れる等の不具合が生じる。
(Heat resistant structure)
A large number of electronic components are mounted on the
そこで、本実施形態のスペーサ基板26cには、所定数の中継端子30が配置された領域Aどうしを分ける仕切部33としてスリット33aが設けてある。具体的には、図8に示すように、所定面積の領域Aごとに、スペーサ基板26cの周縁部に対して垂直方向に延出するスリット33aを複数形成する。そのためには、当該スリット33aの部位のみをスペーサ基板26cの中央側に突出させ、この突出部34の内部にスリット33aを形成する。これにより、スリット33aを挟んで両側にある領域Aどうしの接続剛性を確保している。
Therefore, the
本構成であれば、スペーサ基板26cの所定の領域Aどうしの相対変位が可能となり、第1基板26aや第2基板26bの昇温に伴って中継端子30の姿勢の変化を吸収することができる。よって、第1基板26aおよび第2基板26bのはんだ付け部に過大な曲げ力などが作用せず、はんだ付け部を有効に保護することができる。
With this configuration, the predetermined regions A of the
(接地構造)
本実施形態の基板搭載構造では、第1基板26aおよび第2基板26bについて、ノイズの発生を抑えるべく以下の接地構造を備えている。つまり、第1基板26aにおいてハウジング4への固定に用いられる第1固定部35a、および、第2基板26bにおいてハウジング4への固定に用いられる第2固定部35bの少なくとも一つに対して接地端子36を設けておく。
(grounding structure)
In the substrate mounting structure of this embodiment, the
この接地端子36は、第2基板26b等がフレーム部材38に取り付けられることで、第2基板26b等がフレーム部材38に接地される。さらに、フレーム部材38が、ネジ部材39等を用いてハウジング4に固定されることで、第2基板26b等がハウジング4に接地される。
The
具体的には、図10(a)(b)に示すように、金属板を折り曲げ成形した接地端子36を、例えば第2基板26bをフレーム部材38に固定する固定ネジ37に取り付ける。この接地端子36は、第2基板26bの接地回路に接触している。また、接地端子36の一方には、固定ネジ37から遠去かる方に突出する弾性部36aを設けてある。この弾性部36aは、第2基板26bの外方に突出しており、第2基板26bを備えたフレーム部材38をハウジング4に取り付けるだけで、第2基板26bとハウジング4とが導通するように構成してある。
Specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, a
本構成であれば、第1基板26aおよび第2基板26bが周辺にある機器から受けるノイズの影響を低減することができる。また、第1基板26aおよび第2基板26bを各種機器に取り付ける際に、接地作業を同時に行うことができるから、取付作業性に優れ、信頼性の高い基板搭載構造を得ることができる。
With this configuration, it is possible to reduce the influence of noise that the
(放熱構造)
本構成の第1基板26aおよび第2基板26bは使用に際して発熱する。特に電源系の基板である第2基板26bの発熱量は第1基板26aの発熱量に比べて多い。仮に、発熱量が過大になると第2基板26bの実装部品やはんだ付け部が損傷する可能性がある。そこで、本構成の基板搭載構造では、以下の放熱構造を備えている。
(Heat dissipation structure)
The
図11に示すように、フレーム部材38の一部に、例えば、第2基板26bの一部をハウジング4の側に向けて押す押え部40を形成しておく。第2基板26bのうち押え部40に対向する部位の裏面には放熱部41が形成されており、第2基板26b等がハウジング4に取り付けられた状態で、この放熱部41が、ハウジング4に設けられた放熱シート42と当接する。つまり、この時、放熱部41が確実に放熱シート42と当接するように、押え部40が第2基板26bの裏面を押すよう構成してある。
As shown in FIG. 11, a portion of the
本構成であれば、第2基板26b等を予め保持したフレーム部材38をハウジング4に取り付けるだけで、第2基板26bに設けた放熱部41がハウジング4の放熱シート42に確実に押し付けられ、良好な放熱効果を得ることができる。
With this configuration, the
本構成のごとく、必要な制御基板26を制御系の第1基板26aと電源系の第2基板26bとに区別し、放熱部41を第2基板26bに設けることで発熱の除去効果を高めることができる。また、発熱の程度に応じて制御基板26を分けることになるから、特に電源系の第2基板26bにおいて発熱に起因したはんだ付け部の損傷などをより効果的に防止することができる。
As in this configuration, the
さらに、本構成の押え部40は、放熱部41を放熱シート42に押し付けるだけであり、第2基板26b等が自身の平面方向に沿って熱膨張することを規制するものではない。よって、第2基板26bにおいて不測の応力は生じず、はんだ付け部の破損などを有効に防止することができる。
Furthermore, the
(シール構造)
第1基板26aおよび第2基板26b、スペーサ基板26cは、フレーム部材38の一方面に取り付けられた状態でハウジング4に固定され、更に、フレーム部材38の反対面は、カバー部材43で覆われる。これらフレーム部材38とカバー部材43をハウジング4に取り付ける際には、フレーム部材38の一方面の周縁部とハウジング4との間、および、フレーム部材38の他方面の周縁部とカバー部材43の周縁部との間には環状のシール部材44が配置される。
(Seal structure)
The
このシール部材44は、例えば、断面形状が円形の各種ゴム部材等で構成され、フレーム部材38の周部形状に応じた平面形状を有する。フレーム部材38あるいはカバー部材43、ハウジング4のうち、互いに対向配置される部材の少なくとも何れか一方にはシール部材44が嵌まり込む固定溝45が形成してある。
The
これにより、フレーム部材38およびカバー部材43の取り付け時にシール部材44が位置ずれし難くなり、取付作業が容易となる。また、取り付け後のシール部材44の位置ずれが防止され、長期に亘って防塵性・防水性に優れた基板搭載構造を得ることができる。
This makes it difficult for the
本発明の変位検知装置は、直動装置等において駆動部の回転をロッドに伝え、ハウジングによって回転が規制されつつ往復移動するロッドの変位検知用に広く用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The displacement detection device of the present invention can be widely used for displacement detection of a reciprocating rod that transmits the rotation of a driving part to a rod in a linear motion device or the like and whose rotation is restricted by a housing.
3 ロッド
4 ハウジング
9 出力ギヤ
10 ネジ部
20 スライダ
20a 底部
20b 取付孔
20c 突設部
20d 被係合部
20f 受面
21 摺接部材
21c 係合部
23 締結部材
24 マグネット
24a マグネットブロック
24b 張出部
C 制御部
G ガイド部
M 駆動部
S 変位検知装置
X 軸心
3
Claims (5)
前記ハウジングに設けられる駆動部と、
当該駆動部の出力ギヤから駆動力が伝達されるネジ部を備え、前記ハウジングに対して回転が阻止されつつ軸心に沿って往復移動するロッドと、を備える直動装置に併設され、
前記ロッドに固定される金属製のスライダと、
前記ハウジングに形成されたガイド部と摺接する状態で前記スライダに取り付けられる摺接部材と、
前記摺接部材と非接触な状態に前記ロッドに取り付けられ、前記ロッドと共に往復移動するマグネットと、
前記ハウジングに設けられて前記マグネットの相対移動を検知する制御部と、を備えた変位検知装置。 a housing;
a driving portion provided in the housing;
A linear motion device including a rod that reciprocates along an axis while being prevented from rotating with respect to the housing, and having a threaded portion to which a driving force is transmitted from the output gear of the driving portion;
a metal slider fixed to the rod;
a sliding contact member attached to the slider in a state of sliding contact with a guide portion formed on the housing;
a magnet attached to the rod in a non-contact state with the sliding contact member and reciprocating with the rod;
and a control unit provided in the housing for detecting relative movement of the magnet.
Priority Applications (1)
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JP2021143300A JP2023036314A (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Displacement detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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2021
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