JP3822731B2 - Non-contact linear displacement sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホールICを利用した無接触直線変位センサに係り、特に測定精度が高く、小型でしかも安価な簡略化された構成のセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、様々な機器において直線的な変位量を測定するために、図10に示すようなポテンショメータ50が使用されていた。
同図において、50aは密閉の円筒状の金属カバーで、その内方には断面略長方形の絶縁体の基板51が止め金具で取り付けられている。この絶縁体の基板51の上には抵抗体52と導電体53が平行に延設されている。54は金属カバー50a内の中心部に挿入されるシャフトで、摺動接点55が装着される方形のスライダ56が取付けられている。
また、このスライダ56が直線的にスライドするようにガイド棒57が軸支されており、摺動接点55が抵抗体52と導電体53を各々接触移動する際にスライダ56と基板51との間隔を一定に保持している。
【0003】
このように構成されたポテンショメータは、様々な機器の可動部分に取り付けられ、シャフト54の先端に図示しない可動部が接続されて、シャフト54の往復動によりスライダ56に取付けられている摺動接点55が抵抗体52と導電体53の上を摺動する。この摺動に伴って抵抗体52の電圧も変化するので、この電圧値を読み取り摺動接点55の位置、即ち可動部分のストローク位置を判別するものである。
【0004】
また、建設機械等の油圧シリンダ等の作業環境の厳しい場所には、図11に示すように、磁気抵抗素子であるMR素子を使用した油圧用の無接触型変位センサ60が使用されていた。
同図において、61は円筒状の金属ケースで、ねじ山が形成された取付け部61aにより油圧シリンダのプランジャ等に螺着されている。この金属ケース61には往復動するシャフト62が挿通され、シャフト62の先端は油圧シリンダのスプール63に圧接されており、シャフト62の後端側はテーパー部62aが形成されている。このテーパー部62aを挟んでばね性を持つターミナル64,65が耐圧コネクタ66より立設されており、ターミナル64にはMR素子66が取り付けられ、ターミナル65にはMR素子66に近接するように永久磁石67が取付けられている。
また、MR素子66は基板68に接続されており、回路部品が取り付けられている基板68は、基板68に取り付けられた回路部品68aと共に収納台69に取り付けられている。回路部品68aはシリコンゲル等の充填材70に封入され湿度や機械的な振動から保護されている。
【0005】
このように構成された無接触型変位センサ60は、スプール63の往復動に追随してシャフト62も往復動するので、シャフト62のテーパー部62aによりターミナル64,65が押し広げられてマグネット67とMR素子66との相対位置が変化すると、MR素子66の磁気抵抗が変化する。この磁気抵抗の変化による出力電圧の変化を基板68と回路部品68aにより増幅し、この増幅した出力電圧の変化を読み取ることにより、シャフト62の位置、即ちスプール63のストローク位置を判別するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のポテンショメータ50においては、摺動接点55は測定器の可動部と一緒に動くので、そのストローク分の可動範囲が必要であり、コストの高い抵抗体52や導電体53の電極部分はそのストロークの両端側に寸法上の余裕を持たせるため、そのストローク分よりさらに大きくする必要があり、測定器が大型化するとポテンショメータも大型化し、これに必要な高価な抵抗体52や導電体53も大型化するので非常なコスト高になるという問題もあった。
また、塵埃や高温多湿あるいは硫化ガス等が発生するような環境の悪い場所で使用された場合は、密閉式の金属カバー50を使用していても、長期間使用している間に金属カバー50内に塵埃や湿度、およびガス等が侵入し、抵抗体52や導電体53の上にも付着するので摺動接点55との間で接触不良を発生させ、機器の可動部の位置が正確に検出できなくなるという問題が発生していた。
【0007】
また、無接触型変位センサ60においても、シャフト62は油圧シリンダのスプール63と一緒に動くので、スプールのストローク分の可動範囲が必要であり、さらに回路部品68a等の部品を取り付けるためのスペースが必要となりストローク寸法よりさらに大型化するので、無接触型変位センサ60を取り付ける箇所が限定されるという問題があった。
さらに、MR素子66の出力を増幅する基板68と回路部品68aには、電源回路、増幅回路、温度補償回路等が必要となり、そのための回路部品が多くなり、基板68と回路部品68aが大きくなるとともに、この基板68と回路部品68aを組み立てるための工数がかかり、結局無接触型変位センサ60のコストが高くなるという問題もあった。
【0008】
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、小型で精度が高く、また、油圧シリンダにも使用可能である簡略化された小型の直線変位センサを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、センサ本体(10)は、本体枠(13)と、この本体枠(13)に内装され永久磁石(11a,11b)を装着して前記本体枠(13)内を軸方向に可動するスライダ(11)と、このスライダ(11)に近接して取り付け台(15)に固定された磁電変換部(12)と、前記スライダ(11)が軸方向に可動される駆動手段とを備え、前記スライダ(11)の駆動手段は、このスライダ(11)に一端が固定された接続ワイヤ(5)と、この接続ワイヤ(5)の他端が係止された三角板(4)と、前記本体枠(13)に一端(3b)が装着され前記三角板(4)が係止される圧縮ばね(3)と、前記圧縮ばね(3)の他端(3a)が装着されたばね押さえ(8)と、このばね押さえ(8)に固定した軸方向に可動するシャフト(2)とからなり、前記三角板(4)は、金属板により略三角形に形成され、各頂点の近傍に前記圧縮ばね(3)への係止部(4a,4b,4c)を折り曲げて形成し、前記係止部の一つ(4a)は先端を円弧状に折り返して前記圧縮ばね(3)の一点に係止固定し、前記係止部の残りの2つ(4b,4c)はその先端をV字状に形成して、これが前記圧縮ばね(3)に、前記三角板(4)が軸方向に対して直角になって水平に摺動可能に係止するようになっており、前記三角板(4)の一つの係止部(4a)の前記圧縮ばね(3)の一点への係止固定位置は、前記シャフト(2)で押動される前記圧縮ばね(3)の先端部(3a)の伸縮ストロークに対して、ばね受け部(10a)で受け止められた圧縮ばね(3)の後端部(3b)の近傍で伸縮ストロークの小さい位置である、ことを特徴とする無接触直線変位センサである。
【0010】
前記スライダ(11)は、2個の永久磁石(11a,11b)を所定寸法離して異極を対局させて装着し、前記本体枠(13)と平行なガイドピン(17)に沿って摺動すし、前記2個の永久磁石(11a,11b)が磁電変換部(12)に対して対向距離を可変する。
また、 前記磁電変換部(12)は、内部にホール素子と、温度補償回路と、増幅回路を備え、IC化されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明に係る一般用の無接触直線変位センサを示す斜視図、図2は、図1の無接触直線変位センサの断面図、図3は、図1の無接触直線変位センサのシャフトのストロークと三角板の変位量を示すグラフ、図4は、図1の無接触直線変位センサの三角板の斜視図、図5は、図1の無接触直線変位センサのセンサ本体の断面図、図6は、図1の無接触直線変位センサの磁電変換部を示す模式図、図7は、図1の無接触直線変位センサの特性を示すグラフ、図8は、図1の無接触直線変位センサの動作を示す模式図、図9は本発明に係る油圧用の無接触直線変位センサを示す断面図である。
【0012】
本発明に係る一般用の無接触直線変位センサAは、図1、図2に示すように、円筒形のケース1の後端部にセンサ本体10の本体枠13が取り付けられており、このケース1の先端部より突出したシャフト2が、図示しない測定物の可動部が往復動して変位するものを、圧縮ばね3で受けることにより減縮して三角板4を変位し、この三角板4の変位を接続ワイヤ5を介してスライダ11に伝達し、センサ本体10のスライダ11を変位させることにより、スライダ11に装着されている永久磁石11a,11bの位置を磁電変換部12で検出するものである。
【0013】
ケース1はアルミ等の非磁性体の円筒形の金属より形成され、先端部には前側板6が取り付けられており、この前側板6の中心部にはシャフト2を摺動自在に貫通させるメタル軸受7が取り付けられている。
また、ケース1の後端部にはセンサ本体10の本体枠13が取り付けられ、このセンサ本体10の後側面には図示しない外部回路へ接続するための接続端子14が突設され、或いはリード線が引き出されている。
【0014】
また、ケース1の内部には、図2に示すように、シャフト2の端部にばね押さえ8が取り付けられ、このばね押さえ8に圧縮ばね3の先端部3aが介装されることにより、シャフト2の移動量に合わせて圧縮ばね3の先端部3aが一緒に移動できるようになっている。
この圧縮ばね3の後端部3bは、センサ本体10のばね受け部10aに嵌入されており、この後端部3bに近い中間部には三角板4が取り付けられている。この三角板4は圧縮ばね3のばね性により減縮されるので、図3に示すように、シャフト2の移動量(ストローク)に対して1/10の移動量で変位するようになっている。
【0015】
前記三角板4は、図4に示すように、金属板により略三角形に形成され、各頂点の近傍に前記圧縮ばね3への係止部4a,4b,4cを折り曲げて形成し、前記係止部の一つ4aは先端を円弧状に折り返して前記圧縮ばね3の一点に係止固定し、前記係止部の残りの2つ4b,4cはその先端をV字状に形成して、これが前記圧縮ばね3に、前記三角板4が軸方向に対して直角になって水平に摺動可能に係止するようになっており、前記三角板4の一つの係止部4aの前記圧縮ばね3の一点への係止固定位置は、前記シャフト2で押動される前記圧縮ばね3の先端部3aの伸縮ストロークに対して、ばね受け部10aで受け止められた圧縮ばね3の後端部3bの近傍で伸縮ストロークの小さい位置である。
この三角板4は、前記のように形成されて、前記のように圧縮ばね3に係止されているので、圧縮ばね3が圧縮度合いにより三角板4の傾きが変化してストロークに悪影響を与えるのを防止するものである。
また、この三角板4の中心部には、孔4dが形成され、この孔4dに接続ワイヤ5の一端が挿通され、この接続ワイヤ5の端部に球状のビーズ5aが取り付けられ、このビーズ5aは三角板4に形成されたビーズ押さえ4eにより押さえられている。さらに、ワイヤ5の他端側は、スライダ11に取り付けられているフック18に半田付け等で固定されている。
【0016】
ケース1の後端に取り付けられたセンサ本体10は、図5に示すように、センサ本体10の本体枠13がケース1の後端にねじ止めで取り付けられ、本体枠13の内部にはスライダ11が摺動可能に取り付けられている。
また、このスライダ11に近接して磁電変換部12を取り付けるための取り付け台15が備えられている。
【0017】
センサ本体10のスライダ11は、2個の永久磁石11a,11bを異極同士を対向させ中心部に間隙を設けてモールドでブロック化したもので、センサ本体枠13の後端に2本のガイドピン17a,17bを固定し、このガイドピン17a,17bに沿ってスライダ11が摺動するものである。
2個の永久磁石11a,11bを所定の間隔を持って異極同士を対向させることにより、1個の磁石を使用した場合より磁束の中心位置が磁石間の中点位置に来て明確となり測定精度が向上するものである。
このスライダ11の先端には前記接続ワイヤ5の後端部が固定されており、接続ワイヤ5の移動に追随してスライダ11が動くように構成されている。
【0018】
また、スライダ11の変位を検出する磁電変換部12は、スライダ11に近接して、取り付け台15に固定されている。
この磁電変換部12は、図6に示すように、内部にホール素子12aを備えており、さらに、温度補償回路と増幅回路備えたアンプ12bが組み込まれてIC化されてモールドでパッケージ化されたもので、ホール素子により磁界の強度を電気抵抗に変換することができるようになっている。この磁電変換部12は永久磁石11a,11bとの距離を磁界の強度で測定できるので、永久磁石11a,11bの軸方向の変位を外界の温度等に左右されず精密に検出することが可能となっている。
【0019】
また、この磁電変換部12には、電源供給用端子12c、出力用端子12d、アース用端子12eの3本の端子が備えられており、これらの3本の端子は、外部回路の接続端子14の3本の端子またはリード線と接続されており、磁電変換部12の出力を図示しない外部回路で読み取れるようになっている。
この磁電変換部12で読み取った永久磁石11a,11bとの距離(ストローク)と出力電圧の関係を示したものが図7に示すグラフである。
このグラフによれば、使用範囲であるストロークが−1.0〜+1.0mmの間では直線的に変化するので、磁電変換部12から出力される電圧を読取ることで微細な変位が検出でき、精度の高い測定が可能となっている。
【0020】
このように構成された無接触直線変位センサAは、シャフト2が図示しない機器の可動部分に取り付けられ、そのストローク位置の検出に使用される。その検出動作を図7、図8に基づいて説明する。
先ず、図8の(a)に示すように、シャフト2は圧縮ばね3により伸長されるので、圧縮ばね3の後端部3b側に取り付けられた三角板4も変位するのでワイヤ5を引っ張り、ワイヤ5に接続されているスライダ11もガイドピン17a,17bに沿って移動するので、スライダ11に装着された永久磁石11a,11bが変位して、所定の位置(例えば、図7におけるP1 )に相当する電圧1.0Vが発生するので、ストロークの位置が特定される。
【0021】
次いで、図8の(b)に示すように、シャフト2は図示しない機器の可動部分にに押されると、圧縮ばね3の先端部3aはケース1の中心部付近まで押されるので、圧縮ばね3の後端部3b側に三角板4を介して固定されたワイヤ5が押されて、このワイヤ5に接続されているスライダ11もガイドピン17a,17bに沿って移動し、スライダ11に装着された永久磁石11a,11bが変位して、図7におけるP2 の位置に相当する電圧4.0Vを発生するので、ストロークの+1.0mmの位置を特定することができる。
【0022】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、シャフト2の移動量を、圧縮ばね3により1/10に減縮して三角板4に伝えるので、センサ本体10のスライダ11の変位量が1/10で済み、無接触直線変位センサAの小型化が可能となる。
また、スライダ11の変位を検出する磁電変換部12は無接触のセンサであるホールICを使用しているので、長寿命の高精度の簡略化された直線変位センサとすることが可能となる。
【0023】
次に、建設機械等の油圧シンダに使用される油圧用の無接触直線変位センサBを、図9に基づいて説明する。
この油圧用の無接触直線変位センサBは、前記無接触直線変位センサAのセンサ本体10を耐圧コネクタ20を使用して、油圧シリンダ等のプランジャに直接取り付けられたもので、耐圧コネクタ20には油漏れ防止のためOリング21が挿入されている。
圧縮ばね3の先端部3aは、直接プランジャシャフトのスプール22に圧接されて、スプール22に追随して動作することにより、圧縮ばね3に取付けられた三角板4は、圧縮ばね3の先端部3aの1/10のストロークで動作するようになっている。
また、三角板4に一端がとりつけられたワイヤ5によりスライダ11が変位し、スライダ11に取り付けてある2個の永久磁石11a,11bにより、磁電変換部12から出力電圧が発生し接続端子14より出力するものである。
【0024】
このように構成された油圧用の無接触直線変位センサBは、ケースが不要になるとともに、磁電変換部12がIC化されているのでセンサ本体10が従来に比べて大幅に小型化しており、プランジャ部より突出する寸法も極めて少ないので、油圧用センサとして有効に活用できる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、センサ本体は、本体枠と、この本体枠に内装され永久磁石を装着して前記本体枠内を軸方向に可動するスライダと、このスライダに近接して取り付け台に固定された磁電変換部と、前記スライダが軸方向に可動される駆動手段とを備え、前記スライダの駆動手段は、このスライダに一端が固定された接続ワイヤと、この接続ワイヤの他端が係止された三角板と、前記本体枠に一端が装着され前記三角板が係止される圧縮ばねと、前記圧縮ばねの他端が装着されたばね押さえと、このばね押さえに固定した軸方向に可動するシャフトとからなり、前記三角板は、金属板により略三角形に形成され、各頂点の近傍に前記圧縮ばねへの係止部を折り曲げて形成し、前記係止部の一つは先端を円弧状に折り返して前記圧縮ばねの一点に係止固定し、前記係止部の残りの2つはその先端をV字状に形成して、これが前記圧縮ばねに、前記三角板が軸方向に対して直角になって水平に摺動可能に係止するようになっており、前記三角板の一つの係止部の前記圧縮ばねの一点への係止固定位置は、前記シャフトで押動される前記圧縮ばねの先端部の伸縮ストロークに対して、ばね受け部で受け止められた圧縮ばねの後端部の近傍で伸縮ストロークの小さい位置である、ので、被測定物の変位量に対してセンサ本体の永久磁石の変位量は1/10で済むので簡略で小型化した無接触直線変位センサを提供することができる。
また、高価な抵抗体や導電体を使用しないので、安価にできる。
また、密閉したケースに内装したセンサ本体が無接触なので、信頼性の高い長寿命の無接触直線変位センサを提供することができる。
また、前記スライダは、2個の永久磁石を所定寸法離して異極を対局させてあることにより、測定する中心位置が明確化され、高い精度の測定ができる。
また、磁電変換部は、内部にホール素子と、温度補償回路と、増幅回路を備え、IC化されていることにより、センサ本体が小型化されるので、無接触直線変位センサ全体を簡略にして小型化することができると共に回路部品を組み立てる手間が不要となるので、コストを低減することができる。
さらに、前記三角板は、金属板により略三角形に形成し、各頂点の近傍に前記圧縮ばねの係止部を形成して折り曲げ、前記係止部の一つの先端を円弧状に折り返して前記圧縮ばねの中間部を係止固定するようになし、前記係止部の残りの2つの先端をV字状に形成して、これで前記三角板が軸方向に対して直角になって水平に摺動可能に係止するようになっており、前記三角板が圧縮ばねに安定して装着でき、圧縮ばねの圧縮度合いによる三角板の傾きを吸収できるので、測定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一般用の無接触直線変位センサを示す斜視図である。
【図2】図1の無接触直線変位センサの断面図である。
【図3】図1の無接触直線変位センサのシャフトのストロークと三角板の変位量を示すグラフである。
【図4】図1の無接触直線変位センサの三角板の斜視図である。
【図5】図1の無接触直線変位センサのセンサ本体の断面図である。
【図6】図1の無接触直線変位センサの磁電変換部を示す模式図である。
【図7】図1の無接触直線変位センサの特性を示すグラフである。
【図8】図1の無接触直線変位センサの動作を示す模式図である。
【図9】本発明に係る油圧用の無接触直線変位センサを示す断面図である。
【図10】従来のポテンショメータを示す一部破断の斜視図である。
【図11】従来の油圧用の無接触直線変位センサを示す断面図である。
【符号の説明】
A 一般用の無接触直線変位センサ
B 油圧用の無接触直線変位センサ
1 ケース
2 シャフト
3 圧縮ばね
3a 先端部
3b 後端部
4 三角板
4a ばね押さえ
4b ばね支え
4c ばね支え
4d 孔
4e ビーズ押さえ
5 接続ワイヤ
5a ビーズ
6 前側板
7 メタル軸受
8 ばね押さえ
10 センサ本体
11 スライダ
11a 永久磁石
11b 永久磁石
12 磁電変換部
13 本体枠
14 接続端子
15 取り付け台
17 ガイドピン
18 フック
20 耐圧コネクタ
21 Oリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact linear displacement sensor using a Hall IC, and more particularly, to a sensor having a simplified configuration with high measurement accuracy, small size, and low cost.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a
In the figure, reference numeral 50a denotes an airtight cylindrical metal cover, and an
Further, a
[0003]
The potentiometer thus configured is attached to a movable part of various devices, a movable part (not shown) is connected to the tip of the
[0004]
Further, as shown in FIG. 11, a hydraulic
In the figure,
Moreover,
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the
Further, when used in a poor environment where dust, high temperature and high humidity, sulfide gas, or the like is generated, the
[0007]
Also in a contactless
In addition, the
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a simplified and small linear displacement sensor that is small in size and high in accuracy, and that can also be used in a hydraulic cylinder.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention in order to solve the above problems, the sensor body (10) includes a body frame (13), the body frame permanent magnets are furnished to (13) (11a, 11b) and is mounted by the body frame (13 ) A slider (11) movable in the axial direction, a magnetoelectric conversion part (12) fixed to the mounting base (15) in the vicinity of the slider (11) , and the slider (11) movable in the axial direction drive means and drive means, said slider (11) which is includes a slider (11) connecting wire of which one end is fixed to (5), the other end of the connection wire (5) is engaging A triangular plate (4) , a compression spring (3) having one end (3b) attached to the body frame (13) and locking the triangular plate (4 ), and the other end (3a) of the compression spring (3) a loaded spring retainer (8) and fixed to the spring retainer (8) axis The triangular plate (4) is formed in a substantially triangular shape by a metal plate, and is connected to the compression spring (3) in the vicinity of each apex (4a, 4b, 4c). ), And one of the locking portions (4a) is bent and fixed at one point of the compression spring (3), and the remaining two (4b) of the locking portions are fixed. , 4c) has a V-shaped tip, so that the triangular plate (4) is slidably locked horizontally to the compression spring (3) at right angles to the axial direction. The locking fixing position of one locking portion (4a) of the triangular plate (4) to one point of the compression spring (3) is the compression spring (3) pushed by the shaft (2). The compression spring (3) received by the spring receiver (10a) with respect to the expansion / contraction stroke of the tip (3a) of A small position stretch stroke in the vicinity of the rear end portion (3b), a non-contact linear displacement sensor, characterized in that.
[0010]
The slider (11) is mounted with two permanent magnets (11a, 11b) separated from each other by a predetermined distance and facing different poles, and slides along a guide pin (17) parallel to the main body frame (13). and to the two permanent magnets (11a, 11b) to vary the opposing distance with respect to the magnetoelectric converting part (12).
The magnetoelectric converter (12) includes a Hall element, a temperature compensation circuit, and an amplifier circuit inside, and is integrated into an IC.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a perspective view showing a general non-contact linear displacement sensor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1, and FIG. 3 is a shaft of the non-contact linear displacement sensor of FIG. FIG. 4 is a perspective view of the triangular plate of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view of the sensor main body of the non-contact linear displacement sensor of FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing a magnetoelectric conversion unit of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1, FIG. 7 is a graph showing characteristics of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1, and FIG. FIG. 9 is a sectional view showing a hydraulic non-contact linear displacement sensor according to the present invention.
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, a general non-contact linear displacement sensor A according to the present invention has a
[0013]
The
Further, a
[0014]
In addition, as shown in FIG. 2, a
A
[0015]
The
Since the
In addition, a hole 4d is formed at the center of the
[0016]
As shown in FIG. 5, the sensor
In addition, a mounting
[0017]
The
By making the two
The rear end portion of the
[0018]
The
As shown in FIG. 6, the
[0019]
The
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance (stroke) between the
According to this graph, since the stroke, which is the use range, changes linearly between −1.0 to +1.0 mm, fine displacement can be detected by reading the voltage output from the
[0020]
In the non-contact linear displacement sensor A configured as described above, the
First, as shown in FIG. 8A, since the
[0021]
Next, as shown in FIG. 8B, when the
[0022]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the amount of movement of the
In addition, since the
[0023]
Next, a non-contact linear displacement sensor B for hydraulic pressure used for hydraulic cinders such as construction machines will be described with reference to FIG.
The non-contact linear displacement sensor B for hydraulic pressure is obtained by directly attaching the
The
Further, the
[0024]
The hydraulic non-contact linear displacement sensor B configured in this way does not require a case, and the
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, a sensor main body includes a main body frame, a slider mounted in the main body frame and mounted with a permanent magnet and movable in the axial direction in the main body frame, and a magnetoelectric unit fixed to a mounting base in the vicinity of the slider. a conversion unit, and a driving means for said slider is movable in the axial direction, the driving means of said slider, a connecting wire having one end fixed to the slider, the triangular plate to which the other end of the connection wire is engaging A compression spring in which one end is attached to the main body frame and the triangular plate is locked, a spring retainer in which the other end of the compression spring is attached, and an axially movable shaft fixed to the spring retainer, The triangular plate is formed in a substantially triangular shape by a metal plate, and is formed by bending a locking portion to the compression spring in the vicinity of each apex, and one of the locking portions has its tip folded back in an arc shape. Lock to one point The remaining two of the locking portions have V-shaped tips, which are locked to the compression spring so that the triangular plate is perpendicular to the axial direction and can slide horizontally. The locking fixing position of one locking portion of the triangular plate to one point of the compression spring is a spring with respect to the expansion / contraction stroke of the distal end portion of the compression spring pushed by the shaft. Since the position of the expansion / contraction stroke is small in the vicinity of the rear end portion of the compression spring received by the receiving portion, the displacement amount of the permanent magnet of the sensor body can be reduced to 1/10 with respect to the displacement amount of the object to be measured. The contactless linear displacement sensor reduced in size can be provided.
Further, since expensive resistors and conductors are not used, the cost can be reduced.
Further, since the sensor main body housed in the sealed case is non-contact, a highly reliable long-life non-contact linear displacement sensor can be provided.
In addition, since the slider has two permanent magnets separated from each other by a predetermined distance to face different poles, the center position to be measured is clarified, and high-precision measurement can be performed.
In addition, the magnetoelectric converter has a Hall element, a temperature compensation circuit, and an amplifier circuit inside, and since it is integrated into an IC, the sensor body is miniaturized, thus simplifying the entire contactless linear displacement sensor. since time is not required for assembling the circuit unit products it is possible to miniaturize, it is possible to reduce the cost.
Further, the triangular plate, the metallic plate formed in a substantially triangular, bent to form an engagement portion of the compression spring in the vicinity of each vertex, the compressed folded one tip of the locking portion in an arc shape No intermediate portion of the spring to lock the fixed and the remaining two tips of the engaging portion is formed in a V-shape, which in a sliding horizontally the triangular plate is at right angles to the axial direction Since the triangular plate can be stably attached to the compression spring and the inclination of the triangular plate due to the degree of compression of the compression spring can be absorbed, the measurement accuracy can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a general non-contact linear displacement sensor according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the non-contact linear displacement sensor of FIG.
FIG. 3 is a graph showing a shaft stroke and a displacement amount of a triangular plate of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1;
4 is a perspective view of a triangular plate of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view of a sensor main body of the non-contact linear displacement sensor in FIG.
6 is a schematic diagram showing a magnetoelectric conversion unit of the non-contact linear displacement sensor of FIG. 1;
7 is a graph showing characteristics of the non-contact linear displacement sensor of FIG.
8 is a schematic diagram showing the operation of the non-contact linear displacement sensor of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a hydraulic non-contact linear displacement sensor according to the present invention.
FIG. 10 is a partially broken perspective view showing a conventional potentiometer.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional non-contact linear displacement sensor for hydraulic pressure.
[Explanation of symbols]
A Non-contact linear displacement sensor for general use B Non-contact linear displacement sensor for
Claims (3)
前記スライダ(11)の駆動手段は、このスライダ(11)に一端が固定された接続ワイヤ(5)と、この接続ワイヤ(5)の他端が係止された三角板(4)と、前記本体枠(13)に一端(3b)が装着され前記三角板(4)が係止される圧縮ばね(3)と、前記圧縮ばね(3)の他端(3a)が装着されたばね押さえ(8)と、このばね押さえ(8)に固定した軸方向に可動するシャフト(2)とからなり、
前記三角板(4)は、金属板により略三角形に形成され、各頂点の近傍に前記圧縮ばね(3)への係止部(4a,4b,4c)を折り曲げて形成し、前記係止部の一つ(4a)は先端を円弧状に折り返して前記圧縮ばね(3)の一点に係止固定し、前記係止部の残りの2つ(4b,4c)はその先端をV字状に形成して、これが前記圧縮ばね(3)に、前記三角板(4)が軸方向に対して直角になって水平に摺動可能に係止するようになっており、
前記三角板(4)の一つの係止部(4a)の前記圧縮ばね(3)の一点への係止固定位置は、前記シャフト(2)で押動される前記圧縮ばね(3)の先端部(3a)の伸縮ストロークに対して、ばね受け部(10a)で受け止められた圧縮ばね(3)の後端部(3b)の近傍で伸縮ストロークの小さい位置である、
ことを特徴とする無接触直線変位センサ。The sensor body (10) includes a body frame (13), a slider (11 to movable main body frame (13) is furnished to permanent magnets (11a, 11b) the main body frame and mounted inside (13) in the axial direction ) , A magnetoelectric conversion part (12) fixed to the mounting base (15 ) in the vicinity of the slider (11) , and a drive means for moving the slider (11) in the axial direction ,
Said drive means of the slider (11) includes a slider (11) connecting wire of which one end is fixed to (5), the triangular plate whose other end is engaging the connecting wires (5) and (4), said body A compression spring (3 ) in which one end (3b) is attached to the frame (13) and the triangular plate (4) is locked; and a spring retainer (8) in which the other end (3a) of the compression spring (3 ) is attached. And the axially movable shaft (2) fixed to the spring retainer (8),
The triangular plate (4) is formed in a substantially triangular shape by a metal plate, and is formed by bending a locking portion (4a, 4b, 4c) to the compression spring (3) in the vicinity of each apex. One (4a) has its tip folded back in an arc shape and is locked and fixed at one point of the compression spring (3), and the remaining two (4b, 4c) of the locking portion are formed with a V-shaped tip. The triangular plate (4) is locked to the compression spring (3) so as to be perpendicular to the axial direction and slidable horizontally.
The locking fixing position of one locking portion (4a) of the triangular plate (4) to one point of the compression spring (3) is the tip of the compression spring (3) pushed by the shaft (2). It is a position where the expansion stroke is small in the vicinity of the rear end portion (3b) of the compression spring (3) received by the spring receiving portion (10a) with respect to the expansion stroke of (3a).
A non-contact linear displacement sensor characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の無接触直線変位センサ。The slider (11) is mounted with two permanent magnets (11a, 11b) separated from each other by a predetermined distance and facing different poles, and slides along a guide pin (17) parallel to the main body frame (13). and to the two permanent magnets (11a, 11b) to vary the opposing distance with respect to the magnetoelectric converting part (12),
The contactless linear displacement sensor according to claim 1.
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