JP4918993B2 - Angle sensor - Google Patents

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Description

本発明は、バルブ開度を調節するためのポジショナなどに搭載される角度センサに係り、特にシャフトに力がかかっても信頼性を維持できるように改良された回動変位を伝達する連結シャフトを用いた角度センサに関するものである。 The present invention relates to an angle sensor mounted on a positioner or the like for adjusting a valve opening, and more particularly to a connecting shaft that transmits an improved rotational displacement so that reliability can be maintained even if force is applied to the shaft. The present invention relates to the angle sensor used .

図7、図8はポジショナなどに搭載される従来の角度センサを模式的な構成として示した説明図である。図7は、側面図を、図8は断面図をそれぞれ示している。   7 and 8 are explanatory views showing a conventional angle sensor mounted on a positioner or the like as a schematic configuration. 7 shows a side view, and FIG. 8 shows a cross-sectional view.

ケース1は概略円筒状をなしており、その中央部にはシャフト2をガイドするための円筒部3が一体に突出して形成されている。この円筒部3を貫通して軸孔4が開けられている。   The case 1 has a substantially cylindrical shape, and a cylindrical portion 3 for guiding the shaft 2 is formed in a central portion so as to protrude integrally. A shaft hole 4 is opened through the cylindrical portion 3.

シャフト2の外端側にはシャフト2にシャフト2が回転しすぎるのを防止する回転ストッパー5が固定されている。一方、シャフト2の内端側のケース1の内部には凹部6が形成されており、この凹部6に、シャフト2の内端側の先端にシャフト2の回動変位を検出する角度検出部7が固定されて角度センサを構成している。   A rotation stopper 5 that prevents the shaft 2 from rotating too much is fixed to the shaft 2 on the outer end side of the shaft 2. On the other hand, a recess 6 is formed in the case 1 on the inner end side of the shaft 2, and an angle detection unit 7 that detects the rotational displacement of the shaft 2 at the inner end side end of the shaft 2 in the recess 6. Is fixed to form an angle sensor.

角度検出部7は、図9に示すように、一対のフェライト片8A、8B、およびプリント基板9などで構成されている。フェライト片8A、8B、は断面がコ字状をなしており、シャフト2に対して左右に分かれて固定されている。   As shown in FIG. 9, the angle detection unit 7 includes a pair of ferrite pieces 8A and 8B, a printed circuit board 9, and the like. The ferrite pieces 8A and 8B have a U-shaped cross section and are fixed to the shaft 2 separately on the left and right.

プリント基板9は、シャフト2の軸を中心としてコイル10A、10Bが左右にプリントされており、これらのコイル10A、10Bを上下で挟むようにフェライト片8A、8Bで覆っている。   The printed board 9 has coils 10A and 10B printed on the left and right with the axis of the shaft 2 as the center, and is covered with ferrite pieces 8A and 8B so as to sandwich the coils 10A and 10B vertically.

磁束密度B中に一対のコイル10A、10Bと一対のフェライト片8A、8Bが配置されているが、これらのコイル10A(10B)とフェライト片8A(8B)の交差している交差面積をSとし、コイル10A(10B)には一定の電流Iが流されており、そのときの相互インダクタンスMは、式(1)と表現できる。但し、BS=φ(φ:磁束)
M=BS/I (1)
A pair of coils 10A and 10B and a pair of ferrite pieces 8A and 8B are arranged in the magnetic flux density B. The crossing area where these coils 10A (10B) and the ferrite pieces 8A (8B) intersect is defined as S. A constant current I is passed through the coil 10A (10B), and the mutual inductance M at that time can be expressed as equation (1). However, BS = φ (φ: magnetic flux)
M = BS / I (1)

交差面積Sは回動角度によってリニアに変化するように構成されているので、コイル10A(10B)とフェライト片8A、8Bとが交差する交差面積Sが回動角度と共にリニアに変化し、相互インダクタンスMを変化させ、出力信号から回動角度を検出する。   Since the intersection area S is configured to change linearly according to the rotation angle, the intersection area S where the coil 10A (10B) and the ferrite pieces 8A and 8B intersect changes linearly with the rotation angle, and mutual inductance M is changed, and the rotation angle is detected from the output signal.

下記特許文献1には、軸方向の移動変位量を吸収して、緩衝することが可能な回転駆動力伝達用の連結継手が開示されている。
また、下記特許文献2には、インダクタンスの変化による非接触形の回転角度センサが記載されている。
Patent Document 1 listed below discloses a coupling joint for transmitting a rotational driving force capable of absorbing and buffering an axial displacement.
Patent Document 2 listed below describes a non-contact rotation angle sensor based on a change in inductance.

特開平11−93965号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-93965 特開平7−139905号公報JP 7-139905 A 特開2000−251357号公報JP 2000-251357 A 特開平8−297869号公報JP-A-8-297869 特開平9−72367号公報JP-A-9-72367

しかし、このような従来のシャフトを用いた角度センサには、次のような問題があった。シャフトの軸方向に荷重が加わると、プリント基板とフェライト片が接触して強度の低いフェライト片が破壊される可能性がある。実作業環境においては取扱い不注意などによりシャフト軸方向に大きな荷重がかかることも想定され、その際には破壊の可能性が増大する。 However, the conventional angle sensor using the shaft has the following problems. When a load is applied in the axial direction of the shaft, there is a possibility that the printed circuit board and the ferrite piece come into contact with each other and the low-strength ferrite piece is broken. In an actual working environment, it is assumed that a large load is applied in the shaft axis direction due to careless handling, and in that case, the possibility of destruction increases.

一方、プラントなどで使用される機器には故障することがないメンテナンスフリー設計が要求されている。従って、シャフトに荷重がかかるような厳しい使用環境においてもプリント基板とフェライト片が接触しない構造が要求されている。   On the other hand, equipment used in plants and the like is required to have a maintenance-free design that does not break down. Therefore, there is a demand for a structure in which the printed circuit board and the ferrite piece do not contact even in a severe use environment where a load is applied to the shaft.

また、フェライト片とプリント基板の間の距離が変化すると誤差の原因になるため、両部品の間隔が常に一定であることが要求されている。 In addition, if the distance between the ferrite piece and the printed board changes, it causes an error. Therefore, it is required that the distance between the two parts is always constant.

従って本発明の目的は、実作業の厳しい環境において、シャフトに対し大きな荷重が加わっても破損することなく機器の性能を保つことのできるシャフト構造を用い、角度検出部の破損を防止し誤差を発生させない構造の角度センサを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to use a shaft structure that can maintain the performance of the equipment without being damaged even if a heavy load is applied to the shaft in a severe environment of actual work, and prevents the angle detection unit from being damaged and error. It is an object of the present invention to provide an angle sensor having a structure that does not cause generation.

また、本発明の目的は、ガタツキがなく、角度誤差が小さい角度センサを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an angle sensor that is free from backlash and has a small angle error.

このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
(1)回動可能なようにケースに保持される駆動シャフトと、
この駆動シャフトと連結される被駆動シャフトと、
前記駆動シャフトの回転方向に対しては高い剛性を有し前記駆動シャフトの軸方向の変位を吸収するように一端は前記駆動シャフトに固定されて他端は前記被駆動シャフトに固定されて前記駆動シャフトと前記被駆動シャフトを連結する板バネと、
前記被駆動シャフトの先端側に設けられた角度検出部を具備し、
前記駆動シャフトの回動変位を検出することを特徴とする角度センサ。
(2)前記角度検出部は、
前記被駆動シャフトに固着されたフェライト片と、前記ケースに前記フェライト片に対向するように配置されたコイルがプリントされたプリント基板とで構成され、
前記フェライト片と前記コイルとの交差面積の回動変位による相互インダクタンスの変化から前記駆動シャフトの回動変位を検出することを特徴とする(1)記載の角度センサ。
The present invention which achieves such an object is as follows.
(1) a drive shaft held in the case so as to be rotatable;
A driven shaft coupled to the drive shaft;
The drive end is fixed to the drive shaft and the other end to absorb axial displacement of the drive shaft has a high rigidity with respect to the rotational direction of the drive shaft is fixed to the driven shaft A leaf spring connecting the shaft and the driven shaft;
An angle detector provided on the tip side of the driven shaft;
An angle sensor for detecting a rotational displacement of the drive shaft.
(2) The angle detector
It is composed of a ferrite piece fixed to the driven shaft, and a printed circuit board on which a coil arranged on the case so as to face the ferrite piece is printed,
The angle sensor according to (1), wherein the rotational displacement of the drive shaft is detected from a change in mutual inductance caused by a rotational displacement of an intersection area between the ferrite piece and the coil.

本発明は、駆動シャフトと被駆動シャフトとで連結シャフトを構成しており、これらのシャフトは隙間空間を介して結合しているので、駆動シャフトの軸方向に印加された大きな荷重は被駆動シャフトには伝達されず、しかも凸部先端と凹部先端が嵌め合い構造で結合しているので、駆動シャフトと被駆動シャフトは共に回動し回動機能は損なわれない効果がある。   In the present invention, a driving shaft and a driven shaft constitute a connecting shaft, and these shafts are coupled via a gap space, so that a large load applied in the axial direction of the driving shaft is not driven shaft. In addition, since the leading end of the convex portion and the leading end of the concave portion are coupled with each other in a fitting structure, both the driving shaft and the driven shaft are rotated, and the rotating function is not impaired.

本発明は、凸部先端は板状突起とし、凹部先端は板状溝を形成し結合しているので、簡単な構造で回動方向の変位を伝達することができる効果がある。   According to the present invention, since the tip of the convex portion is a plate-like protrusion and the tip of the concave portion is formed with a plate-like groove, the displacement in the rotation direction can be transmitted with a simple structure.

本発明は、駆動シャフトの鍔部とケースの段部とがスプリングにより伸張されてストッパに固定されているので、駆動シャフトはストッパにより外に飛び出さない一方で、スプリングにより絶えずストッパに押しつけられ、駆動シャフトの軸方向位置は一定している効果がある。 In the present invention, since the flange portion of the drive shaft and the stepped portion of the case are stretched by the spring and fixed to the stopper, the drive shaft does not jump out by the stopper, but is constantly pressed against the stopper by the spring, There is an effect that the axial position of the drive shaft is constant.

さらに、大きな力が軸方向に印加された場合は、駆動シャフトが被駆動シャフトに当たる前にスプリングを介してケースの段部に当たる構造になっているので、いかなる場合でも被駆動シャフトは軸方向に動くことがない。また、連結シャフトの軸方向の力が除去された場合は、スプリングにより駆動シャフトは元の位置まで戻る効果がある。   In addition, when a large force is applied in the axial direction, the driven shaft moves in the axial direction in any case because the drive shaft hits the stepped portion of the case via a spring before it hits the driven shaft. There is nothing. Further, when the axial force of the connecting shaft is removed, the drive shaft is returned to the original position by the spring.

本発明は、駆動シャフトの回動変位を検出する角度センサであって、この角度センサは、連結シャフトを具備し、この連結シャフトの被駆動シャフトの先端側に角度検出部を設けた構造を有しているので、連結シャフトの機能は全て備えながら安全に角度検出をすることができる。   The present invention is an angle sensor for detecting rotational displacement of a drive shaft, and this angle sensor has a connection shaft, and has a structure in which an angle detection part is provided on the tip end side of the driven shaft of the connection shaft. Therefore, it is possible to detect the angle safely while providing all the functions of the connecting shaft.

従って、連結シャフトの回動機能は維持しながら、軸方向に過大な荷重が加わっても角度検出部には荷重がかからず変位もしないので、角度センサは破損されず、また誤差を発生させることはなく、結果として角度センサの高信頼性を確保することができる。   Therefore, while maintaining the rotation function of the connecting shaft, even if an excessive load is applied in the axial direction, the angle detection unit is not loaded and is not displaced, so the angle sensor is not damaged and generates an error. As a result, high reliability of the angle sensor can be ensured.

本発明は、角度センサの角度検出部を具体的な構成として記載したものであるので、効果を有する。さらに詳細にいえば、駆動シャフトに大きな力が軸方向に印加された場合でも連結シャフトの機能により非駆動シャフトにはいかなる場合も力が伝達されないので、フェライト片が破損せず、厳しい作業環境下においても高信頼化を実現することができる。   The present invention has an effect because the angle detection unit of the angle sensor is described as a specific configuration. More specifically, even when a large force is applied to the drive shaft in the axial direction, the force is not transmitted to the non-drive shaft due to the function of the connecting shaft. High reliability can be realized even in

また、駆動シャフトは、スプリングにより絶えずストッパに押しつけられ、駆動シャフトの軸方向位置は一定しているので、被駆動シャフトの位置も一定しており、この結果、コイルがプリントされたプリント基板の位置も一定している。この結果、フェライト片とプリント基板の間隔が一定し誤差の発生を防ぐことができる。   Also, the drive shaft is constantly pressed against the stopper by the spring, and the axial position of the drive shaft is constant, so the position of the driven shaft is also constant, and as a result, the position of the printed circuit board on which the coil is printed Is also constant. As a result, the distance between the ferrite piece and the printed circuit board is constant, and the occurrence of errors can be prevented.

以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において図7〜図8に示した従来の角度センサと同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, parts having the same functions as those of the conventional angle sensor shown in FIGS. 7 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図1は本発明に係る角度センサの参考例を示す模式的な構成図である。図1において、ケース20は概略円筒状をなしており、その中央部には連結シャフト21をガイドするための円筒部22が一体に外部に突出して形成されている。そして、この円筒部22を貫通して軸孔23が開けられている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a reference example of an angle sensor according to the present invention. In FIG. 1, the case 20 has a substantially cylindrical shape, and a cylindrical portion 22 for guiding the connecting shaft 21 is integrally formed at the center portion so as to protrude outward. A shaft hole 23 is opened through the cylindrical portion 22.

ケース20の軸孔23は、ケース20の外部側に直径の大きい軸孔23Aとこの内側にこれに続く直径の小さい軸孔23Bが形成され、軸孔23Aと軸孔23Bとは段状に接続されて段部24が形成されている。   The shaft hole 23 of the case 20 is formed with a shaft hole 23A having a large diameter on the outer side of the case 20 and a shaft hole 23B having a small diameter on the inside thereof. The shaft hole 23A and the shaft hole 23B are connected in a stepped manner. Thus, a step portion 24 is formed.

連結シャフト21の内端側のケース20の内部には凹部25が形成されており、この凹部25に、連結シャフト21の内端側の先端に連結シャフト21の回動変位を検出する角度検出部7が配設されている。   A recess 25 is formed inside the case 20 on the inner end side of the connecting shaft 21, and an angle detection unit that detects a rotational displacement of the connecting shaft 21 at the inner end side end of the connecting shaft 21 in the recess 25. 7 is disposed.

連結シャフト21は駆動シャフト26と被駆動シャフト27とから構成され、この連結シャフト21のうち被駆動シャフト27に角度検出部7が結合され、連結シャフト21と角度検出部7とを合わせて角度センサ28が構成されている。   The connection shaft 21 includes a drive shaft 26 and a driven shaft 27, and the angle detection unit 7 is coupled to the driven shaft 27 of the connection shaft 21, and the angle sensor is combined with the connection shaft 21 and the angle detection unit 7. 28 is configured.

図2は駆動シャフト26の構成を示す。図2(B)は平面図、図2(A)は左側面図、図2(C)は右側面図である。駆動シャフト26は、図2(B)に示すように、円筒部26Aと、この円筒部26Aより直径の大きい円筒状の鍔部40と、板状突起29をなす凸部先端30とがこの順序で形成されている。 FIG. 2 shows the configuration of the drive shaft 26. 2B is a plan view, FIG. 2A is a left side view, and FIG. 2C is a right side view. As shown in FIG. 2B, the drive shaft 26 includes a cylindrical portion 26A, a cylindrical flange portion 40 having a diameter larger than that of the cylindrical portion 26A, and a convex tip 30 forming a plate-like protrusion 29 in this order. It is formed with.

そして、鍔部40は、ケース20の軸孔23Aと回動可能なように保持されると共に、図1に示すように、ケース20の段部24と鍔部40との間に挿入されたスプリング31を保持する。 And the collar part 40 is hold | maintained so that rotation with the axial hole 23A of the case 20 is possible, and the spring inserted between the step part 24 and the collar part 40 of the case 20 as shown in FIG. 31 is held.

さらに、鍔部40は、ケース20の軸孔23Aに外部から挿入されて固定された円筒状のストッパ39にケース20の外部から鍔部40の周縁部に当接して、駆動シャフト26が外部に飛び出さないようにする。 Further, the flange portion 40 comes into contact with the peripheral edge portion of the flange portion 40 from the outside of the case 20 to a cylindrical stopper 39 inserted and fixed to the shaft hole 23A of the case 20 from the outside, so that the drive shaft 26 is exposed to the outside. Avoid jumping out.

図3は被駆動シャフト27の構成を示す。図3(A)は平面図、図3(B)は右側面図、である。被駆動シャフト27は、図3(A)に示すように、左側に円筒部32が、中央にこの円筒部32より直径の大きい円板状の皿部33が、そして右側に皿部33より直径が小さく中央が板状溝34としてすり割り状に形成された円筒として凹部先端35が一体として配設されている。   FIG. 3 shows the configuration of the driven shaft 27. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a right side view. As shown in FIG. 3A, the driven shaft 27 has a cylindrical part 32 on the left side, a disc-shaped dish part 33 having a diameter larger than that of the cylindrical part 32 at the center, and a diameter from the dish part 33 on the right side. The recess tip 35 is integrally provided as a cylinder formed in a slit shape with a small center as a plate-like groove 34.

そして、被駆動シャフト27の板状溝34として形成された凹部先端35には、駆動シャフト26の凸部先端30の板状突起29が、図1に示す空間36を保持して嵌め合い構造で挿入されている。この空間36の存在により駆動シャフト26に大きな軸方向の荷重が印加されたときに被駆動シャフト27に衝撃が伝達されないように遮断することができる。   A plate-like projection 29 at the convex tip 30 of the drive shaft 26 has a fitting structure with the space 36 shown in FIG. 1 held in the concave tip 35 formed as the plate-like groove 34 of the driven shaft 27. Has been inserted. Due to the presence of this space 36, when a large axial load is applied to the drive shaft 26, it is possible to block the shock so that an impact is not transmitted to the driven shaft 27.

また、凹部先端35の円筒状の脚部37はベアリング38を介してケース20に固定され、ベアリング38により被駆動シャフト27がスムーズに回転変位するのを助けると共に被駆動シャフト27の軸の中心を正確に保持する。   The cylindrical leg portion 37 of the recess tip 35 is fixed to the case 20 via a bearing 38, which helps the driven shaft 27 to rotate and displace smoothly by the bearing 38, and the axis of the driven shaft 27 is centered. Hold exactly.

ケース20の内部に形成された凹部25の中には、被駆動シャフト27の円筒部32の先端に固定された角度検出部7が配設されている。そして、被駆動シャフト27の円板状の皿部33の上に、円筒部32に固定された断面がコ字状のフェライト片8A、8Bが固定されており、このフェライト片8A(8B)のコ字状の間の空間には、ケース20に固定されたプリント基板9が挿入固定されている。   In the recess 25 formed inside the case 20, the angle detection unit 7 fixed to the tip of the cylindrical portion 32 of the driven shaft 27 is disposed. Then, ferrite pieces 8A and 8B having a U-shaped cross section fixed to the cylindrical portion 32 are fixed on the disc-shaped dish portion 33 of the driven shaft 27, and the ferrite pieces 8A (8B) are fixed. A printed circuit board 9 fixed to the case 20 is inserted and fixed in the space between the U-shapes.

そして、フェライト片8A、8Bは被駆動シャフト27の回動と共に回動し、プリント基板9を挟んで回動し、従来と同じく相互インダクタンスMを回動変位に対応して変化させ出力信号から角度を検出する。   Then, the ferrite pieces 8A and 8B rotate with the rotation of the driven shaft 27, rotate with the printed circuit board 9 interposed therebetween, and change the mutual inductance M corresponding to the rotational displacement as in the prior art, thereby changing the angle from the output signal. Is detected.

以上の構成によれば、被駆動シャフト27とケース20の間には、ベアリング38が取り付けられているので、被駆動シャフト27は摩擦力を受けることなく回転する。   According to the above configuration, since the bearing 38 is attached between the driven shaft 27 and the case 20, the driven shaft 27 rotates without receiving a frictional force.

そして、駆動シャフト26と被駆動シャフト27は凹凸構造になっている部分(29、34)にて組み合わされており、この部分は嵌め合い(隙間ばめ)構造になっているので、摩擦なく駆動シャフト26は軸方向に移動すると共に、凹凸構造を有することから駆動シャフト26の回動はそのまま被駆動シャフト27へと伝達される。 The drive shaft 26 and the driven shaft 27 are combined at the concavo-convex portions (29, 34), and this portion has a fitting (gap fit) structure, so that it can be driven without friction. Since the shaft 26 moves in the axial direction and has an uneven structure, the rotation of the drive shaft 26 is transmitted to the driven shaft 27 as it is.

また、駆動シャフト26はストッパ39により外に飛び出さない一方でスプリング31により絶えずストッパ39に押しつけられているので、駆動シャフト26の軸方向は一定している。   Further, since the drive shaft 26 does not jump out by the stopper 39 but is constantly pressed against the stopper 39 by the spring 31, the axial direction of the drive shaft 26 is constant.

そして、駆動シャフト26が軸方向を中心にして回動すると、その力は被駆動シャフト27に伝達され、駆動シャフト26の回動角度だけ、被駆動シャフト27が回動する。
Then, the drive shaft 26 when rotated around the axial direction, the force is transmitted to the driven shaft 27, by the rotational angle of the drive shaft 26, the driven shaft 27 is rotated.

ここで、仮に駆動シャフト26に力が加わると、駆動シャフト26は軸方向に動くが、駆動シャフト26と被駆動シャフト27の間に空間36があるので、被駆動シャフト27は軸方向に動くことはない。大きな力が加わった場合は、駆動シャフト26は被駆動シャフト27に当たる前にケース20に当たる構造(24、31、40)になっているので、いかなる場合においても被駆動シャフト27は軸方向に動くことはない。   Here, if a force is applied to the drive shaft 26, the drive shaft 26 moves in the axial direction. However, since there is a space 36 between the drive shaft 26 and the driven shaft 27, the driven shaft 27 moves in the axial direction. There is no. When a large force is applied, the drive shaft 26 has a structure (24, 31, 40) that hits the case 20 before hitting the driven shaft 27. Therefore, the driven shaft 27 moves in the axial direction in any case. There is no.

また、駆動シャフト26の軸方向への力が除去された場合は、スプリング31の力により駆動シャフト26は元の位置まで戻る。   When the axial force of the drive shaft 26 is removed, the drive shaft 26 returns to the original position by the force of the spring 31.

以上説明した連結シャフト21は、バルブ開度を調節するためのポジショナに用いる角度検出部7に結合する一例として説明したが、この構造は様々な製品のシャフト構造に適用可能である。   The connection shaft 21 described above has been described as an example of coupling to the angle detection unit 7 used in a positioner for adjusting the valve opening, but this structure can be applied to shaft structures of various products.

また、以上説明した角度検出部7は、プリント基板9とフェライト片8A、9Bとを用いる構造の角度検出部を一例として説明したが、これに限らず各種原理で動作する角度検出部を用いることができる。   Moreover, although the angle detection part 7 demonstrated above demonstrated as an example the angle detection part of the structure using the printed circuit board 9 and the ferrite pieces 8A and 9B, not only this but the angle detection part which operate | moves on various principles is used. Can do.

以下に図4、図5、図6に基づいて本発明を詳細に説明する。図4は本発明に係る角度センサの一実施例を示す模式的な構成図であり、図5は図4に示す駆動シャフトの構成を示す構成図であり、図6は図4に示す被駆動シャフトの構成を示す構成図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5, and 6. 4 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the angle sensor according to the present invention, FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of the drive shaft shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a driven type shown in FIG. It is a block diagram which shows the structure of a shaft.

図4、図5、図6の構成は、それぞれ図1、図2、図3の構成に対応する。また、図1の参考例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。 The configurations of FIGS. 4, 5, and 6 correspond to the configurations of FIGS. 1, 2, and 3, respectively. The same elements as those in the reference example of FIG.

図4の実施例の特徴は、弾性手段である板バネ53に係る構成にある。   The feature of the embodiment of FIG. 4 is the configuration relating to the leaf spring 53 which is an elastic means.

板バネ53の一端は駆動シャフト26に固定され、板バネ53の他端は被駆動シャフト27に固定される。即ち、駆動シャフト26と被駆動シャフト27とは、板バネ53によって連結される。   One end of the leaf spring 53 is fixed to the drive shaft 26, and the other end of the leaf spring 53 is fixed to the driven shaft 27. That is, the drive shaft 26 and the driven shaft 27 are connected by the leaf spring 53.

このため、駆動シャフト26が回転すると、被駆動シャフト27も同期して回転する。具体的には、駆動シャフト26が半回転すると被駆動シャフト27も半回転する。よって、図4の実施例は、ガタツキがなく回転を伝達できる。   For this reason, when the drive shaft 26 rotates, the driven shaft 27 also rotates in synchronization. Specifically, when the drive shaft 26 rotates half, the driven shaft 27 also rotates half. Therefore, the embodiment of FIG. 4 can transmit rotation without rattling.

このとき、回転方向は、板バネ53をねじる方向であり、板バネ53は高い剛性を有する。よって、板バネ53はねじれることがなく、駆動シャフト26の回転角度と被駆動シャフト27の回転角度とは等しくなる。   At this time, the rotation direction is a direction in which the leaf spring 53 is twisted, and the leaf spring 53 has high rigidity. Therefore, the leaf spring 53 is not twisted, and the rotation angle of the drive shaft 26 and the rotation angle of the driven shaft 27 are equal.

また、板バネ53は、駆動シャフト26と被駆動シャフト27とに反発力を生じる。そして、駆動シャフト26はストッパ39に押し付けられる。このような構成により、板バネ53は、駆動シャフト26の軸方向の変位を吸収する。   Further, the leaf spring 53 generates a repulsive force between the drive shaft 26 and the driven shaft 27. Then, the drive shaft 26 is pressed against the stopper 39. With such a configuration, the leaf spring 53 absorbs the axial displacement of the drive shaft 26.

詳しくは、駆動シャフト26の軸方向に力が加わると、駆動シャフト26は軸方向に変位し、板バネ53が軸方向に縮む。また、駆動シャフト26の軸方向に大きな力が加わると、駆動シャフト26は軸方向に変位し、段部24と鍔部40とが当たり、板バネ53の変位が制限され、被駆動シャフト27への荷重は制限される。 Specifically, when a force is applied in the axial direction of the drive shaft 26, the drive shaft 26 is displaced in the axial direction, and the leaf spring 53 contracts in the axial direction. Further, when a large force is applied in the axial direction of the drive shaft 26, the drive shaft 26 is displaced in the axial direction, the stepped portion 24 and the flange portion 40 come into contact with each other, and the displacement of the leaf spring 53 is limited. The load is limited.

したがって、図4の実施例は、被駆動シャフト27に過剰な荷重が加わることがなく、安定した特性を示す。   Therefore, the embodiment of FIG. 4 does not apply an excessive load to the driven shaft 27 and exhibits stable characteristics.

そして、本発明の構成は、バルブ開度を調節するポジショナに搭載される角度センサにたいして、好適な特性を示す。   And the structure of this invention shows a suitable characteristic with respect to the angle sensor mounted in the positioner which adjusts a valve opening degree.

また、本発明は、上述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲でさらに多くの変更及び変形を含むものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.

本発明に係る角度センサの参考例を示す模式的な構成図である。It is a typical block diagram which shows the reference example of the angle sensor which concerns on this invention. 図1に示す駆動シャフトの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive shaft shown in FIG. 図1に示す被駆動シャフトの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the driven shaft shown in FIG. 本発明に係る角度センサの一実施例を示す模式的な構成図である。It is a typical block diagram which shows one Example of the angle sensor which concerns on this invention. 図4に示す駆動シャフトの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive shaft shown in FIG. 図4に示す被駆動シャフトの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the driven shaft shown in FIG. 従来の角度センサの模式的な構成図を示す側面図である。It is a side view which shows the typical block diagram of the conventional angle sensor. 従来の角度センサの模式的な構成図を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical block diagram of the conventional angle sensor. 従来の角度センサの模式的な構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the typical structure of the conventional angle sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1、20 ケース
2 シャフト
3、22、32 円筒部
4、23、23A,23B 軸孔
6 凹部
7 角度検出部
8A,8B フェライト片
9 プリント基板
21 連結シャフト
24 段部
25 凸部
26 駆動シャフト
26A 円筒部
27 被駆動シャフト
28 角度センサ
29 板状突起
30 凸部先端
31 スプリング(弾性手段)
32 円筒部
33 皿部
34 板状溝
35 凹部先端
36,54 空間
37 脚部
38 ベアリング
39 ストッパ
40 鍔部
51 ベアリング
52 押さえ板
53 板バネ(弾性手段)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Case 2 Shaft 3,22,32 Cylindrical part 4,23,23A, 23B Shaft hole 6 Concave part 7 Angle detection part 8A, 8B Ferrite piece 9 Printed circuit board 21 Connection shaft 24 Step part 25 Convex part 26 Drive shaft 26A Cylindrical Part 27 Driven shaft 28 Angle sensor 29 Plate-like protrusion 30 Protrusion tip 31 Spring (elastic means)
32 Cylindrical part 33 Dish part 34 Plate-like groove 35 Recessed tip 36, 54 Space 37 Leg part 38 Bearing 39 Stopper 40 ridge part 51 Bearing 52 Holding plate 53 Leaf spring (elastic means)

Claims (2)

回動可能なようにケースに保持される駆動シャフトと、
この駆動シャフトと連結される被駆動シャフトと、
前記駆動シャフトの回転方向に対しては高い剛性を有し前記駆動シャフトの軸方向の変位を吸収するように一端は前記駆動シャフトに固定されて他端は前記被駆動シャフトに固定されて前記駆動シャフトと前記被駆動シャフトを連結する板バネと、
前記被駆動シャフトの先端側に設けられた角度検出部を具備し、
前記駆動シャフトの回動変位を検出することを特徴とする角度センサ。
A drive shaft held in the case so as to be rotatable;
A driven shaft coupled to the drive shaft;
The drive end is fixed to the drive shaft and the other end to absorb axial displacement of the drive shaft has a high rigidity with respect to the rotational direction of the drive shaft is fixed to the driven shaft A leaf spring connecting the shaft and the driven shaft;
An angle detector provided on the tip side of the driven shaft;
An angle sensor for detecting a rotational displacement of the drive shaft.
前記角度検出部は、The angle detector
前記被駆動シャフトに固着されたフェライト片と、前記ケースに前記フェライト片に対向するように配置されたコイルがプリントされたプリント基板とで構成され、It is composed of a ferrite piece fixed to the driven shaft, and a printed circuit board on which a coil arranged on the case so as to face the ferrite piece is printed,
前記フェライト片と前記コイルとの交差面積の回動変位による相互インダクタンスの変化から前記駆動シャフトの回動変位を検出することを特徴とする請求項1記載の角度センサ。2. The angle sensor according to claim 1, wherein the rotational displacement of the drive shaft is detected from a change in mutual inductance caused by a rotational displacement of an intersection area between the ferrite piece and the coil.
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