JP6875966B2 - Displacement detector - Google Patents
Displacement detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP6875966B2 JP6875966B2 JP2017174355A JP2017174355A JP6875966B2 JP 6875966 B2 JP6875966 B2 JP 6875966B2 JP 2017174355 A JP2017174355 A JP 2017174355A JP 2017174355 A JP2017174355 A JP 2017174355A JP 6875966 B2 JP6875966 B2 JP 6875966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- magnet
- magnetic
- force
- rod member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 154
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 98
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 42
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 41
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 5
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、部材の変位量を検出する変位検出装置に関するものである。 The present invention relates to a displacement detection device that detects a displacement amount of a member.
特許文献1には、計測対象物に追従して変位する変位部材に取り付けられる磁石と、磁石に対向して配置される磁気センサと、変位部材を計測対象物に向けて付勢するスプリングと、を備えた変位検出装置が開示されている。この変位検出装置では、計測対象物の変位に応じて磁石の位置が変化し、磁石の位置の変化に伴って磁気センサを通過する磁束の方向や大きさが変化するため、磁気センサの出力値に基づいて計測対象物の変位量を特定することができる。 Patent Document 1 describes a magnet attached to a displacement member that displaces following the object to be measured, a magnetic sensor that is arranged so as to face the magnet, and a spring that urges the displacement member toward the object to be measured. Displacement detection device provided with the above is disclosed. In this displacement detection device, the position of the magnet changes according to the displacement of the object to be measured, and the direction and magnitude of the magnetic flux passing through the magnetic sensor changes as the position of the magnet changes. Therefore, the output value of the magnetic sensor The amount of displacement of the object to be measured can be specified based on.
特許文献1に記載の変位検出装置のように、変位部材がスプリングにより計測対象物に向けて付勢される変位検出装置では、変位部材が突き出ているときにはスプリングの圧縮量が小さくなるため、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が小さくなる。このように変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が小さくなると計測対象物の移動に対して変位部材が追従できなくなるおそれがある。 In a displacement detection device such as the displacement detection device described in Patent Document 1, in which the displacement member is urged toward the object to be measured by a spring, the amount of compression of the spring becomes small when the displacement member protrudes, so that the displacement occurs. The force that presses the member against the object to be measured becomes smaller. If the force that presses the displacement member against the object to be measured becomes small in this way, the displacement member may not be able to follow the movement of the object to be measured.
一方、変位部材が押し込まれているときにはスプリングの圧縮量が大きくなるため、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が大きくなる。このように変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が大きくなると計測対象物が変位部材側に向かって自由に移動することが阻害されるおそれがある。 On the other hand, when the displacement member is pushed in, the amount of compression of the spring becomes large, so that the force that pushes the displacement member against the object to be measured becomes large. If the force that presses the displacement member against the object to be measured becomes large in this way, the object to be measured may be hindered from freely moving toward the displacement member.
つまり、上記構成の変位検出装置では、このような制約に対応するために、スプリングの伸縮量、すなわち、変位検出装置の検出範囲を制限し、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力の変化幅を小さくする必要がある。 That is, in the displacement detection device having the above configuration, in order to cope with such a restriction, the amount of expansion and contraction of the spring, that is, the detection range of the displacement detection device is limited, and the force for pressing the displacement member against the object to be measured changes. The width needs to be reduced.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、変位検出装置の検出範囲を制限することなく計測対象物に作用する押付力の変化幅を小さくすることが可能な変位検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a displacement detection device capable of reducing the change width of the pressing force acting on the object to be measured without limiting the detection range of the displacement detection device. The purpose is to provide.
第1の発明は、変位方向において磁石が変位可能な範囲の外側に磁性体の少なくとも一部が設けられ、変位部材は、磁石と磁性体とが引き付け合う吸引力と、付勢部材の付勢力と、の合力により変位検出対象部材に対して押し付けられることを特徴とする。 In the first invention, at least a part of the magnetic material is provided outside the range in which the magnet can be displaced in the displacement direction, and the displacement member has an attractive force that attracts the magnet and the magnetic material and an urging force of the urging member. It is characterized in that it is pressed against the displacement detection target member by the resultant force of and.
第1の発明では、変位方向において磁石が変位可能な範囲の外側に磁性体の少なくとも一部が設けられ、磁石と磁性体が引き付け合う吸引力と、付勢部材の付勢力と、の合力により変位部材が変位検出対象部材に対して押し付けられる。磁性体と磁石との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向、または、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、押付力として作用する吸引力と付勢力との合力の変化幅は小さくなる。 In the first invention, at least a part of the magnetic material is provided outside the range in which the magnet can be displaced in the displacement direction, and the attractive force attracting the magnet and the magnetic material and the urging force of the urging member are combined. The displacement member is pressed against the displacement detection target member. The attractive force generated between the magnetic material and the magnet acts in the direction in which the displacement member is pressed against the displacement detection target member or in the direction opposite to the direction in which the displacement member is pressed against the displacement detection target member. The range of change in the resultant force between the attractive force acting as a force and the urging force becomes small.
第2の発明は、磁性体が、磁石と引き付け合う吸引力が変位検出対象部材に対して変位部材を押し付ける方向に作用する第1磁性体と、磁石と引き付け合う吸引力が変位検出対象部材に対して変位部材を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第2磁性体と、の少なくとも一方を有することを特徴とする。 In the second invention, the attractive force attracting the magnetic material to the magnet acts on the displacement detection target member in the direction of pressing the displacement member against the displacement detection target member, and the attractive force attracting the magnet to the displacement detection target member. On the other hand, it is characterized by having at least one of a second magnetic material that acts in a direction opposite to the direction in which the displacement member is pressed.
第3の発明は、第1磁性体が、磁石と変位検出対象部材との間において支持部材に設けられ、第2磁性体が、磁石に対して変位検出対象部材とは反対側において支持部材に設けられることを特徴とする。 In the third invention, the first magnetic material is provided on the support member between the magnet and the displacement detection target member, and the second magnetic material is on the support member on the side opposite to the displacement detection target member with respect to the magnet. It is characterized in that it is provided.
第2及び第3の発明では、磁性体が、磁石と変位検出対象部材との間において支持部材に設けられる第1磁性体と、磁石に対して変位検出対象部材とは反対側において支持部材に設けられる第2磁性体と、の少なくとも一方を有する。磁石と第1磁性体との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向に作用し、磁石と第2磁性体との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、押付力として作用する吸引力と付勢力との合力の変化幅は小さくなる。したがって、変位部材を変位検出対象部材に対して追従させることができるとともに、変位検出装置側に向かう変位検出対象部材の移動を阻害してしまうことを防止することができる。 In the second and third inventions, the magnetic material is a first magnetic material provided on the support member between the magnet and the displacement detection target member, and the support member on the side opposite to the displacement detection target member with respect to the magnet. It has at least one of a second magnetic material provided. The attractive force generated between the magnet and the first magnetic body acts in the direction of pressing the displacement member against the displacement detection target member, and the attractive force generated between the magnet and the second magnetic body displaces the displacement member. Since it acts in the direction opposite to the direction of pressing against the member to be detected, the range of change in the resultant force between the attractive force acting as the pressing force and the urging force becomes small. Therefore, the displacement member can be made to follow the displacement detection target member, and it is possible to prevent the displacement detection target member from being hindered from moving toward the displacement detection device side.
第4の発明は、外部から磁気検出部に作用する磁気を遮蔽する磁気シールドをさらに備え、磁性体が、磁気シールドと一体に形成されることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is further provided with a magnetic shield that shields magnetism acting on the magnetic detection unit from the outside, and the magnetic material is formed integrally with the magnetic shield.
第4の発明では、磁性体が、磁気シールドと一体に形成される。このため、部品点数が削減され、変位検出装置の製造コストを低減させることができる。 In the fourth invention, the magnetic material is formed integrally with the magnetic shield. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the displacement detection device can be reduced.
本発明によれば、変位検出装置の検出範囲を制限することなく計測対象物に作用する押付力の変化幅を小さくすることが可能な変位検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a displacement detection device capable of reducing the change width of a pressing force acting on a measurement object without limiting the detection range of the displacement detection device.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係る変位検出装置100は、スプール弁等の弁体を備える弁装置に取り付けられ、弁体の変位量(ストローク量)を検出するものである。以下では、図1から図3を参照し、変位検出装置100が油圧弁装置50のスプール弁51の変位を検出する変位検出装置として用いられる場合について説明する。
The
油圧弁装置50は、円筒状のスリーブ52と、スリーブ52内に配置されるスプール弁51と、を備える。油圧弁装置50では、スリーブ52に設けられた給排孔52aを通じてスプール弁51の一端面51aが臨む油室53に対して作動油が給排されることでスプール弁51が軸方向に変位する。そして、スプール弁51が変位することでスリーブ52に形成される図示しないポートの開閉が制御される。変位検出装置100は、図1に示すように、スプール弁51の一端面51aに対向するようにスリーブ52の端部に取り付けられる。
The
変位検出装置100は、変位検出対象部材であるスプール弁51に追従して変位する変位部材としてのロッド部材22と、ロッド部材22の一端側に配置されロッド部材22とともに変位する磁石24と、ロッド部材22を変位方向に往復動自在に支持する支持部材としてのケーシング12と、ケーシング12内に配置されロッド部材22をスプール弁51に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング27と、磁石24の変位方向と直交する方向において磁石24に対向するようにケーシング12に配置される磁気検出部32と、を備える。
The
ケーシング12は、真鍮等の非磁性材により形成される有底筒状部材であり、円筒状の円筒部12aと、円筒部12aの一端側に設けられる底部12bと、円筒部12aの内部に形成される収容部12cと、を有する。収容部12cには、磁石24とともに磁石24が配置されるロッド部材22の一部が収容される。
The
円筒部12aには、円筒部12aの外周面に開口し収容部12cに向かって形成される非貫通の段付き孔である固定孔12eが形成される。固定孔12e内には磁気検出部32が固定される。
The
また、底部12bには、ロッド部材22が挿通する支持孔12dが形成される。支持孔12dには、ロッド部材22を摺動自在に支持するブッシュ18が軸方向に離間して2カ所に設けられる。ロッド部材22を支持するブッシュ18が2カ所に設けられることで、ケーシング12に片持ち支持されるロッド部材22の軸心が支持孔12dの軸心である支持軸心Oに対して傾くことをある程度抑制することができる。ブッシュ18は、1カ所に設けられてもよく、この場合、ケーシング12の軸方向長さを短縮させることができる。
Further, a
また、底部12bには、収容部12cと外部とを連通させる連通孔12fが支持孔12dの周囲に複数形成される。外側に開口する連通孔12fの一端は、油圧弁装置50の油室53に臨んでおり、収容部12c内には連通孔12fを通じて油室53内の作動油が流入する。つまり、収容部12cは、作動油で満たされている。
Further, in the
ロッド部材22は、ブッシュ18を介してケーシング12により摺動自在に支持される円柱状の軸部22aと、軸部22aの先端に形成される半球状の接触部22bと、軸部22aの基端に形成され軸部22aの径方向外側に向かって延びるフランジ部22cと、を有する。
The
また、フランジ部22cには、軸部22aとは反対側に延びる円柱状の保持部22dが軸部22aと同軸上に設けられる。なお、設計上では、ロッド部材22の軸心と支持孔12dの支持軸心Oとが同軸上に配置されるように、ロッド部材22はケーシング12により支持される。つまり、ロッド部材22の軸心は、支持軸心Oに一致する。
Further, the
ロッド部材22は、ケーシング12と同様に非磁性材により形成されるが、接触部22bには、スプール弁51が当接するため、ある程度の硬度を有するオーステナイト系ステンレス鋼等により形成されることが好ましい。
The
磁石24は、NdやSm等の希土類元素を含む円筒状に形成された永久磁石であり、N極24aとS極24bとが保持部22dの軸方向に並ぶように、保持部22dの外周に配置される。磁石24は、保持部22dが挿通する挿通孔24cを有し、挿通孔24cから突き出た保持部22dの端部にC字状の止め輪26が係止されることにより保持部22dに対して固定される。
The
また、磁石24と止め輪26との間には弾性変形する部材により形成される緩衝材25が設けられる。このため、保持部22dに磁石24が組み付けられる際に緩衝材25が変形し、磁石24は、緩衝材25の復元力によってフランジ部22cに押し付けられた状態となる。したがって、磁石24は、軸方向に遊びを有することなく、ロッド部材22に対して所定の位置に固定されることになる。また、組み付け時に磁石24に作用する力は緩衝材25によって吸収されるため、組み付け時に磁石24が破損することを防止することができる。
Further, a
磁石24は、ロッド部材22とともにスプール弁51に追従して変位し、図1及び図2に磁石24が変位可能な範囲として示される変位範囲Lに渡って支持軸心Oに沿って変位する。
The
磁石24及び磁石24が組み付けられるロッド部材22の一部が収容部12c内に収容された状態で、収容部12cの開口端には、蓋部材14が挿入固定される。蓋部材14は、ケーシング12と同様に真鍮等の非磁性材により形成される。蓋部材14と収容部12cとの間には図示しないシール部材が設けられ、シール部材により収容部12cの内部と外部との連通が遮断され、外部に作動油が漏れることが防止される。
The
蓋部材14の固定方法としては、圧入や螺合といった一般的な固定方法が用いられる。また、蓋部材14とは別の部材をケーシング12に組み付けることにより、蓋部材14をケーシング12に対して押付固定する構成としてもよい。
As a fixing method of the
スプリング27は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材で形成されたコイルスプリングであり、フランジ部22cと蓋部材14との間に圧縮された状態で組み付けられる。このため、スプリング27の付勢力は、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける方向に常に作用する。なお、変位検出装置100が油圧弁装置50に組み付けられていないときには、ロッド部材22は、スプリング27の付勢力により押圧され、フランジ部22cが底部12bに当接した状態となる。また、スプリング27が配置される位置は、フランジ部22cと蓋部材14との間に限定されず、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける方向にスプリング27の付勢力が作用すれば、どのような位置に配置されてもよい。
The
磁気検出部32は、磁石24の変位に伴う磁界の変化に応じた出力値を出力する図示しないホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサと、磁気センサの出力値を処理する図示しない増幅回路等の処理回路と、を有する。磁気検出部32は、磁気センサの出力値に基づいて演算されたロッド部材22の変位量、すなわち、ロッド部材22に当接するスプール弁51の変位量に相当する検出値を出力する。
The
磁気検出部32は、基板34に実装されており、基板34が円筒部12aに形成された固定孔12eの段部に固定されることで、ケーシング12に組み付けられる。
The
磁気検出部32が固定孔12e内に配置された状態で、円筒部12aの外周には、固定孔12eを覆うようにして円筒状の磁気シールド16が組み付けられる。磁気シールド16は磁気を遮蔽可能な鉄系合金等の保磁力の小さい軟磁性材により形成され、変位検出装置100の外部の磁気が磁気検出部32に影響を及ぼすことを抑制している。
With the
また、磁気シールド16には図示しない切欠部が形成され、この切欠部を通じてスプール弁51の作動を制御する図示しないコントローラと磁気検出部32とを接続する図示しないリード線が配索される。
Further, a notch (not shown) is formed in the
次に、上記構成の変位検出装置100によるスプール弁51の変位量の検出について説明する。
Next, the detection of the displacement amount of the
スプール弁51の変位は、スプール弁51が当接するロッド部材22を介して変位検出装置100に伝達される。
The displacement of the
変位検出装置100内では、ロッド部材22が支持軸心Oに沿って変位すると、磁石24も変位し、磁気検出部32を通過する磁束の方向や大きさが変化する。そして、磁気検出部32を通過する磁束の方向や大きさの変化に応じて磁気検出部32の出力値が変化する。したがって、磁気検出部32の出力値に基づいてロッド部材22の変位量、すなわち、スプール弁51の変位量を検出することができる。
In the
ここで、上記構成の変位検出装置100において、スプール弁51の変位量を安定して検出するためには、ロッド部材22を常にスプール弁51に追従させる必要がある。このためには、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態、すなわち、スプリング27の圧縮量が最も小さくなった状態において、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける押付力をある程度の大きさ以上にしておかなければならない。
Here, in the
しかし、このような押付力をスプリング27の付勢力によって確保しようとすると、スプリング27の初期たわみ量が大きくなって、スプリング27が密着高さとなるまでのたわみ量、すなわち、ロッド部材22の許容変位量が少なくなり、変位検出装置100の変位検出範囲が狭くなってしまう。また、変位検出範囲を拡大させるためにスプリング27のたわみ量を大きくすることも考えられるが、たわみ量を大きくするとスプリング27の全長が長くなるため、変位検出装置100が大型化してしまう。
However, if such a pressing force is to be secured by the urging force of the
また、一方で、スプリング27の付勢力は、ロッド部材22がケーシング12内に進入する量に比例して徐々に大きくなる。したがって、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態においてスプリング27の付勢力をある程度大きくすると、ロッド部材22がケーシング12内に進入するにつれてスプリング27の付勢力はさらに大きくなる。このように、スプリング27の付勢力が大きくなり、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける力が必要以上に大きくなると、スプール弁51が変位検出装置100側に向かって自由に移動することを阻害してしまうおそれがある。
On the other hand, the urging force of the
さらに、変位検出装置100では、ロッド部材22のフランジ部22cが収容される収容部12cが作動油で満たされている。そして、収容部12c内の作動油は、ロッド部材22が支持軸心O方向に変位する際、フランジ部22cと円筒部12aとの間の隙間を流れるため、ロッド部材22は、ロッド部材22が移動する方向とは反対方向に作用する抵抗力を作動油から受けることになる。したがって、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける押付力が、ロッド部材22がケーシング12から退出する方向に移動するにつれて小さくなると、作動油の抵抗力によってロッド部材22がスプール弁51から離れてしまうおそれがある。
Further, in the
このように、スプール弁51の変位量を安定して検出するためには、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける押付力を、ロッド部材22が常にスプール弁51に追従可能な大きさよりも大きくしつつ、スプール弁51の移動を阻害しない大きさに制限する必要がある。つまり、上記構成の変位検出装置100においては、ロッド部材22がケーシング12から退出する量が比較的多い状態においては押付力を大きくし、ロッド部材22がケーシング12内に進入する量が比較的多い状態においては押付力を小さくすることにより、押付力の最小値と最大値との差である変化幅をできるだけ小さくする必要がある。
In this way, in order to stably detect the displacement amount of the
そこで、押付力の変化幅を小さくするために、本実施形態に係る変位検出装置100は、ロッド部材22がケーシング12から退出する量が比較的多い状態やロッド部材22がケーシング12内に進入する量が比較的多い状態となったときに磁石24と引き付け合う磁性体41,42をさらに備える。
Therefore, in order to reduce the change width of the pressing force, the
磁性体41,42は、ケーシング12に設けられ、磁気シールド16と同様に鉄系合金等の軟磁性材により形成される部材であって、変位方向において磁石24が変位可能な範囲である変位範囲Lの外側に少なくともその一部が設けられる。磁性体41,42は、磁石24とスプール弁51との間においてケーシング12に設けられる第1磁性体41と、磁石24に対してスプール弁51とは反対側においてケーシング12に設けられる第2磁性体42と、を有する。
The
具体的には、第1磁性体41は、磁気検出部32よりも底部12b側の円筒部12aの外周に設けられ、底部12bの外面に沿って径方向内側に折り曲げられた形状を有する。また、第2磁性体42は、磁気検出部32よりも蓋部材14側の円筒部12aの外周に設けられ、蓋部材14に向かって径方向内側に折り曲げられた形状を有する。
Specifically, the first
このように、第1磁性体41及び第2磁性体42は、支持軸心O方向において磁石24の変位範囲Lの外側に少なくとも一部がそれぞれ設けられている。なお、第1磁性体41及び第2磁性体42は、上記形状に限定されず、支持軸心O方向において磁石24の変位範囲Lの外側に少なくとも一部が設けられていれば、円筒部12aに沿って形成された単なる筒状部材であってもよいし、底部12bの外面に沿って形成された単なる円環状部材であってもよい。
As described above, at least a part of the first
また、第1磁性体41及び第2磁性体42は、磁気シールド16と一体的に形成される。第1磁性体41及び第2磁性体42を磁気シールド16と一体的に形成することで、部品点数を削減し、部品の管理コスト、変位検出装置100の製造コストを低減させることができる。なお、第1磁性体41及び第2磁性体42は、磁気シールド16とは別の部材で形成されていてもよい。この場合、第1磁性体41及び第2磁性体42は、磁気検出部32の検出値にあまり影響を及ぼさない範囲において、ある程度の保磁力を有する硬磁性材により形成されてもよい。
Further, the first
このように、磁石24の変位範囲Lの外側に磁性材により形成された第1磁性体41及び第2磁性体42が配置されているため、図1に示すように、磁石24が第1磁性体41に近づく方向に変位した場合、磁石24と第1磁性体41とが引き付け合う吸引力が発生し、この吸引力は、第1磁性体41が磁石24を引き寄せる方向、すなわち、磁石24が取り付けられたロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向に作用する。
As described above, since the first
一方で、図2に示すように、磁石24が第2磁性体42に近づく方向に変位した場合、磁石24と第2磁性体42とが引き付け合う吸引力が発生し、この吸引力は、第2磁性体42が磁石24を引き寄せる方向、すなわち、磁石24が取り付けられたロッド部材22をスプール弁51から引き離す方向に作用する。換言すれば、磁石24と第2磁性体42とが引き付け合う吸引力は、磁石24が取り付けられたロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向とは反対の方向に作用する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the
続いて、図3のグラフを参照し、ロッド部材22の変位量に対する付勢力および吸引力の変化について説明する。図3のグラフにおいて、横軸はロッド部材22の変位量(ストローク量)を示しており、縦軸は、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける付勢力や吸引力といった押付力の大きさを示している。
Subsequently, with reference to the graph of FIG. 3, changes in the urging force and the suction force with respect to the displacement amount of the
スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける方向に作用する押付力をプラス側とした場合、図3のグラフに一点鎖線で示すように、磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42との間に生じる吸引力は、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態においては、磁石24と第1磁性体41とが引き付け合う吸引力が大きくなるためプラス側に最大の値(Fm1)となる。そして、ロッド部材22がケーシング12内に最も進入した状態においては、磁石24と第2磁性体42とが引き付け合う吸引力が大きくなるためマイナス側に最大の値(Fm2)となる。また、ロッド部材22の変位量が中間領域にある状態では、磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42との間に生じる吸引力がそれぞれ小さくなるとともにこれらが相殺されるため吸引力はゼロとなる。
When the pressing force acting in the direction of pressing the
一方で、スプリング27の付勢力は、図3のグラフに破線で示すように、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態、すなわち、スプリング27の圧縮量が最も小さい状態にあるときの最小付勢力(Fs1)からロッド部材22がケーシング12内に最も進入した状態、すなわち、スプリング27の圧縮量が最も大きい状態にあるときの最大付勢力(Fs2)に向かって比例して大きくなる。
On the other hand, the urging force of the
ここで磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42との間に生じる吸引力と、スプリング27の付勢力とは、ともにロッド部材22に作用している。このため、これらの合力はスプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける押付力として作用することになる。
Here, the attractive force generated between the
磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42との間に生じる吸引力と、スプリング27の付勢力と、の合力は、図3のグラフに実線で示すように、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態における吸引力と付勢力との合力の値(Fs1+Fm1)からロッド部材22がケーシング12内に最も進入した状態における吸引力と付勢力との合力の値(Fs2−Fm2)に向かって曲線的に変化する。
As shown by the solid line in the graph of FIG. 3, the resultant force of the attractive force generated between the
このように、変位検出装置100では、第1磁性体41及び第2磁性体42を設けることにより、ロッド部材22がケーシング12から退出する量が比較的多い状態において、押付力として作用する合力が大きくなり、ロッド部材22がケーシング12内に進入する量が比較的多い状態において、押付力として作用する合力が小さくなる。
As described above, in the
そして、図3のグラフからも明らかであるように、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅(ΔFr)は、スプリング27の付勢力の変化幅(Fs2−Fs1)よりも小さくなる。また、吸引力と付勢力との合力の最小値は、スプリング27単体での付勢力の最小値と比べて大きな値となり、吸引力と付勢力との合力の最大値は、スプリング27単体での付勢力の最大値と比べて小さな値となる。
As is clear from the graph of FIG. 3, the change width (ΔFr), which is the difference between the minimum value and the maximum value of the resultant force between the suction force and the urging force, is the change width (Fs2) of the urging force of the
したがって、このような特性の合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材22をスプール弁51に対して確実に追従させることができるとともに、変位検出装置100側に向かうスプール弁51の移動を阻害してしまうことを防止することができる。また、ロッド部材22がケーシング12から退出する方向に移動する際に、押付力として作用する合力を所定の大きさ以上に維持することで、作動油の抵抗力によってロッド部材22がスプール弁51から離れてしまうことも防止することができる。
Therefore, by acting the resultant force of such characteristics as a pressing force, the
なお、磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42との間に生じる吸引力の特性を変化させることによって吸引力と付勢力との合力の特性をよりフラットな特性に変化させることも可能である。具体的には、例えば、磁石24の変位範囲Lからの距離に応じて、第1磁性体41の厚さや支持軸心Oから第1磁性体41までの距離等を変化させることで、ロッド部材22がケーシング12から退出する量が比較的多い状態における吸引力の特性を変化させることができる。また、支持軸心O方向において磁石24と対向するように第1磁性体41及び第2磁性体42を配置することにより、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態及びロッド部材22がケーシング12内に最も進入した状態における吸引力を大きくすることができる。
By changing the characteristics of the attractive force generated between the
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are obtained.
変位検出装置100では、磁石24と第1磁性体41及び第2磁性体42とが引き付け合う吸引力と、スプリング27の付勢力と、の合力によってロッド部材22は、スプール弁51に対して押し付けられる。ここで、磁石24と第1磁性体41とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向に作用するため、スプリング27の付勢力が小さくなったとしても押付力は磁石24と第1磁性体41との吸引力により所定の大きさに保持される。一方、磁石24と第2磁性体42とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、スプリング27の付勢力が大きくなったとしても押付力は磁石24と第2磁性体42との吸引力により所定の大きさに制限される。
In the
このように、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅(ΔFr)は、スプリング27の付勢力の変化幅(Fs2−Fs1)よりも小さくなる。また、吸引力と付勢力との合力の最小値は、スプリング27単体での付勢力の最小値と比べて大きな値となり、吸引力と付勢力との合力の最大値は、スプリング27単体での付勢力の最大値と比べて小さな値となる。
As described above, the change width (ΔFr), which is the difference between the minimum value and the maximum value of the resultant force between the suction force and the urging force, is smaller than the change width (Fs2-Fs1) of the urging force of the
したがって、このような特性の合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材22をスプール弁51に対して確実に追従させることができるとともに、変位検出装置100側に向かうスプール弁51の移動を阻害してしまうことを防止することができる。
Therefore, by acting the resultant force of such characteristics as a pressing force, the
なお、変位検出装置100では、磁石24とスプール弁51との間においてケーシング12に設けられる第1磁性体41と、磁石24に対してスプール弁51とは反対側においてケーシング12に設けられる第2磁性体42と、の2つの磁性体が設けられているが、これに代えて、第1磁性体41と第2磁性体42との何れか一方だけを設けた構成としてもよい。この場合も合力の変化幅をスプリング27単体での付勢力の変化幅よりも小さくすることができる。
In the
また、変位検出装置100では、図1に示される断面視において、ケーシング12の外側に設けられる各磁性体41,42は、ケーシング12の外形形状に合せて、その断面形状が略直角の角部を有するL字状となるように形成される。これに代えて、各磁性体41,42は、角部がテーパ状または曲線状に形成された断面形状を有していてもよい。また、各磁性体41,42は、図1に示される断面視において、全体の断面形状が円弧状または湾曲状となるように形成されてもよい。
Further, in the
ここで、各磁性体41,42の断面形状が円弧状または湾曲状とされた場合、断面形状がL字状である場合と比較し、各磁性体41,42は、磁石24に対して径方向において近くに配置される部分が増加する。このように、各磁性体41,42を磁石24に対して径方向において部分的に近づけると、磁石24と各磁性体41,42とが引き付け合う吸引力の特性が変化するため、各磁性体41,42の断面形状を変更することによって、例えば、磁石24が各磁性体41,42に向かってわずかに変位した段階から徐々に吸引力が上昇する特性や磁石24の変位に対してほぼ直線的に吸引力が増加する特性とすることも可能である。つまり、各磁性体41,42の断面形状を適宜変形させることによって、磁石24と各磁性体41,42との間に生じる吸引力と、スプリング27の付勢力と、の合力を、ロッド部材22の変位量に関わらず略一定とすることも可能である。なお、この場合、ケーシング12の外形形状は、各磁性体41,42の形状に合わせた形状とすることが好ましい。
Here, when the cross-sectional shape of each of the
続いて、図4を参照して、本発明の実施形態に係る変位検出装置100の変形例について説明する。
Subsequently, a modified example of the
上記実施形態では、第1磁性体41及び第2磁性体42は、ケーシング12の外周に設けられている。これに代えて、図4に示すように、底部12gを円筒部12aとは別の部材で形成し、底部12gを軟磁性材により形成することで磁石24と引き付け合う第1磁性体として機能させ、また、蓋部材15を軟磁性材により形成することで磁石24と引き付け合う第2磁性体として機能させてもよい。
In the above embodiment, the first
この場合も上記実施形態と同様に、磁石24と底部12gとが引き付け合う吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向に作用するため、スプリング27の付勢力が小さくなったとしても押付力は磁石24と底部12gとの吸引力により所定の大きさに保持される。一方、磁石24と蓋部材15とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、スプリング27の付勢力が大きくなったとしても押付力は磁石24と蓋部材15との吸引力により所定の大きさに制限される。また、底部12gと蓋部材15とは、支持軸心O方向において磁石24と対向するように設けられるため、ロッド部材22がケーシング12から最も退出した状態及びロッド部材22がケーシング12内に最も進入した状態において安定した吸引力を得ることができる。
In this case as well, as in the above embodiment, the attractive force of the
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 The configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention configured as described above will be collectively described.
スプール弁51に追従して変位するロッド部材22と、ロッド部材22をスプール弁51に向けて付勢するスプリング27と、ロッド部材22の一端側に配置され、ロッド部材22とともに変位する磁石24と、ロッド部材22を変位方向に往復動自在に支持するケーシング12と、ケーシング12に配置され磁石24の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部32と、ケーシング12に設けられ磁石24と引き付け合う磁性体41,42と、を備え、磁性体41,42は、変位方向において磁石24が変位可能な変位範囲Lの外側に少なくとも一部が設けられ、ロッド部材22は、磁石24と磁性体41,42とが引き付け合う吸引力と、スプリング27の付勢力と、の合力によりスプール弁51に対して押し付けられる。
A
この構成では、変位方向において磁石24が変位可能な変位範囲Lの外側に磁性体41,42の少なくとも一部が設けられ、磁石24と磁性体41,42とが引き付け合う吸引力と、スプリング27の付勢力と、の合力によりロッド部材22がスプール弁51に対して押し付けられる。
In this configuration, at least a part of the
磁石24が変位可能な変位範囲Lの外側に配置される磁性体41,42と、磁石24と、の間に生じる吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向、または、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向とは反対方向に作用する。このため、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅(ΔFr)は、スプリング27の付勢力の変化幅(Fs2−Fs1)よりも小さくなる。したがって、吸引力と付勢力との合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材22をスプール弁51に対して確実に追従させたり、変位検出装置100側に向かうスプール弁51の移動を阻害してしまうことを防止したりすることができる。
The attractive force generated between the
また、磁性体41,42は、磁石24と引き付け合う吸引力が、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける方向に作用する第1磁性体41と、磁石24と引き付け合う吸引力が、スプール弁51に対してロッド部材22を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第2磁性体42と、の少なくとも一方を有する。
Further, in the
また、第1磁性体41は、磁石24とスプール弁51との間においてケーシング12に設けられ、第2磁性体42は、磁石24に対してスプール弁51とは反対側においてケーシング12に設けられる。
Further, the first
これらの構成では、磁性体41,42が、磁石24とスプール弁51との間においてケーシング12に設けられる第1磁性体41と、磁石24に対してスプール弁51とは反対側においてケーシング12に設けられる第2磁性体42と、の少なくとも一方を有する。つまり、磁石24と磁性体41,42との間に生じる吸引力は、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向と、ロッド部材22をスプール弁51に対して押し付ける方向とは反対方向と、何れか一方に作用する。このため、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅(ΔFr)は、スプリング27の付勢力の変化幅(Fs2−Fs1)よりも小さくなる。したがって、吸引力と付勢力との合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材22をスプール弁51に対して確実に追従させたり、変位検出装置100側に向かうスプール弁51の移動を阻害してしまうことを防止したりすることができる。
In these configurations, the
また、ケーシング12に設けられ、外部から磁気検出部32に作用する磁気を遮蔽する磁気シールド16をさらに備え、磁性体41,42は、磁気シールド16と一体に形成される。
Further, the
この構成では、磁性体41,42が、磁気シールド16と一体に形成される。このように、磁性体41,42を磁気シールド16と一体的に形成することで、部品点数を削減し、部品の管理コスト、変位検出装置100の製造コストを低減させることができる。
In this configuration, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configurations of the above embodiments. Absent.
100・・・変位検出装置、12・・・ケーシング(支持部材)、12g・・・底部(磁性体、第1磁性体)、15・・・蓋部材(磁性体、第2磁性体)、16・・・磁気シールド、22・・・ロッド部材(変位部材)、24・・・磁石、27・・・スプリング(付勢部材)、32・・・磁気検出部、41・・・第1磁性体(磁性体)、42・・・第2磁性体(磁性体)、50・・・油圧弁装置、51・・・スプール弁(変位検出対象部材) 100 ... displacement detection device, 12 ... casing (support member), 12 g ... bottom (magnetic material, first magnetic material), 15 ... lid member (magnetic material, second magnetic material), 16 ... magnetic shield, 22 ... rod member (displacement member), 24 ... magnet, 27 ... spring (biased member), 32 ... magnetic detector, 41 ... first magnetic material (Magnetic material), 42 ... Second magnetic material (Magnetic material), 50 ... Hydraulic valve device, 51 ... Spool valve (Displacement detection target member)
Claims (4)
前記変位部材を前記変位検出対象部材に向けて付勢する付勢部材と、
前記変位部材の一端側に配置され、前記変位部材とともに変位する磁石と、
前記変位部材を変位方向に往復動自在に支持する支持部材と、
前記支持部材に配置され前記磁石の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部と、
前記支持部材に設けられ前記磁石と引き付け合う磁性体と、を備え、
前記磁性体は、前記変位方向において前記磁石が変位可能な範囲の外側に少なくとも一部が設けられ、
前記変位部材は、前記磁石と前記磁性体とが引き付け合う吸引力と、前記付勢部材の付勢力と、の合力により前記変位検出対象部材に対して押し付けられることを特徴とする変位検出装置。 Displacement members that displace following the displacement detection target member, and
An urging member that urges the displacement member toward the displacement detection target member, and
A magnet arranged on one end side of the displacement member and displaced together with the displacement member,
A support member that reciprocates the displacement member in the displacement direction,
A magnetic detector arranged on the support member and detecting a change in the magnetic field due to the displacement of the magnet.
A magnetic material provided on the support member and attracting the magnet is provided.
The magnetic material is provided with at least a part outside the range in which the magnet can be displaced in the displacement direction.
The displacement member is a displacement detection device characterized in that the displacement member is pressed against the displacement detection target member by the resultant force of the attractive force of the magnet and the magnetic body attracting each other and the urging force of the urging member.
前記磁石と引き付け合う吸引力が、前記変位検出対象部材に対して前記変位部材を押し付ける方向に作用する第1磁性体と、
前記磁石と引き付け合う吸引力が、前記変位検出対象部材に対して前記変位部材を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第2磁性体と、の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1に記載の変位検出装置。 The magnetic material is
A first magnetic body in which an attractive force attracting the magnet acts in a direction of pressing the displacement member against the displacement detection target member.
Claim 1 is characterized in that the attractive force attracting the magnet has at least one of a second magnetic material that acts in a direction opposite to the direction in which the displacement member is pressed against the displacement detection target member. Displacement detection device according to.
前記第2磁性体は、前記磁石に対して前記変位検出対象部材とは反対側において前記支持部材に設けられることを特徴とする請求項2に記載の変位検出装置。 The first magnetic material is provided on the support member between the magnet and the displacement detection target member.
The displacement detection device according to claim 2, wherein the second magnetic material is provided on the support member on the side opposite to the displacement detection target member with respect to the magnet.
前記磁性体は、前記磁気シールドと一体に形成されることを特徴とする請求項1から3の何れか1つに記載の変位検出装置。 Further provided on the support member is a magnetic shield that shields magnetism acting on the magnetic detection unit from the outside.
The displacement detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic material is integrally formed with the magnetic shield.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017174355A JP6875966B2 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Displacement detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017174355A JP6875966B2 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Displacement detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019049490A JP2019049490A (en) | 2019-03-28 |
JP6875966B2 true JP6875966B2 (en) | 2021-05-26 |
Family
ID=65905572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017174355A Active JP6875966B2 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Displacement detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6875966B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11257307A (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-21 | Ckd Corp | Article detecting device and cylinder device |
JP2008180587A (en) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Murata Mach Ltd | Head for size measurement |
JP2015010876A (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 日本精機株式会社 | Stroke sensor |
JP2016161526A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社ミツトヨ | Contact type probe |
-
2017
- 2017-09-11 JP JP2017174355A patent/JP6875966B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019049490A (en) | 2019-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5457986B2 (en) | Linear actuator | |
KR101940820B1 (en) | Position sensor | |
KR102275772B1 (en) | Electromagnetic actuating device | |
CN108027087B (en) | Electromagnetic actuating drive for realizing linear motion | |
US20180315533A1 (en) | Electromagnetic actuator | |
US7276898B2 (en) | Long stroke hall position sensor having a shaped pole | |
US20190136937A1 (en) | Adjustable Damping Valve Device For A Vibration Damper | |
JPWO2019102908A1 (en) | Solenoid valve | |
JP6875966B2 (en) | Displacement detector | |
JP6970559B2 (en) | Displacement detector | |
CN111937096A (en) | Magnetic suction cup | |
US20150337981A1 (en) | Valve controller | |
US9945402B2 (en) | Internal position sensor | |
JP6465434B2 (en) | solenoid | |
JP6857580B2 (en) | Displacement detection device and manufacturing method of displacement detection device | |
EP4242503A1 (en) | Solenoid valve | |
US20150333597A1 (en) | Valve provided with a multiphase linear actuator for high pressure dosing | |
JP2019049489A (en) | Displacement detector and calibration method of displacement detector | |
JP6970560B2 (en) | Linear system | |
JP2016054273A (en) | Solenoid and solenoid valve | |
JP2019033215A (en) | Solenoid device and control valve | |
EP2236873A1 (en) | Adjustment spring device for a pinch solenoid valve | |
EP2481068B1 (en) | Trip unit | |
JP7061437B2 (en) | Hydraulic cylinder | |
JP7126087B2 (en) | stroke sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200320 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210305 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210423 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6875966 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE Ref document number: 6875966 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |