(57)【要約】【課題】位置検出装置において部品点数及び組付工数の削減を図りつつ検出誤差を抑制する。【解決手段】流路切替弁１０を構成するセンサユニット１６には、センサケース７８の検出体収納室９６に検出体８２が軸方向に沿って収納され、該検出体８２におけるロッド部１０６の先端には、径方向内側に弾性変形して傾動可能な４つの係止片１１４からなる連結部８４が設けられている。そして、連結部８４を径方向内側へと縮径させた状態で、弁体１４の一端部に形成された連結端７０の挿入孔７４へと挿入し、該挿入孔７４の内側に形成された室７６内へと連結部８４の拡径部１１２を挿入させることで軸方向への抜け止めがなされ一体的に連結される。【選択図】図２
2020165791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、該ケースの内部を直線的に移動する直動部材と、該直動部材に臨むように該ケースの基板収納部に収納される基板と、該基板に設けられ前記直動部材の位置を検知することで該直動部材と共に移動する検出対象物の位置を検出可能なセンサとを備える位置検出装置において、
前記センサは、前記直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、
前記直動部材には、前記検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える、位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記直動部材は、前記ケースの内壁面に対して当接して直線的に案内される、位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の位置検出装置において、
前記連結部には、前記直動部材の移動方向と略直交方向に向かって傾動自在な係止片を有し、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された係合孔に該係止片が挿入され係合される、位置検出装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の位置検出装置において、
前記直動部材は、金属製材料のプレートから形成され、前記基板側に設けられる検出部を有し、
前記連結部は、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された凸部に係合可能な係合孔を有している、位置検出装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の位置検出装置において、
前記連結部は、前記検出対象物の端部から移動方向に沿って延在する連結軸が挿入される孔部を有し、前記連結軸が前記孔部に挿通され該連結軸の挿入方向とは反対側となり前記直動部材から突出した端部が加締められる、位置検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の位置検出装置において、
前記直動部材は、金属製材料のプレートから形成され、前記基板側に設けられる検出部を有し、
前記連結部は、前記検出対象物の移動方向に沿った端部に形成された凸部の挿入される孔部を有し、該凸部は、前記孔部に挿通され該凸部の挿入方向とは反対側となり前記直動部材から突出した端部が加締められる、位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動部材の直線方向に沿った移動位置を検出可能な位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直線的に変位する変位体の移動を検出するための位置検出装置が知られており、例えば、特許文献１に開示された位置検出装置は、ケースの内部にスライド自在に収納された操作軸と、該操作軸のスライドに連動して移動する磁石ホルダに装着された永久磁石と、該永久磁石の磁界を検出する磁気検出素子とを備え、前記操作軸が前記ケースの軸受部に変位自在に支持されると共に、前記磁石ホルダを操作軸側に向かって付勢するコイルばねがガイド溝に収納されている。
【０００３】
そして、コイルばねの弾発力によって磁石ホルダを一方側へと押圧することで、操作軸が軸受部に支持された状態でケースから突出するように移動し、永久磁石の移動に伴って磁界の強度が変化し、この変化を磁気検出素子で検知することで、操作軸の移動位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した位置検出装置では、コイルばね及び操作軸を軸方向に移動自在に支持するための軸受部及びガイド溝が必要となるため、部品点数及び組付工数が増加すると共に製造コストが増加してしまうという問題がある。
【０００６】
また、磁気検出素子を用いた検出方式では、例えば、ソレノイド等の駆動部を用いた場合に発生する磁束の漏れがノイズの原因となり検出誤差が生じやすいため、この磁束の漏れを防ぐための磁気シールド等のノイズ対策が必要になり、製造コストの高騰を招くこととなる。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、部品点数及び組付工数の削減を図りつつ検出誤差を抑制することが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明の態様は、ケースと、ケースの内部を直線的に移動する直動部材と、直動部材に臨むようにケースの基板収納部に収納される基板と、基板に設けられ直動部材の位置を検知することで直動部材と共に移動する検出対象物の位置を検出可能なセンサとを備える位置検出装置において、
センサは、直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、
直動部材には、検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える。
【０００９】
本発明によれば、位置検出装置を構成するセンサは、ケースの内部を直線的に移動する直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式であり、この直動部材には、直動部材と共に移動する検出対象物に対して回転自在に連結される連結部を備える。
【００１０】
従って、位置検出装置においてインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド等の磁束の漏れに起因したノイズによる検出誤差を好適に抑制することができると共に、連結部を介して直動部材を検出対象物へと連結することで、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とすることができると共にガイド手段の構成を簡素化できるため、位置検出装置における部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
【００１１】
また、直動部材を検出対象物に対して回転自在に連結することで、検出対象物が回転した場合であっても直動部材を常にセンサに対峙するように配置し、センサによって安定した位置検出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、位置検出装置において、ケースの内部を直線的に移動する直動部材の接近に伴う静電容量変化を検知可能なインダクティブ式のセンサを用いることでソレノイド等を用いた場合に生じるノイズに起因した検出誤差を抑制することができると共に、検出対象物に対して回転自在に連結可能な連結部を直動部材に設けることで、従来の位置検出装置と比較してコイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化することができ、位置検出装置における部品点数及び組付工数の削減を図ることが可能となる。また、直動部材が検出対象物に対して回転自在に連結されているため、検出対象物が回転した場合であっても直動部材を常にセンサに対峙するように配置させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の用いられた流路切替弁の全体断面図である。
【図２】図２Ａは、図１の流路切替弁におけるセンサユニット近傍の拡大断面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す弁体と検出体との分解斜視図である。
【図３】図３Ａは、第２の実施の形態に係る位置検出装置の用いられた流路切替弁のセンサユニット近傍を示す拡大断面図であり、図３Ｂは、図３Ａにおける検出体の拡大斜視図であり、図３Ｃは、弁体に対して検出体を組み付ける際の組付説明図である。
【図４】図４Ａは、第３の実施の形態に係る位置検出装置の用いられた流路切替弁のセンサユニット近傍を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、図４Ａにおける検出体の拡大斜視図であり、図４Ｃは、弁体に対して検出体を組み付ける場合の組付説明図であり、図４Ｄは、変形例に係る検出体を弁体に対して組み付ける場合の組付説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る位置検出装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置が用いられた流路切替弁を示す。
【００１６】
この流路切替弁１０は、図１及び図２Ａに示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられる弁体（検出対象物）１４と、該ボディ１２の一端部に接続されたセンサユニット（位置検出装置）１６と、前記ボディ１２の他端部に接続されたソレノイド部１８とを含む。
【００１７】
ボディ１２は、例えば、樹脂製材料から軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って長尺な円筒状に形成され、その外周面が軸方向に沿って同一径で形成されると共に、該軸方向に沿った一端部側（矢印Ａ方向）の内部には係止壁２０が形成され、他端部側（矢印Ｂ方向）が開口している。この係止壁２０の中央には、後述するセンサユニット１６の検出体８２が挿通されるロッド孔２２が軸方向に貫通し、該ロッド孔２２の径方向外側にはバルブスプリング２４の一端部が保持される第１環状溝２６が形成される。
【００１８】
また、ボディ１２の外周面には、径方向外側に向かって突出した管状の導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２が形成され、前記導入ポート２８が、軸方向略中央で径方向一方側へ突出し、第１及び第２導出ポート３０、３２は、前記導入ポート２８とは反対方向となる径方向他方側へと突出すると共に、前記第１導出ポート３０がボディ１２の一端部側（矢印Ａ方向）、前記第２導出ポート３２が他端部側（矢印Ｂ方向）となるように軸方向に所定距離だけ離間して形成されている。
【００１９】
そして、導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２には、それぞれ図示しない配管が接続され、例えば、前記導入ポート２８には図示しない供給源から配管を通じて流体が供給され、第１及び第２導出ポート３０、３２にはそれぞれ前記流体の供給される図示しない機器が接続される。
【００２０】
一方、ボディ１２の内部には、略一定径で軸方向に沿って延在する第１収納孔３４が形成され、該第１収納孔３４は、導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２とそれぞれ第１〜第３開口部３６、３８、４０を介して連通すると共に、その内部には円筒状に形成されたスリーブ４２が収納される。
【００２１】
スリーブ４２は、例えば、アルミ合金等の金属製材料から円筒状に形成され、ボディ１２の第１収納孔３４に対応した同一外周径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って形成され、ボディ１２の第１〜第３開口部３６、３８、４０に臨む位置にそれぞれ第１〜第３連通孔４４、４６、４８が形成される。
【００２２】
この第１〜第３連通孔４４、４６、４８は、スリーブ４２の径方向に貫通することで、第１〜第３開口部３６、３８、４０を介して導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２と連通している。
【００２３】
また、スリーブ４２の内部には、軸方向に沿って延在し軸方向両端の開口した第２収納孔５０が形成され、該第２収納孔５０は、軸方向中央に形成され第１連通孔４４の開口した着座部５２と、該着座部５２に対して一端部側（矢印Ａ方向）に形成された第１拡径部５４と、前記着座部５２に対して他端部側（矢印Ｂ方向）に形成された第２拡径部５６とを備える。
【００２４】
さらに、第２収納孔５０は、第１拡径部５４の下方（矢印Ａ方向）に弁体１４の摺接する第１ガイド部５８が形成されると共に、前記第２拡径部５６の上方（矢印Ｂ方向）に前記弁体１４の摺接する第２ガイド部６０が形成される。
【００２５】
着座部５２は、略一定径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定長さで形成され、その軸方向中央に第１連通孔４４が開口すると共に、後述する弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４が前記着座部５２に対して摺接可能に形成される。
【００２６】
第１拡径部５４は、着座部５２に対してセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部５２に対して径方向に拡径して形成されている。
【００２７】
第２拡径部５６は、着座部５２に対してソレノイド部１８側（矢印Ｂ方向）に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部５２に対して径方向に拡径し、且つ、第１拡径部５４と同一の内周径で形成されている。
【００２８】
第１及び第２ガイド部５８、６０は、スリーブ４２の一端部及び他端部において着座部５２と同一内周径で形成され、後述する弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４がそれぞれ摺接可能に形成されている。
【００２９】
そして、スリーブ４２は、ボディ１２の第１収納孔３４に対して軸方向に沿って挿入され、その一端部が係止壁２０へと当接することでセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）への位置決めがなされ、他端部がボディ１２の他端部と略同一面となるように配置される。なお、スリーブ４２の外周面には複数のОリングが設けられ、該スリーブ４２とボディ１２との間を通じた流体の漏出を防止している。
【００３０】
弁体１４は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成された軸体からなり、その軸方向に沿った一端部側（矢印Ａ方向）の外周に形成される第１ランド部６２と、他端部側（矢印Ｂ方向）の外周に形成される第２ランド部６４と、前記第１ランド部６２と前記第２ランド部６４との間で外周側に設けられる連通凹部６６とを有する。
【００３１】
第１及び第２ランド部６２、６４は同一直径で形成され、軸方向に沿ってそれぞれ略同一長さで形成されると共に、前記第１ランド部６２がスリーブ４２の着座部５２及び第１ガイド部５８の少なくともいずれか一方に摺接し、前記第２ランド部６４が前記スリーブ４２の着座部５２及び第２ガイド部６０の少なくともいずれか一方に摺接した状態で、弁体１４が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位自在に設けられる。
【００３２】
また、連通凹部６６は、第１及び第２ランド部６２、６４に対して径方向内側へと窪んで環状に形成され、スリーブ４２における着座部５２及び第１連通孔４４に臨むように配置されると共に、前記着座部５２の軸方向に沿った長さよりも長く形成されている。
【００３３】
一方、弁体１４には、その一端部から他端部まで内部を貫通する複数の連通路６８が形成され、この連通路６８は、一端部近傍において弁体１４の外周面から径方向内側へと延在した後、他端部側に向かって軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在して開口している。
【００３４】
そして、スリーブ４２の内部において、弁体１４の一端部側（矢印Ａ方向）に形成された空間と他端部側（矢印Ｂ方向）に形成された空間とが常に連通路６８を介して連通した状態となり同圧となっている。
【００３５】
また、弁体１４の一端部中央には、後述するセンサユニット１６の検出体８２が接続される連結端７０が形成されると共に、該連結端７０の径方向外側には軸方向に沿って他端部側（矢印Ｂ方向）に窪んだ第２環状溝７２が形成される。この第２環状溝７２は、係止壁２０の第１環状溝２６に臨むように形成され、前記第２環状溝７２と前記第１環状溝２６との間にはバルブスプリング２４が介装される。そして、バルブスプリング２４は、その弾発作用下に弁体１４を常にソレノイド部１８側（矢印Ｂ方向）へと付勢している。
【００３６】
連結端７０には、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、一端部側（矢印Ａ方向）に開口した挿入孔７４と、該挿入孔７４と連通した断面矩形状の室７６とが形成され、前記挿入孔７４は一定径となる断面円形状で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通すると共に、前記室７６は、前記挿入孔７４に対して径方向に拡幅した空間となる。
【００３７】
センサユニット１６は、図１〜図２Ｂに示されるように、弁体１４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った位置を検出可能な位置検出装置として機能し、例えば、センサケース（ケース）７８と、該センサケース７８の内部に収納される基板８０と、該基板８０に沿って移動自在に設けられる検出体（直動部材）８２と、該検出体８２を弁体１４に対して連結する連結部８４と、前記基板８０に対して電気的に接続されるターミナル８６と、前記センサケース７８の開口部１０２を塞ぐ蓋部材８８とを含む。
【００３８】
センサケース７８は、例えば、樹脂製材料から中空状に形成され、その開口した他端部がボディ１２の一端部側（矢印Ａ方向）に挿入され、幅方向外側へと突出した第１フランジ部９０が前記ボディ１２の一端部に対して当接した状態でねじ９２によって固定される。これにより、開口したボディ１２の一端部がセンサユニット１６によって塞がれる。
【００３９】
また、センサケース７８の内部には、基板８０の収納される基板収納室（基板収納部）９４と、該基板収納室９４と隣接し検出体８２の収納される検出体収納室９６とを備え、前記基板収納室９４及び前記検出体収納室９６がそれぞれ軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在し、両者の間に設けられた仕切壁９８によって分離されている。
【００４０】
一方、センサケース７８の外部には、軸方向と直交するように突出した第１カプラ部１００を有し、その内部にターミナル８６の先端が露出し、図示しないコネクタが接続されることでコントローラ（図示せず）からの制御信号がターミナル８６へと通電されると共に、センサユニット１６で検出された検出信号が前記コントローラへと出力される。
【００４１】
基板収納室９４は、基板８０の挿入される一端部側（矢印Ａ方向）が開口した開口部１０２を有し、該開口部１０２から仕切壁９８に沿って基板８０がボディ１２側（矢印Ｂ方向）へと挿入され収納される。そして、基板収納室９４は、その内部に基板８０が収納された状態で開口部１０２に蓋部材８８が装着されることで塞がれる。
【００４２】
基板８０は、例えば、板状に形成され第１カプラ部１００を構成する３本のターミナル８６が図示しない電極部へと接触することで電気的に接続されると共に、近接配置される検出体８２の接近を検知するためのセンサコイル（センサ）Ｓが設けられ、後述するターミナル８６からの制御信号に基づいて磁界を発生させる。
【００４３】
検出体収納室９６は、仕切壁９８を介して基板収納室９４と隣接するように形成され、その内部には検出体８２が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられる。この検出体８２は、例えば、ブロック状に形成された本体部１０４と、該本体部１０４に対して軸方向（矢印Ｂ方向）に突出したロッド部１０６と、前記本体部１０４の側面に装着される検出片１０８とを含む。
【００４４】
本体部１０４は、検出体８２の移動方向と直交して仕切壁９８に臨む一側面に検出片１０８が装着され、前記一側面とは反対側となる他側面が、検出体収納室９６の内壁面９６ａに当接することで軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に案内される。
【００４５】
ロッド部１０６は、該本体部１０４の軸方向端面から軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って所定長さだけ突出し、ボディ１２における係止壁２０のロッド孔２２へと挿通されると共に、その先端には弁体１４の連結端７０に連結するための連結部８４が設けられる。
【００４６】
この連結部８４は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、ロッド部１０６の先端から軸方向（矢印Ｂ方向）に所定長さだけ突出し、例えば、前記ロッド部１０６に接続される小径部１１０と、該小径部１１０に対してロッド部１０６から離間する方向（矢印Ｂ方向）に延在し且つ拡径した拡径部１１２とを有する。
【００４７】
拡径部１１２の外周面は、小径部１１０側（矢印Ａ方向）が最も拡径して形成され、矢印Ｂ方向となる先端に向かって徐々に小径となるテーパ状に形成されている。また、小径部１１０の軸方向長さは、弁体１４における挿入孔７４の軸方向長さと略同一に設定されている。
【００４８】
また、小径部１１０及び拡径部１１２はそれぞれ周方向に分割され、例えば、径方向内側へと押圧することで弾性変形して縮径する４つの係止片１１４から構成され、各係止片１１４は、ロッド部１０６の先端において周方向に互いに等間隔離間して設けられている。
【００４９】
また、小径部１１０の外周径は、連結部８４における挿入孔７４の直径と略同一に形成されると共に、拡径部１１２は径方向内側へと傾動して最大限縮径した状態において、その外周径が挿入孔７４の直径と略同等又は小さくなるように形成されている。
【００５０】
そして、ロッド部１０６は、係止壁２０のロッド孔２２に挿通された状態で、拡径部１１２及び小径部１１０が連結端７０における挿入孔７４へと挿入され、前記拡径部１１２が縮径した状態で前記挿入孔７４を通って室７６内へと挿入されることで弾性によって径方向外側に拡径する。これにより、拡径部１１２の端部が室７６の底壁に対して係合され、挿入孔７４に対して抜け止めがなされることで軸方向への相対変位が規制された状態となり一体的、且つ、回転自在に連結される。
【００５１】
検出片１０８は、図１及び図２Ａに示されるように、例えば、金属製材料から形成されたプレートであり、本体部１０４の他側面と略平行となり、且つ、仕切壁９８に対しても略平行となるように装着されると共に、検出体８２と共に仕切壁９８に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動自在に設けられる。
【００５２】
そして、検出片１０８が、仕切壁９８を介して基板８０のセンサコイルＳの周辺に生じた磁界に接近することで過電流が流れインダクタンス（静電容量）が変化し、このインダクタンス変化が検出されて検出信号としてターミナル８６から図示しないコントローラへと出力される。すなわち、センサユニット１６では、上述したようなインダクタンス式の検出方式が用いられている。
【００５３】
ターミナル８６は、例えば、断面Ｌ字状に形成された一対の電源端子と、該電源端子の間に設けられる信号端子とから３本で構成され、その先端が第１カプラ部１００の内部で露呈し、基端が基板収納室９４内で露呈して開口部１０２に臨むようにセンサケース７８にモールドされている。
【００５４】
また、ターミナル８６の基端には、金属製材料から形成されたジョイント部材１１６が電気的に接続される。このジョイント部材１１６は、基板収納室９４内においてターミナル８６の基端と基板８０の電極部とを電気的に接続すると共に、その弾発力によって前記基板８０を仕切壁９８側に向かって押圧することで保持している。
【００５５】
これにより、図示しないコントローラからの制御信号がターミナル８６を介して基板８０に供給されると共に、前記基板８０で検出された検出体８２の位置が検出信号として前記ターミナル８６から前記コントローラへと出力される。
【００５６】
ソレノイド部１８は、図１に示されるように、例えば、ソレノイドケース１１８と、該ソレノイドケース１１８の内部に収納されコイル１２０の巻回されるボビン１２２と、該ボビン１２２の下部に設けられる固定コア１２４と、前記ボビン１２２の内側に設けられ前記コイル１２０の励磁作用下に固定コア１２４側（矢印Ａ方向）へと付勢されるプランジャ１２６と、該プランジャ１２６の中心に連結されるシャフト１２８と、前記ボビン１２２及びコイル１２０の外周側を覆う樹脂モールド部１３０とを含む。
【００５７】
ソレノイドケース１１８は有底円筒状に形成され、その開口した一端部には固定部材１３２が一体的に加締められ塞がれている。そして、固定部材１３２の一端部に形成された第２フランジ部１３４がボディ１２の他端部に当接した状態で複数のねじ９２によって連結される。
【００５８】
ボビン１２２は、その一端部及び他端部が径方向外側に拡径した円筒状に形成され、その外周面にはコイル１２０が巻回されている。そして、ソレノイドケース１１８の内部において、コイル１２０及びボビン１２２の外周側が後述する樹脂モールド部１３０によってモールドされて覆われる。
【００５９】
固定コア１２４は、金属製材料から略円筒状に形成され、その一部がボビン１２２の内部に挿通されると共に、外周面から径方向外側に延在した鍔部１３６が樹脂モールド部１３０と固定部材１３２の他端部との間に挟持されている。
【００６０】
プランジャ１２６は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、ボビン１２２の内周側に配置されると共に固定コア１２４の他端部に臨むように設けられている。また、プランジャ１２６の軸中心にはシャフト１２８が連結され、前記シャフト１２８はプランジャ１２６の一端部に対して所定長さだけ弁体１４側（矢印Ａ方向）に向かって突出し、シャフト１２８の一部が固定コア１２４の挿通孔へと挿通されると共に、その一端部が弁体１４の他端部中央へと当接している。
【００６１】
この際、弁体１４がバルブスプリング２４の弾発力によって常にシャフト１２８側（矢印Ｂ方向）へと付勢されているため、前記シャフト１２８の一端部が常に弁体１４に当接した状態となる。
【００６２】
樹脂モールド部１３０は、例えば、樹脂製材料から形成され、ソレノイドケース１１８の内部でコイル１２０及びボビン１２２の外周側を覆うモールド本体１４０と、該モールド本体１４０の側方から突出して接続端子１４２の収納される第２カプラ部１４４を備える。そして、接続端子１４２がコイル１２０と電気的に接続されると共に、前記第２カプラ部１４４は、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子１４２からコイル１２０へと入力される。
【００６３】
本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の用いられた流路切替弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示されるように、バルブスプリング２４の弾発力によって弁体１４がソレノイド部１８側（矢印Ｂ方向）へ移動した状態を初期位置として説明すると共に、流体として冷却水の流通する冷却水回路に流路切替弁１０が用いられる場合について説明する。
【００６４】
この初期位置では、弁体１４の連通凹部６６が導入ポート２８に臨み、且つ、第１ランド部６２が着座部５２及び第１ガイド部５８に当接すると共に、第２ランド部６４が第２ガイド部６０のみに当接し、第２拡径部５６と前記連通凹部６６とが連通した状態にある。
【００６５】
そして、図示しない供給源から導入ポート２８へと供給された冷却水が、第１開口部３６及び第１連通孔４４を通じてスリーブ４２の内部へと流通し、その第２拡径部５６と弁体１４の連通凹部６６との間に生じた間隙を通じて該第２拡径部５６内へと流入する。一方、第１拡径部５４は、弁体１４の第１ランド部６２が着座部５２に対して当接しているため、連通凹部６６と連通することがなく、冷却水は前記第１拡径部５４へ流通することがない。
【００６６】
この第２拡径部５６へと流れた冷却水は、該第２拡径部５６に臨む第３連通孔４８及び第３開口部４０を通じて第２導出ポート３２から冷却の必要とされる図示しない機器へと導出される。
【００６７】
また、センサユニット１６では、上述した初期位置において弁体１４に連結された検出体８２が一体的に上昇し、図示しないコントローラから第１カプラ部１００のターミナル８６を介して基板８０へと通電され、センサコイルＳにおいて生じる磁界に対して検出片１０８の接近距離に応じたインダクタンス変化が検出される。
【００６８】
さらに、検出体８２は、その本体部１０４が検出体収納室９６の内壁面９６ａに沿って摺動することで軸方向に沿って好適に案内される。
【００６９】
そして、このインダクタンス変化に基づいた検出信号が基板８０からターミナル８６を通じて図示しないコントローラへと出力されることで、検出片１０８を有した検出体８２、該検出体８２の連結された弁体１４の軸方向位置が検知され、前記弁体１４がボディ１２及びスリーブ４２の内部で上昇して導入ポート２８と第２導出ポート３２とが連通した初期位置であることが確認される。
【００７０】
次に、導入ポート２８に供給される冷却水を第１導出ポート３０側へと流通させる場合には、図示しないコントローラからの制御信号が配線を介してソレノイド部１８の第２カプラ部１４４へと入力されることで、コイル１２０が通電して励磁することで磁束が生じる。
【００７１】
この磁束は、固定コア１２４、コイル１２０、ソレノイドケース１１８及びプランジャ１２６を回るように流れ、発生する磁力によって前記プランジャ１２６がシャフト１２８と共に固定コア１２４側（矢印Ａ方向）へと吸引され、それに伴って、前記シャフト１２８の一端部が当接した弁体１４がバルブスプリング２４の弾発力に抗してセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）へと押圧されて移動する。
【００７２】
これにより、弁体１４の連通凹部６６が導入ポート２８に臨み、且つ、第１ランド部６２が着座部５２から離間して第１ガイド部５８のみに当接し、該連通凹部６６と第１拡径部５４とが連通すると共に、第２ランド部６４が着座部５２及び第２ガイド部６０に当接することで、前記連通凹部６６と第２拡径部５６との連通が遮断される。
【００７３】
そして、導入ポート２８に供給された冷却水が、第１開口部３６及び第１連通孔４４を通じてスリーブ４２の内部へと流通した後、第１拡径部５４と弁体１４の連通凹部６６との間に生じた間隙を通じて該第１拡径部５４内へと流入する。一方、第２拡径部５６は連通凹部６６との連通が遮断されているため、冷却水は前記第２拡径部５６へ流通することがない。
【００７４】
この第１拡径部５４へと流れた冷却水は、該第１拡径部５４に臨む第２連通孔４６及び第２開口部３８を通じて第１導出ポート３０から冷却の必要とされる図示しない別の機器へと導出される。
【００７５】
また、センサユニット１６では、弁体１４と共に検出体８２が下降して一端部側（矢印Ａ方向）へと移動し、基板８０のセンサコイルＳにおいて生じる磁界に対して検出片１０８の接近距離が変化することでインダクタンスが変化し、このインダクタンス変化に基づいた検出信号がターミナル８６を通じて図示しないコントローラへと出力される。
【００７６】
その結果、検出片１０８を有した検出体８２、該検出体８２が当接した弁体１４の軸方向位置が検知され、前記弁体１４がボディ１２及びスリーブ４２の内部で下降して導入ポート２８と第１導出ポート３０とが連通した状態であることが確認される。
【００７７】
このように上述した流路切替弁１０では、弁体１４をボディ１２及びスリーブ４２に沿って上下方向に移動させ、その連通凹部６６を介して導入ポート２８と第１及び第２導出ポート３０、３２との連通状態を切り替えることで、冷却水の供給経路を切り替えることが可能となる。
【００７８】
以上のように、第１の実施の形態では、流路切替弁１０を構成するセンサユニット１６において、弁体１４の軸方向に沿った移動位置を検出するために、基板８０に設けられたセンサコイルＳ、検出体８２に設けられた検出片１０８からなるインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部１８における磁束の漏れに起因して発生するノイズによる検出誤差を好適に抑制することができる。
【００７９】
また、センサユニット１６において、検出片１０８を有した検出体８２を連結部８４を介して弁体１４の一端部（連結端７０）へと連結可能な構成とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化できるため、センサユニット１６における部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
【００８０】
さらに、弁体１４に対して検出体８２が回転自在に連結されているため、例えば、前記弁体１４がスリーブ４２内において回転してしまった場合でも、前記検出体８２が共に回転してしまうことが防止され、該検出体８２に装着された検出片１０８が常にセンサコイルＳ（基板８０）に対峙するように配置できるため、前記検出体８２（弁体１４）の位置検出を安定して行うことができる。
【００８１】
次に、第２の実施の形態に係る流路切替弁１５０を図３Ａ〜図３Ｃに示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流路切替弁１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
この第２の実施の形態に係る流路切替弁１５０では、センサユニット１５２を構成する検出体１５４を薄板材をプレス成形することで形成し、弁体１５６の一端部に設けられた連結端（凸部）１５８に連結している点で、第１の実施の形態に係る流路切替弁１０と相違している。
【００８３】
この流路切替弁１５０を構成するセンサユニット１５２では、図３Ａ〜図３Ｃに示されるように、検出体１５４が、例えば、薄板材をプレス成形することで断面Ｕ字状に形成され、平板状に形成され弁体１５６に連結されるベース部１６０と、該ベース部１６０の一端部から略直角に立設した検出部１６２と、該ベース部１６０の他端部から略直角に立設したガイド部１６４とを備える。この検出部１６２とガイド部１６４とは所定間隔離間して略平行に形成される。
【００８４】
ベース部１６０は、例えば、幅方向に長尺な略長方形状に形成され、その中央に連結孔（係合孔）１６６が形成される。連結孔１６６は、ベース部１６０の幅方向に延在する一辺側に開口し、断面略円形状に形成された係止部１６８と、該係止部１６８と前記一辺とを接続する案内溝１７０とを有している。
【００８５】
一方、検出体１５４の連結される弁体１５６には、その一端部中央に対して軸方向（矢印Ａ方向）へ突出した連結端１５８が形成され、該連結端１５８は、断面円形状に形成された軸部１７２と、該軸部１７２の先端に設けられ径方向外側へと拡幅した略長円状の係止端１７４とを有している。
【００８６】
この軸部１７２の外周径が、係止部１６８の内周径と略同等に形成されると共に、前記係止端１７４は前記係止部１６８よりも径方向に幅広状に形成されている。そして、連結端１５８は、検出体１５４におけるベース部１６０の連結孔１６６へと挿入され係合されることで、前記検出体１５４と弁体１５６とが軸方向に連結される。
【００８７】
検出部１６２は板状に形成され、ベース部１６０に対して弁体１５６から離間する方向（矢印Ａ方向）へと所定長さだけ延在した第１アーム部１７６と、該第１アーム部１７６の先端に形成された検出片１７８とを有し、前記検出片１７８は、該第１アーム部１７６の延在方向に対して直交方向に幅広に形成されている。そして、検出部１６２は、検出体収納室９６において軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って収納されると共に、仕切壁９８及び該仕切壁９８を介して基板８０に臨むように近接して配置されている。
【００８８】
ガイド部１６４は、ベース部１６０に対して弁体１５６から離間する方向（矢印Ａ方向）へと所定長さだけ延在した第２アーム部１８０と、該第２アーム部１８０の先端に形成された接触片１８２とを有し、前記第２アーム部１８０及び接触片１８２は、検出体１５４の軸方向と直交する幅方向に分岐した２股状に形成され（図３Ｂ参照）、該第２アーム部１８０が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在すると共に、前記接触片１８２が仕切壁９８と対向する検出体収納室９６の内壁面９６ａ側に向かって断面Ｖ字状に折曲されて形成される（図３Ａ参照）。
【００８９】
そして、ガイド部１６４は、その第２アーム部１８０が内壁面９６ａに臨み、且つ、略平行となるように配置されると共に、接触片１８２の頂部１８４が前記内壁面９６ａに当接し、且つ、前記内壁面９６ａ側に向かって付勢する弾発力を有している。
【００９０】
次に、弁体１５６の連結端１５８に対して検出体１５４を連結する場合について、図３Ｃを参照しながら説明する。
【００９１】
先ず、図３Ｃにおける左図に示されるように、弁体１５６における連結端１５８と検出体１５４のベース部１６０とを互いに対向するように配置し、該検出体１５４の案内溝１７０を、係止端１７４の長尺方向（矢印Ｃ方向）に沿って側方から連結端１５８側へとスライドさせ、前記案内溝１７０に軸部１７２を挿通させて係止部１６８まで移動させる（図３Ｃ中、中央部参照）。
【００９２】
次に、弁体１５６（連結端１５８）に対して検出体１５４を約９０°回転させ、図３Ｃにおける右図に示されるように、係止端１７４の長尺方向（矢印Ｃ方向）と検出体１５４の第１及び第２アーム部１７６、１８０とを略平行な状態とする。これにより、連結孔１６６より幅広に形成された係止端１７４によってベース部１６０が軸部１７２に挿通された状態で、連結端１５８に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に係止され、前記ベース部１６０を含む検出体１５４が前記弁体１５６の連結端１５８に対して一体的に連結される。
【００９３】
そして、検出体収納室９６において、検出体１５４の検出片１７８が仕切壁９８を介して基板８０に臨むように配置されると共に、接触片１８２の頂部１８４が内壁面９６ａに対して摺接しながら軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動することで、検出体１５４の位置が接触片１８２によって好適に維持されると共に、検出体収納室９６において回転してしまうことが防止されるため、常に検出片１７８が基板８０に臨む位置に配置されることとなる。
【００９４】
以上のように、第２の実施の形態では、流路切替弁１５０を構成するセンサユニット１５２において、弁体１５６の軸方向に沿った移動位置を検出するためにインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部１８における磁束の漏れに起因したノイズを抑制することができ、それに伴って検出誤差の発生を好適に抑制することができる。
【００９５】
また、センサユニット１５２において、薄板材をプレス成形することで検出体１５４を構成し、弁体１５６の連結端１５８に対して回転自在に連結可能な構成とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段を簡素化できるため、センサユニット１５２において部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
【００９６】
さらに、基板８０のセンサコイルＳによって検出される検出片１７８を検出体１５４に一体的に設けることで、さらなる部品点数及び組付工数の削減が可能となり、しかも、前記検出体１５４を軸方向に案内するためのガイド部１６４も一体的に設けているため、部品点数をさらに削減することができ好適である。
【００９７】
次に、第３の実施の形態に係る流路切替弁２００を図４Ａ〜図４Ｃに示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流路切替弁１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９８】
この第３の実施の形態に係る流路切替弁２００では、弁体２０２の一端部に設けられた連結軸２０４に対して検出体２０６を一体的に加締めて連結している点で、第１の実施の形態に係る流路切替弁１０と相違している。
【００９９】
このセンサユニット２０８は、図４Ａに示されるように、検出体収納室９６にブロック状の検出体２０６が移動自在に設けられ、この検出体２０６には、仕切壁９８に臨む側面に検出片１０８が装着されると共に、該検出片１０８の装着される側面とは反対側の側面が、前記検出体収納室９６の内壁面９６ａに当接している。
【０１００】
また、検出体２０６には、図４Ａ〜図４Ｃに示されるように、検出片１０８の装着される側面近傍に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通した貫通孔（孔部）２１２が形成される。一方、弁体２０２の一端部中央には、センサユニット２０８側（矢印Ａ方向）へと延在した連結軸２０４が形成され、該連結軸２０４は、前記弁体２０２に接続される太軸部２０５ａと、該太軸部２０５ａの先端に形成され太軸部２０５ａよりも小径な細軸部２０５ｂとを有している。なお、連結軸２０４は中実状に形成され、細軸部２０５ｂが略一定径で軸方向に延在している。
【０１０１】
そして、図４Ｃに示されるように、検出体２０６の上方から貫通孔２１２へと連結軸２０４の細軸部２０５ｂが挿通され、該細軸部２０５ｂと太軸部２０５ａとの境界部が検出体２０６の軸方向一端に当接することで位置決めされると共に、該検出体２０６の軸方向他端から前記細軸部２０５ｂの先端が所定長さだけ突出した状態となる。
【０１０２】
次に、この検出体２０６から突出した前記細軸部２０５ｂの突出部位（一端部）を図示しない治具等によって径方向に塑性変形させた加締部２１４を形成する。これにより、連結軸２０４における境界部と加締部２１４との間に検出体２０６が保持されることで、該連結軸２０４に対する前記検出体２０６の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への相対移動が規制され、該連結軸２０４を有した弁体２０２と検出体２０６とが軸方向に一体的、且つ、回転自在に連結される。
【０１０３】
そして、センサユニット２０８において、弁体２０２の軸方向に沿った移動に伴って、検出体収納室９６の内部で検出体２０６が一体的に軸方向へと移動することで、基板８０のセンサコイルＳにおいて生じる磁界に対して検出片１０８の接近距離が変化してインダクタンスが変化し、このインダクタンス変化に基づいた検出信号がターミナル８６を通じて図示しないコントローラへと出力されることで、弁体２０２の移動位置が検出される。
【０１０４】
なお、検出体２０６の連結される弁体２０２の連結軸２０４は、上述したような中実状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図４Ｄに示されるように、弁体２２０の一端部において、一端部側（矢印Ａ方向）が開口した中空状の連結軸２２２を用いて前記検出体２０６を連結するようにしてもよい。
【０１０５】
この連結軸２２２は、弁体２２０の一端部から突出した太軸部２２３ａと、該太軸部２２３ａの先端から突出した小径中空状の細軸部２２３ｂとを備え、前記細軸部２２３ｂを検出体２０６の貫通孔２１２へと挿通させ、該細軸部２２３ｂと太軸部２２３ａとの境界部を検出体２０６の軸方向一端に当接させた状態で、前記細軸部２２３ｂの突出部位を径方向に塑性変形させて加締部２２４を形成することで、前記弁体２２０と検出体２０６とを連結することができる。このように、中空状の連結軸２２２を利用して検出体２０６を連結することで、例えば、上述した中実状の連結軸２０４と比較してより小さな加締め荷重で加締めることが可能である。
【０１０６】
以上のように、第３の実施の形態では、流路切替弁２００を構成するセンサユニット２０８において、弁体２０２、２２０の軸方向に沿った移動位置を検出するためにインダクティブ式のセンサを用いることで、ソレノイド部１８における磁束の漏れに起因したノイズによって生じる検出誤差を好適に抑制することができる。
【０１０７】
また、センサユニット２０８において、弁体２０２、２２０の一端部から突出した連結軸２０４、２２２に対して検出体２０６を一体的に加締めて回転自在に連結可能とすることで、例えば、磁石を操作軸側へと付勢するためのコイルばね、前記操作軸を軸方向に案内するための軸受部やガイド溝を設けていた従来の位置検出装置と比較し、コイルばねを不要とし、且つ、ガイド手段の構成を簡素化することができ、センサユニット２０８において部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
【０１０８】
さらに、図３Ａ及び図３Ｂに示される第２の実施の形態におけるプレス成形で形成された検出体１５４を、上述したように弁体１５６の連結端１５８に対して加締めることで回転自在に固定するようにしてもよい。
【０１０９】
さらにまた、位置検出装置であるセンサユニット１６、１５２、２０８は、上述したような弁体１４、１５６、２０２、２２０の軸方向に沿った移動によって冷却水の流路を切り替える流路切替弁１０、１５０、２００に用いられる場合に限定されるものではなく、例えば、内燃機関から排出された排気ガスの吸気側への還流を切り替えるＥＧＲ切替弁に適用するようにしてもよい。
【０１１０】
なお、本発明に係る位置検出装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１１１】
１０、１５０、２００…流路切替弁    １２…ボディ
１４、１５６、２０２、２２０…弁体  １６、１５２、２０８…センサユニット
１８…ソレノイド部                  ４２…スリーブ
７０、１５８…連結端                ７４…挿入孔
８０…基板                          ８２、１５４、２０６…検出体
８４…連結部                        １０４…本体部
１０８、１７８…検出片              １１４…係止片
１６２…検出部                      １６４…ガイド部
２０４、２２２…連結軸              ２１４、２２４…加締部
【図１】
2020165791.tif 000003
【図２】
2020165791.tif 000004
【図３】
2020165791.tif 000005
【図４】
2020165791.tif 000006