(57)【要約】      （修正有）【課題】構造を簡素化してコストを低減したストロークセンサを提供する。【解決手段】ストロークセンサ１は、被検出体に追従して原点位置Ｏから移動する検出シャフト１０の移動量Ｓを検出するストロークセンサであって、検出シャフト１０と、第一のハウジング２０と、検出シャフト１０を支持し外部に取り出す第二のハウジング３０と、原点位置Ｏから移動した後の検出シャフト１０を原点位置Ｏに復帰させるスプリング４０と、を備え、検出シャフト１０は、略Ｄ形状の２つの切り欠きによって形成される径大部を有し、スプリング４０は、検出シャフト１０が原点位置Ｏにあるとき、径大部及び第一のハウジング２０と接する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサであって、
前記検出シャフトと、
第一のハウジングと、
前記検出シャフトを支持し外部に取り出す第二のハウジングと、
前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、を備え、
前記検出シャフトは、略Ｄ形状の２つの切り欠きによって形成される径大部を有し、
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記原点位置にあるとき、前記径大部及び前記第一のハウジングと接する、
ストロークセンサ。
【請求項２】
前記２つの切り欠きは、向き合っている、
請求項１に記載のストロークセンサ。
【請求項３】
前記検出シャフトは、前記径大部よりも直径の小さい径中部をさらに有し、
前記径大部は、前記２つの切り欠きによって作られる長辺が前記径中部と段差が無く平坦になっている、
請求項２に記載のストロークセンサ。
【請求項４】
前記径大部は、前記長辺の長さが前記スプリングの直径以上である、
請求項３に記載のストロークセンサ。
【請求項５】
前記第一のハウジングは、前記径大部を収容する収容部を有し、
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記第一のハウジングの方向に移動するとき、前記収容部が前記径大部を収容することで前記径大部と接しない、
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のストロークセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はストロークセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動２輪車のレバーなどの移動体の移動量を検出するセンサとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１に記載のシフトロッド装置は、ピストンと第１プランジャと第２プランジャと第１スプリングと第２スプリングとストッパピンと磁石とが内蔵され、これらの構成部品が前記シフトロッドボディ内部で同一軸線に沿ってストロークする構造を設けていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５-１０５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のシフトロッド装置は、原点復帰機構にピストン、２つのプランジャ、及び２つのスプリングを備えるため、構造が複雑になり、部品点数が増えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、構造を簡素化してコストを低減したストロークセンサ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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るストロークセンサは、
被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサであって、
前記検出シャフトと、
第一のハウジングと、
前記検出シャフトを支持し外部に取り出す第二のハウジングと、
前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、を備え、
前記検出シャフトは、略Ｄ形状の２つの切り欠きによって形成される径大部を有し、
前記スプリングは、前記検出シャフトが前記原点位置にあるとき、前記第一のハウジング及び前記径大部と接する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、構造を簡素化してコストを低減したストロークセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のストロークセンサの平面図である。
【図２】本発明のストロークセンサのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明のストロークセンサのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明のストロークセンサのＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係るストロークセンサを添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１、図２、及び図３を参照する。図１は、ストロークセンサ１の平面図を示す。図２は、ストロークセンサ１のＡ−Ａ断面図を示す。図３は、ストロークセンサ１のＢ−Ｂ断面図を示す。
ストロークセンサ１は、検出シャフト１０、第一のハウジング２０、第二のハウジング３０、スプリング４０を備える。またストロークセンサ１は、検出シャフト１０ともに移動する磁石５１と、磁石５１の移動量Ｓを検出する磁気検出素子５２を備える。
【００１１】
検出シャフト１０は、被検出体の移動によって追従される検出媒体であり、例えば、被検出体に連結されて外力が伝達され、軸方向に往復して追従する。検出シャフト１０は、ある程度剛性を有する非磁性材料が好ましく、例えばオーステナイト系のステンレス鋼（SUS: Steel Use Stainless）からなる。
【００１２】
検出シャフト１０は、円柱状の直径の異なる径大部１１、径中部１２、径小部１３を有する。検出シャフト１０は、棒状の被加工材を切削して成形されてもよく、鋳造や射出成形によって成形されてもよい。
【００１３】
図４も併せて参照する。図４は、ストロークセンサ１のＣ−Ｃ断面図を示す。
径大部１１は、円板にＤカット加工を施した略Ｄ形状の切り欠き１１ａ，１１ｂを有する。２つの切り欠き１１ａ，１１ｂは、同じ大きさであり、径大部１１の中心を軸として向き合っている。これにより、径大部１１は、２つの切り欠き１１ａ，１１ｂにより略Ｉ形状に形成される。径大部１１の長辺の長さＬ１は、スプリング４０の直径と略同等又はそれよりも大きい。径大部１１の長辺は、径中部１２と段差が無く平坦になっている。そのため、径大部１１の短辺の長さＬ２は、径中部１２の直径と同じである。
径大部１１は、第一のハウジング２０内に配置され、検出シャフト１０が原点位置Ｏにあるとき、スプリング４０と接する。なお径大部１１の厚みは、ストロークセンサ１の大きさやスプリング４０の弾性係数に応じて適宜選択することができる。
【００１４】
径中部１２は、検出シャフト１０の径大部１１から突出して形成された突部１２ａと、後述する径小部１３に連続する軸部１２ｂからなる。
突部１２ａは、後述する磁石収納部１９を有し、第一のハウジング２０内に配置され後述するシャフト支持部２２を摺動する。
軸部１２ｂは、スプリング４０を通し、径小部１３側に止め輪１４と気密部材１５が取り付けられる。
突部１２ａと軸部１２ｂの直径は、略同等であることが好ましいが、磁石収納部１９の大きさにより突部１２ａが大きく形成される場合がある。このとき、径大部１１の長辺は、少なくとも突部１２ａと軸部１２ｂのどちらか一方と、段差が無く平坦に構成される。
【００１５】
径小部１３は、第二のハウジング３０のシャフト穴３３から外側に突き出しており、図示しない被検出体と接続される。
【００１６】
止め輪１４は、非磁性材料からなるラジアル方向取り付け式止め輪であり、径中部１２の軸部１２ｂに設けられた図示しない溝によって保持される。止め輪１４は、座金１８を支持する。
【００１７】
気密部材１５は、ゴムからなるＯリングであり、径中部１２の軸部１２ｂに設けられた溝によって保持される。気密部材１５は、ストロークセンサ１の気密を保つために用いられ、該溝は、気密部材１５の気密機能を発揮するために必要な溝構造を満たすように構成される。
【００１８】
座金１８は、非磁性材料からなるＯ型のワッシャであり、その直径は後述する第二のハウジング３０の孔部３２及びスプリング４０よりも大きく、第二のハウジング３０の内径より小さく構成される。
座金１８は、検出シャフト１０の移動により、別の部材に接触した際のスラスト荷重に耐えるように設計される。
【００１９】
磁石収納部１９は、突部１２ａの先端をくりぬいて形成され、磁石５１を収納し接着剤などで固定して保持する。
【００２０】
第一のハウジング２０は、検出シャフト１０の径大部１１を受ける第一の受部２１と、シャフト支持部２２と、スプリング支持部２３と、収容部２４と、基板収納部２５と、雌ねじ部２９を有して構成される。
【００２１】
第一のハウジング２０は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状に形成されている。
【００２２】
第一の受部２１は、第一のハウジング２０の内側に設けられる面であり、検出シャフト１０の径大部１１と接し、検出シャフト１０の移動量Ｓを制限する。原点位置Ｏから第一の受部２１までの長さは、スプリング４０の最大たわみ量より小さくなるように構成される。
【００２３】
シャフト支持部２２は、第一のハウジング２０の内側に設けられ、検出シャフト１０の径中部１２の突部１２ａを支持する溝として形成される。
【００２４】
スプリング支持部２３は、第一のハウジング２０の内側に設けられる面であり、検出シャフト１０が原点位置Ｏにあるとき、径大部１１の２つの切り欠き１１ａ，１１ｂに対応する領域で、スプリング４０と接する。
【００２５】
収容部２４は、第一の受部２１とスプリング支持部２３の間に設けられた空間であり、検出シャフト１０の径大部１１の全てを収容可能に構成される。収容部２４は、径大部１１と嵌合することで、検出シャフト１０の回り止めを行う。
【００２６】
基板収納部２５は、第一のハウジング２０の表面を掘り下げて構成されており、後述する磁気検出素子５２を検出シャフト１０の磁石５１に近づけて配置するために用いられる。基板収納部２５には、後述する基板５０を取り付けるためのねじ穴が設けられる。
【００２７】
雌ねじ部２９は、第一のハウジング２０の内径面に備えられ、第一のハウジング２０と第二のハウジング３０を連結するために用いられる。
【００２８】
第二のハウジング３０は、検出シャフト１０の止め輪１４を受ける第二の受部３１と、孔部３２と、シャフト穴３３と、座金支持部３４と、面加工部３８と、雄ねじ部３９を有して構成される。
【００２９】
第二のハウジング３０は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状に形成されている。
【００３０】
第二の受部３１は、後述する孔部３２の底に設けられる円環状の面であり、検出シャフト１０の止め輪１４を受け、検出シャフト１０の移動量Ｓを制限する。原点位置Ｏから第二の受部３１までの長さは、スプリング４０の最大たわみ量より小さくなるように構成される。
【００３１】
孔部３２は、第二のハウジング３０の内側に設けられ、その直径は止め輪１４よりも大きく、座金１８よりも小さく構成される。
【００３２】
シャフト穴３３は、検出シャフト１０の径中部１２の軸部１２ｂを摺動可能に支持して外部に取り出す。
【００３３】
座金支持部３４は、孔部３２の外周に設けられる面であり、その直径は孔部３２より大きく、座金１８と略同等に構成される。
【００３４】
面加工部３８は、第二のハウジング３０の端を多角形状となるように面取り加工した部位である。これにより、第二のハウジング３０をレンチやスパナで回すことができ、第一のハウジング２０との連結が容易になる。
【００３５】
雄ねじ部３９は、孔部３２と反対方向の第二のハウジング３０の外径面に備えられ、第一のハウジング２０と第二のハウジング３０を連結するために用いられる。前記連結に際しては、補強用接着剤（例えば、シーロック剤）などでねじの緩み防止をさらに行ってもよい。
【００３６】
スプリング４０は、ステンレス鋼線や鉄または鉄合金からなるオイルテンパー線などが好ましく、例えばＳＵＳ３０４ＷＰＢ、ＳＷＯＳＣ-ＢやＳＷＯＳＣ−Ｖなどによる円筒状のコイルばねで構成される。
【００３７】
スプリング４０は、内側に検出シャフト１０を通すように構成され、検出シャフト１０が原点位置Ｏにあるとき、スプリング４０の一端が検出シャフト１０の径大部１１及び第一のハウジング２０のスプリング支持部２３と、スプリング４０の別の一端が座金１８と、接している。このとき、スプリング４０は、径大部１１の２つの切り欠き１１ａ，１１ｂに対応する領域がスプリング支持部２３と接することで、スプリング４０の第一のハウジング２０の方向への伸長が抑止され、且つ、径大部１１と接することで、検出シャフト１０が原点位置Ｏに保たれる。
【００３８】
原点位置Ｏにある検出シャフト１０が第一のハウジング２０の方向に押し込まれるように移動すると、止め輪１４に支持された座金１８がスプリング４０を押し、且つ、スプリング支持部２３がスプリング４０を支持することで、スプリング４０が押し潰され、検出シャフト１０の径大部１１が第一のハウジング２０の第一の受部２１に当たるまでの移動量Ｓ分だけ移動することができる。
そして、検出シャフト１０を押し込む力がなくなると、スプリング４０に蓄積されたばね力で、原点位置Ｏに戻される。
【００３９】
また、原点位置Ｏにある検出シャフト１０が第二のハウジング３０の方向に引き込まれるように移動すると、径大部１１がスプリング４０を押し、且つ、座金支持部３４に支持された座金１８がスプリング４０を支持することで、スプリング４０が押し潰され、検出シャフト１０の止め輪１４が第二のハウジング３０の第二の受部３１に当たるまでの移動量Ｓ分だけ移動することができる。
そして、検出シャフト１０を引き込む力がなくなると、スプリング４０に蓄積されたばね力で、原点位置Ｏに戻される。
【００４０】
磁石５１は、円柱状に形成された希土類系磁石（例えば、ＳｍＣｏやＮｄＦｅＢなどの材料の磁石）からなり、検出シャフト１０の磁石収納部１９に取り付けられる。
【００４１】
磁石５１は、磁気検出素子５２に磁界を提供しており、磁石５１が検出シャフト１０とともに移動することで磁気検出素子５２へ与える磁界の向き及び強さを変え、結果的に磁気検出素子５２が移動量Ｓとして検出する。磁石５１は、製造手法により焼結磁石やプラスチックと混ぜて圧縮もしくは成形されたプラスチック磁石などのいずれでもよい。焼結磁石の方が強力な磁力を有する一方、プラスチック磁石の方が大量生産性や耐割れ性が高いなど特性があることから、使用条件や設計要件に応じて適宜選択すればよい。
【００４２】
磁気検出素子５２は、被検出体の位置や移動量などの変化を磁界の向き及び強さにより検出するものであり、例えば、ホール素子などで構成され、被検出体の移動などに伴う磁界の変化を電気信号に変換して外部に出力するものである。
【００４３】
磁気検出素子５２による検出シャフト１０の移動量Ｓの検出は、検出シャフト１０に備えられた磁石５１が発する磁界の向き及び強さの変化を検出し、前記磁界に応じた電気信号に変換して外部に出力する。
【００４４】
基板５０は、ガラスエポキシなどからなるプリント基板（Printed Circuit Board; PCB）であり、磁気検出素子５２を備える。基板５０は、基板収納部２５にねじによって固定され、基板収納部２５にエポキシ樹脂などの封止部材６０を充填することで気密に封止される。
【００４５】
基板５０の磁気検出素子５２への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、電気コード５３にて行われる。グロメット５４は、基板収納部２５の端面から電気コード５３を保護する。
なお、基板５０の磁気検出素子５２への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、電気コード５３の代わりにダイレクトコネクタやカプラーなどを用いてもよい。
【００４６】
封止部材６０は、例えばエポキシ樹脂などが用いられる。封止部材６０は、第一のハウジング２０の基板収納部２５に注入され硬化することで、磁気検出素子５２及び基板５０を気密に封止する。
【００４７】
以上に説明した態様は、以下の効果を奏する。
【００４８】
被検出体に追従して原点位置Ｏから移動する検出シャフト１０の移動量Ｓを検出するストロークセンサ１であって、
検出シャフト１０と、
第一のハウジング２０と、
検出シャフト１０を支持し外部に取り出す第二のハウジング３０と、
原点位置Ｏから移動した後の検出シャフト１０を原点位置Ｏに復帰させるスプリング４０と、を備え、
検出シャフト１０は、略Ｄ形状の２つの切り欠き１１ａ，１１ｂによって形成される径大部１１を有し、
スプリング４０は、検出シャフト１０が原点位置Ｏにあるとき、径大部１１及び第一のハウジング２０と接する。
【００４９】
ストロークセンサ１は、径大部１１、第一のハウジング２０、及びスプリング４０が検出シャフト１０の原点復帰機構を構成することで、部品点数を削減し、構造を簡素化することができる。
【００５０】
ストロークセンサ１において、
２つの切り欠き１１ａ，１１ｂは、向き合っている。
【００５１】
ストロークセンサ１は、２つの切り欠き１１ａ，１１ｂが向き合うことで、径大部１１の構造が線対称となり、検出シャフト１０の摺動及びスプリング４０の押し下げを高精度に行うことができる。
【００５２】
ストロークセンサ１において、
検出シャフト１０は、径大部１１よりも直径の小さい径中部１２をさらに有し、
径大部１１は、２つの切り欠き１１ａ，１１ｂによって作られる長辺が径中部１２と段差が無く平坦になっている。
【００５３】
ストロークセンサ１は、径大部１１の２つの切り欠き１１ａ，１１ｂによって作られる長辺が径中部１２と段差が無く平坦にすることで、スプリング４０が第一のハウジング２０と接する領域を広く取ることができる。
【００５４】
ストロークセンサ１において、
径大部１１は、長辺の長さＬ１がスプリング４０の直径以上である。
【００５５】
ストロークセンサ１は、径大部１１の長辺の長さＬ１がスプリング４０の直径以上であることにより、検出シャフト１０が第二のハウジング３０の方向に移動するときに、径大部１１がスプリング４０を押して移動することができる。
【００５６】
ストロークセンサ１において、
第一のハウジング２０は、径大部１１を収容する収容部２４を有し、
スプリング４０は、検出シャフト１０が第一のハウジング２０の方向に移動するとき、収容部２４が径大部１１を収容することで径大部１１と接しない。
【００５７】
ストロークセンサ１は、検出シャフト１０が第一のハウジング２０の方向に移動するときに、収容部２４が径大部１１を収容することで、スプリング４０が第一のハウジング２０と接する領域を広く取ることができる。
【００５８】
本発明は、上述の態様及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１      ストロークセンサ
１０    検出シャフト
１１    径大部
１１ａ，１１ｂ  切り欠き
１２    径中部
１３    径小部
１４    止め輪
１８    座金
２０    第一のハウジング
２１    第一の受部
２３    スプリング支持部
２４    収容部
３０    第二のハウジング
３１    第二の受部
３２    孔部
３４    座金支持部
４０    スプリング
５０    基板
５１    磁石
５２    磁気検出素子
６０    封止部材
Ｏ      原点位置
Ｓ      移動量
【図１】
2020139838.tif 000003
【図２】
2020139838.tif 000004
【図３】
2020139838.tif 000005
【図４】
2020139838.tif 000006