(57)【要約】【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、楕円形状のフランジ１４を有し、フランジ１４は、スプリング４０を支持する座金１８を保持する。【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、楕円形状のフランジを有し、
前記フランジは、前記スプリングを支持する座金を保持する、
ストロークセンサ。
【請求項２】
前記座金は、前記フランジに支持される突起と、前記フランジと嵌合する溝を有する、
請求項１に記載のストロークセンサ。
【請求項３】
前記突起は、２つの前記溝に挟まれる、
請求項２に記載のストロークセンサ。
【請求項４】
前記座金は、円を切り欠いた２つの辺を有する長円形状であり、
前記第二のハウジングは、前記座金の前記長円形状と嵌合する壁を有する、
請求項１乃至３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における座金を説明するための図である。
【図４】本発明のストロークセンサにおけるフランジと座金を説明するための図である。
【図５】本発明のストロークセンサの検出シャフトが第一のハウジングの方向に移動した場合のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明のストロークセンサの検出シャフトが第二のハウジングの方向に移動した場合のＡ−Ａ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を参照する。図１は、ストロークセンサ１の平面図を示し、図２は、ストロークセンサ１のＡ−Ａ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】
径大部１１は、第一のハウジング２０内に配置され、第一の座金１８ａを支持する。
【００１４】
径中部１２は、径大部１１から突出して形成され、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。
【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】
フランジ１４は、径小部１３に設けられた楕円形状の張り出しである。フランジ１４は、第二の座金１８ｂを支持する。フランジ１４の長手方向の長さは、後述する座金１８の内径ｄと等しく、フランジ１４の厚さは、後述する孔部３２の深さよりも厚く形成される。
【００１７】
気密部材１５は、ゴムからなるＯリングであり、径小部１３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】
図３、図４を併せて参照する。図３は、座金１８の構造を説明するための図であり、図４は、フランジ１４と座金１８の関係を説明するための図である。
図３（Ａ）は、座金１８の斜視図を、図３（Ｂ）は、座金１８の底面図を、図３（Ｃ）は、座金１８のＢ−Ｂ線断面図を示す。
座金１８は、非磁性材料からなる板状のワッシャであり、円を切り欠いた２つの辺１８１、１８２を有する長円（オーバルトラック）形状に形成される。座金１８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、後述する第二のハウジング３０の壁３５の内側の面と同じに構成される。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。
座金１８の内径ｄは、フランジ１４の長手方向の長さと等しく、その内径にフランジ１４を支持する突起１８３と、突起１８３を挟んだ両側にフランジ１４と嵌合する溝１８４、１８５を有する。突起１８３は、座金１８の長手方向に設けられ、溝１８４、１８５の深さは、フランジ１４の厚さよりも浅く形成される。
これにより、作業者は、フランジ１４の長手方向と座金１８の短手（突起１８３がない）方向を合わせる（図４（Ａ））ことで、フランジ１４を座金１８が通過することができる。その後、作業者は、座金１８を９０度回転させる（図４（Ｂ））ことでフランジ１４が突起１８３を支え、且つ、フランジ１４と溝１８４又は１８５が嵌合することで、座金１８が検出シャフト１０に保持される。
なお、座金１８は、突起１８３及び１つの溝１８４（あるいは溝１８５）のみで構成されてもフランジ１４と嵌合し検出シャフト１０に保持可能である。しかし、座金１８は、突起１８３及び２つの溝１８４、１８５を有することでストロークセンサ１の組み立て時に座金１８の上下向きを気にする必要がなくなり、組み立て性が向上する。
ストロークセンサ１は、径大部１１と接する第一の座金１８ａとフランジ１４と接する第二の座金１８ｂを有する。なお、第一の座金１８ａは、一般的なＯ型の座金でもよい。しかし、第一の座金１８ａと第二の座金１８ｂを共通化することで、部品の種類が削減され、且つ、ストロークセンサ１の組み立て時に部品の取り違えが発生しなくなり組み立て性が向上する。
【００１９】
磁石収納部１９は、径中部１２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、第一の座金支持部２３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を支持する溝として形成される。
【００２４】
第一の座金支持部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、第一の座金１８ａと接する。
【００２５】
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。
【００２６】
雌ねじ部２９は、第一のハウジング２０の内径面に設けられ、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。
【００２７】
第二のハウジング３０は、検出シャフト１０のフランジ１４を受ける第二の受部３１と、孔部３２と、シャフト穴３３と、第二の座金支持部３４と、壁３５と、面加工部３８と、雄ねじ部３９を有して構成される。
【００２８】
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。
【００２９】
第二の受部３１は、後述する孔部３２の底に設けられる面であり、検出シャフト１０のフランジ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。
【００３０】
孔部３２は、第二のハウジング３０の内側に設けられ、その直径はフランジ１４よりも大きく、座金１８よりも小さく構成される。
【００３１】
シャフト穴３３は、検出シャフト１０の径小部１３を摺動可能に支持して外部に取り出す。
【００３２】
第二の座金支持部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、第二の座金１８ｂと略同等に構成される。
【００３３】
壁３５は、第二のハウジング３０の内側に設けられた壁であり、その下部に座金１８と嵌合する長円形状に形成された基部３５ａを有する。
基部３５ａは、検出シャフト１０が第一のハウジング２０の方向に移動量Ｓだけ移動しても、第二の座金１８ｂと接する高さで形成される。
これにより、検出シャフト１０は、フランジ１４に保持された第二の座金１８ｂと壁３５の基部３５ａの内側の面が嵌合することで回り止めされ、摺動を高精度に行うことができる。
【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、壁３５の外側の面に備えられ、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の一端が第一の座金１８ａと、スプリング４０の別の一端が第二の座金１８ｂと、接している。
【００３８】
図５を参照する。図５は、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した場合のＡ−Ａ断面図である。
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、フランジ１４に支持された第二の座金１８ｂがスプリング４０を押し、且つ、第一の座金支持部２３が第一の座金１８ａ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】
図６を参照する。図６は、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した場合のＡ−Ａ断面図である。
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に支持された第一の座金１８ａがスプリング４０を押し、且つ、第二の座金支持部３４に支持された第二の座金１８ｂ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のフランジ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、楕円形状のフランジ１４を有し、
フランジ１４は、スプリング４０を支持する座金１８を保持する。
【００４９】
ストロークセンサ１は、フランジ１４がスプリング４０を支持する座金１８を保持することで検出シャフト１０の原点復帰機構を構成でき、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、
座金１８は、フランジ１４に支持される突起１８３と、フランジ１４と嵌合する溝１８４を有する。
【００５１】
ストロークセンサ１は、フランジ１４が突起１８３を支え、且つ、フランジ１４と溝１８４が嵌合することで、座金１８を検出シャフト１０に保持することができる。
【００５２】
ストロークセンサ１において、
突起１８３は、２つの溝１８４、１８５に挟まれる。
【００５３】
ストロークセンサ１は、突起１８３の両側に２つの溝１８４、１８５を有することで、ストロークセンサ１の組立時に座金１８の上下向きを気にする必要がなくなり、組み立て性が向上する。
【００５４】
ストロークセンサ１において、
座金１８は、円を切り欠いた２つの辺１８１、１８２を有する長円形状であり、
第二のハウジング３０は、座金１８の長円形状と嵌合する壁３５を有する。
【００５５】
ストロークセンサ１は、フランジ１４に保持された座金１８と壁３５が嵌合することで回り止めされ、検出シャフト１０の摺動を高精度に行うことができる。
【００５６】
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】
【００５７】
１      ストロークセンサ
１０    検出シャフト
１１    径大部
１２    径中部
１３    径小部
１４    フランジ
１８    座金
１８１、１８２  辺
１８３  突部
１８４、１８５  溝
２０    第一のハウジング
２１    第一の受部
２３    第一の座金支持部
３０    第二のハウジング
３１    第二の受部
３２    孔部
３４    第二の座金支持部
３５    壁
３５ａ  基部
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】
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【図２】
2020159861.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020159861.tif 000007
【図６】
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