(57)【要約】      （修正有）【課題】入力軸の受ける外乱による抵抗膜及び摺動子の摩耗を抑えることのできる直動型ポジションセンサを提供する。【解決手段】直動型ポジションセンサ１が備える入力部材３は、入力軸４と、この入力軸４と別体に構成された可動部材５とから構成されている。可動部材５の本体５１は、摺接基板８の備える抵抗膜に摺接する摺動子６１，６２を、外周面に備えている。また、可動部材５は、入力軸４との当接面に突部５３を備えている。入力部材３が可動部材５を収容される収容室２には、可動部材５と同軸に配置されて、入力軸４への外力の入力方向と逆方向に可動部材５を付勢する付勢バネ７が備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体を備える基板面に沿って平行に移動可能な入力軸と、前記入力軸と別体に構成されて前記基板面に摺接する摺動子を備えた可動部材とを備え、
前記可動部材は、該可動部材の軸心から離れた位置で前記入力軸と当接する突出部を有し、前記突出部を当接させた前記入力軸と一体となって前記基板面に沿う方向に移動することを特徴とする直動型ポジションセンサ。
【請求項２】
抵抗体を備える基板面に沿って平行に移動可能な入力軸と、前記入力軸と別体に構成されて前記基板面に摺接する摺動子を備えた可動部材とを備え、
前記入力軸は、前記可動部材の軸心から離れた位置に当接する突出部を有し、前記突出部を当接させた前記可動部材と一体となって前記基板面に沿う方向に移動することを特徴とする直動型ポジションセンサ。
【請求項３】
前記可動部材と同軸に配置されて、前記入力軸側に前記可動部材を付勢する付勢バネを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直動型ポジションセンサ。
【請求項４】
直動型ポジションセンサが備える抵抗体への摺動子の摺接方法であって、
入力軸と別体に構成されて前記摺動子を備えた可動部材を、前記可動部材の軸心から離れた位置に介装部材を介在させて前記入力軸に押し付けて、前記抵抗体に前記摺動子を摺接させることを特徴とする摺動子の摺接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動型ポジションセンサが備える抵抗体への摺動子の摺接方法、及び該摺接方法を用いた直動型ポジションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直動型ポジションセンサとしては、下記の特許文献１に記載のポジションセンサが開示されている。このポジションセンサは、被検知体の変位に連動してスライダがケーシング内をスライドすると、スライダに固定されたブラシがケーシングに内蔵された抵抗体上を摺動し、被検知体の変位に応じた電力が出力される。
【０００３】
スライダは、抵抗体に弾接したブラシからの付勢方向に沿って、互いの間隔が小さくなる一対の外側摺動面を備えている。スライダの移動を案内するガイドは、スライダの外側摺動面を摺動自在に支持する一対の内側摺動面を備えている。ブラシからの付勢力を受けたスライダが、外側摺動面をガイドの内側摺動面に押し付けることで、スライダの移動方向に直交する方向での変位が抑えられている。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、直線操作型電気部品が開示されている。この直線操作型電気部品では、復帰用バネに付勢されて収納部の内壁に押し付けられた操作軸が、先端を収納部の外に突出させており、先端に外力を入力されると復帰用バネの付勢力に抗して収納部内に移動する。可動部材は、操作軸と一体となってガイド部に摺接しながら収納部内を移動する。この移動量は、可動部材に取り付けられた磁石を、ホール素子で検知することで検出される。
【０００５】
上記直線操作型電気部品では、ガタ防止用バネに付勢された可動部材が操作軸との当接部を支点として傾け、ガイド部に弾接することで、可動部材とガイド部との間のガタが抑えられ、高振動環境で可動部材が振動することを抑制している。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−８０１０７号公報
【特許文献２】特開２００３−４４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記ポジションセンサでは、入力軸となるスライダが外乱を受けると、スライダに固定された摺動子がスライダと一体となって揺さぶられ、抵抗体や摺動子が摩耗しやすかった。また、上記直線操作型電気部品では、ガタ防止に用いる部品を多く備えることから、構成が複雑であった。
【０００８】
本発明は、上記した点に鑑み、入力軸の受ける外乱による抵抗体及び摺動子の摩耗を簡単な構成で抑えることのできる直動型ポジションセンサ及び摺動子の摺接方法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】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明の直動型ポジションセンサは、抵抗体を備える基板面に沿って平行に移動可能な入力軸と、前記入力軸と別体に構成されて前記基板面に摺接する摺動子を備えた可動部材とを備え、前記可動部材が、該可動部材の軸心から離れた位置で前記入力軸と当接する突出部を有し、前記突出部を当接させた前記入力軸と一体となって前記基板面に沿う方向に移動することを特徴とする。
また、本発明は、抵抗体を備える基板面に沿って平行に移動可能な入力軸と、前記入力軸と別体に構成されて前記基板面に摺接する摺動子を備えた可動部材とを備え、前記入力軸が、前記可動部材の軸心から離れた位置に当接する突出部を有し、前記突出部を当接させた前記可動部材と一体となって前記基板面に沿う方向に移動することを特徴とする。
また、本発明は、前記可動部材と同軸に配置されて、前記入力軸側に前記可動部材を付勢する付勢バネを備えることを特徴とする。
また、本発明の摺動子の摺接方法は、直動型ポジションセンサが備える抵抗体への摺動子の摺接方法であって、入力軸と別体に構成されて前記摺動子を備えた可動部材を、前記可動部材の軸心から離れた位置に介装部材を介在させて前記入力軸に押し付けて、前記抵抗体に前記摺動子を摺接させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、入力軸の受ける外乱による抵抗膜及び摺動子の摩耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の最良の形態を説明する。図１は、本実施形態の直動型ポジションセンサ１の構成の概略を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）はガイド蓋２２及び入力軸４を取り除いた状態での底面図である。なお、以下の説明で用いる上下，前後，左右の各方向は説明に用いる各図に示している。この上下，前後，左右は説明のために記載したもので、実際の配置と異なってよいことはもちろんである。
【００１２】
図１に示す直動型ポジションセンサ１は、入力部材３に支持された摺動子６１，６２が、本体２に取り付けられた摺接基板８の抵抗膜（抵抗体）上で摺動するのに伴い変化する抵抗値に基づき、入力部材３のスライド位置を検知する。直動型ポジションセンサ１は、入力部材３を収容する収容室２１と、収容室２１に収容された入力部材３を下方に常時付勢する付勢バネ７とを備えている。
【００１３】
収容室２１は、略円柱状を呈しており、本体２内を上下方向に延びて本体２の下面に開口している。収容室２１の上側内面の中央部からは、円柱状の外嵌突部２１１が下方に延びている。収容室２１の下端開口部２１２は、上端側に比べて拡径しており、下側からガイド蓋２２を嵌め込まれる。
【００１４】
ガイド蓋２２は、円板の外縁を下方に屈曲させた概略形状を有しており、中央部には挿通孔２２１が開口している。挿通孔２２１の周縁は、下方に向けて円筒状を呈して延びて後述する入力部材３の入力軸４をガイドするガイド筒２２２となっている。ガイド蓋２２は、挿通孔２２１の中心を外嵌突部２１１の軸心と一致させて下端開口部２１２に取り付けられている。
【００１５】
また、収容室２１の左端部の内壁には、一対のガイド部２１３が設けられている。各ガイド部２１３は、前後方向に向かい合って配置されており、それぞれ上下方向に延びるガイド溝２１３ａを備えている。両ガイド溝２１３ａは、互いに向き合って、収容室２１の軸心に沿って延びている。
【００１６】
収容室２１の左端部には、抵抗膜の形成面を右側に向けて摺接基板８が設けられている。入力部材３は、先端に外力を入力される入力軸４と、入力軸４と別体に構成されて摺動体６を取り付けられた可動部材５とを備えている。
【００１７】
図２は、入力部材３を構成する入力軸４を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図３は、入力部材３を構成する可動部材５を示す図であり、（ａ）は底面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
図２に示すように、入力軸４は、円筒体の下端を閉塞した有底筒状の軸本体４１と、軸本体４１の上端部の外径を拡径させて構成された当接部４２とを備えている。当接部４２の下面からは、軸本体４１の外周面を外方に膨出させて構成された一対の係止部４３が下方に延びている。
【００１９】
図３に示すように、可動部材５は、入力軸４の当接部４２の外径よりも大きな内径を有して上下方向に延びた円筒状の本体５１と、本体５１の上下方向の中央部の内周面から本体５１内に平板状に突出して円環状を呈した当接板５２と、当接板５２の右端部の下面を下方に膨出させて構成された突出部５３とを備えている。図３（ａ），（ｃ）に示すように、突出部５３は、可動部材５の軸心の周囲に形成され、軸心とは離れた位置に備えられている。つまり、突出部５３は、入力軸４の当接部４２に当接して当接部４２から押付力を付与されると、可動部材５がスライド方向と直交する方向に傾こうとする力を、可動部材５に働かせられる位置に配置されている。
【００２０】
本体５１の左端部の上端及び下端からは、前後の側方に向けてそれぞれスライド部５５が延びている。本体５１の前方に延びる上下の一対のスライド部５５は、互いに等しい平面形状を有しており、左右方向の配置位置も同じ位置に定められている。また、本体５１の後方に延びる上下の一対のスライド部５５も、互いに等しい平面形状を有しており、左右方向の配置位置も同じ位置に定められている。
【００２１】
本体５１の左側面の前後方向の中央部には、本体５１の上端部に位置して取付部５４が設けられている。取付部５４には、摺動体６が取り付けられる。摺動体６は、金属製の平板体からなり、下端部で左方に屈曲させた一対の脚部から摺動子６１，６２を延出させている。
【００２２】
図１に示すように、入力部材３は、可動部材５の本体５１の下端側に、入力軸４を当接部４２側から挿入して、可動部材５の突出部５３が右側に、入力軸４の係止部４３が左側に位置するように収容室２１内に収容される。収容室２１に収容された入力部材３は、入力軸４の軸本体４１をガイド蓋２２の挿通孔２２１から下方に突出させ、可動部材５の本体５１の上端側に付勢バネ７を挿入される。また、可動部材５に取り付けられた摺動体６は、収容室２１内の摺接基板８が備える抵抗膜に、摺動子６１，６２を弾接させている。
【００２３】
付勢バネ７は、上端部を本体２の外嵌突部２１１に環装され、下端部を本体５１内に挿入されて圧縮変形し、当接板５２を介して可動部材５を下方に付勢している。付勢バネ７により下方に付勢された可動部材５は、本体５１の下面を挿通孔２２１の周縁のガイド蓋２２の上面に当接させ、また、当接部４２の上面に当接させた突出部５３で当接部４２を下方に押圧している。
【００２４】
可動部材５の突出部５３から当接部４２を下方に押圧された入力軸４は、係止部４３の下面を挿通孔２２１の周縁に位置するガイド蓋２２の上面に当接させて、可動部材５とガイド蓋２２とで上下方向に挟み込まれて上下方向の位置決めをされている。また、可動部材５は、収容室２１のガイド溝２１３ａ内にスライド部５５を進入させている。ガイド溝２１３ａ内に進入したスライド部５５は、ガイド溝２１３ａの左右の内面の少なくとも一方との間に間隙を設けて配置されている。
【００２５】
次に、直動型ポテンショメータ１の動作を説明する。図４は、入力軸４と可動部材５との配置関係を説明する図である。図５は、可動部材５のスライド部５５とガイド溝２１３ａとの配置関係を説明する図である。図４（ａ）に矢印で示すように、軸本体４１の先端に外力が加えられると、入力軸４が、当接部４２の上面で突出部５３を上方に押圧し、可動部材５は、付勢バネ７から付与される付勢力に抗して本体５１の右側を上方に移動させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、可動部材５は、当接部４２から押圧力を付与された突出部５３を支点として右側を上方に傾けた状態で移動し、ガイド溝２１３ａの延伸方向に対して傾いて、当接板５２の左端部の下面を当接部４２の上面に当接させた状態を保つ。これに伴い、図５（ａ）に示すようにガイド溝２１３ａの延伸方向に沿ってスライド部５５を並べた可動部材５が、図５（ｂ）に示すようにガイド溝２１３ａ内で傾き、下側のスライド部５５の左上角部をガイド溝２１３ａの左内側面と、下側のスライド部５５の右下角部をガイド溝２１３ａの左内側面とそれぞれ弾接させる。
【００２６】
このように、直動型ポジションセンサ１は、スライド部５５とガイド溝２１３ａとを弾接させた状態で、入力軸４に入力された外力に応じた位置まで、付勢バネ７の付勢力に抗して可動部材５を移動させ、抵抗膜に対する摺動子６１，６２の摺接位置を変化させる。この抵抗膜に対する摺動子６１，６２の摺接位置に基づき、入力部材３のスライド位置が検知される。
【００２７】
本実施形態によれば、付勢バネ７から付勢力を受けた可動部材５が、突出部５３を入力軸４の当接部４２に押し付け、ガイド溝２１３ａに対してスライド部５５を傾けてガイド溝２１３ａに弾接させることで、可動部材５とガイド溝２１３ａとの間に押付力を働かせ、可動部材５のがたつきを抑えることができる。このため、本体２や入力軸４に加えられる微細な振動で、可動部材５が収容室２１内で動くのを防止できる。従って、過酷な振動環境での摺動子６１，６２の動きを抑制し、抵抗膜への過度な負荷を抑えることができる。この結果、直動型ポジションセンサ１の信頼性を高めることができる。
【００２８】
上記実施形態では、ガイド溝２１３ａにスライド部５５を収容して可動部材５をガイドした場合について説明した。しかしながら、入力軸４の当接部４２から突出部５３を押圧された可動部材５を傾倒させてガイド部に弾接させられるのであれば、可動部材５のガイド方法は任意である。例えば、ガイド部２１３及びスライド部５５が、収容室２１の左右方向の中央部に配置されていてもよい。また、ガイド部２１３が本体５１自体をガイドしてもよい。また、スライド部５５やガイド部２１３の数量や形状も任意である。
【００２９】
例えば、図６（ａ）に示すように、可動部材５の本体５１に設けられたスライド溝部５５０にガイド部２１３のガイド凸部２１３ｂを収容して可動部材５をガイドする構成としても、図６（ｂ）に示すように、ガイド部２１３のガイド凹部２１３ｃに本体５１を収容して可動部材５をガイドする構成としてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、ガイド部２１３に設けられた方形の断面形状のガイド溝２１３ａで、方形の断面形状のスライド部５５を収容して、可動部材５をガイドする構成としてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、入力軸４の当接部４２を可動部材５の本体５１の下端側に収容し、当接部４２の上面と当接板５２及び突出部５３の下面とで入力軸４及び可動部材５を互いに押し付け合わせた場合について説明した。しかしながら、入力軸４と可動部材５とを互いに押し付け合わせる構成は任意である。
【００３１】
例えば、可動部材５の突出部５３は、当接板５２の右端部に設けられている必要はなく、図７（ａ）に示すように、左端部に設けられていてもよい。また、突出部５３の形状も任意であり、図７（ｂ）に示すように方形の底面形状を有していてもよい。なお、スライド部５５をガイド溝２１３ａに押し付ける押付力は、図８に示すように、可動部材５の軸心Ｃからの突出部５３の左端部までの距離Ｌを定めることで、簡単に調整することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、可動部材５の突出部５３を入力軸４の当接部４２で押圧して、ガイド部２１３の延伸方向に対して可動部材５を傾けた場合について説明したが、例えば、当接部４２の上面に設けた突出部で当接板５２の下面を押圧して、可動部材５を傾けてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、可動部材５を傾けてスライド部５５をガイド溝２１３ａに弾接させた場合について説明した。しかしながら、可動部材５のスライド方向に直交する方向に傾こうとする力を可動部材５に働かせ、スライド部５５又は摺動子６１，６２をガイド溝２１３ａ又は摺接基板８に押し付けられるのであれば、可動部材５を傾ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態の直動型ポジションセンサの構成の概略を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）はガイド蓋及び入力軸を取り除いた状態での（ａ）の底面図である。
【図２】入力部材を構成する入力軸を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】入力部材を構成する可動部材を示す図であり、（ａ）は底面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】入力軸と可動部材との配置関係を説明する図である。
【図５】可動部材のスライド部とガイド溝との配置関係を説明する図である。
【図６】可動部材のガイド方法の他の例を説明する模式図である。
【図７】可動部材の突出部の構成の他の例を説明する模式図である。
【図８】可動部材により働かせる押付力の設定方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      直動型ポジションセンサ
２      本体
２１    収容室
２１３  ガイド部
２１３ａ  ガイド溝
２１３ｂ  ガイド凸部
２１３ｃ  ガイド凹部
３      入力部材
４      入力軸
４２    当接部
５      可動部材
５１    本体
５２    当接板
５３    突出部
５５    スライド部
５５０  スライド溝部
６      摺動体
６１，６２  摺動子
７      付勢バネ
８      摺接基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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