(57)【要約】【課題】被位置検出部材の位置検出精度を向上させる。【解決手段】ストロークセンサ１は、軸方向に往復移動可能に構成され、軸方向一方側の端面に収容穴２ａが形成され、位置が検出される柱状の被位置検出部材２と、磁石８と、内部に磁石８を収容するケース部材９とを有し、被位置検出部材２の収容穴２ａに収容された組立て部材３と、被位置検出部材２を軸方向他方側に付勢することで、被位置検出部材２をその基準位置に、被位置検出部材２の軸方向他方側の端面をＣリング７で受けた状態で保持するコイルばね４と、磁石８の発生する磁気を検出することで、被位置検出部材２の位置を検出する磁気検出素子５と、を備えている。ケース部材９は、その軸方向一方側の端部で被位置検出部材２に固定されている。磁石８の軸方向一方側の部分及び組立て部材３の軸方向他方側の部分には、常温で、それぞれ空間部１０，１１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復移動可能に構成され、軸方向一方側の端面に収容穴が形成され、位置が検出される柱状の被位置検出部材と、
磁石と内部に前記磁石を収容するケース部材とを有し、前記被位置検出部材の収容穴に収容された組立て部材と、
前記被位置検出部材を軸方向他方側に付勢することで、前記被位置検出部材をその基準位置に、前記被位置検出部材の軸方向他方側の部分を受け部材で受けた状態で保持する付勢部材と、
前記被位置検出部材の軸方向と直交する方向の外側に配置され、前記磁石の発生する磁気を検出することで、前記被位置検出部材の位置を検出する磁気検出素子と、を備え、
前記ケース部材は、その軸方向一方側の部分で前記被位置検出部材に固定され、
前記磁石の軸方向一方側の部分及び前記組立て部材の軸方向他方側の部分には、常温で、それぞれ空間部が形成されているストロークセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のストロークセンサにおいて、
前記磁石は、その軸方向他端側の部分で前記ケース部材に固定されているストロークセンサ。
【請求項３】
請求項１記載のストロークセンサにおいて、
前記ケース部材は、線膨張係数が前記被位置検出部材よりも大きいストロークセンサ。
【請求項４】
請求項１記載のストロークセンサにおいて、
前記ケース部材の軸方向一方側の端部には、鍔部が形成され、
前記ケース部材は、その鍔部が前記被位置検出部材の軸方向一方側の端面に当接した状態で前記被位置検出部材の収容穴に収容されていて、前記付勢部材が前記ケース部材の軸方向一方側の端面を軸方向他方側に付勢することで、前記鍔部が前記被位置検出部材の軸方向一方側の端面に固定されているストロークセンサ。
【請求項５】
請求項４記載のストロークセンサにおいて、
前記ケース部材は、軸方向から見たときに円状に形成され、
前記付勢部材は、コイルばねであるストロークセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、ストロークセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のストロークセンサには、クラッチアクチュエータ等に用いられるものがある（例えば、特許文献１参照。）。このストロークセンサは、位置が検出される被位置検出部材と、その直線移動に応じて直線移動するとともに磁界を発生する磁界発生部材と、この磁界発生部材の磁界を検出する磁界検出部とを有している。そして、磁界発生部材は、所定数の磁石と所定数の軟磁性体とが被位置検出部材の直線移動方向に直線状に接合されて形成されている。そのため、被位置検出部材の直線移動が大きい場合にも磁界発生部材による位置検出をより正確に検出しつつ、コストを安くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示すストロークセンサでは、磁石が被位置検出部材に直接、固定されているため、温度変化による被位置検出部材の伸縮で磁石の位置が変動して、被位置検出部材の位置検出精度が低下するという課題がある。
【０００５】
本明細書に開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、被位置検出部材の位置検出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示される技術は、軸方向に往復移動可能に構成され、軸方向一方側の端面に収容穴が形成され、位置が検出される柱状の被位置検出部材と、磁石と内部に前記磁石を収容するケース部材とを有し、前記被位置検出部材の収容穴に収容された組立て部材と、前記被位置検出部材を軸方向他方側に付勢することで、前記被位置検出部材をその基準位置に、前記被位置検出部材の軸方向他方側の部分を受け部材で受けた状態で保持する付勢部材と、前記被位置検出部材の軸方向と直交する方向の外側に配置され、前記磁石の発生する磁気を検出することで、前記被位置検出部材の位置を検出する磁気検出素子と、を備えているものである。前記ケース部材は、その軸方向一方側の部分で前記被位置検出部材に固定されている。前記磁石の軸方向一方側の部分及び前記組立て部材の軸方向他方側の部分には、常温で、それぞれ空間部が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書に開示される技術によれば、被位置検出部材がその基準位置に、被位置検出部材の軸方向他方側の部分を受け部材で受けた状態で保持され、ケース部材が、その軸方向一方側の部分で被位置検出部材に固定されているので、被位置検出部材が受け部材による受け位置を基準に、ケース部材が被位置検出部材に対する固定位置を基準に、温度変化で互いに軸方向の反対側に空間部の許容範囲で伸縮し、それらの伸縮が相殺される。そのため、温度変化による磁石の位置変動を抑制でき、被位置検出部材の位置検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的実施形態に係るストロークセンサの常温状態を示す断面模式図である。
【図２】低温状態を示す図１相当図である。
【図３】高温状態を示す図１相当図である。
【図４】組立て部材の変形例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、例示的実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、例示的実施形態に係るストロークセンサの常温状態を示す断面模式図である。このストロークセンサ１は、例えば、車両のブレーキマスターシリンダに適用した直動式のものである。ストロークセンサ１は、被位置検出部材２と、組立て部材３と、コイルばね４と、磁気検出素子５（図１では「ＩＣ」と記載）とを備えている。
【００１１】
被位置検出部材２は、その位置が検出される円柱状のピストンである。被位置検出部材２は、非磁性体のアルミニウムからなる。被位置検出部材２は、ストロークセンサ１のシリンダ６内に軸方向に往復移動可能に収容されている。被位置検出部材２の軸方向一方側（図１では左側）の端面には、収容穴２ａが形成されている。この収容穴２ａは、軸方向から見たときに中心が被位置検出部材２の中心と一致する円状に形成されている。収容穴２ａの深さは、被位置検出部材２の軸方向長さのおよそ１／４まで達している。なお、収容穴２ａの深さは、被位置検出部材２の軸方向長さのおよそ１／４に限定されるものではなく、被位置検出部材２や組立て部材３の寸法や材料に応じて適宜決定すればよい。
【００１２】
被位置検出部材２における軸方向他方側（図１では右側）の端面の外周縁部は、被位置検出部材２がその基準位置（図１に示す位置。以下、「初期位置」ともいう）にある場合は、シリンダ６内面に係合固定した略円環状のＣリング７（受け部材）に当接した状態で受け止められている。被位置検出部材２における軸方向他方側の端部の中心部には、ブレーキペダルのロッド（不図示）が接続されている。このロッドが軸方向一方側に移動すると、被位置検出部材２がコイルばね４の付勢力に抗して軸方向一方側に移動する。一方、ロッドが軸方向他方側に移動して初期位置に戻ると、被位置検出部材２もコイルばね４の付勢力で軸方向他方側に移動して初期位置に戻る。
【００１３】
組立て部材３は、磁石８と、ケース部材９を有している。この磁石８は、ネオジボンド磁石等の永久磁石である。磁石８は、円柱状に形成されている。ケース部材９は、その内部に磁石８を収容する部材である。ケース部材９は、樹脂からなる。つまり、ケース部材９は、線膨張係数がアルミニウムからなる被位置検出部材２よりも大きい。ケース部材９は、その軸方向長さが被位置検出部材２よりも短い有底円筒状に形成されている。つまり、ケース部材９は、軸方向から見たときに円状に形成されている。そして、ケース部材９の内部空間が、磁石８を収容する円柱状の収容穴９ａを構成している。この収容穴９ａの底面には、磁石８の軸方向他方側の端面が接着固定されている。つまり、磁石８は、その軸方向他方側の端面でケース部材９に固定されている。一方、収容穴９ａの内周面と磁石８の外周面は非固定状態（非接着状態）である。
【００１４】
ケース部材９の軸方向一方側の端部には、径方向外側に延びる鍔部９ｂが全周に形成されている。ケース部材９は、その鍔部９ｂが被位置検出部材２の軸方向一方側の端面に当接した状態で被位置検出部材２の収容穴２ａに収容されている。そして、コイルばね４がケース部材９における軸方向一方側の端面の外周縁部を軸方向他方側に付勢することで、ケース部材９の鍔部９ｂが被位置検出部材２の軸方向一方側の端面に固定されている。つまり、ケース部材９の軸方向一方側の端部が被位置検出部材２に固定されることで、ケース部材９を介して磁石８が被位置検出部材２に間接的に固定されている。一方、ケース部材９の外周面と被位置検出部材２の収容穴２ａの内周面は非固定状態（非接着状態）である。磁石８の軸方向一方側の部分及び組立て部材３の軸方向他方側の部分には、常温（例えば、２５℃）で、それぞれ空間部（間隙部）１０，１１が形成されている。
【００１５】
コイルばね４は、ケース部材９を介して被位置検出部材２を軸方向他方側に付勢することで、ブレーキペダルの非操作時に、被位置検出部材２をその基準位置に、被位置検出部材２の軸方向他方側の端面をシリンダ６内面のＣリング７で受けた状態で保持する付勢部材である。コイルばね４は、ストロークセンサ１のシリンダ６内における被位置検出部材２及び組立て部材３の軸方向一方側の部分に収容されている（被位置検出部材２及び組立て部材３の軸方向一方側に設けられている）。コイルばね４の軸方向一方側の端部は、シリンダ６の軸方向一方側の端面に受け止められている。
【００１６】
磁気検出素子５は、磁石８の発生する磁気を検出することで、被位置検出部材２の位置を検出する素子である。磁気検出素子５は、被位置検出部材２の軸方向と直交する方向、すなわち径方向の外側に配置されている。本実施形態では、磁気検出素子５の軸方向の中心位置（図１の一点鎖線）は、常温で、磁石８の軸方向一方側の端面位置と一致するように構成している。なお、磁気検出素子５の位置関係は、図１の一点鎖線で示すものに限定されず、磁気検出素子５の検出距離や必要な精度に応じて適宜決定すればよい。そして、ケース部材９の被位置検出部材２に対する固定位置（鍔部９ｂの軸方向他方側の端面位置）は、常温で、磁気検出素子５の軸方向の中心位置よりも軸方向一方側に位置する。一方、被位置検出部材２の軸方向他方側の端面位置（被位置検出部材２のＣリング７に対する当接位置）は、磁気検出素子５の軸方向の中心位置よりも軸方向他方側に位置している。
【００１７】
以上の如く構成されたストロークセンサ１では、図２に示すように、低温（例えば、−４０℃）になると、被位置検出部材２が、その軸方向他方側の端面（Ｃリング７に対する当接面）を基準に軸方向他方側に縮むのに対し、ケース部材９が、その鍔部９ｂの軸方向他方側の端面（被位置検出部材２に対する固定面）を基準に、その端面よりも軸方向他方側の部分が軸方向一方側に縮む。また、磁石８は、その底面（ケース部材９に対する固定面）を基準に軸方向他方側に縮む。この場合、空間部１０は縮み、空間部１１は広がる。
【００１８】
一方、高温（例えば、１２０℃）になると、図３に示すように、被位置検出部材２が、その軸方向他方側の端面を基準に軸方向一方側に伸びるのに対し、ケース部材９が、その鍔部９ｂの軸方向他方側の端面を基準に、その端面よりも軸方向他方側の部分が軸方向他方側に伸びる。また、磁石８は、その底面を基準に空間部１０で軸方向一方側に伸びる。この場合、空間部１０は広がり、空間部１１は縮む。
【００１９】
以上のように、被位置検出部材２とケース部材９が、温度変化で互いに軸方向の反対側に空間部１０，１１の許容範囲で伸縮する。なお、上述の如く、磁石８は、温度変化で伸縮するが、被位置検出部材２とケース部材９よりも軸方向の長さが短いので、温度変化に伴う伸縮の大きさは、被位置検出部材２やケース部材９と比較して小さい。図１〜図３では、磁石８の伸縮を、分かりやすくするために誇張して記載してある。また、ケース部材９の鍔部９ｂも温度変化で、鍔部９ｂの軸方向他方側の端面を基準に伸縮する。
【００２０】
−効果−
以上より、本実施形態によれば、被位置検出部材２がその基準位置に、被位置検出部材２の軸方向他方側の端部をＣリング７で受けた状態で保持され、ケース部材９が、その軸方向一方側の端部で被位置検出部材２に固定されているので、被位置検出部材２がＣリング７による受け位置を基準に、ケース部材９が被位置検出部材２に対する固定位置を基準に、温度変化で互いに軸方向の反対側に空間部１０，１１の許容範囲で伸縮し、それらの伸縮が相殺される。また、磁石８の伸縮の大きさは、上記したように小さい。これらにより、温度変化による磁石８の位置変動を抑制でき、被位置検出部材２の位置検出精度を向上できる。
【００２１】
また、磁石８が、その軸方向他端側の端面でケース部材９に固定されているので、磁石８はケース部材９に対する固定位置を基準に、温度変化に伴い、小さいながらも被位置検出部材２の伸縮方向と同じ方向に伸縮する。しかし、ケース部材９が樹脂製であり、その線膨張係数が被位置検出部材２よりも大きいので、ケース部材９は、温度変化で被位置検出部材２の伸縮方向とは反対方向に大きく伸縮する。その結果、磁石８の伸縮もケース部材９が吸収するので、温度変化による磁石８の位置変動をより抑制でき、被位置検出部材２の位置検出精度をより向上できる。
【００２２】
また、ケース部材９の線膨張係数が被位置検出部材２よりも大きいので、ケース部材９の軸方向長さが被位置検出部材２よりも短いにも拘わらず、それらの伸縮の大きさを近づけられる。そのため、温度変化による磁石８の位置変動をより抑制でき、被位置検出部材２の位置検出精度をより向上できる。
【００２３】
また、鍔部９ｂが被位置検出部材２の軸方向一方側の端面に当接した状態でケース部材９が被位置検出部材２の収容穴２ａに収容されており、コイルばね４がケース部材９の軸方向一方側の端面を軸方向他方側に付勢することで、鍔部９ｂが被位置検出部材２の軸方向一方側の端面に固定されている。したがって、鍔部９ｂを設けずに、ケース部材９の軸方向一方側の端面近傍を被位置検出部材２の軸方向一方側の端面近傍に接着する構成とすることもできるが、この構成と比較して、本実施形態の構成のほうが振動に起因した接着部分の軸方向剥離可能性を低減できる。
【００２４】
また、ケース部材９が、軸方向から見たときに円状に形成されているので、ケース部材９における軸方向一方側の端面の外周縁部をコイルばね４で広範に付勢でき、ケース部材９を介して被位置検出部材２をコイルばね４でＣリング７に対して十分に付勢できる。そのため、ケース部材９が多角形状に形成された場合や、コイルばね４がケース部材９における軸方向一方側の端面の中心部を付勢する場合と比較して、ケース部材９の被位置検出部材２に対する固定強度を向上できるとともに、被位置検出部材２のがたを抑制できる。
【００２５】
（その他の実施形態）
前記実施形態では、受け部材としてのＣリング７により被位置検出部材２の軸方向他方側の端部を受けたが、この構成に限定されるものではなく、被位置検出部材２の軸方向他方側の部分を受けることが可能な受け部材によりその部分を受ける構成としてもよい。
【００２６】
また、前記実施形態では、コイルばね４がケース部材９を被位置検出部材２に対して付勢することで、ケース部材９を被位置検出部材２に固定したが、その固定手段は、これに限定されない。例えば、上記したように鍔部９ｂのないケース部材９の軸方向一方側の端部を被位置検出部材２の収容穴２ａの内周面に接着固定してもよい。また、鍔部９ｂのないケース部材９を被位置検出部材２の収容穴２ａの内周面にスナップフィットで固定してもよい。但し、耐振動性の点で、コイルばね９で固定するのが望ましい。
【００２７】
また、前記実施形態では、被位置検出部材２にケース部材９の軸方向一方側の端部を固定したが、この端部に限定されず、ケース部材９の軸方向一方側の部分を固定すればよい。
【００２８】
また、前記実施形態では、磁石８をケース部材９の収容穴９ａに接着固定したが、その固定手段は、これに限定されない。例えば、図４に示すように、磁石８の軸方向他方側の端部に径方向外側に延びる鍔部８ａを全周に形成し、磁石８とケース部材９をインサート成形してもよい。この場合、磁石８の鍔部８ａがケース部材９に係合固定されることで、磁石８は、その軸方向他方側の端部でケース部材９に固定されている。
【００２９】
また、前記実施形態では、コイルばね４がケース部材９を介して被位置検出部材２を付勢したが、例えば、鍔部９ｂのないケース部材９の軸方向一方側の端部を被位置検出部材２の収容穴２ａの内周面に接着固定するとともに、コイルばね４が直接、被位置検出部材２を付勢する構成としてもよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、ケース部材９に磁石８の軸方向他方側の端部を固定したが、この端部に限定されず、磁石８の軸方向他方側の部分を固定すればよい。
【００３１】
また、前記実施形態では、被位置検出部材２をアルミニウムで構成したが、アルミニウム以外の非磁性体（例えばカーボン系材料）で構成してもよい。
【００３２】
また、前記実施形態では、ケース部材９を樹脂で構成したが、これに限らず、線膨張係数が被位置検出部材２よりも大きい樹脂以外の材料で構成してもよい。すなわち、図１から明らかなように、ケース部材９は、被位置検出部材２の収容穴２ａに収容されるので、被位置検出部材２よりも必ず軸方向の長さが短くなる。一方で、ケース部材９は、被位置検出部材２と磁石８の温度変化による伸縮（主に被位置検出部材２の伸縮）を吸収する必要がある。その結果、ケース部材９は、短い長さで被位置検出部材２の伸縮を吸収するために、その線膨張係数は、被位置検出部材２の線膨張係数よりも大きくする構成となる。したがって、ケース部材９は、線膨張係数が被位置検出部材２よりも大きい材料で構成する。なお、その具体的な材料は、ケース部材９と被位置検出部材２の軸方向長さに応じてケース部材９に必要な線膨張係数を求めることで、適宜選択すればよい。もしくは、ケース部材９と被位置検出部材２の材料に応じて両者の軸方向長さを適宜決定してもよい。
【００３３】
また、前記実施形態では、ストロークセンサ１を車両のブレーキマスターシリンダに適用したが、これに限らず、例えば、車両のクラッチマスターシリンダに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上説明したように、本明細書に開示される技術に係るストロークセンサは、被位置検出部材の位置検出精度を向上させることが必要な用途等に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    ストロークセンサ
２    被位置検出部材
２ａ  収容穴
３    組立て部材
４    コイルばね（付勢部材）
７    Ｃリング（受け部材）
８    磁石
９    ケース部材
９ｂ  鍔部
１０，１１  空間部
【図１】
2017150953.tif 000003
【図２】
2017150953.tif 000004
【図３】
2017150953.tif 000005
【図４】
2017150953.tif 000006