(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルを有する検出部と、検出コイルに対して所定の方向に移動可能な被検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を供給する駆動回路部、並びに駆動回路部が出力した電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部に対する被検出部の位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路部を有する回路ブロックと、検出部及び被検出部及び回路ブロックを収納する筐体とを備え、検出部に対する被検出部の変位を検出するポジションセンサであって、被検出部は、前記移動方向における両端が開口した筒状に形成され、検出部は、前記移動方向における一端から被検出部の内側に入り込む形に配置され、筐体は、検出部及び回路ブロックを収納する第１の収納部と、被検出部を収納する第２の収納部とから構成され、第１の収納部と第２の収納部との間を物理的に隔てる隔離部が設けられ、検出部は、検出コイルが巻回されるコイルボビンを有し、隔離部は、筐体内部において筐体と一体に形成されてコイルボビンが挿入される有底筒状の内筒部から成ることを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記回路ブロックは、各回路部をプリント配線板に実装して成り、第１の収納部には、プリント配線板の周縁の少なくとも一部を固定する第１の段部と、検出部のコイルボビンを固定する第２の段部とが設けられ、第２の段部には、コイルボビンに貫設された取付孔に挿入されてコイルボビンをかしめ固定するための突起が設けられたことを特徴とする請求項１記載のポジションセンサ。
【請求項３】
前記被検出部の前記移動方向における一端には、該一端の開口を塞ぐキャップが設けられ、該キャップに前記移動方向に貫通する通孔を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のポジションセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出コイルのインピーダンス変化を利用したポジションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中空の検出コイルを有する検出部を備え、検出コイルに対する被検出部（例えば、金属材料や磁性材料から成るコア）の物理的変位によって生じる検出コイルのインピーダンス変化に基づいて被検出部の位置を検出する、所謂非接触型のポジションセンサが提案されており、例えば特許文献１には、自動車や自動二輪車等のショックアブソーバにおけるピストン位置を検出するためのポジションセンサが開示されている。以下、上記のようなポジションセンサの従来例について説明する。尚、以下の説明では、図３（ａ）における下方向を前方向、図３（ａ）における上方向を後方向と定めるものとする。
【０００３】
この従来例は、図３（ａ）に示すように、検出コイル（図示せず）を有する検出部２と、検出部２を内部に有する筐体１と、筐体１の内部を前後方向に移動自在な被検出部３とを備える。筐体１は、後面を開口した略箱体の基台部１０と、基台部１０前面から前方に突設された長尺の略円筒状の外筒部１１とから成り、基台部１０の前記開口には、開口を塞ぐための略矩形状のカバー１２が着脱自在に取り付けられるようになっている。また、基台部１０の内底部には、後述する回路ブロック２１が配設され、また、回路ブロック２１と検出コイルとを電気的に接続するための棒状の一対のコイル端子２２が各々貫装される一対の端子孔１０ａが前後方向に貫通して設けられている。
【０００４】
検出部２は、検出コイルと、検出コイルが巻回されるコイルボビン２０とから構成され、検出コイルには、検出コイルのインピーダンス変化に基づいて検出処理を行う回路ブロック２１がコイル端子２２を介して電気的に接続されている。
【０００５】
コイルボビン２０は、例えば絶縁性を有する樹脂材料から成り、検出コイルが外周面に巻回される略円筒状の巻胴部２０ａと、巻胴部２０ａの後端部に設けられた鍔部２０ｂとを一体に備えている。鍔部２０ｂは、巻胴部２０ａよりも外径が大きい略円盤状に形成され、その中心軸は巻胴部２０ａの中心軸と一致している。検出コイルは、コイルボビン２０の巻胴部２０ａに前後方向を巻き軸方向として巻回されており、その両端部は基台部１０に貫装されたコイル端子２２の前端部に絡げられる。コイルボビン２０は、鍔部２０ｂを基台部１０の前面に接合することで、巻胴部２０ａを前方に突出させる形で外筒部１１内に配設される。
【０００６】
コイルボビン２０の巻胴部２０ａには、例えば鉄やフェライト等の磁性材料により丸棒状に形成されたコア２３が挿入されている。このため、検出コイルの巻数が同じであれば空芯の検出コイルよりも磁束を大きくできるから、検出コイルのインピーダンスの変化量を大きくすることができ、検出精度の向上を図っている。
【０００７】
回路ブロック２１は、プリント配線板２１ａに電子部品を実装して構成されたものであって、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を出力する駆動回路部（図示せず）と、駆動回路部が出力した電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部２に対する被検出部３の位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路部（図示せず）とを有している。
【０００８】
被検出部３は、例えばアルミニウム等の導電性が比較的高い金属材料から略円筒状に形成されている。勿論、アルミニウム以外の金属材料から形成されても構わないが、導電性が低いものよりも高いものの方が検出コイルのインピーダンス変化を大きくできるために好ましい。また、被検出部３は、その外径寸法が外筒部１１の内径寸法よりも小さく、且つ内径寸法がコイルボビン２０の巻胴部２０ａの外径寸法よりも大きく形成されており、外筒部１１とコイルボビン２０との間の空間に挿入されるようになっている。このため、コイルボビン２０は、前後方向における一端から被検出部３の内側に入り込む形に配置される。
【０００９】
被検出部３の前端部には、その開口を塞ぐためのキャップ３０が取り付けられている。キャップ３０の後面には、被検出部３の前端部が嵌合する嵌合溝３０ｃが周方向に沿って設けられており、該嵌合溝３０ｃに被検出部３の前端部を嵌合することでキャップ３０が被検出部３に取り付けられる。また、キャップ３０の略中央部には、前後方向に貫通した貫通孔３０ａが設けられており、該貫通孔３０ａにピストンロッド４の先端部を挿入し、該ピストンロッド４の前後方向の移動に伴って被検出部３を前後方向に移動させることで被検出部３の検出部２に対する位置を変化させる。この被検出部３の検出部２に対する位置によって検出コイルのインピーダンスが変化するため、検出部２に対する被検出部３の位置を回路ブロック２１において検出することができる。
【００１０】
また、外筒部１１の後端側の側面には、外筒部１１内部への空気の出入り口の役割を果たす外気孔１１ａが貫設されている。これは、被検出部３の前後方向の移動に伴って外筒部１１内部の空気が圧縮されて圧力が高くなることで被検出部３の後方向への移動が阻害されるのを防ぐためであり、外気孔１１ａを通して空気が移動することで被検出部３の後方向の移動を滑らかにしている。
【００１１】
被検出部３には、被検出部３を前後方向に摺動自在に支持する略円環状の軸受３１が設けられている。軸受３１は、その内径寸法が被検出部３の外径寸法と略同一となっており、外筒部１１の前端部内周面に全周に亘って設けられた凹部１１ｂに嵌合するようになっている。而して、被検出部３を軸受３１に挿入して外筒部１１内に配設することで、被検出部３の移動方向を前後方向のみに規制して被検出部３が傾斜するのを防いでいる。また、被検出部３後端の開口縁には、径方向に突出する突部３ａが形成されている。而して、被検出部３を前方向に移動させた際に、突部３ａが軸受３１に当接することで被検出部３が外筒部１１から抜けるのを防いでいる。
【００１２】
外筒部１１の前端部には、その開口を塞ぐとともに被検出部３との隙間を埋める封止部材５が設けられている。封止部材５は、例えば樹脂材料から有底円筒状に形成され、その内側面が外筒部１１の外側面と密着する寸法となっている。また、封止部材５の底部には、図示しないが被検出部３を挿通させる挿通孔が設けられている。封止部材５の内部における軸受３１と被検出部３とで囲まれる空間には、埃等の異物が外筒部１１内に侵入するのを防ぐためのシール材５０が内装されている。而して、封止部材５及びシール材５０によって外筒部１１と被検出部３との間に隙間が生じることがなく、外筒部１１内部への埃等の異物の侵入を防いでいる。同時に、水等の液体が外筒部１１内部へ浸入するのも防ぐことができ、検出部２及び回路ブロック２１のある検出部側に防水性を与えている。
【００１３】
また、外気孔１１ａには、空気中の気体の分子よりも大きく水分子よりも小さい微細な穴を複数設けた薄膜（図示せず）を覆設しており、該薄膜によって外部から外筒部１１内部に水が浸入するのを防ぎつつ、外気孔１１ａを通して空気が移動できるようになっている。
【特許文献１】特開平７−１３９５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来例では、封止部材５及びシール材５０及び外気孔１１ａを覆う薄膜を設けることで検出部２及び回路ブロック２１のある検出部側に防水性を与えることができるものの、このように封止部材５及びシール材５０及び薄膜を設けることで部品点数が増加するとともに、封止部材５及びシール材５０及び薄膜を製造するためにコストが増大するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、部品点数の増加及びコストの増大を抑えつつ検出部側に防水性を与えることのできるポジション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】
【００１６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、検出コイルを有する検出部と、検出コイルに対して所定の方向に移動可能な被検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を供給する駆動回路部、並びに駆動回路部が出力した電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号を検出部に対する被検出部の位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路部を有する回路ブロックと、検出部及び被検出部及び回路ブロックを収納する筐体とを備え、検出部に対する被検出部の変位を検出するポジションセンサであって、被検出部は、前記移動方向における両端が開口した筒状に形成され、検出部は、前記移動方向における一端から被検出部の内側に入り込む形に配置され、筐体は、検出部及び回路ブロックを収納する第１の収納部と、被検出部を収納する第２の収納部とから構成され、第１の収納部と第２の収納部との間を物理的に隔てる隔離部が設けられ、検出部は、検出コイルが巻回されるコイルボビンを有し、隔離部は、筐体内部において筐体と一体に形成されてコイルボビンが挿入される有底筒状の内筒部から成ることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、回路ブロックは、各回路部をプリント配線板に実装して成り、第１の収納部には、プリント配線板の周縁の少なくとも一部を固定する第１の段部と、検出部のコイルボビンを固定する第２の段部とが設けられ、第２の段部には、コイルボビンに貫設された取付孔に挿入されてコイルボビンをかしめ固定するための突起が設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、被検出部の前記移動方向における一端には、該一端の開口を塞ぐキャップが設けられ、該キャップに前記移動方向に貫通する通孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、被検出部のある第２の収納部側に水が浸入したとしても隔離部によって検出部のある第１の収納部に水が浸入するのを防ぐことができるので、封止部材やシール材等を設ける必要が無く、部品点数の増加及びコストの増大を抑えつつ検出部側に防水性を与えることができる。また、検出コイルと内筒部との間に隙間が生じるため、検出コイルの外側を樹脂材料で覆う場合と比較して、成形時及び使用時において熱膨張及び収縮による検出コイルへの応力がかかり難くなり、検出コイルの破断を防ぐことができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、コイルボビンに貫設された取付孔に突起を挿入することでコイルボビンを筐体に取り付けるので、振動等によってコイルボビンが揺れるのを防ぐことができる。また、回路ブロックのプリント配線板の周縁を第１の段部で固定するので、振動等によってプリント配線板にかかる応力を低減でき、半田の剥がれを防止することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、被検出部の移動方向と重力方向とを一致させるようにポジションセンサを配置した場合に、仮に被検出部内に水が浸入したとしても、浸入した水が重力方向に移動して通孔を介して外部に排出されるため、効率よく排水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るポジションセンサの実施形態について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。また、以下の説明では、図１（ｂ）における下方向を前方向、図１（ｂ）における上方向を後方向と定めるものとする。本実施形態は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、検出コイル（図示せず）及びコイルボビン２０を有する検出部２と、コイルボビン２０を覆うようにして前後方向に移動自在な被検出部３と、回路ブロック２１と、検出部２及び回路ブロック２１及び被検出部３を収納する筐体１とから構成される。
【００２５】
筐体１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、後面を開口した略箱体の基台部１０と、基台部１０前面から前方に突設された長尺の略円筒状の外筒部１１と、基台部１０の側面に貫設されて回路ブロック２１に接続された信号線（図示せず）や電源線（図示せず）等を外部に導出させる導出部１４とから成り、基台部１０の前記開口には、開口を塞ぐための略矩形状のカバー１２が着脱自在に取り付けられるようになっている。
【００２６】
基台部１０の内底部には、図２に示すように、回路ブロック２１のプリント配線板２１ａの周縁の一部（プリント配線板２１ａの長手方向両端部）が載置される第１の段部１０ｂと、コイルボビン２０の鍔部２０ｂが載置される第２の段部１０ｃとが形成されている。尚、第１の段部１０ｂの内径寸法は、コイルボビン２０の鍔部２０ｂの外径寸法よりも大きく且つ回路ブロック２１の長手方向の長さ寸法よりも小さく形成されており、第２の段部１０ｃの内径寸法はコイルボビン２０の鍔部２０ｂの外径寸法よりも小さく形成されている。
【００２７】
基台部１０の前面には、一端部が閉塞された有底円筒状の内筒部１３が前方に突出する形で設けられている。内筒部１３は、その前後方向の長さ寸法がコイルボビン２０の巻胴部２０ａの前後方向の長さ寸法よりも僅かに大きく、且つその内径寸法がコイルボビン２０の巻胴部２０ａの外径寸法よりも僅かに大きく形成されている。また、内筒部１３は、その開口縁が基台部１０と一体に形成され、基台部１０の内部と連通している。而して、コイルボビン２０は、巻胴部２０ａを基台部１０の内部を通して後方から内筒部１３に挿入することで基台部１０及び内筒部１３内に配設される。
【００２８】
コイルボビン２０の鍔部２０ｂには、図１（ａ）に示すように、前後方向に貫通する略円形状の２つの取付孔２０ｃが設けられている。また、基台部１０の第２の段部１０ｃには、図２に示すように、該取付孔２０ｃと対応する位置に後方向に突出する一対の突起１０ｄが一体に設けられている。而して、突起１０ｄを取付孔２０ｃに挿入させた状態で突起１０ｄに熱を与えてかしめることで、コイルボビン２０の鍔部２０ｂを第２の段部１０ｃに接合して取付けることができる。ここで、コイルボビン２０の鍔部２０ｂを第２の段部１０ｃに取付ける際に、コイルボビン２０の巻胴部２０ａを内筒部１３に挿入した状態でかしめ作業を行えるので、従来例のように基台部１０の前面にコイルボビン２０の鍔部２０ｂを接合する場合と比較して取付作業を容易に行うことができる。
【００２９】
また、突起１０ｄを取付孔２０ｃに挿入することでコイルボビン２０を筐体１に取り付けるので、振動等によってコイルボビン２０が揺れるのを防ぐことができる。更に、回路ブロック２１のプリント配線板２１ａの周縁を第１の段部１０ｂで固定するので、振動等によってプリント配線板２１ａにかかる応力を低減でき、半田の剥がれを防止することができる。
【００３０】
ここで、上述のように、内筒部１３の後端の開口縁は基台部１０と一体に形成されている。このため、内筒部１３は、内筒部１３の内側、即ち検出部２及び回路ブロック２１が収納される第１の収納部Ａと、内筒部１３の外側、即ち被検出部３が収納される第２の収納部Ｂとを物理的に隔てる隔離部となっている。而して、外筒部１１の前端部から内部に水が浸入したとしても第１の収納部Ａに水が浸入することがなく、検出部２及び回路ブロック２１に防水性を与えることができる。したがって、従来例のように封止部材５やシール材５０、外気孔１１ａを覆う薄膜等を設ける必要が無く、部品点数の増加及びコストの増大を抑えつつ検出部２側に防水性を与えることができる。
【００３１】
尚、検出部２側に防水性を与える方法としては、図３（ｂ）に示すように、検出コイルの外側を樹脂材料２４で覆う方法も考えられる。この方法であれば、検出部２側に防水性を与えることができるとともに、被検出部３が傾斜した状態で外筒部１１内に挿入された際に、被検出部３が検出コイルに接触して検出コイルを破断することを回避することもできる。しかしながら、上記方法では、検出コイルの外側を樹脂材料２４で覆う成形時に検出コイルに応力がかかり、また、使用時においても検出コイルに電流が流れることで発せられる熱によってコイルボビン２０と樹脂材料２４との線膨張係数の差に起因する応力が検出コイルにかかるため、検出コイルが破断してしまう虞があった。
【００３２】
これに対して本実施形態では、コイルボビン２０の巻胴部２０ａを筐体１の内筒部１３に挿入しているため、上記のように検出コイルの外側を樹脂材料で覆う場合の問題が生じることなく検出部２及び回路ブロック２１に防水性を与えることができるとともに、被検出部３がコイルボビン２０に直接接触することがないために検出コイルの破断を回避することができる。
【００３３】
ところで、本実施形態のようなポジションセンサは、図１（ａ）に示すように、通常前記移動方向と重力方向とを一致させる形で使用される。そこで、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、キャップ３０に外筒部１１内と外筒部１１外とを連通する略円形状の通孔３０ｂを複数（図示では４つ）貫設している。このため、たとえ外筒部１１内に水が浸入した場合にも浸入した水が重力方向に移動して通孔３０ｂを介して外部に排出されるため、効率よく排水することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るポジションセンサの実施形態を示す図で、（ａ）は全体斜視図で、（ｂ）は断面図である。
【図２】同上の要部断面図である。
【図３】従来のポジションセンサを示す図で、（ａ）は断面図で、（ｂ）は検出コイルの外側を樹脂材料で覆う場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  筐体
１３  内筒部（隔離部）
２  検出部
２０  コイルボビン
２１  回路ブロック
３  被検出部
Ａ  第１の収納部
Ｂ  第２の収納部
【図１】
0004981698.tif 000002
【図２】
0004981698.tif 000003
【図３】
0004981698.tif 000004