(57)【要約】【課題】可動体に付着した異物を掻き落とす部材の摩耗を従来よりも低減させ、しかも異物の付着に伴う可動体の外周面の摩耗も抑制する。【解決手段】センサ本体１は筒状に形成されたハウジング１２内に検出コイル４を備える。可動体２は金属製の検出体２２を備え、センサ本体１の軸方向に移動可能となるように、センサ本体１内に一部が進退自在に挿入される。検出コイル４は、発振回路の共振回路を構成し、可動体２の移動に伴う検出体２２との位置変化に応じた検出コイルのインピーダンス変化が発振振幅として検出される。センサ本体１のハウジング１２において可動体２が挿入される部位には、可動体２における外周面に周方向の全周に亘って接触する毛を備えたブラシ３が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成され検出コイルを備えるセンサ本体と、センサ本体の軸方向に移動可能であってセンサ本体内に一部が進退自在に挿入される金属製の可動体と、可動体の位置変化に応じた検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより可動体の位置を検出する回路部と、センサ本体において可動体が挿入される部位に配置され可動体における外周面に周方向の全周に亘って接触する毛を備えたブラシとを具備することを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記センサ本体は、筒状のハウジングと、ハウジング内に配置された検出コイルとを備え、前記可動体はハウジングと検出コイルとの間の空間に一部が進退自在に挿入される筒状に形成されていることを特徴とする請求項１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、一直線上を移動する金属製の可動体と検出コイルとの位置関係を検出コイルのインピーダンスに変えて検出するポジションセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図２に示すように、検出コイル４と金属製の可動体２とを備え、検出コイル４の軸方向に沿った可動体２の相対位置を、検出コイル４のインピーダンスに変えて検出するポジションセンサが提案されている。この種のポジションセンサでは、検出コイル４を共振回路に含む発振回路を構成して検出コイル４に高周波電流を流し、発振振幅を検出コイル４のインピーダンス相当量として検出する構成が広く採用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の構成では、筒状のコイルボビンにコイル巻線を巻回した検出コイルを用い、金属製の可動体をコイルボビンに対して進退させる構成を採用している。
【０００４】
これに対して、図２に示す構成では、棒状のコア４２の周囲にコイル巻線４３を巻回した検出コイル４と、検出コイル４の外径よりも内径が大きい筒状の可動体２とを用い、可動体２を検出コイル４に対して入れ子状に配置することにより、検出コイル４が可動体２内に進退自在に挿入される構成が採用されている。図２に示す構成では、検出コイル４を筒状のセンサ本体１に収納し、センサ本体１と検出コイル４との間の空間において可動体２の一部を進退自在に挿入させている。
【０００５】
ところで、図２に示すポジションセンサは、自動車のショックアブソーバに取り付けることを想定したものであり、位置検出の対象としてショックアブソーバの可動部５が可動体２に結合されている。
【０００６】
この種の用途では、ポジションセンサの周囲に泥などの異物が付着する可能性があるから、可動体２の外周面に付着した異物がセンサ本体１の内部に侵入することがないように、可動体２の外周面に密接するダストシール８をセンサ本体１に配置している。ダストシール８は、たとえば、ゴム弾性を有する材料により形成されており、可動体２がセンサ本体１に挿入する向きに移動する際に、可動体２の外周面に付着した異物を掻き落とす機能を有している。
【特許文献１】特開２００３−８３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ダストシール８はゴム弾性を有する材料により形成され、しかも可動体２の外周面に面接触しているものであるから、動摩擦が大きく摩耗しやすいという問題を有している。また、異物がダストシール８では掻き落とされずに可動体２の外周面とダストシール８との間に異物が挟まる状態になると、可動体２の外周面に異物が押し付けられるから、可動体２の移動時に異物によって可動体２の外周面が摩耗する可能性もある。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、可動体に付着した異物を掻き落とす部材を設けてセンサ本体に異物が入り込まないようにしながらも、異物を掻き落とす部材の摩耗を従来よりも低減させ、しかも異物の付着に伴う可動体の外周面の摩耗も抑制したポジションセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、筒状に形成され検出コイルを備えるセンサ本体と、センサ本体の軸方向に移動可能であってセンサ本体内に一部が進退自在に挿入される金属製の可動体と、可動体の位置変化に応じた検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより可動体の位置を検出する回路部と、センサ本体において可動体が挿入される部位に配置され可動体における外周面に周方向の全周に亘って接触する毛を備えたブラシとを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記センサ本体は、筒状のハウジングと、ハウジング内に配置された検出コイルとを備え、前記可動体はハウジングと検出コイルとの間の空間に一部が進退自在に挿入される筒状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明の構成によれば、可動体の外周面に接触する毛を有したブラシを設けることにより、可動体に付着した異物を掻き落としてセンサ本体に異物が入り込むのを防止することができるようにしながらも、可動体の外周面に面接触するのではなく各毛が可動体の外周面に点接触する構成を採用したことにより、異物からブラシに作用する力が分散されることで、従来構成のダストシールに比較して異物を掻き落とす部材（ブラシ）の摩耗を低減させることができるという利点がある。また、ブラシを用いると可動体の外周面との間に異物を噛み込む可能性が少なく、可動体の外周面に異物が付着している場合でも可動体の外周面に異物が押し付けられることによる可動体の摩耗を抑制することができるという利点がある。
【００１２】
請求項２の発明の構成によれば、ハウジング内に検出コイルが配置され、しかも可動体の外周面に付着した異物がハウジング内に入り込まないようにブラシで掻き落とすので、検出コイルに異物が付着せず、異物が付着しやすい環境で使用する場合でも異物による検出精度の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施形態において説明するポジションセンサは、図１に示すように、検出コイル４を収納した筒状のセンサ本体１と、筒状に形成された金属製の可動体２とを備える。可動体２は、センサ本体１と軸方向の中心線を一致させた形で、一部がセンサ本体１の中に進退自在に挿入される。なお、以下の説明において筒は円筒とみなして説明するが、筒の横断面の形状は円形のほか多角形状であってもよい。
【００１４】
本実施形態では、可動体２が自動車のショックアブソーバにおける可動部５に結合される場合を想定して説明する。なお、ポジションセンサは、例えば、下方において露出する形でシャーシと後輪または前輪の車軸との間に取り付けられたり、ショックアブソーバの近傍などに取り付けられる。
【００１５】
センサ本体１は、検出コイル４を取り付ける台座１１と、検出コイル４を囲む形で台座１１に一体に固定される筒状のハウジング１２とを備える。ハウジング１２および検出コイル４は、台座１１の一表面（図１における下面）に配置される。
【００１６】
検出コイル４は、合成樹脂成形品であって筒状に形成されたコイルボビン４１の内部に磁性体により棒状に形成されたコア４２が埋め込まれ、コイルボビン４１の外周に巻線４３が巻回された構成を有している。コイルボビン４１の軸方向の一端部には、台座１１の前記一表面に当接する取付片４１ａが連続一体に形成され、取付片４１ａには、巻線４３の末端が接続される複数本（図示例では２本）の端子ピン４４が、取付片４１ａを貫通した形で固定されている。
【００１７】
台座１１は、検出コイル４が固定された面（前記一表面）の裏面（図１における上面）に収納凹所１１ａを有し、収納凹所１１ａの開口面には蓋板１３が嵌着される。収納凹所１１ａの内底面には回路基板６が収納される。回路基板６には、検出コイル４を共振回路に用いる発振回路と発振回路の出力振幅を検出する検出回路などの回路部を構成する回路部品が実装される。
【００１８】
コイルボビン４１に設けた取付片４１ａには取付孔４１ｂが貫設されており、台座１１の前記一表面に突設された固定突起１１ｂが取付孔４１ｂに挿入されるとともに、固定突起１１ｂの熱かしめにより検出コイル４が台座１１に固定される。ここに、ハウジング１２と検出コイル４とは中心線を一致させてある。また、台座１１には前記一表面と収納凹所１１ａの内底面との間で貫通する複数個（図示例は２個）の端子孔１１ｃが形成され、各端子孔１１ｃを通して各端子ピン４４の一端部がそれぞれ回路基板６に接続される。
【００１９】
一方、可動体２は、アルミニウムのような金属により筒状に形成された検出体２２と、検出体２２の一端部（図１の下端部）に固着され検出体２２の前記一端部を閉塞する結合部材２１とを備える。検出体２２は、外径がハウジング１２の内径よりも小さく、内径が検出コイル４において巻線４３を巻回した部位の外径よりも大きく形成される。検出体２２の他端部はハウジング１２に進退自在に挿入される。すなわち、センサ本体１に可動体２の一部が進退自在に挿入される。
【００２０】
結合部材２１は、上述のように、ショックアブソーバの可動部５に結合される。図示例では、可動部５に設けた結合突起５ａを結合部材２１に設けた結合孔２１ａに挿入することにより、可動部５を可動体２に結合している。ただし、この結合様式は一例である。
【００２１】
しかして、可動部５が図１の上下方向において移動すれば、可動体２のハウジング１２への挿入量が変化するから、検出体２２と検出コイル４との重複量が変化する。したがって、回路基板６に実装した発振回路により検出コイル４に高周波電流を流し、発振回路の発振振幅を検出することにより検出コイル４のインピーダンス相当量を検出すれば、検出体２２と検出コイル４との重複量の変化をインピーダンス相当量の変化として検出することができ、結果的に、可動部５の変位量を検出することができる。
【００２２】
ところで、ハウジング１２において検出体２２が挿入される端部（図１の下端部）には、検出体２２を支持する軸受７と、検出体２２の外周面に接触する植毛部３１を有したブラシ３とが取り付けられている。
【００２３】
軸受７は環状に形成されており、ハウジング１２の端部内に内装される。ハウジング１２の端部内周面には軸受７を装着するための装着用切欠１２ａが形成され、装着用切欠１２ａを形成した部位は、ハウジング１２の他部位よりも薄肉に形成されている。軸受７を装着用切欠１２ａに装着した状態では、軸受７の一端面とハウジング１２の一端面とは面一になる。
【００２４】
軸受７は、検出体２２がハウジング１２に対して軸ぶれしないように案内する機能を有している。したがって、軸受７の内周面の断面形状は検出体２２の外周面の断面形状に一致する。つまり、軸受７の内径は検出体２２の外径に等しい。また、検出体２２がハウジング１２に対して滑らかに移動できるように、本実施形態においては、軸受７は真鍮などの金属材料で形成し、内周面にグリースなどの潤滑剤を塗布しておくことが望ましい。ただし、軸受７は、ハウジング１２との摩擦係数やクリアランス、潤滑性能、硬度、ハウジング１２の材料との相性などを考慮して決定すればよく、金属材料に限られるものではない。
【００２５】
ブラシ３は、ハウジング１２の外周面に装着される取付筒部３２と、植毛部３１を設けたブラシ本体３３とを連続一体に備える。ブラシ本体３３は、多数本の毛からなる植毛部３１を、筒状の保持筒部３４における内周面に周方向の全周に亘って一体に設けた形状に形成される。
【００２６】
保持筒部３４は、中心軸を含む一つの平面で保持筒部３４を半割した形状の成形品からなる一対の半割保持筒部から構成される。各半割保持筒部に形成された多数の植毛孔に毛を植毛し、各半割保持筒部同士を接着剤などで接着することにより保持筒部３４は形成される。
【００２７】
保持筒部３４と取付筒部３２との外径は等しく両者の外周面は連続している。保持筒部３４は、内径が取付筒部３２よりも小さく、保持筒部３４と取付筒部３２との内周面には段差部３５が形成される。さらに、保持筒部３４は、内径がハウジング１２よりも小さく形成される。したがって、ブラシ３をハウジング１２に取り付けた状態では、段差部３５がハウジング１２の一端面（図１の下端面）に当接し、このとき軸受７が装着用切欠１２ａと段差部３５とにより保持されることになる。
【００２８】
ところで、検出体２２の一端部（図１の上端部）の外周面には抜止リング２３が鍔状に固着される。この抜止リング２３により可動体２のセンサ本体１からの脱落が防止されている。つまり、抜止リング２３の外径は軸受７の内径よりも大きく軸受７はハウジング１２に保持されているから、ハウジング１２に対して検出体２２が下向きに移動する際に、抜止リング２３が軸受７に当接する位置が検出体２２の下限位置になる。
【００２９】
ところで、取付筒部３２の内径はハウジング１２の外径に等しく、取付筒部３２の一部には径方向に貫通する複数個の係合孔３２ａが貫設されている。一方、ハウジング１２の外周面には係合孔３２ａと係合する複数個の係合突起１２ｂが突設されており、ハウジング１２に対して図１の下方からブラシ３を取り付け、係合孔３２ａに係合突起１２ｂを係合させることにより、ハウジング１２にブラシ３が取着される。
【００３０】
ハウジング１２にブラシ３を装着した状態では、植毛部３１を形成する毛の先端部は検出体２２における外周面に周方向の全周に亘って接触する。植毛部３１は、検出体２２がハウジング１２に対して進退する際に、検出体２２の外周面に付着した泥のような異物を掻き落とすことができる硬さを有している。
【００３１】
上述の説明から明らかなように、可動体２がセンサ本体１に対して移動する際には、検出体２２の外周面に植毛部３１が摺接するから、検出体２２の外周面に泥のような異物が付着していても植毛部３１で掻き落とすことができ、検出体２２の外周面に付着した異物により軸受７が磨耗することが防がれる。しかも、植毛部３１は多数本の毛により形成されているから、植毛部３１と検出体２２の外側面との間に異物が挟まっても、検出体２２の移動に伴って毛の隙間から異物が排出されることが多い。
【００３２】
さらには、センサ本体１と可動体２との上下位置が図１の関係である場合には、万一、ハウジング１２の内部に水が入ったとしても、軸受７および植毛部３１を通して水を排出することができ、ハウジング１２の内部に水が留まるのを防止することができる。
【００３３】
ちなみに、従来構成のように、ダストシール８を用いている場合には、ハウジング１２の内部空間がダストシール８により封止された形になり、ハウジング１２の内部に水が一旦入り込むと排出されにくく、場合によってはポジションセンサを分解して水を排出させることになる。これに対して、本実施形態の構成では、ハウジング１２の中に水が滞留する可能性を低減することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の構成では、毛からなる植毛部３１を備えたブラシ３を可動体２における検出体２２の外周面に摺接させ、検出体２２の外周面に付着した泥のような異物を植毛部３１で掻き落とすので、軸受７や植毛部３１と検出体２２との間に異物を噛み込みにくくなる。しかも、植毛部３１と検出体２２との間に異物が入り込んだとしても、毛の隙間から掃き出されるので、異物が滞留して検出体２２の外周面に傷を付ける可能性を低減することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、ショックアブソーバと結合するポジションセンサを例示したが、これに限るものではない。
【００３６】
また、本実施形態においては、保持筒部３４の内側面に植毛部３１を形成しているが、これに限るものではなく、植毛部３１を別体で形成してもよい。具体的には、合成樹脂材料やアルミニウムで形成された板材に多数の植毛孔を形成して毛を植毛し、毛を内側として板材を筒状に曲げた部材を形成し、当該部材を保持筒部３４の上に乗せて軸受７とともにハウジング１２の端部内に固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態を示す縦断面図である。
【図２】従来構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  センサ本体
２  可動体
３  ブラシ
４  検出コイル
５  （ショックアブソーバの）可動部
６  回路基板
１２  ハウジング
【図１】
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【図２】
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