(57)【要約】【課題】検出精度を向上することのできるポジションセンサを提供する。【解決手段】車体に取り付けられて検出コイルを有する検出部２と、車軸に取り付けられて検出コイルに対して所定の方向に移動可能な被検出部３と、検出部２に対する被検出部３の変位を検出する処理を行う回路ブロック２１と、検出部２及び被検出部３及び回路ブロック２１を収納する筐体１とを備え、被検出部３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２を前記移動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した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体又は車軸の何れか一方の側に取り付けられて検出コイルを有する検出部と、前記他方の側に取り付けられて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たことを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記検出部は、検出コイルが巻回されるコイルボビンを有し、筐体には、コイルボビンが挿入され且つ検出部及び回路ブロックを収納する空間と被検出部を収納する空間とを隔てる有底筒状の内筒部が一体に形成されるとともに、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】
前記被検出部には、被検出部を前記移動方向に摺動自在に支持する軸受が設けられ、筐体には、軸受を保持するとともに被検出部と軸受との隙間を覆う保持部材が設けられ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。
【請求項４】
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乃至３の何れか１項に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、車両の走行安定性などを高める若しくは維持するため、或いは荷揚げ、荷下ろし、乗降の際の利便性を向上する等の目的のために、走行速度や路面の凹凸状況等に応じて車両を所望の車高に制御する車高制御装置が知られている。このような車高制御装置では、所望の車高に制御するために車体と車軸との間の距離を検出する回動式のポジションセンサが用いられており、例えば特許文献１に開示されている。以下、この種のポジションセンサの従来例について図面を用いて説明する。
【０００３】
この従来例は、図４に示すように、車体（図示せず）に取付固定される車体側ブラケット１０２に取り付けられた検出部１００と、検出部１００と車軸（図示せず）に取付固定される車軸側ブラケット１０３とを互いに連結する連結部材１０１とから成る。検出部１００には、角度位置又は角度位置変化の入力部である回動部（図示せず）が設けられ、その回動平面において径方向に延伸する棒状の車体側連結部材１０１ａの一端部が取り付けられている。車体側連結部材１０１ａの他端部には、その回動平面において径方向に延伸する棒状の車軸側連結部材１０１ｂの一端部が回動自在に取り付けられており、車軸側連結部材１０１ｂの他端部が車軸側ブラケット１０３に回動自在に取り付けられている。このため、車体と車軸との間の距離、即ち車高に応じて、車体側連結部材１０１ａ及び車軸側連結部材１０１ｂを介して検出部１００の回動部が回動する。回動部の角度位置の変化は、検出部１００に内蔵されるホールＩＣ又は磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等から成る回路（図示せず）を介して電気信号に変換され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、各種インタフェース、Ａ／Ｄ変換器等から構成される制御ユニット（図示せず）に出力される。制御ユニットでは、該電気信号を受けて車高を演算する。
【特許文献１】特開２００７−３０７９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、車体に対する車軸の変位を直接検出するのではなく、前記変位を回動部の角度位置の変化に変換して検出しているので、連結部材等の車体と車軸との間に介在する部品毎に生じる変位の誤差が累積することで検出精度が劣化する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、検出精度を向上す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】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、車体又は車軸の何れか一方の側に取り付けられて検出コイルを有する検出部と、前記他方の側に取り付けられて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たことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、検出部は、検出コイルが巻回されるコイルボビンを有し、筐体には、コイルボビンが挿入され且つ検出部及び回路ブロックを収納する空間と被検出部を収納する空間とを隔てる有底筒状の内筒部が一体に形成されるとともに、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。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、被検出部には、被検出部を前記移動方向に摺動自在に支持する軸受が設けられ、筐体には、軸受を保持するとともに被検出部と軸受との隙間を覆う保持部材が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、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】
【００１０】
請求項１の発明によれば、検出部に対する被検出部の変位を検出コイルのインピーダンス変化を利用して検出することで車体と車軸との間の距離を測定することができるので、従来例のように車体と車軸との間に介在する連結部材等の部品を必要とせず変位を直接検出でき、したがって部品毎の誤差が生じることがなく検出精度を向上することができる。また、連結部材等の部品を配設するためのスペースが必要とならないため、省スペース化を図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、被検出部を収納する空間に水が浸入したとしても内筒部によって検出部を収納する空間に水が浸入するのを防ぐことができる。また、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内筒部に挿入する形で取り付けるので、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。
【００１２】
請求項３の発明によれば、軸受が被検出部から抜け落ちるのを防ぐとともに、軸受と被検出部との隙間から水や塵埃等の異物が侵入するのを防ぐことができる。
【００１３】
請求項４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】
【００１４】
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、以下の説明では、図１（ａ）における下方向を前方向、図１（ａ）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、車体（図示せず）に取り付けられて検出コイル（図示せず）を有する検出部２と、車軸（図示せず）に取り付けられ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。
【００１５】
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後述する回路ブロック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。
【００１６】
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が棒状のコイル端子２２を介して電気的に接続されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
基台部１０の内底部には、図２（ａ）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。
【００２１】
基台部１０の前面には、前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。
【００２２】
ここで、内筒部１３の後端の開口縁が基台部１０と一体に形成されていることから、内筒部１３の内側、即ち検出部２及び回路ブロック２１が収納される側の空間と、内筒部１３の外側、即ち被検出部３が収納される側の空間とが内筒部１３によって物理的に隔てられる。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検出部２側の空間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。
【００２３】
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の巻胴部２０ａを内筒部１３に挿入するとともに突起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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、キャップ３０には、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、通孔３０ｂ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。更に、本実施形態のようなポジションセンサは、通常移動方向と重力方向とを一致させる形で使用されることから、通孔３０ｂを介して外筒部１１内に水が浸入し難く、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するため、通孔３０ｂを介して外部に効率よく排水することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
外筒部１１の前端部には、その開口を塞ぐとともに軸受３１と被検出部３との隙間を覆う保持部材５が設けられている。保持部材５は、例えば樹脂材料から形成され、その内側面が外筒部１１の外側面と密着する径寸法の有底円筒状の第１の筒部５ａと、第１の筒部よりも僅かに小さい径寸法を有する略円筒状の第２の筒部５ｂとから成る。尚、第１の筒部５ａの底部には、被検出部３を挿通させる挿通孔が貫設されている。
【００２９】
外筒部１１前端部の外周面には、図１（ｂ）に示すように、周方向に沿って複数（図示では２つ）の嵌合突起１１ａが設けられている。また、第１の筒部５ａには、図１（ａ）に示すように、周方向に沿って略矩形状の嵌合孔５ｃが複数（図示では３つ）設けられており、外筒部１１の嵌合突起１１ａを保持部材５の嵌合孔５ｃに嵌合させることで、保持部材５が外筒部１１に取り付けられる。ここで、嵌合突起１１ａには前側から後側に向かうにつれて外方向に突出する傾斜面が設けられている。このため、嵌合突起１１ａを嵌合孔５ｃに嵌合する際に、嵌合孔５ｃの内周縁が当該傾斜面に案内されることで容易に嵌合できるようになっている。而して、第１の筒部５ａの底部によって軸受３１の前端部を保持することで軸受３１の脱落を防止するとともに、第２の筒部５ｂによって軸受３１と被検出部３との隙間が覆われるので、水や塵埃等の異物が該隙間に侵入するのを防ぐことができる。
【００３０】
上述のように、車体に取り付けられた検出部２に対する車軸に取り付けられた被検出部３の前後方向の移動による変位を検出コイルのインピーダンス変化を利用して検出することで車体と車軸との間の距離を測定することができるので、従来例のように車体と車軸との間に介在する連結部材等の部品を必要とせず変位を直接検出でき、したがって部品毎の誤差が生じることがなく検出精度を向上することができる。また、連結部材等の部品を配設するためのスペースが必要とならないため、省スペース化を図ることができる。
【００３１】
ところで、図３に示すように、筐体１の基台部１０を前後方向と直交する何れかの方向に延設し、延設した部位に車体に基台部１０をねじ止めするための車体用取付孔１０ｅ（図示では略円形状）を貫設してもよい。この場合、従来例のように車体側ブラケット１０２を介さずに直接ポジションセンサを車体に取り付けることができるので、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】同上の要部説明図で、（ａ）は内筒部を示す断面図で、（ｂ）は下端部の分解斜視図である。
【図３】同上の基台部の他の形態を示す一部拡大した斜視図である。
【図４】従来のポジションセンサを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  筐体
１０ｄ  突起
１３  内筒部
２  検出部
２０  コイルボビン
２０ｃ  取付孔
２１  回路ブロック
３  被検出部
３０  キャップ
３０ｂ  通孔
３１  軸受
５  保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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