(57)【要約】【課題】被検出部と軸受との間に泥や塵埃等の異物が侵入するのを防ぐことのできるポジションセンサを提供する。【解決手段】検出コイルを有する検出部２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、筐体１と被検出部３との間に設けられて被検出部３を前記移動方向に摺動自在に支持する軸受３１とを備え、筐体１に、被検出部３の筐体１に覆われていない外周面を覆う外套部６を設けた。【選択図】図１
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【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、筐体と被検出部との間に設けられて被検出部を前記移動方向に摺動自在に支持する軸受とを備え、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、筐体には、被検出部の筐体に覆われていない外周面を覆う外套部が設けられたことを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記軸受は複数であって、外套部には、各軸受を前記移動方向に所定の間隔を空けて保持する保持部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。
【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。
【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】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では、シール材５０によって埃等の異物の侵入を防いでいるものの、被検出部３に付着した泥や塵埃等の異物Ａによってシール材５０を破損する虞があった。シール材５０を破損した場合、図３（ｂ）に示すように、被検出部３と軸受３１との間に異物Ａが侵入するため、異物Ａとの摩擦によって被検出部３及び軸受３１が摩耗し、被検出部３と軸受３１との間の隙間が大きくなることで被検出部３の傾斜を防ぐことができず、被検出部３が外筒部１１に接触するという問題が生じる虞がある。また、図３（ｃ）に示すように、軸受３１の後面に異物Ａが堆積することで、堆積した分だけ被検出部３の前後方向の移動量が減るとともに、被検出部３が滑らかに移動できなくなるという問題が生じる虞がある。
【００１４】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、被検出部と軸受との間に泥や塵埃等の異物が侵入するのを防ぐ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】
【００１５】
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、筐体と被検出部との間に設けられて被検出部を前記移動方向に摺動自在に支持する軸受とを備え、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、筐体には、被検出部の筐体に覆われていない外周面を覆う外套部が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、軸受は複数であって、外套部には、各軸受を前記移動方向に所定の間隔を空けて保持する保持部が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、外套部によって泥や塵埃等の異物が被検出部と軸受との間に侵入するのを防ぐことができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、被検出部の移動方向において所定の間隔を空けて軸受を保持できるので、保持部によって各軸受を位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、筐体１の前端部に被検出部３の筐体１に覆われていない外周面を覆う外套部６が設けられたことを特徴とする。尚、本実施形態では、従来例で用いられていた封止部材５及びシール材５０は設けられていない。
【００２０】
外套部６は、略円筒状に形成され、その後端部を除いた内径寸法は外筒部１１の内径寸法と略同一となっている。また、外套部６の後端部の内径寸法は、外筒部１１の外径寸法よりも僅かに大きくなっており、外套部６の後端部が外筒部１１の前端部に嵌り込むようになっている。
【００２１】
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１１ｃが設けられている。また、外套部６の後端部には、図１（ａ）に示すように、周方向に沿って略矩形状の嵌合孔６ａが複数（図示では２つの）設けられている。而して、外筒部１１の嵌合突起１１ｃを外套部６の嵌合孔６ａに嵌合させることで、外套部６が外筒部１１に取り付けられる。
【００２２】
また、外套部６後端部の内周面には、図１（ｂ）に示すように、外套部６を外筒部１１に取り付けた状態で軸受３１の前面と当接する段部６ｂが全周に亘って径方向に突設されている。而して、軸受３１が外筒部１１の凹部１１ｂに嵌合した状態で段部６ｂが軸受３１に当接するため、軸受３１の位置決めをすることができる。
【００２３】
上述のように、筐体１の前端部に被検出部３の筐体１に覆われていない外周面を覆う外套部６を設けることで、被検出部３と軸受３１との間に泥や塵埃等の異物Ａが侵入するのを防ぐことができる。したがって、上記従来例のように、被検出部３と軸受３１との間に侵入した異物Ａとの摩擦によって被検出部３及び軸受３１が摩耗し、被検出部３と軸受３１との間の隙間が大きくなることで被検出部３の傾斜を防ぐことができず、被検出部３が外筒部１１に接触するという問題や、軸受３１の後面に異物Ａが堆積することで、堆積した分だけ被検出部３の前後方向の移動量が減るとともに、被検出部３が滑らかに移動できなくなるという問題が生じることがない。
【００２４】
ところで、上記実施形態では軸受３１が１つであったが、図２に示すように、軸受３１を複数（図示では２つ）設けても構わない。この場合、各軸受３１を被検出部３の移動方向において所定の間隔を空けて配設するために、図２に示すように、前記段部６ｂを全周に亘って前方向に延設している。このため、前側に位置する軸受３１は、段部６ｂの前端部に当接することで位置決めされ、後側に位置する軸受３１は、外筒部１１の凹部１１ｂにおいて段部６ｂの後端部に当接することで位置決めされる。而して、各軸受３１を前記移動方向に所定の間隔を空けて位置決めすることができる。
【００２５】
また、例えば厚み寸法が２０ｍｍの軸受３１を１つ用いた場合と、厚み寸法が５ｍｍの２つの軸受３１を前後方向に１０ｍｍの間隔を空けて用いた場合とでは、被検出部３の傾斜を防ぐ効果が同様であるため、上記のように厚み寸法の大きい軸受３１を用いる代わりに、厚み寸法の小さい複数の軸受３１を前後方向に所定の間隔を空けて用いることで、軸受３１に必要なコストを低減することができる。
【００２６】
尚、上記のように軸受３１を２つ備える場合には、図２に示すように、各軸受３１及び外筒部１１に囲まれる隙間が生じるので、該隙間をグリスＢを溜める空間として用いることができる。このため、被検出部３と軸受３１との間にグリスＢを効率良く供給することができるので、被検出部３の前後方向の移動を滑らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】同上の軸受を２つ設けた場合を示す断面図である。
【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）は破線アで囲まれた部位の拡大図で、（ｃ）は破線イで囲まれた部位の拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  筐体
１１  外筒部
２  検出部
２１  回路ブロック
３  被検出部
３１  軸受
６  外套部
【図１】
2009175009.tif 000003
【図２】
2009175009.tif 000004
【図３】
2009175009.tif 000005