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JP2023158253A - stroke sensor - Google Patents

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JP2023158253A
JP2023158253A JP2022067971A JP2022067971A JP2023158253A JP 2023158253 A JP2023158253 A JP 2023158253A JP 2022067971 A JP2022067971 A JP 2022067971A JP 2022067971 A JP2022067971 A JP 2022067971A JP 2023158253 A JP2023158253 A JP 2023158253A
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JP
Japan
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housing
detection shaft
magnet
magnetic
stroke sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022067971A
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Japanese (ja)
Inventor
龍二 吉田
Ryuji Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

To provide a stroke sensor with a simplified structure and reduced cost.SOLUTION: A stroke sensor includes: a spring 40 that returns a detection shaft 10 to the home position O after it has moved from the home position O; a magnet 50 for changing the magnetic field as the detection shaft 10 moves; a magnetic detection element 60 that detects an amount of movement S of the detection shaft 10 from changes in the magnetic field accompanying the movement of the detection shaft 10: a third housing 70 as a case having a space 74 that accommodates a substrate 75 on which the magnetic detection element 60 is arranged; a first housing 20 housing the magnet 50; screws T that fix the substrate 75, third housing 70, and first housing 20: and a sealing member 80 filling the space 74.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ストロークセンサに関する。 The present invention relates to a stroke sensor.

従来より、この種のストロークセンサにあっては、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この特許文献1に記載のストロークセンサは、被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサであって、原点位置から移動した後の検出シャフトを原点位置に復帰させるスプリングと、検出シャフトの移動に伴って磁界を変化させるための磁石と、検出シャフトの移動に伴う磁界の変化から検出シャフトの移動量を検出する磁気検出素子と、磁気検出素子が配設された基板を収容する空間部を有する樹脂製のケースと、磁石や検出シャフトの一部を内部に収容するハウジングとを備え、磁石は検出シャフトに設けられ溝に配置され、ケースとハウジングとを複数個のネジで固定する構成となっている。また、ケースとハウジングとをネジ固定するにあたって、ネジの緩み止めを防止することを目的としてネジロック剤を用いることが知られている(例えば特許文献2参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, this type of stroke sensor is known, for example, as disclosed in Patent Document 1. The stroke sensor described in Patent Document 1 is a stroke sensor that detects the amount of movement of a detection shaft that moves from an origin position following a detected object, and returns the detection shaft to the origin position after moving from the origin position. A spring for returning the sensor, a magnet for changing the magnetic field as the detection shaft moves, a magnetic detection element that detects the amount of movement of the detection shaft from changes in the magnetic field as the detection shaft moves, and a magnetic detection element are installed. The case is made of resin and has a space for accommodating a printed circuit board, and a housing that accommodates a magnet and a portion of the detection shaft inside. It is configured to be fixed with multiple screws. Furthermore, it is known to use a screw locking agent for the purpose of preventing the screws from loosening when screwing the case and the housing together (see, for example, Patent Document 2).

特開2019ー100779号公報JP 2019-100779 Publication 特開2008ー237143号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-237143

ところで、上述のようにケースとハウジングとを複数個のネジでネジ固定するにあたって、ケースとハウジングとの固定信頼性を高めるべく、特許文献2に記載の前記ネジロック剤を使用することを想定した場合、個々のネジ毎にネジロック剤を使用する必要があることから、組み付け作業が煩雑であり、且つ、ストロークセンサを製造するための費用が嵩み、コストアップとなっていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、低コスト化を実現することが可能なストロークセンサを提供することを目的とする。
By the way, when fixing the case and the housing with a plurality of screws as described above, it is assumed that the screw locking agent described in Patent Document 2 is used in order to improve the reliability of fixing the case and the housing. Since it is necessary to use a thread locking agent for each screw, the assembly work is complicated, and the cost for manufacturing the stroke sensor increases, resulting in an increase in cost.
Therefore, an object of the present invention is to provide a stroke sensor that can realize cost reduction in order to deal with the above-mentioned problems.

本発明は、被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサにおいて、前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、前記検出シャフトの移動に伴って磁界を変化させるための磁石と、前記検出シャフトの移動に伴う磁界の変化から前記検出シャフトの前記移動量を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子が配設された基板を収容する空間部を有するケースと、前記磁石を収容するハウジングと、前記基板と前記ケースと前記ハウジングとを固定するネジと、前記空間部に充填される封止部材とを備えることを特徴とする。 The present invention provides a stroke sensor that detects the amount of movement of a detection shaft that moves from an origin position following a detected object, including a spring that returns the detection shaft to the origin position after it has moved from the origin position; A magnet for changing a magnetic field as the detection shaft moves, a magnetic detection element for detecting the amount of movement of the detection shaft from a change in the magnetic field as the detection shaft moves, and the magnetic detection element are provided. a case having a space for accommodating a substrate, a housing for accommodating the magnet, a screw for fixing the substrate, the case, and the housing, and a sealing member filled in the space. Features.

また本発明は、前記検出シャフトは、径大部と、前記径大部よりも径小となる径小部とを有し、前記磁石は、環状に形成され、前記径小部が貫通する貫通部を備えることを特徴とする。 Further, in the present invention, the detection shaft has a large-diameter portion and a small-diameter portion smaller in diameter than the large-diameter portion, and the magnet is formed in an annular shape, and the small-diameter portion penetrates through the magnet. It is characterized by comprising a section.

また本発明は、前記ケースは樹脂材料によって形成され、前記ハウジングは非磁性の金属材料によって形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the case is made of a resin material, and the housing is made of a non-magnetic metal material.

本発明によれば、所期の目的を達成でき、構造を簡素化し低コスト化を実現することが可能なストロークセンサを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a stroke sensor that can achieve the intended purpose, simplify the structure, and realize cost reduction.

本実施形態によるストロークセンサの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a stroke sensor according to the present embodiment. 同実施形態による検出シャフト、スプリング、磁石の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a detection shaft, a spring, and a magnet according to the same embodiment. 同実施形態による検出シャフトの要部拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the detection shaft according to the same embodiment. 同実施形態による第一、第三のハウジングの断面図。FIG. 3 is a sectional view of the first and third housings according to the same embodiment. 図4中、矢印A方向から見たときのストロークセンサの要部平面図。FIG. 5 is a plan view of the main parts of the stroke sensor when viewed from the direction of arrow A in FIG. 4; 図5のB-B断面図。BB sectional view of FIG. 5. 同実施形態による第二のハウジングの断面図。FIG. 3 is a sectional view of the second housing according to the same embodiment.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.

図1を参照する。本実施形態によるストロークセンサ1は、被検出体に追従して原点位置Oから移動する検出シャフト10の移動量Sを検出するストロークセンサであって、検出シャフト10と、第一のハウジング20と、第二のハウジング30と、原点位置Oから移動した後の検出シャフト10を原点位置Oに復帰させるスプリング40と、検出シャフト10の移動に伴って磁界を変化させるための磁石50と、検出シャフト10の移動に伴う磁界の変化から検出シャフト10の移動量Sを検出する磁気検出素子60と、第三のハウジング70と、封止部材80とを備える。 Please refer to FIG. The stroke sensor 1 according to the present embodiment is a stroke sensor that detects a movement amount S of a detection shaft 10 that moves from an origin position O following a detected object, and includes a detection shaft 10, a first housing 20, A second housing 30, a spring 40 for returning the detection shaft 10 to the origin position O after it has moved from the origin position O, a magnet 50 for changing the magnetic field as the detection shaft 10 moves, and the detection shaft 10 It includes a magnetic detection element 60 that detects the movement amount S of the detection shaft 10 from changes in the magnetic field accompanying the movement of the detection shaft 10, a third housing 70, and a sealing member 80.

図2、図3を併せて参照する。検出シャフト10は、被検出体の移動によって追従される検出媒体であり、例えば、被検出体に連結されて外力が伝達され、軸方向に往復して追従する。検出シャフト10は、ある程度剛性を有する非磁性材料が好ましく、例えばオーステナイト系のステンレス鋼(Steel Use Stainless; SUS)からなる。 Please also refer to FIGS. 2 and 3. The detection shaft 10 is a detection medium that is followed by the movement of the object to be detected. For example, the detection shaft 10 is connected to the object to be detected, an external force is transmitted thereto, and the detection shaft 10 reciprocates in the axial direction to follow the object. The detection shaft 10 is preferably made of a non-magnetic material having some degree of rigidity, such as austenitic stainless steel (Steel Use Stainless; SUS).

検出シャフト10は、円柱状の直径の異なる径大部11、径中部12、及び径小部13を有し、本実施例では、第一のハウジング20の方向から径小部13、径中部12、径大部11の並びで構成される。また、この場合、径大部11は、検出シャフト10において最も直径が大きい径大部11aと、この径大部11aよりも若干、直径が小さい径大部11bとからなる。なお、図1中、17a、17bは、検出シャフト10に取り付けられた第一、第二の座金であり、これら第一、第二の座金17a、17bは、スプリング40の両端側に位置する。例えば図1に示すように第一の座金17aはスプリング40の左側に位置し、第二の座金17bはスプリング40の右側に位置する。 The detection shaft 10 has a large diameter part 11, a middle diameter part 12, and a small diameter part 13 that are cylindrical and have different diameters. In this embodiment, the small diameter part 13, the middle diameter part 12 are , and a large diameter portion 11. Further, in this case, the large diameter portion 11 includes a large diameter portion 11a having the largest diameter in the detection shaft 10, and a large diameter portion 11b having a slightly smaller diameter than the large diameter portion 11a. In FIG. 1, 17a and 17b are first and second washers attached to the detection shaft 10, and these first and second washers 17a and 17b are located on both ends of the spring 40. For example, as shown in FIG. 1, the first washer 17a is located on the left side of the spring 40, and the second washer 17b is located on the right side of the spring 40.

径大部11aは、検出シャフト10において、最も直径の大きい円板状の部位であり、第二のハウジング30内に配置され、第二の座金17bを支持する。径大部11bは、第二のハウジング30の後述するシャフト孔から外側に突き出しており、図示しない被検出体と接続される。また、径大部11bには気密部材14が取り付けられる。 The large-diameter portion 11a is a disc-shaped portion with the largest diameter in the detection shaft 10, is disposed within the second housing 30, and supports the second washer 17b. The large diameter portion 11b protrudes outward from a shaft hole, which will be described later, of the second housing 30, and is connected to an object to be detected (not shown). Further, an airtight member 14 is attached to the large diameter portion 11b.

径中部12は、径大部11より径小となる略円柱状の部位である。径中部12には、径大部11から離れるに従って、第二の座金17b、スプリング40、第一の座金17a、止め輪15が位置するように組み付けられる。また、径中部12には、径小部13に隣接した位置に、磁石50を受ける段差形状からなる磁石受部12aが設けられる。 The middle diameter portion 12 is a substantially cylindrical portion having a smaller diameter than the large diameter portion 11 . The second washer 17b, the spring 40, the first washer 17a, and the retaining ring 15 are assembled in the diametric center 12 so that they are located farther away from the larger diameter portion 11. Further, a magnet receiving portion 12 a having a stepped shape and receiving the magnet 50 is provided in the diameter portion 12 at a position adjacent to the small diameter portion 13 .

径小部13は、径大部11(径中部12)より径小となる略円柱状の部位であり、第一のハウジング20内に配置される。径小部13には、径中部12側とは反対側に略円形の端面13aが形成される。また、径小部13の曲面状の外周面13bには、磁石保持部材16の後述する内縁部が嵌まる溝部13cが設けられている。 The small diameter portion 13 is a substantially cylindrical portion having a smaller diameter than the large diameter portion 11 (the middle diameter portion 12), and is disposed within the first housing 20. A substantially circular end surface 13a is formed in the small diameter portion 13 on the side opposite to the middle diameter portion 12 side. Further, the curved outer circumferential surface 13b of the small diameter portion 13 is provided with a groove portion 13c into which an inner edge portion of the magnet holding member 16, which will be described later, is fitted.

気密部材14は、ゴムによって形成されたOリングを適用することができ、径大部11bに設けられた溝によって保持される。気密部材14は、ストロークセンサ1の気密を保持することを目的として設けられたものであり、当該溝は、気密部材14の気密機能を発揮するために必要な溝構造を満たすように構成される。 The airtight member 14 can be an O-ring made of rubber, and is held by a groove provided in the large diameter portion 11b. The airtight member 14 is provided for the purpose of keeping the stroke sensor 1 airtight, and the groove is configured to satisfy the groove structure necessary for the airtight member 14 to perform the airtight function. .

止め輪15は、非磁性材料からなるラジアル方向取り付け式止め輪を適用することができ、径中部12bに設けられた図示しない溝によって保持される。止め輪15は、第一の座金17aを支持する。つまり、本例では止め輪15と径大部11との間に第一の座金17aとスプリング40と第二の座金17bとが挟持される構成となる。 The retaining ring 15 can be a radially attached retaining ring made of a non-magnetic material, and is held by a groove (not shown) provided in the radial middle portion 12b. The retaining ring 15 supports the first washer 17a. That is, in this example, the first washer 17a, the spring 40, and the second washer 17b are sandwiched between the retaining ring 15 and the large diameter portion 11.

磁石保持部材16は、非磁性材料からなる有端状の止め輪(ラジアル方向取り付け式止め輪)を適用することができ、磁石50を保持可能に構成される。磁石保持部材16は、その一部である内縁部16aが外周面13bに設けられた溝部13cに配設(保持)されることになる。つまり、このことは磁石保持部材16が径小部13に配設されることを意味している。 The magnet holding member 16 can be an end-shaped retaining ring (a radial retaining ring) made of a non-magnetic material, and is configured to be able to hold the magnet 50. The inner edge 16a of the magnet holding member 16 is disposed (held) in a groove 13c provided in the outer peripheral surface 13b. In other words, this means that the magnet holding member 16 is disposed in the small diameter portion 13.

第一の座金17aは、例えば非磁性材料からなるO型のワッシャを適用することができ、その直径は止め輪15よりも大きく、第一のハウジング20の後述する円筒部の内径よりも小さく構成される。 The first washer 17a can be, for example, an O-shaped washer made of a non-magnetic material, and its diameter is larger than the retaining ring 15 and smaller than the inner diameter of the cylindrical portion of the first housing 20, which will be described later. be done.

第二の座金17bは、例えば非磁性材料からなるO型のワッシャを適用することができ、その直径は径大部11aよりも大きく、第二のハウジング30の後述する薄肉円筒部分の内径よりも小さく構成される。第一の座金17a、及び第二の座金17bは、検出シャフト10の移動により、別の部材に接触した際のスラスト荷重に耐えるように設計される。なお、この場合、第一の座金17aと第二の座金17bは、大きさが同一のものが用いられている。 The second washer 17b can be, for example, an O-shaped washer made of a non-magnetic material, and its diameter is larger than the large-diameter portion 11a and larger than the inner diameter of a thin-walled cylindrical portion of the second housing 30, which will be described later. Comprised of small size. The first washer 17a and the second washer 17b are designed to withstand thrust load when the detection shaft 10 moves and comes into contact with another member. In this case, the first washer 17a and the second washer 17b are of the same size.

図4~図6を併せて参照する。第一のハウジング20は、第一の座金17aを受ける第一の座金支持部21と、凹部22と、空洞部23と、螺合部24と、雌ネジ部25とを有して構成される。 Please also refer to FIGS. 4 to 6. The first housing 20 includes a first washer support portion 21 for receiving the first washer 17a, a recess 22, a cavity 23, a threaded portion 24, and a female screw portion 25. .

第一のハウジング20は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性の金属材料によって形成され、略円筒状の円筒部20aと外周部の一部が平坦面形状に形成された非円筒部20bとによって構成されている。なお、第一のハウジング20は、後述する特許請求の範囲に記載されたハウジングに相当する。 The first housing 20 is made of a non-magnetic metal material such as aluminum or stainless steel, and includes a substantially cylindrical cylindrical portion 20a and a non-cylindrical portion 20b whose outer periphery is partially formed into a flat surface shape. has been done. Note that the first housing 20 corresponds to a housing described in the claims described below.

第一の座金支持部21は、円筒部20aの内側に設けられる円環状の面であり、第一の座金17aの外縁部分を支持する。 The first washer support part 21 is an annular surface provided inside the cylindrical part 20a, and supports the outer edge portion of the first washer 17a.

凹部22は、非円筒部20bの内側に設けられ、検出シャフト10の径小部13を支持する略カップ型の窪み部として形成される。凹部22は、径小部13の端面13aに対応(対向)するように設けられる第一の対応部22aと、径小部13(外周面13b)を支持可能に構成された軸支持部22bとを有する。 The recess 22 is provided inside the non-cylindrical portion 20b and is formed as a substantially cup-shaped recess that supports the small diameter portion 13 of the detection shaft 10. The recessed portion 22 includes a first corresponding portion 22a provided to correspond to (oppose) the end surface 13a of the small diameter portion 13, and a shaft support portion 22b configured to be able to support the small diameter portion 13 (outer peripheral surface 13b). has.

第一の対応部22aは、端面13a(径小部13)を受ける受部として機能し、検出シャフト10の移動量Sを制限する機能を有する。検出シャフト10の移動量Sを制限することで、スプリング40の押し潰される量が小さくなる。これによれば、スプリング40の負担を軽減し、長寿命化できる。また、軸支持部22bによって径小部13が支持されることで、検出シャフト10の軸方向に沿った検出ストロークS分の摺動が良好なものとなる。 The first corresponding portion 22a functions as a receiving portion for receiving the end surface 13a (small diameter portion 13), and has a function of limiting the amount of movement S of the detection shaft 10. By limiting the amount of movement S of the detection shaft 10, the amount by which the spring 40 is crushed becomes smaller. According to this, the load on the spring 40 can be reduced and its life can be extended. Further, since the small diameter portion 13 is supported by the shaft support portion 22b, the sliding movement of the detection stroke S along the axial direction of the detection shaft 10 becomes favorable.

空洞部23は、凹部22に連なるように設けられる。また、ここでの第一のハウジング20に備えられる空洞部23は、径小部13や磁石保持部材16、磁石50などを収容する部位として構成される。螺合部24は、非円筒部20bの外周部の一部に設けられた平坦面26に備えられる。この螺合部24は、第三のハウジング70や後述する基板をネジTを用いて締結固定するための部位として機能する。つまり、ここでのネジTは、螺合部24(第一のハウジング20)と第三のハウジング70と前記基板との三者を固定するための固定部品である。 The cavity 23 is provided so as to be continuous with the recess 22 . Further, the cavity portion 23 provided in the first housing 20 here is configured as a portion that accommodates the small diameter portion 13, the magnet holding member 16, the magnet 50, and the like. The threaded portion 24 is provided on a flat surface 26 provided on a part of the outer circumference of the non-cylindrical portion 20b. This threaded portion 24 functions as a portion for fastening and fixing the third housing 70 and a substrate to be described later using screws T. That is, the screw T here is a fixing component for fixing the threaded part 24 (first housing 20), the third housing 70, and the board.

雌ネジ部25は、円筒部20aの内周面に備えられ、第一のハウジング20と第二のハウジング30を連結するために用いられる。 The female threaded portion 25 is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 20a and is used to connect the first housing 20 and the second housing 30.

図7を併せて参照する。第二のハウジング30は、検出シャフト10の径大部11を収容する空所としての孔部31と、シャフト孔32と、第二の座金支持部33と、雄ネジ部34とを有して構成される。第二のハウジング30は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状に形成されている。 Also refer to FIG. 7. The second housing 30 has a hole 31 as a cavity for accommodating the large diameter portion 11 of the detection shaft 10, a shaft hole 32, a second washer support 33, and a male screw portion 34. configured. The second housing 30 is preferably made of a non-magnetic material such as aluminum or stainless steel, and is formed into a substantially cylindrical shape.

孔部31は、第二のハウジング30の内側に設けられる円環状の溝部であり、その開口幅はシャフト孔32の開口幅よりも大きい。シャフト孔32は、孔部31に連なるように設けられ、検出シャフト10を摺動可能に支持して外部に取り出す。第二の座金支持部33は、孔部31の外側周囲に設けられる円環状の面であり、第二の座金17bの外縁部分を支持する。 The hole 31 is an annular groove provided inside the second housing 30, and its opening width is larger than the opening width of the shaft hole 32. The shaft hole 32 is provided so as to be continuous with the hole portion 31, and slidably supports the detection shaft 10 and takes it out to the outside. The second washer support portion 33 is an annular surface provided around the outside of the hole portion 31, and supports the outer edge portion of the second washer 17b.

雄ネジ部34は、シャフト孔32と相対する方向となる第二のハウジング30の薄肉円筒部分30aの外周面に備えられ、第一のハウジング20と第二のハウジング30を連結するために用いられる。前記連結に際しては、必要に応じて補強用接着剤(例えば、シーロック剤)などでネジの緩み防止を行ってもよい。 The male threaded portion 34 is provided on the outer peripheral surface of the thin cylindrical portion 30a of the second housing 30 in a direction facing the shaft hole 32, and is used to connect the first housing 20 and the second housing 30. . During the connection, a reinforcing adhesive (eg, Sealock agent) or the like may be used to prevent the screws from loosening, if necessary.

また、図7中、35は径大部11に対応(対向)するように設けられる第二の対応部であり、この第二の対応部35は、孔部31とシャフト孔32との境界部分に設けられた円環状の面である。第二の対応部35は、径大部11を受ける受部として機能し、検出シャフト10の移動量Sを制限する。検出シャフト10の移動量Sを制限することで、スプリング40の押し潰される量が小さくなる。これによれば、スプリング40の負担を軽減し、長寿命化できる。 Further, in FIG. 7, 35 is a second corresponding portion provided to correspond to (oppose) the large diameter portion 11, and this second corresponding portion 35 is a boundary portion between the hole portion 31 and the shaft hole 32. It is an annular surface provided on the The second corresponding portion 35 functions as a receiving portion for receiving the large diameter portion 11, and limits the amount of movement S of the detection shaft 10. By limiting the amount of movement S of the detection shaft 10, the amount by which the spring 40 is crushed becomes smaller. According to this, the load on the spring 40 can be reduced and its life can be extended.

スプリング40は、図1、図2に示すようにステンレス鋼などの非磁性材料のものが好ましく、例えばSUS304WPBによる円筒状のコイルばねで構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the spring 40 is preferably made of a non-magnetic material such as stainless steel, and is constituted by a cylindrical coil spring made of SUS304WPB, for example.

スプリング40は、内側に検出シャフト10の径中部12を通すように構成され、その両端側において、第一の座金17a、及び第二の座金17bと接している。つまり、スプリング40は、第一の座金17aと第二の座金17bとの間に位置する径中部12の周囲に装着される The spring 40 is configured to pass through the radial middle portion 12 of the detection shaft 10 inside, and is in contact with the first washer 17a and the second washer 17b at both ends thereof. That is, the spring 40 is installed around the radial center 12 located between the first washer 17a and the second washer 17b.

スプリング40は、原点位置Oにある検出シャフト10が第一のハウジング20の方向に押し込まれるように移動すると、径大部11に支持された第二の座金17bがスプリング40を押し、且つ、第一の座金支持部21に支持された第一の座金17aがスプリング40を支持することで、スプリング40が押し潰され、端面13a(径小部13)が第一の対応部22aに当たるまでの移動量S分だけ移動することができる。そして、検出シャフト10を押し込む力がなくなると、スプリング40に蓄積されたばね力で、原点位置Oに戻される。 When the spring 40 moves so that the detection shaft 10 at the origin position O is pushed in the direction of the first housing 20, the second washer 17b supported by the large diameter portion 11 pushes the spring 40 and The first washer 17a supported by the first washer support part 21 supports the spring 40, so that the spring 40 is crushed and the end face 13a (small diameter part 13) moves until it hits the first corresponding part 22a. It can be moved by an amount S. Then, when the force that pushes the detection shaft 10 is removed, the spring force accumulated in the spring 40 returns it to the original position O.

また、スプリング40は、原点位置Oにある検出シャフト10が第二のハウジング30の方向に引き込まれるように移動すると、止め輪15に支持された第一の座金17aがスプリング40を押し、且つ、第二の座金支持部33に支持された第二の座金17bがスプリング40を支持することで、スプリング40が押し潰され、径大部11が第二の対応部35に当たるまでの移動量S分だけ移動することができる。そして、検出シャフト10を引き込む力がなくなると、スプリング40に蓄積されたばね力で、原点位置Oに戻される。 Further, when the spring 40 moves so that the detection shaft 10 at the origin position O is pulled in the direction of the second housing 30, the first washer 17a supported by the retaining ring 15 pushes the spring 40, and The second washer 17b supported by the second washer support part 33 supports the spring 40, so that the spring 40 is crushed and the large diameter part 11 moves by the amount S until it hits the second corresponding part 35. can only be moved. Then, when the force to pull the detection shaft 10 is removed, the spring force accumulated in the spring 40 returns it to the original position O.

磁石50は、例えば円環状(リング状)に形成された希土類系磁石(例えばSmCoやNdFeBなどの材料の磁石)を適用することができ、図1中、磁気検出素子60の直下に位置する。 The magnet 50 can be, for example, a ring-shaped rare earth magnet (for example, a magnet made of a material such as SmCo or NdFeB), and is located directly below the magnetic detection element 60 in FIG.

磁石50は、径小部13を包囲するように磁石受部12aと磁石保持部材16との間に位置し、径小部13が貫通する貫通部51と、磁石受部12a側に位置する第一の環状面52と、磁石保持部材16側に位置する第二の環状面53とを備える(図3参照)。また、ここでの磁石50の外形形状は、径中部12及び磁石保持部材16の外形形状よりも大きくなっている。 The magnet 50 is located between the magnet receiving part 12a and the magnet holding member 16 so as to surround the small diameter part 13, and has a through part 51 through which the small diameter part 13 passes and a second part located on the side of the magnet receiving part 12a. It includes one annular surface 52 and a second annular surface 53 located on the magnet holding member 16 side (see FIG. 3). Further, the outer shape of the magnet 50 here is larger than the outer shape of the radial portion 12 and the magnet holding member 16.

そして、第一のハウジング20に収容される磁石50は、磁気検出素子60に磁界を提供しており、磁石50が検出シャフト10とともに移動することで磁気検出素子60へ与える磁界の向き、及び強さを変え、結果的に磁気検出素子60が移動量Sとして検出する。なお、磁石50は、製造手法により焼結磁石やプラスチックと混ぜて圧縮もしくは成形されたプラスチック磁石などの何れでもよい。焼結磁石の方が強力な磁力を有する一方、プラスチック磁石の方が大量生産性や耐割れ性が高いなど特性があることから、使用条件や設計要件に応じて適宜選択すればよい。 The magnet 50 housed in the first housing 20 provides a magnetic field to the magnetic detection element 60, and as the magnet 50 moves together with the detection shaft 10, the direction and strength of the magnetic field applied to the magnetic detection element 60 can be changed. As a result, the magnetic detection element 60 detects the amount of movement S. The magnet 50 may be a sintered magnet or a plastic magnet mixed with plastic and compressed or molded depending on the manufacturing method. While sintered magnets have stronger magnetic force, plastic magnets have characteristics such as better mass productivity and higher cracking resistance, so they may be selected as appropriate depending on usage conditions and design requirements.

磁気検出素子60は、被検出体の位置や移動量などの変化を磁界の向き及び強さにより検出するためのものであり、例えばホール素子などで構成される。磁気検出素子60は、被検出体の移動などに伴う磁界の変化を電気信号に変換して外部に出力するものである。 The magnetic detection element 60 is for detecting changes in the position and amount of movement of the detected object based on the direction and strength of the magnetic field, and is composed of, for example, a Hall element. The magnetic detection element 60 converts changes in the magnetic field due to movement of a detected object into an electrical signal and outputs the electrical signal to the outside.

第三のハウジング70は、例えば樹脂材料によって形成された樹脂ケースである。第三のハウジング70は、図4~図6に示すように非円筒部20b(第一のハウジング20)の平坦面26と当接する当接部71と、この当接部71の外周部分から屹立するように設けられる略枠状の周壁部72と、当接部71と対向するように設けられる開放部73と、当接部71と周壁部72とで囲まれた領域であって後述する基板を収容する空間部74とを有する。 The third housing 70 is, for example, a resin case made of a resin material. As shown in FIGS. 4 to 6, the third housing 70 includes a contact portion 71 that contacts the flat surface 26 of the non-cylindrical portion 20b (first housing 20), and a portion that rises from the outer peripheral portion of the contact portion 71. A substantially frame-shaped peripheral wall portion 72 provided so as to cover the substrate, an open portion 73 provided to face the contact portion 71, and an area surrounded by the contact portion 71 and the peripheral wall portion 72, which will be described later. It has a space part 74 that accommodates.

当接部71は、略平板形状に形成され、前記基板の周縁部分を受けるための基板受部71aと、ネジTのネジ部T1が貫通可能な第一ネジ孔71bとを有する。基板受部71aは、当接部71と周壁部72との境界部分であって、当接部71の縁部に設けられる。第一ネジ孔71bは、例えば基板受部71aに複数形成される。具体的には、ここでの第一ネジ孔71bは、基板受部71aの四隅の付近うち対角関係にある二箇所に設けられている。また、この場合、空間部74には検出シャフト10の軸方向に沿うように基板75が配設される。 The contact portion 71 is formed into a substantially flat plate shape and includes a substrate receiving portion 71a for receiving a peripheral portion of the substrate, and a first screw hole 71b through which the threaded portion T1 of the screw T can pass. The board receiving portion 71 a is provided at the boundary between the contact portion 71 and the peripheral wall portion 72 and at the edge of the contact portion 71 . For example, a plurality of first screw holes 71b are formed in the board receiving portion 71a. Specifically, the first screw holes 71b are provided at two diagonally located locations near the four corners of the board receiving portion 71a. Further, in this case, a substrate 75 is disposed in the space 74 along the axial direction of the detection shaft 10 .

基板75は、ガラスエポキシなどからなるプリント基板を適用することができ、磁石50側(基板受部71a側)となる基板75の一方の面Pに磁気検出素子60が実装(配設)される。基板75には、上述した複数の第一ネジ孔71bに対応する位置に、ネジ部T1が貫通可能な第二ネジ孔75aが各々設けられる。ここで、基板75及び第三のハウジング70の螺合部24への取付例を説明する。取付はネジTを用いて行われ、まず第一ネジ孔71b及び第二ネジ孔75aの双方が螺合部24に重なり合うように第三のハウジング70と基板75と第一のハウジング20とを位置合わせし、次に、ネジ部T1を第二ネジ孔75a、第一ネジ孔71bの順に貫通(挿通)させるとともに第一ネジ孔71bを貫通したネジ部T1を螺合部24に螺合させることで、基板75及び第三のハウジング70の螺合部24へのネジ固定が完了する。 A printed circuit board made of glass epoxy or the like can be used as the substrate 75, and the magnetic detection element 60 is mounted (arranged) on one surface P of the substrate 75 that is on the magnet 50 side (the substrate receiving part 71a side). . The substrate 75 is provided with second screw holes 75a through which the screw portions T1 can pass, respectively, at positions corresponding to the plurality of first screw holes 71b described above. Here, an example of attaching the substrate 75 and the third housing 70 to the threaded portion 24 will be described. Installation is performed using screws T. First, the third housing 70, the board 75, and the first housing 20 are positioned so that both the first screw hole 71b and the second screw hole 75a overlap the threaded part 24. Then, the threaded portion T1 is passed through (inserted) through the second threaded hole 75a and the first threaded hole 71b in this order, and the threaded portion T1 that has passed through the first threaded hole 71b is screwed into the threaded portion 24. At this point, the screw fixation of the board 75 and the third housing 70 to the threaded portion 24 is completed.

また、基板75に備えられる磁気検出素子60への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、例えば基板75に接続される電気コード90にて行われる。なお、電気コード90に代えてダイレクトコネクタやカプラーなどを採用してもよい。 Furthermore, power is supplied to the magnetic detection element 60 provided on the substrate 75 and electrical signals are outputted to the outside using an electric cord 90 connected to the substrate 75, for example. Note that a direct connector, coupler, or the like may be used instead of the electric cord 90.

封止部材80は、例えばエポキシ樹脂などが用いられる。封止部材80は、上述したネジ固定後に空間部74に注入(充填)され硬化することで、磁気検出素子60、基板75、及びネジTを気密に封止する。なお、図6では、封止部材80の図示を省略してある。また、図5において、100はグロメットを示している。グロメット100は、ニトリルゴム等の公知の弾性体からなり、周壁部72に設けた凸状の嵌合部72aに嵌るように取り付けられる。グロメット100には、電気コード90を通す挿通孔(図示省略)が形成されている。グロメット100は、周壁部72に設けた嵌合部72aに対応する凹部を有し、これらの凹凸形状を利用して周壁部72に嵌め込まれている。グロメット100と周壁部72との嵌合機構により、グロメット100の周壁部72に対する位置決めを容易に行うことができる。 The sealing member 80 is made of, for example, epoxy resin. The sealing member 80 is injected (filled) into the space 74 after the above-mentioned screw fixation and is hardened, thereby airtightly sealing the magnetic detection element 60, the substrate 75, and the screw T. Note that in FIG. 6, illustration of the sealing member 80 is omitted. Moreover, in FIG. 5, 100 indicates a grommet. The grommet 100 is made of a known elastic material such as nitrile rubber, and is attached so as to fit into a convex fitting portion 72a provided on the peripheral wall portion 72. Grommet 100 is formed with an insertion hole (not shown) through which electrical cord 90 is passed. The grommet 100 has a concave portion corresponding to a fitting portion 72a provided in the peripheral wall portion 72, and is fitted into the peripheral wall portion 72 using these uneven shapes. The fitting mechanism between the grommet 100 and the peripheral wall 72 allows easy positioning of the grommet 100 with respect to the peripheral wall 72.

以上のように本実施形態では、原点位置Oから移動した後の検出シャフト10を原点位置Oに復帰させるスプリング40と、検出シャフト10の移動に伴って磁界を変化させるための磁石50と、検出シャフト10の移動に伴う磁界の変化から検出シャフト10の移動量Sを検出する磁気検出素子60と、磁気検出素子60が配設された基板75を収容する空間部74を有するケースとしての第三のハウジング70と、磁石50を収容する第一のハウジング20と、基板75と第三のハウジング70と第一のハウジング20とを固定するネジTと、空間部74に充填される封止部材80とを備えるものである。 As described above, in this embodiment, the spring 40 that returns the detection shaft 10 to the origin position O after it has moved from the origin position O, the magnet 50 that changes the magnetic field as the detection shaft 10 moves, and the detection A third case as a case having a magnetic detection element 60 that detects the movement amount S of the detection shaft 10 from a change in the magnetic field accompanying the movement of the shaft 10, and a space 74 that accommodates a substrate 75 on which the magnetic detection element 60 is disposed. housing 70, the first housing 20 housing the magnet 50, the screw T fixing the substrate 75, the third housing 70, and the first housing 20, and the sealing member 80 filled in the space 74. It is equipped with the following.

従って、第三のハウジング70と第一のハウジング20と(基板75と)をネジ固定するにあたって、従来のようにネジロック剤を用いた煩雑な作業を行うことが不要となり、さらにネジ固定後のネジTを不動状態とすべくネジ固定後に空間部74に封止部材80を充填したことで、組み付け作業が容易となり、第三のハウジング70と第一のハウジング20と(基板75と)の固定信頼性を高めつつ低コスト化を実現することが可能なストロークセンサを提供することができる。 Therefore, when fixing the third housing 70 and the first housing 20 (to the board 75) with screws, it is no longer necessary to perform the complicated work of using a screw locking agent as in the past. By filling the space 74 with the sealing member 80 after fixing the screws in order to keep T in an immobile state, the assembly work is facilitated and the fixation of the third housing 70 and the first housing 20 (with the substrate 75) is reliable. Therefore, it is possible to provide a stroke sensor that can realize cost reduction while improving performance.

本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. It is possible to make changes (including deletion of constituent elements) as appropriate without changing the gist of the present invention.

例えば上述した実施形態では、第三のハウジング70が樹脂材料によって形成され、第一のハウジング20が非磁性の金属材料によって形成されていたが、第三のハウジング70と第一のハウジング20との双方をともに樹脂材料もしくは非磁性の金属材料により形成してもよいし、第一のハウジング20を樹脂材料によって形成するとともに第三のハウジング70を非磁性の金属材料によって形成してもよい。 For example, in the embodiment described above, the third housing 70 was formed of a resin material and the first housing 20 was formed of a non-magnetic metal material, but the third housing 70 and the first housing 20 Both may be formed of a resin material or a non-magnetic metal material, or the first housing 20 may be formed of a resin material and the third housing 70 may be formed of a non-magnetic metal material.

また、磁石50は磁石保持部材16と磁石受部12aとの間に配置されていればよく、必要に応じて磁石保持部材16と磁石受部12aとの間の間隔は、第一の環状面52と第二の環状面53との間の間隔よりも大きくしてもよい。 Further, the magnet 50 only needs to be disposed between the magnet holding member 16 and the magnet receiving part 12a, and if necessary, the distance between the magnet holding member 16 and the magnet receiving part 12a may be adjusted to the first annular surface. 52 and the second annular surface 53.

なお、以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In addition, in the above description, in order to facilitate understanding of the present invention, description of known technical matters has been omitted as appropriate.

1 ストロークセンサ
10 検出シャフト
11 径大部
12 径中部
13 径小部
16 磁石保持部材
20 第一のハウジング(ハウジング)
20a 円筒部
20b 非円筒部
24 螺合部
26 平坦面
30 第二のハウジング
40 スプリング
50 磁石
51 貫通部
60 磁気検出素子
70 第三のハウジング(ケース)
71 当接部
72 周壁部
73 開放部
74 空間部
75 基板
80 封止部材
O 原点位置
S 移動量
T ネジ
1 Stroke sensor 10 Detection shaft 11 Large diameter portion 12 Middle diameter portion 13 Small diameter portion 16 Magnet holding member 20 First housing (housing)
20a Cylindrical portion 20b Non-cylindrical portion 24 Screwing portion 26 Flat surface 30 Second housing 40 Spring 50 Magnet 51 Penetrating portion 60 Magnetic detection element 70 Third housing (case)
71 Contact part 72 Peripheral wall part 73 Open part 74 Space part 75 Substrate 80 Sealing member O Origin position S Travel amount T Screw

Claims (3)

被検出体に追従して原点位置から移動する検出シャフトの移動量を検出するストロークセンサにおいて、
前記原点位置から移動した後の前記検出シャフトを前記原点位置に復帰させるスプリングと、
前記検出シャフトの移動に伴って磁界を変化させるための磁石と、
前記検出シャフトの移動に伴う磁界の変化から前記検出シャフトの前記移動量を検出する磁気検出素子と、
前記磁気検出素子が配設された基板を収容する空間部を有するケースと、
前記磁石を収容するハウジングと、
前記基板と前記ケースと前記ハウジングとを固定するネジと、
前記空間部に充填される封止部材とを備えることを特徴とするストロークセンサ。
In a stroke sensor that detects the amount of movement of a detection shaft that moves from its origin position following a detected object,
a spring that returns the detection shaft to the original position after being moved from the original position;
a magnet for changing the magnetic field as the detection shaft moves;
a magnetic detection element that detects the amount of movement of the detection shaft from a change in a magnetic field accompanying movement of the detection shaft;
a case having a space for accommodating a substrate on which the magnetic detection element is disposed;
a housing containing the magnet;
a screw for fixing the board, the case, and the housing;
A stroke sensor comprising: a sealing member that fills the space.
前記検出シャフトは、径大部と、前記径大部よりも径小となる径小部とを有し、
前記磁石は、環状に形成され、前記径小部が貫通する貫通部を備えることを特徴とする請求項1記載のストロークセンサ。
The detection shaft has a large diameter portion and a small diameter portion smaller in diameter than the large diameter portion,
The stroke sensor according to claim 1, wherein the magnet is formed in an annular shape and includes a through portion through which the small diameter portion passes.
前記ケースは樹脂材料によって形成され、前記ハウジングは非磁性の金属材料によって形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のストロークセンサ。 3. The stroke sensor according to claim 1, wherein the case is made of a resin material, and the housing is made of a non-magnetic metal material.
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