特開 2024-6138 ストロークセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006138

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】ストロークセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/00 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01B5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106753

(22)【出願日】2022-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉田 龍二

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA02

2F062EE01

2F062EE62

2F062GG51

(57)【要約】

【課題】 連結部材を適正位置に固定することが可能なストロークセンサを提供する。
【解決手段】 取付対象に連結される連結部材９０と、この連結部材９０を保持可能な孔部２６と孔部２６を囲繞する囲繞部２７とを有する第一ハウジング２０と、検出対象に一端が連結される検出シャフト１０と、検出シャフト１０を原点位置Ｏに付勢するスプリング４０とを備え、囲繞部２７と孔部２６との境界部分２８には、孔部２６の開放部分２６ａに向けて連結部材９０を案内するための末広がり状の誘い込み部２８ａが設けられている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

取付対象に連結される連結部材と、
前記連結部材を保持可能な孔部と前記孔部を囲繞する囲繞部とを有するハウジングと、
検出対象に一端が連結される検出シャフトと、
前記検出シャフトを基準位置に付勢するスプリングとを備え、
前記囲繞部と前記孔部との境界部分には、前記孔部の開放部分に向けて前記連結部材を案内するための末広がり状の誘い込み部が設けられていることを特徴とするストロークセンサ。

【請求項2】

前記連結部材は、ベアリングと、前記ベアリングを保持するように前記囲繞部に固定されるベアリングホルダとを備えていることを特徴とする請求項１記載のストロークセンサ。

【請求項3】

前記ベアリングは、前記境界部分に沿った長さが第１の値に設定され、
前記ベアリングホルダは、前記ベアリングと前記囲繞部との間に位置し、前記境界部分に沿った長さが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定されていることを特徴とする請求項２記載のストロークセンサ。

【請求項4】

前記囲繞部は、前記連結部材の外側に位置する本体部と、前記ベアリングホルダを支持する突出部とを備えていることを特徴とする請求項３記載のストロークセンサ。

【請求項5】

前記境界部分には、前記誘い込み部に隣接するように溝部が設けられ、
前記ベアリングホルダは、前記溝部に配設される固定部材と前記突出部とによって挟持されていることを特徴とする請求項４記載のストロークセンサ。

【請求項6】

前記本体部と前記突出部との間には窪み部が設けられていることを特徴とする請求項４または請求項５記載のストロークセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストロークセンサに関し、例えば自動２輪車に使用されるクイックシフター用のストロークセンサに適用することができる。

【背景技術】

【0002】

従来、自動二輪車においては、クイックシフターによりライダーの使い勝手を向上している。ここでクイックシフターは、ストロークセンサによりシフトペダルの操作を検出して各部を制御する構成であり、オートシフターや単にシフターとも呼ばれている。

【0003】

このようなストロークセンサは、連結部材により取付対象（例えば取付ブラケット）に取り付けられており、例えば特許文献１には、取付対象に連結される連結部材を保持可能な孔部と当該孔部を囲繞する囲繞部とを有する金属製のハウジングと、検出対象（シフトペダル）に一端が連結される検出シャフトと、この検出シャフトを基準位置に付勢するスプリングとから主に構成されたストロークセンサが開示されている。連結部材は、例えば金属製のベアリングと、ベアリングと囲繞部との間に介在する金属製のベアリングホルダとからなり、当該連結部材をハウジングの前記孔部の中に固定（圧入固定）する構成を採用していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０４５３２７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述した特許文献１に記載のストロークセンサの場合、連結部材をハウジングの前記孔部の中に固定するにあたって、孔部と囲繞部との境界部分全体（つまり囲繞部の内周部）が断面視で直線状となっていることに起因して、連結部材（ベアリングホルダ）の一部が囲繞部の内周部に食い込む場合があり、この場合、連結部材が軸ズレされた状態で前記孔部に固定されるという事象が生じ、連結部材を適正位置に固定することが困難であるという問題があった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、連結部材を適正位置に固定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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、取付対象に連結される連結部材と、前記連結部材を保持可能な孔部と前記孔部を囲繞する囲繞部とを有するハウジングと、検出対象に一端が連結される検出シャフトと、前記検出シャフトを基準位置に付勢するスプリングとを備え、前記囲繞部と前記孔部との境界部分には、前記孔部の開放部分に向けて前記連結部材を案内するための末広がり状の誘い込み部が設けられていることを特徴とする。

【0007】

また本発明は、前記連結部材は、ベアリングと、前記ベアリングを保持するように前記囲繞部に固定されるベアリングホルダとを備えていることを特徴とする。

【0008】

また本発明は、前記ベアリングは、前記境界部分に沿った長さが第１の値に設定され、前記ベアリングホルダは、前記ベアリングと前記囲繞部との間に位置し、前記境界部分に沿った長さが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定されていることを特徴とする。

【0009】

また本発明は、前記囲繞部は、前記連結部材の外側に位置する本体部と、前記ベアリングホルダを支持する突出部とを備えていることを特徴とする。

【0010】

また本発明は、前記境界部分には、前記誘い込み部に隣接するように溝部が設けられ、前記ベアリングホルダは、前記溝部に配設される固定部材と前記突出部とによって挟持されていることを特徴とする。

【0011】

また本発明は、前記本体部と前記突出部との間には窪み部が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、所期の目的を達成でき、連結部材を適正位置に固定することが可能なストロークセンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態によるストロークセンサの断面図。

【図2】同実施形態による検出シャフトの断面図。

【図3】同実施形態による第一ハウジングと連結部材とを示す断面図。

【図4】図３中、第一ハウジングの一部と連結部材とを拡大して示す要部拡大断面図。

【図5】同実施形態による第二ハウジングの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0015】

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、クイックシフター用のストロークセンサであり、検出対象（例えばシフトペダル）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を検出するものである。ストロークセンサ１は、検出対象に一端が連結される検出シャフト１０と、第一ハウジング２０と、第二ハウジング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（検出シャフト１０に備えられる後述する窪み部）の移動に伴って磁界を変化させる機能を有する磁石５０と、検出シャフト１０（前記窪み部）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を検出する機能を有する磁気検出素子６０と、第一ハウジング２０の後述する収納部に収納される基板７０と、磁石５０や磁気検出素子６０を封止するための封止部材８０と、所定の取付対象（例えば図示省略した取付ブラケット）に連結される連結部材９０とを備える。

【0016】

図２を併せて参照する。検出シャフト１０は、検出対象の移動によって追従される検出媒体であり、例えば検出対象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軟磁性材料が好ましく、例えばフェライト系ステンレスを適用することができる。

【0017】

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並びに径小部１３を有し、本実施形態では、第一ハウジング２０の方向から径小部１３、径大部１１、径中部１２の並びで構成される。また、検出シャフト１０は、径中部１２に気密部材１４が取り付けられる。なお、図１中、１５ａ、１５ｂ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１５ａ、１５ｂ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１５ａはスプリング４０の右側に位置し、第二の座金１５ｂはスプリング４０の左側に位置する。

【0018】

径大部１１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、第二ハウジング３０内に配置され、径小部１３に取り付けられた第二の座金１５ｂを支持する。

【0019】

径中部１２は、径大部１１より直径の小さい部位である。径中部１２は、第二ハウジング３０の後述するシャフト孔から外側に突き出しており、当該シャフト孔から外側に突き出た径中部１２の一部が検出対象と連結（接続）される。

【0020】

径小部１３は、径大部１１（径中部１２）より直径の小さい部位である。径大部１１よりも径小となる径小部１３には、径大部１１から離れるに従って、第二の座金１５ｂ、スプリング４０、第一の座金１５ａが位置するように組み付けられる。なお、図１中、１６は止め輪であり、この止め輪１６は、非磁性材料からなるラジアル方向取り付け式止め輪であり、径小部１３の略中間部分に設けられた図示しない溝に保持される。止め輪１６は、第一の座金１５ａを支持する。つまり、この場合、止め輪１６と径大部１１との間に第一の座金１５ａとスプリング４０と第二の座金１５ｂとが挟持される構成となる。

【0021】

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、径中部１２に設けられた溝に保持される。

【0022】

第一の座金１５ａ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、その直径は第一ハウジング２０の内径、及びスプリング４０よりも大きく、第一ハウジング２０の後述する円筒部の内径より小さく構成される。

【0023】

第二の座金１５ｂ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１１、第二ハウジング３０の内径、及びスプリング４０よりも大きく、第二ハウジング３０の後述する円筒部分の内径よりも小さく構成される。第一の座金１５ａ、及び第二の座金１５ｂ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。

【0024】

また、図１中、径小部１３の右側にはヨーク部分としての窪み部１７が設けられている。窪み部１７は、略凹形状（略円環溝形状）に形成され、図１において、磁石５０及び磁気検出素子６０の直下に対応する径小部１３の外周面に設けられる。

【0025】

図３、図４を併せて参照する。第一ハウジング２０は、止め輪１６を受ける第一の受部２１と、軸支持部２２と、第一の座金支持部２３と、収納部２４と、雌ねじ部２５と、孔部２６と、囲繞部２７とを有して構成される。

【0026】

第一ハウジング２０は、アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性材料が好ましく、略円筒状の円筒部２０ａと略平板状の平板部２０ｂと平板部２０ｂの円筒部２０ａとは反対側に位置する略円環板状の円環板部２０ｃとによって構成されている。なお、この第一ハウジング２０は、後述する特許請求の範囲に記載されているハウジングに相当する。

【0027】

第一の受部２１は、円筒部２０ａの内側に設けられる円環状の面であり、止め輪１６と接触可能に構成され、検出シャフト１０の移動量Ｓを制限する。

【0028】

軸支持部２２は、平板部２０ｂの内側に設けられ、検出シャフト１０の径小部１３を支持する溝として形成される。軸支持部２２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。

【0029】

第一の座金支持部２３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１５ａの外縁部分を支持する。第一の座金支持部２３は、第一の受部２１の形成位置からスプリング４０側に向かって一段高い位置に形成される。

【0030】

収納部２４は、平板部２０ｂの外側に設けられる。より具体的には、収納部２４は、軸支持部２２から屹立するように設けられる。そして、収納部２４の内部には、磁石５０、磁気検出素子６０、及び磁石５０の一部である後述する磁石端部が貫通する貫通孔部７１を有する基板７０とが収納される。

【0031】

雌ねじ部２５は、円筒部２０ａの薄肉円筒部Ｔの外周面に備えられ、第一ハウジング２０と第二ハウジング３０を連結するために用いられる。

【0032】

孔部２６は、連結部材９０を保持可能な略円形の貫通孔として構成される。

【0033】

囲繞部２７は、孔部２６を囲繞する（取り囲む）略円環状の部位として概ね構成される。囲繞部２７及び孔部２６は円環板部２０ｃに設けられる。囲繞部２７は、連結部材９０の外側に位置する円環状本体部２７ａと、連結部材９０に備えられる後述するベアリングホルダを支持する突出部２７ｂとを備えている。突出部２７ｂは、略円環形状に形成され、連結部材９０を孔部２６に圧入固定した際に、連結部材９０を支える部位として構成される。そして、円環状本体部２７ａと突出部２７ｂとの間には凹形状からなる窪み部２７ｃが設けられている。この窪み部２７ｃは、連結部材９０を孔部２６に圧入固定した際に生じる金属の削りかすを溜めるための部位として機能する。なお、円環状本体部２７ａは、後述する特許請求の範囲に記載されている本体部に相当する。

【0034】

そして、囲繞部２７と孔部２６との間の境目となる境界部分２８には、図５中、上側に位置する孔部２６の開放部分２６ａに向けて末広がり状の誘い込み部２８ａが設けられている。誘い込み部２８ａは、連結部材９０を案内するための部位として構成され、略逆ハの字形状に形成される。すなわち、誘い込み部２８ａは、開放部分２６ａに向けて孔の径（開口幅）を徐々に大きくする傾斜面を有し、これによって連結部材９０の圧入を容易にし、連結部材９０を適切な位置に案内することができる。また、この場合、境界部分２８には、誘い込み部２８ａに隣接するように溝部２８ｂが設けられている。溝部２８ｂは、誘い込み部２８ａと孔部２６の開放部分２６ａとの間に設けられ、固定部材としての止め輪２９を固定するための部位として構成される。

【0035】

図５を併せて参照する。第二ハウジング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、雄ねじ部３４を有して構成される。

【0036】

第二ハウジング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。なお、この第二ハウジング３０は、後述する特許請求の範囲に記載されている他のハウジングに相当する。

【0037】

孔部３１は、第二ハウジング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。また、孔部３１には、シャフト孔３２との境界部分に、径大部１１を受ける円環状の面からなる第二の受部３５が形成される。第二の受部３５は、径大部１１を受け、検出シャフト１０の移動量Ｓを制限する。

【0038】

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。

【0039】

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１５ｂの外縁部分を支持する。

【0040】

雄ねじ部３４は、シャフト孔３２と相対する方向となる第二ハウジング３０の薄肉円筒部分３０ａの内周面に備えられ、第一ハウジング２０と第二ハウジング３０を連結するために用いられる。

【0041】

図１、図２に示すスプリング４０は、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。

【0042】

スプリング４０は、内側に検出シャフト１０の径小部１３を通すように構成され、その両端側において、第一の座金１５ａ、及び第二の座金１５ｂと接している。つまり、ここでのスプリング４０は、窪み部１７（第一の座金１５ａ）と径大部１１（第二の座金１５ｂ）との間に位置する径小部１３の周囲に装着され、検出シャフト１０を基準位置である原点位置Ｏに付勢する付勢部材としての機能を有している。

【0043】

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１５ｂがスプリング４０を押し、且つ、第一の座金支持部２３に支持された第一の座金１５ａ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、止め輪１６が第一ハウジング２０の第一の受部２１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。

【0044】

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１６に支持された第一の座金１５ａ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１５ｂ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、止め輪１６によって支持された第一の座金１５ａが第二ハウジング３０の第二の受部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。

【0045】

主に図３に示す磁石５０は、例えば角柱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、磁気検出素子６０に磁界を提供する。磁石５０は、軟磁性材料からなる径小部１３（検出シャフト１０）に設けられた窪み部１７の移動に伴って磁界を変化させる。

【0046】

磁気検出素子６０は、検出対象の位置や移動量Ｓ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、検出シャフト１０と磁石５０との間に配置される。例えば磁気検出素子６０は接着剤などの適宜固定手段を用いて磁石５０と接合している。つまり、ここでの磁石５０及び磁気検出素子６０は、第一ハウジング２０に設けられた収納部２４に重なり合うように不動状態で配設されることになる。

【0047】

磁気検出素子６０は、軟磁性材料からなる窪み部１７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。すなわち、磁気検出素子６０は、軟磁性体である検出シャフト１０が移動することで、磁石５０が磁気検出素子６０へ与える磁界の向き及び強さを変え、その結果を移動量Ｓとして検出する。

【0048】

基板７０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、図３中、基板７０の略中央部分には貫通孔部７１が開口形成される。そして、この場合、磁石５０及び磁気検出素子６０は、磁石５０の一部（例えば磁石５０の磁気検出素子６０側に位置する磁石端部５１）が貫通孔部７１の内部に位置した状態で、収納部２４に重なり合うように配設される。また、この際、磁気検出素子６０は、その両側にある２つのリード線７２により検出シャフト１０側に位置する基板７０の一方の面７３に導通接続される。また、基板７０の磁気検出素子６０への電源の取り込みや外部への電気信号の出力は、基板７０に接続される図示しない電気コードにて行われる。

【0049】

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、収納部２４に注入され硬化することで、磁石５０、磁気検出素子６０、及び基板７０を気密に封止する。

【0050】

主に図４に示す連結部材９０は、その主要部を構成する金属製のベアリング９１と、ベアリング９１を保持するように囲繞部２７に不動状態に固定される金属製のベアリングホルダ９２とを備えている。

【0051】

ベアリング９１は、囲繞部２７と孔部２６との境界部分２８に沿った長さが第１の値Ｌ１に設定され、ベアリングホルダ９２は、ベアリング９１と囲繞部２７との間に位置（介在）し、境界部分２８に沿った長さが第１の値Ｌ１よりも小さい第２の値Ｌ２に設定されている。また、ここでのベアリングホルダ９２は、溝部２８ｂに配設される止め輪Ｆと囲繞部２７に設けられた突出部２７ｂとによって挟持され、これによりベアリング９１とベアリングホルダ９２とで構成される連結部材９０を孔部２６に確実に固定することが可能となる。

【0052】

以上のように本実施形態では、前記取付対象に連結される連結部材９０と、この連結部材９０を保持可能な孔部２６と孔部２６を囲繞する囲繞部２７とを有する第一ハウジング２０と、前記検出対象に一端が連結される検出シャフト１０と、検出シャフト１０を原点位置Ｏに付勢するスプリング４０とを備え、囲繞部２７と孔部２６との境界部分２８には、孔部２６の開放部分２６ａに向けて連結部材９０を案内するための状の誘い込み部２８ａが設けられているものである。

【0053】

従って、開放部分２６ａからベアリング９１とベアリングホルダ９２とでなる連結部材９０を入れ込む際に、境界部分２８に開放部分２６ａ側に向けて末広がりとなる誘い込み部２８ａを設けたことで、従来から問題となっていた囲繞部の内周部が断面視で直線状あることによるベアリングホルダの当該内周部への食い込みを抑制することができる。よって、連結部材９０が軸ズレされた状態で孔部２６に固定されるという事象は生じなくなり、連結部材９０を適正位置に固定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。

【0054】

また本実施形態では、円環状本体部２７ａと突出部２７ｂとの間には窪み部２７ｃが設けられていることにより、連結部材９０を孔部２６に圧入固定した際にベアリングホルダ９２と円環状本体部２７ａとが擦れることにより生じる金属の削りかすを窪み部２７ｃに溜めることができ、前記圧入固定時において、圧入不良などの不具合が極力発生する虞のないストロークセンサを提供することができる。

【0055】

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。

【0056】

例えば上述の実施形態では、第一ハウジング２０及び第二ハウジング３０がともに非磁性材料で形成されるものであったが、必要に応じて第一ハウジング２０と第二ハウジング３０とのうち少なくとも一方を樹脂材料により形成してもよい。

【0057】

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。

【符号の説明】

【0058】

１ ストロークセンサ
１０ 検出シャフト
２０ 第一ハウジング（ハウジング）
２６ 孔部
２６ａ 開放部分
２７ 囲繞部
２７ａ 円環状本体部（本体部）
２７ｂ 突出部
２７ｃ 窪み部
２８ 境界部分
２８ａ 誘い込み部
２８ｂ 溝部
２９ 止め輪（固定部材）
３０ 第二ハウジング（他のハウジング）
４０ スプリング
５０ 磁石
６０ 磁気検出素子
７０ 基板
８０ 封止部材
９０ 連結部材
９１ ベアリング
９２ ベアリングホルダ
Ｌ１ 第１の値
Ｌ２ 第２の値
Ｏ 原点位置（基準位置）
Ｓ 移動量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】