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JP2018004414A - Stroke sensor - Google Patents

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JP2018004414A
JP2018004414A JP2016131003A JP2016131003A JP2018004414A JP 2018004414 A JP2018004414 A JP 2018004414A JP 2016131003 A JP2016131003 A JP 2016131003A JP 2016131003 A JP2016131003 A JP 2016131003A JP 2018004414 A JP2018004414 A JP 2018004414A
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shaft
housing
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magnet
stroke sensor
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JP2016131003A
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耕太 蛯名
Kota Ebina
耕太 蛯名
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stroke sensor which can be easily built and has a high detection accuracy.SOLUTION: A stroke sensor A includes: a housing 2; a shaft 1 partially contained in the housing 2, the shaft reciprocating around the position of the original point by following a detection target body; a magnet 4 provided to the shaft 1; and a magnetism detection element 5 detecting a magnetic force from the magnet 4 which changes with the amount of movement of the shaft 1. The shaft 1 includes: metal shafts 11, 12; and guide parts 115, 123 for guiding the positional relation of the shafts 11, 12 while being in contact with the shafts before and after the shafts are engaged with each other to be connected together.SELECTED DRAWING: Figure 2

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.

自動車や自動二輪車のレバーなどの移動体の移動量を検出するストロークセンサとして、例えば、特許文献1に開示されたものがある。このストロークセンサは、被検出体の移動に追従するシャフトと、シャフトに設けた磁石の移動量を検出するストロークセンサであって、ハウジング内にシャフト等の部品を収容する構造について開示される。   As a stroke sensor for detecting the amount of movement of a moving body such as a lever of an automobile or a motorcycle, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. This stroke sensor is a stroke sensor that detects the amount of movement of a shaft that follows the movement of an object to be detected and the magnet provided on the shaft, and discloses a structure that houses components such as a shaft in a housing.

特開2014−130035号公報JP 2014-130035 A

上述特許文献1記載のストロークセンサにあっては、シャフトに非磁性体を用いるため、シャフトの一部を合成樹脂にて形成している。この場合、磁石等を含むようにインサート成形を行うなどの工程が必要であり、煩雑となってしまう。
また、大きな温度変化や振動などが加わる箇所に適用する場合や、更に高い検出精度を求める場合にあっては、熱変形など小さな金属材からなるシャフトを適用する必要がある。この場合にあっても、組み付け作業が容易である構造が求められていた。
In the stroke sensor described in Patent Document 1, since a non-magnetic material is used for the shaft, a part of the shaft is formed of synthetic resin. In this case, a process such as insert molding so as to include a magnet or the like is necessary and complicated.
In addition, when applied to a place where a large temperature change or vibration is applied, or when higher detection accuracy is required, it is necessary to apply a shaft made of a small metal material such as thermal deformation. Even in this case, a structure that can be easily assembled has been demanded.

そこで本願発明の目的は、上述課題に着目し、組み付けが容易で検出精度の高いストロークセンサを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a stroke sensor that is easy to assemble and has high detection accuracy, paying attention to the above-mentioned problems.

上記目的を達成するため、本発明に係るストロークセンサは、
ハウジングと、
前記ハウジング内に一部が収容され被検出体に追従して原点位置を中心に往復移動するシャフトと、
前記シャフトの移動量に伴って変化する磁石からの磁力を検出する磁気検出素子と、
を備えるストロークセンサであって、
前記シャフトは、金属材からなる複数の軸部からなり、互いに螺合して連結される前及び後に、前記軸部同士の位置関係を当接しながらガイドするガイド部を設けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stroke sensor according to the present invention comprises:
A housing;
A shaft that is partly housed in the housing and reciprocates around the origin position following the object to be detected;
A magnetic detection element for detecting a magnetic force from a magnet that varies with the amount of movement of the shaft;
A stroke sensor comprising:
The shaft is composed of a plurality of shaft portions made of a metal material, and is provided with a guide portion that guides the positional relationship between the shaft portions before and after being connected to each other by screwing.

また、前記複数の軸部は、前記ハウジングに当接する摺動部をそれぞれに設けることを特徴とする。   Each of the plurality of shaft portions may be provided with a sliding portion that contacts the housing.

また、前記ハウジングに対して前記シャフトが前記原点位置に復帰するための原点復帰手段を、備え、
この原点復帰手段は、前記複数の軸部同士の連結によって挟むようにして前記シャフトに保持されることを特徴とする。
Also, an origin return means for returning the shaft to the origin position with respect to the housing is provided,
The origin returning means is characterized in that it is held by the shaft so as to be sandwiched by the connection of the plurality of shaft portions.

本発明によれば、組み付けが容易で検出精度の高いストロークセンサとなる。   According to the present invention, the stroke sensor can be easily assembled and has high detection accuracy.

本発明のストロークセンサの実施の形態を示す平面図The top view which shows embodiment of the stroke sensor of this invention 同上実施の形態のストロークセンサの断面図(図1のV−V断面図)。Sectional drawing (VV sectional drawing of FIG. 1) of the stroke sensor of embodiment same as the above. 同上実施の形態の組み付け前のシャフトを示す図。The figure which shows the shaft before the assembly | attachment of embodiment same as the above. 同上実施の形態の組み付け時のシャフトを示す図。The figure which shows the shaft at the time of the assembly | attachment of embodiment same as the above. 同上実施の形態の第2ケース、シャフト、パッキンを示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd case, shaft, and packing of embodiment same as the above. 同上実施の形態の第1ケースの組み付け前のストロークセンサを示す断面図。Sectional drawing which shows the stroke sensor before the assembly | attachment of the 1st case of embodiment same as the above.

以下に、本発明の実施の形態として、車両に搭載される可動部品、例えば、操作レバーや、アクセルペダル、変速機、吸気スロットルなどの可動部を被検出体とし、その移動量または操作量を検出するストロークセンサに適用したものを例にあげて添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a movable part mounted on a vehicle, for example, a movable part such as an operation lever, an accelerator pedal, a transmission, an intake throttle, etc. is used as a detected body, and a movement amount or an operation amount thereof is determined. An example applied to a stroke sensor to be detected will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明のストロークセンサAは、図1,2に示すように、被検出体に追従して原点位置を中心に往復するシャフト1の移動量を検出するストロークセンサAであって、シャフト1の回転を規制して摺動可能に支持するハウジング2と、シャフト1とハウジング2との間に設けられ移動量を検出して移動した後のシャフト1を原点位置に復帰させる原点復帰手段3と、を備え、シャフト1に設ける磁石4と、ハウジング2を介して磁石4と対向する位置にてシャフト1の移動に伴う磁界の変化から移動量を検出する磁気検出素子5と、を有して構成される。また、シャフト1とハウジング2との間に異物が入らないようにパッキン6が組み付けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the stroke sensor A of the present invention is a stroke sensor A that detects the amount of movement of the shaft 1 that reciprocates around the origin position following the detected object. A slidably supported housing 2 and an origin return means 3 provided between the shaft 1 and the housing 2 for detecting the amount of movement and returning the moved shaft 1 to the origin position. And a magnet 4 provided on the shaft 1 and a magnetic detection element 5 for detecting a movement amount from a change in the magnetic field accompanying the movement of the shaft 1 at a position facing the magnet 4 through the housing 2. The A packing 6 is assembled so that no foreign matter enters between the shaft 1 and the housing 2.

本実施の形態のシャフト1は、被検出体の移動によって追従する検出媒体であり、例えば、被検出体に連結されて外力が伝達され、軸方向(長手方向)に往復して追従する。   The shaft 1 according to the present embodiment is a detection medium that follows the movement of the detection target. For example, the shaft 1 is connected to the detection target, transmits an external force, and reciprocates in the axial direction (longitudinal direction).

シャフト1は、図3,4に示すように、第1シャフト(軸部)11と、第2シャフト(軸部)12とで構成され、第1シャフト11と第2シャフト12がねじで連結されている。なお、シャフト1は、図5に示すように、原点復帰手段3とともにユニット化された後、第2ケース22に組み付けられる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the shaft 1 includes a first shaft (shaft portion) 11 and a second shaft (shaft portion) 12, and the first shaft 11 and the second shaft 12 are connected by screws. ing. As shown in FIG. 5, the shaft 1 is unitized with the origin returning means 3 and then assembled to the second case 22.

第1シャフト11は、ある程度剛性を有する非磁性金属からなり、代表例としてオーステナイト系のステンレス鋼(SUS;Steel Use Stainless)で形成される。第1シャフト11は、連結部111と、保持部112と、摺動部113と、収容部114と、ガイド部115とを設けている。   The first shaft 11 is made of a nonmagnetic metal having a certain degree of rigidity, and is typically made of austenitic stainless steel (SUS; Steel Use Stainless). The first shaft 11 includes a connecting portion 111, a holding portion 112, a sliding portion 113, a housing portion 114, and a guide portion 115.

連結部111は、ガイド部115よりも端側で、第1シャフト11の一端側にねじ山が形成されてなり、第2シャフト12と連結できる。   The connecting portion 111 is on the end side of the guide portion 115 and has a thread formed on one end side of the first shaft 11, and can be connected to the second shaft 12.

保持部112は、ピストン31やバネ32からなる原点復帰手段3を摺動可能に保持することができ、連結された第2シャフト12の端面12aと、この端面12aに対向する端面112aとで原点復帰手段3を軸方向に挟むようにして保持している。この端面12a,112aが、後述する原点復帰手段3のピストン31に接し、シャフト1が押し込まれる場合に、押し込む力をピストン31に伝達する。これにより、ピストン31を介してバネ32による抗力が発生し、シャフト1を原点位置に復帰させることができるようになる。   The holding portion 112 can slidably hold the origin returning means 3 including the piston 31 and the spring 32, and the origin is defined by the end surface 12a of the connected second shaft 12 and the end surface 112a facing the end surface 12a. The return means 3 is held so as to be sandwiched in the axial direction. The end faces 12a and 112a are in contact with a piston 31 of the origin returning means 3 described later, and transmit the pushing force to the piston 31 when the shaft 1 is pushed. As a result, a drag force is generated by the spring 32 via the piston 31, and the shaft 1 can be returned to the origin position.

摺動部113は、第1シャフト11の他端側(連結部111の反対側)に形成され、ハウジング(第1ケース21)2内の内壁面に当接して摺動する部分であり、ハウジング2によって精度よく軸支されるとともに、円柱でなく回り止め可能な形状にて形成されている。これにより、端面12a,112aに加わるバネ32の荷重によるシャフト1の偏芯を極力抑えることができる。また、摺動部113には、溝部113aが形成されて、潤滑剤を留めることができる。なお、回り止め形状として、第1シャフト11の側面を平坦にカットした切り欠き面が形成されて横断面形状が略D形状に形成し、ハウジング(第1ケース21)2の内壁をこの切り欠き面に当接させることで足りる。ストロークセンサAは、この回り止めによって、シャフト1とともに磁石4が回転しないため、磁石4と磁気検出素子5とが対向する向きを一定に保ち、正確に磁力変化を検出ができる。   The sliding portion 113 is a portion that is formed on the other end side of the first shaft 11 (opposite side of the connecting portion 111), and that slides in contact with the inner wall surface in the housing (first case 21) 2. 2 is supported with high precision and is formed in a shape capable of preventing rotation rather than a cylinder. Thereby, the eccentricity of the shaft 1 due to the load of the spring 32 applied to the end faces 12a and 112a can be suppressed as much as possible. In addition, a groove 113a is formed in the sliding portion 113 so that the lubricant can be retained. In addition, as a non-rotating shape, a notch surface in which the side surface of the first shaft 11 is cut flat is formed to have a substantially D-shaped cross section, and the inner wall of the housing (first case 21) 2 is notched. It is sufficient to make it contact the surface. The stroke sensor A can prevent the magnet 4 from rotating together with the shaft 1 by this rotation prevention, so that the direction in which the magnet 4 and the magnetic detection element 5 face each other is kept constant, and the change in magnetic force can be accurately detected.

収容部114は、第1シャフト11の前記他端側の端面に形成された凹形状の箇所であり、磁石4が圧入されて保持される。この場合、磁石4は、回り止め可能な形状にて位置ずれしないように保持され、さらに接着剤を用いて強固に固定している。   The accommodating portion 114 is a concave portion formed on the end surface of the first shaft 11 on the other end side, and the magnet 4 is press-fitted and held. In this case, the magnet 4 is held in a shape that can be prevented from rotating so as not to be displaced, and is further firmly fixed using an adhesive.

ガイド部115は、円柱状の曲面からなり、保持部112のピストン31が摺動する面と同様に、平滑な面で形成され、図4に示すように、連結部111によって、螺合される前に、第2シャフト12に接することで、互いの軸位置が合うようにできる。従って、同軸状態を保ったまま連結部111による螺合が可能となる。   The guide portion 115 is formed of a cylindrical curved surface, is formed with a smooth surface similar to the surface on which the piston 31 of the holding portion 112 slides, and is screwed together by the connecting portion 111 as shown in FIG. By contacting the second shaft 12 before, the axial positions can be matched. Therefore, screwing by the connecting portion 111 is possible while maintaining the coaxial state.

第2シャフト12は、第1シャフト11と連結されて、一部がハウジング(第2ケース22)2内に収容される。第2シャフト12は、例えば、金属材料が用いられる。第2シャフト12は、第1シャフト11と同様、非磁性材料の方が好ましいが、磁石4や磁気検出素子5との距離を確保してあるため、鋼材等の軟磁性材料であっても磁界への影響度は低く、コストや強度と照らし合わせて適宜材料を選択することが可能である。   The second shaft 12 is connected to the first shaft 11, and a part thereof is accommodated in the housing (second case 22) 2. For example, a metal material is used for the second shaft 12. As with the first shaft 11, the second shaft 12 is preferably made of a non-magnetic material. However, since the distance from the magnet 4 and the magnetic detection element 5 is secured, a magnetic field can be used even with a soft magnetic material such as steel. The material has a low degree of influence, and it is possible to select a material as appropriate in light of cost and strength.

第2シャフト12は、連結部121と、摺動部122と、ガイド部123とを設ける。連結部121は、原点復帰手段3が通された第1シャフト11の連結部111に螺合して連結される。連結に際しては、連結部111,121間に補強用接着剤(例えば、シールロック剤)などでねじの緩み防止を行う。また、第2シャフト12は、第1シャフト11の摺動部113と同様の摺動部122を備えており、ハウジング(第2ケース22)2の内壁に当接して摺動する。また、摺動部122には、溝部113aと同様に、潤滑剤を溜め置く溝部122aを備えている。なお、この場合、第2シャフト12は、ハウジング2に対して回り止め加工がなされない。   The second shaft 12 includes a connecting part 121, a sliding part 122, and a guide part 123. The connecting part 121 is screwed and connected to the connecting part 111 of the first shaft 11 through which the origin returning means 3 is passed. At the time of connection, screw loosening is prevented between the connecting portions 111 and 121 with a reinforcing adhesive (for example, seal lock agent). The second shaft 12 includes a sliding portion 122 similar to the sliding portion 113 of the first shaft 11, and slides in contact with the inner wall of the housing (second case 22) 2. In addition, the sliding portion 122 includes a groove portion 122a for storing a lubricant, similarly to the groove portion 113a. In this case, the second shaft 12 is not subjected to rotation prevention with respect to the housing 2.

また、第2シャフト12には、円筒状の内壁曲面に形成され、連結部121の更に端部側に第1シャフト11のガイド部115の寸法に対応する平滑面からなるガイド部123が形成される。ガイド部123は、図4に示すように、連結部111,121が螺合する前にガイド部115に当接して嵌まる。この当接状態によって、第1シャフト11と第2シャフト12とが同軸となり、この状態を保ったまま、端面12a,112aにて原点復帰手段4を挟み、同時に連結部111,121の螺合による連結ができる。従って、ばね32による反発力(弾性力)があっても、軸ずれすることなく容易に螺合作業を行うことができる構造となる。   The second shaft 12 is formed with a cylindrical inner wall curved surface, and a guide portion 123 having a smooth surface corresponding to the dimension of the guide portion 115 of the first shaft 11 is formed on the further end side of the connecting portion 121. The As shown in FIG. 4, the guide portion 123 is fitted in contact with the guide portion 115 before the coupling portions 111 and 121 are screwed together. Due to this contact state, the first shaft 11 and the second shaft 12 are coaxial, and while maintaining this state, the origin return means 4 is sandwiched between the end faces 12a and 112a, and at the same time, the connecting portions 111 and 121 are screwed together. Can be connected. Therefore, even if there is a repulsive force (elastic force) due to the spring 32, the screwing operation can be easily performed without being displaced.

また、このガイド部123は、摺動部122の内壁側に摺動部122と重なる位置で設けられるため、同じ位置で第1,第2シャフト11,12を軸支し、シャフト1が分割構造であっても、軸精度を高くできる。また、シャフト1の摺動部122部分を中実にし、変形し難くなるため、精度の高い検出を維持できる。   Further, since the guide portion 123 is provided at a position overlapping the sliding portion 122 on the inner wall side of the sliding portion 122, the first and second shafts 11 and 12 are pivotally supported at the same position, and the shaft 1 is divided. Even so, the axial accuracy can be increased. Moreover, since the sliding part 122 part of the shaft 1 is made solid and it becomes difficult to deform | transform, a highly accurate detection can be maintained.

ハウジング2は、第1シャフト11を摺動しながら収容する第1ケース21と、第2シャフト12を摺動しながら収容する第2ケース22とが別体に設けられる。   The housing 2 is provided with a first case 21 that accommodates the first shaft 11 while sliding, and a second case 22 that accommodates the second shaft 12 while sliding.

第1ケース21は、非磁性材料で略円筒状に形成されており、例えば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料や、PBT(Poly Butylene Terephthalate )が用いられる。第1ケース21は、図6に示すように、キャップ状に形成され、連結手段211と、摺動面212と、収容手段(検出部)213と、を設けている。   The first case 21 is formed of a nonmagnetic material in a substantially cylindrical shape. For example, a metal material such as aluminum or stainless steel, or PBT (Poly Butylene Terephthalate) is used. As shown in FIG. 6, the first case 21 is formed in a cap shape, and is provided with a connecting means 211, a sliding surface 212, and an accommodating means (detection unit) 213.

連結手段211は、第2ケース21との連結に際して形成されるものであり、互いに螺合するためのネジ山加工されるネジ部211aと、第1ケース21に嵌める際、ネジ部211aが螺合される前に、第2ケース21に当たってガイドする当接部211bが形成されている。この場合、ネジ部211a、当接部21bは、第1ケース21の内壁側に形成される。   The connecting means 211 is formed when connecting to the second case 21, and the threaded portion 211 a that is threaded to be screwed together, and the screw portion 211 a is screwed into the first case 21. Before the contact, the abutting portion 211b that guides and contacts the second case 21 is formed. In this case, the screw part 211 a and the contact part 21 b are formed on the inner wall side of the first case 21.

この当接部211bによって、第1ケース21と第2ケース22とが同軸になるように軸合わせした状態となるため、ネジ部211aを正しい方向から螺合させることができ、組み付け性が容易になる。また、第1ケース21と第2ケース22とを組み付けた後も、当接状態を継続するため、ハウジング2の剛性を高めることができる。   Since the first case 21 and the second case 22 are aligned with each other by the abutting portion 211b, the screw portion 211a can be screwed in from the correct direction, and assembling is easy. Become. Moreover, since the contact state is continued even after the first case 21 and the second case 22 are assembled, the rigidity of the housing 2 can be increased.

また、ネジ部211aが当接部211bよりも外側に配置されており、内側の当接部211bに外部影響が届きにくいため、異物の付着や腐食などを防止し、該同軸を保った状態を維持できる。さらに、連結に際して補強用接着剤(例えば、シールロック剤)を用いることで、この作用を高めることができる。   In addition, since the screw portion 211a is arranged outside the contact portion 211b and external influence is difficult to reach the inner contact portion 211b, it prevents adhesion of foreign substances and corrosion and keeps the same axis. Can be maintained. Furthermore, this action can be enhanced by using a reinforcing adhesive (for example, a seal lock agent) at the time of connection.

摺動面212は、シャフト1の収容空間において連結手段211よりも奥側の内壁に形成され、第1シャフト11の側壁に形成される摺動部113に当たって摺動可能にシャフト1を軸支する。また、摺動面212は、第1シャフト11の切り欠き面の外側面と接触する略D形状の横断面に形成され、シャフト1の回り止めも行う。従って、磁石4と磁気検出素子5との距離精度を一定にでき、検出精度を高めることができる。   The sliding surface 212 is formed on the inner wall on the back side of the coupling means 211 in the housing space of the shaft 1, and supports the shaft 1 so as to be slidable against the sliding portion 113 formed on the side wall of the first shaft 11. . The sliding surface 212 is formed in a substantially D-shaped cross section that contacts the outer surface of the notch surface of the first shaft 11, and also prevents the shaft 1 from rotating. Therefore, the distance accuracy between the magnet 4 and the magnetic detection element 5 can be made constant, and the detection accuracy can be increased.

収容手段213は、磁石4の近傍箇所に磁気検出素子5を保持できる。この場合、収容手段213は、磁気検出素子5を実装し、ケーブルCを介して外部接続するプリント配線基板213aを、第1ケース21の外側から組み付けて凹状の収容手段213内にビス213bを用いて保持される。また、収容手段213は、このプリント配線基板213aやケーブルCとの接続箇所を気密にするための充填部材213cが設けられる。   The accommodating means 213 can hold the magnetic detection element 5 in the vicinity of the magnet 4. In this case, the accommodating means 213 uses the screw 213b in the concave accommodating means 213 by assembling the printed wiring board 213a mounted with the magnetic detection element 5 and externally connected via the cable C from the outside of the first case 21. Held. Further, the accommodating means 213 is provided with a filling member 213c for hermetically connecting the printed wiring board 213a and the cable C.

また、第1ケース21には、シャフト1の軸方向における位置を定める端面214が設けられ、ピストン31に当接することによって、シャフト1の可動を規制している。   Further, the first case 21 is provided with an end face 214 that determines the position of the shaft 1 in the axial direction, and the movement of the shaft 1 is restricted by contacting the piston 31.

第2ケース22は、例えば、金属材料が用いられる。第2ケース22は、第1ケース21と同様、非磁性材料の方が好ましいが、磁石4や磁気検出素子5との距離を確保してあるため、鋼材等の軟磁性材料であっても磁界への影響度は低く、コストや強度と照らし合わせて適宜材料を選択することが可能である。   For example, a metal material is used for the second case 22. As with the first case 21, the second case 22 is preferably made of a non-magnetic material. However, since the distance from the magnet 4 and the magnetic detection element 5 is secured, a magnetic field can be used even with a soft magnetic material such as steel. The material has a low degree of influence, and it is possible to select a material as appropriate in light of cost and strength.

第2ケース22は、第1ケース21の連結手段に対応する形状の連結手段221が形成される。連結手段221は、この場合、図5に示すように、第2ケース22の外側に形成されるネジ部221aと当接部221bとが、第1ケース21の連結手段211のネジ部211aと当接部211bとに対応するように設けられる。   The second case 22 is formed with connecting means 221 having a shape corresponding to the connecting means of the first case 21. In this case, as shown in FIG. 5, the connecting means 221 includes a screw part 221a and an abutting part 221b formed on the outer side of the second case 22 and a screw part 211a of the connecting means 211 of the first case 21, respectively. It is provided so as to correspond to the contact portion 211b.

また、連結手段221には、第1ケース21との対向面の先端側に、当接部211bを第2ケース21の当接部221bに当接する所定位置に導くためのテーパー面221cが形成されている。このテーパー面221cによって、第1ケース21のネジ部211aによって覆われて見えない状態の当接部221b,211bの接触を容易にできる。このため、当接部211bよりもネジ部211aが開口端側に形成される場合、さらに、互いの当接部221b,211b間のクリアランスが極めて小さい場合であっても、容易に第1ケース21と第2ケース22との当接状態(軸合わせ)へ導くことができるため、組み付け性を容易にできる。   Further, the connecting means 221 is formed with a tapered surface 221c for guiding the contact portion 211b to a predetermined position where the contact portion 211b contacts the contact portion 221b of the second case 21 on the tip side of the surface facing the first case 21. ing. With the tapered surface 221c, contact of the contact portions 221b and 211b which are covered with the screw portion 211a of the first case 21 and cannot be seen can be facilitated. Therefore, when the screw portion 211a is formed closer to the opening end than the contact portion 211b, the first case 21 can be easily used even when the clearance between the contact portions 221b and 211b is extremely small. Since it can guide to the contact state (axis alignment) with the 2nd case 22, assembling property can be made easy.

なお、図6に示す状態から図2に示す組み付け状態に至るまでに、第1シャフト11の摺動部113と第1ケース21の摺動面212とが当接されるため、この箇所における組み付け状態を意識することなく、ハウジング2同士の螺合接続ができる。   In addition, since the sliding part 113 of the 1st shaft 11 and the sliding surface 212 of the 1st case 21 contact | abut from the state shown in FIG. 6 to the assembly | attachment state shown in FIG. Without being conscious of the state, the housings 2 can be screwed together.

また、第2ケース22には、第1ケース21と同様に、摺動面222や端面223が形成されている。摺動面222は、円筒状の第2ケース22の内壁に形成され、第2シャフト12の側壁に形成される摺動部122に当たって摺動可能にシャフト1を軸支する。また、端面223は、ピストン31に当接することによって、シャフト1の可動を規制している。   The second case 22 has a sliding surface 222 and an end surface 223 formed in the same manner as the first case 21. The sliding surface 222 is formed on the inner wall of the cylindrical second case 22 and pivotally supports the shaft 1 so as to be slidable against the sliding portion 122 formed on the side wall of the second shaft 12. The end surface 223 restricts the movement of the shaft 1 by contacting the piston 31.

原点復帰手段3は、一対のピストン31,31と、これらピストン31,31間に装着され、互いを引き離すように付勢するバネ32と、で構成される。2つのピストン31は、例えば、金属材料が用いられる。2つのピストン31は、非磁性材料の方が好ましいが、磁石4との距離を確保してあるため、鋼材等の軟磁性材料であっても磁界への影響度は低く、耐久性や強度と照らし合わせて適宜材料を選択することが可能である。   The origin returning means 3 is composed of a pair of pistons 31 and 31 and a spring 32 that is mounted between the pistons 31 and 31 and biases them away from each other. For example, a metal material is used for the two pistons 31. The two pistons 31 are preferably made of a non-magnetic material. However, since the distance from the magnet 4 is ensured, even a soft magnetic material such as a steel material has a low influence on the magnetic field, and has durability and strength. It is possible to select materials appropriately in light of the comparison.

2つのピストン31は、底付き円筒状に形成され底部分の中心に第1シャフト11の保持部112に装着するための装着穴が形成されている。2つのピストン31は、底部分を外側にして対向させ、第1シャフト11の保持部112に摺動可能に装着され、2つのピストン31間にコイルばねで構成したバネ32が介装され、第1シャフト11に装着されている。   The two pistons 31 are formed in a cylindrical shape with a bottom, and a mounting hole for mounting to the holding portion 112 of the first shaft 11 is formed in the center of the bottom portion. The two pistons 31 are opposed to each other with the bottom portion facing outward, and are slidably mounted on the holding portion 112 of the first shaft 11, and a spring 32 formed of a coil spring is interposed between the two pistons 31. 1 shaft 11 is mounted.

2つのピストン31は、第1ケース21と第2ケース22が連結されて形成されることで、端面214,223間に配置される。なお、2つのピストン31は、ハウジング(第2ケース22)2の内壁面に対してクリアランスを有するように設けられ、このクリアランスによって、ハウジング(第2ケース22)2内にシャフト1を組み付ける際の作業性や、車載後に大きな荷重が加わることでシャフト1に応力が加わったとしても、2つのピストン31が、ハウジング2の内壁面に接触し難くなるため、バネ32、2つのピストン31、及び前記内壁面が傷つくなど操作感に影響を与える要因を防止できる。   The two pistons 31 are arranged between the end surfaces 214 and 223 by being formed by connecting the first case 21 and the second case 22. The two pistons 31 are provided so as to have a clearance with respect to the inner wall surface of the housing (second case 22) 2. With this clearance, the shaft 1 is assembled in the housing (second case 22) 2. Even if stress is applied to the shaft 1 due to workability or a large load applied after the vehicle is mounted, the two pistons 31 are less likely to contact the inner wall surface of the housing 2. It is possible to prevent factors that affect the operational feeling such as the inner wall surface being damaged.

バネ32は、ステンレス鋼、例えば、SUS304WPBなどの非磁性金属からなるコイルばねが好ましく用いられるが、磁石4との距離があるため、軟磁性材料(例えば、SWBやSWCなど)であっても磁界への影響度は低いことから、耐久性や強度と照らし合わせて適宜材料を選択して良い。また、シャフト1がいずれの位置であっても、バネ32によって、2つのピストン31を端面214,223や、端面112a,12aに押し当てることができるため、前記内壁面に対してクリアランスを有する2つのピストン31であっても、振動することなく保持できる。このため、シャフト1のストロークに対して一定の操作感を提供できる。また、2つのピストン31の振動を防止することで、磁気検出素子5による検出精度を安定化できる。   As the spring 32, a coil spring made of stainless steel, for example, a nonmagnetic metal such as SUS304WPB is preferably used. However, since the spring 32 has a distance from the magnet 4, even if it is a soft magnetic material (for example, SWB or SWC), a magnetic field is used. Therefore, the material may be appropriately selected in light of durability and strength. Moreover, since the two pistons 31 can be pressed against the end surfaces 214 and 223 and the end surfaces 112a and 12a by the spring 32 regardless of the position of the shaft 1, the clearance 2 with respect to the inner wall surface is provided. Even one piston 31 can be held without vibration. For this reason, a constant operational feeling can be provided for the stroke of the shaft 1. Moreover, the detection accuracy by the magnetic detection element 5 can be stabilized by preventing the vibration of the two pistons 31.

原点復帰手段3の2つのピストン31は、原点位置では、図2に示すように、ピストン31aがハウジング2の端面214,223、及び、シャフト1の端面112a,12aに当接することで、離間距離が規制される。そして、この状態(原点位置)での2つのピストン31,31の円筒部の離間距離(間隔)がシャフト1の検出ストロークとなる。   As shown in FIG. 2, the two pistons 31 of the origin returning means 3 are separated from each other by the piston 31 a contacting the end surfaces 214 and 223 of the housing 2 and the end surfaces 112 a and 12 a of the shaft 1 at the origin position. Is regulated. The separation distance (interval) between the cylindrical portions of the two pistons 31 in this state (origin position) is the detection stroke of the shaft 1.

原点復帰手段3では、原点位置にあるシャフト1がハウジング2内に押し込まれるように変位すると、ピストン31が、ハウジング(第1ケース21)2の端面214及び、シャフト(第2シャフト12)の端面12aに当接しながら、ハウジング(第2ケース22)2の端面223と、シャフト(第1シャフト11)1の端面112aとから離れて移動し、バネ32に抗して2つのピストン31の円筒部が当たるまでの検出ストローク分だけ移動できる。そして、シャフト1を押し込む力がなくなると、バネ32に蓄積されたばね力で、シャフト1が原点位置に戻される。   In the origin return means 3, when the shaft 1 at the origin position is displaced so as to be pushed into the housing 2, the piston 31 moves to the end face 214 of the housing (first case 21) 2 and the end face of the shaft (second shaft 12). The cylindrical portion of the two pistons 31 moves against the spring 32 while moving away from the end surface 223 of the housing (second case 22) 2 and the end surface 112a of the shaft (first shaft 11) 1 while abutting against the spring 12a. It can move by the detection stroke until it hits. When the force for pushing the shaft 1 disappears, the shaft 1 is returned to the origin position by the spring force accumulated in the spring 32.

また、原点復帰手段3では、原点位置にあるシャフト1がハウジング2から引き出されるように変位する場合には、ピストン31が、ハウジング(第2ケース22)2の端面223及び、シャフト(第1シャフト11)の端面112aに当接しながら、ハウジング(第1ケース21)2の端面214と、シャフト(第2シャフト12)1の端面12aとから離れて移動し、バネ32に抗して2つのピストン31の円筒部が当たるまでの検出ストローク分だけ移動できる。そして、シャフト1を押し込む力がなくなると、バネ32に蓄積されたばね力で、シャフト1が原点位置に戻される。なお、ピストン31が収容されるピストン収容部には、外周面にグリースなどの潤滑剤が塗布され、第1シャフト11に対して長期的に安定した摺動を確保する。   Further, in the origin return means 3, when the shaft 1 at the origin position is displaced so as to be pulled out from the housing 2, the piston 31 is connected to the end surface 223 of the housing (second case 22) 2 and the shaft (first shaft). 11) while moving away from the end surface 214 of the housing (first case 21) 2 and the end surface 12 a of the shaft (second shaft 12) 1 while abutting against the end surface 112 a of 11) It is possible to move by the detection stroke until 31 cylindrical portions hit. When the force for pushing the shaft 1 disappears, the shaft 1 is returned to the origin position by the spring force accumulated in the spring 32. Note that a lubricant such as grease is applied to the outer peripheral surface of the piston housing portion in which the piston 31 is housed to ensure a long-term stable sliding with respect to the first shaft 11.

磁石4は、四角柱形状もしくは円柱形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)で構成される。本実施例では、磁石4は、SmCo焼結磁石を用いた円柱形状とされており、シャフト1の軸方向(長手方向)に2極が着磁されている。磁石4は、シャフト1の第1シャフト11の収容部114内に収容され、接着剤などで固定される。   The magnet 4 is composed of a rare earth magnet (for example, a magnet made of a material such as SmCo or NdFeB) formed in a quadrangular prism shape or a cylindrical shape. In this embodiment, the magnet 4 has a cylindrical shape using an SmCo sintered magnet, and two poles are magnetized in the axial direction (longitudinal direction) of the shaft 1. The magnet 4 is accommodated in the accommodating portion 114 of the first shaft 11 of the shaft 1 and fixed with an adhesive or the like.

磁石4は、第1ケース21の磁石4に対向する磁気検出素子5に磁界を提供しており、磁石4がシャフト1とともに変位することで、磁気検出素子5へ与える磁界の向き(磁力)を変え、結果的に磁気検出素子5が移動量として検出する。磁石4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いずれでも良い。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良い。   The magnet 4 provides a magnetic field to the magnetic detection element 5 facing the magnet 4 of the first case 21, and the direction (magnetic force) of the magnetic field applied to the magnetic detection element 5 by the displacement of the magnet 4 together with the shaft 1. As a result, the magnetic detection element 5 detects the amount of movement. The magnet 4 may be either a sintered magnet or a plastic magnet compressed or molded by mixing with plastic according to a manufacturing method. The sintered magnet has a stronger magnetic force, while the plastic magnet has characteristics such as higher mass productivity and higher crack resistance. Therefore, the sintered magnet may be appropriately selected according to use conditions and design requirements.

磁気検出素子5は、被検出体の移動量などの変位を検出するものであり、例えば、ホール素子などで構成され、被検出体の移動などの変位に伴う磁力の変化を電気信号に変換して外部に出力する。例えば、磁気検出素子5は、回路基板に複数のホール素子が実装されて磁気検出パッケージとして構成される。   The magnetic detection element 5 detects a displacement such as the amount of movement of the detected object. For example, the magnetic detection element 5 includes a Hall element and converts a change in magnetic force associated with the displacement such as the movement of the detected object into an electric signal. Output to the outside. For example, the magnetic detection element 5 is configured as a magnetic detection package by mounting a plurality of Hall elements on a circuit board.

ここでは、磁気検出素子5の検出面は、磁石4の着磁方向に垂直な方向に配置してある。磁気検出素子5を備える磁気検出パッケージは、プリント配線基板213aの磁石4側の面に実装され、ハウジング2(第1ケース21)の収容手段213に収容され、位置決めピンやビス213bで仮固定した後、ポッティング剤(充填部材)によって気密にされる。また、図示しないパッキンや蓋にて気密に保持することもできる。こうすることで、磁石4とのギャップを極力小さくして高精度に磁界の変化を検出できるようにしている。   Here, the detection surface of the magnetic detection element 5 is arranged in a direction perpendicular to the magnetization direction of the magnet 4. The magnetic detection package including the magnetic detection element 5 is mounted on the surface of the printed wiring board 213a on the magnet 4 side, is stored in the storage means 213 of the housing 2 (first case 21), and is temporarily fixed with positioning pins or screws 213b. Thereafter, it is hermetically sealed with a potting agent (filling member). It can also be kept airtight with a packing or lid (not shown). By doing so, the gap with the magnet 4 is made as small as possible so that a change in the magnetic field can be detected with high accuracy.

磁気検出素子5への電源の取り込みや外部への出力は、ダイレクトコネクタもしくはコードにて行われる。なお、磁気検出素子5は、ワイヤーフレーム等に実装して磁気検出パッケージとして構成しても良い。   The power supply to the magnetic detection element 5 and the output to the outside are performed by a direct connector or a cord. The magnetic detection element 5 may be mounted on a wire frame or the like and configured as a magnetic detection package.

上述の磁気検出素子5を用いたストロークの検出は、複数のホール素子で、磁石4の成す磁界の磁気検出素子5の磁気検出面に対し垂直方向の磁界と水平方向の磁界を検出する。得られた垂直方向及び水平方向の二方向の磁界を処理回路(例えば、ASIC;Application Specific Integrated Circuit)にて三角関数(ATAN)により角度換算して、角度情報として出力される。なお、出力された角度情報とシャフト1の移動量(ストローク)は比例しており、結果的にシャフト1の移動量を検出できる。   The stroke detection using the magnetic detection element 5 described above detects a magnetic field in the vertical direction and a magnetic field in the horizontal direction with respect to the magnetic detection surface of the magnetic detection element 5 of a magnetic field formed by the magnet 4 by a plurality of Hall elements. The obtained vertical magnetic field and horizontal magnetic field are converted into angles by a trigonometric function (ATAN) in a processing circuit (for example, ASIC: Application Specific Integrated Circuit) and output as angle information. The output angle information and the movement amount (stroke) of the shaft 1 are proportional, and as a result, the movement amount of the shaft 1 can be detected.

また、磁気検出素子5を備える磁気検出パッケージからの出力方式は、どのような方式であっても良く、検出結果を利用するコントロールユニット(ECU;Engine Control Unit)などに応じて選択すれば良い(例えば、アナログ、PWM(Pulse Width Modulation)、SENT(Single Edge Nibble Transmission)など)。   The output method from the magnetic detection package including the magnetic detection element 5 may be any method, and may be selected according to a control unit (ECU; Engine Control Unit) that uses the detection result ( For example, analog, PWM (Pulse Width Modulation), SENT (Single Edge Nibble Transmission), etc.).

パッキン6は、シャフト(第2シャフト12)1とハウジング(第2ケース22)2との隙間を塞ぐ、円筒状の蛇腹付きのゴムパッキンを適用できる。パッキン6は、一端の開口をシャフト1に嵌め込み、他端の開口を別の金属部材61がハウジング2に圧入保持されることによって、パッキン6の開口端が挟み込まれるようにして固定される。また、パッキン6の中間の蛇腹部分によって、ストローク量の変位を吸収しながらハウジング2の内部の気密を保つことができる。なお、パッキン6は、ハウジング2同士の螺合接続によって、第2ケース22に対して第2シャフト12が回転するため、この螺合接続後に組み付けられることが好ましい。   As the packing 6, a rubber packing with a cylindrical bellows that closes a gap between the shaft (second shaft 12) 1 and the housing (second case 22) 2 can be applied. The packing 6 is fixed so that the opening end of the packing 6 is sandwiched by fitting the opening at one end into the shaft 1 and press-fitting another metal member 61 into the housing 2 at the other end opening. Further, the inside of the housing 2 can be kept airtight while absorbing the displacement of the stroke amount by the middle bellows portion of the packing 6. In addition, since the 2nd shaft 12 rotates with respect to the 2nd case 22 by the screwing connection of the housings 2, the packing 6 is preferably assembled after this screwing connection.

斯かるストロークセンサAによれば、ハウジング2と、ハウジング2内に一部が収容され被検出体に追従して原点位置を中心に往復移動するシャフト1と、シャフト1に設けられる磁石4と、シャフト1の移動量に伴って変化する磁石4からの磁力を検出する磁気検出素子5と、を備えるストロークセンサAであって、シャフト1は、金属材からなる複数のシャフト11,12からなり、互いに螺合して連結される前及び後に、シャフト11,12同士の位置関係を当接しながらガイドするガイド部115,123を設ける。   According to such a stroke sensor A, the housing 2, the shaft 1 that is partially housed in the housing 2 and reciprocates around the origin position following the detected body, the magnet 4 provided on the shaft 1, A stroke sensor A including a magnetic detection element 5 that detects a magnetic force from a magnet 4 that changes with the amount of movement of the shaft 1, and the shaft 1 includes a plurality of shafts 11 and 12 made of a metal material, Guide portions 115 and 123 are provided for guiding the positional relationship between the shafts 11 and 12 before and after being connected with each other by screwing.

従って、ガイド部115,123によるガイドによってシャフト11,12同士の組み付けが容易であり、また、組み付け後においても螺合箇所(連結部111,121)の他に設けられるガイド部115,123によって、シャフト1の軸精度を高く維持できるため、磁石4と磁気検出素子5との距離を所望にでき検出精度の高いストロークセンサとなる。また、ストロークセンサAは、軸精度が高いことによって、シャフト1を滑らかに移動できるため、余計な摩耗や操作感の不定を防止できる。また、ガイド部115,123によって、シャフト11,12同士を同軸に保持できるため、シャフト1の移動方向(軸方向)以外で連結部111,121に応力(負荷)が加わりにくい構造となる。   Therefore, it is easy to assemble the shafts 11 and 12 by the guides by the guide portions 115 and 123, and even after the assembly, the guide portions 115 and 123 provided in addition to the screwed portions (the coupling portions 111 and 121) Since the axial accuracy of the shaft 1 can be maintained high, the distance between the magnet 4 and the magnetic detection element 5 can be set as desired, resulting in a stroke sensor with high detection accuracy. Moreover, since the stroke sensor A can move the shaft 1 smoothly due to its high axial accuracy, it can prevent unnecessary wear and uncertain operation feeling. Further, since the shafts 11 and 12 can be held coaxially by the guide portions 115 and 123, a structure in which stress (load) is not easily applied to the connecting portions 111 and 121 other than the movement direction (axial direction) of the shaft 1 is obtained.

また、複数のシャフト11,12は、前記ハウジングに当接する摺動部113,122を設けることによって、ハウジング2に対してシャフト1の軸ずれが生じにくく精度の高いストローク検出が可能となる。   Further, the shafts 11 and 12 are provided with the sliding portions 113 and 122 that come into contact with the housing, so that the shaft 1 is less likely to be displaced with respect to the housing 2 so that highly accurate stroke detection is possible.

また、ハウジング2に対してシャフト1が前記原点位置に復帰するための原点復帰手段3を、備え、この原点復帰手段3は、複数のシャフト11,12同士の連結によって挟むようにしてシャフト1に保持されており、この場合にあっても、組み付け作業が容易なストロークセンサAとなる。   In addition, an origin return means 3 for returning the shaft 1 to the origin position with respect to the housing 2 is provided, and the origin return means 3 is held by the shaft 1 so as to be sandwiched by the connection between the plurality of shafts 11 and 12. Even in this case, the stroke sensor A can be easily assembled.

なお、本発明のストロークセンサを上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、ハウジング2同士の螺合関係について、雄ネジ、雌ネジの関係が上述した実施形態と異なる場合も考えられる。   Although the stroke sensor of the present invention has been described as an example in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and other configurations do not depart from the gist of the present invention. It goes without saying that various improvements and display changes can be made in the range. For example, regarding the screwing relationship between the housings 2, the relationship between the male screw and the female screw may be different from the embodiment described above.

また、磁石4をシャフト1に保持させる構造を示したが、移動するシャフト1に磁性体を適用し、磁気検出素子の背面側(検出面と反対側)に磁石を設けて生成される、所謂、バイアス磁界の変化を検出する構成にすることもでき、上述実施の形態と同様に、シャフト1(該磁性体)の移動量を精度よく検出できる。   In addition, the structure in which the magnet 4 is held on the shaft 1 is shown. However, the magnet 4 is generated by applying a magnetic material to the moving shaft 1 and providing a magnet on the back side (opposite the detection surface) of the magnetic detection element. Further, it is possible to adopt a configuration for detecting a change in the bias magnetic field, and the amount of movement of the shaft 1 (the magnetic body) can be detected with high accuracy as in the above-described embodiment.

本発明は、ストロークセンサに関し、走行などにより振動をともなう車両に搭載される可動部品の移動量を検出するストロークセンサとして好適である。   The present invention relates to a stroke sensor, and is suitable as a stroke sensor that detects the amount of movement of a movable part mounted on a vehicle that vibrates due to traveling or the like.

A ストロークセンサ
10 シャフトユニット
1 シャフト
11 第1シャフト(軸部)
111 連結部
112 保持部
112a 端面
113 摺動部
113a 溝部
114 収容部
115 ガイド部
12 第2シャフト(軸部)
12a 端面
121 連結部
122 摺動部
122a 溝部
123 ガイド部
2 ハウジング
21 第1ケース
211 連結手段
211a ネジ部
211b 当接部
212 摺動面
213 収容手段(検出部)
213a プリント配線基板
213b ビス
213c 充填部材
214 端面
22 第2ケース
221 連結手段
221a ネジ部
221b 当接部
221c テーパー面
222 摺動面
223 端面
3 原点復帰手段
31 ピストン
32 バネ
4 磁石
5 磁気検出素子
6 パッキン
A Stroke sensor 10 Shaft unit 1 Shaft 11 First shaft (shaft)
111 Connecting portion 112 Holding portion 112a End surface 113 Sliding portion 113a Groove portion 114 Housing portion 115 Guide portion 12 Second shaft (shaft portion)
12a end surface 121 connecting portion 122 sliding portion 122a groove portion 123 guide portion 2 housing 21 first case 211 connecting means 211a screw portion 211b abutting portion 212 sliding surface 213 housing means (detecting portion)
213a Printed circuit board 213b Screw 213c Filling member 214 End face 22 Second case 221 Connecting means 221a Screw part 221b Abutting part 221c Tapered face 222 Sliding face 223 End face 3 Origin return means 31 Piston 32 Spring 4 Magnet 5 Magnetic detection element 6 Packing

Claims (3)

ハウジングと、
前記ハウジング内に一部が収容され被検出体に追従して原点位置を中心に往復移動するシャフトと、
前記シャフトの移動量に伴って変化する磁石からの磁力を検出する磁気検出素子と、
を備えるストロークセンサであって、
前記シャフトは、金属材からなる複数の軸部からなり、互いに螺合して連結される前及び後に、前記軸部同士の位置関係を当接しながらガイドするガイド部を設けることを特徴とするストロークセンサ。
A housing;
A shaft that is partly housed in the housing and reciprocates around the origin position following the object to be detected;
A magnetic detection element for detecting a magnetic force from a magnet that varies with the amount of movement of the shaft;
A stroke sensor comprising:
The shaft is composed of a plurality of shaft portions made of a metal material, and is provided with a guide portion that guides the positional relationship between the shaft portions before and after being connected by screwing together. Sensor.
前記複数の軸部は、前記ハウジングに当接する摺動部をそれぞれに設ける
ことを特徴とする請求項1に記載のストロークセンサ。
The stroke sensor according to claim 1, wherein each of the plurality of shaft portions is provided with a sliding portion that comes into contact with the housing.
前記ハウジングに対して前記シャフトが前記原点位置に復帰するための原点復帰手段を、備え、
この原点復帰手段は、前記複数の軸部同士の連結によって挟むようにして前記シャフトに保持されることを特徴とする請求項1に記載のストロークセンサ。
Origin return means for returning the shaft to the origin position relative to the housing,
2. The stroke sensor according to claim 1, wherein the origin returning means is held by the shaft so as to be sandwiched by the connection between the plurality of shaft portions.
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