JP3649576B2 - 位置検出機構 - Google Patents
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
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- Transmission Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置の固定部にリニアセンサを装着し、可動部の移動量を上記リニアセンサにおける摺動子の摺動量によって検出する位置検出機構に関し、更に詳細には、可動部の移動方向及び移動範囲をリニアセンサにおける摺動子の直線運動及び摺動範囲に変換するための機構部を備えた位置検出機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用のステレオ或いは液晶モニタ等における可動部を駆動制御するために、この可動部の移動量をリニアセンサによって検出することが行われている。リニアセンサは、磁気抵抗式或いは電気抵抗式等が用いられる。
【0003】
図8に、磁気抵抗式のリニアセンサの基本構成を示す。磁気抵抗式リニアセンサは、長尺平板型の磁気スケール30とこの磁気スケール30に対して相対的に移動する検出部31と、信号処理回路32とからなり、磁気スケール30はベース33とこのベース33上に装着された磁性媒体34とを有し、この磁性媒体34には磁気目盛35が形成されている。
【0004】
検出部31は磁気抵抗素子36とこれを支持するホルダ37とを有し、磁気抵抗素子36が磁気目盛35に対面配置されている。検出部31が磁気目盛35に沿って相対的に移動すると、磁気抵抗素子36によって生成された出力電圧が信号処理回路32に供給される。この信号処理回路32では、例えば、プリアンプ32Aと検出回路32Bとを有し、磁気抵抗素子36からの電気信号に基づいて検出部31の相対変位量を検出している。
【0005】
また、図9に、電気抵抗式のリニアセンサの基本構成を示す。この電気抵抗式リニアセンサは、接地端子41と電源端子42との間に、例えば、印刷或いはCP基板等によって抵抗体40を形成し、この抵抗体40上を摺動端子44が接触しながら摺動することによって、摺動端子44の位置に応じた可変電圧を出力として得るものである。
【0006】
上述したリニアセンサによって可動部の移動量を検出するには、リニアセンサを、上記の磁気スケール30或いは抵抗体40が配備されるセンサ基体と、上記検出部31或いは摺動端子44が配備されて上記のセンサ基体に対して摺動自在に装着される摺動子とによって形成し、このセンサ基体を固定部側に装着すると共に上記の摺動子を可動部側に装着する。
【0007】
ここで、リニアセンサの配置は対象となる装置内でのスペース効率を考慮して定められるので、必ずしもリニアセンサにおける摺動子の摺動範囲(ストローク)或いは摺動方向を可動部の移動範囲或いは移動方向と一致させることができない。また、リニアセンサにおける摺動子は直線運動しかできないが、可動部としてはオペフラデッキのフラップのように角度変位を含むものもある。このような事情から、可動部は位置検出機構を介在してリニアセンサの摺動子に装着されており、この位置検出機構によって可動部の移動変位が摺動子の摺動範囲内の直線変位に変換される。
【0008】
図5〜図7に、上記の位置検出機構の従来例を示す。図5に示す従来例では、装置の固定部1にリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着部3Cによって装着され、リニアセンサ3の摺動子3Bに可動部2がアーム50を介して装着されている。アーム50は、端部に形成された長孔50Aが固定部1に凸設する軸51に軸着され、他方の端部がヒンジ52によって可動部2に連結されている。また、中間部分に形成された長孔50Bに摺動子3Bが装着している。この機構によると、可動部2の移動範囲L1内の直線変位がリニアセンサ3の摺動子3Bの摺動範囲L2内の直線変位として検出され、L1:L2の関係はアーム50と摺動子3Bとを連結する長孔50Bの位置によって設定される。
【0009】
また、図6による従来例では、リニアセンサ3に摺動子3Bと可動部2とが、可動部2の移動方向に対して所定の角度で傾斜して設けたスライド孔60Aを備えた連結板60によって連結されている。この機構によると、可動部2の移動範囲L1内の直線変位がリニアセンサ3の摺動子3Bの摺動範囲L2内の直線変位として検出され、L1:L2の関係はスライド孔60Aの配設角度よって設定される。
【0010】
更に、図7による従来例では、図6の例における連結板60と摺動子3Bとをスライド板61を介して連結したものである。スライド板61には平行にスライド孔61A,61Aが配設され、固定部材1に設けた軸62,62に沿って摺動子3Bの摺動方向と平行にスライド自在に装着されている。したがって、可動部2の直線移動は、この移動方向と直交する方向のスライド板61の直線移動に変換され、このスライド板61の移動を介してリニアセンサ3における摺動子3Bの変位に変換される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の位置検出機構によると、可動部とリニアセンサの摺動子とをリンク機構からなる機構部を介して連結することで、可動部の動きをリニアセンサ上の摺動子の変位に換えて検出している。しかしながら、上記のようなリンク機構からなるものでは以下のような問題がある。
【0012】
まず、図5の従来例では、可動部2の直線的な移動を、一旦アーム50の角度変位に換えて、この角度変位を介してリニアセンサ3上の摺動子3Bの摺動量として検出している。これによると、可動部2の移動量を摺動子3Bの摺動量に変換する過程に角度変位が介在するため、可動部2の移動量と摺動子3Bの摺動量が比例関係にならず、これを回路の演算処理によって補正する必要がある。したがって、この従来例では、まず、回路構成が複雑化する問題がある。
【0013】
また、上記の図5の従来例では、アーム50の回転運動が長孔50Bを介して伝えられて摺動子3Bを摺動させているので、摺動子3Bにはアーム50の回転方向の力が作用することになる。図7の従来例においても同様に、摺動子3Bはスライド孔60Aの斜面から摺動方向に対して斜め方向の力を受ける。したがって、上記の図6及び図7の従来例においては、摺動子3Bのリニアセンサ3上の直線的な動きがスムースに行えないばかりでなく、繰り返しの使用に伴ってリニアセンサに機械的な破損が生じることがあり、リニアセンサの耐久性に問題がある。
【0014】
更に、上記の図5及び図6の従来例では、可動部2が移動する過程でアーム50或いは連結部材60が回転或いはスライドしながら変位するのに過大のスペースを要し、装置内での位置検出機構の占めるスペース上の割合が大きい。これは、上記の図8の従来例においては特に顕著であって、連結部材60の移動変位の範囲にスライド部材61のスライド変位の範囲が加わり、位置検出機構の機構部が装置内の大半を占めるものになっている。つまり、上記の従来例は、いずれも装置内でのスペース効率が悪いといった問題がある。この問題は、装置内に各種の駆動部或いは制御部を密集して配備する必要性のあるステレオ・デッキ等の機器では特に深刻な問題となっている。
【0015】
本発明は、上述した問題を解消するために提案されたものであって、可動部の移動とリニアセンサにおける摺動子の摺動との比例関係を確保しながら、耐久性があり、しかも、装置内で過大なスペースを要しない位置検出機構を提案することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による位置検出機構は、まず第1に、装置の固定部にリニアセンサを装着し、可動部の移動量を上記リニアセンサにおける摺動子の摺動量によって検出する位置検出機構において、上記リニアセンサにおける摺動子に回転自在なギヤ部材を軸支し、上記固定部側に上記摺動子の摺動方向に沿って固定ラックを装着すると共に、上記可動部側に、該可動部の移動方向に伸びる可動ラックを上記固定ラックに対して平行に装着してなり、上記固定ラック及び可動ラックの両方に噛み合うべく上記ギヤ部材を配設してなることを特徴とする。
【0017】
また第2には、上記第1の発明において、上記ギヤ部材は同軸状に一体配置された大径ギヤ部と小径ギヤ部からなり、上記大径ギヤ部が上記可動ラックに噛み合うと共に、上記小径ギヤ部が上記固定ラックに噛み合うことを特徴とする。
【0018】
まず、第1発明によると、可動部の移動によって、この可動部側に装着された可動ラックが同方向に移動し、この可動ラックと固定部に固定的に装着された固定ラックの両方に噛み合うギヤ部材が、摺動子に設けた軸回りに回転しながら、これらの両ラックと平行に移動して摺動子を摺動させる。これによると、可動部の移動量と摺動子の摺動量との関係は比例的になり、また、摺動子を直接摺動させるギヤ部材が摺動子の摺動方向に沿って配置された固定ラック上を移動するので、摺動子には摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。
【0019】
次ぎに、上記の第2発明は、上記の第1発明におけるギヤ部材を同軸状に一体配置された大径ギヤ部と小径ギヤ部とによって形成して、可動部材の移動範囲とリニアセンサの摺動子の摺動範囲との比率を大径ギヤ部と小径ギヤ部とのギヤ比(径比)によって設定し得るようにしたものである。小径ギヤ部に対して大径ギヤ部をより大きくすることによって、リニアセンサの摺動範囲を小さくでき、リニアセンサを小型化できる。
【0020】
更には、上記の第1〜第2発明では、位置検出機構に要するスペースは、ギヤ部材が配置され或いは移動するためのスペースがあれば充分であって、装置内に過大なスペースを必要としない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(なお、従来と同一の部分には同一の番号を付して一部重複した説明は省略する。)
【0022】
図1は本発明の一実施例に係る位置検出機構を備えた装置本体の全体図である。図1において、10は装置本体、11は装置本体10に装備される案内ローラ、12は装置本体10に装備される案内リングである。装置本体10の固定部1に対してU字状の可動部2が矢印に示す方向に移動可能に装着されている。13は可動部2に形成された案内溝である。14は可動部2を移動させるためのリニアモータ或いはステッピングモータ等の駆動手段である。そして、装置本体の固定部1にはリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着され、リニアセンサ3における摺動子3Bに回転自在なギヤ部材20が軸子されている。また、固定部1には固定ラック22が装着され、可動部2には可動ラック21が装着されて、可動ラック21と固定ラック22はそれぞれギヤ部材20と噛み合っている。
【0023】
図2において、第1実施例に係る位置検出機構を詳細に説明する。可動部材2にはその移動方向に沿って直線状の可動ラック21が装着されている。この可動ラック21の配設方向と摺動子3Bの摺動方向が平行になるように、固定部1にリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着される。更に、固定部1には、摺動子3Bの摺動方向と平行に直線状の固定ラック22が装着されている。したがって、可動ラック21と固定ラック22は平行に配置されており、また、その作用部が互いに対面している。そして、この対面した両ラック21,22の両方に噛み合うべく摺動子3Bに軸支されたギヤ部材20が配設されている。
【0024】
したがって、可動部2が移動するとそれに伴って可動ラック21が同方向に移動し、この可動ラック21と固定ラック22の両方に噛み合うギヤ部材20が摺動子3Bに設けた軸回りに回転しながら、これらの両ラック21,22と平行に移動して摺動子3Bを摺動させる。ここで、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・B/(A+B)となり、A=Bであるから、L2=(1/2)・L1となって、両者は比例関係となる。また、摺動子3Bを直接摺動させるギヤ部材20は摺動子3Bの摺動方向に平行に配置された固定ラック22上を移動するので、摺動子3Bには摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。
【0025】
次ぎに、図3において、本発明の第2実施例に係る位置検出機構を説明する。この実施例は、第1実施例におけるギヤ部材20を同軸状に一体配置された2段ギヤとして、この2段ギヤの大径ギヤ部20Aを可動ラック21に噛み合わせると共に、小径ギヤ部20Bを固定ラック22に噛み合わせる。その他の点は、第1実施例と同様であるから同一符号を付して説明を省略する。
この実施例では、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・B/(A+B)となり、A=2Bとすると、L2=(1/3)・L1となる。小径ギヤ部の半径Bに対して大径ギヤ部の半径Aをより大きくすることによって、リニアセンサの摺動範囲をより小さくでき、リニアセンサを小型化できる。
【0026】
次ぎに、図4において、本発明の第3実施例に係る位置検出機構を説明する。この実施例は、第2実施例における大径ギヤ部20Aと小径ギヤ部20Bとの関係を逆にしたもので、大径ギヤ部20Aを固定ラック22に噛み合わせると共に、小径ギヤ部20Bを可動ラック21に噛み合わせたものである。その他の点は、第1,2実施例と同様であるから同一符号を付して説明を省略する。ここでは、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・A/(A+B)となり、A=2Bとすると、L2=(2/3)・L1となる。
【0027】
【発明の効果】
本発明は上記のように、ギヤ部材とこれに噛み合うラックを基本構造とする位置検出機構を構成したので、以下にような効果を奏する。
(1)可動部の移動量とリニアセンサにおける摺動子の摺動量との関係が比例的になり、位置検出のための回路構成を単純化できる。
(2)リニアセンサの摺動子を直接摺動させる部材が摺動子の摺動方向に沿って移動するので、摺動子には摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。したがって、摺動子の動きがスムースになって位置検出の精度が向上すると共に、機械的な損傷が減ってリニアセンサの耐久性が向上する。
(3)位置検出機構に要するスペースは、ギヤ部材が配置され或いは移動するためのスペースがあれば充分であって、装置内に過大なスペースを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の位置検出機構を備えた装置の全体図である。
【図2】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図5】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図6】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図7】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図8】磁気抵抗型のリニアセンサの原理を示す説明図である。
【図9】電気抵抗型のリニアセンサの原理を示す説明図である。
【符号の説明】
1 固定部
2 可動部
3 リニアセンサ
3A センサ基体
3B 摺動部
20 ギヤ部材
21 可動ラック
22 固定ラック
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置の固定部にリニアセンサを装着し、可動部の移動量を上記リニアセンサにおける摺動子の摺動量によって検出する位置検出機構に関し、更に詳細には、可動部の移動方向及び移動範囲をリニアセンサにおける摺動子の直線運動及び摺動範囲に変換するための機構部を備えた位置検出機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用のステレオ或いは液晶モニタ等における可動部を駆動制御するために、この可動部の移動量をリニアセンサによって検出することが行われている。リニアセンサは、磁気抵抗式或いは電気抵抗式等が用いられる。
【0003】
図8に、磁気抵抗式のリニアセンサの基本構成を示す。磁気抵抗式リニアセンサは、長尺平板型の磁気スケール30とこの磁気スケール30に対して相対的に移動する検出部31と、信号処理回路32とからなり、磁気スケール30はベース33とこのベース33上に装着された磁性媒体34とを有し、この磁性媒体34には磁気目盛35が形成されている。
【0004】
検出部31は磁気抵抗素子36とこれを支持するホルダ37とを有し、磁気抵抗素子36が磁気目盛35に対面配置されている。検出部31が磁気目盛35に沿って相対的に移動すると、磁気抵抗素子36によって生成された出力電圧が信号処理回路32に供給される。この信号処理回路32では、例えば、プリアンプ32Aと検出回路32Bとを有し、磁気抵抗素子36からの電気信号に基づいて検出部31の相対変位量を検出している。
【0005】
また、図9に、電気抵抗式のリニアセンサの基本構成を示す。この電気抵抗式リニアセンサは、接地端子41と電源端子42との間に、例えば、印刷或いはCP基板等によって抵抗体40を形成し、この抵抗体40上を摺動端子44が接触しながら摺動することによって、摺動端子44の位置に応じた可変電圧を出力として得るものである。
【0006】
上述したリニアセンサによって可動部の移動量を検出するには、リニアセンサを、上記の磁気スケール30或いは抵抗体40が配備されるセンサ基体と、上記検出部31或いは摺動端子44が配備されて上記のセンサ基体に対して摺動自在に装着される摺動子とによって形成し、このセンサ基体を固定部側に装着すると共に上記の摺動子を可動部側に装着する。
【0007】
ここで、リニアセンサの配置は対象となる装置内でのスペース効率を考慮して定められるので、必ずしもリニアセンサにおける摺動子の摺動範囲(ストローク)或いは摺動方向を可動部の移動範囲或いは移動方向と一致させることができない。また、リニアセンサにおける摺動子は直線運動しかできないが、可動部としてはオペフラデッキのフラップのように角度変位を含むものもある。このような事情から、可動部は位置検出機構を介在してリニアセンサの摺動子に装着されており、この位置検出機構によって可動部の移動変位が摺動子の摺動範囲内の直線変位に変換される。
【0008】
図5〜図7に、上記の位置検出機構の従来例を示す。図5に示す従来例では、装置の固定部1にリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着部3Cによって装着され、リニアセンサ3の摺動子3Bに可動部2がアーム50を介して装着されている。アーム50は、端部に形成された長孔50Aが固定部1に凸設する軸51に軸着され、他方の端部がヒンジ52によって可動部2に連結されている。また、中間部分に形成された長孔50Bに摺動子3Bが装着している。この機構によると、可動部2の移動範囲L1内の直線変位がリニアセンサ3の摺動子3Bの摺動範囲L2内の直線変位として検出され、L1:L2の関係はアーム50と摺動子3Bとを連結する長孔50Bの位置によって設定される。
【0009】
また、図6による従来例では、リニアセンサ3に摺動子3Bと可動部2とが、可動部2の移動方向に対して所定の角度で傾斜して設けたスライド孔60Aを備えた連結板60によって連結されている。この機構によると、可動部2の移動範囲L1内の直線変位がリニアセンサ3の摺動子3Bの摺動範囲L2内の直線変位として検出され、L1:L2の関係はスライド孔60Aの配設角度よって設定される。
【0010】
更に、図7による従来例では、図6の例における連結板60と摺動子3Bとをスライド板61を介して連結したものである。スライド板61には平行にスライド孔61A,61Aが配設され、固定部材1に設けた軸62,62に沿って摺動子3Bの摺動方向と平行にスライド自在に装着されている。したがって、可動部2の直線移動は、この移動方向と直交する方向のスライド板61の直線移動に変換され、このスライド板61の移動を介してリニアセンサ3における摺動子3Bの変位に変換される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の位置検出機構によると、可動部とリニアセンサの摺動子とをリンク機構からなる機構部を介して連結することで、可動部の動きをリニアセンサ上の摺動子の変位に換えて検出している。しかしながら、上記のようなリンク機構からなるものでは以下のような問題がある。
【0012】
まず、図5の従来例では、可動部2の直線的な移動を、一旦アーム50の角度変位に換えて、この角度変位を介してリニアセンサ3上の摺動子3Bの摺動量として検出している。これによると、可動部2の移動量を摺動子3Bの摺動量に変換する過程に角度変位が介在するため、可動部2の移動量と摺動子3Bの摺動量が比例関係にならず、これを回路の演算処理によって補正する必要がある。したがって、この従来例では、まず、回路構成が複雑化する問題がある。
【0013】
また、上記の図5の従来例では、アーム50の回転運動が長孔50Bを介して伝えられて摺動子3Bを摺動させているので、摺動子3Bにはアーム50の回転方向の力が作用することになる。図7の従来例においても同様に、摺動子3Bはスライド孔60Aの斜面から摺動方向に対して斜め方向の力を受ける。したがって、上記の図6及び図7の従来例においては、摺動子3Bのリニアセンサ3上の直線的な動きがスムースに行えないばかりでなく、繰り返しの使用に伴ってリニアセンサに機械的な破損が生じることがあり、リニアセンサの耐久性に問題がある。
【0014】
更に、上記の図5及び図6の従来例では、可動部2が移動する過程でアーム50或いは連結部材60が回転或いはスライドしながら変位するのに過大のスペースを要し、装置内での位置検出機構の占めるスペース上の割合が大きい。これは、上記の図8の従来例においては特に顕著であって、連結部材60の移動変位の範囲にスライド部材61のスライド変位の範囲が加わり、位置検出機構の機構部が装置内の大半を占めるものになっている。つまり、上記の従来例は、いずれも装置内でのスペース効率が悪いといった問題がある。この問題は、装置内に各種の駆動部或いは制御部を密集して配備する必要性のあるステレオ・デッキ等の機器では特に深刻な問題となっている。
【0015】
本発明は、上述した問題を解消するために提案されたものであって、可動部の移動とリニアセンサにおける摺動子の摺動との比例関係を確保しながら、耐久性があり、しかも、装置内で過大なスペースを要しない位置検出機構を提案することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による位置検出機構は、まず第1に、装置の固定部にリニアセンサを装着し、可動部の移動量を上記リニアセンサにおける摺動子の摺動量によって検出する位置検出機構において、上記リニアセンサにおける摺動子に回転自在なギヤ部材を軸支し、上記固定部側に上記摺動子の摺動方向に沿って固定ラックを装着すると共に、上記可動部側に、該可動部の移動方向に伸びる可動ラックを上記固定ラックに対して平行に装着してなり、上記固定ラック及び可動ラックの両方に噛み合うべく上記ギヤ部材を配設してなることを特徴とする。
【0017】
また第2には、上記第1の発明において、上記ギヤ部材は同軸状に一体配置された大径ギヤ部と小径ギヤ部からなり、上記大径ギヤ部が上記可動ラックに噛み合うと共に、上記小径ギヤ部が上記固定ラックに噛み合うことを特徴とする。
【0018】
まず、第1発明によると、可動部の移動によって、この可動部側に装着された可動ラックが同方向に移動し、この可動ラックと固定部に固定的に装着された固定ラックの両方に噛み合うギヤ部材が、摺動子に設けた軸回りに回転しながら、これらの両ラックと平行に移動して摺動子を摺動させる。これによると、可動部の移動量と摺動子の摺動量との関係は比例的になり、また、摺動子を直接摺動させるギヤ部材が摺動子の摺動方向に沿って配置された固定ラック上を移動するので、摺動子には摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。
【0019】
次ぎに、上記の第2発明は、上記の第1発明におけるギヤ部材を同軸状に一体配置された大径ギヤ部と小径ギヤ部とによって形成して、可動部材の移動範囲とリニアセンサの摺動子の摺動範囲との比率を大径ギヤ部と小径ギヤ部とのギヤ比(径比)によって設定し得るようにしたものである。小径ギヤ部に対して大径ギヤ部をより大きくすることによって、リニアセンサの摺動範囲を小さくでき、リニアセンサを小型化できる。
【0020】
更には、上記の第1〜第2発明では、位置検出機構に要するスペースは、ギヤ部材が配置され或いは移動するためのスペースがあれば充分であって、装置内に過大なスペースを必要としない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(なお、従来と同一の部分には同一の番号を付して一部重複した説明は省略する。)
【0022】
図1は本発明の一実施例に係る位置検出機構を備えた装置本体の全体図である。図1において、10は装置本体、11は装置本体10に装備される案内ローラ、12は装置本体10に装備される案内リングである。装置本体10の固定部1に対してU字状の可動部2が矢印に示す方向に移動可能に装着されている。13は可動部2に形成された案内溝である。14は可動部2を移動させるためのリニアモータ或いはステッピングモータ等の駆動手段である。そして、装置本体の固定部1にはリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着され、リニアセンサ3における摺動子3Bに回転自在なギヤ部材20が軸子されている。また、固定部1には固定ラック22が装着され、可動部2には可動ラック21が装着されて、可動ラック21と固定ラック22はそれぞれギヤ部材20と噛み合っている。
【0023】
図2において、第1実施例に係る位置検出機構を詳細に説明する。可動部材2にはその移動方向に沿って直線状の可動ラック21が装着されている。この可動ラック21の配設方向と摺動子3Bの摺動方向が平行になるように、固定部1にリニアセンサ3のセンサ基体3Aが装着される。更に、固定部1には、摺動子3Bの摺動方向と平行に直線状の固定ラック22が装着されている。したがって、可動ラック21と固定ラック22は平行に配置されており、また、その作用部が互いに対面している。そして、この対面した両ラック21,22の両方に噛み合うべく摺動子3Bに軸支されたギヤ部材20が配設されている。
【0024】
したがって、可動部2が移動するとそれに伴って可動ラック21が同方向に移動し、この可動ラック21と固定ラック22の両方に噛み合うギヤ部材20が摺動子3Bに設けた軸回りに回転しながら、これらの両ラック21,22と平行に移動して摺動子3Bを摺動させる。ここで、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・B/(A+B)となり、A=Bであるから、L2=(1/2)・L1となって、両者は比例関係となる。また、摺動子3Bを直接摺動させるギヤ部材20は摺動子3Bの摺動方向に平行に配置された固定ラック22上を移動するので、摺動子3Bには摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。
【0025】
次ぎに、図3において、本発明の第2実施例に係る位置検出機構を説明する。この実施例は、第1実施例におけるギヤ部材20を同軸状に一体配置された2段ギヤとして、この2段ギヤの大径ギヤ部20Aを可動ラック21に噛み合わせると共に、小径ギヤ部20Bを固定ラック22に噛み合わせる。その他の点は、第1実施例と同様であるから同一符号を付して説明を省略する。
この実施例では、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・B/(A+B)となり、A=2Bとすると、L2=(1/3)・L1となる。小径ギヤ部の半径Bに対して大径ギヤ部の半径Aをより大きくすることによって、リニアセンサの摺動範囲をより小さくでき、リニアセンサを小型化できる。
【0026】
次ぎに、図4において、本発明の第3実施例に係る位置検出機構を説明する。この実施例は、第2実施例における大径ギヤ部20Aと小径ギヤ部20Bとの関係を逆にしたもので、大径ギヤ部20Aを固定ラック22に噛み合わせると共に、小径ギヤ部20Bを可動ラック21に噛み合わせたものである。その他の点は、第1,2実施例と同様であるから同一符号を付して説明を省略する。ここでは、可動部2の移動量L1と摺動子3Bの摺動量L2との関係は、L2=L1・A/(A+B)となり、A=2Bとすると、L2=(2/3)・L1となる。
【0027】
【発明の効果】
本発明は上記のように、ギヤ部材とこれに噛み合うラックを基本構造とする位置検出機構を構成したので、以下にような効果を奏する。
(1)可動部の移動量とリニアセンサにおける摺動子の摺動量との関係が比例的になり、位置検出のための回路構成を単純化できる。
(2)リニアセンサの摺動子を直接摺動させる部材が摺動子の摺動方向に沿って移動するので、摺動子には摺動方向以外の方向の余計な力が作用しない。したがって、摺動子の動きがスムースになって位置検出の精度が向上すると共に、機械的な損傷が減ってリニアセンサの耐久性が向上する。
(3)位置検出機構に要するスペースは、ギヤ部材が配置され或いは移動するためのスペースがあれば充分であって、装置内に過大なスペースを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の位置検出機構を備えた装置の全体図である。
【図2】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施例の位置検出機構を示す説明図である。
【図5】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図6】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図7】従来の位置検出機構を示す説明図である。
【図8】磁気抵抗型のリニアセンサの原理を示す説明図である。
【図9】電気抵抗型のリニアセンサの原理を示す説明図である。
【符号の説明】
1 固定部
2 可動部
3 リニアセンサ
3A センサ基体
3B 摺動部
20 ギヤ部材
21 可動ラック
22 固定ラック
Claims (2)
- 装置の固定部にリニアセンサを装着し、可動部の移動量を上記リニアセンサにおける摺動子の摺動量によって検出する位置検出機構において、
上記リニアセンサにおける摺動子に回転自在なギヤ部材を軸支し、
上記固定部側に上記摺動子の摺動方向に沿って固定ラックを装着すると共に、上記可動部側に、該可動部の移動方向に伸びる可動ラックを上記固定ラックに対して平行に装着してなり、
上記固定ラック及び可動ラックの両方に噛み合うべく上記ギヤ部材を配設してなることを特徴とする位置検出機構。 - 上記ギヤ部材は同軸状に一体配置された大径ギヤ部と小径ギヤ部からなり、上記大径ギヤ部が上記可動ラックに噛み合うと共に、上記小径ギヤ部が上記固定ラックに噛み合うことを特徴とする請求項1記載の位置検出機構。
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