WO2008088055A1 - 変位検出装置 - Google Patents
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- F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
- F16H15/38—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
Definitions
- the present invention relates to a device for detecting an operation such as linear movement or rotation, and more particularly to a device for detecting a displacement amount or a displacement speed associated with the operation, and as an example, a rotation angle of a trunnion in a toroidal transmission or a front and rear
- the present invention relates to a device that can be used for detecting the amount of movement or the speed thereof.
- a position sensor having a permanent magnet and an element such as a hall element that outputs a signal in response to magnetism is widely known.
- this type of position sensor does not always have sufficient output linearity with respect to displacement, and is expensive, which may limit its application.
- Japanese Patent Publication No. 2 0 3-8 3 7 6 a metal body is penetrated into a hollow portion of a detection coil through which a constant current having a predetermined frequency and amplitude is passed, and an impedance corresponding to the penetration amount is obtained.
- a position sensor configured to detect a change as a voltage across a detection coil and convert the detected voltage into a position signal indicating position information.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 3-8 8 3 7 6 4 describes a linear detection coil and metal body, and an arc-shaped detection coil and metal body having a predetermined curvature.
- the arc metal body is rotated around the center of curvature when the accelerator pedal is depressed, for example, and the amount of penetration into the arc detection coil is changed accordingly.
- a trunnion in a toroidal-type continuously variable transmission is known as a member that performs the above-mentioned translational operation.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-3 1 7 8 6 7 discloses the tilt angle of the trunnion.
- An apparatus is described that is configured to detect the amount of displacement with a single sensor as the operation of a precess cam. That is, the spiral force of Precess Cam
- the detected value of the sensor that is in contact with the track surface is the trunnion's tilt angle and ⁇ : every 3 ⁇ 4, so the sensor detects the tilt angle and the amount of displacement, and controls the gear ratio. It is like that.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 2 -1 9 5 3 9 3 there are two types of sensors, a sensor that detects the tilt angle of the trunnion and a sensor that detects the displacement.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 2 -1 9 5 3 9 3 discloses an invention for detecting a displacement amount and a rotation angle (tilt angle) of a trunnion in a toroidal-type continuously variable transmission to control a gear ratio.
- a sensor for detecting the displacement amount and the rotation angle it is possible to use a capacitive or optical non-contact sensor in addition to a contact sensor. It is described in No. 3 publication.
- the position of a member that moves linearly and a predetermined fulcrum such as an accelerator pedal of a vehicle are the center.
- the amount of movement of the rotating member can be detected as the amount of movement of the metal body relative to the detection coil, that is, the change in impedance.
- two position sensors are required for the translation member, and a large installation space is required. Its use may be limited.
- a non-contact type sensor as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 2-1 9 5 3 9 3 is more sensitive to movement of a part of a trunnion or movement of a detected portion provided on the trunnion.
- the capacitance and laser light change, and the displacement is detected by the change. Therefore, it is necessary to provide a so-called detected part on the trunnion that is the object to be detected.Therefore, installation is not always good, for example, the detected part is provided on the movable part side and the sensor part is provided on the fixed part side. There is room for. The same applies to a contact-type sensor, and it is necessary to connect it to the detection target part.
- the present invention has been made by paying attention to the above technical problem, and provides a displacement detection device that is capable of detecting both the rotation angle and the linear movement amount, or the operation speed thereof in a compact manner. It is intended to do.
- Another object of the present invention is to provide an apparatus that is excellent in assemblability and that can accurately detect displacement even if the object to be detected moves in a three-dimensional direction.
- the present invention detects a rotation angle and a linear movement amount or a rotation angular speed and a linear movement speed of a movable member that rotates and moves linearly.
- a first movable part that linearly moves together with the movable member as the movable member linearly moves, and is rotatably held by the first movable part, or rotates the first movable part.
- a second movable part that is freely held and rotates together with the movable member as the movable member rotates; and a signal corresponding to the linear movement is output when the first movable part linearly moves.
- 1 sensor and the 2nd sensor which outputs the signal according to the rotation when the 2nd movable part rotates, It is characterized by the above-mentioned.
- the first movable part is engaged with the movable member so as to be integrated with the movable member only in the direction of the linear movement, and the second movable part is only in the direction of the rotation.
- the movable member may be engaged with the movable member so as to be integrated.
- the second movable part is formed in a cylindrical shape, is rotatably held in the casing, and the first movable part can be linearly moved in the cylindrical second movable part. It may be held.
- the second sensor is arranged inside the casing, and the first sensor is arranged inside the cylindrical second movable part.
- At least one of the first sensor and the second sensor is arranged close to the detection coil and changes the impedance of the detection coil in accordance with relative movement with the detection coil.
- a detector that detects the amount or speed of the linear movement or rotation based on an electric signal accompanying the change in the impedance.
- the movable member may be a trunnion holding a power roller in a toroidal type continuously variable transmission or a member integral with the trunnion.
- the first movable portion may be configured to be pressed against the trunnion or a member integral with the trunnion by an elastic force in the linear movement direction.
- the said 2nd movable part can be set as the structure pressed against the said trunnion or the member integral with this trunnion by the elastic force in the said rotation direction. Therefore, according to the present invention, when the movable member moves linearly, the first movable portion moves linearly in accordance with S. In that case, if the first movable part holds the second movable part in a rotatable manner, the second movable part also moves linearly. The movement amount or movement speed is detected by the first sensor. Further, when the movable member rotates, the second movable portion rotates accordingly. In that case, if the second movable part holds the first movable part, the first movable part also rotates.
- the rotation angle or angular velocity is detected by the second sensor. Therefore, the rotation angle of the movable member and the amount of linear movement or the respective speed are determined by the first movable part and the second movable part combined together and the first sensor and the second sensor provided corresponding to each. It can be detected. In other words, since rotation and linear movement can be detected with a single device, the required installation space can be reduced. In addition, since the target part of the movable member that is directly detected is one place or substantially one place, the amount of movement or speed of both rotation and linear movement must be accurately detected when performing translation. Is possible.
- the second movable part is held by the casing and the first movable part is held by the second movable part, these movable parts are unitized and are compact as a whole. In addition, it is possible to reduce the required space for installation on a movable member that translates between rotation and linear movement.
- the apparatus can be made compact and have a small installation space.
- At least one sensor is configured to detect a rotation angle, a linear movement amount, or the like based on a change in the impedance of the coil, compared to a configuration using a semiconductor such as a Hall element. Therefore, it is easy to downsize the overall configuration of the apparatus, and the cost can be reduced.
- the rotating or moving member of the sensor is a metal member, the weight can be reduced and the followability to the movable member can be improved. It becomes possible to accurately detect the amount of linear movement or their speed.
- the trunnion when used in a toroidal type continuously variable transmission, the trunnion
- the rotation angle and the amount of movement in the axial direction or their speed can be detected by one detection device. Further, even if a plurality of trunnions are provided with detection devices, the number of trunnions does not exceed the number of trunnions, so that the required space may be small.
- the movable part may be pressed against the trunnion or a member integral with the trunnion with an elastic force, so that the assembling property with respect to the toroidal continuously variable transmission is improved.
- the predetermined detection object in a displacement detection device that detects a displacement of a predetermined detection object that performs a linear motion or a rotational movement and outputs a signal, the predetermined detection object is brought into contact with the predetermined position at 0: A moving member that linearly moves in accordance with the displacement of the point; an elastic member that presses the moving member against the detection object with an elastic force; and a sensor unit that outputs a signal corresponding to the movement of the moving member. It is characterized by that.
- the sensor unit includes a metal body that operates integrally with the moving member, and a detection coil whose impedance changes according to a change in the relative position of the metal body.
- the moving member may be brought into contact with the detection target so as to slide relative to the detection target in a direction along a plane perpendicular to the pressing direction by the elastic member.
- the present invention further includes a cover member that protrudes the front end portion of the moving member and shields the rear end side of the moving member 10 and the sensor portion from the detection object. It is a displacement detection apparatus.
- the detection object may be a trunnion that holds a power roller in a toroidal-type continuously variable transmission.
- the moving member that is in contact with the detection object moves linearly according to the displacement of the contact point. Move to.
- the moving member since the moving member is pressed against the detection object by the elastic force, it moves following the displacement of the contact point.
- the sensor unit outputs a signal according to the movement amount or speed. Therefore, since it is only necessary to press the moving member against the detection object, it can be easily assembled.
- the object to be detected Even if it rotates or is displaced in the three-dimensional direction, the moving member is only in contact with the object to be detected, so the displacement is limited to the linear direction in which the elastic body is compressed or extended, Since the displacement is detected by the sensor unit, the displacement can be detected with high accuracy.
- the metal body moves relative to the detection coil in accordance with the displacement of the moving member, and the impedance of the detection coil changes accordingly. Therefore, if a constant current of a predetermined frequency is passed through the detection coil, the voltage at both ends changes, and the displacement can be detected as an electrical signal.
- the signal is an analog signal, the signal is not subjected to signal processing such as digital-to-analog conversion.
- It can be a speed signal, and the displacement speed can be detected with high accuracy without being particularly affected by noise. In addition, miniaturization is easy.
- the moving member contacts the detection target so as to slide relative to the detection target in a direction along a plane perpendicular to the linear movement direction. Therefore, the detection object is displaced in a direction different from the direction of the linear movement.
- the moving member is not easily affected by the displacement or load in the different directions, and therefore the displacement in the direction of the linear movement can be accurately detected.
- the scattered material such as dust and lubricating oil that accompanies the movement of the detection object can be blocked by the cover member, smooth operation of the moving member '.0, sensitivity of the sensor unit, etc.
- the original function can always be maintained in a good state.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the detection apparatus according to the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional plan view of an example that further embodies the present invention.
- FIG. 3 is a vertical side view.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a displacement detection device according to the present invention.
- the detection device of the present invention is for detecting the rotation angle and linear movement amount or speed of a movable member that rotates and moves linearly (or displaces).
- the detector rotates according to the rotation of the movable member.
- a movable portion that linearly moves in accordance with the linear movement of the movable member.
- These movable parts may be provided in a state of being individually engaged with the movable member, and may be configured to perform only rotation or only linear movement, or rotate and rotate in association with the movable member. Although both of the linear movements are performed, a configuration in which another member for enabling any one of them may be provided.
- the former example is shown schematically in (a) of Fig. 1, and the latter example is shown schematically in (b) of Fig. 1.
- reference numeral 1 denotes a movable member, which is an example of a trunnion or a member integrated with the trunnion in a toroidal-type continuously variable transmission.
- the movable member 1 is configured to perform rotation and linear movement, and the linear movement is a back-and-forth movement in a direction along or substantially parallel to the rotation center axis.
- the detection device 2 according to the present invention is arranged on an extension of the rotation center axis.
- the movable member 1 includes a first movable part 3 that moves linearly as the movable member 1 moves linearly (displacement), and a rotation of the movable member 1. And a second movable part 4 that rotates.
- the second movable portion 4 is, for example, a cylindrical member, and an engagement claw 5 for transmitting torque is provided at the tip portion.
- the movable member 1 is formed with an engaging portion 6 protruding in the direction along the rotation center axis.
- the engaging portion 6 is a protruding portion having a rectangular cross section, or a protruding portion having a groove in which the engaging claw 5 is inserted and contacted in the rotation direction.
- An elastic force is applied to the second movable portion 4 so that the engaging claw 5 is always in contact with the engaging portion 6 in the rotational direction.
- a spring 8 that applies torque to the second movable part 4 is disposed between a part of the outer periphery of the second movable part 4 and the predetermined fixed part 7.
- the second movable part 4 is rotatably held by the fixed part 7.
- the first movable part 3 is a shaft-shaped or pin-shaped member, and is held by the second movable part 4 so as to be movable back and forth while penetrating the second movable part 4.
- a panel 9 is provided to press the first movable part 3 with an elastic force toward the engaging part 6 in the movable member 1, and therefore the tip of the first movable part 3 is pressed against the engaging part 6. It has been. Therefore, when the movable member 1 rotates, the second movable portion 4 rotates together with the first movable portion 3, and when the movable member 1 moves linearly, the second movable portion 4 moves. Without this, the first movable part 3 moves linearly.
- a sensor 10 that outputs a signal in accordance with the rotation of the second movable part 4 is provided on the outer peripheral side of the rear end part of the second movable part 4 (the end opposite to the engaging claw 5).
- a sensor 11 that outputs a signal in accordance with the linear movement of the first movable part 3 is provided on the rear end side of the first movable part 3.
- These sensors 10, 11 are configured by a conventionally known sensor, for example, a sensor that uses a change in impedance due to relative movement between a detection coil and a metal body arranged close to the detection coil, It is composed of either a sensor that uses a signal that changes with the relative movement between the magnetosensitive element and the permanent magnet, or a sensor that uses the change in capacitance due to the relative movement.
- the sensor 10 is provided between the second movable part 4 and the fixed part 7, and the sensor 11 is disposed between the first movable part 3 and the second movable part 4.
- the second movable portion 4 rotates together with the movable member 1, and the rotation angle or the rotation angular velocity is reached.
- a corresponding signal is output from the sensor 10, and based on the signal, the rotation angle or the angular velocity of the movable member 1 is detected.
- the first movable part 3 is pushed into the second movable part 4 side or extends from the second movable part 4 according to the linear movement of the movable member 1, so that it depends on the movement amount or speed.
- a signal is output from the sensor 11, and based on the signal, the linear displacement position or speed of the movable member 1 is detected.
- the detection rod 12 is provided as a movable part that rotates together with the movable member 1 and moves linearly.
- the detection port 12 is a shaft-shaped member, and its leading end meshes with the protrusion 6 in the movable member 1 in the rotation direction, and is not shown in the protrusion 6 in the direction of the rotation axis. It is pressed by the elastic force of the elastic member.
- the detection rod 1 2 penetrates the cylindrical holding member 1 3 in the axial direction thereof, and a linear guide such as a linear slide arranged on the inner peripheral side of the holding member 1 3 is used. It is held by a bearing 14 to be moved back and forth. Further, the holding member 13 is rotatably held by the fixed portion 7 via the rotary bearing 15. Therefore, the detection rod 12 can rotate and move linearly, and corresponds to both the first movable portion and the second movable portion in the present invention.
- a rotating plate 16 is disposed on the rear end side of the detection rod 12 (the upper end side in FIG. 1B).
- the rotating plate 16 is disposed perpendicular to the detection rod 12 and is rotatably held by the fixing portion 7.
- the detection port 1 2 passes through the center of the rotating plate 1 6. Further, the rotating plate 16 and the detection port 12 are engaged with each other so as to rotate together and be relatively movable in the axial direction of the detection rod 12.
- a sensor 10 that outputs a signal corresponding to the rotation angle or angular velocity of the rotating plate 16 rotating integrally with the detection rod 1 2 is disposed in the vicinity of the rotating plate 16, and the detection rod 1
- a sensor 1 1 that outputs a signal corresponding to the linear movement of 2 is arranged along the detection port 1 2.
- the detection rod 1 2 rotates and moves linearly in the same manner.
- Each sensor 10 0, 11 outputs a signal according to the rotation and linear movement of the detection rod 1 2, and the linear displacement amount or speed of the movable member 1 is detected based on the signal. .
- the amount and speed of rotation and linear movement can be detected by one detection device 2, it can be used even when the allowable installation space of a toroidal type continuously variable transmission is small.
- Location or pole Since the detection is performed in response to the rotation and linear movement of the approached part, accurate detection can be performed without being affected by the deformation of the movable member 1 or the like.
- FIG. 2 is a cross-sectional plan view of an example embodying the present invention
- FIG. 3 is a longitudinal side view thereof.
- the example shown here is a rotation angle and straight line of a trunnion 30 in a toroidal-type continuously variable transmission. This is an example that is configured to detect a general displacement or their velocity.
- the trunnion 30 is configured to be moved back and forth by an actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder provided at one end of the trunnion 30 and to rotate with the back and forth movement.
- a detecting device 31 according to the present invention is arranged on the opposite end side.
- the detection device 31 includes a hollow casing 33 inserted into and fixed to the transmission case 32, and a rotating body 34 is inserted therein.
- the rotating body 34 is a member corresponding to the second movable portion in the present invention, and is formed in a cylindrical shape as a whole, and is a bush interposed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the casing 33. 3 It is held rotatably by a bearing member such as 5.
- an engaging portion 37 that engages with a connecting portion 36 provided on the trunnion 30 in the rotational direction is provided at the tip end portion (the lower end portion in FIG. 3) of the rotating body 34.
- the engaging portion 37 is a portion configured to rotate the rotating body 34 integrally with the trunnion 30 and relatively move in the axial direction, and the connecting portion 36 in the rotating direction. It is formed as an engaging claw or engaging tooth that fits in Further, a rotation detection bracket 38 is provided at the rear end of the rotation body 34 so as to protrude outward in the radial direction.
- a rotation sensor 39 corresponding to the second sensor of the present invention is provided between the rotation detection bracket 38 and the casing 33.
- the rotation sensor 39 is a sensor that outputs a signal in response to the rotation of the rotation detection bracket 38, and various sensors can be used as described above.
- a sensor that uses the change in impedance of the detection coil 40 to perform detection is used.
- a detection core 41 which is a metal body or metal wire formed in an arc shape is attached to the rotation detection bracket 38 so as to extend in the rotation direction.
- the detection core 4 1 is inserted / removed
- the detection coil 40 is disposed on the movement line of the detection core 41 and is fixed to the casing 33.
- This detection coil 40 is supplied with a constant current having a predetermined frequency and amplitude, and its impedance changes according to the insertion length of the detection core 41, and accordingly, the detection coil 40. Since the voltage at both ends changes, the insertion amount of the detection core 41, that is, the rotation angle and the rotation angular velocity of the rotating body 34 are detected based on the change in the voltage.
- a signal processing circuit 43 is attached to the inner surface of the top plate portion of the casing 33.
- the signal processing circuit 4 for example, a circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 03-8 3 7 6 4 can be adopted.
- a panel (not shown) that applies elastic force in the rotational direction to the rotating body 34 in order to keep the engaging portion 37 in contact with the connecting portion 36 is used for the rotation detection. It is provided between the bracket 3 8 and the casing 3 3.
- a cylindrical holder 44 is fitted inside the rotating body 34, and a small-diameter through hole is formed in the lower portion of the holder 44 in FIG.
- a displacement detection bracket 45 corresponding to the first movable part in the present invention is inserted into the hole.
- This displacement detection bracket 45 is a relatively thin shaft-like or pin-like member, and, like the rotary body 34, protrudes downward in FIG. 3 It comes in contact with 6.
- the tip of the displacement detection bracket 45 is a curved surface such as a spherical surface.
- the displacement detection bracket 45 is held so as to be movable in the axial direction by a bearing member such as a bush 46 interposed between the outer peripheral surface thereof and the inner peripheral surface of the holder 44. Further, the upper end (or rear end) of the displacement detection bracket 45 is formed to have an outer diameter larger than the inner diameter of the bushing 46, and is thereby prevented from coming off.
- the inner diameter of the holder 44 is larger at the upper part than the part where the bushing 46 is fitted, and the rear end of the displacement detecting bracket 45 protrudes into the larger inner diameter.
- a displacement sensor 47 corresponding to the first sensor in the present invention is provided between the rear end portion and the holder 44.
- This displacement sensor 4 7 can use various types of sensors known in the same way as the rotation sensor 3 9 described above. In the examples shown in Fig. 2 and Fig. 3, the change in impedance of the detection coil 48 is used for detection. The sensor which performs is used.
- the magnetic shield 49 is provided on the inner peripheral surface of the hollow portion that accommodates the rear end portion of the displacement detection bracket 45, and the detection coil 48 is provided on the inner peripheral side thereof.
- a displacement detection core 50 which is a metal body inserted and removed along the axial direction of the detection coil 48, is integrally attached to the rear end portion of the displacement detection bracket ⁇ 45. . That is, as the displacement detection bracket 45 moves in the axial direction following the trunnion 30, the displacement detection core 50 is inserted into and removed from the detection coil 48, and the amount of insertion changes. Accordingly, the impedance of the detection coil 48 is changed.
- a constant current having a predetermined frequency and amplitude is passed through the detection coil 48, and depending on the insertion length of the displacement detection core 50, Since the impedance changes and the voltage at both ends of the detection coil 48 changes accordingly, the amount of displacement detection core 50 inserted based on the change in voltage, that is, the amount of displacement of the displacement detection bracket 45, It is configured to detect the speed.
- a signal processing circuit 51 is attached to the inner surface of the end plate 52 that closes the opening on the rear end side of the holder 44.
- the signal processing circuit 51 for example, a circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-83764 can be adopted.
- a panel receiver 53 is fitted into the upper opening end of the hollow portion where the detection coil 48 is disposed, and the rear end of the spring receiver 53 and the displacement detection bracket 45 A return spring 54 that presses the displacement detection bracket 45 toward the trunnion 30 with an elastic force is disposed between them. Therefore, the displacement detection bracket 45 is pressed against the connection portion 36 in the trunnion 30 and is displaced following the linear movement of the trunnion 30.
- the engaging portion 3 7 formed at the tip of the rotating body 3 4 is a trunnion 3 0 Engage in close contact with the connection part 36 in the rotational direction.
- the displacement detection bracket 4 5 It is abutted against the connecting portion 3 6 by elastic force and is in close contact therewith. In this state, if the lanion 30 is moved in the vertical direction in FIG. 3, the trunnion 30 is tilted (rotated) by the action of the toroidal continuously variable transmission.
- the rotating body 3 4 Since the engaging portion 3 7 of the rotating body 3 4 is integrally engaged with the connecting portion 3 6 provided in the trunnion 30 in the rotation direction, the rotating body 3 4 is rotated along with the rotation of the trunnion 30. Rotate. Then, the curved detection core 41 attached to the rotating body 3 4 moves relative to the detection coil 40, and the insertion length changes. Therefore, the impedance of the detection coil 40 and the voltage between both ends thereof Changes and a signal is output accordingly. By processing the signal by the signal processing circuit 43, the rotation angle or the angular velocity of the TRION 30 is detected.
- the displacement detection bracket 45 moves along with that movement, so the displacement detection core 50 integrated with this detects the displacement. It moves relative to the coil 48 and its insertion length changes. Therefore, as in the rotation sensor 39 that detects rotation, the impedance of the detection coil 48 and the voltage at both ends thereof change, and a signal corresponding to that changes. By processing the signal by the signal processing circuit 51, the displacement amount or speed of the trunnion 30 is detected.
- the configuration of the detection device 3 1 itself can be made compact. it can.
- the number of detection devices required and the wiring associated therewith can be reduced, so that the overall configuration of the toroidal continuously variable transmission can be reduced.
- the rotation and displacement of the trunnion 30 are detected by the rotation and displacement of a single location, when the tilt and displacement of the trunnion 30 are feedback controlled, the tilt and displacement Are completely synchronized with each other, so that stable control can be performed and so-called controllability is improved.
- the obtained detection signal is an analog signal. This can be used almost as it is to detect angular velocity and moving speed, reducing noise and other effects. The angular velocity and the moving velocity can be detected reliably and easily.
- the movable member that can use the detection device of the present invention is not limited to the trunnion in the toroidal-type continuously variable transmission, and may be a member that rotates and reciprocates at a higher speed. In that case, it is preferable to provide the core that can be moved relative to the detection coil on the movable side. With such a configuration, the inertial force can be reduced and the response and detection accuracy can be improved.
- FIG. 4 is a cross-sectional view thereof, and the displacement detection device shown here includes a body 6 1 constituting an entire casing.
- This body 61 is for housing a moving member and a sensor section described below and for attaching to a device including a detection object.
- the body 61 is formed in a cylindrical shape as a whole, A flange portion 62 protruding to the outer peripheral side is provided at the intermediate portion in the axial direction.
- the flange portion 62 is formed with a mounting hole 63 for fixing to the target device.
- a force roller 6 4 is fitted in the mounting hole 63.
- a small-diameter through hole is formed on the front end side of the body 61 (lower side in FIG. 4), and a bush 65 is press-fitted therein, and the detection port 6 6 corresponding to the moving member in the present invention. Is inserted into the bush 65 and held so that it can move in the axial direction.
- This detection rod 66 is configured to move its tip in contact with the object to be detected and linearly move in the axial direction in accordance with the displacement of the contact point.
- the object is shaped into a curved surface such as a convex spherical surface so that it can slide or slide in a direction along a plane perpendicular to the axial direction.
- a stopper ring 6 7 such as an E-ring is attached to the protruding end side of the detection port 6 6. .
- a cover member 68 is attached to the tip of the body 61.
- the cover member 68 is a bellows-like member made of an elastic material such as rubber, and a base end portion is fitted to a tip end portion of the body 61, and the tip end portion is connected to the detection rod 66.
- a relatively large-diameter hollow portion is formed in the upper portion in FIG. 4 where the bush 65 is fitted, and a magnetic shield 69 is provided on the inner peripheral surface of the hollow portion. It has been subjected.
- a coil bobbin 70 having an inner diameter slightly larger than the inner diameter of the bush 65 is inserted on the inner peripheral side of the magnetic shield 69, and a detection coil 71 is provided on the outer peripheral side of the coil bobbin 70. Yes.
- the rear end of the detection port 6 6 is inserted into the coil pobbin 70 and is slightly larger than the inner diameter of the bush 65 so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the coil pobbin 70. It is formed in the diameter. Therefore, the large-diameter portion is engaged with the bushing 65 to prevent the tip from coming off.
- a core 72 extending in the axial direction is attached to the rear end of the detection rod 66.
- the core 72 is a metal body that constitutes the sensor unit according to the present invention.
- the core 72 is integrated with the detection rod 66 and moves in the axial direction so that the relative position with respect to the detection coil 71 Specifically, the insertion length) changes, and the impedance of the detection coil 71 changes accordingly. Therefore, the detection coil 71 and the core 72 form the sensor unit in the present invention.
- the rear end side (upper side in FIG. 4) of the hollow portion provided with the magnetic shield 69 is a hollow portion having a larger diameter, and the panel receiver 7 3 is inserted into the coil bobbin 70 from this portion. Yes.
- the panel receiver 73 is a member having a cylindrical portion protruding from the center of the flat plate portion, and the cylindrical portion is closely fitted to the rear end portion (upper end portion in FIG. 4) of the coil pobin 70 and is fitted. In this state, the flat plate portion is fixed to the body 6 1 with screws 74 passing through the flat plate portion.
- a compression spring 75 is disposed between the panel receiver 73 and the large-diameter portion at the rear end of the detection port 66.
- the compression spring 75 corresponds to the elastic body in the present invention, and pushes the detection rod 66 toward the detection object. Therefore, the detection rod 66 and the core 72 integrated therewith are configured to move linearly following the detection target.
- a substrate 7 8 having a circuit 76 and an output terminal 7 7 is fitted into the opening on the rear end side of the body 61, and the substrate 78 is fixed by a resin mold 7 9 so that the opening is formed. It is sealed.
- This circuit 7 6 has a detection coil 7 1 is supplied with a constant current of a predetermined frequency and amplitude and outputs a detection signal by detecting the voltage at both ends of the detection coil 7 1. 6
- the circuit described in No. 4 can be employed.
- the trunnion 8 1 in the 5-dull type continuously variable transmission 80 is an object to be detected, and the displacement of the trunnion 8 1 is detected.
- the trunnion 8 1 is configured to be moved back and forth by an actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder provided at one end of the trunnion and tilted with the back and forth movement.
- the displacement detection device according to the present invention is disposed on the end side opposite to the heater.
- the body 61 is inserted into the opening formed in the casing 82, and is fixed to the casing 82 by a port (not shown) inserted into the mounting hole 63 in that state. .
- the tip of the detection rod 6 6 is abutted against and brought into contact with the end of the trunnion 8 1, and the compression panel 75 is compressed accordingly.
- detection rod 6 6 causes detection rod 6 6 to be pressed against trunnion 8 1. Therefore, when the trunnion 8 1 moves in the direction away from the displacement detection device (the downward direction in FIG. 4), the detection rod 66 is pushed by the compression panel 75 and moves following the trunnion 81. Conversely, when the trunnion 8 1 moves upward in FIG. 4, the detection port 66 moves together with the trunnion 8 1 while compressing the compression panel 75. That is, the detection port 6 6 has its axis
- the detection rod 6 6 is provided with the core 7 2 described above, so when the trani: 5 on 8 1 moves as described above, the insertion length of the core 7 2 with respect to the detection coil 7 1 is reduced.
- the impedance of the detection coil 71 changes accordingly.
- the detection coil 71 is supplied with a constant current having a predetermined frequency and amplitude. Therefore, the voltage at both ends of the detection coil 71 changes according to the change in impedance, and this voltage change is used as a detection signal.
- Output from output terminal 7 7. Ie trunnion 8 1 The linear displacement amount and displacement speed are detected electrically.
- the trunnion 8 1 tilts with a linear displacement and may also be displaced by the stress associated with torque transmission.
- the overall displacement is a three-dimensional displacement with rotation.
- the tip of the detection rod 66 can move relative to the trunnion 8 1 in a direction along a plane perpendicular to the axial direction.
- the detection rod 6 6 does not move even if it is displaced along the direction. That is, the detection rod 6 6 is displaced following only the displacement of the trunnion 81 in the axial direction of the detection rod 6 6. Therefore, since the displacement and load in a different direction do not affect the displacement of the detection port 66, the linear displacement of the trunnion 81 can be accurately detected.
- the toroidal type continuously variable transmission is a transmission in which a power roller is sandwiched between a pair of disks and torque is transmitted between the disks via the power roller, as is widely known.
- torque is transmitted between the power roller and the disk through the oil film of traction oil.
- oil or the like is scattered inside the casing 82.
- the entire body 61 including the rear end side of the detection rod 6 6 and the sensor portion is covered by the cover member 6 8 with respect to the inner space of the trunnion 8 1 that is the detection object 8 1. Since it is shielded, foreign substances such as oil are prevented from entering the displacement detector. Therefore, it is possible to prevent or suppress an abnormality in the linear movement of the detection rod 66 and the core 72 and a decrease in the sensitivity of the sensor unit.
- the present invention is not limited to the above specific example, and the sensor unit is not limited to the so-called impedance type, such as a capacitance type or a type that optically detects displacement. It may be configured.
- the sensor unit may be configured to convert linear movement into a turning motion by a predetermined link or the like, and detect a displacement by the turning angle.
- the rotational motion may be converted into a linear motion by a predetermined link, and the angle may be detected from the linear displacement.
- the detection object in the present invention is not limited to the trunnion described above, and may be a member that reciprocates linearly at a higher speed.
- the metal body in the impedance sensor unit Or the core It is preferable to attach the detection coil to a member that moves backward. With this configuration, the inertial force can be reduced, so that high-speed followability can be improved, detection accuracy can be increased, and deterioration in durability can be suppressed.
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Abstract
コンパクトで、しかも回転角度および直線的な移動量、もしくはそれらの動作速度を共に検出することのできる検出装置を提供する。 回転および直線的に移動する可動部材の回転角度と直線移動量もしくは回転角速度と直線移動速度とを検出する検出装置において、前記可動部材30が前記直線移動することに伴って前記可動部材30と共に直線移動する第1可動部45と、前記第1可動部45を回転自在に保持し、かつ前記可動部材30が回転することに伴って前記可動部材30と共に回転する第2可動部34と、前記第1可動部45が直線移動することによってその直線移動に応じた信号を出力する第1センサ47と、前記第2可動部34が回転することによってその回転に応じた信号を出力する第2センサ39とを備えている。
Description
明 細 書 変位検出装置 技術分野
この発明は、 直線移動や回転などの動作を検出するための装置に関し、 特に その動作に伴う変位量もしくは変位速度などを検出する装置に関し、 一例として トロイダル型変速機における トラニオンの回転角度や前後の移動量あるいはこれ らの速度を検出する場合に使用できる装置に関するものである。 背景技術
従来、 ポジションセンサとして永久磁石と磁気に感応して信号を出力するホ ール素子などの素子とを備えたものが広く知られている。 しかしながら、 この種 のポジションセンサは、 変位に対する出力のリニァリティが必ずしも十分でな く、 また高価であり、 そのために用途が制約される場合がある。 これに対し、 特 開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報には、 所定周波数および振幅の定電流を流す検出 コイルの中空部分に金属体を貫入させ、 その貫入量に応じたインピーダンスの変 化を検出コイルの両端電圧として検出し、 その検出された電圧を、 位置情報を示 すポジション信号に変換するように構成したポジションセンサが記載されてい る。 したがって、 その電圧に基づいて金属体の変位量やその速度を検出すること ができる。 そして、 特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報には、 直線状の検出コイル および金属体と、 所定曲率の円弧状の検出コイルおよび金属体とが記載されてお リ、 後者の円弧状に構成した例では、 例えばアクセルペダルの踏み込みによって 円弧状金属体をその曲率中心を中心として回転させ、 それに伴って円弧状検出コ ィルに対する貫入量を変化させるように構成されている。
なお、 前述した並進動作をおこなう部材としてトロイダル型無段変速機にお ける トラニオンが知られており、 特開平 7 - 3 1 7 8 6 7号公報には、 そのトラ 二オンの傾転角と変位量とを、 プリセスカムの動作として一つのセンサで検出す るように構成した装置が記載されている。 すなわち、 プリセスカムの螺旋状の力
ム面に当接させたセンサの検出値は、 トラニオンの傾転角と^: ご しに ¾ のとなるので、 そのセンサによって傾転角と変位量とを検出し、 変速比を制御す るようになっている。
これに対して特開 2 0 0 2— 1 9 5 3 9 3号公報に記載された装置では、 ト ラニオンの傾転角を検出するセンサと変位量を検出するセンサとの二種類のセン サを個別に備えている。 すなわち、 特開 2 0 0 2— 1 9 5 3 9 3号公報には、 ト ロイダル型無段変速機における トラニオンの変位量や回転角度 (傾転角度) を検 出して変速比を制御する発明が記載されている。 その変位量や回転角度を検出す るためのセンサとして、 接触式のセンサの他に、 静電容量型や光学式の非接触セ ンサを使用できることが特開 2 0 02— 1 9 5 3 9 3号公報に記載されている。
上記の特開 2 00 3— 8 3 7 6 4号公報に記載されたポジションセンサによ れば、 直線的に移動する部材の位置や、 車両のアクセルペダルのような所定の支 点を中心に回転する部材の動作量を、 金属体の検出コイルに対する移動量すなわ ちインピーダンスの変化として検出することができる。 しかしながら、 回転と直 線移動との並進動作する部材の回転および直線移動を検出するとすれば、 その並 進動作部材に二つのポジションセンサを設けることになリ、 大きい設置スペース が必要となって、 その使用が制限される場合がある。 例えば、 前述したトロイダ ル型無段変速機における トラニオンの傾転角および変位量を検出する場合、 その 周辺における余裕空間が狭く、 また一つのバリエータ (あるいはキヤビティ) に 複数のパワーローラおよびそれを支持する トラニオンが設けられているので、 用 いるポジションセンサの数が多くなり、 上記の特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報 に記載されたポジションセンサを用いることは実際には困難である。
また、 特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報に記載されたポジションセンサで は、 検出コイルに対して移動する金属体を検出対象物に連結する必要があるの で、 組み付け性が劣る可能性がある。 さらに、 検出対象物がトラニオンなどのよ うに回転を伴う複雑な移動を行うものの場合、 被検出部が複合した動きをするた めに、 検出精度が低下したり、 検出結果を更に解析する必要が生じるなどの可能 性がある。
また、 特開平 7— 3 1 7 8 6 7号公報に記載された装置では、 プリセスカム
を必要とするので、 これが設けられていない装置には採用することができない。 また、 一つのセンサに回転と軸線方向との荷重を作用させることになるので、 そ の接触部分の摩擦抵抗の影響が生じると、 検出精度が低下する可能性がある。
さらに、 特開 2 0 0 2— 1 9 5 3 9 3号公報に記載された装置では、 回転と 直線的な変位とを検出するためにそれぞれセンサを設けることになるので、 上述 した特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号に記載されたポジションセンサについての課題 と同様の課題が生じる可能性がある。
さらに、 特開 2 0 0 2— 1 9 5 3 9 3号公報に記載されているような非接触 式のセンサほ、 トラニオンの一部の移動もしくはトラニオンに設けた被検出部の 移動に感応して静電容量やレーザー光などが変化し、 その変化によって変位を検 出する。 したがって、 検出対象物であるトラニオンにいわゆる被検出部を設ける 必要があり、 そのため被検出部を可動部側に、 センサ部を固定部側にそれぞれ設 けるなど、 組み付け性が必ずしも良好でなく、 改良の余地がある。 また、 接触式 のセンサであっても同様であって、 検出対象部に連結する必要があるので、 可動 部と固定部との両方に対する装着作業が必要なために組み付け性の点で改良の余 地がある。 特に、 検出対象部に連結する構成の場合、 その検出対象物がトラニォ ンなどのように回転を伴う複雑な移動を行うものであれば、 被検出部が複合した 動きをするために、 検出精度が低下したり、 検出結果を更に解析する必要が生じ るなどの可能性がある。 発明の開示
この発明は上記の技術的課題に着目 してなされたものであり、 コンパク ト で、 しかも回転角度および直線的な移動量、 もしくはそれらの動作速度を共に検 出することのできる変位検出装置を提供することを目的とするものである。
また、 この発明の他の目的は、 組み付け性に優れ、 また検出対象物が三次元 方向に移動するものであっても正確に変位を検出することのできる装置を提供す ることである。
上記の目的を達成するために、 この発明は、 回転および直線的に移動する可 動部材の回転角度と直線移動量もしくは回転角速度と直線移動速度とを検出する
変位検出装置において、 前記可動部材が前記直線移動することに伴って前記可動 部材と共に直線移動する第 1可動部と、 前記第 1可動部に回転自在に保持され、 もしくは前記第 1可動部を回転自在に保持し、 かつ前記可動部材が回転すること に伴って前記可動部材と共に回転する第 2可動部と、 前記第 1可動部が直線移動 することによってその直線移動に応じた信号を出力する第 1センサと、 前記第 2 可動部が回転することによってその回転に応じた信号を出力する第 2センサとを 備えていることを特徴とするものである。
前記第 1可動部は、 前記直線移動の方向に対してのみ前記可動部材と一体化 するように前記可動部材に係合され、 かつ前記第 2可動部は、 前記回転の方向に 対してのみ前記可動部材と一体化するように前記可動部材に係合されていてもよ い。
また、 前記第 2可動部は円筒状に形成されるとともに、 ケーシングの内部に 回転自在に保持され、 かつ前記円筒状の第 2可動部の内部に前記第 1可動部が前 記直線移動可能に保持されていてもよい。
このように構成した場合、 前記ケーシングの内部に前記第 2センサが配置さ れ、 かつ前記円筒状の第 2可動部の内部に前記第 1センサが配置される。
さらに、 前記第 1 センサと第 2センサとの少なく とも一方は、 検出コイル と、 該検出コイルに接近して配置されて前記検出コイルとの相対移動に伴って前 記検出コイルのインピーダンスを変化させる金属部材とを備え、 そのインピーダ ンスの変化に伴う電気信号によって前記直線移動もしくは回転の量もしくは速度 を検出する検出器を含むことができる。
一方、 前記可動部材は、 トロイダル型無段変速機におけるパワーローラを保 持している トラニオンもしくは該トラニオンと一体の部材であってよい。
その場合、 前記第 1可動部は、 前記トラニオンもしくは該トラニオンと一体 の部材に、 前記直線移動の方向に弾性力によって押し付けられている構成とする ことができる。
そして、 この発明では、 前記第 2可動部は、 前記トラニオンもしくは該トラ 二オンと一体の部材に、 前記回転の方向に弾性力によって押し付けられている構 成とすることができる。
したがって、 この発明によれば、 可動部材が直線的に移動すると、 それに S わせて第 1可動部が直線的に移動する。 その場合、 第 1可動部が第 2可動部を回 転自在に保持していれば、 第 2可動部も直線的に移動する。 その移動量もしくは 移動速度が第 1センサによって検出される。 また、 可動部材が回転すると、 それ に合わせて第 2可動部が回転する。 その場合、 第 2可動部が第 1可動部を保持し ていれば、 第 1可動部も回転する。 その回転角度もしくは角速度は、 第 2センサ によって検出される。 したがって、 共に組み合わされている第 1可動部および第 2可動部ならびにそれぞれに対応して設けられている第 1センサおよび第 2セン ザによって、 可動部材の回転角および直線移動量もしくはそれぞれの速度を検出 することができる。 すなわち、 一つの装置で回転と直線移動とを検出できるの で、 必要とする設置スペースを小さくすることができる。 また、 直接的に検出す る可動部材の対象部位が一箇所もしくは実質的に一箇所であるから、 並進動作す る場合に回転と直線移動との両方の動作量もしくは速度を正確に検出することが できる。
また、 この発明によれば、 第 2可動部がケーシングに保持され、 その第 2可 動部に第 1可動部が保持されているので、 これらの可動部をユニッ ト化し、 全体 としてコンパク 卜なものとすることができ、 また回転と直線移動との並進動作す る可動部材に対して設置する場合の所要スペースを小さくすることができる。
上記の構成に加えて、 各センサがケ一シングの内部に収容されていれば、 さ らにコンパク 卜で設置スペースの小さい装置とすることができる。
さらに、 この発明によれば、 少なくとも一方のセンサがコイルのインピーダ ンスの変化によって回転角や直線移動量などを検出するように構成されているの で、 ホール素子などの半導体を用いる構成に比較して、 装置の全体としての構成 を小型化することが容易であり、 また低コスト化を図ることができる。 また、 セ ンサのうち、 回転もしくは移動する部材は金属部材になるので、 その重量を軽く して、 可動部材に対する追従性を向上させることができ、 したがって動作速度の 速い可動部材についての回転角および直線移動量あるいはそれらの速度を正確に 検出することが可能になる。
この発明によれば、 トロイダル型無段変速機に用いた場合、 そのトラニオン
の回転角および軸線方向の移動量もしくはそれらの速度を一つの検出装置によつ て検出することができる。 また、 複数ある トラニオン毎に検出装置を設けるとし ても、 その数はトラニオンの数を超えることがないので、 所要スペースが小さく てよい。
5 そして、 この発明によれば、 可動部を トラニオンもしくはこれと一体の部材 に弾性力で押し付ければよいので、 トロイダル型無段変速機に対する組み付け性 が良好になる。
また一方、 この発明は、 直線運動や回転運動を行う所定の検出対象物の変位 を検出して信号を出力する変位検出装置において、 前記検出対象物の所定箇所に :0 接触させられ、 その接触点の変位に伴って直線的に移動する移動部材と、 その移 動部材を前記検出対象物に弾性力で押し付ける弾性部材と、 前記移動部材の移動 に応じた信号を出力するセンサ部とを備えていることを特徴とするものである。
そのセンサ部は、 前記移動部材と一体となって動作する金属体と、 その金属 体との相対位置の変化に応じてインピーダンスが変化する検出コイルとを備えた
[5 構成とすることができる。
また、 前記移動部材は、 前記弾性部材による押し付け方向に対して垂直な面 に沿う方向には前記検出対象物に対して摺動するように前記検出対象物に接触さ せられていていよい。
さらに上記の発明は、 前記移動部材の先端部を突出させ、 かつその移動部材 10 の後端部側および前記センサ部を前記検出対象物に対して遮蔽するカバー部材を 更に備えていることを特徴とする変位検出装置である。
そして、 この発明では、 前記検出対象物は、 トロイダル型無段変速機におけ るパワーローラを保持しているトラニオンとすることができる。
このような構成のこの発明によれば、 検出対象物が所定の方向に移動し、 も 15 しくは回転すると、 これに接触させられている移動部材がその接触点の変位に応 じて直線的に移動する。 その場合、 移動部材は弾性力で検出対象物に押し付けら れているので、 接触点の変位に追従して移動する。 その移動量もしくは速度に応 じてセンサ部が信号を出力する。 したがって、 検出対象物に対しては移動部材を 押し付けるだけでよいので、 容易に組み付けることができる。 また、 検出対象物
が回転し、 あるいは三次元方向に変位するとしても、 移動部材は検出対象物に接 触しているだけであるから、 その変位は弾性体を圧縮し、 あるいは伸長させる直 線方向に限られ、 その変位をセンサ部で検出するので、 精度の良い変位の検出を 行うことができる。
5 また、 この発明によれば、 移動部材の変位に応じて金属体が検出コイルに対 して相対移動し、 それに伴って検出コイルのインピーダンスが変化する。 したが つて、 検出コイルに所定の周波数の定電流を流しておけば、 その両端電圧が変化 し、 変位を電気信号として検出することができる。 また、 その信号はアナログ信 号であるから、 デジタル一アナログ変換などの信号処理を行うことなく、 そのま
0 ま速度信号とすることができ、 雑音などの影響を特に受けることなく精度よく変 位速度を検出することができる。 さらに、 小型化が容易である。
さらに、 この発明によれば、 移動部材は、 その直線移動の方向に対して垂直 な面に沿う方向には、 検出対象物に対して相対的に摺動するように検出対象物に 接触しているので、 検出対象物が前記直線移動の方向とは異なる方向にも変位す
5 る場合であっても、 移動部材は、 当該異なる方向への変位もしくは荷重の影響を 受けにく く、 したがって前記直線移動の方向における変位を精度よく検出するこ とができる。
またさらに、 この発明によれば、 検出対象物が動作することに伴う塵埃や潤 滑油などの飛散物をカバー部材によって遮断できるので、 移動部材の円滑な動作 '.0 やセンサ部の感度など、 本来の機能を常時良好な状態に維持することができる。
そして、 この発明によれば、 トロイダル型無段変速機における トラニオンの 変位を正確に検出することができ、 また卜ロイダル型無段変速機に対する組付け を容易に行うことができる。
'5 図面の簡単な説明
図 1の (a ) および (b ) のそれぞれは、 この発明に係る検出装置の原理的な 構成を示す模式図である。
図 2は、 この発明を更に具体化した例の横断平面図である。
図 3は、 その縦断側面図である。
図 4は、 この発明に係る変位検出装置の一例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。 先ず、 この発明に係る検出装 置の原理的な構成を説明する。 この発明の検出装置は、 回転と直線移動 (もしく は変位) する可動部材の回転角度および直線移動量もしくはそれらの速度を検出 するためのものであり、 そのために可動部材の回転に合わせて回転する可動部 と、 可動部材の直線移動に合わせて直線移動する他の可動部とを備えている。 こ れらの可動部は、 それぞれ別個に可動部材に係合した状態に設けられて、 回転の み、 あるいは直線移動のみ行うようになっていてもよく、 あるいは可動部材に係 合して回転および直線移動の両方を行うが、 いずれか一方を可能にするための他 の部材を設けた構成であってもよい。 前者の例を図 1の (a ) に模式的に示し、 後者の例を図 1 の ( b ) に模式的に示してある。
図 1 において、 符号 1 は可動部材であって、 これはトロイダル型無段変速機 における トラニオンあるいはそのトラニオンと一体の部材がその例である。 この 可動部材 1は、 回転および直線移動を行うように構成されており、 その直線移動 は、 回転中心軸線に沿う方向もしくはこれにほぼ平行な方向の前後動である。 そ の回転中心軸線の延長線上にこの発明に係る検出装置 2が配置されている。
図 1 の ( a ) に示す構成の検出装置 2は、 前記可動部材 1の直線移動 (変 位) に伴って直線的に移動する第 1可動部 3と、 前記可動部材 1の回転に伴って 回転する第 2可動部 4とを備えている。 第 2可動部 4は、 例えば円筒状の部材で あって、 その先端部にはトルクを伝達するための係合爪 5が設けられている。 こ れに対して可動部材 1 には、 その回転中心軸線に沿う方向に突出した係合部 6が 形成されている。 この係合部 6は、 矩形断面を成す突出部、 もしくは前記係合爪 5が挿入されて回転方向で接触する溝を有する突出部である。 そして、 その係合 爪 5が係合部 6に回転方向で常時接触しているように、 第 2可動部 4には弾性力 が付与されている。 具体的には、 第 2可動部 4の外周の一部と所定の固定部 7と の間に、 第 2可動部 4に対して トルクを付与するバネ 8が配置されている。 な お、 第 2可動部 4は固定部 7に回転自在に保持されている。
第 1可動部 3は、 軸状もしくはピン状の部材であって、 第 2可動部 4を貫通 した状態で第 2可動部 4によって前後動自在に保持されている。 この第 1可動部 3を前記可動部材 1における係合部 6に向けて弾性力で押圧するパネ 9が設けら れておリ、 したがって第 1可動部 3の先端部が係合部 6に押し付けられている。 したがって、 可動部材 1が回転した場合には、 第 2可動部 4が第 1可動部 3と共 に回転し、 また可動部材 1が直線的に移動した場合には、 第 2可動部 4は移動せ ずに第 1可動部 3が直線的に移動するようになっている。
第 2可動部 4の後端部 (前記係合爪 5とは反対側の端部) の外周側に、 第 2 可動部 4の回転に応じて信号を出力するセンサ 1 0が設けられている。 また、 第 1可動部 3の後端側には、 第 1可動部 3の直線移動に応じて信号を出力するセン サ 1 1が設けられている。 これらのセンサ 1 0 , 1 1は、 従来知られているセン ザによって構成されており、 例えば検出コイルとこれに接近して配置された金属 体との相対移動によるインピーダンスの変化を利用したセンサ、 感磁性素子と永 久磁石との相対移動に伴って変化する信号を利用するセンサ、 相対移動によって 静電容量が変化することを利用したセンサなどのいずれかによつて構成されてい る。 そして、 センサ 1 0は、 第 2可動部 4と固定部 7との間に設けられ、 またセ ンサ 1 1は第 1可動部 3と第 2可動部 4との間に配置されている。
したがって、 図 1の (a ) に示す構成の検出装置 2では、 可動部材 1が回転 しつつ直線的に移動すると、 第 2可動部 4が可動部材 1 と共に回転し、 その回転 角度もしくは回転角速度に応じた信号がセンサ 1 0から出力され、 その信号に基 づいて、 可動部材 1の回転角度もしくはその角速度が検出される。 また同時に、 可動部材 1の直線的な移動に応じて前記第 1可動部 3が第 2可動部 4側に押し込 まれ、 あるいは第 2可動部 4から延び出るので、 その移動量もしくは速度に応じ た信号がセンサ 1 1から出力され、 その信号に基づいて、 可動部材 1の直線的な 変位置もしくはその速度が検出される。 すなわち、 一つの検出装置 2で回転と直 線移動との量や速度を検出できるので、 トロイダル型無段変速機などの許容設置 スペースが小さい場合であっても使用することができ、 特に単一箇所もしくは極 めて接近した箇所の回転と直線移動とに感応してその検出を行うので、 可動部材 1の変形などの影響を受けずに、 正確な検出を行うことができる。
つぎに図 1の ( b ) に示す構成について説明すると、 ここに示す例は、 上記 の図 1の ( a ) に示す構成では二つの可動部 3 , 4が可動部材 1に係合している のに対して、 一つの可動部を可動部材 1に係合させるように構成した例である。 すなわち、 可動部材 1 と共に回転しかつ直線的に移動する可動部として検出ロッ ド 1 2が設けられている。 この検出口ッ ド 1 2は、 軸状の部材であって、 その先 端部が可動部材 1 における突出部 6に回転方向で嚙み合い、 かつその回転軸線の 方向では突出部 6に図示しない弾性部材の弾性力によって押し付けられている。
また、 検出ロッ ド 1 2は、 円筒状の保持部材 1 3をその軸線方向に貫通して おり、 その保持部材 1 3の内周側に配置されたリニアスライ ドなどの直線的なガ イ ドを行う軸受 1 4によって前後動自在に保持されている。 さらに、 この保持部 材 1 3は固定部 7により回転軸受 1 5を介して回転自在に保持されている。 した がって、 検出ロッ ド 1 2は回転および直線移動が可能であって、 この発明におけ る第 1可動部および第 2可動部の両方に相当している。
そして、 上記の検出ロッ ド 1 2の後端側 (図 1の ( b ) での上端側) には、 回転板 1 6が配置されている。 この回転板 1 6は、 検出ロッ ド 1 2に対して垂直 に配置され、 固定部 7によって回転自在に保持されている。 その回転板 1 6の中 心部を検出口ッ ド 1 2が貫通している。 さらに、 この回転板 1 6と検出口ッ ド 1 2とは、 一体になつて回転し、 かつ検出ロッ ド 1 2の軸線方向に相対的に移動で きるように係合している。 そして、 検出ロッ ド 1 2と一体となって回転する回転 板 1 6の回転角もしくは角速度に応じた信号を出力するセンサ 1 0が、 回転板 1 6の近傍に配置され、 また検出ロッ ド 1 2の直線移動に応じた信号を出力するセ ンサ 1 1が、 検出口ッ ド 1 2に沿って配置されている。
したがって、 図 1の (b ) に示すように構成された検出装置では、 可動部材 1が回転しかつ直線的に移動すると、 検出ロッ ド 1 2がこれと同様に回転しかつ 直線的に移動する。 その検出ロッ ド 1 2の回転および直線移動に応じて各センサ 1 0 , 1 1が信号を出力するので、 その信号に基づいて、 可動部材 1の直線的な 変位量もしくはその速度が検出される。 すなわち、 一つの検出装置 2で回転と直 線移動との量や速度を検出できるので、 トロイダル型無段変速機などの許容設置 スペースが小さい場合であっても使用することができ、 特に単一箇所もしくは極
めて接近した箇所の回転と直線移動に感応してその検出を行うので、 可動部材 1 の変形などの影響を受けずに、 正確な検出を行うことができる。
よリ具体化した例を更に説明する。 図 2はこの発明を具体化した例の横断平 面図であり、 図 3はその縦断側面図であって、 ここに示す例は、 トロイダル型無 段変速機における トラニオン 3 0の回転角および直線的な変位もしくはそれらの 速度を検出するように構成した例である。 そのトラニオン 3 0はその一端側に設 けられた油圧シリンダなどのァクチユエータ (図示せず) によって前後動させら れ、 かつ前後動に伴って回転するように構成されており、 そのァクチユエ一タと は反対の端部側にこの発明に係る検出装置 3 1が配置されている。
この検出装置 3 1は、 変速機ケース 3 2に揷入されて固定される中空状のケ 一シング 3 3を備えており、 その内部に回転ボディ 3 4が揷入されている。 この 回転ボディ 3 4はこの発明における第 2可動部に相当する部材であって、 全体と して円筒状に形成され、 その外周面とケーシング 3 3の内周面との間に介在させ たブッシュ 3 5などの軸受部材によって回転自在に保持されている。
また回転ボディ 3 4の先端部 (図 3での下端部) には、 トラニオン 3 0に設 けられた接続部 3 6に回転方向で係合する係合部 3 7が設けられている。 この係 合部 3 7は、 回転ボディ 3 4をトラニオン 3 0と一体となって回転させ、 かつ軸 線方向に相対移動させるように構成された部分であって、 回転方向で前記接続部 3 6に嚙み合う係合爪もしくは係合歯として形成されている。 さらに、 回転ポデ ィ 3 4の後端部には、 半径方向で外側に突出した回転検出用ブラケッ ト 3 8がー 体化されて設けられている。 そして、 この回転検出用ブラケッ ト 3 8とケーシン グ 3 3との間に、 この発明における第 2センサに相当する回転センサ 3 9が設け られている。
この回転センサ 3 9は、 要は、 回転検出用ブラケッ ト 3 8の旋回に応じて信 号を出力するセンサであって、 前述したように各種のセンサを用いることができ る。 図 2および図 3に示す例では、 検出コイル 4 0のインピーダンスの変化を利 用して検出を行うセンサが用いられている。 具体的には、 円弧状に形成された金 属体もしくは金属線である検出コア 4 1が、 前記回転検出用ブラケッ ト 3 8に回 転方向に延びて取り付けられている。 また、 その検出コア 4 1が抜き差しされる
検出コイル 4 0が、 検出コア 4 1の移動線上に配置されてケ一シング 3 3に固定 されている。
この検出コイル 4 0には、 所定の周波数でかつ振幅の定電流が流されてお リ、 検出コア 4 1の挿入長さに応じてそのインピーダンスが変化し、 それに伴つ て検出コイル 4 0の両端電圧が変化するので、 その電圧の変化に基づいて検出コ ァ 4 1の挿入量すなわち回転ボディ 3 4の回転角度や回転角速度を検出するよう に構成されている。 そのための信号処理回路 4 3がケーシング 3 3の天板部の内 面に取り付けられている。 なお、 この信号処理回路 4 3は、 例えば特開 2 0 0 3 - 8 3 7 6 4号公報に開示されている回路を採用することができる。 また、 前記 係合部 3 7を前記接続部 3 6に常時接触させておくために、 回転ボディ 3 4に対 して回転方向の弾性力を付与するパネ (図示せず) が前記回転検出用ブラケッ ト 3 8とケーシング 3 3との間に設けられている。
上記の回転ボディ 3 4の内部には、 円筒状のホルダ一 4 4が嵌合させられて おり、 そのホルダー 4 4の図 3での下部には、 小径の貫通孔が形成され、 その貫 通孔に、 この発明における第 1可動部に相当する変位検出用ブラケッ ト 4 5が揷 入されている。 この変位検出用ブラケッ ト 4 5は、 比較的細い軸状もしくはピン 状の部材であって、 前記回転ボディ 3 4と同様に、 図 3での下側に突出し、 トラ 二オン 3 0の接続部 3 6に当接するようになつている。 なお、 トラニオン 3 0も しくは接続部 3 6の回転や横方向への移動が生じても変位検出用ブラケッ 卜 4 5 に対して曲げなどのラジアル方向の荷重が掛からないようにするために、 変位検 出用ブラケッ ト 4 5の先端部は球面などの曲面になっている。 また、 変位検出用 ブラケッ ト 4 5は、 その外周面とホルダー 4 4の内周面との間に介在させたブッ シュ 4 6などの軸受部材によって軸線方向に移動できるように保持されている。 さらに、 変位検出用ブラケッ ト 4 5の上端部 (もしくは後端部) は、 ブッシュ 4 6の内径よリ大きい外径に形成され、 これによつて抜け止めされている。
上記のブッシュ 4 6を嵌合させてある部分より上側の部分でホルダ一 4 4の 内径が大きくなっておリ、 その内径の大きい部分に前記変位検出用ブラケッ ト 4 5の後端部が突出しており、 その後端部とホルダー 4 4との間に、 この発明にお ける第 1センサに相当する変位センサ 4 7が設けられている。 この変位センサ 4
7は、 前述した回転センサ 3 9同様に、 従来知られている各種の形式のものを使 用でき、 図 2および図 3に示す例では、 検出コイル 4 8のインピーダンスの変化 を利用して検出を行うセンサが用いられている。
すなわち、 変位検出用ブラケッ ト 4 5の後端部を収容している中空部の内周 面に磁気シールド 4 9が施され、 さらにその内周側に検出コイル 4 8が配置され ている。 この検出コイル 4 8の内周側にその軸線方向に沿って抜き差しされる金 属体である変位検出コア 5 0が、 変位検出用ブラケッ 卜 4 5の後端部に一体的に 取り付けられている。 すなわち、 変位検出用ブラケッ ト 4 5がトラニオン 3 0に 追従してその軸線方向に移動することに伴って変位検出コア 5 0が検出コイル 4 8に対して抜き差しされ、 その揷入量の変化に応じて検出コイル 4 8のインピー ダンスが変化するようになっている。
この検出コイル 4 8には、 前述した回転を検出する検出コイル 4 0と同様 に、 所定の周波数でかつ振幅の定電流が流されており、 変位検出コア 5 0の挿入 長さに応じてそのインピーダンスが変化し、 それに伴って検出コイル 4 8の両端 電圧が変化するので、 その電圧の変化に基づいて変位検出コア 5 0の挿入量すな わち変位検出用ブラケッ ト 4 5の変位量やその速度を検出するように構成されて いる。 そのための信号処理回路 5 1がホルダ一 4 4の後端側の開口部を閉じてい るエンドプレート 5 2の内面に取り付けられている。 なお、 この信号処理回路 5 1 は、 例えぱ特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報に開示されている回路を採用する ことができる。 また、 前記検出コイル 4 8を配置してある中空部の上部開口端に はパネ受け 5 3が嵌め込まれておリ、 このバネ受け 5 3と前記変位検出用ブラケ ッ ト 4 5の後端部との間には、 変位検出用ブラケッ ト 4 5をトラニオン 3 0側に 弾性力で押圧するリターンスプリング 5 4が配置されている。 したがって、 変位 検出用ブラケッ ト 4 5はトラニオン 3 0における接続部 3 6に押し付けられ、 ト ラニオン 3 0の直線的な移動に追従して変位するようになっている。
つぎに上述した検出装置 3 1の作用について説明する。 変速機ケース 3 2に 挿入して トロイダル型無段変速機に取り付けた状態では、 図 3に示すように、 回 転ボディ 3 4の先端部に形成されている係合部 3 7がトラニオン 3 0の接続部 3 6に回転方向で係合し、 密着している。 また変位検出用ブラケッ ト 4 5がその接
続部 3 6に弾性力で突き当てられて密着している。 この状態で変速を行うべく 卜 ラニオン 3 0を図 3の上下方向に移動させると、 トロイダル型無段変速機の作用 によってトラニオン 3 0が傾転 (回転) する。
トラニオン 3 0に設けられている接続部 3 6に回転ボディ 3 4の係合部 3 7 が回転方向に一体に係合しているので、 トラニオン 3 0の回転に伴って回転ボデ ィ 3 4が回転する。 そして、 その回転ボディ 3 4に取り付けられている湾曲した 検出コア 4 1が検出コイル 4 0に対して相対移動し、 その挿入長さが変化するの で、 検出コイル 4 0のインピーダンスおよびその両端電圧が変化し、 それに応じ た信号が出力される。 その信号を信号処理回路 4 3で処理することにより、 トラ 二オン 3 0の回転角度あるいはその角速度が検出される。
—方、 トラニオン 3 0がその回転軸線の方向に直線的に移動すると、 それに 追従して変位検出用ブラケッ ト 4 5がその軸線方向に変位するので、 これと一体 の変位検出コア 5 0が検出コイル 4 8に対して相対的に移動し、 その揷入長さが 変化する。 したがって、 回転を検出する回転センサ 3 9におけるのと同様に、 検 出コイル 4 8のインピーダンスおよびその両端電圧が変化し、 それに応じた信号 が出力される。 その信号を信号処理回路 5 1で処理することによリ、 トラニオン 3 0の変位量もしくはその速度が検出される。
したがって、 一つの検出装置 3 1によって可動部材であるトラニオン 3 0の回 転角度および変位量もしくはそれらの速度を検出することができるので、 検出装 置 3 1 自体の構成をコンパク ト化することができる。 また、 必要とする検出装置 の数を少なく し、 またそれに伴う配線を少なく して、 トロイダル型無段変速機の 全体としての構成を小型化することができる。 さらに、 トラニオン 3 0の回転お よび変位を実質的に単一の箇所の回転および変位によって検出することになるの で、 トラニオン 3 0の傾転および変位をフィードバック制御する場合、 傾転と変 位とが完全に同期するので、 安定した制御を行うことができ、 いわゆる制御性が 向上する。 またさらに、 センサとして検出コイル 4 0 , 4 8のインピーダンスの 変化に伴う両端電圧の変化によって回転や直線移動を検出するセンサを用いた塌 合には、 得られる検出信号がアナログ信号であることにより、 これをほぼそのま ま使用して角速度や移動速度を検出できるので、 ノイズなどの影響を低減して正
確かつ容易に角速度や移動速度を検出することができる。
なお、 この発明の検出装置を使用できる可動部材は、 トロイダル型無段変速 機における トラニオンに限られないのであって、 更に高速で回転および往復動す る部材であってもよい。 その場合、 検出コイルに対して相対移動させられるコア を可動側に設けることが好ましく、 そのような構成であれば、 慣性力を低減して 応答性および検出精度を向上させることができる。
この発明に係る変位検出装置の他の例を説明する。 図 4はその断面図であ リ、 ここに示す変位検出装置は、 全体の筐体を成すボディ 6 1 を備えている。 こ のボディ 6 1は、 以下に述べる移動部材ゃセンサ部を収容するとともに、 検出対 象物を含む装置に取り付けるためのものであり、 図 4に示す例では、 全体として 円筒状に形成され、 その軸線方向での中間部には、 外周側に突出したフランジ部 6 2が設けられている。 そのフランジ部 6 2には対象とする装置に固定するため の取付孔 6 3が形成されている。 なお、 図 4に示す例では、 その取付孔 6 3に力 ラ一 6 4が嵌め込まれている。
ボディ 6 1の先端側 (図 4での下側) には、 小径の貫通孔が形成され、 ここ にブッシュ 6 5が圧入されており、 この発明における移動部材に相当する検出口 ッ ド 6 6がこのブッシュ 6 5に揷入されてその軸線方向に移動できるように保持 されている。 この検出ロッ ド 6 6は、 その先端を検出対象物に接触させてその接 触点の変位に応じてその軸線方向に直線的に移動するように構成され、 そのため に、 その先端部は、 検出対象物に対して、 軸線方向とは垂直な面に沿う方向に摺 動もしくは滑動できるように凸球面などの曲面に成形されている。 また、 検出口 ッ ド 6 6が限界以上にボディ 6 1内に退入しないようにするために、 検出口ッ ド 6 6の突出端側に Eリングなどの止め環 6 7が取り付けられている。
さらに、 ボディ 6 1の先端部には、 カバー部材 6 8が取り付けられている。 このカバー部材 6 8は、 ゴムなどの弾性材料によって構成された蛇腹状の部材で あって、 基端部がボディ 6 1 の先端部に嵌着され、 また先端部は前記検出ロッ ド 6 6を突出させた状態で検出ロッ ド 6 6に取リ付けられている。 すなわち、 ボデ ィ 6 1の先端側はカバー部材 6 8によって被われて、 検出対象物に対して遮蔽さ れている。
前記ブッシュ 6 5を嵌め込んである貫通孔ょリ図 4での上側の部分には、 相 対的に大径の中空部が形成され、 その中空部の内周面には磁気シールド 6 9が施 されている。 さらにその磁気シールド 6 9の内周側に、 前記ブッシュ 6 5の内径 よリ僅かに大きい内径のコイルボビン 7 0が挿入されており、 そのコイルボビン 7 0の外周側に検出コイル 7 1が設けられている。
前記検出口ッ ド 6 6の後端部は、 コイルポビン 7 0の内部に揷入されてお リ、 またコイルポビン 7 0の内周面に摺接するように、 ブッシュ 6 5の内径よリ 僅かに大径に形成されている。 したがって、 その大径の部分がブッシュ 6 5に係 合することにより、 先端側への抜け止めがなされている。
この検出ロッ ド 6 6の後端部には、 その軸線方向に延びるコア 7 2がー体に 取り付けられている。 このコア 7 2はこの発明におけるセンサ部を構成する金属 体であって、 検出ロッ ド 6 6と一体となって軸線方向に移動することによリ、 検 出コイル 7 1 との相対位置 (より具体的には挿入長さ) が変化し、 それに伴って 検出コイル 7 1のインピーダンスが変化するようになっている。 したがって、 検 出コイル 7 1およびコア 7 2がこの発明におけるセンサ部を形成している。
磁気シールド 6 9を施した中空部より後端側 (図 4での上側) は更に大径の 中空部になっており、 この部分から前記コイルボビン 7 0の内部にパネ受け 7 3 が挿入されている。 このパネ受け 7 3は、 平板部の中央に円筒部を突出させた構 成の部材であって、 その円筒部をコイルポビン 7 0の後端部 (図 4の上端部) に 密着させて嵌合させ、 その状態で平板部を貫通させたネジ 7 4によってボディ 6 1 に対して固定されている。
そして、 そのパネ受け 7 3と前記検出口ッ ド 6 6における後端部の大径部分 との間に圧縮バネ 7 5が配置されている。 この圧縮バネ 7 5はこの発明における 弾性体に相当し、 検出ロッ ド 6 6を検出対象物に向けて押するようになってい る。 したがって、 検出ロッ ド 6 6およびこれと一体のコア 7 2とが、 検出対象物 に追従して直線的に移動するように構成されている。
さらに、 ボディ 6 1における後端側の開口部には、 回路 7 6および出力端子 7 7を有する基板 7 8が嵌め込まれ、 この基板 7 8を樹脂モールド 7 9によって 固定することにより、 開口部が密閉されている。 この回路 7 6は、 検出コイル 7
1 に所定の周波数および振幅の定電流を供給するとともに検出コイル 7 1の両端 電圧を検出して検出信号を出力するためのものであり、 一例として前述した特開 2 0 0 3— 8 3 7 6 4号公報に記載されている回路を採用することができる。
上述した変位検出装置の作用について説明すると、 図 4に示す例は、 トロイ
5 ダル型無段変速機 8 0における トラニオン 8 1 を検出対象物とする例であり、 そ のトラニオン 8 1の変位を検出するようになつている。 そのトラニオン 8 1はそ の一端側に設けられた油圧シリンダなどのァクチユエ一タ (図示せず) によって 前後動させられ、 かつ前後動に伴って傾転するように構成されており、 そのァク チユエ一タとは反対の端部側にこの発明に係る変位検出装置が配置されている。
0 具体的には、 ケーシング 8 2に形成された開口部にボディ 6 1が挿入され、 その 状態で前記取付孔 6 3に挿入したポルト (図示せず) によってケーシング 8 2に 対して固定される。
その場合、 検出ロッ ド 6 6の先端部がトラニオン 8 1の端部に突き当てられ て接触し、 それに伴って圧縮パネ 7 5が圧縮させられることにより、 その弾性力
5 で検出ロッ ド 6 6がトラニオン 8 1 に押し付けられる。 したがってトラニオン 8 1が変位検出装置から離れる方向 (図 4の下方向) に移動すると、 検出ロッ ド 6 6が圧縮パネ 7 5に押されてトラニオン 8 1に追従して移動する。 また反対にト ラニオン 8 1が図 4の上方向に移動すると、 検出口ッ ド 6 6は圧縮パネ 7 5を圧 縮しつつトラニオン 8 1 と共に移動する。 すなわち検出口ッ ド 6 6は、 その軸線
:0 方向において、 トラニオン 8 1 と一体となって移動する。 このように、 ボディ 6 1 をケ一シング 8 2に固定すれば, 検出口ッ ド 6 6を検出対象物であるトラニォ ン 8 1に、 検出方向に対して一体化させることができるので、 その取付作業は容 易である。
検出ロッ ド 6 6には前述したコア 7 2がー体に設けられているので、 トラニ :5 オン 8 1が上記のように移動すると、 検出コイル 7 1に対するコア 7 2の揷入長 さが変化し、 それに応じて検出コイル 7 1のインピーダンスが変化する。 検出コ ィル 7 1には、 所定の周波数および振幅の定電流が流されており、 したがってィ ンピーダンスの変化に応じて検出コイル 7 1の両端電圧が変化し、 この電圧変化 が検出信号として前記出力端子 7 7から出力される。 すなわち、 トラニオン 8 1
の直線的な変位量や変位速度が電気的に検出される。
トラニオン 8 1は直線的な変位に伴って傾転し、 またトルク伝達に伴う応力 で変位することがあり、 その全体的な変位は、 回転を伴う三次元方向の変位にな る。 これに対して前記検出ロッド 6 6の先端部は、 その軸線方向に対して垂直な 平面に沿う方向には、 トラニオン 8 1 と相対移動できるようになっているので、 トラニオン 8 1がその平面に沿う方向に変位しても検出ロッ ド 6 6は変位しな い。 すなわち、 検出ロッ ド 6 6の軸線方向でのトラニオン 8 1の変位にのみ追従 して検出ロッ ド 6 6が変位する。 したがって、 これとは異なる方向での変位や荷 重が検出口ッ ド 6 6の変位に影響を及ぼさないので、 トラニオン 8 1の直線的な 変位を正確に検出することができる。
—方、 トロイダル型無段変速機は、 広く知られているように、 一対のデイス クの間にパワーローラを挟み付け、 そのパワーローラを介して各ディスクの間で トルクを伝達する変速機であり、 そのパワーローラとディスクとの間のトルクの 伝達は、 トラクシヨンオイルの油膜を介して行われる。 したがって前記ケ一シン グ 8 2の内部ではオイルなどが飛散している。 しかしながら、 前記カバー部材 6 8によって検出ロッ ド 6 6の後端部側およびセンサ部を含むボディ 6 1 の全体 が、 検出対象物である トラニオン 8 1ゃケ一シング 8 2の内部空間に対して遮蔽 されているので、 オイルなどの異物が変位検出装置に浸入することが防止されて いる。 そのため、 検出ロッ ド 6 6やコア 7 2の直線的な移動に異常を来したり、 センサ部の感度が低下したりすることを防止もしくは抑制することができる。
なお、 この発明は上記の具体例に限定されないのであって、 センサ部は静電 容量型のもの、 あるいは光学的に変位を検出する形式のものなど、 上記のいわゆ るインピーダンス式以外のセンサによって構成してもよい。 また、 そのセンサ部 は、 直線的な移動を所定のリンクなどによって旋回運動に変換し、 その旋回角度 によって変位を検出する構成であってもよい。 また反対に回転運動を所定のリン クなどによって直線運動に変換し、 その直線的な変位から角度を検出する構成で あってもよい。 さらに、 この発明における検出対象物は、 上述したトラニオンに 限られないのであって、 更に高速度で直線的に往復運動する部材であってもよ く、 その場合、 インピーダンス式のセンサ部における金属体もしくはコアを、 往
復運動する部材に取り付け、 検出コイルを固定しておく ことが好ましい。 このよ うに構成すれば、 慣性力を小さくできるので、 高速追従性が向上して検出精度を 高くでき、 また耐久性の低下を抑制することができる。
Claims
1 . 回転および直線的に移動する可動部材の回転角度と直線移動量もしくは回 転角速度と直線移動速度とを検出する変位検出装置において、
前記可動部材が前記直線移動することに伴って前記可動部材と共に直線移動す る第 1可動部と、
前記第 1可動部に回転自在に保持され、 もしくは前記第 1可動部を回転自在に 保持し、 かつ前記可動部材が回転することに伴って前記可動部材と共に回転する 第 2可動部と、
前記第 1可動部が直線移動することによってその直線移動に応じた信号を出力 する第 1センサと、
前記第 2可動部が回転することによってその回転に応じた信号を出力する第 2 センサと
を備えていることを特徴する変位検出装置。
2 . 前記第 1可動部は、 前記直線移動の方向に対してのみ前記可動部材と一体 化するように前記可動部材に係合され、 かつ '
前記第 2可動部は、 前記回転の方向に対してのみ前記可動部材と一体化するよ うに前記可動部材に係合されている
ことを特徴とする請求項 1に記載の変位検出装置。
3 . 前記第 2可動部は円筒状に形成されるとともに、 ケーシングの内部に回転 自在に保持され、 かつ前記円筒状の第 2可動部の内部に前記第 1可動部が前記直 線移動可能に保持されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の変位検 出装置。
4 . 前記ケーシングの内部に前記第 2センサが配置され、 かつ前記円筒状の第 2可動部の内部に前記第 1センサが配置されていることを特徴とする請求項 3に 記載の変位検出装置。
5 . 前記第 1センサと第 2センサとの少なくとも一方は、 検出コイルと、 該検 出コイルに接近して配置されて前記検出コイルとの相対移動に伴って前記検出コ ィルのインピーダンスを変化させる金属部材とを備え、 そのインピーダンスの変 化に伴う電気信号によって前記直線移動もしくは回転の量もしくは速度を検出す る検出器を含むことを特徴とする請求項 1 ないし 4のいずれかに記載の変位検出 装置。
6 . 前記可動部材は、 トロイダル型無段変速機におけるパワーローラを保持し ているトラニオンもしくは該トラニオンと一体の部材であることを特徴とする請 求項 1ないし 5のいずれかに記載の変位検出装置。
7 . 前記第 1可動部は、 前記トラニオンもしくは該トラニオンと一体の部材 に、 前記直線移動の方向に弾性力によって押し付けられていることを特徴とする 請求項 6に記載の変位検出装置。
8 . 前記第 2可動部は、 前記トラニオンもしくは該トラニオンと一体の部材 に、 前記回転の方向に弾性力によって押し付けられていることを特徴とする請求 項 6または 7に記載の変位検出装置。
9 . 前記第 1可動部は、 前記直線移動の方向に対して垂直な面に沿う方向には 前記可動部材に対して摺動するように前記可動部材に接触させられていることを 特徴とする請求項 1ないし 8のいずれかに記載の変位検出装置。
1 0 . 直線運動や回転運動を行う所定の検出対象物の変位を検出して信号を出 力する変位検出装置において、
前記検出対象物の所定箇所に接触させられ、 その接触点の変位に伴って直線的 に移動する移動部材と、
その移動部材を前記検出対象物に弾性力で押し付ける弾性部材と、
前記移動部材の移動に応じた信号を出力するセンサ部と
を備えていることを特徴とする変位検出装置。
1 1 . 前記センサ部は、 前記移動部材と一体となって動作する金属体と、 その 金属体との相対位置の変化に応じてインピーダンスが変化する検出コイルとを備 えていることを特徴とする請求項 1 0に記載の変位検出装置。
1 2 . 前記移動部材は、 前記弾性部材による押し付け方向に対して垂直な面に 沿う方向には前記検出対象物に対して摺動するように前記検出対象物に接触させ られていることを特徴とする請求項 1 0または 1 1に記載の変位検出装置。
1 3 . 前記移動部材の先端部を突出させ、 かつその移動部材の後端部側および 前記センサ部を前記検出対象物に対して遮蔽するカバ一部材を更に備えているこ とを特徴とする請求項 1 0ないし 1 2のいずれかに記載の変位検出装置。
1 4 . 前記検出対象物は、 トロイダル型無段変速機におけるパワーローラを保 持している トラニオンであることを特徴とする請求項 1 0ないし 1 3のいずれか に記載の変位検出装置。
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