JP2006113039A - Magnetism detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石が発する磁界を磁気検出素子が検出することにより、例えば被位置検出部品の位置を検出する磁気検出装置に関する。 The present invention relates to a magnetic detection device that detects, for example, the position of a position detection component by a magnetic detection element detecting a magnetic field generated by a magnet.
従来、車両用シフトレバーの操作位置を検出する装置として磁気検出装置が使用されている。この磁気検出装置は、例えばシフトレバーに磁石を固着するとともに車体に磁気検出素子を取着し、磁石の磁界を検出した際に磁気検出素子が出力する出力信号により、シフトレバーの操作位置を検出する。この種の磁気検出素子においては、シフトレバーの操作位置を求めるために、シフトレバーの操作位置、つまり磁石及び磁気検出素子の相対位置に応じてリニア(直線状)な出力信号を出力する必要がある。このため、磁気検出素子の検出する磁界変化(磁場変化)がリニアな状態となる構造が数多く提案されている。 Conventionally, a magnetic detection device has been used as a device for detecting an operation position of a vehicle shift lever. This magnetism detection device, for example, attaches a magnet to the shift lever and attaches a magnetism detection element to the vehicle body, and detects the operating position of the shift lever from the output signal output by the magnetism detection element when the magnetic field of the magnet is detected. To do. In this type of magnetic detection element, in order to obtain the operation position of the shift lever, it is necessary to output a linear (linear) output signal according to the operation position of the shift lever, that is, the relative position of the magnet and the magnetic detection element. is there. For this reason, many structures have been proposed in which the magnetic field change (magnetic field change) detected by the magnetic detection element is in a linear state.
また、このようなリニア磁界強度変動を利用した磁気検出装置の中には、回転角度を見るアングルセンサ(角度検出装置)があり、このセンサの一例が例えば特許文献1に開示されている。同文献1のアングルセンサは、回転軸の端部に磁石を対に設け、固定側に磁気検出素子を取り付ける。この磁気検出素子は、一例としてホール素子が用いられ、磁石の作り出す磁界の経路上に配置されている。そして、回転軸が回転すると、それに応じてホール素子にかかる磁界も変わることから、ホール素子が出力する出力信号を基に回転軸の回転角度(回転位置)を検出する。
ここで、リニアな磁界変化を得るための一つの方法として、磁石の形状を工夫する方法が考えられる。しかし、この方法は、リニアな磁界変化を得られる磁石の形状を実際に求めることが難しいという問題と、例えその形状が求まってもその形状が複雑であると、磁石をその形状にする加工作業が難しいという問題がある。 Here, as one method for obtaining a linear magnetic field change, a method of devising the shape of the magnet can be considered. However, this method has a problem that it is difficult to actually determine the shape of the magnet that can obtain a linear magnetic field change, and if the shape is complicated even if the shape is obtained, the machining operation to make the magnet into that shape There is a problem that is difficult.
また、特許文献1の磁気検出装置において、回転軸の回転に合わせてホール素子の出力信号をリニア変化とするためには、2つの磁石により作り出される磁界について考えなければならず、磁石やホール素子の配置位置、磁石の向きなど細かな設定が必要となり、構造が複雑化する問題が生じる。また、磁石を対に設ける必要もあり、部品点数が多いという問題も懸念される。さらには、回転軸の端部位置にのみ磁石及びホール素子を配置せざるを得ず、部品配置に関して位置的な規制もあった。
Further, in the magnetic detection device of
本発明の目的は、簡単な構造でリニアな磁界変化を得ることができる磁気検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic detection device capable of obtaining a linear magnetic field change with a simple structure.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明では、一方向に磁化された磁石と、感磁面が前記磁石の磁化方向であるとともに、前記感磁面で検出した前記磁石の磁界強さに応じた出力信号を出力する磁気検出素子と、前記磁石及び前記磁気検出素子の間に配置された磁性体とを備え、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方が他方に対して移動可能であり、その移動方向に沿って幅が異なるスリットを前記磁性体に形成し、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方が他方に対して移動した際に、前記磁気検出素子が前記スリットを介して前記磁石の磁界を検出することで前記出力信号を出力することを要旨とする。
In order to solve the above problems, in the invention according to
この発明によれば、磁性体(又は磁気検出素子)の移動方向に沿って幅の異なるスリットが磁性体に形成され、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して移動した際には、スリットを通り抜けた磁界を磁気検出素子が検出することにより、磁性体と磁気検出素子との間の相対位置が検出される。このとき、スリットから通り抜ける磁束の量と磁性体で遮蔽される磁束の量とはスリット幅に応じて変化することから、スリット幅を好適な値に設定すれば、移動の際に磁気検出素子が検出する磁界はその強さがリニアに変化する。よって、この磁界を磁気検出素子が検出するのであれば、磁気検出素子が発する出力信号はリニアに変化する。従って、スリットを形成した磁性体を磁石と磁気検出素子との間に配置するという簡単な構造で、リニアな磁界変化を得ることが可能となる。 According to the present invention, slits having different widths are formed in the magnetic body along the moving direction of the magnetic body (or magnetic detection element), and when one of the magnetic body and the magnetic detection element moves relative to the other, When the magnetic detection element detects the magnetic field passing through the slit, the relative position between the magnetic body and the magnetic detection element is detected. At this time, since the amount of magnetic flux passing through the slit and the amount of magnetic flux shielded by the magnetic body change according to the slit width, if the slit width is set to a suitable value, the magnetic detection element is moved during the movement. The strength of the magnetic field to be detected changes linearly. Therefore, if the magnetic detection element detects this magnetic field, the output signal generated by the magnetic detection element changes linearly. Therefore, it is possible to obtain a linear magnetic field change with a simple structure in which the magnetic body having the slit is disposed between the magnet and the magnetic detection element.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方は他方に対して直線移動可能であり、前記磁石及び前記磁気検出素子はその直線移動方向と直交する方向に並んだ状態で配置され、前記スリットは前記直交する方向に貫設されていることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, one of the magnetic body and the magnetic detection element is linearly movable with respect to the other, and the magnet and the magnetic detection element are linearly moved. It is arranged in a state in which the slits are arranged in a direction orthogonal to the direction, and the gist is that the slits are provided so as to penetrate in the orthogonal direction.
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して直線移動すると、その際に磁気検出素子が検出する磁界は、直線移動に合わせてその強さがリニアに変化する。このため、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して直線移動した際、磁気検出素子が出力する出力信号は、この直線移動に合わせてリニアな出力変化で出力される。従って、磁性体及び磁気検出素子の間の相対位置が一次関数の演算式で算出可能となるので、一方が他方に対して直線移動する物体の移動位置を、簡単な算出プログラムで算出可能となる。
According to the present invention, in addition to the operation of the invention described in
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方は他方に対して回転可能であり、前記磁性体は湾曲形状に形成され、前記磁石及び前記磁気検出素子はその回転軸の径方向に並んだ状態で配置され、前記スリットは前記径方向に貫設されていることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, one of the magnetic body and the magnetic detection element is rotatable with respect to the other, the magnetic body is formed in a curved shape, and the magnet The magnetic detection elements are arranged in a state of being arranged in the radial direction of the rotating shaft, and the slit is provided so as to penetrate in the radial direction.
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して回転すると、その際に磁気検出素子が検出する磁界は、その回転に合わせてその強さがリニアに変化する。このため、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して回転した際、磁気検出素子が出力する出力信号は、この回転に合わせてリニアな出力変化で出力される。従って、磁性体及び磁気検出素子の間の回転位置が一次関数の演算式で算出可能となるので、一方が他方に対して回転する物体の回転位置を、簡単な算出プログラムで算出可能となる。また、磁石、磁性体及び磁気検出素子が回転軸の径方向に並んだ状態となるので、磁気検出装置が回転軸心方向において小型になる。
According to this invention, in addition to the operation of the invention described in
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方は他方に対して回転可能であり、前記磁性体は回転板で形成され、前記磁石及び前記磁気検出素子はその回転軸の軸心方向に並んだ状態で配置され、前記スリットは前記軸心方向に貫設されていることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, one of the magnetic body and the magnetic detection element is rotatable with respect to the other, the magnetic body is formed of a rotating plate, and the magnet The magnetic detection elements are arranged in a state of being aligned in the axial direction of the rotation shaft, and the slit is provided so as to penetrate in the axial direction.
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して回転すると、その際に磁気検出素子が検出する磁界は、その回転に合わせてその強さがリニアに変化する。このため、磁性体及び磁気検出素子の一方が他方に対して回転した際、磁気検出素子が出力する出力信号は、この回転に合わせてリニアな出力変化で出力される。従って、磁性体及び磁気検出素子の間の回転位置が一次関数の演算式で算出可能となるので、一方が他方に対して回転する物体の回転位置を、簡単な算出プログラムで算出可能となる。また、磁石、磁性体及び磁気検出素子が回転軸の軸心方向に並んだ状態となるので、磁気検出装置が回転軸の径方向において小型になる。
According to this invention, in addition to the operation of the invention described in
請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の発明において、前記スリットは、そのスリット幅が前記移動方向に沿って連続的に変化する形状をなしていることを要旨とする。
In invention of
この発明によれば、請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、スリット幅が連続的に変化する形状をなしていれば、磁気検出素子が検出する磁界変化も連続的に変化する状態になり易いので、リニアな磁界変化が得易くなる。
According to this invention, in addition to the action of the invention according to any one of
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の発明において、前記スリットは、前記移動方向に沿って対称形状をなしていることを要旨とする。
この発明によれば、請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、スリットが移動方向に沿って対称形状をなしていれば、磁性体は表裏関係ない状態で使用することが可能となる。従って、磁性体を組み付ける際に磁性体の表裏を気にせずに済み、組付作業の簡素化を図ることが可能となる。
The gist of the invention according to claim 6 is that, in the invention according to any one of
According to this invention, in addition to the action of the invention according to any one of
請求項7に記載の発明では、請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の発明において、被位置検出部品及びそれを可動状態に支持する固定部品のうち前記固定部品に前記磁気検出素子が取り付けられ、前記被位置検出部品に前記磁石及び前記磁性体が取り付けられていることを要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the magnetic detection element is arranged on the fixed component among the position detection component and the fixed component that supports the position detection component in a movable state. The gist is that the magnet and the magnetic body are attached to the position detection component.
この発明によれば、請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、被位置検出部品を固定部品に対して動かすと、磁石及び磁性体が磁気検出素子に対して相対移動し、磁気検出素子がその位置関係に応じた磁界を検出する。ここで、磁気検出素子は基板に実装されており、例えば磁気検出素子を被位置検出部品に取り付けたとすると、被位置検出部品の操作に伴って基板も動くことになり、装置として好ましくない。しかし、本例は磁気検出素子、つまり基板を固定部品に取り付けるので、上述した心配がなく、装置としての信頼性が確保される。
According to this invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
本発明によれば、簡単な構造でリニアな磁界変化を得ることができる。 According to the present invention, a linear magnetic field change can be obtained with a simple structure.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した磁気検出装置の第1実施形態を図1〜図3に従って説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a magnetic detection device embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は磁気検出装置1の概略構成を示す模式斜視図であり、図2は磁気検出装置1の概略構成を示す模式側面図及び模式平面図である。磁気検出装置1は、例えば車両のニュートラルスタートスイッチ(NSS)に用いられ、詳しくは自動変速機のギヤ位置変更時に操作されるシフトレバー(被位置検出部品:図示略)の操作位置を検出する検出装置である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the
磁気検出装置1は、一方向に磁化された磁石2と、磁石2の磁束を遮蔽可能な磁性体3と、磁石2の磁界を検出可能な磁気検出素子4とを備えている。磁石2及び磁性体3はシフトレバーに取り付けられ、一方の磁気検出素子4は車体(固定部品)に取り付けられている。従って、シフトレバーが操作されると、シフトレバーのシフト操作が機械式の伝達機構(図示略)を介して磁石2及び磁性体3の直線運動に変換され、磁石2及び磁性体3が磁気検出素子4に対して平行に直線移動する。
The
磁石2は例えばネオジウム焼結等が使用されており、磁性体3に向かって直交する方向(図1に示す+Z軸方向)に磁化されることで、その+Z軸方向が磁化方向Mとなっている。磁石2は、磁性体3と対向する面(図1に示す上側のXY平面)がN極の磁化面2aであり、磁性体3の反対向面(図1に示す下側のXY平面)がS極の磁化面2bとなっている。
The
磁性体3は、例えば酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト等を材質としており、形状としては板状をなしている。磁性体3は板状をとることで、磁石2の磁化方向Mに対し直交(垂直)した状態となる。また、磁性体3は各々所定間隔をおいて磁石2と磁気検出素子4との間に配置されている。磁石2及び磁性体3はシフトレバーに固定状態となっていることから、シフトレバーの操作に応じた直線移動方向N(本例はX軸方向)に往復移動可能である。
The
磁性体3には、磁石2の磁束Bが磁気検出素子4側に通り抜けるスリット5が形成されている。このスリット5は、シフトレバー操作時に磁気検出素子4により検出される磁界(磁場)が、リニア(直線状)な磁界変化(磁場変化)をとるような形状をなしている。即ち、スリット5は、+X軸方向に沿ってスリット幅が連続的に変化するとともに、磁性体3の移動経路を中心軸として左右対称形状をなしており、具体的には+X軸方向に沿ってスリット幅W(図2参照)が徐々に小さくなるテーパ状(平断面略台形状)をなしている。
The
このように、磁気検出素子4により検出される磁界がリニアな変化をとるのは、磁性体3で遮蔽される磁束Bの量がスリット5によって変化するためである。また、このスリット5長さL(図2参照)を長くとれば、その分だけリニアな領域が広くとれることになり、シフトレバーの可動範囲が広くなる。さらに、スリット幅Wを広くとれば、その分だけ磁界変化の傾き(即ち、図3に示す磁束密度波形の傾きα)が大きくなり、シフトレバーの位置検出に際に分解能が高くなる。
Thus, the reason why the magnetic field detected by the
磁気検出素子4は、例えばホール素子やGMR素子を用いた素子であり、磁石2の磁化方向Mと平行な面(図1に示すYZ平面)が感磁面4aとなっている。磁気検出素子4は、スリット5を通り抜けた磁束Bを検出し、感磁面4aがYZ平面であるから、磁石2が発する磁束BのうちZ軸方向の磁束Bを検出する。なお、磁気検出素子4の感磁面4aはYZ平面に限らず、XZ平面を感磁面としてもよい。磁気検出素子4は、検出する磁界に応じた値で出力信号(出力値)Sout を出力し、直線移動時の検出磁界がリニア変化をとる場合、磁石2及び磁性体3の移動に伴って図3に示すリニアな出力信号Sout を出力する。
The
さて、図1及び図2で実線に示す状態をシフトレバーのパーキング位置とし、この状態からドライブ位置にシフト操作がなされて、破線で示す状態のように磁石2及び磁性体3が+X軸方向に移動したとする。このとき、磁性体3にはスリット5が形成されていることから、磁気検出素子4により検出される磁界がリニアな変化をとる。従って、磁気検出素子4は、図3に示すように磁性体3と磁気検出素子4との間の相対位置(磁性体3の移動位置P)、つまりシフトレバーの操作位置に応じて値がリニアに変化する出力信号Sout を出力する。
The state shown by the solid line in FIGS. 1 and 2 is the parking position of the shift lever, and the shift operation is performed from this state to the drive position, and the
ここで、磁性体3へのスリット5の形成は、例えば打ち抜き加工等によって簡単に形成可能である。従って、磁気検出素子4で検出される磁界変化がリニアな変化をとる構造は、磁性体3に平断面略台形状のスリット5を形成するという簡素な構造で済むので、簡単な構造でリニアな磁界変化を得ることが可能となる。また、磁気検出素子4の出力信号Sout がリニア状となることから、シフトレバーの位置算出が一次関数で計算可能となり、シフトレバーの位置算出が簡単なプログラムで算出可能になる。
Here, the formation of the
第1実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)磁性体3に平断面略台形状のスリット5を形成するという簡素な構造で、磁気検出素子4で検出される磁界変化をリニア状とすることが可能となるので、簡単な構造でリニアな磁界変化を得ることができる。
According to the configuration of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2)スリット5を平断面略台形状にしたということは、スリット5はスリット幅WがX軸方向(直線移動方向N)に沿って連続的に変化する形状をなしていることになる。従って、磁気検出素子4により検出される磁界変化も連続的に変化する状態になり易いので、リニアな磁界変化が得易くなる。
(2) The fact that the
(3)スリット5は、磁性体3の移動経路を中心軸として左右対称形状をなしている。従って、磁性体3は裏表関係のない状態で使用が可能となり、磁性体3をシフトレバーに組み付ける際に表裏を気にせずに済み、組付作業の簡素化を図ることができる。
(3) The
(4)磁石2及び磁性体3がシフトレバーに取り付けられ、磁気検出素子4が車体に取り付けられる。ここで、磁気検出素子4は基板に実装されているので、磁気検出素子4を車体に取り付けるということは、シフトレバー位置検出用の基板が車体側に配置されることになる。従って、例えば磁気検出素子4がシフトレバー側に位置すると、シフトレバーの操作に伴って基板が動くことになり好ましくないが、本例は磁気検出素子4、つまり基板が車体側に固定されるので、シフトレバー操作時に基板が動くような状況にならず、装置としての信頼性が高くなる。
(4) The
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図4〜図6に従って説明する。なお、本実施形態は前記実施形態と比較して物品の回転角度θを検出する点が異なっており、他の基本的な構造は同じである。従って、同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the previous embodiment in that the rotation angle θ of the article is detected, and the other basic structure is the same. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described.
図4は磁気検出装置1の概略構成を示す模式斜視図であり、図5は磁気検出装置1の側断面図、図6は図5のII−II線断面図である。図5に示すように、車体には、中空状で中央部に挿通孔11aを有するステータ11が固着されている。このステータ11は、磁気検出装置1の各種部品を収容可能な収容凹部12aを有する本体部12と、その本体部12の収容凹部12aに蓋をする蓋部13とを有する。
4 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the
ステータ11には、ベアリング等の摺動部材14を介してロータ15が回転可能な状態で取り付けられている。ロータ15は、ステータ11の挿通孔11aに挿通された状態で取り付けられ、シフトレバーと連結されている。従って、シフトレバーがシフト操作されると、それに応じてロータ15は図4及び図6の矢印方向(以下、回転方向Rと記す)に回転する。ロータ15の外周面には、ロータ15の径方向外側に突出した2つの係止突部15a,15bが、ロータ15の周方向全域に亘って形成されている。これら係止突部15a,15bは、ロータ15のステータ11からの抜け止めとして機能し、蓋部13側の係止突部15aの方が、もう一つの係止突部15bよりも径が大きく形成されている。摺動部材14は、蓋部13の内面と係止突部15aとの間に介装されている。
A
ロータ15の係止突部15aの先端には、断面C字形状をなした磁性体3が取り付けられている。この磁性体3はロータ15と同一軸心に配置され、ロータ15が回転すればその回転に追従して同一方向及び同一角度で回転する。なお、磁性体3の形状は断面C字形状以外に、例えばリング形状(環状)でもよく、要は湾曲形状をなしていればその形状は特に限定されない。
A
ステータ11の内面には、所定の範囲及び強さで磁界を生成する磁石2と、その磁石の磁界を検出する磁気検出素子4とが固着されている。磁石2は、磁性体3の径方向内側に配置され、ロータ15の径方向(図4に示す+Y軸方向)に磁化されることで、その+Y軸方向が磁化方向Mとなっている。従って、磁石2は、磁気検出素子4と対向する面(図4に示す上側のXZ平面)がN極の磁化面2aであり、磁気検出素子4の反対向面(図4に示す下側のXZ平面)がS極の磁化面2bとなっている。
A
図4及び図5に示すように、磁性体3にはロータ15(磁性体3)の回転方向Rに沿ってスリット5が形成されている。スリット5は、シフトレバー操作によって磁性体3が回転した際に、磁気検出素子4の検出する磁界(磁場)が、リニア(直線状)な磁界変化(磁場変化)をとるような形状に形成されている。スリット5は、+Y軸方向に出力される磁束Bを磁気検出素子4側に伝えるべくロータ15の径方向に貫設されている。また、本例のスリット5は第1実施形態と同様に、一方から他方に向かってスリット幅Wが徐々に小さくなるテーパ状をなしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, slits 5 are formed in the
磁気検出素子4は磁性体3の径方向外側に配置され、磁性体3は磁石2と磁気検出素子4との間に配置されている。従って、磁石2及び磁気検出素子4は、ロータ15の径方向(本例はY軸方向)に並んだ状態で配置されている。本例においては、磁石2及び磁気検出素子4がステータ11(即ち、固定側)に取り付けられ、磁性体3がロータ15(即ち、可動側)に取り付けられることから、シフトレバーがシフト操作されると、磁性体3が磁石2及び磁気検出素子4に対して回転移動する。
The
磁気検出素子4は、磁石2の磁化方向Mと平行な面が感磁面であり、本例においては図4に示すXY平面が感磁面4aとなっている。なお、磁気検出素子4の感磁面4aはXY平面に限らず、+Y軸方向の磁束Bを検出できればよいことからYZ平面でもよい。磁気検出素子4は、スリット5を介して検出する磁界に応じた値で出力信号(出力値)Sout を出力し、回転操作時の検出磁界がリニア変化をとる場合、磁性体3の回転に伴って図3に示すリニアな出力信号Sout を出力する。
In the
さて、図4(a)に示す状態をシフトレバーのパーキング位置とし、この状態からドライブ位置にシフト操作がなされて磁性体3が磁石2及び磁気検出素子4に対し図4(a)の矢印Ra方向に回転し、図4(b)に示す状態になったとする。このとき、磁性体3にはスリット5が形成されていることから、スリット5を介して磁気検出素子4により検出される磁界は、磁性体3の回転に応じてリニアな変化をとる。従って、磁気検出素子4は、図3に示すように磁性体3の回転角度θ、つまりシフトレバーの操作位置に応じて値がリニアに変化する出力信号Sout を出力する。
4A is the parking position of the shift lever, and a shift operation is performed from this state to the drive position, so that the
従って、磁性体回転時の磁気検出素子4の検出磁界をリニア変化とする方法として、磁性体3にテーパ状のスリットを設けるという簡素な構造を用いるので、簡素な構造でリニアな磁界変化を得ることが可能となる。よって、このような構造により磁気検出素子4からリニア変化で出力される出力信号Sout を基に磁性体3の回転角度θが算出されることになるので、簡素な構造を用いつつ、しかも簡単な演算プログラムで磁性体3の回転角度θ、つまりシフトレバーの操作位置を算出することが可能となる。
Accordingly, as a method for linearly changing the detection magnetic field of the
第2実施形態の構成によれば、第1実施形態の(1),(2)及び(4)と同様の効果が得られるとともに、以下に記載の効果を得ることができる。
(5)シフトレバーの操作位置を検出する磁気検出装置1が回転構造であっても、簡単な構造及び演算プログラムで、その回転角度θ(シフトレバーの操作位置)を算出することができる。
According to the configuration of the second embodiment, the same effects as (1), (2) and (4) of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained.
(5) Even if the
(6)ステータ11は、車体への取付位置が確保できるのであれば、ロータ15の軸心方向においてどの位置にでも取り付けることが可能である。従って、本例の磁気検出装置1はロータ15の軸心方向における配置バリエーションが多くとれることになり、配置位置に関する規制が生じ難くなる。
(6) The
(7)本例の磁気検出装置1においては、磁石2、磁性体3及び磁気検出素子4がロータ15の径方向に並んだ状態に配置される。従って、磁気検出装置1の各部品がロータ15の軸心方向に並ぶことにならないので、ロータ15の軸心方向において磁気検出装置1のサイズを小型に抑えることができる。
(7) In the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図7及び図8に従って説明する。なお、本実施形態は前記第2実施形態と比較して回転角度θの検出構造が異なっているのみであり、本例においても異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the present embodiment is different from the second embodiment only in the detection structure of the rotation angle θ, and only different portions will be described in this example.
図7は磁気検出装置1の側断面図、図8は図7のIII −III 線断面図である。ロータ15には、同ロータ15と一体回転可能な磁性体3が固着されている。本例における磁性体3は、回転板状に形成されるとともにロータ15と同一軸心をなしており、ステータ11の収容凹部12aに収容されている。ステータ11の一方の内面(図7では左側内面)には磁石2が固着され、ステータ11の他方の内面(図7では右側内面)には磁気検出素子4が固着され、磁石2及び磁気検出素子4との間に磁性体3が配置されている。
7 is a side sectional view of the
磁石2は、磁性体3に向かう側(図7に示す−Z軸方向)に磁化されることで、その−Y軸方向が磁化方向Mとなっている。従って、磁石2は、磁気検出素子4と対向する面(図7に示す右側のXY平面)がN極の磁化面2aであり、磁気検出素子4の反対向面(図7に示す左側のXY平面)がS極の磁化面2bとなっている。
The
磁性体3にはスリット5が形成され、このスリット5は−Z軸方向に出力される磁束Bを磁気検出素子4側に伝えるべく、ロータ15の軸心方向に貫設されている。また、本例のスリット5も第1及び第2実施形態と同様に、一方から他方に向かってスリット幅Wが徐々に小さくなるテーパ状をなしている。磁石2と磁気検出素子4とはスリット5に向き合う位置に配置されるとともに、本例においてはロータ15の軸心方向(本例はZ軸方向)に並んだ状態で配置されている。磁気検出素子4は、磁石2の磁化方向Mと平行な面が感磁面であることから、本例においては図7に示すXZ平面が感磁面4aとなっているが、これはYZ平面でもよい。
A
本例においても、磁石2及び磁気検出素子4がステータ11に(即ち、固定側)取り付けられ、磁性体3がロータ15(可動側)に取り付けられることから、シフトレバーがシフト操作されると、磁性体3が磁石2及び磁気検出素子4に対して回転移動する。そして、この回転の際、磁気検出素子4は、スリット5を介して検出する磁界に応じた値で出力信号(出力値)Sout を出力し、回転操作時の検出磁界がリニア変化をとる場合、磁性体3の回転に伴って図3に示すリニアな出力信号Sout を出力する。
Also in this example, the
さて、図8の実線で示す状態をシフトレバーのパーキング位置とし、この状態からドライブ位置にシフト操作がなされて磁性体3が磁石2及び磁気検出素子4に対し図8の矢印Rb方向に回転し、図8の二点差線で示す状態のようになったとする。このとき、スリット5を介して磁気検出素子4により検出される磁界は、磁性体3の回転に応じてリニアな変化をとることから、磁気検出素子4は図3に示すように磁性体3の回転角度θ、つまりシフトレバーの操作位置に応じて値がリニアに変化する出力信号Sout を出力する。
The state indicated by the solid line in FIG. 8 is the parking position of the shift lever, and the shift operation is performed from this state to the drive position, and the
従って、スリット5を形成するだけでリニアな磁界変化を得られることになるので、簡素な構造を用いつつ、しかも簡単な演算プログラムで磁性体3の回転角度θ(シフト位置)を算出することが可能となる。
Accordingly, since a linear magnetic field change can be obtained simply by forming the
第3実施形態の構成によれば、第1実施形態の(1),(2)及び(4)と、第2実施形態の(5),(6)と同様の効果が得られるとともに、以下に記載の効果を得ることができる。 According to the configuration of the third embodiment, the same effects as (1), (2) and (4) of the first embodiment and (5) and (6) of the second embodiment can be obtained, and the following The effects described in (1) can be obtained.
(8)本例の磁気検出装置1においては、磁石2、磁性体3及び磁気検出素子4がロータ15の軸心方向に並んだ状態に配置される。従って、磁気検出装置1の各部品がロータ15の径方向に並ぶことにならないので、ロータ15の径方向において磁気検出装置1のサイズを小型に抑えることができる。
(8) In the
なお、実施形態は上記構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 第1実施形態において、磁気検出素子4の感磁面4aはYZ平面やXZ平面に限らず、磁石2と対向する面、つまりXY平面を感磁面としてもよい。なお、このことは第2及び第3実施形態の両方にも言えることである。
The embodiment is not limited to the above configuration, and may be changed to the following modes.
In the first embodiment, the
・ 第1〜第3実施形態において、スリット5の形状は、平断面略台形状に限定されない。例えば、図9(a)に示すように、スリット5の側壁が曲面を描くように湾曲する形状でもよい。また、図9(b)に示すように、スリット5の側壁が階段状、つまり不連続にスリット幅Wが変化する形状でもよい。
-In 1st-3rd embodiment, the shape of the
・ 第1実施形態において、シフトレバーに磁石2及び磁性体3を固定し、車体に磁気検出素子4を固定することに限定されない。例えば、シフトレバーに磁性体3を固定し、車体に磁石2及び磁気検出素子4を固定することで、磁性体3のみが磁石2及び磁気検出素子4に対して動く構造としてもよい。この場合、シフトレバーには磁性体3のみが固定されるので、シフトレバーにかかる重さが軽減され、シフトレバーが軽い力で操作可能となる。また、シフトレバーに磁気検出素子4を固定し、磁石2及び磁性体3を車体に固定する方法や、或いはシフトレバーに磁石2及び磁気検出素子4を固定し、磁性体3を車体に固定する方法を採用してもよい。
-In 1st Embodiment, it is not limited to fixing the
・ 第2及び第3実施形態において、ステータ11に磁石2及び磁気検出素子4を固定し、ロータ15に磁性体3を固定する組み合わせに限定されない。例えば、ステータ11に磁性体3を固定し、ロータ15に磁石2及び磁気検出素子4を固定してもよい。また、必ずしも磁石2及び磁気検出素子4が同一部材に固定されることに限定されず、例えばステータ11に磁気検出素子4を固定し、ロータ15に磁石2及び磁性体3を固定する組み合わせでもよい。
-In 2nd and 3rd embodiment, it is not limited to the combination which fixes the
・ 第1実施形態において、磁性体3は形状が板状であることに限定されず、例えばブロック状や円柱状等でもよい。
・ 第1〜第3実施形態において、磁石2は、磁性体3に対向する側の面がN極、それと反対側の面がS極であることに限定されず、N極とS極とが逆でもよい。
In the first embodiment, the
In the first to third embodiments, the
・ 第1〜第3実施形態において、磁気検出装置1はニュートラルスタートスイッチ(インヒビタースイッチ)に採用されることに限定されず、例えばブレーキペダルの操作量検出、アクセルペダルの操作量検出、ステアリングの回転角度検出、モータのスロットル開度検出等に採用してもよい。
-In 1st-3rd embodiment, the
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(1)請求項1〜6のうちいずれかにおいて、被位置検出部品及びそれを可動状態に支持する固定部品のうち前記固定部品に前記磁石及び前記磁気検出素子が取り付けられ、前記被位置検出部品に前記磁性体が取り付けられている。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(1) In any one of Claims 1-6, the said magnet and the said magnetic detection element are attached to the said fixed component among the position detection components and the fixed components which support it in a movable state, The said position detection components The magnetic body is attached to the body.
(2)請求項1〜7のうちいずれかにおいて、前記スリットは、前記移動方向に沿ってテーパ状に形成されている。 (2) In any one of Claims 1-7, the said slit is formed in the taper shape along the said moving direction.
1…磁気検出装置、2…磁石、3…磁性体、4…磁気検出素子、4a…感磁面、5…スリット、M…磁化方向、N…移動方向としての直線移動方向、R…移動方向としての回転方向、W…スリット幅、Sout …出力信号。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方が他方に対して移動可能であり、その移動方向に沿って幅が異なるスリットを前記磁性体に形成し、前記磁性体及び前記磁気検出素子の一方が他方に対して移動した際に、前記磁気検出素子が前記スリットを介して前記磁石の磁界を検出することで前記出力信号を出力することを特徴とする磁気検出装置。 A magnet magnetized in one direction, a magnetic sensing element that outputs an output signal in accordance with the magnetic field strength of the magnet detected by the magnetic sensing surface, the magnetic sensing surface being the magnetization direction of the magnet, and the magnet And a magnetic body disposed between the magnetic detection elements,
One of the magnetic body and the magnetic detection element is movable with respect to the other, slits having different widths along the moving direction are formed in the magnetic body, and one of the magnetic body and the magnetic detection element is the other The magnetic detection device outputs the output signal by detecting the magnetic field of the magnet through the slit when the magnetic detection element moves.
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