(57)【要約】【課題】高い検出精度を確保可能にした位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、金属体３に対向配置されたマグネット４と、マグネット４の磁界を検知する検知部１７とを備える。マグネット４には、マグネット４の隅部をＬ字状に切り欠くことによって切欠部１３が形成されている。検知部１７は、マグネット４において切欠部１３を形成しない箇所である延出部１４に配置されている。金属体３がマグネット４に対して移動すると、マグネット４から検知部１７に付与される磁界が変化し、この磁界変化を検知部１７で検知して、金属体３及びマグネット４の位置関係を演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体の動きに応じて金属体との位置関係が変化するマグネットと、
前記マグネットの内部に配置され、前記マグネットの磁界が検知される検知部とを備え、
前記マグネットは、前記位置関係の変化の移動方向に対して交差する方向に延びる中心線に対し、左右非対称の形状に形成されている位置検出装置。
【請求項２】
前記マグネットは、前記マグネットを前記中心線に対して左右非対称の形状に形成するものとして切欠部を備える
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記切欠部は、前記マグネットの隅部を切り欠くことにより形成されている
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記検知部は、前記マグネットにおいて前記切欠部の隣に位置する延出部の内部に配置されている
請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記金属体には、前記マグネットに対して対向する面が凹設されることにより肉取り部が形成されている
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検出体の動きを磁気の変化に基づき検出する位置検出装置が周知である（特許文献１等参照）。特許文献１は、センサチップと、センサチップ磁気検出素子に磁界を付与する磁石とを備える。被検出体が動いた際、磁石からセンサチップに付与される磁界が変化し、この磁界変化をセンサチップで検出して、被検出体の位置を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の位置検出装置では、位置の切り替わりに応じて磁界方向を明確に変化させて、高い位置検出を確保したいニーズが高い。
本発明の目的は、高い検出精度を確保可能にした位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記問題点を解決する位置検出装置は、被検出体の動きに応じて金属体との位置関係が変化するマグネットと、前記マグネットの内部に配置され、前記マグネットの磁界が検知される検知部とを備え、前記マグネットは、前記位置関係の変化の移動方向に対して交差する方向に延びる中心線に対し、左右非対称の形状に形成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、位置検出装置において高い検出精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の位置検出装置の構成図。
【図２】位置検出装置の側面図。
【図３】位置検出装置の正面図。
【図４】位置検出装置の電気構成を示すブロック図。
【図５】金属体が離間位置のときの状態図。
【図６】金属体が接近位置のときの状態図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、位置検出装置の一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、磁気式の位置検出装置１は、被検出体２（図４に図示）の移動の位置を、磁気変化から検出する装置である。本例の磁気式の位置検出装置１は、金属体３に対向配置されたマグネット４を備える。金属体３及びマグネット４は、一方が被検出体２に設けられ、他方が支持体５（図４に図示）に設けられる。位置検出装置１は、被検出体２が支持体５に対して動いた際、金属体３及びマグネット４の位置関係が変化し、この位置関係の変化を磁気変化から検出する。
【０００９】
図１〜図３に示すように、金属体３は、例えば円柱形状をなすとともに、マグネット４の上方（図１〜図３のＺ軸方向の上方）に配置されている。金属体３には、マグネット４と対向する面が凹設されることにより肉取り部８が形成されている。肉取り部８は、金属体３の一部分を切り欠くことにより段状に形成されている。本例の場合、金属体３において肉取り部８に隣接する箇所を肉有り部９とする。金属体３の材質は、マグネット４の磁界を変化させられるものであればよい。
【００１０】
マグネット４は、筒状に形成されたマグネット本体１０と、マグネット本体１０の内部の収納部１２に樹脂が充填されることで形成された樹脂モールド部１１とを備える。マグネット４は、金属体３との間の位置関係の変化の移動方向（図１及び図２の矢印Ａ方向）に対して交差する方向に延びる中心線Ｌ１（図３参照）に対し、左右非対称の形状に形成されている。本例のマグネット４は、マグネット４を中心線Ｌ１に対して左右非対称の形状に形成するものとして切欠部１３を備える。切欠部１３は、マグネット４の隅部をＬ字状に切り欠くことにより形成されている。
【００１１】
マグネット４は、切欠部１３を設けない箇所が延出部１４として形成される。本例の延出部１４は、マグネット４の幅方向（図１〜図３のＹ軸方向）において切欠部１３の隣に配置されている。マグネット４の本体の磁極は、高さ方向（図１〜図３のＺ軸方向）において上側がＮ極で、下側がＳ極に形成されている。
【００１２】
位置検出装置１は、マグネット４の磁界を検知して検知信号Ｓ１を出力する検知部１７を備える。検知部１７は、例えばＭＲＥ（磁気抵抗素子：Magnetic Resistance Element）等の磁気センサであることが好ましい。検知部１７は、マグネット４の樹脂モールド部１１に埋設されている。本例の検知部１７は、マグネット４の平面視において、延出部１４の内部に位置するように配置されている。また、検知部１７は、マグネット４の幅方向（図１〜図３のＹ軸方向）において中央付近に配置されるとともに、奥行き方向（図１〜図３のＸ軸方向）においても中央付近に配置されている。
【００１３】
図４に示すように、位置検出装置１は、検知部１７から入力される検知信号Ｓ１を基に金属体３及びマグネット４の間の位置関係を求める演算部１８を備える。演算部１８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のデバイス群から構成される。演算部１８は、検知部１７で検知される磁界の変化を基に、金属体３及びマグネット４の間の位置関係として、被検出体２を求める。
【００１４】
次に、図５及び図６を用いて、本実施形態の位置検出装置１の作用について説明する。なお、ここでは、金属体３がマグネット４に対して相対移動する例を挙げる。また、本例の場合、金属体３は、支持体５に対する被検出体２の動きに応じて、マグネット４から離れた離間位置（図５の状態）と、マグネット４に最も近づいた接近位置（図６の状態）との間を動く。
【００１５】
図５に示すように、金属体３がマグネット４に対して離間位置に位置する場合、金属体３がマグネット４に対して遠い位置をとる。このとき、検知部１７の上方には、金属体３の肉取り部８が位置する状態となる。また、マグネット４からは、同図の実線矢印で示すような分布の磁界Ｅが付与される。金属体３が離間位置に位置する場合、検知部１７には、同図に示すように、０［deg］に対してθ１をなす方向（紙面斜め右下方向）の磁界Ｅ１が付与される。
【００１６】
また、検知部１７には、反発磁界Ｒによる発生する磁界Ｅがかかる。金属体３が離間位置に位置する場合、反発磁界Ｒは、検知部１７にかからない箇所に位置する。このため、検知部１７には、十分な強度の磁界Ｅがかかっているといえる。
【００１７】
検知部１７は、図５に示す磁界Ｅ１の向きに応じた検知信号Ｓ１を演算部１８に出力する。演算部１８は、検知部１７から入力される検知信号Ｓ１を基に、金属体３が離間位置に存在する旨を認識する。
【００１８】
図６に示すように、金属体３がマグネット４に対して接近位置に位置する場合、金属体３がマグネット４に対して近い位置をとる。このとき、検知部１７の上方には、金属体３の肉有り部９が位置する状態となる。また、マグネット４からは、同図の実線矢印で示すような分布の磁界Ｅが付与される。また、金属体３が接近位置に位置する場合、検知部１７には、同図に示すように、０［deg］に対してθ２をなす方向（紙面斜め右上方向）の磁界Ｅ２が付与される。
【００１９】
金属体３が離間位置から接近位置に移動が切り替わった際、反発磁界Ｒは、紙面斜め左上方向（図５の白抜き矢印方向）に移動する。すなわち、反発磁界Ｒは、検知部１７にかからない場所に移動する。このため、十分な強度の磁界Ｅが検知部１７に付与される状態は維持される。
【００２０】
ところで、検知部１７にかかる磁界Ｅは、反発磁界Ｒにより発生する磁気ベクトル成分である。この反発磁界Ｒは、低磁場であるので、なるべく検知部１７に近い位置で発生させることが好ましい。しかし、反発磁界Ｒが検知部１７に近づき過ぎると、金属体３及びマグネット４の位置関係が変化しても、検知部１７の磁界がしない状況になってしまう。本例の場合、反発磁界Ｒが検知部１７の近傍で発生し、かつ金属体３及びマグネット４の位置関係が変化しても、反発磁界Ｒが検知部１７にかからずに、その近傍を移動する。よって、位置検出の際に、検知部１７に好適な磁界Ｅを付与することが可能となる。
【００２１】
検知部１７は、図６に示す磁界Ｅ２の向きに応じた検知信号Ｓ１を演算部１８に出力する。演算部１８は、検知部１７から入力される検知信号Ｓ１を基に、金属体３が離間位置に存在する旨を認識する。
【００２２】
上記実施形態の位置検出装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）位置検出装置１に設けられたマグネット４は、金属体３及びマグネット４の位置関係の変化の移動方向に対して交差する方向に延びる中心線Ｌ１に対し、左右非対称の形状に形成されている。これにより、被検出体２の動きに応じて金属体３とマグネット４との位置関係が変化した際に、マグネット４から検知部１７に好適な磁界変化が生じるようにすることが可能となる。このため、被検出体２が動いた際に、検知部１７に付与される磁界Ｅを好適に変化させることが可能となる。よって、位置検出装置１において高い検出精度を確保できる。
【００２３】
（２）マグネット４は、マグネット４を中心線Ｌ１に対して左右非対称の形状に形成するものとして切欠部１３を備える。よって、マグネット４の形状を、切欠部１３を設ける簡素な形状で済ませることができる。
【００２４】
（３）切欠部１３は、マグネット４の隅部を切り欠くことにより形成されている。よって、マグネット４の隅部を切り欠く簡素な工法によってマグネット４を製造できる。
（４）検知部１７は、マグネット４において切欠部１３の隣の位置に延出部１４の内部に配置されている。よって、マグネット４において延出部１４がある箇所と延出部１４がない箇所という形状の違いにより、金属体３及びマグネット４の位置関係が変化した際に、検知部１７に好適な磁界Ｅを付与できる。
【００２５】
（５）金属体３には、マグネット４に対して対向する面が凹設されることにより肉取り部８が設けられている。よって、金属体３の肉取り部８とそれ以外の箇所とで、検知部１７に付与される磁界Ｅを、金属体３及びマグネット４の位置関係の変化に応じて、好適に切り替えることができる。
【００２６】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［位置検出装置１の構成について］
・マグネット４の形状は、例えば円柱状や四角柱状としてもよい。
【００２７】
・マグネット４は、Ｎ−Ｓ極の組を複数有するものでもよい。
・マグネット４は、樹脂モールド部１１を有する構成に限定されず、例えば磁石部分のみ有するものでもよい。
【００２８】
・検知部１７は、ＭＲＥに限定されず、磁界や磁束を検知できるセンサであればよい。
・検知部１７は、延出部１４に対応する位置に配置されることに限定されず、延出部１４の下側のマグネット４の本体部分に配置されてもよい。
【００２９】
・金属体３が支持体５に設けられ、マグネット４及び検知部１７が被検出体２に設けられてもよい。
・位置検出装置１は、オンオフの２位置を検出するものに限定されず、複数位置を検出する装置としてもよい。
【００３０】
［マグネット４の左右非対称形状について］
・マグネット４の左右非対称形状は、切欠部１３を形成することで実現することに限定されない。例えば、マグネット４にスリットや孔部を設けるなどして、マグネット４を左右非対称形状としてもよい。
【００３１】
・マグネット４の左右非対称形状は、マグネット４の幅方向において左右非対称の形状であることに限定されず、例えばマグネット４の奥行き方向（図１〜図３のＸ軸方向）において非対称形状としてもよい。
【００３２】
・マグネット４の左右非対称形状は、マグネット４を部分的に肉取りした部分を設けることで実現してもよい。
［切欠部１３について］
・切欠部１３は、マグネット４の一部分を省略できる形状であればよい。
【００３３】
・切欠部１３は、検知部１７にかかる磁界Ｅに不均一性を持たせる部分であればよい。
・切欠部１３は、金属体３及びマグネット４の位置関係の変化の際に、反発磁界Ｒが検知部１７に接近せず、かつ遠くに離隔しないようにすることを実現できる形状であればよい。
【００３４】
［金属体３について］
・金属体３の形状は、略円柱状に限定されず、四角柱状や球状としてもよい。
・金属体３は、肉取り部８が省略されてもよい。
【００３５】
［中心線Ｌ１について］
・中心線Ｌ１は、マグネット４の高さ方向に延びる線に限定されず、例えば幅方向や長さ方向に延びる線としてもよい。また、中心線Ｌ１は、マグネット４の斜め方向に延びる対角線でもよい。
【００３６】
・中心線Ｌ１は、直線に限定されず、曲線でもよい。
・中心線Ｌ１は、マグネット４に設定された基準線であればよい。
［その他］
・位置検出装置１は、直線移動する被検出体２の位置を検出するものに限定されず、例えば回転する被検出体２の位置を検出する装置でもよい。
【００３７】
・位置検出装置１は、車載用に限定されず、種々の機器や装置に使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１…位置検出装置、２…被検出体、３…金属体、４…マグネット、５…支持体、８…肉取り部、１３…切欠部、１７…検知部、１８…演算部、Ｌ１…中心線、…反発磁界。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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