(57)【要約】【課題】１つの検出素子を用いて２つの直線変位を検出する。【解決手段】入力軸１９１が直線変位し、入力軸１９１から入力部１２３に力が加えられた場合、可動部１２０が直線ＬＡを中心とする回動動作を行う。また、入力軸１９２が直線変位し、入力軸１９２から入力部１２４に力が加えられた場合、可動部１２０が直線ＬＢを中心とする回動動作を行う。可動部１２０には、可動部１２０とともに回動する磁石１４０が固着されており、基部１１０の基準位置には磁石１４０の方向を検出するセンサＩＣが取り付けられている。センサＩＣは、可動部１２０の回動動作に伴う磁石１４０の方向を検出し、それから、入力軸１９１，１９２の２つの直線変位を特定するための信号を生成して出力する。【選択図】図８
2010286272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直線に沿った第１直線変位と第２直線に沿った第２直線変位とを検出する検出装置であって、
基部と、
前記基部に回動自在に支持され、少なくとも、第３直線を中心とする回動動作と、当該第３直線と略垂直な第４直線を中心とする回動動作とが可能な可動部と、
前記可動部の一部又は前記可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、前記第１直線に沿った方向の力が加えられた場合に、前記可動部に前記第３直線を中心とする回動動作をさせる第１入力部と、
前記可動部の一部又は前記可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、前記第２直線に沿った方向の力が加えられた場合に、前記可動部に前記第４直線を中心とする回動動作をさせる第２入力部と、
前記可動部に固定され、前記可動部とともに回動する回動部材と、
前記基部の基準位置に固定され、当該基準位置に対する前記回動部材の方向を検出し、その検出結果によって定まる信号を、前記第１直線変位と前記第２直線変位とを特定するための信号として出力する１つの検出素子と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
請求項１の検出装置であって、
前記基部と前記可動部との間に弾性部材が設けられ、
前記第１入力部には、前記第１直線に沿った第１方向の力が加えられ、前記第２入力部には、前記第２直線に沿った第２方向の力が加えられ、
前記可動部は、前記第１入力部に対して前記第１方向の力が加えられた場合に前記第３直線を中心とする前記第１方向の回動動作を行い、前記第２入力部に対して前記第２方向の力が加えられた場合に前記第４直線を中心とする前記第２方向の回動動作を行い、
前記弾性部材は、前記第３直線を中心とする前記可動部の前記第１方向の回動動作に対する反力と、前記第４直線を中心とする前記可動部の前記第２方向の回動動作に対する反力とを与える、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項３】
請求項２の検出装置であって、
前記第１直線と前記第２直線とは実質的に平行であり、
前記第１方向と前記第２方向とは実質的に同一であり、
前記第３直線を中心とする前記可動部の前記第１方向の回動動作に対する反力と、前記第４直線を中心とする前記可動部の前記第２方向の回動動作に対する反力とは、同一の前記弾性部材によって与えられる、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかの検出装置であって、
前記検出素子は、検出した前記基準位置に対する前記回動部材の方向を特定する方向成分を、前記第３直線と前記第４直線とに略直交する直線に略直交するＸ−Ｙ平面上に射影し、このＸ−Ｙ平面上に射影された方向成分のうち、Ｘ軸に対応するＸ軸出力信号の値とし、Ｙ軸に対応するＹ軸出力信号の値とし、当該Ｘ軸出力信号の値と当該Ｙ軸出力信号の値とを、前記第１直線変位と前記第２直線変位とを特定するための信号として出力する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかの検出装置であって、
前記回動部材は、前記検出素子から距離を隔てて配置された磁石であり、
前記検出素子は、前記磁石で生じた磁界を検出する検出部を備えた磁気センサ回路であり、前記磁石からの磁力線が当該検出部を通過する方向を検出することで前記基準位置に対する前記磁石の方向を検出する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかの検出装置であって、
前記基準位置は、前記第３直線と前記第４直線とに略直交する直線上に配置され、
前記回動部材は、前記第３直線と前記第４直線とに略直交する直線上に配置可能であり、
前記可動部の回動動作に伴って、前記第３直線と前記第４直線とに略直交する直線に対する、前記回動部材と前記基準位置とを通る直線の傾動方向及び傾動角が変化する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかの検出装置であって、
前記第１入力部及び前記第２入力部は、それぞれ、前記可動部から外部に延長された部材の一部又は全部である、
ことを特徴とする検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線変位を検出する検出装置に関し、特に、複数の直線変位を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの直線変位を検出する検出装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。通常、このような検出装置は、直線変位を検出する検出素子（ポテンショメータ）を２つ備え、これらの２つの検出素子が２つの直線変位をそれぞれ独立に検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２７８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の検出装置は、互いに独立した２つの検出素子が２つの直線変位をそれぞれ独立に検出するものであるため、互いに独立な各検出素子の検出精度のばらつきが原因となって、検出装置全体の検出精度のばらつきも大きくなってしまう。また、従来の検出装置は、２つの検出素子を含むため、その組み立て時には、検出素子の取り付けやそれらの配線接続などを２箇所で行う必要がある。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、１つの検出素子を用いて２つの直線変位を検出することが可能な検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、第１直線に沿った第１直線変位と第２直線に沿った第２直線変位とを検出する検出装置が提供される。本発明の検出装置は、基部と、基部に回動自在に支持され、少なくとも、第３直線を中心とする回動動作と、第３直線と略垂直な第４直線を中心とする回動動作とが可能な可動部と、可動部の一部又は可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、第１直線に沿った方向の力が加えられた場合に、可動部に第３直線を中心とする回動動作をさせる第１入力部と、可動部の一部又は可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、第２直線に沿った方向の力が加えられた場合に、可動部に第４直線を中心とする回動動作をさせる第２入力部と、第１直線に沿った方向の力が加えられた場合に、可動部とともに第３直線を中心とする回動動作を行う第１入力部と、第２直線に沿った方向の力が加えられた場合に、可動部とともに第４直線を中心とする回動動作を行う第２入力部と、可動部に固定され、可動部とともに回動する回動部材と、基部の基準位置に固定され、当該基準位置に対する回動部材の方向を検出し、その検出結果によって定まる信号を、第１直線変位と第２直線変位とを特定するための信号として出力する１つの検出素子とを有する。
【０００７】
ここで、第１直線変位部が第１直線上を直線変位し、第１入力部に第１直線に沿った方向の力が加えられた場合、可動部は第３直線を中心とする回動動作を行う。また、第２直線変位部が第２直線上を直線変位し、第２入力部に第２直線に沿った方向の力が加えられた場合、可動部は第４直線を中心とする回動動作を行う。第３直線と第４直線とは互いに略垂直であり、第１直線変位部の直線変位に起因する可動部の回動成分と、第２直線変位部の直線変位に起因する可動部の回動成分とを分離抽出することは容易である。よって、可動部の回動動作に伴って回動する回動部材の方向から、第１直線変位部の直線変位と第２直線変位部の直線変位とを特定できる。そして、当該回動部材の方向を１つの検出素子を用いて検出することは可能である。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の検出装置は、１つの検出素子を用いて２つの直線変位を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の検出装置の斜視図。
【図２】図２（Ａ）は、第１実施形態の検出装置の正面図であり、図２（Ｂ）は、左側面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第１実施形態の検出装置の右側面図であり、図３（Ｂ）は、背面図である。
【図４】第１実施形態の検出装置の平面図。
【図５】第１実施形態の検出装置の底面図。
【図６】図６（Ａ）は、図４の６Ａ−６Ａ断面図であり、図６（Ｂ）は、図４の６Ｂ−６Ｂ断面図である。
【図７】第１実施形態の検出装置の分解斜視図。
【図８】第１実施形態の検出装置の動作を説明するための図。
【図９】第１実施形態の検出装置の動作を説明するための図。
【図１０】第１実施形態の検出装置の動作を説明するための図。
【図１１】センサＩＣの検出動作を説明するための図。
【図１２】第２実施形態の検出装置の斜視図。
【図１３】図１３（Ａ）は、第２実施形態の検出装置の正面図であり、図１３（Ｂ）は、左側面図であり、図１３（Ｃ）は、背面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第２実施形態の検出装置の平面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の１４Ｂ−１４Ｂ断面図である。
【図１５】第２実施形態の検出装置の分解斜視図。
【図１６】第２実施形態の検出装置の動作を説明するための図。
【図１７】変形例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１２】
＜構成＞
図１は、第１実施形態の検出装置１００の斜視図である。図２（Ａ）は、本形態の検出装置１００の正面図であり、図２（Ｂ）は、本形態の検出装置１００の左側面図であり、図３（Ａ）は、本形態の検出装置１００の右側面図であり、図３（Ｂ）は、本形態の検出装置１００の背面図であり、図４は、本形態の検出装置１００の平面図であり、図５は、本形態の検出装置１００の底面図である。図６（Ａ）は、図４の６Ａ−６Ａ断面図であり、図６（Ｂ）は、図４の６Ｂ−６Ｂ断面図である。図７は、本形態の検出装置１００の分解斜視図である。
【００１３】
これらの図に示すように、本形態の検出装置１００は、基部１１０と、可動部１２０，１３０と、磁石１４０（回動部材）と、センサＩＣ１５１（検出素子）と、配線基板１５２と、リード線１５３と、バネ１６０（弾性部材）と、充填剤１７０とを有する。
【００１４】
［基部１１０］
本形態の基部１１０は、合成樹脂等で構成され、４つの側面１１０ｄ〜１１０ｇとそれらに直交する１つの端面１１０ａとを持つカップ状の略角柱中空部材である（図６，７等参照）。
【００１５】
この対向する２つの側面１１０ｅ，１１０ｇの端面１１０ａ付近には、それぞれ、側面１１０ｅ，１１０ｇに対して略垂直な円孔である軸挿入穴１１０ｈ，１１０ｉが設けられている。なお、これらの２つの側面１１０ｅ，１１０ｇは、側面１１０ｅ，１１０ｇに対して略垂直な同一の直線上に配置されている。また、側面１１０ｄ〜１１０ｇ内側の端面１１０ａ付近には、内側に突出した係止部１１０ｃが設けられている。なお、略垂直、略直交、略平行とは、それぞれ、本発明の作用効果を奏する範囲で実質的に垂直、直交、平行であることを意味する。
【００１６】
一方、この端面１１０ａの対向端１１０ｂ付近には、互いに直交する側面１１０ｅ，１１０ｄが交わる角部分から外方向に突出する板状のバネ取り付け部１１２と、側面１１０ｅから当該側面１１０ｅに対して略垂直外方向に突出する板状の取り付け部１１１と、側面１１０ｄから当該側面１１０ｄに対して略垂直外方向に突出する板状の取り付け部１１３とが設けられている。本形態の場合、側面１１０ｅとバネ取り付け部１１２とがなす角度と、側面１１０ｄとバネ取り付け部１１２とがなす角度とは、ほぼ等しい。また、バネ取り付け部１１２には、貫通穴であるバネ引掛け穴１１２ａが形成されている。また、取り付け部１１１，１１３には、それぞれ、当該取り付け部１１１，１１３を端面１１０ａから対向端１１０ｂへ向かう方向に貫通する取り付け穴１１１ａ，１１３ａが形成されている。さらに、側面１１０ｄには、リード線１５３を通すための貫通穴１１０ｊが設けられている。
【００１７】
［可動部１２０，１３０］
本形態の可動部１３０は、合成樹脂等で構成され、基部１１０の側面１１０ｄ〜１１０ｇの外周を囲む矩形の枠体である（図１，４，７等参照）。
【００１８】
可動部１３０の枠体形状を構成する４つの側面には、それぞれ、貫通する円孔である軸挿入穴１３０ａ〜１３０ｄが設けられている。本形態では、可動部１３０の枠体形状を構成する４つの側面の各中心付近に、それぞれ、軸挿入穴１３０ａ〜１３０ｄが設けられている。そして、対向して設けられた一組の軸挿入穴１３０ａ，１３０ｂは、同一の直線上に配置され、対向して設けられた一組の軸挿入穴１３０ｃ，１３０ｄは、この直線に略直交する同一の直線上に配置される。
【００１９】
軸挿入穴１３０ａ，１３０ｂを通る直線方向の可動部１３０の内径は、側面１１０ｄ，１１０ｆ方向の基部１１０の外径よりも大きく、挿入穴１３０ｃ，１３０ｄを通る直線方向の可動部１３０の軸内径は、側面１１０ｅ，１１０ｇ方向の基部１１０の外径よりも若干大きい。可動部１３０は、基部１１０の側面１１０ｄ〜１１０ｇの外周を囲み、可動部１３０の軸挿入穴１３０ｃ，１３０ｄと、基部１１０の軸挿入穴１１０ｈ，１１０ｉとが同一の直線ＬＢ上に位置するように配置されている。そして、可動部１３０の軸挿入穴１３０ｄと基部１１０の軸挿入穴１１０ｈとに円筒軸１３３が挿入され、可動部１３０の軸挿入穴１３０ｃと基部１１０の軸挿入穴１１０ｉとに円筒軸１３４が挿入されている。これにより、可動部１３０は、基部１１０に対し、円筒軸１３３，１３４を中心として回動可能なように取り付けられている。
【００２０】
本形態の可動部１２０は、合成樹脂等で構成され、基部１１０の側面１１０ｄ〜１１０ｇの外周を囲む可動部１３０の外周をさらに囲む矩形の枠体１２１と、枠体１２１を構成する４つの側面１２１ａ〜１２１ｄのうち、一組の直交する側面１２１ｃ，１２１ｄから、それぞれ外部に向かって突設された板状の入力部１２３，１２４（第１，２入力部）と、一組の直交する側面１２１ａ，１２１ｂが交わる角から外部に向かって突設された板状のバネ取り付け部１２５と、一組の対向する側面１２１ｂ，１２１ｄを枠体１２１の一方の開口端側からつなぐブリッジ部１２２を有する（図４，７等参照）。
【００２１】
枠体１２１を構成する４つの側面１２１ａ〜１２１ｄのうち、対向する一組の側面１２２ａ，１２２ｃには、それぞれ、貫通する円孔である軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが設けられている。本形態では、側面１２２ａ，１２２ｃの各中心付近に軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが設けられ、軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａは、同一の直線上に配置されている。また、入力部１２３は、軸挿入穴１２１ｃａが形成された側面１２１ｃから、当該側面１２１ｃに対して略垂直方向に延長され、入力部１２４は、軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが形成されていない側面１２１ｄから、当該側面１２１ｄに対して略垂直方向に延長されている。また、バネ取り付け部１２５には、貫通孔であるバネ引掛け穴１２５ａが設けられている。また、ブリッジ部１２２は、板状部材の両端に略垂直かつ略同一方向に伸びた足状部が設けられた形状からなり、これらの足状部が枠体１２１の一方の開口端側から延長形成されている。
【００２２】
枠体１２１の側面１２１ａ，１２１ｃ間の内径は、軸挿入穴１３０ａ，１３０ｂを通る直線方向の可動部１３０の外径よりも大きく、枠体１２１の側面１２１ｂ，１２１ｄ間の内径は、軸挿入穴１３０ｃ，１３０ｄを通る直線方向の可動部１３０の外径よりも大きい。枠体１２１は、可動部１３０の枠体形状を構成する４つの側面の外周を囲み、枠体１２１の軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａと、可動部１３０の軸挿入穴１３０ａ，１３０ｂとが同一の直線ＬＡ上に位置するように配置されている。そして、枠体１２１の軸挿入穴１２１ａａと可動部１３０の軸挿入穴１３０ａとに円筒軸１３１が挿入され、枠体１２１の軸挿入穴１２１ｃａと可動部１３０の軸挿入穴１３０ｂとに円筒軸１３２が挿入されている。これにより、枠体１２１は、可動部１３０に対し、円筒軸１３１，１３２を中心として回動可能なように取り付けられている。なお、直線ＬＡは前述の直線ＬＢと略垂直な直線であり、特に、本形態では、直線ＬＡ，ＬＢは略同一平面上に位置する。
【００２３】
以上の構成により、可動部１２０は、可動部１３０を通じて基部１１０に回動自在に支持され、少なくとも、直線ＬＡ（第３直線）を中心とする回動動作と、直線ＬＡと略垂直な直線ＬＢ（第４直線）を中心とする回動動作とが可能となっている（図１等参照）。また、本形態の可動部１２０は、直線ＬＡを中心とする回動動作と直線ＬＢを中心とする回動動作とを同時に行うことも可能であるため、直線ＯＧ１を中心とした全方位への回動動作が可能である。
【００２４】
［磁石１４０］
可動部１２０のブリッジ部１２２の枠体１２１側の板状の面１２２ａには磁石１４０が固着されている。本形態では、当該面１２２ａの中心付近に磁石１４０の何れかの極側（Ｓ極側又はＮ極側）が固着される。磁石１４０は、可動部１２０とともに回動し、ブリッジ部１２２の面１２２ａが基部１１０の端面１１０ａと略平行となった場合に、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線であって端面１１０ａに略垂直な直線ＯＧ１上に磁石１４０が配置される。なお、磁石１４０には、例えば、ＳｍＣｏなどの希土類磁石やフェライト磁石などを用いることができる。
【００２５】
［センサＩＣ１５１，配線基板１５２，リード線１５３及び充填剤１７０］
本形態のセンサＩＣ１５１は、磁石１４０生じた磁界を検出する検出部を備えた磁気センサ回路であり、磁石１４０からの磁力線が当該検出部を通過する方向を検出することで、基部１１０の基準位置に対する磁界の方向を検出する。センサＩＣ１５１の一例は、センサＩＣ１５１内の複数のホール素子又は磁気抵抗素子（検出部）の信号を演算処理してセンサＩＣ１５１を通過する磁界の方向を２つの信号として出力する素子である。このようなセンサＩＣ１５１の具体例は、Ｍｅｌｅｘｉｓ社のＭＬＸ９０３３３などである。
【００２６】
センサＩＣ１５１は、配線基板１５２の片面に実装され、配線基板１５２には、リード線１５３の一端が接続されている。基部１１０の内部には、このような配線基板１５２がセンサＩＣ１５１を端面１１０ａ側に向けた状態で配置されている（図６，７参照）。配線基板１５２は、前述した係止部１１０ｃによって基部１１０内に位置決めされる。本形態では、配線基板１５２の片面の中心付近にセンサＩＣ１５１が実装され、配線基板１５２と端面１１０ａとが略平行となるように位置決めされている。また、リード線１５３の他端は、基部１１０の側面１１０ｄに設けられた貫通穴１１０ｊから基部１１０の外部に取り出される。そして、この状態で基部１１０の内部に充填剤１７０が充填され、配線基板１５２が固定されている。これにより、センサＩＣ１５１は、予め定められた基部１１０の基準位置に固定され、磁石１４０から距離を隔てて配置される。なお、本形態の基準位置は、直線ＬＡと直線ＬＢとに略直交する直線ＯＧ１上に配置される。
【００２７】
［バネ１６０］
基部１１０と可動部１２０との間にはバネ１６０が設けられる。本形態のバネ１６０は、両端がフック状又はリング状に曲げられたコイルバネ（コイル状の引張バネ）であり、バネ１６０の一端は基部１１０のバネ取り付け部１１２のバネ引掛け穴１１２ａに引掛けられ、バネ１６０の他端は可動部１２０のバネ取り付け部１２５のバネ引掛け穴１２５ａに引掛けられている（図１等参照）。
【００２８】
＜動作＞
図８〜図１０は、第１実施形態の検出装置１００の動作を説明するための図である。また、図１１は、センサＩＣ１５１の検出動作を説明するための図である。
【００２９】
図８に例示するように、本形態の検出装置１００が使用される際、検出装置１００の入力部１２３の一方の面１２３ａに、直線ＬＣ（第１直線）方向に直線変異する入力軸１９１の先端部１９１ａが当接し、入力部１２４の一方の面１２４ａに、直線ＬＤ（第２直線）方向に直線変異する入力軸１９２の先端部１９２ａが当接する。本形態の場合、面１２３ａと面１２４ａとは、基部１１０の端面１１０ａの外面と同一方向を向いた面であり、直線ＬＣ，ＬＤは、基部１１０の端面１１０ａと略垂直な直線である。また、先端部１９１ａ，１９２ａは、ともに半球状に形成されている。
【００３０】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変異し、入力軸１９１の先端部１９１ａから入力部１２３の面１２３ａに直線ＬＣに沿ったＤＡ方向（第１方向）の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡ（第３直線）を中心とするＤＡ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＡを中心とする可動部１２０のＤＡ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９１の先端部１９１ａは、入力部１２３の面１２３ａから直線ＬＣに沿ったＤＣ方向（ＤＡ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９１が入力部１２３に常時接触した状態となり、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変異した場合でも、入力部１２３が先端部１９１ａの直線変異に追従し、可動部１２０が直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う。
【００３１】
一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変異し、入力軸１９２の先端部１９２ａから入力部１２４の面１２４ａに直線ＬＤに沿ったＤＢ方向（第２方向）の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＢ（第４直線）を中心とするＤＢ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＢを中心とする可動部１２０のＤＢ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９２の先端部１９２は、入力部１２４の面１２４ａから直線ＬＤに沿ったＤＤ方向（ＤＢ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９２が入力部１２４に常時接触した状態となり、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変異した場合でも、入力部１２４が先端部１９２ａの直線変異に追従し、可動部１２０が直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う。
【００３２】
なお、入力軸１９１，１９２が同時に直線変異した場合には、上述の可動部１２０の回動動作が同時に行われる。また、入力軸１９１，１９２の先端部１９１ａ，１９２ａはともに半球状に形成されているため、入力軸１９１の直線変位に基づいて可動部１２０が回動する際に、その回動動作が入力軸１９２の先端部１９２ａによって制限されることがない。その逆も同様である。
【００３３】
また、可動部１２０に固着された磁石１４０は、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線ＯＧ１上に配置可能である。そして、可動部１２０の回動動作に伴って、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線ＯＧ１に対する、磁石１４０と基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）とを通る直線の傾動方向及び傾動角が変化する。また、本形態では、直線ＬＣ，ＬＤが実質的に平行であり、ＤＡ方向とＤＢ方向とが実質的に同一の方向である。そして、バネ１６０を前述したような位置に取り付けたことにより、直線ＬＡ（第３直線）を中心とする可動部１２０の方向ＤＡの回動動作に対する反力と、直線ＬＢ（第４直線）を中心とする可動部１２０の方向ＤＢの回動動作に対する反力とが、ともに、同一のバネ１６０によって与えられる。
【００３４】
次に、図９を用い、入力軸１９１，１９２の直線変異に対する可動部１２０の回動動作を説明する。
【００３５】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変異し、入力軸１９１から入力部１２３に直線ＬＣに沿ったＤＡ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡを中心とするＤＡ方向の回動動作を行う（図９（Ａ））。一方、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変異した場合、可動部１２０は直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う（図９（Ｂ））。
【００３６】
また、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変異し、入力軸１９２から入力部１２４に直線ＬＤに沿ったＤＢ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＢを中心とするＤＢ方向の回動動作を行う（図９（Ｃ））。一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変異した場合、可動部１２０は、直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う（図９（Ｄ））。
【００３７】
また、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変異し、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変異し、入力軸１９１から入力部１２３に直線ＬＣに沿ったＤＡ方向の力が加えられ、入力軸１９２から入力部１２４に直線ＬＤに沿ったＤＢ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡを中心とするＤＡ方向の回動動作を行いつつ、直線ＬＢを中心とするＤＢ方向の回動動作を行う（図９（Ｅ））。一方、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変異し、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変異した場合、可動部１２０は直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行いつつ、直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う（図９（Ｆ））。
【００３８】
次に、図１０を用いて、入力軸１９１，１９２の直線変異に対する可動部１２０の回動動作と磁石１４０の回動動作との関係を説明する。なお、図１０（Ａ）は、図９（Ａ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９（Ｂ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は、図９（Ｃ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｄ）は、図９（Ｄ）の状態を示す断面図である。また、図１０（Ａ）（Ｂ）は、図４の６Ａ−６Ａ断面図であり、図１０（Ｃ）（Ｄ）は、図４の６Ｂ−６Ｂ断面図である。
【００３９】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）に例示するように、入力軸１９１や入力軸１９２が直線変異し、可動部１２０が回動動作すると、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向が変異する。言い換えると、入力軸１９１や入力軸１９２が直線変異すると、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線ＯＧ１に対する、磁石１４０と基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）とを通る直線Ｌの傾動方向及び傾動角が変化する。この傾動方向は、入力軸１９１の直線変異量と入力軸１９２の直線変異量との比率に依存し、この傾動角は、入力軸１９１の直線変異量や入力軸１９２の直線変異量の絶対量に依存する。
【００４０】
本形態のセンサＩＣ１５１は、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向を特定する方向成分を、直線ＬＡ（第３直線）と直線ＬＢ（第４直線）とに略直交する直線に略直交するＸ−Ｙ平面上に射影し、このＸ−Ｙ平面上に射影された方向成分のうち、Ｘ軸に対応するＸ軸出力信号の値とし、Ｙ軸に対応するＹ軸出力信号の値とし、当該Ｘ軸出力信号の値と当該Ｙ軸出力信号の値とを、第１直線変位と第２直線変位とを特定するための信号として出力する。以下に、この具体例を、図１１を用いて説明する。
【００４１】
図１１（Ａ）は、可動部１２０の回動に伴う磁石１４０とセンサＩＣ１５１との位置関係を例示している。図１１（Ａ）では、磁石１４０が直線ＯＧ１上にきたときの磁石１４０の位置をＰＡとし、そこから同じ傾斜量で磁石１４０が８方向に回動した場合の磁石１４０の位置をそれぞれＰＢ〜ＰＩとしている。図１１（Ａ）の白抜きの立体矢印は、磁石１４０の何れかの極側が可動部１２０に固着されている場合における、各位置ＰＡ〜ＰＩの磁石１４０からの各磁力線の中心を示している。この立体矢印は、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向を特定する方向成分に相当する。
【００４２】
この図に示すように、センサＩＣ１５１に対する磁石１４０の位置ＰＡ〜ＰＩに応じ、磁石１４０からの磁力線がセンサＩＣ１５１の検出部を通過する方向が異なる。センサＩＣ１５１は、この検出部を通過する磁力線の方向成分を、基部１１０の端面１１０ａに平行なＸ−Ｙ平面上に射影し、このＸ−Ｙ平面上に射影された磁力線の方向成分を、Ｘ軸に対応するＸ軸出力信号の出力電圧とＹ軸に対応するＹ軸出力信号の出力電圧とによって表現し、これらのＸ軸出力信号とＹ軸出力信号とを出力する。
【００４３】
図１１（Ｂ）では、磁石１４０が位置ＰＦ方向へ回動するほどＸ軸出力信号の電圧を大きくし、磁石１４０が位置ＰＤ方向へ回動するほどＹ軸出力信号の電圧を大きくする場合において、センサＩＣ１５１から出力されるＸ軸出力信号とＹ軸出力信号との電圧を例示した図である。このようにＸ軸出力信号とＹ軸出力信号との電圧によって入力軸１９１，１９２の２つの直線変異がそれぞれ検出できる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、回動部材である磁石を回動させるためにボールジョイント構成の基部と可動部を用いたものである。以下では、第１実施形態との相違点である検出装置の構成を中心に説明する。
【００４５】
＜構成＞
図１２は、第２実施形態の検出装置２００の斜視図である。図１３（Ａ）は、本形態の検出装置２００の正面図であり、図１３（Ｂ）は、本形態の検出装置２００の左側面図であり、図１３（Ｃ）は、本形態の検出装置２００の背面図である。図１４（Ａ）は、本形態の検出装置２００の平面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の１４Ｂ−１４Ｂ断面図である。また、図１５は、本形態の検出装置２００の分解斜視図である。なお、これらの図において、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同じ符号を用いた。
【００４６】
これらの図に示すように、本形態の検出装置２００は、基部２１０と、可動部２２０と、磁石１４０（回動部材）と、センサＩＣ１５１（検出素子）と、配線基板１５２と、リード線１５３と、バネ１６０（弾性部材）と、充填剤１７０とを有する。
【００４７】
［基部２１０］
本形態の基部２１０は、合成樹脂等で構成され、略球状の球体部２１９から中空の略角柱形状の台座部２１８が伸びた形状をなす（図１４（Ｂ）、図１５等参照）。
【００４８】
台座部２１８を下に配置した場合の球体部２１９の上部には、一端のみが開口した円孔状の中空部２１９ａが設けられている。
【００４９】
また、台座部２１８内部の球体部２１９側の側面には、内側に突出した係止部２１８ｃが設けられている。また、台座部２１８の端部２１０ａ側の外側側面には、第１実施形態の検出装置１００と同様に台座部２１８の角部分から外方向に突出する板状のバネ取り付け部２１２と、台座部２１８の側面から当該側面に対して略垂直外方向に突出する板状の取り付け部２１１，２１３が設けられている。また、バネ取り付け部２１２には、貫通穴であるバネ引掛け穴２１２ａが形成されている。また、取り付け部２１１，２１３には、それぞれ、貫通穴である取り付け穴２１１ａ，２１３ａが形成されている。さらに、側面２１０ｄには、リード線１５３を通すための貫通穴２１０ｊが設けられている。
【００５０】
［可動部２２０］
本形態の可動部２２０は、合成樹脂等で構成され、中空の略半球形状からなるカップ状のカップ部２２１と、カップ部２２１の開口端２２１ｂ付近の外面からそれぞれ外部に向かって突設された板状の入力部２２３，２２４（第１，２入力部）と、カップ部２２１の開口端２２１ｂ付近の外面から外部に向かって突設された板状のバネ取り付け部２２５とを有する（図１４（Ａ），図１５等参照）。
【００５１】
入力部２２３と入力部２２４は、同一平面上で互いが略垂直となるように、カップ部２２１から外方向に延長形成されている。バネ取り付け部２２５は、入力部２２３が延長形成された方向の逆方向と、入力部２２４が延長形成された方向の逆方向と、の略中間方向に向かって、カップ部２２１から外方向に延長形成されている。このような、入力部２２３と入力部２２４とバネ取り付け部２２５との間の位置関係は、第１実施形態の入力部１２３と入力部１２４とバネ取り付け部１２５との間の位置関係と同様である。また、バネ取り付け部２２５には、貫通孔であるバネ引掛け穴２２５ａが設けられている。
【００５２】
また、カップ部２２１内部の中心部は円柱状に突起した突起部２２１ａが設けられている。カップ部２２１の内径は、基部２１０の球体部２１９の外径よりも若干大きく形成され、カップ部２２１の突起部２２１ａの外径は、基部２１０の中空部２１９ａの内径よりも小さく形成されている。カップ部２２１は、その突起部２２１ａを基部２１０の中空部２１９ａ内に配置した状態で、基部２１０の球体部２１９表面に配置され、カップ部２２１と球体部２１９とによってボールジョイントが構成される。なお、本形態では、入力部２２３の面２２３ａに対して略垂直に力が加えられたときに、可動部２２０が直線ＬＥ（第３直線）を中心とする回動動作を行い、入力部２２４の面２２４ａに対して略垂直に力が加えられたときに、可動部２２０が直線ＬＦ（第４直線）を中心とする回動動作を行う向きに、カップ部２２１が配置される。
【００５３】
以上の構成により、可動部２２０は、基部２１０に回動自在に支持され、少なくとも、直線ＬＥ（第３直線）を中心とする回動動作と、直線ＬＥと略垂直な直線ＬＦ（第４直線）を中心とする回動動作とが可能となっている（図１２等参照）。
【００５４】
また、本形態の可動部２２０は、直線ＬＥを中心とする回動動作と直線ＬＦを中心とする回動動作とを同時に行うことも可能であるため、直線ＬＥ，ＬＦに垂直な直線ＯＧ２を中心とした全方位への回動動作も可能である。
【００５５】
［磁石１４０］
可動部２２０のカップ部２２１内部の突起部２２１ａの先端面２２１ａａには磁石１４０が固着されている。本形態では、当該先端面２２１ａａの中心付近に磁石１４０の何れかの極側（Ｓ極側又はＮ極側）が固着される。磁石１４０は、可動部２２０とともに回動し、直線ＬＥ，ＬＦに略直交する直線ＯＧ２上に配置可能である。
【００５６】
［センサＩＣ１５１，配線基板１５２，リード線１５３及び充填剤１７０］
第１実施形態と同様、センサＩＣ１５１は、配線基板１５２の片面に実装され、配線基板１５２には、リード線１５３の一端が接続されている。基部２１０の台座部２１８の内部には、このような配線基板１５２がセンサＩＣ１５１を磁石１４０側に向けた状態で配置されている（図１４（Ａ），１５参照）。配線基板１５２は、前述した係止部２１８ｃによって基部２１０の台座部２１８内に位置決めされる。また、リード線１５３の他端は、基部２１０の台座部２１８の側面に設けられた貫通穴２１０ｊから台座部２１８の外部に取り出される。そして、この状態で台座部２１８の内部に充填剤１７０が充填され、配線基板１５２が固定されている。これにより、センサＩＣ１５１は、予め定められた基部２１０の基準位置に固定され、磁石１４０から距離を隔てて配置される。なお、本形態の基準位置は、直線ＬＥと直線ＬＦとに略直交する直線ＯＧ２上に配置される。
【００５７】
［バネ１６０］
基部２１０と可動部２２０との間にはバネ１６０が設けられる。本形態のバネ１６０は、両端がフック状又はリング状に曲げられたコイルバネ（コイル状の引張バネ）であり、バネ１６０の一端は基部２１０のバネ取り付け部２１２のバネ引掛け穴２１２ａに引掛けられ、バネ２６０の他端は可動部２２０のバネ取り付け部２２５のバネ引掛け穴２２５ａに引掛けられている（図１２等参照）。
【００５８】
＜動作＞
図１６は、第２実施形態の検出装置２００の動作を説明するための図である。
図１６に例示するように、本形態の検出装置２００が使用される際、検出装置２００の入力部２２３の一方の面２２３ａに、直線ＬＣ（第１直線）方向に直線変異する入力軸１９１の先端部１９１ａが当接し、入力部１２４の一方の面１２４ａに、直線ＬＤ（第２直線）方向に直線変異する入力軸１９２の先端部１９２ａが当接する。
【００５９】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変異し、入力軸１９１の先端部１９１ａから入力部２２３の面２２３ａに直線ＬＣに沿ったＤＡ方向（第１方向）の力が加えられた場合、可動部２２０は、直線ＬＥ（第３直線）を中心とするＤＡ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＥを中心とする可動部１２０のＤＡ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９１の先端部１９１ａは、入力部２２３の面２２３ａから直線ＬＣに沿ったＤＣ方向（ＤＡ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９１が入力部２２３に常時接触した状態となり、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変異した場合でも、入力部２２３が先端部１９１ａの直線変異に追従し、可動部２２０が直線ＬＥを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う。
【００６０】
一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変異し、入力軸１９２の先端部１９２ａから入力部２２４の面２２４ａに直線ＬＤに沿ったＤＢ方向（第２方向）の力が加えられた場合、可動部２２０は、直線ＬＦ（第４直線）を中心とするＤＢ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＦを中心とする可動部２２０のＤＢ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９２の先端部１９２は、入力部１２４の面１２４ａから直線ＬＤに沿ったＤＤ方向（ＤＢ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９２が入力部１２４に常時接触した状態となり、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変異した場合でも、入力部２２４が先端部１９２ａの直線変異に追従し、可動部２２０が直線ＬＦを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う。
【００６１】
なお、入力軸１９１，１９２が同時に直線変異した場合には、上述の可動部２２０の回動動作が同時に行われる。また、本形態では、直線ＬＣ，ＬＤが実質的に平行であり、ＤＡ方向とＤＢ方向とが実質的に同一の方向である。そして、バネ１６０を前述したような位置に取り付けたことにより、直線ＬＥ（第３直線）を中心とする可動部２２０の方向ＤＡの回動動作に対する反力と、直線ＬＦ（第４直線）を中心とする可動部２２０の方向ＤＢの回動動作に対する反力とが、ともに、同一のバネ１６０によって与えられる。
【００６２】
〔その他の変形例〕
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態では、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が可動部１２０や可動部２２０と一体であった。しかし、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が可動部１２０や可動部２２０と別の部材であり、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が可動部１２０や可動部２２０に固着される構成であってもよい。また、入力部１２３，１２４が１枚の板として一体形成されていてもよく、入力部２２３，２２４が１枚の板として一体形成されていてもよい。また、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が、波面形状や円柱形状や球形状などの板以外の形状であってもよい。また、図１７に例示するように、入力部３１３，３２４が湾曲した板状に形成されてもよい。この例では、面３１３ａ，３２４ａ側が凸となるように、入力部３１３，３２４が、その延長方向と略垂直方向に湾曲している。この場合、一方の入力軸の直線変位に基づいて可動部１２０が回動する際に、その回動動作が他方の入力軸によって制限されることを抑制できる。また、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が、可動部１２０，２２０の上部方向（基部１１０，２１０から離れる方向）や、上部斜め方向へ突設されてもよい。さらに、入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４が、可動部１２０，２２０から外部へ突設されるのではなく、可動部１２０，２２０の表面の一部に設けられた窪みなどを入力部としてもよい。
【００６３】
また、上述の各実施形態では、２つの入力軸１９１，１９２が平行に直線変位する例であったが、２つの入力軸１９１，１９２が互いに非平行に直線変位してもよい。また、上述の各実施形態では、２つの入力軸１９１，１９２が、同一方向から入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４に力を加える構成であったが、２つの入力軸１９１，１９２がそれぞれ異なる方向から入力部１２３，１２４や入力部２２３，２２４に力を加える構成であってもよい。
【００６４】
また、バネ１６０の取り付け位置は上述の実施形態の位置に限定されず、上述の反力を与えられる位置であればどのような位置に取り付けられてもよい。また、可動部１２０，２２０の直線ＬＡ，ＬＥを中心とした回動動作に対する反力と、可動部１２０，２２０の直線ＬＢ，ＬＦを中心とした回動動作に対する反力と、が異なるバネによって与えられる構成でもよい。また、上述の各実施形態では、弾性部材として、コイル状の引張バネであるバネ１６０を用いたが、圧縮バネや板バネやゴムその他の弾性部材が用いられてもよい。
【００６５】
また、入力軸１９１と入力部１２０や入力部２２０とをユニバーサルジョイントし、入力軸１９２と入力部１３０や入力部２３０とをユニバーサルジョイントし、バネ１６０による反力を用いることなく、入力軸１９１，１９２の直線変位に入力部１２０、１３０，２２０，２３０が追従する構成であってもよい。この場合には、バネ１６０等の弾性部材は不要となる。
【００６６】
また、本形態では、回動部材として磁石１４０を用い、検出素子として磁力線の通過方向を検出するセンサＩＣ１５１を用いた。しかし、可動部１２０，２２０の回動動作に伴う回動部材の回動方向を検出できる機構であれば、回動部材として発光ダイオードを用いて検出素子として受光素子を用いるなど、その他の検出システムによって回動部材の回動方向を検出する構成でもよい。
【００６７】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば、自動車のサイドミラーや産業機器などの直線２軸アクチュエータによって２つの直線変位操作を行う装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１００，２００  検出装置
１１０，２１０  基部
１２０，１３０，２３０  可動部
１２３，１２４，２２３，２２４  入力部
１４０  磁石（回動部材）
１５１  センサＩＣ（検出素子）
１５２  配線基板
１５３  リード線
１６０  バネ（弾性部材）
１７０  充填剤
１９１，１９２  入力軸
【図１】
2010286272.tif 000003
【図２】
2010286272.tif 000004
【図３】
2010286272.tif 000005
【図４】
2010286272.tif 000006
【図５】
2010286272.tif 000007
【図６】
2010286272.tif 000008
【図７】
2010286272.tif 000009
【図８】
2010286272.tif 000010
【図９】
2010286272.tif 000011
【図１０】
2010286272.tif 000012
【図１１】
2010286272.tif 000013
【図１２】
2010286272.tif 000014
【図１３】
2010286272.tif 000015
【図１４】
2010286272.tif 000016
【図１５】
2010286272.tif 000017
【図１６】
2010286272.tif 000018
【図１７】
2010286272.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
枠体１２１を構成する４つの側面１２１ａ〜１２１ｄのうち、対向する一組の側面１２１ａ，１２１ｃには、それぞれ、貫通する円孔である軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが設けられている。本形態では、側面１２１ａ，１２１ｃの各中心付近に軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが設けられ、軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａは、同一の直線上に配置されている。また、入力部１２３は、軸挿入穴１２１ｃａが形成された側面１２１ｃから、当該側面１２１ｃに対して略垂直方向に延長され、入力部１２４は、軸挿入穴１２１ａａ，１２１ｃａが形成されていない側面１２１ｄから、当該側面１２１ｄに対して略垂直方向に延長されている。また、バネ取り付け部１２５には、貫通孔であるバネ引掛け穴１２５ａが設けられている。また、ブリッジ部１２２は、板状部材の両端に略垂直かつ略同一方向に伸びた足状部が設けられた形状からなり、これらの足状部が枠体１２１の一方の開口端側から延長形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以上の構成により、可動部１２０は、可動部１３０を通じて基部１１０に回動自在に支持され、少なくとも、直線ＬＡ（第３直線）を中心とする回動動作と、直線ＬＡと略垂直な直線ＬＢ（第４直線）を中心とする回動動作とが可能となっている（図１等参照）。また、本形態の可動部１２０は、直線ＬＡを中心とする回動動作と直線ＬＢを中心とする回動動作とを同時に行うことも可能であるため、直線ＯＧ１を中心とした全方位への回動動作が可能である。なお、この例の直線ＯＧ１は、可動部１２０のブリッジ部１２２の面１２２ａが基部１１０の端面１１０ａと略平行となった場合に、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線であって基部１１０の端面１１０ａに略垂直な直線である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
［磁石１４０］
可動部１２０のブリッジ部１２２の枠体１２１側の板状の面１２２ａには磁石１４０が固着されている。本形態では、当該面１２２ａの中心付近に磁石１４０の何れかの極側（Ｓ極側又はＮ極側）が固着される。磁石１４０は、可動部１２０とともに回動し、ブリッジ部１２２の面１２２ａが基部１１０の端面１１０ａと略平行となった場合に、直線ＬＡ，ＬＢに略直交する直線であって端面１１０ａに略垂直な直線ＯＧ１上に配置される。なお、磁石１４０には、例えば、ＳｍＣｏなどの希土類磁石やフェライト磁石などを用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
センサＩＣ１５１は、配線基板１５２の片面に実装され、配線基板１５２には、リード線１５３の一端が接続されている。基部１１０の内部には、このような配線基板１５２がセンサＩＣ１５１を端面１１０ａ側に向けた状態で配置されている（図６，７参照）。配線基板１５２は、前述した係止部１１０ｃによって基部１１０内に位置決めされる。本形態では、配線基板１５２の片面の中心付近にセンサＩＣ１５１が実装され、配線基板１５２と端面１１０ａとが略平行となるように位置決めされている。また、リード線１５３の他端は、基部１１０の側面１１０ｄに設けられた貫通穴１１０ｊから基部１１０の外部に取り出される。そして、この状態で基部１１０の内部に充填剤１７０が充填され、配線基板１５２が固定されている。これにより、センサＩＣ１５１は、予め定められた基部１１０の基準位置に固定され、磁石１４０から距離を隔てて配置される。なお、本形態の基準位置は、前述の直線ＯＧ１上に配置される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図８に例示するように、本形態の検出装置１００が使用される際、検出装置１００の入力部１２３の一方の面１２３ａに、直線ＬＣ（第１直線）方向に直線変位する入力軸１９１の先端部１９１ａが当接し、入力部１２４の一方の面１２４ａに、直線ＬＤ（第２直線）方向に直線変位する入力軸１９２の先端部１９２ａが当接する。本形態の場合、面１２３ａと面１２４ａとは、基部１１０の端面１１０ａの外面と同一方向を向いた面であり、直線ＬＣ，ＬＤは、基部１１０の端面１１０ａと略垂直な直線である。また、先端部１９１ａ，１９２ａは、ともに半球状に形成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変位し、入力軸１９１の先端部１９１ａから入力部１２３の面１２３ａに直線ＬＣに沿ったＤＡ方向（第１方向）の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡ（第３直線）を中心とするＤＡ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＡを中心とする可動部１２０のＤＡ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９１の先端部１９１ａは、入力部１２３の面１２３ａから直線ＬＣに沿ったＤＣ方向（ＤＡ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９１が入力部１２３に常時接触した状態となり、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変位した場合でも、入力部１２３が先端部１９１ａの直線変位に追従し、可動部１２０が直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変位し、入力軸１９２の先端部１９２ａから入力部１２４の面１２４ａに直線ＬＤに沿ったＤＢ方向（第２方向）の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＢ（第４直線）を中心とするＤＢ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＢを中心とする可動部１２０のＤＢ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９２の先端部１９２は、入力部１２４の面１２４ａから直線ＬＤに沿ったＤＤ方向（ＤＢ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９２が入力部１２４に常時接触した状態となり、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変位した場合でも、入力部１２４が先端部１９２ａの直線変位に追従し、可動部１２０が直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
なお、入力軸１９１，１９２が同時に直線変位した場合には、上述の可動部１２０の回動動作が同時に行われる。また、入力軸１９１，１９２の先端部１９１ａ，１９２ａはともに半球状に形成されているため、入力軸１９１の直線変位に基づいて可動部１２０が回動する際に、その回動動作が入力軸１９２の先端部１９２ａによって制限されることがない。その逆も同様である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、可動部１２０に固着された磁石１４０は、前述の直線ＯＧ１上に配置可能である。そして、可動部１２０の回動動作に伴って、前述の直線ＯＧ１に対する、磁石１４０と基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）とを通る直線の傾動方向及び傾動角が変化する。また、本形態では、直線ＬＣ，ＬＤが実質的に平行であり、ＤＡ方向とＤＢ方向とが実質的に同一の方向である。そして、バネ１６０を前述したような位置に取り付けたことにより、直線ＬＡ（第３直線）を中心とする可動部１２０の方向ＤＡの回動動作に対する反力と、直線ＬＢ（第４直線）を中心とする可動部１２０の方向ＤＢの回動動作に対する反力とが、ともに、同一のバネ１６０によって与えられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
次に、図９を用い、入力軸１９１，１９２の直線変位に対する可動部１２０の回動動作を説明する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変位し、入力軸１９１から入力部１２３に直線ＬＣに沿ったＤＡ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡを中心とするＤＡ方向の回動動作を行う（図９（Ａ））。一方、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変位した場合、可動部１２０は直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う（図９（Ｂ））。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変位し、入力軸１９２から入力部１２４に直線ＬＤに沿ったＤＢ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＢを中心とするＤＢ方向の回動動作を行う（図９（Ｃ））。一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変位した場合、可動部１２０は、直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う（図９（Ｄ））。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変位し、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変位し、入力軸１９１から入力部１２３に直線ＬＣに沿ったＤＡ方向の力が加えられ、入力軸１９２から入力部１２４に直線ＬＤに沿ったＤＢ方向の力が加えられた場合、可動部１２０は、直線ＬＡを中心とするＤＡ方向の回動動作を行いつつ、直線ＬＢを中心とするＤＢ方向の回動動作を行う（図９（Ｅ））。一方、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変位し、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変位した場合、可動部１２０は直線ＬＡを中心とするＤＣ方向の回動動作を行いつつ、直線ＬＢを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う（図９（Ｆ））。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、図１０を用いて、入力軸１９１，１９２の直線変位に対する可動部１２０の回動動作と磁石１４０の回動動作との関係を説明する。なお、図１０（Ａ）は、図９（Ａ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９（Ｂ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は、図９（Ｃ）の状態を示す断面図であり、図１０（Ｄ）は、図９（Ｄ）の状態を示す断面図である。また、図１０（Ａ）（Ｂ）は、図４の６Ａ−６Ａ断面図であり、図１０（Ｃ）（Ｄ）は、図４の６Ｂ−６Ｂ断面図である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）に例示するように、入力軸１９１や入力軸１９２が直線変位し、可動部１２０が回動動作すると、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向が変化する。言い換えると、入力軸１９１や入力軸１９２が直線変位すると、前述の直線ＯＧ１に対する、磁石１４０と基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）とを通る直線Ｌの傾動方向及び傾動角が変化する。この傾動方向は、入力軸１９１の直線変位量と入力軸１９２の直線変位量との比率に依存し、この傾動角は、入力軸１９１の直線変位量や入力軸１９２の直線変位量の絶対量に依存する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本形態のセンサＩＣ１５１は、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向を特定する方向成分を、前述の直線ＯＧ１に略直交するＸ−Ｙ平面上に射影し、このＸ−Ｙ平面上に射影された方向成分のうち、Ｘ軸に対応する成分をＸ軸出力信号の値とし、Ｙ軸に対応する成分をＹ軸出力信号の値とし、当該Ｘ軸出力信号の値と当該Ｙ軸出力信号の値とを、第１直線変位と第２直線変位とを特定するための信号として出力する。以下に、この具体例を、図１１を用いて説明する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図１１（Ａ）は、可動部１２０の回動に伴う磁石１４０とセンサＩＣ１５１との位置関係を例示している。図１１（Ａ）では、磁石１４０が直線ＯＧ１上にきたときの磁石１４０の位置をＰＡとし、そこから同じ傾斜量で磁石１４０が８方向に回動した場合の磁石１４０の位置をそれぞれＰＢ〜ＰＩとしている。図１１（Ａ）の白抜きの立体矢印１９３は、磁石１４０の何れかの極側が可動部１２０に固着されている場合における、各位置ＰＡ〜ＰＩの磁石１４０からの各磁力線の中心を示している。この立体矢印１９３は、基準位置（センサＩＣ１５１が取り付けられた位置）に対する磁石１４０（回動部材）の方向を特定する方向成分に相当する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図１１（Ｂ）では、磁石１４０が位置ＰＦ方向へ回動するほどＸ軸出力信号の電圧を大きくし、磁石１４０が位置ＰＤ方向へ回動するほどＹ軸出力信号の電圧を大きくする場合において、センサＩＣ１５１から出力されるＸ軸出力信号とＹ軸出力信号との電圧を例示した図である。このようにＸ軸出力信号とＹ軸出力信号との電圧によって入力軸１９１，１９２の２つの直線変位がそれぞれ検出できる。すなわち、入力部１２３がＸ−Ｙ平面のＸ軸に沿って延長された姿勢で配置可能であり、入力部１２４がＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿って延長された姿勢で配置可能である場合（図８，１１等）、Ｘ軸出力信号とＹ軸出力信号との電圧によって、入力軸１９１の直線変位と入力軸１９２の直線変位とがそれぞれ検出できる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
＜動作＞
図１６は、第２実施形態の検出装置２００の動作を説明するための図である。
図１６に例示するように、本形態の検出装置２００が使用される際、検出装置２００の入力部２２３の一方の面２２３ａに、直線ＬＣ（第１直線）方向に直線変位する入力軸１９１の先端部１９１ａが当接し、入力部１２４の一方の面１２４ａに、直線ＬＤ（第２直線）方向に直線変位する入力軸１９２の先端部１９２ａが当接する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＡ方向に直線変位し、入力軸１９１の先端部１９１ａから入力部２２３の面２２３ａに直線ＬＣに沿ったＤＡ方向（第１方向）の力が加えられた場合、可動部２２０は、直線ＬＥ（第３直線）を中心とするＤＡ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＥを中心とする可動部１２０のＤＡ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９１の先端部１９１ａは、入力部２２３の面２２３ａから直線ＬＣに沿ったＤＣ方向（ＤＡ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９１が入力部２２３に常時接触した状態となり、入力軸１９１が直線ＬＣに沿ったＤＣ方向に直線変位した場合でも、入力部２２３が先端部１９１ａの直線変位に追従し、可動部２２０が直線ＬＥを中心とするＤＣ方向の回動動作を行う。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
一方、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＢ方向に直線変位し、入力軸１９２の先端部１９２ａから入力部２２４の面２２４ａに直線ＬＤに沿ったＤＢ方向（第２方向）の力が加えられた場合、可動部２２０は、直線ＬＦ（第４直線）を中心とするＤＢ方向の回動動作を行い、バネ１６０は、直線ＬＦを中心とする可動部２２０のＤＢ方向の回動動作に対する反力を与える。この反力によって、入力軸１９２の先端部１９２は、入力部１２４の面１２４ａから直線ＬＤに沿ったＤＤ方向（ＤＢ方向の逆方向）に付勢される。そのため、入力軸１９２が入力部１２４に常時接触した状態となり、入力軸１９２が直線ＬＤに沿ったＤＤ方向に直線変位した場合でも、入力部２２４が先端部１９２ａの直線変位に追従し、可動部２２０が直線ＬＦを中心とするＤＤ方向の回動動作を行う。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
なお、入力軸１９１，１９２が同時に直線変位した場合には、上述の可動部２２０の回動動作が同時に行われる。また、本形態では、直線ＬＣ，ＬＤが実質的に平行であり、ＤＡ方向とＤＢ方向とが実質的に同一の方向である。そして、バネ１６０を前述したような位置に取り付けたことにより、直線ＬＥ（第３直線）を中心とする可動部２２０の方向ＤＡの回動動作に対する反力と、直線ＬＦ（第４直線）を中心とする可動部２２０の方向ＤＢの回動動作に対する反力とが、ともに、同一のバネ１６０によって与えられる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直線に沿った第１直線変位と前記第１直線と異なる第２直線に沿った第２直線変位とを検出する検出装置であって、
基部と、
前記基部に回動自在に支持され、少なくとも、第３直線を中心とする回動動作と、当該第３直線と略垂直な第４直線を中心とする回動動作とが可能な可動部と、
前記可動部の一部又は前記可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、前記第１直線に沿った方向の力が加えられた場合に、前記可動部に前記第３直線を中心とする回動動作をさせる第１入力部と、
前記可動部の一部又は前記可動部に取り付けられた部材の一部又は全部であり、前記第２直線に沿った方向の力が加えられた場合に、前記可動部に前記第４直線を中心とする回動動作をさせる第２入力部と、
前記可動部に固定され、前記可動部とともに回動する回動部材と、
前記基部の基準位置に固定され、当該基準位置に対する前記回動部材の方向を検出し、その検出結果によって定まる信号を、前記第１直線変位と前記第２直線変位とを特定するための信号として出力する１つの検出素子と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
請求項１の検出装置であって、
前記検出素子は、検出した前記基準位置に対する前記回動部材の方向を特定する方向成分を、前記第３直線と前記第４直線とに略直交し得る１つの直線に略直交するＸ−Ｙ平面上に射影した方向成分のうち、Ｘ軸に対応する成分をＸ軸出力信号の値とし、Ｙ軸に対応する成分をＹ軸出力信号の値とし、当該Ｘ軸出力信号の値と当該Ｙ軸出力信号の値とを、前記第１直線変位と前記第２直線変位とを特定するための信号として出力する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項３】
請求項２の検出装置であって、
前記第１入力部及び前記第２入力部は、それぞれ、前記可動部から外方に延長され、
前記第１入力部が前記Ｘ−Ｙ平面のＸ軸に沿って延長された姿勢で配置可能であり、前記第２入力部が前記Ｘ−Ｙ平面のＹ軸に沿って延長された姿勢で配置可能であり、
前記検出素子は、前記Ｘ軸出力信号の値と当該Ｙ軸出力信号の値とを、前記第１直線変位と前記第２直線変位とをそれぞれ特定するための信号として出力する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかの検出装置であって、
一端が前記基部に保持され、他端が前記可動部に保持された弾性部材と、
前記第１入力部には、前記第１直線に沿った第１方向の力が加えられ、前記第２入力部には、前記第２直線に沿った第２方向の力が加えられ、
前記可動部は、前記第１入力部に対して前記第１方向の力が加えられた場合に前記第３直線を中心とする前記第１方向の回動動作を行い、前記第２入力部に対して前記第２方向の力が加えられた場合に前記第４直線を中心とする前記第２方向の回動動作を行い、
前記弾性部材は、前記第３直線を中心とする前記可動部の前記第１方向の回動動作に対する反力と、前記第４直線を中心とする前記可動部の前記第２方向の回動動作に対する反力とを与える、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項４の検出装置であって、
前記第１直線と前記第２直線とは略平行であり、
前記第１方向と前記第２方向とは略同一であり、
前記第３直線を中心とする前記可動部の前記第１方向の回動動作に対する反力と、前記第４直線を中心とする前記可動部の前記第２方向の回動動作に対する反力とは、同一の前記弾性部材によって与えられる、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかの検出装置であって、
前記回動部材は、前記検出素子から距離を隔てて配置された磁石であり、
前記検出素子は、前記磁石で生じた磁界を検出する検出部を備えた磁気センサ回路であり、前記磁石からの磁力線が当該検出部を通過する方向を検出することで前記基準位置に対する前記磁石の方向を検出する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかの検出装置であって、
前記基準位置は、前記第３直線と前記第４直線とに略直交し得る１つの直線ＯＧ上に配置され、
前記回動部材は、前記直線ＯＧ上に配置可能であり、
前記可動部の回動動作に伴って、前記直線ＯＧに対する、前記回動部材と前記基準位置とを通る直線の傾動方向及び傾動角が変化する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れかの検出装置であって、
前記第１入力部及び前記第２入力部は、それぞれ、前記可動部から外部に延長された部材の一部又は全部である、
ことを特徴とする検出装置。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2010286272.tif 000020
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2010286272.tif 000021