(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石と該磁石より長身のヨーク部材とによって開磁気回路を形成すると共に、該開磁気回路内に磁束検出素子を配置し、さらに前記磁石と前記磁束検出素子との間の空間に被測定体に連動する磁性体を配置し、該磁性体の変位に伴う磁束を前記磁束検出素子によって検出して前記磁性体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記ヨーク部材は、前記磁石が設けられ該磁石の磁極方向と直交する方向に延設された長辺と、該長辺からこれと直角に折り曲げられて形成された横片とを有し、
前記磁束検出素子の前記磁石に対する位置を、前記磁石の正面位置から前記ヨーク部材の前記横片の先端が位置する方向へずらしたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記ヨーク部材は、前記先端に前記磁性体を囲む切欠きが形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被測定体の検出部に連動する検出体により偏向される磁束をホール効果型検出素子が検出して被測定体の位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の位置検出装置としては、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すように、被測定体の回転角や所定位置を検出するものが知られている。
【０００３】
この位置検出装置は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、検出器本体１を有する。
【０００４】
この検出器本体１の収納部２には、ホールＩＣ３を実装した基板４と屈曲部５ａを有する第１磁束ガイド５とを係止したプレート６が収納されている。この収納部２と所定間隔Ｇを有して対向するガイド保持部７には、第２磁束ガイド８の屈曲部８ａを第１磁束ガイド５の屈曲部５ａに対向させた第２磁束ガイド８が嵌合接着する。また、第２磁束ガイド８には、ホールＩＣ３に対向するマグネット９が固着されている。
【０００５】
そして、磁束シャッタＳが所定間隔Ｇの空間内を被測定体（図示せず）に同期して回転する検出体が間欠的に横切るようになっている。
【０００６】
このように構成された位置検出装置では、磁束シャッタＳが所定間隔Ｇの空間内を横切らない場合、マグネット９からの磁束がホールＩＣ３に錯交してホールＩＣ３から磁束シャッタＳの未検出信号が出力される。そして、磁束シャッタＳが所定間隔Ｇの空間内を横切った場合、ホールＩＣ３に錯交する磁束が磁束シャッタＳと第２磁束ガイド８により偏向されることによってホールＩＣ３に磁束が錯交せず、ホールＩＣ３から磁束シャッタＳの検出信号が出力される。このホールＩＣ３からの出力信号を処理して被測定体の回転角を検出するものである（特公平８−１４６１５号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した位置検出装置は、磁束シャッタＳ等が回転体を検出する構成のものであり、直線的に変位する検出体の位置を検出するものではない。
そこで、この発明の目的は、直線的に変位する検出体の位置を前記手法の如き磁気回路を応用して検出する位置検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、磁石と該磁石より長身のヨーク部材とによって開磁気回路を形成すると共に、該開磁気回路内に磁束検出素子を配置し、さらに前記磁石と前記磁束検出素子との間の空間に被測定体に連動する磁性体を配置し、該磁性体の変位に伴う磁束を前記磁束検出素子によって検出して前記磁性体の位置を検出する位置検出装置であって、前記ヨーク部材は、前記磁石が設けられ該磁石の磁極方向と直交する方向に延設された長辺と、該長辺からこれと直角に折り曲げられて形成された横片とを有し、前記磁束検出素子の前記磁石に対する位置を、前記磁石の正面位置から前記ヨーク部材の前記横片の先端が位置する方向へずらしたことを特徴としている。
【００１０】
そして、請求項２に記載された発明によれば、前記ヨーク部材は、前記先端に前記磁性体を囲む切欠きを形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の位置検出装置の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。  図１（ａ）において、２０は検出器本体、２３は検出器本体２０内の収納部２１ａに収納した検出器ホルダ、２７は検出体、２８はホール効果型検出器、３０はマグネット、３２はヨーク、ＣＫは被測定体である。
【００１２】
検出器本体２０は、大径の筒状本体部２１と、該筒状本体部２１の一端（被測定体ＣＫ側）に連設された小径の筒状部２２とからなっている。筒状本体部２１内には、収納部２１ａが形成され、この収納部２１ａの略中間に検出器ホルダ２３が収納され、また検出器ホルダ２３を基準にして筒状部２２と反対側に基板２４が収納され、さらに筒状部２２の他端部は内側に折り曲げられて、その折り曲げ部２０ａと検出器ホルダ２３との間に、コネクタ部２５のフランジ部２５ａが挟持される。なお、そのコネクタ部２５の嵌合部２５ｂは検出器本体２０から露出され、相手方コネクタに嵌合される。
【００１３】
また、筒状部２２の先端は、先細りに形成されて、筒状部２２内の検出球２６が僅かに筒状部２２の先端から突出し、かつ上下方向に変位可能に取り付けられ、この検出球２６が被測定体ＣＫの検出部ＣＫ１に当接し、検出器ホルダ２３側に押し込まれることによって、その検出球２６が筒状部２２内に没入する。また、この検出球２６の被検出体ＣＫの検出部ＣＫ１への当接が解消されることによって検出球２６は、筒状部２２先端から突出する。
【００１４】
磁性体である検出体２７は、筒状部２２内を変位する円柱状本体２７ａと、ストッパ機能を有するフランジ２７ｂと、前記円柱状本体２７ａより小径なロッド部２７ｃとで構成され、ロッド部２７ｃがプレートＰの中心孔を貫通して検出器ホルダ２３内に延びている。
【００１５】
このプレートＰは、周辺部下側がスプリングＳに当接され、そのスプリングＳによって上方に常時付勢され、フランジ２７ｂが検出器本体２０の端面に当接するまで検出体２７を上方に押し上げている。
【００１６】
検出器ホルダ２３は、検出器ホルダ２３内に延びているロッド部２７ｃを基準にしてその右側（図１（ａ）において）の収納部２９と、左側の収納部３１とを有し、この一方の収納部２９には、ホルダ３８に保持されたホール効果型検出器２８が位置され、他方の収納部３１には、ヨーク（ヨーク部材）３２及びそのヨーク３２に一体的に取り付けられたマグネット３０が収納されている。
【００１７】
ホール効果型検出器２８は、ホールＩＣ（磁束検出素子）ＨＣを内蔵した磁束検出部２８ａと、この磁束検出部２８ａの複数のリード線２８ｂとからなっている。またこの磁束検出部２８ａは、マグネット３０の正面と対向しないようにマグネット３０の正面位置よりずれた位置に配置され、かつマグネット３０の表面と磁束検出部２８ａとの間に空間Ｃが形成されるように、すなわちヨーク３２の先端側にずれた位置に磁束検出部２８ａが配置されるようにホルダ３８によって基板２４に固定されている。換言すると、磁束検出部２８ａはマグネット３０より検出体２７側にずらして配置されている。なお、ホールＩＣＨＣは、磁束検出部２８ａ内の略中央に埋め込まれている。
【００１８】
マグネット３０は、図１（ｂ）に示すように、一辺がヨーク３２の幅と同一の寸法を有する四角形体となっている。
【００１９】
また、ヨーク３２は、磁束を通す所定幅の長方形状の金属板からなり、その長辺３２ａの中央部から先端部が略９０度に折り曲げられて横片３２ｂが形成されなり、全体形状が逆Ｌ字形状に形成されている。この長辺３２ａがマグネット３０からの磁極方向と直行する方向に延設されている。
【００２０】
この横片３２ｂは、図１（ｂ）に示すように、検出器本体２０の中央に位置するロッド部２７ｃに向けて延び、その先端部中央に深さがロッド部２７ｃの直径と略同一のＵ字状の切り欠き３２ｃが形成されている。
【００２１】
このヨーク３２の横片３２ｂ先端の切り欠き３２ｃとロッド部２７ｃの外周面との間には、互いに接触しないように僅かなギャップが形成されている。
【００２２】
次に、以上のように構成された位置検出装置の動作について説明する。
【００２３】
この位置検出装置は、図１（ａ）に示すように、左右方向に移動する被測定体ＣＫの下面に張り出して形成された検出部ＣＫ１を検出するもので、検出部ＣＫ１の下面に検出球２６が乗り上げていない未検出時には、図２（ａ）に示すように、バネＳの上方へのバネ力によって検出体２７がプレートＰを介して押し上げられている。その結果、ヨーク３２の切り欠き３２ｃを通る検出体２７のロッド部２７ｃの先端が上方に引き上げられてマグネット３０と磁束検出部２８ａとの間の空間Ｃから離脱してマグネット３０とヨーク３２の横片３２ｂとの間に位置される。
【００２４】
このような状態の時には、マグネット３０から出る磁束Ｍｆの一部がロッド部２７ｃの先端に回り込むものの、大半の磁束Ｍｆが磁束検出部２８ａのホールＩＣＨＣを介してヨーク３２の横片３２ｂの先端部に入り込み、さらにそのヨーク３２内を通り、マグネット３０に戻り、主磁気回路が形成される。
【００２５】
その結果、ロッド部２７ｃの押し込み量の少ない場合図２（ｃ）において、破線ＫＬよりも上側に対応する押し込み量の時に相当し、押し込み量としては、Ａ区間の押し込み量の時）には、図２（ｃ）に示すように、ホールＩＣＨＣの検出する磁束密度が高い値となり、ホールＩＣＨＣから被測定体の未検出信号が出力される。
【００２６】
次に、被測定体ＣＫが右方向（図１（ａ）において）に移動され、検出球２６が被測定体ＣＫの下面に乗り上げているとき、コイルバネＳの上方への付勢力に打ち勝って検出体２７が下方に押し下げられるので、マグネット３０と磁束検出部２８ａとの空間Ｃ内に検出体２７が徐々に進入してくる。
【００２７】
その結果、今まで磁束検出部２８ａに回り込んでいた大半の磁束Ｍｆがロッド部２７ｃ側に回り込み始め、図２（ｃ）に示すように、ホールＩＣＨＣの検出する磁束密度が徐々に低くなる。
【００２８】
そして、検出部ＣＫ１が検出球２６の上に位置すると、検出球２６の押し込みが止まり、図２（ｂ）に示すように、検出体２７のロッド２７ｃの先端がマグネット３０上部位置に略対応する位置で、すなわち磁束検出部２８ａの正面位置で停止される。この時、マグネット３０からホールＩＣＨＣに一部の磁束Ｍｆが回り込むものの、マグネット３０からの磁束Ｍｆの大半が検出体２７のロッド部２７ｃに回り込み，ロッド部２７ｃ、ヨーク３２の横片３２ｂおよびヨーク３２を通る主磁気回路が形成されるようになっている。
【００２９】
この結果、ロッド部２７ｃの押し込み量が範囲Ａを越えて大きくなると、ホールＩＣＨＣの検出する磁束密度が検出判定線ＫＬより低い値となり、ホールＩＣＨＣから被測定体ＣＫの検出信号が出力される。
【００３０】
また、被測定体ＣＫの左方向（図１（ａ）において）への移動に伴うコイルバネＳの付勢によって、検出体２７のロッド部２７ｃが空間Ｃ内から徐々に退出していく。この検出体２７のロッド部２７ｃの退出に伴って、検出体２７のロッド部２７ｃに回り込んでいた大半の磁束Ｍｆが磁束検出部２８ａに回り込み始め、ホールＩＣＨＣの検出する磁束密度が徐々に高い値に戻っていき、ロッド部２７ｃの押し込み量がＡの範囲になり、検出判定線ＫＬを越えると、ホールＩＣＨＣから被測定体ＣＫの未検出信号が出力される。このように、検出体２７のロッド部２７ｃの空間Ｃへの進退に応じ、ホールＩＣＨＣの出力信号が変化するようになっている。
【００３１】
上述の実施の形態での位置検出装置は、ホール効果型検出器２８の磁束検出部２８ａのマグネット３０に対する位置関係をマグネット３０と磁束検出部２８ａとが対向しないように検出体２７側にずらして配置したが、図３（ａ）に示すように、ホール効果型検出器２８をそのままの位置とし、マグネット３０とヨーク３２との位置関係を逆に配置する構成とし、磁束検出部２８ａを検出体２７の進退方向にずらしたように配置する。そして、図１における検出体２７の本体２７ａ，フランジ２７ｂ，ロッド部２７ｃを非磁性とするとともに、磁束検出部２８ａとマグネット３０との空間Ｃ内に進入する磁性を有する延長部４１を連設した検出体４０とする構成にしても良い。
【００３２】
このように構成された位置検出装置は、検出部ＣＫ１の未検出時の検出部ＣＫ１に検出球２６が当接しておらず、図３（ｂ）に示すように、検出体４０の延長部４１がマグネット３０と磁束検出部２８ａとの空間Ｃ内に位置されており、マグネット３０からの多くの磁束Ｍｆが延長部４１，ヨーク３２の横片３２ｂの先端部を介してヨーク３２内に回り込んで、主磁気回路が形成される。この結果、ホールＩＣＨＣが磁束Ｍｆを検出できず、ホールＩＣＨＣから被測定体ＣＫの未検出信号が出力される。
【００３３】
次に、検出部ＣＫ１に検出球２６が乗り上げると、それによって検出球２６が下方に押し込まれて、延長部４１が下方に変位して空間Ｃから突出してマグネット３０下端より下に位置し、マグネット３０からの多くの磁束ＭｆがホールＩＣＨＣに検出され、ホールＩＣ２８ａから被測定体の検出信号が出力される。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、磁石と該磁石より長身のヨーク部材とによって開磁気回路を形成すると共に、該開磁気回路内に磁束検出素子を配置し、さらに前記磁石と前記磁束検出素子との間の空間に被測定体に連動する磁性体を配置し、該磁性体の変位に伴う磁束を前記磁束検出素子によって検出して前記磁性体の位置を検出する位置検出装置であって、前記ヨーク部材は、前記磁石が設けられ該磁石の磁極方向と直交する方向に延設された長辺と、該長辺からこれと直角に折り曲げられて形成された横片とを有し、前記磁束検出素子の前記磁石に対する位置を、前記磁石の正面位置から前記ヨーク部材の前記横片の先端が位置する方向へずらしている。
【００３５】
したがって、検出体が磁石の上方からホール効果型検出素子に通る磁束を短い進退ストロークで確実に検出でき、検出器本体が小型化できる。
【００３７】
また、磁石からの磁束を検出体からヨーク部材に効率よく回り込せることができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、前記ヨーク部材は、先端に前記磁性体を囲む切欠きが形成されている。
【００３９】
したがって、検出体からヨーク部材に磁束を効率良く通すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わるホール効果型位置検出器の図である。
（ａ）は、要部断面図である。
（ｂ）は、ヨークにマグネットを装着した拡大斜視図である。
【図２】（ａ）は、被測定体の未検出状態図である。
（ｂ）は、被測定体の検出状態図である。
（ｃ）は、横軸を検出体のロッドの押し込み量とし、縦軸をホールＩＣの検出磁束密度とし、検出体のロッドの押し込み量に対するホールＩＣの検出磁束密度を示した図である。
【図３】この発明に係わる別形態のホール効果型位置検出器の図である。
（ａ）は、要部断面図である。
（ｂ）は、被測定体の未検出状態図である。
【図４】従来例に係わるホール効果型位置検出器図である。
（ａ）は、各構成部品の分解図である。
（ｂ）は、組立後の主要部の断面図である。
【符号の説明】
２７…検出体（磁性体）
３０…マグネット（磁石）
３２…ヨーク（ヨーク部材）
ＨＣ…ホールＩＣ（磁束検出素子）
ＣＫ…被測定体
Ｃ…空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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