(57)【要約】【課題】従来の磁気式位置検出装置に比べて、簡易な形状であって、弱い磁力の磁石部材を用いても、位置検出装置としての直線性を確保することができる磁気式位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、軟磁性体部材３と、一の面が、軟磁性体部材３の一の面と重ねて配置され、着磁方向が軟磁性体部材３の一の面に非平行であり、軟磁性体部材３の一の面と一の面との重なった面積を変化させるように軟磁性体部材３と相対的に移動する磁石部材２と、軟磁性体部材３の一の端部３００に配置され、軟磁性体部材３と磁石部材２の一の面と重なった面積に応じて磁石部材２から軟磁性体部材３内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブ４とを有し、磁石部材２の一の面は、軟磁性体部材３の一の端部３００に重ならないものとする。【選択図】図１
2014211419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【請求項２】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項３】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項４】
前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する請求項１−３のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記軟磁性体部材と前記磁石部材との位置関係を算出する制御部をさらに有する請求項１−４のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の実施の形態は、磁気式位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の技術として、円盤形状の磁石部材の回転を検出し、回転角に対して直線性を確保した信号を出力する磁気式位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】  この磁気式位置検出装置は、円盤形状の磁石部材と、磁気プローブと、磁石部材と磁気プローブとの間において、一方の端面が磁石部材と対向し、他方の端面が磁気プローブと密着するように配置される集磁器とを有し、磁石部材は円盤の中心から外周方向に向けてアルキメデス曲線で区切られており、アルキメデス曲線で区切られた一方の領域が単極着磁されているため、回転角度に比例して磁気プローブの一方の端面を覆う単極着磁された領域の面積が増加するため、磁気プローブで検出される磁束密度が回転角度に比例し、ひいては磁気プローブから出力される信号が回転角度に比例する。【０００４】  上記構成において、永久磁石部材の回転角度を横軸とし、磁束を検出した磁気プローブの出力信号を縦軸としてグラフ上にプロットした際に、任意の２点において傾きが一定となることを以下において「直線性を確保する」という。なお、この傾きは磁気式位置検出装置の感度を示すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−１８４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかし、従来の磁気式位置検出装置は、磁石部材を円盤形状とし、円盤の中心から外周方向に向けてアルキメデス曲線で区切られており、アルキメデス曲線で区切られた一方の領域を単極着磁又は双方の領域をアルキメデス曲線を境にＮ極及びＳ極とに分極着磁する必要があり、このような磁石部材を作成するには、特殊な製造工程を必要とするという問題があった。【０００７】  従って、本発明の目的は、従来の磁気式位置検出装置に比べて、簡易な形状であって、弱い磁力の磁石部材を用いても、位置検出装置としての直線性を確保することができる磁気式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】
【０００８】［１］軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。【０００９】［２］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。【００１０】［３］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。【００１１】［４］前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する前記［１］−［３］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。【００１２】［５］前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記軟磁性体部材と前記磁石部材との位置関係を算出する制御部をさらに有する前記［１］−［４］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
【発明の効果】
【００１３】  請求項１に係る発明によれば、従来の磁気式位置検出装置に比べて、永久磁石部材の磁力に関わらず、非直線性を改善することができる。【００１４】  請求項２に係る発明によれば、軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例した磁束密度を検出することができる。【００１５】  請求項３に係る発明によれば、軟磁性体部材の一の面と磁石部材の一の面とが重なった面積に比例した磁束密度を検出することができる。【００１６】  請求項４に係る発明によれば、軟磁性体部材の一の面と磁石部材の一の面とが重なった面積に比例した信号を出力することができる。【００１７】  請求項５に係る発明によれば、軟磁性体部材と磁石部材との位置関係を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【図２】図２は、位置検出装置のシャフト軸方向に垂直な面であって磁石部材、軟磁性体部材、磁気プローブ及びシャフトを通過する面における断面図である。
【図３】図３（ａ）−（ｂ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の動作例を説明するための概略断面図である。
【図４】図４は、磁石部材及びシャフトの回転角と磁気プローブの出力電圧との関係の一例を示すグラフ図である。
【図５】図５は、位置検出装置の変形例を示す斜視図である。
【図６】図６は、位置検出装置の他の変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、位置検出装置の他の変形例を示す斜視図である。
【図８】図８は、位置検出装置の他の変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【図１１】図１１は、第４の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】［第１の実施の形態］
（位置検出装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。また、図２は、位置検出装置のシャフト軸方向に垂直な面であって磁石部材、軟磁性体部材、磁気プローブ及びシャフトを通過する面における断面図である。
【００２０】  位置検出装置１は、半座金形状に形成され内周面２０３から外周面２０２に向かって（図中のＢ方向）着磁された磁石部材２と、内周面３０３が磁石部材２の外周面２０２と沿うように半座金形状に形成される軟磁性体部材３と、軟磁性体部材３の端部３００に配置されて主として軟磁性体部材３から出る磁束の磁束密度を磁気検出面４００で検出する磁気プローブ４と、磁石部材２と一体となって図中のＡ方向に回転可能なシャフト５とを有する。
【００２１】  磁石部材２は、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジウム等の永久磁石又はこれらとプラスチック、シリコーン若しくはゴム等との混合材料を用いることができ、一例として、内径が２６ｍｍφ、外径が３１ｍｍφ、シャフト５の軸方向の幅が１０ｍｍである。また、磁石部材２は、磁気プローブ４に達する磁束の磁束密度の変位が最低６ｍＴとなる残留磁束密度を有するものを用いることができる。
【００２２】  軟磁性体部材３は、鉄、珪素鋼板、パーマロイ、純鉄等の軟磁性体材料を用いることができ、一例として、内径が３３ｍｍφ、外径が３６ｍｍφ、シャフト５の軸方向の幅が１０ｍｍである。また、軟磁性体部材３の内周面３０３と、磁石部材２の外周面２０２との間隔は２ｍｍである。
【００２３】  磁気プローブ４は、一例として、ホール素子を用いることができ、磁気検出面４００が軟磁性体部材３の端部３００の面と対向するように配置される。磁気プローブ４は、検出する磁束密度に比例した電圧信号を出力する。なお、軟磁性体部材３及び磁気プローブ４は、図示しない筐体に固定され、互いの間隔は一定に保たれる。
【００２４】  シャフト５は、アルミニウム等の非磁性材料を用いることができ、外径が２６ｍｍφであり、外周面５００に磁石部材２の内周面２０３が接着剤等により固定される。なお、磁石部材２及びシャフト５は、図示しない筐体に対して図中のＡ方向に回転可能に保持される。また、シャフト５は、位置検出の対象に接続されるものであり、一例として、自動二輪車のスロットル、自動車のスロットルバルブ等に接続される。
【００２５】  なお、位置検出装置１は、磁気プローブ４の出力する信号に基づいて軟磁性体部材３と磁石部材２との位置関係（シャフト５の回転角度）を算出する制御部をさらに有してもよい。
【００２６】  以下に、本実施の形態に係る位置検出装置１の動作を、各図を参照しながら説明する。
【００２７】（動作）
図３（ａ）−（ｂ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置１の動作例を説明するための概略断面図である。なお、断面の位置は図２の場合と同様である。
【００２８】  図中の水平線と磁石部材２の端部２００又は端部２０１とのなす角度をθとした場合（図中時計回りを正方向とする）、図３（ａ）はθ＝−３０°の位置、図３（ｂ）はθ＝０°の位置、図３（ｃ）θ＝６０°の位置をそれぞれ示す。また、図３（ａ）−（ｃ）において、磁石部材２から出て軟磁性体部材３に入る磁束の方向を矢印の方向で示し、磁束密度の大きさを矢印の大きさで示している。
【００２９】  磁気プローブ４の磁気検出面４００が検出する磁束密度は、図３（ａ）から図３（ｃ）にかけて大きくなっていき、少なくとも−３０°＜θ＜０°の範囲においては、磁石部材２の外周面２０２と、軟磁性体部材３の内周面３０３との重なった面積に比例するものとなる。つまり、磁石部材２及び軟磁性体部材３の幅が一定の場合は角度θに比例するものとなる。なお、磁石部材２の外周面２０２と、軟磁性体部材３の内周面３０３とが重なっているものの、θが上記範囲を超える場合、磁束の回り込み等によって面積に比例したものとならず、直線性が確保できなくなる可能性があるため、シャフト５の回転角度を直線性の得られる範囲に限定する必要がある。また、上記の角度範囲は一例であり、設計の変更によりチューニングが可能である。
【００３０】  図４は、磁石部材２及びシャフト５の回転角と磁気プローブ４の出力電圧との関係の一例を示すグラフ図である。
【００３１】  磁気プローブ４が出力する電圧Ｖは、理論的には磁気検出面４００において検出する磁束密度に比例するものであるため、図４に示すように角度θに比例するものとなり、図３（ａ）に示すθ＝−３０°の位置においてＶ＝Ｖａとなり、図３（ｂ）に示すθ＝０°の位置においてＶ＝Ｖｂとなり、図３（ｃ）に示すθ＝６０°の位置においてＶ＝Ｖｃとなるが、第１の実施の形態においては−３０°＜θ＜０°の範囲において図４に示すように直線性が確保される。なお、後述する変形例１において図５に示す軟磁性体３０を採用することにより−３０°＜θ＜６０°の範囲において直線性が確保される。また、上記した角度範囲は設計内容により変更されうるものであり、その範囲を限定するものではない。
【００３２】  なお、磁石部材２及びシャフト５の回転角の範囲は、磁石部材２が軟磁性体部材３の端部３００を通過しない範囲であり、−９０°＜θ＜９０°である。
【００３３】（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、位置検出装置１は、磁石部材２の外周面２０２と、軟磁性体部材３の内周面３０３との重なった面積に比例した磁束密度の磁束が軟磁性体部材３の端部３００から出るように構成し、軟磁性体部材３の端部３００に磁気プローブ４を配置して当該磁束の磁束密度を検出するようにしたため、従来の位置検出装置のように特殊な磁石部材を必要とせず、一般的な磁石を利用して直線性を確保することができる。
【００３４】  なお、−３０°＜θ＜０°の範囲外において直線性を確保できない場合においても、磁気プローブ４の出力する信号を、外部の制御部等に入力し、制御部において回転角度に対して直線性を確保するように補正して使用してもよい。
【００３５】  また、磁石部材２を外周側に、軟磁性体部材３を内周側に配置して構成してもよい。
【００３６】［変形例１］
次に、上記した第１の実施の形態の位置検出装置１の変形例について説明する。なお、特に断りのない限り、同一の構成については同一の符号を用いている。
【００３７】  図５は、位置検出装置１の変形例を示す斜視図である。
【００３８】  図５に示すように、位置検出装置１は第１の実施の形態の構成に加えて、さらに軟磁性体部材３０を有してもよい。軟磁性体部材３０は、端部３０４が、磁気プローブ４を介して、軟磁性体部材３の端部３００に対向するように配置される。
【００３９】  当該構成により、軟磁性体部材３から出る磁束が磁気プローブ４の磁気検出面４００を通過して、軟磁性体部材３０に集磁されるようにすることができる。
【００４０】  なお、軟磁性体部材３と同じく高い透磁率を持った軟磁性体部材３０を用いてもよい。これにより、より広範囲の回転角度において磁気プローブ４によって磁束が検出され、第１の実施の形態に比べて、直線性が確保される回転角度の範囲が改善される。
【００４１】また、軟磁性体部材３０により、磁気プローブ４を通過する磁束の磁束密度が増えるため磁力の強い磁石部材を用いる必要がなくなり、よりコストを低減することができる。
【００４２】［変形例２］
次に、上記した第１の実施の形態の位置検出装置１の他の変形例について説明する。
【００４３】  図６は、位置検出装置１の他の変形例を示す斜視図である。
【００４４】  図６に示すように、位置検出装置１は第１の実施の形態の構成に加えて、さらに軟磁性体部材３１を有してもよい。軟磁性体部材３１の端部３０５は、磁気プローブ４を介して、軟磁性体部材３の外周面３０２に対向するように端部３００付近に配置される。
【００４５】  当該構成により、磁束が軟磁性体部材３の外周面３０２から出て軟磁性体部材３１に入るようにでき、磁気プローブ４の磁気検出面４００の配置を第１の実施の形態と変更することができる。
【００４６】［変形例３］
次に、上記した第１の実施の形態の位置検出装置１の他の変形例について説明する。
【００４７】  図７は、位置検出装置１の他の変形例を示す斜視図である。
【００４８】  図７に示すように、位置検出装置１は第１の実施の形態の磁気プローブ４に代えて、表面実装型の磁気プローブ４０を有してもよい。磁気プローブ４は、磁気検出面４０１において軟磁性体部材３の端部３００から出る磁束のうち、端部３００の面の法線方向から逸れる向きの磁束の磁束密度を検出する。
【００４９】  当該構成により、表面実装型の磁気プローブ４０を用いることができる。なお、変形例２の軟磁性体部材３１を併用してもよい。
【００５０】  また、さらなる変形例として、磁石部材２を複数設けるものであってもよい。第１の実施の形態においては、軟磁性体部材３の内周面３０３に沿って配置された磁石部材２を説明したが、磁石部材２に加えて、シャフト５の回転とともに移動する新たな磁石部材を軟磁性体部材３の外周面３０２や側面に沿ってさらに配置してもよい。これにより磁気プローブ４において検出される磁束の磁束密度を大きくすることができる。また、磁力が強いが高価な単一の磁石部材と同じ磁束密度が磁気プローブ４で検出されるために、磁力が弱いが安価な複数の磁石部材を用いることができ、総合的にコストを低減することができる。
【００５１】［変形例４］
図８は、位置検出装置の他の変形例を示す斜視図である。
【００５２】  図８に示すように、位置検出装置１は第１の実施の形態の構成に加えて軟磁性体３２をさらに有していてもよい。軟磁性体３２は、図８に示す状態において、端部３００から発する磁束に影響を与えない範囲で磁気プローブ４の付近に配置され、これにより、一例として磁石部材２が図８に示す位置に回転し、磁石部材２の端部２０１が磁気プローブ４に接近した状態において、端部２０１付近から磁気プローブ４方向に伸びる磁束が軟磁性体３２に導かれるため、意図せずして磁気プローブ４が端部２０１付近から伸びる磁束を検出してしまう状況を防ぐことができる。
【００５３】［第２の実施の形態］
（位置検出装置の構成）
図９は、第２の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【００５４】  位置検出装置１ａは、半座金形状に形成され側面２０４ａから側面２０５ａに向かって（図中のＣ方向）着磁された磁石部材２ａと、側面３０６ａが磁石部材２ａの側面２０５ａと沿うように半座金形状に形成される軟磁性体部材３ａと、軟磁性体部材３ａの端部３００ａに配置されて主として軟磁性体部材３ａから出る磁束の磁束密度を磁気検出面４００ａで検出する磁気プローブ４ａと、磁石部材２ａと一体となって図中のＡａ方向に回転可能なシャフト５ａとを有する。
【００５５】  なお、磁石部材２ａ、軟磁性体部材３ａ及びシャフト５ａは、第１の実施の形態の磁石部材２、軟磁性体部材３及びシャフト５と同様の材料を用いる。
【００５６】  また、軟磁性体部材３ａは、磁石部材２ａと同一の内径及び外径を有するように形成される。
【００５７】  磁気プローブ４ａは、第１の実施の形態の磁気プローブ４と同様にホール素子を用いて構成される。
【００５８】  磁気プローブ４ａの磁気検出面４００ａが検出する磁束密度は、磁石部材２ａの側面２０５ａと、軟磁性体部材３ａの側面３０６ａとの重なった面積に比例するものとなる。つまり、磁石部材２ａ及び軟磁性体部材３ａの外形が一定の場合はシャフト５ａの回転角度に比例するものとなる。
【００５９】（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、軟磁性体部材３ａを第１の実施の形態の軟磁性体部材３に比べて外径及び内径を小さくすることができるため、位置検出装置１ａの最大外径を小さくすることができる。
【００６０】［第３の実施の形態］
（位置検出装置の構成）
図１０は、第３の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【００６１】  位置検出装置１ｂは、板形状に形成され上面２０３ｂから下面２０２ｂに向かって（図中のＤ方向）着磁された磁石部材２ｂと、上面３０３ｂが磁石部材２ｂの下面２０２ｂと沿うように板形状に形成される軟磁性体部材３ｂと、軟磁性体部材３ｂの端部３００ｂに配置されて主として軟磁性体部材３ｂから出る磁束の磁束密度を磁気検出面４００ｂで検出する磁気プローブ４ｂと、磁石部材２ｂと一体となって図中のＡｂ方向に移動可能なバー５ｂとを有する。
【００６２】  磁石部材２ｂは、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジウム等の永久磁石又はこれらとプラスチック、シリコーン若しくはゴム等との混合材料を用いることができ、一例として、長さが１００ｍｍ、厚さが３ｍｍ、幅が１０ｍｍである。
【００６３】  軟磁性体部材３ｂは、無方向性珪素鋼板、パーマロイ、純鉄等の軟磁性体材料を用いることができ、一例として、長さが１００ｍｍ、厚さが５ｍｍ、幅が１０ｍｍである。また、軟磁性体部材３ｂの上面３０３ｂと、磁石部材２ｂの下面２０２ｂとの間隔は２ｍｍである。
【００６４】  磁気プローブ４ｂは、第１の実施の形態の磁気プローブ４と同様にホール素子を用いて構成される。なお、軟磁性体部材３ｂ及び磁気プローブ４ｂは、図示しない筐体に固定され、互いの間隔は一定に保たれる。
【００６５】  バー５ｂは、アルミニウム等の非磁性材料を用いることができ、磁石部材２ｂの上面２０３ｂが接着剤等により固定される。なお、磁石部材２ｂ及びバー５ｂは、図示しない筐体に対して図中のＡｂ方向に移動可能に保持される。
【００６６】  なお、位置検出装置１ｂは、磁気プローブ４ｂの出力する信号に基づいて軟磁性体部材３ｂと磁石部材２ｂとの位置関係（バー５ｂの位置）を算出する制御部をさらに有してもよい。
【００６７】  磁気プローブ４ｂの磁気検出面４００ｂが検出する磁束密度は、磁石部材２ｂの下面２０２ｂと、軟磁性体部材３ｂの上面３０３ｂとの重なった面積に比例するものとなる。つまり、磁石部材２ｂ及び軟磁性体部材３ｂの幅が一定の場合は相対位置に比例するものとなる。
【００６８】（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態のように回転方向だけでなく、図９に示すＡｂ方向のように、特定方向の位置を検出する位置検出装置１ｂにおいて、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６９】［第４の実施の形態］
（位置検出装置の構成）
図１１は、第４の実施の形態に係る位置検出装置の斜視図である。
【００７０】  位置検出装置１ｃは、板形状に形成され上面２０３ｃから下面２０２ｃに向かって（図中のＥ方向）着磁された磁石部材２ｃと、上面３０３ｃが磁石部材２ｃの下面２０２ｃと沿うように板形状に形成される軟磁性体部材３ｃと、軟磁性体部材３ｃの端部３００ｃに配置されて主として軟磁性体部材３ｃから出る磁束の磁束密度を磁気検出面４００ｃで検出する磁気プローブ４ｃと、図中のＡｃ１方向に回転可能なシャフト５ｃ１と、磁石部材２ｃと一体となって図中のＡｃ２方向に移動可能なガイド５ｃ２とを有する。
【００７１】  磁石部材２ｃ、軟磁性体部材３ｃ及び磁気プローブ４ｃの構成は、第３の実施の形態の磁石部材２ｂ、軟磁性体部材３ｂ及び磁気プローブ４ｂと同様である。
【００７２】  シャフト５ｃ１は、アルミニウム等の非磁性材料を用いることができ、外径が２６ｍｍφであり、外周面５０１には螺旋状に溝５０２が設けられている。なお、シャフト５ｃ１は、図示しない筐体に対して図中のＡｃ１方向に回転可能に保持される。また、溝５０２の螺旋形状は適宜選択することが可能であり、一例として、シャフト５ｃ１が１８００°回転した場合にガイド５ｃ２が５０ｍｍ移動するといったように、シャフト５ｃ１の回転角度とガイド５ｃ２の移動距離とを任意に組み合わせて選択されるものとする。
【００７３】  ガイド５ｃ２は、アルミニウム等の非磁性材料を用いることができ、シャフト５ｃ１の溝５０２に嵌め合わされる凸部５１０を有する。また、ガイド５ｃ２磁石部材２ｃの上面２０３ｃと接着剤等により固定される。なお、ガイド５ｃ２は、図示しない筐体に対して図中のＡｃ２方向に移動可能に保持され、シャフト５ｃ１がＡｃ１方向に回転すると、凸部５１０が溝５０２にガイドされてガイド５ｃ２はＡｃ２方向に移動する。
【００７４】  なお、位置検出装置１ｃは、磁気プローブ４ｃの出力する信号に基づいて軟磁性体部材３ｃと磁石部材２ｃとの位置関係（シャフト５ｃ１の回転角度）を算出する制御部をさらに有してもよい。
【００７５】  磁気プローブ４ｃの磁気検出面４００ｃが検出する磁束密度は、磁石部材２ｃの下面２０２ｃと、軟磁性体部材３ｃの上面３０３ｃとの重なった面積に比例するものとなる。つまり、磁石部材２ｃ及び軟磁性体部材３ｃの幅が一定の場合は相対位置に比例するものとなる。
【００７６】（第４の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するとともに、シャフト５ｃ１の螺旋形状を適宜選択することにより第１の実施の形態より広い範囲の角度検出が可能になる。また、同様に第１の実施の形態より狭い範囲において高い精度の角度検出が可能になる。
【００７７】  以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】１、１ａ−１ｃ…位置検出装置、２、２ａ−２ｃ…磁石部材、３、３ａ−３ｃ…軟磁性体部材、４、４ａ−４ｃ…磁気プローブ、５、５ａ…シャフト、５ｂ…バー、５ｃ１…シャフト、５ｃ２…ガイド、３０…軟磁性体部材、３１…軟磁性体部材、４０…磁気プローブ、２００、２０１…端部、２０２…外周面、２０２ｂ、２０２ｃ…下面、２０３…内周面、２０３ｂ、２０３ｃ…上面、２０４ａ、２０５ａ…側面、３００、３００ａ‐３００ｃ…端部、３０２…外周面、３０３…内周面、３０３ｂ、３０３ｃ…上面、３０４、３０５…端部、３０６ａ…側面、４００、４００ａ‐４００ｃ、４０１…磁気検出面、５００、５０１…外周面、５０２…溝、５１０…凸部
【図１】
2014211419.tif 000003
【図２】
2014211419.tif 000004
【図３】
2014211419.tif 000005
【図４】
2014211419.tif 000006
【図５】
2014211419.tif 000007
【図６】
2014211419.tif 000008
【図７】
2014211419.tif 000009
【図８】
2014211419.tif 000010
【図９】
2014211419.tif 000011
【図１０】
2014211419.tif 000012
【図１１】
2014211419.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月24日(2013.5.24)
【手続補正１】
【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】
軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【請求項２】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項３】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項４】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する請求項１−４のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項６】
前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記軟磁性体部材と前記磁石部材との位置関係を算出する制御部をさらに有する請求項１−５のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する請求項１−６のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項８】
一の面が、前記軟磁性体部材の他の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の他の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する第２の磁石部材をさらに有する請求項１−７のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８４３１９号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】［１］軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
［２］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】［３］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】［４］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】［５］前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する前記［１］−［４］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】［６］前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記軟磁性体部材と前記磁石部材との位置関係を算出する制御部をさらに有する前記［１］−［５］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
［７］前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する前記［１］−［６］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
［８］一の面が、前記軟磁性体部材の他の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記軟磁性体部材の他の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する第２の磁石部材をさらに有する前記［１］−［７］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】請求項２に係る発明によれば、軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する磁束密度を検出することができる。
請求項３に係る発明によれば、軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例した磁束密度を検出することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  請求項４に係る発明によれば、軟磁性体部材の一の面と磁石部材の一の面とが重なった面積に比例した磁束密度を検出することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】  請求項５に係る発明によれば、軟磁性体部材の一の面と磁石部材の一の面とが重なった面積に比例した信号を出力することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  請求項６に係る発明によれば、軟磁性体部材と磁石部材との位置関係を算出することができる。
請求項７に係る発明によれば、軟磁性体部材に集磁された磁束を第２の軟磁性体部材によって磁気プローブに導くことができる。
請求項８に係る発明によれば、磁気プローブで検出される磁束密度を大きくすることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月27日(2013.12.27)
【手続補正１】
【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】
軟磁性体部材と、
円筒状のシャフトの外周面に固定され、一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記シャフトの回転に伴い前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【請求項２】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項３】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項４】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する請求項１−４のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項６】
前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記シャフトの回転角度を算出する制御部をさらに有する請求項１−５のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する請求項１−６のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項８】
軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、円筒状のシャフトの回転に伴い回転軸方向に前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】［１］軟磁性体部材と、
円筒状のシャフトの外周面に固定され、一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記シャフトの回転に伴い前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
［２］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】［６］前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記シャフトの回転角度を算出する制御部をさらに有する前記［１］−［５］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
［７］前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する前記［１］−［６］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
［８］軟磁性体部材と、
一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、円筒状のシャフトの回転に伴い回転軸方向に前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】  請求項１又は８に係る発明によれば、従来の磁気式位置検出装置に比べて、永久磁石部材の磁力に関わらず、非直線性を改善することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  請求項６に係る発明によれば、軟磁性体部材と磁石部材との位置関係を算出することができる。
請求項７に係る発明によれば、軟磁性体部材に集磁された磁束を第２の軟磁性体部材によって磁気プローブに導くことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月21日(2014.4.21)
【手続補正１】
【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】
軟磁性体部材と、
円柱状のシャフトの外周面に固定され、一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記シャフトの回転に伴い前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
【請求項２】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項３】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項４】
前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲において前記軟磁性体部材の一の面と前記磁石部材の一の面とが重なった面積に比例する請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気プローブは、検出する磁束密度に応じた信号を出力する請求項１−４のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項６】
前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記シャフトの回転角度を算出する制御部をさらに有する請求項１−５のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する請求項１−６のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】［１］軟磁性体部材と、
円柱状のシャフトの外周面に固定され、一の面が、前記軟磁性体部材の一の面と重ねて配置され、着磁方向が前記軟磁性体部材の前記一の面に非平行であり、前記シャフトの回転に伴い前記軟磁性体部材の一の面と前記一の面との重なった面積を変化させるように前記軟磁性体部材に相対的に移動する磁石部材と、
前記軟磁性体部材の一の端部に配置され、前記磁石部材から前記軟磁性体部材内に誘導された磁束の磁束密度を検出する磁気プローブとを有する磁気式位置検出装置。
［２］前記軟磁性体部材内に誘導されて前記磁気プローブに検出される磁束密度は、前記軟磁性体部材と前記磁石部材との相対的な移動範囲に基づいて変化する前記［１］に記載の磁気式位置検出装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】［６］前記磁気プローブの出力する前記信号に基づいて前記シャフトの回転角度を算出する制御部をさらに有する前記［１］−［５］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。
［７］前記磁気プローブを介して、前記軟磁性体部材の前記一の端部に対抗するように配置された第２の軟磁性体部材をさらに有する前記［１］−［６］のいずれかに記載の磁気式位置検出装置。