(57)【要約】【課題】検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができる角度検出センサを提供すること。【解決手段】回転軸と共に回転可能な磁石１８と、磁石１８の回転による磁束の変化に応じた信号を出力する磁気センサを有し、磁気センサから出力された信号を２値化して出力する第１、第２の検出部２１、２２と、第１、第２の検出部２１、２２から出力された２値化信号に基づいて、段階的に電圧レベルが変化された検出電圧を出力する可変抵抗回路３１とを備え、第１、第２の検出部２１、２２は、磁石１８の回転方向に沿って、磁石１８の着磁ピッチ間に配置して構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象と共に回転可能な磁石と、
前記磁石の回転による磁束の変化に応じた信号を出力する磁気センサを有し、前記磁気センサから出力された信号を２値化して出力する複数の検出部と、
前記複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて、段階的に電圧レベルが変化された検出電圧を出力する電圧出力部とを備え、
前記複数の検出部は、前記磁石の回転方向に沿って、前記磁石の着磁ピッチ間に配置されることを特徴とする角度検出センサ。
【請求項２】
前記電圧出力部は、電源と、前記複数の検出部から出力される２値化信号に基づいて抵抗値を段階的に可変する可変抵抗回路とを有し、前記電源から出力される電圧の電圧レベルを前記抵抗値の可変により段階的に変化させることにより、前記検出電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の角度検出センサ。
【請求項３】
前記検出対象は、中立位置を中心に揺動され、
前記複数の検出部は、２つの検出部であり、前記検出対象の揺動角度に応じて４通りの２値化信号の組み合わせを出力し、
前記電圧出力部は、多段階で駆動モードを切り替える装置に対し、前記２値化信号に基づく検出電圧を出力することにより、前記装置の切替動作を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の角度検出センサ。
【請求項４】
前記電圧出力部は、前記検出対象の揺動角度が前記中立位置を中心とした第１の角度範囲内にある場合に前記駆動モードの切り替えを禁止する検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の上側に隣接した第２の角度範囲内にある場合に上段側に駆動モードを切り替えさせる検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の下側に隣接した第３の角度範囲内にある場合に下段側に駆動モードを切り替えさせる検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第２の角度範囲または前記第３の角度範囲を超える場合にエラーを示す検出電圧を出力することを特徴とする請求項３に記載の角度検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出センサに関し、特に、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力する角度検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転角度に対してリニアな検出電圧を出力する角度検出センサが知られている。この種の角度検出センサは、検出対象に磁石を設け、磁石に対向させて磁気検出素子を配置して構成されている。そして、検出対象の回転により、磁気検出素子に作用する磁束が変化し、磁束の変化（回転角度）に応じたリニアな出力電圧が角度検出センサから出力される。
【０００３】
また、検出対象の回転角度を検出する角度検出センサとして、回転角度に対して階段状に検出電圧を出力するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の角度検出センサは、環状のコアに内側に、検出対象としての回転軸を配置し、コアに磁気検出素子、回転軸に環状の磁石を取り付けて構成されている。また、磁気検出素子は、比較器や数値対応テーブルにより、出力電圧を段階的に補正する信号処理部に接続されている。
【０００４】
そして、回転角度に応じた出力電圧が信号処理部に入力されると、出力電圧が信号処理部により段階的に設定された電圧レベルに補正される。このように、特許文献１に記載の角度検出センサは、回転角度に対してリニアな出力電圧を、信号処理部を介して段階的に補正することで、階段状の出力電圧を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０６９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した回転角度に対してリニアな出力電圧を出力する角度検出センサにおいては、検出対象の機械的なガタ等により検出電圧が変動され、検出電圧の大きさに応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合には、誤動作されるおそれがあった。
【０００７】
この点、特許文献１に記載の角度検出センサにおいては、検出電圧が段階的な電圧レベルで出力されるため、検出対象の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収されるが、数値対応テーブルが必要となり、処理構成が煩雑となるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができる角度検出センサ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】
【０００９】
本発明の角度検出センサは、検出対象と共に回転可能な磁石と、前記磁石の回転による磁束の変化に応じた信号を出力する磁気センサを有し、前記磁気センサから出力された信号を２値化して出力する複数の検出部と、前記複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて、段階的に電圧レベルが変化された検出電圧を出力する電圧出力部とを備え、前記複数の検出部は、前記磁石の回転方向に沿って、前記磁石の着磁ピッチ間に配置されることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて検出電圧が検出対象の回転角度に応じて段階的な電圧レベルで出力されるため、検出対象の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収される。よって、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合に、切り替えの誤作動が防止される。また、検出部において検出対象の回転角度が２値化されるため、従来の角度検出センサと比較して数値対応テーブルが不要となり、電圧出力部を簡易な処理構成とすることができる。さらに、磁石の着磁ピッチ間に複数の検出部が配置されるため、複数の検出部の配置間隔に応じて着磁ピッチに対応した角度範囲を複数に分割して検出することができる。
【００１１】
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記電圧出力部は、電源と、前記複数の検出部から出力される２値化信号に基づいて抵抗値を段階的に可変する可変抵抗回路とを有し、前記電源から出力される電圧の電圧レベルを前記抵抗値の可変により段階的に変化させることにより、前記検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、電源と可変抵抗回路とからなる簡易な回路構成で、検出対象の回転角度に応じて段階的に変化された検出電圧を出力できる。
【００１３】
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記検出対象は、中立位置を中心に揺動され、前記複数の検出部は、２つの検出部であり、前記検出対象の揺動角度に応じて４通りの２値化信号の組み合わせを出力し、前記電圧出力部は、多段階で駆動モードを切り替える装置に対し、前記２値化信号に基づく検出電圧を出力することにより、前記装置の切替動作を制御することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、検出対象の揺動角度に応じて、４通りの制御で装置の切替動作を制御することができる。
【００１５】
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記電圧出力部は、前記検出対象の揺動角度が前記中立位置を中心とした第１の角度範囲内にある場合に前記駆動モードの切り替えを禁止する検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の上側に隣接した第２の角度範囲内にある場合に上段側に駆動モードを切り替える検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の下側に隣接した第３の角度範囲内にある場合に下段側に駆動モードを切り替える検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第２の角度範囲または前記第３の角度範囲を超える場合にエラーを示す検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、検出対象の揺動角度を、中立位置を中心とした一定の角度範囲内を駆動モードの切り替えが禁止される不感領域と、不感領域を超え、駆動モードが上下段側に切り替えられる切替領域と、切替領域を超え、エラーが検出されるエラー領域とに分けて検出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、角度検出センサからカバーおよび絶縁基板を外した斜視図である。
【図２】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、角度検出センサの断面図である。
【図３】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、検出ユニットおよび可変抵抗回路の回路構成図である。
【図４】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、角度範囲と２値化信号との関係の説明図である。
【図５】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、検出電圧の特性図の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、角度検出センサを多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合の模式図である。
【図７】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、揺動軸の揺動角度の角度範囲の説明図である。
【図８】本発明に係る角度検出センサの実施の形態を示す図であり、角度検出センサを多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合の検出電圧の特性図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る角度検出センサからカバーおよび絶縁基板を外した斜視図である。図２は、本実施の形態に係る角度検出センサの断面図である。
【００２０】
図１または図２に示すように、角度検出センサ１は、検出対象としての図示しない回転軸の回転角度に応じて階段状の検出電圧を出力するものであり、ケース２と、ケース２の回転軸の挿入口側とは反対側の開口部を塞ぐカバー３とを有している。ケース２は、略円筒状の周壁部４と、周壁部４の一部から径方向外側に延在する筒状部５と、周壁部４から筒状部５に対して直交方向に延在する一対の固定部６とを有している。
【００２１】
周壁部４には、回転軸に装着されるシャフト７を収容するシャフト収容部１１と、シャフト収容部１１に連なり絶縁基板８を収容する基板収容部１２とが形成されている。シャフト収容部１１には、軸受１３およびＵ型パッキン１４が設けられており、この軸受１３およびＵ型パッキン１４を介してシャフト７が回転可能に収容されている。基板収容部１２は、絶縁基板８の外形形状に合わせた内周面が形成されており、絶縁基板８が位置決め状態で収容されている。
【００２２】
シャフト７には、軸穴１５が形成されており、軸穴１５に取り付けられた板バネ１６を介して回転軸が固定される。シャフト７の絶縁基板８側の端部には、磁石ホルダ１７を介して環状の磁石１８が設けられている。磁石１８は、磁石ホルダ１７を介してシャフト７と共に一体回転可能に構成され、回転軸の回転角度に応じて磁界を変化させている。
【００２３】
また、絶縁基板８のシャフト７側の一面には、磁石１８に対向するように検出ユニット１９が設けられている。検出ユニット１９は、第１、第２の検出部２１、２２（図３参照）を有しており、磁石１８から発生する磁界の変化に応じてシャフト７（回転軸）の回転角度を磁気的に検出する。第１、第２の検出部２１、２２は、それぞれＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子を有し、磁気抵抗効果素子に検出された信号を２値化信号に変換して出力する。
【００２４】
絶縁基板８には、電圧出力回路３１（図３参照）が形成されている。電圧出力回路３１は、検出ユニット１９から出力された２値化信号に基づいて、抵抗値を可変させることにより検出電圧の電圧レベルを段階的に変化させている。なお、電圧出力回路の回路構成については、詳細を後述する。
【００２５】
周壁部４と筒状部５と仕切る隔壁２３には、３つの外部端子２４が埋設されている。各外部端子２４は、Ｌ字状のピン型端子であり、一端が筒状部５内に突出されると共に、他端が絶縁基板８に接続される。各外部端子２４は、絶縁基板８に形成された導体パターンを介して検出ユニット１９に接続される。
【００２６】
周壁部４の回転軸の挿入口側の端部には、環状溝２５が形成されており、環状溝２５にはＯリング２６が取り付けられている。一対の固定部６には、それぞれ固定孔２７が形成されており、この固定孔２７に締結部材が挿通されて角度検出センサ１が所定の箇所に固定される。
【００２７】
次に、図３を参照して、検出ユニットおよび電圧出力回路の回路構成について簡単に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る検出ユニットおよび電圧出力回路の回路構成図である。
【００２８】
図３に示すように、磁石１８は、周方向に沿ってＳ極とＮ極とを交互に着磁して形成されている。検出ユニット１９は、磁石１８に対して所定の間隔を空けて配置され、第１、第２の検出部２１、２２を有している。第１、第２の検出部２１、２２は、磁石１８の回転方向に沿って並設されており、磁石１８に対向して配置される磁気抵抗効果素子をそれぞれ内蔵している。
【００２９】
第１、第２の検出部２１、２２は、磁気抵抗効果素子に作用する磁束の方向や大きさに基づいて２値化信号を生成し、２値化信号を電圧出力回路３１に出力する。この２値化信号は、各磁気抵抗効果素子からの出力のうち、所定の閾値以上を「１」、所定の閾値未満を「０」としたパルス信号である。この場合、所定の閾値は、各磁気抵抗効果素子に対向する磁石１８の磁極の切り替りを検出可能な値に設定されている。したがって、各磁気抵抗効果素子に対向する磁石１８の磁極の切り替わりに応じて、２値化信号の出力値が連続的に可変される。
【００３０】
電圧出力回路３１は、電源３２のプラス端子とグランドとの間に設けられた抵抗Ｒ１−Ｒ５からなる直列回路を有している。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点は、出力端子３３に接続され、抵抗Ｒ２−Ｒ４の両端には、それぞれスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のコレクタおよびエミッタが接続されている。各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のベースには、集積回路３４に連なる入力ラインＬ１−Ｌ３が接続されている。
【００３１】
集積回路３４は、第１、第２の検出部２１、２２から入力された２値化信号に基づいて各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のベースに駆動電圧を印加する。集積回路３４からの駆動電圧の印加により、各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のＯＮ・ＯＦＦが制御され、電圧出力回路３１の抵抗値が可変される。この場合、集積回路３４は、第１、第２の検出部２１、２２から「１、０」、「１、１」、「０、１」、「０、０」に示す４通りの２値化信号の組合せが入力されるため、電圧出力回路３１の抵抗値が４段階に可変される。
【００３２】
具体的には、第１、第２の検出部２１、２２から「１、０」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１、Ｔ２をＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１、Ｔ２のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
【００３３】
第１、第２の検出部２１、２２から「１、１」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１をＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
【００３４】
第１、第２の検出部２１、２２から「０、１」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３を全てＯＦＦに制御する。これにより、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
【００３５】
第１、第２の検出部２１、２２から「０、０」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３を全てＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ５とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
【００３６】
出力端子３３から出力される検出電圧は、例えば、図５（ａ）に示すように、出力端子３３とグランド間の合成抵抗の大きさに応じて、階段状に電圧レベルが変化される。この場合、２値化信号の各組合せが「０、０」、「１、０」、「１、１」、「０、１」の順に、電圧レベルが０．５Ｖ、１．５Ｖ、２．５Ｖ、３．５Ｖに設定される。各２値化信号の組み合わせは、４つの角度範囲に対応しており、この２値化信号の組み合わせの出力範囲により回転軸の回転角度が段階的に検出される。
【００３７】
このように、磁石１８の回転角度に応じた検出電圧が階段状に出力されるため、回転軸の機械的なガタ等による検出電圧の変動が吸収される。以下、図４を参照して、角度範囲と２値化信号との関係について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る角度範囲と２値化信号との関係の説明図であり、（ａ）は磁石の平面図、（ｂ）は着磁ピッチと第１、第２の検出部の配置間隔との関係を示す図、（ｃ）、（ｄ）は第１、第２の検出部の出力特性図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態においては、磁石１８は、円環状に形成されており、３０度間隔でＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。したがって、第１、第２の検出部２１、２２は、それぞれ２値化信号として「１」および「０」を３０度間隔で切り替えて出力する。また、図４（ｂ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２は、磁石１８の着磁ピッチをλとした場合、磁石１８の回転方向に沿ってλ／３の間隔を空けて配置される。
【００３９】
第１、第２の検出部２１、２２がλ／３の間隔を空けて配置されることにより、図４（ｃ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２から出力される２値化信号が、着磁ピッチλに対応した３０度の１／３の角度である１０度だけずれて出力される。このように、第１、第２の検出部２１、２２が着磁ピッチλ間で間隔を空けて配置されることで、第１、第２の検出部２１、２２から４通りの２値化信号の組合せが出力される。
【００４０】
２値化信号の組み合わせ「０、０」は、第１、第２の検出部２１、２２が共にＳ極に対向する角度範囲Ａにおいて出力され、２値化信号の組み合わせ「１、０」は、第１の検出部２１がＮ極に対向し、第２の検出部２２がＳ極に対向する角度範囲Ｂにおいて出力される。また、２値化信号の組み合わせ「１、１」は、第１、第２の検出部２１、２２が共にＮ極に対向する角度範囲Ｃにおいて出力され、２値化信号の組み合わせ「０、１」は、第１の検出部２１がＳ極に対向し、第２の検出部２２がＮ極に対向する角度範囲Ｄにおいて出力される。
【００４１】
そして、角度範囲Ａおよび角度範囲Ｃは２０度に設定され、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄは１０度に設定される。このときの検出電圧は、図５（ａ）に示すように、角度範囲Ｃに対応する２．５Ｖの出力間隔が、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄに対応する１．５Ｖ、３．５Ｖの出力間隔の２倍に設定される。このように、第１、第２の検出部２１、２２の間隔を変えることで、角度範囲を調整することが可能となっている。
【００４２】
例えば、図４（ｄ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２がλ／４の間隔を空けて配置された場合、第１、第２の検出部２１、２２から出力される２値化信号が、着磁ピッチλに対応した３０度の１／４の角度である７．５度だけずれて出力される。したがって、角度範囲Ａおよび角度範囲Ｃは２２．５度、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄは７．５度に設定される。このときの検出電圧は、図５（ｂ）に示すように、角度範囲Ｃに対応する２．５Ｖの出力間隔が、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄに対応する１．５Ｖ、３．５Ｖの出力間隔の３倍に設定される。
【００４３】
次に、上記した角度検出センサを、多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る角度検出センサを多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合の模式図である。
【００４４】
図６に示すように、角度検出センサ１は、装置４１の駆動モードを切り替えるための操作ユニット４２に取り付けられている。角度検出センサ１のシャフト７には、操作ユニット４２の揺動軸４３が装着されており、揺動軸４３は所定の角度範囲で揺動可能に構成されている。装置４１は、角度検出センサ１の外部端子２４に接続されており、揺動軸４３の回転角度に応じて出力された検出電圧に基づいて駆動モードの切替動作を制御している。
【００４５】
揺動軸４３は、中立位置を中心として上側に２０度、下側に２０度だけ回転可能に構成されている。角度検出センサ１は、図４（ｃ）に示すように、磁石１８を３０度間隔で着磁し、第１、第２の検出部２１、２２をλ／３間隔で配置している。したがって、図７に示すように、揺動軸４３の揺動範囲は、中立位置を中心とし±１０度の第１の角度範囲、＋１０度から＋２０度までの第２の角度範囲、−１０度から−２０度までの第３の角度範囲、それ以外の第４の角度範囲に分けられる。
【００４６】
第１の角度範囲は、装置４１の駆動モードの切替動作を禁止する不感領域を示し、第２の角度範囲は、装置４１の駆動モードを上段側に切り替える上段側の切替領域を示している。また、第３の角度範囲は、装置４１の駆動モードを下段側に切り替える下段側の切替領域を示し、第４の角度範囲は、揺動軸４３の揺動範囲を超えたエラー領域を示している。
【００４７】
このとき、図８に示すように、揺動軸４３の揺動角度が、エラー領域にある場合に０．５Ｖ、下段側の切替領域にある場合に１．５Ｖ、不感領域にある場合に２．５Ｖ、上段側の切替領域にある場合に３．５Ｖの検出電圧が角度検出センサ１から装置４１に出力される。なお、上記した各領域の角度範囲は、例えば、各領域の上限値および下限値が±２度の範囲でばらついていてもよい。
【００４８】
そして、操作ユニット４２が非操作、または操作量が小さい場合には、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲内に位置され、角度検出センサ１から２．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から２．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードの切替動作を禁止する。このように、駆動モードの切替動作が禁止される不感領域を設けることで、揺動軸４３の機械的なブレによる誤差動を防止することができる。
【００４９】
この状態から、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が上動され、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲を超えて第２の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から３．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から３．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードを一段上に切り替える。さらに、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が上動され、揺動軸４３の揺動角度が第２の角度範囲を超えて第４の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が入力されると、操作ユニット４２の故障としてユーザに報知する。
【００５０】
一方、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が下動され、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲を超えて第３の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から１．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から１．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードを一段下に切り替える。さらに、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が下動され、揺動軸４３の揺動角度が第３の角度範囲を超えて第４の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が入力されると、操作ユニット４２の故障としてユーザに報知する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る角度検出センサ１によれば、第１、第２の検出部２１、２２から出力された２値化信号に基づいて検出電圧が回転軸の回転角度に応じて段階的な電圧レベルで出力されるため、回転軸の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収される。よって、回転軸の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合に、切り替えの誤作動が防止される。また、第１、第２の検出部において回転軸の回転角度が２値化されるため、従来の角度検出センサと比較して数値対応テーブルが不要となり、電圧出力回路３１を簡易な回路構成とすることが可能となる。さらに、磁石１８の着磁ピッチ間に第１、第２の検出部２１、２２が配置されるため、第１、第２の検出部２１、２２の配置間隔に応じて着磁ピッチに対応した角度範囲を４分割して検出することが可能となる。
【００５２】
なお、上記した実施の形態においては、検出対象として回転軸および操作ユニットの揺動軸を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。磁石と共に回転可能であり、回転角度を段階的に検出する対象であればどのような構成でもよい。
【００５３】
また、上記した実施の形態においては、磁気センサとしてＧＭＲセンサ等の磁気抵抗効果素子を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。磁石の回転による磁束の変化を検出可能なものであればよく、例えば、磁気センサとしてホール素子を用いてもよい。
【００５４】
また、上記した実施の形態においては、２つの検出部により２値化信号を出力する構成としたが、この構成に限定されるものではない。３つ以上の検出部により２値化信号を出力して、検出対象の回転角度を５段階的以上に分けて検出する構成としてもよい。
【００５５】
また、上記した実施の形態においては、複数の抵抗からなる直列回路と、スイッチングトランジスタとを組み合わせて電圧出力回路の抵抗値を可変させる構成としたが、この構成に限定されるものではない。抵抗値の可変により検出電圧を段階的に変化させることが可能な構成であれば、どのような構成でもよい。
【００５６】
また、上記した実施の形態においては、本発明を、多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に使用する構成を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。本実施の形態に係る角度検出センサの適用対象は、段階的に検出された検出対象の回転角度を用いて駆動するものであればよく、適宜変更が可能である。
【００５７】
また、上記した実施の形態においては、電圧出力回路を絶縁基板に形成する構成としたが、この構成に限定されるものではなく、検出ユニットに電圧出力回路を形成する構成としてもよい。
【００５８】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができるという効果を有し、特に、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力する角度検出センサに有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  角度検出センサ
２  ケース
７  シャフト
８  絶縁基板
１５  軸穴
１７  磁石ホルダ
１８  磁石
１９  検出ユニット
２１  第１の検出部
２２  第２の検出部
３１  電圧出力回路（電圧出力部）
３２  電源（電圧出力部）
３３  出力端子（電圧出力部）
３４  集積回路（電圧出力部）
４１  装置
４２  操作ユニット
４３  揺動軸（検出対象）
【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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【図７】
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【図８】
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