(57)【要約】【課題】センサー基板とローターとを組み立てて回転センサーを完成させる前に、センサー基板の調整を可能にした、センサー基板検査装置を提供する。【解決手段】ローターと、ローターの回転角度を非接触で検出する回転角度検出部を搭載したセンサー基板とを有する回転センサーにおける、センサー基板の検査装置である。ローターに対応するダミーのローターとして、センサー基板８に予め設けられた貫通孔からなる基準部２３に対応する位置に検査孔２４を設けた検査用ローター２０を備え、かつ、検査用ローター２０を回転させる回転装置２１と、検査用ローター２０をセンサー基板８上の回転角度検出部７に対向させた状態で回転装置２１によって検査用ローター２０を回転させた際に、検査孔２４を基準部２３に対向するように位置合わせを行う光センサー２２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターと、該ローターの回転角度を非接触で検出する回転角度検出部を搭載したセンサー基板とを有する回転センサーにおける、前記センサー基板の検査装置であって、
前記ローターに対応するダミーのローターとして、前記センサー基板に予め設けられた貫通孔もしくは反射部からなる基準部に対応する位置に検査孔を設けた検査用ローターを備え、
かつ、前記検査用ローターを回転させる回転装置と、
前記検査用ローターを前記センサー基板上の前記回転角度検出部に対向させた状態で前記回転装置によって前記検査用ローターを回転させた際に、前記検査孔を前記基準部に対向するように位置合わせを行う光センサーと、
を備えることを特徴とするセンサー基板検査装置。
【請求項２】
検査用ローターには、その回転方向に沿って検査孔が複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のセンサー基板検査装置。
【請求項３】
前記光センサーは、前記検査用ローターの前記検査孔に向けてレーザー光を照射する発光部と、前記検査孔を通過し、前記基準部を通過しあるいは反射したレーザー光を受光する受光部と、を有して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサー基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シフトレバーの操作位置に基づいて車両のシフト位置を電気的に制御する、シフトバイワイヤ方式のシフター制御装置が知られている。このシフター制御装置は、シフトレバーの操作位置を位置検出センサーにより検出し、検出された操作位置に基づいてシフトレバーの操作位置を判定するコントロール部を備え、その判定結果に基づいてシフト位置の切り替えを行う。
【０００３】
このようなシフター制御装置における位置検出センサーとしては、例えば、ローターと、該ローターの回転角度を非接触で検出する回転角度検出部を搭載したセンサー基板とを有する、非接触方式の回転センサーが知られている。
この回転センサーでは、センサー基板（回転角度検出部）と回転子（ローター）の位置合わせを、例えば回転センサー組立時に位置合わせ治具を用いて行っている。特許文献１には、ブラシレスモーターのローターをカバーへ組み込む場合に、位置決め治具をローターに組み付け挿入する技術が開示されている。また、位置検出センサーでは、このように実際に位置合わせを行ったうえで、特許文献２に開示されているように角度保証を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５４６８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非接触方式の回転センサーは、構造上、固定された部位（回転角度検出部を搭載したセンサー基板）と非接触の回転部位（ローター）とで構成されるため、センサー精度の検査や校正については回転部位と固定部位とを組み立てた後にしか実施できない。すなわち、シフトバイワイヤ装置のメカ部とセンサー基板とを組み付けることにより、非接触回転センサー（ポジション検出センサー）におけるローターとセンサー基板とを位置合わせする必要がある。
【０００６】
しかしながら、通常はローターを含むメカ部とセンサー基板を含む制御基板が製造される工場は別々になるため、予めセンサー基板について基準角電圧の調整を行うのが困難であった。すなわち、固定部位（センサー基板）と回転部位（ローター）の組み立て前では位置検出センサー（回転センサー）として機能しないため、固定部位（センサー基板）のみでの調整が不可能であり、したがって生産性の向上が損なわれていた。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、センサー基板とローターとを組み立てて回転センサーを完成させる前に、センサー基板の調整を可能にした、センサー基板検査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】
【０００８】
本発明のセンサー基板検査装置は、ローターと、該ローターの回転角度を非接触で検出する回転角度検出部を搭載したセンサー基板とを有する回転センサーにおける、前記センサー基板検査装置であって、前記ローターに対応するダミーのローターとして、前記センサー基板に予め設けられた貫通孔もしくは反射部からなる基準部に対応する位置に検査孔を設けた検査用ローターを備え、かつ、前記検査用ローターを回転させる回転装置と、前記検査用ローターを前記センサー基板上の前記回転角度検出部に対向させた状態で前記回転装置によって前記検査用ローターを回転させた際に、前記検査孔を前記基準部に対向するように位置合わせを行う光センサーと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記センサー基板検査装置において、検査用ローターには、その回転方向に沿って検査孔が複数設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記センサー基板検査装置において、前記光センサーは、前記検査用ローターの前記検査孔に向けてレーザー光を照射する発光部と、前記検査孔を通過し、前記基準部を通過しあるいは反射したレーザー光を受光する受光部と、を有して構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ダミーのローターとして検査孔を設けた検査用ローターを用い、この検査用ローターをセンサー基板上の回転角度検出部に対向する位置に配し、その状態で検査用ローターを回転させ、光センサーを用いて検査孔をセンサー基板の基準部上に位置合わせし、そのときの回転角度検出部による検出値を読み取ることにより、センサー基板とローターとを組み立てて回転センサーを完成させる前に、センサー基板の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るシフター制御装置の一例の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示したシフター制御装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図３】本発明に係るセンサー基板検査装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）は模式図、（ｂ）は側面図である。
【図４】シフトレバーのポジションと位置検出手段の検出値との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係るセンサー基板検査装置を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
まず、本発明に係るセンサー基板検査装置の説明に先立ち、本発明に係るセンサー基板が用いられるシフター制御装置について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るシフター制御装置の一例の概略構成を示す図、図２は、図１に示したシフター制御装置の概略構成を説明するための模式図であり、これらの図において符号１はシフター制御装置である。このシフター制御装置１は、車両に搭載され、運転者によって操作されるシフトレバー２のシフトパターンにおけるシフト位置を判定するもので、シフトレバー２を移動操作可能に保持するシフターメカニズム部３と、シフトレバー２のシフト動作を検出する回転センサー（位置検出センサー）４と、シフトレバー２のシフトパターンにおけるシフト位置を判別するコントロール部１０を有する制御基板５と、を備えて構成されている。
【００１５】
シフターメカニズム部３は、シフトレバー２を保持する筐体の蓋部にガイド（図示せず）を形成し、このガイドに沿ってシフトレバー２を移動操作可能に構成している。本実施形態では、シフトレバー２は、「Ｒ（リバース）」、「Ｈ（ホーム）」、及び「Ｄ（ドライブ）」という３種類のシフト位置からなるシフトパターンが適用されている。
【００１６】
回転センサー４は、シフトレバー２の回転部（図示せず）の回転角を検出することでシフトレバー２のシフト動作を検出するもので、ローター６と、該ローター６の回転角度を非接触で検出する回転角度検出部７を搭載したセンサー基板８と、を有して構成された従来公知のインダクティブ方式のセンサーである。すなわち、この回転センサー４は、ローター６と、センサー基板８に設けられたコイル（図示せず）との組み合わせから電磁誘導やそのために生じる電圧を検出するように構成されている。
【００１７】
この回転センサー４を構成するローター６は、シフターメカニズム部３の筐体の側面に取り付けられ、一方、センサー基板８は、制御基板５の一部として、この制御基板５に組み込まれて制御基板５と一体に構成されている。その際、センサー基板８に搭載された回転角度検出部７は、ローター６に対して非接触に対向配置されている。なお、センサー基板８を制御基板５に組み込んで一体に構成することなく、センサー基板８と制御基板５とを別体にし、これらの間を電気的に接続するように構成してもよい。
【００１８】
センサー基板８には、図２に示すようにセンサー信号処理部９が搭載されている。センサー信号処理部９は、前記回転角度検出部７の近傍に配設されて回転センサー４に電気的に接続されている。このセンサー信号処理部９は、回転センサー４からの検出信号、すなわち該回転センサー４において電磁誘導やそのために生じる電圧によって検出された角度情報（検出結果）を基に、前記ローター６が初期値（ゼロ点）からどれだけ回転したかを電圧（電気信号）に変換にして、コントロール部１０に出力するように構成されている。具体的には、回転センサー４から出力される検出信号を角度に変換し、さらにマイクロコンピュータが読み出し可能な電気信号に変換する機能を備えた、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって構成されている。
【００１９】
このような構成のもとに、回転センサー４によってシフトレバー２のシフト動作が検出され、センサー信号処理部９によって検出値が電圧値としてコントロール部１０に出力されるようになっている。
【００２０】
コントロール部１０は、レバー判定装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、すなわちシフトバイワイヤＥＣＵとして機能するもので、回転センサー４やセンサー信号処理部９を搭載したセンサー基板８とともに制御基板５に設けられている。そして、センサー信号処理部９から出力された電圧値に基づき、シフトレバー２のシフトパターンにおけるシフト位置を判定する。このコントロール部１０には、シフト位置を判定する位置検出制御機能としてのマイクロコンピュータ１１と、記憶部１２とが備えられている。
【００２１】
マイクロコンピュータ１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４及びＣＰＵ（Central Processing Unit）１５等を備えて構成されている。ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１５で実行される各種演算制御プログラム及びその他データを記憶する不揮発性メモリである。
ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１５が演算制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先となるワーキングエリアとして用いられる揮発性メモリである。
【００２２】
ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１４と電気的に接続されるとともに、センサー信号処理部９および記憶部１２と電気的に接続され、ＲＯＭ１３に記憶された各種演算制御プログラム、記憶部１２に記憶された各種情報（例えば後述するセンサー基板８の基準角電圧補正情報）、およびセンサー信号処理部９から入力される信号に基づいて各種の演算処理を行い、シフトレバー２のシフト位置を判定する。
【００２３】
このような構成のシフター制御装置１における回転センサー４については、従来ではシフターメカニズム部３にローター６を組み付け、またセンサー基板８を制御基板５に組み込んだ状態で、これらを予め設定された状態に互いに対向させ、シフター制御装置１をほぼ完成させた状態でしか、センサー精度の検査や校正等の調整、具体的には基準角電圧の補正を行うことができなかった。
【００２４】
そこで、本実施形態のセンサー基板検査装置では、ローター６を用いることなく、ダミーのローター、すなわち検査用ローターを用いて、シフター制御装置１に組み込む前に、センサー基板８を単独で検査し、特に基準角電圧の補正を行うようにする。
【００２５】
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るセンサー基板検査装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）は模式図、（ｂ）は側面図である。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサー基板検査装置は、検査用ローター２０と、図３（ｂ）に示すように検査用ローター２０を回転させる回転装置２１と、光センサー２２とを備えて構成されている。
【００２６】
検査対象となるセンサー基板８には、ローター角度を検出する機能に支障のない箇所に、予め貫通孔からなる基準部２３を形成しておく。
また、検査用ローター２０としては、実際に使用されるローター６と同様の構成、例えば角度検出部７によってローターの角度が検出可能なように設立された導電パターン等を形成したものが用いられる。この検査用ローター２０には、さらにセンサー基板８の前記基準部２３に対応する位置、すなわちセンサー基板８に対してローター６が対向配置される位置と同じ所定位置に該検査用ローター２０を対向配置させ、その状態でローター６と同様に回転させた際、前記基準部２３に対向してこれと重なる位置に、検査孔２４を形成する。本実施形態では、図３（ａ）に示すように２つの検査孔、すなわち第１の孔２４ａと第２の孔２４ｂとを形成する。そして、これら２つの孔２４ａ、２４ｂ間のなす中心角をθとする。
【００２７】
回転装置２１は、図３（ｂ）に示すように検査用ローター２０を着脱可能に保持固定する保持部２１ａと、この保持部２１ａに連結して該保持部２１ａを回転させるモーター２１ｂとを備えて構成されている。このような構成のもとに、回転装置２１は検査用ローター２０を所定の回転速度で回転させ、また、回転を停止してセンサー基板８に対し所望の角度位置に保持固定できるようになっている。
【００２８】
光センサー２２は、レーザー光を照射する発光部２２ａと、レーザー光を受光する受光部２２ｂとを有して構成されている。発光部２２ａは、センサー基板８に対向して配置される検査用ローター２０より外側（センサー基板８と反対の側に）に配置され、受光部２２ｂは、センサー基板８の裏側、すなわち検査用ローター２０と反対の側に配置される。その際、これら発光部２２ａ、受光部２２ｂは、互いに対向して配置され、したがって互いの光軸が一致するように配置される。すなわち、発光部２２ａから照射されたレーザー光が、受光部２２ｂで受光されるように互いに配置される。また、これら発光部２２ａ、受光部２２ｂ間の光軸が、センサー基板８に直交し、かつ、該センサー基板８の貫通孔からなる前記基準部２３を通過するように配置されている。
【００２９】
また、検査用ローター２０の検査孔２４（第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂ）は、前述したようにセンサー基板８の基準部２３に重ねられた際、これら第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂにも、基準部２３と同様に発光部２２ａ、受光部２２ｂ間の光軸が通るように形成されている。
【００３０】
ここで、前記シフター制御装置１におけるシフトレバー２のポジション、すなわちシフトレバー２のシフトパターンにおけるシフト位置と、回転センサー４によって検出され、センサー信号処理部９で出力される電圧値（出力値）との相関を図４に示す。
図４に示すようにシフトレバー２のポジションは、本実施形態では「Ｒ（リバース）」、「Ｈ（ホーム）」、「Ｄ（ドライブ）」の３種類のシフト位置からなるシフトパターンが適用されている。
【００３１】
そして、この例ではポジションがＲからＨ、Ｄに変化するに連れてシフトレバー２のシフト動作に伴う動作角度が大きくなり、したがって回転センサー４で検出され、センサー信号処理部９で信号処理されることによって出力される出力値（電圧値）も大きくなる。そこで、シフター制御装置１のコントロール部１０では、「Ｒポジション」、「Ｈポジション」、「Ｄポジション」のときの各動作角度に対応する出力値（電圧値）の範囲を設定しておき、回転センサー４（センサー信号処理部９）によって出力された検出値（出力値）が出力値範囲のいずれにあるか、すなわち「Ｒ」、「Ｈ」、「Ｄ」のいずれの出力範囲にあるかを検出し、該当するポジション（シフト位置）を判別している。
【００３２】
その際、通常は「ポジション」と「出力値」との関係として、シミュレーションや実験等によって図４中に直線Ａで示す標準値（Typical特性）を求めておき、この標準値に基づいて得られた「出力値」から「ポジション」を決定する。ところが、個々の回転センサー４は一般に個体誤差を有しているため、必ずしも標準値（直線Ａ）のような特性を有しておらず、例えば図４中に直線Ｂで示すような特性を有する。
【００３３】
そこで、標準値（直線Ａ）に対して図４中に破線で示す許容範囲を設定しておき、破線で示される許容範囲内に直線Ｂが納まっていれば、各ポジション間で出力値がオーバーラップせず、したがって回転センサー４は正常品であると判定される。
【００３４】
このように最終的には、組み立てたシフター制御装置１についてその回転センサー４の特性を検査し、特性値（直線Ｂ）が図４中の破線間に納まっているか否かを検査することによって回転センサー４が正常品であるか否かを判定するが、このようにシフター制御装置１を組み立てた後に検査を行い、結果が不合格となり、非正常品であると判定された場合には、シフター制御装置１を組み立てるまでの工程が無駄になり、ロスが多くなることから生産性が損なわれてしまう。
【００３５】
そこで、図３（ａ）、（ｂ）に示したセンサー基板検査装置を用い、シフター制御装置１に組み込む前に検査用ローター２０を用いてセンサー基板８を単独で検査し、特に基準角電圧の補正を行う。すなわち、検査用ローター２０を用いた検査用の回転センサーにより、検査用ローター２０の検査孔２４（第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂ）によって決定されるローターの動作角度に対する出力値を検査し、これが図４中の破線で示される許容範囲内にあるか否かを調べる。そして、特に出力値が許容範囲から外れている場合には、例えばセンサー信号処理部９などを調整し、動作角度に対する出力値、すなわち基準角電圧の補正を行う。
【００３６】
センサー基板検査装置によって検査するには、まず、検査対象となるセンサー基板８に貫通孔からなる基準部２３を形成する。
そして、図３（ｂ）に示すように第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂからなる検査孔２０を形成した検査用ローター２０を回転装置２１の保持部２１ａに保持させ、前記センサー基板８に対して所定位置となるように対向配置させる。
【００３７】
ここで、検査用ローター２０に形成した第１の孔２４ａは、例えば図４に示すグラフの横軸である動作角度の、「Ｒ」より少し小さい角度θ１に対応する位置に形成され、第２の孔２４ｂは、「Ｄ」より少し大きい角度θ２に対応する位置に形成される。すなわち、第１の孔２４ａがセンサー基板８の基準部２３に重なったとき、センサー基板８に対する検査用ローター２０の動作角度は、予め設定された初期位置に対してθ１回転したものとなり、第２の孔２４ｂがセンサー基板８の基準部２３に重なったとき、センサー基板８に対する検査用ローター２０の動作角度は、予め設定された初期位置に対してθ２回転したものとなるように設定されている。
【００３８】
そこで、このような検査孔２４を形成した検査用ローター２０を、回転装置２１によって回転させ、まず、第１の孔２４ａが基準部２３に対向してこれと重なるように位置合わせする。すなわち、光センサー２２の発光部２２ａからレーザー光を照射し、このレーザー光が第１の孔２４ａ、基準部２３を通過して受光部２２ｂで受光される位置で、検査用ローター２０を停止させる。そして、このときのセンサー基板８における回転角度検出部７による検出値を、センサー信号処理部９を介して読み取る。そして、この出力値（電圧値）が図４に示した破線で示す許容範囲内にあるか否かを調べる。
【００３９】
このような検査の結果、出力値（電圧値）が許容範囲から大きく外れており、例えばセンサー信号処理部９などの調整だけでは基準角電圧を補正できない場合には、不良品と判定し、検査を中止する。
【００４０】
一方、出力値（電圧値）が許容範囲内にある場合には、検査を続行すべく、検査用ローター２０を再度回転装置２１によって回転させ、第２の孔２４ｂが基準部２３に対向してこれと重なるように位置合わせする。そして、そのときのセンサー基板８における回転角度検出部７による検出値を、センサー信号処理部９を介して読み取り、この出力値（電圧値）が図４に示した破線で示す許容範囲内にあるか否かを調べる。
【００４１】
出力値（電圧値）が許容範囲から大きく外れており、センサー信号処理部９などの調整だけでは基準角電圧を補正できない場合には、不良品と判定する。一方、出力値（電圧値）が許容範囲内にある場合には、正常品と判定し、シフター制御装置１の組み立て工程に送る。ただし、必要に応じて動作角度に対する出力値、すなわち基準角電圧の補正を行うべく、例えばセンサー信号処理部９などを調整してもよい。また、このような補正結果、すなわちセンサー基板８の基準角電圧補正情報を記憶部１２に記憶させ、コントロール部１０によるシフトレバー２のシフトパターンにおけるシフト位置の判定に用いるようにしてもよい。
【００４２】
このようなセンサー基板検査装置にあっては、検査孔２４（第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂ）を設けた検査用ローター２０を用い、この検査用ローター２０をセンサー基板８上の回転角度検出部７に対向する位置に配し、その状態で検査用ローター２０を回転させ、光センサー２２を用いて検査孔２４をセンサー基板８の基準部２３上に位置合わせし、そのときの回転角度検出部７による検出値（出力値）を読み取るようにしたので、センサー基板８とローター６とを組み立てて回転センサー４を完成させる前に、前記検出値に基づいてセンサー基板８の合否の判定やその調整を行うことができる。
【００４３】
また、検査用ローター２０に検査孔２４として２つの孔（第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂ）を設けているので、例えばこれら孔２４ａ、２４ｂを図４に示した動作角度における前記θ１、θ２に対応させることにより、これらθ１、θ２に対する検出値（出力値）を結んで直線Ｂを得ることができる。したがって、この直線Ｂが動作角度の使用範囲となる「Ｒ」から「Ｄ」までの範囲において、破線で示される許容範囲内に納まっているか否か見ることにより、センサー基板８が正常であるか否か、あるいは調整の必要があるか否かなどを容易にかつ正確に判定することができる。
【００４４】
また、光センサー２２を、検査孔２４に向けてレーザー光を照射する発光部２２ａと、検査孔２４を通過し、さらに基準部２３を通過したレーザー光を受光する受光部２２ｂと、を有した構成としているので、センサー基板８に対する検査用ローター２０を、予め設定した動作角度に対応する位置に正確かつ容易に位置合わせすることができる。
【００４５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では検査用ローター２０に２つの検査孔（第１の孔２４ａ、第２の孔２４ｂ）を形成したが、検査孔は１つであっても３つ以上であってもよい。ただし、検査孔を１つのみ形成する場合には、この検査孔に対応する図４に示した動作角度が、動作角度の使用範囲となる「Ｒ」から「Ｄ」までの範囲となるようにするのが好ましい。
【００４６】
また、前記実施形態では、センサー基板８に形成する基準部２３として貫通孔を形成したが、貫通孔に代えて光を反射する金属箔などの反射部を設けてもよい。その場合には、光センサー２２の受光部２２ｂを例えばセンサー基板８と検査用ローター２０との間に配置しておき、発光部２２ａから照射されたレーザー光が検査孔２４を通過し、反射部（基準部２３）で反射した後、受光部２２ｂで受光されるように構成しておく。このように構成しても、センサー基板８に対する検査用ローター２０を正確かつ容易に位置合わせすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…シフター制御装置、４…回転センサー、６…ローター、７…回転角度検出部、８…センサー基板、９…センサー信号処理部、１０…コントロール部、２０…検査用ローター、２１…回転装置、２２…光センサー、２２ａ…発光部、２２ｂ…受光部、２３…基準部、２４…検査孔、２４ａ…第１の孔、２４ｂ…第２の孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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