(57)【要約】【課題】位置検出センサにおいて、取付けのために必要な巾寸法を少なくし、かつ位置検出センサの検出特性を周辺の条件に対して安価な方法で適合できるようにする。【解決手段】磁性体６が位置検出センサ１０から所定距離以上離れ非検出位置にあるときの磁気検出素子５を通る磁束密度を、磁性体が前記位置検出センサ１０の少なくとも一方側の所定距離以内に近接して検出位置にあるときの磁気検出素子５を通る磁束密度より所定の値以上に多くなるように構成したことである。【選択図】図１
2004177337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヨークと、
該第１ヨークの両側に極が対向する向きに置かれた２個の磁石と、
該２個の磁石を結ぶ線に対して垂直方向に前記第１ヨークの略中央部から伸びる突起部と、
前記突起部の先端から離間して配置される第２ヨークと
前記突起部の先端と第２ヨークに間に配置された磁気検出素子とを備え、磁性体の近接を検出可能とする位置検出センサにおいて、
前記磁性体が前記位置検出センサから所定距離以上離れ非検出位置にあるときの前記磁気検出素子を通る磁束密度を、前記磁性体が前記位置検出センサの少なくとも一方側の所定距離以内に近接して検出位置にあるときの前記磁気検出素子を通る磁束密度より所定の値以上に多くなるように構成したことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項２】
前記第１ヨークと前記第２ヨークの一方側の離間する位置に前記突起部の延びる方向と平行して第３ヨークを配置し、前記第１ヨークと前記第２ヨークに関して前記第３ヨークと反対側に前記磁性体が近接するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項３】
前記第２ヨークと前記第３ヨークを一体に構成したことを特徴とする請求項２に記載の位置検出センサ。
【請求項４】
前記２個の磁石を結ぶ方向に対して平行する方向に対して前記２個の磁石の厚さを互いに異なるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項５】
前記２個の磁石を結ぶ方向に対して垂直な方向に対して前記２個の磁石の厚さを互いに異なるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項６】
前記突起部の伸びる方向に対して直角な方向に前記磁気検出素子の位置をシフトさせて構成したことを特徴とする請求項１に記載の位置検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体の位置を検出する位置検出センサに関し、例えば車両用のシートの位置を検出するシート位置検出センサとして利用可能な位置検出センサ関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の位置検出センサとしては、車両用シートの前後方向の位置を調整可能とするシートスライド装置に取付けられてシートの車両フロアに対する位置の検出に利用される。シートスライド装置に備えられ互いに前後方向に摺動する上下レールの一方側にセンサフランジを固定し、他方側にセンサフランジを両側から挟む形状の磁気センサを固定する構成となっている。磁気センサは磁気検出素子とその回路及び磁石を備える構成となっている。そして、センサフランジをレールの摺動方向に沿って所定の長さに設定し、センサフランジが磁気センサの磁石から磁気検出素子を透過する磁気を遮断する範囲と、センサフランジが磁気センサから外れて磁気を遮断しない範囲とを判別してシートの前後の位置を検出するセンサがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許６０５３５２９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術において、磁気センサはセンサフランジを両側から挟む形状であるために磁気センサの巾寸法が大きく、通常狭いスペースしか用意されていないレールの側面部分への取付けが難しくなる問題がある。また、シートのフレーム部分およびシートスライド装置は鋼板で構成されており、例えば異なる車種ではシートのフレーム、シートスライド装置も寸法、または構成が異なることによって磁気検出素子が取付けられる周辺の磁性の条件も大きく変わり易い。このように磁性の条件が異なると当然同一の磁気検出素子とその回路を用いた磁気センサであっても出力の特性が変化し、適用できない場合も生じる。従来は、このような磁性の条件の変化に対応するために、各車種毎の条件に合わせて特性の異なる磁気検出素子とその回路を用意して用いていた。このためにコストの増加を招く問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、取付けのために必要な磁気センサの巾寸法を少なくし、且つ同一な磁気検出素子とその回路の使用を可能とし、しかも位置検出センサの出力特性を容易に変更できる構成を提案することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明で講じた第１の技術的な手段は、第１ヨークと、該第１ヨークの両側に極が対向する向きに置かれた２個の磁石と、該２個の磁石を結ぶ線に対して垂直方向に前記第１ヨークの略中央部から伸びる突起部と、前記突起部の先端から離間して配置される第２ヨークと前記突起部の先端と第２ヨークに間に配置された磁気検出素子とを備え、磁性体の近接を検出可能とする位置検出センサにおいて、
前記磁性体が前記位置検出センサから所定距離以上離れ非検出位置にあるときの前記磁気検出素子を通る磁束密度を、前記磁性体が前記位置検出センサの少なくとも一方側の所定距離以内に近接して検出位置にあるときの前記磁気検出素子を通る磁束密度より所定の値以上に多くなるように構成したことである。
【０００７】
この構成によって、位置検出センサの一方側に磁性体が近接することによって磁性体を検出できるようになり、磁性体を両側から磁気センサで挟む構造のセンサと比べ巾寸法が小さく、狭いスペースでも取付けが可能となる。また、磁性体を検出していないとき、磁気検出素子を通る磁力線を、検出するときより多くなるように構成しているために、磁性体を検出していないときの磁力線の量を構成の変更によって容易に変更可能となり、磁気検出素子とその回路を変更することなく出力特性を変更できるようになる。
【０００８】
更に本発明で講じた第２の技術的な手段は上記第１の手段に加えて、前記第１ヨークと前記第２ヨークの一方側の離間する位置に前記突起部の延びる方向と平行して第３ヨークを配置し、前記第１ヨークと前記第２ヨークに関して前記第３ヨークと反対側に前記磁性体が近接するように構成したことである。
【０００９】
この構成によって、第１ヨークと第２ヨークの一方側に配置された第３ヨークによって、検出状態と非検出状態で磁束密度の変化を大きくすることができ特性を安定させ、そして高めることができる。
【００１０】
更に本発明で講じた第３の技術的な手段は上記第２の手段に加えて、前記第２ヨークと前記第３ヨークを一体に構成したことである。
【００１１】
この構成では、一体化されたヨークでは、より外部の磁性体に対する影響が少なくなり、検出性能が安定するとともに、部品点数も減少する。
【００１２】
本発明で講じた第４および５の技術的な手段は上記第１の手段に加えて、前記２個の磁石を結ぶ方向に対して平行する方向に対して前記２個の磁石の厚さを互いに異なるように、または前記２個の磁石を結ぶ方向に対して垂直な方向に対して前記２個の磁石の厚さを互いに異なるように構成したことである。
【００１３】
この構成によれば、位置検出センサを小型に、しかも部品点数を増加させずに検出特性を適合するように設定できる。
【００１４】
本発明で講じた第６の技術的な手段は上記第１の手段に加えて、前記突起部の伸びる方向に対して直角な方向に前記磁気検出素子の位置をシフトさせて構成したことである。
【００１５】
この構成によれば、磁気検出素子の位置の調整のみで検出特性を適合するように設定でき簡便である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至６は、本発明の第１の実施形態に係わる位置検出センサ１０を示す。
【００１７】
図１及び図２に示すように、位置検出センサ１０はケース１１を備え、ケース１１にはコネクタ部１２が設けられている。コネクタ部１２は端子１３及び端子１４を有して、位置検出センサ１０の出力信号を図示しないワイヤハーネスを介して電子制御回路（図示せず）に送信できる構成となっている。ケース１１内には、２個の対向するように極が配置された磁石１５と磁石１６が設けられている。２個の磁石１５、１６の間には第１ヨーク２の本体部２１が配置される。この本体部２１から、２個の磁石１５、１６を結ぶ線の略中央部から、この線と直角方向に伸びる突起部２２が形成されている。
【００１８】
ケース１１内にあって突起部２２の先端部から、所定の間隔を設けて第２ヨーク３が配置されている。第２ヨーク３の、図１における上下方向での幅寸法は、２個の磁石１５、１６を上下に挟む寸法と概略同じに設定されている。更にケース１１内には第２ヨーク３の一方端と２個の磁石１５、１６の内一方側の磁石１６に対して所定の間隔を設けるように、また突起部２２とは平行に伸びる第３ヨーク４が配置される。第１ヨーク２、第２ヨーク３及び第３ヨーク４は共に磁性材によってできている。
【００１９】
第１ヨーク２の突起部２２の先端部と第２ヨーク３の間には磁気検出素子５が配置される。磁気検出素子５は磁束密度を検出できるもので、ホールＩＣなどを利用したものである。磁気検出素子５は突起部２２の延長方向の磁束密度を検出する向きに配置されている。
【００２０】
位置検出センサ１０は、第３ヨーク４が配置されるケース１１の外側の部分を取付け面１１ａとして、固定部材９の側にネジ手段（図示せず）等で取付けられる。そして取付け面１１ａとは反対側となるケース１１の外側にある被検出体の磁性体６を検出する。即ち図２において、磁性体６が点線で示されるように位置検出センサ１０から離れているときは、図６のグラフに示されるように位置検出センサ１０はＨｉ電流を出力し、磁性体６が実線で示されるように位置検出センサ１０の位置に来たときはＬｏ電流の信号を出力する。そして、固定部材９に対する磁性体６の位置を検出できる構成となっている。ここで、磁性体６の位置と位置検出センサ１０の出力Ｈｉ，Ｌｏ電流との関係は逆であっても良い。この位置検出センサ１０を、例えばシートの位置を検出するセンサとして利用する場合は、磁性体６に相当する所定の長さのブラケットを所定の長さに、シートレールの方向に沿って設定し、位置検出センサ１０とブラケットが相対的に移動するように構成とする。そして位置検出センサ１０がブラケットに近接している場合及び近接していない場合の２つの領域を判別できるようにする。ここで被検出体である磁性体６はシートレールの一部を設定して構成しても良い。
【００２１】
次に、上記のように構成された位置検出センサ１０の作動を説明する。図３は磁性体６が位置検出センサ１０から離れた場合に、位置検出センサ１０内で磁束が通過する状態を、又図４は磁性体６が位置検出センサ１０に近接した時、磁束が通過する状態を示している。図３から、磁性体６が位置検出センサ１０から離れている場合は、磁石１５からの磁束は、磁石１５のＮ極側から出て、空間を通り、第２ヨーク３に行く。そして、更に磁気検出素子５を通過し、突起部２２を経てＳ極に戻る。一方、磁石１６からの磁束は、そのＮ極側から出て、突起部２２を通り、磁気検出素子５を通過し、第２ヨーク３に行く。そして、第３ヨーク４に引き継がれ磁石１６のＳ極に戻る。両方の磁石１５、１６からの磁力線は磁気検出素子５と突起部２２を通過するところで互いに方向が反対になって、このために互いに打消し合うように作用する。また、２つの磁石１５、１６の磁束の経路を比較したとき、磁石１５の磁束は磁石１５から第２ヨーク３で空間を通るのに対して、磁石１６の磁束は第２ヨーク３から空間より遥かに磁力線を通し易い第３ヨーク４を経由する。このために、磁気検出素子５を通過する磁束は、磁石１６からの磁束密度（図３で右方向き）が磁石１５からの磁束密度より遥かに多くなり、磁石１６からの磁束は打消されない。この結果、磁気検出素子５によって磁石１６からの磁束が検出される。このとき図５に示されるように、磁気検出素子５を通過する磁束密度は、所定の閾値以上のところになり、位置検出センサ１０は、図６に示されるようにＨｉの出力電流を出力する。
【００２２】
一方、図４に示されるように、磁性体６が位置検出センサ１０に近接したとき、磁石１５からの磁束は第２ヨーク３へ、磁性体６を通して到達するようになる。このために、磁気検出素子５を通過する磁束は、磁石１６からの磁力線の磁束密度と磁石１５からの磁束密度はほぼ同じになって互いに磁束は打消され、減少する。そして、磁気検出素子５を通過する磁束密度は、図５に示される所定の閾値以下になる。この結果図６に示されるように、位置検出センサ１０はＬｏの出力電流を出力する。ここで、Ｈｉの出力電流はＬｏの出力電流より大きな電流量に設定されている。
【００２３】
図５に示すように、本発明に係わる位置検出センサ１０の特性は、位置検出センサ１０が装着される周辺部品の磁気特性の影響を大きく受けて、出力特性のバラつきを示す。設計上、位置検出センサ１０に設定された特性を、図５に実線で示すものとしたとき、例えば位置検出センサ１０の取付け側に第３ヨーク４の磁束透過特性を良くするように作用する磁性体がある場合は、２点差線で示す特性図のように実線より上の方にシフトする。逆に磁性体６側に別の磁性体がある場合は、下方にシフトする。また、磁性体６が近接する場合でも、その位置が設定位置より遠い場合は、１点鎖線で示されるように検出域で上方にシフトする。
【００２４】
このように、適応される製品、例えば異なる車種に装着されるシートのように、車種毎に周辺の磁気に対する条件が大きく変わる。このような場合は、位置検出センサ１０の出力特性のバラつき範囲も大きくなり、所定の閾値では検出できなくなる場合がある。この対応方法として、閾値を製品毎の磁気の条件に合わせて設定する方法があるが、高価な磁気検出素子５及び制御回路を製品毎に設定する必要があって、製造コストのアップを招き望ましくない。
【００２５】
本発明に係わる位置検出センサ１０の第１の実施形態では、図５に示すように非検出域および検出域の夫々で、閾値に対して、検出のマージンａ及びｂを適切になるように設定する。この結果、同１車種用の位置検出センサ１０であれば、実線で示される設定特性からのバラツキがあっても確実に検出域と非検出域を判定できるようになる。従って、高価な磁気検出素子５及び制御回路は各車種用で共通のものを利用することが出来るようになり、製品の製造コストを低減することができるようになる。
【００２６】
また、図７に示す第２実施形態のように、第２ヨーク３と第３ヨーク４を一体にして、特性値が周辺の条件の影響によって変動するバラツキをより小さくなり、安定した出力特性が得られるようにするため、第２実施形態のようにヨーク３０を備えるように構成してもよい。
【００２７】
また、実施形態１又は２において、位置検出センサ１０を例えばシートレールに適用したときに、シートレールの取付け部を第３ヨーク４またはヨーク３０を兼ねるように構成してもよい。そして、構成部品を少なくして安価にすることができる。この実施形態１又は２のように、第３ヨーク４またはヨーク３０を備える構成では、シートレール付近にある磁性体の異物が位置検出センサ１０に付着した場合でも、位置検出センサ１０の特性に与える影響が小さくなり、安定した特性が得られる効果がある。
【００２８】
同様に、第７図に示すように第３の実施例として第２ヨークと第３ヨークを一体にして安定した特性が得る構成も可能である。
【００２９】
更に、上記の第１、第２及び第３の実施形態の他に、図５に示す検出のマージンａ及びｂを適切且つ安価に設定できる構成として、図８、図９に示す第４及び第５の実施形態のように、２つの磁石１５、１６の厚さを２つの磁石１５、１６を結ぶ方向又は直角方向で異なるように構成して、磁束密度を調整しても良い。これによって、位置検出センサを小型に、しかも部品点数を増加させずに検出特性を適合するように設定できる。
【００３０】
更に、図１０に示される第６の実施形態のように磁気検出素子５の位置を磁力線と直角に方向にシフトさせて、磁束密度を調整する簡便な方法で設定することも可能である。
【００３１】
上記した、第１から第５までの実施形態の構成を組み合わせて、最適な構成にすることは勿論可能であり、特に個々の実施形態に限定されるものではないことは明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
上記した構成の位置検出センサは一方側に磁性体が近接することによって磁性体を検出できるようになり、狭いスペースでも取付けが可能となる。また、位置検出センサの磁気特性を変更できるようにして、高価な磁気センサ素子及びその回路を製品毎に適合させるように特性を変えることが無いようにしたために安価に作製できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第１実施例の位置検出センサの断面図である。
【図２】本発明に係わる第１実施例の位置検出センサの側面図である。
【図３】本発明に係わる第１実施例の位置検出センサが非検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【図４】本発明に係わる第１実施例の位置検出センサが検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【図５】本発明に係わる位置検出センサの磁束密度特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係わる位置検出センサの出力電流特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係わる第２実施例の位置検出センサが非検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【図８】本発明に係わる第３実施例の位置検出センサが非検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【図９】本発明に係わる第４実施例の位置検出センサが非検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【図１０】本発明に係わる第５実施例の位置検出センサが非検出状態のときの磁気の経路を示す説明図である。
【符号の説明】
２      第１ヨーク
３      第２ヨーク
４      第３ヨーク
６      磁性体（被検出体）
５      磁気検出素子
１５      磁石
１６      磁石
２２      突起部
【図１】
2004177337.tif 000003
【図２】
2004177337.tif 000004
【図３】
2004177337.tif 000005
【図４】
2004177337.tif 000006
【図５】
2004177337.tif 000007
【図６】
2004177337.tif 000008
【図７】
2004177337.tif 000009
【図８】
2004177337.tif 000010
【図９】
2004177337.tif 000011
【図１０】
2004177337.tif 000012