位置検出装置
【課題】 製品間の品質差を低減可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】永久磁石２０は、固定部８０に設けられる。ヨーク１１は、回転部９０に設けられ、永久磁石２０の周囲に磁性材料により筒状に形成され、永久磁石２０が発生した磁束が優先的に流入する弦部１１１を有する。弦部１１１は、内壁の他の部分に対し、永久磁石２０に近接するよう形成される。ホール素子３１は、固定部８０に、永久磁石２０に対して定位置に配置される。ホール素子３１は、弦部１１１と永久磁石２０との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する。
【解決手段】永久磁石２０は、固定部８０に設けられる。ヨーク１１は、回転部９０に設けられ、永久磁石２０の周囲に磁性材料により筒状に形成され、永久磁石２０が発生した磁束が優先的に流入する弦部１１１を有する。弦部１１１は、内壁の他の部分に対し、永久磁石２０に近接するよう形成される。ホール素子３１は、固定部８０に、永久磁石２０に対して定位置に配置される。ホール素子３１は、弦部１１１と永久磁石２０との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出対象の位置を検出する位置検出装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されている回転角検出装置は、ホール素子、永久磁石、ヨーク等を備える。特許文献１の回転角検出装置は、検出対象に設けられている永久磁石およびヨークがホール素子に対して相対回転することにより変化する磁束ベクトルを検出することで検出対象の相対回転角を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示の位置検出装置の場合、ホール素子および永久磁石は個別に組付けられているため、永久磁石とホール素子との間の距離が組付け毎（製品毎）に異なるおそれがある。また、ホール素子と永久磁石との距離が大きいため、外乱磁界の影響を受け易くなる。さらに、出力の直線性を高めるためにホール素子と永久磁石との距離を大きくする必要があるため、磁気回路の体格が大きくなる。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、製品間の位置検出精度の差異を低減可能な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】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象の位置を検出し、固定された固定部、ヨーク、磁束発生手段、および、磁気検出手段を備える。磁束発生手段は、検出対象または固定部のいずれか一方に設けられる。ヨークは、検出対象または固定部のいずれか他方に設けられ、磁束発生手段の周囲に磁性材料により筒状に形成され、磁束発生手段が発生した磁束が優先的に流入する磁束流入部を有する。磁束流入部は、内壁の他の部分に対し、磁束発生手段に近接するよう形成される。磁気検出手段は、検出対象または固定部のいずれか一方に、磁束発生手段に対して定位置に配置される。磁気検出手段は、磁束流入部と磁束発生手段との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する。
【０００７】
これにより、磁気検出手段は、磁束発生手段および磁気検出手段と、ヨークとの相対回転により変化する磁束ベクトルを検出する。ここで、磁気検出手段は磁束発生手段に対して定位置に配置されているため、磁気検出手段と磁束発生手段との間の距離が組付け毎に異なることを抑制することができる。よって、製品間の品質差を低減することができる。また、磁束発生手段と磁気検出手段とは、ヨークの内側に配置されているため、磁気検出手段を通過する磁束が外乱磁界の影響を受けることを抑制することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、磁束発生手段と磁気検出手段とは、互いに当接している。ここで、「当接」というのは、磁束発生手段と磁気検出手段とが直接に当接する状態、または、磁束発生手段と磁気検出手段とが例えばモールド部を介して当接する状態を指す。
これにより、磁束発生手段と磁気検出手段とが当接することにより、磁束発生手段と磁気検出手段との間の距離が０となる。このため、磁気検出手段と磁束発生手段との間の距離が組付け毎に異なることを防止することができ、製品間の品質差をさらに低減することができる。また、磁気回路の体格を小型にでき、磁束発生手段から発生した磁束の減磁を抑制することができる。さらに、磁気検出手段を通過する磁束が受ける外乱磁界の影響をより抑制することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、検出手段は、磁束発生手段が発生する磁束の方向と直交する方向に感磁方向を設けている。
これにより、磁気検出手段は、磁気検出手段とヨークとの相対移動による磁束方向の変化に応じて、方向が異なる磁束ベクトルを検出することができる。このため、磁気検出手段により出力される信号は、磁気検出手段とヨークとの相対移動によって正の値または負の値をとる。よって、磁気検出手段により出力される信号の０値を跨る区間に対応する角度範囲を検出範囲とする場合、磁気検出手段により出力される信号の直線性を高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、磁束流入部は、平坦面を有する。
これにより、磁束は平坦面と垂直となる方向から磁束流入部に入り込む。また、磁気検出手段を通り過ぎて、平坦面から磁束流入部に入り込む磁束の密度は、磁気検出手段とヨークとの相対移動により均一に変化する。このため、磁気検出手段による検出精度を高めることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、磁束流入部は、ヨークの内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点を有する。
これにより、磁気検出手段が、突出点両側のうち、一方で検出される磁束の方向と、他方で検出される磁束の方向とが逆となる。このため、磁気検出手段が突出点を跨って移動するとき、磁気検出手段により出力される信号の直線性をより高めることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、磁気検出手段および磁束発生手段は緩衝材により覆われている。
これにより、磁気検出手段および磁束発生手段は緩衝材により保護され、応力による磁気検出手段の出力変動、および、応力による磁気検出手段または磁束発生手段の損傷を抑制することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、磁気検出手段および磁束発生手段は、固定部に設けられている。
これにより、磁気検出手段および磁束発生手段は、固定部とともに固定されているため、移動するときの振動などによる磁気検出手段または磁束発生手段の損傷を抑制することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象が固定部に対して相対回転し、磁束検出手段が検出対象の相対回転角度を検出する回転角検出装置に適用される。
また、請求項９に係る発明によると、磁束検出手段は、検出対象の回転軸線上に位置する。
【００１５】
磁気検出手段は、曲げられた磁束のみ検出する。ところで、ヨークの回転角度に対して、磁気検出手段の磁気角度は減角する。このため、磁気検出手段を検出対象の回転軸線上に位置させることで磁気検出手段により出力される信号の直線性範囲を広くすることができる。
【００１６】
請求項１０に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象が固定部に対して相対直線運動し、磁束検出手段が検出対象の相対直線変位量を検出するストローク検出装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による回転角検出装置を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図４】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図５】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図６】本発明の第１実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態のホール素子の出力の誤差率を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態の回転角検出装置を示す断面図。
【図９】本発明の第３実施形態のストローク検出装置を示す模式図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１２】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１３】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１４】本発明の第３実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図１５】本発明の第４実施形態のストローク検出装置を示す断面図。
【図１６】本発明の第４実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図１７】本発明の第５実施形態のストローク検出装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による位置検出装置は、例えば、車両のスロットル弁等の回転部に用いられ、回転部の回転角度を検出する回転角検出装置である。回転角検出装置１は、図１に示すように、固定部８０、ヨーク１１、「磁束発生手段」としての永久磁石２０、およびホールＩＣ３０等を備えている。
【００１９】
固定部８０は、例えば図示しないスロットルボディに固定されている。
ヨーク１１は、磁性材料により円筒状に形成されている（図２参照）。また、ヨーク１１は、「検出対象」としての回転部９０に設けられ、回転部９０とともに回転する。ヨーク１１は板状の弦部１１１を有する。弦部１１１は、ヨーク１１の内壁の他の部分に対し内側方向に形成される。弦部１１１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。弦部１１１の内壁には平坦面１１２が形成されている。
【００２０】
図１、２に示すように、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ヨーク１１の内側に位置するよう、固定部８０に固定されている。つまり、ホールＩＣ３０は、永久磁石２０に対して定位置に配置されている。永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、緩衝材５０によりセンサカバー４０内に封止され、互いに当接するよう一体に固定されている。ここで、緩衝材５０は、弾性率の低い材料、すなわち永久磁石２０およびホールＩＣ３０に応力をかからない材料から形成される。本実施形態では、緩衝材５０は、例えばシリコンゴム等の材料が用いられる。
【００２１】
ホールＩＣ３０は、図１に示すように、ホール素子３１、ＤＳＰ３２、およびメモリ３３を有する。ホールＩＣ３０は、図２に示すように、ホール素子３１とＤＳＰ３２とメモリ３３との他に、アナログ−デジタル変換回路（以下、ＡＤＣという）３４、および、デジタル−アナログ変換回路（以下、ＤＡＣという）３５などがモールド部３６によりモールドされたＩＣチップである。
【００２２】
ホール素子３１は、半導体薄膜で形成されており、感磁面３１１を有する（図２参照）。ホール素子３１は、感磁面３１１を通る磁束のベクトルに対応する信号を出力する。ホールＩＣ３０は、感磁面３１１に垂直な方向と、永久磁石２０が発生する磁束の方向とが直交となるよう設けられている。ここで、ホール素子３１は特許請求の範囲における「磁気検出手段」に対応し、感磁面３１１に垂直な方向は特許請求の範囲における「感磁方向」に対応する。ホール素子３１は、モールド部３６を介して永久磁石２０と当接している。図２に示すように、ホールＩＣ３０は、ホール素子３１が回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置するよう設けられている。ホール素子３１の感磁面３１１に垂直な方向と、平坦面１１２に垂直な方向とが直交となるとき、ホール素子３１の出力値は０となる。
【００２３】
ＤＳＰ３２は、デジタル信号処理に特化したものであり、ホール素子３１から出力され、デジタル信号に変換された値に対し補正処理および回転角演算処理等の処理を行う。メモリ３３は、例えば、読み出し専用メモリ、および、書き込みおよび消去可能なメモリを含み、ＤＳＰ３２で使われる各種データが記憶されている。
【００２４】
続いて、回転角検出装置１の作動について説明する。
ホール素子３１は、ヨーク１１がホール素子３１および永久磁石２０に対して回転軸線Ｏの周りを相対回転することにより生じる磁束の密度に応じた信号を出力する。ＡＤＣ３４は、ホール素子３１が出力するアナログ値をデジタル値に変換し、ＤＳＰ３２に伝送する。以下、ＡＤＣ３４によって変換されたデジタル値を単に実出力値という。ＤＳＰ３２は、実出力値に対し多点補正等の補正処理および回転角演算処理等を行う。また、ＤＳＰ３２は、処理結果をＤＡＣ３５に伝送する。ＤＡＣ３５は、ＤＳＰ３２から伝送されたデジタル値をアナログ値に変換しＥＣＵ１００に出力する。
【００２５】
回転角検出装置１の作動時の磁束のベクトルを図３〜図５に示す。図３〜図５において、一方向矢印は磁束の方向を示す。また、ヨーク１１の回転軸心Ｏを通り平坦面１１２と直交する線をヨーク１１の基準線Ｌ１とし、ヨーク１１の回転軸心Ｏを通り感磁面３１１に平行な線をホール素子３１の基準線Ｌ０とする。図３はヨーク１１がホール素子３１に対し反時計回り方向に４５度回転したときの磁束ベクトルを示し、図４はヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度が０となるときの磁束ベクトルを示し、図５はヨーク１１がホール素子３１に対し時計回り方向に４５度回転したときの磁束ベクトルを示す。
【００２６】
また、ホール素子３１に対してヨーク１１が時計回り方向に位置するときにヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度を正角とし、ホール素子３１に対してヨーク１１が反時計回り方向に位置するときにヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度を負角とする。
【００２７】
ここで、ホール素子３１の出力を図６に示す。図６では、実出力値を実線Ｓ１で示し、ホール素子３１の理想直線出力値を破線Ｓｒで示し、ホール素子３１の理想サイン曲線出力値を一点鎖線Ｓｓで示す。図６に示すように、本実施形態では、実出力値（Ｓ１）は理想直線出力値（Ｓｒ）に近付いている。
【００２８】
また、実出力値に対して多点補正を行った結果を図７に示す。図７では、実出力値の誤差率を曲線Ｓｇで示し、多点補正後の実出力値の誤差率を曲線Ｓｇｈで示す。図７に示すように、本実施形態の実出力値に対して多点補正後、誤差率は大幅に減少する。
【００２９】
以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態では、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は固定部８０に固定され、ホールＩＣ３０は永久磁石２０に対して定位置に配置されている。これにより、ホール素子３１は永久磁石２０に対して定位置に配置される。このため、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が組付け毎に異なることを抑制することができる。よって、製品間の品質差を低減することができる。また、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ヨーク１１の内側に配置されているため、ホール素子３１を通過する磁束が外乱磁界の影響を受けることを抑制することができる。さらに、永久磁石２０とホール素子３１とを近く配置すれば、磁気回路の体格を小型にできる。
【００３０】
（２）本実施形態では、永久磁石２０とホールＩＣ３０とは互いに当接し、永久磁石２０とホール素子３１とはモールド部３６を介して当接している。
これにより、永久磁石２０とホールＩＣ３０との間の距離が０となり、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が一定となる。このため、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が組付け毎に異なることを防止することができ、製品間の品質差をさらに低減することができる。また、磁気回路の体格をより小型にでき、永久磁石２０から発生した磁束の減磁を抑制することができる。さらに、ホール素子３１を通過する磁束が受ける外乱磁界の影響をより抑制することができる。
【００３１】
（３）本実施形態では、感磁面３１１に垂直な方向と、永久磁石２０が発生する磁束の方向とが直交となるよう設けられている。
ホール素子３１は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動による磁束方向の変化に応じて、方向が異なる磁束ベクトルを検出することができる。このため、実出力値は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動によって正の値または負の値をとる。よって、実出力値の０値を跨る区間に対応する角度範囲を検出範囲とする場合、実出力値の直線性を高めることができる。
【００３２】
（４）本実施形態では、弦部１１１は平坦面１１２を有する。磁束は平坦面１１２と垂直となる方向から弦部１１１に入り込む。また、ホール素子３１を通り過ぎて、平坦面１１２から弦部１１１に入り込む磁束の密度は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動により均一に変化する。このため、ホール素子３１による検出精度を高めることができる。
【００３３】
（５）本実施形態では、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は緩衝材５０により覆われている。これにより、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は緩衝材５０により保護され、応力によるホール素子３１の出力変動、および、応力によるホール素子３１または永久磁石２０の損傷を抑制することができる。
（６）本実施形態では、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は、固定部８０に固定されている。これにより、ホール素子３１および永久磁石２０は、固定部８０とともに固定されているため、移動するときの振動などによるホール素子３１または永久磁石２０の損傷を抑制することができる。
【００３４】
（７）本実施形態では、ホール素子３１は、回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置する。ホール素子３１は、曲げられた磁束のみ検出する。ところで、ヨーク１１の回転角度に対して、ホール素子３１の磁気角度は減角する。このため、ホール素子３１を回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置させることで、実出力値の直線性範囲を広くすることができる。
（８）本実施形態では、実出力値に対して多点補正を行うことで、検出精度を高めることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の位置検出装置を図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の回転角検出装置２のヨーク１２は円筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する突出部１２１を有する。突出部１２１は特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。突出部１２１は、ホール素子３１に対向する平坦面１２２を有する。
本実施形態は、上記第１実施形態の効果と同様な効果を得ることができる。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による位置検出装置は、例えば自動車のトランスミッション、アクセル、ブレーキ等のストローク部に用いられ、ストローク部のストローク量を検出するストローク検出装置である。
【００３７】
本実施形態のストローク検出装置を図９〜図１４に基づいて説明する。
図９に示すように、ストローク検出装置３は、リニアアクチュエータ６０のストローク部６１と固定部８０との相対移動により検出された信号をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、ストローク検出装置３から出力された信号に基づいて、固定部８０に対するストローク部６１の相対ストローク量を算出し、リニアアクチュエータ６０をフィードバック制御する。以下、ストローク部６１の移動方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ方向と直交する図９の上下方向を「Ｙ方向」とする。
【００３８】
ストローク検出装置３は、図９に示すように、固定部８０、ヨーク１３、としての永久磁石２０、およびホールＩＣ３０等を備えている。ここで、固定部８０、永久磁石２０、およびホールＩＣ３０は、上記第１実施形態と実質的に同一の構成を有するため、説明を省略する。
【００３９】
ヨーク１３は、検出対象としてのストローク部６１に固定され、ストローク部６１とともにＸ方向に直線移動する。ヨーク１３は、磁性材料により矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する突出部１３１を有する。つまり、ヨーク１３は、Ｙ方向に垂直な断面の形状が「凹」字状である（図１０参照）。また、突出部１３１は、ヨーク１３の内側に平坦面１３２を有する。ここで、突出部１３１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４０】
永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ホールＩＣ３０が永久磁石２０と平坦面１３２との間に位置するようヨーク１３の内側に設けられ、固定部８０に固定されている。ホールＩＣ３０とヨーク１３とがＸ方向に相対直線移動するとき、ホール素子３１近傍の磁束のベクトルを図１１〜図１３に示す。ここで、平坦面１３２のＸ方向の中点を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１３の基準線Ｌ３とする。図１１はヨーク１３がホールＩＣ３０に対してＸ方向の左側に所定距離ｄ離れたときの磁束ベクトルを示し、図１２はヨーク１３とホール素子３１との相対ストローク量が０となるときの磁束ベクトルを示し、図１３はヨーク１３がホール素子３１に対してＸ方向の右側に所定距離ｄ離れたときの磁束ベクトルを示す。
【００４１】
ホールＩＣ３０は、リニアアクチュエータ６０のストローク部６１と固定部８０との相対移動により検出された信号をＥＣＵ１００に出力する。本実施形態のストローク検出装置３の出力を図１４に示す。ここで、実出力値を実線Ｓ３で示す。ホール素子３１が平坦面１３２に対向するとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１に対してヨーク１３がＸ方向の右側に位置するときのヨーク１３とホール素子３１との相対ストロークを正の値とし、ホール素子３１に対してヨーク１３がＸ方向の左側に位置するときのヨーク１３とホール素子３１との相対ストロークを負の値とする。本実施形態では、実出力値に対して多点補正を行う。
本実施形態は、上記第１実施形態の効果（１）〜（６）、（８）と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるストローク検出装置を図１５、１６に基づいて説明する。上記第３実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１５に示すように、本実施形態のストローク検出装置４のヨーク１４は、矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する円弧状の突出部１４１を有する。突出部１４１は、ヨーク１４の内側に、突出点１４２、第１弧面１４３、および第２弧面１４４を有する。突出点１４２を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１４の基準線Ｌ４とする。ここで、突出部１４１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、突出部１４１は、ヨーク１４の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点１４２を有する。本実施形態の実出力値を図１６の実線Ｓ４で示し、上記第３実施形態の実出力値を図１６の破線Ｓ３で示す。ここで、ホール素子３１が突出点１４２に対向するとき、実出力値は０となる。つまり、基準線Ｌ０と基準線Ｌ４とが重なるとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１が第１弧面１４３に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向と、ホール素子３１が第２弧面１４４に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向とは互いに逆となる。このため、第３実施形態に比べ、実出力値の直線性を高めることができる。
【００４４】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるストローク検出装置を図１７に基づいて説明する。上記第３実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１７に示すように、本実施形態のストローク検出装置５のヨーク１５は、矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する角状の突出部１５１を有する。突出部１５１は、ヨーク１５の内側に、突出点１５２、第１斜面１５３、および第２斜面１５４を有する。突出点１５２を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１５の基準線Ｌ５とする。ここで、突出部１５１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４５】
本実施形態では、突出部１５１は、ヨーク１５の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点１５２を有する。これにより、ホール素子３１が突出点１５２に対向するとき、実出力値は０となる。つまり、基準線Ｌ０と基準線Ｌ５とが重なるとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１が第１斜面１５３に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向と、ホール素子３１が第２斜面１５４に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向とは互いに逆となる。よって、本実施形態は、上記第４実施形態の効果と同様な効果を有する。
【００４６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、磁束発生手段としての永久磁石とホールＩＣとが当接する例を示した。これに対し、他の実施形態では、永久磁石とホールＩＣとを当接させずに固定することとしても良い。
【００４７】
上記実施形態では、磁束発生手段として永久磁石が用いられる。これに対し、他の実施形態では、磁束発生手段として例えば電磁石等を用いることとしても良い。
上記実施形態では、緩衝材としてシリコンゴムを使用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、樹脂、ゴム等の緩衝材を用いることとしても良い。
【００４８】
上記実施形態では、磁気検出手段としてホール素子を使用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、磁気検出手段として、磁気抵抗素子を用いることとしても良い。
また、上記実施形態では、ホール素子と永久磁石とがモールド部を介して当接している例を示した。これに対し、他の実施形態では、ホール素子と永久磁石とが直接に当接することとしても良い。
【００４９】
上記実施形態では、永久磁石が発生する磁束の方向と、ホール素子の感磁面に垂直となる方向とが直交する例を示した。これに対し、他の実施形態では、永久磁石が発生する磁束の方向と、ホール素子の感磁面に垂直となる方向とが平行になるよう、永久磁石およびホールＩＣを設けることとしても良い。
【００５０】
上記実施形態では、ヨークが検出対象（回転部、ストローク部）に設けられ、永久磁石およびホールＩＣが固定部に固定されている例を示した。これに対し、他の実施形態では、ヨークを固定部に設け、永久磁石およびホールＩＣを検出対象に設けることとしても良い。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１、２・・・回転角検出装置（位置検出装置）、
３、４、５・・・ストローク検出装置（位置検出装置）、
１１、１２、１３、１４、１５・・・ヨーク、
２０・・・永久磁石（磁束発生手段）、
３１・・・ホール素子（磁気検出手段）、
６１・・・ストローク部（検出対象）、
８０・・・固定部、
９０・・・回転部（検出対象）、
１１１・・・弦部（磁束流入部）、
１２１、１３１、１４１、１５１・・・突出部（磁束流入部）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出対象の位置を検出する位置検出装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されている回転角検出装置は、ホール素子、永久磁石、ヨーク等を備える。特許文献１の回転角検出装置は、検出対象に設けられている永久磁石およびヨークがホール素子に対して相対回転することにより変化する磁束ベクトルを検出することで検出対象の相対回転角を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示の位置検出装置の場合、ホール素子および永久磁石は個別に組付けられているため、永久磁石とホール素子との間の距離が組付け毎（製品毎）に異なるおそれがある。また、ホール素子と永久磁石との距離が大きいため、外乱磁界の影響を受け易くなる。さらに、出力の直線性を高めるためにホール素子と永久磁石との距離を大きくする必要があるため、磁気回路の体格が大きくなる。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、製品間の位置検出精度の差異を低減可能な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】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象の位置を検出し、固定された固定部、ヨーク、磁束発生手段、および、磁気検出手段を備える。磁束発生手段は、検出対象または固定部のいずれか一方に設けられる。ヨークは、検出対象または固定部のいずれか他方に設けられ、磁束発生手段の周囲に磁性材料により筒状に形成され、磁束発生手段が発生した磁束が優先的に流入する磁束流入部を有する。磁束流入部は、内壁の他の部分に対し、磁束発生手段に近接するよう形成される。磁気検出手段は、検出対象または固定部のいずれか一方に、磁束発生手段に対して定位置に配置される。磁気検出手段は、磁束流入部と磁束発生手段との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する。
【０００７】
これにより、磁気検出手段は、磁束発生手段および磁気検出手段と、ヨークとの相対回転により変化する磁束ベクトルを検出する。ここで、磁気検出手段は磁束発生手段に対して定位置に配置されているため、磁気検出手段と磁束発生手段との間の距離が組付け毎に異なることを抑制することができる。よって、製品間の品質差を低減することができる。また、磁束発生手段と磁気検出手段とは、ヨークの内側に配置されているため、磁気検出手段を通過する磁束が外乱磁界の影響を受けることを抑制することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、磁束発生手段と磁気検出手段とは、互いに当接している。ここで、「当接」というのは、磁束発生手段と磁気検出手段とが直接に当接する状態、または、磁束発生手段と磁気検出手段とが例えばモールド部を介して当接する状態を指す。
これにより、磁束発生手段と磁気検出手段とが当接することにより、磁束発生手段と磁気検出手段との間の距離が０となる。このため、磁気検出手段と磁束発生手段との間の距離が組付け毎に異なることを防止することができ、製品間の品質差をさらに低減することができる。また、磁気回路の体格を小型にでき、磁束発生手段から発生した磁束の減磁を抑制することができる。さらに、磁気検出手段を通過する磁束が受ける外乱磁界の影響をより抑制することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、検出手段は、磁束発生手段が発生する磁束の方向と直交する方向に感磁方向を設けている。
これにより、磁気検出手段は、磁気検出手段とヨークとの相対移動による磁束方向の変化に応じて、方向が異なる磁束ベクトルを検出することができる。このため、磁気検出手段により出力される信号は、磁気検出手段とヨークとの相対移動によって正の値または負の値をとる。よって、磁気検出手段により出力される信号の０値を跨る区間に対応する角度範囲を検出範囲とする場合、磁気検出手段により出力される信号の直線性を高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、磁束流入部は、平坦面を有する。
これにより、磁束は平坦面と垂直となる方向から磁束流入部に入り込む。また、磁気検出手段を通り過ぎて、平坦面から磁束流入部に入り込む磁束の密度は、磁気検出手段とヨークとの相対移動により均一に変化する。このため、磁気検出手段による検出精度を高めることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、磁束流入部は、ヨークの内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点を有する。
これにより、磁気検出手段が、突出点両側のうち、一方で検出される磁束の方向と、他方で検出される磁束の方向とが逆となる。このため、磁気検出手段が突出点を跨って移動するとき、磁気検出手段により出力される信号の直線性をより高めることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、磁気検出手段および磁束発生手段は緩衝材により覆われている。
これにより、磁気検出手段および磁束発生手段は緩衝材により保護され、応力による磁気検出手段の出力変動、および、応力による磁気検出手段または磁束発生手段の損傷を抑制することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、磁気検出手段および磁束発生手段は、固定部に設けられている。
これにより、磁気検出手段および磁束発生手段は、固定部とともに固定されているため、移動するときの振動などによる磁気検出手段または磁束発生手段の損傷を抑制することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象が固定部に対して相対回転し、磁束検出手段が検出対象の相対回転角度を検出する回転角検出装置に適用される。
また、請求項９に係る発明によると、磁束検出手段は、検出対象の回転軸線上に位置する。
【００１５】
磁気検出手段は、曲げられた磁束のみ検出する。ところで、ヨークの回転角度に対して、磁気検出手段の磁気角度は減角する。このため、磁気検出手段を検出対象の回転軸線上に位置させることで磁気検出手段により出力される信号の直線性範囲を広くすることができる。
【００１６】
請求項１０に係る発明によると、位置検出装置は、検出対象が固定部に対して相対直線運動し、磁束検出手段が検出対象の相対直線変位量を検出するストローク検出装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による回転角検出装置を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図４】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図５】本発明の第１実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図６】本発明の第１実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態のホール素子の出力の誤差率を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態の回転角検出装置を示す断面図。
【図９】本発明の第３実施形態のストローク検出装置を示す模式図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１２】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１３】本発明の第３実施形態の磁束の密度を示す模式図。
【図１４】本発明の第３実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図１５】本発明の第４実施形態のストローク検出装置を示す断面図。
【図１６】本発明の第４実施形態のホール素子の出力を示す図。
【図１７】本発明の第５実施形態のストローク検出装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による位置検出装置は、例えば、車両のスロットル弁等の回転部に用いられ、回転部の回転角度を検出する回転角検出装置である。回転角検出装置１は、図１に示すように、固定部８０、ヨーク１１、「磁束発生手段」としての永久磁石２０、およびホールＩＣ３０等を備えている。
【００１９】
固定部８０は、例えば図示しないスロットルボディに固定されている。
ヨーク１１は、磁性材料により円筒状に形成されている（図２参照）。また、ヨーク１１は、「検出対象」としての回転部９０に設けられ、回転部９０とともに回転する。ヨーク１１は板状の弦部１１１を有する。弦部１１１は、ヨーク１１の内壁の他の部分に対し内側方向に形成される。弦部１１１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。弦部１１１の内壁には平坦面１１２が形成されている。
【００２０】
図１、２に示すように、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ヨーク１１の内側に位置するよう、固定部８０に固定されている。つまり、ホールＩＣ３０は、永久磁石２０に対して定位置に配置されている。永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、緩衝材５０によりセンサカバー４０内に封止され、互いに当接するよう一体に固定されている。ここで、緩衝材５０は、弾性率の低い材料、すなわち永久磁石２０およびホールＩＣ３０に応力をかからない材料から形成される。本実施形態では、緩衝材５０は、例えばシリコンゴム等の材料が用いられる。
【００２１】
ホールＩＣ３０は、図１に示すように、ホール素子３１、ＤＳＰ３２、およびメモリ３３を有する。ホールＩＣ３０は、図２に示すように、ホール素子３１とＤＳＰ３２とメモリ３３との他に、アナログ−デジタル変換回路（以下、ＡＤＣという）３４、および、デジタル−アナログ変換回路（以下、ＤＡＣという）３５などがモールド部３６によりモールドされたＩＣチップである。
【００２２】
ホール素子３１は、半導体薄膜で形成されており、感磁面３１１を有する（図２参照）。ホール素子３１は、感磁面３１１を通る磁束のベクトルに対応する信号を出力する。ホールＩＣ３０は、感磁面３１１に垂直な方向と、永久磁石２０が発生する磁束の方向とが直交となるよう設けられている。ここで、ホール素子３１は特許請求の範囲における「磁気検出手段」に対応し、感磁面３１１に垂直な方向は特許請求の範囲における「感磁方向」に対応する。ホール素子３１は、モールド部３６を介して永久磁石２０と当接している。図２に示すように、ホールＩＣ３０は、ホール素子３１が回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置するよう設けられている。ホール素子３１の感磁面３１１に垂直な方向と、平坦面１１２に垂直な方向とが直交となるとき、ホール素子３１の出力値は０となる。
【００２３】
ＤＳＰ３２は、デジタル信号処理に特化したものであり、ホール素子３１から出力され、デジタル信号に変換された値に対し補正処理および回転角演算処理等の処理を行う。メモリ３３は、例えば、読み出し専用メモリ、および、書き込みおよび消去可能なメモリを含み、ＤＳＰ３２で使われる各種データが記憶されている。
【００２４】
続いて、回転角検出装置１の作動について説明する。
ホール素子３１は、ヨーク１１がホール素子３１および永久磁石２０に対して回転軸線Ｏの周りを相対回転することにより生じる磁束の密度に応じた信号を出力する。ＡＤＣ３４は、ホール素子３１が出力するアナログ値をデジタル値に変換し、ＤＳＰ３２に伝送する。以下、ＡＤＣ３４によって変換されたデジタル値を単に実出力値という。ＤＳＰ３２は、実出力値に対し多点補正等の補正処理および回転角演算処理等を行う。また、ＤＳＰ３２は、処理結果をＤＡＣ３５に伝送する。ＤＡＣ３５は、ＤＳＰ３２から伝送されたデジタル値をアナログ値に変換しＥＣＵ１００に出力する。
【００２５】
回転角検出装置１の作動時の磁束のベクトルを図３〜図５に示す。図３〜図５において、一方向矢印は磁束の方向を示す。また、ヨーク１１の回転軸心Ｏを通り平坦面１１２と直交する線をヨーク１１の基準線Ｌ１とし、ヨーク１１の回転軸心Ｏを通り感磁面３１１に平行な線をホール素子３１の基準線Ｌ０とする。図３はヨーク１１がホール素子３１に対し反時計回り方向に４５度回転したときの磁束ベクトルを示し、図４はヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度が０となるときの磁束ベクトルを示し、図５はヨーク１１がホール素子３１に対し時計回り方向に４５度回転したときの磁束ベクトルを示す。
【００２６】
また、ホール素子３１に対してヨーク１１が時計回り方向に位置するときにヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度を正角とし、ホール素子３１に対してヨーク１１が反時計回り方向に位置するときにヨーク１１とホール素子３１との相対回転角度を負角とする。
【００２７】
ここで、ホール素子３１の出力を図６に示す。図６では、実出力値を実線Ｓ１で示し、ホール素子３１の理想直線出力値を破線Ｓｒで示し、ホール素子３１の理想サイン曲線出力値を一点鎖線Ｓｓで示す。図６に示すように、本実施形態では、実出力値（Ｓ１）は理想直線出力値（Ｓｒ）に近付いている。
【００２８】
また、実出力値に対して多点補正を行った結果を図７に示す。図７では、実出力値の誤差率を曲線Ｓｇで示し、多点補正後の実出力値の誤差率を曲線Ｓｇｈで示す。図７に示すように、本実施形態の実出力値に対して多点補正後、誤差率は大幅に減少する。
【００２９】
以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態では、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は固定部８０に固定され、ホールＩＣ３０は永久磁石２０に対して定位置に配置されている。これにより、ホール素子３１は永久磁石２０に対して定位置に配置される。このため、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が組付け毎に異なることを抑制することができる。よって、製品間の品質差を低減することができる。また、永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ヨーク１１の内側に配置されているため、ホール素子３１を通過する磁束が外乱磁界の影響を受けることを抑制することができる。さらに、永久磁石２０とホール素子３１とを近く配置すれば、磁気回路の体格を小型にできる。
【００３０】
（２）本実施形態では、永久磁石２０とホールＩＣ３０とは互いに当接し、永久磁石２０とホール素子３１とはモールド部３６を介して当接している。
これにより、永久磁石２０とホールＩＣ３０との間の距離が０となり、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が一定となる。このため、永久磁石２０とホール素子３１との間の距離が組付け毎に異なることを防止することができ、製品間の品質差をさらに低減することができる。また、磁気回路の体格をより小型にでき、永久磁石２０から発生した磁束の減磁を抑制することができる。さらに、ホール素子３１を通過する磁束が受ける外乱磁界の影響をより抑制することができる。
【００３１】
（３）本実施形態では、感磁面３１１に垂直な方向と、永久磁石２０が発生する磁束の方向とが直交となるよう設けられている。
ホール素子３１は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動による磁束方向の変化に応じて、方向が異なる磁束ベクトルを検出することができる。このため、実出力値は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動によって正の値または負の値をとる。よって、実出力値の０値を跨る区間に対応する角度範囲を検出範囲とする場合、実出力値の直線性を高めることができる。
【００３２】
（４）本実施形態では、弦部１１１は平坦面１１２を有する。磁束は平坦面１１２と垂直となる方向から弦部１１１に入り込む。また、ホール素子３１を通り過ぎて、平坦面１１２から弦部１１１に入り込む磁束の密度は、ホール素子３１とヨーク１１との相対移動により均一に変化する。このため、ホール素子３１による検出精度を高めることができる。
【００３３】
（５）本実施形態では、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は緩衝材５０により覆われている。これにより、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は緩衝材５０により保護され、応力によるホール素子３１の出力変動、および、応力によるホール素子３１または永久磁石２０の損傷を抑制することができる。
（６）本実施形態では、ホールＩＣ３０および永久磁石２０は、固定部８０に固定されている。これにより、ホール素子３１および永久磁石２０は、固定部８０とともに固定されているため、移動するときの振動などによるホール素子３１または永久磁石２０の損傷を抑制することができる。
【００３４】
（７）本実施形態では、ホール素子３１は、回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置する。ホール素子３１は、曲げられた磁束のみ検出する。ところで、ヨーク１１の回転角度に対して、ホール素子３１の磁気角度は減角する。このため、ホール素子３１を回転部９０の回転軸線Ｏ上に位置させることで、実出力値の直線性範囲を広くすることができる。
（８）本実施形態では、実出力値に対して多点補正を行うことで、検出精度を高めることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の位置検出装置を図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の回転角検出装置２のヨーク１２は円筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する突出部１２１を有する。突出部１２１は特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。突出部１２１は、ホール素子３１に対向する平坦面１２２を有する。
本実施形態は、上記第１実施形態の効果と同様な効果を得ることができる。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による位置検出装置は、例えば自動車のトランスミッション、アクセル、ブレーキ等のストローク部に用いられ、ストローク部のストローク量を検出するストローク検出装置である。
【００３７】
本実施形態のストローク検出装置を図９〜図１４に基づいて説明する。
図９に示すように、ストローク検出装置３は、リニアアクチュエータ６０のストローク部６１と固定部８０との相対移動により検出された信号をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、ストローク検出装置３から出力された信号に基づいて、固定部８０に対するストローク部６１の相対ストローク量を算出し、リニアアクチュエータ６０をフィードバック制御する。以下、ストローク部６１の移動方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ方向と直交する図９の上下方向を「Ｙ方向」とする。
【００３８】
ストローク検出装置３は、図９に示すように、固定部８０、ヨーク１３、としての永久磁石２０、およびホールＩＣ３０等を備えている。ここで、固定部８０、永久磁石２０、およびホールＩＣ３０は、上記第１実施形態と実質的に同一の構成を有するため、説明を省略する。
【００３９】
ヨーク１３は、検出対象としてのストローク部６１に固定され、ストローク部６１とともにＸ方向に直線移動する。ヨーク１３は、磁性材料により矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する突出部１３１を有する。つまり、ヨーク１３は、Ｙ方向に垂直な断面の形状が「凹」字状である（図１０参照）。また、突出部１３１は、ヨーク１３の内側に平坦面１３２を有する。ここで、突出部１３１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４０】
永久磁石２０およびホールＩＣ３０は、ホールＩＣ３０が永久磁石２０と平坦面１３２との間に位置するようヨーク１３の内側に設けられ、固定部８０に固定されている。ホールＩＣ３０とヨーク１３とがＸ方向に相対直線移動するとき、ホール素子３１近傍の磁束のベクトルを図１１〜図１３に示す。ここで、平坦面１３２のＸ方向の中点を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１３の基準線Ｌ３とする。図１１はヨーク１３がホールＩＣ３０に対してＸ方向の左側に所定距離ｄ離れたときの磁束ベクトルを示し、図１２はヨーク１３とホール素子３１との相対ストローク量が０となるときの磁束ベクトルを示し、図１３はヨーク１３がホール素子３１に対してＸ方向の右側に所定距離ｄ離れたときの磁束ベクトルを示す。
【００４１】
ホールＩＣ３０は、リニアアクチュエータ６０のストローク部６１と固定部８０との相対移動により検出された信号をＥＣＵ１００に出力する。本実施形態のストローク検出装置３の出力を図１４に示す。ここで、実出力値を実線Ｓ３で示す。ホール素子３１が平坦面１３２に対向するとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１に対してヨーク１３がＸ方向の右側に位置するときのヨーク１３とホール素子３１との相対ストロークを正の値とし、ホール素子３１に対してヨーク１３がＸ方向の左側に位置するときのヨーク１３とホール素子３１との相対ストロークを負の値とする。本実施形態では、実出力値に対して多点補正を行う。
本実施形態は、上記第１実施形態の効果（１）〜（６）、（８）と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるストローク検出装置を図１５、１６に基づいて説明する。上記第３実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１５に示すように、本実施形態のストローク検出装置４のヨーク１４は、矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する円弧状の突出部１４１を有する。突出部１４１は、ヨーク１４の内側に、突出点１４２、第１弧面１４３、および第２弧面１４４を有する。突出点１４２を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１４の基準線Ｌ４とする。ここで、突出部１４１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、突出部１４１は、ヨーク１４の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点１４２を有する。本実施形態の実出力値を図１６の実線Ｓ４で示し、上記第３実施形態の実出力値を図１６の破線Ｓ３で示す。ここで、ホール素子３１が突出点１４２に対向するとき、実出力値は０となる。つまり、基準線Ｌ０と基準線Ｌ４とが重なるとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１が第１弧面１４３に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向と、ホール素子３１が第２弧面１４４に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向とは互いに逆となる。このため、第３実施形態に比べ、実出力値の直線性を高めることができる。
【００４４】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるストローク検出装置を図１７に基づいて説明する。上記第３実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１７に示すように、本実施形態のストローク検出装置５のヨーク１５は、矩形の筒状に形成され、内壁の他の部分に対し内側方向に突出する角状の突出部１５１を有する。突出部１５１は、ヨーク１５の内側に、突出点１５２、第１斜面１５３、および第２斜面１５４を有する。突出点１５２を通りＸ方向およびＹ方向と直交する線をヨーク１５の基準線Ｌ５とする。ここで、突出部１５１は、特許請求の範囲における「磁束流入部」に対応する。
【００４５】
本実施形態では、突出部１５１は、ヨーク１５の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点１５２を有する。これにより、ホール素子３１が突出点１５２に対向するとき、実出力値は０となる。つまり、基準線Ｌ０と基準線Ｌ５とが重なるとき、実出力値は０となる。また、ホール素子３１が第１斜面１５３に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向と、ホール素子３１が第２斜面１５４に対向するときに検出される磁束ベクトルの方向とは互いに逆となる。よって、本実施形態は、上記第４実施形態の効果と同様な効果を有する。
【００４６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、磁束発生手段としての永久磁石とホールＩＣとが当接する例を示した。これに対し、他の実施形態では、永久磁石とホールＩＣとを当接させずに固定することとしても良い。
【００４７】
上記実施形態では、磁束発生手段として永久磁石が用いられる。これに対し、他の実施形態では、磁束発生手段として例えば電磁石等を用いることとしても良い。
上記実施形態では、緩衝材としてシリコンゴムを使用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、樹脂、ゴム等の緩衝材を用いることとしても良い。
【００４８】
上記実施形態では、磁気検出手段としてホール素子を使用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、磁気検出手段として、磁気抵抗素子を用いることとしても良い。
また、上記実施形態では、ホール素子と永久磁石とがモールド部を介して当接している例を示した。これに対し、他の実施形態では、ホール素子と永久磁石とが直接に当接することとしても良い。
【００４９】
上記実施形態では、永久磁石が発生する磁束の方向と、ホール素子の感磁面に垂直となる方向とが直交する例を示した。これに対し、他の実施形態では、永久磁石が発生する磁束の方向と、ホール素子の感磁面に垂直となる方向とが平行になるよう、永久磁石およびホールＩＣを設けることとしても良い。
【００５０】
上記実施形態では、ヨークが検出対象（回転部、ストローク部）に設けられ、永久磁石およびホールＩＣが固定部に固定されている例を示した。これに対し、他の実施形態では、ヨークを固定部に設け、永久磁石およびホールＩＣを検出対象に設けることとしても良い。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１、２・・・回転角検出装置（位置検出装置）、
３、４、５・・・ストローク検出装置（位置検出装置）、
１１、１２、１３、１４、１５・・・ヨーク、
２０・・・永久磁石（磁束発生手段）、
３１・・・ホール素子（磁気検出手段）、
６１・・・ストローク部（検出対象）、
８０・・・固定部、
９０・・・回転部（検出対象）、
１１１・・・弦部（磁束流入部）、
１２１、１３１、１４１、１５１・・・突出部（磁束流入部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象（６１、９０）の位置を検出する位置検出装置（１、２、３、４、５）であって、
固定部（８０）と、
前記検出対象または前記固定部のいずれか一方に設けられる磁束発生手段（２０）と、
前記検出対象または前記固定部のいずれか他方に設けられ、前記磁束発生手段の周囲に磁性材料により筒状に形成され、内壁の他の部分に対し前記磁束発生手段に近接するよう形成され、前記磁束発生手段が発生した磁束が優先的に流入する磁束流入部（１１１、１２１、１３１、１４１、１５１）を有するヨーク（１１、１２、１３、１４、１５）と、
前記磁束発生手段に対して定位置に配置され、前記磁束流入部と前記磁束発生手段との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する磁気検出手段（３０）と、
を備える位置検出装置。
【請求項２】
前記磁束発生手段と前記磁気検出手段とは、互いに当接していることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出手段は、前記磁束発生手段が発生する磁束の方向と直交する方向に感磁方向を設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記磁束流入部（１１１、１２１、１３１）は、前記ヨーク（１１、１２、１３）の内側に平坦面（１１２、１２２、１３２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置（１、２、３）。
【請求項５】
前記磁束流入部（１４１、１５１）は、前記ヨーク（１４、１５）の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点（１４２、１５２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置（４、５）。
【請求項６】
前記磁気検出手段および前記磁束発生手段は緩衝材（５０）により覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気検出手段および前記磁束発生手段は、前記固定部に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記検出対象（９０）は、前記固定部に対して相対回転し、
前記磁束検出手段は、前記検出対象の相対回転角度を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置検出装置（１、２）。
【請求項９】
前記磁束検出手段は、前記検出対象の回転軸線上に位置することを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記検出対象（６１）は、前記固定部に対して相対直線運動し、
前記磁束検出手段は、前記検出対象の相対直線変位量を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置検出装置（３、４、５）。
【請求項１】
検出対象（６１、９０）の位置を検出する位置検出装置（１、２、３、４、５）であって、
固定部（８０）と、
前記検出対象または前記固定部のいずれか一方に設けられる磁束発生手段（２０）と、
前記検出対象または前記固定部のいずれか他方に設けられ、前記磁束発生手段の周囲に磁性材料により筒状に形成され、内壁の他の部分に対し前記磁束発生手段に近接するよう形成され、前記磁束発生手段が発生した磁束が優先的に流入する磁束流入部（１１１、１２１、１３１、１４１、１５１）を有するヨーク（１１、１２、１３、１４、１５）と、
前記磁束発生手段に対して定位置に配置され、前記磁束流入部と前記磁束発生手段との間の磁束の密度および角度に応じた信号を出力する磁気検出手段（３０）と、
を備える位置検出装置。
【請求項２】
前記磁束発生手段と前記磁気検出手段とは、互いに当接していることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出手段は、前記磁束発生手段が発生する磁束の方向と直交する方向に感磁方向を設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記磁束流入部（１１１、１２１、１３１）は、前記ヨーク（１１、１２、１３）の内側に平坦面（１１２、１２２、１３２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置（１、２、３）。
【請求項５】
前記磁束流入部（１４１、１５１）は、前記ヨーク（１４、１５）の内側の他の部分に対し内側方向に突出する突出点（１４２、１５２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置（４、５）。
【請求項６】
前記磁気検出手段および前記磁束発生手段は緩衝材（５０）により覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気検出手段および前記磁束発生手段は、前記固定部に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記検出対象（９０）は、前記固定部に対して相対回転し、
前記磁束検出手段は、前記検出対象の相対回転角度を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置検出装置（１、２）。
【請求項９】
前記磁束検出手段は、前記検出対象の回転軸線上に位置することを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記検出対象（６１）は、前記固定部に対して相対直線運動し、
前記磁束検出手段は、前記検出対象の相対直線変位量を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置検出装置（３、４、５）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−５０４３７（Ｐ２０１３−５０４３７Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６１８１３（Ｐ２０１２−６１８１３）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]