非接触式位置検出センサ
【課題】 精度の高い非接触式位置検出センサを安価に製作することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係る非接触式位置検出センサは、可動部２３が固定部２１に対して一定方向に移動すると、磁束検出素子３０が検出する磁束密度が変化することで、固定部２１に対する可動部２３の相対位置が求められる構成の非接触式位置検出センサ２０であって、磁石４３には、磁束を誘導するためのヨーク４１，４２が接続されており、ヨーク４１，４２には磁束を誘導する部分の途中に隙間Ｇが設けられており、磁束検出素子３０は、固定部２１に対して可動部２３が移動することにより、ヨーク４１，４２の隙間Ｇ内を一定方向に相対移動する構成であり、ヨーク４１，４２の隙間Ｇを構成する部分は、磁束検出素子３０が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。
【解決手段】 本発明に係る非接触式位置検出センサは、可動部２３が固定部２１に対して一定方向に移動すると、磁束検出素子３０が検出する磁束密度が変化することで、固定部２１に対する可動部２３の相対位置が求められる構成の非接触式位置検出センサ２０であって、磁石４３には、磁束を誘導するためのヨーク４１，４２が接続されており、ヨーク４１，４２には磁束を誘導する部分の途中に隙間Ｇが設けられており、磁束検出素子３０は、固定部２１に対して可動部２３が移動することにより、ヨーク４１，４２の隙間Ｇ内を一定方向に相対移動する構成であり、ヨーク４１，４２の隙間Ｇを構成する部分は、磁束検出素子３０が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来の非接触式位置検出センサが特許文献１に記載されている。
非接触式位置検出センサ９０は、図６に示すように、可動部であるシャフト９２の基端部に取付けられた磁石アッセンブリ９３を備えている。磁石アッセンブリ９３は、略扁平Ｖ字形の上磁石９３ｕと下磁石９３ｄとから構成されている。磁石アッセンブリ９３は、固定部である上磁極片９５ｕの先端部と下磁極片９５ｄの先端部との間に配置されており、その上磁極片９５ｕの基端部と下磁極片９５ｄの基端部との間に磁束センサ９８が配置されている。
上記構成により、磁石アッセンブリ９３がシャフト９２と共に軸方向に移動すると、その移動量に応じて上磁極片９５ｕ及び下磁極片９５ｄを通る磁束の密度が変化し、その磁束密度の変化が磁束センサ９８によって検出される。したがって、磁束センサ９８の磁束密度検出値から上磁極片９５ｕ及び下磁極片９５ｄに対する磁石アッセンブリ９３の位置を求めることが可能になる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０８５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した非接触式位置検出センサ９０では、略扁平Ｖ字形に加工された上磁石９３ｕと下磁石９３ｄとからなる磁石アッセンブリ９３を使用する。一般的に、磁石は金属紛を型内に圧入して焼結することにより成形されるため、金属を切削等して所定形状に加工する場合と比べて加工精度が低い。このため、希望する加工精度を得るためには、後行程で磁石アッセンブリ９３の仕上げ加工を行う必要があり、製作コストが高くなる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、磁石の代わりに精密加工が可能なヨークを加工できるようにして、精度の高い非接触式位置検出センサを安価に製作できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサであって、前記磁石には、磁束を誘導するためのヨークが接続されており、前記ヨークには磁束を誘導する部分の途中に隙間が設けられており、前記磁束検出素子は、前記固定部に対して前記可動部が移動することにより、前記ヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成であり、前記ヨークの隙間を構成する部分は、前記磁束検出素子がその隙間内を一定方向に相対移動する際に、前記磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、固定部に対して可動部が一定方向に移動することにより、磁束検出素子はヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成である。さらに、ヨークの隙間を構成する部分は、磁束検出素子がヨークの隙間内を一定方向に相対移動する際に、その磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。一般的に、ヨークは鉄片等から構成されるため、切削加工やプレス加工が可能であり、高精度の加工を比較的に安価に行える。本発明では、磁石を加工せずにヨークの隙間を構成する部分を加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサを安価に製作できるようになる。
【０００７】
請求項２の発明は、磁石のＮ極側に接続された第１ヨークと、前記磁石のＳ極側に接続されており、前記第１ヨークと対向して設けられた第２ヨークとを備え、前記第１ヨークと第２ヨークとの間の隙間は、前記磁石から離れて各々のヨークの先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、磁束検出素子は、前記隙間内を前記磁石の近傍から前記ヨークの先端近傍まで相対移動可能に構成されていることを特徴とする。
このため、固定部に対して可動部を移動させる際の磁束密度の変化パターンが比較的簡単なグラフで表せるようになる。例えば、磁束検出素子が第１ヨークと第２ヨークとの隙間内を磁石から離れる方向に（ヨークの先端方向に）相対移動すると、その移動量に応じて磁束検出素子が検出する磁束密度は小さくなる。
【０００８】
請求項３の発明によると、磁束検出素子は乗用車のシフトレバーのハウジングに固定された固定部に装着されており、磁石及び第１ヨーク、第２ヨークは乗用車のシフトレバーに連結された可動部に装着されており、前記シフトレバーと可動部との間には、そのシフトレバーの回動運動を可動部の直線運動に変換するための運動変換機構が設けられていることを特徴とする。
このため、非接触式位置検出センサを使用してシフトレバーのシフトポジションを検出可能になる。ここで、シフトレバーが回動運動をしても、運動変換機構がその回動運動を直線運動に変換するため、可動部は固定部に対して直線運動を行うようになる。このため、シフトポジションと磁束密度との関係づけが容易になる。
【０００９】
請求項４の発明によると、固定部と可動部との間には、その可動部を前記固定部に対して一定方向に移動可能にガイドするためのガイド部材が設けられていることを特徴とする。このため、ガイド部材の働きにより、可動部は固定部に対して安定した状態で一定方向に移動するようになる。
請求項５の発明によると、複数個の磁束検出素子が一組で使用されていることを特徴とする。このため、複数個の磁束検出素子の出力を比較することにより異常を検出することが可能になり、非接触式位置検出センサの信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、磁石を加工せずにヨークを加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサを安価に製作できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の実施形態１に係る非接触式位置検出センサについて説明する。本実施形態に係る非接触式位置検出センサは、乗用車のシフトレバーの位置検出に使用されるセンサである。図１は本実施形態に係る非接触式位置検出センサの磁石及びヨークとホール素子との関係を表す側面図等、図２は非接触式位置検出センサの外形図等、図３は非接触式位置検出センサの磁石及びヨークを表す側面図等である。図４は非接触式位置検出センサをシフトレバー装置に装着した状態を表す斜視図等、図５はその縦断面図である。ここで、シフトレバー装置の幅方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として図示する。
【００１２】
本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０の説明を行う前に、先ず、シフトレバー装置１０の概略説明を行う。
シフトレバー装置１０は、図４、図５に示すように、シフトレバー１６と、そのシフトレバー１６を前後回動可能に支持するハウジング１４と、ハウジング１４の上部を覆う表面カバー１２とから構成されている。ここで、図５は図４（Ｂ）のV-V矢視断面図を表している。
図５に示すように、シフトレバー１６の基端部（下端部）には、そのシフトレバー１６に対して直角に短管１６ｘが固定されており、その短管１６ｘに回転中心軸１４ｐが通されている。回転中心軸１４ｐは、ハウジング１４の下端部を幅方向（Ｘ方向）に横断しており、その回転中心軸１４ｐの両端部が前記ハウジング１４の両側板によって支持されている。このため、シフトレバー１６は、回転中心軸１４ｐの回りをハウジング１４の前後方向（シフトレバー装置１０の前後方向）に回動可能となる。
【００１３】
また、シフトレバー１６の側面には、図５に示すように、短管１６ｘの上方に連結ピン１６ｃが左方向に突出形成されており、その連結ピン１６ｃの先端が後記する非接触式位置検出センサ２０の可動板２３の突起部２５と係合している。前記連結ピン１６ｃは、図４（Ｂ）に示すように、シフトレバー１６が回転中心軸１４ｐの回りを前後方向に回動する際に、その回転中心軸１４ｐを中心に円弧運動をするようになる（矢印参照）。
シフトレバー装置１０のハウジング１４には、左側面に非接触式位置検出センサ２０が装着された状態で、上方から表面カバー１２が被せられる。表面カバー１２には前後に長い開口１２ｈが形成されており、その開口１２ｈの右端縁にシフトポジション（Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２（セカンド）及びＬ（ロー））が順番に刻印されている。シフトレバー１６は、表面カバー１２の開口１２ｈに通されており、そのシフトレバー１６が各シフトポジションの位置まで回動した時に、乗用車の変速機が各シフトポジションの状態に切替わるように構成されている。なお、シフトレバー１６の把手１６ｔは、そのシフトレバー１６が表面カバー１２の開口１２ｈに通された後に取付けられる。
【００１４】
次に、非接触式位置検出センサ２０の説明を行う。
非接触式位置検出センサ２０は、シフトレバー１６が上記したシフトポジション（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，Ｌ）のうちどのポジションにあるかを検出するためのセンサであり、前述のように、ハウジング１４の左側面に取付けられている。
非接触式位置検出センサ２０は、図１（Ａ）等に示すように、浅い箱形に形成されたセンサケース２１を備えている。ここで、図１（Ａ）はセンサケース２１の内部を表しており、図２（Ａ）はセンサケース２１の外形図を表している。また、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のB−B矢視断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のB−B矢視断面図である。
センサケース２１は、その長手方向がシフトレバー装置１０の前後方向（Ｙ方向）と一致するように立てられた状態で、例えば、ボルト等により、そのシフトレバー装置１０のハウジング１４の左側面に固定される。センサケース２１の底板２１ｅ（ハウジング１４側の壁板）には、Ｙ方向に延びる中心線Ｃ上のほぼ中央位置に長孔状の開口２１ｈが形成されており、その開口２１ｈの前方にホール素子３０が二台一組で設置されている。
ホール素子３０は、ホール効果を利用して磁束密度を検出するための素子であり、センサケース２１の底板２１ｅの裏側（ハウジング１４側）に設けられた電気回路（図示省略）に接続されている。
即ち、ホール素子３０が本発明の磁束検出素子に相当する。
【００１５】
センサケース２１の内側には、そのセンサケース２１の内壁面に沿って前後方向（Ｙ方向）に移動可能な可動板２３が収納されている。可動板２３は、図１（Ａ）、図２（Ａ）に示すように、略長方形状に形成されており、前辺２３ｆから中央部にかけて中心線Ｃに沿って一定幅の切欠き２３ｋが形成されている。
可動板２３の表面側（ハウジング１４と反対側）には、図１（Ａ）に示すように、切欠き２３ｋの上側に板状の第１ヨーク４１が固定されており、その切欠き２３ｋの下側に同じく板状の第２ヨーク４２が固定されている。そして、第１ヨーク４１の基端部と第２ヨーク４２の基端部とが、切欠き２３ｋの後側（図１（Ａ）において右側）に固定された角形の磁石４３に接続されている。なお、磁石４３は、第１ヨーク４１側がＮ極、第２ヨーク４２側がＳ極となるように、可動板２３に取付けられている（図３（Ａ）参照）。
【００１６】
第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２は磁石４３の磁束を誘導するための部材であり、強磁性体である鉄片を機械加工することにより形成されている。第１ヨーク４１と第２ヨーク４２とは中心線Ｃに対して対称となるように成形されており、第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨークの上端面４２ｔとが切欠き２３ｋを挟んで対向している。第１ヨーク４１の下端面４１ｔは先端側で高くなるように傾斜しており、第２ヨークの上端面４２ｔは先端側で低くなるように傾斜している。このため、第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨークの上端面４２ｔとの間の隙間Ｇは、磁石４３から離れて各々のヨーク４１，４２の先端に近づくにつれて広くなるように構成されている。
【００１７】
可動板２３の裏面側（ヨーク４１，４２、磁石４３と反対側）には、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、突起部２５が形成されており、その突起部２５がセンサケース２１の底板２１ｅの開口２１ｈを通ってハウジング１４側に突出している。突起部２５は、図１（Ａ）の点線に示すように、断面逆Ｕ字形に形成されて、その内側に縦長の凹部２５ｅが形成されている。そして、可動板２３の突起部２５の凹部２５ｅにシフトレバー１６の連結ピン１６ｃの先端が係合している。上記構成により、シフトレバー１６が後退限位置から前方に回動させられると、そのシフトレバーの連結ピン１６ｃが前方に円弧運動しながら突起部２５を前方に押圧する。突起部２５は前後方向（Ｙ方向）の移動のみを許容されているため、シフトレバー１６の連結ピン１６ｃは突起部２５の凹部２５ｅ内で上方あるいは下方に移動しながら、その突起部２５を前方（図１において左方向）に押圧するようになる。
【００１８】
これによって、突起部２５と共に可動板２３、及び第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３とが前方（Ｙ方向）に移動し、ホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って磁石４３に近づく方向（後方）に相対移動するようになる。また、シフトレバー１６が前進限位置から後方に回動させられると、上記とは逆に、ホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って磁石４３から離れる方向（前方）に相対移動するようになる。
即ち、センサケース２１に収納された可動板２３が本発明の可動部に相当し、そのセンサケース２１が本発明の固定部に相当する。また、可動板２３の突起部２５の凹部２５ｅとシフトレバー１６の連結ピン１６ｃとが本発明の運動変換機構に相当する。さらに、センサケース２１の内壁面が本発明のガイド部材に相当する。
【００１９】
図３（Ａ）は、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対移動するホール素子３０の各々の位置（ｙ３〜−ｙ３）を表している。また、図３（Ｂ）は、ホール素子３０の位置（横軸）と磁束密度（縦軸）との関係を表すグラフである。ここで、図３（Ｂ）おいて×で表すグラフは雰囲気温度が約−40℃におけるホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表しており、□で表すグラフは常温下（20℃）でのホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表している。また、△で表すデータは約80℃下でのホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表している。なお、ホール素子３０が接続される電気回路には温度補償回路が設けられており、温度変化で磁束密度の検出値が変化しないように配慮されている。
例えば、常温下（20℃）で、ホール素子３０が隙間Ｇの中央位置ｙ０にあるとき、そのホール素子３０によって検出される磁束密度はｂ０（mT）（以下、単位省略）となる。また、ホール素子３０が中央位置ｙ０よりも前側（磁石４３から離れる側）の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３にあるときは、そのホール素子３０によって検出される磁束密度は減少してｂ１、ｂ２、ｂ３（ｂ０＞ｂ１＞ｂ２＞ｂ３）となる。さらに、ホール素子３０が中央位置ｙ０よりも後側（磁石４３に近づく側）の位置−ｙ１、−ｙ２、−ｙ３にあるときは、前記磁束密度が増加してｂ１０、ｂ２０、ｂ３０（ｂ０＜ｂ１０＜ｂ２０＜ｂ３０）となる。
【００２０】
ホール素子３０の位置（ｙ３〜−ｙ３）はシフトレバー１６のシフトポジションと対応している。即ち、ホール素子３０の位置ｙ０はシフトポジションＮ（ニュートラル）に対応しており、位置−ｙ３はシフトポジションＰ（パーキング）、位置−ｙ１はシフトポジションＲ（リバース）に対応している。また、ホール素子３０の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３はそれぞれシフトポジションＤ（ドライブ）、２（セカンド）、Ｌ（ロー）に対応している。このため、シフトレバー１６がシフトポジションＰの位置にあるときは、ホール素子３０が位置−ｙ３にあり、磁束密度の値はｂ３０となる。このため、ホール素子３０により検出された磁束密度の値からシフトレバー１６がシフトポジションＰの位置にあることが分かる。
【００２１】
シフトポジションＰ（前進限位置）からシフトレバー１６が後方に回動すると、そのシフトレバー１６の連結ピン１６ｃが可動板２３の突起部２５を後方に押圧し、可動板２３はセンサケース２１内を後方（図１中右方向）に移動する。これによって、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３は可動板２３と共に後方（右方向）に移動し、センサケース２１のホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に前進（左方向に移動）する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に減少し、シフトレバー１６がシフトポジションＲまで回動した段階でホール素子３０は位置−ｙ１に到達し、磁束密度の値はｂ１０となる。この磁束密度の値ｂ１０からシフトレバー１６がシフトポジションＲの位置にあることが分かる。
【００２２】
シフトレバー１６がさらに後方に回動すると、上記したようにホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に前進する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に減少し、シフトレバー１６がシフトポジションＮまで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ０に到達し、磁束密度の値はｂ０となる。さらに、シフトレバー１６がシフトポジションＤまで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ１に到達し、磁束密度の値はｂ１となる。また、シフトレバー１６がシフトポジション２（セカンド）まで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ２に到達し、磁束密度の値はｂ２となる。そして、シフトレバー１６がシフトポジションＬまで回動した段階（後退限位置）でホール素子３０は位置ｙ３に到達し、磁束密度の値はｂ３となる。このように、磁束密度の値からシフトレバー１６のシフトポジションが分かるようになる。
【００２３】
シフトレバー１６がシフトポジションＬ（後退限位置）から前方に回動すると、そのシフトレバー１６の連結ピン１６ｃが可動板２３の突起部２５を前方に押圧し、可動板２３はセンサケース２１内を前方（図１中左方向）に移動する。これによって、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３は可動板２３と共に前方（左方向）に移動し、センサケース２１のホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に後進（右方向に移動）する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に増加する。そして、磁束密度の値からシフトレバー１６のシフトポジションが分かるようになる。
【００２４】
上記したように、本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０によると、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇを構成する部分は、ホール素子３０がそれらのヨーク４１，４２の隙間Ｇ内を一定方向に相対移動する際に、そのホール素子３０が検出する磁束密度を予め決められたパターン（図３（Ｂ）参照）に基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。ここで、第１、第２ヨーク４１，４２は鉄片等から構成されているため、切削加工やプレス加工が可能であり、高精度の加工を比較的に安価に行える。本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０では、磁石４３を加工せずに第１、第２ヨーク４１，４２との隙間Ｇを構成する部分を加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサ２０を安価に製作できるようになる。
【００２５】
また、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との間の隙間Ｇは、磁石４３から離れて各々のヨーク４１，４２の先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、ホール素子３０は、隙間Ｇ内を磁石４３の近傍から各ヨーク４１，４２の先端近傍まで相対移動可能に構成されている。このため、センサケース２１に対して可動板２３を移動させる際の磁束密度の変化パターンが比較的簡単なグラフ（直線に近い状態）で表せるようになる。
また、シフトレバー１６が回動運動をしても、運動変換機構（突起部２５の凹部２５ｅと連結ピン１６ｃ）がその回動運動を直線運動に変換するため、可動板２３はセンサケース２１に対して直線運動を行うようになる。このため、シフトポジションと磁束密度との関係づけが容易になる。
また、複数個（二個）のホール素子３０が一組で使用されているため、二個のホール素子３０の出力を比較することにより異常を検出することが可能になり、非接触式位置検出センサ２０の信頼性が向上する。
【００２６】
なお、本実施形態では、隙間Ｇを構成する第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨーク４２の上端面４２ｔとを傾斜面状に形成する例を示したが、下端面４１ｔと上端面４２ｔとの形状は磁束密度の変化パターンに対応して適宜変更可能である。
また、可動板２３に第１ヨーク４１、第２ヨーク４２及び磁石４３を取付け、センサケース２１にホール素子３０を取付ける例を示したが、そのホール素子３０を可動板２３に取付け、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２及び磁石４３をセンサケース２１に取付けることも可能である。
また、鉄片を機械加工することにより第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を製作する例を示したが、第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を金属樹脂成形品により成形することも可能である。ここで、金属樹脂成形品とは、樹脂と金属紛とを混合することにより得られる成形品である。金属樹脂成形品を利用することにより、磁石を型内にインサートした状態で、ヨークを型成形する際に両者を一体化することが可能になる。さらに、第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を複雑な形状に加工することも可能になる。
また、本実施形態では、シフトレバー装置１０のシフトポジション検出用に非接触式位置センサ２０を使用する例を示したが、例えば、アクセルペダルの位置検出用に非接触式位置センサ２０を使用することも可能である。さらに、スロットル制御装置におけるスロットルバルブの位置検出や、車両の車高測定用に非接触式位置センサ２０を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の本実施形態１に係る非接触式位置検出センサの磁石及びヨークとホール素子との関係を表す側面図（Ａ図）及び平断面図（Ａ図のB-B矢視断面図）（Ｂ図）である。
【図２】非接触式位置検出センサの外形図（Ａ図）及び縦断面図（ＡのB-B矢視断面図）（Ｂ図）である。
【図３】非接触式位置検出センサの磁石及びヨークを表す側面図（Ａ図）及びホール素子の位置と磁束密度との関係を表すグラフ（Ｂ図）である。
【図４】シフトレバー装置の表面カバーを表す斜視図（Ａ図）及び非接触式位置検出センサをシフトレバー装置に装着した状態を表す斜視図（Ｂ図）である。
【図５】シフトレバー装置の縦断面図（図４のV-V矢視断面図）である。
【図６】従来の非接触式位置検出センサを表す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０ シフトレバー装置
１６ シフトレバー
１６ｃ 連結ピン（運動変換機構）
２０ 非接触式位置検出センサ
２１ センサケース（固定部）
２３ 可動板（可動部）
２５ 突起部
２５ｅ 凹部（運動変換機構）
３０ ホール素子（磁束検出素子）
４１ 第１ヨーク
４２ 第２ヨーク
４３ 磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来の非接触式位置検出センサが特許文献１に記載されている。
非接触式位置検出センサ９０は、図６に示すように、可動部であるシャフト９２の基端部に取付けられた磁石アッセンブリ９３を備えている。磁石アッセンブリ９３は、略扁平Ｖ字形の上磁石９３ｕと下磁石９３ｄとから構成されている。磁石アッセンブリ９３は、固定部である上磁極片９５ｕの先端部と下磁極片９５ｄの先端部との間に配置されており、その上磁極片９５ｕの基端部と下磁極片９５ｄの基端部との間に磁束センサ９８が配置されている。
上記構成により、磁石アッセンブリ９３がシャフト９２と共に軸方向に移動すると、その移動量に応じて上磁極片９５ｕ及び下磁極片９５ｄを通る磁束の密度が変化し、その磁束密度の変化が磁束センサ９８によって検出される。したがって、磁束センサ９８の磁束密度検出値から上磁極片９５ｕ及び下磁極片９５ｄに対する磁石アッセンブリ９３の位置を求めることが可能になる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０８５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した非接触式位置検出センサ９０では、略扁平Ｖ字形に加工された上磁石９３ｕと下磁石９３ｄとからなる磁石アッセンブリ９３を使用する。一般的に、磁石は金属紛を型内に圧入して焼結することにより成形されるため、金属を切削等して所定形状に加工する場合と比べて加工精度が低い。このため、希望する加工精度を得るためには、後行程で磁石アッセンブリ９３の仕上げ加工を行う必要があり、製作コストが高くなる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、磁石の代わりに精密加工が可能なヨークを加工できるようにして、精度の高い非接触式位置検出センサを安価に製作できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサであって、前記磁石には、磁束を誘導するためのヨークが接続されており、前記ヨークには磁束を誘導する部分の途中に隙間が設けられており、前記磁束検出素子は、前記固定部に対して前記可動部が移動することにより、前記ヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成であり、前記ヨークの隙間を構成する部分は、前記磁束検出素子がその隙間内を一定方向に相対移動する際に、前記磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、固定部に対して可動部が一定方向に移動することにより、磁束検出素子はヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成である。さらに、ヨークの隙間を構成する部分は、磁束検出素子がヨークの隙間内を一定方向に相対移動する際に、その磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。一般的に、ヨークは鉄片等から構成されるため、切削加工やプレス加工が可能であり、高精度の加工を比較的に安価に行える。本発明では、磁石を加工せずにヨークの隙間を構成する部分を加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサを安価に製作できるようになる。
【０００７】
請求項２の発明は、磁石のＮ極側に接続された第１ヨークと、前記磁石のＳ極側に接続されており、前記第１ヨークと対向して設けられた第２ヨークとを備え、前記第１ヨークと第２ヨークとの間の隙間は、前記磁石から離れて各々のヨークの先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、磁束検出素子は、前記隙間内を前記磁石の近傍から前記ヨークの先端近傍まで相対移動可能に構成されていることを特徴とする。
このため、固定部に対して可動部を移動させる際の磁束密度の変化パターンが比較的簡単なグラフで表せるようになる。例えば、磁束検出素子が第１ヨークと第２ヨークとの隙間内を磁石から離れる方向に（ヨークの先端方向に）相対移動すると、その移動量に応じて磁束検出素子が検出する磁束密度は小さくなる。
【０００８】
請求項３の発明によると、磁束検出素子は乗用車のシフトレバーのハウジングに固定された固定部に装着されており、磁石及び第１ヨーク、第２ヨークは乗用車のシフトレバーに連結された可動部に装着されており、前記シフトレバーと可動部との間には、そのシフトレバーの回動運動を可動部の直線運動に変換するための運動変換機構が設けられていることを特徴とする。
このため、非接触式位置検出センサを使用してシフトレバーのシフトポジションを検出可能になる。ここで、シフトレバーが回動運動をしても、運動変換機構がその回動運動を直線運動に変換するため、可動部は固定部に対して直線運動を行うようになる。このため、シフトポジションと磁束密度との関係づけが容易になる。
【０００９】
請求項４の発明によると、固定部と可動部との間には、その可動部を前記固定部に対して一定方向に移動可能にガイドするためのガイド部材が設けられていることを特徴とする。このため、ガイド部材の働きにより、可動部は固定部に対して安定した状態で一定方向に移動するようになる。
請求項５の発明によると、複数個の磁束検出素子が一組で使用されていることを特徴とする。このため、複数個の磁束検出素子の出力を比較することにより異常を検出することが可能になり、非接触式位置検出センサの信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、磁石を加工せずにヨークを加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサを安価に製作できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の実施形態１に係る非接触式位置検出センサについて説明する。本実施形態に係る非接触式位置検出センサは、乗用車のシフトレバーの位置検出に使用されるセンサである。図１は本実施形態に係る非接触式位置検出センサの磁石及びヨークとホール素子との関係を表す側面図等、図２は非接触式位置検出センサの外形図等、図３は非接触式位置検出センサの磁石及びヨークを表す側面図等である。図４は非接触式位置検出センサをシフトレバー装置に装着した状態を表す斜視図等、図５はその縦断面図である。ここで、シフトレバー装置の幅方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として図示する。
【００１２】
本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０の説明を行う前に、先ず、シフトレバー装置１０の概略説明を行う。
シフトレバー装置１０は、図４、図５に示すように、シフトレバー１６と、そのシフトレバー１６を前後回動可能に支持するハウジング１４と、ハウジング１４の上部を覆う表面カバー１２とから構成されている。ここで、図５は図４（Ｂ）のV-V矢視断面図を表している。
図５に示すように、シフトレバー１６の基端部（下端部）には、そのシフトレバー１６に対して直角に短管１６ｘが固定されており、その短管１６ｘに回転中心軸１４ｐが通されている。回転中心軸１４ｐは、ハウジング１４の下端部を幅方向（Ｘ方向）に横断しており、その回転中心軸１４ｐの両端部が前記ハウジング１４の両側板によって支持されている。このため、シフトレバー１６は、回転中心軸１４ｐの回りをハウジング１４の前後方向（シフトレバー装置１０の前後方向）に回動可能となる。
【００１３】
また、シフトレバー１６の側面には、図５に示すように、短管１６ｘの上方に連結ピン１６ｃが左方向に突出形成されており、その連結ピン１６ｃの先端が後記する非接触式位置検出センサ２０の可動板２３の突起部２５と係合している。前記連結ピン１６ｃは、図４（Ｂ）に示すように、シフトレバー１６が回転中心軸１４ｐの回りを前後方向に回動する際に、その回転中心軸１４ｐを中心に円弧運動をするようになる（矢印参照）。
シフトレバー装置１０のハウジング１４には、左側面に非接触式位置検出センサ２０が装着された状態で、上方から表面カバー１２が被せられる。表面カバー１２には前後に長い開口１２ｈが形成されており、その開口１２ｈの右端縁にシフトポジション（Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２（セカンド）及びＬ（ロー））が順番に刻印されている。シフトレバー１６は、表面カバー１２の開口１２ｈに通されており、そのシフトレバー１６が各シフトポジションの位置まで回動した時に、乗用車の変速機が各シフトポジションの状態に切替わるように構成されている。なお、シフトレバー１６の把手１６ｔは、そのシフトレバー１６が表面カバー１２の開口１２ｈに通された後に取付けられる。
【００１４】
次に、非接触式位置検出センサ２０の説明を行う。
非接触式位置検出センサ２０は、シフトレバー１６が上記したシフトポジション（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，Ｌ）のうちどのポジションにあるかを検出するためのセンサであり、前述のように、ハウジング１４の左側面に取付けられている。
非接触式位置検出センサ２０は、図１（Ａ）等に示すように、浅い箱形に形成されたセンサケース２１を備えている。ここで、図１（Ａ）はセンサケース２１の内部を表しており、図２（Ａ）はセンサケース２１の外形図を表している。また、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のB−B矢視断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のB−B矢視断面図である。
センサケース２１は、その長手方向がシフトレバー装置１０の前後方向（Ｙ方向）と一致するように立てられた状態で、例えば、ボルト等により、そのシフトレバー装置１０のハウジング１４の左側面に固定される。センサケース２１の底板２１ｅ（ハウジング１４側の壁板）には、Ｙ方向に延びる中心線Ｃ上のほぼ中央位置に長孔状の開口２１ｈが形成されており、その開口２１ｈの前方にホール素子３０が二台一組で設置されている。
ホール素子３０は、ホール効果を利用して磁束密度を検出するための素子であり、センサケース２１の底板２１ｅの裏側（ハウジング１４側）に設けられた電気回路（図示省略）に接続されている。
即ち、ホール素子３０が本発明の磁束検出素子に相当する。
【００１５】
センサケース２１の内側には、そのセンサケース２１の内壁面に沿って前後方向（Ｙ方向）に移動可能な可動板２３が収納されている。可動板２３は、図１（Ａ）、図２（Ａ）に示すように、略長方形状に形成されており、前辺２３ｆから中央部にかけて中心線Ｃに沿って一定幅の切欠き２３ｋが形成されている。
可動板２３の表面側（ハウジング１４と反対側）には、図１（Ａ）に示すように、切欠き２３ｋの上側に板状の第１ヨーク４１が固定されており、その切欠き２３ｋの下側に同じく板状の第２ヨーク４２が固定されている。そして、第１ヨーク４１の基端部と第２ヨーク４２の基端部とが、切欠き２３ｋの後側（図１（Ａ）において右側）に固定された角形の磁石４３に接続されている。なお、磁石４３は、第１ヨーク４１側がＮ極、第２ヨーク４２側がＳ極となるように、可動板２３に取付けられている（図３（Ａ）参照）。
【００１６】
第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２は磁石４３の磁束を誘導するための部材であり、強磁性体である鉄片を機械加工することにより形成されている。第１ヨーク４１と第２ヨーク４２とは中心線Ｃに対して対称となるように成形されており、第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨークの上端面４２ｔとが切欠き２３ｋを挟んで対向している。第１ヨーク４１の下端面４１ｔは先端側で高くなるように傾斜しており、第２ヨークの上端面４２ｔは先端側で低くなるように傾斜している。このため、第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨークの上端面４２ｔとの間の隙間Ｇは、磁石４３から離れて各々のヨーク４１，４２の先端に近づくにつれて広くなるように構成されている。
【００１７】
可動板２３の裏面側（ヨーク４１，４２、磁石４３と反対側）には、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、突起部２５が形成されており、その突起部２５がセンサケース２１の底板２１ｅの開口２１ｈを通ってハウジング１４側に突出している。突起部２５は、図１（Ａ）の点線に示すように、断面逆Ｕ字形に形成されて、その内側に縦長の凹部２５ｅが形成されている。そして、可動板２３の突起部２５の凹部２５ｅにシフトレバー１６の連結ピン１６ｃの先端が係合している。上記構成により、シフトレバー１６が後退限位置から前方に回動させられると、そのシフトレバーの連結ピン１６ｃが前方に円弧運動しながら突起部２５を前方に押圧する。突起部２５は前後方向（Ｙ方向）の移動のみを許容されているため、シフトレバー１６の連結ピン１６ｃは突起部２５の凹部２５ｅ内で上方あるいは下方に移動しながら、その突起部２５を前方（図１において左方向）に押圧するようになる。
【００１８】
これによって、突起部２５と共に可動板２３、及び第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３とが前方（Ｙ方向）に移動し、ホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って磁石４３に近づく方向（後方）に相対移動するようになる。また、シフトレバー１６が前進限位置から後方に回動させられると、上記とは逆に、ホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って磁石４３から離れる方向（前方）に相対移動するようになる。
即ち、センサケース２１に収納された可動板２３が本発明の可動部に相当し、そのセンサケース２１が本発明の固定部に相当する。また、可動板２３の突起部２５の凹部２５ｅとシフトレバー１６の連結ピン１６ｃとが本発明の運動変換機構に相当する。さらに、センサケース２１の内壁面が本発明のガイド部材に相当する。
【００１９】
図３（Ａ）は、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対移動するホール素子３０の各々の位置（ｙ３〜−ｙ３）を表している。また、図３（Ｂ）は、ホール素子３０の位置（横軸）と磁束密度（縦軸）との関係を表すグラフである。ここで、図３（Ｂ）おいて×で表すグラフは雰囲気温度が約−40℃におけるホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表しており、□で表すグラフは常温下（20℃）でのホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表している。また、△で表すデータは約80℃下でのホール素子３０の位置と磁束密度との関係を表している。なお、ホール素子３０が接続される電気回路には温度補償回路が設けられており、温度変化で磁束密度の検出値が変化しないように配慮されている。
例えば、常温下（20℃）で、ホール素子３０が隙間Ｇの中央位置ｙ０にあるとき、そのホール素子３０によって検出される磁束密度はｂ０（mT）（以下、単位省略）となる。また、ホール素子３０が中央位置ｙ０よりも前側（磁石４３から離れる側）の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３にあるときは、そのホール素子３０によって検出される磁束密度は減少してｂ１、ｂ２、ｂ３（ｂ０＞ｂ１＞ｂ２＞ｂ３）となる。さらに、ホール素子３０が中央位置ｙ０よりも後側（磁石４３に近づく側）の位置−ｙ１、−ｙ２、−ｙ３にあるときは、前記磁束密度が増加してｂ１０、ｂ２０、ｂ３０（ｂ０＜ｂ１０＜ｂ２０＜ｂ３０）となる。
【００２０】
ホール素子３０の位置（ｙ３〜−ｙ３）はシフトレバー１６のシフトポジションと対応している。即ち、ホール素子３０の位置ｙ０はシフトポジションＮ（ニュートラル）に対応しており、位置−ｙ３はシフトポジションＰ（パーキング）、位置−ｙ１はシフトポジションＲ（リバース）に対応している。また、ホール素子３０の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３はそれぞれシフトポジションＤ（ドライブ）、２（セカンド）、Ｌ（ロー）に対応している。このため、シフトレバー１６がシフトポジションＰの位置にあるときは、ホール素子３０が位置−ｙ３にあり、磁束密度の値はｂ３０となる。このため、ホール素子３０により検出された磁束密度の値からシフトレバー１６がシフトポジションＰの位置にあることが分かる。
【００２１】
シフトポジションＰ（前進限位置）からシフトレバー１６が後方に回動すると、そのシフトレバー１６の連結ピン１６ｃが可動板２３の突起部２５を後方に押圧し、可動板２３はセンサケース２１内を後方（図１中右方向）に移動する。これによって、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３は可動板２３と共に後方（右方向）に移動し、センサケース２１のホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に前進（左方向に移動）する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に減少し、シフトレバー１６がシフトポジションＲまで回動した段階でホール素子３０は位置−ｙ１に到達し、磁束密度の値はｂ１０となる。この磁束密度の値ｂ１０からシフトレバー１６がシフトポジションＲの位置にあることが分かる。
【００２２】
シフトレバー１６がさらに後方に回動すると、上記したようにホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に前進する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に減少し、シフトレバー１６がシフトポジションＮまで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ０に到達し、磁束密度の値はｂ０となる。さらに、シフトレバー１６がシフトポジションＤまで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ１に到達し、磁束密度の値はｂ１となる。また、シフトレバー１６がシフトポジション２（セカンド）まで回動した段階でホール素子３０は位置ｙ２に到達し、磁束密度の値はｂ２となる。そして、シフトレバー１６がシフトポジションＬまで回動した段階（後退限位置）でホール素子３０は位置ｙ３に到達し、磁束密度の値はｂ３となる。このように、磁束密度の値からシフトレバー１６のシフトポジションが分かるようになる。
【００２３】
シフトレバー１６がシフトポジションＬ（後退限位置）から前方に回動すると、そのシフトレバー１６の連結ピン１６ｃが可動板２３の突起部２５を前方に押圧し、可動板２３はセンサケース２１内を前方（図１中左方向）に移動する。これによって、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２と磁石４３は可動板２３と共に前方（左方向）に移動し、センサケース２１のホール素子３０は第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇ内を中心線Ｃに沿って相対的に後進（右方向に移動）する。これによって、図３（Ｂ）に示すように、磁束密度が徐々に増加する。そして、磁束密度の値からシフトレバー１６のシフトポジションが分かるようになる。
【００２４】
上記したように、本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０によると、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との隙間Ｇを構成する部分は、ホール素子３０がそれらのヨーク４１，４２の隙間Ｇ内を一定方向に相対移動する際に、そのホール素子３０が検出する磁束密度を予め決められたパターン（図３（Ｂ）参照）に基づいて変化させることが可能な形状に加工されている。ここで、第１、第２ヨーク４１，４２は鉄片等から構成されているため、切削加工やプレス加工が可能であり、高精度の加工を比較的に安価に行える。本実施形態に係る非接触式位置検出センサ２０では、磁石４３を加工せずに第１、第２ヨーク４１，４２との隙間Ｇを構成する部分を加工する構成のため、高精度の非接触式位置検出センサ２０を安価に製作できるようになる。
【００２５】
また、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との間の隙間Ｇは、磁石４３から離れて各々のヨーク４１，４２の先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、ホール素子３０は、隙間Ｇ内を磁石４３の近傍から各ヨーク４１，４２の先端近傍まで相対移動可能に構成されている。このため、センサケース２１に対して可動板２３を移動させる際の磁束密度の変化パターンが比較的簡単なグラフ（直線に近い状態）で表せるようになる。
また、シフトレバー１６が回動運動をしても、運動変換機構（突起部２５の凹部２５ｅと連結ピン１６ｃ）がその回動運動を直線運動に変換するため、可動板２３はセンサケース２１に対して直線運動を行うようになる。このため、シフトポジションと磁束密度との関係づけが容易になる。
また、複数個（二個）のホール素子３０が一組で使用されているため、二個のホール素子３０の出力を比較することにより異常を検出することが可能になり、非接触式位置検出センサ２０の信頼性が向上する。
【００２６】
なお、本実施形態では、隙間Ｇを構成する第１ヨーク４１の下端面４１ｔと第２ヨーク４２の上端面４２ｔとを傾斜面状に形成する例を示したが、下端面４１ｔと上端面４２ｔとの形状は磁束密度の変化パターンに対応して適宜変更可能である。
また、可動板２３に第１ヨーク４１、第２ヨーク４２及び磁石４３を取付け、センサケース２１にホール素子３０を取付ける例を示したが、そのホール素子３０を可動板２３に取付け、第１ヨーク４１、第２ヨーク４２及び磁石４３をセンサケース２１に取付けることも可能である。
また、鉄片を機械加工することにより第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を製作する例を示したが、第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を金属樹脂成形品により成形することも可能である。ここで、金属樹脂成形品とは、樹脂と金属紛とを混合することにより得られる成形品である。金属樹脂成形品を利用することにより、磁石を型内にインサートした状態で、ヨークを型成形する際に両者を一体化することが可能になる。さらに、第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を複雑な形状に加工することも可能になる。
また、本実施形態では、シフトレバー装置１０のシフトポジション検出用に非接触式位置センサ２０を使用する例を示したが、例えば、アクセルペダルの位置検出用に非接触式位置センサ２０を使用することも可能である。さらに、スロットル制御装置におけるスロットルバルブの位置検出や、車両の車高測定用に非接触式位置センサ２０を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の本実施形態１に係る非接触式位置検出センサの磁石及びヨークとホール素子との関係を表す側面図（Ａ図）及び平断面図（Ａ図のB-B矢視断面図）（Ｂ図）である。
【図２】非接触式位置検出センサの外形図（Ａ図）及び縦断面図（ＡのB-B矢視断面図）（Ｂ図）である。
【図３】非接触式位置検出センサの磁石及びヨークを表す側面図（Ａ図）及びホール素子の位置と磁束密度との関係を表すグラフ（Ｂ図）である。
【図４】シフトレバー装置の表面カバーを表す斜視図（Ａ図）及び非接触式位置検出センサをシフトレバー装置に装着した状態を表す斜視図（Ｂ図）である。
【図５】シフトレバー装置の縦断面図（図４のV-V矢視断面図）である。
【図６】従来の非接触式位置検出センサを表す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０ シフトレバー装置
１６ シフトレバー
１６ｃ 連結ピン（運動変換機構）
２０ 非接触式位置検出センサ
２１ センサケース（固定部）
２３ 可動板（可動部）
２５ 突起部
２５ｅ 凹部（運動変換機構）
３０ ホール素子（磁束検出素子）
４１ 第１ヨーク
４２ 第２ヨーク
４３ 磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサであって、
前記磁石には、磁束を誘導するためのヨークが接続されており、
前記ヨークには磁束を誘導する部分の途中に隙間が設けられており、
前記磁束検出素子は、前記固定部に対して前記可動部が移動することにより、前記ヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成であり、
前記ヨークの隙間を構成する部分は、前記磁束検出素子がその隙間内を一定方向に相対移動する際に、前記磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された非接触式位置検出センサであって、
磁石のＮ極側に接続された第１ヨークと、
前記磁石のＳ極側に接続されており、前記第１ヨークと対向して設けられた第２ヨークとを備え、
前記第１ヨークと第２ヨークとの間の隙間は、前記磁石から離れて各々のヨークの先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、
磁束検出素子は、前記隙間内を前記磁石の近傍から前記ヨークの先端近傍まで相対移動可能に構成されていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項３】
請求項２に記載された非接触式位置検出センサであって、
磁束検出素子は乗用車のシフトレバーのハウジングに固定された固定部に装着されており、
磁石及び第１ヨーク、第２ヨークは乗用車のシフトレバーに連結された可動部に装着されており、
前記シフトレバーと可動部との間には、そのシフトレバーの回動運動を可動部の直線運動に変換するための運動変換機構が設けられていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の非接触式位置センサであって、
固定部と可動部との間には、その可動部を前記固定部に対して一定方向に移動可能にガイドするためのガイド部材が設けられていることを特徴とする非接触式位置センサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の非接触式位置センサであって、
複数個の磁束検出素子が一組で使用されていることを特徴とする非接触式位置センサ。
【請求項１】
可動部あるいは固定部の一方に装着されている磁石と、前記可動部あるいは固定部の他方に装着されており、磁束密度を測定可能な磁束検出素子とを備え、前記可動部が前記固定部に対して一定方向に移動すると、前記磁束検出素子が検出する磁束密度が変化することで、前記固定部に対する前記可動部の位置が求められる構成の非接触式位置検出センサであって、
前記磁石には、磁束を誘導するためのヨークが接続されており、
前記ヨークには磁束を誘導する部分の途中に隙間が設けられており、
前記磁束検出素子は、前記固定部に対して前記可動部が移動することにより、前記ヨークの隙間内を一定方向に相対移動する構成であり、
前記ヨークの隙間を構成する部分は、前記磁束検出素子がその隙間内を一定方向に相対移動する際に、前記磁束検出素子が検出する磁束密度を予め決められたパターンに基づいて変化させることが可能な形状に加工されていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された非接触式位置検出センサであって、
磁石のＮ極側に接続された第１ヨークと、
前記磁石のＳ極側に接続されており、前記第１ヨークと対向して設けられた第２ヨークとを備え、
前記第１ヨークと第２ヨークとの間の隙間は、前記磁石から離れて各々のヨークの先端に近づくにつれて広くなるように構成されており、
磁束検出素子は、前記隙間内を前記磁石の近傍から前記ヨークの先端近傍まで相対移動可能に構成されていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項３】
請求項２に記載された非接触式位置検出センサであって、
磁束検出素子は乗用車のシフトレバーのハウジングに固定された固定部に装着されており、
磁石及び第１ヨーク、第２ヨークは乗用車のシフトレバーに連結された可動部に装着されており、
前記シフトレバーと可動部との間には、そのシフトレバーの回動運動を可動部の直線運動に変換するための運動変換機構が設けられていることを特徴とする非接触式位置検出センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の非接触式位置センサであって、
固定部と可動部との間には、その可動部を前記固定部に対して一定方向に移動可能にガイドするためのガイド部材が設けられていることを特徴とする非接触式位置センサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の非接触式位置センサであって、
複数個の磁束検出素子が一組で使用されていることを特徴とする非接触式位置センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１３８７５３（Ｐ２００６−１３８７５３Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２８８９１（Ｐ２００４−３２８８９１）
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【出願人】（５９１０５０９７０）津田工業株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【出願人】（５９１０５０９７０）津田工業株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
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