CN117665666A - 位置检测装置、位置检测模块及离合器系统 - Google Patents

位置检测装置、位置检测模块及离合器系统 Download PDF

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大山俊彦
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Abstract

本发明的位置检测装置是检测检测对象物的位置的位置检测装置，其具备第一和第二磁铁、以及检测由它们产生的磁场的磁场检测部，磁场检测部设置在第一和第二磁铁之间，第一和第二磁铁分别具有第一面和位于其相反侧的第二面，各第一面位于磁场检测部的近侧，各第二面位于磁场检测部的远侧，第一和第二磁铁以相同极性相向的方式配置，各第一面相对于第一方向以规定的倾斜角度倾斜，该各第一面具有位于磁场检测部的近侧的第一端边和位于远侧的第二端边，包含各第一端边的第一虚拟平面位于包含各第二端边的第二虚拟平面的上方。

Description

位置检测装置、位置检测模块及离合器系统
技术领域
本发明涉及位置检测装置、位置检测模块及离合器系统。
背景技术
近年来，作为检测作为磁性体的检测对象物的位置的位置检测装置，已知一种位置检测装置，其具备：第一磁铁和第二磁铁、以及检测由第一磁铁和第二磁铁产生的磁场的方向的检测元件(参照专利文献1)。在该位置检测装置中，第一磁铁和第二磁铁以相同极性相对的方式配置。从与第一磁铁和第二磁铁的相对方向正交的方向观察时，检测对象物位于第一磁铁和第二磁铁之间的范围。而且，根据检测对象物在第一磁铁和第二磁铁的相对方向上的移动，由检测元件进行检测的磁场的方向发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016―205935号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，在位置检测装置中，要求以进一步高的精度线性地检测检测对象物的移动量。此外，要求即使使用位置检测装置的环境(例如温度环境等)发生变化，也不会使检测对象物的移动量的检测精度进一步降低。
鉴于上述问题，作为本发明的一个实施方式，其目的在于提供能够以进一步高的精度线性地检测检测对象物的移动量的位置检测装置、位置检测模块及离合器系统。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述技术问题，作为本发明的一个实施方式的位置检测装置为检测检测对象物的位置的位置检测装置，该位置检测装置具备第一磁铁和第二磁铁、以及检测由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生的磁场的磁场检测部；所述磁场检测部能够相对于所述检测对象物沿第一方向相对地移动；所述第一磁铁和所述第二磁铁以在所述第一方向上相同极性相向的方式配置；所述第一磁铁和所述第二磁铁分别具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面；所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述磁场检测部相对地位于近侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二面相对于所述磁场检测部相对地位于远侧；在俯视时，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面具有：相对于所述磁场检测部位于近侧的第一端边、和相对于所述磁场检测部位于远侧的第二端边；在使所述检测对象物位于下方、且使所述磁场检测部位于所述检测对象物的上方时，包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一端边的第一虚拟平面位于包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二端边的第二虚拟平面的上方；所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面以彼此相对的方式相对于所述第二虚拟平面以规定的倾斜角度倾斜；所述磁场检测部设置在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间。
作为本发明的一个实施方式的位置检测模块具备上述位置检测装置、信号处理部以及筐体，其中，该信号处理部通过处理来自所述位置检测装置的所述磁场检测部的输出信号来计算由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生并施加于所述磁场检测部的磁场的角度，该筐体收纳所述位置检测装置和所述信号处理部。
作为本发明的一个实施方式的离合器系统具备上述位置检测模块和作为所述检测对象物的离合器。
发明效果
根据作为本发明的一个实施方式的位置检测装置、位置检测模块及离合器系统，能够以进一步高的精度线性地检测检测对象物的移动量。
附图说明
图1为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的概略结构的截面图。
图2为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的概略结构的俯视图。
图3为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的概略结构的立体图。
图4A为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的截面图。
图4B为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的俯视图。
图4C为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的截面图。
图5A为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的截面图。
图5B为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的俯视图。
图6A为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的截面图。
图6B为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的俯视图。
图7为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的其它方式的概略结构的截面图。
图8为示出本发明的一个实施方式的位置检测装置的概略结构的方块图。
图9为示出本发明的一个实施方式的位置检测模块的概略结构的示意图。
图10为示出本发明的一个实施方式的离合器系统的概略结构的方块图。
图11为示出试验例1中使用的位置检测装置的概略结构的截面图。
图12A为示出试验例1的模拟试验结果的图表。
图12B为示出试验例1的模拟试验结果的图表。
图12C为示出试验例1的模拟试验结果的图表。
图13为示出试验例2中使用的位置检测装置的概略结构的截面图。
图14A为示出试验例2的模拟试验结果的图表。
图14B为示出试验例2的模拟试验结果的图表。
图14C为示出试验例2的模拟试验结果的图表。
图15A为示出试验例3的模拟试验结果的图表。
图15B为示出试验例3的模拟试验结果的图表。
图15C为示出试验例3的模拟试验结果的图表。
图16A为示出试验例4的模拟试验结果的图表。
图16B为示出试验例4的模拟试验结果的图表。
图16C为示出试验例4的模拟试验结果的图表。
图17A为示出试验例5的模拟试验结果的图表。
图17B为示出试验例5的模拟试验结果的图表。
图17C为示出试验例5的模拟试验结果的图表。
图18A为示出试验例6的模拟试验结果的图表。
图18B为示出试验例6的模拟试验结果的图表。
图18C为示出试验例6的模拟试验结果的图表。
图19A为示出试验例7的模拟试验结果的图表。
图19B为示出试验例7的模拟试验结果的图表。
图19C为示出试验例7的模拟试验结果的图表。
图20A为示出试验例8的模拟试验结果的图表。
图20B为示出试验例8的模拟试验结果的图表。
图20C为示出试验例8的模拟试验结果的图表。
图21为示出试验例9的模拟试验结果的图表。
图22为示出试验例10的模拟试验结果的图表。
具体实施方式
本发明的方式1的位置检测装置为一种位置检测装置，其特征在于，其为检测检测对象物的位置的位置检测装置，该位置检测装置具备第一磁铁和第二磁铁、以及检测由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生的磁场的磁场检测部；所述磁场检测部能够相对于所述检测对象物沿第一方向相对地移动；所述第一磁铁和所述第二磁铁以在所述第一方向上相同极性相向的方式配置；所述第一磁铁和所述第二磁铁分别具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面；所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述磁场检测部相对地位于近侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二面相对于所述磁场检测部相对地位于远侧；在俯视时，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面具有：相对于所述磁场检测部位于近侧的第一端边、和相对于所述磁场检测部位于远侧的第二端边；在使所述检测对象物位于下方、且使所述磁场检测部位于所述检测对象物的上方时，包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一端边的第一虚拟平面位于包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二端边的第二虚拟平面的上方；所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面以彼此相对的方式相对于所述第二虚拟平面以规定的倾斜角度倾斜；所述磁场检测部设置在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间。
本发明的方式2的位置检测装置的特征在于，在上述方式1中，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述第二虚拟平面以28.5°～31.5°的范围倾斜。
本发明的方式3的位置检测装置的特征在于，在上述方式1中，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述第一方向以29.5°～30.75°的范围倾斜。
本发明的方式4的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～3中的任一项中，所述第一磁铁的所述第一面的所述倾斜角度与所述第二磁铁的所述第一面的所述倾斜角度为相同角度。
本发明的方式5的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～4中的任一项中，所述磁场检测部设置在由所述第一虚拟平面、所述第二虚拟平面以及所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面包围的磁场检测部配置区域。
本发明的方式6的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～5中的任一项中，所述磁场检测部包含第一磁场检测部和第二磁场检测部。
本发明的方式7的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～6中的任一项中，所述磁场检测部的感磁方向包含与所述第一方向平行的第一感磁方向和与所述第一感磁方向正交的第二感磁方向，所述第二感磁方向与所述第一虚拟平面和所述第二虚拟平面交叉。
本发明的方式8的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～7中的任一项中，以在所述第一方向上与所述磁场检测部邻接的方式设置有轭部(yoke portion)，所述磁场检测部夹在所述轭部之间。
本发明的方式9的位置检测装置的特征在于，在上述方式8中，所述轭部具有第一轭部和第二轭部。
本发明的方式10的位置检测装置的特征在于，在上述方式9中，从所述第一方向观察时，所述磁场检测部位于所述第一轭部与所述第二轭部重合的部分。
本发明的方式11的位置检测装置的特征在于，在上述方式8中：所述轭部具有第一轭部和第二轭部；在所述第一方向上，所述磁场检测部被夹在所述第一轭部与所述第二轭部之间；在俯视时，所述第一轭部和所述第二轭部实质上具有U字形状，且以彼此的开口部相向的方式设置。
本发明的方式12的位置检测装置的特征在于，在上述方式8中：在俯视时，所述轭部具有方形框状；所述磁场检测部设置在所述方形框状的所述轭部的内侧。
本发明的方式13的位置检测装置的特征在于，在上述方式8～12中的任一项中，沿着所述第一方向的所述磁场检测部与所述第一磁铁之间的距离与沿着所述第一方向的所述磁场检测部与所述第二磁铁之间的距离相同，沿着所述第一方向的从所述磁场检测部至位于所述第一磁铁侧的所述轭部的距离与沿着所述第一方向的从所述磁场检测部至位于所述第二磁铁侧的所述轭部的距离相同。
本发明的方式14的位置检测装置的特征在于，在上述方式1～13中的任一项中，所述第一磁铁和所述第二磁铁由相同的材料构成。
本发明的方式15的位置检测装置的特征在于，在上述方式8～13中的任一项中，所述第一轭部和所述第二轭部由相同的材料构成。
本发明的方式16的位置检测模块的特征在于，具备上述方式1～15中任一项的位置检测装置、信号处理部以及筐体，该信号处理部通过处理来自所述位置检测装置的所述磁场检测部的输出信号来计算由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生并施加于所述磁场检测部的磁场的角度，该筐体收纳所述位置检测装置和所述信号处理部。
本发明的方式17的离合器系统的特征在于，具备上述方式16的位置检测模块和作为所述检测对象物的离合器。
参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外，在本实施方式中，根据需要在部分附图中规定了“X方向、Y方向及Z方向”。在此，X方向和Y方向为与磁场检测部3面向检测对象物7的面平行的方向。X方向为与检测对象物7的移动方向平行的方向。Y方向为与X方向正交的方向。Z方向为与X方向和Y方向正交的方向。在X方向中，将与从第二磁铁42朝向第一磁铁41的方向平行的方向设为+X方向，将与从第一磁铁41朝向第二磁铁42的方向平行的方向设为-X方向。在Z方向中，将与从检测对象物7朝向磁场检测部3的方向平行的方向设为+Z方向，将与从磁场检测部3朝向检测对象物7的方向平行的方向设为-Z方向。与X方向平行的方向对应于本技术中的“第一方向”。与Z方向平行的方向对应于本技术中的“第二方向”。与Y方向平行的方向对应于本技术中的“第三方向”。
如图1～图3所示，本实施方式的位置检测装置1包含第一磁铁41和第二磁铁42、以及磁场检测部3，该第一磁铁41和第二磁铁42沿一个方向着磁，一端为第一磁极(例如N极)，另一端为第二磁极(例如S极)。本实施方式的位置检测装置1可用作检测检测对象物7向±X方向的移动量的行程传感器。
从Z方向观察时，即俯视时，检测对象物7位于位置检测装置1(磁场检测部3)的-Z方向，以能够沿±X方向移动的方式构成。检测对象物7由铁、合金等软磁性体(磁性体)构成。检测对象物7呈例如圆盘状(板状)(从X方向观察时具有圆形)，但检测对象物7的形状并不限定于这种方式。检测对象物7以其厚度方向与X方向平行的方式进行配置。根据该检测对象物7的移动，后述的从第一磁铁41和第二磁铁42施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、磁场的方向(角度)发生变化。
第一磁铁41和第二磁铁42分别具有：第一面41A、42A；以及位于第一面41A、42A的相反侧的第二面41B、42B。第一面41A、42A位于磁场检测部3的近处，第二面41B、42B位于磁场检测部3的远处。第一磁铁41的第一面41A与第二面41B为彼此实质上平行的平面，第二磁铁42的第一面42A与第二面42B为彼此实质上平行的平面。另外，“实质上平行”为也包含“包含第一面41A、42A的平面与包含第二面41B、42B的平面在5度(deg)以内进行交叉的情形”的概念。
第一磁铁41和第二磁铁42以各自的第一磁极(N极)相向的方式配置。“第一磁极(N极)相向”意为：在将第一磁铁41的着磁方向和第二磁铁42的着磁方向投影于XY平面时，彼此的着磁方向反平行。另外，“着磁方向”意为：在磁铁(第一磁铁41和第二磁铁42)内部，磁感线从第二磁极(S极)朝向第一磁极(N极)的方向。在本实施方式中，第一磁铁41和第二磁铁42以彼此的第一磁极(N极)相向的方式配置，但并不限定于这种方式，第一磁铁41和第二磁铁42也可以以彼此的第二磁极(S极)相向的方式配置。即，第一磁铁41和第二磁铁42以相同极性的磁极(N极或S极)彼此相向的方式配置即可。
从Z方向观察时，第一磁铁41的第一面41A具有与Y方向(Y轴)平行的第一端边411和第二端边412。第一端边411从Z方向观察时位于磁场检测部3的近处，第二端边412从Z方向观察时位于磁场检测部3的远处。即，第一端边411相较于第二端边412位于-X侧。从Z方向观察时，第二磁铁42的第一面42A具有与Y方向(Y轴)平行的第一端边421和第二端边422。第一端边421从Z方向观察时位于磁场检测部3的近处，第二端边422从Z方向观察时位于磁场检测部3的远处。即，第一端边421相较于第二端边422位于+X侧。
将包含第一磁铁41的第一面41A的第一端边411和第二磁铁42的第一面42A的第一端辺421的平面定义为“第一虚拟平面VP1”，将包含第一磁铁41的第一面41A的第二端边412和第二磁铁42的第一面42A的第二端辺422的平面定义为“第二虚拟平面VP2”。在检测对象物7位于下方(Z方向中的下方，-Z侧)、且磁场检测部3位于检测对象物7的上方(Z方向中的上方，+Z侧)的情况下，第一虚拟平面VP1也相较于第二虚拟平面VP2位于上方(Z方向中的上方，+Z侧)。即，第一磁铁41和第二磁铁42以第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A在侧视时成为八字状(倒V形，inverted V-shaped)的方式设置。换言之，包含第一磁铁41的第一面41A的平面与包含第二磁铁42的第一面42A的平面朝向-Z侧开放，在+Z侧彼此交叉。
第一磁铁41的第一面41A相对于第二虚拟平面VP2以第一倾斜角度θ41倾斜，第二磁铁42的第一面42A相对于第二虚拟平面VP2以规定的第二倾斜角度θ42倾斜。第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42分别在28.5°～31.5°的范围内即可，优选在29.5°～30.75°的范围。第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42只要分别在上述数值范围内，则也可以为不同的角度，但特别优选为相同的角度。通过使第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A分别以上述方式倾斜，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的强度(磁通密度)，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的方向(角度)的范围，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。
能够将由上述第一虚拟平面VP1、第二虚拟平面VP2、以及第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A包围的空间定义为“磁场检测部配置区域S”，在该磁场检测部配置区域S内设置磁场检测部3。即，从Y方向观察时，磁场检测部3设置在第一磁铁41与第二磁铁42之间。通过将磁场检测部3设置在磁场检测部配置区域S(其被相对于第二虚拟平面VP2以第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42倾斜的第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A、第一虚拟平面VP1以及第二虚拟平面VP2包围)，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的强度(磁通密度)，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的方向(角度)的范围，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。另外，在本实施方式中，磁场检测部3位于第二虚拟平面VP2上，但并不限定于这种方式，磁场检测部3只要在磁场检测部配置区域S内，也可以不位于该平面上。
第一磁铁41与第二磁铁42的间隔D4根据沿X方向移动的检测对象物7的移动量适当设定即可，至少设定为检测对象物7的最大移动量以上即可。另外，第一磁铁41与第二磁铁42的间隔D4为第一端边411与第一端边421之间的长度，且其为与X方向平行的长度。
磁场检测部3检测由第一磁铁41和第二磁铁42产生的磁场的方向。具体而言，磁场检测部3检测由第一磁铁41和第二磁铁42产生且对磁场检测部3施加的磁场的方向(矢量)，即磁场检测部3中的磁感线的方向。磁场检测部3包含第一磁场检测部31和第二磁场检测部32即可。磁场检测部3(第一磁场检测部31和第二磁场检测部32)包含例如霍尔元件、霍尔IC(Integrated Circuit，集成电路)、GMR元件、TMR元件等作为磁场检测元件即可。磁场检测部3具有沿X方向的感磁方向和沿Z方向的感磁方向。Z方向与X方向正交，且与第一虚拟平面VP1和第二虚拟平面VP2正交。
在本实施方式中，磁场检测部3可以是将第一磁场检测部31和第二磁场检测部32一体地(整体地)形成而单片化的物体，可以是将第一磁场检测部31和第二磁场检测部32用树脂密封而单封装化(One Packaging)的物体，也可以是将第一磁场检测部31和第二磁场检测部32分别独立地用树脂密封的物体。如下文所述，通过使用磁场检测部3所包含的第一磁场检测部31的输出BX1，BZ1与第二磁场检测部32的输出BX2，BZ2的差值按照下述式子进行反正切(arctangent，ATAN)计算，将施加于磁场检测部3的磁场的方向(矢量)作为角度值(检测值)θB而求出。这样，通过在该角度值的计算中使用第一磁场检测部31和第二磁场检测部32各自的输出的差值，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。
数学式1：
在本实施方式的位置检测装置1中，第一磁铁41和第二磁铁42优选以距离磁场检测部3的中心的X方向的距离相同的方式设置。即，优选为：从第一磁场检测部31至第一磁铁41的距离(沿X方向的距离)与从第二磁场检测部32至第二磁铁42的距离(沿X方向的距离)相同。通过使该距离相同，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。
本实施方式的位置检测装置1可以具备与磁场检测部3的±X侧邻接的轭部5。轭部5可以包含：位于磁场检测部3的+X侧的第一轭部51、和位于磁场检测部3的-X侧的第二轭部52。第一轭部51和第二轭部52以如下方式设置即可：即，从Y方向观察时，磁场检测部3被夹在第一轭部51与第二轭部52之间。由于磁场检测部3的位置偏差等，在从第一磁场检测部31至第一磁铁41的距离与从第二磁场检测部32至第二磁铁42的距离不同的情况下，施加于第一磁场检测部31和第二磁场检测部32各自的磁场的强度不均匀，由此，来自磁场检测部3的输出信号的精度会恶化。然而，即使是在这样的情况下，位置检测装置1通过具备轭部5，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。
从Z方向观察时，第一轭部51和第二轭部52可以具有长度方向为Y方向的长方形形状(参照图4A和图4B)，也可以具有彼此的开口部相向的匚字状(U字状或C字状)(参照图5A和图5B)。此外，第一轭部51和第二轭部52也可以是彼此连接的一体物，从Z方向观察时，具有包围磁场检测部3的周围的框状(口字状)(参照图6A和图6B)。进一步，第一轭部51和第二轭部52的+Z侧的端面51A、52A也可以是，与第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A同样地，相对于第二虚拟平面VP2以规定的角度(例如，与第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42相同的角度)倾斜(参照图7)。通过使该51A、52A倾斜，能够相对地增大第一轭部51和第二轭部52的体积，能够进一步提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。另外，在本实施方式的位置检测装置1具备轭部5(第一轭部51和第二轭部52)的情况下，第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42分别在28.5°～32.5°的范围内即可，优选在29.5°～31.25°的范围内。
第一轭部51和第二轭部52由例如NiFe等磁性材料构成。优选地，第一轭部51和第二轭部52由相同的磁性材料构成。
磁场检测部3和第一轭部51之间的距离L1与磁场检测部3和第二轭部52之间的距离L2优选相同。通过使距离L1、L2相同，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。另外，距离L1、L2意为：从Z方向观察时，磁场检测部3的中心与第一轭部51及第二轭部52的磁场检测部3侧的面之间的距离。
如图8所示，本实施方式的位置检测装置1具备信号处理部6。信号处理部6包含：将从磁场检测部3输出的模拟信号转换为数字信号的A/D(模拟-数字)转换部61、以及对通过A/D转换部61数字转换了的数字信号进行计算处理的计算部62。另外，在将在计算部62中计算处理了的计算处理结果作为模拟信号进行输出的情况下，信号处理部6在计算部62的下游侧进一步包含D/A(数字-模拟)转换部(省略图示)即可。
信号处理部6生成表示由第一磁铁41和第二磁铁42产生并施加于磁场检测部3的磁场的方向相对于X方向的角度的检测值θB。检测值θB与检测对象物7相对于磁场检测部3的相对位置具有对应关系。
A/D转换部61将由磁场检测部3输出的传感器信号(与电流相关的模拟信号)转换为数字信号，该数字信号输入于计算部62。计算部62对通过A/D转换部61由模拟信号转换成的数字信号进行计算处理。该计算部62由例如微型计算机、ASIC(专用集成电路，Application Specific Integrated Circuit)等构成。
在本实施方式中，当由第一磁铁41和第二磁铁42产生并施加于磁场检测部3的磁场的方向随着检测对象物7向±X方向的移动而发生变化时，检测对象物7相对于磁场检测部3在±X方向上的相对位置所对应的传感器信号从磁场检测部3输出。使用该传感器信号，通过信号处理部6生成检测值θB。另外，即使是在例如传感器电源关闭之后、再次打开的情况下，检测值θB也不变化，能够检测绝对位置。
根据本实施方式的位置检测装置1，通过使第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A相对于第二虚拟平面VP2倾斜，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的强度(磁通密度)，能够增大施加于磁场检测部3的磁场的方向(角度)的范围，能够提高位置检测装置1中的检测对象物7的位置检测精度。
本实施方式的位置检测装置1通过收纳于规定的筐体11中，构成位置检测模块10(参照图9)。本实施方式的位置检测模块10具备位置检测装置1、信号处理部6、以及收纳位置检测装置1和信号处理部6的筐体11。位置检测装置1和信号处理部6以被由树脂构成的支承体12支承的状态收纳在筐体11内。筐体11具有用于将检测值θB取出至外部的连接器13，该检测值θB是使用由位置检测装置1的磁场检测部3输出的传感器信号由信号处理部6生成的。
上述实施方式的位置检测装置1和具有该位置检测装置1的位置检测模块10能够用于检测实质上直线地移动的检测对象物7的位置变化的用途。具备本实施方式的位置检测装置1的位置检测模块10可用作例如离合器系统中的离合器的位置检测装置等。例如，如图10所示，具备本实施方式的位置检测装置1的位置检测模块10以如下方式设置：在具备车辆离合器踏板等踏板、ECU(电子控制单元，Electronic Control Unit)101及离合器102的离合器系统100中，该位置检测模块10能够检测因车辆离合器踏板的踏入而移动的离合器102的位置。
以上说明的实施方式是为了容易地理解本发明而记载的，其并非是为了限定本发明而记载的。因此，上述实施方式中公开的各要素旨在也包含属于本发明的技术范围的所有的设计变更、等同物。
在上述实施方式中，作为磁场检测部3，举例说明了包含第一磁场检测部31和第二磁场检测部32的方式，但并不限定于这种方式，例如磁场检测部3也可以仅包含1个磁场检测部(例如第一磁场检测部31)(参照图4C)。
[实施例]
以下，举出实施例等更详细地说明本发明，但本发明完全不受限于下述实施例等。
[试验例1]
使用图11所示那样的仅包含第一磁场检测部31作为磁场检测部3、将第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42分别设为0°的位置检测装置(样品1)，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图12A～12C。
[试验例2]
使用图13所示那样的仅包含第一磁场检测部31作为磁场检测部3、将第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42分别设为30°的位置检测装置1(样品2)，按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图14A～14C。
[试验例3]
除了使用具有图1所示结构的位置检测装置1(样品3)以外，按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3(第一磁场检测部31和第二磁场检测部32)的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。另外，在位置检测装置1中，将第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42分别设为30°。结果示于图15A～15C。
在图12A～12C、图14A～14C及图15A～15C中，横轴表示检测对象物7的行程量(标准化的数值)。图15A中，实线表示施加于第一磁场检测部31的磁场的磁通密度(mT)，虚线表示在具备第二磁场检测部32的情况下的施加于第二磁场检测部32的磁场的磁通密度(mT)。图12B、14B、15B的纵轴表示施加于磁场检测部3的磁场的角度(deg，度)，图12C、14C、15C的纵轴表示从信号处理部6输出的检测值的误差(mm)。
如图12A～12C和图14A～14C所示，确认了：通过使第一磁铁41的第一面41A和第二磁铁42的第一面42A相对于第二虚拟平面VP2倾斜，可增大施加于磁场检测部3的磁场的磁通密度。此外，在试验例3中，通过使磁场检测部3包含第一磁场检测部31和第二磁场检测部32，检测值的最大误差(mm)为0.27mm，与试验例1和2相比，更加改善了检测对象物7的位置检测精度。
[试验例4]
使用除了在试验例3的位置检测装置1(样品3)中将第一磁场检测部31和第二磁场检测部32沿+X方向(第一磁铁41侧)移位0.1mm这一点以外、具有与试验例3(样品3)同样的结构的位置检测装置1(样品4)，按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图16A～16C。
[试验例5]
除了使用如图4A和图4B所示那样的具备轭部5(第一轭部51和第二轭部52)的位置检测装置1(样品5)以外，按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图17A～17C。
[试验例6]
使用除了在试验例5的位置检测装置1(样品5)中将第一磁场检测部31和第二磁场检测部32沿+X方向(第一磁铁41侧)移位0.1mm这一点以外、具有与试验例5(样品5)同样的结构的位置检测装置1(样品6),按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图18A～18C。
[试验例7]
除了使用如图4C所示那样的磁场检测部3仅包含第一磁场检测部31且具备轭部5(第一轭部51和第二轭部52)的位置检测装置1(样品7)以外，按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图19A～19C。
[试验例8]
使用除了在试验例7的位置检测装置1(样品7)中将第一磁场检测部31沿+X方向(第一磁铁41侧)移位0.1mm这一点以外、具有与试验例7(样品7)同样的结构的位置检测装置1(样品8),按照与试验例1同样的方式，通过模拟而求出施加于磁场检测部3的磁场强度(磁通密度)、施加于磁场检测部3的磁场的角度范围以及从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图20A～20C。
在图16A～20C中，横轴表示检测对象物7的行程量(标准化的数值)。图16A、17A、18A、19A、20A中，实线表示施加于第一磁场检测部31的磁场的磁通密度(mT)，虚线表示施加于第二磁场检测部32的磁场的磁通密度(mT)。图16B、17B、18B、19B、20B的纵轴表示施加于磁场检测部3的磁场的角度(deg，度)，图16C、17C、18C、19C、20C的纵轴表示从信号处理部6输出的检测值的误差(mm)。
如图16A～20C所示，确认了：即使是在发生了磁场检测部3(第一磁场检测部31和第二磁场检测部32)的位置偏差(X方向中的位置偏差)的情况下，通过在磁场检测部3的±X侧设置轭部5(第一轭部51和第二轭部52)，也能够改善施加于第一磁场检测部31和第二磁场检测部32的磁场的平衡，可扩大施加于磁场检测部3的磁场的角度范围，可提高位置检测装置1的分辨率，并且可提高位置检测装置1的位置检测精度。如图20A所示，上述结果在磁场检测部3仅具备第一磁场检测部31的情况下也是相同的。
此外，在试验例5中，通过使磁场检测部3包含第一磁场检测部31和第二磁场检测部32且设置轭部5(第一轭部51和第二轭部52)，检测值的最大误差(mm)为0.18mm，与试验例1～3及试验例7相比，更加改善了检测对象物7的位置检测精度。
[试验例9]
使用具有与试验例3(样品3)同样的结构的位置检测装置1，使第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42分别在25°至35°之间变化，通过模拟而求出该情况下的从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图21。
[试验例10]
使用具有与试验例5(样品5)同样的结构的位置检测装置1，使第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42分别在25°至35°之间变化，通过模拟而求出该情况下的从信号处理部6输出的检测值的误差。结果示于图22。
如图21所示，确认了：通过使第一磁铁41的第一面41A的第一倾斜角度θ41和第二磁铁42的第一面42A的第二倾斜角度θ42在28.5°～31.5°的范围内，能够使从信号处理部6输出的检测值的误差在1mm以内；通过第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42在29.5°～30.75°的范围内，能够使从信号处理部6输出的检测值的误差在0.5mm以内；能够提高位置检测装置1中的位置检测精度。此外，如图22所示，确认了：通过使位置检测装置1具备轭部5，即使是在第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42在28.5°～32.5°的范围内的情况下，也能够使从信号处理部6输出的检测值的误差在1mm以内；即使是在第一倾斜角度θ41和第二倾斜角度θ42在29.5～31.25°的范围内的情况下，也能够使从信号处理部6输出的检测值的误差在0.5mm以内；能够提高位置检测装置1中的位置检测精度。
[附图标记说明]
1…位置检测装置、3…磁场检测部、31…第一磁场检测部、32…第二磁场检测部、41…第一磁铁、42…第二磁铁、5…轭部、51…第一轭部、52…第二轭部、6…信号处理部、10…位置检测模块、11…筐体。

Claims (17)

1.一种位置检测装置，其特征在于，
其为检测检测对象物的位置的位置检测装置，
所述位置检测装置具备：
第一磁铁和第二磁铁；以及
检测由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生的磁场的磁场检测部，
所述磁场检测部能够相对于所述检测对象物沿第一方向相对地移动，
所述第一磁铁和所述第二磁铁以在所述第一方向上相同极性相向的方式配置，
所述第一磁铁和所述第二磁铁分别具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面，
所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述磁场检测部相对地位于近侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二面相对于所述磁场检测部相对地位于远侧，
在俯视时，所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面具有：相对于所述磁场检测部位于近侧的第一端边、和相对于所述磁场检测部位于远侧的第二端边，
在使所述检测对象物位于下方、且使所述磁场检测部位于所述检测对象物的上方时，包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一端边的第一虚拟平面位于包含所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第二端边的第二虚拟平面的上方，
所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面以彼此相对的方式相对于所述第二虚拟平面以规定的倾斜角度倾斜，
所述磁场检测部设置在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，
所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述第二虚拟平面以28.5°～31.5°的范围倾斜。
3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，
所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面相对于所述第二虚拟平面以29.5°～30.75°的范围倾斜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述第一磁铁的所述第一面的所述倾斜角度与所述第二磁铁的所述第一面的所述倾斜角度为相同角度。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述磁场检测部设置在由所述第一虚拟平面、所述第二虚拟平面以及所述第一磁铁和所述第二磁铁各自的所述第一面包围的磁场检测部配置区域。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述磁场检测部包含第一磁场检测部和第二磁场检测部。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述磁场检测部的感磁方向包含与所述第一方向平行的第一感磁方向和与所述第一感磁方向正交的第二感磁方向，
所述第二感磁方向与所述第一虚拟平面和所述第二虚拟平面交叉。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
以在所述第一方向上与所述磁场检测部邻接的方式设置有轭部，
所述磁场检测部夹在所述轭部之间。
9.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
所述轭部具有第一轭部和第二轭部。
10.根据权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，
从所述第一方向观察时，所述磁场检测部位于所述第一轭部与所述第二轭部重合的部分。
11.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
所述轭部具有第一轭部和第二轭部，
在所述第一方向上，所述磁场检测部被夹在所述第一轭部与所述第二轭部之间，
在俯视时，所述第一轭部和所述第二轭部具有U字形状，且以彼此的开口部相向的方式设置。
12.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
在俯视时，所述轭部具有方形框状，
所述磁场检测部设置在所述方形框状的所述轭部的内侧。
13.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
沿着所述第一方向的所述磁场检测部与所述第一磁铁之间的距离与沿着所述第一方向的所述磁场检测部与所述第二磁铁之间的距离相同，
沿着所述第一方向的从所述磁场检测部至位于所述第一磁铁侧的所述轭部的距离与沿着所述第一方向的从所述磁场检测部至位于所述第二磁铁侧的所述轭部的距离相同。
14.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述第一磁铁和第二磁铁由相同的材料构成。
15.根据权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，
所述第一轭部和所述第二轭部由相同的材料构成。
16.一种位置检测模块，其特征在于，
具备权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置、信号处理部以及筐体，
所述信号处理部通过处理来自所述位置检测装置的所述磁场检测部的输出信号来计算由所述第一磁铁和所述第二磁铁产生并施加于所述磁场检测部的磁场的角度，
所述筐体收纳所述位置检测装置和所述信号处理部。
17.一种离合器系统，其特征在于，
具备：
权利要求16所述的位置检测模块；以及
作为所述检测对象物的离合器。
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