JP2002213904A

JP2002213904A - 移動体位置検出センサ

Info

Publication number: JP2002213904A
Application number: JP2001010290A
Authority: JP
Inventors: Toji Kin; 東治金; Fumihiko Abe; 文彦安倍
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、移動体の位置が３ヶ所以上であって
も検出することが可能な移動体位置検出センサを提供す
る。【解決手段】案内部材に沿って移動する移動体の位置
を検出する移動体位置検出センサ10。案内部材あるいは
移動体のいずれか一方に配置され、磁気を発生させる磁
気発生手段12と、発生した磁気の磁束密度を検出する検
出手段13，14とを有する検出部11、案内部材あるいは移
動体のいずれか他方に配置され、磁気を誘導する磁性体
15、及び各検出手段から出力される磁束密度に関する出
力信号を処理する信号処理手段を備え、磁気発生手段12
と検出手段13，14とが磁性体15に対して同じ側に配置さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体位置検出セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】案内部材に沿って移動する移動体の位
置、例えば、自動車のシート前後位置を検出するシート
センサ（移動体位置検出センサ）では、運転席の前後位
置によってエアバッグ装置の起爆力を制御するシステム
に用いられるものがある。これは、運転者の体格に合わ
せてシート位置が変更されたときに、エアバッグ装置と
運転者との相対位置に合わせてエアバッグ装置を起爆さ
せ、運転者の安全を確保するためである。

【０００３】このようなシートセンサとして、ホール素
子を利用して前後方向における２つの位置を検出するも
のが実用化されている。例えば、図９（ａ），（ｂ）に
示すシートセンサ１は、対向配置される永久磁石２とホ
ール素子３及びこれらの間に配置される軟鉄等からなる
遮蔽板４とを有し、永久磁石２とホール素子３がシート
側に、遮蔽板４が車体側に、それぞれ固定されている。

【０００４】そして、シートセンサ１は、シートの前後
方向への移動に応じて、例えば、シート側に固定された
永久磁石２とホール素子３が遮蔽板４に対して図９
（ａ）に示す位置にある場合には、磁束ＭFが遮蔽板４
によって遮蔽される。この結果、ホール素子３を横切る
磁束が所定閾値より少なくなるため、出力信号は小さく
なり、図示しない信号処理回路でこの出力信号を検出し
て、出力はオフとなる。

【０００５】一方、シートが後側へ移動され、シート側
に固定された永久磁石２とホール素子３が遮蔽板４に対
して図９（ａ）に示す位置から右方へ移動すると、遮蔽
板４による磁束ＭFの遮蔽が解放され、ホール素子３を
横切る磁束が所定閾値より多くなるため、出力信号は大
きくなり、図示しない信号処理回路でこの出力信号を検
出して、出力はオンとなる。これにより、シートセンサ
１は、シートの前，後２つの位置をホール素子３のオ
ン，オフによって検出することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シートセン
サ１は、上記のように対向配置される永久磁石２とホー
ル素子３との間に遮蔽板４が配置されているためサイズ
が大きく配置スペースを大きく取ることから、小型化が
望まれていた。しかも、シートセンサ１は、運転者の体
格に合わせてエアバッグ装置の起爆力を適正に制御する
ためには、検出する移動体の位置を３ヶ所以上に増やし
て制御することが望まれている。例えば、検出位置を３
ヶ所とする場合では、永久磁石２とホール素子３とを増
やす必要があるが、このようにすると一層大型化してし
まうというという問題があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、小型で、移動体の位置が３ヶ所以上であっても検出
することが可能な移動体位置検出センサを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては上記目
的を達成するため、案内部材に沿って移動する移動体の
位置を検出する移動体位置検出センサであって、前記案
内部材あるいは移動体のいずれか一方に配置され、磁気
を発生させる磁気発生手段と、発生した磁気の磁束密度
を検出する検出手段とを有する検出部、前記案内部材あ
るいは移動体のいずれか他方に配置され、前記磁気を誘
導する磁性体、及び前記各検出手段から出力される磁束
密度に関する出力信号を処理する信号処理手段を備え、
前記磁気発生手段と前記検出手段とが前記磁性体に対し
て同じ側に配置されている構成としたのである。

【０００９】好ましくは、前記磁性体は、前記移動体の
位置によって前記磁気発生手段が発生する磁束が誘導さ
れる経路あるいは方向が異なる構成とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の移動体位置検出セ
ンサを、自動車に搭載してシートの前後方向における３
ヶ所の位置を検出するシートセンサに適用した一実施形
態を図１乃至図８に基づいて詳細に説明する。ここで、
図１（ｂ），図４（ｂ）〜図７（ｂ）及び図８は、断面
図であるが、線の錯綜を避けるため、断面部分における
ハッチングを省略する。

【００１１】シートセンサ１０は、図１（ａ），（ｂ）
及び図３に示すように、検出ユニット１１、磁性板１５
及び信号処理回路１６を備えている。シートセンサ１０
は、図示の位置が検出ユニット１１、従って自動車の後
述するシート６が、シートアジャスタのレール７に沿っ
た前後方向の前，中，後の３ヶ所の位置のうち”中”の
位置にある場合の状態を示している。

【００１２】検出ユニット１１は、図２に示す自動車の
シート６下部に後述する磁性板１５と対向する同じ側に
配置され、シート６と共にシートアジャスタのレール７
に沿って前後に移動する。検出ユニット１１は、磁気発
生手段としての永久磁石１２と発生した磁気の磁束密度
を検出する検出手段としての第１ホール素子１３及び第
２ホール素子１４を有している。永久磁石１２は、図１
（ｂ）に示すように、基板１１ａとバックヨーク１１ｂ
とによって支持されている。第１ホール素子１３及び第
２ホール素子１４は、図１（ａ）に示すように、基板１
１ａの表面に永久磁石１２を挟んで配置されている。基
板１１ａは、支柱を兼ねる複数本のヨーク１１ｃによっ
てバックヨーク１１ｂに支持されている。ホール素子１
３，１４は、アンプ及びコンパレータを有している市販
のホールＩＣが使用される。このホールＩＣは、一辺が
2.５ｍｍ程度と非常に小型なので、シートセンサ１０、
即ち、移動体位置検出センサ全体のサイズを非常に小さ
くすることができる。このようなホールＩＣをホール素
子１３，１４として用いると、これらの素子１３，１４
を横切る永久磁石１２による磁束ＭFの密度が所定の閾
値を越えたときには、磁束密度に関する出力信号が”
１”となり、前記閾値よりも小さいときには、出力信号
が”０”となる。

【００１３】磁性板１５は、軟質磁性材からなる絶縁材
あるいは導電性素材で、例えば、約３０００〜６０００
程度の高い比透磁率を有する軟鉄からなる板で、図１
（ａ）に示すように幅の広い中央部１５ａの両側に幅の
狭い延出部１５ｂ，１５ｃが形成され、シートアジャス
タの一方のレール７に固定されている。従って、検出ユ
ニット１１においては、永久磁石１２による磁束ＭF
が、バックヨーク１１ｂと磁性板１５との間に図１
（ｂ）に示すように流れる。磁性板１５は、比透磁率が
高い素材であれば、ナイロン，ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ），ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ），ＡＢＳ樹
脂等の電気絶縁性を有する熱可塑性合成樹脂に、Ｎi−
ＺnやＭn−Ｚn系のフェライトからなる軟磁性材粉を、
軟磁性材の含有量が１０〜７０体積％で混合した絶縁磁
性材や、パーマロイ等のニッケル−鉄合金、珪素鋼板等
の導電性素材を使用してもよい。

【００１４】信号処理回路１６は、ホール素子１３，１
４と図３に示すように接続される信号処理手段で、ホー
ル素子１３，１４から出力される”０”又は”１”の出
力信号に基づいてシート６の前後方向における位置を判
定する。以上のように構成されるシートセンサ１０にお
いては、シート６が”中”の位置にあると、図１
（ａ），（ｂ）に示すように、検出ユニット１１、即
ち、第１ホール素子１３及び第２ホール素子１４が、磁
性板１５の中央部１５ａの位置に存在する。このため、
図１（ｂ）に示すように、永久磁石１２による磁束ＭF
が磁性板１５に引き寄せられて第１ホール素子１３及び
第２ホール素子１４の双方を横切る磁束が所定値より多
くなる。この結果、表１に示すように、第１ホール素子
１３及び第２ホール素子１４は、出力信号が共に”１”
となる。従って、シートセンサ１０は、この出力信号に
基づいてシート６の位置を”中”と判定する。

【００１５】

【表１】

【００１６】一方、例えば、体格の小さい運転者に代わ
る等によってシート６を前へ移動させると、検出ユニッ
ト１１もシート６と共に前へ移動する。この結果、検出
ユニット１１の位置が、図４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、磁性板１５の延出部１５ｂ側に変化する。このた
め、シートセンサ１０では、図４（ｂ）に示すように、
永久磁石１２が発生する磁束ＭFを誘導する経路が図１
（ｂ）に示す場合と異なり、磁性板１５の延出部１５ｂ
に引き寄せられた永久磁石１２による磁束ＭFが第２ホ
ール素子１４を横切る磁束が所定値より多くなる。この
とき、第１ホール素子１３は、横切る磁束ＭFが所定値
よりも少なくなる。この結果、表１に示すように、第１
ホール素子１３は出力信号が”０”、第２ホール素子１
４は出力信号が”１”となる。従って、シートセンサ１
０は、この出力信号に基づいてシート６の位置を”前”
と判定する。

【００１７】更に、例えば、体格の大きい運転者に代わ
る等によってシート６を後へ移動させると、検出ユニッ
ト１１もシート６と共に後へ移動する。この結果、検出
ユニット１１の位置が、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、磁性板１５の延出部１５ｃ側に変化する。このた
め、シートセンサ１０では、図５（ｂ）に示すように、
永久磁石１２が発生する磁束ＭFを誘導する経路が図４
（ｂ）に示す場合と異なり、磁性板１５の延出部１５ｃ
に引き寄せられ、第１ホール素子１３を横切る永久磁石
１２による磁束ＭFが所定値よりも多くなる。このと
き、第２ホール素子１４は、横切る磁束ＭFが所定値よ
りも少なくなる。この結果、表１に示すように、第１ホ
ール素子１３は出力信号が”１”、第２ホール素子１４
は出力信号が”０”となる。従って、シートセンサ１０
は、この出力信号に基づいてシート６の位置を”後”と
判定する。

【００１８】以上のように、シートセンサ１０は、永久
磁石１２と第１ホール素子１３及び第２ホール素子１４
とを有する検出ユニット１１が、磁性板１５と対向する
同じ側に配置されているため、３ヶ所の移動位置を適正
に検出するにも拘わらず、対向配置される永久磁石とホ
ール素子との間に遮蔽板が配置される従来のシートセン
サに比べて大幅に小型化され、しかも、非常に構造が簡
単で構成部品数が少ないので組立性が向上するうえ、安
価に提供することができる。

【００１９】ここで、本発明の移動体位置検出センサ
は、シートの前後２つの移動位置を検出する場合にも使
用可能で、この場合には図６（ａ），（ｂ）に示すシー
トセンサ２０を使用する。シートセンサ２０は、検出ユ
ニット２１、磁性板２５及び図示しない信号処理回路を
備えている。

【００２０】ここで、シートセンサ２０は、検出ユニッ
ト２１のホール素子２３が１つで、磁性板２５の形状が
シートセンサ１０の磁性板１５と比べて僅かに異なる以
外は、永久磁石２２とホール素子２３とを有する検出ユ
ニット２１が、磁性板２５と対向する同じ側に配置さ
れ、シートセンサ１０と同じ構成部材が使用される。こ
のため、シートセンサ２０は、シートセンサ１０と対応
する構成部材に対応する符号を付すことによって重複し
た説明を省略する。

【００２１】磁性板２５は、図６（ｂ）に示すように、
シートの前後位置を検出するため、上下に位置をずらし
た２つの延出部２５ｂ，２５ｃが形成されている。シー
トセンサ２０においては、シートが”前”の位置にある
と、図６（ａ），（ｂ）に示すように、検出ユニット２
１、即ち、ホール素子２３は、磁性板２５の延出部２５
ｂ側に存在する。このため、永久磁石２２による磁束Ｍ
Fは延出部２５ｂに引き寄せられ、ホール素子２３を横
切る磁束が所定値より少なくなる。この結果、シートセ
ンサ２０は、ホール素子２３の出力信号が”０”とな
り、シートの位置を”前”と判定する。

【００２２】一方、例えば、体格の大きい運転者に代わ
る等によってシートを後へ移動させると、検出ユニット
２１もシートと共に後へ移動する。この結果、検出ユニ
ット２１の位置が、図７（ａ），（ｂ）に示すように、
永久磁石２２が発生する磁束ＭFを誘導する経路が図６
（ｂ）に示す場合と異なり、磁性板２５の延出部２５ｃ
側に変化する。このため、シートセンサ２０では、図７
（ｂ）に示すように、磁性板２５の延出部２５ｃに引き
寄せられた永久磁石２２による磁束ＭFがホール素子２
３を横切る磁束が所定値より多くなるので、ホール素子
２３は出力信号が”１”となる。従って、シートセンサ
２０は、この出力信号に基づいてシートの位置を”後”
と判定する。

【００２３】従って、本発明の移動体位置検出センサ
は、シートの前後２つの移動位置を検出する場合であっ
ても使用でき、従来のシートセンサよりも小型で、非常
に構造が簡単で構成部品数が少ないので組立性が向上す
るうえ、安価に提供することができる。ここで、上記シ
ートセンサ１０，２０においては磁気発生手段として永
久磁石１２，２２を使用したが、図８に示すシートセン
サ１０のように、磁気発生手段として鉄心１８ａにコイ
ル１８ｂを巻回した電磁石１８を使用してもよい。電磁
石１８を使用すると、シートセンサ１０は、位置検出の
ときだけ電磁石１８のコイル１８ｂに励磁電流を流して
ホール素子１３，１４の出力信号（Ｓon）を取り出し、
位置検出しないときは励磁電流をオフにしてホール素子
１３，１４の出力信号（Ｓoff）を取り出す。そして、
信号処理回路でこれら取り出した出力信号の差ΔＳ＝Ｓ
on−Ｓoffを計算し、差ΔＳの値により信号レベルの大
きさを判別する。このような差動方式によりシートセン
サ１０は、ノイズを取り除くことができ、Ｓ／Ｎ比を改
善することができる。

【００２４】尚、前記実施形態のシートセンサ１０にお
いては、シート６のシートアジャスタのレール７に沿っ
た前後方向におけるシート６の前，中，後の３ヶ所の位
置を検出する場合について説明した。しかし、本発明の
シートセンサは、ホールセンサの数並びに磁性板の形状
を変化させることにより４ヶ所以上の位置を検出するこ
とができることは言うまでもない。

【００２５】また、上記各実施形態は、移動体位置検出
センサとしてシートの移動位置を検出するシートセンサ
の場合について説明した。しかし、本発明の移動体位置
検出センサは、移動体の移動位置を検出するものであれ
ばどのようなものにも適用可能であり、上記実施形態に
限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】請求項１，２の発明によれば、小型で、
移動体の位置が３ヶ所以上であっても検出することが可
能な移動体位置検出センサを提供することができる。し
かも、本発明の移動体位置検出センサは、非常に構造が
簡単で構成部品数が少ないので組立性が向上するうえ、
安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動体位置検出センサの一実施形態に
係るシートセンサの側面図（ａ）と、断面図（ｂ）であ
る。

【図２】図１のシートセンサを設けた自動車のシートを
示す斜視図である。

【図３】図１のシートセンサの電気回路図である。

【図４】図１のシートセンサにおいてシートが前へ移動
したときの側面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。

【図５】図１のシートセンサにおいてシートが後へ移動
したときの側面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。

【図６】シートセンサの他の実施形態を示すもので、シ
ートが前へ移動したときの側面図（ａ）と、断面図
（ｂ）である。

【図７】図６のシートセンサにおいてシートが後へ移動
したときの側面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。

【図８】図１のシートセンサの変形例を示す断面図であ
る。

【図９】従来のシートセンサの側面図（ａ）と、断面図
（ｂ）である。

【符号の説明】

６シート７レール（案内部材）１０シートセンサ（移動体位置検出セン
サ）１１検出ユニット１２永久磁石（磁気発生手段）１３第１ホール素子（検出手段）１４第２ホール素子（検出手段）１５磁性板（磁性体）１６信号処理回路（信号処理手段）１８電磁石（磁気発生手段）２０シートセンサ（移動体位置検出セン
サ）２１検出ユニット２２永久磁石（磁気発生手段）２３ホール素子（検出手段）２５磁性板（磁性体）ＭF 磁束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】案内部材に沿って移動する移動体の位置
を検出する移動体位置検出センサであって、前記案内部材あるいは移動体のいずれか一方に配置さ
れ、磁気を発生させる磁気発生手段と、発生した磁気の
磁束密度を検出する検出手段とを有する検出部、前記案
内部材あるいは移動体のいずれか他方に配置され、前記
磁気を誘導する磁性体、及び前記各検出手段から出力さ
れる磁束密度に関する出力信号を処理する信号処理手段
を備え、前記磁気発生手段と前記検出手段とが前記磁性
体に対して同じ側に配置されていることを特徴とする移
動体位置検出センサ。
【請求項２】前記磁性体は、前記移動体の位置によっ
て前記磁気発生手段が発生する磁束が誘導される経路あ
るいは方向が異なる、請求項１の移動体位置検出セン
サ。