JP2006177924A - 変位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁界の変化を検出する検出手段が搭載された変位検出装置に関し、簡単な構成で、回転変位、及び、直線変位を検出可能な変位検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、周囲の磁気を検出する磁気検出手段（１１１）と、回転中心が磁気検出手段（１１１）に直交するように配置され、磁気検出手段（１１１）に対して回転自在となるように保持された回転軸（１１２）と、回転軸（１１２）の磁気検出手段（１１１）に対向する面に固定された磁気発生手段（１１３）と、磁気検出手段（１１３）が固定されると共に、回転軸（１１２）が回転自在に保持する収納ケース（１１４）とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は変位検出装置に係り、特に、磁界の変化を検出する検出手段が搭載された変位検出装置に関する。

変位には、例えば、回転変位及び直線変位がある。

図１７は従来の回転変位検出装置の一例を説明するための図を示す。図１７（Ａ）が断面構成図、図１７（Ｂ）は回転角度に対する検知電圧の特性を示している。

回転変位検出装置１は、図１７（Ａ）に示されるように回転変位を検出する回転範囲が１８０°以内に角度規制された操作軸２と、この操作軸２に連動して回転し、外周面が１８０°ずつに２極着磁された円盤状の磁性体３と、この磁性体の外周面に所定ギャップを保って配置されたホール素子４とを備えた構成とされている。回転変位検出装置１は、図１７（Ｂ）に示すように操作軸２の回転角度に応じてホール素子４から正弦波状の出力波形が出力される。

図１８は従来の直線変位検出装置の一例を説明するための図を示す。図１８（Ａ）が断面構成図、図１８（Ｂ）は直線変位量に対する出力電圧の特性を示している。

直線変位を検出する直線変位検出装置１１は、図１８（Ａ）に示されるように本体枠１２、と、本体枠１２に内装され永久磁石１３を装着して本体枠１２内を軸方向に可動するスライダ１４と、スライダ１４に近接して取り付け台に固定された磁電変換部１５とを備えた構成とされている。直線変位検出装置１１は、図１８（Ｂ）に示すように永久磁石１３の変位量に対して電磁変換部１５の出力電圧が略直線的に変化する。
特開平０８−１２２０１１号公報 特開平１１−１０８６０５号公報

しかるに、従来の変位検出装置は、回転変位検出装置と直線変位検出装置とが図１７（Ａ）、図１８（Ａ）に示すように各々独自の構成とされており、図１７（Ｂ）、図１８（Ｂ）に示されるように出力信号も異なるため、信号処理側の設定を検出する変位に応じて異ならせる必要があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、回転変位、及び、直線変位を同じ検出信号で検出可能な変位検出装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

本発明は、周囲の磁気を検出する磁気検出手段（１１１）と、回転中心が磁気検出手段（１１１）に直交するように配置され、磁気検出手段（１１１）に対して回転自在となるように保持された回転軸（１１２）と、回転体（１１２）の磁気検出手段（１１１）に対向する面に固定された磁気発生手段（１１３）と、磁気検出手段（１１１）が固定されると共に、回転体（１１２）が回転自在に保持する収納ケース（１１４）とを有することを特徴とする。

回転体（１１２）は、収納ケース（１１４）から外部に突出して設けられた回転変位検出用の回転軸（１１２）を有することを特徴とする。

回転体（１１２）にピニオン（１６１）を設け、ピニオン（１６１）に噛合するラック（２１３）が形成されており、収納ケース（１１４）にスライド自在に保持された直線変位検出用レバー（１８１）とを有することを特徴とする。

収納ケース（１１４）内に設けられ、操作が解除された状態で直線変位検出用レバー（１８１）を所定の復帰位置に復帰させる復帰手段（３１１）を有することを特徴とする。

また、収納ケース（１１４）に移動可能に設けられたレバー（１８１）と、このレバー（１８１）と一体的に移動するラック（２１３）と、このラック（２１３）の第１の移動範囲にて噛合する第１のピニオン（４１１）と、第１の移動範囲に連続したラック（２１３）の第２の移動範囲にて噛合する第２のピニオン（４１２）と、第１のピニオン（４１１）または／及び第２のピニオン（４１２）により前記回転体（１１２）が駆動される構成としたことを特徴とする。

また、第１のピニオン（４１１）と第２のピニオン（４１２）の回転軸中心間の距離が、ラック（２１３）の長さと等しいか、それよりも短く設定されていることを特徴とする。また、第１のピニオン（４１１）と第２のピニオン（４１２）との間に中継ギヤ（４１３）を設けたことを特徴とする。更に、レバー（１８１）の収納ケース（１１４）から外側に延出する長さに対し、ラック（２１３）の長さを短くしたことを特徴とする。

上述の如く本発明によれば、単な構成で、回転変位、及び、直線変位を同じ検出信号で検出することができ、よって、安価に変位検出装置を提供できると共に、回転変位、及び、直線変位で信号処理系を共通化することができるため、信号処理系の構成も簡略可能となる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図１は本発明の第１実施例である変位検出装置１００の分解斜視図であり、図２は変位検出装置１００の断面図である。本実施例に係る変位検出装置１００は、直線変位を検出する直線変位検出装置として用いたものであり、大略すると磁気検出手段１１１、回転体１１２、磁気発生手段１１３、収納ケース１１４から構成されている。

磁気検出手段１１１は、周囲の磁気を検出する手段であり、プリント配線板１２１、磁気抵抗素子ＩＣ１２２から構成されている。図３は磁気抵抗素子ＩＣ１２２の要部の回路構成図、図４は磁気抵抗素子ＩＣ１２２の動作説明図、図５は磁気抵抗素子ＩＣ１２２の出力特性図を示す。

磁気抵抗素子ＩＣ１２２は、第１相の検出信号を生成するための４個の磁気抵抗素子１３１−１〜１３１−４及び第２相の検出信号を生成するための４個の磁気抵抗素子１３２−１〜１３２−４を同一チップ上に搭載した構成とされている。磁気抵抗素子１３１−１〜１３１−４は、中心に対して９０度の角度で配置されている。また、磁気抵抗素子１３２−１〜１３２−４は、磁気抵抗素子１３１−１〜１３１−４に対して４５度ずれた角度で配置されている。

磁気抵抗素子１３１−１〜１３１−４は、図３に示すように磁気抵抗素子１３１−１と磁気抵抗素子１３１−２、及び、磁気抵抗素子１３１−３と磁気抵抗素子１３１−４が各々電源端子と接地端子との間に直列に接続されている。また、磁気抵抗素子１３１−１と磁気抵抗素子１３１−２との接続点が正極性出力端子に、磁気抵抗素子１３１−３と磁気抵抗素子１３１−４との接続点が負極性出力端子に接続されており、正極性出力端子と負極性出力端子との差動信号によって第１相の検出信号が得られる。

また、第２相の検出信号を生成する磁気抵抗素子１３２−１〜１３２−４も、磁気抵抗素子１３１−１〜１３１−４と同様な接続とされ、磁気抵抗素子１３２−１と磁気抵抗素子１３２−２との接続点が接続された正極性出力端子と磁気抵抗素子１３２−３と磁気抵抗素子１３２−４との接続点が接続された負極性出力端子との差動信号によって第１相の検出信号とは位相が４５度遅れた第２相の検出信号が得られる。

図４に示すように磁気抵抗素子ＩＣ１２２上に磁石１３３を配置し、回転させると、磁石１３３の回転角度αに対応して第１相の検出信号が図５に実線で示すように出力され、第２相の検出信号が図５に破線で示すように出力される。

磁気抵抗素子ＩＣ１２２は、プリント配線板１２１に搭載される。プリント配線板１２１には、矢印Ｘ２方向の端部にリード線１４１が半田付けされている。プリント配線板１２１は、磁気抵抗素子ＩＣ１２２の第１相及び第２相の電源端子、接地端子、正極性出力端子、負極性出力端子のリードをプリント配線によって、リード線１４１に導き、接続する。

回転体１１２は、樹脂などをモールド成形して形成されており、回転中心が磁気検出手段１１１を構成する磁気抵抗素子ＩＣ１２２に直交するように配置されており、磁気検出手段１１１を構成する磁気抵抗素子ＩＣ１２２に対して回転自在となるように収納ケース１１４を構成する上ケース１５１に保持されている。また、回転体１１２には、ピニオン１６１及び鍔部１６２が一体に形成されている。

ピニオン１６１は、直線変位検出時にレバーに形成されたラック２１３と噛合して、レバーの直線運動を回転運動に変更して、回転体１１２を回転させる。鍔部１６２は、直線変位検出時にレバーと係合して、回転体１１２を磁気抵抗素子ＩＣ１２２とのギャップを一定に保持する。

磁気発生手段１１３は、例えば、永久磁石から構成されており、図４に示す永久磁石１３３と同様に、回転体１１２に直交する方向に着磁されており、回転体１１２の磁気検出手段１１１を構成する磁気抵抗素子ＩＣ１２２に対向する面に固定されている。

収納ケース１１４は、上ケース１５１及び下ケース１５２から構成されている。上ケース１５１には、矢印Ｚ２方向側の面の矢印Ｙ２方向側に、直線変位検出時の変位方向となる矢印Ｘ１、Ｘ２方向に溝部１７１が形成されている。溝部１７１には、直線変位検出時にレバー１８１が係合する。また、上ケース１５１の周縁部には、上ケース１５１と下ケース１５２とを係止するための爪部１７２が複数箇所にわたって形成されている。更に、上ケース１５１には、磁気抵抗素子ＩＣ１２２に対向する部分に、回転体１１２を回転自在に保持するための貫通孔１７３が形成されている。

下ケース１５２には、矢印Ｚ１方向側の面の矢印Ｙ２方向側に、直線変位検出時の変位方向となる矢印Ｘ１、Ｘ２方向に溝部１９１が形成されている。また、下ケース１５２の周縁部には、上ケース１５１の爪部１７２に係合し、下ケース１５２と上ケース１５１とを係止するための凹部１９２が形成されている。更に、下ケース１５２には、磁気検出手段１１１を構成するプリント配線板１２１を位置決めするための凸部１９３、及び、ネジ２０１を螺入することにより、プリント配線板１２１を固定するためのネジ孔１９４が設けられている。

下ケース１５２は、矢印Ｘ２方向の端面に開口部１９５が設けられている。開口部１９５は、プリント配線板１２１を下ケース１５２に配置したときにリード線１４１を下ケース１５２の外部に延出させる。

また、本実施例では変位検出装置１００を直線変位検出装置として用いているため、直線変位検出を行なうレバー１８１を設けた構成としている。このレバー１８１は、収納ケース１１４を構成する上ケース１５１及び下ケース１５２に形成された溝部１７１、及び、溝部１９１に係合した構成とされている。

また、レバー１８１には上ケース１５１に対向する矢印Ｚ１方向の端面に溝部１７１に係合する凸部２１１が形成され、下ケース１５２に対向する矢印Ｚ２方向の端面に溝部１９１に係合する凸部２１２が形成されている（図２（Ｂ）参照）。凸部２１１及び凸部２１２が上ケース１５１の溝部１７１及び下ケース１５２の溝部１９１に係合することにより、レバー１８１の変位方向がその直線変位検出方向である矢印Ｘ１、Ｘ２方向にガイドされる。

また、レバー１８１のピニオン１６１に対向する方向、矢印Ｙ１方向の端面の、収納ケース１１３に収納される方向側、矢印Ｘ２方向側にはラック２１３が形成されている。ラック２１３は、レバー１８１を上ケース１５１の溝部１７１及び下ケース１５２の溝部１９１に係合させたときに、回転体１１２に設けられたピニオン１６１に噛合する。

レバー１８１をその変位方向である矢印Ｘ１、Ｘ２方向に変位させると、ラック２１３が矢印Ｘ１、Ｘ２方向に変位する。これによって、ピニオン１６１が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転変位し、回転体１１２が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転する。回転体１１２が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転することにより、磁気発生手段１１３が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転する。

すなわち、図４において永久磁石１３３が回転角度α、−αだけ回転することになり、これによって、図５に示すような２相の検出信号が出力される。変位検出手段１１１から出力される第１相及び第２相の２相からなる検出信号は、レバー１８１の直線変位量に応じたレベルとなる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例では、変位検出装置１００を回転変位検出装置として用いる構成としたことを特徴とするものである。図６は変位検出装置１００を回転変位検出装置として用いたときの分解斜視図であり、図７は変位検出装置１００を回転変位検出装置として用いるときの断面図である。尚、図６及び図８において、図１乃至図５に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

変位検出装置１００を回転変位検出用に用いる場合には、回転体１１２を矢印Ｚ１方向に延長して、収納ケース１１４を構成する上ケース１５１に形成された貫通孔１７３から矢印Ｚ１方向に突出させる。このとき、レバー１８１は不要であり、収納ケース１１４内部に収納されないので、回転体１１２の鍔部１６２がレバー１８１により保持されることがなくなる。よって、回転体１１２を上ケース１５１の貫通孔１７３を貫通させた後に、係止部材２２１を回転体１１２に装着して、回転体１１２が矢印Ｚ２方向に脱落することを防止している。

上ケース１５１から矢印Ｚ１方向に突出した回転体１１２を被回転変位検出部に係合させる。被回転変位検出部が回転変位することにより、回転体１１２が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転する。回転体１１２が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転することにより、磁気発生手段１１３が矢印Ａ１、Ａ２方向に回転する。すなわち、図４において永久磁石１３３が回転角度α、−αだけ回転することになり、これによって、図５に示すような２相の検出信号が出力される。また、変位検出手段１１１から出力される第１相及び第２相の２相からなる検出信号は、回転体１１２の回転変位量に応じたレベルとなる。

次に、本発明の第３実施例について説明する。図８は本実施例に係る変位検出装置１００の分解斜視図であり、図９は本実施例に係る変位検出装置１００の断面図である。尚、本実施例の説明に用いる図８及び図９においても、図１乃至図５に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略するものとする。

本実施例に係る変位検出装置１００は、図１及び図２に示すような収納ケース１１４内にレバー１８１を有した変位検出装置１００において、操作が解除された後にレバー１８１が操作前の位置に復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とするものである。

このため本実施例では、収納ケース１１４の内部に復帰手段３１１を内蔵した構成としている。復帰手段３１１は、ねじりコイルバネから構成されており、ねじりコイルバネ部３２１、保持部３２２、押圧部３２３から構成されている。ねじりコイルバネ部３２１は、下ケース１５２の内面から矢印Ｚ１方向に突出して設けられた凸部３３１に係合され、収納ケース１１４内部に位置決めされる。

保持部３２２は、ねじりコイルバネ部３２１の一端を延出させたものであり、下ケース１５２に設けられたストッパ３３２に突き当たり、ねじりコイルバネ部３２１が矢印Ａ２方向に回転するのを防止している。押圧部３２３は、ねじりコイルバネ部３２１から延出して設けられており、その先端がレバー１８１の矢印Ｘ２方向の端面に当接している。

押圧部３２３は、レバー１８１が矢印Ｘ２方向に変位すると、矢印Ｘ２方向に変位し、ねじりコイルバネ部３２１が矢印Ａ１方向にねじられる。これによって、レバー１８１には押圧部３２３により矢印Ｘ１方向の押圧力が与えられる。レバー１８１は、押圧部３２３により矢印Ｘ１方向に押圧される。レバー１８１は矢印Ｘ１方向に押圧されると、レバー１８１の収納ケース１１４からの延出口周縁部に収納ケース１１４の内側からラック２１３もしくはレバー１８１の凸部２１１、２１２が突き当たり、レバー１８１が収納ケース１１４から脱落することが防止されている。

レバー１８１が開放状態の時には、レバー１８１は、復帰手段３１１により矢印Ｘ１方向に押圧されており、収納ケース１１４から矢印Ｘ１方向への延出量が最大値となっている。また、レバー１８１が矢印Ｘ２方向に操作されると、レバー１８１が復帰手段３１１の弾性力に抗して矢印Ｘ２方向に変位する。レバー１８１が矢印Ｘ２方向に変位すると、ラック２１３によってピニオン１６１が矢印Ａ２方向に回転し、磁気発生手段１１３が回転する。これによって、図５に示すような２相の検出信号が出力される。変位検出手段１１１から出力される第１相及び第２相の２相からなる検出信号は、回転体１１２の回転変位量に応じたレベルとなる。

次に、本発明の第４実施例について説明する。図１０は本実施例に係る変位検出装置１００の分解斜視図であり、図１１は本実施例に係る変位検出装置１００の断面図である。尚、本実施例の説明に用いる図１０及び図１１においても、図１乃至図５に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略するものとする。

前記した各実施例では、直線変位或いは回転変位のいずれか一方のみを検出するようにしたが、本実施例に係る変位検出装置１００は、直線変位と回転変位の両方を検出可能な構成としたことを特徴とするものである。本実施例では、図１、図２の変位検出装置１００の回転体１１２を矢印Ｚ１方向に延出させた構成とされている。

本実施例によれば、レバー１８１を矢印Ｘ１、Ｘ２方向に直線的に変位させることにより直線変位を検出することができる。また、回転体１１２を矢印Ａ１、Ａ２方向に回転変位させることにより回転変位を検出できる。このように、本実施例の構成によれば、直線変位及び回転変位の両方を一つの装置で検出することが可能となる。

ここで、変位検出装置１００を直線変位検出装置として用いた場合における、レバー１８１の直線変位量（ストローク）と、収納ケース１１４の大きさの関係について、図１２を用いて説明する。図１２に示す変位検出装置１００は、先に説明した第１実施例の構成を有するものである。

図１２では、レバー１８１が図中矢印Ｘ１方向限まで変位した状態を示している。この状態において、レバー１８１に設けられているラック２１３の矢印Ｘ２方向端部はピニオン１６１と噛合した構成とされている。

この状態より、レバー１８１が矢印Ｘ２方向に変位すると、これに伴いラック２１３も矢印Ｘ２方向に移動し、これに伴いラック２１３に噛合しているピニオン１６１を回動付勢し、これにより回転体１１２も回転する。よって、磁気発生手段１１３も回転体１１２の回転に伴い回転子、磁気検出手段１１１により直線変位が検出されることは前述した通りである。

いま、図１２に示す変位検出装置１００の直線変位の検出範囲がＬであるとすると、レバー１８１は収納ケース１１４よりも外側に長さＬだけ延出している必要がある。また、ラック２１３の長さも、検出範囲Ｌと同等の長さとしておく必要がある。

更に、変位検出に伴いレバー１８１は図中矢印Ｘ２方向に変位するため、収納ケース１１４の回転体１１２の配設位置よりも図中左側（Ｘ２方向側）には、進行するレバー１８１（ラック２１３）を収納する収納空間部１１５を設ける必要がある。この収納空間部１１５の長さも、上記したレバー１８１の収納ケース１１４よりも外側延出した延出さＬ（検出範囲Ｌ）となる。

このように、第１実施例に係る変位検出装置１００では、収納ケース１１４のレバー１８１の進行方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に対する長さは、少なくとも２Ｌ以上の長さが必要であった。しかしながら、変位検出装置１００に対しても、他の検出装置と同様に小型化が要求されており、検出範囲Ｌを維持しつつ、変位検出装置１００の小型化を図ることが必要となる。以下に述べる第５実施例に係る変位検出装置１００は、この検出範囲を低減することなく、変位検出装置１００の小型化を図れるようにしたものである。

図１３乃至図１６は、本発明の第５実施例である変位検出装置１００を説明するための図である。尚、本実施例の説明に用いる図１３及び図１６においても、図１乃至図５に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略するものとする。

先ず、図１３及び図１４を用いて本実施例に係る変位検出装置１００の構成について説明する。各図に示すように、本実施例では収納ケース１１４の内部に第１のピニオン４１１、第２のピニオン４１２、中間ギヤ４１３を設けると共に、回転体１１２が第２のピニオン４１２の回転に伴い回転するよう構成したことを特徴とするものである。

本実施例では、レバー１８１がコイルバネ部３４１により図中矢印Ｘ１方向に付勢された構成とされている。そして、変位検出装置１００による変位測定がされていない状態、即ち検出処理前の状態（以下、この状態を変位前状態という）において、レバー１８１は収納ケース１１４より、検出範囲Ｌに対応した長さだけ図中矢印Ｘ１方向に延出した状態となっている。

この検出処理前状態における、レバー１８１が収納ケース１１４からＸ１方向に延出した長さ、即ち変位検出装置１００の直線変位の検出範囲はＬ（以下、この長さを検出可能長さＬという）とされており、図１２に示したものと同じ検出範囲とされている。これに対し、本実施例ではレバー１８１に設けられたラック２１３の長さは、検出可能長さＬよりも短い長さ（本実施例では（２／３）Ｌの長さ）とされている。

また、第１のピニオン４１１及び第２のピニオン４１２は、図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動するラック２１３と噛合する構成とされている。また、本実施例では第１のピニオン４１１と第２のピニオン４１２との間に中間ギヤ４１３が設けられており、この中間ギヤ４１３により各ピニオン４１１，４１２は同一方向に同一の回転速度で回転する。

従って、ラック２１３が第１のピニオン４１１と噛合することにより、ラック２１３により第１のピニオン４１１が回転付勢されているとき、中間ギヤ４１３により第２のピニオン４１２も第１のピニオン４１１と同一方向に同一の回転速度で回転する。また、ラック２１３が第２のピニオン４１２と噛合して回転付勢されているときには、中間ギヤ４１３により第１のピニオン４１１は第２のピニオン４１２と同一方向に同一の回転速度で回転する。

尚、この中間ギヤ４１３は、ラック２１３と噛合することはない。また、本実施例では各ピニオン４１１，４１２を同期して回転させる手段として中間ギヤ４１３を用いているが、この中間ギヤ４１３に代えてタイミングベルト等の他の伝達手段を用いる構成とすることも可能である。

回転体１１２は、上ケース１５１から上方に延出形成された延出ケース１５３に回転自在に取り付けられている。この回転体１１２は外周にギヤ部４１５が形成されており、このギヤ部４１５は第２のピニオン４１２に同心円的に形成されたギヤ部４１４に噛合するよう構成されている。また、磁気抵抗素子ＩＣ１２２の上面には磁石１３が配設されており、よって回転体１１２が回転することにより磁石１１３も一体的に回転する構成とされている。

延出ケース１５３の上端部には、天板部１５４が配設されている。この天板部１５４の内側にはプリント配線基板１２１が配設されており、このプリント配線基板１２１の磁石１１３と対向する位置には磁気抵抗素子ＩＣ１２２が配設されている。このプリント配線基板１２１及び磁気抵抗素子ＩＣ１２２は、磁気検出手段１１１を構成する。

上記のように、本実施例では第１のピニオン４１１と第２のピニオン４１２は、中間ギヤ４１３により接続された構成とされている。従って、ラック２１３が第１のピニオン４１１のみと噛合してこれを回転している場合、及びラック２１３が第２のピニオン４１２のみと噛合してこれを回転している場合のいずれにおいても、回転体１１２は回転を行う。即ち、ラック２１３が第１のピニオン４１１或いは第２のピニオン４１２のいずれか一方に噛合して回転付勢がされていれば、この回転に基づき回転体１１２（磁石１１３）は回転し、よって変位検出を行なうことができる。

次に、第１のピニオン４１１、第２のピニオン４１２、及びラック２１３の配置に注目すると共に、図１４乃至図１６を用いてレバー１８１が変位したときの変位検出装置１００の動作について説明する。

第１のピニオン４１１の回転中心位置と、第２のピニオン４１２の回転中心位置との離間距離は、ラック２１３の長さと同じか、それよりも若干短く設定されている。即ち、各ピニオン４１１，４１２の離間距離は、ラック２１３が移動した際に、各ピニオン４１１，４１２に同時に噛合しうる範囲に設定されている。本実施例では、各ピニオン４１１，４１２間の離間距離は、ラック２１３の長さと等しい（２／３）Ｌとされている。また、図１４に示す変位前状態においては、レバー１８１の図中矢印Ｘ２方向端部が第１のピニオン４１１と噛合した状態となっている。

図１４に示す変位前状態から変位検出が開始され、レバー１８１が図中矢印Ｘ２方向に変位すると、これに伴いラック２１３も変位し、よって第１のピニオン４１１は回転する。この第１のピニオン４１１の回転力は中間ギヤ４１３、第２のピニオン４１２、ギヤ部４１４の順で伝達されてゆき、よって回転体１１２は回転する。前記したように、回転体１１２には磁石１１３が配設されており、この磁石１１３がレバー１８１の変位に対応して回転することにより、磁気検出手段１１１で変位検出が行なわれる。

図１５は、レバー１８１が変位前状態から矢印Ｘ２方向に（２／３）Ｌの距離だけ変位した状態（以下、この状態を中間状態という）を示している。中間状態では、レバー１８１は収納ケース１１４が（１／３）Ｌだけ矢印Ｘ１方向に延出している。また、この中間状態では、ラック２１３は第１のピニオン４１１と第２のピニオン４１２の双方に噛合した状態となっている。

レバー１８１が、図１５に葉雌中間状態より更に矢印Ｘ２方向に変位すると、ラック２１３は第１のピニオン４１１から離間し、第２のピニオン４１２のみと噛合した状態となる。よって、レバー１８１が図中矢印Ｘ２方向に変位し、これに伴いラック２１３が変位すると第２のピニオン４１２は回転し、この回転力はギヤ部４１４を介して回転体１１２に伝達される。これにより回転体１１２は回転し、磁気検出手段１１１により変位検出が行なわれる。尚、本実施例では、ラック２１３が第１のピニオン４１１から離間した後も、中間ギヤ４１３を介して第１のピニオン４１１は回転している。

図１６は、レバー１８１が検出可能長さＬだけ矢印Ｘ２方向に移動した状態、即ちレバー１８１が検出限界まで移動した状態（以下、この状態を検出限状態という）まで移動した状態を示している。この検出限状態では、ラック２１３のＸ２方向端部（レバー１８１のＸ２方向端部でもある）は、第２のピニオン４１２の回転中心位置よりも、図中矢印Ｘ２方向に距離（１／３）Ｌだけ変位した状態となっている。

よって、本実施例に係る変位検出装置１００では、図１６に示すように、収納ケース１１４の内部の図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向の長さを（５／３）Ｌとすることができる。これは、ラック２１３と噛合するピニオンを第１のピニオン４１１と第２のピニオン４１２の二つのピニオンにより構成し、ラック２１３がこの第１及び第２のピニオン４１１，４１２に噛合するよう構成したことによる。

これにより、本実施例によるラック２１３の長さを変位前状態におけるレバー１８１の収納ケース１１４からの延出長さＬよりも短くすることが可能となる。即ち、本実施例によるラック２１３の長さ（２／３）Ｌは、図１２に示す構成のラック２１３の長さＬよりも短くすることができる。

従って、図１２に示す構成の変位検出装置では、収納ケース１１４の矢印Ｘ１，Ｘ２方向長さが２Ｌ必要であったものが、本実施例では（５／３）Ｌの長さでよくなり、よって（１／３）Ｌだけ短くすることができた。このように本実施例に係る変位検出装置１００では、図１２に示した構成の変位検出装置に比べ、収納ケース１１４の小型化（特に、矢印Ｘ１，Ｘ２方向の小型化）を図ることが可能となる。

尚、上記した実施例では、第１のピニオン４１１と第２のピニオン４１２との離間距離（回転中心位置間の離間距離）をラック２１３の長さと等しい長さに設定した例を示した。しかしながら、第１及び第２のピニオン４１１，４１２の離間距離は必ずしも等しくする構成に限定されるものではなく、ラック２１３の長さよりも短くすることによっても同じ効果を実現できる。

図１は、本発明の第１実施例である変位検出装置の分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施例である変位検出装置の断面図である。 図３は、磁気抵抗素子ＩＣの要部の回路構成図である。 図４は、磁気抵抗素子ＩＣの動作説明図である。 図５は、磁気抵抗素子ＩＣの出力特性図である。 図６は、本発明の第２実施例である変位検出装置の分解斜視図である。 図７は、本発明の第２実施例である変位検出装置の断面図である。 図８は、本発明の第３実施例である変位検出装置の分解斜視図である。 図９は、本発明の第３実施例である変位検出装置の断面図である。 図１０は、本発明の第４実施例である変位検出装置の分解斜視図である。 図１１は、本発明の第４実施例である変位検出装置の断面図である。 図１２は、レバーのストロークと収納ケースの大きさとの関係を説明するための図である。 図１３は、本発明の第５実施例である変位検出装置の平面図及び断面図である。 図１４は、本発明の第５実施例である変位検出装置の動作を説明するための図である（その１）。 図１５は、本発明の第５実施例である変位検出装置の動作を説明するための図である（その２）。 図１６は、本発明の第５実施例である変位検出装置の動作を説明するための図である（その３）。 従来の回転変位検出装置の一例を説明するための図である。 従来の直線変位検出装置の一例を説明するための図である。

符号の説明

１００ 変位検出装置
１１１ 磁気検出手段
１１２ 回転体
１１３ 磁気発生手段
１１４ 収納ケース
１２２ 磁気抵抗素子ＩＣ
１４１ リード線
１５１ 上ケース
１５２ 下ケース
１６１ ピニオン
１８１ レバー
２１３ ラック
３２１ ねじりコイルバネ部
３４１ コイルバネ部
４１１ 第１のピニオン
４１２ 第２のピニオン
４１３ 中間ギヤ

Claims (8)

1. 周囲の磁気を検出する磁気検出手段と、
   回転中心が前記磁気検出手段に直交するように配置され、前記磁気検出手段に対して回転自在となるように保持された回転体と、
   前記回転体の前記磁気検出手段に対向する面に固定された磁気発生手段と、
   前記磁気検出手段が固定されると共に、前記回転体が回転自在に保持する収納ケースとを有することを特徴とする変位検出装置。
2. 前記回転体は、前記収納ケースから外部に突出して設けられた回転変位検出用の回転軸を有することを特徴とする請求項１記載の変位検出装置。
3. 前記回転体にピニオンを設け、
   前記ピニオンに噛合するラックが形成されており、前記収納ケースにスライド自在に保持された直線変位検出用レバーとを有することを特徴とする請求項１または２記載の変位検出装置。
4. 前記収納ケース内に設けられ、操作が解除された状態で前記直線変位検出用レバーを所定の復帰位置に復帰させる復帰手段を有することを特徴とする請求項３記載の変位検出装置。
5. 請求項１記載の変位検出装置であって、
   前記収納ケースに移動可能に設けられたレバーと、
   該レバーと一体的に移動するラックと、
   該ラックの第１の移動範囲にて噛合する第１のピニオンと、
   前記第１の移動範囲に連続した前記ラックの第２の移動範囲にて噛合する第２のピニオンと、
   前記第１のピニオンまたは／及び第２のピニオンにより前記回転軸が駆動される構成としたことを特徴とする変位検出装置。
6. 請求項５記載の変位検出装置において、
   前記第１のピニオンと前記第２のピニオンの回転軸中心間の距離が、前記ラックの長さと等しいか、それよりも短く設定されていることを特徴とする変位検出装置。
7. 請求項５または６記載の変位検出装置において、
   前記第１のピニオンと前記第２のピニオンとの間に中継ギヤを設けたことを特徴とする
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の変位検出装置において、
   前記レバーの前記収納ケースから外側に延出する長さに対し、前記ラックの長さを短くしたことを特徴とする変位検出装置。

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