JP2017181040A - 移動物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性が良好で検出精度が高い移動物体検出装置を提供する。
【解決手段】 本発明の移動物体検出装置は、磁性部材１０と、磁性部材１０を覆う非磁性材料からなるハウジング２０と、を設けた被検出体１と、この被検出体１を収容する収容部Ｈを有するシャフトＳと、磁性部材１０の位置変化を検出する磁気検出素子２と、を備え、ハウジング２０には、収容部Ｈに組み付ける際の組み付け方向に対して垂直に突出する位置決め用の突部２３が形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、磁性部材を用いた移動物体検出装置に関する。

従来より、移動物体検出装置について種々提案されており、例えば特許文献１に開示されているものがある。斯かる移動物体検出装置は、被検出体にホール素子などの磁気感知素子と磁性体ヨークを備え、磁気感知素子と対向する側の磁極面が相互に逆極かつ離間して直線状に配置された磁気部材の磁気特性の変化を磁気感知素子によって検出することで、被検出体の位置を検出する。

また、移動物体検出装置として、直線状に往復移動する磁石をシャフトの空洞内に収納して保持し、この磁石の移動距離によって変化する磁力を磁気検出素子にて検出させるように構成したものが、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２０１１−１３７７９６号公報 特開２０１４−１４９１８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の移動物体検出装置においては、あらかじめ着磁された磁性部材を平板状連絡部に接続するため磁力等を考慮した加工が必要となり、生産性において改善の余地があった。

また、通常、着磁状態などにより、磁石の磁力が均一でなく、方向によってバラつきがある。このため、特許文献２に示す構造において、シャフトに磁石を嵌め込む際に、磁気検出素子に対する磁石の向きが製品毎に異なる場合、同じシャフトの移動量であっても磁気検出素子にて検出される磁力も異なってしまう。この場合、磁気検出素子からの出力がバラついてしまうので、検出精度を高める上で、シャフトへの磁石組み付け作業に注意が必要であった。

本発明は、生産性が良好で検出精度の高い移動物体検出装置を提供するものである。

本発明の移動物体検出装置は、磁性部材１０と、磁性部材１０を覆う非磁性材料からなるハウジング２０と、を設けた被検出体１と、この被検出体１を収容する収容部Ｈを有するシャフトＳと、磁性部材１０の位置変化を検出する磁気検出素子２と、を備え、ハウジング２０には、収容部Ｈに組み付ける際の組み付け方向に対して垂直に突出する位置決め用の突部２３が形成されるものである。

また、ハウジング２０は、その両端部を覆う蓋状部２１，２２と、２つの蓋状部２１，２２の側面に、２つの蓋状部２１，２２を結ぶ複数の柱状部２４と、柱状部２４の間に磁性部材１０の一部が露出する孔部２５と、を備えてなるものである。

また、柱状部２４のうち、少なくとも１つには位置決め用の突部２３が形成されることを特徴とする。

また、磁性部材１０の表面には、表面処理を施してなることを特徴とする。

また、磁性部材１０は、一端に突起部１１を備えてなることを特徴とする。

また、磁性部材１０は、一端に凹部１２を備えてなることを特徴とする。

本発明の移動物体検出装置は、生産性が良好で検出精度が高い。

本発明の一実施形態を示す移動物体検出装置の主要図。 同実施形態の磁性部材の三面図。 同実施形態の被検出体の三面図。 同実施形態の図３中Ａ−Ａ断面図。 本発明の被検出体を着磁する実施形態。 本発明の別の実施形態の磁性部材の三面図。 図６の実施形態における要部断面図。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。

移動物体検出装置は、移動体シャフト（シャフト）Ｓに取り付けられた被検出体１とセンサ（磁気検出素子）２から主に構成され、自動車，オートバイ等のストローク検出用センサに用いられる。

被検出体１は、接着や係合などの方法によって移動体シャフトＳに固定される。

被検出体１は、磁性部材１０と、ハウジング２０から主に構成される。

磁性部材１０は、例えばネオジム（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）やサマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）といった材質からなり、後述する着磁により永久磁石となる、円柱形状に形成されたものである。例えば、焼結により形成され強力な磁力を成す焼結磁石や、プラスチックと混ぜて圧縮もしくは成形され大量生産や割れ防止に適したプラスチック磁石などである。磁性部材１０の長手（図２のＸ）方向の一端部には突起部１１が設けられ、磁性部材１０の表面はニッケルめっき処理されている。

ハウジング２０は、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）などの樹脂材料からなり、長手（図３のＸ）方向の一端部に第１の蓋状部２１、他端部に第２の蓋状部２２を備え、第１の蓋状部２１と第２の蓋状部２２との間に、柱状部２４と、被検出体１が移動体シャフトＳ内で回転することを防止する突部２３が３つ設けられている。突部２３は、第１の蓋状部２１と第２の蓋状部２２の側面に対して突出している。この場合、突部２３は、リブ形状の柱状部２４から連続して延びて形成され、磁性部材１０の着磁方向に対して直交する方向に突出している。各柱状部２４（突部２３）の間には、それぞれ孔部２５が形成されている。ハウジング２０の中心部には、着磁されていない磁性部材１０がインサート成形されて、孔部２５から磁性部材１０の一部が露出している。この段階では磁性部材１０は磁気を帯びていないため、被検出体１の加工は容易である。突起部１１は、磁性部材１０がハウジング２０内部で回転することを防止する。被検出体１の位置変化検出に影響を与えないようにするため、突起部１１を内包する面は、センサ２の検出範囲外となることが望ましい。

突部２３と柱状部２４は、円柱形状の磁性部材１０の曲面部分において、第１の蓋状部２１と第２の蓋状部２２との間（磁性部材１０の端面間）を繋ぐように形成され、例えば、図３に示すように、少なくとも一つの間隔が均等でない位置に形成できる。なお、この突部２３と柱状部２４によって、着磁後の磁性部材１０同士が直接接触し難くなるため、キズ等の破損やこれに伴う磁性変化を防止することも期待できる。

図５（ａ）に示すように、突部２３等を用いて治具等で位置決めされた被検出体１は、コイル３と着磁ヨーク４を用いて、コイル３に電流を流すことによって２極着磁され、永久磁石となる。ハウジング２０が樹脂材料からなり、第１、第２の蓋状部２１，２２と突部２３と柱状部２４が設けられていることによって、着磁後の複数の被検出体１を運搬、輸送する際に磁性部材１０同士が密着することがなく、取り扱いが容易となる。また、突部２３によって被検出体１の向きを一定にすることができるため、多数の被検出体１に対して、およそ一様な着磁が可能となる。

移動体シャフトＳは、例えば真鍮やステンレス鋼等から形成されており、長手（図１のＸ）方向に沿って移動するものである。図１に示すように被検出体１が配置される箇所には被検出体１に対応した大きさや形状の穴（収容部）Ｈが設けられており、接着や係合などの方法により被検出体１が固定される。移動体シャフトＳの穴Ｈは、突部２３に対応するように３つの溝が形成され、この場合、突部２３がこの溝に圧入されて強固に保持される。不均等な間隔の突部２３や溝によって、異なる向きに被検出体１が組み付けられることを防止できるだけでなく、該圧入によって、振動があってもガタつきなく被検出体１を保持できる。

センサ２は、例えばホール素子やＭＲ素子等の磁気検出素子を備えており、移動物体検出装置の筐体（図示しない）に固定される。センサ２は、位置変化する被検出体１の、磁性部材１０が発する磁束密度を検出し、磁束密度（磁性部材１０との距離）に応じた電気信号に変換する。センサ２、磁性部材１０の外観上確認可能な位置（図示しない）には、レーザーマーキング等の方法によって製品の品番や生産ロット等を管理するための二次元コードが刻印されていてもよい。また、二次元コードなど識別マークによって、移動体シャフトＳに対する被検出体１の組み付け向きの目印とすることも期待できる。

ハウジング２０に、穴Ｈに対する位置決め用突部２３を設けたことによって、移動体シャフトＳ内で被検出体１が回転できなくなる。従って、移動体シャフトＳ内で磁力方向がばらつく恐れがなくなり、検出精度の高いストローク検出用センサとなる。

ハウジング２０が非磁性材料からなり、第１、第２の蓋状部２１，２２と突部２３と柱状部２４が設けられていることによって、着磁後、複数の被検出体１を同時に運搬、輸送したとしても磁性部材１０同士が密着することがないため、取り扱いが容易となる。従って、生産性の良いストローク検出用センサとなる。

また、ハウジング２０を上述の形状にすることによって、対応するシャフトＳの穴（収容部）Ｈの形状が単純にできるため、複雑な加工が必要なく生産性の良いストローク検出用センサとなる。

また、磁性部材１０をニッケルめっき処理することによって、対湿潤性、耐熱性に優れた移動物体検出装置となる。コーティング膜にピンホールが存在すると錆が生じる恐れがある。ピンホールを減少させるために、無光沢と半光沢のめっきを重ねたり、銅を下地膜にしたり挟むことによって複合めっきとしても差し支えない。

また、磁性部材１０の一端の一部に突起部１１を設けたことによって、インサート成形後や着磁後にハウジング２０内部で磁性部材１０が回転できなくなる。したがって、製品ごとに磁力方向がばらつく恐れがなくなり、検出精度の高いストローク検出用センサとなる。

以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、上述実施形態では、磁性部材１０が円柱形状の場合を例示したが、角柱形状等であっても差し支えない。

また、上述実施形態では、磁性部材１０がハウジング２０内部で回転することを防止するため、図２、図４に示すように、突起部１１を設ける場合を例示したが、これらを図７、図８に示すように凹部１２形状にしてもよく、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上述実施形態では、突部２３が３つ、各柱状部２４から延びるように形成する場合を例示したが、被検出体１の回転を防止できれば良く、突部２３と柱状部２４の個数は任意で良い。例えば、一つの突部２３と、ハウジング２０より突出しない柱状部２４とを設ける形状でもよく、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。また、突部２３が複数の場合には、それぞれの間隔、または突出幅や高さなどの形状が不均一に形成されることで、被検出体１の方向（向き）を外観形状にて特定でき、誤組み防止の作用を期待できる。

また、上述実施形態では、磁性部材１０の表面処理がニッケルめっきの場合を例示したが、同様の効果を有する表面処理、例えば樹脂めっきなどであっても差し支えない。

また、上述実施形態では、コイル３と着磁ヨーク４を用いて着磁する方法を例示したが、図５（ｂ）に示すように被検出体１を空芯コイル３で覆い、電流を流すことで着磁しても差し支えない。

本発明の移動物体検出装置は、車両用のストローク検出用センサに利用可能である。

１ 被検出体
２ センサ（磁気検出素子）
３ コイル
４ 着磁ヨーク
１０ 磁性部材
１１ 突起部
１２ 凹部
２０ ハウジング
２１ 第１蓋状部（蓋状部）
２２ 第２蓋状部（蓋状部）
２３ 突部
２４ 柱状部
２５ 孔部
Ｓ 移動体シャフト（シャフト）
Ｈ 穴（収容部）

Claims (6)

1. 磁性部材と、前記磁性部材を覆う非磁性材料からなるハウジングと、を設けた被検出体と、
   この被検出体を収容する収容部を有するシャフトと、
   前記磁性部材の位置変化を検出する磁気検出素子と、を備え、
   前記ハウジングには、前記収容部に組み付ける際の組み付け方向に対して垂直に突出する位置決め用の突部が形成されることを特徴とする移動物体検出装置。
2. 前記ハウジングは、その両端部を覆う蓋状部と、
   ２つの前記蓋状部の側面に、２つの前記蓋状部を結ぶ複数の柱状部と、
   前記柱状部の間に前記磁性部材の一部が露出する孔部と、
   を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出装置。
3. 前記柱状部のうち少なくとも一つには、位置決め用の突部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の移動物体検出装置。
4. 前記磁性部材の表面には、表面処理を施してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の移動物体検出装置。
5. 前記磁性部材は、一端に突起部を備えてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の移動物体検出装置。
6. 前記磁性部材は、一端に凹部を備えてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の移動物体検出装置。
   

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