JP2021165699A

JP2021165699A - Magnet unit and position detection device

Info

Publication number: JP2021165699A
Application number: JP2020069685A
Authority: JP
Inventors: 開人土田; Kaito Tsuchida
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2021-10-14

Abstract

To provide a magnet unit and a position detection device that can reduce an occupation region of a magnet while applying a necessary magnetic field to a magnetic sensor.SOLUTION: A magnet unit 10 comprises a case 40 having an insertion hole 40a into which a shaft part 20 is inserted, and a magnet 50 and a yoke 60 held in the case 40. The magnet 50 and yoke 60 face each other across the insertion hole 40a in a radial direction including an axis AX in the center. The magnet unit 10 generates, between the magnet 50 and yoke 60, a magnetic field that a magnetic sensor 30 provided at the shaft part 20 can detect, and changes the magnetic field through relative rotary motion around the axis to the shaft part 20. A position detection device 100 comprising the magnet unit 10 detects a position of an object to be placed in the relative rotary motion based upon the magnetic field that the magnetic sensor 30 detects.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁石ユニット及び位置検出装置に関する。 The present invention relates to a magnet unit and a position detecting device.

従来の磁石ユニットとして、例えば、特許文献１、２には、位置検出装置に用いられるものが記載されている。特許文献１、２に記載の位置検出装置は、磁石及び磁石を保持するホルダーからなる磁石ユニットと、位置検出の対象の変位に応じて磁石ユニットが回転することによって生じる磁場を検出する磁気センサを備える。 As conventional magnet units, for example, Patent Documents 1 and 2 describe those used in a position detecting device. The position detection device described in Patent Documents 1 and 2 includes a magnet unit including a magnet and a holder for holding the magnet, and a magnetic sensor that detects a magnetic field generated by the rotation of the magnet unit according to the displacement of the target for position detection. Be prepared.

特許文献１に記載の位置検出装置は、円柱状の磁石の底面側に磁気センサを有する（例えば、同文献の図２参照）。また、特許文献２に記載の位置検出装置は、円環状の磁石の内部に磁気センサを有する（例えば、同文献の図４（Ｂ）参照）。 The position detection device described in Patent Document 1 has a magnetic sensor on the bottom surface side of a columnar magnet (see, for example, FIG. 2 of the same document). Further, the position detection device described in Patent Document 2 has a magnetic sensor inside an annular magnet (see, for example, FIG. 4 (B) of the same document).

特開２０１９−１３２６６９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-132669 特許第４７２０１５９号公報Japanese Patent No. 4720159

特許文献１のように磁気センサを円柱状の磁石で覆う構造や、特許文献２のように磁気センサを円環状の磁石で取り囲む構造では、磁石ユニットにおける磁石の占有領域が大きくなり易い。磁石が大きくなると材料費が嵩む等の問題も生じる。しかしながら、単に磁石を小さくするだけでは、磁気センサに必要な磁場を加えることができない虞がある。 In a structure in which the magnetic sensor is covered with a cylindrical magnet as in Patent Document 1 or a structure in which the magnetic sensor is surrounded by an annular magnet as in Patent Document 2, the area occupied by the magnet in the magnet unit tends to be large. Larger magnets also cause problems such as higher material costs. However, there is a risk that the required magnetic field cannot be applied to the magnetic sensor simply by making the magnet smaller.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、磁気センサに必要な磁場を加えつつ、磁石の占有領域を低減することができる磁石ユニット及び位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnet unit and a position detection device capable of reducing the occupied area of a magnet while applying a necessary magnetic field to the magnetic sensor.

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る磁石ユニットは、
軸線に沿う軸部が挿入される挿入孔を有するケースと、
前記ケースに保持された磁石と、
前記軸線を中心とした径方向において前記挿入孔を挟んで前記磁石と対向し、前記ケースに保持されたヨークと、を備え、
前記磁石と前記ヨークとの間に、前記軸部に設けられる磁気センサが検出可能な磁場を発生させ、
前記軸線を中心とした前記軸部との相対的な回転運動によって前記磁場を変化させる。 In order to achieve the above object, the magnet unit according to the first aspect of the present invention is
A case with an insertion hole into which a shaft along the axis is inserted, and a case with an insertion hole
The magnet held in the case and
A yoke that faces the magnet and is held in the case with the insertion hole sandwiched in the radial direction about the axis is provided.
A magnetic field that can be detected by a magnetic sensor provided on the shaft portion is generated between the magnet and the yoke.
The magnetic field is changed by a rotational motion relative to the shaft portion about the axis.

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る位置検出装置は、
前記磁石ユニットと、前記軸部と、前記磁気センサと、を備え、
前記磁気センサが検出した前記磁場に基づき、前記相対的な回転運動を生じさせる対象の位置を検出する。 In order to achieve the above object, the position detecting device according to the second aspect of the present invention is
The magnet unit, the shaft portion, and the magnetic sensor are provided.
Based on the magnetic field detected by the magnetic sensor, the position of the target that causes the relative rotational motion is detected.

本発明によれば、磁気センサに必要な磁場を加えつつ、磁石の占有領域を低減することができる。 According to the present invention, the occupied area of the magnet can be reduced while applying the necessary magnetic field to the magnetic sensor.

本発明の第１実施形態に係る位置検出装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the position detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第１実施形態に係る位置検出装置の図１に示すＡ−Ａ線での概略断面図を含む模式図である。It is a schematic diagram including the schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 of the position detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る位置検出装置の概略図である。It is the schematic of the position detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態に係る位置検出装置を軸線と直交する方向から見た場合の概略図である。It is the schematic when the position detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment is seen from the direction orthogonal to the axis line.

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る位置検出装置１００は、図１、図２に示すように、磁石ユニット１０と、軸部２０と、磁気センサ３０と、を備える。また、位置検出装置１００は、図２に模式的に示すＰＣＢ（Printed Circuit Board）７０を備える。位置検出装置１００は、磁石ユニット１０を軸部２０に対して回転させる、図示しない対象の位置を検出する。以下、当該検出対象を単に「対象」とも言う。 (First Embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the position detecting device 100 according to the first embodiment of the present invention includes a magnet unit 10, a shaft portion 20, and a magnetic sensor 30. Further, the position detection device 100 includes a PCB (Printed Circuit Board) 70 schematically shown in FIG. The position detection device 100 detects the position of an object (not shown) that rotates the magnet unit 10 with respect to the shaft portion 20. Hereinafter, the detection target is also simply referred to as a “target”.

磁石ユニット１０は、磁気センサ３０が検出可能な磁場を発生させる。また、磁石ユニット１０は、対象の変位に応じて、軸線ＡＸを中心として軸部２０周りに回転することで前記の磁場を変化させる。磁石ユニット１０は、図示しない連結部材によって対象と接続される。なお、対象は、直線的に変位するものであっても、曲線的に変位するものであってもよい。
磁石ユニット１０は、ケース４０と、磁石５０と、ヨーク（継鉄）６０と、を備える。 The magnet unit 10 generates a magnetic field that can be detected by the magnetic sensor 30. Further, the magnet unit 10 changes the magnetic field by rotating around the shaft portion 20 about the axis AX according to the displacement of the target. The magnet unit 10 is connected to the target by a connecting member (not shown). The target may be one that is displaced linearly or one that is displaced linearly.
The magnet unit 10 includes a case 40, a magnet 50, and a yoke (joint iron) 60.

ケース４０は、例えば合成樹脂から円環状に形成され、軸部２０が挿入される挿入孔４０ａを有する。挿入孔４０ａは、軸線ＡＸを中心に円状に形成される。ケース４０は、図示しない軸受機構によって、軸線ＡＸを中心に回転可能に軸部２０に支持される。また、ケース４０は、磁石５０が固定される磁石固定孔４１と、ヨーク６０が固定されるヨーク固定孔４２と、を有する。図１に示すように、磁石固定孔４１及びヨーク固定孔４２は、軸線ＡＸを中心とした径方向で挿入孔４０ａを挟んで互いに対向する。また、磁石固定孔４１及びヨーク固定孔４２は、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿った形状をなす。図２に示すように、磁石固定孔４１及びヨーク固定孔４２は、例えば有底孔として形成されている。例えば、磁石５０及びヨーク６０は、インサート成形によりケース４０と一体とされることで、それぞれに対応する磁石固定孔４１、ヨーク固定孔４２の内部に固定される。なお、磁石５０及びヨーク６０は、嵌合、接着などの公知の固定手法によって、それぞれに対応する磁石固定孔４１、ヨーク固定孔４２の内部に固定されてもよい。また、ケース４０には、軽量化のための肉抜き孔４３，４４が形成されている。肉抜き孔４３，４４は、軸線ＡＸを中心とした円周方向において磁石固定孔４１及びヨーク固定孔４２の間に位置し、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿って形成されている。 The case 40 is formed in an annular shape from, for example, a synthetic resin, and has an insertion hole 40a into which the shaft portion 20 is inserted. The insertion hole 40a is formed in a circular shape about the axis AX. The case 40 is rotatably supported by the shaft portion 20 about the axis AX by a bearing mechanism (not shown). Further, the case 40 has a magnet fixing hole 41 to which the magnet 50 is fixed and a yoke fixing hole 42 to which the yoke 60 is fixed. As shown in FIG. 1, the magnet fixing hole 41 and the yoke fixing hole 42 face each other with the insertion hole 40a in the radial direction about the axis AX. Further, the magnet fixing hole 41 and the yoke fixing hole 42 have a shape along an arc centered on the axis AX. As shown in FIG. 2, the magnet fixing hole 41 and the yoke fixing hole 42 are formed as, for example, bottomed holes. For example, the magnet 50 and the yoke 60 are integrated with the case 40 by insert molding, so that they are fixed inside the corresponding magnet fixing holes 41 and yoke fixing holes 42, respectively. The magnet 50 and the yoke 60 may be fixed inside the corresponding magnet fixing holes 41 and yoke fixing holes 42 by known fixing methods such as fitting and adhesion. Further, the case 40 is formed with lightening holes 43 and 44 for weight reduction. The lightening holes 43 and 44 are located between the magnet fixing hole 41 and the yoke fixing hole 42 in the circumferential direction about the axis AX, and are formed along an arc centered on the axis AX.

磁石５０は、ネオジム、フェライト等の公知の材料からなり、図１に平面視で示すように、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿って形成されている。具体的に、磁石５０は、円環の一部を取り出した形状をなし、例えば、軸線ＡＸに対する中心角が９０°未満の円弧に沿って形成されている。磁石５０は、軸線ＡＸを中心とした径方向に２極で着磁されている。磁石５０は、前述のようにケース４０に保持されている。 The magnet 50 is made of a known material such as neodymium or ferrite, and is formed along an arc centered on the axis AX, as shown in a plan view in FIG. Specifically, the magnet 50 has a shape obtained by taking out a part of an annulus, and is formed, for example, along an arc having a central angle of less than 90 ° with respect to the axis AX. The magnet 50 is magnetized with two poles in the radial direction about the axis AX. The magnet 50 is held in the case 40 as described above.

ヨーク６０は、公知の軟質磁性材料からなり、図１に平面視で示すように、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿って形成されている。ヨーク６０は、軸線ＡＸを中心とした径方向において挿入孔４０ａを挟んで磁石５０と対向する位置に設けられている。具体的に、ヨーク６０は、円環の一部を取り出した形状をなし、例えば、軸線ＡＸに対する中心角が９０°未満の円弧に沿って形成されている。ヨーク６０は、前述のようにケース４０に保持されている。 The yoke 60 is made of a known soft magnetic material, and is formed along an arc centered on the axis AX, as shown in a plan view in FIG. The yoke 60 is provided at a position facing the magnet 50 with the insertion hole 40a interposed therebetween in the radial direction centered on the axis AX. Specifically, the yoke 60 has a shape obtained by taking out a part of an annulus, and is formed, for example, along an arc having a central angle of less than 90 ° with respect to the axis AX. The yoke 60 is held in the case 40 as described above.

軸線ＡＸを中心とした径方向で互いに対向する磁石５０とヨーク６０との間には、磁気センサ３０が検出可能な磁場が発生する。ヨーク６０は、図１に模式的に示すように、磁石５０からの磁力線Ｍの経路を制御して、挿入孔４０ａ内の磁束密度をヨーク６０が無い場合よりも増加させる。 A magnetic field that can be detected by the magnetic sensor 30 is generated between the magnet 50 and the yoke 60 that face each other in the radial direction about the axis AX. As schematically shown in FIG. 1, the yoke 60 controls the path of the magnetic field lines M from the magnet 50 to increase the magnetic flux density in the insertion hole 40a as compared with the case without the yoke 60.

軸部２０は、例えば合成樹脂からなり、軸線ＡＸに沿う円柱状に形成されている。軸部２０は、図２に示すように、磁気センサ３０を収容する中空部２１を有して形成されている。 The shaft portion 20 is made of, for example, a synthetic resin, and is formed in a columnar shape along the axis AX. As shown in FIG. 2, the shaft portion 20 is formed to have a hollow portion 21 for accommodating the magnetic sensor 30.

磁気センサ３０は、例えば、ホール素子、オペアンプ等を含むホールＩＣ（Integrated Circuit）からなる。磁気センサ３０は、検出した磁場（磁束密度）に応じた電圧信号をＰＣＢ７０へ出力する。磁気センサ３０は、図２に示すように、軸線ＡＸを中心とした径方向において磁石５０とヨーク６０の間に位置している。例えば、磁気センサ３０は、その磁場の検出箇所が挿入孔４０ａの中心部に位置するように設けられている。これにより、磁気センサ３０には、前述のようにヨーク６０により経路が制御された磁力線Ｍが密集する部分に位置する。なお、磁気センサ３０は、ＭＲ（Magneto Resistive Sensor）素子などを利用した他の公知のセンサであってもよい。 The magnetic sensor 30 includes, for example, a Hall IC (Integrated Circuit) including a Hall element, an operational amplifier, and the like. The magnetic sensor 30 outputs a voltage signal corresponding to the detected magnetic field (magnetic flux density) to the PCB 70. As shown in FIG. 2, the magnetic sensor 30 is located between the magnet 50 and the yoke 60 in the radial direction centered on the axis AX. For example, the magnetic sensor 30 is provided so that the detection point of the magnetic field is located at the center of the insertion hole 40a. As a result, the magnetic sensor 30 is located at a portion where the magnetic field lines M whose path is controlled by the yoke 60 are concentrated as described above. The magnetic sensor 30 may be another known sensor using an MR (Magneto Resistive Sensor) element or the like.

図２に模式的に示すＰＣＢ７０は、マイクロコンピュータなどの各種電子部品を実装し、磁気センサ３０とリード３１を介して電気的に接続される。ＰＣＢ７０のマイクロコンピュータは、磁気センサ３０から電圧信号を取得し、取得した電圧信号に基づいて公知の手法により対象の位置を算出し、検出結果とする。そして、ＰＣＢ７０は、検出結果を示す検出信号を、例えば計器などの機器（図示せず）へ伝送する。当該機器において、対象の位置が報知される。 The PCB 70 schematically shown in FIG. 2 is mounted with various electronic components such as a microcomputer, and is electrically connected to the magnetic sensor 30 via a lead 31. The microcomputer of the PCB 70 acquires a voltage signal from the magnetic sensor 30, calculates the position of the target by a known method based on the acquired voltage signal, and uses it as a detection result. Then, the PCB 70 transmits a detection signal indicating the detection result to a device (not shown) such as an instrument. In the device, the position of the target is notified.

続いて、以上の構成からなる第１実施形態に係る位置検出装置１００の検出動作について説明する。対象の変位に伴い、磁石５０及びヨーク６０を有する磁石ユニット１０は、軸部２０に対して回転する。磁石５０及びヨーク６０の回転によって磁石５０及びヨーク６０間に生じる磁場が変化する。磁気センサ３０は、この磁場の変化を検出し、磁場の変化に応じた電圧信号をＰＣＢ７０へ出力する。ＰＣＢ７０は、取得した電圧信号に基づき対象の位置を検出する。 Subsequently, the detection operation of the position detection device 100 according to the first embodiment having the above configuration will be described. With the displacement of the target, the magnet unit 10 having the magnet 50 and the yoke 60 rotates with respect to the shaft portion 20. The rotation of the magnet 50 and the yoke 60 changes the magnetic field generated between the magnet 50 and the yoke 60. The magnetic sensor 30 detects the change in the magnetic field and outputs a voltage signal corresponding to the change in the magnetic field to the PCB 70. The PCB 70 detects the target position based on the acquired voltage signal.

以上に説明した位置検出装置１００が備える磁石ユニット１０によれば、軸線ＡＸを中心とした径方向で磁石５０と対向するヨーク６０によって、軸部２０に設けられた磁気センサ３０に磁場を効率良く加えることができる。このため、磁石５０を、従来のように軸部２０の全周を取り囲む形状で形成せずともよく、小型化することができる。したがって、磁気センサ３０に必要な磁場を加えつつ、磁石５０の占有領域を低減することができる。 According to the magnet unit 10 included in the position detection device 100 described above, the yoke 60 facing the magnet 50 in the radial direction about the axis AX efficiently applies a magnetic field to the magnetic sensor 30 provided on the shaft portion 20. Can be added. Therefore, it is not necessary to form the magnet 50 in a shape that surrounds the entire circumference of the shaft portion 20 as in the conventional case, and the size of the magnet 50 can be reduced. Therefore, the occupied area of the magnet 50 can be reduced while applying the necessary magnetic field to the magnetic sensor 30.

また、磁石５０及びヨーク６０は、それぞれ、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿って形成されている。これにより、磁気センサ３０が設けられた軸部２０と同心円状に磁石５０及びヨーク６０が位置するため、磁石ユニット１０の回転に伴い変化する磁場を磁気センサ３０に安定して加えることができる。 Further, the magnet 50 and the yoke 60 are each formed along an arc centered on the axis AX. As a result, since the magnet 50 and the yoke 60 are positioned concentrically with the shaft portion 20 provided with the magnetic sensor 30, a magnetic field that changes with the rotation of the magnet unit 10 can be stably applied to the magnetic sensor 30.

以上の第１実施形態では、位置検出の対象を限定しない例を説明したが、続いて、位置検出装置を液面検出装置に適用した第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は相当する機能を有する各部については、第１実施形態と同一の符号を用い、説明を適宜省略する。 In the above first embodiment, an example in which the target of position detection is not limited has been described, but subsequently, a second embodiment in which the position detection device is applied to the liquid level detection device will be described. For each part having the same or equivalent function as that of the first embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are used, and the description thereof will be omitted as appropriate.

（第２実施形態）
第２実施形態に係る位置検出装置２００は、図３、図４に示すように、タンク２内に収容されている液体３の液量である液面３Ａの位置（以下、液面位置とも言う。）を検出する。つまり、位置検出装置２００は、対象の位置として、液面位置を検出する。 (Second Embodiment)
As shown in FIGS. 3 and 4, the position detecting device 200 according to the second embodiment is the position of the liquid level 3A which is the amount of the liquid 3 contained in the tank 2 (hereinafter, also referred to as the liquid level position). .) Is detected. That is, the position detection device 200 detects the liquid level position as the target position.

位置検出装置２００は、前述と同様の機能を有する、磁石ユニット１０、軸部２０、磁気センサ３０及びＰＣＢ７０を備える。 The position detection device 200 includes a magnet unit 10, a shaft portion 20, a magnetic sensor 30, and a PCB 70 having the same functions as described above.

また、位置検出装置２００は、タンク２に取り付けられる被取付部材１Ａと、被取付部材１Ａに固定され、軸部２０と一体成形されたフレーム４と、液体３に浮くフロート６と、磁石ユニット１０及びフロート６を接続するフロートアーム７と、液面位置をユーザに報知する機器と電気的に接続されるターミナルＴと、を備える。ＰＣＢ７０とターミナルＴは、リード線９で接続されている。なお、液体３がＰＣＢ７０、リード線９等が収容される空間に侵入することを防止するため、被取付部材１Ａとフレーム４の間には、充填剤１３が設けられている。また、被取付部材１Ａとタンク２との間には、図示しないパッキンが設けられている。 Further, the position detection device 200 includes a mounted member 1A attached to the tank 2, a frame 4 fixed to the mounted member 1A and integrally molded with the shaft portion 20, a float 6 floating on the liquid 3, and a magnet unit 10. A float arm 7 for connecting the float 6 and a terminal T electrically connected to a device for notifying the user of the liquid level position are provided. The PCB 70 and the terminal T are connected by a lead wire 9. A filler 13 is provided between the attached member 1A and the frame 4 in order to prevent the liquid 3 from entering the space in which the PCB 70, the lead wire 9, and the like are housed. Further, a packing (not shown) is provided between the attached member 1A and the tank 2.

フロート６は、例えば、ニトリルゴムなどの合成ゴムから形成されており、液面３Ａとともに変位する。なお、フロート６は、合成樹脂などで形成されていてもよい。フロートアーム７は、非磁性体である金属で形成されており、一端部でフロート６を保持し、他端部がケース４０に取り付けられている。具体的に、図３に示すように、フロートアーム７の他端部は、その先端がケース４０に設けられたアーム挿入部５Ａに挿入されるとともに、その手前側がケース４０に設けられたアーム係止部５Ｂに係止されている。 The float 6 is formed of, for example, a synthetic rubber such as nitrile rubber and is displaced together with the liquid level 3A. The float 6 may be made of a synthetic resin or the like. The float arm 7 is made of a non-magnetic metal, holds the float 6 at one end, and is attached to the case 40 at the other end. Specifically, as shown in FIG. 3, the other end of the float arm 7 is inserted into the arm insertion portion 5A provided in the case 40 at the tip thereof, and the front side thereof is provided in the case 40. It is locked to the stop portion 5B.

ケース４０のフレーム４と反対側の面には、ケース４０を覆うフレームカバー１４（図３では不図示）が設けられている。フレームカバー１４は、軸部２０に対するケース４０の回転を妨げないように設けられている。磁石ユニット１０のフレーム４側には、位置検出装置２００の外部からの磁気の影響を低減する磁気シールド部材１５が設けられている。磁気シールド部材１５は、例えば、鉄ニッケル合金などからなる。磁気シールド部材１５は、例えば、磁石ユニット１０の底部（フレーム４と対向する部分）と外周側面とを覆うカップ状に形成されている。磁気シールド部材１５は、例えば、磁石５０の吸着力により磁石ユニット１０に保持される。 A frame cover 14 (not shown in FIG. 3) that covers the case 40 is provided on the surface of the case 40 opposite to the frame 4. The frame cover 14 is provided so as not to hinder the rotation of the case 40 with respect to the shaft portion 20. On the frame 4 side of the magnet unit 10, a magnetic shield member 15 for reducing the influence of magnetism from the outside of the position detecting device 200 is provided. The magnetic shield member 15 is made of, for example, an iron-nickel alloy or the like. The magnetic shield member 15 is formed, for example, in a cup shape that covers the bottom portion (the portion facing the frame 4) of the magnet unit 10 and the outer peripheral side surface. The magnetic shield member 15 is held by the magnet unit 10 by, for example, the attractive force of the magnet 50.

続いて、以上の構成からなる第２実施形態に係る位置検出装置２００の検出動作について説明する。タンク２内の液面３Ａとともにフロート６が変位すると、フロート６とフロートアーム７で接続された磁石ユニット１０が軸部２０に対して回転する。磁石５０及びヨーク６０を有する磁石ユニット１０の回転によって、磁石５０及びヨーク６０間に生じる磁場が変化する。磁気センサ３０は、この磁場の変化を検出し、磁場の変化に応じた電圧信号をＰＣＢ７０へ出力する。ＰＣＢ７０は、取得した電圧信号に基づき対象の液面位置を示す検出信号を生成し、生成した検出信号をリード線９及びターミナルＴを介して計器等の図示しない機器へ伝送する。当該機器において、液面位置が報知される。以上に説明した液面検出に適用される位置検出装置２００によっても、磁気センサ３０に必要な磁場を加えつつ、磁石５０の占有領域を低減することができる等の効果を奏する。 Subsequently, the detection operation of the position detection device 200 according to the second embodiment having the above configuration will be described. When the float 6 is displaced together with the liquid level 3A in the tank 2, the magnet unit 10 connected to the float 6 by the float arm 7 rotates with respect to the shaft portion 20. The rotation of the magnet unit 10 having the magnet 50 and the yoke 60 changes the magnetic field generated between the magnet 50 and the yoke 60. The magnetic sensor 30 detects the change in the magnetic field and outputs a voltage signal corresponding to the change in the magnetic field to the PCB 70. The PCB 70 generates a detection signal indicating the target liquid level position based on the acquired voltage signal, and transmits the generated detection signal to a device (not shown) such as an instrument via the lead wire 9 and the terminal T. In the device, the liquid level position is notified. The position detecting device 200 applied to the liquid level detection described above also has an effect that the occupied area of the magnet 50 can be reduced while applying the magnetic field required for the magnetic sensor 30.

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Changes (including deletion of components) can be made as appropriate without changing the gist of the present invention.

以上の実施形態では、位置検出装置１００，２００が対象の位置を示す検出信号を外部の機器に出力する例を示したが、対象の位置の検出構成はこの例に限定されない。例えば、位置検出装置１００，２００が磁気センサ３０からの電圧信号を外部の機器に出力し、当該機器が取得した電圧信号に基づいて対象の位置を算出する構成を採用してもよい。位置検出装置１００，２００が対象の位置を検出する、とは、位置検出装置１００，２００が対象の位置そのものを示す検出信号を出力することだけでなく、対象の位置とした値を示す信号を出力する態様も含む。 In the above embodiments, the position detection devices 100 and 200 have shown an example of outputting a detection signal indicating the target position to an external device, but the detection configuration of the target position is not limited to this example. For example, the position detection devices 100 and 200 may output the voltage signal from the magnetic sensor 30 to an external device, and the position of the target may be calculated based on the voltage signal acquired by the device. The position detection devices 100 and 200 detect the target position, that is, not only the position detection devices 100 and 200 output a detection signal indicating the target position itself, but also a signal indicating a value indicating the target position. It also includes an output mode.

以上の実施形態では、軸部２０に対して磁石ユニット１０が回転する例を示したが、磁石ユニット１０に対して軸部２０が回転する構成を採用してもよい。磁石ユニット１０は、軸線ＡＸを中心とした軸部２０との相対的な回転運動によって磁気センサ３０に加わる磁場を変化させるものであればよい。 In the above embodiment, the example in which the magnet unit 10 rotates with respect to the shaft portion 20 has been shown, but a configuration in which the shaft portion 20 rotates with respect to the magnet unit 10 may be adopted. The magnet unit 10 may change the magnetic field applied to the magnetic sensor 30 by a relative rotational movement with the shaft portion 20 about the axis AX.

また、位置検出装置１００による位置検出の対象は、磁石ユニット１０及び軸部２０の間に前述の相対的な回転運動を生じさせるものであれば、任意である。例えば、対象は、車両に搭載された種々の回転体（回転移動するアクセルペダル、ブレーキペダル、回転灯など）や、シフトレバーなどの直線移動体であってもよい。 Further, the target of position detection by the position detection device 100 is arbitrary as long as it causes the above-mentioned relative rotational movement between the magnet unit 10 and the shaft portion 20. For example, the target may be various rotating bodies (rotating accelerator pedals, brake pedals, rotating lights, etc.) mounted on the vehicle, or linear moving bodies such as shift levers.

また、磁石ユニット１０の形状及び構成は、磁気センサ３０に必要な磁場を加えつつ、磁石５０の占有領域を低減することができる限りにおいては、任意に変更可能であり、上記実施形態に限定されない。磁石５０及びヨーク６０の軸線ＡＸを中心とした円弧に沿うそれぞれの形成範囲は、任意に変更可能である。また、磁石５０及びヨーク６０の少なくともいずれかは、軸線ＡＸを中心とした円弧に沿った形状でなくともよい。なお、磁石ユニット１０は、その重心が軸線ＡＸと一致するように構成されることが好ましい。こうすれば、磁石ユニット１０の軸線ＡＸ周りの慣性モーメントを最小にすることができるため、磁石ユニット１０の軸線ＡＸ周りの回転の安定性を確保することができる。 Further, the shape and configuration of the magnet unit 10 can be arbitrarily changed as long as the occupied area of the magnet 50 can be reduced while applying a magnetic field required for the magnetic sensor 30, and is not limited to the above embodiment. .. The formation ranges of the magnet 50 and the yoke 60 along the arc centered on the axis AX can be arbitrarily changed. Further, at least one of the magnet 50 and the yoke 60 does not have to have a shape along an arc centered on the axis AX. The magnet unit 10 is preferably configured so that its center of gravity coincides with the axis AX. By doing so, the moment of inertia around the axis AX of the magnet unit 10 can be minimized, so that the stability of rotation of the magnet unit 10 around the axis AX can be ensured.

以上の実施形態では、磁気センサ３０が挿入孔４０ａの中心部に位置する例を示したが、位置検出装置１００，２００が良好に対象の位置を検出できる限りにおいては、磁気センサ３０は、挿入孔４０ａの中心部から多少ずれた位置に設けられていてもよい。 In the above embodiment, the example in which the magnetic sensor 30 is located at the center of the insertion hole 40a is shown, but as long as the position detection devices 100 and 200 can satisfactorily detect the target position, the magnetic sensor 30 is inserted. It may be provided at a position slightly deviated from the central portion of the hole 40a.

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known technical matters has been omitted as appropriate.

１００位置検出装置
１０磁石ユニット
２０軸部
３０磁気センサ
４０ケース
４０ａ挿入孔
５０磁石
６０ヨーク
７０ＰＣＢ
ＡＸ軸線
２００位置検出装置（液面検出装置）
１Ａ被取付部材
２タンク
３液体
３Ａ液面
４フレーム
６フロート
７フロートアーム
Ｔターミナル 100 Position detector 10 Magnet unit 20 Shaft 30 Magnetic sensor 40 Case 40a Insertion hole 50 Magnet 60 Yoke 70 PCB
AX axis 200 position detector (liquid level detector)
1A Attached member 2 Tank 3 Liquid 3A Liquid level 4 Frame 6 Float 7 Float arm T terminal

Claims

A case with an insertion hole into which a shaft along the axis is inserted, and a case with an insertion hole
The magnet held in the case and
A yoke that faces the magnet and is held in the case with the insertion hole sandwiched in the radial direction about the axis is provided.
A magnetic field that can be detected by a magnetic sensor provided on the shaft portion is generated between the magnet and the yoke.
The magnetic field is changed by a rotational motion relative to the shaft portion about the axis.
Magnet unit.

The magnet and the yoke are each formed along an arc centered on the axis.
The magnet unit according to claim 1.

The magnet unit according to claim 1 or 2, the shaft portion, and the magnetic sensor are provided.
Based on the magnetic field detected by the magnetic sensor, the position of the object that causes the relative rotational motion is detected.
Position detector.

A float that floats on a liquid and rotates the case with respect to the shaft portion in response to a change in the liquid level position of the liquid is provided.
Based on the magnetic field detected by the magnetic sensor, the liquid level position is detected as the target position.
The position detecting device according to claim 3.