JP2023014625A - Position detection device - Google Patents
Position detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023014625A JP2023014625A JP2021118680A JP2021118680A JP2023014625A JP 2023014625 A JP2023014625 A JP 2023014625A JP 2021118680 A JP2021118680 A JP 2021118680A JP 2021118680 A JP2021118680 A JP 2021118680A JP 2023014625 A JP2023014625 A JP 2023014625A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- movable body
- magnetic sensor
- magnetic field
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、可動体の位置を磁界変化に基づき検出する位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device that detects the position of a movable body based on magnetic field changes.
従来、ユーザ操作される物体の位置を、磁石と磁気センサとを用いて検出する位置検出装置が周知である(例えば、特許文献1参照)。この種の磁気式の位置検出装置では、例えば、ユーザ操作される物体に磁石を取り付け、物体を支持するハウジングに磁気センサを取り付ける。物体が動くと、その動きに応じて、磁石から磁気センサに付与される磁界が変化する。この磁界変化を磁気センサで検出して、ユーザ操作される物体の位置を判定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a position detection device that detects the position of an object operated by a user using a magnet and a magnetic sensor is well known (see
ところで、特許文献1は、ユーザ操作される物体が移動する場合、磁石が磁気センサの検知面の平面方向に沿って移動する構造をとる。しかし、この種の位置検出装置では、例えば、磁気センサの検知面の交差方向に沿って磁石が動く位置検出装置が必要となる場合もある。よって、位置検出装置の構造を大きく変えることなく、検知面の交差方向に沿って動くようにした物体の位置を検出できる位置検出装置の技術の開発ニーズがあった。
By the way,
前記課題を解決する位置検出装置は、直線移動する可動体と連動する磁性体と、前記磁性体の移動方向に対して磁界の検知面が交差するように配置されるとともに、前記検知面で検知した前記磁性体の前記磁界の向きに応じた検出信号が出力される磁気センサとを備えている構成であって、前記磁性体は、磁極方向が前記検知面の交差方向に対して傾くように配置されている。 A position detecting device for solving the above-mentioned problems includes a magnetic body that interlocks with a linearly moving movable body, and a magnetic field detection plane that is arranged so that a magnetic field detection plane intersects the moving direction of the magnetic body, and the magnetic field is detected by the detection plane. and a magnetic sensor that outputs a detection signal corresponding to the direction of the magnetic field of the magnetic body, wherein the magnetic pole direction of the magnetic body is inclined with respect to the crossing direction of the detection surface. are placed.
本発明によれば、磁気センサの検知面の交差方向に動く磁性体の位置を大幅な構造変更をせずに検出できる。 According to the present invention, the position of a magnetic body that moves in the direction intersecting the sensing surface of the magnetic sensor can be detected without significant structural changes.
以下、本開示の一実施形態を説明する。
図1に示すように、スイッチ装置1は、スイッチ装置1の筐体部分をなすスイッチ本体2と、スイッチ本体2に対して可動する可動体3とを備えている。スイッチ本体2は、上部に開口4を有する筒状に形成されるとともに、この開口4に可動体3がスイッチ本体2の高さ方向(図1のZ軸方向)に沿って直線移動可能に取り付けられている。可動体3は、スイッチ装置1のノブ5として使用される。スイッチ装置1は、可動体3が押し操作されるプッシュ式である。
An embodiment of the present disclosure will be described below.
As shown in FIG. 1 , the
スイッチ装置1は、例えば、車載用の場合、車内の運転席などに配置されている。スイッチ装置1は、例えば、エアーコンディショナー装置、オーディオ装置、カーナビゲーション装置などスイッチとして使用されることが好ましい。スイッチ装置1は、可動体3の操作後に手を離すと、可動体3が元の初期位置に戻るモーメンタリ式、又は、可動体3が操作されると、その操作位置が保持されるオルタネート式のいずれでもよい。
The
図2(a)、(b)に示すように、可動体3は、本体部8と、本体部8の裏面に突設されたボス部9とを備えている。本例の場合、本体部8は、例えば、略円板状に形成されている。可動体3は、本体部8の表面を、ユーザ操作時に触れる操作面とする。ボス部9は、スイッチ本体2の形状に合わせて円環状に形成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
可動体3は、操作前の際、第1位置をとる(図2(a)参照)。第1位置は、可動体3がプッシュ操作される前の初期位置である。可動体3は、操作後、第2位置(図2(b)参照)をとる。第2位置は、可動体3が奥までプッシュ操作された際のプッシュ位置である。
The
スイッチ装置1は、可動体3の位置を検出する位置検出装置12を備えている。位置検出装置12は、可動体3のプッシュ操作のオンオフを検出する装置である。位置検出装置12は、可動体3の位置を磁界変化に基づき検出する磁気式である。この場合、位置検出装置12は、可動体3と連動する磁性体13と、磁性体13から付与される磁界Eの向きに応じて出力が変化する磁気センサ14とを備えている。磁性体13は、例えば、磁石15であることが好ましい。磁性体13は、ボス部9の内面に配置されている。磁性体13は、基板16に実装された磁気センサ14の側方に配置されている。基板16は、スイッチ本体2の内部に配置されるとともに、スイッチ本体2に対して横向き(図2(a)、(b)のX-Y平面)に配置されている。
The
磁気センサ14は、例えば、磁界Eの向きを検出するMREセンサ(Magneto Resistive Element:磁気抵抗素子)である。磁気センサ14は、例えば、4つの磁気抵抗素子をブリッジ状に組んだ磁気回路を有し、対をなすハーフブリッジ回路の各々の中点電圧の差分を、検出信号Sout(図5参照)として出力する。また、磁気センサ14は、検出した磁界Eの向きに応じた検出信号Soutを出力する。磁気センサ14は、上面の検知面17で磁界Eの向きを検出する。磁気センサ14は、磁性体13の移動方向(図2(a)の矢印A方向)に対して磁界Eの検知面17が交差するように配置されるとともに、検知面17で検知した磁性体13の磁界Eの向きに応じた検出信号Soutが出力される。
The
図3に示すように、磁性体13は、可動体3と連動する場合に、磁気センサ14の側方で移動する動きをとる。可動体3(磁性体13)は、操作前の第1位置から操作後の第2位置に操作される場合、移動量Wの範囲で移動する。
As shown in FIG. 3 , the
図4(a)、(b)に示すように、可動体3の作動に伴う磁性体13の移動量Wは、可動体3が操作前の際に位置する第1位置(初期位置)から、可動体3が操作後に位置する第2位置(プッシュ位置)に切り替わるときに、磁性体13から磁気センサ14に付与される磁界Eの向きが90度変化するような値に設定されている。すなわち、可動体3が第1位置のときに磁性体13から検知面17にかかる磁界Eの向きθaと、可動体3が第2位置のときに磁性体13から検知面17にかかる磁界Eの向きθbとのなす角度が、略90度に設定されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the amount of movement W of the
図6及び図7に示すように、磁性体13は、磁極方向Rが検知面17の交差方向(図7の矢印B方向)に対して傾くように配置されている。このように、磁気センサ14の検知面17の交差方向Bに沿って往復動する可動体3に対し、磁性体13が所定量傾けて配置されている。交差方向Bは、例えば、検知面17に対しての垂直方向であることが好ましい。磁極方向R及び交差方向Bがなす傾き角θxは、例えば、30~60度の範囲の1値であることが好ましく、一例として、45度程度であることが好ましい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図5に示すように、位置検出装置12は、磁気センサ14から入力する検出信号Soutを基に可動体3の位置を判定する判定部20を備えている。判定部20は、例えば、基板16に設けられたIC(Integrated Circuit)であることが好ましい。判定部20は、例えば、可動体3がオン又はオフのどちらに位置するのかの2位置を検出する。すなわち、判定部20は、可動体3が初期位置のオフ状態、或いは、可動体3がプッシュ位置のオン状態のいずれであるのかを判定する。
As shown in FIG. 5 , the
次に、本実施形態の位置検出装置12の作用について説明する。
図6及び図7に示す通り、スイッチ装置1が非操作の場合、可動体3は、第1位置、すなわち初期位置をとる。このとき、傾き配置された磁性体13は、磁気センサ14に対して、上寄りの位置に配置される。可動体3が第1位置をとるとき、磁気センサ14には、主に磁性体13の下部分から放射される磁界Eがかかる。
Next, the operation of the
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
図4(a)に示す通り、可動体3が第1位置をとるとき、磁気センサ14の検知面17には、主に、紙面斜め左下方向(同図に示す「θa」の向き)の磁界Eがかかる。このため、磁気センサ14は、検出した「θa」の向きの磁界Eに応じた検出信号Soutを判定部20に出力する。よって、判定部20は、この検出信号Soutを入力することにより、可動体3が第1位置、すなわち、プッシュオフ状態にあると判定する。
As shown in FIG. 4(a), when the
図8及び図9に示すように、スイッチ装置1がプッシュ操作された場合、可動体3は、第2位置、すなわちプッシュ位置をとる。このとき、傾き配置された磁性体13は、磁気センサ14に対して、下寄りの位置に配置される。可動体3が第2位置をとるとき、磁気センサ14には、主に磁性体13の上部分から放射される磁界Eがかかる。
As shown in FIGS. 8 and 9, when the
図4(b)に示す通り、可動体3が第2位置をとるとき、磁気センサ14の検知面17には、主に、紙面斜め右下方向(同図に示す向き「θb」の向き)の磁界Eがかかる。このため、磁気センサ14は、検出した「θb」の向きの磁界Eに応じた検出信号Soutを判定部20に出力する。よって、判定部20は、この検出信号Soutを入力することにより、可動体3が第2位置、すなわち、プッシュオン状態にあると判定する。
As shown in FIG. 4(b), when the
ここで、図10(a)、(b)に、従来の位置付けの位置検出装置12を図示する。この位置検出装置12の場合、可動体3の移動方向A’を、基板16の平面方向(同図のX-Y平面方向)に沿う方向とし、磁性体13を傾かせずに配置する。磁性体13の磁極方向Rは、磁気センサ14の検知面17の交差方向Bと平行する向きである。この構成の場合、可動体3の直線移動、すなわち、X-Y平面方向の移動であれば、可動体3の移動開始と移動終了とで十分に磁界方向を変化させることが可能となるので、可動体3の位置検出が可能である。
10(a) and 10(b) show a conventional
ところで、従来の位置付けの位置検出装置12を、可動体3がZ軸方向に直線往復動する構造、一例としては、プッシュ操作される構造のスイッチ装置1に用いたい場合がある。しかし、従来の位置検出装置12を単にプッシュ操作式のスイッチ装置1に適用しただけでは、可動体3の移動開始と移動終了との間で、位置検出するのに十分な磁界方向の変化をとらせることができないので、可動体3のプッシュ操作を検出できない現状がある。
By the way, there is a case where it is desired to use the conventional
そこで、本例の場合、磁性体13を磁気センサ14の検知面17の交差方向B(図7等に図示)に対して傾けて配置した。これにより、可動体3をプッシュ操作した場合、磁性体13から磁気センサ14にかかる磁界Eに、位置検出するのに十分な必要な磁界方向の変化をとらせることが可能となる。具体的には、可動体3が第1位置から第2位置に切り替わる際に、磁性体13から磁気センサ14にかかる磁界Eの方向を略90度変化させることが可能となる。よって、プッシュ操作式のスイッチ装置1の場合に、プッシュ操作のオンオフを検出することが可能となる。
Therefore, in the case of this example, the
上記実施形態の位置検出装置12によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)位置検出装置12は、可動体3と連動する磁性体13と、検知面17で検知した磁性体13の磁界Eの向きに応じた検出信号Soutが出力される磁気センサ14とを備えている。磁気センサ14は、磁性体13の移動方向Aに対して磁界Eの検知面17が交差するように配置される。磁性体13は、磁極方向Rが検知面17の交差方向Bに対して傾くように配置されている。
According to the
(1) The
本例の構成によれば、磁性体13が磁気センサ14の検知面17に対して交差する方向に動く構造をとったとしても、傾けて配置した磁性体13によって、十分な磁界方向の変化をとる磁界Eを磁気センサ14に付与することが可能となる。よって、磁気センサ14の検知面17に対して交差する方向に動く磁性体13の位置を、大幅な構造変更をせずに検出することができる。
According to the configuration of this example, even if the
(2)磁性体13は、可動体3と連動する場合に、磁気センサ14の側方で移動する動きをとる。この構成によれば、可動体3の移動時における磁性体13の十分な移動スペースをとることが可能となるので、磁性体13から磁気センサ14に対し、位置検出に好適な磁界Eを付与することが可能となる。よって、位置検出装置12の位置検出の精度向上に寄与する。
(2) The
(3)磁性体13は、磁石15である。この構成によれば、磁石15の強い磁界Eを磁気センサ14に付与することが可能となるので、位置検出装置12の位置検出の精度向上に一層寄与する。
(3) The
(4)可動体3は、本体部8と、本体部8の裏面に突設されたボス部9とを備えている。磁性体13は、ボス部9の内面に配置されている。この構成によれば、磁性体13を磁気センサ14に近い位置に配置して、磁気センサ14に強い磁界Eを付与することが可能となる。よって、位置検出装置12の位置検出の精度向上に一層寄与する。
(4) The
(5)可動体3の作動に伴う磁性体13の移動量Wは、可動体3が操作前の際に位置する第1位置から、可動体3が操作後に位置する第2位置に切り替わるときに、磁性体13から磁気センサ14に付与される磁界Eの向きが90度変化するような値に設定されている。この構成によれば、磁性体13から磁気センサ14に対し、位置検出する際に十分な磁界方向の変化を生じさせることが可能となる。よって、位置検出装置12の位置検出の精度向上に一層寄与する。
(5) The amount of movement W of the
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・可動体3は、直線移動する部材に限らず、例えば、曲線経路をとる部材、回転する部材などとしてもよい。
In addition, this embodiment can be changed and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- The
・可動体3は、ノブ5に限定されず、ユーザ操作される物体に連結されたものとしてもよい。
・位置検出装置12は、磁気センサ14にかかる磁界Eを多くするバイアス磁石を備えていてもよい。
- The
- The
・磁性体13の取り付け箇所は、可動体3のボス部9に限定されない。例えば、可動体3の所定位置であればよく、或いは、可動体3と連動する他の部材に取り付けられてもよい。
- The attachment location of the
・磁性体13は、磁気センサ14の側方に配置されることに限定されず、例えば、磁気センサ14の上方や下方に配置されてもよい。
・磁性体13は、強磁性体に限定されず、弱磁性体としてもよい。
- The
- The
・磁性体13は、磁石15に限定されず、磁極を有する他の部材に変更してもよい。
・磁気センサ14は、MREセンサに限定されず、検出した磁界Eの方向に応じた出力をとるセンサであればよい。
- The
The
・磁性体13の移動量Wは、磁性体13から磁気センサ14に付与される磁界Eの向きが略90度変化する範囲に限定されず、90度未満の値としてもよいし、或いは、90度を超える値としてもよい。すなわち、磁性体13の移動量Wは、必要とする位置の検出範囲に合わせて、適宜、他の値に変更できる。
The movement amount W of the
・交差方向Bは、磁気センサ14の検知面17の垂直方向に限定されず、垂直方向に対して所定量傾いた方向でもよい。このように、磁性体13の移動方向Aは、検知面17の垂直方向に限らず、垂直方向に対して所定量ずれた方向としてもよい。
- The crossing direction B is not limited to the direction perpendicular to the
・位置検出装置12は、可動体3の2位置を検出する装置に限定されない。例えば、可動体3の連続的な位置、すなわち、可動体3が移動範囲内のどの位置に存在するのかを検出する装置でもよい。
- The
・スイッチ装置1は、プッシュスイッチに限定されず、レバースイッチ、ロータリスイッチなどの他のスイッチ類に変更できる。
・位置検出装置12は、車載用に限定されず、他の機器や装置に適用してもよい。
- The
- The
・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 - Although the present disclosure has been described with reference to examples, it is understood that the present disclosure is not limited to such examples or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations, including single elements, more, or less, are within the scope and spirit of this disclosure.
3…可動体、8…本体部、9…ボス部、12…位置検出装置、13…磁性体、14…磁気センサ、15…磁石、17…検知面、A…移動方向、B…交差方向、R…磁極方向、E…磁界、Sout…検出信号、W…移動量。
3
Claims (5)
前記磁性体は、磁極方向が前記検知面の交差方向に対して傾くように配置されている位置検出装置。 A magnetic body that interlocks with a movable body and a magnetic field detection surface that intersects the movement direction of the magnetic body, and detection according to the direction of the magnetic field of the magnetic body detected by the detection surface A position detection device comprising a magnetic sensor that outputs a signal,
The position detecting device, wherein the magnetic body is arranged such that the magnetic pole direction is inclined with respect to the intersecting direction of the sensing surface.
請求項1に記載の位置検出装置。 2. The position detection device according to claim 1, wherein the magnetic body moves laterally of the magnetic sensor when interlocking with the movable body.
請求項1又は請求項2に記載の位置検出装置。 3. The position detecting device according to claim 1, wherein said magnetic body is a magnet.
前記磁性体は、前記ボス部の内面に配置されている
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の位置検出装置。 The movable body includes a main body and a boss projecting from the back surface of the main body,
The position detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic body is arranged on the inner surface of the boss portion.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の位置検出装置。 The amount of movement of the magnetic body associated with the operation of the movable body is the amount of movement of the magnetic body when the movable body is switched from a first position before the operation to a second position after the operation. 5. The position detecting device according to claim 1, wherein the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor is changed by 90 degrees from .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021118680A JP2023014625A (en) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Position detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021118680A JP2023014625A (en) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Position detection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023014625A true JP2023014625A (en) | 2023-01-31 |
Family
ID=85130583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021118680A Pending JP2023014625A (en) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Position detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023014625A (en) |
-
2021
- 2021-07-19 JP JP2021118680A patent/JP2023014625A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5324388B2 (en) | Proximity sensor | |
JP5295970B2 (en) | Input device and electronic device equipped with the same | |
JP4768066B2 (en) | Position detecting device using magnetoresistive effect element | |
JP4629591B2 (en) | Shift device | |
JP2007186118A (en) | Shift device | |
JP2009115645A (en) | Moving object position detector | |
JP2010015880A (en) | Lever switch device | |
JP2011027627A (en) | Position detecting device | |
JP2004348173A (en) | Position detection device | |
JP2023014625A (en) | Position detection device | |
CN110100220B (en) | Position sensor and shift lever device | |
US10176944B2 (en) | Rotational movement detection device | |
JP5226619B2 (en) | Position detecting device and shift device | |
JP4954808B2 (en) | Non-contact switch | |
JP6741918B2 (en) | Transmission mechanism, lever mechanism and non-contact lever switch | |
JP2009199806A (en) | Turn switch | |
JP6853900B2 (en) | Shift device | |
JP5128416B2 (en) | Magnetic sensor device | |
JPH11232968A (en) | Stick controller | |
US7113104B2 (en) | Giant magnetoresistance based gyroscope | |
JP4885086B2 (en) | Non-contact switch | |
JP5936126B2 (en) | Shift lever device using magnetic detection type switch | |
JP2011163783A (en) | Operating position detector | |
JP2017016920A (en) | Lever switch apparatus | |
JP2009206058A (en) | Proximity switch |