JP5158172B2

JP5158172B2 - １対の部材の相対位置を検知する方法および機構

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Publication number: JP5158172B2
Application number: JP2010236440A
Authority: JP
Inventors: 剛梅原; 望蜂須賀
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Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2013-03-06
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Description

本発明は、１対の部材の相対位置を検知する方法および機構に関する。

従来、互いに対向する１対の部材を相対位置精度良く配置させなければならない様々な装置が存在し、その一例として、基板と、基板に対向して配置された磁石とを含む磁気センサがある。例えば特許文献１，２に記載されているセンサは、検知回路として、磁気抵抗効果素子を含むブリッジ回路を有する。このセンサによると、外部磁界に起因する各磁気抵抗効果素子のそれぞれの電気抵抗の変化を求め、それに基づいて、磁石からブリッジ回路に加わる磁界の向きが求められる。それにより、磁石とブリッジ回路との相対位置関係がわかる。従って、被測定部材（例えば車両のハンドル（ステアリングホイール）の軸）に磁石を取り付け、その磁石に対向する位置に固定された基板に、前記したようなブリッジ回路を含むセンサ素子を設けると、被測定部材の使用時にその位置や回転角度を測定することが可能である。なお、被測定部材にセンサ素子を取り付け、それに対向する位置に磁石を固定することも考えられる。

このようなセンサでは、初期状態において基板のブリッジ回路とそれに対向する磁石とが所定の相対位置関係を有していないと、被測定部材の位置や回転角度を正しく求められない。具体的には、ブリッジ回路を構成する電気部品を含むパッケージを磁石に対して傾斜することなく対向させることが好ましい。パッケージ内の電気部品は磁石に比較して小さいものであるが、この電気部品に対して磁場強度および磁束密度が均等に与えられることが求められる。また、この磁気センサの測定精度を高めるため、また、安全上の理由から信頼性を高めるために、２つ以上のブリッジ回路を用いる場合、特に２つのパッケージ内にそれぞれブリッジ回路が収容されている場合には、各ブリッジ回路に加わる磁場強度および磁束密度が等しいことが好ましい。磁場強度や磁束密度が不均等であると、両ブリッジ回路の間で測定結果（例えば被測定部材の位置や回転角度）に誤差が生じるからである。したがって、ブリッジ回路を構成する電気部品を収容したパッケージは、できるだけ位置精度良く実装することが求められる。

特開２００９−２８１７８４号公報特開２００７−３０９６９４号公報特開平１０−３３５３９７号公報特開平７−２７０１０７号公報

従来、１対の部材を相対位置精度良く配置するためには、機械的な位置合わせの精度を高めるのが一般的である。磁気センサの場合には、ブリッジ回路を構成する電気部品をパッケージに搭載する際の位置決めと、パッケージを基板に実装する際の位置決めと、基板を装置本体（筐体やフレーム等）に固定する際の位置決めと、磁石を被測定部材に取り付ける際の位置決めとが行われる。ブリッジ回路と磁石の最終的な相対位置の誤差は、前記した４回の機械的な位置決めの際のそれぞれの誤差が積み重なったものである。一般に、電気部品をパッケージに搭載する際の誤差は１００μｍ以下程度であっても、それ以外の３つの作業における誤差はそれぞれ１ｍｍ以下程度であり、ブリッジ回路と磁石の最終的な相対位置の誤差は、最大で３ｍｍ以上になる可能性がある。機械的な位置決めの精度を向上させようとしても限界があり、大幅な改善は困難である。

以上、磁気センサを例示して説明したが、それ以外の様々な装置においても、１対の部材を相対精度良く配置することが求められる場合が多々存在する。

相対位置を検知する装置としては、特許文献３，４に示されているように、接点同士の接触による導通の有無に基づいて１対の部材の位置合わせを可能にするものがある。しかし、非接触で容易に精度良く相対位置を検知することができる効果的な方法は見出されていない。

そこで本発明の目的は、互いに対向する１対の部材の相対位置を容易に検知して、相対位置精度を向上させるための位置合わせに利用することができる、非接触で１対の部材の相対位置を検知する方法および機構を提供することにある。

本発明の、互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する方法によると、一方の部材に磁石を取り付け、他方の部材に検知用電気配線を形成し、両部材を相対的に移動または回転させることによって、磁石から加わる磁束の変化に基づいて検知用電気配線に誘導起電力を発生させ、検知用電気配線に発生した誘導起電力の大きさを検知することによって、磁石が取り付けられた一方の部材と、検知用電気配線が形成された他方の部材の相対位置関係を求める。磁石が取り付けられている一方の部材は被測定部材であり、検知用電気配線が形成されている他方の部材は、被測定部材の使用時に被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板である。そして、検知用電気配線は、検知回路とは独立して形成されており、検知回路によって被測定部材と検知回路との相対位置関係を求める前に、磁石と基板の位置合わせを行うために磁石と前記基板の相対位置を求めるか、または、検知回路の一部を、検知用電気配線として利用し、検知回路によって被測定部材と検知回路との相対位置関係を求める前に、磁石と基板の位置合わせを行うために磁石と基板の相対位置を求めることを特徴とする。

本発明の、互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する機構は、一方の部材に取り付けられている磁石と、他方の部材に形成されている検知用電気配線と、両部材の相対的な移動または回転によって、磁石から加わる磁束の変化に基づいて検知用電気配線に発生する誘導起電力を検知する誘導起電力検知手段と、を有する。磁石が取り付けられている一方の部材は被測定部材であり、検知用電気配線が形成されている他方の部材は、被測定部材の使用時に被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板である。そして、検知用電気配線は、検知回路とは独立して形成されており、検知回路によって被測定部材と検知回路との相対位置関係を求める前に、磁石と基板の位置合わせを行うために磁石と基板の相対位置を求めるためのものであるか、または、検知回路の一部が、検知用電気配線として利用され、検知回路によって被測定部材と検知回路との相対位置関係を求める前に、磁石と基板の位置合わせを行うために磁石と基板の相対位置を求めるために用いられるものである。

本発明によると、互いに対向する１対の部材の相対位置を、非接触で、容易かつ精度良く検知することができる。従って、１対の部材の高精度の位置合わせに寄与することができる。

本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構を示す斜視図である。本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構の他の例を示す斜視図である。本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構を含む磁気センサの一例を示す回路図である。図３に示す磁気センサを車両に組み込んだ状態を示す要部の概略図である。本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構の変形例を示す平面図である。（ａ），（ｂ）は、本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構の他の実施形態の要部をそれぞれ示す回路図である。本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構における磁石の回転数と、検知用電気配線に発生する誘導電圧の最大値と最小値の差との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［相対位置検知機構の基本原理］
まず、本発明の１対の部材の相対位置を検知する機構（相対位置検知機構）の基本原理について説明する。図１に示すように、本発明では、互いに対向して配置され、かつ相対的に移動または回転する１対の部材１，３のうちの一方の部材１に磁石２が配置され、他方の部材３に検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている。検知用電気配線４ａ〜４ｄは、電気的に互いに独立して、誘導起電力検知手段である電圧計５ａ〜５ｄに接続されており、好ましくは部材３の四隅に形成されている。

両部材１，３が相対的に移動または回転すると、磁石２から検知用電気配線４ａ〜４ｄに対してそれぞれ印加される磁束が変化することによって、検知用電気配線４ａ〜４ｄに誘導起電力が発生する。そこで、各電圧計５ａ〜５ｄが、検知用電気配線４ａ〜４ｄの各々に発生する誘導電圧を測定する。この結果、検知用電気配線４ａ〜４ｄの全ての誘導電圧が同じ大きさであると、磁石２から各検知用電気配線４ａ〜４ｄに対して等しい磁束が加わっていることがわかる。これは、磁石２と各検知用電気配線４ａ〜４ｄの位置関係が全て等しいことであり、すなわち、検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている部材３が、磁石２が配置されている部材１に対して、均等な間隔を保って水平に（平行に）位置していると考えられる。

これに対し、検知用電気配線４ａ〜４ｄに発生する誘導電圧が異なっている場合には、磁石２から各検知用電気配線４ａ〜４ｄに対して加わる磁束が異なっている。これは、検知用電気配線４ａ〜４ｄのうちの一部は磁石２に近接し、他の一部は磁石２から離れていることを意味する。すなわち、検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている部材３が、磁石２が配置されている部材１に対して斜めに位置しているか、あるいは平面方向に位置ずれしていることがわかる。

なお、仮に、検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている部材３が、磁石２が配置されている部材１に対して斜めに配置されることが望ましい場合には、各検知用電気配線４ａ〜４ｄにそれぞれ発生する誘導電圧の大きさが、予め決められた所定のバランスを維持しているか否かを検知することによって、所定の相対位置が維持されているかどうかを知ることができる。すなわち、検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている部材３と、磁石２が配置されている部材１とが所望の相対位置関係にあるときの、各検知用電気配線４ａ〜４ｄに発生する誘導電圧の大きさのバランスを予め求めておく。そして、実測した各検知用電気配線４ａ〜４ｄにおけるそれぞれの誘導電圧が、予め求められているバランスを保っているか否かによって、所望の相対位置関係が維持されているかどうかを知ることができる。

このように、磁石２と検知用電気配線４ａ〜４ｄを用いることにより、１対の部材１，３の相対位置関係を知ることができる。そして、所望の相対位置関係が得られていない場合には、連続的または断続的に検知用電気配線４ａ〜４ｄに発生する誘導電圧を測定しながら両部材１，３の位置を調節して、検知用電気配線４ａ〜４ｄに発生する誘導電圧が全て一致するように、または、予め求められている所定のバランスになるように、調節することができる。これにより、１対の部材１，３が所望の相対位置関係になるように位置合わせすることができる。

なお、前記した説明では、四角形状の部材３の四隅に検知用電気配線４ａ〜４ｄを形成しているが、部材３が大きすぎて磁石２からの磁束の影響をほとんど受けない部分が存在する場合には、磁束の影響を受ける程度に磁石２から近い位置に各検知用電気配線４ａ〜４ｄを形成すればよい。また、検知用電気配線および電圧計は必ずしも４つ以上存在する必要はなく、３つまたは２つであってもある程度の効果が得られる。一般的には、複数の検知用電気配線が、磁石２と対向する位置を中心として均等な位置に配置されることが好ましい。また、前記した説明では、誘導起電力検知手段として誘導電圧を測定する電圧計５ａ〜５ｄが設けられているが、誘導起電力検知手段として誘導電流を測定する電流計が設けられていても同様の効果が得られる。

［センサの基本構成］
前記した本発明の相対位置検知機構を備えた装置の一例として、被測定部材の角度を検知するセンサがある。このセンサの基本構成について説明する。

図２に示すように、このセンサは、被測定部材（一方の部材）１に取り付けられている磁石（永久磁石）２と、この磁石２と対向する位置に固定されている基板（他方の部材）３とを含む。磁石２には、基板３と対向する面内にＳ極とＮ極が存在する。基板３には、電気部品の一例であるセンサ素子６が設けられている。センサ素子６は、基板３の中央であって磁石２の中心とほぼ対向する位置にあり、検知回路７として、外部から加えられる磁界に応じて出力が変化するブリッジ回路を内蔵している。

図３に示すように、検知回路７は電気配線８を介して処理装置９に接続されており、処理装置９が検知回路７の出力を測定することによって、外部から加わる磁界の向きを検知することができ、ひいては、磁石２が取り付けられている被測定部材１の、基板３上のセンサ素子６に対する相対位置や角度を知ることができる。この基板３上に、検知回路７および電気配線８から独立して、前記した検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている。被測定部材１に取り付けられている磁石２が移動または回転すると、前記したように、基板３上の検知用電気配線４ａ〜４ｄに誘導起電力が発生する。そして、検知用電気配線４ａ〜４ｄに生じる誘導電圧を電圧計５ａ〜５ｄが測定することによって、初期状態における基板３と被測定部材１の相対位置関係を知ることができる。

［検知回路の詳細な構成］
基板３上のセンサ素子（電気部品）６内に構成されている検知回路７の一例について、以下に詳細に説明する。図３に模式的に示されているように、この検知回路７は、ホイートストンブリッジ７ａを含むブリッジ回路である。ホイートストンブリッジ７ａは、４つの磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）１３を有している。ホイートストンブリッジ７ａの点Ｐ２が電源１０に接続され、点Ｐ２に対向する点Ｐ４が接地端子１１に接続されている。また、２つの点Ｐ１，Ｐ３が、処理装置９の電圧計１２に接続されて点Ｐ１と点Ｐ３の間の電位差（以下「出力電圧」と言う）が検出される。この出力電圧に基づいて、処理回路１４が各ＭＲ素子１３の抵抗値の変化を検知する。なお、各ＭＲ素子１３等の配置に関する本明細書中の説明は、図３に示す回路図上でのレイアウトに関するものである。各ＭＲ素子１３等の、基板３上での実際の実装位置は、これらの説明や図３によって限定されるものではなく、任意に変更可能である。

ホイートストンブリッジ７ａ内のＭＲ素子１３は、ピンド層の固定された磁化方向と、外部磁界に応じて変化するフリー層の磁化方向との相対関係によって抵抗値が変化する。検知回路７のホイートストンブリッジ７ａでは、図３に示す回路図上において隣り合うＭＲ素子１３のピンド層同士が、互いに反対向きの磁化方向を有しており、図３に示す回路図上においてホイートストンブリッジ７ａの中心を挟んで対向するＭＲ素子１３のピンド層同士が同じ磁化方向を有している。これらの磁化方向は、図３に矢印でそれぞれ示されている。

このような構成において、例えば、図示しているように図３の右向きの外部磁界２３が検知回路７に加わった場合には、ホイートストンブリッジ７ａの４つのＭＲ素子１３の抵抗は全て等しくなるので、出力電圧は０になる。そして、この外部磁界２３の向きが、矢印で示されている方向から（例えば反時計回りに）変化するにつれて、ホイートストンブリッジ７ａの出力電圧は変化する。外部磁界２３の角度の変化に対する出力電圧の変化をグラフで表すと、図示しないが、正弦曲線で表される。従って、ホイートストンブリッジ７ａの出力電圧を測定すると、外部磁界２３の向き（角度）がわかる。その外部磁界２３の向きから、検知回路７の各ＭＲ素子１３に磁界を及ぼす磁石２（図１参照）の位置（回転角度）を求めることができる。

［センサの用途］
前記したとおり、本発明の相対位置検知機構を含む装置の代表的な例は、前記した検知回路７を内蔵したセンサ素子６を有する角度センサである。図４に示す例では、被測定部材である車両のハンドル（ステアリングホイール）１の軸１ａの一部に、磁石（永久磁石）２が取り付けられている。そして、この磁石２と対向する位置において、図示しない取付部材に基板３が固定されている。基板３上の検知回路７は、電気配線８および処理装置９を介してモータ２５に接続されている。モータ２５のピニオン２５ａが、操舵車軸２６に取り付けられているギア２６ａと連結されている。操舵車軸２６は、ハンドル１の軸１ａに連結されている。従って、運転者がハンドル１を切ると、軸１ａに取り付けられた磁石２が移動して、この磁石２から検知回路７のホイートストンブリッジ７ａの出力電圧が変化する。このホイートストンブリッジ７ａの出力電圧の変化を電圧計１２が検出して処理回路１４が演算することによって、磁石２の位置が求められ、それによってハンドル１の回転角度が求められる。そして、その回転角度に応じてモータ２５が作動させられてピニオン２５ａおよびギア２６ａを介して操舵車軸２６が回転させられる。このモータ２５による操舵車軸２６の回転が、使用者がハンドル１を切ることによる操舵の補助として作用し、小さな力で操舵が行えるいわゆるパワーステアリングが実現する。

もちろん、本発明の相対位置検知機構を含む装置は、図４に示す車両のハンドル１用の角度センサに限定されるものではなく、ブラシレスモータ、ファン、レーザープリンターのミラー、ロボットの間接機構など、様々な被測定部材の位置や角度を検知するセンサに採用できる。さらに、センサに限られずあらゆる用途において、互いに対向して配置され、かつ相対的に移動または回転する１対の部材の相対位置精度の検知や向上が望まれる装置に広く適用される。図１に示す構成のように、電気部品が存在しない部材３を含む構成であっても構わない。

磁石２は、図１に示すような円形状の永久磁石に限られず、電磁石等を含めて、基板３に磁界を及ぼすものであれば、どのような磁石であってもよい。

［変形例］
図１，２に示す例では、検知用電気配線４ａ〜４ｄが基板３上に印刷等によって形成されているが、図５に示すように、一方の部材である被測定部材１に対向する他方の部材としてリードフレーム２４が用いられる構成にすることもできる。リードフレーム２４上にセンサ素子６を含むパッケージ２７が配置されており、リードフレーム２４のリード２４ａは、センサ素子６の検知回路（ブリッジ回路）７に接続された電気配線８の一部を構成している。一方、リード２４ｂは、検知回路７および電気配線８から分離して形成されたものであり、検知用電気配線４ａ〜４ｄの一部を構成している。このような構成であると、センサ素子６を含むパッケージ２７を搭載するリードフレーム２４に、複数（図示している例では４本）のリード２４ｂを追加して形成するだけで、初期状態の相対位置を検知する本発明の相対位置検知機構を容易に構成できる。

［他の実施形態］
前記した実施形態の図１に示す構成では、基板３上に電気部品等は存在せず検知用電気配線４ａ〜４ｄのみが設けられている。そして、前記した実施形態の図２に示す構成では、基板３上に、センサ素子６の検知回路７および電気配線８から独立して、検知用電気配線４ａ〜４ｄが形成されている。しかし、検知回路７自体を、検知用電気配線としても利用する構成にすることもできる。

本実施形態では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、磁石２が相対的に移動または回転するときに、検知回路７であるブリッジ回路の各点Ｐ１〜Ｐ４に生じる誘導電圧を測定する。例えば、図６（ａ）に示すように、点Ｐ１と点Ｐ２の間に生じる誘導電圧Ｖ１と、点Ｐ２と点Ｐ３の間に生じる誘導電圧Ｖ２と、点Ｐ３と点Ｐ４の間に生じる誘導電圧Ｖ３と、点Ｐ４と点Ｐ１の間に生じる誘導電圧Ｖ４とを、それぞれ電圧計（図示せず）によって測定する。例えば、全ての誘導電圧Ｖ１〜Ｖ４が一致すると、センサ素子６（少なくともブリッジ回路の点Ｐ１〜Ｐ４）が磁石２に対して傾かずに均等な位置関係にあることがわかる。しかし、誘導電圧Ｖ１〜Ｖ４が互いに相違していると、センサ素子６が磁石２に対して傾いて位置していることがわかる。そこで、磁石２と基板３のいずれか一方または両方の位置を調節する。例えば、図示しないが、基板３と取付部分との間にスペーサを挿入するなどして、基板３と磁石２の相対位置を調節し、全ての誘導電圧Ｖ１〜Ｖ４が一致するようになった状態で固定する。ただし、全ての誘導電圧Ｖ１〜Ｖ４を一致させるのではなく、各誘導電圧Ｖ１〜Ｖ４が所定のバランスとなるように調節する場合もある。

図６（ｂ）には、本実施形態の変形例が示されている。この変形例では、ブリッジ回路の点Ｐ１と点Ｐ３の間に生じる誘導電圧Ｖ５と、点Ｐ２と点Ｐ４の間に生じる誘導電圧Ｖ６とを、それぞれ電圧計（図示せず）によって測定する。両誘導電圧Ｖ５，Ｖ６が一致すると、センサ素子６が磁石２に対して傾かずに均等な位置関係にあることがわかる。しかし、誘導電圧Ｖ５，Ｖ６が互いに相違していると、センサ素子６が磁石２に対して傾いて位置しているため、磁石２と基板３のいずれか一方または両方の位置を調節し、両誘導電圧Ｖ５，Ｖ６を一致させてから固定する。ただし、両誘導電圧Ｖ５，Ｖ６を一致させるのではなく、両誘導電圧Ｖ５，Ｖ６が所定のバランスとなるように調節する場合もある。

なお、誘導電圧（電位差）を求める点の取り方は、これらの例に限られず、任意に変更可能である。また、複数のブリッジ回路が存在する場合に、全てのブリッジ回路において誘導電圧を測定してもよく、複数のブリッジ回路のうちの１つまたはいくつかを選択して誘導電圧を測定するようにしてもよい。

なお、このセンサ素子６の本来の機能として、前記したようにブリッジ回路をセンサ素子６の検知回路７として用いて、被測定部材（例えばハンドル１の軸１ａ）およびセンサ素子６を含む完成状態の装置（例えば車両）の使用中の被測定部材の位置や回転角度を検知する際には、ブリッジ回路に電源１０から電圧を印加して、ＭＲ素子１３の磁気抵抗効果を利用する。

これに対し、装置（例えば車両）の完成前の段階、すなわち、磁石２および基板３を完全に固定する前の段階で、初期状態の相対位置を検知するためにブリッジ回路の一部を本発明の相対位置検知機構の検知用電気配線として利用する際には、ＭＲ素子１３の磁気抵抗効果は利用せず、ブリッジ回路に電源１０から電圧を印加しない状態でブリッジ回路に生じる誘導起電力（誘導電圧）を測定する。

このように、本実施形態では、従来のセンサ素子６の機能とは異なる機能をブリッジ回路に持たせている。そして、複数の測定個所での誘電電圧が互いに一致する場合、あるいは、各誘導電圧のバランスが、予め求められている所定のバランスに一致する場合には、磁石２と基板３が適切な相対位置関係にあると判断する。これに対し、複数の測定個所での誘電電圧が互いに異なる場合、あるいは、各誘導電圧のバランスが、予め求められている所定のバランスに一致しない場合には、磁石２と基板３が適切な相対位置関係にないと判断する。そこで、例えばスペーサ等を用いて基板３（または磁石２）の取り付け姿勢を調節することによって、複数の測定個所での誘電電圧が互いに一致するように、あるいは、各誘導電圧のバランスが、予め求められている所定のバランスに一致するようにして、それから基板３（または磁石２）をしっかりと固定する。

先に説明した実施形態では、センサ素子６の外側、場合によってはパッケージ２７の外側に検知用電気配線４ａ〜４ｂが設けられているが、後に説明した実施形態では、パッケージ２７の内部のセンサ素子６自体の一部を、検知用電気配線４ａ〜４ｄとしても利用している。どちらの実施形態を採用するかは、使用者が任意に選択すればよい。

また、複数のセンサ素子６が存在する場合には、各センサ素子６に関してそれぞれ磁石２との相対位置を検知してもよいが、複数のセンサ素子のうちの１つのみに関して磁石２との相対位置を検知してもよい。

複数のパッケージ２７が存在する場合には、各パッケージ２７にそれぞれ対応して複数組の検知用電気配線４ａ〜４ｄを形成して、各パッケージ２７毎に関してそれぞれ磁石２との相対位置を検知してもよい。ただし、複数のパッケージ２７に対して１組の検知用電気配線４ａ〜４ｄのみを形成してもよい。例えば、パッケージ２７同士の間の位置には検知用電気配線４ａ〜４ｄを形成せず、複数のパッケージ２７が設けられた領域の外側の位置に検知用電気配線４ａ〜４ｄを形成して、磁石２との相対位置を検知してもよい。

さらに、本発明の応用例として、検知用電気配線４ａ〜４ｄに生じる誘導電圧の大きさにより、磁石２から加わる磁束の大きさが適切であるか否かを知ることができる。磁石２が回転し続けると、検知用電気配線４ａ〜４ｄの特定の部分に加わる磁束の変化により、正弦曲線状または余弦曲線状の波形を有する誘導電圧が発生する。磁石２と検知用電気配線４ａ〜４ｄとが適切な位置関係にあるときに、磁石２が特定の回転数で回転するとどの程度の大きさの誘導電圧が発生するかを、予め求めておく、例えば、図７には、適切な相対位置関係における磁石２の回転数と、特定の検知用電気配線４ａ〜４ｄに発生する誘導電圧（最大値と最小値の差）との関係を予め求めた結果を示している。そこで、磁石２を特定の回転数（例えば３０００ｒｐｍ）で回転したときに、所定の誘導電圧が生じるか否か、例えば図７の例では最大値と最小値の差が１１ｍＶ、すなわち、概ね＋５．５ｍＶ〜−５．５ｍＶの誘導電圧が発生するか否かを検知することにより、所定の磁束が検知用電気配線４ａ〜４ｄに加わっているか否かを知ることができる。

本発明において、磁石の数や検知用電気配線の数は限定されるものではなく、図示しないが、例えば一方の部材の複数の箇所にそれぞれ磁石が配置されており、他方の部材には１箇所のみに検知用電気配線が設けられていても、前記した実施形態と同様に、誘導起電力または誘導電流を測定することによって、１対の部材の相対位置の関係を知ることができる。

１被測定部材（一方の部材）
２磁石
３基板（他方の部材）
４ａ〜４ｄ検知用電気配線
５ａ〜５ｄ電圧計（誘導起電力検知手段）
６センサ素子（電気部品）
７検知回路（ブリッジ回路）
７ａホイートストンブリッジ
８電気配線
９処理装置
１０電源
１１接地端子
１２電圧計
１３磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）
１４処理回路
２３外部磁界
２４リードフレーム
２４ａ，２４ｂリード
２５モータ
２５ａピニオン
２６操舵車軸
２６ａギア
２７パッケージ
Ｐ１〜Ｐ４点
Ｖ１〜Ｖ６誘導電圧

Claims

互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する方法であって、
一方の前記部材に磁石を取り付け、
他方の前記部材に検知用電気配線を形成し、
前記両部材を相対的に移動または回転させることによって、前記磁石から加わる磁束の変化に基づいて前記検知用電気配線に誘導起電力を発生させ、
前記検知用電気配線に発生した誘導起電力の大きさを検知することによって、前記磁石が取り付けられた前記一方の部材と、前記検知用電気配線が形成された前記他方の部材の相対位置関係を求め、
前記磁石が取り付けられている前記一方の部材は被測定部材であり、前記検知用電気配線が形成されている前記他方の部材は、前記被測定部材の使用時に該被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板であり、
前記検知用電気配線は、前記検知回路とは独立して形成されており、前記検知回路によって前記被測定部材と該検知回路との相対位置関係を求める前に、前記磁石と前記基板の位置合わせを行うために前記磁石と前記基板の相対位置を求める
ことを特徴とする、１対の部材の相対位置を検知する方法。
互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する方法であって、
一方の前記部材に磁石を取り付け、
他方の前記部材に検知用電気配線を形成し、
前記両部材を相対的に移動または回転させることによって、前記磁石から加わる磁束の変化に基づいて前記検知用電気配線に誘導起電力を発生させ、
前記検知用電気配線に発生した誘導起電力の大きさを検知することによって、前記磁石が取り付けられた前記一方の部材と、前記検知用電気配線が形成された前記他方の部材の相対位置関係を求め、
前記磁石が取り付けられている前記一方の部材は被測定部材であり、前記検知用電気配線が形成されている前記他方の部材は、前記被測定部材の使用時に該被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板であり、
前記検知回路の一部を、前記検知用電気配線として利用し、前記検知回路によって前記被測定部材と該検知回路との相対位置関係を求める前に、前記磁石と前記基板の位置合わせを行うために前記磁石と前記基板の相対位置を求める
ことを特徴とする、１対の部材の相対位置を検知する方法。
前記他方の部材の複数の個所に前記検知用電気配線をそれぞれ形成し、各々の前記検知用電気配線に誘導起電力をそれぞれ発生させ、各々の前記検知用電気配線にそれぞれ発生した誘導起電力の大きさを検知することによって、前記一方の部材と前記他方の部材の相対位置関係を求める、請求項１または２に記載の１対の部材の相対位置を検知する方法。
前記検知用電気配線が形成されている前記複数の個所は、前記他方の部材の前記磁石に対向する位置を中心として均等な位置関係にある、請求項３に記載の１対の部材の相対位置を検知する方法。
請求項３または４に記載の１対の部材の相対位置を検知する方法を用いて１対の部材の相対位置を調節する方法であって、
各々の前記検知用電気配線に発生した誘導起電力の大きさが全て一致するように、または、各々の前記検知用電気配線に発生した誘導起電力の大きさのバランスが、予め決められたバランスと一致するように、前記一方の部材と前記両方部材のうちのいずれか１つまたは両方の位置を調節する
１対の部材の相対位置を調節する方法。
互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する機構であって、
一方の前記部材に取り付けられている磁石と、
他方の前記部材に形成されている検知用電気配線と、
前記両部材の相対的な移動または回転によって、前記磁石から加わる磁束の変化に基づいて前記検知用電気配線に発生する誘導起電力を検知する誘導起電力検知手段と、
を有し、
前記磁石が取り付けられている前記一方の部材は被測定部材であり、前記検知用電気配線が形成されている前記他方の部材は、前記被測定部材の使用時に該被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板であり、
前記検知用電気配線は、前記検知回路とは独立して形成されており、前記検知回路によって前記被測定部材と該検知回路との相対位置関係を求める前に、前記磁石と前記基板の位置合わせを行うために前記磁石と前記基板の相対位置を求めるためのものである
１対の部材の相対位置を検知する機構。
互いに対向する１対の部材の相対位置を検知する機構であって、
一方の前記部材に取り付けられている磁石と、
他方の前記部材に形成されている検知用電気配線と、
前記両部材の相対的な移動または回転によって、前記磁石から加わる磁束の変化に基づいて前記検知用電気配線に発生する誘導起電力を検知する誘導起電力検知手段と、
を有し、
前記磁石が取り付けられている前記一方の部材は被測定部材であり、前記検知用電気配線が形成されている前記他方の部材は、前記被測定部材の使用時に該被測定部材との相対位置関係を求めるための検知回路を搭載した基板であり、
前記検知回路の一部が、前記検知用電気配線として利用され、前記検知回路によって前記被測定部材と該検知回路との相対位置関係を求める前に、前記磁石と前記基板の位置合わせを行うために前記磁石と前記基板の相対位置を求めるために用いられるものである
１対の部材の相対位置を検知する機構。
前記磁石は、前記他方の部材に対向する面内にＳ極とＮ極を有する、請求項６または７に記載の１対の部材の相対位置を検知する機構。
前記他方の部材の複数の個所に前記検知用電気配線がそれぞれ形成されており、前記誘導起電力検知手段は、各々の前記検知用電気配線にそれぞれ発生する誘導起電力を検知する、請求項６から８のいずれか１項に記載の１対の部材の相対位置を検知する機構。
前記検知用電気配線は、前記他方の部材の、前記磁石に対向する位置を中心として均等な位置関係にある複数の個所に形成されている、請求項９に記載の１対の部材の相対位置を検知する機構。