JPH02122205A - 非接触式変位検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は非接触式変位検出器に関し、特に磁電変換素子
を使用したもので、悪環境下の車両搭載用として好適に
使用できるコンパクトかつ安価な変位検出器に関する。

［従来の技術］ 従来より車両各部の操作機器や駆動機器の変位量検出に
は、摺動抵抗体を利用した接触式検出器が多用されてき
たが、近年のカーエレクトロニクスの進展に伴って、よ
り長寿命で高精度な変位検出器が求められており、かか
る背景の下で、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁電変換
素子を使用した非接触式の変位検出器が、小形、製造容
易、高感度、出力安定性が良い等の理由で注目されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記磁電変換素子を使用した変位検用層を車
両で使用する場合には、コンパクトで、有すること・が
要求されるが、かがる要請を満足する変位検出器は未だ
提案されていない。

本発明は上記要請を満足し、車両搭載用として好適に使
用できる非接触式変位検出器を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を第１図および第２図で説明すると、変位
検出器は、被測定物に連結されてその変位に応じて回転
する回転軸２を有して、該回転軸２の一端２１を、筒状
ハウジング１の一方の開口１１より液密的に挿入すると
ともに、上記一端２１の端面に永久磁石３Ａ、３Ｂを設
置し、上記ハウジング１の他方の開口１２は非磁性の導
電材を容器壁とする遮蔽容器４で閉鎖して、格納室１゜
Ｏを形成し、該格納室１００内の前記永久磁石３Ａ、３
Ｂに対向させて磁電変換素子５を設けて、上記回転軸２
と一体回転する上記永久磁石３Ａ、３Ｂの磁界変化に応
じて連続的に変化する上記磁電変換素子５の出力信号を
、該磁電変換素子５より上記ハウジング１外へ液密的Ｇ
こ延出ぜしめた信号線６を介して得るものである。

［作用］ 上記構成によれば、磁電変換素子を、導電材を容器壁と
する遮蔽容器内に収納しながら、磁電変換素子の出力が
電磁波ノイズで乱されることはない まな、回転軸、信号線はいずれもハウジングに対し、液
密的に設置されているから、ハウジング外より水等が浸
入することはない。

さらに、ハウジング内に挿入した回転軸の端面に永久磁
石を設け、これに磁電変換素子を対向せしめる構造とし
ながら、検出器全体がコンパクトなものとなる。

［第１実施例１ 第１１図および第２図において、検出器のハウジング１
は樹脂製の円筒体で、上端より下端へ漸次小径となって
おり、下端に近い内周壁は内方へ突出して筒内を上下に
区画する仕切壁となり、その中心には軸支開口１３が設
けである。また、上記ハウジング］、の一方の側壁は筒
状に突出せしめられで信号線接続部１４としである。

上記軸支開口１３を貫通して下方より回転軸２が挿入し
てあり、この回転軸２の先端２１はハウジング−内のほ
ぼ“中央位置に至っている。この中央位置には断面がコ
の字形もしくはＵ字形の樹脂製磁石ホルダ３１が配設し
てあり、この磁石ホルダ３１には、熱かしめないし接着
により、間隔をおいて対向せしめて永久磁石３Ａ、３Ｂ
とその背後に接して鉄片３２が固定支持せしめである。

そして、上記磁石ホルダ３１はその底壁内に埋設したイ
ンサート金具が上記回転軸の先端面にかしめ固定されて
いる。また、上記ハウジング１の下端開口１１内には上
記回転軸２の外周にオイルシール７１が設けられて液密
性を保持している。

、なお、上記鉄片３２は磁界強度を増して感度向上を図
るものであり、同様の観点より、上記永久磁石３Ａ、３
ＢはＳｍＣ０系等の希土類磁石を使用することが望まし
い。

上記ハウジング１の上端開口１２は内周が段突きに小径
となり、この段付部に外周縁を接着固定して基板ホルダ
４１が設けてあり、永久磁石等の格納室１００を形成し
ている。基板ホルダ４１は周縁に立壁を形成した略円形
の板体であり、Ａ９ないＬＣｕ等の非磁性の導電材より
なる。その中心部は下方へ筒状に突出して素子保持部４
１１となり、この保持部４・１１は上記永久磁石３Ａ、
３Ｂ間に位置して・いる。

上記素子保持部４１１内にはＳＩＰ型のホール素子５が
設けてあり、これより上方へ延びる。リドが上記基板ホ
ルダ４１上に接着固定したプリント基板８に接続しであ
る。このプリント基板８には上記ホール素子５の数百ｍ
Ｖの出力な０〜５■程度に増幅する増幅回路部が形成し
てあり、上記基板８の位置は基板ホルダ４１の外周部三
カ所に凸状に成形されたストッパ部４１２によって位置
決めされている。

上記開口１２はＡ９等の導電材よりなるカバ体４２で覆
ってあり、該カバ一体４２と上記基板ホルダ１５１によ
り電磁波の侵入を阻止する遮蔽容器４が構成されている
。上記カバ一体４２は開「１１２端面に設けた○リング
７２を介して上記開口１２外周に液密的にかしめられて
いる。

上記プリント基板８からはＴ−（（ハイブリッド）ＩＣ
ターミナル８１か延出し、これはハウジング］の側壁内
に埋設され／ごハウジングターミナル８２の一端に半田
付等により接続されている。ハウジングターミナル８２
の他端はハウジング１−の信号線接続部１４内に突出し
ている。

上記接続部１４の開口には防水グロメット７３が嵌着さ
れ、該グロメット７３を貫通して信号ケブルＣの信号線
６が接続部１４内に導入され、信号線６先端のワイヤタ
ーミナル８３が上記ハウジングターミナル８２にプッシ
ュナラ１へ方式で接続しである。

上記構造の検出器において、回転軸２の基端は適当な手
段により被測定物に連結され、その変位に応じて回転す
る。この回転に伴い、一対の」１記永久磁石３Ａ、３Ｂ
がホール素子５周りを回転し、磁界方向が変化して、ホ
ール素子出力が変化する。

これを第３図に示し、回転軸２が一９０度から＋９０度
へ回転する間に、素子出力の電圧は−ＶＡから＋ＶＡへ
と正弦波上を連続的に変化する。

そして、かかる素子出力はプリント基板８上の増幅回路
で増幅され、各ターミナル８１．８２．８３を経て信号
線６により収り出される。

この場合、上記ホール素子５およびプリント基板８は遮
蔽容器４内に収納されているから、電磁波ノイズの影響
を受けることがなく、また、オイルシール７１−５０リ
ンク７２、グロメット７３によりハウジンク゛１の開口
は液密的に閉鎖されているから、ハウジング内に水等が
浸入することもない なお、電磁波ノイズの影響に対する効果をさらに高める
なめに、第１２図、第１３図に示すように、）−Ｉ　Ｉ
　Ｃターミナル８１とハウジングターミナル８２の間に
貫通：１ンデンサ８４を入れるとよい。

［第２実施例］ 」１記磁石ホルダ３１を、第４図に示す如く、５ＰＣＣ
等の軟磁性材の板材を折り曲げ加工して成形し、立壁の
一部を切り起こして支持部３１１となして、この上に上
記永久磁石３Ａ、３Ｂを接着固定するようになせば、さ
らに低コスト化が可能である。

［第３実施例］ 上記ＳＩＰ型のポール素子の位置決めをさらに確実にす
るためには、基板ホルダ４１の保持部４１１を、第５図
に示す如く、偏平な上記ホール素子５の外形に沿って段
付に絞り成形すると良い。

［第４実施例］ また、同様の目的で、ホール素子５の外形の一部に、第
６図に示す如く、上記保持部４１１内に隙なく嵌入せし
められる円柱突出部５１を形成しでも良い。

［第５実施例］ 第７図において、磁石ホルダ２２は回転軸２の先端部を
切削加工して一体に形成し、低コスーヘ化を図っている
。この場合の回転軸２の軸方向の位置決めはクリップ２
３で行っている。

本実施例ではホール素子５としてチップ型を使用し、基
板ホルダ４１の保持部４１１内に嵌入せしめたリード用
プリント基板５２にリフロー半田付は等により固定しで
ある。

また、基板ホルダ４１およびプリン１へ基板８の固定を
さらに簡易に行うなめに、ハウジング１内周の段付面に
突起１５を設け、該突起１５を上記基板ホルダ４１等の
取付穴に神道後、熱かしめ等を行って固定している。こ
れによれば、第１実施例の接着に比して、取付工数か低
減され、また、ホール素子５に過大な熱が加わることも
ない。

ハウジング１には一方の側壁に下方へ向けて接続口１６
が設けてあり、該接続口１−６内に防水栓７５を装着し
た信号線６を押込んで、ワイヤターミナル８３を直接Ｈ
Ｉ　Ｃターミナル８１に超音波溶着等により接続しであ
る。かかる構造により接続部からの水侵入が防止される
とともに、グロメットを使用する」−記第１実施例に比
して、ハウジング１の側方への突出量を小さくてきる。

さらに、カバ一体４２のシールを、第１実施例１〇 の０リングに代えて、スライスパツキン７４で行ない、
低コスト化を図っている。

かかる実施例によっても上記第１実施例と同様の効果が
ある。

［第６実施例］ 第８図および第９図には、磁電変換素子として磁気抵抗
素子９を使用したものを示す。かかる磁気抵抗素子９は
フリップチップで製作できるため、図示の如く、プリン
ト基板８上にリフロー半田付は等で直接固定することが
でき、また、永久磁石３は、回転軸の先端に設けた樹脂
製厚肉円板の磁石ホルダ３３上に、偏心状態で一個設け
である。

回転軸２の回転に伴い、偏心状態の永久磁石３は上記磁
気抵抗素子９に対して相対位置が変化し、これにより、
磁気抵抗素子つば上記回転軸２の回転角度に応じた出力
を発する。

他の構造は上記第１実施例と同一である。

本実施例によっても第１実施例と同様の効果がある上に
、構造をさらに簡素化することができる。

また、永久磁石にフェライト系磁石等が使用できるから
、安価でもある。

［第７実施例］ 第１０図に示す如く、信号線６の接続端末に防水コネク
タ６１を設け、信号線６に接続されたコネクタピン６２
をハウジングターミナル８２に着脱自在に接続するよう
にしても良い。

［第８実施例］ 基板ホルダ４１は金属材以外の導電性で非磁性の成形材
で一体成形しても良く、また、樹脂材等で成形後、その
内周壁４１ａ（第１１図）ないし外周壁４１ｂに導電性
塗料を塗布して形成することもできる。

［第９実施例］ 第１４図に示すように基板ホルダ４１に前記素子保持部
を設けないようにし、ハウジング１の内壁１ａに導電性
塗料を塗布し、あるいはメツキ等を施して電磁ノイズに
耐性を有するようにすることもできる。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の非接触式変位検出器は、筒状ハウ
ジングの一端開口より液密的に回転軸を挿入してその端
面に永久磁石を設けるとともに、上記ハウジングの他端
開口を遮蔽容器で閉鎖してこの中に上記永久磁石と対向
するように磁電変換素子を設けたことにより、電磁ノイ
ズで素子出力が乱されたり、水等が浸入することはなく
、がっ、検出器全体をコンパクトなものにできる。

しかして、環境の苛酷な車両搭載の用途に好適に使用で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は検出器の全体垂直断面図で、第２図のＩ−、Ｉ線に
沿う断面図、第２図はその水平断面図で、第１図の■−
■線に沿う断面図、第３図はホール素子の出力特性図、
第４図は本発明の第２実施例を示す磁石ホルダの斜視図
、第５図および第６図はそれぞれ本発明の第３および第
４実施例を示す基板ホルダの要部断面図、第７図は本発
明の第５実施例を示す検出器の全体垂直断面図、第８図
および第９図は本発明の第６実施例を示し、第８図は検
出器の全体垂直断面図で、第９図の■■線に沿う断面図
、第９図は検出器の全体水平断面図で、第８図のＩＸ　
−ＩＸ線に沿う断面図、第１０図は本発明の第７実施例
を示す信号線接続部の断面図、第１１図は本発明の第８
実施例を示す基板ホルダの斜視図、第１２図および第１
３図は本発明の第１実施例の変形例を示し、第１２図は
検出器の全体垂直断面図で、第１３図の■−℃線に沿う
断面図、第１３図はその水平断面図で、第１２図のＸ皿
−、Ｘｌ線に沿う断面図、第１４図は本発明の第９実施
例を示す検出器の全体垂直断面図である。 １・・・ハウジング １１．１２・・・開口 ２・・・回転軸 ２１・・・先端（一端） ２２・・・磁石ホルダ ３．３Ａ、３Ｂ・・・永久磁石 ３１・・・磁石ホルダ ４・・・遮蔽容器 ４１・・・基板ホルダ ４２・・カバ一体 ５・・・ポール素子（磁電変換素子） ６・・・信号線 ８・・・プリン１〜基板 ９・・・磁気抵抗素子（磁電変換素子）１００・・・格
納室 １５ Ｈ−ト十 マ 第３図 ０＋９０ 回転角度０度） 第５図 第４図 第６図 ω

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に連結されてその変位に応じて回転する
   回転軸を有して、該回転軸の一端を、筒状ハウジングの
   一方の開口より液密的に挿入するとともに、上記一端の
   端面に永久磁石を設置し、上記ハウジングの他方の開口
   は非磁性の導電材を容器壁とする遮蔽容器で閉鎖して、
   格納室を形成し、該格納室内の前記永久磁石に対向させ
   て磁電変換素子を設けて、上記回転軸と一体回転する上
   記永久磁石の磁界変化に応じて連続的に変化する上記磁
   電変換素子の出力信号を、該磁電変換素子より上記ハウ
   ジング外へ液密的に延出せしめた信号線を介して得るこ
   とを特徴とする非接触式変位検出器。
2. （２）前記遮蔽容器の容器壁のうち上記回転軸の一端に
   対向する容器壁を非磁性のものとなし、この非磁性の容
   器壁内面に上記磁電変換素子を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の非接触式変位検出器。