WO2022024961A1 - 位置検出装置 - Google Patents

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WO2022024961A1
WO2022024961A1 PCT/JP2021/027458 JP2021027458W WO2022024961A1 WO 2022024961 A1 WO2022024961 A1 WO 2022024961A1 JP 2021027458 W JP2021027458 W JP 2021027458W WO 2022024961 A1 WO2022024961 A1 WO 2022024961A1
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WO
WIPO (PCT)
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detection element
magnetic detection
signal
notch
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/027458
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English (en)
French (fr)
Inventor
佑樹 菊井
彩奈 若月
Original Assignee
日本精機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Definitions

  • the present invention relates to a position detection device.
  • the position detection device described in Patent Document 1 rotates according to the movement of the object for position detection, and moves to the position of the rotating body based on the magnetic field of the rotating body having a magnet and the magnet changed by the rotation of the rotating body. It includes one magnetic detection element that outputs a signal indicating a corresponding value.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly reliable position detection device.
  • the position detection device is A rotating body having a magnet that rotates around the axis according to the movement of the target for position detection.
  • a first magnetic detection element and a second magnetic detection element each of which can output a signal indicating a value corresponding to a rotation position of the rotating body, based on a magnetic field generated by the magnet that changes due to the rotation of the rotating body, are provided.
  • the first magnetic detection element and the second magnetic detection element face each other with the axis in the radial direction about the axis.
  • the plan view of the position detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention The cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 of the position detection apparatus according to the same embodiment.
  • the perspective view of the position detection apparatus which concerns on the said embodiment when the wiring part is pulled out from the direction different from FIG. 5A and FIG. 5B.
  • the position detection device 100 includes a lever 10, a rotating body 20, a magnetic detection element 30, a circuit board 40, a sensor holder 50, a wiring portion 60, a case 70, and the like.
  • a control unit 80 is provided.
  • the position detection device 100 detects, for example, an object (hereinafter referred to as a detection object) that exercises in the vehicle.
  • the position detection device 100 includes a grommet G1 and lids C1 and C2 mounted on the case 70. These configurations correspond to the case where the wiring portion 60 is pulled out from the case 70 in the direction D3 described later, as shown in FIGS. 5A and 5B. The structure when the wiring portion 60 is pulled out in each direction including the direction D3 will be described in detail later.
  • the lever 10 is a member connected to the detection target. As shown in FIG. 1, the lever 10 extends in the radial direction about the axis AX. As shown in FIG. 2, the lever 10 has a base end portion located on the axis AX fixed to the rotating body 20 by a screw 11. The tip portion of the lever 10 (not shown) is connected to the detection target via a connection mechanism (not shown).
  • the rotating body 20 rotates around the axis AX together with the lever 10 according to the movement of the detection target.
  • the rotating body 20 includes a magnet 21, a spindle 22, a holder 23 for holding the magnet 21 and the spindle 22, and a shield cover 24.
  • the magnet 21 is formed in a cylindrical shape from a known material such as neodymium or ferrite, and changes the magnetic field to the magnetic detection element 30 as the rotating body 20 rotates.
  • the main shaft 22 has a columnar shape centered on the axis AX.
  • the lever 10 is fixed to one end of the main shaft 22 by the screw 11 described above.
  • the other end of the spindle 22 is held by the holder 23.
  • the holder 23 is made of resin and has a disk portion 23a and a cylindrical portion 23b connected to the disk portion 23a.
  • the holder 23 holds the magnet 21 on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 23b.
  • a recess 23c is formed on the side of the disk portion 23a opposite to the cylindrical portion 23b.
  • the other end of the spindle 22 is fitted into the recess 23c.
  • the magnet 21 and the spindle 22 are integrally formed with the holder 23 by insert molding.
  • the shield cover 24 is a member for protecting the magnetic detection element 30 from an external magnetic field.
  • the shield cover 24 is made of a non-magnetic material, covers the outer periphery of the cylindrical portion 23b, and is attached to the holder 23.
  • the magnetic detection element 30 detects a change in the magnetic field accompanying the rotation of the rotating body 20.
  • the magnetic detection element 30 is made of, for example, a Hall IC (Integrated Circuit) including a Hall element, an operational amplifier, and the like.
  • the magnetic detection element 30 outputs a voltage signal corresponding to the strength of the detected magnetic flux (magnetic flux density) to the circuit board 40. Since the magnetic field formed by the magnet 21 changes with the rotation of the rotating body 20, this voltage signal shows a value corresponding to the rotating position of the rotating body 20.
  • the magnetic detection element 30 may be another known sensor using an MR (Magneto Resistive Sensor) element or the like.
  • the first magnetic detection element 31 and the other of which is the second magnetic detection element 32 there are two magnetic detection elements 30, one of which is the first magnetic detection element 31 and the other of which is the second magnetic detection element 32.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are attached to the circuit board 40 and are located inside the cylindrical magnet 21.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 each face the magnet 21 in the radial direction about the axis AX.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 face each other with the axis AX interposed therebetween in the radial direction centered on the axis AX.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 have the same shape.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are provided at positions that are line targets with respect to the axis AX. That is, the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 have a positional relationship that overlaps with the other when one is rotated by 180 ° about the axis AX. Due to this positional relationship, the relative positions of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 with respect to the magnet 21 can be similarly maintained. Therefore, even when the position of the detection target is calculated based on either the first magnetic detection element 31 or the second magnetic detection element 32, the detection accuracy can be kept good.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 have the same shape as described above, but the change characteristics of the signals output by each are different depending on the rotation position of the rotating body 20.
  • the first signal S1 output by the first magnetic detection element 31 and the second signal S2 output by the second magnetic detection element 32 are rotating bodies having values indicated by each.
  • the change characteristics are different depending on the rotation position of 20.
  • the vertical axis of FIG. 4 represents the value (voltage) indicated by the signal.
  • the horizontal axis of FIG. 4 represents the rotation angle of the rotating body 20 about the axis AX from the reference position.
  • the circuit board 40 is made of a PCB (Printed Circuit Board) on which various electronic circuits are mounted.
  • a terminal T1 for electrically connecting the circuit board 40 and the first magnetic detection element 31 is connected to the main surface 40a of the circuit board 40 (the surface opposite to the surface of the circuit board 40 facing the rotating body 20).
  • the terminal T2 for electrically connecting the circuit board 40 and the second magnetic detection element 32 is connected to the main surface 40a.
  • the back surface 40b on the circuit board 40 opposite to the main surface 40a faces the rotating body 20.
  • the circuit board 40 is formed with a rectangular hole 41 which is a rectangular hole located on the axis AX.
  • the terminal T1 having one end connected to the main surface 40a reaches the back surface 40b side through the rectangular hole 41, and the other end is connected to the first magnetic detection element 31.
  • the terminal T2 whose one end is connected to the main surface 40a reaches the side of the back surface 40b through the rectangular hole 41, and the other end is connected to the second magnetic detection element 32.
  • the terminals T1 and T2 have a portion along the main surface 40a and a portion bent from the portion and extending along the axis AX, and are formed in an L shape.
  • the portion connected to the main surface 40a of the terminal T1 and the portion connected to the main surface 40a of the terminal T2 face in opposite directions.
  • the circuit board 40 has a connection portion 42 to which the wiring portion 60 is connected.
  • the connecting portion 42 is located apart from the rectangular hole 41 in the radial direction about the axis AX.
  • the connecting portion 42 has a plurality of land portions L1 to L6, which will be described in detail later.
  • the sensor holder 50 maintains the posture of the magnetic detection element 30 (first magnetic detection element 31 and second magnetic detection element 32), and is attached to the circuit board 40.
  • the sensor holder 50 has a cylindrical portion protruding in the direction in which the back surface 40b of the circuit board 40 faces, and holds the magnetic detection element 30 inside the cylindrical portion.
  • the cylindrical portion is located inside the cylindrical portion 23b of the holder 23 described above.
  • the wiring unit 60 is configured to transmit signals (first signal S1, second signal S2) from the magnetic detection element 30 to the outside.
  • One end of the wiring unit 60 is electrically connected to the connection unit 42 of the circuit board 40, and the other end is electrically connected to the control unit 80.
  • the wiring unit 60 includes a signal line that transmits each of the first signal S1 and the second signal S2.
  • One cord W is configured by coating a conductive metal such as copper with an insulating material.
  • the wiring unit 60 is configured by bundling a plurality of the cords W.
  • N2 3
  • the case 70 accommodates the rotating body 20 and the circuit board 40.
  • the case 70 is attached to and fixed to a device to be mounted (for example, a predetermined device in a vehicle) by a portion (not shown).
  • a device to be mounted for example, a predetermined device in a vehicle
  • the detailed shape of the case 70 will be described later.
  • the control unit 80 schematically shown in FIGS. 1 and 2 is located outside the case 70, for example, and transmits the first signal S1 and the second signal S2 output from the magnetic detection element 30 via the wiring unit 60. get.
  • the control unit 80 calculates the position of the detection target based on at least one of the acquired first signal S1 and second signal S2.
  • the control unit 80 includes a microcomputer provided with a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the control unit 80 When the control unit 80 acquires the first signal S1 and the second signal S2, the control unit 80 first causes a failure of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 based on the acquired first signal S1 and second signal S2. Determine.
  • the failure is determined by, for example, the following method.
  • the change characteristics of the first signal S1 and the second signal S2 can be represented by linear functions, respectively.
  • the output of the first signal S1 is set to ⁇ times ( ⁇ > 1) of the second signal S2. This can be realized, for example, by setting the amplification factor of the operational amplifier of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32.
  • V1 / V2 when V1 / V2 is approximately ⁇ , it can be seen that both the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are normal.
  • V1 / V2 when the constants ⁇ 1, ⁇ 2 ( ⁇ 1> 0, ⁇ 2> 0) considering the fluctuation due to the error are used, V1 / V2 is generally V1 / V2 when the condition of ( ⁇ - ⁇ 1) ⁇ V1 / V2 ⁇ ( ⁇ + ⁇ 2) is satisfied. It can be said that it is ⁇ . Therefore, the control unit 80 performs the first magnetic detection element 31 when the number V1 / V2 obtained by subtracting the value V2 indicated by the acquired second signal S2 from the value V1 indicated by the acquired first signal S1 satisfies the condition.
  • the second magnetic detection element 32 are both determined to be normal.
  • V1 / V2> ( ⁇ + ⁇ 2) is satisfied, V2 is lower than the expected value, and it can be considered that the second signal S2 cannot be acquired normally. Therefore, the control unit 80 detects the second magnetic field. It is determined that the element 32 is out of order. Further, when V1 / V2 ⁇ ( ⁇ - ⁇ 1) is satisfied, V1 is lower than the expected value, and it can be considered that the first signal S1 cannot be acquired normally. Therefore, the control unit 80 uses the first control unit 80. It is determined that the magnetic detection element 31 is out of order.
  • the control unit 80 determines that both the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are normal, the control unit 80 is based on at least one of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32, and is a rotating body. 20 rotation positions are calculated. That is, the control unit 80 refers to the above-mentioned mathematical data and calculates ⁇ corresponding to V1 or V2 as the rotation position of the rotating body 20. When both the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are normal, the average value of ⁇ corresponding to each of V1 and V2 is calculated, and this average value can be used as the rotation position of the rotating body 20. good.
  • control unit 80 determines that the second magnetic detection element 32 is out of order
  • the control unit 80 calculates the rotation position of the rotating body 20 based on the first magnetic detection element 31. That is, the control unit 80 refers to the above-mentioned mathematical data and calculates ⁇ corresponding to V1 as the rotation position of the rotating body 20. Further, when the control unit 80 determines that the first magnetic detection element 31 is out of order, the control unit 80 calculates the rotation position of the rotating body 20 based on the second magnetic detection element 32. That is, the control unit 80 refers to the above-mentioned mathematical data and calculates ⁇ corresponding to V2 as the rotation position of the rotating body 20.
  • control unit 80 calculates the rotation position of the rotating body 20 as described above, the control unit 80 refers to the data indicating the relationship between the rotation position and the position of the detection target stored in the ROM in advance, and corresponds to the calculated rotation position. Calculate the position of the detected detection target. Then, the control unit 80 causes a display device (not shown) to display the calculated position of the detection target.
  • the type is arbitrary, and the detection target may be a linear movement or a rotational movement. It may be a thing.
  • control unit 80 since the rotation position of the rotating body 20 and the position of the detection target are in a corresponding relationship, the control unit 80 previously stores the mathematical formula data in the ROM when the horizontal axis of the graph shown in FIG. 4 is converted to the position of the detection target.
  • the control unit 80 may calculate the position of the detection target directly from V1 and V2.
  • control unit 80 is the first magnetic detection element when the signal from the first magnetic detection element 31 cannot be acquired or when the value indicated by the signal acquired from the first magnetic detection element 31 shows an abnormal value. It may be determined that 31 is out of order. The failure of the second magnetic detection element 32 may be determined in the same manner. Then, when the control unit 80 determines that both the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are out of order, the control unit 80 displays warning information notifying that the failure is occurring on a display device (not shown). You may let me.
  • the case 70 includes a rotating body accommodating portion 71 accommodating a rotating body 20 and a substrate accommodating portion 72 accommodating a circuit board 40.
  • the rotating body accommodating portion 71 has a shape surrounding the rotating body 20.
  • the facing portion facing the main shaft 22 in the radial direction about the axis AX has a cylindrical shape.
  • a bearing 71a for receiving the spindle 22 is provided on the inner circumference of the facing portion.
  • the bearing 71a rotatably supports the spindle 22 of the rotating body 20 around the axis AX.
  • the bearing 71a is integrally formed with the case 70 by insert molding.
  • a coil spring 71b is provided on the outer periphery of the facing portion of the rotating body accommodating portion 71.
  • the coil spring 71b has a restoring force in the direction along the axis AX, and urges the lever 10 and the case 70 in a direction away from each other. As a result, the lever 10 can be stably rotated with respect to the case 70.
  • the board accommodating portion 72 includes a bottom portion 9 facing the back surface 40b of the circuit board 40, and an outer peripheral wall portion 90 surrounding the circuit board 40 while standing in a direction in which the main surface 40a faces from the bottom portion 9.
  • the space for accommodating the circuit board 40 surrounded by the outer peripheral wall portion 90 is filled with a filling member (not shown).
  • This filling member is for protecting the circuit board 40 from water, dust, etc., and is composed of known UV curable resin, thermosetting resin, and the like.
  • the outer peripheral wall portion 90 is a third wall connecting the first wall portion 91 and the second wall portion 92 facing each other at intervals and the first wall portion 91 and the second wall portion 92. It has a portion 93 and an arc wall portion 94.
  • the outer peripheral wall portion 90 is open in the direction in which the main surface 40a of the circuit board 40 faces. In the following, among the open end portions of the outer peripheral wall portion 90, the portion surrounded by the first wall portion 91, the second wall portion 92, and the third wall portion 93 will be referred to as the opening portion H of the outer peripheral wall portion 90.
  • the first to third wall portions 91 to 93 are provided at positions corresponding to the three sides of the rectangle when viewed from the normal direction of the main surface 40a.
  • the first wall portion 91 is located on the left side in FIG. 3 with respect to the connecting portion 42.
  • the second wall portion 92 is located on the right side in FIG. 3 with respect to the connecting portion 42.
  • the third wall portion 93 connects the lower end portions of the first wall portion 91 and the second wall portion 92 in FIG. 3 respectively.
  • the arc wall portion 94 is along an arc centered on the axis AX, and one end thereof is connected to the first wall portion 91 and the other end is connected to the second wall portion 92.
  • each of the bottom portion 9, the first wall portion 91, the second wall portion 92, and the third wall portion 93 has a wiring portion 60 having one end connected to the circuit board 40 in the case 70.
  • Notches 9a, 91a, 92a, 93a are formed so as to be able to be pulled out to the outside.
  • the wiring portion 60 can also be pulled out from the opening H.
  • the notch 9a is provided on the bottom portion 9 and is located on the back side of the connection portion 42. The end of the notch 9a far from the axis AX reaches the third wall portion 93.
  • the notch 91a is provided in a portion of the first wall portion 91 facing the connecting portion 42.
  • the notch 92a is provided in a portion of the second wall portion 92 facing the connecting portion 42.
  • the notch 93a is provided in a portion of the third wall portion 93 facing the connecting portion 42.
  • the upper ends of the cutouts 91a to 93a communicate with the opening H.
  • the notch 91a, the notch 92a, and the notch 93a are formed in the same shape, although the formed portions on the outer peripheral wall portion 90 are different from each other.
  • the wiring portion 60 having one end connected to the connection portion 42 is configured to be able to be pulled out from the five directions D1 to D5 shown in FIGS. 2, 3 and the like.
  • direction D1 is to the left
  • direction D2 is to the right
  • direction D3 is downward
  • direction D4 is to the right
  • direction D5 is to the left.
  • the direction D1 is the direction in which the wiring portion 60 is drawn out from the notch 91a.
  • the direction D2 is the direction in which the wiring portion 60 is pulled out from the notch 92a.
  • the direction D3 is the direction in which the wiring portion 60 is pulled out from the notch 93a.
  • the direction D4 is a direction in which the main surface 40a faces, and is a direction in which the wiring portion 60 is drawn out from the opening H.
  • the direction D5 is a direction in which the back surface 40b faces, and is a direction in which the wiring portion 60 is pulled out from the notch 9a.
  • the grommet G1 is attached to the notch 93a.
  • the grommet G1 is made of an elastic member such as rubber and is fitted into the notch 93a.
  • the grommet G1 is formed with an insertion hole that is a hole through which each of the six cords W of the wiring portion 60 is passed and that faces the direction D3.
  • the six insertion holes provided in the grommet G1 and corresponding to the six cords W are arranged, for example, in a two-row, three-column manner.
  • a lid C1 for closing the notch 91a is attached to the notch 91a.
  • the lid C1 is made of the same material as the grommet G1.
  • the portion fitted in the notch 91a of the lid C1 is formed in the same shape as the portion fitted in the notch 93a of the grommet G1.
  • a lid C1 for closing the notch 92a is attached to the notch 92a.
  • the lid C1 can be used in the same manner as the notch 91a.
  • a lid C2 for closing the notch 9a is attached to the notch 9a.
  • the lid C2 is made of the same material as the lid C1, but has a different shape from the lid C2.
  • the lid C2 has a first portion that closes the notch 9a and a second portion that wraps around the outer surface of the third wall portion 93.
  • the third wall portion 93 is formed with a groove 93b into which the second portion of the lid C2 is fitted.
  • the grommet G1 may be attached to the notch 91a and the lid C1 may be attached to the notch 93a. Since the notch 91a and the notch 93a have the same shape, the grommet G1 and the lid C1 can be exchanged. In addition, the point that the lid C1 is attached to the notch 92a and the lid C2 is attached to the notch 9a is the same as in the case of the direction D3.
  • the grommet G1 may be attached to the notch 92a and the lid C1 may be attached to the notch 93a. Since the notch 92a and the notch 93a have the same shape, the grommet G1 and the lid C1 can be exchanged. In addition, the point that the lid C1 is attached to the notch 91a and the lid C2 is attached to the notch 9a is the same as in the case of the direction D3.
  • the grommet G2 is attached to the notch 93a.
  • the grommet G2 is made of the same material as the grommet G1 and is fitted into the notch 93a.
  • the grommet G2 has a first portion attached to the notch 93a to close the notch 93a, and a second portion formed with an insertion hole through which each of the six cords W of the wiring portion 60 is formed. An insertion hole facing the direction D4 is formed in the second portion.
  • Six insertion holes corresponding to the six cords W provided in the second portion of the grommet G2 are arranged, for example, in a two-row, three-column manner.
  • the portion fitted in the notch 93a of the grommet G2 is formed in the same shape as the portion fitted in the notch 93a of the grommet G1 described above.
  • the lid C1 is attached to each of the notch 91a and the notch 92a, and the lid C2 is attached to the notch 9a, which is the same as the configuration described in the description of the direction D3.
  • the grommet G3 is attached to the notch 9a.
  • the grommet G3 is made of the same material as the grommets G1 and G2, and is fitted into the notch 9a.
  • the grommet G3 is formed with an insertion hole that is a hole through which each of the six cords W of the wiring portion 60 is passed and that faces the direction D5.
  • the six insertion holes provided in the grommet G3 and corresponding to the six cords W are arranged, for example, in a two-row, three-column manner.
  • the grommet G3 has a first portion attached to the notch 9a and having an insertion hole through which each of the six cords W of the wiring portion 60 is formed, and a second portion that wraps around the outer surface of the third wall portion 93. Have. An insertion hole facing the direction D5 is formed in the first portion of the grommet G3. Six insertion holes corresponding to the six cords W provided in the first portion of the grommet G3 are arranged, for example, in a two-row, three-column manner. The second portion of the grommet G3 is fitted into the groove 93b formed in the third wall portion 93, similarly to the second portion of the lid C2 described above.
  • the portion fitted in each of the notch 9a and the groove 93b is formed in the same shape as the above-mentioned lid C2. Further, the above-mentioned lid C1 is attached to the notch 93a. Since the notch 93a and the notches 91a and 92a have the same shape, a common lid C1 can be attached. Other than that, the point that the lid C1 is attached to each of the notch 91a and the notch 92a is the same as the configuration described in the description of the direction D3 and the direction D4.
  • the connection portion 42 of the circuit board 40 has land portions L1 to L6 provided at positions corresponding to the six cords W and corresponding to each vertex of the hexagon.
  • the hexagon is, for example, a regular hexagon.
  • each of the land portions L1 to L6 is composed of a land hole into which a conducting wire portion at the tip of the cord W is inserted and connected.
  • any three are electrically connected to the first magnetic detection element 31 via the wiring and the terminal T1 formed on the circuit board 40, and the remaining three are formed on the circuit board 40. It conducts with the second magnetic detection element 32 via the wiring and the terminal T2.
  • the wiring portion 60 when the wiring portion 60 is pulled out from the side surface direction (direction parallel to the main surface 40a or the back surface 40b) of the circuit board 40 as in the directions D1 to D3, the wiring portion 60 is drawn in any direction among the directions D1 to D3.
  • the direction of the connection end of the wiring unit 60 to the circuit board 40 differs depending on whether the wiring unit 60 is pulled out or the wiring unit 60 is pulled out in another direction. Therefore, for example, when a circuit board 40 having a connection portion 42 (that is, an arrangement of land portions L1 to L6) suitable for pulling out the wiring portion 60 in an arbitrary direction is prepared, the circuit board 40 is used. It is also difficult to use when the wiring portion 60 is pulled out in the other direction.
  • the wiring portion 60 is pulled out not only from the directions D1 to D3 but also from the directions D4 and D5.
  • a common circuit board 40 can be used. This is because the land portions L1 to L6 arranged in a hexagonal shape are the same in any of the directions D1, the direction D2, and the direction D3 in which it is particularly difficult to connect the wiring portion 60 to the circuit board 40. This is because it is an arrangement mode.
  • connection mode of the cord W to the connection unit 42 will be described. It is assumed that the land portions L1 to L6 are arranged in the order of L2, L3, L4, L5, and L6 in the clockwise direction in FIG. 3 from the land portion L1 closest to the axis AX. Further, among the six codes W held in the grommets G1, G2, and G3 in a two-row, three-column manner, a set of three codes W arranged in the same direction is referred to as a "first code group", and the other three codes W. The code W of is called a "second code group". One of the first code group and the second code group corresponds to the first magnetic detection element 31, and the other corresponds to the second magnetic detection element 32.
  • the position detection device 100 is not limited to the magnetic type, and may be one that detects the rotation of the rotating body 20 by a known method such as an optical type, a capacitance type, or a contact type.
  • the magnet 21 is formed in a cylindrical shape around the axis AX, but the shape is not limited and is arbitrary.
  • the magnet 21 may have an annular shape, an arc shape or a fan shape when viewed from the direction along the axis AX, an intermittent shape in the circumferential direction, or the like, as long as the magnet 21 has a shape along the circumferential direction centered on the axis AX. ..
  • the circuit board 40 may have a land portion provided at a position corresponding to each vertex of the N-sided polygon. .. Further, N may be a multiple of the number of magnetic detection elements 30.
  • the position detection device 100 described above has the following features.
  • the position detection device 100 includes a rotating body 20 that rotates about the axis AX according to the movement of the target for position detection, and a detection element (for example, a magnetic detection element 30) that detects the rotation of the rotating body 20. It is provided with a circuit board 40 to which the circuit board 40 is attached, a case 70 for accommodating the rotating body 20 and the circuit board 40, and a wiring portion 60 electrically connected to the circuit board 40.
  • the case 70 has a bottom portion 9 facing the circuit board 40 and an outer peripheral wall portion 90 standing from the bottom portion 9 and surrounding the circuit board 40.
  • the outer peripheral wall portion 90 has a first wall portion 91 and a second wall portion 92 facing each other at intervals, and a third wall portion 93 connecting the first wall portion 91 and the second wall portion 92.
  • Notches that allow the wiring portion 60 to be pulled out from the circuit board 40 at two or more of the four locations of the bottom portion 9, the first wall portion 91, the second wall portion 92, and the third wall portion 93. are provided.
  • a grommet for example, grommets G1 to G3 through which the wiring portion 60 is passed is attached to a specific notch, and the other notch is closed to the other notch.
  • a lid (for example, lids C1 and C2) is attached.
  • the specific notch is a notch 91a when the drawing direction of the wiring portion 60 is in the direction D1, a notch 92a in the direction D2, and a notch 93a in the directions D3 and D4.
  • the direction D5 there is a notch 9a.
  • the other notch includes a corresponding notch having a shape corresponding to the specific notch. Since each of the cutouts 91a to 93a has the same shape as described above, for example, when any one of the cutouts 91a to 93a is a specific cutout, the other two are corresponding cutouts. .. It should be noted that the correspondence between the specific notch and the corresponding notch is not limited to the same shape, and the shape of the portion to which the grommet G1 or the lid C1 is attached may be the same. According to this configuration, the grommet G1 and the lid C1 when the wiring portion 60 is pulled out in the directions D1 to D3 can be shared, so that the manufacturing efficiency can be improved.
  • the notch may be provided at three or more of the four locations, and the corresponding notch may be two or more.
  • the grommets G1 and G2 mounted on the specific notch have the main surface 40a of the circuit board 40.
  • the wiring portion 60 is passed in the direction in which the third wall portion 93 faces (direction D4) or in the direction in which the third wall portion 93 faces (direction D3). According to this configuration, when changing the drawing direction of the wiring unit 60 from one of the directions D3 and D4 to the other, it is only necessary to change the grommets G1 and G2, so that the drawing direction of the wiring unit 60 can be easily changed. be.
  • the wiring portion 60 has N (N is an integer of 4 or more) cords W, and the circuit board 40 is a land portion (for example, land portions L1 to L6) to which the cord W is connected. It has a land portion provided at a position corresponding to each vertex of the N-sided polygon. According to this configuration, as described above, the common circuit board 40 can be used even when the wiring portion 60 is pulled out from various directions.
  • N There are a plurality of detection elements, and N may be a multiple of the number of detection elements.
  • the detection element may be a magnetic detection element 30 that detects the rotation of the rotating body 20 based on the magnetic field generated by the magnet 21 that changes with the rotation of the rotating body 20.
  • the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 face each other with the axis AX in the radial direction centered on the axis AX. According to this configuration, as described above, the relative positions of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 with respect to the magnet 21 can be similarly maintained. Therefore, even when the position of the detection target is calculated based on either the first magnetic detection element 31 or the second magnetic detection element 32, the detection accuracy can be kept good. As a result, it is possible to provide the position detection device 100 having good reliability.
  • the magnet 21 has a shape along the circumferential direction centered on the axis AX, and the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 are located closer to the axis AX than the magnet 21. .. With this configuration, the relative positions of the first magnetic detection element 31 and the magnet 21 and the relative positions of the second magnetic detection element 32 and the magnet 21 can be maintained in the same manner, and the magnetic circuit can be shared.
  • the first signal S1 output by the first magnetic detection element 31 and the second signal S2 output by the second magnetic detection element 32 have change characteristics according to the rotation position of the rotating body 20 having the respective values. Is different. With this configuration, it is possible to determine which of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 is out of order.
  • the position detection device 100 acquires the first signal S1 and the second signal S2, and the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element based on the acquired first signal S1 and second signal S2. Further, a discriminating unit (for example, a control unit 80) for discriminating the failure of the 32 is provided. When one of the first magnetic detection element 31 and the second magnetic detection element 32 is determined to be out of order, the discriminating unit detects the position of the detection target based on the other. With this configuration, it is possible to provide a position detection device 100 with better reliability.
  • a discriminating unit for example, a control unit 80

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Abstract

信頼性が良好な位置検出装置を提供する。 位置検出装置１００は、位置検出の対象の移動に応じて軸線ＡＸを中心に回転する回転体２０と、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２と、を備える。回転体２０は、磁石２１を有する。第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、回転体２０の回転によって変化する磁石２１による磁場に基づき、回転体２０の回転位置に応じた値を示す信号をそれぞれが出力可能である。第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、軸線ＡＸを中心とする径方向において軸線ＡＸを挟んで互いに対向する。

Description

位置検出装置
　本発明は、位置検出装置に関する。
　例えば、特許文献１に記載の位置検出装置は、位置検出の対象の移動に応じて回転し、磁石を有する回転体と、回転体の回転によって変化する磁石による磁場に基づき、回転体の位置に応じた値を示す信号を出力する１つの磁気検出素子と、を備える。
特開２０１１－７５４１３号公報
　装置の信頼性を確保すべく、フェイルソフトの観点から、１つの磁気検出素子だけに頼らずに複数の磁気検出素子を用いることが考えられる。複数の磁気検出素子を用いた場合には、いずれの素子に基づいても信頼できる検出結果を得る工夫が必要である。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、信頼性が良好な位置検出装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る位置検出装置は、
　位置検出の対象の移動に応じて軸線を中心に回転し、磁石を有する回転体と、
　前記回転体の回転によって変化する前記磁石による磁場に基づき、前記回転体の回転位置に応じた値を示す信号をそれぞれが出力可能な第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子と、を備え、
　前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記軸線を中心とする径方向において前記軸線を挟んで互いに対向する。
　本発明によれば、信頼性が良好な位置検出装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る位置検出装置の平面図。 同上実施形態に係る位置検出装置の図１に示すＡ－Ａ線での断面図。 同上実施形態に係る回路基板及びケースの平面図。 同上実施形態に係る第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子の電圧の変化特性を示すグラフの図。 一方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。 一方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。 図５Ａ及び図５Ｂと異なる方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。 図５Ａ及び図５Ｂと異なる方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。 図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂと異なる方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。 図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂと異なる方向から配線部を引き出した場合の同上実施形態に係る位置検出装置の斜視図。
　本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
　位置検出装置１００は、図１、図２に示すように、レバー１０と、回転体２０と、磁気検出素子３０と、回路基板４０と、センサホルダ５０と、配線部６０と、ケース７０と、制御部８０と、を備える。位置検出装置１００は、例えば、車両内において運動を行う対象（以下、検出対象と言う。）を検出する。
　また、位置検出装置１００は、図１、図２に示すように、ケース７０に装着されるグロメットＧ１及び蓋Ｃ１，Ｃ２を備える。これらの構成は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ケース７０から配線部６０が後述の方向Ｄ３に引き出されている場合に対応する。方向Ｄ３を含む各方向に配線部６０が引き出される場合の構造については、後に詳述する。
　レバー１０は、検出対象に接続される部材である。レバー１０は、図１に示すように、軸線ＡＸを中心とした径方向に延びる。レバー１０は、図２に示すように、軸線ＡＸ上に位置する基端部がビス１１によって回転体２０に固定される。レバー１０の図示しない先端部は、図示しない連結機構を介して、検出対象と連結される。
　回転体２０は、検出対象の移動に応じてレバー１０とともに軸線ＡＸを中心に回転する。回転体２０は、図２に示すように、磁石２１と、主軸２２と、磁石２１及び主軸２２を保持するホルダ２３と、シールドカバー２４と、を備える。
　磁石２１は、ネオジム、フェライト等の公知の材料から円筒状に形成され、回転体２０の回転に伴い磁気検出素子３０に磁場の変化を与える。
　主軸２２は、軸線ＡＸを中心とした円柱状をなす。レバー１０は、主軸２２の一端部に前述のビス１１によって固定される。主軸２２の他端部は、ホルダ２３に保持される。
　ホルダ２３は、樹脂により形成され、円盤部２３ａと、円盤部２３ａと連結された円筒部２３ｂと、を有する。ホルダ２３は、円筒部２３ｂの内周面で磁石２１を保持する。円盤部２３ａのうち円筒部２３ｂと反対側には、凹部２３ｃが形成されている。この凹部２３ｃに、前述の主軸２２の他端部が嵌め込まれている。例えば、磁石２１及び主軸２２は、インサート成形によりホルダ２３と一体で形成される。
　シールドカバー２４は、磁気検出素子３０を外部磁場から保護するための部材である。シールドカバー２４は、非磁性材料からなり、円筒部２３ｂの外周を覆ってホルダ２３に取り付けられている。
　磁気検出素子３０は、回転体２０の回転に伴う磁場の変化を検出する。磁気検出素子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。磁気検出素子３０は、検出した磁場（磁束密度）の強さに応じた電圧信号を回路基板４０へ出力する。磁石２１が形成する磁場は回転体２０の回転によって変化するため、この電圧信号は、回転体２０の回転位置に応じた値を示す。なお、磁気検出素子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。
　この実施形態では、磁気検出素子３０は、２つあり、一方を第１磁気検出素子３１とし、他方を第２磁気検出素子３２とする。第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、回路基板４０に取り付けられ、円筒状の磁石２１の内部に位置する。第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、それぞれ、軸線ＡＸを中心とする径方向で磁石２１と対向する。
　また、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、図１、図２に示すように、軸線ＡＸを中心とする径方向において軸線ＡＸを挟んで互いに対向する。例えば、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、同一形状のものである。また、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、互いに軸線ＡＸに対して線対象の位置に設けられている。つまり、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、一方を、軸線ＡＸを中心に１８０°回転させた場合に、他方と重なる位置関係である。この位置関係により、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の磁石２１に対する相対位置を同様に保つことができる。したがって、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２のいずれに基づいて検出対象の位置を算出した場合でも、検出精度を良好に保つことができる。
　第１磁気検出素子３１と第２磁気検出素子３２は、前述の通り同一形状のものであるが、各々が出力する信号の回転体２０の回転位置に応じた変化特性が異なる。具体的には、第１磁気検出素子３１が出力する第１信号Ｓ１と、第２磁気検出素子３２が出力する第２信号Ｓ２とは、図４に示すように、各々が示す値の回転体２０の回転位置に応じた変化特性が異なる。図４の縦軸は、信号が示す値（電圧）を表す。図４の横軸は、軸線ＡＸを中心とした回転体２０の基準位置からの回転角度を表す。
　回路基板４０は、各種の電子回路が実装されたＰＣＢ（Printed Circuit Board）からなる。回路基板４０の主面４０ａ（回路基板４０の回転体２０に向く面とは反対面）には、回路基板４０と第１磁気検出素子３１を電気的に接続する端子Ｔ１が接続される。同様に、主面４０ａには、回路基板４０と第２磁気検出素子３２を電気的に接続する端子Ｔ２が接続される。回路基板４０において主面４０ａの反対側にある裏面４０ｂは、回転体２０に向く。回路基板４０には、軸線ＡＸ上に位置する矩形の孔である矩形孔４１が形成されている。一端が主面４０ａに接続された端子Ｔ１は、矩形孔４１を通って裏面４０ｂの側へ至り、他端が第１磁気検出素子３１に接続されている。同様に、一端が主面４０ａに接続された端子Ｔ２は、矩形孔４１を通って裏面４０ｂの側へ至り、他端が第２磁気検出素子３２に接続されている。端子Ｔ１，Ｔ２は、主面４０ａに沿う部分と、当該部分から折り曲げられて軸線ＡＸに沿って延びる部分とを有し、Ｌ字状に形成される。端子Ｔ１の主面４０ａに接続される部分と、端子Ｔ２の主面４０ａに接続される部分とは、互いに逆方向に向く。
　また、回路基板４０は、配線部６０が接続される接続部４２を有する。接続部４２は、軸線ＡＸを中心とした径方向に矩形孔４１から離れて位置する。接続部４２は、詳しくは後述するが、複数のランド部Ｌ１～Ｌ６を有する。
　センサホルダ５０は、磁気検出素子３０（第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２）の姿勢を保つものであり、回路基板４０に取り付けられている。センサホルダ５０は、回路基板４０の裏面４０ｂが向く方向に突出した円筒状の部分を有し、その内部で磁気検出素子３０を保持する。当該円筒状の部分は、前述したホルダ２３の円筒部２３ｂの内側に位置する。
　配線部６０は、磁気検出素子３０からの信号（第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２）を外部に伝送するための構成である。配線部６０は、一端が回路基板４０の接続部４２と電気的に接続され、他端が制御部８０と電気的に接続される。配線部６０は、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２の各々を伝送する信号線を含む。１本のコードＷは、銅など導電性の金属を絶縁材で被覆して構成される。配線部６０は、このコードＷを複数束ねることにより構成されている。
　ここで、磁気検出素子３０の個数をＮ１（Ｎ１は２以上の整数）、１個の磁気検出素子３０に必要なコードＷの本数をＮ２（Ｎ２は２以上の整数）とすると、配線部６０は、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２の式を満たすＮ本のコードＷを有する。以下、この実施形態では、Ｎ２は３（Ｎ２＝３）であるとする。そうすると、磁気検出素子３０は２個（Ｎ１＝２）であるため、Ｎ＝２×３＝６により、配線部６０は、６本のコードＷを有する。この６本のコードＷの接続態様については、後述する。
　ケース７０は、回転体２０及び回路基板４０を収容する。ケース７０は、図示しない部分によって、搭載対象の装置（例えば、車両内の所定装置）に取り付けられ、固定される。ケース７０の詳細形状については、後述する。
　図１、図２に模式的に示す制御部８０は、例えば、ケース７０の外部に位置し、磁気検出素子３０から出力された第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を、配線部６０を介して取得する。制御部８０は、取得した第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２の少なくともいずれかに基づいて、検出対象の位置を算出する。例えば、制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータからなる。
　制御部８０は、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を取得すると、まず、取得した第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２に基づいて第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の故障を判別する。故障の判別は、例えば、以下の手法によって行われる。
　図４に示すように、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２の変化特性は、それぞれ、一次関数で表すことができる。この実施形態では、第１信号Ｓ１の出力は、第２信号Ｓ２のγ倍（γ＞１）に設定されている。これは、例えば、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２のオペアンプの増幅率の設定により実現可能である。
　ここで、第２信号Ｓ２が示す値（電圧値）をＶ２、回転体２０の回転位置を角度θで表すと、Ｖ２＝αθ＋βという数式が成り立つ。一方、第１信号Ｓ１が示す値（電圧値）をＶ１で表すと、Ｖ１＝γ（αθ＋β）という数式が成り立つ。制御部８０のＲＯＭには、これら数式を示すデータが予め記憶されている。なお、図４は、γ＝２、β＝０．５とした場合の例を示している。
　上記Ｖ１とＶ２の関係を考慮すると、Ｖ１／Ｖ２が概ねγである場合は、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２はともに正常であることが分かる。ここで、誤差による変動を考慮した定数δ１，δ２（δ１＞０，δ２＞０）を用いると、（γ－δ１）≦Ｖ１／Ｖ２≦（γ＋δ２）の条件が成り立つ場合、Ｖ１／Ｖ２が概ねγであると言える。したがって、制御部８０は、取得した第１信号Ｓ１が示す値Ｖ１から、取得した第２信号Ｓ２が示す値Ｖ２を除した数Ｖ１／Ｖ２が当該条件を満たす場合に、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２がともに正常であると判別する。なお、δ１＝δ２であってもよいし、δ１とδ２の少なくともいずれかは０（ゼロ）であってもよい。また、Ｖ１／Ｖ２＞（γ＋δ２）を満たす場合は、Ｖ２が想定される値よりも低く、第２信号Ｓ２が正常に取得できていないと見做せるため、制御部８０は、第２磁気検出素子３２が故障していると判別する。また、Ｖ１／Ｖ２＜（γ－δ１）を満たす場合は、Ｖ１が想定される値よりも低く、第１信号Ｓ１が正常に取得できていないと見做せるため、制御部８０は、第１磁気検出素子３１が故障していると判別する。
　制御部８０は、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２がともに正常であると判別した場合、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の少なくともいずれかに基づき、回転体２０の回転位置を算出する。つまり、制御部８０は、前述の数式データを参照し、Ｖ１又はＶ２に対応するθを回転体２０の回転位置として算出する。なお、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２がともに正常である場合、Ｖ１及びＶ２の各々に対応するθの平均値を演算し、この平均値を回転体２０の回転位置としてもよい。また、制御部８０は、第２磁気検出素子３２が故障していると判別した場合、第１磁気検出素子３１に基づき、回転体２０の回転位置を算出する。つまり、制御部８０は、前述の数式データを参照し、Ｖ１に対応するθを回転体２０の回転位置として算出する。また、制御部８０は、第１磁気検出素子３１が故障していると判別した場合、第２磁気検出素子３２に基づき、回転体２０の回転位置を算出する。つまり、制御部８０は、前述の数式データを参照し、Ｖ２に対応するθを回転体２０の回転位置として算出する。
　制御部８０は、以上のように回転体２０の回転位置を算出すると、予めＲＯＭ内に記憶された当該回転位置と検出対象の位置との関係を示すデータを参照し、算出した回転位置に対応した検出対象の位置を算出する。そして、制御部８０は、図示しない表示装置に算出した検出対象の位置を表示させる。
　なお、検出対象は、移動に応じて、レバー１０及び回転体２０を軸線ＡＸ周りに回転させるものであれば、その種別は任意であり、直線移動するものであってもよいし、回転移動するものであってもよい。
　また、回転体２０の回転位置と検出対象の位置とは対応関係にあるため、制御部８０は、図４に示すグラフの横軸を検出対象の位置に変換した場合の数式データを予めＲＯＭ内に用意し、制御部８０は、Ｖ１，Ｖ２から直接、検出対象の位置を算出してもよい。
　また、制御部８０は、第１磁気検出素子３１からの信号が取得できなかった場合や、第１磁気検出素子３１から取得した信号が示す値が異常値を示す場合に、第１磁気検出素子３１が故障していると判別してもよい。第２磁気検出素子３２の故障についても、同様に判別してもよい。そして、制御部８０は、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の双方が故障していると判別した場合、図示しない表示装置に、故障している旨を報知する警告情報を表示させてもよい。
（ケース７０の詳細形状について）
　ケース７０は、図２に示すように、回転体２０を収容する回転体収容部７１と、回路基板４０を収容する基板収容部７２と、を備える。
　回転体収容部７１は、回転体２０を取り囲む形状をなす。回転体収容部７１において、軸線ＡＸを中心とする径方向で主軸２２と対向する対向部は、円筒形状をなす。当該対向部の内周には、主軸２２を受ける軸受７１ａが設けられている。軸受７１ａは、回転体２０の主軸２２を軸線ＡＸ周りに回転可能に支持する。例えば、軸受７１ａは、インサート成形によりケース７０と一体で形成される。回転体収容部７１の前記対向部の外周には、コイルばね７１ｂが設けられている。コイルばね７１ｂは、軸線ＡＸに沿う方向に復元力を有し、レバー１０及びケース７０を互いに離れる方向に付勢する。これにより、レバー１０を、ケース７０に対して安定して回転させることができる。
　基板収容部７２は、回路基板４０の裏面４０ｂと対向する底部９と、底部９から主面４０ａが向く方向に立つとともに、回路基板４０を囲む外周壁部９０と、を備える。なお、外周壁部９０に囲まれた、回路基板４０を収容する空間は、図示しない充填部材によって満たされる。この充填部材は、水、埃等から回路基板４０を保護するためのものであり、公知のＵＶ硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などから構成される。
　外周壁部９０は、図３に示すように、間隔を空けて互いに対向する第１壁部９１及び第２壁部９２と、第１壁部９１及び第２壁部９２を連結する第３壁部９３と、円弧壁部９４と、を有する。外周壁部９０は、回路基板４０の主面４０ａが向く方向に開口している。以下では、外周壁部９０の開口端部のうち、第１壁部９１、第２壁部９２及び第３壁部９３に囲まれた部分を、外周壁部９０の開口部Ｈとする。
　第１～第３壁部９１～９３は、図３に示すように、主面４０ａの法線方向から見て、矩形の３辺に相当する位置にそれぞれ設けられる。具体的に、第１壁部９１は、接続部４２に対して図３での左方に位置する。第２壁部９２は、接続部４２に対して図３での右方に位置する。第３壁部９３は、第１壁部９１及び第２壁部９２の各々の図３での下端部を連結する。円弧壁部９４は、軸線ＡＸを中心とする円弧に沿っており、一端が第１壁部９１と連結され、他端が第２壁部９２と連結されている。
　主に図３に示すように、底部９、第１壁部９１、第２壁部９２及び第３壁部９３のそれぞれには、一端が回路基板４０に接続される配線部６０をケース７０の外部に引き出すことを可能とする切り欠き９ａ，９１ａ，９２ａ，９３ａが形成されている。なお、後述するように、配線部６０は、開口部Ｈからも引き出し可能である。
　切り欠き９ａは、底部９に設けられ、接続部４２の裏側に位置する。切り欠き９ａの軸線ＡＸから遠い端は、第３壁部９３に至っている。
　切り欠き９１ａは、第１壁部９１における接続部４２に向く部分に設けられている。切り欠き９２ａは、第２壁部９２における接続部４２に向く部分に設けられている。切り欠き９３ａは、第３壁部９３における接続部４２に向く部分に設けられている。切り欠き９１ａ～９３ａの上端（主面４０ａから遠い方の端）は、開口部Ｈと連通している。切り欠き９１ａ、切り欠き９２ａ、切り欠き９３ａは、外周壁部９０における形成箇所が各々異なるものの、同一形状で形成されている。
　この実施形態におけるケース７０は、一端が接続部４２に接続される配線部６０が、図２、図３等に示す５つの方向Ｄ１～Ｄ５から引き出し可能に構成されている。図３において、方向Ｄ１は左方であり、方向Ｄ２は右方であり、方向Ｄ３は下方である。図２において、方向Ｄ３は下方であり、方向Ｄ４は右方であり、方向Ｄ５は左方である。具体的に、方向Ｄ１は、切り欠き９１ａから配線部６０が引き出される方向である。方向Ｄ２は、切り欠き９２ａから配線部６０が引き出される方向である。方向Ｄ３は、切り欠き９３ａから配線部６０が引き出される方向である。方向Ｄ４は、主面４０ａが向く方向であって、開口部Ｈから配線部６０が引き出される方向である。方向Ｄ５は、裏面４０ｂが向く方向であって、切り欠き９ａから配線部６０が引き出される方向である。
　以下では、５つの方向Ｄ１～Ｄ５の各方向から配線部６０が引き出される場合の構成について順に説明する。
（方向Ｄ３）
　図５Ａ、図５Ｂに示すように、配線部６０がケース７０から方向Ｄ３へ引き出される場合、切り欠き９３ａにグロメットＧ１が装着される。グロメットＧ１は、ゴム等の弾性部材からなり、切り欠き９３ａに嵌め込まれる。グロメットＧ１には、配線部６０が有する６本のコードＷの各々を通す孔であって、方向Ｄ３に向く挿通孔が形成されている。グロメットＧ１に設けられ、６本のコードＷに対応する６つの挿通孔は、例えば、２行３列の態様で配置されている。
　また、切り欠き９１ａには、切り欠き９１ａを閉塞する蓋Ｃ１が装着される。蓋Ｃ１は、グロメットＧ１と同じ材料により形成されている。蓋Ｃ１の切り欠き９１ａに嵌め込まれる部分は、グロメットＧ１の切り欠き９３ａに嵌め込まれる部分と同様の形状で形成されている。
　また、切り欠き９２ａには、切り欠き９２ａを閉塞する蓋Ｃ１が装着される。前述の通り、切り欠き９２ａは、切り欠き９１ａと同一形状であるため、切り欠き９１ａと同様に蓋Ｃ１を用いることができる。
　また、切り欠き９ａには、切り欠き９ａを閉塞する蓋Ｃ２が装着される。蓋Ｃ２は、蓋Ｃ１と同じ材料により形成されているが、蓋Ｃ２とは形状が異なる。蓋Ｃ２は、切り欠き９ａを閉塞する第１部分と、第３壁部９３の外面に回り込む第２部分とを有する。第３壁部９３には、蓋Ｃ２の第２部分が嵌め込まれる溝９３ｂが形成されている。
（方向Ｄ１、方向Ｄ２）
　図示しないが、配線部６０をケース７０から方向Ｄ１へ引き出す場合は、グロメットＧ１を切り欠き９１ａに装着し、蓋Ｃ１を切り欠き９３ａに装着すればよい。切り欠き９１ａと切り欠き９３ａは同一形状であるため、グロメットＧ１と蓋Ｃ１を入れ替えることができる。その他、切り欠き９２ａに蓋Ｃ１に装着し、切り欠き９ａに蓋Ｃ２を装着する点は、方向Ｄ３の場合と同様である。
　また、図示しないが、配線部６０をケース７０から方向Ｄ２へ引き出す場合は、グロメットＧ１を切り欠き９２ａに装着し、蓋Ｃ１を切り欠き９３ａに装着すればよい。切り欠き９２ａと切り欠き９３ａは同一形状であるため、グロメットＧ１と蓋Ｃ１を入れ替えることができる。その他、切り欠き９１ａに蓋Ｃ１に装着し、切り欠き９ａに蓋Ｃ２を装着する点は、方向Ｄ３の場合と同様である。
（方向Ｄ４）
　図６Ａ、図６Ｂに示すように、配線部６０がケース７０から方向Ｄ４へ引き出される場合、切り欠き９３ａにグロメットＧ２が装着される。グロメットＧ２は、グロメットＧ１と同じ材料からなり、切り欠き９３ａに嵌め込まれる。グロメットＧ２は、切り欠き９３ａに取り付けられて切り欠き９３ａを閉塞する第１部分と、配線部６０が有する６本のコードＷの各々を通す挿入孔が形成された第２部分とを有する。第２部分には、方向Ｄ４に向く挿通孔が形成されている。グロメットＧ２の第２部分に設けられ、６本のコードＷに対応する６つの挿通孔は、例えば、２行３列の態様で配置されている。なお、グロメットＧ２の切り欠き９３ａに嵌め込まれる部分は、前述のグロメットＧ１の切り欠き９３ａに嵌め込まれる部分と同様の形状で形成されている。
　その他、切り欠き９１ａ及び切り欠き９２ａの各々に蓋Ｃ１が装着され、切り欠き９ａに蓋Ｃ２が装着される点については、方向Ｄ３の説明で述べた構成と同様である。
（方向Ｄ５）
　図７Ａ、図７Ｂに示すように、配線部６０がケース７０から方向Ｄ５へ引き出される場合、切り欠き９ａにグロメットＧ３が装着される。グロメットＧ３は、グロメットＧ１，Ｇ２と同じ材料からなり、切り欠き９ａに嵌め込まれる。グロメットＧ３には、配線部６０が有する６本のコードＷの各々を通す孔であって、方向Ｄ５に向く挿通孔が形成されている。グロメットＧ３に設けられ、６本のコードＷに対応する６つの挿通孔は、例えば、２行３列の態様で配置されている。グロメットＧ３は、切り欠き９ａに取り付けられて配線部６０が有する６本のコードＷの各々を通す挿入孔が形成された第１部分と、第３壁部９３の外面に回り込む第２部分とを有する。グロメットＧ３の第１部分には、方向Ｄ５に向く挿通孔が形成されている。グロメットＧ３の第１部分に設けられ、６本のコードＷに対応する６つの挿通孔は、例えば、２行３列の態様で配置されている。グロメットＧ３の第２部分は、前述の蓋Ｃ２の第２部分と同様に、第３壁部９３に形成された溝９３ｂに嵌め込まれる。グロメットＧ３において、切り欠き９ａ及び溝９３ｂの各々に嵌め込まれる部分は、前述の蓋Ｃ２と同様の形状で形成されている。
　また、切り欠き９３ａには、前述の蓋Ｃ１が装着される。切り欠き９３ａと、切り欠き９１ａ，９２ａは同一形状であるため、共用の蓋Ｃ１を装着することができる。その他、切り欠き９１ａ及び切り欠き９２ａの各々に蓋Ｃ１が装着される点については、方向Ｄ３、方向Ｄ４の説明で述べた構成と同様である。
（接続部４２へのコードＷの接続態様について）
　図３に示すように、回路基板４０の接続部４２は、６本のコードＷに対応して六角形の各頂点に相当する位置に設けられたランド部Ｌ１～Ｌ６を有する。当該六角形は、例えば正六角形である。例えば、ランド部Ｌ１～Ｌ６は、それぞれ、コードＷの先端の導線部分が挿入されるとともに、接続されるランド穴からなる。６つのランド部Ｌ１～Ｌ６のうち、任意の３つは回路基板４０に形成された配線及び端子Ｔ１を介して第１磁気検出素子３１と導通し、残りの３つは回路基板４０に形成された配線及び端子Ｔ２を介して第２磁気検出素子３２と導通する。
　ここで、特に、方向Ｄ１～Ｄ３のように、回路基板４０の側面方向（主面４０ａ又は裏面４０ｂと平行な方向）から配線部６０を引き出す場合、方向Ｄ１～Ｄ３のうち、任意の方向に配線部６０を引き出す場合と、他の方向に配線部６０を引き出す場合とで、配線部６０の回路基板４０への接続端の向きが異なる。このため、例えば、任意の方向に配線部６０を引き出す場合に適した接続部４２（つまり、ランド部Ｌ１～Ｌ６の配列）を有する回路基板４０を用意した場合には、その回路基板４０を、他の方向に配線部６０を引き出す場合にも用いることが困難である。
　しかしながら、この実施形態に係る、前述のように六角形状に配列されたランド部Ｌ１～Ｌ６によれば、方向Ｄ１～Ｄ３のみならず、方向Ｄ４、Ｄ５から配線部６０を引き出した場合であっても、共通の回路基板４０を用いることができる。これは、六角形状に配列されたランド部Ｌ１～Ｌ６は、特に配線部６０の回路基板４０への接続が困難となる方向Ｄ１、方向Ｄ２、方向Ｄ３のいずれの方向に対しても、同様の配列態様となるためである。
　以下、接続部４２へのコードＷの接続態様の一例について説明する。
　なお、ランド部Ｌ１～Ｌ６は、軸線ＡＸに最も近いランド部Ｌ１から、図３での時計回りに、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６の順で配列されているものとする。また、２行３列の態様でグロメットＧ１，Ｇ２，Ｇ３に保持される６本のコードＷのうち、同方向に並ぶ３本のコードＷの集合を「第１コード群」、他の３本のコードＷを「第２コード群」と呼ぶ。第１コード群及び第２コード群の一方は第１磁気検出素子３１に対応し、他方は第２磁気検出素子３２に対応する。
（方向Ｄ３）
　配線部６０が方向Ｄ３へ引き出される場合、６本のコードＷのうち、第１コード群を構成する３本はランド部Ｌ６、Ｌ１、Ｌ２に接続され、第２コード群を構成する３本はランド部Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５に接続される。この場合、第１コード群及び第２コード群の接続端は、回路基板４０の主面４０ａの側からランド部Ｌ１～Ｌ６に挿入される。
（方向Ｄ４、Ｄ５）
　配線部６０が方向Ｄ４又は方向Ｄ５へ引き出される場合、方向Ｄ３と同様に、６本のコードＷのうち、第１コード群を構成する３本はランド部Ｌ６、Ｌ１、Ｌ２に接続され、第２コード群を構成する３本はランド部Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５に接続される。配線部６０が方向Ｄ４へ引き出される場合、第１コード群及び第２コード群の接続端は、回路基板４０の主面４０ａの側からランド部Ｌ１～Ｌ６に挿入される。一方で、配線部６０が方向Ｄ５へ引き出される場合、第１コード群及び第２コード群の接続端は、回路基板４０の裏面４０ｂの側からランド部Ｌ１～Ｌ６に挿入される。
（方向Ｄ１）
　配線部６０が方向Ｄ１へ引き出される場合、６本のコードＷのうち、第１コード群を構成する３本はランド部Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１に接続され、第２コード群を構成する３本はランド部Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に接続される。この場合、第１コード群及び第２コード群の接続端は、回路基板４０の主面４０ａの側からランド部Ｌ１～Ｌ６に挿入される。
（方向Ｄ２）
　配線部６０が方向Ｄ２へ引き出される場合、６本のコードＷのうち、第１コード群を構成する３本はランド部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続され、第２コード群を構成する３本はランド部Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に接続される。この場合、第１コード群及び第２コード群の接続端は、回路基板４０の主面４０ａの側からランド部Ｌ１～Ｌ６に挿入される。
　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。
　位置検出装置１００は、磁気型に限られず、光学型、静電容量型、接点型等の公知の方式で回転体２０の回転を検出するものであってもよい。
　以上では、磁石２１が軸線ＡＸを中心として円筒状に形成される例を示したが、形状は限定されず任意である。磁石２１は、軸線ＡＸを中心とした円周方向に沿う形状であればよく、円環状、軸線ＡＸに沿う方向から見て円弧状又は扇状、円周方向に間欠した形状などであってもよい。
　以上では、底部９、第１壁部９１、第２壁部９２及び第３壁部９３の４箇所の全てに切り欠きを設けた例を説明したが、当該４箇所のうち２以上の箇所に切り欠きが設けられていればよい。
　また、配線部６０がＮ（Ｎは４以上の整数）本のコードＷを有する場合、回路基板４０は、Ｎ角形の各頂点に相当する位置に設けられたランド部を有していればよい。また、Ｎは、磁気検出素子３０の個数の倍数であってもよい。
　以上に説明した位置検出装置１００は、以下の特徴を有する。
（１－１）位置検出装置１００は、位置検出の対象の移動に応じて軸線ＡＸを中心に回転する回転体２０と、回転体２０の回転を検出する検出素子（例えば、磁気検出素子３０）が取り付けられた回路基板４０と、回転体２０及び回路基板４０を収容するケース７０と、回路基板４０と電気的に接続される配線部６０と、を備える。
　ケース７０は、回路基板４０と対向する底部９と、底部９から立って回路基板４０を囲む外周壁部９０と、を有する。外周壁部９０は、間隔を空けて互いに対向する第１壁部９１及び第２壁部９２と、第１壁部９１及び第２壁部９２を連結する第３壁部９３と、を有する。
　底部９、第１壁部９１、第２壁部９２及び第３壁部９３の４箇所のうち、２以上の箇所に、配線部６０を回路基板４０から外部に引き出すことを可能とする切り欠き（例えば、切り欠き９ａ，９１ａ～９３ａのうち２以上の箇所）が設けられている。２以上の箇所に設けられた切り欠きのうち、特定の切り欠きには配線部６０を通すグロメット（例えば、グロメットＧ１～Ｇ３）が装着され、他の切り欠きには当該他の切り欠きを閉塞する蓋（例えば、蓋Ｃ１，Ｃ２）が装着されている。例えば、特定の切り欠きは、配線部６０の引き出し方向が方向Ｄ１の場合は切り欠き９１ａであり、方向Ｄ２の場合は切り欠き９２ａであり、方向Ｄ３，Ｄ４の場合は切り欠き９３ａであり、方向Ｄ５の場合は切り欠き９ａである。
　この構成によれば、ケース７０が複数の引き出し方向へ配線部６０を引き出すことが可能に形成されているため、配線部６０の引き出し方向の変更が容易である。
（１－２）位置検出装置１００において、前記他の切り欠きは、前記特定の切り欠きに対応する形状の対応切り欠きを含む。前述のように切り欠き９１ａ～９３ａの各々は同一形状であるため、例えば、切り欠き９１ａ～９３ａのうち任意の１つが特定の切り欠きである場合は、他の２つは対応切り欠きである。なお、特定の切り欠きと対応切り欠きが対応するとは、両者が同一の形状に限られず、両者におけるグロメットＧ１又は蓋Ｃ１が取り付けられる部分の形状が同一であればよい。
　この構成によれば、配線部６０を方向Ｄ１～Ｄ３へ引き出す場合のグロメットＧ１及び蓋Ｃ１を共用することができるため、製造の効率化を図ることができる。
（１－３）前記切り欠きは、４箇所のうち、３以上の箇所に設けられ、前記対応切り欠きは、２つ以上あってもよい。
（１－４）第３壁部９３に特定の切り欠き（切り欠き９３ａ）が設けられている場合、当該特定の切り欠きに装着されるグロメットＧ１，Ｇ２は、回路基板４０の主面４０ａが向く方向（方向Ｄ４）、又は、第３壁部９３が向く方向（方向Ｄ３）に配線部６０を通す。
　この構成によれば、配線部６０の引き出し方向を方向Ｄ３及び方向Ｄ４の一方から他方へ変更する場合、グロメットＧ１，Ｇ２を変更するだけでよいため、配線部６０の引き出し方向の変更が容易である。
（１－５）配線部６０は、Ｎ（Ｎは４以上の整数）本のコードＷを有し、回路基板４０は、コードＷが接続されるランド部（例えば、ランド部Ｌ１～Ｌ６）であって、Ｎ角形の各頂点に相当する位置に設けられたランド部を有する。
　この構成によれば、前述のように、種々の方向から配線部６０を引き出した場合であっても、共通の回路基板４０を用いることができる。
（１－６）検出素子は、複数あり、Ｎは、検出素子の個数の倍数であってもよい。
（１－７）検出素子は、回転体２０の回転によって変化する磁石２１による磁場に基づき、回転体２０の回転を検出する磁気検出素子３０であってもよい。
（２－１）また、位置検出装置１００において、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、軸線ＡＸを中心とする径方向において軸線ＡＸを挟んで互いに対向する。
　この構成によれば、前述のように、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の磁石２１に対する相対位置を同様に保つことができる。したがって、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２のいずれに基づいて検出対象の位置を算出した場合でも、検出精度を良好に保つことができる。結果として、信頼性が良好な位置検出装置１００を提供することができる。
（２－２）磁石２１は、軸線ＡＸを中心とした円周方向に沿う形状をなし、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２は、磁石２１よりも軸線ＡＸの近くに位置する。
　この構成により、第１磁気検出素子３１と磁石２１の相対位置と、第２磁気検出素子３２と磁石２１の相対位置とを同様に保ち、磁気回路を共通化することができる。
（２－３）第１磁気検出素子３１が出力する第１信号Ｓ１と第２磁気検出素子３２が出力する第２信号Ｓ２は、各々が示す値の回転体２０の回転位置に応じた変化特性が異なる。
　この構成により、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２のいずれが故障しているかを判別可能である。
（２－４）位置検出装置１００は、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を取得し、取得した第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２に基づいて第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の故障を判別する判別部（例えば、制御部８０）をさらに備える。判別部は、第１磁気検出素子３１及び第２磁気検出素子３２の一方が故障していると判別した場合、他方に基づいて検出対象の位置を検出する。
　この構成により、より信頼性が良好な位置検出装置１００を提供することができる。
　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。
１００…位置検出装置
１０…レバー
２０…回転体、２１…磁石
３０…磁気検出素子
３１…第１磁気検出素子、Ｓ１…第１信号、Ｔ１…端子
３２…第２磁気検出素子、Ｓ２…第２信号、Ｔ２…端子
４０…回路基板、４０ａ…主面、４０ｂ…裏面
４２…接続部、Ｌ１～Ｌ６…ランド部
５０…センサホルダ
６０…配線部、Ｗ…コード
７０…ケース、７１…回転体収容部、７２…基板収容部
８０…制御部
９…底部、９０…外周壁部
９１…第１壁部、９２…第２壁部、９３…第３壁部、Ｈ…開口部
９ａ，９１ａ，９２ａ，９３ａ…切り欠き
Ｇ１～Ｇ３…グロメット
Ｃ１，Ｃ２…蓋
ＡＸ…軸線
Ｄ１～Ｄ５…方向

Claims (4)

  1. 　位置検出の対象の移動に応じて軸線を中心に回転し、磁石を有する回転体と、
    　前記回転体の回転によって変化する前記磁石による磁場に基づき、前記回転体の回転位置に応じた値を示す信号をそれぞれが出力可能な第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子と、を備え、
    　前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記軸線を中心とする径方向において前記軸線を挟んで互いに対向する、
    　位置検出装置。
  2. 　前記磁石は、前記軸線を中心とした円周方向に沿う形状をなし、
    　前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記磁石よりも前記軸線の近くに位置する、
    　請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 　前記信号として、前記第１磁気検出素子が出力するものを第１信号とし、前記第２磁気検出素子が出力するものを第２信号とすると、
    　前記第１信号と前記第２信号は、各々が示す値の前記回転位置に応じた変化特性が異なる、
    　請求項１又は２に記載の位置検出装置。
  4. 　前記第１信号及び前記第２信号を取得し、取得した前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子の故障を判別する判別部をさらに備え、
    　前記判別部は、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子の一方が故障していると判別した場合、他方に基づいて前記対象の位置を検出する、
    　請求項３に記載の位置検出装置。
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