JPH1038507A - 位置検出装置及び位置検出方法 - Google Patents
位置検出装置及び位置検出方法Info
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- JPH1038507A JPH1038507A JP19864296A JP19864296A JPH1038507A JP H1038507 A JPH1038507 A JP H1038507A JP 19864296 A JP19864296 A JP 19864296A JP 19864296 A JP19864296 A JP 19864296A JP H1038507 A JPH1038507 A JP H1038507A
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- flux density
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成を有し、分解能が高く、さらに、
信頼性が高い位置検出装置を提供することである。 【解決手段】 ブレーキペダルの踏込量に応じて、磁束
密度センサ70を永久磁石50の着磁軸に沿って、永久
磁石50の両極の間で相対的に移動させる。磁束密度セ
ンサ70は、永久磁石50の着磁軸と直角方向の磁束密
度成分φVを測定する。ブレーキペダルの踏込量に応じ
て、永久磁石50と磁束密度センサ70の相対位置が変
化し、磁束密度センサ70が測定する磁束密度成分φV
が連続的に変化する。このため、磁束密度センサ70の
出力信号は−Vmaxと+Vmaxとの間で連続的に変化し、
この出力信号からブレーキペダルの位置を判別する。磁
束密度センサ70の出力特性を直線化するため、永久磁
石50の両端を面取りしてもよい。
信頼性が高い位置検出装置を提供することである。 【解決手段】 ブレーキペダルの踏込量に応じて、磁束
密度センサ70を永久磁石50の着磁軸に沿って、永久
磁石50の両極の間で相対的に移動させる。磁束密度セ
ンサ70は、永久磁石50の着磁軸と直角方向の磁束密
度成分φVを測定する。ブレーキペダルの踏込量に応じ
て、永久磁石50と磁束密度センサ70の相対位置が変
化し、磁束密度センサ70が測定する磁束密度成分φV
が連続的に変化する。このため、磁束密度センサ70の
出力信号は−Vmaxと+Vmaxとの間で連続的に変化し、
この出力信号からブレーキペダルの位置を判別する。磁
束密度センサ70の出力特性を直線化するため、永久磁
石50の両端を面取りしてもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、非接触且つ連続
的に位置を測定する位置検出装置及び位置検出方法に関
し、特に、移動距離や回転角度の比較的小さい測定対象
物の位置測定に適した位置検出装置及び位置検出方法に
関する。
的に位置を測定する位置検出装置及び位置検出方法に関
し、特に、移動距離や回転角度の比較的小さい測定対象
物の位置測定に適した位置検出装置及び位置検出方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】任意の物体等の位置を検出する位置検出
装置としては、ディジタル式のエンコーダ、接触抵抗式
のポテンショメータ、非接触磁気式の位置センサ等が使
用されている。エンコーダは、位置検出対象物の移動量
に応じて光パルス又は磁気パルス等を発生させ、このパ
ルス数をカウントすることにより、基準位置に対する移
動量を判別してその位置を求めるものである。
装置としては、ディジタル式のエンコーダ、接触抵抗式
のポテンショメータ、非接触磁気式の位置センサ等が使
用されている。エンコーダは、位置検出対象物の移動量
に応じて光パルス又は磁気パルス等を発生させ、このパ
ルス数をカウントすることにより、基準位置に対する移
動量を判別してその位置を求めるものである。
【0003】また、ポテンショメータは、位置検出対象
物の移動量に応じてその抵抗値を変化させ、抵抗値に応
じてその位置を判別するものである。さらに、磁気式の
位置センサは、磁石等から発生された磁束を磁気回路を
介して磁気センサに導き、磁気センサが検出した磁力に
基づいて磁石と磁気センサの相対位置を判別するもので
ある。
物の移動量に応じてその抵抗値を変化させ、抵抗値に応
じてその位置を判別するものである。さらに、磁気式の
位置センサは、磁石等から発生された磁束を磁気回路を
介して磁気センサに導き、磁気センサが検出した磁力に
基づいて磁石と磁気センサの相対位置を判別するもので
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エンコーダ
は、ディジタル式であるため、分解能の向上が困難であ
り、処理回路が複雑になり、コストが高くなってしまう
という問題がある。接触式のポテンショメータは、摺動
により劣化したり、ノイズが発生するために、信頼性に
欠けるという問題がある。
は、ディジタル式であるため、分解能の向上が困難であ
り、処理回路が複雑になり、コストが高くなってしまう
という問題がある。接触式のポテンショメータは、摺動
により劣化したり、ノイズが発生するために、信頼性に
欠けるという問題がある。
【0005】磁気式の位置センサは、磁気回路を構成す
るコアに磁性体を使用する等、磁気回路が複雑になり、
ひいては全体の構成が複雑になるという問題があった。
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な
構成を有し、分解能が高く、さらに、信頼性が高い位置
検出装置及び位置検出方法を提供することを目的とす
る。
るコアに磁性体を使用する等、磁気回路が複雑になり、
ひいては全体の構成が複雑になるという問題があった。
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な
構成を有し、分解能が高く、さらに、信頼性が高い位置
検出装置及び位置検出方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の位置検出装置は、磁束密度センサと磁石
を、前記磁石の着磁軸に沿って相対的に移動させ、前記
磁束密度センサにより前記磁石の前記着磁軸と直角方向
の磁束密度成分を測定することにより、前記磁束密度セ
ンサと前記磁石の相対位置を測定することを特徴とす
る。
め、請求項1の位置検出装置は、磁束密度センサと磁石
を、前記磁石の着磁軸に沿って相対的に移動させ、前記
磁束密度センサにより前記磁石の前記着磁軸と直角方向
の磁束密度成分を測定することにより、前記磁束密度セ
ンサと前記磁石の相対位置を測定することを特徴とす
る。
【0007】上記構成のように、磁束密度センサを磁石
の着磁軸に沿って相対的に移動し、着磁軸にほぼ垂直な
方向の磁束成分を測定することにより、磁石のS極(又
はN極)からN極(又はS極)に至るゼロクロス点を含
む磁束を検出することができる。従って、磁束密度セン
サの出力信号から、磁石と磁束密度センサの相対位置を
判別することができる。そして、位置検出対象物の位置
に応じて磁石と磁束密度センサの相対位置を移動手段に
より移動することにより、任意の位置検出対象物の位置
を検出することができる。
の着磁軸に沿って相対的に移動し、着磁軸にほぼ垂直な
方向の磁束成分を測定することにより、磁石のS極(又
はN極)からN極(又はS極)に至るゼロクロス点を含
む磁束を検出することができる。従って、磁束密度セン
サの出力信号から、磁石と磁束密度センサの相対位置を
判別することができる。そして、位置検出対象物の位置
に応じて磁石と磁束密度センサの相対位置を移動手段に
より移動することにより、任意の位置検出対象物の位置
を検出することができる。
【0008】請求項2の位置検出装置は、前記移動手段
が前記磁石と前記磁束密度センサを前記磁石の着磁軸に
沿ってその両極の間で直線的に相対移動させるものであ
る。回転角が比較的小さい場合、請求項3又は4に特定
されているように、前記磁石と前記磁束密度センサを両
磁極の間で相対的に回転移動させても良い。この際、前
記磁石と前記磁束密度センサを同一平面上に配置しても
よく、回転軸の軸方向に配置してもよい。
が前記磁石と前記磁束密度センサを前記磁石の着磁軸に
沿ってその両極の間で直線的に相対移動させるものであ
る。回転角が比較的小さい場合、請求項3又は4に特定
されているように、前記磁石と前記磁束密度センサを両
磁極の間で相対的に回転移動させても良い。この際、前
記磁石と前記磁束密度センサを同一平面上に配置しても
よく、回転軸の軸方向に配置してもよい。
【0009】請求項5の位置検出装置は、前記磁石の端
部が面取りされており、前記磁束密度センサの出力特性
を改善することができる。例えば、請求項6の位置検出
装置のように、長手方向に着磁され、前記磁石の軸を含
む断面が台形又は左右対称な六角形になるように面取り
された円柱形又は角柱形の永久磁石を使用し、請求項7
の位置検出装置のように、前記磁石の長辺側を前記磁束
密度センサ側に配置してもよい。
部が面取りされており、前記磁束密度センサの出力特性
を改善することができる。例えば、請求項6の位置検出
装置のように、長手方向に着磁され、前記磁石の軸を含
む断面が台形又は左右対称な六角形になるように面取り
された円柱形又は角柱形の永久磁石を使用し、請求項7
の位置検出装置のように、前記磁石の長辺側を前記磁束
密度センサ側に配置してもよい。
【0010】請求項8の位置検出装置のように、前記移
動手段を、前記磁石と前記磁束密度センサの一方が配置
され、中空の回転軸を有するリングと、前記磁石と前記
磁束密度センサの他方が配置され、前記リングを回転可
能に支持する軸受け部と、前記リングと前記軸受け部の
一方を他方に対し回転させる駆動手段と、から構成して
もよい。
動手段を、前記磁石と前記磁束密度センサの一方が配置
され、中空の回転軸を有するリングと、前記磁石と前記
磁束密度センサの他方が配置され、前記リングを回転可
能に支持する軸受け部と、前記リングと前記軸受け部の
一方を他方に対し回転させる駆動手段と、から構成して
もよい。
【0011】請求項9に記載のように、この発明の位置
検出装置を、ブレーキペダルの回転位置検出装置とし、
前記軸受け部を不動部であるブレーキペダルブラケット
に固定し、前記リングの中心穴にブレーキペダルの回転
軸を貫通させ、前記駆動手段により、前記回転軸の回転
又はブレーキペダルの動きに応じて前記リングを回転さ
せるようにしてもよい。
検出装置を、ブレーキペダルの回転位置検出装置とし、
前記軸受け部を不動部であるブレーキペダルブラケット
に固定し、前記リングの中心穴にブレーキペダルの回転
軸を貫通させ、前記駆動手段により、前記回転軸の回転
又はブレーキペダルの動きに応じて前記リングを回転さ
せるようにしてもよい。
【0012】前記リングを回転させるため、請求項10
に記載のように、前記ブレーキペダルに駆動用突起部を
配置し、前記駆動用突起部により、前記リングに回転力
を与えて回転駆動してもよい。さらに、バックラッシュ
を防止する等のため、請求項11に記載のように、前記
リングに駆動用突起と同一のサイズの穴を配置し、前記
駆動用突起部をこの穴に挿入してもよい。また、請求項
12に記載のように、前記駆動用突起を常時前記リング
に押し当てておく、リターンスプリング等の手段を配置
してもよい。
に記載のように、前記ブレーキペダルに駆動用突起部を
配置し、前記駆動用突起部により、前記リングに回転力
を与えて回転駆動してもよい。さらに、バックラッシュ
を防止する等のため、請求項11に記載のように、前記
リングに駆動用突起と同一のサイズの穴を配置し、前記
駆動用突起部をこの穴に挿入してもよい。また、請求項
12に記載のように、前記駆動用突起を常時前記リング
に押し当てておく、リターンスプリング等の手段を配置
してもよい。
【0013】請求項13の位置検出方法も、位置検出対
象物の動きに応じて、前記磁束密度センサを、前記磁石
の着磁軸に沿って相対的に移動させ、前記磁石の着磁軸
に実質的に直角方向の磁束密度成分を前記磁束密度セン
サにより測定することを特徴とする。前述のように、磁
束密度センサを磁石の着磁軸に沿って移動させ、前記磁
石の着磁軸に実質的に直角方向の磁束密度成分を測定す
ることにより、磁束密度センサと磁石の相対位置に応じ
た信号を得ることができる。従って、磁束密度センサと
磁石の相対位置を位置検出対象物の動きに応じて制御す
ることにより、位置検出対象物の位置を測定することが
できる。
象物の動きに応じて、前記磁束密度センサを、前記磁石
の着磁軸に沿って相対的に移動させ、前記磁石の着磁軸
に実質的に直角方向の磁束密度成分を前記磁束密度セン
サにより測定することを特徴とする。前述のように、磁
束密度センサを磁石の着磁軸に沿って移動させ、前記磁
石の着磁軸に実質的に直角方向の磁束密度成分を測定す
ることにより、磁束密度センサと磁石の相対位置に応じ
た信号を得ることができる。従って、磁束密度センサと
磁石の相対位置を位置検出対象物の動きに応じて制御す
ることにより、位置検出対象物の位置を測定することが
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態にか
かる位置検出装置及び方法を図面を参照して説明する。 図1はこの発明の実施の形態に係る位置検出装置を、自
動車のABS(Anti-Lock Brake System)の制御等のた
めに、ブレーキペダルの位置検出に適用した例を示す。
かる位置検出装置及び方法を図面を参照して説明する。 図1はこの発明の実施の形態に係る位置検出装置を、自
動車のABS(Anti-Lock Brake System)の制御等のた
めに、ブレーキペダルの位置検出に適用した例を示す。
【0015】図1において、ブレーキペダル10は、ブ
ースタ20と共締めされたブレーキペダルブラケット3
0にボルト31で固定されており、ドライバがブレーキ
ペダル10を踏むと、ボルト31を軸として回転する。
その結果、踏力がプッシュロッドピン40を介してブレ
ーキのブースタ20に伝達される。この実施の形態の位
置検出装置は、このブレーキペダル10の移動量、即
ち、ブレーキペダル10の元部の回転角度(踏込角)θ
を検出するものである。
ースタ20と共締めされたブレーキペダルブラケット3
0にボルト31で固定されており、ドライバがブレーキ
ペダル10を踏むと、ボルト31を軸として回転する。
その結果、踏力がプッシュロッドピン40を介してブレ
ーキのブースタ20に伝達される。この実施の形態の位
置検出装置は、このブレーキペダル10の移動量、即
ち、ブレーキペダル10の元部の回転角度(踏込角)θ
を検出するものである。
【0016】図2に、この実施の形態の位置検出装置の
基本構成を示す。図示するように、この位置検出装置
は、永久磁石50を内蔵したマグネットリング(回転軸
部)60と、磁束密度センサ70と、軸受構造を兼ね備
えたケース(筐体)80とから構成されている。永久磁
石50は長手方向に着磁された円柱形又は角柱形の棒磁
石から構成され、その着磁軸(着磁方向)がマグネット
リング60の円周方向に沿って配置されている。
基本構成を示す。図示するように、この位置検出装置
は、永久磁石50を内蔵したマグネットリング(回転軸
部)60と、磁束密度センサ70と、軸受構造を兼ね備
えたケース(筐体)80とから構成されている。永久磁
石50は長手方向に着磁された円柱形又は角柱形の棒磁
石から構成され、その着磁軸(着磁方向)がマグネット
リング60の円周方向に沿って配置されている。
【0017】マグネットリング60は樹脂等の非磁性体
から構成され、ブレーキペダル10のボス部(回転軸)
32に挿入され、ブレーキペダル10の踏み込みに応じ
て、ケース80の軸受面81に支持されて矢印15で示
す方向に回転する。マグネットリング60は、ブレーキ
ペダル10を踏み込まない状態で磁束密度センサ70が
永久磁石50の一極に対向し、ブレーキペダル10を一
杯に踏み込んだ状態で磁束密度センサ70が永久磁石5
0の他極に対向するように回転する。このため、ブレー
キペダル10の踏み込みに応じて、磁束密度センサ70
を通過する磁束の密度が変化する。
から構成され、ブレーキペダル10のボス部(回転軸)
32に挿入され、ブレーキペダル10の踏み込みに応じ
て、ケース80の軸受面81に支持されて矢印15で示
す方向に回転する。マグネットリング60は、ブレーキ
ペダル10を踏み込まない状態で磁束密度センサ70が
永久磁石50の一極に対向し、ブレーキペダル10を一
杯に踏み込んだ状態で磁束密度センサ70が永久磁石5
0の他極に対向するように回転する。このため、ブレー
キペダル10の踏み込みに応じて、磁束密度センサ70
を通過する磁束の密度が変化する。
【0018】磁束密度センサ70は、ホール素子等から
構成され、ケース80の軸受面81に永久磁石50に対
向して埋め込まれている。磁束密度センサ70は、図3
に示すように、磁束密度センサ70を通過する磁束φの
うち、永久磁石50の着磁方向(軸方向)に対して垂直
方向の磁束密度成分φVを測定し、測定値に対応する電
圧信号を出力する。磁束密度センサ70の出力信号は、
ケース80に固定された回路基板82に他の回路部品と
共に配置された増幅器83を介してABS回路等の外部
回路に出力される。
構成され、ケース80の軸受面81に永久磁石50に対
向して埋め込まれている。磁束密度センサ70は、図3
に示すように、磁束密度センサ70を通過する磁束φの
うち、永久磁石50の着磁方向(軸方向)に対して垂直
方向の磁束密度成分φVを測定し、測定値に対応する電
圧信号を出力する。磁束密度センサ70の出力信号は、
ケース80に固定された回路基板82に他の回路部品と
共に配置された増幅器83を介してABS回路等の外部
回路に出力される。
【0019】ケース80はフランジ84を備え、ネジに
より不動部であるブレーキペダルブラケット30に固定
されており、ブレーキペダル10の操作にかかわらず不
動である。マグネットリング60の回転角度が比較的小
さい為、永久磁石50と磁束密度センサ70は、磁束密
度センサ70が永久磁石50の長軸にほぼ沿うように相
対的に移動する。このため、磁束密度センサ70は、永
久磁石50のほぼ全範囲に渡って、その着磁軸にほぼ垂
直な方向の磁束密度を測定する。
より不動部であるブレーキペダルブラケット30に固定
されており、ブレーキペダル10の操作にかかわらず不
動である。マグネットリング60の回転角度が比較的小
さい為、永久磁石50と磁束密度センサ70は、磁束密
度センサ70が永久磁石50の長軸にほぼ沿うように相
対的に移動する。このため、磁束密度センサ70は、永
久磁石50のほぼ全範囲に渡って、その着磁軸にほぼ垂
直な方向の磁束密度を測定する。
【0020】次に、この位置検出装置の動作を図4を参
照して説明する。ドライバがブレーキペダル10を踏み
込むと、ブレーキペダル10の移動量に応じてマグネッ
トリング60が回転し、内蔵された永久磁石50の位置
も変化し、磁束密度センサ70の永久磁石50に対する
相対的な位置が変化する。例えば、ブレーキペダル10
が踏み込まれていない状態(図4(A)の状態)では、
磁束密度センサ70の正面に永久磁石50のS極が位置
し、磁束密度センサ70は、−Bガウスを検出し、対応
する電圧(例えば、−Vmax)を発生する。ブレーキペ
ダル10が踏み込まれて、永久磁石50の中心が磁束密
度センサ70の正面に位置すると(図4(B)の状
態)、永久磁石50の着磁軸に垂直な方向の磁束密度成
分φVが0になり、磁束密度センサ70は0Vを出力す
る。さらに、ブレーキペダル10が一杯に踏み込まれる
(図4(C)の状態)と、磁束密度センサ70の正面に
永久磁石50のN極が位置し、磁束密度センサ70は、
+Bガウスを検出し、対応する電圧(例えば、+Vma
x)を発生する。
照して説明する。ドライバがブレーキペダル10を踏み
込むと、ブレーキペダル10の移動量に応じてマグネッ
トリング60が回転し、内蔵された永久磁石50の位置
も変化し、磁束密度センサ70の永久磁石50に対する
相対的な位置が変化する。例えば、ブレーキペダル10
が踏み込まれていない状態(図4(A)の状態)では、
磁束密度センサ70の正面に永久磁石50のS極が位置
し、磁束密度センサ70は、−Bガウスを検出し、対応
する電圧(例えば、−Vmax)を発生する。ブレーキペ
ダル10が踏み込まれて、永久磁石50の中心が磁束密
度センサ70の正面に位置すると(図4(B)の状
態)、永久磁石50の着磁軸に垂直な方向の磁束密度成
分φVが0になり、磁束密度センサ70は0Vを出力す
る。さらに、ブレーキペダル10が一杯に踏み込まれる
(図4(C)の状態)と、磁束密度センサ70の正面に
永久磁石50のN極が位置し、磁束密度センサ70は、
+Bガウスを検出し、対応する電圧(例えば、+Vma
x)を発生する。
【0021】このようにして、ブレーキペダル10の踏
込角θに応じて、永久磁石50が回転し、永久磁石50
の回転に応じて磁束密度センサ70が検出する垂直方向
の磁束密度成分φVが変化する。このため、磁束密度セ
ンサ70は、図5に示すようにゼロクロス点を有し、連
続的に変化する電圧信号を出力する。この電圧信号が、
増幅器83により増幅され、回転角度(相対位置)を表
す検出信号として、例えば、ABS(Anti-Lock Brake
System)の制御回路等に供給される。
込角θに応じて、永久磁石50が回転し、永久磁石50
の回転に応じて磁束密度センサ70が検出する垂直方向
の磁束密度成分φVが変化する。このため、磁束密度セ
ンサ70は、図5に示すようにゼロクロス点を有し、連
続的に変化する電圧信号を出力する。この電圧信号が、
増幅器83により増幅され、回転角度(相対位置)を表
す検出信号として、例えば、ABS(Anti-Lock Brake
System)の制御回路等に供給される。
【0022】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、ブレーキペダル10の踏込角θを、ブレーキペダ
ル10と一体的に回転する永久磁石50の着磁軸にほぼ
垂直な方向の磁束密度成分φVの変化を磁束密度センサ
70で検出することにより、その相対位置を判別する。
従って、構成が簡単で、摺動ノイズの影響を受けること
なく高分解能で位置を検出できる。また、磁束を磁束密
度センサ70に導くための特別な磁気回路も必要ない。
また、永久磁石50をマグネットリング60の外周側に
配置することにより、中空の回転軸(マグネットリン
グ)60を持つ回転位置検出装置とすることができる。
れば、ブレーキペダル10の踏込角θを、ブレーキペダ
ル10と一体的に回転する永久磁石50の着磁軸にほぼ
垂直な方向の磁束密度成分φVの変化を磁束密度センサ
70で検出することにより、その相対位置を判別する。
従って、構成が簡単で、摺動ノイズの影響を受けること
なく高分解能で位置を検出できる。また、磁束を磁束密
度センサ70に導くための特別な磁気回路も必要ない。
また、永久磁石50をマグネットリング60の外周側に
配置することにより、中空の回転軸(マグネットリン
グ)60を持つ回転位置検出装置とすることができる。
【0023】永久磁石50として通常の棒磁石を用いた
場合、磁束密度センサ70の出力信号は、図5に示すよ
うに、非線形的である。しかし、正確な位置を検出する
ためには、磁束密度センサ70の出力信号は、位置の変
化に対して線形的に変化することが望ましい。そこで、
永久磁石50の形状の変更による出力特性の直線性の改
善について以下に説明する。
場合、磁束密度センサ70の出力信号は、図5に示すよ
うに、非線形的である。しかし、正確な位置を検出する
ためには、磁束密度センサ70の出力信号は、位置の変
化に対して線形的に変化することが望ましい。そこで、
永久磁石50の形状の変更による出力特性の直線性の改
善について以下に説明する。
【0024】図6(A)と(B)に、形状を変更した永
久磁石50の一例を示す。図6(A)は、長手方向に着
磁した永久磁石50の両端を、着磁軸を含む断面が左右
対称な台形になるように面取りし、磁石の長辺側が磁束
密度センサ70に対向するように配置されている。図6
(B)は、長手方向に着磁した永久磁石50の両端を、
着磁軸を含む断面が左右対称な六角形になるように面取
りし、磁石の長辺側が磁束密度センサ70に対向するよ
うに配置されている。
久磁石50の一例を示す。図6(A)は、長手方向に着
磁した永久磁石50の両端を、着磁軸を含む断面が左右
対称な台形になるように面取りし、磁石の長辺側が磁束
密度センサ70に対向するように配置されている。図6
(B)は、長手方向に着磁した永久磁石50の両端を、
着磁軸を含む断面が左右対称な六角形になるように面取
りし、磁石の長辺側が磁束密度センサ70に対向するよ
うに配置されている。
【0025】図6(A)と(B)に示すように永久磁石
50の両端を面取りした場合と面取りしない場合の、磁
束密度センサ70の出力信号の特性を図7に示す。図7
に示すように、面取りをしない場合、永久磁石50の中
心付近で垂直方向の磁束密度成分φVが低下する。しか
し、面取りをすることにより、長辺側の磁束分布を拡大
し、垂直方向の磁束密度成分φVの低下を抑え、永久磁
石50の一端から他端までの広域に渡って、より直線的
に変化する磁束密度特性が得られる。磁束密度センサ7
0の検出角度は磁力分布の傾きが一定な領域、即ち、永
久磁石50の長さでほぼ定まる。従って、この位置検出
装置の測定範囲(測定可能角度)が広くなる。
50の両端を面取りした場合と面取りしない場合の、磁
束密度センサ70の出力信号の特性を図7に示す。図7
に示すように、面取りをしない場合、永久磁石50の中
心付近で垂直方向の磁束密度成分φVが低下する。しか
し、面取りをすることにより、長辺側の磁束分布を拡大
し、垂直方向の磁束密度成分φVの低下を抑え、永久磁
石50の一端から他端までの広域に渡って、より直線的
に変化する磁束密度特性が得られる。磁束密度センサ7
0の検出角度は磁力分布の傾きが一定な領域、即ち、永
久磁石50の長さでほぼ定まる。従って、この位置検出
装置の測定範囲(測定可能角度)が広くなる。
【0026】面取りの角度は、永久磁石50の長さ、磁
束密度センサ70の配置等に応じて調整する。なお、永
久磁石50の面取りの方法は、図6(A)、(B)に示
すものに限定されず、磁束密度センサ70の出力信号の
直線性が向上できるならば、任意の形状を採用できる。
また、磁束密度センサ70の測定面又はその背面に磁性
板を配置すること等も有効である。
束密度センサ70の配置等に応じて調整する。なお、永
久磁石50の面取りの方法は、図6(A)、(B)に示
すものに限定されず、磁束密度センサ70の出力信号の
直線性が向上できるならば、任意の形状を採用できる。
また、磁束密度センサ70の測定面又はその背面に磁性
板を配置すること等も有効である。
【0027】また、磁束密度センサ70の出力信号の波
形の歪みを相殺するように増幅器83の増幅特性を設定
することにより、増幅器83の出力信号に直線性を与え
ることも可能である。上記実施の形態においては、磁束
密度センサ70と永久磁石50を同一平面上に配置し、
永久磁石50を磁束密度センサ70の内側で回転運動さ
せた。しかし、ブレーキペダル10の踏込角θに応じ
て、磁束密度センサ70を永久磁石50の着磁軸にほぼ
沿って相対的に移動できるならば、磁束密度センサ70
と永久磁石50の任意の位置関係を採用することができ
る。
形の歪みを相殺するように増幅器83の増幅特性を設定
することにより、増幅器83の出力信号に直線性を与え
ることも可能である。上記実施の形態においては、磁束
密度センサ70と永久磁石50を同一平面上に配置し、
永久磁石50を磁束密度センサ70の内側で回転運動さ
せた。しかし、ブレーキペダル10の踏込角θに応じ
て、磁束密度センサ70を永久磁石50の着磁軸にほぼ
沿って相対的に移動できるならば、磁束密度センサ70
と永久磁石50の任意の位置関係を採用することができ
る。
【0028】例えば、図8に示すように、磁束密度セン
サ70の外側に永久磁石50を配置し、ブレーキペダル
10の踏み込みに応じて永久磁石50が磁束密度センサ
70の外側を回転するように構成してもよい。また、図
9に示すように、永久磁石50を固定し、磁束密度セン
サ70をマグネットリング60に配置し、ブレーキペダ
ル10の踏み込みに応じて磁束密度センサ70を回転す
るように構成してもよい。さらに、図10に示すよう
に、磁束密度センサ70と永久磁石50とを、永久磁石
50又は磁束密度センサ70の回転軸の軸方向にずらし
て配置してもよい。
サ70の外側に永久磁石50を配置し、ブレーキペダル
10の踏み込みに応じて永久磁石50が磁束密度センサ
70の外側を回転するように構成してもよい。また、図
9に示すように、永久磁石50を固定し、磁束密度セン
サ70をマグネットリング60に配置し、ブレーキペダ
ル10の踏み込みに応じて磁束密度センサ70を回転す
るように構成してもよい。さらに、図10に示すよう
に、磁束密度センサ70と永久磁石50とを、永久磁石
50又は磁束密度センサ70の回転軸の軸方向にずらし
て配置してもよい。
【0029】上記実施の形態においては、ボス部32に
マグネットリング60を挿入することにより、ブレーキ
ペダル10の動きをマグネットリング60に伝達した
が、他のリンク機構により、ブレーキペダル10の動き
をマグネットリング60に伝達してもよい。また、永久
磁石50又は磁束密度センサ70を回転運動させる例を
説明したが、永久磁石50又は磁束密度センサ70を直
線運動させてもよい。例えば、図11に示すように、ブ
レーキペダル10の踏み込みに応じて永久磁石50を矢
印で示すようにスライド移動させても良い。
マグネットリング60を挿入することにより、ブレーキ
ペダル10の動きをマグネットリング60に伝達した
が、他のリンク機構により、ブレーキペダル10の動き
をマグネットリング60に伝達してもよい。また、永久
磁石50又は磁束密度センサ70を回転運動させる例を
説明したが、永久磁石50又は磁束密度センサ70を直
線運動させてもよい。例えば、図11に示すように、ブ
レーキペダル10の踏み込みに応じて永久磁石50を矢
印で示すようにスライド移動させても良い。
【0030】上記実施の形態においては、測定対象の磁
束を発生する手段として永久磁石50を使用したが、図
7に示すような電圧特性が得られるならば電磁石等を使
用してもよい。また、上記実施の形態においては図2
(B)に示すように、ブレーキペダル10のボス部(回
転軸)32にマグネットリング60を固定しているが、
マグネットリング60をブレーキペダルのボス部32に
固定する方法は任意であり、例えば、以下に説明する図
12〜図15に示す固定方法を採用することができる。
束を発生する手段として永久磁石50を使用したが、図
7に示すような電圧特性が得られるならば電磁石等を使
用してもよい。また、上記実施の形態においては図2
(B)に示すように、ブレーキペダル10のボス部(回
転軸)32にマグネットリング60を固定しているが、
マグネットリング60をブレーキペダルのボス部32に
固定する方法は任意であり、例えば、以下に説明する図
12〜図15に示す固定方法を採用することができる。
【0031】この固定方法においては、図12に示すよ
うに、ブレーキペダル10のボス部32の近傍に、ボス
部32と平行にピン(爪、突起部)100が設立されて
いる。一方、マグネットリング60のピン100に対応
する位置には、ピン100と同一径の穴101が形成さ
れており、マグネットリング60の中心穴がボス部32
に、穴101がピン100にそれぞれ装着される。一
方、ケース80は、図13(B)に示すように、マグネ
ットリング60の回転を支持する軸受部を兼ねており、
図13(A)、(B)に示すように、不動部分であるブ
レーキペダルブラケット30にフランジ84を介してネ
ジで固定する。
うに、ブレーキペダル10のボス部32の近傍に、ボス
部32と平行にピン(爪、突起部)100が設立されて
いる。一方、マグネットリング60のピン100に対応
する位置には、ピン100と同一径の穴101が形成さ
れており、マグネットリング60の中心穴がボス部32
に、穴101がピン100にそれぞれ装着される。一
方、ケース80は、図13(B)に示すように、マグネ
ットリング60の回転を支持する軸受部を兼ねており、
図13(A)、(B)に示すように、不動部分であるブ
レーキペダルブラケット30にフランジ84を介してネ
ジで固定する。
【0032】このような構成とすることにより、ブレー
キペダル10のボス部32周りの回転に対応して、マグ
ネットリング60が追従性良く回転し、永久磁石50と
磁束密度センサ70との相対位置を変化させることがで
きる。また、図14及び図15に示すように、マグネッ
トリング60に突起部60Aを形成し、ピン100が突
起部60Aと接触するように、ケース80をブレーキペ
ダルブラケット30にフランジ84を介してネジで固定
する。また、マグネットリング60とピン100とのバ
ックラッシュを無くすために、マグネットリング60側
に設けたリターンスプリング102により絶えずマグネ
ットリング60の突起部60Aがピン100に押し当た
るように付勢する。この場合も、図13(A)、(B)
に示すように、軸受部を兼ねるケース80をブレーキペ
ダルブラケット30にフランジ84を介してネジで固定
する。
キペダル10のボス部32周りの回転に対応して、マグ
ネットリング60が追従性良く回転し、永久磁石50と
磁束密度センサ70との相対位置を変化させることがで
きる。また、図14及び図15に示すように、マグネッ
トリング60に突起部60Aを形成し、ピン100が突
起部60Aと接触するように、ケース80をブレーキペ
ダルブラケット30にフランジ84を介してネジで固定
する。また、マグネットリング60とピン100とのバ
ックラッシュを無くすために、マグネットリング60側
に設けたリターンスプリング102により絶えずマグネ
ットリング60の突起部60Aがピン100に押し当た
るように付勢する。この場合も、図13(A)、(B)
に示すように、軸受部を兼ねるケース80をブレーキペ
ダルブラケット30にフランジ84を介してネジで固定
する。
【0033】このような構成によっても、ブレーキペダ
ル10のボス部32周りの回転に対応して、マグネット
リング60が追従性良く回転し、永久磁石50と磁束密
度センサ70との相対位置を変化させることができる。
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々
の変形及び応用が可能である。
ル10のボス部32周りの回転に対応して、マグネット
リング60が追従性良く回転し、永久磁石50と磁束密
度センサ70との相対位置を変化させることができる。
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々
の変形及び応用が可能である。
【0034】例えば、上記実施の形態においては、AB
Sの制御のためにブレーキペダル10の回転角度(踏み
込み量)を検出する位置検出装置にこの発明を適用し
た。しかし、この発明はこれに限定されず、任意の部材
や装置の位置を検出する場合に適用可能である。
Sの制御のためにブレーキペダル10の回転角度(踏み
込み量)を検出する位置検出装置にこの発明を適用し
た。しかし、この発明はこれに限定されず、任意の部材
や装置の位置を検出する場合に適用可能である。
【図1】この発明の実施の形態にかかる位置検出装置を
ブレーキペダルの位置検出に適用した例を示す図であ
る。
ブレーキペダルの位置検出に適用した例を示す図であ
る。
【図2】この発明の実施の形態にかかる位置検出装置の
構成を示す図であり、(A)は一部切欠正面図、(B)
は(A)のB2−B2線での側部断面図である。
構成を示す図であり、(A)は一部切欠正面図、(B)
は(A)のB2−B2線での側部断面図である。
【図3】この発明の実施の形態にかかる位置検出装置の
回路構成を示すブロック図である。
回路構成を示すブロック図である。
【図4】この実施の形態の位置検出装置の位置検出動作
を説明するための図であり、(A)は磁石のS極が磁束
密度センサの正面に位置した状態を示す図、(B)は磁
石の中央部が磁束密度センサの正面に位置した状態を示
す図、(C)は磁石のN極が磁束密度センサの正面に位
置した状態を示す図である。
を説明するための図であり、(A)は磁石のS極が磁束
密度センサの正面に位置した状態を示す図、(B)は磁
石の中央部が磁束密度センサの正面に位置した状態を示
す図、(C)は磁石のN極が磁束密度センサの正面に位
置した状態を示す図である。
【図5】回転角度と磁束密度センサの出力信号の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図6】磁束密度センサの出力信号の直線性を向上する
ために、両端を面取りした永久磁石を示す図であり、
(A)は台形型に両端を面取りした永久磁石を示す図、
(B)は六角形型に両端を面取りした永久磁石を示す図
である。
ために、両端を面取りした永久磁石を示す図であり、
(A)は台形型に両端を面取りした永久磁石を示す図、
(B)は六角形型に両端を面取りした永久磁石を示す図
である。
【図7】両端を面取りした磁石を用いた場合の磁束密度
センサの出力信号を示すグラフである。
センサの出力信号を示すグラフである。
【図8】永久磁石を磁束密度センサの外側に配置した例
を示す図である。
を示す図である。
【図9】磁束密度センサをマグネットリングに配置した
例を示す図である。
例を示す図である。
【図10】永久磁石と磁束密度センサを回転軸の軸方向
に配置した例を示す図であり、(A)は正面図、(B)
は(A)のB10−B10線での側部断面図である。
に配置した例を示す図であり、(A)は正面図、(B)
は(A)のB10−B10線での側部断面図である。
【図11】ブレーキペダルの動きに応じて、永久磁石を
往復直線運動可能に構成した位置検出装置の構成例を示
す図である。
往復直線運動可能に構成した位置検出装置の構成例を示
す図である。
【図12】ブレーキペダルにマグネットリングを装着す
る方法の一例を示す図である。
る方法の一例を示す図である。
【図13】(A)と(B)は、ブレーキペダルにマグネ
ットリングを装着する方法の一例を示す図である。
ットリングを装着する方法の一例を示す図である。
【図14】ブレーキペダルにマグネットリングを装着す
る方法の他の例を示す図である。
る方法の他の例を示す図である。
【図15】ブレーキペダルにマグネットリングを装着す
る方法の他の例を示す図である。
る方法の他の例を示す図である。
10 ブレーキペダル 20 ブースタ 30 ブレーキペダルブラケット 31 ボルト 32 ボス部 40 プッシュロッドピン 50 永久磁石 60 マグネットリング 70 磁束密度センサ 80 ケース 81 軸受面 82 回路基板 83 増幅器 100 ピン(突起部) 101 穴 102 リターンスプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣本 建一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (13)
- 【請求項1】 磁石と、 前記磁石の着磁軸に実質的に直角方向の磁束密度成分を
測定し、測定値に対応する信号を出力する磁束密度セン
サと、 前記磁束密度センサと前記磁石を、前記磁石の着磁軸に
沿って相対的に移動させる移動手段と、 を備え、 前記磁束密度センサにより前記磁石の前記着磁軸と直角
方向の磁束密度成分を測定することにより、前記磁束密
度センサと前記磁石の相対位置を測定することを特徴と
する位置検出装置。 - 【請求項2】 前記移動手段は、前記磁石と前記磁束密
度センサを前記磁石の着磁軸に沿ってその両極の間で直
線的に相対移動させる、ことを特徴とする請求項1に記
載の位置検出装置。 - 【請求項3】 前記移動手段は、前記磁石と前記磁束密
度センサを、同一平面上を相対的に回転移動させ、 前記磁束密度センサは、前記磁石の両極の間でその内側
又は外側を回転移動する、 ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 【請求項4】 前記移動手段は、前記磁石と前記磁束密
度センサを相対的に回転移動させ、 前記磁石と前記磁束密度センサは、回転軸の軸方向に配
置されている、 ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 【請求項5】 前記磁石は、前記磁束密度センサの測定
値が、前記磁束密度センサと前記磁石の相対位置に応じ
て実質的に直線的に変化するように、前記磁石の端部が
面取りされた棒磁石から形成されている、ことを特徴と
する請求項1乃至4のいずれか1つに記載の位置検出装
置。 - 【請求項6】 前記磁石は、長手方向に着磁され、前記
磁石の軸を含む断面が台形又は左右対称な六角形になる
ように面取りされた円柱形又は角柱形の永久磁石から形
成されている、ことを特徴とする請求項1乃至4のいず
れか1つに記載の位置検出装置。 - 【請求項7】 前記磁石は、その長辺を前記磁束密度セ
ンサに対向させて配置されている、ことを特徴とする請
求項6に記載の位置検出装置。 - 【請求項8】 前記移動手段は、 前記磁石と前記磁束密度センサの一方が配置され、中空
の回転軸を有するリングと、 前記磁石と前記磁束密度センサの他方が配置され、前記
リングを回転可能に支持する軸受け部と、 前記リングと前記軸受け部の一方を他方に対し回転させ
る駆動手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至
7のいずれか1つに記載の位置検出装置。 - 【請求項9】 前記位置検出装置は、ブレーキペダルの
回転位置検出装置を構成し、 前記軸受け部は不動部であるブレーキペダルブラケット
に固定され、 前記リングの中心穴にブレーキペダルの回転軸が貫通さ
れており、 前記駆動手段は、前記回転軸の回転又はブレーキペダル
の動きに応じて前記リングを回転させる、 ことを特徴とする請求項8に記載の位置検出装置。 - 【請求項10】 前記駆動手段は、前記ブレーキペダル
に設けられた駆動用突起部を含み、前記駆動用突起部に
より、前記リングに回転力を与えて回転駆動する、こと
を特徴とする請求項9に記載の位置検出装置。 - 【請求項11】 前記リングは、駆動用突起と同一のサ
イズで前記駆動用突起部が挿入されている穴を備える、
ことを特徴とする請求項10に記載の位置検出装置。 - 【請求項12】 前記駆動用突起を常時前記リングに押
し当てる手段を備える、ことを特徴とする請求項10に
記載の位置検出装置。 - 【請求項13】 位置検出対象物の動きに応じて、前記
磁束密度センサと前記磁石を、前記磁石の着磁軸に沿っ
て相対的に移動させ、 前記磁石の着磁軸に実質的に直角方向の磁束密度成分を
前記磁束密度センサにより測定することにより、前記位
置検出対象物の位置を測定することを特徴とする位置検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19864296A JPH1038507A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 位置検出装置及び位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19864296A JPH1038507A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 位置検出装置及び位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038507A true JPH1038507A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16394615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19864296A Pending JPH1038507A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 位置検出装置及び位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038507A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124062A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 実装構造 |
| WO2008114723A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ペダル操作量検出装置 |
| WO2015004873A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 回転角度検出装置 |
| KR101510985B1 (ko) * | 2014-01-20 | 2015-04-09 | 한국오므론전장주식회사 | 일체형 커넥터를 구비하는 가속 페달 포지션 센서 |
| CN115127438A (zh) * | 2021-03-24 | 2022-09-30 | Tdk株式会社 | 角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统和踏板系统 |
| JP2022148808A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
| JP2022148809A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP19864296A patent/JPH1038507A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124062A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 実装構造 |
| WO2008114723A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ペダル操作量検出装置 |
| JP2008262531A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | ペダル操作量検出装置 |
| WO2015004873A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 回転角度検出装置 |
| JPWO2015004873A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-03-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 回転角度検出装置 |
| US9739639B2 (en) | 2013-07-10 | 2017-08-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Rotation angle detection device |
| KR101510985B1 (ko) * | 2014-01-20 | 2015-04-09 | 한국오므론전장주식회사 | 일체형 커넥터를 구비하는 가속 페달 포지션 센서 |
| CN115127438A (zh) * | 2021-03-24 | 2022-09-30 | Tdk株式会社 | 角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统和踏板系统 |
| JP2022148808A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
| JP2022148809A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
| US12613109B2 (en) | 2021-03-24 | 2026-04-28 | Tdk Corporation | Angle detection apparatus, angle detection system, park lock system, and pedal system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030715 |