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公開番号2024045018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2023129986
出願日2023-08-09
発明の名称位置検出装置及び車両用転舵装置
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類G01D 5/20 20060101AFI20240326BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型化が可能な位置検出装置、及びその位置検出装置を備えた車両用転舵装置を提供する。
【解決手段】ストロークセンサ2は、導電部121と凹部120とが移動方向に並んで設けられたラックシャフト12の位置を検出する。ストロークセンサ2は、ラックシャフト12の移動方向に延在して配置された励磁コイル31及び検出コイル32,33を備え、励磁コイル31が発生する磁界によって検出コイル32,33に電圧が誘起される。検出コイル32,33に誘起される電圧の大きさは、検出コイル32,33に対するラックシャフト12の移動方向の位置によって変化する。車両用転舵装置1は、ラックシャフト12と、ラックシャフト12を収容する導電性金属からなるハウジング13と、ハウジング13に対するラックシャフト12の位置を検出するストロークセンサ2とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
導電部と前記導電部よりも電気抵抗が大きい非導電部とが所定の移動方向に並んで設けられた移動部材の位置を検出する位置検出装置であって、
前記移動部材の前記移動方向に延在して配置された励磁コイル及び検出コイルを備え、
前記励磁コイルが発生する磁界によって前記検出コイルに電圧が誘起され、
前記検出コイルに誘起される電圧の大きさが前記検出コイルに対する前記移動部材の前記移動方向の位置によって変化する、
位置検出装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
複数の前記検出コイルを備え、前記移動部材の移動時にこれら複数の前記検出コイルのそれぞれに誘起される電圧の位相が互いに異なる、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
複数の前記検出コイルのそれぞれに誘起される電圧の大きさが、前記移動部材が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に１周期分以下の範囲で変化する、
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
複数の前記検出コイルのそれぞれは、前記移動方向に対して垂直な方向から見た形状が前記移動方向に対して平行な対称軸線を挟んで対称となる二つの正弦曲線状の導体線を組み合わせた形状である、
請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記励磁コイル及び複数の前記検出コイルが１枚の基板に形成されており、
前記励磁コイルは、複数の前記検出コイルを囲むように前記基板に形成されている、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記移動部材は、前記導電部の断面形状が円形であり、前記非導電部が前記移動部材の外周面の周方向の一部に形成された凹部であり、
前記基板が前記凹部に対向する、
請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
車幅方向に沿って軸方向に進退移動する導電性金属からなるシャフトと、前記シャフトを収容する導電性金属からなるハウジングと、前記ハウジングに対する前記シャフトの位置を検出する位置検出装置とを備え、前記シャフトが軸方向に移動することにより車輪が転舵される車両用転舵装置であって、
前記シャフトに、径方向に窪んで形成された凹部が設けられており、
前記位置検出装置は、
前記シャフトの前記車幅方向に延在して配置された励磁コイル及び検出コイルを備え、
前記励磁コイルが発生する磁界によって前記検出コイルに電圧が誘起され、
前記検出コイルに誘起される電圧の大きさが前記ハウジングに対する前記シャフトの位置によって変化する、
車両用転舵装置。
【請求項８】
前記ハウジングに、前記車幅方向に延在する開口部が形成されており、
前記ハウジングの前記開口部を閉塞する非導電体からなる蓋部材をさらに備え、
前記励磁コイル及び複数の前記検出コイルが１枚の基板に形成されており、
前記蓋部材に前記基板が取り付けられている、
請求項７に記載の車両用転舵装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動部材の位置を検出する位置検出装置、及びその位置検出装置を備えた車両用転舵装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、移動部材の位置を検出する位置検出装置が、例えば自動車の可動部に用いられている。本出願人は、このような位置検出装置として、特許文献１に記載のストロークセンサを提案している。
【０００３】
特許文献１に記載のストロークセンサは、ホールＩＣ等の磁界検出部と、磁界検出部をストローク体のストローク方向に挟み込む２本の平行ヨークと、２本の平行ヨークとの間に所定の間隔をあけてストローク体のストローク方向に延在する磁路形成ヨークと、２本の平行ヨーク及び磁路形成ヨークのそれぞれの一端部の間に配置された磁石と、２本の平行ヨークと磁路形成ヨークとの間で移動可能に配置され、２本の平行ヨークに対向する平行磁界形成ヨークと、平行磁界形成ヨークにおける磁路形成ヨーク側の面に一体に設けられた突起ヨークとを備えている。このストロークセンサは、平行磁界形成ヨークの位置に応じて磁界検出部で検出される磁界の強度が変化するので、この磁界の強度によって平行磁界形成ヨークの位置を検出可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－９８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のストロークセンサでは、平行磁界形成ヨークの移動範囲の全体にわたり、平行磁界形成ヨーク及び突起ヨークを挟むように２本の平行ヨーク及び磁路形成ヨークを配置する必要があり、ストロークセンサの設置サイズが大きくなってしまう。そこで、本発明は、小型化が可能な位置検出装置、及びその位置検出装置を備えた車両用転舵装置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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、導電部と前記導電部よりも電気抵抗が大きい非導電部とが所定の移動方向に並んで設けられた移動部材の位置を検出する位置検出装置であって、前記移動部材の前記移動方向に延在して配置された励磁コイル及び検出コイルを備え、前記励磁コイルが発生する磁界によって前記検出コイルに電圧が誘起され、前記検出コイルに誘起される電圧の大きさが前記検出コイルに対する前記移動部材の前記移動方向の位置によって変化する、位置検出装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、車幅方向に沿って軸方向に進退移動する導電性金属からなるシャフトと、前記シャフトを収容する導電性金属からなるハウジングと、前記ハウジングに対する前記シャフトの位置を検出する位置検出装置とを備え、前記シャフトが軸方向に移動することにより車輪が転舵される車両用転舵装置であって、前記シャフトに、径方向に窪んで形成された凹部が設けられており、前記位置検出装置は、前記シャフトの前記車幅方向に延在して配置された励磁コイル及び検出コイルを備え、前記励磁コイルが発生する磁界によって前記検出コイルに電圧が誘起され、前記検出コイルに誘起される電圧の大きさが前記ハウジングに対する前記シャフトの位置によって変化する、車両用転舵装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、位置検出装置の小型化が可能となる。また、位置検出装置の小型化により、車両用転舵装置の車両への搭載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
（ａ）は、本発明の実施の形態に係る車両用転舵装置が搭載された車両の一部の構成を示す模式図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。
ラックシャフト、ハウジング、蓋部材、及び基板を示す斜視図である。
（ａ）は、基板の第１乃至第４の金属層に形成された配線パターンを表面側から透視して見た全体図である。（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。
（ａ）～（ｄ）は、表面側から見た第１乃至第４の金属層をそれぞれ示す平面図である。
電源部から励磁コイルに供給される供給電圧と、正弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧及び余弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧との関係の一例を示すグラフである。
（ａ）は、正弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧のピーク値であるピーク電圧と凹部の位置との関係を模式的に示す説明図である。（ｂ）は、余弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧のピーク値であるピーク電圧と凹部の位置との関係を模式的に示す説明図である。
（ａ）は、基準位置からのラックシャフトの移動量を横軸とし、縦軸にストロークセンサによって検出したラックシャフトの位置を示したグラフである。（ｂ）は、基準位置からのラックシャフトの移動量を横軸とし、縦軸にラックシャフトの移動量の検出誤差の割合を示したグラフである。
（ａ）は、導電性の金属部材である検出ターゲットが取り付けられた比較例に係るラックシャフトのハウジングに対する位置を実施の形態に係るストロークセンサによって検出する場合の構成例を示す断面図である。（ｂ）は、比較例に係るラックシャフト、検出ターゲット、及びハウジングを示す斜視図である。
比較例に係るラックシャフトの移動量の検出誤差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施の形態］
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る車両用転舵装置１が搭載された車両の一部の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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