JP4965486B2 - Proximity switch - Google Patents
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Description
本発明は、被検出体の接近の有無を検知する近接スイッチに関する。 The present invention relates to a proximity switch that detects whether or not an object to be detected is approaching.
周知のように、手動変速機を搭載した車両には、運転者による操作レバーの操作に基づいて変速機のギア段を変更するシフト装置が設けられている。図２３にこのシフト装置の斜視構造を示す。同図２３に示されるように、このシフト装置２００のケース２０２には、ｙ軸方向に延設される３つの溝２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃと、これら３つの溝２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの中央部分をそれぞれ連結するようにしてｘ軸方向に延設される１つの溝２０１ｄとからなる案内溝２０１が設けられている。そして、この案内溝２０１に操作レバー２１０が挿通されることで、操作レバー２１０の移動が案内溝２０１によって案内されている。シフト装置としてのこうした構成により、運転者により操作レバー２１０が上記溝２０１ａの両端部、溝２０１ｂの両端部、及び溝２０１ｃの両端部までそれぞれ操作されたとすると、手動変速機のギア段が「１速」、「２速」、「３速」、「４速」、「５速」、及び「リバース（Ｒ）」に対応したそれぞれの状態となる。また、操作レバー２１０が溝２０１ｄに操作されたとすると、手動変速機のギア段が「ニュートラル（Ｎ）」に対応した状態となる。そして従来、手動変速機には、車両の各種制御を実行するために、操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置であるか否かを検出するためのニュートラル検出スイッチが設けられているものがある。ここで、こうしたニュートラル検出スイッチが設けられる手動変速機としては、例えば特許文献１に記載の変速機が知られている。図２４は、この手動変速機の部分断面構造を示したものである。
As is well known, a vehicle equipped with a manual transmission is provided with a shift device that changes the gear stage of the transmission based on an operation of an operation lever by a driver. FIG. 23 shows a perspective structure of the shift device. As shown in FIG. 23, the
同図２４に示されるように、この手動変速機３００には、操作レバー２１０の上記ｘ軸方向の移動及びｙ軸方向の移動に連動してそれぞれ駆動するセレクトレバー３０１及びシフトレバー３０２が設けられている。ここで、セレクトレバー３０１は、手動変速機３００のケース３０７の外側に設けられたブラケット３０３に回動可能に支持されている。また、このセレクトレバー３０１には、その一方の端部にセレクトケーブル３０１ａを介して上記操作レバー２１０が連結されるとともに、その他方の端部に上記シフトレバー３０２が連結されている。一方、このシフトレバー３０２には、シフトケーブル３０２ａを介して上記操作レバー２１０が連結されるとともに、手動変速機３００のケース３０７の外周面から突出するかたちで配設されるチェンジシャフト３０４の上端部分が連結されている。ここで、このチェンジシャフト３０４は、その中心軸ｍ１を中心に回動可能に、且つ同中心軸ｍ１に沿って移動可能に手動変速機３００のケース３０７によって軸支されている。すなわち、運転者によって操作レバー２１０が上記ｘ軸方向に操作されたとすると、セレクトケーブル３０１ａを介してセレクトレバー３０１が図中の矢印Ｓ１０，Ｓ１１で示す方向に揺動し、この揺動に伴って上記チェンジシャフト３０４がその中心軸ｍ１に沿った方向、すなわち図中の矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向に移動する。また、運転者によって操作レバー２１０が上記ｙ軸方向に操作されたとすると、シフトケーブル３０２ａを介してシフトレバー３０２が図中の矢印Ｔ１０，Ｔ１１で示す方向に回動し、この回動に伴ってチェンジシャフト３０４がその中心軸ｍ１を中心とした回転方向、すなわち図中の矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向に回動する。そして、このチェンジシャフト３０４の矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向への移動、及び矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向に回動に伴って車両の同期装置が作動し、これによって手動変速機のギア段が変更される。
As shown in FIG. 24, the
一方、チェンジシャフト３０４の中間部分には、その外周にカム部材３０６が設けられるとともに、このカム部材３０６に当接するようにしてニュートラル検出スイッチ３０５が配設されている。図２５は、図２４のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示したものであり、ニュートラル検出スイッチ３０５の近傍の部分の拡大断面構造を示したものである。
On the other hand, a
同図２５に示されるように、カム部材３０６には、手動変速機３００のケース３０７の内周面側に向けて延びる突出部３０６ａが形成されるとともに、この突出部３０６ａにニュートラル検出スイッチ３０５のセンシング部材３０５ａが当接している。そして、このニュートラル検出スイッチ３０５は、チェンジシャフト３０４が操作レバー２１０の操作に伴い矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向に回動した際に、カム部材３０６の動作をセンシング部材３０５ａで検出することで、操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置であるか否かを検出する。すなわち、操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置である場合には突出部３０６ａの位置が図中の実線で示す位置となるため、センシング部材３０５ａが没入して操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置である旨が検出される。一方、操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置以外の位置である場合には突出部３０６ａの位置が図中の破線で示す位置となるため、センシング部材３０５ａが突出して操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置でない旨が検出される。
このように、ニュートラル検出スイッチ３０５を用いることで操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置であるか否かを確かに検出することができるようにはなる。ただし、このニュートラル検出スイッチ３０５は、そのセンシング部材３０５ａにカム部材３０６の突出部３０６ａが接触することで操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置であるか否か検出する、いわゆる接触式の近接スイッチであるため、互いに接触する突出部３０６ａ及びセンシング部材３０５ａが劣化し易い。このため、スイッチの寿命による信頼性の低下等が無視できないおそれがある。
Thus, by using the
なお、このような問題は、センシング部材３０５ａに突出部３０６ａが当接するか否かに基づいて同突出部３０６ａの近接を検知するニュートラル検出スイッチに限らず、突出部３０６ａのような部材を被検出体としてその近接の有無を検知する接触式の近接スイッチに共通する課題である。
Note that such a problem is not limited to the neutral detection switch that detects the proximity of the protruding
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、近接スイッチとしての寿命を改善することで、より信頼性の高い近接スイッチを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a proximity switch with higher reliability by improving the life as a proximity switch.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、磁性体からなり所定の中心軸の周りを回動する被検出体と、磁気抵抗素子がブリッジ接続されたものであって、印加される磁気ベクトルの向きに応じて同素子の抵抗値が変化することで出力電圧が変化するとともに、前記被検出体の回転軌跡の法線に対して線対称に配設された一組の磁気抵抗効果センサと、これら一組の磁気抵抗効果センサにバイアス磁界を付与することで前記法線に直交するとともに同法線から前記一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに向かう方向に指向された磁気ベクトルを同一組の磁気抵抗効果センサの各々に付与する磁石とを備え、前記一組の磁気抵抗効果センサは、前記被検出体の回転軌跡と前記法線とが交わる点を基準位置として、
ａ．前記法線に直交するとともに同法線から該センサに向かう方向に指向された磁気ベクトルが付与されているとき、ブリッジ回路の中点電位よりも小さい出力電圧を示し、前記被検出体が前記基準位置まで変位して、付与される前記磁気ベクトルの向きが同被検出体の方向に変化したとき、ブリッジ回路の中点電位よりも大きい出力電圧を示す第１の磁気抵抗効果センサ、及び、
ｂ．前記法線に直交するとともに同法線から該センサに向かう方向に指向された磁気ベクトルが付与されているとき、ブリッジ回路の中点電位よりも大きい出力電圧を示し、前記被検出体が前記基準位置まで変位して、付与される前記磁気ベクトルの向きが同被検出体の方向に変化したとき、ブリッジ回路の中点電位よりも小さい出力電圧を示す第２の磁気抵抗効果センサ、
といった２つの磁気抵抗効果センサからなり、これら第１及び第２の磁気抵抗効果センサのそれぞれの出力電圧の差分値に基づいて前記被検出体の前記基準位置への接近を検知することを要旨としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
a. When a magnetic vector that is orthogonal to the normal and directed in the direction from the normal to the sensor is applied, the output voltage is smaller than the midpoint potential of the bridge circuit, and the detected object is the reference A first magnetoresistive sensor that exhibits an output voltage that is greater than the midpoint potential of the bridge circuit when the orientation of the magnetic vector applied is changed to the direction of the detected object after being displaced to a position; and
b. When a magnetic vector that is orthogonal to the normal and directed in the direction from the normal to the sensor is applied, the output voltage is greater than the midpoint potential of the bridge circuit, and the detected object is the reference A second magnetoresistive sensor that exhibits an output voltage that is smaller than the midpoint potential of the bridge circuit when the direction of the applied magnetic vector is changed to the direction of the detected object after being displaced to a position;
The gist is to detect the approach of the detected object to the reference position based on the difference value between the output voltages of the first and second magnetoresistive sensors. Yes.
同構成によれば、被検出体がその回転に伴い基準位置から離間した位置にある状態から基準位置に接近したとすると、一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに付与される磁気ベクトルの方向は、被検出体の回転軌跡の法線に直交するとともに同法線から同一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに向かう方向から被検出体の方向へと共に変化する。すなわち、第１の磁気抵抗効果センサの出力電圧は、そのブリッジ回路の中点電位よりも小さい値から同中電電圧よりも大きい値へと変化するとともに、第２の磁気抵抗効果センサの出力電圧は、そのブリッジ回路の中点電位よりも大きい値から同中点電位よりも小さい値へと変化する。したがって、これら第１及び第２の磁気抵抗効果センサのそれぞれの出力電圧の差分値を算出するようにすれば、同差分値は、被検出体が基準位置に近づくほど、負の値から正の値へと変化する値、あるいは正の値から負の値へと変化する値となる。このため、この差分値に基づいて被検出体が基準位置に接近したか否かを検知するようにすれば、被検出体と当該近接スイッチとの接触を伴うことなく被検出体の接近を検知することが可能となるため、近接スイッチとしての寿命が改善されるとともに、その信頼性を向上させることができるようになる。ところで、第１及び第２の磁気抵抗効果センサについては、これらが被検出体の回転軌跡に沿った方向に並設されているか、あるいは同回転軌跡に沿った方向と所定角度をなす方向に並設されているかにかかわらず、被検出体がその回転に伴い基準位置から離間した位置にある状態から基準位置に接近したとすると、一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに付与される磁気ベクトルの方向は、被検出体の回転軌跡の法線に直交するとともに同法線から同一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに向かう方向から被検出体の方向へと共に変化する。すなわち、第１の磁気抵抗効果センサの出力電圧は、そのブリッジ回路の中点電位よりも小さい値から同中電電圧よりも大きい値へと変化し、また、第２の磁気抵抗効果センサの出力電圧は、そのブリッジ回路の中点電位よりも大きい値から同中点電位よりも小さい値へと変化する。このため、これらの差分値も、同様に、被検出体が上記基準位置に近づくほど、負の値から正の値へと変化する値、あるいは正の値から負の値へと変化する値となり、その変化態様もほぼ同様になる。このため、上記構成によれば、被検出体の移動方向に対する磁気抵抗効果センサの配置の方向によらず、被検出体の位置を検出することができるようにもなる。 According to this configuration, if the detected object approaches the reference position from the state separated from the reference position along with its rotation, the direction of the magnetic vector applied to each of the pair of magnetoresistive effect sensors is In addition, the direction is orthogonal to the normal line of the rotation locus of the detected object and changes from the direction toward the same set of magnetoresistive effect sensors to the direction of the detected object. That is, the output voltage of the first magnetoresistive sensor changes from a value smaller than the midpoint potential of the bridge circuit to a value larger than the medium voltage, and the output voltage of the second magnetoresistive sensor. Changes from a value larger than the midpoint potential of the bridge circuit to a value smaller than the midpoint potential. Therefore, if the difference value between the output voltages of the first and second magnetoresistive effect sensors is calculated, the difference value increases from a negative value to a positive value as the detected object approaches the reference position. A value that changes to a value, or a value that changes from a positive value to a negative value. Therefore, if it is determined whether or not the detected object has approached the reference position based on the difference value, the approach of the detected object is detected without the contact between the detected object and the proximity switch. Therefore, the life as a proximity switch is improved and the reliability can be improved. By the way, the first and second magnetoresistive effect sensors are arranged side by side in a direction along the rotation locus of the detection target or in a direction forming a predetermined angle with the direction along the rotation locus. Regardless of whether or not the object to be detected is moved away from the reference position along with its rotation and approaches the reference position, the magnetic vector applied to each of the set of magnetoresistive effect sensors The direction is orthogonal to the normal line of the rotation trajectory of the detected object and changes from the direction from the normal line toward each of the same set of magnetoresistive effect sensors to the direction of the detected object. That is, the output voltage of the first magnetoresistive sensor changes from a value smaller than the midpoint potential of the bridge circuit to a value greater than the medium voltage, and the output of the second magnetoresistive sensor. The voltage changes from a value larger than the midpoint potential of the bridge circuit to a value smaller than the midpoint potential. For this reason, these difference values are similarly values that change from a negative value to a positive value or a value that changes from a positive value to a negative value as the detected object approaches the reference position. The change mode is almost the same. For this reason, according to the said structure, the position of a to-be-detected body can also be detected now irrespective of the direction of arrangement | positioning of a magnetoresistive effect sensor with respect to the moving direction of a to-be-detected body.
そしてこの場合、具体的には請求項２に記載の発明によるように、前記一組の磁気抵抗効果センサは、それぞれハーフブリッジ回路を構成する２つの磁気抵抗素子からなり、全体としてフルブリッジ回路を構成するようにしてもよい。
In this case, specifically, according to the invention described in
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の近接スイッチにおいて、前記磁石は、前記一組の磁気抵抗効果センサの間に端部を有して、前記法線に沿って前記基準位置から離間する方向に延設されるとともに、前記一組の磁気抵抗効果センサの間に位置する側の端部からその中央部にかけて凹部が形成された断面コ字形状をなすとともに、前記凹部が形成される部分がＮ極となり、同凹部が形成される部分と反対側の部分がＳ極となる着磁方向を有していることを要旨としている。 According to a third aspect of the present invention, in the proximity switch according to the first or second aspect, the magnet has an end portion between the pair of magnetoresistive effect sensors, and the magnet is arranged along the normal line. The concave portion extends in a direction away from a reference position, and has a U-shaped cross section in which a concave portion is formed from an end portion located between the pair of magnetoresistive effect sensors to a central portion thereof. The gist of the present invention is that it has a magnetization direction in which the portion where the is formed becomes an N pole and the portion opposite to the portion where the concave portion is formed has an S pole.
同構成によれば、被検出体の回転軌跡の法線に直交するとともに同法線から一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに向かう方向に指向される磁気ベクトルを一組の磁気抵抗効果センサにそれぞれ付与することができるようになる。 According to this configuration, a magnetic vector that is orthogonal to the normal line of the rotation trajectory of the detected object and that is directed in the direction from the normal line to each of the set of magnetoresistive effect sensors is set to the set of magnetoresistive effect sensors. Each can be granted.
本発明にかかる近接スイッチによれば、その寿命が改善されて、より信頼性の高い近接スイッチを提供することができるようになる。 According to the proximity switch according to the present invention, the lifetime of the proximity switch is improved, and a more reliable proximity switch can be provided.
以下、本発明にかかる近接スイッチを、車両の手動変速機に設けられるニュートラル検出スイッチに適用した一実施形態について図１〜図２２を参照して説明する。
図１は、先の図２４に対応する図として、本実施形態にかかるニュートラル検出スイッチの適用対象となる車両の手動変速機の部分断面構造を示したものである。なお、この図１に示す手動変速機３００も、車両の操作レバーが操作された際に駆動する部分の構成は、先の図２４に例示した手動変速機と基本的に同様である。すなわち、この図１に示す手動変速機３００も、運転者による操作レバーの操作に伴ってセレクトレバー３０１が図中の矢印Ｓ１０，Ｓ１１で示す方向に揺動したとすると、チェンジシャフト３０４がその中心軸ｍ１に沿った方向、すなわち図中の矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向に移動する。また、運転者による操作レバーの操作に伴ってシフトレバー３０２が図中の矢印Ｔ１０，Ｔ１１で示す方向に回動したとすると、チェンジシャフト３０４がその中心軸ｍ１を中心とした回転方向、すなわち図中の矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向に回動する。なおこの図１において、先の図２４に示した要素と同一の機能を有する要素には各々同一の符号を付して示しており、それらの要素についての重複する説明は割愛する。
Hereinafter, an embodiment in which a proximity switch according to the present invention is applied to a neutral detection switch provided in a manual transmission of a vehicle will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a partial cross-sectional structure of a vehicle manual transmission to which the neutral detection switch according to the present embodiment is applied as a diagram corresponding to FIG. Note that the
同図１に示されるように、上記チェンジシャフト３０４の中間部分には、その外周面に被検出体としての凸部３１０が設けられている。すなわち、この凸部３１０は、チェンジシャフト３０４と一体となって矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向に移動するとともに、矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向に回動する。一方、この手動変速機３００のケース３０７には、この凸部３１０と所定間隔を有して対向するようにしてニュートラル検出スイッチ１２０のセンシング部１２１が設けられている。ここで、このセンシング部１２１は、凸部３１０の矢印Ｔ２０，Ｔ２１で示す方向の回転に伴う同凸部３１０の接近を検知する部分である。
As shown in FIG. 1, a
続いて、図２（ａ），（ｂ）を参照して、上記凸部３１０及びニュートラル検出スイッチ１２０のセンシング部１２１の構造について説明する。ここで、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面構造を、また、図２（ｂ）は、センシング部１２１の斜視構造をそれぞれ示したものである。
Next, with reference to FIGS. 2A and 2B, the structure of the
同図２（ａ）に示されるように、上記凸部３１０は、操作レバー２１０の操作位置がニュートラル位置であるときの位置を回転位置Ｐ２として、その位置が回転位置Ｐ２である状態から同レバー２１０の操作に伴いチェンジシャフト３０４が矢印Ｔ２０で示す方向に所定角度だけ回動すると回転位置Ｐ１まで回動する。また、凸部３１０は、その位置が回転位置Ｐ２である状態から同レバー２１０の操作に伴いチェンジシャフト３０４が矢印Ｔ２１で示す方向に所定角度だけ回動すると回転位置Ｐ３まで回動する。一方、図２（ｂ）に併せ示されるように、上記センシング部１２１は、凸部３１０の回転軌跡ｃの法線ｎを中心軸として円柱状に形成されており、内部の部品が樹脂部材によって樹脂封止されるとともに、この樹脂部材の外周面がねじ山の形成された金属筐体によって覆われる構造を有している。そして、このセンシング部１２１は、上記ケース３０７に形成されて、同じく法線ｎを中心軸として断面円形状に形成されたねじ孔３０７ａに螺入されることで、その先端部が上記凸部３１０の側に突出するかたちでその位置が固定されている。そして、センシング部１２１は、このようにその位置が固定されることで、上記凸部３１０の回転軌跡ｃに対して所定間隔だけ外方に離間した位置であって、同凸部３１０が回転位置Ｐ２に位置したときに、すなわち操作レバー２１０がニュートラル位置に操作された際に凸部３１０と対向する位置となるように配設されている。また、凸部３１０は、中心軸ｍ１に沿う方向に延設された形状を有しているため、チェンジシャフト３０４の矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向への移動に伴って凸部３１０が矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向に移動した場合であっても凸部３１０の一部がセンシング部１２１に対向するようになっている。
As shown in FIG. 2 (a), the
次に、このセンシング部１２１の内部の構造について図３〜図５を参照して説明する。ここで、図３（ａ）は、同センシング部１２１の内部の正面構造を、また、図３（ｂ）は、センシング部１２１の内部の側面構造をそれぞれ示したものである。
Next, the internal structure of the
同図３（ａ）に示されるように、このセンシング部１２１には、上記凸部３１０に対向する側の端部に位置して回路基板１３０が配設されており、この回路基板１３０に各種電子部品が実装されている。ここで、この回路基板１３０は、その板厚方向が上記凸部３１０が延設される方向、すなわち中心軸ｍ１に沿った方向となるように配設されるとともに、上記凸部３１０の回転軌跡ｃと上記法線ｎとが交わる点Ｐにおける同回転軌跡ｃの接線方向ｔに沿って延設されている。また、この回路基板１３０には、法線ｎに対して線対称となるかたちで図中の左右方向の両端部からやや内側に位置して一組の磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）、すなわち第１のＭＲセンサ１３１及び第２のＭＲセンサ１３２が実装されている。なお、同図に示されるように、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２は、法線ｎに直交する方向であって、上記接線方向ｔに配設されている。また、センシング部１２１には、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２の間に端部を有するとともに、上記法線ｎに沿って上記点Ｐから離間する方向に延設されるバイアス磁石１４０が設けられている。ここで、図３（ｂ）に併せ示されるように、このバイアス磁石１４０は、回路基板１３０の一組のＭＲセンサ１３１，１３２の間に位置する側の端部からその中央部にかけて凹部１４１が形成された断面コ字状をなすとともに、その凹部１４１を形成する部分がＮ極となり、また、凹部１４１を形成する部分とは反対側の部分がＳ極となる着磁方向を有している。図４は、図３（ａ）の回路基板１３０の部分を拡大した図として、バイアス磁石１４０によって回路基板１３０上に形成される磁界の様子を示したものである。
As shown in FIG. 3A, the
同図４に矢印で示されるように、バイアス磁石１４０によって形成されるバイアス磁界によって、回路基板１３０上には、上記凹部１４１の中央部分から、換言すれば上記法線ｎから図中の左右方向に指向された磁気ベクトルが形成されている。そして、こうしたバイアス磁界により、上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２には、上記法線ｎにほぼ直交するとともに、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２に向かう方向に指向される磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０がそれぞれ付与されている。ここで、このセンシング部１２１では、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２を通じて磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０の向きの変化を検出している。図５は、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２が実装された上記回路基板１３０の回路構成を示したものである。
As indicated by arrows in FIG. 4, the bias magnetic field formed by the
同図５に示されるように、この回路基板１３０では、第１のＭＲセンサ１３１が、２つの磁気抵抗素子１３１ａ，１３１ｂが直列接続されたハーフブリッジ回路として構成されるとともに、第２のＭＲセンサ１３２も、同じく、２つの磁気抵抗素子１３２ａ，１３２ｂが直列接続されたハーフブリッジ回路として構成されている。ちなみに、この回路では、これら２つのハーフブリッジ回路にそれぞれ電圧Ｖｃｃが印加されている。すなわち、この回路基板１３０では、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２によって、いわゆるフルブリッジ回路が構成されている。ここで、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２は、それぞれ印加される磁気ベクトルの向きに応じて各素子１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの抵抗値が変化することで、これらセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂがそれぞれ変化する。
As shown in FIG. 5, in this
図６（ａ），図７（ａ）は、一組のＭＲセンサ１３１，１３２に印加される磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０をそれぞれ模式的に示したものである。なお、図６（ａ）では、図中の左方向を基準方向ＭＶ１０ｂとして、同基準方向ＭＶ１０ｂと第１のＭＲセンサ１３１に印加される磁気ベクトルＭＶ１０とが反時計回りの方向になす角度をθａで示している。また、図７（ａ）では、図中の右方向を基準方向ＭＶ２０ｂとして、同基準方向ＭＶ２０ｂと第２のＭＲセンサ１３２に印加される磁気ベクトルＭＶ２０とが時計回りの方向になす角度をθｂで示している。そして、図６（ｂ），図７（ｂ）は、これら上記磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０及び基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂがなす角度θａ，θｂと上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂとを、それぞれ横軸と縦軸とにとってこれらの両者の関係をそれぞれ示したグラフである。
FIGS. 6A and 7A schematically show magnetic vectors MV10 and MV20 applied to the pair of
図６（ａ）に示されるように、第１のＭＲセンサ１３１に印加されている磁気ベクトルＭＶ１０が、基準方向ＭＶ１０ｂに指向されている状態から、上記法線ｎに沿った方向である図中の下方向に指向されるように変化したとする。このとき、図６（ｂ）に示されるように、第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、ブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも低い値Ｖａ１１から徐々に増加して同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖａ１２へと正弦波状に変化する。
As shown in FIG. 6A, in the figure, the magnetic vector MV10 applied to the
一方、図７（ａ）に示されるように、第２のＭＲセンサ１３２に印加される磁気ベクトルＭＶ２０が、基準方向ＭＶ２０ｂに指向されている状態から、上記法線ｎに沿った方向である図中の下方向に指向されるように変化したとする。このとき、図７（ｂ）に示されるように、第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、ブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ１１から徐々に減少して同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖｂ１２へと正弦波状に変化する。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, a magnetic vector MV20 applied to the
続いて、図８〜図１１を参照して、こうした出力特性を有する一組のＭＲセンサ１３１，１３２について、凸部３１０が回転位置Ｐ３に位置している状態から回転位置Ｐ２に向けて回動した際の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様について説明する。
Subsequently, with reference to FIGS. 8 to 11, the pair of
まず、図８（ａ）及び図９（ａ）は、先の図２（ａ）に対応する図として先の図１のＡ−Ａ線に沿った断面構造をそれぞれ示したものであり、また、図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、先の図４に対応する図として回路基板１３０上に形成される磁界の様子を矢印にて示したものである。
First, FIG. 8A and FIG. 9A show cross-sectional structures along the line A-A in FIG. 1 as diagrams corresponding to FIG. 2A, respectively. FIGS. 8B and 9B show the state of the magnetic field formed on the
図８（ａ）に示されるように、凸部３１０が回転位置Ｐ３に位置している状態から回転位置Ｐ２に向けて回動したとすると、同凸部３１０がセンシング部１２１に徐々に接近する。ここで、凸部３１０は、上述のように、磁性体により形成されているため、凸部３１０がセンシング部１２１に接近するほど、上記バイアス磁石１４０により形成されたバイアス磁界が同凸部３１０に引き寄せられるように変化する。具体的には、図８（ｂ）に示されるように、このバイアス磁界は、凸部３１０が回転位置Ｐ２に達する直前の回転位置Ｐ１０に達した時点で、回路基板１３０の右側の部分に対応する領域の磁界が凸部３１０の側に大きく引き寄せられるとともに、同基板１３０の左側の部分に対応する領域の磁界が凸部３１０の側に僅かに引き寄せられるように変化する。すなわち、上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２にそれぞれ印加される磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、磁気ベクトルＭＶ２０がより大きく指向されるかたちで共に凸部３１０の側に指向される。したがって、これら磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂとなす角度θａ，θｂが大きくなる方向にそれぞれ変化する。
As shown in FIG. 8A, if the
その後、凸部３１０が回転位置Ｐ２まで回動したとする。このとき、図９（ａ）に示されるように、上記バイアス磁石１４０により形成されたバイアス磁界は凸部３１０の側に引き寄せられたままの状態となるが、上記磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、上記凸部３１０が回転位置Ｐ１０に達した時点と比較するとそれぞれ若干変化する。具体的には、図９（ｂ）に示されるように、第１のＭＲセンサ１３１については、凸部３１０が先の図８（ｂ）に示した状態よりも接近した状態となるため、これに印加される磁気ベクトルＭＶ１０が、より凸部３１０の側に引き寄せられる方向に、すなわち上記基準方向ＭＶ１０ｂとなす角度θａが大きくなる方向に指向される。一方、第２のＭＲセンサ１３２については、凸部３１０が先の図８（ｂ）に示した状態よりも離間するようになるため、これに印加される磁気ベクトルＭＶ２０が、凸部３１０の側から離間する方向に、すなわち上記基準方向ＭＶ２０ｂとなす角度θｂが小さくなる方向に指向される。
Thereafter, it is assumed that the
したがって、上記凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２へと変化した際には、図１０（ａ）に示すように、第１のＭＲセンサ１３１に印加される磁気ベクトルＭＶ１０は、上記基準方向ＭＶ１０ｂから凸部３１０に向かう方向へと、すなわち上記基準方向ＭＶ１０ｂとなす角度θａが大きくなる方向へと徐々に変化する。一方、図１０（ｂ）に示すように、磁気ベクトルＭＶ２０は、上記基準方向ＭＶ２０ｂから凸部３１０に向かう方向へと変化した後、若干基準方向ＭＶ２０ｂへと戻る方向に、すなわち上記基準方向ＭＶ２０ｂとなす角度θｂが大きくなった後、同角度θｂが若干小さくなる方向に変化する。そして、こうした凸部３１０の回転位置の変化に伴う磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０の変化に応じて上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂが変化する。
Therefore, when the rotational position of the
図１１は、凸部３１０の回転角度θｃと一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂとを、それぞれ横軸と縦軸とにとって両者の関係を示したグラフである。なお、この図１１では、上記凸部３１０の回転軌跡ｃと法線ｎとが交わる点Ｐに位置しているときの凸部３１０の位置を基準位置として、同基準位置から上記中心軸ｍ１を中心とする回転位置Ｐ３の方向への回転角度をθｃとして示すとともに、同凸部３１０が回転位置Ｐ３に達したときの凸部３１０の回転角度をθｃ１として示している。すなわち、同図１１では、上記凸部３１０が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に達する位置まで回動したとすると、回転角度θｃが回転角度θｃ１から「０」の値まで変化する。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the rotation angle θc of the
同図１１に示されるように、上記凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２まで変化したとすると、上記第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖａ２１から徐々に増加していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干大きい値Ｖａ２２となるように変化する。一方、上記第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ２１から徐々に減少していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値となって最小値Ｖｂ２２を示した後、その値が僅かに増加して中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖｂ２３となるように変化する。
As shown in FIG. 11, if the rotational position of the
ところで、先の図２（ｂ）に対応する図として図１２に示すように、また前述のように、上記センシング部１２１の位置の固定は同センシング部１２１が上記ケース３０７に形成されたねじ孔３０７ａに螺入されることで行われているため、凸部３１０とセンシング部１２１との間には相対的な位置がずれが生じるおそれがある。すなわち、図１３に示されるセンシング部１２１の上面構造を参照して説明すると、同センシング部１２１をねじ孔３０７ａに螺入する際に、上記回路基板１３０の一組のＭＲセンサ１３１，１３２の配設されている方向Ｖｓが上記法線ｎを中心とした回転方向にずれるおそれがある。そして、上記回路基板１３０の一組のＭＲセンサ１３１，１３２の配設されている方向Ｖｓが上記回転軌跡ｃの接線方向ｔからずれたとすると、凸部３１０の回転位置の変化に伴う上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様が先の図１１に示した態様と異なったものとなる。
By the way, as shown in FIG. 12 corresponding to the previous FIG. 2B, and as described above, the position of the
続いて、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の配設されている方向Ｖｓが上記回転軌跡ｃの接線方向ｔから上記法線ｎを中心とする回転方向に「９０°」だけずれた場合の一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様について、図１５〜図１８を参照して説明する。なお、ここでも、凸部３１０が回転位置Ｐ３に位置している状態から回転位置Ｐ２に向けて回動した際の一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様について説明する。
Subsequently, as shown in FIGS. 14A and 14B, the direction Vs in which the pair of
まず、図１５（ａ）及び図１６（ａ）は、先の図２（ａ）等に対応する図として先の図１のＡ−Ａ線に沿った断面構造をそれぞれ示したものであり、また、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）は、先の図４等に対応する図として回路基板１３０上に形成される磁界の様子を矢印にて示したものである。
First, FIG. 15 (a) and FIG. 16 (a) show cross-sectional structures along the line AA of FIG. 1 as diagrams corresponding to FIG. 2 (a) and the like, respectively. FIG. 15B and FIG. 16B show the state of the magnetic field formed on the
図１５（ａ）に示されるように、凸部３１０が回転位置Ｐ３に位置している状態から回転位置Ｐ２に向けて回動したとすると、この場合にも、上記バイアス磁石１４０により形成されたバイアス磁界が凸部３１０に引き寄せられるように変化する。具体的には、図１５（ｂ）に示されるように、このバイアス磁界は、凸部３１０が回転位置Ｐ２に達する直前の回転位置Ｐ１０に達した時点で、全体的に凸部３１０の側に僅かに引き寄せられるように変化する。すなわち、上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２にそれぞれ印加される磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は共に凸部３１０の側に若干指向される。したがって、これら磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂとなす角度θａ，θｂが大きくなる方向にそれぞれ変化する。
As shown in FIG. 15A, when the
その後、凸部３１０が回転位置Ｐ２まで回動したとする。このとき、図１６（ａ）に示されるように、バイアス磁石１４０により形成されたバイアス磁界は凸部３１０の側に引き寄せられたままの状態となるが、上記磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、上記凸部３１０が回転位置Ｐ１０に達した時点と比較するとそれぞれ若干変化する。具体的には、図１６（ｂ）に示されるように、一組のＭＲセンサ１３１，１３２に対して凸部３１０が先の図１５（ｂ）に示した状態よりも接近するようになるため、磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、より凸部３１０の側に引き寄せられる方向に、すなわち上記基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂとなす角度θａ，θｂがそれぞれ大きくなる方向に指向される。
Thereafter, it is assumed that the
したがって、上記凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２へと変化した際には、先の図１０（ａ），（ｂ）に対応する図として図１７（ａ），（ｂ）を示すように、磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０は、上記基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂから凸部３１０に向かう方向に、すなわち基準方向ＭＶ１０ｂ，ＭＶ２０ｂとなす角度θａ，θｂが大きくなる方向にそれぞれ変化する。
Therefore, when the rotational position of the
図１８は、先の図１１に対応する図として、凸部３１０の回転角度θｃと一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂとを、それぞれ横軸と縦軸とにとって両者の関係を示したグラフである。なお、この図１８でも、上記凸部３１０の回転軌跡ｃと法線ｎとが交わる点Ｐに位置しているときの凸部３１０の位置を基準位置として、同基準位置から上記中心軸ｍ１を中心とする回転位置Ｐ３の方向への回転角度をθｃとして示すとともに、同凸部３１０が回転位置Ｐ３に達したときの凸部３１０の回転角度をθｃ１として示している。すなわち、同図１８でも、上記凸部３１０が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に達する位置まで回動したとすると、回転角度θｃが回転角度θｃ１から「０」の値まで変化する。
FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 11 described above, and the relationship between the rotation angle θc of the
同図１８に示されるように、上記凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２まで変化したとすると、上記第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖａ３１から徐々に増加していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干大きい値Ｖａ３２となるように変化する。一方、上記第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ３１から徐々に減少していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干小さい値Ｖｂ３２となるように変化する。
As shown in FIG. 18, if the rotational position of the
続いて、図１９〜図２１を参照して、一組のＭＲセンサ１３１，１３２が配設されている方向Ｖｓが上記回転軌跡ｃの接線方向ｔから上記法線ｎを中心とする回転方向にずれている角度をずれ角度αとして、このずれ角度αが「３０°」、「４５°」、及び「６０°」であるときの上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様についてそれぞれ説明する。ここで、図１９（ａ）、図２０（ａ）及び図２１（ａ）は、先の図１３等に対応する図として、センシング部１２１の上面構造をそれぞれ示したものである。また、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）及び図２１（ｂ）は、先の図１１等に対応する図として、凸部３１０の回転角度θｃと一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂとを、それぞれ横軸と縦軸とにとって両者の関係をそれぞれ示したグラフである。
Subsequently, referring to FIGS. 19 to 21, the direction Vs in which the pair of
例えばいま、同図１９（ａ）に示されるように、上記ずれ角度αが「３０°」であったとする。このとき、図１９（ｂ）に示されるように、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂは、先の図１１に示した上記ずれ角度αが「９０°」である場合の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様に近似する態様にて変化する。すなわち、上記凸部３１０が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に達するまで回動したとすると、上記第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖａ４１から徐々に増加していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干大きい値Ｖａ４２となるように変化する。一方、上記第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ４１から徐々に減少していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値となって最小値Ｖｂ４２を示した後、その値が僅かに増加して中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖｂ４３となるように変化する。
For example, assume that the deviation angle α is “30 °” as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 19B, the output voltages Va and Vb of the pair of
また、例えばいま、図２０（ａ）に示されるように、上記ずれ角度αが「４５°」であったとする。このときにも、図２０（ｂ）に示されるように、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂは、先の図１１に示した上記ずれ角度αが「９０°」である場合の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様に近似する態様にて変化する。すなわち、上記凸部３１０が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に達するまで回動したとすると、上記第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖａ５１から徐々に増加していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干大きい値Ｖａ５２となるように変化する。一方、上記第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ５１から徐々に減少していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値となって最小値Ｖｂ５２を示した後、その値が僅かに増加して中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖｂ５３となるように変化する。
Also, for example, as shown in FIG. 20A, it is assumed that the deviation angle α is “45 °”. Also at this time, as shown in FIG. 20B, the output voltages Va and Vb of the pair of
さらに、例えばいま、図２１（ａ）に示されるように、上記ずれ角度αが「６０°」であったとする。このときにも、図２１（ｂ）に示されるように、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂは、先の図１１に示した上記ずれ角度αが「９０°」である場合の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様に近似する態様にて変化する。すなわち、上記凸部３１０が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に達するまで回動したとすると、上記第１のＭＲセンサ１３１の出力電圧Ｖａは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖａ６１から徐々に増加していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも若干大きい値Ｖａ６２となるように変化する。一方、上記第２のＭＲセンサ１３２の出力電圧Ｖｂは、そのブリッジ回路の中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも大きい値Ｖｂ６１から徐々に減少していき、同中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値となって最小値Ｖｂ６２を示した後、その値が僅かに増加して中点電位（Ｖｃｃ／２）よりも小さい値Ｖｂ６３となるように変化する。
Furthermore, for example, as shown in FIG. 21A, it is assumed that the deviation angle α is “60 °”. Also at this time, as shown in FIG. 21B, the output voltages Va and Vb of the pair of
このように、上記一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの変化態様は、上記ずれ角度αの大きさによって若干異なったものとなる。ところで、こうした出力特性を有する一組のＭＲセンサ１３１，１３２に対して、これらの出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値（Ｖｂ−Ｖａ）は、上記ずれ角度αの大きさによらず、上記凸部３１０の回転角度θｃに対してほぼ同様の変化態様となることが発明者らによって確認されている。
As described above, the change modes of the output voltages Va and Vb of the pair of
図２２は、上記ずれ角度αが「０°」、「３０°」、「４５°」、「６０°」、「９０°」であるときの上記凸部３１０の回転角度θｃと出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値（Ｖｂ−Ｖａ）とを、それぞれ横軸と縦軸とにとって両者の関係をそれぞれ示したものである。なお、同図２２では、差分値（Ｖｂ−Ｖａ）をＶｄとして示している。
FIG. 22 shows the rotation angle θc of the
同図２２に示されるように、ずれ角度αが「０°」、「３０°」、「４５°」、「６０°」、「９０°」のいずれの値であったとしても、凸部３１０の回転角度θｃが回転角度θｃ１から「０」の値へと変化したとすると、出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄは、ほぼ同一の値Ｖｄ７１から徐々に減少していき、「０」の値よりも若干小さい負の値Ｖｄ７２となるように変化する。そして、これら出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄは、凸部３１０の回転角度θｃが所定の角度θｃ７０となった時点で「０」の値をほぼ示すことが確認されている。
As shown in FIG. 22, even if the deviation angle α is any value of “0 °”, “30 °”, “45 °”, “60 °”, “90 °”, the
そして、こうしたニュートラル検出スイッチ１２０からの出力電圧Ｖａ，Ｖｂに基づいて、車両側の制御装置では、出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄを算出するとともに、この差分値Ｖｄに対して「０」の値を閾値として設けた上で、以下のようにして操作レバー２１０がニュートラル位置に操作されているか否かを判定する。
Based on the output voltages Va and Vb from the
ａ．出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄが「０」の値よりも大きい値である旨が判断されたときには、凸部３１０の回転位置が上記回転角度θｃ７０に対応する回転位置まで近接していない旨が判断される。すなわちこの場合には、凸部３１０が上記回転位置Ｐ２に接近していない旨が判断されて、操作レバー２１０がニュートラル位置に操作されていない旨が判定される。
a. When it is determined that the difference value Vd between the output voltages Va and Vb is larger than “0”, the rotation position of the
ｂ．出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄが「０」の値以下である旨が判断されたときには、凸部３１０の回転位置が上記回転角度θｃ７０に対応する回転位置まで近接した旨が判断される。すなわちこの場合には、凸部３１０が上記回転位置Ｐ２に接近している旨が判断されて、操作レバー２１０がニュートラル位置に操作されている旨が判定される。
b. When it is determined that the difference value Vd between the output voltages Va and Vb is equal to or less than “0”, it is determined that the rotation position of the
ニュートラル検出スイッチとしてのこうした構成によれば、センシング部１２１をねじ孔３０７ａに螺入する際に、一組のＭＲセンサ１３１，１３２が配設されている方向Ｖｓが上記回転軌跡ｃの接線方向ｔから上記法線ｎを中心とする回転方向にずれたとしても、凸部３１０の接近を検知することができるようになる。
According to such a configuration as the neutral detection switch, when the
なお、本実施形態では、凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ３から回転位置Ｐ２に変化する場合について例示したが、本実施形態にかかるニュートラル検出スイッチ１２０によれば、凸部３１０の回転位置が回転位置Ｐ１から回転位置Ｐ２に変化する場合についても同様に、凸部３１０の接近を検出することができることは言うまでもない。
In the present embodiment, the case where the rotational position of the
以上説明したように、本実施形態にかかるニュートラル検出スイッチによれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）被検出体としての凸部３１０を磁性体により形成するとともに、同凸部３１０の回転軌跡ｃの法線ｎに対して線対称に一組のＭＲセンサ１３１，１３２を設けるようにした。また、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２にバイアス磁石１４０を通じてバイアス磁界を付与することで、法線ｎに直交するとともに同法線ｎから一組のＭＲセンサ１３１，１３２のそれぞれに向かう方向に指向された磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０をこれら一組のＭＲセンサ１３１，１３２にそれぞれ付与するようにした。そして、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂを検出しつつ、これら出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値Ｖｄが「０」の値以下であることに基づいて凸部３１０が上記回転位置Ｐ２に接近している旨を判断するようにした。これにより、凸部３１０と当該ニュートラル検出スイッチとの接触を伴うことなく凸部３１０の接近を検知することが可能となるため、ニュートラル検出スイッチとしての寿命が改善され、その信頼性を向上させることができるようになる。また、従来の接触式のニュートラル検出スイッチと比較すると、運転者が操作レバーを操作する際の操作フィーリングが改善されるようにもなる。さらに、ずれ角度αによらず、すなわち一組のＭＲセンサ１３１，１３２が配設されている方向Ｖｓが上記回転軌跡ｃの接線方向ｔから上記法線ｎを中心とする回転方向にずれている角度の大きさによらず、凸部３１０の接近を検知することができるようにもなる。
As described above, according to the neutral detection switch according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
（２）バイアス磁石１４０を、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の間に端部を有して、法線ｎに沿って同法線ｎと凸部３１０の回転軌跡ｃとが交わる点Ｐから離間する方向に延設するようにした。また、このバイアス磁石１４０にその一組のＭＲセンサ１３１，１３２の間に位置する側の端部からその中央部にかけて凹部１４１を形成することで、同バイアス磁石１４０を断面コ字状に形成するようにした。さらに、バイアス磁石１４０の着磁方向を、この凹部１４１が形成される部分がＮ極となり、同凹部１４１が形成される部分と反対側の分がＳ極となるように設定した。これにより、凸部３１０の回転軌跡ｃの法線ｎに直交するとともに同法線ｎから同一組のＭＲセンサ１３１，１３２のそれぞれに向かう方向に指向される磁気ベクトルＭＶ１０，ＭＶ２０を一組のＭＲセンサ１３１，１３２にそれぞれ付与することができるようになる。
(2) The
（３）バイアス磁石１４０と一組のＭＲセンサ１３１，１３２とを樹脂部材により封止し、これによってバイアス磁石１４０と一組のＭＲセンサ１３１，１３２とを一体に形成するようにした。これにより、バイアス磁石１４０と一組のＭＲセンサ１３１，１３２との間に相対的な位置ずれが生じることを抑制することができるようになる。
(3) The
（４）凸部３１０を中心軸ｍ１に沿った方向に延設するようにした。これにより、チェンジシャフト３０４の矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向への移動に伴って凸部３１０が矢印Ｓ２０，Ｓ２１で示す方向に移動した場合であっても凸部３１０の一部がセンシング部１２１と対向するようになる。したがって、凸部３１０の回転に伴うバイアス磁界の磁気ベクトルの変化を適切に維持することができるため、ひいては凸部３１０が上記回転位置Ｐ２に近接しているか否かの適切な検出を維持することができるようになる。
(4) The
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値（Ｖｂ−Ｖａ）に対して「０」の値を閾値として設けるようにしたが、検出したい凸部３１０の回転位置によっては適宜、「０」の値以外の値を閾値として設けるようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the value “0” is provided as the threshold value for the difference value (Vb−Va) between the output voltages Va and Vb of the pair of
・上記実施形態では、一組のＭＲセンサ１３１，１３２の出力電圧Ｖａ，Ｖｂの差分値（Ｖｂ−Ｖａ）に基づいて凸部３１０の回転位置を検出するようにしたが、例えば差分値（Ｖａ−Ｖｂ）に基づいて凸部３１０の回転位置を検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the rotational position of the
・上記実施形態では、回路基板１３０上に一組のＭＲセンサ１３１，１３２を設けるようにしたが、フェールセーフを目的として、例えば更に一組のＭＲセンサを回路基板１３０に設けるようにするなど、一組のＭＲセンサの数を増やしてよい。
In the above embodiment, a set of
・上記実施形態では、一組のＭＲセンサ１３１，１３２を、一つの回路基板１３０上に設けるようにしたが、これら一組のＭＲセンサ１３１，１３２ごとに回路基板を各別に用意した上で、これら回路基板上にそれぞれ設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, a set of
・上記実施形態では、樹脂部材によってバイアス磁石１４０と一組のＭＲセンサ１３１，１３２とを一体に形成するようにしたが、バイアス磁石１４０と一組のＭＲセンサ１３１，１３２とを各別にケース３０７に取り付けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、一組のＭＲセンサ１３１，１３２を、それぞれハーフブリッジ回路として構成するようにしたが、フルブリッジ回路として構成するようにしてもよい。
・上記実施形態では、本発明にかかる近接スイッチを、車両の手動変速機に設けられるニュートラル検出スイッチに適用するようにしたが、例えば運転者による操作レバーの各種操作を通じてヘッドライトのオン／オフやターンシグナルランプのオン／オフ等、各種車載機器のスイッチングを操作するレバースイッチ装置にも適用することも可能である。すなわち、このレバースイッチ装置では、操作レバーの回転位置を検出するための装置として本発明にかかる近接スイッチを適用することが可能である。要は、所定の中心軸の周りを回動する可動部材を被検出体とするものであれば、本発明は同様に適用することが可能である。
In the above embodiment, the pair of
In the above embodiment, the proximity switch according to the present invention is applied to the neutral detection switch provided in the manual transmission of the vehicle. For example, the headlight is turned on / off through various operations of the operation lever by the driver. The present invention can also be applied to a lever switch device that operates switching of various in-vehicle devices such as turning on / off of a turn signal lamp. That is, in this lever switch device, the proximity switch according to the present invention can be applied as a device for detecting the rotational position of the operation lever. In short, the present invention can be similarly applied as long as a movable member that rotates around a predetermined central axis is a detection target.
・上記実施形態では、被検出体としての凸部３１０を中心軸ｍ１に沿った方向に延設するようにしたが、この凸部３１０の延設方向の長さについては、同凸部３１０の中心軸ｍ１に沿った方向の移動距離に応じて適宜短く設定したり、あるいは長く設定したりすることは可能である。
（付記）
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
In the above embodiment, the
(Appendix)
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and its modifications will be additionally described.
（イ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の近接スイッチにおいて、前記中心軸を中心として回転可能であるとともに、同中心軸に沿って移動可能なシャフトを更に備え、前記被検出体が、前記シャフトの外周面に設けられるとともに、前記中心軸に沿って延設される凸部として形成されてなることを特徴とする近接スイッチ。例えば所定の中心軸を中心に回動するシャフトの外周面に被検出体を設けるようにすれば、上述のような所定の中心軸の周りを回動するといった運動を被検出体に付与することも容易となる。ただし、このシャフトがその中心軸の方向に沿っても移動可能である場合、同シャフトの中心軸に沿った方向への移動に伴って被検出体も同方向に移動してしまうため、被検出体が磁気抵抗効果センサ及び磁石の配設位置から離間してしまうといった状況が生じ得る。そして、こうした状況下では、上記被検出体の回転に伴うバイアス磁界の磁気ベクトルの変化が微弱となり、ひいては被検出体の回転位置を適切に検出することができなくなるおそれがある。この点、同構成によれば、たとえシャフトが中心軸に沿った方向に変位したとしても、延設される被検出体の部分の一部が上記磁気抵抗効果センサ及び磁石に接近するようになるため、同被検出体の位置の適切な検出を維持することができるようになる。
(A) The proximity switch according to any one of
（ロ）請求項１〜３及び付記イのいずれか一項に記載の近接スイッチにおいて、前記磁石と前記一組の磁気抵抗効果センサとが一体に形成されてなることを特徴とする近接スイッチ。前述のように、一組の磁気抵抗効果センサには、被検出体の回転軌跡の法線に直交するとともに同法線から一組の磁気抵抗効果センサのそれぞれに向かう方向に指向される磁気ベクトルを付与する必要があるため、同一組の磁気抵抗効果センサと磁石との間の相対的な位置を正確に設定する必要がある。この点、同構成によるように、磁石と一組の磁気抵抗効果センサとを一体に形成するようにすれば、これらの間に相対的な位置ずれが生じることを抑制することができるようになるため、その実現も容易となる。
(B) The proximity switch according to any one of
１２０，３０５…ニュートラル検出スイッチ、１２１…センシング部、１３０…回路基板、１３１…第１の磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）、１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ…磁気抵抗素子、１３１ｂ…磁気抵抗素子、１３２…第２の磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）、１４０…バイアス磁石、１４１…凹部、２００…シフト装置、２０１…案内溝、２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ…溝、２０２…ケース、２１０…操作レバー、３００…手動変速機、３０１…セレクトレバー、３０１ａ…セレクトケーブル、３０２…シフトレバー、３０２ａ…シフトケーブル、３０３…ブラケット、３０４…チェンジシャフト、３０５ａ…センシング部材、３０６…カム部材、３０６ａ…突出部、３０７…ケース、３０７ａ…ねじ孔、３１０…凸部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 120,305 ... Neutral detection switch, 121 ... Sensing part, 130 ... Circuit board, 131 ... 1st magnetoresistive effect sensor (MR sensor), 131a, 131b, 132a, 132b ... Magnetoresistive element, 131b ... Magnetoresistive element, 132: second magnetoresistive sensor (MR sensor), 140: bias magnet, 141: recess, 200: shift device, 201: guide groove, 201a, 201b, 201c, 201d ... groove, 202: case, 210 ... operation Lever, 300 ... manual transmission, 301 ... select lever, 301a ... select cable, 302 ... shift lever, 302a ... shift cable, 303 ... bracket, 304 ... change shaft, 305a ... sensing member, 306 ... cam member, 306a ... projecting Part, 307 ... case, 307a ... screw , 310 ... convex portion.
Claims (3)
前記一組の磁気抵抗効果センサは、前記被検出体の回転軌跡と前記法線とが交わる点を基準位置として、
ａ．前記法線に直交するとともに同法線から該センサに向かう方向に指向された磁気ベクトルが付与されているとき、ブリッジ回路の中点電位よりも小さい出力電圧を示し、前記被検出体が前記基準位置まで変位して、付与される前記磁気ベクトルの向きが同被検出体の方向に変化したとき、ブリッジ回路の中点電位よりも大きい出力電圧を示す第１の磁気抵抗効果センサ、及び、
ｂ．前記法線に直交するとともに同法線から該センサに向かう方向に指向された磁気ベクトルが付与されているとき、ブリッジ回路の中点電位よりも大きい出力電圧を示し、前記被検出体が前記基準位置まで変位して、付与される前記磁気ベクトルの向きが同被検出体の方向に変化したとき、ブリッジ回路の中点電位よりも小さい出力電圧を示す第２の磁気抵抗効果センサ、
といった２つの磁気抵抗効果センサからなり、これら第１及び第２の磁気抵抗効果センサのそれぞれの出力電圧の差分値に基づいて前記被検出体の前記基準位置への接近を検知する
ことを特徴とする近接スイッチ。 A to-be-detected body made of a magnetic material and rotating around a predetermined central axis and a magnetoresistive element are bridge-connected, and the resistance value of the element changes according to the direction of the applied magnetic vector. As a result, the output voltage changes, and a set of magnetoresistive effect sensors arranged symmetrically with respect to the normal line of the rotation locus of the detected object, and a bias magnetic field is applied to the set of magnetoresistive effect sensors. A magnet that is perpendicular to the normal line and that is directed in a direction from the normal line to each of the pair of magnetoresistive effect sensors. Prepared,
The set of magnetoresistive effect sensors has, as a reference position, a point where a rotation locus of the detected object and the normal line intersect,
a. When a magnetic vector that is orthogonal to the normal and directed in the direction from the normal to the sensor is applied, the output voltage is smaller than the midpoint potential of the bridge circuit, and the detected object is the reference A first magnetoresistive sensor that exhibits an output voltage that is greater than the midpoint potential of the bridge circuit when the orientation of the magnetic vector applied is changed to the direction of the detected object after being displaced to a position; and
b. When a magnetic vector that is orthogonal to the normal and directed in the direction from the normal to the sensor is applied, the output voltage is greater than the midpoint potential of the bridge circuit, and the detected object is the reference A second magnetoresistive sensor that exhibits an output voltage that is smaller than the midpoint potential of the bridge circuit when the direction of the applied magnetic vector is changed to the direction of the detected object after being displaced to a position;
And the proximity of the detected object to the reference position is detected based on the difference value between the output voltages of the first and second magnetoresistive sensors. Proximity switch.
請求項１に記載の近接スイッチ。 The proximity switch according to claim 1, wherein each of the pair of magnetoresistive effect sensors includes two magnetoresistive elements that form a half-bridge circuit, and forms a full-bridge circuit as a whole.
請求項１又は２に記載の近接スイッチ。 The magnet has an end portion between the pair of magnetoresistive effect sensors, extends in a direction away from the reference position along the normal line, and the pair of magnetoresistive effect sensors. A section formed in a U-shape in which a recess is formed from the end located on the side to the center thereof, and the portion where the recess is formed becomes an N pole, and is on the side opposite to the portion where the recess is formed The proximity switch according to claim 1, wherein the portion has a magnetization direction in which the portion becomes an S pole.
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