KR101173519B1 - 선형 홀-효과 센서를 이용하고, 증가된 선형성을 위한 자기 배열을 갖는 위치 센서 - Google Patents

선형 홀-효과 센서를 이용하고, 증가된 선형성을 위한 자기 배열을 갖는 위치 센서 Download PDF

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베이 센서스 앤드 시스템즈 캄파니, 인코포레이티드
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Abstract

자기장 어셈블리, 및 자기장 센서를 포함하는 타입의 위치 센서들에서 이용하기 위한 자기장 어셈블리를 구성하는 방법이 개시된다. 자기장 어셈블리 내의 제 1 및 제 2 자석들은 자성판의 표면(복귀 경로) 상에 위치되고, 분리 거리만큼 서로로부터 분리된다. 제 1 자석은 자성판의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축을 가지며, 제 1 자석은 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 갖는다. 제 1 및 제 2 자석들의 두께는 스트로크 방향을 따라 선택적으로 변동되고, 분리 거리는 자기장 센서와 자기장 어셈블리 간의 공극 길이 거리(gap length distance)를 따라 선택되어, 미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 위치 센서에 제공될 수 있다.
자기장 어셈블리, 위치 센서, 홀-효과 센서, 자기장 센서, 자성판

Description

선형 홀-효과 센서를 이용하고, 증가된 선형성을 위한 자기 배열을 갖는 위치 센서{Position sensor utilizing a linear hall-effect sensor, having a magnet arrangement for an increased linearity}
관련 출원
본 발명은 2003년 2월 14일자 제출된 예비 출원 번호 제 60/447,798 호로부터 35 U.S.C. 119(e) 하의 우선권을 청구한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 위치 센서들에 관한 것이며, 특히 원하는 자속 밀도 대 스트로크(stroke) 특성을 제공하기 위해 자석 두께 및 분리가 변동되는 위치 센서에 관한 것이다.
통상적인 선형 위치 센서들은 미국, 메사추세츠주, 워체스터 소재의 Allegro MicroSystems, Inc에 의한 "선형 홀-효과 센서들(Linear Hall-Effect Sensors)" 제목의 출원 정보 공개에 설명된다. 그러한 선형 위치 센서들은 도 1에 도시되며, 예를 들면, 도 1은 전술된 공개로부터 발췌된 도면이다. 이들 위치 센서들 각각은 자기장 어셈블리(magnet field assembly)(20) 및 선형 홀-효과 센서(22)로 구성된다. 자기장 어셈블리(20)는 2 또는 4 개의 직사각형의 자석들(24) 및 연자성 하우징(soft magnetic housing)(26)으로 구성된다. 선형 홀-효과 센서(22)는 자석들에 의 해 생성된 자기장을, 도면에서 좌-우 방향으로 가로지른다. 홀-효과 센서(22)가 위치 D=0 에 위치될 때, 자속 밀도는 0 이다. 이러한 구성은 전술된 공개에서 "푸시-풀(Push-Pull)" 방법으로서 지칭된다.
도 2는 소위 "푸시-푸시" 방법을 예시하며, 여기서 홀-효과 센서(28)는 동일한 극성들의 2 개의 자석들(30) 사이에서 이동한다. 상기 이동은 도면에서 수직(또는 업-다운) 방향이다. 거리(D)가 2 개의 자석들(30) 간의 중심점에 대응할 때, 자속 밀도는 0 이다. 이러한 경우에서 자석들(30)은 또한 직사각형이라는 것이 언급되어야 한다.
도 3은 다른 방법, 즉, 양극 슬라이드-바이 모드(bipolar slide-by mode)를 도시한다. 도 3의 예시는 Honeywell의 제목이 "홀 효과 센싱 및 애플리케이션, 마이크로 스위치 센싱 및 제어" 인 공개로부터 발췌되었다. 상기 공개에 따라, "양극 슬라이드-바이 모드"에서 선형-홀 효과 센서(32)는, 자성판(36)에 부착되고 고정된 거리만큼 서로로부터 분리된 두 개의 직사각형의 자석들(34)에 대하여 이동한다. 도 3은, 어떻게 자기장이 거리(38)의 함수로서 변동하는지를 예시하며, 자기장 어셈블리(42)의 중앙선(40)은 센서(32)의 중앙(44)로부터 거리(38)만큼 분리된다.
상술된 위치 센서들 모두는 그들의 스트로크 범위에서 비선형성이다.
도 10은 미국 특허 제 6,215,299 호의 도 2를 복제한 것이다. 이해되는 바와 같이, 이러한 구성에서 단일 자석은, 이동 방향을 따라 자석의 단부에서 N 및 S 극성들을 제공하는데 사용된다. 이러한 구성에서, 개시된 센서는 자석으로부터의 누설 자속에 대해서만 동작하며, 누설 자속은 센서의 전체 성능에 영향을 준다. 따라서, 자속 밀도 대 스트로크 범위가 더 잘 제어될 수 있으며 스트로크 범위에서 개선된 선형성이 성취될 수 있는 위치 센서에 대한 필요성이 있다.
자속 밀도 대 스트로크 특성의 개선된 제어 및 선형성은, 본 발명의 자기장 어셈블리, 및 자기장 센서를 포함하는 타입의 위치 센서에서 이용하기 위한 자기장 어셈블리를 구성하는 방법에 의해 제공된다. 자기장 어셈블리 내의 제 1 및 제 2 자석들은 자성판의 표면 상에 위치되고 분리 거리만큼 서로로부터 분리된다. 제 1 자석은 자성판의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축을 가지며, 제 1 자석은 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 갖는다. 제 1 및 제 2 자석들의 두께가 위치 센서의 스트로크 방향을 따라 선택적으로 변동되고, 분리 거리가 선택되어, 미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 위치 센서에 제공될 수 있다.
본 발명의 자기장 어셈블리의 한 실시예에서, 제 1 및 제 2 자석들 각각의 두께는, 평면 표면이 자기장 센서에 면하게 제공되도록 선형 방식으로 변동되며, 평면 표면은, 자성판의 표면과 직교하는 측면에 대하여 예각을 이룬다. 평면 표면들은 또한, 제 1 및 제 2 자석들의 두께가 자기장 어셈블리의 단부들에서 최대이고 자기장 어셈블리의 중앙을 향하여 최소가 되도록 각을 이루는 것이 바람직하다. 자속 밀도 대 스트로크 특성이 선형인 특히 바람직한 실시예에서, 예각은 약 60°가 되도록 선택된다.
본 발명의 자기장 어셈블리의 다른 실시예에서, 자기장 어셈블리는 위치 센서의 자기장 센서에 대하여 이동을 위해 공극 길이 거리(gap length distance)에 위치될 수 있으며, 또한 분리 거리는 공극 길이보다 길도록 선택된다. 바람직한 실시예에서, 분리 거리는 공극 길이 거리의 5배보다 길도록 선택된다.
본 발명의 자기장 어셈블리는 선형 뿐만 아니라 회전식 센서 애플리케이션에서도 적절하다. 선형 애플리케이션 환경에서, 제 1 및 제 2 자석들은, 자성판의 표면과 직교하고 위치 센서의 스트로크 방향에 실질적으로 평행한 측면들을 가질 수 있다. 회전식 센서 애플리케이션 환경에서, 위치 센서는 각 스트로크(angular stroke)를 가지며, 제 1 및 제 2 자석들은, 자성판의 표면과 직교하고 각 스트로크를 따라 아크형인 측면을 가질 수 있다. 회전식 센서 애플리케이션 환경에서, 제 1 및 제 2 자석들은, 위치 센서의 스트로크 방향을 따라 변동하는 폭 치수를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 위치 센서는, 상술된 자기장 어셈블리 및 홀-효과 센서와 같은 자기장 센서를 포함한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 서로로부터 분리되어 자성판 상에 위치된 제 1 및 제 2 자석들의 두께를 변동시키고 자석들 간의 분리 거리 및 공극 길이 거리를 선택함으로써 자기장 어셈블리를 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이며, 이로써 원하는 자속 밀도 대 스트로크가 제공된다.
본 발명의 다른 목적은 위치 센서 장치 및 위치 센서 장치 구성 방법을 제공하는 것이며, 자기장 어셈블리의 제 1 및 제 2 자석들은 분리 거리만큼 분리되어 자성판 상에 위치되고, 각 자석이, 자기장 센서에 면하고 예각을 이루는 평면 표면을 제공하도록 각 자석의 두께는 변동된다.
도 1은 종래의 선형 위치 센서의 도면.
도 2는 소위 "푸시-푸시" 라 불리는 종래 선형 위치 센서 방법을 예시한 도면.
도 3은 양극 슬라이드-바이 모드로서 언급된 종래의 다른 선형 위치 센서 방법을 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 위치 센서를 예시한 도면.
도 5는 예시적인 위치 센서 구성에서 본 발명의 자기장 어셈블리 실시예의 사용예를 예시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 위치 센서 실시예에서 자속 밀도 대 스트로크 곡선들을 도시한 도면.
도 7은 60°의 자석 각 및 0.284 mm의 공극 길이(Lg)에서 본 발명의 실시예의 자속 밀도 대 스트로크 특성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 회전식 실시예의 자기장 어셈블리의 상부도를 예시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 실린더형 센서 형상을 예시한 도면.
도 10은 미국 특허 제 6,215,299 호의 복제도.
이들 및 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부한 도면들과 함께 본 발명의 바람직한 특정 실시예들의 상세한 설명을 고려하면 쉽게 이해될 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 위치 센서가 예시된다. 특히, 본 발명에 따라 개선된 선형성을 제공하는 선형-홀 효과 센서를 이용하는 위치 센서의 자기장 어셈블리(50)의 단면도가 도시된다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 홀-효과 센서(56)에 면하는 측면들(52)(자석들(54)의 측면들)은 자석들(54)의 수직 측면들(60)에 대하여 각도(58)로 형성된다. 각도(58)는 수직 측면들(60)에 대하여 예각인 것이 바람직하다. 또한, 자석들(54)는 자성판(62) 상에 위치되고 분리 거리(D)(64)만큼 분리된다. 자기장 어셈블리(50)의 이동 방향은 화살표 66으로 도시된다.
도 5는 본 발명의 위치 센서의 예시적인 실시예를 이용하는 한 예를 도시하며, 여기서 자석 어셈블리(50)는 허브(68)에 부착되고, 허브는 모션 디바이스(선형 모터 또는 선형 보이스 코일 액츄에이터, 도시되지 않음)의 샤프트(shaft)에 놓여진다.
도 6은 자석들(54)의 측면(52)과 수직 측면(60) 간의 몇몇 상이한 값의 각도(58)에서 자속 밀도 대 스트로크 곡선들을 도시한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 90°의 각도가 가장 굴곡이 심한 반면에, 약 60°의 각도는 가장 선형 응답을 생성하는 것으로 보인다.
도 7은 60°의 자석 각도, 및 홀-효과 센서(56)와 자석들(54)의 상부 코너들 간의 0.284 mm의 공극 길이(Lg)에서 자속 밀도 대 스트로크 특성을 도시한다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 자석들(54)이 서로로부터 분리된 분리 거리 D(64)는 대략 1.8 mm이다. 따라서, 이러한 특정 구성에서, 분리 거리는 공극 길이 거리보다 길도록 선택되며, 본 예에서는, 5 배 이상이다. 선택된 형상은 3 % 내에서 4.5 mm의 스트로크 범위의 위치 센서의 선형 출력을 성취하도록 한다. 위의 설명 및 도면들에서, 본 발명에 따라, 센서의 선형 특성을 개선하고 원하는 센서 특성을 형성하는데 사용될 수 있는 위치 센서의 자기장 어셈블리의 새로운 구성이 발견된다. 일반적으로, 자기장 어셈블리 내의 자석들의 두께는 위치 센서의 자속 밀도 대 스트로크 특성의 형상에 영향을 주기 위해 변동된다. 이러한 두께의 변동은 위치 센서의 스트로크의 방향을 따라 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 두께는, 각 자석에서 홀-효과 센서에 면하고 자석의 수직 측면에 대하여 각도를 이루는 평면 표면이 제공되도록 선형 방식으로 변동된다. 바람직한 실시예에서, 표면들의 각도는, 자석들의 두께가 자기장 어셈블리의 단부들에서 최대이고 자기장 어셈블리 중앙을 향하여 최소가 되도록 선택된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 3 개의 파라미터들, 즉, 자석 각도, 자석들 간의 거리, 및 자석들과 선형 홀-효과 센서 간의 거리를 변경함으로써, 선형성이 실질적으로 개선될 수 있다는 것을 알았다.
앞서 설명된 본 발명의 구성들은 이전 센서 구성들보다 다수의 이점들을 제공한다. 본 발명에서, 자석 어셈블리는 선택되고 변동되는 두께들을 갖는 개개의 자석들을 포함하고, 개개의 자석들은 연자성판(soft magnetic plate) 또는 몸체에 부착된다. 연자성판은, 개개의 자석들과 자성 어셈블리에 의해 생성된 자속 분포에 영향을 주는 복귀 경로(return path)로서 동작한다. 결과적인 자성 회로는, 자속 성분의 수직 성분을 증가시키기 위해 자속이 집중되도록 한다. 따라서, 종래 센서 구성들에서 단일 자석 경우와 비교하여, 본 발명은 자성 어셈블리로부터 자속의 증 가된 수직 성분 및 감소된 접선을 제공한다. 자석 어셈블리의 크기, 예를 들면, 높이는 종래 센서 구성들과 비교하여 최소화될 수 있다. 위치 센서 그 자체의 총 높이는 적절하게 감소될 수 있다.
또한, 개별 자석들의 사용은 각 자석이 서로에 대해 독립적으로 자화되도록 하여, 그의 자석 특성이 자석에서 선택된 두께에 의해 생성된 자속 분포에서 원하는 효과를 생성하기 위해 보다 잘 맞추어질 수 있다. 예를 들면, 자석에 대하여 단일 자석 구성에 사용될 수 있는 것보다 더 높은 에너지 제품 물질이 본 발명에서 이용될 수 있다. 종래 센서들과 비교하여, 이것은 또한 위치 센서의 높이를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따라, 본 발명의 설명된 실시예는 자기장 어셈블리(50)에서 자석들(54)의 대칭적인 구성을 사용하는 한편, 다른 구성들은 추구되는 위치 센선의 자속 밀도 대 스트로크 특성에 따라 채용될 수 있다는 것이 이해된다.
또한, 여기에 설명된 각 자석은 한 조각으로 구성될 필요가 없으며, 특정 모양의 개개의 자석들의 조합에 의해 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 자석들의 물질은 몰딩 또는 소결된 네오디뮴 아이언 보론(Neodymium Iron Boron), 또는 사마륨 코발트(Samarium Cobalt) 또는 다른 적절한 물질일 수 있다.
또한, 상술된 실시예는 본 발명의 선형 위치 센서 애플리케이션이지만, 본 발명의 개념들은 회전식 위치 센서들에서도 사용될 수 있다. 도 8은 본 발명의 회전식 실시예의 자기장 어셈블리(70)의 상부도를 예시한다. 상술된 선형 실시예와 같이, 회전식 실시예의 자석들(72)는 자기장 어셈블리의 단부들(74)에서 최대 폭 치수를 가지며, 자기장 어셈블리의 중앙을 향하여 폭 치수가 최소가 된다. 이러한 방식에서, 홀 효과 센서에 면하는 경사진 표면들이 제공된다. 또한, 이러한 회전식 실시예의 자석들(72) 및 자성판(76)의 굴곡으로 인해, 자석들 서로로부터 분리된 거리는 방사형으로 변동할 수 있다. 자성판의 표면과 직교하는 자석들(72)의 측면들은 회전식 스트로크 방향을 따라 아크형으로 묘사될 수 있다.
본 발명의 위치 센서는 선형 홀-효과 센서를 사용하는 것으로 설명되었지만, 다른 타입들의 자기장 센서들이 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 채택될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
예를 들면, 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 설명될 것이다. 단면으로 도시된 실시예는, 거리 D 만큼 분리된 두 개의 방사형으로 자화된 링 자석을 갖는 자성 링의 형태를 갖는다. 도시된 구성에서, 자성 링은, 이 자성 링이 위치 정보가 감지되는 기존의 샤프트에 슬라이딩하고 결합되도록 하는 내부 크기를 갖는다. 대안적으로, 자성 경로는 중실 실린더(solid cylinder)형으로 이루어질 수 있으며, 자석 어셈블리를 샤프트에 접속시키기 적절한 모양이 제공되며, 샤프트의 위치는 감시된다. 방사형으로 자화된 링 자석들의 두께, 분리 및 다른 치수적 형상들은 본 발명의 다른 실시예들에서 설명된 기준에 따라 선택되는 것이 바람직하다.
링 자석들 및 자성 링(복귀 경로)은 공동축을 공유한다. 사용 시에, 이러한 자성 어셈블리의 이동 방향은 통상적으로 이러한 공동축에 평행하고, 자기장 센서는 공동축에 평행한 평면에 위치되고, 공동축 및 자성 어셈블리로부터 분리된 반지름 거리에 위치된다. 도 9의 구성의 중요한 이점은, 이것이 샤프트 축에 대하여 임의의 잘못된 샤프트 정렬 각도에 민감하지 않다는 것이다. 따라서, 회전하지 않는 디바이스의 부족 또는 다른 이유로 인해, 샤프트가 샤프트 축 주위를 특정 각도로 회전될지라도, 자기장 센서는 자석 어셈블리에 대하여 계속해서 적절히 정렬될 것이다. 선형 보이스 코일 액츄에이터와 같은 실제 애플리케이션들에서, 필연적으로 샤프트의 일부 각도 이동이 존재한다. 따라서, 도 9의 구성은 이러한 상황에서 특히 유용하다. 여기에 사용된 용어들 및 표현들은 설명의 용어들로서 의도되며, 제한적이지 않고, 도시되고 설명된 특징들의 동등물들 또는 그의 부분들을 제외하는 용어들 및 표현들의 사용에는 어떠한 의도도 없으며, 청구된 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정들이 가능하다는 것이 인지된다.

Claims (38)

  1. 자기장 센서를 포함하고 스트로크 방향을 갖는 타입의 위치 센서 디바이스에서 이용하기 위한 자기장 어셈블리에 있어서,
    자성판(magnetic plate)의 표면 상에 위치되고 분리 거리만큼 서로로부터 분리된 제 1 및 제 2 자석(magnets)으로서, 상기 제 1 자석은 상기 자성판의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축(magnetic axis)을 가지며, 상기 제 1 자석은 상기 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 갖는, 상기 제 1 및 제 2 자석을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들은 상기 스트로크 방향을 따라 선택적으로 변동되고, 상기 자기장 어셈블리는 상기 자기장 센서에 대하여 이동을 위해 공극 길이 거리(gap length distance)에 위치될 수 있으며, 상기 분리 거리는 상기 공극 길이 거리보다 길도록 선택되어, 미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 상기 위치 센서를 위해 제공될 수 있는, 자기장 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석 각각의 두께는, 평면 표면이 상기 자기장 센서에 면하게 제공되도록 선형 방식으로 변동되고, 상기 평면 표면은 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면에 관하여 예각을 이루는, 자기장 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 평면 표면들은, 상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들이 상기 자기장 어셈블리의 단부들(opposite ends)에서 최대이고 상기 자기장 어셈블리의 중앙을 향해 최소가 되도록 각을 이루는, 자기장 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 예각은 60°가 되도록 선택되는, 자기장 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 분리 거리는 상기 공극 길이 거리의 5 배보다 길도록 선택되는, 자기장 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석은 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면들을 가지며, 상기 측면들은 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향에 실질적으로 평행한, 자기장 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 센서는 회전식 스트로크를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 자석은, 상기 자성판의 표면과 직교하고 상기 회전식 스트로크를 따라 아크형인 측면들을 갖는, 자기장 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석은, 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향을 따라 변동하는 아크형 측면들의 폭 치수를 갖는, 자기장 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 센서는 홀-효과 센서(Hall-effect sensor)인, 자기장 어셈블리.
  11. 스트로크 방향을 갖는 위치 센서 디바이스에 있어서:
    자기장 센서; 및
    자성판의 표면 상에 위치되고 분리 거리만큼 서로로부터 분리된 제 1 및 제 2 자석을 포함하는 자기장 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 1 자석은 상기 자성판의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축을 가지며, 상기 제 1 자석은 상기 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 가지며, 상기 자기장 어셈블리는 상기 자기장 센서에 대하여 이동을 위해 공극 길이 거리에 위치되고,
    상기 제 1 및 제 2 자석의 두께는 상기 위치 센서의 상기 스트로크의 방향을 따라 변동하도록 선택되고, 상기 공극 길이 거리 및 분리 거리는 상기 분리 거리가 상기 공극 길이 거리보다 길도록 선택되어, 미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 상기 위치 센서를 위해 제공되는, 위치 센서 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석 각각의 두께는, 평면 표면이 상기 자기장 센서에 면하게 제공되도록 선형 방식으로 변동되고, 상기 평면 표면은, 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면에 관하여 예각을 이루는, 위치 센서 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 평면 표면들은, 상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들이 상기 자기장 어셈블리의 단부들에서 최대이고 상기 자기장 어셈블리의 중앙을 향해 최소가 되도록 각을 이루는, 위치 센서 디바이스.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 예각은 60°가 되도록 선택되는, 위치 센서 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 분리 거리는 상기 공극 길이 거리의 5 배보다 길도록 선택되는, 위치 센서 디바이스.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석은 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면들을 가지며, 상기 측면들은 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향에 실질적으로 평행한, 위치 센서 디바이스.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 위치 센서는 회전식 스트로크를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 자석은, 상기 자성판의 표면과 직교하고 상기 회전식 스트로크를 따라 아크형인 측면들을 갖는, 위치 센서 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석은, 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향을 따라 변동하는 아크형 측면들의 폭 치수를 갖는, 위치 센서 디바이스.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 자기장 센서는 홀-효과 센서인, 위치 센서 디바이스.
  21. 자기장 센서 및 스트로크 방향을 포함하는 타입의 위치 센서 디바이스에서 이용하기 위한 자기장 어셈블리를 구성하기 위한 방법에 있어서:
    분리 거리만큼 서로로부터 분리되도록 자성판의 표면 상에 제 1 및 제 2 자석을 위치시키는 단계로서, 상기 제 1 자석은 상기 자성판의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축을 가지며, 상기 제 1 자석은 상기 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 갖는, 상기 제 1 및 제 2 자석을 위치시키는 단계;
    상기 자기장 센서에 대하여 이동을 위해 공극 길이 거리에 상기 자기장 어셈블리를 위치시키는 단계; 및
    미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 상기 위치 센서를 위해 제공될 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들을 상기 스트로크 방향을 따라 선택적으로 변동시키고, 상기 분리 거리를 선택하는 단계를 포함하는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 선택적 변동 단계는, 평면 표면이 상기 자기장 센서에 면하게 제공되도록 상기 제 1 및 제 2 자석 각각의 두께를 선형 방식으로 변동시키는 단계를 포함하고, 상기 평면 표면은, 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면에 관하여 예각을 이루는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 선택적 변동 단계는, 상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들이 상기 자기장 어셈블리의 단부들에서 최대이고 상기 자기장 어셈블리의 중앙을 향해 최소가 되도록 상기 평면 표면들을 경사(angling)시키는 단계를 포함하는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  24. 삭제
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 경사 단계에서, 상기 예각은 60°가 되도록 선택되는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 선택적 변동 단계에서, 상기 분리 거리는 상기 공극 길이 거리의 5 배보다 길도록 선택되는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  27. 제 21 항에 있어서, 상기 제공 단계는, 상기 자성판의 표면과 직교하는 측면들로서, 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향에 실질적으로 평행한 상기 측면들을 갖는 상기 제 1 및 제 2 자석들을 구성하는 단계를 포함하는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  28. 제 21 항에 있어서, 상기 위치 센서는 회전식 스트로크를 가지며, 상기 제공 단계는, 상기 자성판의 표면과 직교하고 상기 회전식 스트로크를 따라 아크형인 측면들을 갖도록 상기 제 1 및 제 2 자석을 구성하는 단계를 포함하는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제공 단계는, 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향을 따라 변동하는 아크형 측면들의 폭 치수를 갖도록 상기 제 1 및 제 2 자석을 구성하는 단계를 포함하는, 자기장 어셈블리 구성 방법.
  30. 자기장 센서를 포함하고 스트로크 방향을 갖는 타입의 위치 센서 디바이스에서 이용하기 위한 자기장 어셈블리에 있어서,
    실린더형 단면을 갖는 자성 복귀 경로(magnetic return path)를 제공하는 구성부품(component)의 표면 상에 위치되고 분리 거리만큼 서로로부터 분리된 제 1 및 제 2 자석으로서, 상기 제 1 자석은 상기 자성 복귀 경로를 제공하는 구성부품의 표면과 실질적으로 직교하는 자성축을 가지며, 상기 제 1 자석은 상기 제 2 자석의 극성에 반대되는 극성을 갖는, 상기 제 1 및 제 2 자석을 포함하고,
    상기 자기장 어셈블리는 상기 자기장 센서에 대하여 이동을 위해 공극 길이 거리에 위치될 수 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 자석의 두께들은 상기 스트로크 방향을 따라 선택적으로 변동되고, 상기 분리 거리가 선택되어, 미리 결정된 자속 밀도 대 스트로크 특성이 상기 위치 센서를 위해 제공될 수 있는, 자기장 어셈블리.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자석은 링 자석들이며, 상기 자성 복귀 경로는 자성 링인, 자기장 어셈블리.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 링 자석 각각의 두께들은, 경사진 표면이 상기 자기장 센서에 면하게 제공되도록 선형 방식으로 변동되고, 상기 경사진 표면은 상기 자성 링의 표면과 직교하는 측면에 관하여 예각을 이루는, 자기장 어셈블리.
  33. 제 31 항에 있어서, 경사진 표면들은, 상기 제 1 및 제 2 링 자석의 두께들이 상기 자기장 어셈블리의 단부들에서 최대이고 상기 자기장 어셈블리의 중앙을 향해 최소가 되도록 각을 이루는, 자기장 어셈블리.
  34. 삭제
  35. 제 32 항에 있어서, 상기 예각은 60°가 되도록 선택되는, 자기장 어셈블리.
  36. 제 30 항에 있어서, 상기 분리 거리는 상기 공극 길이 거리의 5 배보다 길도록 선택되는, 자기장 어셈블리.
  37. 제 30 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 링 자석은 상기 자성 복귀 경로를 제공하는 구성부품의 표면과 직교하는 측면들을 가지며, 상기 측면들은 상기 위치 센서의 상기 스트로크 방향에 실질적으로 평행한, 자기장 어셈블리.
  38. 제 30 항에 있어서, 상기 자기장 센서는 홀-효과 센서인, 자기장 어셈블리.
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