KR20100027998A

KR20100027998A - 자석을 사용한 이동 검출 장치

Info

Publication number: KR20100027998A
Application number: KR1020090082286A
Authority: KR
Inventors: 유지 고다마; 히로후미 오쿠무라
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2010-03-11
Also published as: JP2010060339A; JP4606485B2; DE102009039497B4; KR101121411B1; DE102009039497A1

Abstract

과제

자석의 이동 위치를 자기 검지기로 검지하는 이동 검출 장치에 있어서, 이동부와 함께 자석이 매끄럽게 이동할 수 있어, 자석과 자기 검지기의 위치 관계를 안정시킬 수 있게 한다.

해결 수단

자기 검지기 (16) 근방에 형성된 안내면 (14) 을 슬라이딩하는 슬라이딩 홀더 (20) 가 형성되고, 이 슬라이딩 홀더 (20) 에 자석 (30) 이 유지되어 있다. 자석 (30) 의 X1 측을 향하는 대향면 (33) 은 곡면으로서, 이 대향면 (33) 이 슬라이딩 홀더 (20) 에 형성된 개구부 (23) 로부터 X1 방향으로 돌출되어, 자기 검지기 (16) 와의 거리를 짧게 하고 있다. 슬라이딩 홀더 (20) 와 이동부 (12b) 사이에는 판 스프링 (40) 이 형성되고, 이 판 스프링 (40) 에 의해 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 에 가압되어 있다. 이동부 (12b) 가 이동하면 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 을 슬라이딩하기 때문에, 자석 (30) 과 자기 검지기 (16) 의 상대 거리를 항상 최적으로 설정할 수 있다.

Description

자석을 사용한 이동 검출 장치{MOVEMENT DETECTING DEVICE USING MAGNET}

본 발명은, 내연 기관의 배기 가스 재순환 장치에 형성되는 밸브의 개폐량이나, 각종 장치의 기구 이동량을 검지하는 데에 사용되는 이동 검출 장치에 관련된 것으로서, 특히, 이동부에 자석이 탑재되고, 고정부에 상기 자석으로부터의 누설 자계를 검지하는 자기 검지기가 형성된 이동 검출 장치에 관한 것이다.

각종 기기에 있어서, 이동부의 이동 상태를 검출하기 위해, 자석과 이 자석으로부터의 누설 자계를 검지하는 자기 검지기를 구비한 이동 검출 장치가 사용되고 있다. 그 일례로서, 이하의 특허 문헌 1 에는, 내연 기관의 기화기에 형성된 가변 밸브의 개폐량을 자기 센서로 검출하는 개방도 검출 장치가 개시되어 있다.

이 개방도 검출 장치는, 밸브실 내에 형성된 홀더가 피스톤 밸브와 함께 왕복 이동한다. 홀더에는 플라스틱 마그넷이 고정되고, 피스톤 밸브와 홀더의 이동에 수반하여, 이 플라스틱 마그넷이 밸브실을 이동한다. 밸브실의 외측에는 센서실이 일체로 형성되어 있고, 이 센서실 내에, 플라스틱 마그넷의 이동 방향으로 나란히 3 개의 자기 센서가 형성되어 있다. 이 개방도 검출 장치는, 3 개의 자기 센서가 플라스틱 마그넷의 이동 위치를 검지함으로써, 피스톤 밸브가 제 1 개방도, 제 2 개방도 또는 제 3 개방도로 된 것을 검지하는 것이다.

특허 문헌 1 에 기재된 개방도 검출 장치는, 3 개의 자기 센서를 사용하여 피스톤 밸브의 개방도를 3 단계로 검지할 수는 있으나, 예를 들어 배기 가스 재순환 장치의 순환 경로에 형성된 개폐 밸브 등에서 필요한 바와 같이, 밸브의 개폐도를 세밀한 분해능으로 검지하기는 어렵다.

또한, 상기 플라스틱 마그넷이 직접 밸브실의 내벽에 대향하여 이동하는 것이기 때문에, 플라스틱 자석과 각각의 자기 센서의 대향 거리를 고정밀도로 확보하기가 곤란한 구조이다. 따라서, 플라스틱 마그넷이 이동할 때에, 각각의 자기 센서로부터의 검출값에 편차가 발생할 우려가 있다. 또한, 플라스틱 마그넷이 밸브실의 내벽에 직접 대향하여 이동하기 때문에, 플라스틱 마그넷이 이동할 때에 상기 내벽과의 슬라이딩 마찰력에 의해 마모되거나 손상될 가능성이 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평7-317574호

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로서, 이동부가 안내면을 따라 이동할 때에, 이동부에 형성된 자석과 상기 안내면의 상대 거리를 항상 고정밀도로 확보할 수 있어, 자기 검지기에 의해 이동부의 이동 위치를 고정밀도로 검지할 수 있는 이동 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한 본 발명은, 자기 검지기에 의해 자석으로부터의 누설 자계를 고정밀도로 검지할 수 있고, 이동 위치의 이동량을 높은 분해능으로 검지할 수 있는 이동 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 고정부에 형성된 안내부를 따라 직선적으로 왕복 이동하는 이동부와, 상기 이동부와 함께 이동하는 자석과, 상기 고정부에 설치되어 상기 자석으로부터의 누설 자계를 검지하는 자기 검지기를 갖는 이동 검출 장치에 있어서, 상기 자석의 상기 자기 검지기에 대향하는 대향면은, 상기 이동부의 이동 방향을 향하는 양단부보다 그 중간 영역이, 상기 자기 검지기가 배치된 측을 향해 돌출되는 형상이고,

상기 자석을 유지하여 상기 이동부와 함께 이동하는 홀더가 형성되고, 상기 홀더에는, 적어도 상기 대향면의 중앙 영역에 대향하는 부분에 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 이동 검출 장치는, 그 대향면의 중앙부가 자기 검지기가 형성된 측을 향해 돌출되는 형상의 자석을 사용하고 있기 때문에, 홀더가 움직였을 때에, 그 이동 거리와 자기 검지기에 의한 검지 출력의 관계를 1 차 함수에 가까운 것으로 할 수 있다. 그리고, 홀더에는 자석의 중앙부에 대향하는 개구부가 형성되어 있기 때문에, 자석의 중앙부를 이 개구부 내에 배치하여, 자석과 자기 검지기의 거리를 가깝게 할 수 있다. 따라서, 자기 검지기에 의한 누설 자계의 검지 감도를 높일 수 있다.

본 발명은, 상기 자석의 상기 대향면은, 상기 양단부보다 상기 중간 영역이 상기 자기 검지기가 배치된 측으로 돌출되는 돌곡면 (突曲面) 이다.

또한, 본 발명은, 상기 홀더는 상기 대향면이 향하는 측과 반대측인 배부 (背部) 에서 개구되는 유지 오목부를 갖고 있고, 상기 자석은 상기 배부로부터 상기 유지 오목부에 삽입되고, 상기 유지 오목부 내에 있어서, 상기 자석이 상기 이동부의 이동 방향으로 움직이지 않도록 고정되어 있는 것이다.

상기 구성의 이동 검출 장치에서는, 자석을 홀더 배부의 개구부로부터 장착함으로써 홀더에 자석을 유지시킬 수 있어, 조립 작업을 용이하게 할 수 있다.

본 발명은, 상기 자석에는 상기 대향면보다 후퇴한 위치에 맞닿음부가 형성되고, 상기 홀더에는 상기 개구부 이외의 영역에 위치 결정부가 형성되어 있고, 상기 맞닿음부가 상기 위치 결정부에 지지되어, 상기 홀더 내에서 상기 자석이 위치 결정되어 있는 것이 바람직하다.

자석에는, 대향면으로부터 후퇴하는 맞닿음부가 형성되고, 이 맞닿음부를 홀더에 맞닿게 하여 자석을 위치 결정하고 있기 때문에, 자석의 돌출 형상의 대향면 을 홀더 내에 있어서 정확하게 위치 결정할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 이동부와 상기 홀더 사이에 판 스프링이 형성되어 있고, 상기 홀더가 상기 판 스프링에 의해 상기 자기 검지기가 배치된 측을 향해 가압되어 있음과 함께, 상기 판 스프링에 형성된 보조 가압편에 의해 상기 자석이 직접 가압되고, 상기 맞닿음부가 상기 위치 결정부에 탄압 (彈壓) 되어 있는 것으로서 구성할 수 있다.

상기 구성에서는, 판 스프링에 형성된 유지 가압편에 의해, 자석의 맞닿음부가 홀더의 위치 결정부에 가압되어, 자석을 홀더 내에서 움직임없이 유지시킬 수 있다.

본 발명의 이동 검출 장치는, 이동부와 함께 이동하는 홀더에 유지되어 있는 자석이 돌출 형상의 대향면을 갖고 있고, 홀더에는 자석의 대향면의 중앙 영역이 대향하는 개구부가 형성되어 있다. 그 때문에, 자석의 대향면을 자기 검지기에 접근하는 위치에 배치할 수 있어, 자기 검지기에 의한 자석의 누설 자계의 검지 감도를 높게 할 수 있다.

또한, 자석에 돌출 형상의 대향면보다 후퇴한 위치에 맞닿음부를 형성하고, 이 맞닿음부에 의해 자석을 위치 결정함으로써, 자석의 자기 검지기에 대향하는 대향면이 곡면이어도 홀더 내에서 자석을 확실하게 위치 결정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 이동 검출 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2 는 판 스프링과 슬라이딩 홀더가 조합된 상태를 배부측으로부터 나타내는 사시도이고, 도 3 은 판 스프링과 자석과 슬라이딩 홀더를 배부측에서 본 분해 사시도이다. 도 4 는 자석과 슬라이딩 홀더를 대향면측에서 본 분해 사시도이다. 도 5 는 판 스프링과 슬라이딩 홀더를 나타내는 종단면도이다.

도 1 에 나타내는 이동 검출 장치 (10) 는, 내연 기관의 배기 가스 재순환 장치 (EGR) 에 있어서, 배기 가스의 순환량을 제어하는 제어 밸브 (1) 의 개폐도를 검출하기 위한 것이다. 제어 밸브는, 자동차에 형성된 제어부로부터의 지령에 따라 모터의 동력 등에 의해 개폐된다.

이동 검출 장치 (10) 는, 고정부인 하우징 (11) 을 갖고 있다. 하우징 (11) 은 합성 수지 재료로 사출 성형되거나 하여 비자성 재료로 형성되어 있다. 하우징 (11) 의 하부에 트러스트 베어링 (13) 이 장착되어 있고, 이 트러스트 베어링 (13) 에 축부 (12a) 가 Y1-Y2 방향으로 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 유지되어 있다. 상기 축부 (12a) 는, 상기 제어 밸브 (1) 가 개폐 동작할 때에, 제어 밸브 (1) 의 개방도에 따라 Y1-Y2 방향으로 이동한다. 축부 (12a) 의 상부에는 이동부 (12b) 가 일체로 형성되어 있고, 축부 (12a) 와 이동부 (12b) 가 하우징 (11) 내부의 실린더 (11a) 내를 상하로 이동한다. 축부 (12a) 와 이동부 (12b) 는, 합성 수지 재료 등의 비자성 재료로 형성되어 있다. 실린더 (11a) 내에는 상방에 압축 코일 스프링 (17) 이 수납되어 있고, 이 압축 코일 스프링 (17) 에 의해 축부 (12a) 와 이동부 (12b) 가 항상 Y2 방향으로 탄성 지지되어 있다. 압축 코일 스프링 (17) 은, 스프링용 스테인리스 등의 비자성 재료로 형성 되어 있다.

실린더 (11a) 내에는 이동부 (12b) 를 Y1-Y2 방향으로 직선적으로 이동시키는 안내부가 형성되어 있고, 축부 (12a) 와 이동부 (12b) 는, 상기 트러스트 베어링 (13) 과 상기 안내부에 안내되어 Y1-Y2 방향으로 직선적으로 이동된다. 실린더 (11a) 의 X1 측 내면에 안내면 (14) 이 형성되어 있다. 이 안내면 (14) 은, 도 1 의 지면에 직교하는 방향 및 Y1-Y2 방향으로 연장되는 평면이다.

하우징 (11) 에는, 상기 안내면 (14) 보다 X1 측에 유지 오목부 (15) 가 형성되어 있다. 유지 오목부 (15) 내에 자기 검지기 (16) 가 유지되어 있다. 자기 검지기 (16) 는, 유지 오목부 (15) 의 X2 측의 위치 결정면 (15a) 에 밀착되어 고정되어 있다. 하우징 (11) 을 제조할 때의 치수 관리에 의해 상기 안내면 (14) 과 위치 결정면 (15a) 의 X 방향의 치수가 고정밀도로 결정되어 있다. 그 때문에, 위치 결정면 (15a) 에 밀착된 자기 검지기 (16) 와, 안내면 (14) 의 X 방향의 거리가 고정밀도로 설정되어 있다.

자기 검지기 (16) 는, 자속의 X1 방향과 X2 방향에 대한 강도의 대소 변화 및 그 방향의 변화를 검지할 수 있는 것으로서, 홀 소자 또는 자기 저항 효과 소자 등의 검지 소자를 갖고 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 실린더 (11a) 내에는 슬라이딩 홀더 (20) 가 형성되고, 이 슬라이딩 홀더 (20) 에 자석 (30) 이 유지되어 있다. 슬라이딩 홀더 (20) 와 상기 이동부 (12b) 사이에 판 스프링 (40) 이 형성되어 있고, 이 판 스프링 (40) 의 탄성력에 의해 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 에 가압되어 있 다. 축부 (12a) 와 이동부 (12b) 가 제어 밸브 (1) 의 개방도에 따라 Y1-Y2 방향으로 이동할 때에, 이동부 (12b) 와 함께 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 에 밀착되면서 슬라이딩한다.

도 3, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 홀더 (20) 는 박형의 직육면체 형상으로서, 합성 수지 재료 등의 비자성 재료로 형성되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 홀더 (20) 의 X1 측 (안내면 (14) 에 대향하는 측) 인 표측에 1 쌍의 레일면 (21, 21) 이 형성되어 있다. 레일면 (21, 21) 은, Z1 측과 Z2 측으로 떨어져 위치하고 있고, 또한 Y-Z 평면과 평행한 평면이다. 또한, 각각의 레일면 (21) 은, Z1-Z2 방향의 폭 치수보다 Y1-Y2 방향의 세로 치수가 충분히 큰 띠면 형상이다. 각각의 레일면 (21, 21) 은, Y1 측의 단부 (端部) (21a, 21a) 에 곡면이 형성되고, Y2 측의 단부 (21b, 21b) 에도 곡면이 형성되어 있다.

레일면 (21) 과 레일면 (21) 사이에는, 레일면 (21, 21) 보다 X2 측으로 후퇴하는 후퇴면 (22, 22) 이 형성되어 있다. 후퇴면 (22, 22) 은, Y-Z 평면과 평행한 평면이다. 후퇴면 (22) 과 후퇴면 (22) 은 Y1-Y2 방향으로 떨어져 형성되어 있고, 상측의 후퇴면 (22) 과 하측의 후퇴면 사이에 개구부 (23) 가 형성되어 있다. 개구부 (23) 는 사각 형상으로서, 슬라이딩 홀더 (20) 를 X1-X2 방향으로 관통하여, 슬라이딩 홀더 (20) 의 내부에 형성된 유지 오목부 (24) 에 연통되어 있다.

도 3 과 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기 유지 오목부 (24) 는 슬라이딩 홀더 (20) 의 내부에 형성되어, 배부측 (X2 측) 에 개구되어 있다. 슬라이딩 홀더 (20) 의 X2 측을 향하는 배면 (25) 은, 유지 오목부 (24) 의 개구부 주위를 둘러싸는 프레임 형상으로 되어 있다. 배면 (25) 중 Y1 측의 단변에 위치하는 부분이 제 1 지지부 (25a) 로서 기능하고, Y2 측의 단변에 위치하는 부분이 제 2 지지부 (25b) 로서 기능한다. 그리고, Z1 측의 장변에 위치하는 부분이 측방 지지부 (25c) 이고, Z2 측의 장변에 위치하는 부분이 측방 지지부 (25d) 이다.

제 1 지지부 (25a) 의 Z1 측 가장자리부와 Z2 측 가장자리부에는, 각각 X2 방향으로 돌출되는 제 1 위치 결정 돌기 (26a, 26a) 가 일체로 형성되어 있고, 제 2 지지부 (25b) 의 Z1 측 가장자리부와 Z2 측 가장자리부에는, 각각 X2 방향으로 돌출되는 제 2 위치 결정 돌기 (26b, 26b) 가 일체로 형성되어 있다.

도 3 과 도 5 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 홀더 (20) 의 유지 오목부 (24) 내에서는, 1 쌍의 레일면 (21, 21) 의 각각의 배부에, Y1 측에 형성된 제 1 위치 결정부 (27a, 27a) 와 Y2 측에 형성된 제 2 위치 결정부 (27b, 27b) 가 형성되어 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, Y1 측에 형성된 1 쌍의 제 1 위치 결정부 (27a, 27a) 와 Y2 측에 형성된 1 쌍의 제 2 위치 결정부 (27b, 27b) 는, Y-Z 평면과 평행한 평면 (H) 상에 위치하고 있다. 이 평면 (H) 은, 상기 레일면 (21, 21) 과 평행하다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 유지 오목부 (24) 의 내부에 있어서 Y1 측에 위치하는 전방 내면 (28a) 은, Y1 측에 위치하는 상기 후퇴면 (22) 의 배면이고, Y2 측에 위치하는 전방 내면 (28b) 은, Y2 측에 위치하는 상기 후퇴면 (22) 의 배 면이다. 전방 내면 (28a, 28b) 은, 상기 위치 결정 평면 (H) 보다 X1 측에 형성되어 있다. 그리고, Y1 측의 전방 내면 (28a) 은, Y2 방향을 향함에 따라 X1 방향으로 이동하는 경사 곡면 또는 경사 평면이고, Y2 측의 전방 내면 (28b) 은, Y1 방향을 향함에 따라 X2 방향으로 이동하는 경사 곡면 또는 경사 평면이다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 유지 오목부 (24) 의 내부에서는, Y1 측의 내면에 압입면 (29a) 이 형성되고, Y2 측의 내면에 압입면 (29b) 이 형성되어 있다. 압입면 (29a) 과 압입면 (29b) 의 Y1-Y2 방향의 대향 간격은, 자석 (30) 의 Y1-Y2 방향의 길이 치수와 동일하거나, 또는 그보다 약간 짧게 형성되어 있고, 자석 (30) 이 유지 오목부 (24) 내에 가볍게 압입되어, 자석 (30) 과 슬라이딩 홀더 (20) 가 위치 결정된다.

자석 (30) 은, Nd-Fe-B 등의 자성 분말이 소결된 자석, 또는 상기 자성 분말과 소량의 합성 수지가 소결된 자석으로서, 표면에 에폭시 수지가 코팅된 것이 사용된다. 전술한 바와 같이, 자석 (30) 은, 슬라이딩 홀더 (20) 의 유지 오목부 (24) 내부에 압입할 수 있는 크기의 직사각형상이다. 도 1 과 도 4 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 은, Y1 측을 향하는 상단면 (31) 과 Y2 측을 향하는 하단면 (32) 이 서로 반대의 자극으로 되도록 착자 (着磁) 되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에서는, 상단면 (31) 이 N 극이고 하단면 (32) 이 S 극으로 착자되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 의 X1 측을 향하는 표면은 대향면 (33) 이다. 대향면 (33) 은, 그 Z1-Z2 방향의 폭 치수 (W2) 가 슬라이딩 홀더 (20) 에 형성된 개구부 (23) 의 폭 치수 (W1) 와 동일한 크기이거나 또는 약간 작게 형성되어 있다. 도 1 과 도 4 에 나타내는 바와 같이, 또한 도 5 에 파선으로 나타내고 있는 바와 같이, 자석 (30) 의 대향면 (33) 은, 그 상단부 (33a) 와 하단부 (33b) 보다 중앙부 (33c) 를 포함하는 중앙 영역이 X1 방향으로 돌출되는 형상이다. 즉, 대향면 (33) 은, Y1-Y2 방향으로만 곡률을 갖고, Z1-Z2 방향으로 곡률을 갖지 않으며, 실린드리컬한 만곡면이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 을 Y1-Y2 방향으로 둘로 나눠 X 방향으로 연장되는 중심선을 Ox 로 하였을 때에, 대향면 (33) 에 있어서 중심선 (Ox) 상에 위치하는 중앙부 (33c) 가 가장 X1 측으로 돌출되어 있다.

자석 (30) 은, Z1-Z2 방향으로 둘로 나눠 Y 방향으로 연장되는 중심선 (Oy) 을 사이에 두고 좌우로 대칭 형상이다. 상기 대향면 (33) 보다 X2 측으로 후퇴하는 위치에서, Z1 측의 측부에 플랜지부 (34) 가 형성되고, Z2 측의 측부에도 플랜지부 (34) 가 형성되어 있고, 각각의 플랜지부 (34, 34) 의 X1 측을 향하는 면이 맞닿음부 (34a, 34a) 이다. 맞닿음부 (34a, 34a) 는, Y-Z 평면과 평행한 평면이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 은 대향면 (33) 이 X1 측으로 향하여져, 슬라이딩 홀더 (20) 의 배부로부터 유지 오목부 (24) 내에 장착된다. 자석 (30) 의 상단면 (31) 과 하단면 (32) 이 유지 오목부 (24) 의 압입면 (29a) 과 압입면 (29b) 에 압입됨으로써, 자석 (30) 이 슬라이딩 홀더 (20) 에 Y 방향으로 움직이지 않도록 위치 결정되어 유지된다.

또한, 자석 (30) 의 플랜지부 (34, 34) 에 형성된 맞닿음부 (34a, 34a) 가 유지 오목부 (24) 내의 제 1 위치 결정부 (27a, 27a) 와 제 2 위치 결정부 (27b, 27b) 에 균등하게 맞닿음으로써, 슬라이딩 홀더 (20) 에 대한 자석 (30) 의 X1 방향으로의 상대 위치가 결정된다. 따라서, 자석 (30) 의 X1 측을 향하는 대향면 (33) 은, 슬라이딩 홀더 (20) 내의 전방 내면 (28a, 28b) 에 맞닿지는 않고 작은 간극을 개재하여 대향한다.

자석 (30) 의 대향면 (33) 은, 중앙부 (33c) 가 X1 방향으로 돌출되는 돌곡면 형상인데, 자석 (30) 이 유지 오목부 (24) 내에 위치 결정되어 유지된 상태에서, 대향면 (33) 의 중앙부 (33c) 를 포함하는 중앙 영역이 슬라이딩 홀더 (20) 의 개구부 (23) 내부에 비집고 들어간다. 그 때문에, 자석 (30) 의 대향면 (33) 의 중앙부 (33c) 와 레일면 (21, 21) 의 X1-X2 방향의 간격을 매우 짧게 할 수 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 홀더 (20) 의 레일면 (21, 21) 이 하우징 (11) 의 실린더 (11a) 내의 안내면 (14) 에 가압되었을 때에, 대향면 (33) 의 중앙부 (33c) 와 안내면 (14) 의 간격 (δ) 을, 서로 닿지 않는 범위에서 매우 짧게 할 수 있어, 자석 (30) 으로부터 자기 검지기 (16) 에 주어지는 누설 자계의 자속 밀도를 높게 할 수 있다.

또한, 슬라이딩 홀더 (20) 의 표측 (X1 측) 에 자석 (30) 의 대향면 (33) 의 중앙부 (33c) 를 덮는 얇은 부분을 형성할 필요가 없기 때문에, 슬라이딩 홀더 (20) 의 제조가 용이하다.

또한, 실시형태의 슬라이딩 홀더 (20) 에서는, 개구부 (23) 의 상부와 하부 에 후퇴면 (22, 22) 및 그 뒤측의 전방 내면 (28a, 28b) 이 형성되어 있으나, 후퇴면 (22, 22) 을 제거하여, 레일면 (21) 과 레일면 (21) 사이에 끼이는 영역을 전부 개구부 (23) 로 해도 된다.

판 스프링 (40) 은, 비자성 재료인 스프링용 스테인리스 강판 등으로 형성되어 있다. 도 1, 도 2, 도 3 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 (40) 은 X2 측을 향한 장착편 (41) 을 갖고 있다. 장착편 (41) 은 거의 평탄하다. 판 스프링 (40) 은, 장착편 (41) 의 Y2 측에 제 1 절곡부 (42) 가 U 자 형상으로 형성되고, 중간편 (43) 이 되접어 꺾여 형성되어 있다. 중간편 (43) 은 거의 평탄하고 Y1 방향을 향해 연장되어 있다. 중간편 (43) 의 Y1 측에 제 2 절곡부 (44) 가 U 자 형상으로 형성되고, 가압편 (45) 이 되접어 꺾여 형성되어 있다. 가압편 (45) 은 거의 평탄하고 Y2 방향으로 연장되어 있다.

판 스프링 (40) 의 가압편 (45) 에는, Y1 측의 단부에 Z1-Z2 방향으로 간격을 두고 1 쌍의 지지 구멍 (48a, 48a) 이 개구되어 있고, Y2 측에 Z1-Z2 방향으로 간격을 두고 1 쌍의 지지 구멍 (48b, 48b) 이 개구되어 있다. 또한, 가압편 (45) 에는 중앙부에 가늘고 긴 노치 (45a) 가 형성되어 있고, 이 노치 (45a) 내에 가압편 (45) 으로부터 일체로 Y2 측으로 연장되는 설편 형상의 보조 가압편 (49) 이 형성되어 있다. 도 3 과 도 5 에 나타내는 바와 같이, 보조 가압편 (49) 은, 가압편 (45) 보다 X1 측으로 약간 돌출되도록 변형되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 이 슬라이딩 홀더 (20) 의 유지 오목부 (24) 내에 장착된 후에, 슬라이딩 홀더 (20) 의 배부에 형성된 제 1 위치 결 정 돌기 (26a, 26a) 가 가압편 (45) 에 개구되는 지지 구멍 (48a, 48a) 내에 삽입되고, 제 2 위치 결정 돌기 (26b, 26b) 가 지지 구멍 (48b, 48b) 에 삽입된다. 그리고, 판 스프링 (40) 의 가압편 (45) 으로부터 X2 방향으로 돌출되는 위치 결정 돌기 (26a, 26a, 26b, 26b) 가 용융되어 뭉개져 코킹 고정된다.

상기 코킹 고정에 의해, 가압편 (45) 과 슬라이딩 홀더 (20) 의 배면 (25) 이 밀착된 상태에서 서로 고정되고, 슬라이딩 홀더 (20) 와 자석 (30) 과 판 스프링 (40) 이 일체로 된 부품 조립체가 완성된다. 이 부품 조립체에서는, 가압편 (45) 에 형성된 보조 가압편 (49) 이 자석 (30) 의 배면 (35) 을 직접 X1 방향으로 탄성 지지하고 있고, 이 탄성력에 의해, 자석 (30) 의 맞닿음부 (34a, 34a) 가 슬라이딩 홀더 (20) 의 위치 결정부 (27a, 27a 및 27b, 27b) 에 가압되어, 슬라이딩 홀더 (20) 내에서 자석 (30) 이 X1-X2 방향으로 덜컥거림이 발생하지 않도록 유지된다.

도 2 와 도 3 에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 (40) 의 장착편 (41) 에는 Y2 측에 협지편 (46) 이 Y1 측에 협지편 (47) 이 각각 형성되어 있다. 일방의 협지편 (46) 은 X1 방향으로 직각으로 절곡되어 있고, 타방의 협지편 (47) 은 U 자 형상으로 구부러져 Y1 방향을 향해 탄성 변형 가능하다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이동부 (12b) 에는 X1 측을 향하는 장착면 (12c, 12d) 이 형성되어 있다. 장착면 (12c) 과 장착면 (12d) 은 Y1-Y2 방향으로 간격을 두고 형성되어 있고, 장착면 (12c) 과 장착면 (12d) 은, Y-Z 면과 평행한 동일 평면 상에 위치되어 있다. 그리고, 장착면 (12c) 과 장착면 (12d) 사 이에 X1 방향으로 돌출되는 협지 돌기부 (12e) 가 일체로 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 홀더 (20) 에 판 스프링 (40) 이 장착된 후에, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 (40) 의 장착편 (41) 이 이동부 (12b) 의 장착면 (12c, 12d) 에 밀착되도록 장착되고, 이 때, 협지편 (46) 과 협지편 (47) 에 의해 협지 돌기부 (12e) 가 Y1-Y2 방향으로부터 사이에 끼워진다. 협지편 (47) 이 탄성 변형 가능하기 때문에, 협지 돌기부 (12e) 는 협지편 (46) 과 협지편 (47) 에 의해 Y1-Y2 방향으로 덜컥거림이 생기지 않고 확실하게 사이에 유지된다. 판 스프링 (40) 은, 장착편 (41) 이 장착면 (12c, 12d) 에 밀착됨으로써, 이동부 (12b) 에 대해 X1-X2 방향으로 위치 결정되고, 협지편 (46, 47) 에 의해 협지 돌기부 (12e) 를 사이에 유지함으로써, Y1-Y2 방향으로 위치 결정된다. 또한, 도시되지 않았으나, 이동부 (12b) 에는 판 스프링 (40) 의 장착편 (41) 을 Z1-Z2 방향으로 위치 결정하는 위치 결정 기구가 형성되어 있다.

상기와 같이 하여, 슬라이딩 홀더 (20) 와 판 스프링 (40) 이 이동부 (12b) 에 장착된 후에, 이동부 (12b) 와 축부 (12a) 가 도 1 에 나타내는 하우징 (11) 의 실린더 (11a) 내에 장착된다. 이동부 (12b) 에는, 판 스프링 (40) 의 가압편 (45) 의 배부에 약간 간격을 두고 대향하는 스토퍼 (51, 51) 가 Y1-Y2 방향으로 간격을 두고 일체로 돌출 형성되어 있다. 따라서, 이동부 (12d) 를 실린더 (11a) 내에 장착할 때에, 판 스프링 (40) 의 가압편 (45) 이 X2 방향으로 눌렸다고 해도, 가압편 (45) 이 스토퍼 (51, 51) 에 닿아, 판 스프링 (40) 에 과대한 변형 응력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이동 검출 장치 (10) 가 조립된 상태에서, 판 스프링 (40) 이 X2 방향으로 약간 압축된 상태이고, 판 스프링 (40) 의 X1 방향으로의 탄성 복원력에 의해 슬라이딩 홀더 (20) 의 레일면 (21, 21) 이 실린더 (11a) 내의 안내면 (14) 에 가압된다.

상기 판 스프링 (40) 의 가압편 (45) 이 X2 방향으로 눌려 압축 변형되면, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 절곡부 (42) 를 지지점으로 하여, 중간편 (43) 을 시계 방향으로 반발시키고자 하는 탄성 모멘트 (M1) 가 발생하고, 제 2 절곡부 (44) 를 지지점으로 하여, 가압편 (45) 을 반시계 방향으로 반발시키고자 하는 탄성 모멘트 (M2) 가 발생한다. 이 상반된 방향의 탄성 모멘트 (M1, M2) 가 슬라이딩 홀더 (20) 에 작용하기 때문에, 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 에 대해 압력의 큰 치우침이 없이 가압된다. 그 때문에, 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 을 Y1 방향으로 슬라이딩할 때와, 안내면 (14) 을 Y2 방향으로 슬라이딩할 때의 쌍방향에 있어서, 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 을 스무스하게 슬라이딩할 수 있어, 슬라이딩 홀더 (20) 가 기울어져 덜컥거리거나 하는 현상이 잘 발생하지 않게 된다.

또한, 도 1 에 나타내는 조립 상태에서는, 판 스프링 (40) 의 장착편 (41) 과 가압편 (45) 이 평행하게 되어 있다. 또한 이들은 실린더 (11a) 내의 안내면 (14) 과도 평행하다. 가압편 (45) 과 장착편 (41) 이 안내면 (14) 과 평행하기 때문에, 슬라이딩 홀더 (20) 가 Y1 방향으로 슬라이딩할 때와 Y2 방향으로 슬라이딩할 때에, 슬라이딩 홀더 (20) 에 작용하는 X1 방향으로의 가압력의 강도 분 포가 Y 방향으로 크게 치우치는 것을 피할 수 있다.

또한, 슬라이딩 홀더 (20) 배면의 Y1 측의 제 1 지지부 (25a) 가 판 스프링 (40) 의 제 2 절곡부 (44) 근방의 X1 측에 위치하고, 슬라이딩 홀더 (20) 의 Y2 측의 제 2 지지부 (25b) 가 판 스프링 (40) 의 제 1 절곡부 (42) 근방에서 X2 측에 대향하고 있다. 그 때문에, 판 스프링 (40) 의 제 1 절곡부 (42) 의 복원 탄성력이 슬라이딩 홀더 (20) 배부의 제 2 지지부 (25b) 또는 그 부근에서 X1 방향으로 작용하고, 제 2 절곡부 (44) 의 복원 탄성력이 슬라이딩 홀더 (20) 의 제 1 지지부 (25a) 또는 그 부근에서 X1 방향으로 작용하게 된다. 슬라이딩 홀더 (20) 의 Y1-Y2 방향으로 떨어져 있는 제 1 지지부 (25a) 와 제 2 지지부 (25b) 에 대해 X1 방향으로의 가중이 작용하기 때문에, 슬라이딩 홀더 (20) 는 안내면 (14) 을 따라 기울어지지 않고 Y1 방향과 Y2 방향의 쌍방으로 슬라이딩하기 쉬워진다.

또한, 슬라이딩 홀더 (20) 는, Y1-Y2 방향으로 연장되는 1 쌍의 레일면 (21, 21) 이 안내면 (14) 을 슬라이딩함으로써, 슬라이딩시의 마찰 저항력도 작게 할 수 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 자석 (30) 은 상단면 (31) 과 하단면 (32) 이 반대의 자극으로 착자되어 있다. 그 때문에, 대향면 (33) 상단부 (33a) 의 전방에서는 자속 (φ) 의 X1 방향의 벡터 성분이 크고, 하단부 (33b) 의 전방에서는 자속 (φ) 의 X2 방향의 벡터 성분이 크고, 중앙부 (33c) 에서는 자속 (φ) 의 X1 방향 또는 X2 방향의 벡터 성분이 최소가 된다. 이동부 (12b) 와 함께 자석 (30) 이 Y1-Y2 방향으로 이동할 때에, 자기 검지기 (16) 에 의해 자속 (φ) 의 X1 방향의 벡터 성분과 X2 방향의 벡터 성분의 크기 변화가 검지되어, 이동부 (12b) 와 자석 (30) 의 이동 위치가 측정된다.

이와 같은 검지 방식에서는, 자석 (30) 이 안내면 (14) 과 항상 동일한 거리를 유지하면서, Y1-Y2 방향으로 기울어지지 않고 안정적으로 스무스하게 이동할 필요가 있다. 본 발명의 실시형태의 이동 검출 장치 (10) 에서는, 상기 구조의 판 스프링 (40) 을 사용함으로써, 슬라이딩 홀더 (20) 가 안내면 (14) 을 안정적으로 슬라이딩할 수 있게 되고, 판 스프링 (40) 에 형성된 보조 가압편 (49) 에 의해, 슬라이딩 홀더 (20) 내에서 자석 (30) 이 X1 방향으로 가압되어 위치 결정되어 있다. 따라서, 슬라이딩 홀더 (20) 가 Y1-Y2 방향으로 슬라이딩할 때에, 자석 (30) 의 대향면 (33) 과 자기 검지기 (16) 의 대향 거리를 항상 설계값대로 실현할 수 있게 된다.

또한, 자석 (30) 의 대향면 (33) 을, 중앙부 (33c) 가 X1 방향으로 가장 돌출된 돌곡면 형상으로 하면, 자석 (30) 이 Y1-Y2 방향으로 직선적으로 이동하였을 때의, 이동 거리에 대한, 자기 검지기 (16) 에 작용하는 X1-X2 방향의 자속 밀도의 변화가 1 차 함수에 가까운 변화를 나타내게 된다. 그 때문에, 자기 검지기 (16) 의 검지 출력에 의해 이동부 (12b) 의 이동량, 즉 제어 밸브 (1) 의 개방도를 리니어하게 검지할 수 있게 된다.

그리고, 자석 (30) 의 대향면 (33) 이 돌곡면 형상이어도, 그 중앙부 (33c) 를 포함하는 중앙 영역에 대향하는 부분에서, 슬라이딩 홀더 (20) 에 개구부 (23) 가 형성되어 있기 때문에, 대향면 (33) 의 중앙부 (33c) 를 안내면 (14) 에 닿지 않고 안내면 (14) 에 접근시킬 수 있다. 따라서, 자기 검지기 (16) 에 의한 누설 자계의 검지 감도를 높일 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 이동 검출 장치를 나타내는 단면도이다.

도 2 는 슬라이딩 홀더와 자석과 판 스프링이 장착된 상태를 배부측으로부터 나타내는 사시도이다.

도 3 은 슬라이딩 홀더와 자석 및 판 스프링을 배부측으로부터 나타내는 분해 사시도이다.

도 4 는 슬라이딩 홀더와 자석을 표측으로부터 나타내는 분해 사시도이다.

도 5 는 슬라이딩 홀더와 판 스프링의 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 제어 밸브 10 : 이동 검출 장치

11 : 고정부인 하우징 12b : 이동부

12c, 12d : 장착면 14 : 안내면

16 : 자기 검지기 20 : 슬라이딩 홀더

21 : 레일면 23 : 개구부

24 : 유지 오목부 25a : 제 1 지지부

25b : 제 2 지지부 26a : 제 1 위치 결정 돌기

26b : 제 2 위치 결정 돌기 27a : 제 1 위치 결정부

27b : 제 2 위치 결정부 30 : 자석

33 : 대향면 34a : 맞닿음부

40 : 판 스프링 41 : 장착편

42 : 제 1 절곡부 43 : 중간편

44 : 제 2 절곡부 45 : 가압편

49 : 보조 가압편

Claims

고정부에 형성된 안내부를 따라 직선적으로 왕복 이동하는 이동부와, 상기 이동부와 함께 이동하는 자석과, 상기 고정부에 설치되어 상기 자석으로부터의 누설 자계를 검지하는 자기 검지기를 갖는 이동 검출 장치에 있어서,

상기 자석의 상기 자기 검지기에 대향하는 대향면은, 상기 이동부의 이동 방향을 향하는 양단부보다 그 중간 영역이, 상기 자기 검지기가 배치된 측을 향해 돌출되는 형상이고,

상기 자석을 유지하여 상기 이동부와 함께 이동하는 홀더가 형성되고, 상기 홀더에는, 적어도 상기 대향면의 중앙 영역에 대향하는 부분에 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 자석의 상기 대향면은, 상기 양단부보다 상기 중간 영역이 상기 자기 검지기가 배치된 측으로 돌출되는 돌곡면 (突曲面) 인 이동 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 대향면이 향하는 측과 반대측인 배부 (背部) 에서 개구되는 유지 오목부를 갖고 있고, 상기 자석은 상기 배부로부터 상기 유지 오목부에 삽입되고, 상기 유지 오목부 내에 있어서, 상기 자석이 상기 이동부의 이동 방향으로 움직이지 않도록 고정되어 있는 이동 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 자석에는 상기 대향면보다 후퇴한 위치에 맞닿음부가 형성되고, 상기 홀더에는 상기 개구부 이외의 영역에 위치 결정부가 형성되어 있고, 상기 맞닿음부가 상기 위치 결정부에 지지되어, 상기 홀더 내에서 상기 자석이 위치 결정되어 있는 이동 검출 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 이동부와 상기 홀더 사이에 판 스프링이 형성되어 있고, 상기 홀더가 상기 판 스프링에 의해 상기 자기 검지기가 배치된 측을 향해 가압되어 있음과 함께, 상기 판 스프링에 형성된 보조 가압편에 의해 상기 자석이 직접 가압되고, 상기 맞닿음부가 상기 위치 결정부에 탄압 (彈壓) 되어 있는 이동 검출 장치.