DE10253708A1

DE10253708A1 - Versatzsensor

Info

Publication number: DE10253708A1
Application number: DE10253708A
Authority: DE
Inventors: Akitoshi Mizutani; Kenji Takeda; Masao Tokunaga; Tsutomu Nakamura; Keiichi Yasuda; Kimio Uchida; Hiroshi Takeyama; Tetsuo Hariu
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US6867583B2; JP2003214897A; US20030094941A1; JP3842644B2

Abstract

Ein Versatzsensor erfasst präzise einen Versatz eines beweglichen Körpers (20) in einer geradlinigen Bewegungsrichtung, selbst falls der bewegliche Körper rotiert. Der Sensor weist eine Erfassungseinrichtung (40) und einen Magneten (30, 145) auf. Die Querschnittsfläche des Permanentmagneten in einer Ebene senkrecht zu einer Achse (110), die sich in der geradlinigen Bewegungsrichtung erstreckt, variiert in der Bewegungsrichtung. Der Permanentmagnet ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert. Die Erfassungseinrichtung ist derart angeordnet, dass magnetischer Fluss im Wesentlichen senkrecht durch eine Erfassungsfläche der Erfassungseinrichtung gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Versatzsensor der Nichtkontaktbauart zur Erfassung eines Versatzes eines beweglichen Körpers, der eine geradlinige Bewegung ausführt.

Wenn ein sich zusammen mit einem beweglichen Körper bewegender Permanentmagnet sich relativ zu einer Magneterfassungsvorrichtung versetzt und die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste magnetische Flussdichte sich ändert, ist es möglich, den Versatz des Permanentmagneten und somit des beweglichen Körpers . anhand eines Erfassungssignals der Magneterfassungsvorrichtung zu erfassen. In einem Positionssensor der Nichtkontaktbauart, der in dem US Patent Nr. 6 211 668 offenbart ist, ist jeder Magnet eines Paars über einen Luftspalt zueinander zugewandter Permanentmagneten an dessen Mitte dünner als an deren Enden in Bewegungsrichtung. Die einander zugewandten Magnete sind in derselben Dickenrichtung und in entgegengesetzter Weise an jeder Seite von ihrer Mitte magnetisiert, wobei sich folglich die Flussdichte in dem Luftspalt in einer Richtung von einem Ende der Magneten zu dem anderen ändert. Die Position einer in dem Luftspalt angeordneten Magneterfassungsvorrichtung ändert sich zwischen einem Ende der Magnete und dem anderen, und der Positionssensor erfasst einen Versatz des beweglichen Körpers auf der Grundlage einer Variation in der durch die Magneterfassungsvorrichtung erfassten Flussdichte.

Jedoch ändert sich bei einem Positionssensor des in dem US Patent Nr. 6 211 668 offenbarten Aufbaus die Richtung des durch die Magneterfassungsvorrichtung gelangenden Flusses, wenn die Winkelposition der Permanentmagnete sich um den Bewegungsweg der Magnetvorrichtung herum ändert, die sich relativ zu den Permanentmagneten zwischen den Enden der Permanentmagnete bewegt. Folglich ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte ungeachtet davon, dass die Magneterfassungsvorrichtung sich relativ zu den Permanentmagneten entlang ihres Wegs der geradlinigen Bewegung nicht versetzt.

Daher ist es nicht möglich, einen Versatz in der geradlinigen Bewegungsrichtung eines beweglichen Körpers zu erfassen, der rotiert, während er einer geradlinigen Bewegung ausgesetzt ist. Selbst falls der bewegliche Körper nicht rotieren soll, kann der bewegliche Körper rotieren, während er sich geradlinig bewegt, falls kein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation des beweglichen Körpers verwendet wird. Da zur präzisen Erfassung eines Versatzes bei der geradlinigen Bewegungsrichtung eines beweglichen Körpers, der eine geradlinige Bewegung ausführt, ein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation des beweglichen Körpers erforderlich ist, steigt die Anzahl der benötigten Teile an. Außerdem gibt es die Gefahr, dass der bewegliche Körper oder der Rotationsverhinderungsmechanismus verschleißt, da der Rotationsverhinderungsmechanismus gegen den beweglichen Körper schleift, wenn der bewegliche Körper sich bewegt.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Versatzsensor bereitzustellen, der den Versatz eines beweglichen Körpers in einer geradlinigen Bewegungsrichtung präzise erfasst, selbst wenn der bewegliche Körper rotiert.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Versatzsensor mit kleinerem Permanentmagneten und verringertem Gewicht bereitzustellen.

Zum Lösen dieser und anderer Aufgaben weist in einem Versatzsensor gemäß einer ersten, zweiten oder dritten Ausgestaltung der Erfindung ein Permanentmagnet in einer geradlinigen Bewegungsrichtung eine Durchgangsöffnung auf, in der eine Magneterfassungsvorrichtung sich relativ zu den Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung hin- und herbewegen kann, wobei die radiale Abmessung des Permanentmagneten, die in einer Richtung senkrecht zu der Achse der zentralen Durchgangsöffnung gemessen ist, sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung verringert. Der Permanentmagnet ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert.

Die Flussdichte in der zentralen Öffnung verringert sich in der geradlinigen Bewegungsrichtung nur in einer Richtung (in einem Weg). Wenn sich die Position der Magneterfassungsvorrichtung in der zentralen Öffnung in der geradlinigen Bewegungsrichtung ändert, ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte, und folglich ist es möglich, den Versatz der Magneterfassungsvorrichtung in der geradlinigen Bewegungsrichtung relativ zu den Permanentmagneten zu erfassen. Daher ist es, falls der Permanentmagnet oder die Magneterfassungsvorrichtung eine geradlinige Bewegung zusammen mit einem beweglichen Körper erfährt, es möglich, den Versatz des beweglichen Körpers in der geradlinigen Bewegungsrichtung zu erfassen.

Außerdem ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte nicht, selbst falls der Permanentmagnet relativ zu der Magneterfassungsvorrichtung um die Achse der zentralen Öffnung rotiert, die mit der geradlinigen Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, da der Permanentmagnet in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert ist. Daher ist es möglich, den Versatz eines beweglichen Körpers zu erfassen, der rotiert, während er eine geradlinige Bewegung erfährt. Außerdem wird ein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation des beweglichen Körpers unnötig, der normalerweise zur präzisen Erfassung eines Versatzes in einer beweglichen Richtung selbst für einen beweglichen Körper erforderlich ist, der nicht rotieren soll. Da die Anzahl der Teile verringert ist, wird der Aufbau des Versatzsensors einfach. Zusätzlich wird ein Verschleiß des beweglichen Körpers aufgrund eines Schleifens gegen einen Rotationsverhinderungsmechanismus vermieden.

Da der in dem Versatzsensor verwendete Permanentmagnet ein einzelner Permanentmagnet sein kann, der durch Bearbeitung (spanabhebende Bearbeitung), Formgießen oder dergleichen hergestellt ist, die Anzahl der Teile verringert, und ist der Zusammenbau des Versatzsensors relativ einfach.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchmesser einer inneren umlaufenden Oberfläche des Permanentmagneten, die die zentrale Öffnung bildet, im Wesentlichen gleichförmig, und der Durchmesser der äußeren umlaufenden Oberfläche des Permanentmagneten verringert sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer dritten Ausgestaltung verringert sich der Durchmesser einer inneren umlaufenden Oberfläche, die die zentrale Öffnung bildet, sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung, und ist der Durchmesser einer äußeren umlaufenden Oberfläche des Permanentmagneten im Wesentlichen gleichförmig.

In jedem dieser Fälle ist bei Herstellung des Permanentmagneten durch Bearbeitung (spanabhebende Bearbeitung) die Bearbeitung des Permanentmagneten relativ einfach, da es lediglich erforderlich ist, dass der Permanentmagnet geradlinig geschnitten wird.

In einem Versatzsensor gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist die zentrale Öffnung eine Durchgangsöffnung, weshalb folglich die Bearbeitung der zentralen Öffnung einfach ist.

Wenn die zentrale Öffnung als eine Durchgangsöffnung ausgeführt ist, fällt der absolute Wert der Änderungsrate der Flussdichte in der zentralen Öffnung in der Nähe des breiteren Endes des Permanentmagneten ab. Ein Versatz der Magneterfassungsvorrichtung relativ zu den Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung, d. h. ein Versatz des beweglichen Körpers, wird in einem Bereich erfasst, über den die Flussdichte in der zentralen Öffnung sich proportional mit den Versatz ändert. Wenn die zentrale Öffnung als eine Durchgangsöffnung ausgeführt ist, ändert sich die Flussdichte nicht mehr proportional mit dem Versatz, da der absolute Wert der Anstiegsrate der Flussdichte in der zentralen Öffnung in der Nähe des breiteren Endes abfällt. Folglich wird der Bereich, über den der Versatz erfasst werden kann, eingeengt.

Zum Lösen dieses Problems ist bei einem Versatzsensor gemäß einer fünften Ausgestaltung der Erfindung die Anstiegsrate in der Dicke des Permanentmagneten in radialer Richtung, senkrecht zu der Achse der zentralen Öffnung, derart ausgeführt, dass sie zu dem größeren Ende hin ansteigt. Somit kann ein Abfallen des absoluten Werts der Anstiegsrate der Flussdichte in der zentralen Öffnung in der Nähe des breiteren Endes verhindert werden. Da die Flussdichte sich proportional mit dem Versatz in der Nähe des breiteren Endes ändert, steigt der Bereich an, über den ein Versatz erfasst werden kann.

Falls die zentrale Öffnung als eine Durchgangsöffnung ausgeführt ist, orientiert sich der Fluss in der radialen Richtung in der Nähe der Enden der zentralen Öffnung, wobei der Fluss nicht senkrecht durch die Erfassungsoberfläche der Magneterfassungsvorrichtung gelangt. Folglich fällt der absolute Wert der Anstiegsrate der durch die Magneterfassungsvorrichtung erfassten Flussdichte ab. Ein Versatzsensor gemäß der sechsten Ausgestaltung der Erfindung weist ein Magnetteil auf, das ein Ende der Durchgangsöffnung abdeckt. Der Fluss in der Nähe des Endes der Durchgangsöffnung, an dem das Magnetteil angeordnet ist, gelangt durch das Magnetteil und fließt im Wesentlichen parallel zu der Achse der zentralen Öffnung. Das heißt, dass der Fluss durch die Erfassungsoberfläche der Magneterfassungsvorrichtung im Wesentlichen senkrecht gelangt, und folglich wird verhindert, dass der absolute Wert der Anstiegsrate der Flussdichte in der Nähe dieses Endes der Durchgangsöffnung abfällt. In der Nähe des Endes der Durchgangsöffnung, an dem das Magnetteil vorgesehen ist, ändert sich die Flussdichte proportional mit dem Versatz, weshalb der Bereich ansteigt, über den der Versatz erfasst werden kann.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer siebten Ausgestaltung der Erfindung weist ein Permanentmagnet, der eine geradlinige Bewegung relativ zu einer Magneterfassungsvorrichtung erfährt, eine zentrale Öffnung auf, in der die Magneterfassungsvorrichtung sich in der geradlinigen Bewegungsrichtung relativ zu den Permanentmagneten hin- und herbewegen kann. Außerdem verringert sich die radiale Abmessung des Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung von einem Ende des Permanentmagneten zu dessen Mitte, und der Permanentmagnet ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung an jeder Seite von dessen Mitte in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert. Da die Richtung des Flusses an der Mitte des Permanentmagneten sich umkehrt, kehrt sich die Polarität des Magnetflusserfassungssignals der Magneterfassungsvorrichtung um. Auf der Grundlage der Variation in der Größe und der Richtung der durch die Magneterfassungsvorrichtung erfassten Flussdichte ist es möglich, den Versatz zu erfassen. Für dieselbe Auflösung und denselben Versatzerfassungsbereich im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem die radiale Abmessung des Permanentmagneten lediglich in einer einzigen Richtung in der geradlinigen Bewegungsrichtung abfällt, ist der Permanentmagnet kleiner.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Permanentmagnet gemäß der siebten Ausgestaltung aus zwei Permanentmagnetteilen aufgebaut, die zusammen an einer mittleren Stelle verbunden sind. Folglich kann der Permanentmagnet einfach aufgebaut werden.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Permanentmagnet derart geformt, dass er sich in der Richtung ausdehnt, in der eine Magneterfassungsvorrichtung eine geradlinige Bewegung relativ zu den Permanentmagneten erfährt. Die Querschnittsfläche des Permanentmagneten sinkt in einer Richtung der geradlinigen Bewegung ab, und der Permanentmagnet ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert.

Folglich verringert sich über die Länge des Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung die Flussdichte auf der Achse in einer Richtung der geradlinigen Bewegung. Da sich die Position der Magneterfassungsvorrichtung in der geradlinigen Bewegungsrichtung sich verändert, ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte, weshalb es möglich ist, einen Versatz der Magneterfassungsvorrichtung relativ zu den Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung zu erfassen. Somit ist es möglich, einen Versatz des beweglichen Körpers in der geradlinigen Bewegungsrichtung zu erfassen, falls entweder der Permanentmagnet oder die Magneterfassungsvorrichtung eine geradlinige Bewegungsrichtung zusammen mit einem beweglichen Körper erfährt.

Da der Permanentmagnet in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert ist, ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte nicht, selbst falls der Permanentmagnet relativ zu der Magneterfassungsvorrichtung um eine Bewegungsachse rotiert, die sich in der geradlinigen Bewegungsrichtung erstreckt. Folglich ist es möglich, einen Versatz eines beweglichen Körpers zu erfassen, der rotiert, während er eine geradlinige Bewegung erfährt. Somit ist zusätzlich ein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation des beweglichen Körpers unnötig, der normalerweise zur präzisen Erfassung eines Versatzes in einer geradlinigen Bewegungsrichtung selbst bei einem beweglichen Körper erforderlich ist, der nicht rotieren soll. Außerdem wird dadurch, dass die Anzahl der Teile verringert ist, der Aufbau des Versatzsensors einfach. Weiterhin wird ein Verschleiß des beweglichen Körpers aufgrund eines Schleifens gegen einen Rotationsverhinderungsmechanismus vermieden.

Weiterhin wird die Anzahl der Teile verringert und wird der Zusammenbau des Versatzsensors vereinfacht, da der bei dem Versatzsensor verwendete Permanentmagnet ein einzelner Permanentmagnet sein kann, der durch Bearbeitung, Pressen oder dergleichen hergestellt ist.

Da weiterhin es nicht erforderlich ist, dass der Permanentmagnet röhrenförmig ist und die Magneterfassungsvorrichtung umgibt, kann der Permanentmagnet klein und leicht ausgeführt werden.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer zehnten oder zwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung sind Permanentmagnete derart angeordnet, dass sie um die Achse umfangsmäßig angeordnet sind. Da die Flussdichte um die Magneterfassungsvorrichtung mit Erhöhung der Anzahl der Permanentmagnete ansteigt, verbessert sich die Erfassungsempfindlichkeit der Magneterfassungsvorrichtung.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer elften oder einer einundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung sind Permanentmagnete derart in Paare angeordnet, dass sie sich diametral über die Achse gegenüberliegen. Da die Flussdichteverteilung zwischen diametral gegenüberliegenden Permanentmagneten im Wesentlichen gleichförmig ist, selbst falls die Position der Magneterfassungsvorrichtung zwischen den Permanentmagneten in einer Richtung abweicht, die senkrecht zu der Achse ist, ändert sich die durch die Magneterfassungsvorrichtung erfasste Flussdichte nicht. Daher können Fehler bei der Befestigung der Permanentmagneten oder der Magneterfassungsvorrichtung, oder einer Abweichung der relativen Position der Magneterfassungsvorrichtung zwischen den Permanentmagneten, wenn die Magneterfassungsvorrichtung eine geradlinige Bewegung relativ zu den Permanentmagneten erfährt, unschädlich gemacht werden.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer zwölften oder zweiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung verbindet ein magnetisches Teil magnetisch entsprechende Endflächen der Permanentmagnete miteinander. Der Fluss in der Nähe der Endflächen der Permanentmagnete, an denen das magnetische Teil vorgesehen ist, gelangt durch das magnetische Teil und fließt angenähert parallel mit der Achse. Das heißt, dass der Fluss durch die Erfassungsfläche der Magneterfassungsvorrichtung im Wesentlichen senkrecht gelangt, weshalb folglich verhindert wird, dass der absolute Wert der Anstiegsrate der Flussdichte in der Nähe der Endflächen abfällt, an denen das magnetische Teil vorgesehen ist. In der Nähe der Endflächen, an denen das magnetische Teil vorgesehen ist, ändert sich die Flussdichte proportional mit dem Versatz, weshalb der Bereich breiter wird, über den der Versatz erfasst werden kann.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer dreizehnten, fünfzehnten, sechzehnten oder dreiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist der Permanentmagnet im Allgemeinen eben und ist dessen Dicke im Wesentlichen gleichförmig, weshalb das Formen des Permanentmagneten einfach ist.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer vierzehnten oder vierundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist die Dicke (d_m) des Permanentmagneten größer als die Breite (d_s) des Magnetflussdichteerfassungsteils der Magneterfassungsvorrichtung in der Richtung der Dicke des Permanentmagneten, weshalb sich die erfasste Flussdichte nicht ändert, selbst falls die Position des Magnetflussdichteerfassungsteils innerhalb der Dicke des Permanentmagneten abweicht.

Ein Versatz der Magneterfassungsvorrichtung relativ zu den Permanentmagneten in der geradlinigen Bewegungsrichtung und somit ein Versatz des beweglichen Körpers wird in einem Bereich erfasst, über den die Flussdichte sich auf der Achse proportional mit dem Versatz ändert. Der absolute Wert der Änderungsrate der Flussdichte auf der Achse fällt in der Nähe des Endes ab, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche des Permanentmagneten größer ist, und die Flussdichte auf der Achse in der Nähe des Endes, an der die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche des Permanentmagneten größer ist, ändert sich nicht mehr proportional mit dem Versatz. Folglich wird der Bereich verengt, über den der Versatz erfasst werden kann.

Zum Lösen dieses Problems wird bei einem Versatzsensor gemäß einer siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung die Anstiegsrate der Differenz zwischen dem Abstand von der Achse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche derart ausgeführt, dass er zu dem Ende ansteigt, an dem die Differenz größer ist. Das heißt, dass ein Abfallen des absoluten Werts der Anstiegsrate der Flussdichte in der Nähe des Endes, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche größer ist, verhindert werden kann. Da die Flussdichte proportional mit dem Versatz in der Nähe des Endes ändert, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche größer ist, wird der Bereich vergrößert, über den der Versatz erfasst werden kann.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer achtzehnten Ausgestaltung der Erfindung variiert die Querschnittsfläche des Permanentmagneten, die senkrecht zu einer Bewegungsachse verläuft, die durch die Mitte einer Magneterfassungsvorrichtung verläuft und sich in die Richtung erstreckt, in der die Magneterfassungsvorrichtung und der Permanentmagnet eine relative geradlinige Bewegung erfahren, in der Richtung der geradlinigen Bewegung.

Bei einem Versatzsensor gemäß einer neunzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Permanentmagnet gemäß der achtzehnten Ausgestaltung derart ausgeführt, dass er aus zwei an einer mittleren Stelle miteinander verbundenen Permanentmagnetteilen besteht. Folglich kann der Permanentmagnet einfach aufgebaut werden.
Fig. 1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Permanentmagneten und eines Hall-IC eines Versatzsensors gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 1B zeigt eine Darstellung der Richtung der Magnetisierung des Permanentmagneten,
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Versatzsensors gemäß Fig. 1A,
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Bearbeitung eines Permanentmagneten des Sensors gemäß Fig. 1A veranschaulicht,
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Magnetisierung des Permanentmagneten des Sensors gemäß Fig. 1A veranschaulicht,
Fig. 5 zeigt einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen dem Versatz und einer Flussdichte gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A zeigt,
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Sensors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Sensors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 zeigt einen Graphen, der eine Abweichung in dem Verhältnis zwischen dem Versatz und der Flussdichte bei dem Sensor gemäß Fig. 1A veranschaulicht,
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt des Sensors gemäß Fig. 9 veranschaulicht,
Fig. 11 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis zwischen Versatz und Flussdichte für den Sensor gemäß Fig. 9 veranschaulicht,
Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 13 zeigt eine Querschnittsansicht eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 15 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis zwischen Versatz und Flussdichte für den Sensor gemäß Fig. 14 veranschaulicht,
Fig. 16 zeigt eine Querschnittsansicht eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 17A zeigt eine Seitenansicht eines Permanentmagneten und eines Hall-IC für den Versatzsensor gemäß Fig. 16,
Fig. 17B zeigt eine Darstellung in der Richtung des Pfeils B gemäß Fig. 17A,
Fig. 17C zeigt eine Darstellung in Richtung des Pfeils C gemäß Fig. 17A,
Fig. 17D zeigt eine Darstellung in Richtung des Pfeils D gemäß Fig. 17A,
Fig. 18 zeigt eine Darstellung, die Herstellungsstufen des Permanentmagneten des Versatzsensors gemäß Fig. 16 veranschaulicht,
Fig. 19 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Magnetisierung des Permanentmagneten des Versatzsensors gemäß Fig. 16 veranschaulicht,
Fig. 20 zeigt eine seitliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, das ähnlich zu dem Sensor gemäß Fig. 16 ist,
Fig. 21 zeigt eine seitliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, das ähnlich zu dem Sensor gemäß Fig. 16 ist,
Fig. 22 eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 23A eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 23B eine Darstellung in der Richtung des Pfeils B gemäß Fig. 23A,
Fig. 24A eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 24B eine Darstellung in der Richtung gemäß dem Pfeil B gemäß Fig. 24A,
Fig. 25 eine Seitendarstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 26 eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 27 eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem zwölften bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 28 zeigt eine seitliche Darstellung eines Versatzsensors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nachstehend sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung auf der Grundlage der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Versatzsensor 10 gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Versatzsensor 10 ist beispielsweise an einem Abgasumlaufventil (EGR-Ventil, Exhaust Gas Recirculation) zur Variation einer Strömung zurückgeführten Abgases (Umlaufabgases) in einem Auto angeordnet, und dadurch, dass ein Stab (Stange) dieses Sensors mit einer Welle des Abgasumlaufventils verbunden ist oder mit ihr in Kontakt steht, erfasst der Sensor eine Strömung des Umlaufgases, d. h., den Versatz der Welle des Abgasumlaufventils.
Ein Harzgehäuse 11 des Versatzsensors 10 ist wie eine zylindrische Manschette (Tasse) geformt und an dem Abgasumlaufventil befestigt. Das Gehäuse 11 weist einen zylindrischen Vorsprung 12 auf, der von der Innenseite seines Sockels zu einem Permanentmagneten 30 vorspringt, der im weiteren Verlauf der Beschreibung beschrieben ist. Ein Hall-IC (integrierte Hall-Schaltung) 40, das als Magneterfassungsvorrichtung dient, ist in dem Ende des zylindrischen Vorsprungs 12 vergossen (insert-moulded), und ein Anschluss 45 zum Herausführen eines Erfassungssignals aus dem Hall-IC 40 ist in einem Steckerteil 13 des Gehäuses 11 vergossen.
Ein aus Harz hergestelltes bewegliches Teil 20 weist einen zylindrischen Teil 21 und eine Stange 22 auf. Der zylindrische Teil 21 ist in einem Aufnahmezylinder 15 des Gehäuses 11 aufgenommen und kann sich geradlinig in der Richtung der Pfeile A und B in Fig. 2 hin- und herbewegen. Die Stange 22 ist mit dem Ende einer Welle des Abgasumlaufventils (EGR-Ventil) verbunden oder steht mit ihm in Kontakt, weshalb folglich das bewegliche Teil 20 sich geradlinig zusammen mit der Welle des Abgasumlaufventils bewegt. Der Permanentmagnet 30 ist in das bewegliche Teil 20 vergossen. Eine Feder 25, die als Drängeinrichtung dient, drängt das bewegliche Teil 20 zu der Welle des Abgasumlaufventils.
Nachstehend ist der Aufbau des Permanentmagneten 30 ausführlich beschrieben. Wie es in Fig. 1A gezeigt ist, weist der Permanentmagnet 30 als eine zylindrische Öffnung eine Durchgangsöffnung 100 auf, die in die Richtung der Pfeile A und B vorgesehen ist, in der er zusammen mit der Welle des Abgasumlaufventils einer geradlinigen Bewegung erfährt. Der zylindrische Vorsprung 12, in dem das Hall-IC vergossen ist, ist in gerader Linie durch die Durchgangsöffnung 100 relativ zu den Permanentmagneten 30 bewegbar. In Fig. 1A und 1B ist das Gehäuse 11 und das bewegliche Teil 20 nicht gezeigt.
Der Durchmesser der inneren umlaufenden Oberfläche 31 des Permanentmagneten 30, die die Durchgangsöffnung 100 bildet, ist im Wesentlichen in der Richtung der geradlinigen Bewegung gleichförmig. Der Durchmesser der äußeren umlaufenden Oberfläche 32 des Permanentmagneten 30 verringert sich demgegenüber geradlinig in der Richtung des Pfeils B, die eine Richtung der geradlinigen Bewegung ist. Folglich verringert sich die radiale Abmessung des Permanentmagneten 30, die senkrecht zu der Achse 110 der Durchgangsöffnung 100 und zu der geradlinigen Bewegungsrichtung des Permanentmagneten 30 gemessen ist, in der Richtung des Pfeils B. Der Permanentmagnet 30 ist in der Form eines abgeschnittenen Konus geformt, der eine zylindrische Durchgangsöffnung 100 aufweist, die in der Richtung der Achse 110 durch den Konus hindurch gebildet ist. Das heißt, dass der Querschnitt des Permanentmagneten 30 senkrecht zu der Achse 110 ringförmig ist, und dass sich die Oberfläche dieses Querschnitts in der Richtung des Pfeils B verringert. Wie es in Fig. 1B gezeigt ist, ist der Permanentmagnet 30 in einer Richtung der gradlinigen Bewegung magnetisiert, von dessen breiteren Ende zu seinem dünneren Ende, wie es durch die Pfeile in Fig. 1B angegeben ist.
Das Hall-IC 40 ist derart angeordnet, dass der durch die Durchgangsöffnung 100 in der Richtung des Pfeils B fließender magnetischer Fluss durch eine Erfassungsfläche des Hall-IC 40 im Wesentlichen senkrecht gelangt. Das Hall-IC 40 weist eine Hall-Einrichtung und eine Steuerungsschaltung zur Steuerung eines Erfassungssignals aus der Hall-Einrichtung auf. Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Hall-IC 40, das eine Hall-Einrichtung und eine Steuerungsschaltung zur Steuerung des Erfassungssignals aus der Hall-Einrichtung aufweist, als eine Magneterfassungsvorrichtung verwendet, auf die sich in den Patentansprüchen der vorliegenden Erfindung bezogen wird. Jedoch können alternativ dazu die Hall-Einrichtung und die Steuerungsschaltung getrennt werden und kann lediglich die Hall-Einrichtung in den zylindrischen Vorsprung 12 als die Magneterfassungsvorrichtung vergossen werden. Alternativ kann auch eine MRE-Einrichtung (Einrichtung mit einem Magnetowiderstandselement) als Magneterfassungsvorrichtung verwendet werden.
Ein Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten 30 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die Stufen des Verfahrens sind wie nachstehend beschrieben:

1. Ein prismaförmiges, magnetisches Teil 200 mit einer Durchgangsöffnung 100 wird derart bearbeitet, dass ein geformtes Teil 210 gebildet wird, dass die Form eines abgeschnittenen Konus aufweist. Alternativ dazu kann die Durchgangsöffnung 100 gebildet werden, nachdem das magnetische Teil 200 bearbeitet worden ist. Alternativ dazu kann anstelle einer Bearbeitung (spanabhebender Bearbeitung) eine Form hergestellt werden und kann das geformte Teil 210 gegossen werden. Weiterhin kann das geformte Teil 210 mit Harz durch Sintern gegossen werden.
2. Danach werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, Magnetisierungsführungen 300 und 310, die mit den Formen der Enden des geformten Teils 210 übereinstimmen, in Kontakt mit den Enden des geformten Teils 210 gebracht, und das geformte Teil 210 wird in der Richtung der Pfeile magnetisiert, um den Permanentmagneten 30 zu bilden.

Alternativ dazu kann zunächst ein prismaförmiges magnetisches Teil 200 mit einer Durchgangsöffnung 100 magnetisiert werden und dann zur Bildung des geformten Teils 210 in der Form eines abgeschnittenen Konus bearbeitet werden.
Wenn der Versatz des Hall-IC 40 von der Endfläche 35 an dem N-Polende des Permanentmagneten 30, bei dem es sich um das breite Ende handelt, als X bezeichnet wird, ist das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte in der Durchgangsöffnung 100 einschließlich der Richtung des Flusses wie in Fig. 5 dargestellt. Das Hall-IC 40 gibt ein Erfassungssignal aus, dessen Spannung entsprechend der Flussdichte sich ändert. Ein Bereich a in Fig. 5 ist ein Bereich, über den die Anordnung als ein Versatzsensor verwendet werden kann. Im Hinblick auf die Linearität der Erfassungsspannung ist es für die Anordnung wünschenswert, dass sie innerhalb des Bereichs b verwendet wird.
Wenn in dem Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte die Linearität unzureichend ist und es eine Abweichung δ gibt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist es möglich, diese Linearität dadurch zu verbessern, in dem der äußeren umlaufenden Oberfläche 52 eine vorspringende Form gegeben wird, die mit der Abweichung 8 übereinstimmt, wie bei einem Permanentmagneten 50 gemäß Fig. 6. Falls die vorspringende oder beabsichtigte Form der äußeren umlaufenden Oberfläche 52 des Permanentmagneten 50 in Übereinstimmung mit der Größe und dem Zeichen (plus oder minus) der Abweichung 8 eingestellt ist, die die Größe der Abweichung von der geraden Linie 120 gemäß Fig. 8 ist, verbessert sich die Linearität des Verhältnisses zwischen dem Versatz X und der Flussdichte. Die innere umlaufende Oberfläche 51 weist einen gleichförmigen Durchmesser auf.
Wie bei einem Permanentmagneten 60 einer anderen Variation gemäß Fig. 7 kann Linearität dadurch erzielt werden, indem anstelle der äußeren umlaufenden Oberfläche 62 die innere umlaufende Oberfläche 61 derart ausgeführt wird, dass sie entsprechend der Abweichung 8 vorspringt.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, muss die innere umlaufende Oberfläche 61 nicht nach innen vorspringen. Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde der Permanentmagnet 30 in der geradlinigen Bewegungsrichtung von dem breiteren Ende des Permanentmagneten 30 zu dem kleineren Ende magnetisiert. Jedoch kann alternativ dazu der Permanentmagnet 30 in der geradlinigen Bewegungsrichtung von dem kleineren Ende des Permanentmagneten 30 zu dem größeren Ende hin magnetisiert werden. In diesem Fall wird das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte wie in Fig. 5 gezeigt, jedoch ist dabei die Richtung der Flussdichte umgekehrt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 9 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Eine Magnetplatte 70 ist als ein Magnetteil durch Bonden oder dergleichen an der Endfläche 35 des breiteren Endes des Permanentmagneten 30 befestigt. Magnetischer Fluss, der sich von der Endfläche 35 erstreckt, gelangt durch die Magnetplatte 70 und gelangt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, durch die Erfassungsfläche des Hall-IC 40 im Wesentlichen senkrecht. Folglich steigt der absolute Wert der Anstiegsrate der durch das Hall-IC 40 erfassten Flussdichte in der Nähe der Endfläche 35 an, an der der Permanentmagnet 30 breit ist. Dementsprechend wird der Abschnitt b, über den eine Linearität zwischen den Versatz X und der Flussdichte beibehalten ist, breiter als gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 12 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß den ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Durchmesser der inneren umlaufenden Oberfläche 81, die die Durchgangsöffnung 100 des Permanentmagneten 80 bildet, ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung gleichförmig. Die äußere umlaufende Oberfläche 82 des Permanentmagneten 80 ist eine konkav gekrümmte Oberfläche, und die Anstiegsrate des Durchmessers der äußeren umlaufenden Oberfläche 82 steigt in der Richtung des Pfeils A gemäß Fig. 12 an, d. h. steigt zu dem breiteren Ende hin an. Folglich steigt die Anstiegsrate der Dicke des Permanentmagneten 80 in der radialen Richtung senkrecht zu der Achse 110 in der Richtung des Pfeils A gemäß Fig. 12, d. h. zu dem breiteren Ende hin an.
Je größer die Abmessung des Permanentmagneten 80 an einer gegebenen Position ist, umso größer ist die Flussdichte an dieser Position. Dementsprechend steigt in der Nähe der Endfläche 85 des größeren Endes des Permanentmagneten 80 die durch das Hall-IC 40 erfasste magnetische Flussdichte an. Folglich verbreitert sich der Abschnitt, über den eine Linearität zwischen dem Versatz X und der Flussdichte beibehalten wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 13 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Durchmesser der inneren umlaufenden Oberfläche 91 des Permanentmagneten 90, die die Durchgangsöffnung 100 bildet, ist geradlinig in der Richtung des Pfeils A verringert, bei der es sich um eine einzelne Richtung der geradlinigen Bewegungsrichtung handelt. Der Durchmesser der äußeren umlaufenden Oberfläche 92 des Permanentmagneten 90 ist im Wesentlichen in der geradlinigen Bewegungsrichtung gleichförmig. Wie gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel verringert sich die Dicke des Permanentmagneten 90 in der radialen Richtung senkrecht zu der Achse 110 geradlinig in der Richtung des Pfeils B, und der Permanentmagnet 90 wird in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert. Folglich ist das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte im Wesentlichen dieselbe Charakteristik wie gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 14 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Ein Permanentmagnet 130 besteht aus zwei Permanentmagneten 30 derart, wie sie gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, die an den Oberflächen ihrer kleineren Enden durch Bonden oder dergleichen miteinander befestigt sind. Die Dicke des Permanentmagneten 130 in der radialen Richtung senkrecht zu der Achse 110 verringert sich von jedem Ende zu der Mitte in der geradlinigen Bewegungsrichtung, und die Richtung der Magnetisierung kehrt sich in der Mitte um.
Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, verringert sich die Flussdichte in der Durchgangsöffnung 100 des Permanentmagneten 130 von der Endfläche 35 des Permanentmagneten auf der linken Seite zu der Mitte, dreht sich in der Richtung in der Mitte um und steigt zu der Endfläche 35 des Permanentmagneten auf der rechten Seite hin an. Folglich verdoppelt sich im Vergleich zu dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Abschnitt b, über den eine Linearität zwischen dem Versatz X und der Flussdichte beibehalten wird.
Falls ein Permanentmagnet mit denselben Abschnitt b und derselben Auflösung wie der Sensor gemäß Fig. 14 derart hergestellt werden würde, dass seine Dicke lediglich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verringert ist, würde der Durchmesser des Permanentmagneten angenähert doppelt so groß wie des Permanentmagneten 130 werden.
Dementsprechend kann für den Sensor gemäß Fig. 14 der Bereich b, über den die Linearität zwischen den Versatz X und der Flussdichte beibehalten wird, vergrößert werden, ohne dass der Durchmesser des Permanentmagneten groß ausgeführt werden muss.
Obwohl bei dem Sensor gemäß Fig. 14 der Permanentmagnet 130 durch Verbindung zweier Permanentmagnete 30 hergestellt worden ist, kann alternativ dazu ein einzelner Permanentmagnet 130 durch Bearbeitung aus einem Grundteil hergestellt werden. In diesem Fall werden die linke Seite und die rechte Seite von der Mitte getrennt magnetisiert.
In den Sensoren gemäß Fig. 1 bis 14 weisen die Permanentmagnete eine Durchgangsöffnung auf, in der ein Hall-IC 40 sich in einer geradlinigen Bewegungsrichtung relativ zu dem Permanentmagneten hin- und herbewegen kann. Außerdem verringert sich die Dicke des Permanentmagneten in der radialen Richtung senkrecht zu der Achse, die mit der geradlinigen Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, in einer Richtung der geradlinigen Bewegung. Da ein Permanentmagnet mit diesem Aufbau in der geradlinigen Bewegungsrichtung, d. h. in der Richtung der Achse 110 magnetisiert ist, ändert sich der durch das Hall-IC 40 erfasste Fluss und die Richtung dieses Flusses nicht, selbst falls der Permanentmagnet um die Achse 110 relativ zu dem Hall-IC 40 rotiert. Daher kann der Versatz eines beweglichen Körpers, der rotiert, während er eine geradlinige Bewegung erfährt, mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Außerdem ist ein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation des beweglichen Körpers unnötig, der normalerweise zur präzisen Erfassung des Versatzes in einer geradlinigen Bewegungsrichtung erforderlich wäre, selbst wenn ein beweglicher Körper nicht rotieren soll. Da die Anzahl der Teile verringert ist, wird der Aufbau des Sensors einfach. Zusätzlich wird ein Verschleiß des beweglichen Körpers vermieden, der dadurch verursacht wird, dass der bewegliche Körper gegen einen Rotationsverhinderungsmechanismus schleift.
Bei den Sensoren gemäß Fig. 1 bis 14 ist eine Durchgangsöffnung in den Permanentmagneten ausgebildet. Alternativ dazu kann eine zylindrische Öffnung, bei der ein Ende in der geradlinigen Bewegungsrichtung abgeschlossen ist, in einem einzelnen Permanentmagneten durch Bearbeitung, Gießen oder dergleichen gebildet werden. In diesem Fall wird, wie gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 der magnetische Fluss, der durch die zylindrische Öffnung an dem abgeschlossenen Ende fließt, im Wesentlichen parallel zu der Achse, und da die Richtung des durch die Erfassungsfläche des Hall- IC 40 gelangenden Flusses angenähert senkrecht ist, kann ein Abfall in der Anstiegsrate der durch das Hall-IC 40 erfassten magnetischen Flussdichte verhindert werden.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 16 dargestellt. In dem Versatzsensor 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein plattenförmiger Permanentmagnet 145 anstelle des röhrenförmigen Permanentmagneten 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Der Aufbau des Sensors gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist abgesehen von den Permanentmagneten 145 im Wesentlichen derselbe wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und Teile, die dieselben oder ähnliche sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Wie es in Fig. 17A bis 17D dargestellt ist, wird der Permanentmagnet 145 in der Form einer Platte gebildet, die sich in die Richtungen der Pfeile A und B erstreckt, die die Bewegung des Sensors und einer Welle eines Abgasumlaufventils angeben. Der zylindrische Vorsprung 12 (vergl. Fig. 16), in der das Hall-IC 40 vergossen ist, bewegt sich relativ zu den Permanentmagneten 145 auf einer Achse 110 hin und her, die innerhalb des Permanentmagneten 145 angeordnet ist. Die Achse 110 gelangt durch die Mitte des Hall-IC 40 in der Richtung, in der das Hall-IC 40 eine geradlinige Bewegung relativ zu den Permanentmagneten 145 erfährt. Der Permanentmagnet 145 rotiert um die Achse 110. In Fig. 17A bis 17C sind das Gehäuse 11 und das bewegliche Teil 20 nicht dargestellt.
Der Abstand der inneren Oberfläche 146 des Permanentmagneten 145 von der Achse 110 ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung annähernd gleichförmig. Der Abstand der äußeren Oberfläche 147 des Permanentmagneten 145 von der Achse 110 verringert sich in der Richtung des Pfeils B, die eine Richtung der geradlinigen Bewegung ist. Dementsprechend verringert sich im einem Querschnitt senkrecht zu der Achse 110 die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 147 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 146 in der Richtung des Pfeils B. Das heißt, dass sich in einem Querschnitt senkrecht zu der Achse 110 die Querschnittsfläche des Permanentmagneten 145 in einer Richtung der geradlinigen Bewegung verringert. Der Permanentmagnet 145 wird in einer Richtung der geradlinigen Bewegung magnetisiert, in der Richtung von dem Ende, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 147 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 146 größer ist, zu dem Ende hin, an dem die Differenz kleiner ist.
Der Permanentmagnet 145 ist in der Form einer Platte mit einer Dicke d_m geformt, die im Wesentlichen gleichförmig in der radialen Richtung ist. Die Dicke d_m des Permanentmagneten 145 oder die seitliche Ausdehnung ist größer als die entsprechende Ausdehnung d_s eines flussdichten Erfassungsteils 42 des Hall-IC 40. Folglich bleibt die durch das Flussdichtenerfassungsteil 42 des Hall-IC 40 erfasste Flussdichte dieselbe, selbst falls die Position des Hall-IC 40 in Bezug auf den Permanentmagneten 145 in seitlicher Richtung des Permanentmagneten 145 abweicht.
Ein Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten 145 ist in Fig. 18 und Fig. 19 dargestellt. Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, wird ein magnetisches Basismaterial 220 in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds, der in der Richtung des Pfeils C magnetisiert ist, bearbeitet und dann zu einer vorbestimmten Dicke zur Bildung von Permanentmagneten 145 geschnitten.
Alternativ dazu wird, wie es in Fig. 19 dargestellt ist, ein magnetisches Basismaterial 230 vorab in der Form eines Permanentmagneten 145 gegossen, werden Magnetisierungsführungen 320 und 330, die an die Formen der Enden des magnetischen Basismaterials 230 angepasst sind, an beide Enden des magnetischen Basismaterials 230 angelegt, und das magnetische Basismaterial 230 wird in der Richtung des Pfeils zur Bildung eines Permanentmagneten 145 magnetisiert.
Falls der Versatz X des Hall-IC 40 von der Endfläche 145a des N-Polendes des Permanentmagneten 145, das das Ende ist, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 147 und der Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 146 groß ist, als X definiert ist, weisen der Versatz X und die Flussdichte auf der Achse 110 einschließlich der Richtung des Flusses dasselbe Verhältnis auf, wie es gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist und in Fig. 5 dargestellt ist.
Wenn das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte wie in Fig. 8 dargestellt ist, das im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, also nicht linear ist, und es eine Abweichung δ gibt, kann die Linearität verbessert oder korrigiert werden, in dem die äußere Oberfläche 152 derart ausgebildet wird, dass sie entsprechend der Abweichung δ wie bei dem Permanentmagneten 150 gemäß Fig. 20 vorspringt. Falls die vorspringende oder beabsichtigte Form der äußeren Oberfläche 152 des Permanentmagneten 150 in Übereinstimmung mit der Größe und der Richtung der Abweichung δ eingestellt ist, die von einer geraden Linie 120 gemäß Fig. 8 gemessen wird, wird das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte im Wesentlichen linear. Der Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 151 ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung angenähert gleichförmig.
Bei einem Permanentmagneten 160 einer weiteren Variation gemäß Fig. 21 kann eine Linearität dadurch erzielt werden, indem anstelle der äußeren Oberfläche 162 die innere Oberfläche 161 derart ausgeführt wird, dass sie entsprechend der Abweichung δ vorspringt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, muss die Form der inneren Oberfläche 161 nicht vorspringen.
Bei dem Sensor gemäß Fig. 16 wurde der Permanentmagnet 145 in der Richtung von dem Ende, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 147 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 146 groß ist, zu dem Ende hin magnetisiert, an der die Differenz klein ist. Alternativ dazu kann der Permanentmagnet 145 in der entgegengesetzten Richtung magnetisiert werden. In diesem Fall ist das Verhältnis zwischen dem Versatz X und der Flussdichte dasselbe wie gemäß Fig. 5, jedoch ist die Richtung der Flussdichte umgekehrt.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 22 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie die des Sensors gemäß Fig. 16 sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Abstand von der inneren Oberfläche 171 des Permanentmagneten 170 zu der Achse 110 ist in der Bewegungsrichtung angenähert gleichförmig. Der Abstand von der äußeren Oberfläche 172 des Permanentmagneten 170 zu der Achse 110 verringert sich in der Richtung des Pfeils B, die eine Richtung der geradlinigen Bewegung ist. Die Anstiegsrate der Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 172 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 171 steigt zu dem Ende hin an, an dem die Differenz groß ist. Das heißt, dass die äußere Oberfläche 172 eine konkav gekrümmte Oberfläche ist, und dass in einem Querschnitt senkrecht zu der Achse 110 die Querschnittsfläche des Permanentmagneten 170 in einer Richtung der geradlinigen Bewegung sich verringert. Der Permanentmagnet 170 ist in einer Richtung in der geradlinigen Bewegungsrichtung von dem Ende, an dem die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 172 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 171groß ist, zu dem Ende hin magnetisiert, an dem die Differenz klein ist.
Je größer die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 172 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 171 an einer gegebenen Position ist, umso größer ist die Flussdichte an dieser Position. Daher ist die durch das Hall-IC 40 erfasste Flussdichte in der Nähe der Endfläche 175 höher, an der die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 172 und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 171 groß ist.
Folglich ist der Bereich breiter, über den eine Linearität zwischen dem Versatz X und der Flussdichte beibehalten wird.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 23A und 23B dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie die des Sensors gemäß Fig. 16 sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Versatzsensor gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zwei Permanentmagnete 145 auf. Die Permanentmagnete 145 sind in Bezug auf die Achse 110 diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Da die Flussdichtenverteilung zwischen den gegenüberliegenden Permanentmagneten 145 gleichförmig ist, ändert sich die durch das Hall-IC 40 erfasste Flussdichte nicht, selbst wenn die Position des Hall-IC 40 in einer Richtung senkrecht zu der Achse 110 zwischen den Permanentmagneten 145 abweicht. Daher können Fehler bei der Befestigung der Permanentmagneten 145 oder des Hall-IC 40 oder einer Abweichung der relativen Position des Hall-IC 40 zwischen den Permanentmagneten 145, wenn das Hall-IC 40 eine geradlinige Bewegung relativ zu den Permanentmagneten 145 erfährt, unschädlich gemacht werden.
Zusätzlich wird die Flussdichte auf der Achse 110 größer, als wenn lediglich ein Permanentmagnet 145 vorhanden ist. Folglich steigt die Erfassungsempfindlichkeit des Hall-IC 40 an.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden Permanentmagnete der in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 dargestellten Form verwendet, jedoch können alternativ dazu Permanentmagnete der Form verwendet werden, die in den Sensoren gemäß Fig. 20 bis Fig. 22 dargestellt sind.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 24A und 24B dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie diejenigen gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Versatzsensor gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zwei Paare Permanentmagnete 145 auf, die über die Achse 110 diametral entgegengesetzt sind. Die Teile sind um die Achse 110 um einen Winkel beabstandet, der durch das Zeichen θ dargestellt ist (gemäß diesem Ausführungsbeispiel beträgt θ sechzig Grad). Die Flussdichte in dem Bereich, der durch die innere Oberfläche der vier Permanentmagneten 145 eingeschlossen ist, ist gleichförmig. Die Flussdichte auf der Achse 110 ist größer als im Vergleich zu einem Sensor, bei dem lediglich ein Permanentmagnet 145 vorhanden ist. Folglich ist die Erfassungsempfindlichkeit des Hall-IC 40 größer. Die Winkelbeabstandung der Paare diametral gegenüberliegender Permanentmagnete 145 muss nicht sechzig Grad betragen.
Gemäß den in Fig. 23A bis 24B dargestellten Ausführungsbeispielen sind Permanentmagnete 145 diametral zueinander gegenüberliegend über die Achse 110 angeordnet. Alternativ dazu kann die Flussdichte auf der Achse 110 dadurch erhöht werden, in dem eine Vielzahl von Permanentmagneten 145 umlaufend um die Achse 110 angeordnet werden, diese jedoch nicht in diametral zueinander entgegengesetzten Paaren angeordnet werden. Dies erhöht wiederum die Erfassungsempfindlichkeit des Hall-IC 40.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden Permanentmagnete der Form verwendet, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 dargestellt ist, jedoch können alternativ dazu Permanentmagnete der in Fig. 20 bis Fig. 22 gezeigten Form verwendet werden.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 25 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Der Permanentmagnet 145 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Permanentmagnet 145, der in Bezug auf den gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 invertiert ist. Der Abstand von der inneren Oberfläche 148 des Permanentmagneten 145 zu der Achse 110 steigt in der Richtung des Pfeils B an, die eine Richtung der geradlinigen Bewegung ist. Der Abstand von der äußeren Oberfläche 149 des Permanentmagneten 145 zu der Achse 110 ist in der Bewegungsrichtung angenähert gleichförmig.
Ein Versatzsensor gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 26 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß dem in Fig. 16 dargestellten Ausführungsbeispiel sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Permanentmagnete 145 eines Paars sind diametral einander gegenüberliegend über die Achse 110 angeordnet, und die Endflächen 145a der breiteren Ende der Permanentmagneten 145 sind magnetisch durch eine rechtwinklige magnetische Platte 240 verbunden, die ein magnetisches Teil ist, die an die Magnete 145 durch Bonden oder dergleichen befestigt ist. Aus der Endfläche 145a austretender Fluss gelangt durch die magnetische Platte 240 und gelangt im Wesentlichen senkrecht durch die Erfassungsfläche des Hall-IC 40. Folglich steigt der absolute Wert der Anstiegsrate der durch das Hall-IC 40 erfassten Flussdichte in der Nähe der großen Endflächen 145a der Permanentmagnete 145 an. Dementsprechend ist der Bereich, über den die Linearität des Versatzes X und der Flussdichte beibehalten wird, breiter als gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 27 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Ein Permanentmagnet 180 besteht aus zwei Permanentmagneten 145 derart, die gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 beschrieben worden sind. Die Magnete sind durch Bonden oder dergleichen an den kleineren Endflächen miteinander befestigt. Der Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche 181 des Permanentmagneten 180 ist in der Bewegungsrichtung im Wesentlichen gleichförmig. Der Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 182 des Permanentmagneten 180 verringert sich von den Enden der Permanentmagneten zu der Mitte. Der Permanentmagnet 180 ist in der Bewegungsrichtung in zueinander entgegengesetzten Richtungen auf jeder Seite der Mitte magnetisiert.
Wie gemäß dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bereich b, über den die Linearität des Versatzes X und der Flussdichte auf der Achse 110 beibehalten wird, angenähert doppelt so groß wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16.
Falls ein Permanentmagnet mit demselben Bereich b und derselben Auflösung wie gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 27 derart ausgeführt würde, dass dessen Querschnittsfläche in lediglich einer Richtung der geradlinigen Bewegung sich verringert, wie gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16, würde die Differenz zwischen dem Abstand von der Achse 110 des Permanentmagneten zu der äußeren Oberfläche und dem Abstand von der Achse 110 zu der inneren Oberfläche angenähert doppelt so groß wie bei dem Sensor gemäß Fig. 27 sein. Dementsprechend ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Bereich b, über den die Linearität und der Versatz X und die Flussdichte beibehalten wird, relativ groß, ohne dass der Abstand von der Achse 110 zu der äußeren Oberfläche 182 des Permanentmagneten 180 groß ausgeführt wird.
Obwohl gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 27 der Permanentmagnet 180 durch Verbindung zweier Permanentmagnete 145 hergestellt ist, kann alternativ dazu ein einzelner Permanentmagnet 180 durch Bearbeitung oder dergleichen von einem Grundteil hergestellt werden.
In diesem Fall werden die linke Seite und die rechte Seite von der Mitte separat magnetisiert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in Fig. 28 dargestellt. Teile, die im Wesentlichen dieselben wie gemäß dem in Fig. 27 dargestellten Ausführungsbeispiel sind, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
Zwei Permanentmagnete 180 sind über die Achse 110 diametral zueinander entgegengesetzt. Daher ist im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 27, bei dem lediglich ein Permanentmagnet 180 vorhanden ist, die Flussdichte auf der Achse 110 größer. Folglich ist die Erfassungsempfindlichkeit des Hall-IC 40 größer.
Die Positionen einer Vielzahl von Permanentmagneten 180, die im Umfang um die Achse 110 angeordnet sind, müssen nicht diametral zueinander entgegengesetzt sein. Durch Anordnung einer Vielzahl von Permanentmagneten 180 in einem Umfang um die Achse 110 ist es möglich, die Flussdichte auf der Achse 110 anzuheben und die Erfassungsempfindlichkeit des Hall-IC 40 zu vergrößern.
Gemäß den vorstehend beschriebenen, in Fig. 16 bis 28 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Permanentmagnete als flache Platten geformt, die sich in der Bewegungsrichtung des Hall-IC 40 erstrecken. In einem Querschnitt senkrecht zu der Achse 110 verringert sich die Querschnittsfläche des Permanentmagneten entweder in einer Richtung der Bewegung oder von den Enden des Magneten zu dessen Mitte hin. Da ein Permanentmagnet mit diesem Aufbau in der Bewegungsrichtung magnetisiert ist, d. h., in der Richtung der Achse 110, ändert sich die durch das Hall-IC 40 erfasste Flussdichte und Richtung des Flusses nicht, selbst wenn der Permanentmagnet relativ zu dem Hall-IC 40 um die Achse 110 rotiert. Daher kann der Versatz eines beweglichen Körpers, der rotiert, während er eine geradlinige Bewegung erfährt, mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Außerdem ist ein Rotationsverhinderungsmechanismus zur Verhinderung einer Rotation eines beweglichen Körpers nicht notwendig, der normalerweise zu präzisen Erfassung des Versatzes in einer geradlinigen Bewegungsrichtung selbst bei einem beweglichen Körper notwendig wäre, der nicht rotieren soll. Da die Anzahl der Teile verringert ist, wird der Aufbau des Sensors einfach. Außerdem wird ein Verschleiß des beweglichen Teils vermieden, der anderenfalls durch ein Schleifen des beweglichen Körpers gegen einen Rotationsverhinderungsmechanismus verursacht würde.
Weiterhin ist das Volumen des Permanentmagneten klein, da der Permanentmagnet in Form einer flachen Platte gebildet ist. Folglich kann der Permanentmagnet klein und leicht ausgeführt werden.
Gemäß den in Fig. 16 bis 28 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Magnete als flache Platten ausgeführt. Jedoch ist die Form des Permanentmagneten nicht derart beschränkt, und solange die Querschnittsfläche des Permanentmagneten in einem Querschnitt senkrecht zu der Achse 110 entweder in einer Richtung der geradlinigen Bewegung oder von den Enden des Magneten zu seiner Mitte hin sich verringert, kann die Form des Permanentmagneten alternativ die einer abgeschnittenen Pyramide oder eines abgeschnittenen Konus sein.
Gemäß den veranschaulichten Ausführungsbeispielen bewegen sich der Permanentmagnet oder die Magnete zusammen mit dem beweglichen Körper, und das Hall-IC 40 ist fest. Jedoch sind ebenfalls Aufbauten möglich, bei denen das Hall-IC 40 sich zusammen mit dem beweglichen Körper geradlinig bewegt und bei denen der Permanentmagnet fest ist.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, erfasst ein Versatzsensor präzise einen Versatz eines beweglichen Körpers (20) in einer geradlinigen Bewegungsrichtung, selbst falls der bewegliche Körper rotiert. Der Sensor weist eine Erfassungseinrichtung (40) und einen Magneten (30, 145) auf. Die Querschnittsfläche des Permanentmagneten in einer Ebene senkrecht zu einer Achse (110), die sich in der geradlinigen Bewegungsrichtung erstreckt, variiert in der Bewegungsrichtung. Der Permanentmagnet ist in der geradlinigen Bewegungsrichtung magnetisiert. Die Erfassungseinrichtung ist derart angeordnet, dass magnetischer Fluss im Wesentlichen senkrecht durch eine Erfassungsfläche der Erfassungseinrichtung gelangt.

Claims

1. Versatzsensor mit
einer Magneterfassungsvorrichtung (40), und
einem Permanentmagneten (30, 50, 60, 80, 90, 130, 180), wobei der Permanentmagnet eine axiale zentrale Öffnung (100) aufweist, bei der zumindest ein Ende offen ist, und die Magneterfassungsvorrichtung (40) oder der Magnet sich zusammen mit einem beweglichen Körper (20) relativ zueinander in der Richtung der Achse (110) der Öffnung (100) bewegen können, und die Magneterfassungsvorrichtung einen Versatz des beweglichen Körpers in der axialen Richtung erfasst, wobei eine radiale Abmessung des Permanentmagneten, die in einer Richtung senkrecht zu der Achse gemessen wird, sich in einer Richtung der axialen Bewegung verringert, und der Permanentmagnet in der axialen Richtung magnetisiert ist.

2. Versatzsensor nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser einer inneren umlaufenden Oberfläche (31, 51, 81) des Permanentmagneten, die die zentrale Öffnung (100) bildet, im Wesentlichen gleichförmig ist, und der Durchmesser der äußeren umlaufenden Oberfläche (32, 52, 82) des Permanentmagneten sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung verringert.

3. Versatzsensor nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser einer inneren umlaufenden Oberfläche (91), die die zentrale Öffnung (100) bildet, sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung verringert, und der Durchmesser einer äußeren umlaufenden Oberfläche (92) des Permanentmagneten im Wesentlichen gleichförmig ist.

4. Versatzsensor nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, wobei die zentrale Öffnung (100) eine Durchgangsöffnung (100) ist und an jeden der beiden Enden offen ist.

5. Versatzsensor nach Anspruch 4, wobei das radiale Ausmaß des Permanentmagneten zu einem Ende des Permanentmagneten in der axialen Richtung hin ansteigt, so dass der Magnet ein breites Ende und ein schmales Ende aufweist, und die Anstiegsrate der radialen Abmessung in der axialen Richtung an Stellen ansteigt, die näher an dem breiten Ende des Permanentmagneten liegen.

6. Versatzsensor nach Anspruch 4, wobei ein magnetisches Teil (70) ein Ende der zentralen Öffnung (100) abdeckt.

7. Versatzsensor mit
einer Magneterfassungsvorrichtung (40) und
einem Permanentmagneten (130), wobei der Permanentmagnet eine axiale zentrale Öffnung (100) aufweist und die Magneterfassungsvorrichtung (40) oder der Magnet zusammen mit einem beweglichen Körper sich relativ zueinander in der Richtung der Achse der Öffnung (100) bewegen können, und die Magneterfassungsvorrichtung (40) einen Versatz des beweglichen Körpers in der axialen Richtung erfasst, wobei der Magnet zwei gegenüberliegende Enden aufweist und das radiale Ausmaß des Permanentmagneten, das in einer Richtung senkrecht zu der Achse gemessen ist, sich von jeden der beiden Enden zu einer mittleren Stelle in der axialen Richtung verringert, und der Permanentmagnet in der axialen Richtung magnetisiert ist.

8. Versatzsensor nach Anspruch 7, wobei der Permanentmagnet aus zwei Permanentmagnetteilen (30) hergestellt ist, die an der mittleren Stelle miteinander verbunden sind.

9. Versatzsensor mit
einer Magneterfassungsvorrichtung (40) die auf einer Bewegungsachse (110) angeordnet ist, und
einem Permanentmagneten (30, 50, 60, 80, 90, 145, 150, 160, 170), wobei die Magneterfassungsvorrichtung oder der Magnet zusammen mit einem beweglichen Körper (20) sich relativ zueinander entlang der Bewegungsachse bewegen können, und der Permanentmagnet in der Richtung der Bewegungsachse magnetisiert ist, sowie die Magneterfassungsvorrichtung einen Versatz des beweglichen Körpers in der Bewegungsrichtung erfasst, wobei die Querschnittsfläche des Magneten in einer Ebene senkrecht zu der Bewegungsachse sich in einer Richtung entlang der Bewegungsachse verringert.

10. Versatzsensor nach Anspruch 9, wobei der Permanentmagnet (145) einer aus einer Vielzahl von Permanentmagneten (145) ist, die um die Bewegungsachse im Winkel beabstandet sind.

11. Versatzsensor nach Anspruch 10, wobei die Permanentmagnete (145) ein gegenüberliegendes Paar aufweisen, deren Magnete diametral um die Bewegungsachse entgegengesetzt sind.

12. Versatzsensor nach Anspruch 10, wobei ein magnetisches Teil (240) entsprechende Endoberflächen (145a) der Permanentmagneten magnetisch verbindet.

13. Versatzsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Permanentmagnet (145) im Wesentlichen eben ist und ein Dickenausmaß hat, das in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Magneten gemessen ist, wobei das Dickenausmaß im Wesentlichen gleichförmig ist.

14. Versatzsensor nach Anspruch 13, wobei die Magneterfassungsvorrichtung einen magnetflussdichten Erfassungsteil (42) aufweist, und das Dickenausmaß (d_m) des Permanentmagneten größer als ein entsprechendes Ausmaß (d_s) des magnetflussdichten Erfassungsteils ist.

15. Versatzsensor nach Anspruch 13, wobei der Magnet eine innere Oberfläche (146) und eine äußere Oberfläche (147) aufweist, und der Abstand von der Bewegungsachse zu der inneren Oberfläche entlang der Bewegungsachse im Wesentlichen gleichförmig ist, und der Abstand von der Bewegungsachse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten sich in einer Richtung der Bewegung verringert.

16. Versatzsensor nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Magnet eine innere Oberfläche (148) und eine äußere Oberfläche (149) aufweist, und wobei der Abstand von der Bewegungsachse zu der inneren Oberfläche des Permanentmagneten sich in einer Richtung der geradlinigen Bewegung erhöht, und der Abstand von der Bewegungsachse zu der äußeren Oberfläche des Permanentmagneten im Wesentlichen gleichförmig ist.

17. Versatzsensor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Differenz zwischen dem Abstand von der Bewegungsachse zu der äußeren Oberfläche und dem Abstand von der Achse zu der inneren Oberfläche sich zu einem Ende des Permanentmagneten in der Richtung der Bewegungsachse erhöht, so dass der Magnet ein breites Ende und ein schmales Ende aufweist.

18. Versatzsensor mit
einer Magneterfassungsvorrichtung (40), und
zumindest einen Permanentmagneten, wobei die Magneterfassungsvorrichtung (40) oder der zumindest eine Magnet sich relativ zueinander in der Richtung einer Bewegungsachse zusammen mit einem beweglichen Körper bewegen können, und die Magneterfassungsvorrichtung (40) einen Versatz des beweglichen Körpers in der Richtung der Bewegungsachse erfasst, sowie der Permanentmagnet in der Richtung der Bewegungsachse magnetisiert ist, wobei die Querschnittsfläche des zumindest einen Magneten in einer Ebene senkrecht zu der Bewegungsachse entlang der Bewegungsachse variiert.

19. Versatzsensor nach Anspruch 18, wobei der zumindest eine Permanentmagnet aus zwei Permanentmagnetteilen hergestellt ist, die an einer mittleren Stelle miteinander verbunden sind.

20. Versatzsensor nach Anspruch 18 oder 19, wobei der zumindest eine Permanentmagnet einer aus einer Vielzahl von Permanentmagneten ist, die im Winkel um die Bewegungsachse beabstandet sind.

21. Versatzsensor nach Anspruch 20, wobei die Permanentmagnete ein gegenüberliegendes Paar aufweisen, deren Magnete diametral um die Bewegungsachse entgegengesetzt sind.

22. Versatzsensor nach Anspruch 20 oder 21, wobei ein magnetisches Teil (240) entsprechende Endoberflächen (145a) der Permanentmagneten (145) magnetisch verbindet.

23. Versatzsensor nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei der zumindest eine Permanentmagnet (145) im Wesentlichen eben ist und ein Dickenausmaß hat, das in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Magneten gemessen ist, wobei das Dickenausmaß im Wesentlichen gleichförmig ist.

24. Versatzsensor nach Anspruch 23, wobei die Magneterfassungsvorrichtung (40) ein Magnetflussdichteerfassungsteil aufweist, und das Dickenausmaß (d_m) des Permanentmagneten größer als ein entsprechendes Ausmaß (d_s) des Magnetflussdichtenerfassungsteils ist.