JP2004279329A - 変位センサ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気感応素子を用いた変位センサにおいて、長い範囲にわたってリニアな感度特性が得られるようにする。
【解決手段】磁気ロッド５が、ホールＩＣ４１に対して相対移動する。磁気ロッド５では、非磁性材製の芯ロッド５１の外周に、リング状磁石５３と、磁性材製の透磁スリーブ５７と、リング状磁石５５が順に嵌め込まれている。透磁スリーブ５７は、中央部でランプ状に凹み、両端近傍でステップ状に凹んだ特殊な外形状に成形されている。この特殊形状により、透磁スリーブ５７の周囲にリニアな特性をもった磁界がの形成されるため、長い変位範囲にわたってリニアな感度特性が得られる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、磁気感応素子を用いた変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、例えば電磁比例制御バルブの変位又は位置の測定のための変位センサであって、電磁比例制御バルブの可動子と連動する棒状磁石と、その棒状磁石の中心軸の同心円周上に配置された磁気感応素子（ホールＩＣ）とを備えたものが開示されている。また、棒状磁石の形状を変えることで感度特性を変えられることも、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２５８１０９号
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の変位センサで用いられる棒状磁石は、例えば単純な円柱形の棒磁石の場合、その周囲の磁界強度分布は全体としては非リニアであって、リニアな磁界分布が存在する領域は両磁極近傍の狭い範囲だけに限られてしまう。そのため、従来の変位センサでリニアな感度特性が得られる範囲は、磁気感応素子が両磁極近傍に位置するとき、つまり、可動子のストロークの両エンド（上死点と下死点）付近だけに限られてしまう。そして、適用できるストロークの全長も短い。
【０００３】
また、棒状磁石を単純な円柱形ではなく、特別の複雑な形状に成形することで、変位センサの感度特性を改善することは、理論的には可能である。しかし、実際上は、磁石を特別の形状に成形するための加工が難しいという問題がある。例えば、特別の形状に成形した素材を磁化することは困難であり、他方、磁化した磁石に成形加工を加えると減磁してしまう。
【０００４】
従って、本発明の目的は、磁気感応素子を用いた変位センサにおいて、長い範囲にわたってリニアな感度特性が得られるようにすることにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、磁気感応素子を用いた変位センサにおいて、磁石を特別形状に成形加工することなしに、リニアな感度特性が得られるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に従う変位センサは、磁界の所定方向成分の強度をセンスする磁気感応素子と、少なくとも１つの磁石と、前記磁気感応素子に対し相対的に移動可能に設けられた磁性材部材とを備え、前記磁性材部材は、前記磁石と磁気的に結合して、前記磁性材部材の外側に磁界を形成し、そして、前記磁気感応素子の位置における前記磁界の前記所定方向成分の強度が、前記磁性材部材の変位に応じて変化するように、前記磁性材部材が所定の外形状に成形されている。
【０００７】
この変位センサによれば、磁気感応素子によってセンスされる磁界を、磁石を直接使って形成するのではなく、磁石に磁気的に結合した磁性材部材を使って形成しているので、磁性材部材を適切な形状に成形することで、広い変位範囲にわたってリニアな特性をもった磁界が形成できるようになる。磁石の成形に比較して、磁性材部材の成形は容易である。結果として、広変位範囲にわたりリニアな検出特性をもった変位センサを、低コストで得ることが可能になる。
【０００８】
好適な実施形態においては、本発明に従う変位センサは、２つの磁石を備え、前記磁性材部材は、その移動方向における両端にて前記２つの磁石と磁気的に結合しており、そして、前記磁性材部材は、前記磁気感応素子に対面する側において、前記移動方向における中間部分が凹んだ外形状に成形されている。
【０００９】
この構成によれば、磁性材部材の磁気感応素子に対面する側における中央近傍部分の凹みによって、磁気感応素子によってセンスされる磁界の分布をリニアに近づけることができる。
【００１０】
好適な実施形態においては、本発明に従う変位センサは、２つの磁石を備え、前記磁性材部材は、その移動方向における両端にて前記２つの磁石と磁気的に結合しており、そして、前記磁性材部材は、前記磁気感応素子に対面する側において、前記移動方向における両端近傍部分が凹んだ外形状に成形されている。
【００１１】
この構成によれば、磁性材部材の磁気感応素子に対面する側における両端近傍部分の凹みによって、磁気感応素子によってセンスされる磁界の分布をリニアに近づけ、且つリニアに近い磁界分布の範囲（つまり、検出可能な有効変位範囲）を拡大することができる。
【００１２】
好適な実施形態においては、本発明に従う変位センサは、非磁性材シリンダを更に備え、前記磁気感応素子は、前記非磁性材シリンダに取り付けられており、前記磁性材部材（５７）は、前記非磁性材シリンダの内側に挿入されている。
【００１３】
この構成によれば、非磁性材シリンダを用いることで、磁性材部材が形成する磁界を変形させずに磁気感応素子に伝えることができる。
【００１４】
好適な実施形態においては、本発明に従う変位センサは、前記非磁性材シリンダの外周を覆う磁性材カバーを更に備える。更に、前記磁性材部材が、移動方向において非対称な外形状を有する。
【００１５】
この構成によれば、磁性材カバーによって外界からの磁気の悪影響を防ぐことができる。また、磁性材カバーの影響によって磁性材部材が形成する磁界が非対称になることを、磁材部材の非対称形状が補償して、対称なリニアな磁界を実現することができる。
【００１６】
好適な実施形態においては、本発明に従う変位センサは、前記磁気感応素子の出力信号と変位との関係を随時に学習して、学習された関係に基づいて前記前記磁気感応素子の出力信号を変位値に変換するコントローラを更に備える。
【００１７】
このコントローラの学習機能により、経年変化や温度ドリフトなどにより変位センサの特性が多少変化しても、正確な検出性能を維持することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る変位センサ１の中心軸に沿った縦断面を示す。図１は、最小変位（マイナスの最大変位）のときのこの変位センサ１の状態を、図２は中立点（変位ゼロ）のときの状態を、図３は最大変位（プラスの最大変位）のときの状態を、それぞれ示す。図４は、この変位センサ１が例えば電磁比例制御バルブのような被測定対象物に取り付けられた状態の一例を示す。
【００１９】
図１〜図４において、永久磁石は交差ハッチングで示されており、磁性材料製の部品であって磁石ではないものは斜めハッチングで示されており、また、非磁性材料（例えば、ステンレス鋼、プラスチック、ゴムなど）製の部品は白抜きで示されている。さらに、黒塗りで示した部品は磁気感応素子（例えば、ホールＩＣ）である。
【００２０】
図１〜図４に示すように、この変位センサ１は、概略、２つの部材から構成される。第一の部材は、センシング・シリンダ３であり、これは、細長い円柱状の空間３１を内側に有し、前端（図中左端）側で開き、後端（図中右端）側で閉じた形状を有する。第二の部材は、磁気ロッド５であり、これは、概略円柱状の形状を有し、センシング・シリンダ３の内側の空間３１内にこれと同軸の位置関係をもって挿入され、そして、空間３１内を中心軸方向に往復移動することができる。磁気ロッド５はその周囲に磁界を形成し、その磁界は、空間３１を経てセンシング・シリンダ３の内部に入る。センシング・シリンダ３はその内部の特定位置にて、磁気ロッド５からの磁界強度をセンスして、その磁界強度に実質的に比例した電圧信号を出力する。
【００２１】
特に図４に示すように、この変位センサ１が被測定対象物、例えば油圧機械の電磁比例制御バルブ、に取り付けられた場合、この変位センサ１のセンシング・シリンダ３は、その電磁比例制御バルブのボディ（又は、その電磁比例制御バルブをもつ油圧機械のボディ）１１０に、例えば螺子結合の方法で固定される。一方、この変位センサ１の磁気ロッド５は、その前端部（図中左端部）にて、その電磁比例制御バルブの往復運動する可動子１１０に、例えば螺子結合の方法で結合される。センシング・シリンダ３と磁気ロッド５の間の空間には例えば高圧油が充填される。そして、電磁比例制御バルブのストロークに連動して、磁気ロッド５はセンシング・シリンダ３内側の空間３１内を中心軸方向に往復運動する。電磁比例制御バルブがそのストロークの下死点にいる時（最小変位時）、磁気ロッド５とセンシング・シリンダ３との位置関係は図１に示すようになる。電磁比例制御バルブがそのストロークの上死点にいる時（最大変位時）、磁気ロッド５とセンシング・シリンダ３との位置関係は図３に示すようになる。電磁比例制御バルブの可動子１１０がそのストロークの中点にいる時（中立時）、磁気ロッド５とセンシング・シリンダ３との位置関係は図２に示すようになる。
【００２２】
上記のように電磁比例制御バルブのストロークにより磁気ロッド５の位置が変わると、磁気ロッド５がその周囲に形成する磁界強度の中心軸方向での分布に応じてセンスされる磁界強度が変化するから、出力される電圧信号が変化する。以下に詳述するように、磁気ロッド５の構造が工夫されており、そのため、磁気ロッド５周囲の磁界強度の中心軸方向での分布（つまり、変位とセンスされる磁界強度との関係）が、電磁比例制御バルブのストロークの全範囲に亘ってほぼリニアになる。また、センシング・シリンダ３の構造も工夫されており、それにより、磁気ロッド５周囲の磁界が精度良くセンスできる。
【００２３】
以下、センシング・シリンダ３と磁気ロッド５との構造を詳細に説明する。
【００２４】
センシング・シリンダ３は、上述した磁気ロッド５の往復移動のための空間３１を内側に有した非磁性材料製のシリンダ・ボディ３３と、シリンダ・ボディ３３の外側に被せられてシリンダ・ボディ３３の外周面と後端面を覆う磁性材料製のシリンダ・カバー３５とを備える。さらに、上述した移動空間３１の軸方向中央に近い所定位置（図１〜図３で一点鎖線で示す位置）に対応したシリンダ・ボディ３３の外周面上の所定箇所に、内側空間３１内を往復移動する磁気ロッド５からの磁界強度をセンスするための磁気感応素子、例えばホールＩＣ４１、が取り付けられている。ホールＩＣ４１及びその周辺領域の外側は、上述した磁性材料製のシリンダ・カバー３５によって覆われている。ホールＩＣ４１の電気ケーブル（駆動電流及び検出信号を通すための電線群）４３は、シリンダ・ボディ３３とシリンダ・カバー３５との間の隙間を通って、シリンダ・カバー３５の後端部から外部へ引き出されている。ホールＩＣ４１はその中央部の部位（図１〜図３で一点鎖線が通るホールＩＣ４１の部位、以下、センシング部位という）において、磁界強度をセンスする。ここでセンスされるものは、磁気ロッド５の中心線に垂直な方向の磁界成分（図１〜図３で一点鎖線に沿った方向の磁界成分、以下、垂直磁界成分という）の強度であり、この垂直磁界成分の強度に比例した電圧信号がホールＩＣ４１から出力される。
【００２５】
シリンダ・ボディ３３は、例えばステンレス鋼のような剛性の高い非磁性材料で作ることができ、それにより、高圧の油圧などのストレスに耐えられるとともに、磁気ロッド５が形成する磁界を実質的に乱すことなくホールＩＣ４１に伝えることができる。また、シリンダ・カバー３５は、磁性材料製であることにより、外界の磁界を遮断してホールＩＣ４１への外乱侵入を防ぐことができる。
【００２６】
磁気ロッド５は、図２に示す中立時の位置でシリンダ・ボディ３３内側の移動空間３１に収容されている部分（以下、主要部という）において、その周囲に磁界を形成する。こ磁気ロッド５の主要部は、図示のように、両端にフランジを有した非磁性材料製の芯ロッド５１と、この芯ロッド５１の両端のフランジの直ぐ内側の部分の外周に嵌め込まれた２個のリング形の永久磁石５３、５５と、芯ロッド５１の外周の永久磁石５３、５５間に挟まれた部分に嵌め込まれた円筒形の磁性材料製の透磁スリーブ５７とから構成される。２個の永久磁石５３、５５は同一強度に磁化されており、そして、両者の極性が同一方向に揃うように並んでいる。例えば、後に詳述する図５に例示されているように、２個の永久磁石５３、５５の前側（図中左側）の端面は共に例えばＮ極であり、後側（図中右側）の端面は共に例えばＳ極である。従って、透磁スリーブ５７は、例えば、その前端面が磁石５３のＳ極に接し、後端面が磁石５５のＮ極に接するというように、２個の磁石５３、５５のＳ極とＮ極の間に挟まれている。そのため、磁石５３、５５から出る磁力線の多くは、透磁スリーブ５７内を通って透磁スリーブ５７の外周面から外へその法線に沿って出る（又は、外から外周面にその法線に沿って入る）という経路を通ることになる。
【００２７】
透磁スリーブ５７の外形状は、その周囲に形成される磁界の分布を左右する。そこで、透磁スリーブ５７の周囲に形成される磁界の垂直磁界成分の強度の中心軸方向に沿った分布ができるだけリニアに近くなるとともに、中心軸方向にできるだけ長い範囲にわたってリニアな強度分布が連続するように、透磁スリーブ５７の外形状は特別の凹凸をもった形状に設計されている。例えば、図示のように、透磁スリーブ５７は、中心軸方向における中央近傍の比較的短距離の部分５７Ａで、小さい外径を有しており、そこより前側及び後側の比較的長距離の中間部分５７Ｂ、５７Ｃでは、前端及び後端へそれぞれ近づくに伴って外径が円錐のようにランプ状に拡大していき、そして、前端の近傍及び後端の近傍の比較的短距離の部分５７Ｄ、５７Ｅでは、前述した前側及び後側の中間部分５７Ｂ、５７Ｃからステップ状に外径が小さくなっている。要するに、透磁スリーブ５７の外形状は、中央近傍部分５７Ａで凹み、かつ、前端近傍部分５７Ｄ及び後端近傍部分５７Ｅでも凹んだものとなっている。特に前端近傍部分５７Ｄ及び後端近傍部分５７Ｅでの透磁スリーブ５７の外径は永久磁石５３、５５の外径よりも小さく、そのため、永久磁石５３、５５の透磁スリーブ５７側の磁極面うち、中心軸に近い一部の領域だけが透磁スリーブ５７の前端及び後端と接していて、それより外側の領域は透磁スリーブ５７の前端及び後端の外側の空間に露出している。以上のような構成によって、透磁スリーブ５７の外側に形成される磁界の中心軸方向での分布は、後に図５を参照して説明するように、前側の中間部分５７Ｄから後側の中間部分５７Ｅまでをカバーする長い範囲の大部分にわたって、リニアにかなり近いものになる。
【００２８】
上述した透磁スリーブ５７の凹凸をもった外形状は、中心軸方向の中点について、ほぼ前後対称であるが、厳密には、若干非対称に設計されている。若干非対称に設計されている理由は、それにより、シリンダ・カバー３３の影響による磁界の非対称性を補償して、リニアな磁界分布を実現するためである。
【００２９】
なお、透磁スリーブ５７は、磁石ではないので、それを上記のような特別の凹凸形状に成形加工することは全く容易なことである。
【００３０】
図１に示すように、被測定対象である例えば電磁比例制御バルブがそのストロークの下死点にある時、センシング・シリンダ３内のホールＩＣ４１のセンシング部位の正面には、一点鎖線で示すように、磁気ロッド５の透磁スリーブ５７の前側中間部分５７Ｂの前端近くの部位が位置する。また、図２に示すように、電磁比例制御バルブがそのストロークの中立点にある時、ホールＩＣ４１のセンシング部位の正面には、図中一点鎖線で示すように、透磁スリーブ５７の中央部位が位置する。また、図３に示すように、電磁比例制御バルブがそのストロークの上死点にある時、ホールＩＣ４１のセンシング部位の正面には、図中一点鎖線で示すように、透磁スリーブ５７の後側中間部分５７Ｃの後端近くの部位が位置する。このように、ホールＩＣ４１のセンシング部位の正面に位置する透磁スリーブ５７の部位は、前側中間部分５７Ｂの前端近くの部位から後端中間部分５７Ｃの後端近くの部位までの範囲（以下、変位範囲という）で変化する。
【００３１】
図５は、ホールＩＣ４１によってセンスされる透磁スリーブ５７外側の磁界の垂直磁界成分の強度が、上記変位範囲にわたってどのように変化しているかを判りやすく示したものである。
【００３２】
図５において、２つの永久磁石５３、５５及び透磁スリーブ５７の表面に出入りしている複数本の矢印は、磁力線を例示している。また、透磁スリーブ５７の上方に描かれた一点鎖線の領域６１は、透磁スリーブ５７に対するホールＩＣ４１の相対的位置の移動範囲を示している。すなわち、透磁スリーブ５７の外側の垂直磁界成分がホールＩＣ４１によってセンスされる領域が領域６１である。そして、実線のグラフ６３は、２つの永久磁石５３、５５と透磁スリーブ５７とを組み合わせた図示の構成によって形成される、センス領域６１における垂直磁界成分の強度分布を示している。また、点線のグラフ６５は、２つの永久磁石５３、５５と透磁スリーブ５７とを組み合わせに代えて、従来技術のような単純な円柱磁石を用いた場合に形成されることになる、センス領域６１における垂直磁界成分の強度分布を示している。また、範囲ＤＲは、上述した電磁比例制御バルブのストロークによる透磁スリーブ５７の変位範囲を示している。
【００３３】
図５に示すように、従来の単純な円柱磁石によって形成される、センス領域６１における垂直磁界成分の強度分布は、点線グラフ６５に示すように明らかに非リニアである。これに対し、２つの永久磁石５３、５５と透磁スリーブ５７とを組み合わせた図示の構成により形成される、センス領域６１における垂直磁界成分の強度分布は、実線グラフ６３に示すように略リニアであって、しかも、そのような略リニアな磁界強度分布が上述した変位範囲ＤＲの全域にわたって連続している。結果として、この変位センサ１は、電磁比例制御バルブのストロークの全域にわたって、変位に比例したレベルの電圧信号を出力することができる。
【００３４】
図６は、上述した変位センサ１を用いて、例えば、電磁比例弁の出力圧をパイロット圧として、操作弁内のスプールを変位させる油圧制御バルブを制御するためのコントローラの構成例を示す。
【００３５】
図６に示すように、コントローラ１００は、例えば操作レバーのような操作入力装置２００と、電磁比例制御バルブ３００と、電磁比例制御バルブ３００に結合された変位センサ１に、電気的に接続されている。このコントローラ１００は、運転者による操作入力装置２００の操作に従って電磁比例制御バルブ３００の変位（油圧）をフィードバック制御する機能と、このフィードバック制御動作と並行して、変位センサ１の検出特性を常時学習しその学習結果に応じて変位センサ１によって検出された変位を修正する学習制御機能とを備える。
【００３６】
まず、フィードバック制御機能について説明する。コントローラ１００は、処理１０１で、操作入力装置２００から出力される運転者の指示信号を入力し、そして、入力された指示信号ＩＳを電磁比例制御バルブ３００に対する指令変位Ｄｐ＿ｓに変換する。また、コントローラ１００は、処理１０９で、変位センサ１から出力される電圧信号Ｐをフィードバック入力し、そして、変位センサ１の検出特性に合わせて予め用意されたセンサ電圧−変位変換テーブル１１１を参照して、フィードバック入力されたセンサ電圧信号Ｐを電磁比例制御バルブ３００の現在変位Ｄｐ＿ｐに変換する。そして、コントローラ１００は、処理１０３で、指令変位Ｄｐ＿ｓと現在変位Ｄｐ＿ｐとの偏差Ｄｐ＿ｓ−Ｄｐ＿ｐを演算し、続く処理１０５で、その変位偏差Ｄｐ＿ｓ−Ｄｐ＿ｐに基づいて電磁比例制御バルブ３００に対する油圧の操作量を演算し、続く処理１０７で、その油圧操作量に基づいて電磁比例制御バルブ３００に対する制御電流の操作量を演算して、その制御電流操作量に基づいて電磁比例制御バルブ３００に流れる制御電流を操作する。
【００３７】
次に、学習制御機能について説明する。コントローラ１００は、処理１１３で、操作入力装置２００からの指令信号ＩＳに基づいて、電磁比例制御バルブ３００の現在変位Ｄｐ＿ｐが所定の確実な代表点に位置すると見なせる時を選択し、その時に変位センサ１から出力される電圧信号Ｐをサンプリングする。例えば、操作入力装置２００からの指令信号ＩＳが、最大変位（上死点）Ｂｍａｘ、最小変位（下死点）Ｂｍｉｎ又は変位ゼロ（中立点）Ａを一定時間（例えば１秒間）連続して指示している時、電磁比例制御バルブ３００の現在変位Ｄｐ＿ｐが最大変位（上死点）Ｂｍａｘ、最小変位（下死点）Ｂｍｉｎ又は変位ゼロ（中立点）Ａの値に確実に位置していると見なすことができるので、その時のセンサ電圧信号Ｐ、すなわち、最大変位（上死点）Ｂｍａｘに対応する最大電圧信号ＰＢｍａｘ、最小変位（下死点）Ｂｍｉｎに対応する最小電圧信号ＰＢｍｉｎ又は変位ゼロ（中立点）Ａに対応する中立電圧信号ＰＡがサンプリングされる。指令信号ＩＳが上記条件を満たした都度、上記サンプリングが繰り返されることで、サンプリング時刻の異なる多数の最大電圧信号ＰＢｍａｘ、最小電圧信号ＰＢｍｉｎ及び中立電圧信号ＰＡのサンプリング値がコントローラ１００の記憶装置に蓄積される。そして、コントローラ１００は、処理１１３の中で、最大電圧信号ＰＢｍａｘ、最小電圧信号ＰＢｍｉｎ及び中立電圧信号ＰＡの各々に関して、最近過去にサンプリングされた所定個数の（又は、最近過去所定期間内にサンプリングされた複数個の）サンプリング値を用いて（例えば、それら最近過去のサンプリング値の平均値を用いることで）、変位センサ１の特性（すなわち、センサ電圧信号Ｐと変位Ｄｐ＿ｐとの関係）を把握し、把握した特性に基づいて、予め用意されているセンサ電圧−変位変換テーブル１１１を補正する。これにより、変位センサ１の特性が経時変化や温度ドリフトなどの諸原因により多少変化しても、上述した処理１０９でセンサ電圧−変位変換テーブル１１１に基づいてセンサ電圧信号Ｐから変換される現在変位Ｄｐ＿ｐは、実質的に、電磁比例制御バルブ３００の真の現在変位Ｄｐ＿ｐと一致することになる。
【００３８】
さらに、コントローラ１００は、処理１１３の中で、蓄積された最大電圧信号ＰＢｍａｘ、最小電圧信号ＰＢｍｉｎ及び中立電圧信号ＰＡのサンプリング値に基づいて、変位センサ１或いは電磁比例制御バルブ３００或いはコントローラ１００それ自体の機能に異常がないかどうかを常時チェックする。例えば、サンプリング値が所定の上限電圧値と下限電圧値の間の許容範囲から外れていたり、或いは、最近過去のサンプリング値の変化が異常に急激な変化（例えば、急上昇又は急下降など）を示していたり、或いは、最近過去のサンプリング値の分散が異常に大きかったりした場合、変位センサ１或いは電磁比例制御バルブ３００或いはコントローラ１００それ自体の機能に何らかの異常があると判断されるので、処理１１５で、それぞれの異常に応じた所定の対応動作が行なわれる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、この実施形態のみに本発明の範囲を限定する趣旨ではない。従って、本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の様々な形態で実施することが可能である。
【００４０】
例えば、図１〜図４に示した変位センサ１の構造は一つの例示に過ぎないから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変形や改変や追加や省略などを加えることができる。
【００４１】
図７〜図１０は、磁気ロッドの構造の幾つかの変形例を示す。
【００４２】
図７に示す磁気ロッド４０５では、透磁スリーブ４５７の前端近傍部分４５７Ｄと後端近傍部分４５７Ｅの凹み形状が、図１〜図４に示したそれと異なっている。すなわち、前端近傍部分４５７Ｄと後端近傍部分４５７Ｅの外径が、前端及び後端にそれぞれ近づくに伴ってランプ状に縮小している。
【００４３】
図８に示す磁気ロッド５０５では、透磁スリーブ５５７の中央近傍部分５５７Ａとその両側の部分５５７Ｂ、５５７Ｃの外形状が、図１〜図４に示したそれと異なっている。すなわち、両側部分５５７Ｂ、５５７Ｃは図１〜図４に示したような円錐形状ではなく、単純な円筒形状であり、これに対し中央近傍部分５５７Ａだけが凹んでいる。
【００４４】
図９に示す磁気ロッド６０５では、透磁スリーブ６５７は、ホールＩＣ（図示省略）に対面する側でのみ、上述したような磁界分布をリニアにするための特別の凹凸外形状を有しており、他の側では、単純な平坦な外形状となっている。
【００４５】
図１０に示す磁気ロッド７０５では、その主要部の基本的構成が、図１〜図４に示したそれと異なっている。すなわち、磁気ロッド７０５の主要部は、非磁性材料製のベース・ロッド７５１を有し、このベース・ロッド７５１のホールＩＣ（図示省略）に対面する側の表面上に、２つの永久磁石７５３、７５５と、この永久磁石７５３、７５５の間に挟まれた磁性材料製の透磁ロット７５７が取り付けられている。そして、透磁ロット７５７は、ホールＩＣ（図示省略）に対面する側において、既に説明したような磁界分布をリニアにするための特別の凹凸外形状を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る変位センサ１の最小変位時の状態を示す縦断面図。
【図２】同変位センサ１の変位ゼロ時の状態を示す縦断面図。
【図３】同変位センサ１の最大変位時の状態を示す縦断面図。
【図４】同変位センサ１の被測定対象物に取り付けられた状態を示す縦断面図。
【図５】ホールＩＣ４１によってセンスされる透磁スリーブ５７外側の磁界強度の分布の様子を示した説明図。
【図６】同変位センサ１を用いて油圧制御バルブを制御するためのコントローラの構成例を示す。
【図７】磁気ロッドの変形例を示した縦断面図。
【図８】磁気ロッドの別の変形例を示した縦断面図。
【図９】磁気ロッドのまた別の変形例を示した縦断面図。
【図１０】磁気ロッドのさらに別の変形例を示した縦断面図。
【符号の説明】
１ 変位センサ
３ センシング・シリンダ
３１ 移動空間
３３ シリンダ・ボディ
３５ シリンダ・カバー
４１ ホールＩＣ
５、４０５、５０５、６０５、７０５ 磁気ロッド
５１ 芯ロッド
５３、５５、７５３、７５５ 永久磁石
５７、４５７、５５７、６５７ 透磁スリーブ
５７Ａ、４５７Ａ、５５７Ａ、６５７Ａ 透磁スリーブの中央近傍部分
５７Ｂ、４５７Ｂ、５５７Ｂ、６５７Ｂ 透磁スリーブの前側中間部分
５７Ｃ、４５７Ｃ、５５７Ｃ、６５７Ｃ 透磁スリーブの後側中間部分
５７Ｄ、４５７Ｄ、５５７Ｄ、６５７Ｄ 透磁スリーブの前端近傍部分
５７Ｅ、４５７Ｅ、５５７Ｅ、６５７Ｅ 透磁スリーブの後端近傍部分
１００ コントローラ
７５１ ベース・ロッド
７５７ 透磁ロッド
７５７Ａ 透磁ロッドの中央近傍部分
７５７Ｂ 透磁ロッドの前側中間部分
７５７Ｃ 透磁ロッドの後側中間部分
７５７Ｄ 透磁スリーブの前端近傍部分
７５７Ｅ 透磁スリーブの後端近傍部分

Claims (7)

1. 磁界の所定方向成分の強度をセンスする磁気感応素子（４１）と、
   少なくとも１つの磁石（５３、５５、７５３、７５５）と、
   前記磁気感応素子に対し相対的に移動可能に設けられた磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）と
   を備え、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、前記磁石（５３、５５、７５３、７５５）と磁気的に結合して、前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）の外側に磁界を形成し、そして、
   前記磁気感応素子（４１）の位置における前記磁界の前記所定方向成分の強度が、前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）の変位に応じて変化するように、前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）が所定の外形状に成形されている、
   変位センサ。
2. ２つの磁石（５３、５５、７５３、７５５）を備え、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、その移動方向における両端にて前記２つの磁石（５３、５５、７５３、７５５）と磁気的に結合しており、そして、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、前記磁気感応素子に対面する側において、前記移動方向における中間部分（５７Ａ、４５７Ａ、５５７Ａ、６５７Ａ、７５７Ａ）が凹んだ外形状に成形されている、
   請求項１記載の変位センサ。
3. ２つの磁石（５３、５５、７５３、７５５）を備え、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、その移動方向における両端にて前記２つの磁石（５３、５５、７５３、７５５）と磁気的に結合しており、そして、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、前記磁気感応素子に対面する側において、前記移動方向における両端近傍部分（５７Ｄ、５７Ｅ、４５７Ｄ、４５７Ｅ、５５７Ｄ、５５７Ｅ、６５７Ｄ、６５７Ｅ、７５７Ｄ、７５７Ｅ）が凹んだ外形状に成形されている、
   請求項１記載の変位センサ。
4. 非磁性材シリンダ（３３）を更に備え、
   前記磁気感応素子（４１）は、前記非磁性材シリンダ（３３）に取り付けられており、
   前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）は、前記非磁性材シリンダ（３３）の内側に挿入されている、
   請求項１記載の変位センサ。
5. 前記非磁性材シリンダ（３３）の外周を覆う磁性材カバー（３５）を更に備えた請求項４記載の変位センサ。
6. 前記磁性材部材（５７、４５７、５５７、６５７、７５７）が、移動方向において非対称な外形状を有する請求項５記載の変位センサ。
7. 前記磁気感応素子（４１）の出力信号（Ｐ）と変位（Ｄｐ＿ｐ）との関係（１１１）を随時に学習して、学習された関係（１１１）に基づいて前記前記磁気感応素子の出力信号を変位値に変換（１０９）するコントローラ（１００）を更に備えた請求項１〜６のいずれか一項記載の変位センサ。

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