KR101036902B1

KR101036902B1 - 비접촉 포지션 센서

Info

Publication number: KR101036902B1
Application number: KR1020057024396A
Authority: KR
Inventors: 미쓰루 세키야
Original assignee: 가부시키가이샤 미쿠니
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2011-05-25
Also published as: EP1643215A1; WO2004113845A1; CN1809729A; KR20060026050A; US20060170416A1; JP4718326B2; EP1643215A4; US7567077B2; JPWO2004113845A1; CN100416226C

Abstract

자석이 이동하는 스테이터와의 틈새를 자로(磁路)로 사용하지 않고, 자석의 이동 방향의 길이를 위치 검출에 유효하게 활용한다. 자석(111)을 갖는 슬라이더(110)가, 자성체로 이루어지는 스테이터(120)와의 사이에 소정의 틈새를 갖고 이동 가능한 영역에 진입하는 비율에 따라서, 스테이터(120)에 형성한 자기 감지 센서(130)가 슬라이더(110)의 위치를 검출한다. 자속 누설 방지 부재(140)가 자석(111)이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 의한 자속이 스테이터(120)에 누설되는 것을 방지한다.

포지션 센서, 슬라이더, 스테이터, 자기 감지 센서, 자속 누설 방지 부재

Description

비접촉 포지션 센서{NON-CONTACT POSITION SENSOR}

본 발명은 예를 들면 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 제어 밸브에 사용하는 위치 센서 등, 각종 액츄에이터에 사용하는 위치 센서로서 적용 가능한 비접촉 포지션 센서에 관한 것이다.

종래에는 EGR 제어 밸브에 사용하는 위치 센서로서, 저항체와 브러시가 미끄럼 이동하는 접촉식의 위치 센서가 사용되었다. 이와 같은 위치 센서에 대하여, 최근 더욱 엄격한 작동 환경에서의 사용이 요구되거나, 더욱 장기적인 사용이 요구되어 왔다.

그런데, 이와 같은 요구에 대하여, 접촉식의 위치 센서에서는, 예를 들면 실록산 가스 칩입에 따른 실리콘 화합물의 발생하고, 또한 높은 G진동에서 브러시가 미세작동함에 따라 마모분이 고착되거나, 또는 브러시 접촉부의 마모분이 고착되어 접촉 저항의 상승에 따른 위치 검출에 지장이 생길 가능성이 있다.

또한, 브러시가 저항막을 미끄럼 이동하므로, 미끄럼 이동부의 마모는 피할 수 없으며, 작동 횟수에 한계가 있다.

따라서, 종래의 접촉식의 위치 센서에서는, 상기의 요구에 부응하는 것이 곤란하다.

그러므로, 접촉부를 갖지 않는 비접촉식의 위치 센서를 사용하는 것이 필요하게 되었다.

이와 같은, 비접촉 센서로서, 홀 센서(hall sensor)를 사용한 것이 개발되고 있다. 즉 일본국 특허 제3264929호 공보에 기재된 바와 같이, 이동 방향으로 한 극으로 구성된 마그넷트(magnet)를 이용하여, 이 마그넷트가 이동하는 스테이터(stator)의 틈새를 자로(磁路)로서 사용하는 것과, 일본국 특허공개 2001-74409호 공보에 기재된 바와 같이, 이동 방향으로 두 극(N, S)으로 구성된 마그넷트을 이용하여, 이 마그넷트의 일측에 스테이터를 대향시킨 것이 있다.

그러나, 전자와 같은 비접촉 센서의 경우, 자로(磁路)로서 사용하는 스테이터의 틈새가 넓으면 자속이 누설되기 때문에, 가능한 한 좁게 할 필요가 있다. 그러나, 스테이터의 틈새를 좁게 하면 마그넷트가 얇아져서, 자력이 작아지게 된다.

그러므로, 자력이 강한 희토류의 소결 자석을 마그넷트로 사용할 필요가 있다. 이 때문에, 비용이 높아지고, 또한 얇기 때문에 진동에 대하여 갈라지기 쉽다는 과제가 있다. 게다가, 위치를 검출하는 샤프트와의 결합이 어렵다는 과제도 있다.

또한, 후자와 같은 비접촉 센서의 경우, 두 극(N, S)의 자극간의 불감대를 위하여, 마그넷트의 이동 방향의 길이에 대하여 사용 가능한 범위가 짧아진다. 또한, 길이를 짧게 하기 위하여 싱글 루프의 구성으로 하면, 이동 방향 중앙 부근에서 특성에 이음 부위가 생기므로, 직선성을 나쁘게 한다는 과제가 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 자석이 이동하는 스테이터와의 틈새를 자로로 사용하지 않고, 자석의 이동 방향의 길이를 위치 검출에 유효하게 활용할 수 있는 비접촉 포지션 센서를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 자석을 갖는 슬라이더(slider)와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 갖는 자성체로 이루어지는 스테이터(stator)와, 상기 스테이터에 형성되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와, 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자속 누설 방지 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 스테이터와, 상기 스테이터에 형성되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와, 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자속 누설 방지 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽에 이어지는 갭(gap)을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터(main stator)와, 상기 갭에 배치되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와, 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 메인 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자성체로 이어지는 어시스트 스테이터(assistant stator)를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽에 이어지는 갭을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와, 상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와, 상기 메인 스테이터의 상기 갭에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 상기 대향벽에서 연장되어 형성되고, 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 한 쌍의 횡단벽을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와, 상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와, 상기 메인 스테이터의 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 상기 대향벽 중에서 일측의 대향벽에서 연장되어 형성되고, 타측 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 횡단벽을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와, 상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와, 상기 메인 스테이터의 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽 중에서 일측의 대향벽에서 연장되어 형성되고, 타측 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 제1 암과, 상기 타측 대향벽에서 연장되어 형성되고, 상기 일측의 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 제2 암을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와, 상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와, 상기 제1 암과 상기 타측 대향벽과의 사이에 형성된 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8 측면에 따른 비접촉 포지션 센서는 이동 방향을 따라 가장자리끼리 접합된 표리 양면이 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 자석과, 이 자석의 일측면에 형성된 아마츄어(armature)로 이루어지는 슬라이더와, 상기 자석의 타측면에 대향하는 위치에 배치된 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와, 상기 메인 스테이터에 형성되고, 상기 슬라이더와 상기 메인 스테이터가 대향하는 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와, 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 메인 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제1 실시형태를 모식적으로 도시한 도면으로, 도 1a는 사시도, 도 1b는 정면도, 도 1c는 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제2 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 3은 어시스트 스테이터가 없는 경우와 있는 경우에 있어서 자속의 상황이 서로 다르다는 것을 도시한 모식도로, 도 3a는 어시스트 스테이트가 있는 경우, 도 3b는 어시스트 스테이터가 없는 경우를 도시한다.

도 4는 어시스트 스테이터가 갭이 없는 일체식인 경우와 갭이 있는 분할식인 경우에 있어서 자속의 상황이 서로 다르다는 것을 도시한 모식도로, 도 4a는 어시스트 스테이터가 갭이 없는 일체식인 경우, 도 4b는 갭이 있는 분할식인 경우를 도시한다.

도 5는 어시스트 스테이터의 유무에 따른 감지부 자기량과 리니어리티(linearity)에 대한 그래프로, 도 5a는 감지부 자기량, 도 5b는 리니어리티를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제3 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 7a는 도 6의 비접촉 포지션 센서의 상면도, 도 7b는 도 6의 종단 정면도, 도 7c는 도 6의 하면도를 도시한다.

도 8은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제4 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 9는 도 8의 비접촉 포지션 센서를 EGR 밸브의 위치 센서에 적용한 일례를 도시한 단면도이다.

도 10은 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 출력 특성과, 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 출력 특성을 비교한 그래프로, 도 10a는 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 출력 특성, 도 10b는 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 출력 특성을 나타낸다.

도 11은 검지(檢知) 위치가 메인 스테이터의 중앙으로부터 치우쳐서 설정된 것에 있어서, 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스(hysteresis) 특성과, 분할식의 어시스트 스테이터를 이용한 히스테리시스 특성의 비교를 나타낸 그래프로, 도 11a는 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성, 도 11b는 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성을 나타낸다.

도 12는 검지 위치가 메인 스테이터의 중앙에 설정된 것에 있어서, 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성과, 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시트 특성을 비교한 그래프로, 도 12a는 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성, 도 12b는 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성을 나타낸다.

도 13은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제5 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 14a는 도 13의 비접촉 포지션 센서의 상면도, 도 14b는 도 13의 비접촉 포지션 센서의 종단 정면도, 도 14c는 도 13의 비접촉 포지션 센서의 횡단 하면도이다.

도 15는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제6 실시형태를 일부 전개하여 도시한 모식도이다.

도 16은 도 15의 비접촉 포지션 센서를 EGR 밸브의 위치 센서에 적용한 일례를 도시한 단면도이다.

도 17은 메인 암과 보조 암이 동일폭인 것에 있어서, 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성과, 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성을 비교한 그래프로, 도 17a는 일체식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성, 도 17b는 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 히스테리시스 특성을 나타낸다.

도 18은 도 17b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 것에 있어서, 보조 암의 폭을 좁게 했을 때의 히스테리시스 특성을 나타낸 그래프이다.

도 19는 도 17b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터를 사용한 것에 있어서, 메인 암과 보조 암의 틈새를 좁게 했을 때의 히스테리시스 특성을 나타낸 그래프이다.

도 20은 검지부의 위치가 직선성에 미치는 영향에 대한 경향을 나타낸 설명도이다.

도 21은 검지부의 위치와 히스테리시스의 관계에 대한 경향을 나타낸 설명도이다.

도 22는 메인 스테이터와 어시스트 스테이터간의 갭이 직선성에 미치는 영향에 대해서의 경향을 나타낸 설명도이다.

도 23은 메인 스테이터와 어시스트 스테이터와 갭과 히스테리시스의 관계에서의 경향을 나타낸 설명도이다.

도 24는 어시스트 스테이터의 갭과 히스테리시스의 관계에서의 경향을 나타낸 설명도이다.

도 25는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제7 실시형태를 모식적으로 도시한 도면으로, 도 25a는 전체 사시도, 도 25b는 주요부의 사시도이다.

도 26a는 도 25의 비접촉 포지션 센서의 상면도, 도 26b는 도 25의 비접촉 포지션 센서의 측면도, 도 26c는 도 25의 비접촉 포지션 센서의 하면도이다.

도 27은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제8 실시형태를 모식적으로 도시한 도면으로, 도 27a는 전체 사시도, 도 27b는 주요부의 사시도이다.

도 28은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제9 실시형태를 모식적으로 도시한 도면으로, 도 28a는 전체 사시도, 도 28b, 도 28c는 주요부의 사시도이다.

도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제1 실시형태를 모식적으로 도시한 도면으로, 도 1a는 사시도, 도 1b는 정면도, 도 1c는 측면도를 도시한다.

이 비접촉 포지션 센서(100)는 슬라이더(110)로서의 자석(111)과, 스테이터(120)로서의 메인 스테이터(121)와, 자기 감지 센서(130)로서의 홀 센서(131)와, 자속 누설 방지 부재(140)로서의 어시스트 스테이터(141)로 구성된다.

자석(111)은 표리 양면의 일측이 N극, 타측이 S극으로 이루어지는 실질적으로 평판형상의 것이고, 그 길이 방향(도 1a에 화살표로 나타낸 상하 방향)을 따라서 이동하도록 구성되어 있다.

메인 스테이터(121)는 자성체로 이루어지고, 자석(111)의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽(122, 124)을 구비한다. 그리고, 일측의 대향벽(122)의 일측 가장자리로부터 타측 대향벽(124)을 향하여 연장된 횡단벽(123)과, 타측 대향벽(124)의 일측 가장자리로부터 일측의 대향벽(122)을 향하여 연장된 횡단벽(125)이, 양 대향벽(122, 124) 사이의 중앙에서 갭(Gm)을 두어 근접 배치된 것이다.

이 갭(Gm)은 자석(111)의 이동 방향을 따라 메인 스테이터(121)의 양단(도 1에서는 상하 양단) 사이를 통하여 균일하게 형성되어 있다. 이와 같은 메인 스테이터(121)는 예를 들면 자기 저항이 가능한 한 작은 자성 재료로 이루어지는 판재를 사용하여, 프레스 작업에 의해 제작할 수 있다.

홀 센서(131)는 메인 스테이터(121)의 갭(Gm)내의 적절한 위치에 배치되는 것이고, 예를 들면 메인 스테이터(121)의 양단 사이의 중앙 위치(도 1에서는 상하 양단 사이의 중앙 높이)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 메인 스테이터(121)의 갭(Gm)은 홀 센서(131)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 홀 센서(131)가 겨우 들어가는 클리어런스(clearance)로 구성되는 것이 바람직하다.

어시스트 스테이터(141)는 자성체로 이루어지며, 자석(111)의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽(142, 144)을 구비한다. 그리고, 일측의 대향벽(142)의 일 측 가장자리로부터 타측 대향벽(144)을 향하여 연장된 횡단벽(143)과, 타측 대향벽(144)의 일측 가장자리로부터 일측의 대향벽(142)을 향하여 연장된 횡단벽(145)이, 양 대향벽(142, 144)사이의 중앙에서 갭(Ga)을 두어 근접 배치된 것이다.

이 갭(Ga)은 자석(111)의 이동 방향을 따라 횡단벽(143, 145)의 양단(도 1에서는 상하 양단) 사이를 통하여 균일하게 구성되어 있다. 또한, 어시스트 스테이터(141)는 횡단벽(143, 145)으로부터 대향벽(142, 144)에 걸친 하부가 삭제되어 있다. 이 부분의 자로는 있거나 없거나 특성에 끼치는 영향이 작기 때문이다. 이와 같은 어시스트 스테이터(141)는 예를 들면 자기 저항이 가능한 한 작은 자성 재료로 이루어지는 판재를 사용하여, 프레스 작업에 의해 제작할 수 있다.

메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141)는 자석(111)의 이동 방향을 따라 갭(Gma)을 두어 근접 배치된 것이다. 도 1에서는, 메인 스테이터(121)의 상측에 어시스트 스테이터(141)가 배치되어, 메인 스테이터(121)의 대향벽(122, 124) 사이에 형성되는 공간 영역의 상측에, 어시스트 스테이터(141)의 대향벽(122, 124)사이에 형성되는 공간 영역이 이어져서 형성되어 있다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(100)는 메인 스테이터(121)의 대향벽(122, 124) 사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(141)의 대향벽(142, 144) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(111)이, 메인 스테이터(121)의 대향벽(122, 124) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(131)가 검출함으로써, 자석(111)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(100)는 메인 스테이터(121)의 대향벽(122, 124) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(111)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(121)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(141)의 대향벽(142, 144) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(111)에서 발생하는 자속은 모두 어시스트 스테이터(141)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(111)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(111)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(131)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제2 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이며, 도 1과 동일한 부분은 도 1에서 사용한 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(200)에 있어서, 슬라이더(210)는 자석(211)을 수용한 슬라이더 본체(212)와, 슬라이더 본체(212)로부터 하측으로 연장된 샤프트(213)로 구성되어 있다. 또한, 자속 누설 방지 부재(240)로서의 어시스트 스테이터(241)는 대향벽(242, 244)의 일측 가장자리끼리 횡단벽(243)으로 일체로 연결된 것이고, 이에 따라, 도 1에 도시한 갭(Ga)을 갖지 않는 일체물로서 구성되어 있다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(200)는 메인 스테이터(221)의 대향벽(222, 224) 사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(241)의 대향벽(242, 244) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 슬라이더(210)의 자석 (211)이, 메인 스테이터(221)의 대향벽(222, 224) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(231)가 검출함으로써, 자석(211)의 위치, 따라서 슬라이더 본체(212) 및 샤프트(213)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(200)는 메인 스테이터(221)의 대향벽(222, 224) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(211)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(221)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(241)의 대향벽(242, 244) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(211)에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(241)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(211)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(211)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(231)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 3은 도 1에 도시한 비접촉 포지션 센서(100)를 예로 들어, 어시스트 스테이터(141)가 없는 경우(도 3a)와 있는 경우(도 3b)에 있어서, 자석(111)에서 발생하는 자속의 상황이 서로 다르다는 것을 모식적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 어시스트 스테이터(141)가 갭(Ga)이 없는 일체식인 경우(도 4a)와 갭이 있는 분할식인 경우(도 4b)에 있어서, 자석(111)에서 발생하는 자속의 상황이 서로 다르다는 것을 모식적으로 도시한 도면이다.

그리고, 도 3, 도 4는 모두 이해를 돕기 위하여, 자석(111)의 이동 방향과, 메인 스테이터(121)의 갭(Gm) 및 홀 센서(131), 어시스트 스테이터(141)의 갭(Ga), 메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141)간의 갭(Gma)을, 모두 동일 평면상에 묘사하고 있다. 그리고, 이들 모식도에서 나타낸 자속의 상황은 도 2에 도시한 비접촉 포지션 센서(200)를 비롯하여 후술하는 비접촉 포지션 센서(300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) 모두에 대하여, 실질적으로 동일하다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 어시스트 스테이터(141)가 없는 경우에는 메인 스테이터(121)에 들어가지 않은 부분의 자석(111)에서 발생하는 메인 스테이터(121)에 가까운 자속의 일부가, 메인 스테이터(121)로 돌아 들어가는 것이 확실하다. 이 돌아 들어간 자속이, 홀 센서(131)의 자속 검출에 있어서의 리니어리티 및 히스테리시스에 영향을 미친다.

따라서, 홀 센서(131)가 검출하는 자속의 변화는 자석(111)이 메인 스테이터(121)에 들어가는 길이(L)에 비례하지 않게 된다.

이에 비하여, 어시스트 스테이터(141)가 있는 경우는 도 3b에 도시한 바와 같이, 메인 스테이터(121)에 들어가지 않은 부분의 자석(111)에서 발생하는 자속은 어시스트 스테이터(141)로 들어가기 때문에, 메인 스테이터(121)에 누설되지 않는다. 이에 따라, 메인 스테이터(121)에 들어가지 않은 부분의 자석(111)에서 발생하는 자속이, 홀 센서(131)의 자속 검출에 있어서의 리니어리티 및 히스테리시스에 영향을 미치지 않는다.

따라서, 홀 센서(131)가 검출하는 자속의 변화는 자석(111)이 메인 스테이터(121)에 들어가는 길이(L)에 비례하게 되고, 따라서, 비접촉 포지션 센서(100)에 의한 검출 정밀도가 향상된다. 그 결과, 어시스트 스테이터(141)를 형성할 필요가 있다는 것은 의심할 여지가 없다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 어시스트 스테이터(141)가 갭(Ga)이 없는 일체식인 경우는 메인 스테이터(121)의 갭(Gm)의 자기 저항을 Rm, 메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141)간의 갭(Gma1)의 자기 저항을 Rma1이라 하면, Rma1≤Rm일 때는, 메인 스테이터(121)로부터 어시스트 스테이터(141)에 자속의 누설이 발생한다.

이에 따라, 메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141) 사이에서의 자속의 누설을 없애기 위해서는 Rma1＞Rm의 조건을 만족할 필요가 있다.

한편, 도 4b에 도시한 바와 같이, 어시스트 스테이터(141)가 갭(Ga)이 있는 분할식인 경우는 그 갭(Ga)의 자기 저항을 Ra라 하면, Rm＜Ra일 때는, 어시스트 스테이터(141)로부터 메인 스테이터(121)로 자속의 누설이 발생하고, 반대로 Rm＞Ra일 때는 메인 스테이터(121)로부터 어시스트 스테이터(141)로 자속의 누설이 발생한다. 게다가 Rma2≤Rm, Ra일 때는 메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141) 사이에서 자속의 누설이 발생한다.

이에 따라, 메인 스테이터(121)와 어시스트 스테이터(141) 사이에서의 자속의 누설을 없애기 위해서는, Rma2＞Rm＝Ra의 조건을 만족할 필요가 있다.

그런데, 메인 스테이터(121)로부터 어시스트 스테이터(141)로의 자속의 누설은 Ra＝0인 경우보다 Ra＞0인 경우의 쪽이 작아진다고 추측할 수 있기 때문에, Rma1과 Rma2는 Rma1＞Rma2의 관계에 있다. 그리고, Rma를 크게 하면 리니어리티에 영향(굽이침)을 미친다고 추측할 수 있기 때문에, Rma는 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 그 결과, 어시스트 스테이터(141)에 갭(Ga)을 형성하는 것이 바람직하다는 것은 명백하다.

그러나, 갭(Ga)을 형성하지 않는 경우에도, 어시스트 스테이터(141)를 형성하는 것이 유효하다는 것은 상기한 바와 같으므로, 본 발명은 어시스트 스테이터(예를 들면 141)에 갭(Ga)을 형성하지 않는 것도 포함하는 것이다.

도 5는 어시스트 스테이터(141, 241)의 유무에 따른 감지부 자기량(도 5a) 및 리니어리티(도 5b)에 대한 그래프이고, 어시스트 스테이터(141, 241)가 없는(파선으로 나타냄) 경우에 비하여 어시스트 스테이터(141, 241)가 있는(실선으로 나타냄) 경우의 쪽이, 누설 자속의 영향을 받지 않기 때문에 감지부 자기량은 더욱 적고, 또한 리니어리티는 더욱 플랫(flat)에 가깝다는 것을 알 수 있다.

상기한 비접촉 포지션 센서(100, 200)에 따르면,

(1)어시스트 스테이터(141, 241)를 사용함으로써, 외부로의 누설 자속을 방지하는 것이 가능하다.

(2)어시스트 스테이터(141, 241)를 사용함으로써, 자석(111, 211)의 작동 전역에서 그 위치를 적정하게 검출하는 것이 가능하다.

(3)자석(111, 211)의 이동 길이에 대하여 이동 방향으로 컴팩트(compact)한 비접촉 포지션 센서를 구성하는 것이 가능하다.

(4)메인 스테이터(121, 221)의 양단 사이를 통하여 균일하게 형성한 갭(Gm)의 양단 사이의 중앙 위치에서 자속을 검지함으로써, 직선성이 좋고, 히스테리시스 가 적은 특성을 얻는 것이 가능하다.

(5)메인 스테이터(121, 221)의 갭(Gm)과, 메인 스테이터(121, 221)와 어시스트 스테이터(141, 241)간의 갭(Gma)의 밸런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정, 변경이 가능하다.

(6)어시스트 스테이터(141, 241)의 갭(Ga)의 유무 및 갭(Ga)의 클리어런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정, 변경이 가능하다.

(7)메인 스테이터(121, 221) 및 어시스트 스테이터(141, 241)를 프레스 작업에 의해 제작하므로, 저가로 제작하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제3 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 상면도(도 7a), 종단 정면도(도 7b), 하면도(도 7c)를 도시한다. 도 1과 동일한 부분은 도 1에서 사용한 부호에 200을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(300)에 있어서, 메인 스테이터(321)는 일측의 대향벽(322)에 이어지는 횡단벽(323)이 타측 대향벽(324)을 넘어 연장되어, 이 횡단벽(323)과 대향벽(324)의 일측 가장자리가, 갭(Gm)을 두어 근접 배치된 것이다. 이 갭(Gm)은 자석(311)의 이동 방향을 따라 메인 스테이터(321)의 양단(도 6, 도 7에서는 상하 양단) 사이를 통하여 균일하게 형성되어 있다.

홀 센서(331)는 메인 스테이터(321)의 갭(Gm)내의 적절한 위치에 배치되는 것이고, 예를 들면 메인 스테이터(321)의 양단 사이에 있어서의 중앙 위치(도 6, 도 7에서는 상하 양단 사이의 중앙 높이)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 메인 스테이터(321)의 갭(Gm)은 홀 센서(331)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 도면에서는 상당히 넓게 보이지만, 홀 센서(331)가 겨우 들어가는 클리어런스로 구성되는 것이 바람직하다.

자속 누설 방지 부재(340)로서의 어시스트 스테이터(341)는 대향벽(342, 344)의 일측 가장자리끼리 횡단벽(343)으로 일체로 연결된 것이고, 이에 따라 갭(Ga)을 갖지 않는 일체물로서 구성되어 있다. 또한, 어시스트 스테이터(341)는 횡단벽(343)의 하부가 삭제되지 않고 대향벽(342, 344)과 동일 높이로 형성되어 있다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(300)는 메인 스테이터(321)의 대향벽(322, 324)사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(341)의 대향벽(342, 344) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(311)이, 메인 스테이터(321)의 대향벽(322, 324) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(331)가 검출함으로써, 자석(311)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(300)는 메인 스테이터(321)의 대향벽(322, 324) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(311)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(321)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(341)의 대향벽(342, 344) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(311)에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(341)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(311)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(311)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(331)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 8은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제4 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이며, 도 6과 동일한 부분은 도 6에서 사용한 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(400)에 있어서, 슬라이더(410)는 자석(411)을 수용한 슬라이더 본체(412)와, 슬라이더 본체(412)로부터 하측으로 연장된 샤프트(413)로 구성되어 있다. 또한, 자속 누설 방지 부재(440)로서의 어시스트 스테이터(441)는 일측의 대향벽(442)의 일측 가장자리로부터 타측 대향벽(444)을 향하여 연장된 횡단벽(443)과, 타측 대향벽(444)의 일측 가장자리로부터 일측의 대향벽(442)을 향하여 연장된 횡단벽(445)이, 양 대향벽(442, 444) 사이의 중앙에서 갭(Ga)을 두어 근접 배치된 것이다. 게다가, 어시스트 스테이터(441)는 횡단벽(443, 445)으로부터 대향벽(442, 444)에 걸친 하부가 삭제되어 있다.

또한, 메인 스테이터(421)의 갭(Gm)은 홀 센서(431)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 도면에서는 상당히 넓게 보이지만, 홀 센서(431)가 겨우 들어가는 클리어런스로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(400)는 메인 스테이터(421)의 대향벽(422, 424) 사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(441)의 대향벽(442, 444) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 슬라이더(410)의 자석 (411)이, 메인 스테이터(421)의 대향벽(422, 442) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(431)가 검출함으로써, 자석(411)의 위치, 따라서 슬라이더 본체(412) 및 샤프트(413)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(400)는 메인 스테이터(421)의 대향벽(422, 424) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(411)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(421)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(441)의 대향벽(442, 444) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(411)에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(441)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(411)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(411)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(431)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 9는 도 8의 비접촉 포지션 센서(400)를 EGR 밸브의 위치 센서에 적용한 일례를 도시한 단면도이다. 이 EGR 밸브의 위치 센서(450)는 센서 본체에 형성한 스테이터 홀더(451)에 메인 스테이터(421) 및 어시스트 스테이터(441)가 지지되고, 자석(411)을 수용한 슬라이더(410)가 도면에서 상하로 이동함으로써, 홀 센서(431)가 그 검지 위치(432)에서 자석(411)의 위치, 따라서 슬라이더 본체(412) 및 샤프트(413)의 위치를 검출하는 것이다. 도면에서 참조번호 452는 홀 센서(431)의 단자를 접속하는 커넥터 터미널이다.

도 10은 갭(Ga)이 없는 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 비접촉 포지션 센서(300)의 출력 특성(도 10a)과, 갭(Ga)이 있는 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 비접촉 포지션 센서(400)의 출력 특성(도 10b)을 비교한 그래프이다.

도 10a에 나타낸 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 것에 비하여, 도 10b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 경우는 비접촉 포지션 센서(400)의 출력이, 슬라이더 스트로크(stroke)의 작동 개시부터 작동 종료까지 줄곧 크고, 슬라이더 스트로크의 작동이 진행됨에 따라서 그 차가 점차 증대되는 것을 알 수 있다. 이것은 어시스트 스테이터를 분할함으로써, 어시스트 스테이터(441)의 자력이 메인 스테이터(421)에 미치는 영향이 증가하기 때문이다.

도 11은 검지 위치가 메인 스테이터(321, 421)의 중앙으로부터 적정량(예를 들면 2mm)만큼 어시스트 스테이터(341, 441)측에 치우친 위치에 설정된 것에 있어서, 갭(Ga)이 없는 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 비접촉 포지션 센서(300)의 히스테리시스 특성(도 11a)과, 갭(Ga)이 있는 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 비접촉 포지션 센서(400)의 히스테리시스 특성(도 11b)을 비교한 그래프이다.

도 11a에 나타낸 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 것에 비하여, 도 11b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 것은 히스테리시스가 작고, 직선성도 좋다는 것을 알 수 있다.

도 12는 검지 위치가 메인 스테이터(321, 421)의 중앙 위치에 설정된 것에 있어서, 갭(Ga)이 없는 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 비접촉 포지션 센서(300)의 히스테리시스 특성(도 12a)과, 갭(Ga)이 있는 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 비접촉 포지션 센서(400)의 히스테리시스(도 12b)를 비교한 그래프이다.

이 경우에도, 도 12a에 나타낸 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 것에 비하여, 도 12b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 것은 히스테리시스가 작고, 직선성도 좋다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 검지 위치가 메인 스테이터(321, 421)의 중앙으로부터 치우쳐 있는가, 그렇지 않으면 중앙에 있는가에 관계없이, 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 것에 비하여, 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 것은 히스테리시스가 작고, 직선성도 좋기 때문에, 어시스트 스테이터(441)의 분할 클리어런스를 조정함으로써, 바람직한 히스테리시스 특성의 세팅(setting)이 가능하다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 11a와 도 12a를 비교하면, 동일한 일체식의 어시스트 스테이터(341)를 사용한 것에서는, 검지 위치가 메인 스테이터(321)의 중앙으로부터 치우친 위치에 설정된 것에 비하여, 검지 위치가 메인 스테이터(321)의 중앙 위치에 설정된 경우의 쪽이, 히스테리시스가 작고, 직선성도 좋다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 11b와 도 12b를 비교하면, 동일한 분할식의 어시스트 스테이터(441)를 사용한 것에서도, 검지 위치가 메인 스테이터(421)의 중앙으로부터 치우친 위치에 설정된 경우에 비하여, 검지 위치가 메인 스테이터(421)의 중앙 위치에 설 정된 경우의 쪽이 히스테리시스가 작고, 직선성도 좋다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 어시스트 스테이터(341, 441)가 일체식의 것인지, 그렇지 않으면 분할식의 것인지에 관계없이, 히스테리시스가 작고, 직선성을 좋게 하기 위해서는, 검지 위치를 메인 스테이터(321, 421)의 중앙 위치에 설정하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.

상기 비접촉 포지션 센서(300, 400)에 따르면,

(1)어시스트 스테이터(341, 441)를 사용함으로써, 외부로의 누설 자속을 방지하는 것이 가능하다.

(2)어시스트 스테이터(341, 441)를 사용함으로써, 자석(311, 411)의 작동 전역에서 그 위치를 적정하게 검출하는 것이 가능하다.

(3)자석(311, 411)의 이동 길이에 대하여 이동 방향으로 컴팩트한 센서를 구성하는 것이 가능하다.

(4)메인 스테이터(321, 421)의 양단 사이를 통하여 균일하게 형성한 갭(Gm)의 양단 사이의 중앙 위치에서 자속을 검지함으로써, 직선성이 좋고, 히스테리시스가 적은 특성을 얻는 것이 가능하다.

(5)메인 스테이터(321, 421)의 갭(Gm)과, 메인 스테이터(321, 421)와 어시스트 스테이터(341, 441)간의 갭(Gma)과의 밸런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정 및 변경이 가능하다.

(6)어시스트 스테이터(341, 441)의 갭(Ga)의 유무 및 갭(Ga)의 클리어런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정 및 변경이 가능하다.

(7)메인 스테이터(321, 421) 및 어시스트 스테이터(341, 441)가 프레스 작업에 의해 제작되므로, 저가로 제작하는 것이 가능하다.

도 13은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제5 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이고, 도 14는 상면도(도 14a), 종단 정면도(도 14b), 횡단 하면도(도 14c)를 도시한다. 도 1과 동일한 부분은 도 1에서 사용한 부호에 400을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(500)에 있어서, 메인 스테이터(521)는 일측의 대향벽(522)의 거의 상반부에 이어지는 횡단벽(메인 암)(523)이 타측 대향벽(524)을 넘어 연장되어, 이 횡단벽((메인 암)(523)과 대향벽(524)의 일측 가장자리가, 갭(Gm)을 두어 근접 배치된 것이다.

이 갭(Gm)은 횡단벽(메인 암)(523)의 상하 양단 사이를 통하여 균일하게 형성되어 있다. 또한, 메인 스테이터(521)는 타측 대향벽(524)의 중앙 약간 하부에 이어지는 횡단벽(보조 암)(525)이 일측의 대향벽(522)까지 연장되어, 이 횡단벽(보조 암)(525)과 대향벽(522)의 일측 가장자리가, 도시하지 않은 갭을 두어 근접 배치된 것이다. 이 갭도, 횡단벽(보조 암)(525)의 상하 양단 사이를 통하여 균일하게 형성되어 있다.

홀 센서(531)는 메인 스테이터(521)의 갭, 즉 메인 암(523)의 갭(Gm)내의 적절한 위치에 배치되며, 예를 들면 메인 스테이터(521)의 양단 사이에 있어서의 중앙 부근에 배치하기 위하여, 도 13, 도 14에서는 메인 암(523)의 하단 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 메인 스테이터(521)의 갭, 즉 메인 암(523)의 갭(Gm)은 홀 센서(531)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 도면에서는 상당히 넓게 보이지만, 홀 센서(531)가 겨우 들어가는 클리어런스로 구성되는 것이 바람직하다.

자속 누설 방지 부재(540)로서의 어시스트 스테이터(541)는 대향벽(542, 544)의 일측 가장자리끼리 횡단벽(543)으로 일체로 연결된 것이고, 이에 따라 갭(Ga)을 갖지 않는 일체물로서 구성되어 있다. 또한, 어시스트 스테이터(541)는 횡단벽(543)의 하부가 삭제되지 않고 대향벽(542, 544)과 동일 높이로 형성되어 있다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(500)는 메인 스테이터(521)의 대향벽(522, 524) 사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(541)의 대향벽(542, 544) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(511)이, 메인 스테이터(521)의 대향벽(522, 524) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(531)가 검출함으로써, 자석(511)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(500)는 메인 스테이터(521)의 대향벽(522, 524) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(511)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(521)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(541)의 대향벽(542, 544) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(511)에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(541)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(511)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(511)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(531)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 15는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제6 실시형태를 일부 전개하여 모식적으로 도시한 사시도이고, 도 13과 동일한 부분은 도 13에서 사용한 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(600)에 있어서, 슬라이더(610)는 자석(611)을 수용한 슬라이더 본체(612)와, 슬라이더 본체(612)로부터 하측으로 연장된 샤프트(613)로 구성되어 있다. 또한, 자속 누설 방지 부재(640)로서의 어시스트 스테이터(641)는 일측의 대향벽(642)의 일측 가장자리로부터 타측 대향벽(644)을 향하여 연장된 횡단벽(643)과, 타측 대향벽(644)의 일측 가장자리로부터 일측의 대향벽(642)을 향하여 연장된 횡단벽(645)이, 양 대향벽(642, 644) 사이의 중앙에서 갭(Ga)을 두어 근접 배치된 것이다. 게다가, 어시스트 스테이터(641)는 횡단벽(643, 645)으로부터 대향벽(642, 644)에 걸친 하부가 삭제되어 있다.

또한, 홀 센서(631)는 메인 스테이터(621)의 갭, 즉 메인 암(623)의 갭(Gm)내의 적절한 위치에 배치되는 것이고, 예를 들면 메인 스테이터(621)의 양단 사이에 있어서 중앙 근처의 위치에 배치하기 위하여, 도 15에서는 메인 암(623)의 하단 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 메인 스테이터(621)의 갭, 즉 메인 암(623)의 갭(Gm)은 홀 센서(631)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 도면에서는 상당히 넓게 보이지만, 홀 센서(631)가 겨우 들어가는 클리어런스로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(600)는 메인 스테이터(621)의 대향벽(622, 624) 사이에 형성되는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(641)의 대향벽(642, 644) 사이에 형성되는 영역을 통하여 이동 가능한 슬라이더(610)의 자석(611)이, 메인 스테이터(621)의 대향벽(622, 624) 사이에 형성되는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(631)가 검출함으로써, 자석(611)의 위치, 따라서 슬라이더 본체(612) 및 샤프트(613)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(600)는 메인 스테이터(621)의 대향벽(622, 624) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(611)에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(621)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(641)의 대향벽(642, 644) 사이에 형성되는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(611)에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(641)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(611)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(611)이 어긋나더라도 자로에 영향을 미치지 않기 때문에, 홀 센서(631)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 16은 도 15의 비접촉 포지션 센서(600)를 EGR 밸브의 위치 센서에 적용한 일례를 도시한 단면도이다. 이 EGR 밸브의 위치 센서(650)는 센서 본체에 형성한 스테이터 홀더(651)에 메인 스테이터(621) 및 어시스트 스테이터(641)가 지지되고, 자석(611)을 수용한 슬라이더(610)가 도면에서 상하로 이동함으로써, 홀 센서(631) 가 그 검지 위치(632)에서 자석(611)의 위치, 따라서 슬라이더 본체(612) 및 샤프트(613)의 위치를 검출하는 것이다. 도면에서 참조번호 625는 홀 센서(631)의 단자를 접속하는 커넥터 터미널이다.

도 17은 메인 암(523, 623)의 상하폭과 보조 암(525, 625)의 상하폭이 동일하게 비교적 넓고(예를 들면 4.5mm), 양 암 사이의 간격도 비교적 넓은(예를 들면 3mm) 것에 있어서, 갭(Ga)이 없는 일체식의 어시스트 스테이터(541)를 사용한 비접촉 포지션 센서(500)의 히스테리시스 특성(도 17a)과, 갭(Ga)이 있는 분할식(예를 들면 갭(Ga)＝1.5mm)의 어시스트 스테이터(641)를 사용한 비접촉 포지션 센서(600)의 히스테리시스 특성(도 17b)을 비교한 그래프이다.

도 17a에 나타낸 일체식의 어시스트 스테이터(541)를 사용한 것은 높은 스트로크 범위에서의 히스테리시스가 크고, 또한 출력의 직선성도 산형(山形)으로 굽어져 있다. 이에 비하여, 도 17b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(641)를 사용한 것에서는 높은 스트로크 범위에서의 히스테리시스가 대폭으로 축소되고, 또한 출력의 직선성도 수정되어 특히 되돌아올 때의 직선성은 좋아지지만 갈 때의 산형의 특성은 남는 것을 알 수 있다.

도 18은 도 17b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(641)를 사용한 것에 있어서, 보조 암(625)의 상하폭을 좁게(예를 들면 4.5mm→2mm) 한 비접촉 포지션 센서(600)의 히시테리시스 특성을 나타낸 그래프이다. 이 비접촉 포지션 센서의 경우에는 히시테리시스가 저하하고, 작동 전역에서 마이너스로 되어 히스테리시스가 너무 내려갔다. 또한, 갈 때의 산형의 특성은 거의 변하지 않는 것을 알 수 있다.

도 19는 도 17b에 나타낸 분할식의 어시스트 스테이터(641)를 사용한 것에 있어서, 메인 암(623)과 보조 암(625)의 간격을 좁게(예를 들면 3mm→2mm) 한 비접촉 포지션 센서(600)의 히시테리시스 특성을 나타낸 그래프이다. 이 비접촉 포지션 센서의 경우에는 히시테리시스가 작동 전역에서 플러스로 되고, 그 값도 매우 작아졌다. 또한, 직선성도 수정되어 산형으로부터 플랫(flat)한 특성으로 된 것을 알 수 있다.

상기한 비접촉 포지션 센서(500, 600)에 따르면,

(1)어시스트 스테이터(541, 641)를 사용함으로써, 외부로의 누설 자속을 방지하는 것이 가능하다.

(2)어시스트 스테이터(541, 641)를 사용함으로써, 자석(511, 611)의 작동 전역에서 그 위치를 적정하게 검출하는 것이 가능하다.

(3)자석(511, 611)의 이동 길이에 대하여 이동 방향으로 컴팩트한 센서를 구성하는 것이 가능하다.

(4)메인 암(523, 623)과 보조 암(525, 625)을 사용함으로써, 검출 위치를 메인 스테이터(521, 621)의 양단 사이의 중앙 위치로부터 이동시키는 것이 가능해지고, 생산 상황을 고려한 적절한 위치에 홀 센서(531, 631)를 배치하는 것이 가능하다.

(5)메인 암(523, 623)의 상하폭을 일정하게 하고, 보조 암(525, 625)의 상하폭을 변화시킴으로써, 히스테리시스의 크기를 변화시키는 것이 가능하다.

(6)메인 암(523, 623)과 보조 암(525, 625)의 간격을 조정함으로써, 출력 특 성의 보정, 변경이 가능하다.

(7)메인 스테이터(521, 621)의 갭(Gm)과, 메인 스테이터(521, 621)와 어시스트 스테이터(541, 641)간의 갭(Gma)과의 밸런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정, 변경이 가능하다.

(8)어시스트 스테이터(541, 641)의 갭(Ga)의 유무 및 갭(Ga)의 클리어런스를 조정함으로써, 출력 특성의 보정, 변경이 가능하다.

(9)메인 스테이터(521, 621) 및 어시스트 스테이터(541, 641)를 프레스 작업에 의해 제작하므로, 저가로 제작하는 것이 가능하다.

이상의 각종 특성의 경향을 추출하여 정리한 것을 도 20∼도 24에 나타낸다. 도 20은 검지부의 위치가 직선성에 미치는 영향을 나타내고, 메인 스테이터의 중앙에 가장 좋은 특성의 검지 위치가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 검지 위치가 메인 스테이터의 중앙에서 벗어나면 산형의 특성이 되는 것을 알 수 있다.

도 21은 검지부의 위치와 히스테리시스의 관계를 나타내고, 검지 위치가 메인 스테이터의 중앙에서 벗어나면, 특성 범위의 중심을 축으로 하여 히스테리시스의 경사가 변하는 것을 알 수 있다.

도 22는 메인 스테이터와 어시스트 스테이터간의 갭(Gma)이 직선성에 미치는 영향을 나타내고, 메인 스테이터와 어시스트 스테이터간의 갭이 좁아지면, 산형의 직선성의 양단이 직선에 가까워지는 방향으로 작용하는 것을 알 수 있다.

도 23은 메인 스테이터와 어시스트 스테이터간의 갭과 히스테리시스의 관계를 나타내고, 메인 스테이터와 어시스트 스테이터간의 갭이 좁아지면, 히스테리시 스는 감소한다. 특히 낮은 작동 범위일수록 영향은 크고, 극단적인 경우에는 마이너스의 히스테리시스로 되는 것을 알 수 있다.

도 24는 어시스트 스테이터의 갭과 히스테리시스의 관계를 나타내고, 어시스트 스테이터의 갭이 넓어질수록 전역의 히스테리시스는 평행 이동에서 작아지는 것을 알 수 있다. 극단적으로 넓어지면 히스테리시스는 전역에서 마이너스의 히스테리시스로 된다. 또한, 도시하지 않았지만, 어시스트 스테이터의 갭이 직선성에 미치는 영향은 별로 없다.

도 25는 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제7 실시형태를 모식적으로 도시한 전체 사시도(도 25a) 및 주요부의 사시도(도 25b)이고, 도 26은 상면도(도 26a) 측면도(도 26b), 하면도(도 26c)를 도시한다.

이 비접촉 포지션 센서(700)는 실질적으로 평탄한 슬라이더(710)와, 스테이터(720)로서의 실질적으로 평탄한 메인 스테이터(721)와, 자기 감지 센서(730)로서의 홀 센서(731)와, 자속 누설 방지 부재(740)로서의 실질적으로 평탄한 어시스트 스테이터(741)로 구성된다.

슬라이더(710)는 자석(711)과 아마츄어(712)로 구성되고, 그 길이 방향(도 25a에 화살표로 나타낸 상하 방향)을 따라서 직선적으로 이동하도록 구성되어 있다.

자석(711)은 표리 양면의 일측이 N극, 타측이 S극으로 이루어지는 실질적으로 평판형상의 것 2개가, 모두 슬라이더(710)의 이동 방향으로 연장되고, 아울러 극성이 다른 것끼리 서로 이웃하여 접합된, 한 쌍을 이루는 것이다.

이와 같은 자석(711)은 슬라이더(710)의 정면측, 즉 메인 스테이터(721) 및 어시스트 스테이터(741) 사이를 소망하는 틈새를 갖고 대향하는 측에 배치된다. 한편, 슬라이더(710)의 배면측에는 아마츄어(712)가 자석(711)과 접촉하여 배치되어 있다. 이에 따라, 자석(711)의 정면은 메인 스테이터(721) 및 어시스트 스테이터(741)와 대향하고, 자석(711)의 배면은 아마츄어(712)와 접촉해 있다.

메인 스테이터(721)는 자성체로 이루어지고, 자석(711)에 대향하는 분할벽(726, 727)이 중앙에서 갭(Gm)을 두어 근접 배치된 것이다. 이 갭(Gm)은 자석(711)의 이동 방향을 따라 메인 스테이터(721)의 양단(도 25, 도 26에서는 상하 양단) 사이를 통하여 균일하게 형성되어 있다. 이와 같은 메인 스테이터(721)는 예를 들면 자기 저항이 가능한 한 작은 자성 재료로 이루어지는 판재를 사용하여, 프레스 작업에 의해 제작할 수 있다.

홀 센서(731)는 메인 스테이터(721)의 갭(Gm)내의 적절한 위치에 배치되는 것이고, 예를 들면 메인 스테이터(721)의 양단 사이에 있어서의 중앙 위치(도 25, 도 26에서는 상하 양단 사이의 중앙 높이)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 메인 스테이터(721)의 갭(Gm)은 홀 센서(731)를 배치하기 위한 것이기 때문에, 홀 센서(731)가 겨우 들어가는 클리어런스로 구성되는 것이 바람직하다.

어시스트 스테이터(741)는 자성체로 이루어지고, 자석(711)에 대향하는 것이다. 이와 같은 어시스트 스테이터(741)는 예를 들면 자기 저항이 가능한 한 작은 자성 재료로 이루어지는 판재를 사용하여, 프레스 작업에 의해 제작할 수 있다.

메인 스테이터(721)와 어시스트 스테이터(741)는 자석(711)의 이동 방향을 따라 갭(Gma)을 두어 근접 배치된 것이다. 도 25, 도 26에서는 메인 스테이터(721)의 상측에 어시스트 스테이터(741)가 배치되고, 메인 스테이터(721)가 자석(711)에 대향하는 공간 영역의 상측에, 어시스트 스테이터(741)가 자석(711)에 대향하는 공간 영역이 이어져서 형성되어 있다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(700)는 메인 스테이터(721)가 대향하는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(741)가 대향하는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(711)이, 메인 스테이터(721)가 대향하는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(731)가 검출함으로써, 자석(711)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(700)는 메인 스테이터(721)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(711)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(721)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(711)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(712)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(741)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(711)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(741)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(711)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(712)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(711)의 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(711)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않 기 때문에, 홀 센서(731)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 27은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제8 실시형태를 모식적으로 도시한 전체 사시도(도 27a) 및 주요부의 사시도(도 27b)이고, 도 25와 유사한 부분에는 도 25에서 사용한 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(800)는 실질적으로 원호 형상으로 만곡된 슬라이더(810)의 내측에, 스테이터(820), 자기 감지 센서(830) 및 자속 누설 방지 부재(840)를 구비한 것이다.

즉 비접촉 포지션 센서(800)는 슬라이더(810)와, 슬라이더(810)의 원호 형상에 대응하는 실질적으로 원호 형상의 만곡면을 갖는 메인 스테이터(821)와, 홀 센서(831)와, 슬라이더(810)의 원호 형상에 대응하는 실질적으로 원호 형상의 만곡면을 갖는 어시스트 스테이터(841)로 구성된다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(800)는 메인 스테이터(821)가 대향하는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(841)가 대향하는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(811)이, 메인 스테이터(821)가 대향하는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(831)가 검출함으로써, 자석(811)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(800)는 메인 스테이터(821)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(811)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(821)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(811)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(812)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(841)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(811)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(841)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(811)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(812)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(811)의 원호를 따른 이동 방향을 예를 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(811)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(831)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

도 28은 본 발명에 따른 비접촉 포지션 센서의 제9 실시형태를 모식적으로 도시한 전체 사시도(도 28a), 주요부의 사시도(도 28b), 및 각도를 바꾸어 본 주요부의 사시도(도 28c)이며, 도 27과 동일한 부분에는 도 27에서 사용한 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고, 중복된 설명은 생략한다.

이 비접촉 포지션 센서(900)는 실질적으로 원호 형상으로 만곡된 슬라이더(910)의 외측에, 스테이터(920), 자기 감지 센서(930) 및 자속 누설 방지 부재(940)를 구비한 것이다.

즉 비접촉 포지션 센서(900)는 슬라이더(910)와, 슬라이더(910)의 원호 형상에 대응하는 실질적으로 원호 형상으로 만곡된 메인 스테이터(921)와, 홀 센서(931)와, 슬라이더(910)의 원호 형상에 대응하는 실질적으로 원호 형상으로 만곡된 어시스트 스테이터(941)로 구성된다.

이와 같은 비접촉 포지션 센서(900)는 메인 스테이터(921)가 대향하는 영역 및, 이것에 이어지는 어시스트 스테이터(941)가 대향하는 영역을 통하여 이동 가능한 자석(911)이, 메인 스테이터(921)가 대향하는 영역에 진입하는 비율에 따라서, 그 진입 비율에 따른 자속을 홀 센서(931)가 검출함으로써, 자석(911)의 위치를 비접촉으로 검출할 수 있다.

또한, 이 비접촉 포지션 센서(900)는 메인 스테이터(921)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(911)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 메인 스테이터(921)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(911)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(912)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

한편, 어시스트 스테이터(941)가 대향하는 영역에 진입하고 있는 부분의 자석(911)의 정면에서 발생하는 자속은 모두, 어시스트 스테이터(941)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다. 이 때, 동일 부분의 자석(911)의 배면에서 발생하는 자속은 아마츄어(912)를 자로로서 지나감으로써 누설이 방지된다.

이에 따라, 자석(911)의 원호를 따른 이동 방향을 예로 들면 Z방향으로 한 경우, 이것과 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 자석(911)이 어긋나더라도 자로에 영향을 주지 않기 때문에, 홀 센서(931)에 의한 검출 출력이 변화하지 않는다.

본 발명은 이상과 같이, 자석을 갖는 슬라이더가, 자성체로 이루어지는 스테이터와의 사이에 소망하는 틈새를 갖고 이동 가능한 영역에 진입하는 비율에 따라 서, 스테이터에 형성한 자기 감지 센서가 슬라이더의 위치를 검출하는 비접촉 포지션 센서에 관한 것으로, 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 의한 자속이 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자속 누설 방지 부재를 구비한 구성으로 하였으므로, 자석이 이동하는 스테이터와의 클리어런스를 자로로 사용하지 않고, 자석의 이동 방향의 길이를 위치 검출에 유효하게 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

자석을 갖는 슬라이더(slider)와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 갖는 자성체로 이루어지는 스테이터와(stator),

상기 스테이터에 형성되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와,

상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자속 누설 방지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 스테이터와,

상기 스테이터에 형성되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와,

상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자속 누설 방지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자속 누설 방지 부재는 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속을 통과시키는 자성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽에 이어지는 갭(gap)을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터(main stator)와,

상기 갭에 배치되고, 상기 자석이 상기 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와,

상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 메인 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터(assistant stator)를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 4 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 4 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 자석이 상기 영역에 진입 하지 않은 부분의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽 및 이 대향벽에 이어지는 갭을 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽에 이어지는 갭을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와,

상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와,

상기 메인 스테이터의 상기 갭에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 7 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 대향벽끼리 일체적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 7 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 대향벽에 이어지는 갭을 두어 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 상기 대향벽에서 연장되어 형성되고, 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 한 쌍의 횡단벽을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와,

상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와,

상기 메인 스테이터의 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 상기 대향벽 중에서 일측의 대향벽에서 연장되어 형성되고, 타측 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 횡단벽을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와,

상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와,

상기 메인 스테이터의 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
표리 양면의 극성이 다른 자석을 갖는 슬라이더와,

상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제1 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽과, 이 대향벽 중에서 일측의 대향벽에서 연장되어 형성되고, 타측 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 제1 암(arm)과, 상기 타측 대향벽에서 연장되어 형성되고, 상기 일측의 대향벽과의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라서 균일한 갭을 두어 근접 배치된 제2 암을 갖는 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와,

상기 메인 스테이터와의 사이에 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 갭을 두어 배치되고, 상기 슬라이더가 소정의 간격을 갖고 이동 가능한 제2 영역을 형성하는 상기 자석의 표리 양면에 대응하는 한 쌍의 대향벽을 갖는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터와,

상기 제1 암과 상기 타측 대향벽과의 사이에 형성된 상기 갭의 임의의 위치에 배치되고, 상기 자석이 상기 메인 스테이터의 상기 제1 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 자기 감지 센서는 상기 메인 스테이터의 상기 갭의 양단 사이의 중앙 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 12 항에 있어서, 상기 자기 감지 센서는 상기 제1 암의 상기 갭에 있어서 상기 메인 스테이터의 양단 사이의 중앙 부근의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 대향벽끼리 횡단벽에서 일체적으로 연결된 일체식의 것임을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 어시스트 스테이터는 상기 대향벽에서 연장되어 형성된 횡단벽끼리가, 상기 슬라이더의 이동 방향을 따라 양단 사이를 통하여 균일한 갭을 두어 분할된 분할식의 것임을 특징으로 하는 비접 촉 포지션 센서.
이동 방향을 따라 가장자리끼리 접합된 표리 양면이 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 자석과, 이 자석의 일측면에 형성된 아마츄어(armature)로 이루어지는 슬라이더와,

상기 자석의 타측면에 대향하는 위치에 배치된 자성체로 이루어지는 메인 스테이터와,

상기 메인 스테이터에 형성되고, 상기 슬라이더와 상기 메인 스테이터가 대향하는 영역에 진입하는 비율에 따라서 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 자기 감지 센서와,

상기 자석이 상기 영역에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속이 상기 메인 스테이터로 누설되는 것을 방지하는 자성체로 이루어지는 어시스트 스테이터를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.
제 17 항에 있어서, 상기 자석이 상기 메인 스테이터에 진입하지 않은 부분에 발생하는 자속은 상기 어시스트 스테이터 중에서 루프(loop)를 형성하는 것을 특징으로 하는 비접촉 포지션 센서.