(57)【要約】【課題】計測対象物に作用する押付力の変化幅を小さくすることが可能な変位検出装置を提供する。【解決手段】変位検出装置１００は、ロッド部材２２をスプール弁５１に向けて付勢するスプリング２７と、ロッド部材２２とともに変位する磁石２４と、ロッド部材２２を支持するケーシング１２と、ケーシング１２に配置される磁気検出部３２と、磁石２４と引き付け合う磁性体４１，４２と、を備える。磁性体４１，４２は、磁石２４が変位可能な変位範囲Ｌの外側に少なくとも一部が設けられ、ロッド部材２２は、磁石２４と磁性体４１，４２とが引き付け合う吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力によりスプール弁５１に対して押し付けられる。【選択図】図１
2019049490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位検出対象部材に追従して変位する変位部材と、
前記変位部材を前記変位検出対象部材に向けて付勢する付勢部材と、
前記変位部材の一端側に配置され、前記変位部材とともに変位する磁石と、
前記変位部材を変位方向に往復動自在に支持する支持部材と、
前記支持部材に配置され前記磁石の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部と、
前記支持部材に設けられ前記磁石と引き付け合う磁性体と、を備え、
前記磁性体は、前記変位方向において前記磁石が変位可能な範囲の外側に少なくとも一部が設けられ、
前記変位部材は、前記磁石と前記磁性体とが引き付け合う吸引力と、前記付勢部材の付勢力と、の合力により前記変位検出対象部材に対して押し付けられることを特徴とする変位検出装置。
【請求項２】
前記磁性体は、
前記磁石と引き付け合う吸引力が、前記変位検出対象部材に対して前記変位部材を押し付ける方向に作用する第１磁性体と、
前記磁石と引き付け合う吸引力が、前記変位検出対象部材に対して前記変位部材を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第２磁性体と、の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載の変位検出装置。
【請求項３】
前記第１磁性体は、前記磁石と前記変位検出対象部材との間において前記支持部材に設けられ、
前記第２磁性体は、前記磁石に対して前記変位検出対象部材とは反対側において前記支持部材に設けられることを特徴とする請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項４】
前記支持部材に設けられ、外部から前記磁気検出部に作用する磁気を遮蔽する磁気シールドをさらに備え、
前記磁性体は、前記磁気シールドと一体に形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の変位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の変位量を検出する変位検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、計測対象物に追従して変位する変位部材に取り付けられる磁石と、磁石に対向して配置される磁気センサと、変位部材を計測対象物に向けて付勢するスプリングと、を備えた変位検出装置が開示されている。この変位検出装置では、計測対象物の変位に応じて磁石の位置が変化し、磁石の位置の変化に伴って磁気センサを通過する磁束の方向や大きさが変化するため、磁気センサの出力値に基づいて計測対象物の変位量を特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の変位検出装置のように、変位部材がスプリングにより計測対象物に向けて付勢される変位検出装置では、変位部材が突き出ているときにはスプリングの圧縮量が小さくなるため、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が小さくなる。このように変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が小さくなると計測対象物の移動に対して変位部材が追従できなくなるおそれがある。
【０００５】
一方、変位部材が押し込まれているときにはスプリングの圧縮量が大きくなるため、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が大きくなる。このように変位部材を計測対象物に対して押し付ける力が大きくなると計測対象物が変位部材側に向かって自由に移動することが阻害されるおそれがある。
【０００６】
つまり、上記構成の変位検出装置では、このような制約に対応するために、スプリングの伸縮量、すなわち、変位検出装置の検出範囲を制限し、変位部材を計測対象物に対して押し付ける力の変化幅を小さくする必要がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、変位検出装置の検出範囲を制限することなく計測対象物に作用する押付力の変化幅を小さくすることが可能な変位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、変位方向において磁石が変位可能な範囲の外側に磁性体の少なくとも一部が設けられ、変位部材は、磁石と磁性体とが引き付け合う吸引力と、付勢部材の付勢力と、の合力により変位検出対象部材に対して押し付けられることを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、変位方向において磁石が変位可能な範囲の外側に磁性体の少なくとも一部が設けられ、磁石と磁性体が引き付け合う吸引力と、付勢部材の付勢力と、の合力により変位部材が変位検出対象部材に対して押し付けられる。磁性体と磁石との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向、または、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、押付力として作用する吸引力と付勢力との合力の変化幅は小さくなる。
【００１０】
第２の発明は、磁性体が、磁石と引き付け合う吸引力が変位検出対象部材に対して変位部材を押し付ける方向に作用する第１磁性体と、磁石と引き付け合う吸引力が変位検出対象部材に対して変位部材を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第２磁性体と、の少なくとも一方を有することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１磁性体が、磁石と変位検出対象部材との間において支持部材に設けられ、第２磁性体が、磁石に対して変位検出対象部材とは反対側において支持部材に設けられることを特徴とする。
【００１２】
第２及び第３の発明では、磁性体が、磁石と変位検出対象部材との間において支持部材に設けられる第１磁性体と、磁石に対して変位検出対象部材とは反対側において支持部材に設けられる第２磁性体と、の少なくとも一方を有する。磁石と第１磁性体との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向に作用し、磁石と第２磁性体との間に生じる吸引力は、変位部材を変位検出対象部材に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、押付力として作用する吸引力と付勢力との合力の変化幅は小さくなる。したがって、変位部材を変位検出対象部材に対して追従させることができるとともに、変位検出装置側に向かう変位検出対象部材の移動を阻害してしまうことを防止することができる。
【００１３】
第４の発明は、外部から磁気検出部に作用する磁気を遮蔽する磁気シールドをさらに備え、磁性体が、磁気シールドと一体に形成されることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明では、磁性体が、磁気シールドと一体に形成される。このため、部品点数が削減され、変位検出装置の製造コストを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変位検出装置の検出範囲を制限することなく計測対象物に作用する押付力の変化幅を小さくすることが可能な変位検出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る変位検出装置においてスプリングの圧縮量が小さい状態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る変位検出装置においてスプリングの圧縮量が大きい状態を示す断面図である。
【図３】変位検出対象部材の変位量と変位検出対象部材に作用する押付力との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る変位検出装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
本発明の実施形態に係る変位検出装置１００は、スプール弁等の弁体を備える弁装置に取り付けられ、弁体の変位量（ストローク量）を検出するものである。以下では、図１から図３を参照し、変位検出装置１００が油圧弁装置５０のスプール弁５１の変位を検出する変位検出装置として用いられる場合について説明する。
【００１９】
油圧弁装置５０は、円筒状のスリーブ５２と、スリーブ５２内に配置されるスプール弁５１と、を備える。油圧弁装置５０では、スリーブ５２に設けられた給排孔５２ａを通じてスプール弁５１の一端面５１ａが臨む油室５３に対して作動油が給排されることでスプール弁５１が軸方向に変位する。そして、スプール弁５１が変位することでスリーブ５２に形成される図示しないポートの開閉が制御される。変位検出装置１００は、図１に示すように、スプール弁５１の一端面５１ａに対向するようにスリーブ５２の端部に取り付けられる。
【００２０】
変位検出装置１００は、変位検出対象部材であるスプール弁５１に追従して変位する変位部材としてのロッド部材２２と、ロッド部材２２の一端側に配置されロッド部材２２とともに変位する磁石２４と、ロッド部材２２を変位方向に往復動自在に支持する支持部材としてのケーシング１２と、ケーシング１２内に配置されロッド部材２２をスプール弁５１に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング２７と、磁石２４の変位方向と直交する方向において磁石２４に対向するようにケーシング１２に配置される磁気検出部３２と、を備える。
【００２１】
ケーシング１２は、真鍮等の非磁性材により形成される有底筒状部材であり、円筒状の円筒部１２ａと、円筒部１２ａの一端側に設けられる底部１２ｂと、円筒部１２ａの内部に形成される収容部１２ｃと、を有する。収容部１２ｃには、磁石２４とともに磁石２４が配置されるロッド部材２２の一部が収容される。
【００２２】
円筒部１２ａには、円筒部１２ａの外周面に開口し収容部１２ｃに向かって形成される非貫通の段付き孔である固定孔１２ｅが形成される。固定孔１２ｅ内には磁気検出部３２が固定される。
【００２３】
また、底部１２ｂには、ロッド部材２２が挿通する支持孔１２ｄが形成される。支持孔１２ｄには、ロッド部材２２を摺動自在に支持するブッシュ１８が軸方向に離間して２カ所に設けられる。ロッド部材２２を支持するブッシュ１８が２カ所に設けられることで、ケーシング１２に片持ち支持されるロッド部材２２の軸心が支持孔１２ｄの軸心である支持軸心Ｏに対して傾くことをある程度抑制することができる。ブッシュ１８は、１カ所に設けられてもよく、この場合、ケーシング１２の軸方向長さを短縮させることができる。
【００２４】
また、底部１２ｂには、収容部１２ｃと外部とを連通させる連通孔１２ｆが支持孔１２ｄの周囲に複数形成される。外側に開口する連通孔１２ｆの一端は、油圧弁装置５０の油室５３に臨んでおり、収容部１２ｃ内には連通孔１２ｆを通じて油室５３内の作動油が流入する。つまり、収容部１２ｃは、作動油で満たされている。
【００２５】
ロッド部材２２は、ブッシュ１８を介してケーシング１２により摺動自在に支持される円柱状の軸部２２ａと、軸部２２ａの先端に形成される半球状の接触部２２ｂと、軸部２２ａの基端に形成され軸部２２ａの径方向外側に向かって延びるフランジ部２２ｃと、を有する。
【００２６】
また、フランジ部２２ｃには、軸部２２ａとは反対側に延びる円柱状の保持部２２ｄが軸部２２ａと同軸上に設けられる。なお、設計上では、ロッド部材２２の軸心と支持孔１２ｄの支持軸心Ｏとが同軸上に配置されるように、ロッド部材２２はケーシング１２により支持される。つまり、ロッド部材２２の軸心は、支持軸心Ｏに一致する。
【００２７】
ロッド部材２２は、ケーシング１２と同様に非磁性材により形成されるが、接触部２２ｂには、スプール弁５１が当接するため、ある程度の硬度を有するオーステナイト系ステンレス鋼等により形成されることが好ましい。
【００２８】
磁石２４は、ＮｄやＳｍ等の希土類元素を含む円筒状に形成された永久磁石であり、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとが保持部２２ｄの軸方向に並ぶように、保持部２２ｄの外周に配置される。磁石２４は、保持部２２ｄが挿通する挿通孔２４ｃを有し、挿通孔２４ｃから突き出た保持部２２ｄの端部にＣ字状の止め輪２６が係止されることにより保持部２２ｄに対して固定される。
【００２９】
また、磁石２４と止め輪２６との間には弾性変形する部材により形成される緩衝材２５が設けられる。このため、保持部２２ｄに磁石２４が組み付けられる際に緩衝材２５が変形し、磁石２４は、緩衝材２５の復元力によってフランジ部２２ｃに押し付けられた状態となる。したがって、磁石２４は、軸方向に遊びを有することなく、ロッド部材２２に対して所定の位置に固定されることになる。また、組み付け時に磁石２４に作用する力は緩衝材２５によって吸収されるため、組み付け時に磁石２４が破損することを防止することができる。
【００３０】
磁石２４は、ロッド部材２２とともにスプール弁５１に追従して変位し、図１及び図２に磁石２４が変位可能な範囲として示される変位範囲Ｌに渡って支持軸心Ｏに沿って変位する。
【００３１】
磁石２４及び磁石２４が組み付けられるロッド部材２２の一部が収容部１２ｃ内に収容された状態で、収容部１２ｃの開口端には、蓋部材１４が挿入固定される。蓋部材１４は、ケーシング１２と同様に真鍮等の非磁性材により形成される。蓋部材１４と収容部１２ｃとの間には図示しないシール部材が設けられ、シール部材により収容部１２ｃの内部と外部との連通が遮断され、外部に作動油が漏れることが防止される。
【００３２】
蓋部材１４の固定方法としては、圧入や螺合といった一般的な固定方法が用いられる。また、蓋部材１４とは別の部材をケーシング１２に組み付けることにより、蓋部材１４をケーシング１２に対して押付固定する構成としてもよい。
【００３３】
スプリング２７は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材で形成されたコイルスプリングであり、フランジ部２２ｃと蓋部材１４との間に圧縮された状態で組み付けられる。このため、スプリング２７の付勢力は、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける方向に常に作用する。なお、変位検出装置１００が油圧弁装置５０に組み付けられていないときには、ロッド部材２２は、スプリング２７の付勢力により押圧され、フランジ部２２ｃが底部１２ｂに当接した状態となる。また、スプリング２７が配置される位置は、フランジ部２２ｃと蓋部材１４との間に限定されず、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける方向にスプリング２７の付勢力が作用すれば、どのような位置に配置されてもよい。
【００３４】
磁気検出部３２は、磁石２４の変位に伴う磁界の変化に応じた出力値を出力する図示しないホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサと、磁気センサの出力値を処理する図示しない増幅回路等の処理回路と、を有する。磁気検出部３２は、磁気センサの出力値に基づいて演算されたロッド部材２２の変位量、すなわち、ロッド部材２２に当接するスプール弁５１の変位量に相当する検出値を出力する。
【００３５】
磁気検出部３２は、基板３４に実装されており、基板３４が円筒部１２ａに形成された固定孔１２ｅの段部に固定されることで、ケーシング１２に組み付けられる。
【００３６】
磁気検出部３２が固定孔１２ｅ内に配置された状態で、円筒部１２ａの外周には、固定孔１２ｅを覆うようにして円筒状の磁気シールド１６が組み付けられる。磁気シールド１６は磁気を遮蔽可能な鉄系合金等の保磁力の小さい軟磁性材により形成され、変位検出装置１００の外部の磁気が磁気検出部３２に影響を及ぼすことを抑制している。
【００３７】
また、磁気シールド１６には図示しない切欠部が形成され、この切欠部を通じてスプール弁５１の作動を制御する図示しないコントローラと磁気検出部３２とを接続する図示しないリード線が配索される。
【００３８】
次に、上記構成の変位検出装置１００によるスプール弁５１の変位量の検出について説明する。
【００３９】
スプール弁５１の変位は、スプール弁５１が当接するロッド部材２２を介して変位検出装置１００に伝達される。
【００４０】
変位検出装置１００内では、ロッド部材２２が支持軸心Ｏに沿って変位すると、磁石２４も変位し、磁気検出部３２を通過する磁束の方向や大きさが変化する。そして、磁気検出部３２を通過する磁束の方向や大きさの変化に応じて磁気検出部３２の出力値が変化する。したがって、磁気検出部３２の出力値に基づいてロッド部材２２の変位量、すなわち、スプール弁５１の変位量を検出することができる。
【００４１】
ここで、上記構成の変位検出装置１００において、スプール弁５１の変位量を安定して検出するためには、ロッド部材２２を常にスプール弁５１に追従させる必要がある。このためには、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態、すなわち、スプリング２７の圧縮量が最も小さくなった状態において、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける押付力をある程度の大きさ以上にしておかなければならない。
【００４２】
しかし、このような押付力をスプリング２７の付勢力によって確保しようとすると、スプリング２７の初期たわみ量が大きくなって、スプリング２７が密着高さとなるまでのたわみ量、すなわち、ロッド部材２２の許容変位量が少なくなり、変位検出装置１００の変位検出範囲が狭くなってしまう。また、変位検出範囲を拡大させるためにスプリング２７のたわみ量を大きくすることも考えられるが、たわみ量を大きくするとスプリング２７の全長が長くなるため、変位検出装置１００が大型化してしまう。
【００４３】
また、一方で、スプリング２７の付勢力は、ロッド部材２２がケーシング１２内に進入する量に比例して徐々に大きくなる。したがって、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態においてスプリング２７の付勢力をある程度大きくすると、ロッド部材２２がケーシング１２内に進入するにつれてスプリング２７の付勢力はさらに大きくなる。このように、スプリング２７の付勢力が大きくなり、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける力が必要以上に大きくなると、スプール弁５１が変位検出装置１００側に向かって自由に移動することを阻害してしまうおそれがある。
【００４４】
さらに、変位検出装置１００では、ロッド部材２２のフランジ部２２ｃが収容される収容部１２ｃが作動油で満たされている。そして、収容部１２ｃ内の作動油は、ロッド部材２２が支持軸心Ｏ方向に変位する際、フランジ部２２ｃと円筒部１２ａとの間の隙間を流れるため、ロッド部材２２は、ロッド部材２２が移動する方向とは反対方向に作用する抵抗力を作動油から受けることになる。したがって、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける押付力が、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する方向に移動するにつれて小さくなると、作動油の抵抗力によってロッド部材２２がスプール弁５１から離れてしまうおそれがある。
【００４５】
このように、スプール弁５１の変位量を安定して検出するためには、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける押付力を、ロッド部材２２が常にスプール弁５１に追従可能な大きさよりも大きくしつつ、スプール弁５１の移動を阻害しない大きさに制限する必要がある。つまり、上記構成の変位検出装置１００においては、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する量が比較的多い状態においては押付力を大きくし、ロッド部材２２がケーシング１２内に進入する量が比較的多い状態においては押付力を小さくすることにより、押付力の最小値と最大値との差である変化幅をできるだけ小さくする必要がある。
【００４６】
そこで、押付力の変化幅を小さくするために、本実施形態に係る変位検出装置１００は、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する量が比較的多い状態やロッド部材２２がケーシング１２内に進入する量が比較的多い状態となったときに磁石２４と引き付け合う磁性体４１，４２をさらに備える。
【００４７】
磁性体４１，４２は、ケーシング１２に設けられ、磁気シールド１６と同様に鉄系合金等の軟磁性材により形成される部材であって、変位方向において磁石２４が変位可能な範囲である変位範囲Ｌの外側に少なくともその一部が設けられる。磁性体４１，４２は、磁石２４とスプール弁５１との間においてケーシング１２に設けられる第１磁性体４１と、磁石２４に対してスプール弁５１とは反対側においてケーシング１２に設けられる第２磁性体４２と、を有する。
【００４８】
具体的には、第１磁性体４１は、磁気検出部３２よりも底部１２ｂ側の円筒部１２ａの外周に設けられ、底部１２ｂの外面に沿って径方向内側に折り曲げられた形状を有する。また、第２磁性体４２は、磁気検出部３２よりも蓋部材１４側の円筒部１２ａの外周に設けられ、蓋部材１４に向かって径方向内側に折り曲げられた形状を有する。
【００４９】
このように、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、支持軸心Ｏ方向において磁石２４の変位範囲Ｌの外側に少なくとも一部がそれぞれ設けられている。なお、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、上記形状に限定されず、支持軸心Ｏ方向において磁石２４の変位範囲Ｌの外側に少なくとも一部が設けられていれば、円筒部１２ａに沿って形成された単なる筒状部材であってもよいし、底部１２ｂの外面に沿って形成された単なる円環状部材であってもよい。
【００５０】
また、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、磁気シールド１６と一体的に形成される。第１磁性体４１及び第２磁性体４２を磁気シールド１６と一体的に形成することで、部品点数を削減し、部品の管理コスト、変位検出装置１００の製造コストを低減させることができる。なお、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、磁気シールド１６とは別の部材で形成されていてもよい。この場合、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、磁気検出部３２の検出値にあまり影響を及ぼさない範囲において、ある程度の保磁力を有する硬磁性材により形成されてもよい。
【００５１】
このように、磁石２４の変位範囲Ｌの外側に磁性材により形成された第１磁性体４１及び第２磁性体４２が配置されているため、図１に示すように、磁石２４が第１磁性体４１に近づく方向に変位した場合、磁石２４と第１磁性体４１とが引き付け合う吸引力が発生し、この吸引力は、第１磁性体４１が磁石２４を引き寄せる方向、すなわち、磁石２４が取り付けられたロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向に作用する。
【００５２】
一方で、図２に示すように、磁石２４が第２磁性体４２に近づく方向に変位した場合、磁石２４と第２磁性体４２とが引き付け合う吸引力が発生し、この吸引力は、第２磁性体４２が磁石２４を引き寄せる方向、すなわち、磁石２４が取り付けられたロッド部材２２をスプール弁５１から引き離す方向に作用する。換言すれば、磁石２４と第２磁性体４２とが引き付け合う吸引力は、磁石２４が取り付けられたロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向とは反対の方向に作用する。
【００５３】
続いて、図３のグラフを参照し、ロッド部材２２の変位量に対する付勢力および吸引力の変化について説明する。図３のグラフにおいて、横軸はロッド部材２２の変位量（ストローク量）を示しており、縦軸は、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける付勢力や吸引力といった押付力の大きさを示している。
【００５４】
スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける方向に作用する押付力をプラス側とした場合、図３のグラフに一点鎖線で示すように、磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２との間に生じる吸引力は、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態においては、磁石２４と第１磁性体４１とが引き付け合う吸引力が大きくなるためプラス側に最大の値（Ｆｍ１）となる。そして、ロッド部材２２がケーシング１２内に最も進入した状態においては、磁石２４と第２磁性体４２とが引き付け合う吸引力が大きくなるためマイナス側に最大の値（Ｆｍ２）となる。また、ロッド部材２２の変位量が中間領域にある状態では、磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２との間に生じる吸引力がそれぞれ小さくなるとともにこれらが相殺されるため吸引力はゼロとなる。
【００５５】
一方で、スプリング２７の付勢力は、図３のグラフに破線で示すように、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態、すなわち、スプリング２７の圧縮量が最も小さい状態にあるときの最小付勢力（Ｆｓ１）からロッド部材２２がケーシング１２内に最も進入した状態、すなわち、スプリング２７の圧縮量が最も大きい状態にあるときの最大付勢力（Ｆｓ２）に向かって比例して大きくなる。
【００５６】
ここで磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２との間に生じる吸引力と、スプリング２７の付勢力とは、ともにロッド部材２２に作用している。このため、これらの合力はスプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける押付力として作用することになる。
【００５７】
磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２との間に生じる吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力は、図３のグラフに実線で示すように、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態における吸引力と付勢力との合力の値（Ｆｓ１＋Ｆｍ１）からロッド部材２２がケーシング１２内に最も進入した状態における吸引力と付勢力との合力の値（Ｆｓ２−Ｆｍ２）に向かって曲線的に変化する。
【００５８】
このように、変位検出装置１００では、第１磁性体４１及び第２磁性体４２を設けることにより、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する量が比較的多い状態において、押付力として作用する合力が大きくなり、ロッド部材２２がケーシング１２内に進入する量が比較的多い状態において、押付力として作用する合力が小さくなる。
【００５９】
そして、図３のグラフからも明らかであるように、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅（ΔＦｒ）は、スプリング２７の付勢力の変化幅（Ｆｓ２−Ｆｓ１）よりも小さくなる。また、吸引力と付勢力との合力の最小値は、スプリング２７単体での付勢力の最小値と比べて大きな値となり、吸引力と付勢力との合力の最大値は、スプリング２７単体での付勢力の最大値と比べて小さな値となる。
【００６０】
したがって、このような特性の合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して確実に追従させることができるとともに、変位検出装置１００側に向かうスプール弁５１の移動を阻害してしまうことを防止することができる。また、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する方向に移動する際に、押付力として作用する合力を所定の大きさ以上に維持することで、作動油の抵抗力によってロッド部材２２がスプール弁５１から離れてしまうことも防止することができる。
【００６１】
なお、磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２との間に生じる吸引力の特性を変化させることによって吸引力と付勢力との合力の特性をよりフラットな特性に変化させることも可能である。具体的には、例えば、磁石２４の変位範囲Ｌからの距離に応じて、第１磁性体４１の厚さや支持軸心Ｏから第１磁性体４１までの距離等を変化させることで、ロッド部材２２がケーシング１２から退出する量が比較的多い状態における吸引力の特性を変化させることができる。また、支持軸心Ｏ方向において磁石２４と対向するように第１磁性体４１及び第２磁性体４２を配置することにより、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態及びロッド部材２２がケーシング１２内に最も進入した状態における吸引力を大きくすることができる。
【００６２】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００６３】
変位検出装置１００では、磁石２４と第１磁性体４１及び第２磁性体４２とが引き付け合う吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力によってロッド部材２２は、スプール弁５１に対して押し付けられる。ここで、磁石２４と第１磁性体４１とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向に作用するため、スプリング２７の付勢力が小さくなったとしても押付力は磁石２４と第１磁性体４１との吸引力により所定の大きさに保持される。一方、磁石２４と第２磁性体４２とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、スプリング２７の付勢力が大きくなったとしても押付力は磁石２４と第２磁性体４２との吸引力により所定の大きさに制限される。
【００６４】
このように、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅（ΔＦｒ）は、スプリング２７の付勢力の変化幅（Ｆｓ２−Ｆｓ１）よりも小さくなる。また、吸引力と付勢力との合力の最小値は、スプリング２７単体での付勢力の最小値と比べて大きな値となり、吸引力と付勢力との合力の最大値は、スプリング２７単体での付勢力の最大値と比べて小さな値となる。
【００６５】
したがって、このような特性の合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して確実に追従させることができるとともに、変位検出装置１００側に向かうスプール弁５１の移動を阻害してしまうことを防止することができる。
【００６６】
なお、変位検出装置１００では、磁石２４とスプール弁５１との間においてケーシング１２に設けられる第１磁性体４１と、磁石２４に対してスプール弁５１とは反対側においてケーシング１２に設けられる第２磁性体４２と、の２つの磁性体が設けられているが、これに代えて、第１磁性体４１と第２磁性体４２との何れか一方だけを設けた構成としてもよい。この場合も合力の変化幅をスプリング２７単体での付勢力の変化幅よりも小さくすることができる。
【００６７】
また、変位検出装置１００では、図１に示される断面視において、ケーシング１２の外側に設けられる各磁性体４１，４２は、ケーシング１２の外形形状に合せて、その断面形状が略直角の角部を有するＬ字状となるように形成される。これに代えて、各磁性体４１，４２は、角部がテーパ状または曲線状に形成された断面形状を有していてもよい。また、各磁性体４１，４２は、図１に示される断面視において、全体の断面形状が円弧状または湾曲状となるように形成されてもよい。
【００６８】
ここで、各磁性体４１，４２の断面形状が円弧状または湾曲状とされた場合、断面形状がＬ字状である場合と比較し、各磁性体４１，４２は、磁石２４に対して径方向において近くに配置される部分が増加する。このように、各磁性体４１，４２を磁石２４に対して径方向において部分的に近づけると、磁石２４と各磁性体４１，４２とが引き付け合う吸引力の特性が変化するため、各磁性体４１，４２の断面形状を変更することによって、例えば、磁石２４が各磁性体４１，４２に向かってわずかに変位した段階から徐々に吸引力が上昇する特性や磁石２４の変位に対してほぼ直線的に吸引力が増加する特性とすることも可能である。つまり、各磁性体４１，４２の断面形状を適宜変形させることによって、磁石２４と各磁性体４１，４２との間に生じる吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力を、ロッド部材２２の変位量に関わらず略一定とすることも可能である。なお、この場合、ケーシング１２の外形形状は、各磁性体４１，４２の形状に合わせた形状とすることが好ましい。
【００６９】
続いて、図４を参照して、本発明の実施形態に係る変位検出装置１００の変形例について説明する。
【００７０】
上記実施形態では、第１磁性体４１及び第２磁性体４２は、ケーシング１２の外周に設けられている。これに代えて、図４に示すように、底部１２ｇを円筒部１２ａとは別の部材で形成し、底部１２ｇを軟磁性材により形成することで磁石２４と引き付け合う第１磁性体として機能させ、また、蓋部材１５を軟磁性材により形成することで磁石２４と引き付け合う第２磁性体として機能させてもよい。
【００７１】
この場合も上記実施形態と同様に、磁石２４と底部１２ｇとが引き付け合う吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向に作用するため、スプリング２７の付勢力が小さくなったとしても押付力は磁石２４と底部１２ｇとの吸引力により所定の大きさに保持される。一方、磁石２４と蓋部材１５とが引き付け合う吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向とは反対方向に作用するため、スプリング２７の付勢力が大きくなったとしても押付力は磁石２４と蓋部材１５との吸引力により所定の大きさに制限される。また、底部１２ｇと蓋部材１５とは、支持軸心Ｏ方向において磁石２４と対向するように設けられるため、ロッド部材２２がケーシング１２から最も退出した状態及びロッド部材２２がケーシング１２内に最も進入した状態において安定した吸引力を得ることができる。
【００７２】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００７３】
スプール弁５１に追従して変位するロッド部材２２と、ロッド部材２２をスプール弁５１に向けて付勢するスプリング２７と、ロッド部材２２の一端側に配置され、ロッド部材２２とともに変位する磁石２４と、ロッド部材２２を変位方向に往復動自在に支持するケーシング１２と、ケーシング１２に配置され磁石２４の変位に伴う磁界の変化を検出する磁気検出部３２と、ケーシング１２に設けられ磁石２４と引き付け合う磁性体４１，４２と、を備え、磁性体４１，４２は、変位方向において磁石２４が変位可能な変位範囲Ｌの外側に少なくとも一部が設けられ、ロッド部材２２は、磁石２４と磁性体４１，４２とが引き付け合う吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力によりスプール弁５１に対して押し付けられる。
【００７４】
この構成では、変位方向において磁石２４が変位可能な変位範囲Ｌの外側に磁性体４１，４２の少なくとも一部が設けられ、磁石２４と磁性体４１，４２とが引き付け合う吸引力と、スプリング２７の付勢力と、の合力によりロッド部材２２がスプール弁５１に対して押し付けられる。
【００７５】
磁石２４が変位可能な変位範囲Ｌの外側に配置される磁性体４１，４２と、磁石２４と、の間に生じる吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向、または、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向とは反対方向に作用する。このため、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅（ΔＦｒ）は、スプリング２７の付勢力の変化幅（Ｆｓ２−Ｆｓ１）よりも小さくなる。したがって、吸引力と付勢力との合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して確実に追従させたり、変位検出装置１００側に向かうスプール弁５１の移動を阻害してしまうことを防止したりすることができる。
【００７６】
また、磁性体４１，４２は、磁石２４と引き付け合う吸引力が、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける方向に作用する第１磁性体４１と、磁石２４と引き付け合う吸引力が、スプール弁５１に対してロッド部材２２を押し付ける方向とは反対の方向に作用する第２磁性体４２と、の少なくとも一方を有する。
【００７７】
また、第１磁性体４１は、磁石２４とスプール弁５１との間においてケーシング１２に設けられ、第２磁性体４２は、磁石２４に対してスプール弁５１とは反対側においてケーシング１２に設けられる。
【００７８】
これらの構成では、磁性体４１，４２が、磁石２４とスプール弁５１との間においてケーシング１２に設けられる第１磁性体４１と、磁石２４に対してスプール弁５１とは反対側においてケーシング１２に設けられる第２磁性体４２と、の少なくとも一方を有する。つまり、磁石２４と磁性体４１，４２との間に生じる吸引力は、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向と、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して押し付ける方向とは反対方向と、何れか一方に作用する。このため、吸引力と付勢力との合力の最小値と最大値との差である変化幅（ΔＦｒ）は、スプリング２７の付勢力の変化幅（Ｆｓ２−Ｆｓ１）よりも小さくなる。したがって、吸引力と付勢力との合力を押付力として作用させることにより、ロッド部材２２をスプール弁５１に対して確実に追従させたり、変位検出装置１００側に向かうスプール弁５１の移動を阻害してしまうことを防止したりすることができる。
【００７９】
また、ケーシング１２に設けられ、外部から磁気検出部３２に作用する磁気を遮蔽する磁気シールド１６をさらに備え、磁性体４１，４２は、磁気シールド１６と一体に形成される。
【００８０】
この構成では、磁性体４１，４２が、磁気シールド１６と一体に形成される。このように、磁性体４１，４２を磁気シールド１６と一体的に形成することで、部品点数を削減し、部品の管理コスト、変位検出装置１００の製造コストを低減させることができる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８２】
１００・・・変位検出装置、１２・・・ケーシング（支持部材）、１２ｇ・・・底部（磁性体、第１磁性体）、１５・・・蓋部材（磁性体、第２磁性体）、１６・・・磁気シールド、２２・・・ロッド部材（変位部材）、２４・・・磁石、２７・・・スプリング（付勢部材）、３２・・・磁気検出部、４１・・・第１磁性体（磁性体）、４２・・・第２磁性体（磁性体）、５０・・・油圧弁装置、５１・・・スプール弁（変位検出対象部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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