(57)【要約】【課題】検出精度の低下が抑えられた位置検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】位置検出装置は、可動磁石１２と、可動磁石１２の動作を検出するセンサ部と、可動磁石１２を移動させる駆動部と、を有し、可動磁石１２と一体的に駆動可能な移動体１５を有し、可動磁石１２と移動体１５との間に、磁力により可動磁石１２と移動体１５とを連結する連結部１４が設けられていることを特徴としている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動磁石と、該可動磁石の動作を検出するセンサ部と、前記可動磁石を移動させる駆動部と、を有する位置検出装置において、
前記可動磁石と一体的に駆動可能な移動体を有し、
前記可動磁石と前記移動体との間に、磁力により前記可動磁石と前記移動体とを連結する連結部が設けられていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記連結部は、前記可動磁石に対向するように配設された磁性体と、前記移動体が固着され前記磁性体を保持するホルダ部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記可動磁石と前記磁性体とが互いに対向する少なくとも一方の表面は、樹脂で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記可動磁石と前記磁性体とが互いに対向する対向面の少なくとも一方は、曲面となっていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記連結部は、第１連結磁石を一方側に保持する磁石ホルダ部と、第２連結磁石を一方側に保持する移動体ホルダ部と、を有し、
前記磁石ホルダ部の他方側には、前記可動磁石が対向配置され、
前記移動体ホルダ部の他方側には、前記移動体が固着され、
前記第１連結磁石と前記第２連結磁石とが対向配置されており、
前記第１連結磁石と前記第２連結磁石の対抗面は複数組の磁極で着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１連結磁石と前記第２連結磁石とが互いに対向する少なくとも一方の表面は、樹脂で覆われていることを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１連結磁石と第２連結磁石とが互いに対向する対向面の少なくとも一方は、曲面となっていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石と磁石の動作を検出するセンサ部とを有した非接触式の位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式の位置検出装置は、可動体とセンサ部との物理的な接触を必要とする接触式の位置検出装置と比較して、接触部分の摩耗がなく耐久性に優れているとともに、可動部分を気密にできるという利点を有している。このため、自動車における空気圧を測定するポジションセンサや家電における液体の圧力を測定する圧力センサ等に用いられている。
【０００３】
このような従来例として、特許文献１では、磁石８４０と磁石８４０の動作を検出する磁気センサ８８２とを有した非接触式のリニアポジションセンサ（位置検出装置）８００が提案されている。図１７は、従来例１（特許文献１）におけるリニアポジションセンサ８００の縦方向断面図である。
【０００４】
図１７に示すリニアポジションセンサ８００は、可撓性ゴムブーツ８２５（ダイヤフラム）で仕切られたキャビティ８２６及びキャビティ８２７を形成するハウジング８２２及び下部アクチュエータハウジング８２３と、キャビティ８２６内に配置され磁石キャリア８１０に収容されて上下方向（図１７に示すＺ方向）に動く磁石８４０と、磁石８４０の上下方向での位置を示す電気信号を生成する磁気センサ８８２と、キャビティ８２６からハウジング８２２外に延出したチューブ８３１と、ブランケット８６０に保持されキャビティ８２７を貫き下部アクチュエータハウジング８２３外に延出したシャフト８７０と、を有して構成されている。
【０００５】
また、リニアポジションセンサ８００は、エンジンの吸気マニフォールド又は真空タンクなどの真空源にチューブ８３１が接続されて、真空源による気圧の変化を受け、キャビティ８２６内の気圧が変化し、可撓性ゴムブーツ８２５（ダイヤフラム）が上下に移動する構成となっている。そして、バネ８５０で可撓性ゴムブーツ８２５（ダイヤフラム）に向けて付勢された磁石キャリア８１０が可撓性ゴムブーツ８２５（ダイヤフラム）とともに上下に移動し、磁石キャリア８１０に収容された磁石８４０の位置を磁気センサ８８２で検出することができる。
【０００６】
しかしながら、シャフト８７０の他端側に接続される装置（従来例１では、エンジンに取り付けられるターボチャージャーのバイパス又はウェストゲートバルブ）によっては、上下移動に伴いシャフト８７０が傾き、それに伴って磁石キャリア８１０（磁石８４０）が傾くことがあった（従来例１の特許文献１に記載の図に示されている）。このため、磁石８４０による磁界の変化が生じ、磁石８４０が傾かない場合と比較して、磁気センサ８８２による検出精度が低下してしまう課題があった。
【０００７】
この課題に対して、特許文献２では、移動軸９０５と検出軸９２１とを有したダイヤフラム装置９００が提案されている。図１８は、従来例２（特許文献２）におけるダイヤフラム装置９００の縦方向断面構成図である。
【０００８】
図１８に示すダイヤフラム装置９００は、軸方向に移動可能な検出軸９２１を有し、検出軸９２１の移動変位を検出するリフトセンサ９２０と、外部の圧力変動に応じ変形するダイヤフラム９０３、ダイヤフラム９０３の変形に応じダイヤフラム９０３の移動する方向に移動可能な移動軸９０５と、を有して構成されている。そして、移動軸９０５の一方側の先端９０５ａは球面状であるとともに、検出軸９２１の一端を押圧する構成となっている。これにより、移動軸９０５が接続される装置の影響を受けて移動軸９０５が傾斜しても、移動軸９０５の先端９０５ａが球面状であるため、移動軸９０５で検出軸９２１の一端を押圧する際に、移動軸９０５の傾斜の影響が検出軸９２１に伝わることが少ない構成となっている。このため、移動軸９０５が傾斜しても、リフトセンサ９２０による検出軸９２１の移動距離検出の測定誤差が生じないという効果が得られる。なお、リフトセンサ９２０には、従来例１と同じような磁石と磁気センサが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１１−５０５５７４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０２７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来例２では、従来例１の課題を見事に解決しているが、ダイヤフラム装置９００に外部から振動等が伝わった場合、移動軸９０５と検出軸９２１とがずれてしまい、移動軸９０５の移動が上手く検出軸９２１に伝わらない懸念があった。このため、ダイヤフラム装置９００の検出精度が低下する恐れがあった。
【００１１】
本発明は、上述した懸念を解決するもので、検出精度の低下が抑えられた位置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】
【００１２】
この課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、可動磁石と、該可動磁石の動作を検出するセンサ部と、前記可動磁石を移動させる駆動部と、を有する位置検出装置において、前記可動磁石と一体的に駆動可能な移動体を有し、前記可動磁石と前記移動体との間に、磁力により前記可動磁石と前記移動体とを連結する連結部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、本発明の位置検出装置は、移動体が僅かに傾き、移動体と係合している連結部が傾いても、可動磁石が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石は直線移動することになるので、移動体の影響を受けることによるセンサ部の検出精度の低下を抑えることができる。しかも、磁力により連結部と可動磁石とが連結しているので、振動等の外部影響があった場合でも、連結部と可動磁石とがずれることがなく、駆動部の移動を確実に可動磁石に伝えることができる。これらのことにより、検出精度の低下が抑えられた位置検出装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の位置検出装置は、前記連結部が、前記可動磁石に対向するように配設された磁性体と、前記移動体が固着され前記磁性体を保持するホルダ部と、を有することを特徴としている。
【００１５】
これによれば、検出対象である可動磁石を利用して、可動磁石と移動体との連結を磁力により可能にしている。このため、部品点数を増加させることなく連結部を構成することができる。このことにより、位置検出装置を容易にしかも安く作製することができる。
【００１６】
また、本発明の位置検出装置は、前記可動磁石と前記磁性体とが互いに対向する少なくとも一方の表面が、樹脂で覆われていることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、可動磁石が移動する際に、可動磁石と磁性体とが摺接して可動磁石が削れるのを防止することができる。このことにより、可動磁石が削れることによる可動磁石からの磁界の変化がないので、検出精度の低下をより抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置は、前記可動磁石と前記磁性体とが互いに対向する対向面の少なくとも一方は、曲面となっていることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、移動体が傾きながら移動する場合でも、その傾きを曲面が吸収して、可動磁石と磁性体との当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石に対して傾きの影響を与ることなく、可動磁石を移動させることができる。このことにより、可動磁石による磁界が所望の値となるので、センサ部が可動磁石の動作を精度良く検出することができる。
【００２０】
また、本発明の位置検出装置は、前記連結部が、第１連結磁石を一方側に保持する磁石ホルダ部と、第２連結磁石を一方側に保持する移動体ホルダ部と、を有し、前記磁石ホルダ部の他方側には、前記可動磁石が対向配置され、前記移動体ホルダ部の他方側には、前記移動体が固着され、前記第１連結磁石と前記第２連結磁石とが対向配置されており、前記第１連結磁石と前記第２連結磁石の対抗面は複数組の磁極で着磁されていることを特徴としている。
【００２１】
これによれば、可動磁石と移動体部とを磁力により連結する連結部を第１連結磁石と第２連結磁石とで構成することで、振動等の外部影響があった場合でも、平面方向のズレを確実に抑えることができる。このことにより、駆動部の動作を確実に可動磁石に伝えることができ、検出精度の低下をより抑えることができる。
【００２２】
また、本発明の位置検出装置は、前記第１連結磁石と前記第２連結磁石とが互いに対向する少なくとも一方の表面が、樹脂で覆われていることを特徴としている。
【００２３】
これによれば、可動磁石が移動する際に、第１連結磁石と第２連結磁石とが摺接して、第１連結磁石と第２連結磁石が削れるのを防止することができる。このことにより、位置検出装置の耐久性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の位置検出装置は、前記第１連結磁石と第２連結磁石とが互いに対向する対向面の少なくとも一方が、曲面となっていることを特徴としている。
【００２５】
これによれば、移動体が傾きながら移動する場合でも、その傾きを曲面が吸収して、対向する第１連結磁石と第２連結磁石との当接する部分の当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石に対して傾きの影響を与ることなく、可動磁石を移動させることができる。このことにより、可動磁石による磁界が所望の値となるので、センサ部が可動磁石の動作を精度良く検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の位置検出装置は、移動体が僅かに傾き、移動体と係合している連結部が傾いても、可動磁石が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石は直線移動することになるので、移動体の影響を受けることによるセンサ部の検出精度の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する上面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する図であって、図４に示すＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の位置検出装置を説明する図であって、図５に示す可動磁石と移動体と連結部とを示した構成断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係わる位置検出装置の動作を説明する図であって、図５の状態から可動磁石が上方に移動した状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する分解斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する上面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する図であって、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の位置検出装置を説明する図であって、図１２に示す可動磁石と移動体と連結部とを示した構成断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係わる位置検出装置の動作を説明する図であって、図１２の状態から可動磁石が上方に移動した状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係わる位置検出装置の変形例を説明する図であって、図１５（ａ）は、変形例１を示す構成断面図であり、図１５（ｂ）は、変形例２を示す構成断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係わる位置検出装置の変形例を説明する図であって、図１６（ａ）は、変形例５を示す構成断面図であり、図１６（ｂ）は、変形例６を示す構成断面図である。
【図１７】従来例１におけるリニアポジションセンサの縦方向断面図である。
【図１８】従来例２におけるダイヤフラム装置の縦方向断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１を説明する分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１を説明する斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１を説明する側面図である。図４は、本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１を説明する上面図である。
【００３０】
本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１は、図２ないし図４に示すような外観を呈し、上ケースＫ１１と下ケースＫ１９とを組み合わせて形成され、図１に示すように、上ケースＫ１１及び下ケースＫ１９内の空間を移動する可動磁石１２と、可動磁石１２の動作を検出するセンサ部１３と、可動磁石１２と一体的に駆動可能な移動体１５と、可動磁石１２と移動体１５とを連結する連結部１４と、可動磁石１２を移動させる駆動部１６と、を備えて構成されている。他に、第１実施形態の位置検出装置１０１は、外部機器と電気的に接続するためのコネクタＣＮが内蔵されたコネクタケースＨ１８と、図示しない減圧源等の空気式制御装置にチューブ等で接続されるフィッティングＦ１９と、を有している。
【００３１】
図５は、本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１を説明する図であって、図４に示すＶ−Ｖ線における断面図である。図６は、図５に示す可動磁石１２と移動体１５と連結部１４とを示した図である。図７は、本発明の第１実施形態に係わる位置検出装置１０１の動作を説明する図であって、図５の下限状態から可動磁石１２が上方に移動して上限状態に位置した際の断面図である。
【００３２】
先ず、位置検出装置１０１の上ケースＫ１１及び下ケースＫ１９は、金属材を加工して作製されており、上ケースＫ１１と下ケースＫ１９とが組み合わされた際には、図５及び図７に示すように、可動磁石１２及び駆動部１６を収容し可動磁石１２が移動可能な収容部Ｋ１ｓを形成している。
【００３３】
また、上ケースＫ１１には、図１ないし図３に示すように、中間部の側壁から垂直方向に延設されたフィッティングＦ１９が設けられている。このフィッティングＦ１９は、中空に形成されており、この中空により収容部Ｋ１ｓと外部とが空間で繋がっている。また、上ケースＫ１１の上方側には、コネクタケースＨ１８の一方側が挿入されて係合される係合受部Ｋ１ｇが設けられており、コネクタケースＨ１８が配設されている。
【００３４】
また、下ケースＫ１９には、図１に示すように、底面Ｋ１９ｂの中央部に開口した開口部Ｋ１９ｈを有しており、この開口部Ｋ１９ｈには、図５に示すように、後述する移動体１５の移動軸Ｊ５が挿通されている。また、開口部Ｋ１９ｈにより、下ケースＫ１９側の収容部Ｋ１ｓ内を大気圧に保持している。
【００３５】
次に、位置検出装置１０１の可動磁石１２は、円柱形状の永久磁石を用いており、図１、図５及び図６に示すように、合成樹脂で作製された可動磁石ホルダＨ１２に保持されている。この可動磁石ホルダＨ１２は、可動磁石１２の円柱外形を覆うように形成されており、可動磁石ホルダＨ１２には、平面視して四方に突出して形成された４つのリブ部Ｈ１２ｒと（図１参照）、可動磁石１２の連結部１４と対向する側に設けられたスペーサ部Ｓ４と、が設けられている。
【００３６】
また、可動磁石ホルダＨ１２のリブ部Ｈ１２ｒは、図５及び図７に示すように、上ケースＫ１１の内壁面Ｋ１１ｐと当接するように構成されている。これにより、図５の下限状態と図７の上限状態との間を可動磁石１２が上下移動（図５に示すＺ方向移動）する際には、この内壁面Ｋ１１ｐが案内面となり、可動磁石１２の上下移動をガイドするようになる。このことにより、可動磁石１２が上下方向（図５に示すＺ方向）で直線移動することとなる。また、可動磁石ホルダＨ１２のリブ部Ｈ１２ｒと上ケースＫ１１の内壁面Ｋ１１ｐとが繰り返して摺接されるので、可動磁石１２と内壁面Ｋ１１ｐとが摺接される場合と比較して、可動磁石１２の表面の削れを防止することができる。
【００３７】
また、可動磁石ホルダＨ１２のスペーサ部Ｓ４は、図５ないし図７に示すように、可動磁石１２の連結部１３側の表面を合成樹脂で覆うようにして配設されている。更に、このスペーサ部Ｓ４は、連結部１４と対向する対向面が曲面となっている。なお、第１実施形態では、スペーサ部Ｓ４を別体で形成したが、可動磁石ホルダＨ１２の本体と一体に形成されていても良い。また、可動磁石ホルダＨ１２の合成樹脂材料として、フッ素樹脂やポリオキシメチレン（ＰＯＭ、polyoxymethylene）を用いるのが好適である。
【００３８】
次に、位置検出装置１０１のセンサ部１３は、ホール素子と半導体素子とが熱硬化性の合成樹脂でパッケージングされて形成されおり、図５及び図７に示すように、上ケースＫ１１の側壁を挟んで可動磁石１２と対向する外壁面Ｋ１１ｑに配設されている。このセンサ部１３は、回路基板に搭載され回路基板とともにコネクタケースＨ１８の一方側に装着されているので、コネクタケースＨ１８が上ケースＫ１１の係合受部Ｋ１ｇに係合されるだけで、外壁面Ｋ１１ｑと対向した位置に配設される。そして、センサ部１３は、可動磁石１２の上下方向の動作に伴う磁界の変化を検出して可動磁石１２の位置を検出している。
【００３９】
次に、位置検出装置１０１の連結部１４は、図５ないし図７に示すように、可動磁石１２に対向するように配設された磁性体Ｍ４と、磁性体Ｍ４を保持するホルダ部Ｈ４と、を有して構成されている。このため、可動磁石１２と連結部１４の磁性体Ｍ４とが磁力により連結されるようになる。これにより、検出対象である可動磁石１２を利用して、磁力により可動磁石１２と連結部１４との連結を可能にしている。このため、部品点数を増加させることなく連結部１４を構成することができる。このことにより、位置検出装置１０１を容易にしかも安く作製することができる。なお、本発明の第１実施形態では、磁性体Ｍ４として永久磁石を用い、ホルダ部Ｈ４として合成樹脂を用いている。
【００４０】
次に、位置検出装置１０１の移動体１５は、可動磁石１２と一体的に駆動可能となっており、図５及び図７に示すように、連結部１４のホルダ部Ｈ４が固着されたピストン部Ｐ５と、ピストン部Ｐ５に係合された移動軸Ｊ５と、移動軸Ｊ５と係合しピストン部Ｐ５の下方（図５に示すＺ２方向）に配設された補強板Ａ５と、を有して構成されている。このため、可動磁石１２と移動体１５とが、可動磁石１２と移動体１５との間に配設された連結部１４により、磁力で連結されるようになる。
【００４１】
移動体１５のピストン部Ｐ５は、金属材を用い、図１、図５及び図７に示すように、円筒状に形成され、一方に底面部１５ｂを有し、底面部１５ｂの中央には、移動軸Ｊ５が挿通される穴部１５ｈを有している。
【００４２】
移動体１５の補強板Ａ５は、金属材を用い、図１に示すように、円盤状に形成され、中央には、移動軸Ｊ５が挿通される貫通孔１５ｋを有している。
【００４３】
移動体１５の移動軸Ｊ５は、金属材を用い、図１に示すように、略円柱状に形成され、一方側（図１に示すＺ１側）に外形が小さい円柱状の突起部１５ｔを有している。そして、移動軸Ｊ５は、図５及び図７に示すように、突起部１５ｔが穴部１５ｈ及び貫通孔１５ｋに挿通され、図示していない軸受けやリング等を用いて、ピストン部Ｐ５及び補強板Ａ５に固着されている。また、他方側は図１では端面が平面の円柱形状であるが、接続される操作対象部品との結合の都合により種々の形状に変更が可能である。
【００４４】
また、この移動軸Ｊ５は、前述したように、下ケースＫ１９の開口部Ｋ１９ｈから下ケースＫ１９外に突出して組立てられ、図示しないバルブ等の操作対象部品に連結されるように構成されている。このため、操作対象部品が移動軸Ｊ５に連結された際には、前述したように、操作対象部品の影響を受けて、移動体１５の上下移動に伴い、移動軸Ｊ５が傾き移動体１５全体が傾く場合が生じる。しかしながら、位置検出装置１０１は、可動磁石１２と移動体１５との間に、磁力により可動磁石１２と移動体１５とを連結している連結部１４を設けているので、移動体１５が僅かに傾き、移動体１５と係合している連結部１４が傾いても、可動磁石１２が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石１２は直線移動することになるので、移動体１５の影響を受けることによるセンサ部１３の検出精度の低下を抑えることができる。しかも、磁力により連結部１４と可動磁石１２とが連結しているので、振動等の外部影響があった場合でも、連結部１４と可動磁石１２とがずれることがなく、駆動部１６の移動を確実に可動磁石１２に伝えることができる。
【００４５】
また、本発明の第１実施形態では、前述したように、連結部１４の磁性体Ｍ４と対向する可動磁石１２の一方の表面には、その表面を樹脂で覆うように構成されたスペーサ部Ｓ４が備えられている。これにより、可動磁石１２が上下移動する際に、可動磁石１２と磁性体Ｍ４とが摺接して可動磁石１２及び磁性体Ｍ４が削れるのを防止することができる。
【００４６】
また、本発明の第１実施形態では、前述したように、可動磁石１２と磁性体Ｍ４とが互いに対向する対向面の一方が曲面となっているので、移動体１５が傾きながら移動する場合でも、その傾きをスペーサ部Ｓ４の曲面が吸収して、可動磁石１２（スペーサ部Ｓ４）と磁性体Ｍ４との当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石１２に対して傾きの影響を与えることなく、可動磁石１２を直線移動させることができる。このことにより、可動磁石１２による磁界が所望の値となるので、センサ部１３が可動磁石１２の動作を精度良く検出することができる。
【００４７】
最後に、位置検出装置１０１の駆動部１６は、図５及び図７に示すように、収容部Ｋ１ｓ内を２つの空間に分けるダイヤフラムＤ６と、ダイヤフラムＤ６の底部１６ｂを付勢する付勢部材Ｆ６と、を有して構成されている。なお、２つの空間とは、ダイヤフラムＤ６の上ケースＫ１１側の減圧室とダイヤフラムＤ６の下ケースＫ１９側の大気室とを指している。
【００４８】
駆動部１６のダイヤフラムＤ６は、弾性を有するゴム材を用い、図１に示すように、円筒状に形成され、上ケースＫ１１と下ケースＫ１９とに挟持されるフランジ部１６ｆと、変形自在な変形部１６ｅと、中央に移動軸Ｊ５が挿通される貫通穴１６ｈ（図５を参照）を有する底部１６ｂと、から構成されている。そして、ダイヤフラムＤ６は、図５及び図７に示すように、ダイヤフラムＤ６の底部１６ｂがピストン部Ｐ５の底面部１５ｂと補強板Ａ５とに挟持されるように配設され、移動軸Ｊ５が貫通穴１６ｈに挿通され、移動体１５に固定されている。これにより、ダイヤフラムＤ６が変形してもダイヤフラムＤ６の底部１６ｂは平面を保つことができる。
【００４９】
駆動部１６の付勢部材Ｆ６は、両端を平面に研磨したコイルバネで、図５及び図７に示すように、一方端が上ケースＫ１１の天井面に当接し、他方端がピストン部Ｐ５の底面部１５ｂに当接している。そして、付勢部材Ｆ６は、ピストン部Ｐ５を下方に付勢している。
【００５０】
以上のようにして構成された駆動部１６は、ダイヤフラムＤ６の変形により、可動磁石１２を上下方向に移動させている。つまり、図５の下限状態から、チューブ等で空気式制御装置に接続されたフィッティングＦ１９から減圧室が減圧されると、ダイヤフラムＤ６が変形し、付勢部材Ｆ６の付勢力に抗してダイヤフラムＤ６の底部１６ｂが上方（図５に示すＺ１方向）に移動するようになる。そして、減圧室の減圧による力が付勢部材Ｆ６の付勢力より大きく勝った場合には、図７の上限状態にまでダイヤフラムＤ６の底部１６ｂの移動が行われる。一方、減圧室の減圧が解除されると、付勢部材Ｆ６の付勢力により、図５の下限状態にまで、ダイヤフラムＤ６の底部１６ｂの移動が行われる。このようにして、駆動部１６が上下方向に移動することにより、可動磁石１２及び移動体１５が上下方向に移動している。本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１は、この際の可動磁石１２の上下方向における位置を検出している。
【００５１】
以上のように構成された本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１における、効果について、以下に纏めて説明する。
【００５２】
本発明の第１実施形態の位置検出装置１０１は、可動磁石１２と移動体１５との間に、磁力により可動磁石１２と移動体１５とを連結している連結部１４を設けたので、移動体１５が僅かに傾き、移動体１５と係合している連結部１４が傾いても、可動磁石１２が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石１２は直線移動することになるので、移動体１５の影響を受けることによるセンサ部１３の検出精度の低下を抑えることができる。しかも、磁力により連結部１４と可動磁石１２とが連結しているので、振動等の外部影響があった場合でも、連結部１４と可動磁石１２とがずれることがなく、駆動部１６の移動を確実に可動磁石１２に伝えることができる。これらのことにより、検出精度の低下が抑えられた位置検出装置１０１を提供することができる。
【００５３】
また、連結部１４が可動磁石１２に対向するように配設された磁性体Ｍ４を有しているので、検出対象である可動磁石１２を利用して、可動磁石１２と移動体１５との連結を磁力により可能にしている。このため、部品点数を増加させることなく連結部１４を構成することができる。このことにより、位置検出装置１０１を容易にしかも安く作製することができる。
【００５４】
また、可動磁石１２と磁性体Ｍ４の互いに対向する表面が樹脂で覆われているので、可動磁石１２が移動する際に、可動磁石１２と磁性体Ｍ４とが摺接して可動磁石１２及び磁性体Ｍ４が削れるのを防止することができる。このことにより、可動磁石１２が削れることによる可動磁石１２からの磁界の変化がないので、検出精度の低下をより抑えることができる。
【００５５】
また、可動磁石１２と磁性体Ｍ４とが互いに対向する対向面の一方が曲面となっているので、移動体１５が傾きながら移動する場合でも、その傾きをこの曲面が吸収して、可動磁石１２と磁性体Ｍ４との当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石１２に対して傾きの影響を与ることなく、可動磁石１２を直線移動させることができる。このことにより、可動磁石１２による磁界が所望の値となるので、センサ部１３が可動磁石１２の動作を精度良く検出することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２を説明する分解斜視図である。図９は、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２を説明する斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２を説明する側面図である。図１１は、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２を説明する上面図である。また、第２実施形態の位置検出装置１０２は、第１実施形態に対し、連結部２４の構成が異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２は、図９ないし図１１に示すような外観を呈し、上ケースＫ１１と下ケースＫ１９とを組み合わせて形成され、図８に示すように、上ケースＫ１１及び下ケースＫ１９内の空間を移動する可動磁石２２と、可動磁石２２の動作を検出するセンサ部１３と、可動磁石２２と一体的に駆動可能な移動体２５と、可動磁石２２と移動体２５とを連結する連結部２４と、可動磁石２２を移動させる駆動部２６と、を備えて構成されている。他に、第２実施形態の位置検出装置１０２は、外部機器と電気的に接続するためのコネクタＣＮが内蔵されたコネクタケースＨ１８と、図示しない減圧源等の空気式制御装置にチューブ等で接続されるフィッティングＦ１９と、を有している。
【００５８】
図１２は、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２を説明する図であって、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。図１３は、図１２に示す可動磁石２２と移動体２５と連結部２４とを示した図である。図１４は、本発明の第２実施形態に係わる位置検出装置１０２の動作を説明する図であって、図１２の下限状態から可動磁石２２が上方に移動して上限状態に位置した際の断面図である。
【００５９】
先ず、位置検出装置１０２の上ケースＫ１１及び下ケースＫ１９は、本発明の第１実施形態と同様に、金属材を加工して作製されており、上ケースＫ１１と下ケースＫ１９とが組み合わされた際には、図１２及び図１４に示すように、可動磁石２２及び駆動部２６を収容し可動磁石２２が移動可能な収容部Ｋ１ｓを形成している。なお、上ケースＫ１１及び下ケースＫ１９は、本発明の第１実施形態と同様な構成なので、詳細な説明は省略する。
【００６０】
次に、位置検出装置１０２の可動磁石２２は、円筒形状の永久磁石を用いており、図８、図１２及び図１３に示すように、合成樹脂で作製された円筒形状の可動磁石ホルダＨ２２に保持されている。この可動磁石２２は、可動磁石ホルダＨ２２が可動磁石２２の円筒内に挿入されることにより、保持されている。なお、可動磁石ホルダＨ２２の合成樹脂材料として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ、polybutyleneterephtalate）やポリアミド樹脂（polyamide）等を用いるのが好適である。
【００６１】
次に、位置検出装置１０２のセンサ部１３は、本発明の第１実施形態と同様に、ホール素子と半導体素子とが熱硬化性の合成樹脂でパッケージングされて形成されおり、図１２及び図１４に示すように、上ケースＫ１１の側壁を挟んで可動磁石２２と対向する外壁面Ｋ１１ｑに配設されている。そして、センサ部１３は、可動磁石２２の上下方向の動作に伴う磁界の変化を検出して可動磁石２２の位置を検出している。
【００６２】
次に、位置検出装置１０２の連結部２４は、図１２ないし図１４に示すように、磁石ホルダ部Ｈ１４と、磁石ホルダ部Ｈ１４の一方側に保持された第１連結磁石Ｍ１４と、第１連結磁石Ｍ１４と対向配置された第２連結磁石Ｍ２４と、第２連結磁石Ｍ２４を一方側に保持する移動体ホルダ部Ｈ２４と、を有して構成されている。そして、図１３に示すように、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４の対抗面は、複数組の磁極で着磁されている。このため、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが強い磁力により連結されるようになる。このことにより、振動等の外部影響があった場合でも、平面方向（図１３に示すＸ方向）のズレを抑えることができ、駆動部２６の動作を確実に可動磁石２２に伝えることができる。
【００６３】
また、図１２及び図１４に示すように、連結部２４の磁石ホルダ部Ｈ１４の他方側には、可動磁石２２が対向配置されて、可動磁石２２と連結部２４とが磁力により連結されている。また、移動体ホルダ部Ｈ２４の他方側には、移動体２５が固着されている。このため、可動磁石２２と移動体２５とが磁力により連結されるようになる。なお、可動磁石２２と連結部２４とを磁力により好適に連結しているが、可動磁石ホルダＨ２２と磁石ホルダ部Ｈ１４とを嵌合させ、可動磁石２２と連結部２４とを連結しても良い。
【００６４】
また、本発明の第２実施形態では、図１２ないし図１４に示すように、第２連結磁石Ｍ２４とと対向する第１連結磁石Ｍ１４の一方の表面には、その表面を樹脂で覆うように構成されたスペーサ部Ｓ２４を備えている。これにより、可動磁石２２が上下移動する際に、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが摺動して、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが摺接して可動磁石２２が削れるのを防止することができる。
【００６５】
更に、本発明の第２実施形態では、図１２ないし図１４に示すように、このスペーサ部Ｓ２４における第２連結磁石Ｍ２４と対向する対向面が曲面となっている。つまり、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが互いに対向する対向面の一方が曲面となっている構成である。なお、本発明の第２実施形態では、磁石ホルダ部Ｈ１４及び移動体ホルダ部Ｈ２４として合成樹脂を用いている。
【００６６】
次に、位置検出装置１０２の移動体２５は、可動磁石２２と一体的に駆動可能となっており、図１２及び図１４に示すように、連結部２４の移動体ホルダ部Ｈ２４が固着されたピストン部Ｐ５と、ピストン部Ｐ５に係合された移動軸Ｊ５と、移動軸Ｊ５と係合しピストン部Ｐ５の下方（図１２に示すＺ２方向）に配設された補強板Ａ５と、を有して構成されている。このため、可動磁石２２と移動体２５とが、可動磁石２２と移動体２５との間に配設された連結部２４により、磁力で連結されるようになる。
【００６７】
移動体２５のピストン部Ｐ５、補強板Ａ５及び移動軸Ｊ５は、第１実施形態と同様に、金属材を用いて形成されている。なお、ピストン部Ｐ５、補強板Ａ５及び移動軸Ｊ５は、本発明の第１実施形態と同様な構成なので、詳細な説明は省略する。
【００６８】
このように構成された移動体２５の移動軸Ｊ５が図示しないバルブ等の操作対象部品に連結された際には、前述したように、操作対象部品の影響を受けて、移動体２５の上下移動に伴い、移動軸Ｊ５が傾き移動体２５全体が傾く場合が生じる。しかしながら、位置検出装置１０２は、可動磁石２２と移動体２５との間に、磁力により可動磁石２２と移動体２５とを連結している連結部２４を設けているので、移動体２５が僅かに傾き、移動体２５と係合している連結部２４の一方側（移動体ホルダ部Ｈ２４側）が傾いても、可動磁石２２が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石２２は直線移動することになるので、移動体２５の影響を受けることによるセンサ部１３の検出精度の低下を抑えることができる。しかも、磁力により連結部２４の一方側と、連結部２４の他方側（磁石ホルダ部Ｈ１４側）を介して可動磁石２２と、が連結しているので、振動等の外部影響があった場合でも、連結部２４一方側と連結部２４の他方側とがずれることがなく、駆動部２６の移動を確実に可動磁石２２に伝えることができる。
【００６９】
また、位置検出装置１０２は、前述したように、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが互いに対向する対向面の一方が曲面となっているので、移動体２５が傾きながら移動する場合でも、その傾きを曲面が吸収して、対向する第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４との当接する部分の当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石２２に対して傾きの影響を与ることなく、可動磁石２２を直線移動させることができる。このことにより、可動磁石２２による磁界が所望の値となるので、センサ部１３が可動磁石２２の動作を精度良く検出することができる。
【００７０】
最後に、位置検出装置１０２の駆動部２６は、本発明の第１実施形態と同様に、図１２及び図１４に示すように、収容部Ｋ１ｓ内を２つの空間に分けるダイヤフラムＤ６と、ダイヤフラムＤ６の底部２６ｂを付勢する付勢部材Ｆ６と、を有して構成されている。なお、２つの空間とは、ダイヤフラムＤ６の上ケースＫ１１側の減圧室とダイヤフラムＤ６の下ケースＫ１９側の大気室とを指している。また、駆動部２６は、本発明の第１実施形態と同様な構成なので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
以上のようにして構成された位置検出装置１０２は、図１２に示す下限状態から減圧室が減圧されると、ダイヤフラムＤ６が変形し、付勢部材Ｆ６の付勢力に抗してダイヤフラムＤ６の底部２６ｂが上方（図１２に示すＺ１方向）に移動するようになる。そして、減圧室の減圧による力が付勢部材Ｆ６の付勢力より勝った場合には、図１４の上限状態にまでダイヤフラムＤ６の底部２６ｂの移動が行われる。一方、減圧室の減圧が解除されると、付勢部材Ｆ６の付勢力により、図１２の下限状態にまで、ダイヤフラムＤ６の底部２６ｂの移動が行われる。このようにして、駆動部２６が上下方向に移動することにより、可動磁石２２及び移動体２５が上下方向に移動している。本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２は、この際の可動磁石２２の上下方向における位置を検出している。
【００７２】
以上のように構成された本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２における、効果について、以下に纏めて説明する。
【００７３】
以上により、本発明の第２実施形態の位置検出装置１０２は、可動磁石２２と移動体２５との間に、磁力により可動磁石２２と移動体２５とを連結している連結部２４を設けているので、移動体２５が僅かに傾き、移動体２５と係合している連結部２４の一方側（移動体ホルダ部Ｈ２４側）が傾いても、可動磁石２２が傾くことはなくそのままの姿勢を保ちつつ磁力で連結されている。このため、可動磁石２２は直線移動することになるので、移動体２５の影響を受けることによるセンサ部１３の検出精度の低下を抑えることができる。しかも、磁力により連結部２４の一方側と、連結部２４の他方側（磁石ホルダ部Ｈ１４側）を介して可動磁石２２と、が連結しているので、振動等の外部影響があった場合でも、連結部２４一方側と連結部２４の他方側とがずれることがなく、駆動部２６の移動を確実に可動磁石２２に伝えることができる。
【００７４】
また、可動磁石２２と移動体２５とを磁力により連結する連結部２４を第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とで構成することで、振動等の外部影響があった場合でも、平面方向のズレを確実に抑えることができる。このことにより、駆動部２６の動作を確実に可動磁石２２に伝えることができ、検出精度の低下をより抑えることができる。
【００７５】
また、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４の互いに対向する表面が樹脂で覆われているので、可動磁石２２が移動する際に、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４とが摺接して、第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４が削れるのを防止することができる。このことにより、位置検出装置１０２の耐久性を向上させることができる。
【００７６】
また、磁石ホルダ部Ｈ１４と移動体ホルダ部Ｈ２４とが当接する箇所の少なくとも一方が曲面となっているので、移動体２５が傾きながら移動する場合でも、その傾きを曲面が吸収して、対向する第１連結磁石Ｍ１４と第２連結磁石Ｍ２４との当接する部分の当接を滑らかなものとすることができる。このため、可動磁石２２に対して傾きの影響を与ることなく、可動磁石２２を移動させることができる。このことにより、可動磁石２２による磁界が所望の値となるので、センサ部１３が可動磁石２２の動作を精度良く検出することができる。
【００７７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００７８】
図１５は、本発明の第１実施形態に係わる位置検出装置１０１の変形例を説明する図であって、図１５（ａ）は、可動磁石１２及び連結部Ｂ１４を示した変形例１の構成断面図であり、図１５（ｂ）は、可動磁石１２及び連結部Ｃ１４を示した変形例２の構成断面図である。図１６は、本発明の第２実施形態に係わる位置検出装置１０２の変形例を説明する図であって、図１６（ａ）は、可動磁石２２及び連結部Ｂ２４を示した変形例５の構成断面図であり、図１６（ｂ）は、可動磁石２２及び連結部２４を示した変形例６の構成断面図である。
【００７９】
＜変形例１＞
上記第１実施形態では、連結部１４のホルダ部Ｈ４を合成樹脂の材質を用いて構成したが、図１５（ａ）に示すように、鉄等の軟磁性体の材質を用いてホルダ部ＢＨ４を好適に構成しても良い。これにより、ホルダ部ＢＨ４がヨークとなり、より磁力が向上し、可動磁石１２と連結部Ｂ１４との磁力による連結を強固なものとすることができる。
【００８０】
＜変形例２＞
上記第１実施形態では、連結部１４を磁性体Ｍ４とホルダ部Ｈ４とで構成にしたが、図１５（ｂ）に示すように、鉄等の軟磁性体の材質を用いて磁性体ＣＭ４として構成しても良い。これにより、部品点数の削減ができ、位置検出装置１０１を容易にしかも安く作製することができる。また、図１５（ｂ）に示すように、可動磁石１２と磁性体ＣＭ４との間に配設されるスペーサ部ＢＳ４を磁性体ＣＭ４側に設け、磁性体ＣＭ４とスペーサ部ＢＳ４とで連結部Ｃ１４を構成しても良い。
【００８１】
＜変形例３＞
上記第１実施形態では、可動磁石１２と磁性体Ｍ４とが互いに対向する表面の内、一方が樹脂で覆われている構成としたが、両方の表面を樹脂で覆う構成としても良い。更に、両方の表面を曲面としても良い。
【００８２】
＜変形例４＞
上記第１実施形態では、磁性体Ｍ４として永久磁石を用いたが、鉄等の軟磁性体の材質を用いたブロック体であっても良い。
【００８３】
＜変形例５＞
上記第２実施形態では、連結部２４の移動体ホルダ部Ｈ２４を合成樹脂の材質を用いて構成したが、図１６（ａ）に示すように、鉄等の軟磁性体の材質を用いて移動体ホルダ部ＢＨ２４を好適に構成しても良い。これにより、移動体ホルダ部ＢＨ２４がヨークとなり、より磁力が向上し、可動磁石２２と連結部Ｂ２４との磁力による連結を強固なものとすることができる。
【００８４】
＜変形例６＞
図１６（ｂ）に示すように、上記第２実施形態の可動磁石２２の外周に、第１実施形態と同様なリブ部ＣＨ２２ｒを設けた構成でも良い。これにより、図１２の下限状態と図１４の上限状態との間を可動磁石２２が上下移動（図１２に示すＺ方向移動）する際には、上ケースＫ１１の内壁面Ｋ１１ｐが案内面となり、可動磁石２２の上下移動をガイドするようになる。このことにより、可動磁石２２が上下方向（図１２に示すＺ方向）で直線移動することとなる。
【００８５】
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１２、２２    可動磁石
１３    センサ部
１４、２４、Ｂ１４、Ｂ２４、Ｃ１４  連結部
Ｈ４、ＢＨ４  ホルダ部
Ｈ１４  磁石ホルダ部
Ｈ２４、ＢＨ２４  移動体ホルダ部
Ｍ４、ＣＭ４  磁性体
Ｍ１４  第１連結磁石
Ｍ２４  第２連結磁石
１５、２５    移動体
１６、２６    駆動部
１０１、１０２  位置検出装置
【図１】
2015206600.tif 000003
【図２】
2015206600.tif 000004
【図３】
2015206600.tif 000005
【図４】
2015206600.tif 000006
【図５】
2015206600.tif 000007
【図６】
2015206600.tif 000008
【図７】
2015206600.tif 000009
【図８】
2015206600.tif 000010
【図９】
2015206600.tif 000011
【図１０】
2015206600.tif 000012
【図１１】
2015206600.tif 000013
【図１２】
2015206600.tif 000014
【図１３】
2015206600.tif 000015
【図１４】
2015206600.tif 000016
【図１５】
2015206600.tif 000017
【図１６】
2015206600.tif 000018
【図１７】
2015206600.tif 000019
【図１８】
2015206600.tif 000020