(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸方向の磁界を特に強く感磁する感磁手段を有する磁界検出手段と、
上記一軸方向の端部が露出するように上記感磁手段を被覆する第１の磁気遮蔽手段と、
上記感磁手段に対して相対的に位置が変化し、この相対的な位置の変化に応じて連続的に強さ及び／又は方向が変化する磁界を、上記感磁手段に対して与える磁界発生手段とを備え、
少なくとも上記感磁手段又は上記磁界発生手段の移動方向の移動範囲よりも外側に存在している別の磁界発生源から発生する磁界のうち、上記一軸方向の磁界を遮断する第２の磁気遮蔽手段を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
上記第１の磁気遮蔽手段は、上記一軸方向の長さが上記感磁手段の一軸方向の長さと略同等とされていることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
上記磁界検出手段は、
高透磁率材料からなるコア及び高周波励磁駆動されるコイルからなる感磁手段と、
上記コイルを高周波励磁駆動する発振手段と、
上記コイルのインピーダンスを検出し、このインピーダンスに基づいて上記感磁手段と上記磁界発生手段との相対的な位置を検出する相対位置検出手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の各種計測装置や制御装置、工作機械ロボットなどに使用される位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の各種計測装置や制御装置、工作機械ロボットなどでは、可動部分の移動量や移動位置を検出するために、位置検出装置が使用されている。
【０００３】
このような位置検出装置としては、本願出願人等が特開平１１−１４１３５５号公報で提案した位置検出装置が挙げられる。
【０００４】
図９に示すように、当該位置検出装置１００は、磁石１０１，１０２と、センサ１０３と、検出回路１０４とを備えている。磁石１０１，１０２は、センサ１０３に対して相対的に移動する構成とされている。また、検出回路１０４は、センサ１０３と接続している。
【０００５】
磁石１０１，１０２は磁界発生手段であり、互いに逆方向の磁界を発生するように配置される。磁石１０１，１０２は、センサ１０３に対して、相対位置が遠くなる従って徐々に強さ及び方向が変化する磁界を与える。この磁石１０１，１０２としては、バリウムフェライト、プラスチック、ゴムなどからなる永久磁石や、ＳｍＣｏを焼結することにより作製された永久磁石、電磁石などを用いることができる。
【０００６】
センサ１０３は感磁手段であり、磁石１０１，１０２から与えられる磁界を感磁し、感磁した磁界の強さを電気信号に変換する。センサ１０３としては、例えば、高透磁率材料からなるコアに導電性材料からなるコイルを巻回したものを使用することができる。また、センサ１０３としては、ＭＲ素子、ホール素子、ＭＩ素子などを使用することもできる。
【０００７】
検出回路１０４は、センサ１０３を励磁駆動する回路や、センサ１０３が出力する電気信号を検出する回路などから構成される。この検出回路１０４は、センサ１０３が検出した電気信号を、例えばエンジンの点火時期を制御する制御回路などに供給する。
【０００８】
以上説明した位置検出装置１００では、センサ１０３が磁石１０１，１０２から発生する磁界を感磁し、感磁した磁界の強さに基づいて、センサ１０３と磁石１０１，１０２との相対位置を検出することができる。また、各磁石１０１，１０２を結ぶ直線上では、磁界の方向及び強さが直線的に変化する。したがって、この直線上に設けられたセンサ１０３は、センサ１０３と磁石１０１，１０２との相対位置を直線的に検出することができる。
【０００９】
位置検出装置１００は、センサ１０３の磁界感度が非常に良好であり、磁石１０１，１０２とセンサ１０３との相対位置が大きく離れたときにも、この相対位置を検出することができる。また、位置検出装置１００は、以上説明した構成を有するために、非常に堅牢、小型、且つ安価なものとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この位置検出装置１００は、上述したように、自動車の各種計測装置や制御装置、工作機械ロボットなどに使用されている。
【００１１】
しかしながら、自動車の各種計測装置や制御装置、工作機械ロボットなどが使用される場所には、磁石１０１，１０２以外の磁界発生源から発生する磁界（以下、外乱磁界と称する。）が存在している。例えば、工作機械ロボットが使用される現場では、モータなどからの漏れ磁界が存在している。また、自動車では、オルタネータや電磁クラッチなどが磁界を発生している。
【００１２】
位置検出装置１００は磁界を利用している。したがって、外乱磁界が生じているところで位置検出装置１００を使用すると、センサ１０３は磁石１０１，１０２からの磁界と共に外乱磁界を感磁してしまう。すなわち、センサ１０３が感磁する磁界に外乱磁界が影響してしまう。センサ１０３が感磁する磁界に外乱磁界が影響したときには、位置検出装置１００がセンサ１０３と磁石１０１，１０２との相対位置を誤って検出してしまう。例えば、位置検出装置１００が自動車などに搭載される気化器の開度検出装置に使用されたときには、気化器の開度を誤って検出してしまう。
【００１３】
本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、外乱磁界の影響を少なくすることが可能であり、外乱磁界が存在する場所で使用したときにも誤差が少ない位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置検出装置は、一軸方向の磁界を特に強く感磁する感磁手段を有する磁界検出手段と、上記一軸方向の端部が露出するように上記感磁手段を被覆する第１の磁気遮蔽手段と、上記感磁手段に対して相対的に位 置が変化し、この相対的な位置の変化に応じて連続的に強さが変化する磁界を、上記感磁手段に対して与える磁界発生手段とを備え、少なくとも上記感磁手段又は上記磁界発生手段の移動方向の移動範囲よりも外側に存在している別の磁界発生源から発生する磁界のうち、上記一軸方向の磁界を遮断する第２の磁気遮蔽手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る位置検出装置は、第２の磁気遮蔽手段によって、上記磁気検出手段又は上記磁界発生手段の移動方向の移動範囲よりも外側に存在している磁界のうち、少なくとも上記感磁手段が特に強く感磁する一軸方向の磁界が遮蔽されている。
【００２２】
したがって、本発明に係る位置検出装置は、感磁手段が感磁する磁界に対する上記磁気検出手段又は上記磁界発生手段の移動方向の移動範囲よりも外側に存在している磁界の影響が少ないものとなる。すなわち、本発明に係る位置検出装置は、感磁手段が感磁する磁界に対する外乱磁界の影響が少ないものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した位置検出装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本発明を適用した位置検出装置１は、センサ２と、磁石３，４と、検出回路５と、第１のシールド６と、第２のシールド７とを備える。なお、図１では、検出回路５の図示を省略する。磁石３，４は、センサ２に対して相対的に移動するように取り付けられている。また、検出回路５はセンサ２と接続している。
【００２５】
この位置検出装置１は、例えば、後述するように気化器などに取り付けられ、気化器の開度を検出するために利用される。本実施の形態では、位置検出装置１は、センサ２に対して磁石３，４が移動する構成とされている。この位置検出装置１は、センサ２に対する磁石３，４の相対的な移動量を検出することで、気化器の開度を検出する。
【００２６】
センサ２は感磁手段であり、磁石３，４からの磁界を感磁して、電気信号として出力する。また、センサ２は、一軸方向の磁界を特に強く感磁する。以下では、この一軸方向を、センサ２の感磁方向と称する。
【００２７】
センサ２は、図３に示すように、閉磁路を形成した方形環状のコア１０と、コア１０に巻回された２つのコイル１１，１２とにより構成されている。コイル１１，１２は、例えばコア１０の長手方向の相対する２辺にそれぞれ巻回される。このセンサ２は、コイル１１，１２が巻回された方向が感磁方向とされる。本実施の形態では、図３中矢印Ａで示すセンサ２の長手方向が感磁方向とされる。
【００２８】
コア１０は導電性を有する磁性材料からなる。コア１０は、例えば、パーマロイ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｂなどを含有するアモルファス金属などを含有する高透磁率材料からなることが好ましい。コア１０に高透磁率材料を使用すると、その飽和特性により、センサ２は高感度となる。本実施の形態では、コア１０は、パーマロイを方形環状にエッチングした後に、熱処理が施されることによって形成される。また、本実施の形態では、コア１０は、図３に示すように、外見寸法が５．０ｍｍ×２．０ｍｍとされており、内径寸法が２．０ｍｍ×１．０ｍｍとされている。
【００２９】
また、コイル１１，１２は導電性材料からなる。コイル１１，１２は、例えばこのコア１０の長手方向の相対する２辺に、それぞれＣｕ線を５０回巻回することによって形成される。なお、本実施の形態では、コイル１１，１２がそれぞれ反対の螺旋を形成するように、コア１０に対してＣｕ線を巻回している。
【００３０】
センサ２は、例えば高周波のパルス電流がコイル１１，１２を流れることで励磁される。センサ２が感磁方向の磁界を感磁したときに、コイル１１，１２のインピーダンス変化が大きくなる。
【００３１】
センサ２は、コア１０を方形環状として各コイル１１，１２を逆相となるように通電することで、各コイル１１，１２によって励磁されて発生する磁束がコア１０内を周回するために効率の良い励磁がなされ、磁石３，４からの磁界の感度が良好なものとなる。また、センサ２は、２つのコイル１１，１２からの差動出力をとることで、ノイズが少なく、信号出力が優れたものとなる。
【００３２】
この位置検出装置１は、後述するように気化器などに取り付けるときに、このセンサ２の感磁方向が、磁石３，４以外の磁界発生源から発生する磁界（以下、外乱磁界と称する。）に対して略直交方向となるように取り付けられる。したがって、位置検出装置１では、センサ２が感磁する磁界に対する外乱磁界の影響が少なくなる。
【００３３】
なお、コア１０は、センサ２の仕様や作製のときのコストなどに応じて、図４に示す形状としても良い。図４では、高透磁率材料からなる略長方形の２つのコア１４，１５が、それぞれの端部で略長方形の非磁性材料１６によって接続されており、コア１４，１５のそれぞれにコイル１７，１８が巻回されている開磁路型のセンサ１９を示している。
【００３４】
磁石３，４は磁界発生手段であり、センサ２に対して、相対位置が遠くなるに従って直線的に強さ及び方向が変化する磁界を与える。このとき、磁石３，４は、センサ２の感磁方向に対して平行な方向に磁界を発生するように配置される。また、磁石３，４は、着磁方向が反対となるように配置される。着磁方向が反対となるように磁石３，４が配置されることで、センサ２と磁石３，４との相対位置に応じてセンサ２が感磁する磁界は、強さだけではなく方向も変化する。したがって、位置検出装置１は、センサ２と磁石３，４との相対位置を精度良く検出することが可能となる。さらに、磁石３，４は、センサ２に対して移動するように配設される。磁石３，４は、それぞれの着磁方向に対して垂直な方向に移動するように配設される。
【００３５】
磁石３，４としては、バリウムフェライト、プラスチック、ゴムなどからなる永久磁石や、ＳｍＣｏを焼結することにより作製された永久磁石、電磁石などを用いることができる。磁石３，４に電磁石を用いたときには、永久磁石に見られるような磁界のばらつきを解消することができる。
【００３６】
検出回路５は、図５に示すように、センサ２を駆動するための発振回路２０、センサ２からの電気信号を検出するブリッジ回路２１、ブリッジ回路２１の差動出力をとる差動回路２２から構成される。ここで、発振回路２０は、コイル１１，１２を高周波励磁する発振手段であり、ブリッジ回路２１及び差動回路２２は、コイル１１，１２のインピーダンスを検出し、このインピーダンスに基づいてセンサ２と磁石３，４との相対位置を検出する相対位置検出手段である。検出回路５は、検出した信号を、例えば自動車の各種計測装置や制御装置などに供給する。
【００３７】
第１のシールド６は、第１の外乱磁界遮蔽手段である。この第１のシールド６は、感磁方向の端部が露出するようにセンサ２を被覆している。また、本実施の形態では、第１のシールド６は、センサ２の長手方向の略全体を被覆している。
【００３８】
したがって、第１のシールド６を備えることで、センサ２が感磁する磁界に対する感磁方向以外の磁界の影響が少なくなる。また、第１のシールド６を備えることで、例えば位置検出装置１の取り付け誤差などによって、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とが略垂直とならないときにも、センサ２が感磁する磁界に対する外乱磁界の影響が少なくなる。
【００３９】
第２のシールド７は、第２の外乱磁界遮蔽手段であり、磁石３，４の移動方向の移動範囲の外側に存在する磁界を遮蔽しており、特に、センサ２の感磁方向と同じ方向の外乱磁界を遮蔽している。本実施の形態では、第２のシールド７の形状は、磁石３，４の移動方向の長さが磁石３，４の移動範囲と略同等とされており、磁石３，４から発生する磁界と同じ方向の長さがセンサ２の感磁方向の長さと略同等とされている。
【００４０】
したがって、第２のシールド７を備えることで、センサ２が感磁する磁界に対して、磁石３，４の移動方向の移動範囲の外側に存在する外乱磁界の影響が少なくなる。また、例えば位置検出装置１の取り付け誤差などによって、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とが略垂直方向からずれたときにも、外乱磁界の影響を少なくすることができる。
【００４１】
なお、第１のシールド６や第２のシールド７（以下、まとめてシールドと称する。）は、飽和磁束密度が高く、残留磁気の少ない純鉄系材料からなることが好ましいが、シールドに対して加わる磁界が、シールドを形成する材料の飽和磁気特性に対して十分に小さいときには、ヒステリシスの影響を無視できるため、特に材質にこだわる必要はない。また、例えば、センサ２と磁石３，４との間隔を大きく離すことなどによって微弱な磁界を検出するときには、シールドは、ヒステリシスの影響が少ないパーマロイなどから作製することが好ましい。
【００４２】
ところで、この位置検出装置１では、センサ２が感磁した磁石３，４からの磁界の強さをコア１０に発生する渦電流を利用して検出し、磁石３，４とセンサ２との相対位置を検出している。なお、渦電流は、導電体を変動する磁場の中においたときに、導電体中を循環するように生じる電流である。
【００４３】
以下では、コア１０に発生する渦電流を利用して、磁石３，４とセンサ２との相対位置を検出する方法について説明する。
【００４４】
先ず、発振回路２０によって、コイル１１，１２を、コア１０内の磁束が飽和しないように高周波励磁駆動する。
【００４５】
コイル１１，１２を高周波駆動すると、コア１０自体が導電性を有することから、このコア１０内には渦電流が発生し、コイル１１，１２のインピーダンスには、駆動波に対して９０°位相がずれた自己誘導によるインピーダンス損失成分に加えて、駆動波に対して１８０°位相がずれた渦電流によるインピーダンス損失成分が生じる。これら両成分は、センサコア材の透磁率μの変化によってその値を変化させるが、特にコア１０を飽和させないように励磁することにより、コイル１１，１２のインピーダンスには渦電流損失分が大きく寄与するようになる。この２つの成分を合成したインピーダンスは、磁石３，４とセンサ２との相対位置の変化に対して、非常に大きな変化を示す。
【００４６】
なお、渦電流によるインピーダンス損失が磁界の大きさに応じて変化するのは、実際には渦電流がセンサコアの透磁率μによって変動するためである。一般に磁性材料の場合、この透磁率μは単に定数で表されずに、磁界の大きさに応じて変化するものである。
【００４７】
なお、本実施の形態では、センサ２として、導電性であり且つ磁性体であるコア１０に、コイル１１，１２を巻回したものを使用し、コア１０に発生する渦電流を利用して、磁石３，４からの磁界を検出したが、センサ２は、一軸方向の磁界を強く感磁するものであれば良い。例えば、センサ２として、ＭＲ素子やホール素子などを使用することもできる。
【００４８】
また、本実施の形態では、位置検出装置１は、センサ２に対して磁石３，４が移動する構成とされている。したがって、第２のシールド７は、磁石３，４の移動方向の長さが磁石３，４の移動範囲と略同等とされている。しかしながら、本発明を適用した位置検出装置は、磁石に対してセンサが移動する構成としても良い。当該位置検出装置では、第２のシールドは、センサの移動方向の長さがセンサの移動範囲と略同等とされている必要がある。
【００４９】
つぎに、この位置検出装置１を装着した気化器について、図６及び図７を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
ここで、図６には位置検出装置１を装着した気化器３１の側面図を示し、図７には気化器３１の図７中Ｘ−Ｘ’線断面図を示す。
【００５１】
気化器３１は、いわゆる直動式のバルブを備えたものであって、本体部３２と、液体燃料が注入されるチャンバ３３とを備えている。このチャンバ３３は、本体部３２に形成される燃料導入通路４４と接続され、液体燃料が注入される。
【００５２】
本体部３２は、キャブボディ３４と、直動式のピストンバルブ３５と、蓋３６と、バネ３７とを備えている。ピストンバルブ３５は、キャブボディ３４内に形成されるバルブ室４２内に挿入され、キャブボディ３４内に形成されるベンチュリ通路４１を開閉する。蓋３６は、バルブ室４２を閉塞するようにキャブボディ３４の上部開口に装着される。バネ３７は、蓋３６とピストンバルブ３５との間に設けられ、ピストンバルブ３５を付勢する。
【００５３】
キャブボディ３４は、例えば亜鉛ダイキャスト製のものであり、図６に示す矢印Ｃ方向に吸入空気が流れるベンチュリ通路４１が形成されている。また、このキャブボディ３４には、シリンダ部４３が設けられている。シリンダ部４３には、上記ベンチュリ通路４１に開口するバルブ室４２が形成されている。さらに、このキャブボディ３４には、燃料導入通路４４が形成されている。燃料導入通路４４は、シリンダ部４３と同軸をなすようにベンチュリ通路４１から下方垂直に延び、ピストンバルブ３５に備えられたジェットニードル４６が挿入される。さらにまた、キャブボディ３４には、燃料導入通路４４に一体とされてチャンバ３３内に延びる燃料導入部４５が設けられている。
【００５４】
上記シリンダ部４３に形成されるバルブ室４２には、略楕円形で有底筒状のピストンバルブ３５が、ベンチュリ通路４１に流れる吸入空気の方向に対して直角方向に挿入される。このピストンバルブ３５は、シリンダ部４３に対して摺動自在となっており、上下動の移動軸がずれないようにこのシリンダ部４３に保持されている。このピストンバルブ３５は、バルブ室４２内で上下に移動することにより、ベンチュリ通路４１に流れる吸入空気の量を調整する。
【００５５】
上記シリンダ部４３の上端開口には、上記シリンダ部４３に対応した形状の有底の筒状の蓋３６が装着され、シリンダ部４３に形成されたバルブ室４２を閉塞している。そして、この蓋３６とピストンバルブ３５との間には、バネ３７が設けられている。このバネ３７は、ベンチュリ通路４１を閉塞する方向にピストンバルブ３５を付勢している。
【００５６】
また、上記シリンダ部４３の上端開口には、上記ピストンバルブ３５の閉塞する方向への移動を制限する係合部４３ａが形成され、この係合部４３ａに対応するように、ピストンバルブ３５の上端開口にはつば部３５ａが形成されている。このピストンバルブ３５がバネ３７によりベンチュリ通路４１を閉塞する方向に付勢されることにより、つば部３５ａと係合部４３ａとが係合する。したがって、ピストンバルブ３５は、ベンチュリ通路４１を解放する方向への力が加わっていない場合においては、ベンチュリ通路４１が最も閉じた状態で維持される。なお、この位置におけるピストンバルブ３５の開度をアイドリング開度と呼ぶ。
【００５７】
ピストンバルブ３５の底面の外側には、ジェットニードル４６が設けられている。このジェットニードル４６は、ベンチュリ通路４１に対して下方垂直に形成されている燃料導入通路４４に挿入され、ピストンバルブ３５に伴って上下方向の移動を行う。このようなジェットニードル４６は、チャンバ３３からベンチュリ通路４１内に吸引される燃料量を調整するようになっている。
【００５８】
この気化器３１が例えば自動二輪車などに適用された場合、上記ピストンバルブ３５の図示しないスロットケーブルの一端が系止され、このスロットケーブルの延長端がアクセルグリップに連結される。そして、このアクセルグリップの操作により、上記ピストンバルブ３５が上下方向に移動して、ベンチュリ通路４１の通路面積を全閉から全開の間で変化させ、且つこのベンチュリ通路４１内に吸引される燃料量を調整する。このことにより、この気化器３１では、燃料を吸入空気に混合してエンジンに供給することができ、そして、エンジンの回転速度を変化させることができる。
【００５９】
なお、この気化器３１は、ピストンバルブ３５がアイドリング開度となったときにも、ベンチュリ通路４１が完全に閉塞されておらず、そのため、チャンバ３３からこのベンチュリ通路４１内に燃料が所定量吸引されている。したがって、この気化器１では、ピストンバルブ３５がアイドリング開度となっている状態において、エンジンに対し所定量の燃料が混合された吸入空気を供給することができる。
【００６０】
以上説明した構成の気化器３１には、ピストンバルブ３５の開度を検出するための開度検出装置として、本発明を適用した位置検出装置１が装着されている。
【００６１】
具体的に説明すると、ピストンバルブ３５上に磁石３，４が設けられ、シリンダ部４３上にセンサ２、検出回路５、第１のシールド６、第２のシールド７が設けられる。
【００６２】
また、位置検出装置１は、センサ２の感磁方向とオルタネータ５０から発生する外乱磁界の方向とが略垂直となるように、気化器３１に装着される。
【００６３】
磁石３，４は、所定の間隔を空けてピストンバルブ３５の側面に埋め込まれ、エポキシ樹脂などにより接着される。このとき、各磁石３，４は、各磁石３，４を結んだ直線が、ピストンバルブ３５の移動方向と一致するように、ピストンバルブ３５に対して埋め込まれる。例えば、一方の磁石３は、バルブ室４２の底面４２ａに最も近接した位置に設けられ、他方の磁石４は、つば部３５ａと底面３５ｂとの略中間に設けられる。また、各磁石３，４は、着磁方向がピストンバルブ３５の移動方向に対して略垂直となるとともに、着磁方向がそれぞれ反対となるように、ピストンバルブ３５に対して埋め込まれる。また、一方の磁石３は、発生する磁界が図６中矢印Ｄで示す方向、すなわち、ベンチュリ回路４１に吸入空気が流れ込む方向と同一の方向となるように設けられ、他方の磁石４は、発生する磁界が図６中矢印Ｅで示す方向、すなわち、ベンチュリ回路４１に吸入空気が流れ込む方向と反対の方向となるように設けられる。
【００６４】
第１のシールド６によって被覆されたセンサ２は、シリンダ部４３の外面に、感磁方向が磁石３，４の着磁方向と略同一となるように設けられる。また、検出回路５及び第２のシールド７も、センサ２と同様にシリンダ部４３の外面に設けられる。このとき、第２のシールド７は、気化器３１の長手方向の長さが磁石３，４の移動方向の長さと略同等とされており、磁石３，４から発生する磁界の着磁方向と同じ方向の長さがセンサ２の感磁方向の長さと略同等とされている。
【００６５】
以上説明した位置に、位置検出装置１の各部材を装着することにより、気化器３１におけるピストンバルブ３５の開度を検出することができる。
【００６６】
気化器３１では、ピストンバルブ３５が開くに従って、センサ２に対する磁石３，４の位置が移動する。これに従って、センサ２が感磁する磁界の強さ及び方向が連続的に変化する。
【００６７】
具体的に説明すると、ピストンバルブ３５の開度がアイドリング開度であるときには、センサ２は、一方の磁石４から発生する磁界を強く感磁しており、他方の磁石３から発生する磁界はほとんど感磁していない。ピストンバルブ３５が開くに従って、センサ２は、一方の磁石４から発生する磁界を徐々に感磁しなくなり、代わって他方の磁石３から発生する磁界を徐々に強く感磁するようになる。そして、ピストンバルブ３５が全開となったときには、センサ２は、一方の磁石４から発生する磁界をほとんど感磁しなくなり、他方の磁石３から発生する磁界を強く感磁するようになる。
【００６８】
すなわち、ピストンバルブ３５が開くに従って、センサ２が感磁する磁界の方向及び強さは、以下に説明するように変化する。先ず、ピストンバルブ３５の開度がアイドリング開度であるときには、センサ２は、矢印Ｄ方向の磁界を強く感磁する。次に、ピストンバルブ３５が開くに従って、センサ２は矢印Ｄ方向の磁界を次第に感磁しなくなる。そして、センサ２が２つの磁石３，４からそれぞれ等しい位置となったときに、センサ２が感磁する磁界は０となる。次に、センサ２は、矢印Ｅ方向の磁界を感磁するようになる。さらにピストンバルブ３５が開くに従って、センサ２は矢印Ｅ方向の磁界を強く感磁するようになる。最後に、ピストンバルブ３５が全開となったときには、センサ２は矢印Ｅ方向の磁界を最も強く感磁する。
【００６９】
以上説明したように、センサ２が感磁する磁界は、ピストンバルブ３５が開くに従って、強さ及び方向が変化する。したがって、本発明を適用した位置検出装置１は、センサ２が感磁する磁界の強さ及び方向を検出することで、センサ２と磁石３，４との相対位置を検出することができ、ピストンバルブ３５の開度を検出することが可能となる。
【００７０】
また、本発明を適用した位置検出装置１は、センサ２の感磁方向とを外乱磁界の方向とが略垂直となるようにされていることや、第１のシールド６及び第２のシールド７が配設されていることによって、センサ２及び磁石３，４の相対位置と、センサ２が感磁する磁界との関係が直線的に変化する。したがって、本発明を適用した位置検出装置１は、センサ２と磁石３，４との相対位置を、精度良く検出することが可能であり、気化器３１の開度検出装置として使用されたときには、気化器３１の開度を精度良く検出することができる。
【００７１】
以下では、実験例に基づいて、位置検出装置１におけるセンサ２及び磁石３，４の相対位置と、センサ２が感磁する磁界の強さ及び方向との関係について述べる。
【００７２】
実験例１
気化器３０に対して、位置検出装置１の各部材を、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とが略垂直となるように取り付けた。
【００７３】
すなわち、２つの磁石３，４を、ピストンバルブ３５の側面に所定の間隔を空けて埋め込み、エポキシ樹脂によって接着した。このとき、各磁石３，４は、各磁石３，４を結んだ直線が、ピストンバルブ３５の移動方向と一致するように、ピストンバルブ３５に対して埋め込まれた。また、一方の磁石３を、バルブ室４２の底面４２ａに最も近接した位置に設け、他方の磁石４を、つば部３５ａと底面３５ｂとの略中間に設けた。また、各磁石３，４を、着磁方向がピストンバルブ３５の移動方向に対して略垂直となるとともに、反対となるように設けた。
【００７４】
また、シリンダ部４３の外面にセンサ２、検出回路５、第１のシールド６、第２のシールド７を設けた。センサ２は、感磁方向の端部が露出するように、長手方向を第１のシールド６によって被覆した。そして、このセンサ２を、シリンダ部４３の外面に、感磁方向が各磁石３，４の着磁方向と略同一となるように設けた。また、第２のシールド７は、気化器３１の長手方向の長さが磁石３，４の移動方向の長さと略同等となり、磁石３，４から発生する磁界の着磁方向と同じ方向の長さがセンサ２の感磁方向の長さと略同等なるように設けた。
【００７５】
なお、センサ２は、方形環状のコア１０の長手方向の相対する２辺に、反対の螺旋を形成するようにコイル１１，１２を巻回した構造とした。
【００７６】
そして、コイル１１，１２を、コア１０内の磁束が飽和しないように高周波駆動し、コア１０に生じる渦電流に応じて変化するセンサ２からの出力を測定した。そして、センサ２及び磁石３，４の相対位置とセンサ２から出力される電気信号との関係を調べた。
【００７７】
実験例２
第２のシールド７を取り付けなかったことを除いては、実験例１と同様に位置検出装置１の各部材を気化器３１へ取り付け、センサ２及び磁石３，４の相対位置とセンサ２から出力される電気信号との関係を調べた。
【００７８】
実験例３
第１のシールド６を取り付けなかったことを除いては、実験例２と同様に位置検出装置１の各部材を気化器３１へ取り付け、センサ２及び磁石３，４の相対位置とセンサ２から出力される電気信号との関係を調べた。
【００７９】
実験例４
位置検出装置１の各部材を、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とが略垂直とならないように取り付けたことを除いては、実施例３と同様に位置検出装置１の各部材を気化器３１へ取り付け、センサ２及び磁石３，４の相対位置とセンサ２から出力される電気信号との関係を調べた。
【００８０】
実験例１〜実験例４の結果を、図８に示す。
【００８１】
図８より、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とを略垂直としない実験例４では、センサ２及び磁石３，４の相対位置に応じてセンサ２から出力される電気信号は徐々に変化するもののばらつきが見られた。すなわち、センサ２及び磁石３，４の相対位置に応じてセンサ２から出力される電気信号は、直線的に変化しなかった。
【００８２】
これに対して、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とを略垂直とした実験例３では、センサ２及び磁石３，４の相対位置に応じてセンサ２から出力される電気信号が直線的に変化した。
【００８３】
また、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とを略垂直とすると同時に、第１のシールド６を備えた実験例２では、センサ２及び磁石３，４の相対位置に応じてセンサ２から出力される電気信号が、実験例３と比較してさらに直線的に変化した。
【００８４】
また、センサ２の感磁方向と外乱磁界の方向とを略垂直とすると同時に、第１のシールド６及び第２のシールド７を備えた実験例１では、センサ２及び磁石３，４の相対位置に応じてセンサ２から出力される電気信号が、実験例２と比較してさらに直線的に変化した。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係る位置検出装置は、一軸方向の磁界を特に強く感磁する感磁手段の一軸方向と外乱磁界の方向とを略垂直とすることで、感磁手段が感磁する磁界に対する外乱磁界の影響が少なくなる。
【００８６】
また、本発明に係る位置検出装置は、一軸方向の磁界を特に強く感磁する感磁手段を被覆する第１の磁気遮蔽手段を備えている。この第１の磁気遮蔽手段は、一軸方向の端部が露出するように感磁手段を被覆している。したがって、位置検出装置は、第１の磁気遮蔽手段を備えることで、感磁手段が感磁する磁界に対して、一軸方向以外の磁界が影響することが少ないものとなる。
【００８７】
また、本発明に係る位置検出装置は、第２の磁気遮蔽手段を備えている。この第２の磁気遮蔽手段は、感磁手段又は磁界発生手段の移動方向の移動範囲よりも外側に存在している磁界のうち、少なくとも感磁手段が特に強く磁界を感磁する一軸方向の磁界を遮蔽している。したがって、位置検出装置は、第２の磁気遮蔽手段を備えることで、感磁手段が感磁する磁界に対して、感磁手段又は磁界発生手段の移動方向の移動範囲の外側に存在する外乱磁界のうち、少なくとも一軸方向の外乱磁界が影響が少ないものとなる。
【００８８】
以上説明した理由により、本発明に係る位置検出装置は、感磁手段が感磁する磁界に対する外乱磁界の影響が少ないものとなり、感磁手段と磁界発生手段の相対位置に応じて感磁手段から出力する電気信号の変化が直線的なものとなる。したがって、本発明に係る位置検出装置は、磁界発生手段と感磁手段との相対的な位置を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した位置検出装置を示す斜視図である。
【図２】同位置検出装置を示す平面図である。
【図３】同位置検出装置に備えられるセンサを示す平面図である。
【図４】同位置検出装置に備えられる他のセンサの一例を示す平面図である。
【図５】本発明を適用した位置検出装置に備えられる検出回路の回路図である。
【図６】本発明を適用した位置検出装置が装着された気化器の側面図である。
【図７】同気化器の断面図である。
【図８】本発明を適用した位置検出装置並びに従来の位置検出装置における、センサ及び磁界発生手段の位置関係と、センサの信号出力との関係を示す図である。
【図９】従来の位置検出装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  位置検出装置、２  センサ、３，４  磁石、５  検出回路、６  第１のシールド、７  第２のシールド、  １０  コア、１１，１２  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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