(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記非接触センサプレートに接続され、前記非接触センサプレートと前記ターゲットプレートとの間隔を示す信号を出力するプリント回路基板を更に具備する、請求項1に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
導電性常磁性材料と、前記シャフトから前記導電性常磁性材料を電気的に分離するセラミックスリーブとで前記ターゲットプレートを構成することを特徴とする、請求項1に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記第1保持器は、前記非接触センサプレートに付勢して前記非接触センサプレートの平面を規定するスタンドオフが少なくとも1つスタンドオフ座金であることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記第2保持器は、3つ以上の波ピークを含んで前記非接触センサプレートに付勢する構成の波形座金であることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記スタンドオフ座金が、前記構造的ハウジングの内壁内のスロットにぴったり合い、該スタンドオフ座金に加えられる回転トルクに抵抗するように構成したキータブを備えることを特徴とする、請求項6に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記第2保持器は、前記第1保持器に対抗する前記付勢力を生成する構成のアクチュエータ戻しばねであることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記ターゲットプレートを更に、前記シャフトから前記導電性常磁性材料を電気的に分離するセラミックスリーブで構成することを特徴とする、請求項12に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
流量制御弁を更に接続し、前記シャフトの変位によって該流量制御弁の弁位置を変えることを特徴とする、請求項12に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
前記シャフトが前記ターゲットプレートと前記非接触センサとの間隔を変える構成であることを特徴とする、請求項12に記載のマイクロポジションギャップセンサ組立体。
【発明を実施するための形態】
【0012】
ここに開示するものは、マイクロポジションギャップセンサ組立体であって、その第1実施形態を
図1乃至2の100として開示し、その第2実施形態を
図3に開示する。第1実施形態において、
図1乃至2に示す前記マイクロポジションギャップセンサ組立体100は、その第1端部に可撓性ダイヤフラム104が固着された構造的ハウジング102を含む。
【0013】
前記構造的ハウジング102は、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の内部部品を収容するように構成されてもよい。構造的ハウジング102は、前記内部部品が流体やその他の自然の要素に曝されないよう内部部品を保持するように構成されてもよい。マイクロポジションギャップセンサ組立体100は、一端側にあるキャップを備え、内部部品を非システム環境因子から絶縁してもよい。更に、構造的ハウジング102は、ステンレス鋼合金又はその他好適材料で構築されてもよい。
【0014】
構造的ハウジング102と可撓性ダイヤフラム104とが共同して、構造的ハウジング102に浸入しようとする流体に対する障壁を形成してもよい。マイクロポジションギャップセンサ組立体100は構造的ハウジング102内で可撓性ダイヤフラム104に直交して取り付けたシャフト106と、スタンドオフ109が少なくとも1つある第1保持器108と、第2保持器110と、前記第1保持器108と前記第2保持器110との間にある平行プレートギャップセンサとを備える。平行プレートギャップセンサは、非接触センサプレート112を備えてもよく、前記非接触センサプレート112の第1面が当該非接触センサプレート112の平面を規定する前記第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフに付勢され、その第2面が第2保持器110に付勢される。前記ターゲットプレート114が導電性材料からなり、前記ターゲットプレート114の平面が前記非接触センサプレート112の平面と平行になるように前記ターゲットプレート114をシャフト106に固着してもよい。平行プレートギャップセンサは、前記非接触センサプレート112に接続されたプリント回路基板116を含んでもよい。前記プリント回路基板116は、前記非接触センサプレート112と前記ターゲットプレート114との距離を示す信号を出力するように構成してもよい。
【0015】
平行プレートギャップセンサの構成によって、構造的ハウジング102内でシャフト106が小さく変位することでターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔を変えることができる。そして、プリント回路基板116が間隔の変化を示す信号を出力してもよい。このように、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の構成には、検知部品を保護して流体に触れないようにしながらサブミリの比率で分解能が高い測定を付与するという利点があり、及び/又は測定される流体システムの流れ特性に不利な影響を与えるという利点がある。更に、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の構成を弁位置表示、流量感知、振動感知、原動機性能、又は機械的欠陥検出などの多くの応用例に適用可能であるが、これに限定されない。
【0016】
図2にマイクロポジションギャップセンサ組立体100の断面図を示す。可撓性ダイヤフラム104を円形とし、構造的ハウジングの全周に取り付けて流体密シールを形成してもよい。このように、可撓性ダイヤフラム104と構造的ハウジング102を一括して構造的ハウジングに浸入する流体に対する障壁を形成してもよい。可撓性ダイヤフラム104を構造的ハウジング102とは別に形成し、溶接あるいは固定してもよい。別の実施形態では、可撓性ダイヤフラム104と構造的ハウジング102を、例えば加工や一体型ユニットによって形成してもよい。可撓性ダイヤフラム104を可撓性合金又はその他好適材料で形成してもよい。一例として、最大変位が0.100ミリ以下の可撓性ダイヤフラム104を構成し、解像可能な変位を略0.010ミリにしてもよい。
【0017】
図1において、上記の通り、マイクロポジションギャップセンサ組立体100には内部部品としてシャフト106、スタンドオフが少なくとも1つある第1保持器108、第2保持器110、第1保持器108と第2保持器110との間にある平行プレートギャップセンサ113を備えてもよい。平行プレートギャップセンサ113には非接触センサプレート112、ターゲットプレート114、非接触センサプレート112に接続したプリント回路基板116を含んでもよい。
【0018】
シャフト106を可撓性ダイヤフラムに直交して取り付けてもよい。シャフト106は可撓性回路基板116と非接触センサプレート112の中心孔を通って延伸してもよい。ターゲットプレート114をシャフト106に固着してもよい。構造的ハウジング102の材料と熱膨張係数が一致する金属合金でシャフト106を構成してもよい。ある実施形態ではシャフト106をねじ状にし、ターゲットプレートを適切にねじ切りしてターゲットプレート114を取り付けできるようにしてもよい。シャフト106が非接触センサプレート112とプリント回路基板116の中心シャフトを通って延伸しても構わないが、非接触センサプレート112とプリント回路基板116はシャフト106に固着されないことがわかる。この構成によってシャフト106と固着されたターゲットプレート114とが変位可能となり、ターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔を変える。マイクロポジションギャップセンサ組立体100が適用される特定の応用を原因としてシャフト106を変位してもよい。
【0019】
非限定的な第1実施例において、例えばソレノイド駆動弁又は圧電駆動弁用のソレノイド、圧電アクチュエータ、又は超小型ステップモータなどの原動機(図示なし)にシャフト106を接続してもよい。この特定の応用では、弁の原動機の作動でシャフト106が変位することになる。結果として、ターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔が変わり、これを非接触センサプレート112内の少なくとも1つのセンサ領域で検出してもよい。その後、プリント回路基板116が弁の制御システムに対する間隔の変化を示す信号を出力してもよい。
【0020】
非限定的な第2実施例において、流量感知回路にマイクロポジションギャップセンサ組立体100を適用してもよい。この例では、可撓性ダイヤフラム104が流量回路の流体又は「濡れた」側に対向するようにマイクロポジションギャップセンサ組立体100を配向してもよい。流量回路内の流体の流れ及び/又は流体の圧力過度によって可撓性ダイヤフラム104を偏向してもよい。可撓性ダイヤフラム104に直交してシャフト106を取り付けるので、こうした偏向によって構造的ハウジング102内でシャフト106が変位することになる。ターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔の変化はプリント回路基板116が付与する信号によって示される。
【0021】
別の実施形態では、マイクロメータ型の応用例で微細表面欠陥検出用、又は振動検出器用の機械的プローブにシャフト106を接続してもよい。マイクロポジションギャップセンサ組立体100が適用されるシステムから内部部品を分離して保持する構成のマイクロポジションギャップセンサ組立体100が認められる。よって、該構成によって高精度でサブミリ/サブミクロンの測定が提供され、こうした測定を示す雑音の少ない正確な信号が生成される。
【0022】
図1において第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフに付勢するように非接触センサプレート112を構成してもよい。非接触センサプレート112に付勢するスタンドオフが3つ以上あるスタンドオフ座金として第1保持器108を構成してもよい。更に、第1保持器108を更にキータブと共に構成してもよい。構造的ハウジング102の内壁にスロットを嵌め込み、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の組立中に第1保持器に加わる回転トルクに抵抗するように第1保持器108のキータブを構成してもよい。第1保持器108をスタンドオフ座金として構成することが認められる。あるいは、スタンドオフ座金のスタンドオフを3つ以下としてもよく、別の擁壁構造を設けて非接触センサプレート112に付勢してもよい。調整シム118を少なくとも1つ追加して構造的ハウジング102内で第1保持器108の位置を合わせてもよい。組立中に必要に応じて調整シム118を少なくとも1つ追加し、構造的ハウジング102内で第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフが非接触センサプレート112の平面を規定するように第1保持器108を確実に配向してもよい。非接触センサプレート112が構造的ハウジング102の土台と平行になるように非接触センサプレート112の平面を第1保持器108が規定することが認められる。シム118によってギャップを所望レベルに調整するには、適切な厚みのシム118を少なくとも1つ挿入してギャップを所望間隔に調整する。
【0023】
非接触センサプレート112が非接触センサプレート112の第2面で第2保持器110に付勢してもよい。第1保持器108と第2保持器110の対向側面で非接触センサプレート112を付勢し、構造的ハウジング102内で非接触センサプレートが動くのを防止することが認められる。第2保持器110に波形座金を備えてもよく、波形座金の各波ピークで非接触センサプレートを付勢し、その波ピークが例えば3つ以上であってもよい。あるいは、別の数の波ピークを用いてもよい。第2保持器110に波ピークが3つ以下の波形座金や、非接触センサプレート112を付勢するその他好適な保持器を備えることも認められる。第2保持器110と構造的ハウジング102を付勢する波圧縮ばねリング120を構成してもよい。
【0024】
構造的ハウジング102を構成する材料と熱膨張係数が同じである常磁性材料でシャフト106、第1保持器108、第2保持器110を構成してもよい。このように、第1保持器108と第2保持器110で面配向を維持し、構造的ハウジング102内で非接触センサプレート112の上下動を防止し、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の熱膨張や収縮によりターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔が変化するのを防止してもよい。
【0025】
非接触センサプレート112内に感知領域を少なくとも1つ備えてもよい。各感知領域にはキャパシタンス、磁界感知、渦電流として作動する構成の感知コイル、又は非接触センサプレート112とターゲットプレート114との間隔を感知する構成のその他好適なセンサを備えてもよい。各感知領域をプリント回路基板116に電気的に接続してもよい。ある実施形態では、高強度合金又はセラミックプレート内に感知センサ領域が少なくとも1つある非接触センサプレートであってもよい。こうした実施形態では、マイクロポジションギャップセンサ組立体の組立中や作動中に加わる圧縮力による塑性変形に非接触センサプレートが抵抗してもよい。
【0026】
導電性材料や常磁性材料で構成したターゲットプレート114をシャフト106に固着し、高強度支持部材を接合してもよく、しなくてもよい。ターゲットプレート114の平面が非接触センサプレート112の平面と平行になるようにターゲットプレート114を配向してもよい。更に、(
図2と
図3の破線と矢印が示す)ターゲットプレート114と非接触センサプレート112との小さな間隔やギャップを維持するようにターゲットプレート114を配向してもよい。この構成によって、構造的ハウジング102内でシャフト106が変位するとターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔を変えることができる。この間隔の変化を非接触センサプレート112内の感知領域で検出してもよい。
【0027】
ターゲットプレート114をねじ状や接着状にしてもよく、又はシャフト106に対するその他好適の固定接続によって固着してもよい。更に、ターゲットプレート114に非導電性スリーブ115を備え、ターゲットプレート114の導電性材料をシャフト106から電気的に分離してもよい。非導電性スリーブ115をセラミック、焼入工具鋼、又はターゲットプレート114の導電性材料よりも材料硬度が大きいその他好適な非導電性材料で構成してもよい。圧入、溶接、ろう付け、又はその他好適な接合処理でターゲットプレート114の導電性材料を非導電性スリーブ115に接合してもよい。更に、
図1に示すように第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフがターゲットプレート114を通って、又はその周囲を経て非接触センサプレート112に至る経路をターゲットプレート114が収容してもよい。
【0028】
ある実施形態では、ターゲットプレート114を高強度合金又はセラミックプレートに接合し、マイクロポジションギャップセンサ組立体の組立中又は作動中に加わる圧縮力による塑性変形の可能性を低減してもよい。
【0029】
プリント回路基板116を非接触センサプレート112に接続してもよい。ある実施形態では、プリント回路基板116を物理的、電気的に非接触センサプレート112に接続して1つの組立体を形成してもよい。別の実施形態では、プリント回路基板116を電気的にのみ非接触センサプレート112に接続することで(
図2と
図3に示すように)プリント回路基板116の設置を構造的ハウジング102内で替えることができる。
【0030】
非接触センサプレート112とターゲットプレート114との間隔を示す信号を出力するようにプリント回路基板116を構成してもよい。配線、光ケーブル、又は制御システムやその他表示システムに好適な手段を介して信号を出力してもよい。プリント回路基板116に発振回路を備えてもよい。プリント回路基板116に温度センサ又は温度ICを備えて局所的な温度を補償し、回路構成部品の温度ドリフトにより出力信号の電子温度補正を行ってもよい。プリント回路基板116にアナログ・デジタル変換回路を備え、出力信号の品質を高めることが認められる。更に、プリント回路基板116内の発振回路を構造的ハウジング102の材料によって電磁遮蔽することで、外部の電磁源からの干渉を最小限にすることが認められる。
【0031】
シャフトに固着される構成のジャム保持器122をマイクロポジションギャップセンサ組立体に備えてもよい。ジャム保持器122には、ターゲットプレート114をシャフト106に固定する構成の止めナット、又はばねクリップを備えてもよい。
【0032】
弁ハウジング、上部ハウジング、又は構造的ハウジング102のキャップによって圧縮力を第1保持器108に加えてもよい。この圧縮力を第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフを介して非接触センサプレート112も伝動してもよい。
【0033】
図2に第1実施形態のマイクロポジションギャップセンサ組立体100の断面図を示す。この第1実施形態では、マイクロポジションギャップセンサ組立体100の内部部品を次のように配向して機能させてもよい。この実施形態では、構造的ハウジング102内でシャフト106が垂直で中心に置かれるように構造的ハウジング102、可撓性ダイヤフラム104、シャフト106を配向する。波圧縮ばねリング120が構造的ハウジング102内の内棚にかかるように構造的ハウジング102内で波圧縮ばねリング120を配向する。波圧縮ばねリング120のキータブが構造的ハウジング102の内壁内のスロットにぴったり合うようにして、組立中にマイクロポジションギャップセンサ組立体100の内部部品に加わる回転トルク力に抵抗してもよい。圧縮ばねリング120を付勢するように第2保持器110を配向し、波圧縮ばねリング120からの力を上向きで非接触センサプレート112に伝動するようにしてもよい。
【0034】
非接触センサプレート112をプリント回路基板116に接続し、シャフト106がそれぞれの中心孔を通過するように構造的ハウジング内で配向してもよい。更に、非接触センサプレート112が下側の第2保持器110に付勢されるように非接触センサプレート112を配向してもよい。この構成では、圧縮力を非接触センサプレート112に伝動する第2保持器110に対し、波圧縮ばねリング120が上向きで前進してもよい。
【0035】
ターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間に(破線と矢印で示す)ギャップが存在するようにターゲットプレート114をシャフト106に固着してもよい。非接触センサプレート112の平面に対して平行になる面配向でターゲットプレート114を更に配向してもよい。ターゲットプレート114がシャフト106の変位と共に移動するように構成し、ターゲットプレート114と非接触センサプレートとの間隔が50ミクロメータから200ミクロメータの範囲になるようにしてもよく、ターゲットプレート114が物理的に非接触センサプレート112に接触しないようにしてもよい。
【0036】
第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフを下向きに伸ばして非接触センサプレート112の平面を付勢して規定してもよい。スタンドオフは図示するようにターゲットプレート114の周囲で、又はターゲットプレート114の開口を通って下向きに突出してもよい。波圧縮ばねリング120と同様のキータブによって構造的ハウジング102内で第1保持器108の位置合わせをしてもよい。任意で調整シム118を少なくとも1つ第1保持器の上側に配置し、第1保持器108の平面が確実にシャフト106の中心シャフトに直交するようにしてもよい。この構成によって確実に非接触センサプレート112がターゲットプレート114に平行になるようにしてもよい。上記の通り、第2保持器110と第1保持器108が加える上下対抗力によって、構造的ハウジング102及び/又はシャフト106の熱膨張中や収縮中に非接触センサプレート112の配向を維持してもよい。更にこの対抗力で、熱膨張や収縮によるターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔の変化を防止し、熱的影響に関連する出力信号の誤差を制限してもよい。
【0037】
例えば、ターゲットプレート114がシャフト106に固着されると、シャフト106の熱膨張又は収縮によってターゲットプレート114と非接触センサプレート112との間隔が変わる場合もあるが、第1保持器108と第2保持器112からの対抗する付勢力によって平行プレートギャップセンサ113を熱的に平均化してシャフト106の熱膨張を相殺してもよい。シャフト106が熱的に膨張すると、第2保持器110からの付勢力で非接触センサプレート112がターゲットプレート114に向かって移動するので、非接触センサプレート112とターゲットプレート114との間隔が大きくなっても相殺される。平行プレートギャップセンサ113のギャップを維持するため、第1保持器108と第2保持器110のうち一方に弾性を持たせて一方のプレートを付勢し、他方の第1保持器108又は第2保持器110をシャフトに固着して他方のプレートをシャフトと共に移動させることが認められる。
【0038】
第1保持器108の少なくとも1つのスタンドオフから非接触センサプレート112に及ぶ下向きの力は、弁ハウジングが加える圧縮力を起因としてもよい。上記の通り、弁ハウジングがマイクロポジションギャップセンサ組立体100の内部部品に下向きの圧縮力を加えてもよい。この構成では、非接触センサプレート112への下向きの圧縮力が、圧縮ばねリング120からの上向きの力によって抵抗を受けてもよい。この対抗力の構成によって、略水平の(可撓性ダイヤフラム104に平行でシャフト106に直交する)面配向が維持される一方、構造的ハウジング102内で非接触センサプレート112の浮動が可能になる。
【0039】
図示するようにマイクロポジションギャップセンサ組立体100を流量制御弁140に接続してもよい。例えば、シャフト106に接続された原動機(図示なし)によってシャフト106が変位し、弁シャフト144の変位に影響を与えてもよい。弁シャフト144の変位によって流量制御弁の弁座に対する弁体部の位置を変えてもよい。弁体部の位置変化が、流量制御弁140を通る流体の流量の変化に影響してもよい。流量制御弁140は通常は閉じた構成として図示され、弁体部がばねに付勢され、弁座に付勢された弁体部が保持され、流量制御弁140に流体が流れるのを防止する。弁座からシャフト106が変位すると、弁座から弁体部が移動し、流体が流量制御弁140を通って流れる経路が形成される。
【0040】
別の構成の流量制御弁140を採用することが認められる。例えば、ノーマルオープンの構成の流量制御弁140をマイクロポジションギャップセンサ組立体100に接続してもよい。この別の構成では弁体部がばねに付勢され、弁体部が弁座を付勢するのを防止してもよい。よって、シャフト106を弁座に向かって変位させ、バネ力を克服して弁体部を弁座に付勢し、流量制御弁140を通過する流体流路を閉じてもよい。
【0041】
上記の通り、シャフト106の変位によって非接触センサプレート112とターゲットプレート114との間隔を変えてもよい。プリント回路基板116が流量制御システムに対し非接触センサプレート112とターゲットプレート114との間隔を示す信号を付与してもよい。よって、マイクロポジションギャップセンサ組立体100が流量制御システムに対し流量制御弁140の位置を示してもよい。流量制御システムがシステムの流体圧から流量制御弁140を通る流体の正確な流量を計算してもよく、これによってシステム内に流れる流体を正確に制御でき、流体の流れを迅速に調整できる。つまり、マイクロポジションギャップセンサ組立体100が測定する流量制御弁の位置を弁位置フィードバック制御方法で採用してもよい。
【0042】
第1実施形態ではシャフト106に固着したターゲットプレート114を、上向きに付勢される非接触センサプレート112の上側に設置するが、この実施形態ではターゲットプレート114と非接触センサプレート112の位置を入れ替えて、非接触センサ112をターゲットプレート114の上側に設置してシャフト106に固着する一方、ターゲットプレート114を非接触センサ112の下側に設置して上向きに付勢してもよい。
【0043】
図3に第2実施形態のマイクロポジションギャップセンサ組立体100Aの断面図を示す。この第2実施形態では、マイクロポジションギャップセンサ組立体100Aの内部部品を次の通り順序づけて機能させてもよい。構造的ハウジング102内でシャフト106が垂直で中心に置かれるように構造的ハウジング102、可撓性ダイヤフラム104、シャフト106を配向するが、第1実施形態とは異なり、調整シム118が構造的ハウジング102内の内棚にかかってもよい。そして、ターゲットプレート114の周囲で上向きに延伸するスタンドオフを少なくとも1つ備えた第1保持器108を構成してもよい。第1実施形態に関する上記説明のようにターゲットプレート114をシャフト106に固着してもよいが、この第2実施形態ではシャフト106からターゲットプレート114の導電常磁性領域を電気的に分離するスリーブのあるターゲットプレート114を図示していることがわかる。このスリーブをセラミック、又はその他非導電性材料で構成してもよい。そして、非接触センサプレート112が第1保持器108の上向きに対抗する少なくとも1つのスタンドオフを付勢してもよい。第1実施形態のように、プリント回路基板116を非接触センサプレート112に物理的、電気的に接続してもよい。そして、第2保持器を非接触センサプレート112と波圧縮ばねリング120との間に配置してもよい。この構成では、図示するように構造的ハウジング102にねじ止めされたキャップが波圧縮ばねリング120を圧縮してもよい。そして、ジャム保持器122をシャフト106に固着してもよい。
【0044】
第2実施形態ではシャフト106に固着されたターゲットプレート114を、下向きに付勢された非接触センサプレート112の下側に設置するが、この実施形態ではターゲットプレート114と非接触センサプレート112の位置を入れ替えて、非接触センサ112をターゲットプレート114の下側に配置してシャフト106に固着する一方、ターゲットプレート114を非接触センサ112の上側に配置して下向きに付勢することが認められる。
【0045】
図2を参照して上記に説明した通り、マイクロポジションギャップセンサ組立体100Aを流量制御弁140に接続してもよい。
【0046】
図4と
図5に第3実施形態のマイクロポジションギャップセンサ組立体200を示す。
図4に示す第3実施形態の断面図は原動機又はアクチュエータに接続されたマイクロポジションギャップセンサ組立体200と流量制御弁240とに関する。マイクロポジションギャップセンサ組立体200に原動機ハウジング232を接続して、マイクロポジションギャップセンサ組立体200の等角分解組立図を
図5に示す。原動機又はアクチュエータ素子230、軸受234、アクチュエータ戻しばね圧縮部材236、アクチュエータ戻しばね237、および任意で原動機ハウジング232用係止ばねを収容するマイクロポジションギャップセンサ組立体200と原動機ハウジング232は接続してもよい。任意で原動機ハウジング係止リング238によって原動機ハウジング232を固定してもよい。
【0047】
原動機又はアクチュエータ素子230を軸受234に接続するようにマイクロポジションギャップセンサ組立体200を構成してもよい。軸受234が機械的に原動機又はアクチュエータ素子230をアクチュエータ戻しばね圧縮部材236に接続してもよい。原動機又はアクチュエータ素子230が流量制御弁240の弁位置の変化に影響を及ぼすように、軸受234をアクチュエータ戻しばね圧縮部材236に機械的に接続する構成でもよい。
【0048】
アクチュエータ戻しばね圧縮部材236がアクチュエータ戻しばね237に対する圧縮力を付与してもよい。更に、アクチュエータ戻しばね圧縮部材236が第1保持器208に付勢して第1保持器208に圧縮力を付与してもよい。アクチュエータ戻しばね圧縮部材236をシャフト206に接続してもよい。この構成では、アクチュエータ戻しばね237がアクチュエータ戻しばね圧縮部材236に力を加え、原動機又はアクチュエータ素子230が離れると、アクチュエータ戻しばね237からの力が作用して流量制御弁240の弁位置の変化を反転してもよい。
【0049】
マイクロポジションギャップセンサ200の構造的ハウジングとして上部本体片228と下部本体片202を備えてもよい。上部本体片228をねじ止め、圧入、又はその他好適な方法によって下部本体片202に取り付けてもよい。上記の通り、マイクロポジションギャップセンサ組立体200の構造的ハウジングに可撓性ダイヤフラム204を備えてもよい。可撓性ダイヤフラム204を一片として下部本体片202に固着してもよく、又は下部本体片202と共に鋳造してもよい。
【0050】
マイクロポジションギャップセンサ組立体200には第1面で第1保持器208とシャフト206の棚とに支持され、第2面で構造的ハウジングに支持される平行プレートギャップセンサを備えてもよい。平行プレートギャップセンサは非接触センサプレート212、ターゲットプレート214、非接触センサプレートに接続したプリント回路基板216を含んでもよい。非接触センサプレート212とターゲットプレート214との間隔を示す信号を出力するようにプリント回路基板216を構成してもよい。
【0051】
マイクロポジションギャップセンサ組立体200に直径が少なくとも1つある構成のシャフト206を備えてもよい。少なくとも第1大径と少なくとも1つの小径のあるシャフト206を構成してもよい。シャフト206の第1大径は内側に進む毎に小径になってシャフト206に棚を形成してもよい。
【0052】
ある実施形態ではターゲットプレート214を上部本体片228の底部に接合してもよい。上記の通り、ターゲットプレート214に可撓常磁性素材を含んでもよい。圧入、溶接、ろう付け、又はその他好適な接合方法でターゲットプレート214を上部本体片228に接合してもよい。
【0053】
アクチュエータ戻し圧縮部材236が第1保持器208に下向きの圧縮力を加えてもよい。この実施形態では第1保持器208はセンサ圧縮コレット、チャック、又はその他好適な保持器の何れかであってもよい。第1保持器208の一部が非接触センサプレート212の上面に付勢してもよい。
【0054】
非接触センサプレート212の平面がターゲットプレート214の平面と平行になり、シャフト206の小さな変位で非接触センサプレート212を動かしてターゲットプレート214と非接触センサプレート212との間隔を変えるように非接触センサプレート212をシャフト206に固着してもよい。構造的ハウジングの上部本体片228と下部本体片202との間の厚みを変えるギャップ調整シム218を少なくとも1つ使用して非接触センサプレート212とターゲットプレート214との間隔を設定してもよい。
【0055】
ある実施形態では、アクチュエータ戻しばね圧縮部材236が第1保持器208を介して加える下向きの圧縮力と同じ大きさで対抗する反力を上向きの付勢力に含めることが認められる。
【0056】
図4に示すように、シャフト206には段差や棚があってもよい。この構成では、シャフト206の棚が非接触センサプレート212の底面に対し上向きの力を及ぼすように、非接触センサプレート212がシャフト206の棚にかかってもよい。よって、非接触センサプレート212は第1面で第1保持器208の一部に付勢して第1保持器208に対抗する付勢力を受ける。
【0057】
マイクロポジションギャップセンサ組立体200にプリント回路基板216を備えてもよい。第1実施形態と第2実施形態に記載したように、プリント回路基板216を電気的及び/又は物理的に非接触センサプレート212に接続し、プリント回路基板216が非接触センサプレート212とターゲットプレート214との間隔に比例した信号を出力してもよい。
【0058】
原動機又はアクチュエータ素子230の変位が流量制御弁240の弁座に対する弁シャフト244と弁体242の変位に影響を及ぼすように、シャフト206を流量制御弁240の弁シャフト244に接続してもよい。
【0059】
図6と
図7は第4実施形態を示し、
図4と
図5のマイクロポジションギャップセンサ組立体200とは逆の構成である。
図6は原動機又はアクチュエータと流量制御弁240に接続されたマイクロポジションギャップセンサ組立体200Aの断面図である。
図7はマイクロポジションギャップセンサ組立体200Aの等角分解組立図である。簡潔にするために、
図6と
図7のマイクロポジションギャップセンサ組立体200Aと
図4と
図5のマイクロポジションギャップセンサ組立体200との違いのみを説明する。
【0060】
逆構成ではターゲットプレート214を下部本体部202に設置してもよい。下部本体部202とターゲットプレート214との間に調整シムを少なくとも1つ設置してターゲットプレート214と非接触センサプレート212との間隔を設定してもよい。上記に
図4と
図5を参照して説明した通り、非接触センサプレート212を第1保持器208の一部に付勢し、シャフト206の棚によって第1保持器208に対抗する付勢力を加えてもよい。更に、ターゲットプレート214とは反対側の非接触センサプレート212にプリント回路基板216を設置してもよい。
【0061】
原動機又はアクチュエータ素子230をアクチュエータ戻しばね圧縮部材236に接続する軸受234と共にマイクロポジションギャップセンサ組立体200と200Aを図示したが、別の好適な接続によってアクチュエータ素子230の原動機からアクチュエータ戻しばね圧縮部材236に力を伝動することが認められる。更に、図示した原動機に対する特殊な接続が認められる。
【0062】
上記説明の流量制御の応用例の他に流量感知、振動感知、原動機性能、又は機械的欠陥検出に上記説明の実施形態を適用することも認められる。
【0063】
本開示の対象事項は各種処理、システムや構成、その他特徴、機能、作動、及び/又はここに開示する特性、およびこれらの同等物に関する新規で非自明な組み合わせや下位の組み合わせを含む。