JP2006317283A - ポジションセンサ用の検出部、及びそれを用いたポジションセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】
誘導起電力やインピーダンス変化等の影響を低減できるとともに、大型化することなく環状電流の影響を低減できるポジションセンサ用の検出部、及びそれを用いたポジションセンサを提供する。
【解決手段】
ポジションセンサ用の検出部１は、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬが巻装されるコイルボビン３と、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸（巻軸）方向に相対変位するコア２と、検出コイルＬの外周面を覆う磁気シールド用のシールド部材４と、これら検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３とコア２とシールド部材４とが収納されるケース５とを備え、シールド部材４は、軸方向にスリット４ｃが形成されて、検出コイルＬの周方向において不連続となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポジションセンサと、ポジションセンサ用の検出部に関する。

従来から、図７（ａ）に示すようなポジションセンサが提供されており、このようなポジションセンサは、検出部１００と、駆動回路２００と、信号処理回路３００とで構成されている（特許文献１）。

ここで、検出部１００は、図７（ｂ）に示すように、中空の検出コイル１０１と、検出コイル１０１が外周面に巻装される円筒状のコイルボビン１０２と、コイルボビン１０２内（検出コイル１０１の巻線内）に出没自在に設けられ、検出コイル１０１に対してその中心軸（巻軸）方向に相対変位する磁性材料からなる棒状のコア１０３とを備えており、樹脂製のケースに収納された状態や、樹脂モールドされた状態で用いられる。

駆動回路２００は、検出コイル１０１に所定の周波数及び振幅の定電流を出力する定電流回路であり、所定の振幅の直流電圧に所定の周波数及び振幅の交流電圧を重畳した定電圧を発生する発振回路２０１と、発振回路２０１が出力する定電圧を定電流に変換するＶ−Ｉ回路（電圧−電流変換回路）２０２とから構成されている。

信号処理回路３００は、駆動回路２００が出力する定電流及び検出コイル１０１のインピーダンスにより決まる検出コイルの両端電圧（検出信号）のピーク値Ｖ１に応じて、コア１０３と検出コイル１０１との位置情報を示す出力信号Ｖｏｕｔを出力するものであり、ピークホールド回路３０１と、ＡＤ変換回路３０２と、レベルシフト部３０３ａ、温度補償部３０３ｂ、及び増幅部３０３ｃを有するデジタル演算ブロック３０３とから構成されている。ピークホールド回路３０１では、検出コイル１０１の両端電圧のピーク値Ｖ１を抽出し、ＡＤ変換回路３０２では、ピーク値Ｖ１をデジタル信号ＤＶ１に変換するようになっている。そして、デジタル演算ブロック３０３では、デジタル信号演算としてレベルシフト部３０３ａで所定のデジタル量を加算してレベルシフトを行ったデジタル信号ＤＶ２を出力し、温度補償部３０３ｂでは、温度補償を実行する演算をデジタル信号ＤＶ２に対して行い、増幅部３０３ｃでは、温度補償部３０３ｂが出力するデジタル信号を増幅して、デジタル信号の出力信号Ｖｏｕｔを出力するようになっている。
特開２００４−２９００２号公報（第２７図、第４３図）

上記のポジションセンサに用いられる検出部１００は、樹脂製のケースに収納された状態や、樹脂モールドされた状態で用いられるので、ポジションセンサを設置した際に、検出部１００の近傍に電線が存在すると、電線に流れる電流により発生する磁界の影響によって、検出コイル１０１に誘導起電力が発生する場合がある。特に、図７（ａ）に示すようなピークホールド回路３０１を備えるポジションセンサでは、このような誘導起電力によって出力電圧Ｖｏｕｔが変動するおそれがある。

また、検出部１００の周囲に鉄や、アルミニウム、真鍮等の金属が配置されている場合には、これら金属によって検出コイル１０１のインピーダンスが変化してしまうので、設置場所ごとに検出コイル１０１のインピーダンスがばらつくおそれがある。

このようなポジションセンサの設置場所（つまりは使用環境）による影響を低減するために、本発明者らは鉄製のシールド部材で検出コイルの外周面を覆うことを見出したが、鉄は導電性を有するため、検出コイルと対向するシールド部材に検出コイルが発生する磁界を打ち消す環状電流（渦電流）が流れるおそれがあり、このような環状電流がシールド部材に流れると、検出コイルのインピーダンスが減少して、センサの検出感度が悪化してしまうという別の問題が生じていた。

一方、このような環状電流は、シールド部材と検出コイルとを十分に（コアと検出コイルとの距離程度）に離間させて配置することによって、その影響を低減することができていたが、この場合には、検出部が大型化してしまうという問題が新たに生じることになる。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、誘導起電力やインピーダンス変化等の影響を低減できるとともに、大型化することなく環状電流の影響を低減できるポジションセンサ用の検出部、及びそれを用いたポジションセンサを提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１のポジションセンサ用の検出部では、中空の検出コイルと、検出コイル内に出没自在に設けられ検出コイルに対してその中心軸方向に相対変位するコアと、少なくとも検出コイルの外周面を覆う磁気シールド用のシールド部材とを備え、シールド部材は、検出コイルの周方向において不連続となっていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検出コイルの周方向の電路がシールド部材に形成されないようにしているので、環状電流がシールド部材に発生することがなくなり、これにより、検出部を大型化しなくてもセンサの検出感度の悪化を防止できる。しかも、シールド部材により検出コイルが磁気シールドされているので、使用環境による誘導起電力やインピーダンス変化等の影響を低減できる。

請求項２のポジションセンサ用の検出部では、請求項１の構成に加えて、シールド部材には、強磁性体が用いられていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、時間変化を伴なう外部磁界に起因する誘導起電力の影響を低減するのに好適なシールド部材を得ることができる。

請求項３のポジションセンサ用の検出部では、請求項２の構成に加えて、強磁性体は、鉄系金属材料であることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの輻射ノイズの影響を抑制することができる。

請求項４のポジションセンサ用の検出部では、請求項３の構成に加えて、シールド部材は、鉄製の内殻部と、鉄よりも導電性が高い導電性材料からなる外殻部とを有していることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、シールド部材が、鉄製の内殻部に加えて、鉄よりも導電性が高い導電性材料からなる外殻部を有しているので、検出部の近傍に配置された金属板等に起因する検出コイルのインピーダンス変化を、内殻部だけの場合に比べて低減することができる。

請求項５のポジションセンサ用の検出部では、請求項４の構成に加えて、外殻部は、内殻部の表面全面に設けられていることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、シールド部材を構成する鉄の防錆効果を得ることができる。

請求項６のポジションセンサ用の検出部では、請求項３の構成に加えて、シールド部材の表面に防錆処理を施していることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、シールド部材を構成する鉄系金属材料の防錆効果を得ることができる。

請求項７のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜６のいずれか１項の構成に加えて、シールド部材は、磁気焼鈍されていることを特徴とする。

請求項７の発明によれば、シールド部材の内部応力を低減して導磁率を向上させることができ、磁気シールド効果をより高めることができる。

請求項８のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜７のいずれか１項の構成に加えて、シールド部材は、金属板の折り曲げ加工により形成されていることを特徴とする。

請求項８の発明によれば、シールド部材を容易に形成することができる。

請求項９のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜７のいずれか１項の構成に加えて、シールド部材は、金属板のロール加工により形成されていることを特徴とする。

請求項９の発明によれば、シールド部材を容易に形成することができる。

請求項１０のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜９のいずれか１項の構成に加えて、コアを被検出体に連結する非磁性体のシャフトと、コアの可動範囲外において該シャフトを前記中心軸方向に摺動自在に支持する軸受け部とを有していることを特徴とする。

請求項１０の発明によれば、シャフトと軸受け部とによりコアの移動方向が検出コイルの中心軸方向のみに規制されるから、コアが前記中心軸方向以外の方向に移動して他の部材に当たることがなくなる。これによりコアに歪や応力が生じなくなるので、ビラリ効果によってコアの透磁率が変化することがなくなり、このような透磁率の変化に起因する検出コイルのインピーダンス変化を防止することができる。

請求項１１のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜９のいずれか１項の構成に加えて、コアに固定されてコアと共動する第１摺動部と、検出コイルに固定されて第１摺動部が前記中心軸方向に摺動自在に当接される第２摺動部とを有するガイドを備え、第１摺動部とコアは、前記中心軸方向に並行していることを特徴とする。

請求項１１の発明によれば、ガイドによってコアの移動方向が検出コイルの中心軸方向のみに規制されるから、コアが前記中心軸方向以外の方向に移動して他の部材に当たることがなくなる。これによりコアに歪や応力が生じなくなるので、ビラリ効果によってコアの透磁率が変化することがなくなり、このような透磁率の変化に起因する検出コイルのインピーダンス変化を防止することができる。しかも、第２摺動部に当接される第１摺動部とコアとが前記中心軸方向に並行しているので、コアの可動範囲内で両摺動部が当接することになり、これにより検出部を大型化しなくて済む。

請求項１２のポジションセンサ用の検出部では、請求項１〜１１のいずれか１項の構成に加えて、シールド部材は、コアの可動範囲全体を覆うように形成されていることを特徴とする。

請求項１２の発明によれば、コアの可動範囲内ではコアがその位置によらずに常にシールド部材で覆われることになるので、外部磁界の磁束がコア中を通ることがなくなり、これにより、外部磁界の磁束によってコアの磁気特性が変化してしまうことを防止でき、コアの磁気特性の変化に起因するセンサの出力電圧の変動が生じることがなくなる。

請求項１３のポジションセンサ用の検出部では、請求項１１の構成に加えて、第１摺動部と第２摺動部は、コアの可動範囲内においてコアが検出コイルから最も離間した状態で両摺動部の当接部分が最も少なくなるとともに、コアの可動範囲内においてコアが検出コイル内に最も没入した状態で両摺動部の当接部分が最も多くなるように配置され、前記中心軸方向においてコアが検出コイルから離間する方向側の第２摺動部の端面は、検出コイルに固定されてコアと相対変位する部材の前記方向側の端面の中で最も前記方向側に位置し、前記方向側のコアの端面は、前記のコアが検出コイル内に最も没入した状態で前記方向側の第２摺動部の端面と前記中心軸方向で略同じ位置に位置していることを特徴とする。

請求項１３の発明によれば、コアの可動範囲内においてコアが検出コイル内に最も没入した状態で、前記中心軸方向においてコアが検出コイルから離間する方向側のコアの端面が、前記方向側の第２摺動部の端面と前記中心軸方向で略同じ位置に位置しているので、コアと被検出体とを連結するための部材の長さ寸法に、前記コアの端面と前記第２摺動部の端面との間の長さ寸法分を確保する必要がなくなり、これにより、検出部を小型化することが可能になる。

請求項１４のポジションセンサ用の検出部では、請求項１３の構成に加えて、コアに固定されてコアと共動するとともにシールド部材で覆われていないコアの部位を覆う強磁性体部を備えていることを特徴とする。

請求項１４の発明によれば、コアを外部磁界の磁束や輻射ノイズ等から常に防護することができる。

請求項１５のポジションセンサでは、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、定電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号をコアと検出コイルとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを備えていることを特徴とする。

請求項１５の発明によれば、使用環境による誘導起電力やインピーダンス変化等の影響を低減できるとともに、大型化することなく環状電流の影響を低減できるポジションセンサを得ることができる。

請求項１６のポジションセンサでは、請求項１５の構成に加えて、シールド部材は、駆動回路又は信号処理回路の安定電位点に電気的に接続されていることを特徴とする。

請求項１６の発明によれば、シールド部材が安定電位点に電気的に接続されているので、輻射ノイズに対してさらに大きなシールド効果を得ることができる。

本発明は、シールド部材により検出コイルが磁気シールドされているので、誘導起電力やインピーダンス変化等の影響を低減できるという効果があり、加えて、検出コイルの周方向の電路がシールド部材に形成されないようにしているので、環状電流がシールド部材に発生することがなくなり、これにより検出部を大型化せずにセンサの検出感度の悪化を防止できるという効果がある。

以下に、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。尚、特に断りがない限りは、図２の上方を検出部の上方とし、図２の下方を検出部の下方とする。また尚、図２、５，６では説明の簡略化のために、図１とは縦横の比率を異ならせてある。

（実施形態１）
本実施形態のポジションセンサは、図２に示すように、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸（巻軸）方向（図２における上下方向）に相対変位するコア２と、検出コイルＬの外周面を覆う磁気シールド用のシールド部材４とを備える検出部１を有するとともに、検出部１の検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路（図示せず）と、前記定電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路（図示せず）とを備えている。尚、上記の駆動回路及び信号処理回路は、図７（ａ）に示す従来例と同様のものを用いることができるので、これらの説明は省略する。

検出部１は、図１に示すように、フェライト等の磁性材料を用いて長尺の丸棒状に形成されたコア２と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３と、検出コイルＬの外周面を覆う磁気シールド用のシールド部材４と、これらコア２とコイルボビン３とシールド部材４とが収納されるケース５とを備えている。

コイルボビン３は、たとえば熱硬化性樹脂等を用いて形成されており、図２に示すように、両端が開口した長尺円筒状の巻胴部３ａと、巻胴部３ａの上端側に形成される円環状の第１鍔部３ｂと、巻胴部３ａの下端側に下端開口を閉塞するように形成される円盤状の第２鍔部３ｃと、第２鍔部３ｃの下端側に設けられる円盤状の台部３ｄとを一体に備えている。ここで、巻胴部３ａは、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコア２の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりも大きく形成されるとともに、内径がコア２の外径よりも大きく形成されて、コア２がコイルボビン３内に自在に出没できるようになっている。また、台部３ｄは、第２鍔部３ｃよりも大きい外径を有しており、この台部３ｄ上にはシールド部材４が載置される。

シールド部材４は、図２に示すように、コイルボビン３に被嵌される内殻部４ａと、内殻部４ａの表面（外周面）の全面を覆う外殻部４ｂとで構成されている。

内殻部４ａは、金属板、たとえば矩形状の鉄板をロール加工することにより両端が開口した長尺円筒状に形成されている。また、ロール加工時に金属板の端部間に所定の間隙を設けることで、内殻部４ａには、図１に示すように軸方向（上下方向）のスリット４ｃが設けられており、これにより軸方向に交差する方向での内殻部４ａの断面形状は略Ｃ字状となっている。加えて、内殻部４ａは、内径がコイルボビン３の両鍔部３ｂ，３ｃを内包できる程度の大きさに形成されるとともに、外径がコイルボビン３の台部３ｄの外径と略等しくなるように形成されており、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコイルボビン３の第１鍔部３ｂと台部３ｄの上面間の距離と略等しくなるように形成されている。

このように強磁性体金属である鉄を用いて内殻部４ａを形成することで、磁気シールド効果を得ることができる。ここで、内殻部４ａを形成する際には、たとえば焼鈍温度８５０℃で鉄を磁気焼鈍しておくことが好ましく、このように磁気焼鈍することによって鉄の内部応力を低減して導磁率を向上させることができ、磁気シールド効果を一層高めることができる。

ところで、内殻部４ａを形成する材料は、鉄に限られるものではなく、強磁性体である鉄系金属であってもよいが、以下の理由により鉄が最適である。つまり、一般的なポジションセンサは、数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数帯に自己共振周波数を有しているために、数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数帯の輻射ノイズの影響を受けやすいが、鉄は数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数帯に対して大きなシールド効果を有しているので、鉄を用いることで上記の数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数帯の輻射ノイズの影響を低減することが可能になる。また、鉄は様々な加工が可能である点も有益な点の１つである。ただし、鉄は錆を発生するため、悪環境で使用する場合には適切な防錆処理を行うことが望ましく、このような防錆処理としては、単純に防錆油を塗布するほか、亜鉛クロメートめっき等の適切なめっき処理を施す方法を用いることができる。

外殻部４ｂは、たとえば、内殻部４ａの外周面の全面に形成された銅めっき層からなる。ここで、外殻部４ｂに用いられる金属材料は銅に限られるものではなく、内殻部４ａに用いられる磁性金属材料（本実施形態では鉄）よりも高い導電性を有する導電性材料（良導体）であればよい。たとえば、銅ニッケルめっき層や、銀めっき層、金めっき層等を外殻部４ｂとして用いることができ、また、その形成方法もめっき処理に限らず金属蒸着等、状況に応じて好適なものを採用することができる。

このように鉄製の内殻部４ａの外周面に銅めっき層からなる外殻部４ｂを形成することで、検出コイルＬの近傍に配置された金属板Ｍ（図３（ａ）〜（ｃ）参照）による検出コイルＬのインピーダンス変化を、内殻部４ａだけの場合に比べて抑えることができることが後述する試験によりわかっている。

前述の試験は、以下に述べるセッティングＡ〜Ｃのそれぞれについて、金属板Ｍを配置していない場合の検出コイルＬのインピーダンスと、検出コイルＬの中心軸に所定の間隔ｄ２を隔てて金属板Ｍを配置した場合の検出コイルＬのインピーダンスとを測定し、その変動量を求めるものである。セッティングＡは図３（ａ）に示すように検出コイルＬにシールド部材４を配置していないものであり、セッティングＢは図３（ｂ）に示すように検出コイルＬの中心軸に所定の間隔ｄ１を隔てて鉄製の内殻部４ａのみを配置したものであり、セッティングＣは図３（ｃ）に示すように検出コイルＬの中心軸に所定の間隔ｄ１を隔てて鉄製の内殻部４ａと銅めっき層からなる外殻部４ｂを備えるシールド部材４を配置したものである。

また、金属板Ｍとしては、同じ板厚の鉄、アルミ、真鍮製の３種類の金属板を用い、各金属板についてそれぞれ同様に試験を行った。尚、その他の条件（コアの挿入量やインピーダンスの測定周波数等）は固定条件としている。

この試験により得られた結果を表１に示す。

この結果から明らかなように、鉄製の内殻部４ａと、銅めっき層からなる外殻部４ｂとを有するシールド部材４を用いることで、検出コイルＬのインピーダンス変化を最も抑えることができることがわかる。

ケース５は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、上面が開口した有底の長尺円筒状に形成されている。また、ケース５は、内径がシールド部材４の外径と略等しくなるように形成されるとともに、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコイルボビン３の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりも大きく形成されている。

以上の部材により検出部１は構成されており、各部材は次のようにして取り付けられている。コイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬがコイルボビン３の軸方向を中心軸（巻軸方向）として巻装されている。このように検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３には、検出コイルＬの外周面を覆うようにしてシールド部材４が被嵌され、この状態では、図２に示すように、シールド部材４の内部にコイルボビン３の両鍔部３ｂ，３ｃが配置され、シールド部材４の下端面が台部３ｄの上面に当接している。そして、コイルボビン３はシールド部材４とともにケース５に収納され、この後に検出コイルＬの中心軸方向を移動方向とするコア２がコイルボビン３内（つまりは検出コイルＬ内）に出没自在に配置される。これにより図２に示す検出部１が得られる。

このように構成された検出部１は、シールド部材４を備えているので、図２に示すように検出コイルＬの中心軸方向に交差する方向の外部電線Ｓが検出部１の近傍に配置されていたとしても、外部電線Ｓから発生する外部磁界Ｅの磁束はほとんどがシールド部材４中（主に内殻部４ａ）を通過することになる。そのため外部磁界Ｅの磁束は検出コイルＬと鎖交せず、これにより外部磁界Ｅによって検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止できる。

また、シールド部材４が、鉄製の内殻部４ａと、内殻部４ａの外周面を覆う銅めっき層からなる外殻部４ｂとで構成されているので、検出部１の近傍に金属板や、検出部１用の金属製の取付部材等が配置された際にも、このような周囲金属による検出コイルＬのインピーダンス変化を内殻部４ａだけの場合に比べて低減することができる（表１参照）。しかも、内殻部４ａの外周面の全面に亘って外殻部４ｂを設けていることにより、内殻部４ａの鉄の防錆効果を得ることができるので、内殻部４ａに別途防錆処理を行わなくて済む。

さらに、本実施形態では、内殻部４ａにスリット４ｃを設けて内殻部４ａが周方向において不連続となるようにして、シールド部材４に検出コイルＬの周方向の電路が形成されないようにしているので、環状電流が内殻部４ａに発生することがなくなる。これにより、シールド部材４と検出コイルＬとの間に環状電流防止用の隙間を設けなくても、環状電流の発生を防止できるから、検出部１を大型化せずにセンサの検出感度の悪化を防止できる。尚、このようなスリット４ｃを通った外部磁界Ｅの磁束が検出コイルＬに悪影響を与えてしまうことが懸念されるが、スリット４ｃの幅が十分に小さければ、検出コイルＬへの影響は無視できる。

ところで、本実施形態のシールド部材は、金属板をロール加工して内殻部を形成するものに限られるものではなく、金属板を折り曲げ加工して内殻部を形成するようにしてもよい。

たとえば、図４（ａ）に示すシールド部材４０は、矩形状の鉄板を３箇所で約９０度に折り曲げ加工して両端が開口した長尺角筒状に形成されており、鉄板の端部間に所定の間隙を設けることで四隅のうちの１つに軸方向のスリット４０ａを有している。そして、このようなシールド部材４０は、上面が開口した有底の長尺角筒状のケース５０に収納される。

図４（ｂ）に示すシールド部材４１は、２枚のシールド板４１ａ，４１ｂで構成されている。これらシールド板４１ａ，４１ｂは、それぞれ矩形状の鉄板を折り曲げ加工することにより略Ｌ字状に形成されており、検出コイルの中心軸に対して点対称に配置されるとともに、両シールド板４１ａ，４１ｂが接触しないように離間した状態でケース５０に収納される。

一方、図４（ｃ）に示すシールド部材４２は、矩形状の鉄板を折り曲げ加工しない例であり、矩形状の鉄板からなる４枚のシールド板４２ａ〜４２ｄで構成されている。これらシールド板４２ａ〜４２ｄは、検出コイルを四方から囲むように配置されるとともに、各シールド板４２ａ〜４２ｄがそれぞれ接触しないように離間した状態でケース５０に収納される。

以上述べた図４（ａ）〜（ｃ）に示すシールド部材４０〜４２も、検出コイルＬの周方向では不連続となっているので、シールド部材４と同様に環状電流が生じることを防止できる。尚、上記シールド部材４，４０〜４２の中では、用いる鉄板が少なくて済む点でシールド部材４，４０を用いるのが好ましい。さらに言えば、曲げ加工が１回で済む点でシールド部材４を用いるのが好ましい。また、中心軸に対して軸対象形状である円筒状のシールド部材４を採用した際に、コア２、コイルボビン３、シールド部材４、及びケース５も軸対象形状とし、これらが同軸となるように配置すれば、コア２が回転自在となるというメリットが得られる。

しかも、金属板の折り曲げ加工や、ロール加工は簡単に行うことができるので、たとえばシールド部材を筒状に形成した後にスリットを形成するような場合に比べてシールド部材を安価に製造することができる。さらに、金属板の折り曲げ角度等を調整して外側へ広がるような弾性をシールド部材に持たせておけば、シールド部材をケースに収納した際に、その弾性によってシールド部材がケースの内面に弾接し、これによりシールド部材をケース内に安定して配置することが可能となる。

尚、本実施形態のシールド部材は、鉄製の内殻部４ａと、銅めっき層からなる外殻部４ｂとで構成されたものに限られず、単に防錆処理を施した内殻部４ａのみを用いるようにしてもよいが、当然ながらインピーダンス変化を抑える効果は弱くなる。

（実施形態２）
ところで、上記実施形態１では、図２に示すように、検出コイルＬの外周面をシールド部材４で覆うようにしているので、外部電線Ｓの外部磁界Ｅによって検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止できていたが、図５（ａ）に示すように、シールド部材４で覆われた検出コイルＬからコア２が出ている場合には、コア２は磁性体であるため、外部磁界Ｅの磁束がコア２中を通ることになる。

このとき、外部磁界Ｅが大きくその時間変化が遅いと、コア２の磁気特性が変化してしまう（透磁率が減少してしまう）場合がある。このような原因によりコア２の磁気特性が変化すると、コア２の検出コイルＬに対する相対位置が変化しなくても検出コイルＬのインピーダンスが変化し、これにより、センサの出力電圧が変動してしまうという問題があった。

本実施形態のポジションセンサは、かかる問題を解決するためのものであり、検出部１０のシールド部材とケースの構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態１と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

シールド部材４３は、図５（ｂ）に示すように、内殻部４３ａと、内殻部４３ａの外周面の全面を覆う外殻部４３ｂとで構成され、内殻部４３ａには軸方向にスリット（図示せず）が形成されている。内殻部４３ａは、上記実施形態１と同様の構成のものであるが、その軸方向の長さ寸法がコア２の可動範囲の長さ寸法以上となるようにすることで、コア２の可動範囲全体を覆うように形成されており、これにより、コア２の可動範囲内では、コア２の位置によらずにコア２の外周面を覆うことができるようになっている。外殻部４３ｂは、上記実施形態１と同様にして内殻部４３ａの外周面に形成されている。

ケース５１は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、上面が開口した有底の長尺円筒状に形成されており、内径がシールド部材４３の外径と略等しくなるように形成されるとともに、軸方向（上下方向）の長さ寸法がシールド部材４３の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりも大きく形成されている。

以上述べたシールド部材４３、及びケース５１、並びに前述のコア２、コイルボビン３、及び検出コイルＬにより検出部１０は構成されており、各部材は次のようにして取り付けられている。コイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬがコイルボビン３の軸方向（上下方向）を中心軸方向（巻軸方向）として巻装されている。このように検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３には、検出コイルＬの外周面を覆うようにシールド部材４３が被嵌され、この状態では、シールド部材４３の内部にコイルボビン３の両鍔部３ｂ，３ｃが配置され、シールド部材４３の下端面が台部３ｄの上面に当接している。

そして、コイルボビン３はシールド部材４３とともにケース５１に収納され、この後に被検出体（図示せず）と連動するように設けられたコア２が検出コイルＬの中心軸方向を移動方向としてコイルボビン３内に出没自在に配置される。これにより図５（ｂ）に示す検出部１０が得られ、この検出部１０では、シールド部材４３の軸方向の長さ寸法がコア２の可動範囲の長さ寸法以上となっているので、コア２は、変位位置によらず常にシールド部材４３で囲まれるようになっている。

このように構成された検出部１０は、上記実施形態１と同様に、鉄製の内殻部４３ａと、内殻部４３ａの外周面を覆う外殻部４３ｂとで構成されるとともに、スリット（図示せず）を有するシールド部材４３を備えているので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

上記効果に加え、検出部１０では、図５（ｂ）に示すように、シールド部材４３をコア２の可動範囲全体を覆うように形成して、コア２を常にシールド部材４３で覆うようにしているので、外部磁界Ｅの磁束がコア２中を通ることがなくなる。これにより、外部磁界Ｅの磁束によってコア２の磁気特性が変化してしまう（透磁率が減少してしまう）ことを防止でき、コア２の磁気特性の変化に起因するセンサの出力電圧の変動が生じることがなくなる。

（実施形態３）
一方、上記実施形態１，２では、コア２がコイルボビン３内を移動する際等に、コア２がコイルボビン３の内周面に当たってコア２に歪や応力が生じる場合があった。一般に、ポジションセンサのコア２として用いられるフェライト等の磁性金属体は、外力により歪や応力が加えられると透磁率が変化する性質（ビラリ効果）を有しているので、上述したようにコア２に歪や応力が生じた際には、コア２の透磁率が変化し、これにより検出コイルＬのインピーダンスも変化してしまうという問題があった。また、場合によってはコア２が塑性変形してしまうおそれがあった。

本実施形態のポジションセンサは、かかる問題を解決するためのものであり、図６（ａ）に示すように、検出部１１に、コア２を被検出体（図示せず）に連結するシャフト６と、コア２の可動範囲外においてシャフト６を検出コイルＬの中心軸方向に摺動自在に支持する軸受け部７と、ケース５１の上面開口に被着されるカバー８とを備えていることに特徴があり、その他の構成は上記実施形態２と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

シャフト６は、たとえば、非磁性体からコア２と略同程度の外径を有する長尺の丸棒状に形成されている。シャフト６は、下端部がコア２の上端部と連結されるとともに、シャフト６の図示しない上端側が被検出体に連結され、これによりコア２が被検出体と共動するようになっている。

軸受け部７は、図６（ａ）に示すように、両端が開口した円筒部７ａと、円筒部７ａの下端部から外方へ突出した環状のフランジ部７ｂとを一体に備えている。円筒部７ａは、内径がシャフト６の外径と同程度に形成されており、これによりシャフト６が軸方向（上下方向）に摺動自在に挿通できるようになっている。また、フランジ部７ｂは、外径がケース５１の内径と同程度に形成されている。

カバー８は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、ケース５１の上面開口を閉塞できる程度の大きさの円盤状に形成されており、略中央部には、軸受け部７の円筒部７ａが挿通される孔部８ａが形成されている。

以上述べたシャフト６、軸受け部７、及びカバー８、並びに前述のコア２、コイルボビン３、検出コイルＬ、シールド部材４３、及びケース５１により検出部１１は構成されており、各部材は次のようにして取り付けられている。コイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬがコイルボビン３の軸方向を中心軸方向として巻装されている。このように検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３には、検出コイルＬの外周面を覆うようにシールド部材４３が被嵌され、この状態では、シールド部材４３の内部にコイルボビン３の両鍔部３ｂ，３ｃが配置され、シールド部材４３の下端面が台部３ｄの上面に当接している。ここで、シールド部材４３は上記実施形態２と同様のものであるから、コア２の変位位置によらずに常にコア２を覆うことができるようになっている。

そして、コイルボビン３はシールド部材４３及び軸受け部７とともにケース５１に収納される。このとき、軸受け部７は、フランジ部７ｂがシールド部材４３の上端面に載置されるとともに、円筒部７ａがケース５１から上方へ突出された状態でケース５１に収納されている。この後に、カバー８が、略中央部の孔部８ａから円筒部７ａを突出させた状態でケース５１の上面側に被着される。最後に、被検出体にシャフト６を介して連結されたコア２がコイルボビン３内に検出コイルＬの中心軸方向を移動方向として出没自在に配置されるとともに、シャフト６が軸受け部７の円筒部７ａを挿通するように配置されて、図６（ａ）に示す検出部１１が得られる。

次に、この検出部１１の動作について説明する。図６（ａ）は、コア２がコイルボビン３から離間した状態を示している。この状態から、被検出体の移動に伴ってシャフト６が下方へ移動していくと、シャフト６に押されてコア２が下方へと移動し、コイルボビン３内へと入っていく。このとき、シャフト６は軸受け部７によってコイルボビン３の軸方向（つまりは検出コイルＬの中心軸方向）に摺動自在に支持されているので、シャフト６と軸受け部７とによりコア２の移動方向が検出コイルＬの中心軸方向のみに規制される。これによりコア２と検出コイルＬとが軸ずれしたり、傾いたりすることが防止されて、コア２が検出コイルＬに対して同一の軌道で相対変位することになる。この点は、被検出体の移動に伴なってシャフト６が上方へ移動する場合においても同様である。

以上述べた検出部１１によれば、シャフト６と軸受け部７とによりコア２の移動方向が検出コイルＬの中心軸方向のみに規制されるので、コア２がその移動方向以外の方向へ移動することがなくなる。そのため、コア２がコイルボビン３の内周面等に当たってコア２に歪や応力が生じることがなくなり、これによりビラリ効果によるコア２の透磁率の変化を防止でき、このような透磁率の変化に起因する検出コイルＬのインピーダンス変化も防止することができる。

また、コア２の可動範囲外でシャフト６を軸受け部７に支持させているので、シャフト６にコア２の移動方向以外の方向の力が作用した際に、シャフト６に歪や応力が生じることがあっても、コア２が軸受け部７に当たってコア２に歪や応力が生じてしまうことがない。

（実施形態４）
上記の実施形態３では、コア２が軸受け部７に当たることがないように、コア２の可動範囲外でシャフト６を軸受け部７に支持させているが、軸受け部７をコア２の可動範囲外に設けた分だけ、検出部が大型化してしまうという問題が生じていた。

本実施形態のポジションセンサは、かかる問題を解決するためのものであり、検出部１２に上記実施形態３のような軸受け部７とカバー８とを設ける代わりに、図６（ｂ）に示すようにコア２と共動する第１摺動部９ａを備える共動部９、及びカバー８０を設け、シールド部材４３を第１摺動部９ａとともにガイドを構成する第２摺動部として用いていることに特徴があり、その他の構成は上記実施形態３と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

共動部９は、たとえば、非磁性材料から形成されており、円筒状の第１摺動部９ａと、第１摺動部９ａの上面開口を閉塞する円盤状の連結部９ｂとを一体に備えている。第１摺動部９ａの外径は、シールド部材４３の内径（内殻部４３ａの内径）と略同程度の大きさに形成されており、連結部９ｂの略中央部には、シャフト６が挿通される孔部９ｃが形成されている。また、第１摺動部９ａの軸方向（上下方向）の長さ寸法は、コア２の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりやや大きくなるように形成されている。ここで、孔部９ｃと連結部９ｂの中心軸が一致するようにすれば、共動部９をケース５１内で回転させることが可能になる点で好ましい。また、共動部９の第１摺動部９ａが導電性を有しているならば、このような第１摺動部９ａに上記シールド部材４３と同様にスリットを形成して、検出コイルＬの周方向において不連続となるようにし、これにより第１摺動部９ａに環状電流が生じないようにすることが好ましい。さらに、この第１摺動部９ａがシールド部材４３のスリットと重複した際に第１摺動部９ａを介してシールド部材４３に環状電流が流れないように第１摺動部９ａとシールド部材４３との間には絶縁処理を施しておくことが好ましい。

カバー８０は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、ケース５１の上面開口を閉塞できる程度の大きさの円盤状に形成されており、略中央部には、コア２及びシャフト６の外径以上の内径を有する孔部８０ａが形成されている。また、本実施形態において、ケース５１の上端面の内周縁部には、カバー８０嵌入用の凹部５１ａが形成されている。

以上述べた共動部９、及びカバー８０、並びに前述のコア２、コイルボビン３、検出コイルＬ、シールド部材４３、ケース５１、及びシャフト６とで検出部１２は構成されており、各部材は次のようにして取り付けられている。検出コイルＬ、コイルボビン３、及びシールド部材４３は、上記実施形態３と同様にしてケース５１に収納されている。この後に、被検出体にシャフト６を介して連結されたコア２がコイルボビン３内に出没自在に配置されるのであるが、このシャフト６には、共動部９が次のようにして固着されている。共動部９は、連結部９ｂの孔部９ｃにシャフト６の下端部を挿通させた状態でシャフト６に固着されており、これにより共動部９がコア２に固定されることになる。また、共動部９がコア２に固定された状態では、共動部９の第１摺動部９ａとコア２は、検出コイルＬの中心軸方向に並行するとともに、第１摺動部９ａの下端面がコア２の下端面よりもやや下方に位置している。

このようにシャフト６に固着された共動部９は、図６（ｂ）に示すように、第１摺動部９ａの外周面がシールド部材４３の内周面に検出コイルＬの中心軸方向に摺動自在に当接するように配置されており、第１摺動部９ａとシールド部材４３とによってコア２の移動方向を検出コイルＬの中心軸方向のみに規制するガイドが構成されている。つまり、ここではシールド部材４３が、第１摺動部９ａを検出コイルＬの中心軸方向に摺動自在に支持する第２摺動部として用いられている。

最後に、カバー８０の孔部８０ａにシャフト６を挿通させるとともに、ケース５１の凹部５１ａにカバー８０を嵌入することで、図６（ｂ）に示す検出部１２が得られる。

次に、この検出部１２の動作について説明する。図６（ｂ）は、コア２がコイルボビン３から離間した状態を示している。この状態から、被検出体の移動に伴ってシャフト６及び第１摺動部９ａが下方へ移動していくと、シャフト６に押されてコア２は下方へと移動してコイルボビン３内へと入っていく。このとき、第１摺動部９ａはシールド部材４３によってコイルボビン３の軸方向（つまりは検出コイルＬの中心軸方向）に摺動自在に支持されているので、第１摺動部９ａとシールド部材４３とからなるガイドによりコア２の移動方向が検出コイルＬの中心軸方向のみに規制される。これによりコア２と検出コイルＬとが軸ずれしたり、傾いたりすることが防止されて、コア２が検出コイルＬに対して同一の軌道で相対変位することになる。この点は、被検出体の移動に伴なってシャフト６が上方へ移動する場合においても同様である。

以上述べた検出部１２によれば、第１摺動部９ａと第２摺動部として用いられるシールド部材４３とからなるガイドによりコア２の移動方向が検出コイルＬの中心軸方向のみに規制されるので、上記実施形態３と同様に、ビラリ効果によるコア２の透磁率の変化を防止でき、透磁率の変化に起因する検出コイルＬのインピーダンス変化も防止することができる。

加えて、第１摺動部９ａとコア２を検出コイルＬの中心軸方向に並行させることで、両摺動部の当接部位をコア２の可動範囲内に設けているので、上記実施形態３のようにコア２の可動範囲外でシャフト６を軸受け部７に支持させるものに比べて、検出部を大型化しなくて済むようになる。

（実施形態５）
上記実施形態４の場合、コア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態では、検出コイルＬに固定されてコア２と相対変位する部材の中で最も上方に位置する端面（つまりはカバー８０の上面）よりもコア２の上端面が下方へ位置している。そのため、シャフト６の長さ寸法を少なくともコア２の上端面とカバー８０の上面との間の長さ寸法以上とする必要があり、シャフト６の長さ寸法がこれより小さいと被検出体がカバー８０にぶつかって被検出体の正しい変位を検出できなくなる。

つまり、上記実施形態４では、コア２の上端面と、検出コイルＬに固定されてコア２と相対変位する部材の中で最も上方に位置する端面（カバー８０の上面）との間の長さ寸法分だけシャフト６の長さ寸法を余分に大きくしなければならなかった。

本実施形態のポジションセンサはかかる問題を解決するためのものであり、検出部１３は、後述するシールド部材４４、ケース５２、及び共動部９０、並びに前述のコア２、コイルボビン３、検出コイルＬ、及びシャフト６とで構成されている。

前述のシールド部材４４は、図６（ｃ）に示すように、内殻部４４ａと、内殻部４４ａの外周面の全面を覆う外殻部４４ｂとで構成されており、内殻部４４ａは、上記実施形態１と同様に、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコイルボビン３の軸方向（上下方向）の長さ寸法と同程度となるように形成されるとともに、軸方向にスリット（図示せず）が形成されている。

前述のケース５２は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、上面が開口した有底の円筒状に形成された大径部５２ａと、大径部５２ａから上方へ一体に延設された円筒状の小径部５２ｂとを有している。また、ケース５２の大径部５２ａと小径部５２ｂは同軸となるとともに、大径部５２ａと小径部５２ｂの内径は、ともにシールド部材４４の外径と略等しくなるように形成されている。さらに、ケース５２の軸方向（上下方向）の長さ寸法は、コイルボビン３とシールド部材４４を収納した際に、シールド部材４４の上端面とケース５２の上端面とが同じ高さに位置するような大きさに設定されている。

前述の共動部９０は、たとえば、非磁性材料から形成されており、円筒状の第１摺動部９０ａと、第１摺動部９０ａの上面開口を閉塞する円盤状の連結部９０ｂとを一体に備えている。第１摺動部９０ａの内径は、ケース５２の小径部５２ｂの外径と略同程度の大きさに形成されており、第１摺動部９０ａの軸方向（上下方向）の長さ寸法は、ケース５２の小径部５２ｂの軸方向（上下方向）の長さ寸法よりやや大きくなるように形成されている。また、連結部９０ｂの略中央部には、シャフト６が挿通される孔部９０ｃが形成されている。ここで、孔部９０ｃと連結部９０ｂの中心軸が一致するようにすれば、共動部９０をケース５２内で回転させることが可能になる点で好ましい。

これらシールド部材４４、ケース５２、及び共動部９０、並びに前述のコア２、コイルボビン３、検出コイルＬ、及びシャフト６によって検出部１３は構成されており、各部材は次のようにして取り付けられている。コイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬがコイルボビン３の軸方向を中心軸方向として巻装されている。このように検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３には、検出コイルＬの外周面を覆うようにシールド部材４４が被嵌され、この状態では、シールド部材４４の内部にコイルボビン３の両鍔部３ｂ，３ｃが配置され、シールド部材４４の下端面が台部３ｄの上面に当接している。また、シールド部材４４の上端面がコイルボビン３の上端面よりもやや上方に位置している。

そして、コイルボビン３はシールド部材４４とともにケース５２に収納され、この状態では、図６（ｃ）に示すように、シールド部材４４の上端面とケース５２の上端面とが略同じ高さに位置している。すなわち、検出コイルＬの中心軸方向においてコア２が検出コイルＬから離間する方向側のケース５２の端面（つまりはケース５２の上端面）が、検出コイルＬに固定されてコア２と相対変位する部材（ここでは、コイルボビン３、シールド部材４４、ケース５２）の上端面の中で最も上側に位置している。

この後に、被検出体にシャフト６を介して連結されたコア２がコイルボビン３内に出没自在に配置されるのであるが、このシャフト６には、共動部９０が連結部９０ｂの孔部９０ｃにシャフト６の下端部を挿通させた状態でシャフト６に固着され、これにより共動部９０がコア２に固定されることになる。また、コア２に固定された状態では、共動部９０の第１摺動部９０ａとコア２は、検出コイルＬの中心軸方向に並行するとともに、第１摺動部９０ａの下端面がコア２の下端面よりもやや下方に位置している。このようにシャフト６に取り付けられた共動部９０は、図６（ｃ）に示すように、第１摺動部９０ａの内周面がケース５２の小径部５２ｂの外周面に検出コイルＬの中心軸方向に摺動自在に当接するように配置され、第１摺動部９０ａとケース５２とによりコア２の移動方向を検出コイルＬの中心軸方向のみに規制するガイドが構成されている。このようなガイドによれば、コア２を同一の軌道で移動させることが可能になる。

ここで、第１摺動部９０ａと、第２摺動部となるケース５２とは、コア２の可動範囲内においてコア２が検出コイルＬから最も離間した状態で両者の当接部分が最も少なくなり、コア２の可動範囲内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態で両者の当接部分が最も多くなるように配置されており、検出コイルＬに対するコア２の相対変位によって所謂入れ子式に運動することになる。また、前記のコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態では、コア２の上端面がケース５２の上端面と上下方向で略同じ位置に位置している。

以上により、図６（ｃ）に示す検出部１３が得られ、次に、この検出部１３の動作について説明する。図６（ｃ）は、コア２の可動範囲内においてコア２が検出コイルＬから最も離間した状態を示している。この状態では、第１摺動部９０ａとケース５２は、第１摺動部９０ａの下端部とケース５２の上端部でのみ当接しており、第１摺動部９０ａとケース５２の当接部分が最も少なくなっている。このようにコア２が検出コイルＬから最も離間した状態でも第１摺動部９ａとケース５２とを当接させていることにより、ガイドの機能が失われないようにしている。

この状態から、被検出体の移動に伴ってシャフト６が下方へ移動していくと、コア２はシャフト６に押されて下方へと移動し、コイルボビン３内へと入っていく。同時に、シャフト６に固着されている共動部９０も下方へと移動し、これに伴ない第１摺動部９０ａとケース５２の当接部分が増えていく。

そして、コア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態では、第１摺動部９０ａ内にケース５２の小径部５２ｂが収納され、第１摺動部９０ａとケース５２の当接部分が最も多くなっている。また、コア２の上端面がケース５２の上端面と略同じ高さ位置に位置しており、この状態での検出部１３の上下方向の長さ寸法は、シャフト６を除けばケース５２の大径部５２ａと共動部９０の軸方向（上下方向）の長さ寸法の和に等しくなる。この状態から、被検出体の移動に伴なってシャフト６が上方へ移動する場合は、共動部９０が徐々に上方へ移動するとともに、第１摺動部９０ａとケース５２の当接部分が少なくなっていき、やがて図６（ｃ）に示す状態となる。

以上述べた検出部１３によれば、コア２の可動範囲内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態で、コア２の上端面がケース５２の上端面と略同じ高さ位置に位置するようになっているので、シャフト６の長さ寸法に、コア２の上端面とケース５２の上端面との間の長さ寸法分を確保する必要がなくなり、これにより、シャフト６を短くして検出部を小型化することが可能になる。

一方、共動部９０をシールド部材と同様に鉄等の強磁性体金属を用いて形成すれば、常にコア２を磁束や輻射ノイズ等から防護することができ、また、共動部９０を樹脂や非磁性体金属等のシールド効果のない材料から形成した際にも、共動部９０にコア２を覆うような強磁性体部を付設することで同様の効果を得ることができる。また尚、第１摺動部９０ａを備える共動部９０が第２摺動部となるケース５２から抜け出ないように、共動部９０をケース５２に抜け止めするようにしてもよい。

（実施形態６）
本実施形態のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態２と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、検出部１４は、図６（ｄ）に示すように、コア２と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３０と、検出コイルＬの外周面を覆うシールド部材４５と、駆動回路及び信号処理回路が実装されたプリント基板Ｐと、これらコア２とコイルボビン３０とシールド部材４５とプリント基板Ｐとが収納されるケース５３とで構成されている。

ここで、コイルボビン３０は、たとえば熱硬化性樹脂等を用いて形成されており、図６（ｄ）に示すように、両端が開口した長尺円筒状の巻胴部３０ａと、巻胴部３０ａの上端側に形成される円環状の第１鍔部３０ｂと、巻胴部３０ａの下端側の開口を閉塞するようにして巻胴部３０ａの下端側に形成される円盤状の第２鍔部３０ｃとを一体に備えている。また、巻胴部３０ａは、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコア２の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりも大きく形成されるとともに、内径がコア２の外径よりも大きく形成されており、コア２がコイルボビン３０内に自在に出没できるようになっている。

シールド部材４５は、図６（ｄ）に示すように、コイルボビン３０に被嵌される内殻部４５ａと、内殻部４５ａの外周面の全面を覆う外殻部４５ｂとで構成されている。

内殻部４５ａは、たとえば、鉄を用いて長尺の円筒状に形成されている。また、内殻部４５ａは、内径がコイルボビン３０の両鍔部３０ｂ，３０ｃを内包できる程度の大きさに形成されるとともに、軸方向（上下方向）の長さ寸法がコア２の可動範囲の長さ寸法以上となるように形成されている。したがって、内殻部４５ａは、上記実施形態２と同様にコア２の可動範囲全体を覆うようになっており、これによりコア２の位置によらずにコア２を覆うことができるようになっている。さらに、内殻部４５ａの下端部には、下方へ向けて突片４５ｃが一体に突設されている。一方、外殻部４５ｂは、上記実施形態１と同様にして内殻部４０ａの外周面に形成されている。尚、上記実施形態１と同様に、内殻部４５ａには軸方向（上下方向）にスリット（図示せず）が形成されている。

プリント基板Ｐは、たとえば、図７（ａ）に示すような、検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、定電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを構成する電子部品が表面側（図６（ｄ）における下面側）に実装されたプリント配線板からなり、裏面側（図６（ｄ）における上面側）にグラウンド等の安定電位点用の配線パターン（図示せず）が形成されている。

ケース５３は、上面及び下面が開口した円筒状の本体部５４と、本体部５４の下面開口を閉塞する円盤状の底板部５５とで構成されている。

本体部５４は、たとえば、絶縁性樹脂を用いて、上面及び下面が開口した長尺円筒状に形成されるとともに、一体に形成された中板部５６によって内部が上下に仕切られており、中板部５６より上側の第１収納部５４ａには、コア２、コイルボビン３０、及びシールド部材４５が収納され、中板部５６より下側の第２収納部５４ｂには、プリント基板Ｐが収納される。ここで、第１収納部５４ａの内径は、シールド部材４５の外径と同程度となるように形成されるとともに、軸方向（上下方向）の長さ寸法がシールド部材４５の軸方向（上下方向）の長さ寸法よりも大きく形成されている。また、第２収納部５４ｂの側壁部の一部には、プリント基板Ｐに外部電源等の接続線を接続するための切欠部５４ｃが形成されている。

中板部５６の上面側には、シールド部材４５の下端部が嵌入される環状の凹部５６ａが形成されるとともに、凹部５６ａの底部の一部には、シールド部材４５の突片４５ｃを第２収納部５４ｂ側へ露出させるための貫通孔５６ｂが形成されている。また、中板部５６の上面中央部には、コイルボビン３０の第２鍔部３０ｃが嵌入される円形状の穴部５６ｃが形成されている。

そして、各部材が次のようにして取り付けられて検出部１４が構成されている。コイルボビン３０の巻胴部３０ａには、検出コイルＬがコイルボビン３０の軸方向（上下方向）を巻軸方向（上下方向）として巻装されている。このように検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３０は、図６（ｄ）に示すように、第２鍔部３０ｃを中板部５６の穴部５６ｃに嵌入した状態でケース５３の第１収納部５４ａに収納される。また、シールド部材４５は、下端部を凹部５６ａに嵌入するとともに、突片４５ｃを貫通孔５６ｂから第２収納部５４ｂに露出させた状態で、第１収納部５４ａに収納され、この状態では、シールド部材４５の内部にコイルボビン３０の両鍔部３０ｂ，３０ｃが配置されている。一方、プリント基板Ｐは、中板部５６の下面側に取り付けられた状態で、第２収納部５４ｂに収納されるのであるが、この収納時にはシールド部材４５の突片４５ｃとプリント基板Ｐの安定電位点用の配線パターンとを半田付け、圧接、溶接等によって電気的に接続しておく。そして、コイルボビン３０、シールド部材４５、及びプリント基板Ｐが収納された本体部５４に、底板部５５を取り付けるとともに、コア２を所定の位置に配置することで、図６（ｄ）に示す検出部１４が得られる。

この検出部１４によれば、シールド部材４５がスリットを有する鉄製の内殻部４５ａと、銅めっき層からなる外殻部４５ｂとで構成されるとともに、シールド部材４５によってコア２がその変位位置によらずに常に覆われているので、実施形態１，２と同様の効果を得ることができる。

加えて、シールド部材４５が突片４５ｃを介してプリント基板Ｐの安定電位点に電気的に接続されているので、輻射ノイズに対してさらに大きなシールド効果を得ることができる。

尚、プリント基板Ｐの安定電位点に接続される突片４５ｃの下面に半田めっき又は金めっき等を施せば、プリント基板Ｐとの接触信頼性を向上できるため、突片４５ｃには半田めっき又は金めっきを施すことが望ましい。

以上述べた本実施形態のポジションセンサ、及び実施形態１〜５のポジションセンサは、直線型（直線運動タイプ）のポジションセンサであったが、本発明のポジションセンサは、このような直線型のものに限られるものではなく、回転型のポジションセンサにも採用できる。また、状況に応じて検出コイルの数を増やしてもよい。

本発明の実施形態１のポジションセンサの要部の分解斜視図である。 同上の要部の概略断面図である。 （ａ）は、セッティングＡを示す説明図であり、（ｂ）は、セッティングＢを示す説明図であり、（ｃ）は、セッティングＣを示す説明図である。 （ａ）は、シールド部材の一例を示す概略説明図であり、（ｂ）は、シールド部材の一例を示す概略説明図であり、（ｃ）は、シールド部材の一例を示す概略説明図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１のポジションセンサの要部の概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態２のポジションセンサの要部の概略断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態３のポジションセンサの要部の概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態４のポジションセンサの要部の概略断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態５のポジションセンサの要部の概略断面図であり、（ｄ）は、本発明の実施形態６のポジションセンサの要部の概略断面図である。 （ａ）は、従来例のポジションセンサのブロック図であり、（ｂ）は、従来例のポジションセンサの要部の説明図である。

符号の説明

１ 検出部
２ コア
３ コイルボビン
４ シールド部材
４ｃ スリット
５ ケース
Ｌ 検出コイル

Claims (16)

1. 中空の検出コイルと、検出コイル内に出没自在に設けられ検出コイルに対してその中心軸方向に相対変位するコアと、少なくとも検出コイルの外周面を覆う磁気シールド用のシールド部材とを備え、シールド部材は、検出コイルの周方向において不連続となっていることを特徴とするポジションセンサ用の検出部。
2. シールド部材には、強磁性体が用いられていることを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ用の検出部。
3. 強磁性体は、鉄系金属材料であることを特徴とする請求項２に記載のポジションセンサ用の検出部。
4. シールド部材は、鉄製の内殻部と、鉄よりも導電性が高い導電性材料からなる外殻部とを有していることを特徴とする請求項３に記載のポジションセンサ用の検出部。
5. 外殻部は、内殻部の表面全面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のポジションセンサ用の検出部。
6. シールド部材の表面に防錆処理を施していることを特徴とする請求項３に記載のポジションセンサ用の検出部。
7. シールド部材は、磁気焼鈍されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
8. シールド部材は、金属板の折り曲げ加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
9. シールド部材は、金属板のロール加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
10. コアを被検出体に連結する非磁性体のシャフトと、コアの可動範囲外において該シャフトを前記中心軸方向に摺動自在に支持する軸受け部とを有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
11. コアに固定されてコアと共動する第１摺動部と、検出コイルに固定されて第１摺動部が前記中心軸方向に摺動自在に当接される第２摺動部とを有するガイドを備え、第１摺動部とコアは、前記中心軸方向に並行していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
12. シールド部材は、コアの可動範囲全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
13. 第１摺動部と第２摺動部は、コアの可動範囲内においてコアが検出コイルから最も離間した状態で両摺動部の当接部分が最も少なくなるとともに、コアの可動範囲内においてコアが検出コイル内に最も没入した状態で両摺動部の当接部分が最も多くなるように配置され、前記中心軸方向においてコアが検出コイルから離間する方向側の第２摺動部の端面は、検出コイルに固定されてコアと相対変位する部材の前記方向側の端面の中で最も前記方向側に位置し、前記方向側のコアの端面は、前記のコアが検出コイル内に最も没入した状態で前記方向側の第２摺動部の端面と前記中心軸方向で略同じ位置に位置していることを特徴とする請求項１１に記載のポジションセンサ用の検出部。
14. コアに固定されてコアと共動するとともにシールド部材で覆われていないコアの部位を覆う強磁性体部を備えていることを特徴とする請求項１３に記載のポジションセンサ用の検出部。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、定電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号をコアと検出コイルとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを備えていることを特徴とするポジションセンサ。
16. シールド部材は、駆動回路又は信号処理回路の安定電位点に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載のポジションセンサ。

Images