JP2012018157A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物の変位を検出するポジションセンサに関する。 The present invention relates to a position sensor that detects displacement of an object.
従来から、対象物の変位(例えば、回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転位置)を検出するポジションセンサが種々提供されており、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。この特許文献1に記載の変位センサ(ポジションセンサ)は、非磁性体から成る筒状のコアに巻き回された検出コイルと、検出コイルの内側又は外側近傍に配置されて検出コイルの軸方向に変位可能な筒状の導電体とを備える。そして、検出コイルと導電体との間の距離に応じて変化する検出コイルのインダクタンスに対応した周波数の発振信号を発振回路から出力し、当該発振信号に基づいて導電体の変位を検出する
。而して、対象物と連動する導電体の変位を検出コイルのインダクタンス変化として検出することで、対象物の変位を検出することができるようになっている。
Conventionally, various position sensors for detecting displacement of an object (for example, a rotation amount or a rotation angle or a rotation position of a rotating object) have been provided. For example, those disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載のポジションセンサでは、導電体にコアを挿入しなければならないため、導電体とコアとを収納するケースの厚み寸法が大きくなってしまい、薄型化が困難であるという問題があった。そこで、上記の問題点を解決することのできるポジションセンサが近年、考えられている。以下、このポジションセンサについて図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図5における上下を上下方向と定めるものとする。
However, in the position sensor described in
このポジションセンサは、図5に示すように、上面に1対の検出コイル100aが印刷形成された第1の絶縁基板100と、下面に1対の検出コイル(図示せず)が印刷形成された第2の絶縁基板101とを備える。また、非磁性材料から扇形に形成された1対の検出体102aと、各検出体102aを保持する保持体103とを有するロータブロック104を備える。これら第1及び第2の絶縁基板100,101とロータブロック104とは、一面を開口した箱体のボディ105aの開口面をカバー105bで閉塞して成るケース105の内部に収納される。尚、検出体102aの形状は厳密に言えば扇形ではなく、扇形から一回り小さい相似形の扇形を切り取った残りの図形に等しい形状である。したがって、以降の説明では、「扇形」は全て「扇形から一回り小さい相似形の扇形を切り取った残りの図形」を指すものとする。
As shown in FIG. 5, this position sensor has a first
以下、上記ポジションセンサの動作について簡単に説明する。対象物(図示せず)の変位に伴って、対象物と連動するロータブロック104の保持体103が回動すると、保持体103と連動して各検出体102aが互いに180度ずれて円周軌道上を変位する。そして、特許文献1に記載されている従来例と同様に、各検出体102aと2組の検出コイルとの相対位置に応じて変化する各検出コイルのインダクタンスに対応した周波数の発振信号を発振回路から出力する。この発振信号に基づいて各検出体102aの変位を検出することで、各検出体102aと検出コイルとの相対位置情報、即ち、ロータブロック104と連動する対象物の回転量を検出することができる。尚、具体的な検出方法については特許文献1に開示されているように従来周知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
Hereinafter, the operation of the position sensor will be briefly described. When the
ところで、上記のようなポジションセンサでは、対象物の変位に対する検出コイルのインダクタンス(インピーダンス)の変化率が一定である、即ち、対象物の変位に対して検出コイルのインピーダンスが線形に変化することが好ましい。しかしながら、上記後者の従来例では、各検出体102aを流れる渦電流の経路が各検出体102aの変位に伴って変化し、その電流密度も場所によって異なることから、検出コイルのインピーダンスが各検出体102aの変位に対して非線形に変化する。このため、対象物の変位に対しても検出コイルのインピーダンスが非線形に変化するため、十分な直線性を得ることができないという問題があった。
By the way, in the position sensor as described above, the change rate of the inductance (impedance) of the detection coil with respect to the displacement of the object is constant, that is, the impedance of the detection coil may change linearly with respect to the displacement of the object. preferable. However, in the latter conventional example, the path of the eddy current flowing through each
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、対象物の変位に対する検出コイルのインピーダンスの変化の直線性を向上させることのできるポジションセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a position sensor that can improve the linearity of a change in impedance of a detection coil with respect to the displacement of an object.
本発明のポジションセンサは、対象物の変位と連動して所定の軌道上を変位する検出体に対向して配置されるとともに、誘電体から成る基板の表面に形成された検出コイルと、前記検出体の変位に応じて変化する前記検出コイルのインピーダンスに基づいて前記対象物の変位を検出する検出部とを備え、前記検出コイルは、前記検出体の変位方向に沿った所定の長さ寸法の空隙を囲むように巻き回される複数の第1のターンと、前記空隙を横切るように折り返して巻き回される少なくとも1つ以上の第2のターンとから成ることを特徴とする。 The position sensor of the present invention is disposed opposite to a detection body that is displaced on a predetermined trajectory in conjunction with the displacement of an object, and a detection coil formed on the surface of a substrate made of a dielectric, and the detection A detection unit that detects the displacement of the object based on the impedance of the detection coil that changes according to the displacement of the body, and the detection coil has a predetermined length dimension along the displacement direction of the detection body. It is characterized by comprising a plurality of first turns wound around the gap and at least one or more second turns wound back around the gap.
このポジションセンサにおいて、前記基板は多層基板から成り、その各層に前記検出コイルがそれぞれ形成され、前記各層のうち少なくとも2つの層の各検出コイルの第2のターンは、それぞれ前記基板の厚み方向において互いに重なり合わないように配設されることが好ましい。 In this position sensor, the substrate is formed of a multilayer substrate, and the detection coils are formed in the respective layers, and the second turn of each of the detection coils of at least two layers among the layers is respectively in the thickness direction of the substrate. It is preferable that they are arranged so as not to overlap each other.
このポジションセンサにおいて、前記検出体を備えることが好ましい。 The position sensor preferably includes the detection body.
本発明は、検出コイルの第2のターンの折り返しの部位において磁束密度をステップ状に変化させることで、検出体の変位に対する検出コイルのインピーダンスの変化を線形に近付けることができる。したがって、検出体の変位と連動する対象物の変位に対しても検出コイルのインピーダンスの変化の直線性を向上させることができる。 According to the present invention, the change in the impedance of the detection coil with respect to the displacement of the detection body can be approximated linearly by changing the magnetic flux density in a step shape at the turn-back portion of the second turn of the detection coil. Therefore, it is possible to improve the linearity of the change in the impedance of the detection coil with respect to the displacement of the object interlocked with the displacement of the detection body.
以下、本発明に係るポジションセンサの実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図1(a)において上下左右及び前後の向きを定義する。また、以下の説明では、「検出コイルCo」と呼ぶ場合には、後述する第1の誘電体基板1の各検出コイル10a,10b、及び第2の誘電体基板2の各検出コイルの全てを指すものとする。本実施形態は、図1(a)に示すように、上面に1対の検出コイル10a,10bが印刷形成された第1の誘電体基板1と、下面に1対の検出コイル(図示せず)が印刷形成された第2の誘電体基板2とを備える。また、非磁性材料(例えばアルミ板)から扇形に形成された1対の検出体30a,30bと、各検出体30a,30bを保持する保持体31とを有するロータブロック3を備える。これら第1及び第2の誘電体基板1,2とロータブロック3とは、上面を開口した箱体のボディ4の開口面をカバー5で閉塞して成るケース6の内部に収納される。
Embodiments of a position sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the vertical and horizontal directions and the front and rear directions are defined in FIG. Further, in the following description, when referred to as “detection coil Co”, all of the
第1の誘電体基板1は円盤状に形成され、その中央部には厚み方向に貫通する円形状の貫通孔11が設けられている。そして、1対の検出コイル10a,10bは、第1の誘電体基板1の上面において貫通孔11を挟んで対向する位置に印刷形成されている。尚、これら1対の検出コイル10a,10bは、その外形が扇形となるようにパターニングされている。また、第1の誘電体基板1の外周縁には、相対的に幅が狭い複数(図示では4つ)の切り欠き12と、相対的に幅が太い複数(図示では3つ)の切り欠き13とがそれぞれ等間隔且つ互い違いに設けられている。更に、第1の誘電体基板1の後端部には、4つのスルーホール14が周方向に沿って並設されている。これらスルーホール14の開口端には、第1の誘電体基板1の下面において、各検出コイル10a,10bのコイル端末と電気的に接続されたランド(図示せず)が印刷形成されている。
The first
第2の誘電体基板2は、円盤状に形成され且つ中央部に厚み方向に貫通する円形状の貫通孔21が設けられた主片20と、主片21後側の外周縁から突出する矩形状の端子片22とが一体に形成されて成る。そして、第2の誘電体基板2の下面には、貫通孔21を挟んで対向する位置に1対の検出コイルが印刷形成されている。尚、図示は省略しているが、これら1対の検出コイルは第1の誘電体基板1の検出コイル10a,10bと同形状及び同寸法に形成されている。また、第2の誘電体基板2の外周縁には、幅細の複数(図示では3つ)の切り欠き23が等間隔に設けられている。更に、主片20の後端部(端子片22との連結部分)には、4つのスルーホール24が周方向に沿って並設され、端子片22にも4つのスルーホール25が左右方向に沿って並設されている。第2の誘電体基板2の上面においては、下面の各検出コイルのコイル端末と電気的に接続されたランド(図示せず)が各スルーホール24の開口端に印刷形成されている。そして、図示しない導電パターンによって当該4つのランドと各々電気的に接続された4つのランド(図示せず)が端子片22の各スルーホール25の開口端に印刷形成されている。
The second
ここで、第1の誘電体基板1に形成されている一方の検出コイル10aと第2の誘電体基板2に形成されている一方(上下方向において検出コイル10aと対向する方)の検出コイルとは、端子ブロック7を介して電気的に接続されている。同様に、第1の誘電体基板1に形成されている他方の検出コイル10bと第2の誘電体基板2に形成されている他方(上下方向において検出コイル10bと対向する方)の検出コイルとは、端子ブロック7を介して電気的に接続されている。端子ブロック7は、4本の端子ピン70と、各端子ピン70を中央部分で保持する絶縁体71とから成る。そして、第1の誘電体基板1の4つのスルーホール14にそれぞれ端子ピン70の下端部分が挿入されて第1の誘電体基板1の下面のランドに半田付けされている。また、第2の誘電体基板2の4つのスルーホール24にそれぞれ端子ピン70の上端部分が挿入されて第2の誘電体基板2の上面のランドに半田付けされている。つまり、4本の端子ピン70を介して第1の誘電体基板1側の検出コイル10a,10bのコイル端末と、第2の誘電体基板2側の検出コイルのコイル端末とが電気的に接続されている。
Here, one
また、第2の誘電体基板2には、各検出体30a,30bの変位に応じて変化する検出コイルCoのインダクタンス(インピーダンス)に基づいて対象物(図示せず)の変位を検出する検出部(図示せず)を構成する各回路が設けられている。検出部は、検出コイルCoのインダクタンスに対応した周波数の発振信号を出力する発振回路と、発振回路から出力された発振信号の周期に対応する信号を出力する発振周期計測回路とから構成される。また、検出部は、発振周期計測回路から出力される信号の二乗値を演算出力する二乗回路と、二乗回路で演算される二乗値の温度変動を補償する温度補償回路と、温度補償回路からの出力信号を基に各検出体30a,30bの変位を検出する信号処理回路とを備える。これらの回路は、特許文献1に開示されているように従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
The second
ここで、検出コイルCoのインピーダンスには、実際にはインダクタンスの他に容量成分や巻線抵抗による抵抗成分も含まれるが、インダクタンスが支配的である。したがって、本実施形態では、上記のように検出コイルCoのインダクタンスに基づいて対象物の変位を検出することで、実質的に検出コイルCoのインピーダンスに基づいて対象物の変位を検出することができる。 Here, the impedance of the detection coil Co actually includes a capacitance component and a resistance component due to winding resistance in addition to the inductance, but the inductance is dominant. Therefore, in the present embodiment, the displacement of the object can be detected substantially based on the impedance of the detection coil Co by detecting the displacement of the object based on the inductance of the detection coil Co as described above. .
ロータブロック3の保持体31は、合成樹脂材料によって上面が開口する有底円筒形状に形成されており、1対の検出体30a,30bを同時成形によって周面から左右方向に突出するように保持している。また、保持部31の内側には、金属材料により円筒形状に形成されて保持体31と一体に回動する中間体32が圧入又は同時成形などの適宜の方法で固定されている。中間体32は、対象物と連動する軸体(図示せず)に固定されるものであり、その外周面には固定用のDカット加工が施されている。ここで、中間体32の上端面には、その径方向に沿って目印32aが刻印されている。この目印32aと、後述するカバー5の主部50上面に形成されている目印50aとによって円周軌道上における各検出体30a,30bの位置がカバー5の外から視認できるようになっている。
The holding
ボディ4は、合成樹脂成形品から成り、上面が開口する扁平な有底円筒形状に形成された収納部40と、収納部40周面の後端側より後方に突設された矩形筒状のコネクタハウジング部41とを備える。また、収納部40周面の前端側には、前方に突設された三角形状のフランジ部42が設けられている。尚、収納部40にはアルミ板等の非磁性材料から扁平な有底筒形状に形成された磁気シールド体43が同時成形されており、収納部40の内側に磁気シールド体43が露出している。
The body 4 is made of a synthetic resin molded product, and has a
収納部40の内周面には、内底面からの高さ寸法が互いに異なる2種類のリブ40a,40bが突設されており、これら2種類のリブ40a,40bの上面にはそれぞれリブ40a,40bよりも小型のリブ40c,40dが上向きに突設されている。高さ寸法の低いリブ40a上面に突設されているリブ40cは、第1の誘電体基板1の幅細の切り欠き12に嵌め合わされる。一方、高さ寸法の高いリブ40bは、同じく第1の誘電体基板1の幅広の切り欠き13に嵌め合わされる。また、高さ寸法の高いリブ40b上面に突設されているリブ40dは、第2の誘電体基板2の幅細の切り欠き23に嵌め合わされる。而して、高さ寸法の低いリブ40aの上面に第1の誘電体基板1が固定され、高さ寸法の高いリブ40bの上面に第2の誘電体基板2が固定される。
Two types of
コネクタハウジング部41は、有底角筒形状に形成されており、その内底部に4本のコンタクト46が左右方向に沿って等間隔に並ぶように同時成形されている。また、コネクタハウジング部41の前端部(収納部40との連結部分)は上面が開口しており、当該前端部内に第2の誘電体基板2の端子片22が収納される。各コンタクト46は、棒状の金属材料を鈎形に折り曲げて成り、その上端部が第2の誘電体基板2の端子片22に設けられている各スルーホール25に挿入され、各スルーホール25の開口端に印刷形成されたランドに半田付けされる。
The
カバー5は、円盤形状の主部50と、主部50の後端縁より後方に突出する矩形板状の端子カバー部51とが合成樹脂成形品として一体に形成されて成る。カバー5は、ボディ4の収納部40上面を主部50で閉塞するとともに、コネクタハウジング41の前端部上面を端子カバー部51で閉塞するようにボディ4上面に取り付けられる。尚、主部50には、アルミ板等の非磁性材料から円環状に形成された磁気シールド体(図示せず)が同時成形されており、主部50の下面側に磁気シールド体が露出している。
The
ボディ4及びカバー5には、ロータブロック3のスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受部44,52と、ロータブロック3のラジアル荷重を受けるためのラジアル軸受部45,53とがそれぞれ設けられている。
The body 4 and the
ボディ1側のスラスト軸受部44は、収納部40の底面中央から上向きに突出する円筒形状に形成され、その上端面においてロータブロック3の保持部31下面を支持することでスラスト荷重を受けている。また、ボディ1側のラジアル軸受部45は、ボディ1下面中央に開口する円形状の貫通孔の周縁部から成り、スラスト軸受部44の内側に挿入される中間体32の下端部外周面を支持することでラジアル荷重を受けている。
The
カバー5側のスラスト軸受部52は、カバー5の下面中央から下向きに突出する円筒形状に形成され、その下端面においてロータブロック3の保持体31上面を支持することでスラスト荷重を受けている。また、カバー5上面中央に開口する円形状の貫通孔の周縁部から成り、スラスト軸受部52の内側に挿入される中間体32の上端部外周面を支持することでラジアル加重を受けている。
The
而して、対象物と連動する軸体を中間体32に挿入して両者を固定すれば、軸体と一体に中間体32、即ち、ロータブロック3が回動するため、各検出体30a,30bが円周軌道上を回動することになる。
Thus, if the shaft body interlocking with the object is inserted into the
以下、本実施形態の動作について簡単に説明する。対象物の変位に伴って、対象物と連動するロータブロック3の中間体32が回動すると、中間体32と連動して各検出体30a,30bが互いに180度ずれて円周軌道上を変位する。そして、特許文献1に記載されている従来例と同様に、各検出体30a,30bと2組の検出コイルとの相対位置に応じて変化する検出コイルCoのインダクタンスに対応した周波数の発振信号を発振回路から出力する。この発振信号に基づいて各検出体30a,30bの変位を検出することで、各検出体30a,30bと検出コイルCoとの相対位置情報、即ち、中間体32と連動する対象物の回転量(回転角度)を検出することができる。尚、具体的な検出方法については特許文献1に開示されているように従来周知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be briefly described. When the
ここで、各誘電体基板1,2の各検出コイルは、図1(b)に示すように、各検出体30a,30bの変位方向(円周軌道)に沿った所定の長さ寸法の空隙gを囲むように巻き回される複数の第1のターンa0,b0から成る。そして、各誘電体基板1,2の各検出コイルは、空隙gを横切るように折り返して巻き回される2つの第2のターンa1,a2,b1,b2を更に備える(同図では、第1の誘電体基板1のみを図示)。
Here, as shown in FIG. 1 (b), each detection coil of each
仮に、各誘電体基板1,2の各検出コイルが第1のターンa0,b0のみから成る場合、図2の破線アに示すように、対象物の回転角度に対する検出コイルCoのインダクタンスの変化が非線形となる。尚、同図では、対象物の回転角度が0°の状態(各検出体30a,30bと検出コイルCoとが上下方向において重なり合っていない状態)の検出コイルCoのインダクタンスを100%としている。一方、本実施形態のように各誘電体基板1,2の各検出コイルが第2のターンa1,a2,b1,b2を有する場合、第2のターンa1,a2,b1,b2の折り返しの部位で検出コイルCoの磁束密度が変化する。この検出コイルCoの磁束密度の変化を利用することによって、対象物の回転角度に対する検出コイルCoのインダクタンスの変化を図2に示す破線アと比較して線形に近付けることができる(図2の実線イ参照)。
If each detection coil of each of the
上述のように、本実施形態の各誘電体基板1,2の各検出コイルは、空隙gを囲むように巻き回される複数の第1のターンa0,b0と、空隙gを横切るように折り返して巻き回される第2のターンa1,a2,b1,b2とから成る。このため、各検出コイルの第2のターンa1,a2,b1,b2の折り返しの部位において検出コイルCoの磁束密度を変化させることで、各検出体30a,30bの変位に対する検出コイルCoのインダクタンスの変化を線形に近付けることができる。したがって、各検出体30a,30bの変位と連動する対象物の変位に対しても検出コイルCoのインダクタンス(インピーダンス)の変化の直線性を向上させることができる。
As described above, the detection coils of the
また、本実施形態では、各誘電体基板1,2の各検出コイルは、その径方向の幅寸法が一定であり、上記の第2のターンa1,a2,b1,b2を設ける際に径方向の幅寸法を変更する必要が無い。このため、各検出コイルの径方向の幅寸法を大きくすることによる検出コイルCoの大幅なインダクタンスの減少が生じない。また、各検出コイルの径方向の幅寸法を大きくする必要が無いことから、各誘電体基板1,2の大型化を回避することができる。
In the present embodiment, the detection coils of the
尚、本実施形態では、各検出体30a,30bを非磁性材料で形成しているが、高い透磁率を有する磁性材料で形成してもよい。この場合には、対象物の回転角度に対するインダクタンスの変化の特性は、各検出体30a,30bを非磁性材料で形成した場合の逆の特性を示す。即ち、対象物の回転角度が大きくなるにつれて検出コイルCoのインダクタンスが増大する特性を示す。この場合でも、上記と同様に対象物の回転角度に対するインダクタンス(インピーダンス)の変化の特性の直線性を向上させることができる。
In the present embodiment, each of the
ところで、本実施形態では、各誘電体基板1,2は1層基板で構成されているが、何れも多層基板(例えば、4層基板)で構成してもよい。この場合、各誘電体基板1,2の各層にそれぞれ1対の検出コイルを印刷形成することができる。ここで、各層の検出コイルにそれぞれ第2のターンを設け、図3(a)に示すように、各層の検出コイルの第2のターンa1〜a7,b1〜b7がそれぞれ各誘電体基板1,2の厚み方向において互いに重なり合わないように配設することが好ましい。このように構成することで、第2のターンa1〜a7,b1〜b7の折り返しの部位において検出コイルCoの磁束密度を変化させることができる。而して、図3(b)に示すように、各誘電体基板1,2の各検出コイルに各々2つの第2のターンa1,a1,b1,b2を設ける場合と比較して、各検出体30a,30bの変位に対する検出コイルCoのインダクタンス(インピーダンス)の変化を更に線形に近付けることができる。尚、各誘電体基板1,2の全ての層において各検出コイルの第2のターンがそれぞれ厚み方向において互いに重なり合わないように配設する必要はなく、少なくとも2つの層の各検出コイルの第2のターンが重なり合わなければ良い。例えば、各誘電体基板1,2が4層基板で構成される場合に、第1の誘電体基板1の1〜4層、及び第2の誘電体基板2の1〜3層の各検出コイルの第2のターンが厚み方向において互いに重なり合っているものとする。この場合、第2の誘電体基板2の4層の各検出コイルの第2のターンのみが他の第2のターンと互いに重なり合わなければ上記の条件を満たす。
By the way, in this embodiment, although each
ところで、本実施形態では、各検出体30a,30bが円周軌道上を変位する回動型のポジションセンサについて説明しているが、検出体が直線軌道上を変位する直動型のポジションセンサであってもよい。以下、この直動型のポジションセンサの実施形態について図面を用いて説明する。この実施形態は、図4(a)に示すように、上面に矩形状の検出コイルBが印刷形成された矩形板状の誘電体基板Aと、非磁性材料(例えばアルミ板)から矩形状に形成された検出体Cとを備える。また、検出体Cは、自身を誘電体基板Aの長手方向に沿って変位可能に保持する可動体Dに設けられている。この可動体Dは、対象物に連動して変位するように対象物に設けられている。また、図示しないが、誘電体基板Aには検出体Cの変位に応じて変化する検出コイルBのインダクタンス(インピーダンス)に基づいて対象物の変位を検出する検出部を構成する各回路が設けられている。
By the way, in this embodiment, although the rotation-type position sensor which each
以下、この実施形態の動作について簡単に説明する。対象物の変位に伴って、対象物と連動する可動体Dが変位すると、可動体Dと連動して検出体Cが直線軌道上を変位する。そして、回動型のポジションセンサの実施形態と同様に、検出体Cと検出コイルBとの相対位置に応じて変化する検出コイルBのインダクタンスに対応した周波数の発振信号を発振回路から出力する。この発振信号に基づいて検出体Cの変位を検出することで、検出体Cと検出コイルBとの相対位置情報、即ち、可動体Dと連動する対象物の変位量を検出することができる。 The operation of this embodiment will be briefly described below. When the movable body D interlocked with the object is displaced along with the displacement of the object, the detection body C is displaced along the linear track in conjunction with the movable body D. Then, as in the embodiment of the rotational position sensor, an oscillation signal having a frequency corresponding to the inductance of the detection coil B that changes according to the relative position between the detection body C and the detection coil B is output from the oscillation circuit. By detecting the displacement of the detection body C based on this oscillation signal, it is possible to detect the relative position information between the detection body C and the detection coil B, that is, the amount of displacement of the object interlocked with the movable body D.
ここで、検出コイルBは、図4(c)に示すように、その長手方向に沿った所定の長さ寸法の空隙gを囲むように巻き回される複数の第1のターンB0と、空隙gを横切るように折り返して巻き回される第2のターンB1〜B8とから成る。而して、図4(b)に示す第1のターンB0のみから成る検出コイルBを用いる場合と比較して、検出体Cの変位に対する検出コイルBのインダクタンスの変化を線形に近づけることができる。したがって、検出体Cの変位と連動する対象物の変位に対しても検出コイルBのインダクタンス(インピーダンス)の変化の直線性を向上させることができる。 Here, as shown in FIG. 4C, the detection coil B includes a plurality of first turns B0 wound around a gap g having a predetermined length along the longitudinal direction, and a gap It consists of second turns B1 to B8 which are folded back and wound across g. Thus, the change in inductance of the detection coil B with respect to the displacement of the detection body C can be made closer to linear compared to the case where the detection coil B consisting only of the first turn B0 shown in FIG. . Therefore, the linearity of the change in the inductance (impedance) of the detection coil B can be improved with respect to the displacement of the object interlocked with the displacement of the detection body C.
尚、上記の説明では、誘電体基板Aを1層基板で構成しているが、誘電体基板Aを多層基板で構成し、各層に検出コイルBを設けてもよい。更に、各層の検出コイルBにそれぞれ第2のターンを設け、各層の検出コイルの第2のターンB1〜B8がそれぞれ誘電体基板Aの厚み方向において互いに重なり合わないように配設してもよい。この場合も、上記と同様の効果を奏することができる。勿論、誘電体基板Aの全ての層において各検出コイルの第2のターンがそれぞれ厚み方向において互いに重なり合わないように配設する必要はなく、少なくとも2つの層の各検出コイルの第2のターンが重なり合わなければ良い。例えば、誘電体基板Aが4層基板で構成される場合に、誘電体基板Aの1〜3層の各検出コイルの第2のターンが厚み方向において互いに重なり合っているものとする。この場合、誘電体基板Aの4層の各検出コイルの第2のターンのみが他の第2のターンと互いに重なり合わなければ上記の条件を満たす。 In the above description, the dielectric substrate A is composed of a single-layer substrate, but the dielectric substrate A may be composed of a multilayer substrate, and the detection coil B may be provided in each layer. Further, a second turn may be provided for each layer of the detection coil B, and the second turns B1 to B8 of the detection coil of each layer may be arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the dielectric substrate A. . In this case, the same effect as described above can be obtained. Of course, it is not necessary to arrange the second turns of the detection coils so as not to overlap each other in the thickness direction in all the layers of the dielectric substrate A, and the second turns of the detection coils of at least two layers. It ’s good if they do n’t overlap. For example, when the dielectric substrate A is composed of a four-layer substrate, the second turns of the detection coils of the first to third layers of the dielectric substrate A are assumed to overlap each other in the thickness direction. In this case, the above condition is satisfied unless only the second turn of each detection coil of the four layers of the dielectric substrate A overlaps with the other second turn.
ところで、本実施形態では、検出コイルのインダクタンスの変化に基づいて対象物の変位を検出しているが、例えばコンダクタンス等の検出コイルの他のインピーダンスのパラメータの変化に基づいて対象物の変位を検出してもよい。 By the way, in this embodiment, the displacement of the object is detected based on a change in the inductance of the detection coil. However, the displacement of the object is detected based on a change in another impedance parameter of the detection coil such as conductance. May be.
また、本実施形態では、ポジションセンサに検出体が含まれる構成となっているが、検出体が対象物そのもの、又は対象物の一部である場合など、検出体がポジションセンサと別体に設けられていてもよい。この場合でも、検出コイルのインダクタンス(インピーダンス)の変化に基づいて対象物の変位を検出することができる。 In this embodiment, the position sensor includes a detection body. However, the detection body is provided separately from the position sensor when the detection body is the object itself or a part of the object. It may be done. Even in this case, the displacement of the object can be detected based on a change in inductance (impedance) of the detection coil.
また、本実施形態では、誘電体基板上に印刷形成することで検出コイルを形成しているが、例えばエッチングやめっき、レーザによるパターニング等の他の手段を用いて検出コイルを形成してもよい。 In this embodiment, the detection coil is formed by printing on a dielectric substrate. However, the detection coil may be formed by using other means such as etching, plating, or patterning using a laser. .
1 第1の誘電体基板(基板)
10a,10b 検出コイル
2 第2の誘電体基板(基板)
30a,30b 検出体
a0,b0 第1のターン
a1,a2,b1,b2 第2のターン
g 空隙
1 First dielectric substrate (substrate)
10a,
30a, 30b Detector a0, b0 First turn a1, a2, b1, b2 Second turn g Gap
Claims (3)
The position sensor according to claim 1, further comprising the detection body.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016151576A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Sensor device for detecting rotation angle of rotation module in vehicle |
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