JP2021076548A - Position detection device - Google Patents

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JP2021076548A JP2019205464A JP2019205464A JP2021076548A JP 2021076548 A JP2021076548 A JP 2021076548A JP 2019205464 A JP2019205464 A JP 2019205464A JP 2019205464 A JP2019205464 A JP 2019205464A JP 2021076548 A JP2021076548 A JP 2021076548A
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Shuji Sato
修治 佐藤
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Abstract

To provide a position detection device capable of ensuring redundancy while suppressing a decrease in detection precision.SOLUTION: A position detection device includes: an excitation part; plural detection parts provided in mutually difference places in the radial direction with an axis AX as a center; a non-magnetic metal part 220 for changing an induced electromotive voltage generated in the detection part according to a position of an object; and a control part for calculating a position of an object on the basis of an induced electromotive voltage generated in the detection part. The non-magnetic metal part 220 has plural arc parts that oppose each of plural detection parts, and includes a first arc part 221 and a second arc part 222. The first arc part 221 is provided over a first range α in a circumferential direction with the axis AX as a center, and the second arc part 222 is provided over a second range β that is a range in the circumferential direction and at least partially differs from the first range α.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detecting device.

対象物の位置を検出する位置検出装置として、例えば特許文献１には、渦電流を利用したものが開示されている。特許文献１に開示された位置検出装置は、磁場を形成する励振巻線（励磁部）と、励振巻線が形成した磁場により誘導起電力が発生する感知巻線（検出部）と、感知巻線に対して相対的に回転移動し、感知巻線を遮蔽する程度を変える電導性のスクリーン（非磁性金属部）と、を備える（同文献のＦＩＧ．５３等参照）。特許文献１に開示された位置検出装置は、スクリーンの回転移動に応じて変化する誘導起電力に基づいて対象物の位置を検出する。 As a position detecting device for detecting the position of an object, for example, Patent Document 1 discloses a device using an eddy current. The position detection device disclosed in Patent Document 1 includes an exciting winding (exciting portion) that forms a magnetic field, a sensing winding (detecting portion) that generates an induced electromotive force due to the magnetic field formed by the exciting winding, and a sensing winding. It is provided with a conductive screen (non-magnetic metal portion) that rotates relative to the wire and changes the degree of shielding the sensing winding (see FIG. 53 and the like in the same document). The position detecting device disclosed in Patent Document 1 detects the position of an object based on an induced electromotive force that changes according to the rotational movement of the screen.

特開昭６１−１５９１０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-159101

上記のような位置検出装置は、その使用態様によっては、センサの一部に障害が発生した場合に備えて、障害発生後でも位置検出精度を維持し続けられるように冗長性が求められる。冗長性を確保するためには、上記構成と同様な位置検出機構（励磁部、検出部及び非磁性金属部からなる機構）を複数設ければよいが、単に、複数の位置検出機構を設けただけでは、各機構に生じる電磁作用が相互に干渉して検出精度が低下する虞がある。 Depending on the mode of use of the above-mentioned position detection device, redundancy is required so that the position detection accuracy can be maintained even after the failure occurs in case a failure occurs in a part of the sensor. In order to ensure redundancy, a plurality of position detection mechanisms (mechanisms composed of an exciting part, a detection part, and a non-magnetic metal part) similar to the above configuration may be provided, but simply, a plurality of position detection mechanisms are provided. With this alone, there is a risk that the electromagnetic action generated in each mechanism will interfere with each other and the detection accuracy will decrease.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、検出精度の低下を抑制しつつ、冗長性を確保することができる位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a position detection device capable of ensuring redundancy while suppressing a decrease in detection accuracy.

上記目的を達成するため、本発明に係る位置検出装置は、
対象物の位置を検出する位置検出装置であって、
基板に形成され、電圧の印加により励磁される励磁部と、
前記基板における軸線を中心とした環状の領域に形成された複数の検出コイルを有し、前記励磁部によって誘導起電力が発生する検出部と、
前記位置の変動に伴い前記軸線を中心に回転し、前記検出部に発生する誘導起電力を前記位置に応じて変化させる非磁性金属部と、
前記検出部に発生した誘導起電力に基づいて前記位置を算出する制御部と、を備え、
前記検出部は、前記軸線を中心とした径方向において互いに異なる箇所に複数設けられ、
前記非磁性金属部は、前記軸線を中心として円弧状に形成された円弧部を有し、
前記円弧部は、複数の前記検出部の各々と対向して複数あり、第１円弧部及び第２円弧部を含み、
前記第１円弧部は、前記軸線を中心とした円周方向における第１の範囲に亘って設けられ、
前記第２円弧部は、前記円周方向における範囲であって、前記第１の範囲と少なくとも一部が異なる第２の範囲に亘って設けられている。 In order to achieve the above object, the position detection device according to the present invention is
A position detection device that detects the position of an object.
An exciting part formed on the substrate and excited by the application of voltage,
A detection unit having a plurality of detection coils formed in an annular region centered on the axis of the substrate and generating an induced electromotive force by the excitation unit, and a detection unit.
A non-magnetic metal portion that rotates about the axis along with the change in the position and changes the induced electromotive force generated in the detection portion according to the position.
A control unit that calculates the position based on the induced electromotive force generated in the detection unit is provided.
A plurality of the detection units are provided at different locations in the radial direction about the axis.
The non-magnetic metal portion has an arc portion formed in an arc shape about the axis line.
A plurality of the arc portions face each of the plurality of detection portions, and include a first arc portion and a second arc portion.
The first arc portion is provided over a first range in the circumferential direction about the axis.
The second arc portion is a range in the circumferential direction, and is provided over a second range that is at least partially different from the first range.

本発明によれば、検出精度の低下を抑制しつつ、冗長性を確保することができる。 According to the present invention, redundancy can be ensured while suppressing a decrease in detection accuracy.

（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置の概略側面図であり、（ｂ）は、回路基板の概略平面図であって、回路基板における各環状領域を説明するための図である。(A) is a schematic side view of the position detection device according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a schematic plan view of a circuit board for explaining each annular region in the circuit board. It is a figure. 回路基板の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a circuit board. 回路基板の第１環状領域を平面視で表した図であり、第１環状領域に形成される第１励磁部及び第１検出部のパターンを説明するための図である。It is a figure which represented the 1st annular region of a circuit board in a plan view, and is the figure for demonstrating the pattern of the 1st excitation part and 1st detection part formed in the 1st annular region. （ａ）及び（ｂ）は、互いに等価関係にある配線パターン等を説明するための模式図である。(A) and (b) are schematic diagrams for explaining wiring patterns and the like which are equivalent to each other. 第１励磁部、第１検出部、第２励磁部、及び第２検出部の配置を平面視で表した模式図である。It is a schematic diagram which showed the arrangement of the 1st excitation part, the 1st detection part, the 2nd excitation part, and the 2nd detection part in a plan view. 連動部の底面図であり、（ａ）は非磁性金属部の一形成例を示し、（ｂ）は非磁性金属部の他の形成例を示す図である。It is the bottom view of the interlocking part, (a) is a figure which shows one formation example of a non-magnetic metal part, (b) is a figure which shows another form example of a non-magnetic metal part. 第１検出部からの出力電圧と対象物の回転位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output voltage from the 1st detection part, and the rotation position of an object. （ａ）及び（ｂ）は、回転位置の演算手法の一例を説明するための図である。(A) and (b) are diagrams for explaining an example of the calculation method of the rotation position. 第２実施形態に係る回路基板の概略平面図であって、回路基板における各環状領域を説明するための図である。It is a schematic plan view of the circuit board which concerns on 2nd Embodiment, and is the figure for demonstrating each annular region in a circuit board. 第２実施形態に係る回路基板の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the circuit board which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る液面検出装置の概略図である。It is the schematic of the liquid level detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. （ａ）は、変形例に係る回路基板を備える位置検出装置の概略側面図であり、（ｂ）は、変形例に係る回路基板の概略平面図である。(A) is a schematic side view of a position detection device including a circuit board according to a modified example, and (b) is a schematic plan view of a circuit board according to a modified example.

本発明の一実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。 A display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
本実施形態に係る位置検出装置１は、図１（ａ）に示すように、軸線ＡＸを中心に回転する対象物２の回転位置を検出するものであり、回路基板１００と、対象物２と共に軸線ＡＸを中心に回転する連動部２００と、を備える。 (First Embodiment)
As shown in FIG. 1A, the position detection device 1 according to the present embodiment detects the rotation position of the object 2 rotating about the axis AX, and together with the circuit board 100 and the object 2. An interlocking unit 200 that rotates around the axis AX is provided.

回路基板１００は、例えばプリント回路板（printed circuit board）からなり、絶縁性を有する板状の基材（基板）３に、各種の回路や電子部品が設けられて構成されている。基材３には、対象物２と連結されるシャフト４を通す貫通孔Ｈ１が形成されている。シャフト４は、図示しない軸受によって軸線ＡＸを中心に回転可能に支持されている。回路基板１００は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、軸線ＡＸを中心に形成された円環状の領域として、第１環状領域Ｒ１と、第２環状領域Ｒ２と、他の環状領域Ｒｏと、を有する。また、回路基板１００は、他の環状領域Ｒｏの外周側に外周領域Ｒｘを有する。図１（ｂ）に示すように、回路基板１００には、軸線ＡＸの中心側から順に、貫通孔Ｈ１、第１環状領域Ｒ１、第２環状領域Ｒ２、他の環状領域Ｒｏの各々が、軸線ＡＸを中心とした同心円状に形成されている。なお、図１（ａ），（ｂ）では、図面の見やすさを考慮して、回路基板１００に設けられた各種の回路や電子部品を省略している。 The circuit board 100 is composed of, for example, a printed circuit board, and is configured by providing various circuits and electronic components on a plate-shaped base material (board) 3 having an insulating property. The base material 3 is formed with a through hole H1 through which a shaft 4 connected to the object 2 is passed. The shaft 4 is rotatably supported around the axis AX by a bearing (not shown). As shown in FIGS. 1A and 1B, the circuit board 100 has a first annular region R1, a second annular region R2, and other annular regions as annular regions formed around the axis AX. It has a region Ro and. Further, the circuit board 100 has an outer peripheral region Rx on the outer peripheral side of the other annular region Ro. As shown in FIG. 1 (b), in the circuit board 100, each of the through hole H1, the first annular region R1, the second annular region R2, and the other annular region Ro is arranged in this order from the center side of the axis AX. It is formed concentrically around AX. In addition, in FIGS. 1A and 1B, various circuits and electronic components provided on the circuit board 100 are omitted in consideration of the legibility of the drawings.

図２に示すように、回路基板１００は、第１励磁部１０と、第１検出部２０と、第２励磁部３０と、第２検出部４０と、制御部５０と、を備える。 As shown in FIG. 2, the circuit board 100 includes a first excitation unit 10, a first detection unit 20, a second excitation unit 30, a second detection unit 40, and a control unit 50.

第１励磁部１０は、制御部５０の制御により電圧が印加され、励磁されるものであり、図３に示すように、第１環状領域Ｒ１内に形成された２つの励磁コイル１１，１２を有する。 The first exciting unit 10 is excited by applying a voltage under the control of the control unit 50, and as shown in FIG. 3, two exciting coils 11 and 12 formed in the first annular region R1 are provided. Have.

励磁コイル１１は、第１環状領域Ｒ１の中心側に円状に形成され、励磁コイル１２は、第１環状領域Ｒ１の外周側端部に円状に形成されている。励磁コイル１１，１２の各々は、複数の巻線数のコイルであり、例えば、基材３の上面（図１（ａ）における連動部２００側の面）に、アルミニウム（Ａｌ）、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の導電体を印刷することによって形成されている。励磁コイル１１，１２の各々には、図示しない端子から電圧が印加される。 The exciting coil 11 is formed in a circular shape on the central side of the first annular region R1, and the exciting coil 12 is formed in a circular shape on the outer peripheral side end portion of the first annular region R1. Each of the exciting coils 11 and 12 is a coil having a plurality of winding numbers. For example, aluminum (Al) and silver palladium (on the surface on the interlocking portion 200 side in FIG. 1 (a)) of the base material 3 are formed. It is formed by printing a conductor such as Ag / Pd) or gold (Au). A voltage is applied to each of the exciting coils 11 and 12 from terminals (not shown).

なお、第１励磁部１０は、励磁コイル１１，１２の一方から構成されてもよい。また、回路基板１００を構成する基材３は、積層基板であってもよく、積層基板の各々が有する面に励磁コイル１１，１２を構成する導電パターンを設けることで、強い磁場を形成すべく巻線数を稼いでもよい。 The first exciting portion 10 may be composed of one of the exciting coils 11 and 12. Further, the base material 3 constituting the circuit board 100 may be a laminated substrate, and a strong magnetic field may be formed by providing a conductive pattern constituting the exciting coils 11 and 12 on the surface of each of the laminated substrates. You may earn the number of windings.

第１検出部２０は、励磁された第１励磁部１０が形成する磁場によって誘導起電力が発生する部分であり、図３に示すように、第１環状領域Ｒ１内に形成された２つの検出コイル２１，２２を有する。 The first detection unit 20 is a portion where an induced electromotive force is generated by the magnetic field formed by the excited first excitation unit 10, and as shown in FIG. 3, two detections formed in the first annular region R1. It has coils 21 and 22.

検出コイル２１，２２の各々の主要部分は、基材３の上面に、アルミニウム（Ａｌ）、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の導電体を印刷することによって形成されている。 Each of the main parts of the detection coils 21 and 22 is formed by printing a conductor such as aluminum (Al), silver-palladium (Ag / Pd), or gold (Au) on the upper surface of the base material 3.

検出コイル２１は、図３に示すように、制御部５０と電気的に接続される一対の端部Ｔ１ｓ，Ｔ１ｅを有するとともに、一方の端部Ｔ１ｓから他方の端部Ｔ１ｅまでを電気的に接続する部分として、第１部分２１ａと、第２部分２１ｂと、第３部分２１ｃとを有する。第１部分２１ａは、その一端が端部Ｔ１ｓと接続されるとともに、端部Ｔ１ｓ側から時計回りに、励磁コイル１１の外周側を通って延びる円弧状に形成され、その他端が第２部分２１ｂと接続されている。第２部分２１ｂは、第１部分２１ａの他端から折り返されて形成される部分である。第２部分２１ｂは、その一端が第１部分２１ａと接続されるとともに、当該一端側から反時計回りに、励磁コイル１１の外周側を通って延びる円弧状に形成され、その他端が第３部分２１ｃと接続されている。第３部分２１ｃは、第２部分２１ｂの他端から折り返されて形成される部分である。第３部分２１ｃは、その一端が第２部分２１ｂと接続されるとともに、当該一端側から時計回りに延びる円弧状に形成され、その他端が端部Ｔ１ｅと接続されている。これにより、検出コイル２１は、図３に示すように略８の字状をなしている。 As shown in FIG. 3, the detection coil 21 has a pair of end portions T1s and T1e that are electrically connected to the control unit 50, and electrically connects one end portion T1s to the other end portion T1e. It has a first portion 21a, a second portion 21b, and a third portion 21c as portions to be formed. One end of the first portion 21a is connected to the end portion T1s, and the first portion 21a is formed in an arc shape extending clockwise from the end portion T1s side through the outer peripheral side of the exciting coil 11, and the other end is formed in the second portion 21b. Is connected to. The second portion 21b is a portion formed by being folded back from the other end of the first portion 21a. One end of the second portion 21b is connected to the first portion 21a, and the second portion 21b is formed in an arc shape extending counterclockwise from the one end side through the outer peripheral side of the exciting coil 11, and the other end is the third portion. It is connected to 21c. The third portion 21c is a portion formed by being folded back from the other end of the second portion 21b. One end of the third portion 21c is connected to the second portion 21b, and the third portion 21c is formed in an arc shape extending clockwise from the one end side, and the other end is connected to the end portion T1e. As a result, the detection coil 21 has a substantially eight-shaped shape as shown in FIG.

検出コイル２２は、図３に示すように、制御部５０と電気的に接続される一対の端部Ｔ２ｓ，Ｔ２ｅを有するとともに、一方の端部Ｔ２ｓから他方の端部Ｔ２ｅまでを電気的に接続する部分として、第１部分２２ａと、第２部分２２ｂと、第３部分２２ｃとを有する。第１部分２２ａは、その一端が端部Ｔ２ｓと接続されるとともに、端部Ｔ２ｓ側から時計回りに、励磁コイル１１の外周側を通って延びる円弧状に形成され、その他端が第２部分２２ｂと接続されている。第２部分２２ｂは、第１部分２２ａの他端から折り返されて形成される部分である。第２部分２２ｂは、その一端が第１部分２２ａと接続されるとともに、当該一端側から反時計回りに、励磁コイル１１の外周側を通って延びる円弧状に形成され、その他端が第３部分２２ｃと接続されている。第３部分２２ｃは、第２部分２２ｂの他端から折り返されて形成される部分である。第３部分２２ｃは、その一端が第２部分２２ｂと接続されるとともに、当該一端側から時計回りに延びる円弧状に形成され、その他端が端部Ｔ２ｅと接続されている。これにより、検出コイル２２は、図３に示すように略８の字状をなしている。 As shown in FIG. 3, the detection coil 22 has a pair of end portions T2s and T2e that are electrically connected to the control unit 50, and electrically connects one end portion T2s to the other end portion T2e. It has a first portion 22a, a second portion 22b, and a third portion 22c as portions to be formed. One end of the first portion 22a is connected to the end portion T2s, and the first portion 22a is formed in an arc shape extending clockwise from the end portion T2s side through the outer peripheral side of the exciting coil 11, and the other end is formed in the second portion 22b. Is connected to. The second portion 22b is a portion formed by being folded back from the other end of the first portion 22a. One end of the second portion 22b is connected to the first portion 22a, and the second portion 22b is formed in an arc shape extending counterclockwise from the one end side through the outer peripheral side of the exciting coil 11, and the other end is the third portion. It is connected to 22c. The third portion 22c is a portion formed by being folded back from the other end of the second portion 22b. One end of the third portion 22c is connected to the second portion 22b, and the third portion 22c is formed in an arc shape extending clockwise from the one end side, and the other end is connected to the end portion T2e. As a result, the detection coil 22 has a substantially eight-shaped shape as shown in FIG.

検出コイル２１における一部と他の一部とが交差する箇所、検出コイル２２における一部と他の一部とが交差する箇所、検出コイル２１と検出コイル２２とが交差する箇所においては、交差する一方の配線と他方の配線とが、図示しない絶縁層、スルーホール、ビア（ＶＩＡ）ホール等を利用して絶縁されている。絶縁層としては、例えば、基材３の材質である二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等を用いることができる。このように一方の配線と他方の配線とが交差する箇所は、具体的に、（Ａ）検出コイル２１のうちの第１部分２１ａと第２部分２１ｂとが交差する箇所、（Ｂ）検出コイル２２のうちの第１部分２２ａと第２部分２２ｂとが交差する箇所、（Ｃ）検出コイル２１の第１部分２１ａと、検出コイル２２の第２部分２２ｂ及び第１部分２２ａの各々とが交差する箇所、（Ｄ）検出コイル２１の第２部分２１ｂと、検出コイル２２の第３部分２２ｃ、第２部分２２ｂ及び第１部分２２ａの各々とが交差する箇所、（Ｅ）検出コイル２１の第３部分２１ｃと、検出コイル２２の第１部分２２ａとが交差する箇所、である。図３においては、このように交差する箇所における一方の配線を点線で表している。 At the intersection of a part of the detection coil 21 and the other part, the intersection of the part and the other part of the detection coil 22, and the intersection of the detection coil 21 and the detection coil 22, the intersection. One wiring and the other wiring are insulated by using an insulating layer, a through hole, a via (VIA) hole, or the like (not shown). As the insulating layer, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) or tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), which is the material of the base material 3, can be used. The locations where one wiring and the other wiring intersect in this way are specifically (A) locations where the first portion 21a and the second portion 21b of the detection coil 21 intersect, and (B) the detection coil. Where the first portion 22a and the second portion 22b of 22 intersect, (C) the first portion 21a of the detection coil 21 and each of the second portion 22b and the first portion 22a of the detection coil 22 intersect. (D) A location where the second portion 21b of the detection coil 21 intersects with each of the third portion 22c, the second portion 22b, and the first portion 22a of the detection coil 22, and (E) the first portion of the detection coil 21. This is a location where the third portion 21c and the first portion 22a of the detection coil 22 intersect. In FIG. 3, one of the wirings at the intersections is represented by a dotted line.

検出コイル２１と検出コイル２２とは、軸線ＡＸを中心とした角度を考えた場合、互いに９０°の位相差を有するように、回路基板１００に形成されている。ここで、以上に説明した第１励磁部１０及び第１検出部２０の円環状の態様（図４（ｂ）では模式的に示した。）は、軸線ＡＸを中心とした円周方向を直線方向に置換して帯状に展開した、図４（ａ）に示す態様と等価と見做すことができる。つまり、図４（ａ）と図４（ｂ）に示す態様は等価関係にある。図４（ａ）に示す態様は、矩形の第１励磁部１０（この実施形態では励磁コイル１２）の内側に、互いに９０°の位相差を有する正弦波又は余弦波状の検出コイル２１及び検出コイル２２を配置した態様である。ここで、検出コイル２１をｓｉｎ曲線に基づく形状と考えれば、検出コイル２２は、ｃｏｓ曲線に基づく形状となる。上記の等価関係を考えると、円環状の第１検出部２０においても、検出コイル２１は、ｓｉｎ曲線に基づく形状を有し、検出コイル２２は、ｃｏｓ曲線に基づく形状を有することになる。 The detection coil 21 and the detection coil 22 are formed on the circuit board 100 so as to have a phase difference of 90 ° from each other when considering the angle about the axis AX. Here, the annular aspect of the first excitation unit 10 and the first detection unit 20 described above (schematically shown in FIG. 4B) is a straight line in the circumferential direction centered on the axis AX. It can be regarded as equivalent to the mode shown in FIG. 4A, which is replaced in the direction and developed in a band shape. That is, the modes shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) have an equivalence relationship. In the embodiment shown in FIG. 4A, a sinusoidal or cosine wave-shaped detection coil 21 and a detection coil having a phase difference of 90 ° from each other inside the rectangular first exciting portion 10 (exciting coil 12 in this embodiment). It is an aspect in which 22 is arranged. Here, if the detection coil 21 is considered to have a shape based on the sine curve, the detection coil 22 has a shape based on the cos curve. Considering the above equivalence relationship, even in the annular first detection unit 20, the detection coil 21 has a shape based on the sine curve, and the detection coil 22 has a shape based on the cos curve.

第２励磁部３０及び第２検出部４０は、図５に示すように、第２環状領域Ｒ２内に形成される。第２励磁部３０及び第２検出部４０の具体的形状や組成については、図３を参照して説明した第１励磁部１０及び第１検出部２０と同様であるため、説明を省略する。 The second excitation unit 30 and the second detection unit 40 are formed in the second annular region R2 as shown in FIG. The specific shapes and compositions of the second excitation unit 30 and the second detection unit 40 are the same as those of the first excitation unit 10 and the first detection unit 20 described with reference to FIG. 3, and thus the description thereof will be omitted.

第２励磁部３０は、制御部５０の制御により電圧が印加され、励磁されるものであり、図５に示すように、第２環状領域Ｒ２内に形成された２つの励磁コイル３１，３２を有する。励磁コイル３１は、第２環状領域Ｒ２の中心側に円状に形成され、励磁コイル３２は、第２環状領域Ｒ２の外周側端部に円状に形成されている。励磁コイル３１，３２の各々には、図示しない端子から電圧が印加される。なお、第２励磁部３０は、励磁コイル３１，３２の一方から構成されてもよい。また、回路基板１００を構成する基材３は、積層基板であってもよく、積層基板の各々が有する面に励磁コイル３１，３２を構成する導電パターンを設けることで、強い磁場を形成すべく巻線数を稼いでもよい。 The second exciting unit 30 is excited by applying a voltage under the control of the control unit 50, and as shown in FIG. 5, two exciting coils 31 and 32 formed in the second annular region R2 are provided. Have. The exciting coil 31 is formed in a circular shape on the central side of the second annular region R2, and the exciting coil 32 is formed in a circular shape on the outer peripheral side end portion of the second annular region R2. A voltage is applied to each of the exciting coils 31 and 32 from terminals (not shown). The second exciting portion 30 may be composed of one of the exciting coils 31 and 32. Further, the base material 3 constituting the circuit board 100 may be a laminated substrate, and a strong magnetic field may be formed by providing a conductive pattern constituting the exciting coils 31 and 32 on the surface of each of the laminated substrates. You may earn the number of windings.

第２検出部４０は、励磁された第２励磁部３０が形成する磁場によって誘導起電力が発生する部分であり、図５に示すように、第２環状領域Ｒ２内に形成された２つの検出コイル４１，４２を有する。検出コイル４１と検出コイル４２とは、軸線ＡＸを中心とした角度を考えた場合、互いに９０°の位相差を有するように、回路基板１００に形成されている。第２検出部４０の検出コイル４１，４２は、第１検出部２０の検出コイル２１，２２と同様に、互いに９０°の位相差を有する正弦波又は余弦波に基づく形状を有する。 The second detection unit 40 is a portion where an induced electromotive force is generated by the magnetic field formed by the excited second excitation unit 30, and as shown in FIG. 5, two detection units formed in the second annular region R2. It has coils 41 and 42. The detection coil 41 and the detection coil 42 are formed on the circuit board 100 so as to have a phase difference of 90 ° from each other when considering the angle about the axis AX. The detection coils 41 and 42 of the second detection unit 40 have a shape based on a sine wave or a chord wave having a phase difference of 90 ° from each other, similarly to the detection coils 21 and 22 of the first detection unit 20.

続いて、制御部５０の説明の前に、連動部２００について説明する。連動部２００は、図１（ａ）に示すように、シャフト４に取り付けられた板状部２１０と、板状部２１０の下面（回路基板１００側に向く面）に設けられた非磁性金属部２２０と、を有する。板状部２１０は、例えば樹脂からなり、図６（ａ）に示すように円形に形成されている。板状部２１０の中心には、シャフト４を固定するための貫通孔Ｈ２が設けられている。 Subsequently, before the explanation of the control unit 50, the interlocking unit 200 will be described. As shown in FIG. 1A, the interlocking portion 200 includes a plate-shaped portion 210 attached to the shaft 4 and a non-magnetic metal portion provided on the lower surface (the surface facing the circuit board 100 side) of the plate-shaped portion 210. It has 220 and. The plate-shaped portion 210 is made of, for example, resin, and is formed in a circular shape as shown in FIG. 6A. A through hole H2 for fixing the shaft 4 is provided at the center of the plate-shaped portion 210.

非磁性金属部２２０は、板状部２１０の下面に設けられ、第１励磁部１０及び第２励磁部３０が形成する磁場によって磁化しない、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の非磁性金属材料から形成されている。非磁性金属部２２０は、図６（ａ）に示すように、軸線ＡＸを中心として円弧状に形成された第１円弧部２２１及び第２円弧部２２２を有する。 The non-magnetic metal portion 220 is provided on the lower surface of the plate-shaped portion 210 and is not magnetized by the magnetic field formed by the first exciting portion 10 and the second exciting portion 30, and is a non-magnetic metal such as aluminum (Al) or copper (Cu). It is made of material. As shown in FIG. 6A, the non-magnetic metal portion 220 has a first arc portion 221 and a second arc portion 222 formed in an arc shape about the axis AX.

第１円弧部２２１と第２円弧部２２２とは、軸線ＡＸを中心とした径方向において互いに異なる箇所に設けられている。第１円弧部２２１は、第１検出部２０と軸線ＡＸに沿う方向（図１（ａ）での上下方向）において対向する位置に設けられ、第１検出部２０（第１環状領域Ｒ１）を覆う。第２円弧部２２２は、第２検出部４０と軸線ＡＸに沿う方向（図１（ａ）での上下方向）において対向する位置に設けられ、第２検出部４０（第２環状領域Ｒ２）を覆う。第１円弧部２２１及び第２円弧部２２２の形成範囲については、後に述べる。 The first arc portion 221 and the second arc portion 222 are provided at different locations in the radial direction about the axis AX. The first arc portion 221 is provided at a position facing the first detection unit 20 in the direction along the axis AX (vertical direction in FIG. 1A), and the first detection unit 20 (first annular region R1) is provided. cover. The second arc portion 222 is provided at a position facing the second detection unit 40 in the direction along the axis AX (vertical direction in FIG. 1A), and the second detection unit 40 (second annular region R2) is provided. cover. The formation range of the first arc portion 221 and the second arc portion 222 will be described later.

非磁性金属部２２０を有する連動部２００は、回路基板１００に形成された第１検出部２０及び第２検出部４０に対して、軸線ＡＸを中心に対象物２と共に回転移動する。第１励磁部１０及び第２励磁部３０の励磁により非磁性金属部２２０内には渦電流が発生し、発生した渦電流は、第１励磁部１０及び第１検出部２０の間と、第２励磁部３０及び第２検出部４０の間との電磁カップリング作用を減少させるように作用する。対象物２の回転に伴い、第１検出部２０及び第２検出部４０における非磁性金属部２２０によって覆われる部分が変化すると、第１検出部２０に誘起される電圧（誘導起電力）及び第２検出部４０に誘起される電圧（誘導起電力）の各々が変化する。このように生じる誘導起電力の変化に基づき、制御部５０は対象物２の回転位置を算出する。 The interlocking unit 200 having the non-magnetic metal portion 220 rotates with respect to the first detection unit 20 and the second detection unit 40 formed on the circuit board 100 together with the object 2 about the axis AX. An eddy current is generated in the non-magnetic metal portion 220 by the excitation of the first exciting portion 10 and the second exciting portion 30, and the generated eddy current is generated between the first exciting portion 10 and the first detecting portion 20. 2 It acts to reduce the electromagnetic coupling action between the exciting section 30 and the second detecting section 40. When the portion of the first detection unit 20 and the second detection unit 40 covered by the non-magnetic metal portion 220 changes with the rotation of the object 2, the voltage (induced electromotive force) induced in the first detection unit 20 and the first 2 Each of the voltages (induced electromotive force) induced in the detection unit 40 changes. Based on the change in the induced electromotive force generated in this way, the control unit 50 calculates the rotation position of the object 2.

この実施形態では、図６（ａ）に示すように、第１円弧部２２１は、軸線ＡＸを中心とした円周方向（以下、単に「円周方向」とも呼ぶ。）における第１の範囲αに亘って設けられている。ここで、円盤状の連動部２００において、１２時方向を０°（３６０°）とし、６時方向を１８０°とすれば、第１の範囲αは、軸線ＡＸを中心として、１８０°〜３６０°の角度範囲である。また、第２円弧部２２２は、円周方向における第２の範囲βに亘って設けられている。第２の範囲βは、軸線ＡＸを中心として、０°〜１８０°の角度範囲である。つまり、円周方向における第１円弧部２２１の位相と第２円弧部２２２の位相とは、１８０°ずれており、第１円弧部２２１の円周方向の形成範囲である第１の範囲α（１８０°≦α≦３６０°）と、第２円弧部２２２の円周方向の形成範囲である第２の範囲β（０°≦β≦１８０°）とは、互いに異なるように設定されている。なお、「第１の範囲αと第２の範囲βとが互いに異なる」とは、図６（ａ）に示すように、第１円弧部２２１と第２円弧部２２２との円周方向における境界（つまり、０°（３６０°）や１８０°の位置）が一致している態様も含む。 In this embodiment, as shown in FIG. 6A, the first arc portion 221 has a first range α in the circumferential direction (hereinafter, also simply referred to as “circumferential direction”) about the axis AX. It is provided over. Here, in the disk-shaped interlocking portion 200, if the 12 o'clock direction is 0 ° (360 °) and the 6 o'clock direction is 180 °, the first range α is 180 ° to 360 with the axis AX as the center. The angle range of °. Further, the second arc portion 222 is provided over the second range β in the circumferential direction. The second range β is an angle range of 0 ° to 180 ° about the axis AX. That is, the phase of the first arc portion 221 and the phase of the second arc portion 222 in the circumferential direction are deviated by 180 °, and the first range α (the first range α which is the formation range of the first arc portion 221 in the circumferential direction) 180 ° ≦ α ≦ 360 °) and the second range β (0 ° ≦ β ≦ 180 °), which is the formation range of the second arc portion 222 in the circumferential direction, are set so as to be different from each other. Note that "the first range α and the second range β are different from each other" means that, as shown in FIG. 6A, the boundary between the first arc portion 221 and the second arc portion 222 in the circumferential direction. (That is, the position of 0 ° (360 °) or 180 °) is also included.

この実施形態では、非磁性金属部２２０を分割して、第１励磁部１０及び第１検出部２０に対応した第１円弧部２２１と、第２励磁部３０及び第２検出部４０に対応した第２円弧部２２２とを設けている。また、第１円弧部２２１の円周方向における形成範囲である第１の範囲αと、第２円弧部２２２の円周方向における形成範囲である第２の範囲βとを互いに異ならせている。
このような非磁性金属部２２０の態様により、第１励磁部１０及び第１検出部２０による渦電流作用が第２円弧部２２２に生じることを抑制することができ、第２励磁部３０及び第２検出部４０による渦電流作用が第１円弧部２２１に生じることを抑制することができる。結果として、第１励磁部１０及び第１検出部２０の電磁作用と、第２励磁部３０及び第２検出部４０の電磁作用とが相互に干渉して検出精度が低下することを抑制することができる。 In this embodiment, the non-magnetic metal portion 220 is divided to correspond to the first arc portion 221 corresponding to the first exciting portion 10 and the first detecting portion 20, and the second exciting portion 30 and the second detecting portion 40. A second arc portion 222 is provided. Further, the first range α, which is the forming range of the first arc portion 221 in the circumferential direction, and the second range β, which is the forming range of the second arc portion 222 in the circumferential direction, are different from each other.
According to such an aspect of the non-magnetic metal portion 220, it is possible to suppress the eddy current action of the first exciting portion 10 and the first detecting portion 20 from occurring in the second arc portion 222, and the second exciting portion 30 and the second exciting portion 30 and the second 2 It is possible to suppress the eddy current action of the detection unit 40 from occurring in the first arc unit 221. As a result, it is possible to prevent the electromagnetic action of the first exciting section 10 and the first detecting section 20 from interfering with each other and the electromagnetic action of the second exciting section 30 and the second detecting section 40 from deteriorating the detection accuracy. Can be done.

なお、非磁性金属部２２０の重心が軸線ＡＸと一致するように、第１円弧部２２１及び第２円弧部２２２の各々について、厚み、形成領域の面積、及び密度を定めることが好ましい。こうすれば、非磁性金属部２２０の軸線ＡＸ周りの慣性モーメントを最小にすることができるため、非磁性金属部２２０の軸線ＡＸ周りの回転の安定性を確保することができる。また、連動部２００全体の重心が軸線ＡＸと一致するようにすれば、連動部２００の軸線ＡＸ周りの慣性モーメントを最小にすることができるため、連動部２００の軸線ＡＸ周りの回転の安定性を確保することができるため、より好ましい。さらに、板状部２１０に非磁性金属部２２０を埋め込む場合、板状部２１０の下面（回路基板１００側に向く面）と、非磁性金属部２２０の下面とは、面一であることが好ましい。こうすれば、連動部２００が回転する際に受ける抵抗を低減することができる。 It is preferable to determine the thickness, the area of the formed region, and the density of each of the first arc portion 221 and the second arc portion 222 so that the center of gravity of the non-magnetic metal portion 220 coincides with the axis AX. By doing so, the moment of inertia around the axis AX of the non-magnetic metal portion 220 can be minimized, so that the stability of rotation of the non-magnetic metal portion 220 around the axis AX can be ensured. Further, if the center of gravity of the entire interlocking portion 200 coincides with the axis AX, the moment of inertia around the axis AX of the interlocking portion 200 can be minimized, so that the stability of rotation of the interlocking portion 200 around the axis AX is stable. It is more preferable because it can secure. Further, when the non-magnetic metal portion 220 is embedded in the plate-shaped portion 210, it is preferable that the lower surface of the plate-shaped portion 210 (the surface facing the circuit board 100 side) and the lower surface of the non-magnetic metal portion 220 are flush with each other. .. By doing so, it is possible to reduce the resistance received when the interlocking portion 200 rotates.

図２に示す制御部５０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）と、ＤＳＰの制御により図示しない電源からの直流電圧を交流電圧に変換して、第１励磁部１０及び第２励磁部３０の各々に印加する発振器（Oscillator）と、第１検出部２０の検出コイル２１，２２の各々に誘導起電力が生じることで出力される電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＤＳＰに供給するＡＤＣ（Analog to Digital Converter）と、を有する。なお、検出コイル２１，２２とＡＤＣとの間に増幅器を設けてもよい。 The control unit 50 shown in FIG. 2 converts a DC voltage from a power supply (not shown) into an AC voltage by controlling the DSP (Digital Signal Processor) and the DSP, and converts the DC voltage into an AC voltage to each of the first excitation unit 10 and the second excitation unit 30. The voltage (analog signal) output by generating induced electromotive force in each of the applied oscillator (Oscillator) and the detection coils 21 and 22 of the first detection unit 20 is converted into a digital signal and supplied to the DSP (ADC). Analog to Digital Converter). An amplifier may be provided between the detection coils 21 and 22 and the ADC.

制御部５０のＤＳＰは、発振器を介して第１励磁部１０を構成する励磁コイル１１，１２に交流電圧を印加し、第１励磁部１０を励磁する。励磁した第１励磁部１０により形成された磁場により、第１検出部２０を構成する検出コイル２１，２２の各々に誘導起電力が生じる。ＤＳＰは、検出コイル２１，２２の各々に生じた誘導起電力を、ＡＤＣを介してデジタル信号とされた出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂとして取得する。ここで、対象物２と共に軸線ＡＸを中心に回転する非磁性金属部２２０によって変化する誘導起電力に応じた出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂは、図７に示すようになる。 The DSP of the control unit 50 applies an AC voltage to the exciting coils 11 and 12 constituting the first exciting unit 10 via an oscillator to excite the first exciting unit 10. Due to the magnetic field formed by the excited first exciting unit 10, an induced electromotive force is generated in each of the detection coils 21 and 22 constituting the first detection unit 20. The DSP acquires the induced electromotive force generated in each of the detection coils 21 and 22 as output voltages V1a and V1b which are converted into digital signals via the ADC. Here, the output voltages V1a and V1b corresponding to the induced electromotive force changed by the non-magnetic metal portion 220 rotating around the axis AX together with the object 2 are as shown in FIG.

図７は、対象物２が任意の回転位置にあるとともに、検出コイル２１に基づく出力電圧Ｖ１ａの値が０となる際の角度θを０°とした場合の、角度θに対する出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂの変化を示している。この場合、検出コイル２１に基づく出力電圧Ｖ１ａの角度θに対する変化は、Ｖ１ａ＝αｓｉｎ（θ）（αは定数）で表すことができる。一方、検出コイル２２に基づく出力電圧Ｖ１ｂの角度θに対する変化は、Ｖ１ｂ＝αｃｏｓ（θ）で表すことができる。制御部５０のＤＳＰは、出力電圧Ｖ１ａの値と出力電圧Ｖ１ｂの値とに基づき、角度θ、つまり、対象物２の回転位置を算出する。 FIG. 7 shows the output voltages V1a and V1b with respect to the angle θ when the object 2 is at an arbitrary rotation position and the angle θ when the value of the output voltage V1a based on the detection coil 21 becomes 0 is 0 °. Shows a change in. In this case, the change of the output voltage V1a based on the detection coil 21 with respect to the angle θ can be expressed by V1a = αsin (θ) (α is a constant). On the other hand, the change of the output voltage V1b based on the detection coil 22 with respect to the angle θ can be expressed by V1b = αcos (θ). The DSP of the control unit 50 calculates the angle θ, that is, the rotation position of the object 2 based on the value of the output voltage V1a and the value of the output voltage V1b.

制御部５０のＤＳＰは、取得した出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づき、例えば以下のように角度θを算出する。ＤＳＰは、まず、Ｖ１ａ／Ｖ１ｂ＝Ｖ１ｃを演算し、検出コイル２１及び検出コイル２２の双方からの出力電圧と角度θの関係を算出する。Ｖ１ｃ＝Ｖ１ａ／Ｖ１ｂ＝αｓｉｎ（θ）／αｃｏｓ（θ）＝ｔａｎ（θ）により、Ｖ１ｃは角度θに依存することが分かる。 The DSP of the control unit 50 calculates the angle θ as follows, for example, based on the acquired output voltages V1a and V1b. The DSP first calculates V1a / V1b = V1c, and calculates the relationship between the output voltage from both the detection coil 21 and the detection coil 22 and the angle θ. From V1c = V1a / V1b = αsin (θ) / αcos (θ) = tan (θ), it can be seen that V1c depends on the angle θ.

ここで、ＤＳＰのメモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory））には、Ｖ１ｃ＝ｔａｎ（θ）の逆関数Ｆｉ（図８（ａ）参照）である、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ１ｃ）に基づいて作成された関数Ｆ（図８（ｂ）参照）として、θ＝Ｆ（Ｖ１）のデータが予め記憶されている。図８（ｂ）に示す関数Ｆは、図８（ａ）に示す逆関数Ｆｉにおいて角度θが９０°、２７０°の際に生じる不連続の箇所を連続化したものであり、逆関数Ｆｉの９０°〜２７０°の範囲を＋ｖだけ平行移動するとともに、逆関数Ｆｉの２７０°〜３６０°の範囲を＋２ｖだけ平行移動することで得られる。なお、ｖは、逆関数Ｆｉに基づき予め算出することができる定数である。また、ＤＳＰのメモリに記憶される関数Ｆのデータは、当該関数Ｆを規定する数式のデータであることが好ましいが、出力電圧Ｖ１と角度θとが対応付けられて構成されたテーブルのデータであってもよい。 Here, the memory (ROM (Read Only Memory)) of the DSP is created based on θ = arctan (V1c), which is an inverse function Fi of V1c = tan (θ) (see FIG. 8A). As the function F (see FIG. 8B), the data of θ = F (V1) is stored in advance. The function F shown in FIG. 8 (b) is a continuation of discontinuities that occur when the angle θ is 90 ° and 270 ° in the inverse function Fi shown in FIG. 8 (a). It is obtained by translating the range of 90 ° to 270 ° by + v and translating the range of the inverse function Fi from 270 ° to 360 ° by + 2v. Note that v is a constant that can be calculated in advance based on the inverse function Fi. Further, the data of the function F stored in the memory of the DSP is preferably the data of the mathematical formula that defines the function F, but is the data of the table configured by associating the output voltage V1 with the angle θ. There may be.

ＤＳＰは、上記のように演算したＶ１ｃと、メモリ内に予め格納された関数Ｆのデータとに基づき、対象物２の回転位置を示す角度θを演算する。具体的には、Ｖ１ａ（＝αｓｉｎ（θ））が正、Ｖ１ｂ（＝αｃｏｓ（θ））が正の場合は、角度θが０°〜９０°であるため、ＤＳＰは、算出したＶ１ｃをそのままＶ１とし、このＶ１を関数Ｆに代入して角度θ（対象物２の回転位置）を算出する。また、Ｖ１ｂ（＝αｃｏｓ（θ））が負の場合は、角度θが９０°〜２７０°であるため、ＤＳＰは、算出したＶ１ｃにｖを加算した値を出力電圧Ｖ１とし、このＶ１を関数Ｆに代入して角度θ（対象物２の回転位置）を算出する。また、Ｖ１ａ（＝αｓｉｎ（θ））が負、Ｖ１ｂ（＝αｃｏｓ（θ））が正の場合は、角度θが２７０°〜３６０°であるため、ＤＳＰは、算出したＶ１ｃに２ｖを加算した値を出力電圧Ｖ１とし、このＶ１を関数Ｆに代入して角度θ（対象物２の回転位置）を算出する。以上のようにして、ＤＳＰは、対象物２の回転位置に相当する角度θを０°〜３６０°の範囲で算出する。なお、ＤＳＰは、算出した角度θのデジタルデータをそのまま、あるいは、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）を介してアナログ信号に変換した後に外部装置に出力してもよい。 The DSP calculates an angle θ indicating the rotation position of the object 2 based on the V1c calculated as described above and the data of the function F stored in advance in the memory. Specifically, when V1a (= αsin (θ)) is positive and V1b (= αcos (θ)) is positive, the angle θ is 0 ° to 90 °, so that the DSP keeps the calculated V1c as it is. Let V1 be used, and substitute this V1 into the function F to calculate the angle θ (rotational position of the object 2). Further, when V1b (= αcos (θ)) is negative, the angle θ is 90 ° to 270 °. Therefore, the DSP sets the value obtained by adding v to the calculated V1c as the output voltage V1, and uses this V1 as a function. Substituting into F, the angle θ (rotational position of the object 2) is calculated. When V1a (= αsin (θ)) is negative and V1b (= αcos (θ)) is positive, the angle θ is 270 ° to 360 °, so the DSP added 2v to the calculated V1c. The value is set to the output voltage V1, and this V1 is substituted into the function F to calculate the angle θ (rotational position of the object 2). As described above, the DSP calculates the angle θ corresponding to the rotation position of the object 2 in the range of 0 ° to 360 °. The DSP may output the calculated digital data at the angle θ as it is or after converting it into an analog signal via a DAC (Digital to Analog Converter).

また、制御部５０のＤＳＰは、発振器を介して第２励磁部３０を構成する励磁コイル３１，３２に交流電圧を印加し、第２励磁部３０を励磁する。励磁した第２励磁部３０により形成された磁場により、第２検出部４０を構成する検出コイル４１，４２の各々に誘導起電力が生じる。ＤＳＰは、検出コイル４１，４２の各々に生じた誘導起電力を、ＡＤＣを介してデジタル信号とされた出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂとして取得する。ここで、対象物２と共に軸線ＡＸを中心に回転する非磁性金属部２２０によって変化する誘導起電力に応じた出力電圧Ｖ２ａは先述の出力電圧Ｖ１ａと同様に角度θに応じて変化し、当該誘導起電力に応じた出力電圧Ｖ２ｂは先述の出力電圧Ｖ１ｂと同様に角度θに応じて変化する。制御部５０のＤＳＰは、第１検出部２０からの出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて角度θを算出する手法と同様な手法で、第２検出部４０からの出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて角度θを算出する。 Further, the DSP of the control unit 50 applies an AC voltage to the exciting coils 31 and 32 constituting the second exciting unit 30 via an oscillator to excite the second exciting unit 30. An induced electromotive force is generated in each of the detection coils 41 and 42 constituting the second detection unit 40 by the magnetic field formed by the excited second excitation unit 30. The DSP acquires the induced electromotive force generated in each of the detection coils 41 and 42 as output voltages V2a and V2b which are converted into digital signals via the ADC. Here, the output voltage V2a corresponding to the induced electromotive force changed by the non-magnetic metal portion 220 rotating around the axis AX together with the object 2 changes according to the angle θ as in the above-mentioned output voltage V1a, and the induction. The output voltage V2b according to the electromotive force changes according to the angle θ as in the above-mentioned output voltage V1b. The DSP of the control unit 50 is the same method as the method of calculating the angle θ based on the output voltages V1a and V1b from the first detection unit 20, and the angle is based on the output voltages V2a and V2b from the second detection unit 40. Calculate θ.

ここでは、第１円弧部２２１よりも外周側に位置する第２円弧部２２２に対応した第２検出部４０をメインの検出部とした例を説明する。まず、制御部５０のＤＳＰは、まず、第２検出部４０からの出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて角度θを算出する。そして、算出した角度θに異常がないと判別した場合は、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θをそのまま対象物２の回転位置として決定する。一方、（ｉ）出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θと、過去に算出した角度（例えば、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θの前回値）との差が予めメモリに記憶した値よりも大きくなった場合や、（ｉｉ）出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θがエラー値を示している場合、ＤＳＰは、出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて算出した角度θを対象物２の回転位置とする。つまり、メインの第２検出部４０に基づいて算出した角度θの信頼性が疑われる場合、サブの第１検出部２０に基づいて角度θを算出する。このように、位置検出装置１においては、第１励磁部１０及び第１検出部２０による構成と、第２励磁部３０及び第２検出部４０による構成との二系統が設けられ、必要に応じて当該二系統のいずれかを用いて対象物２の回転位置を算出するため、冗長性を確保することができる。また、第１励磁部１０及び第１検出部２０が形成される第１環状領域Ｒ１と、第２励磁部３０及び第２検出部４０が形成される第２環状領域Ｒ２とは、回路基板１００において軸線ＡＸを中心とした同心円状に形成されているため、従来の位置検出装置を単に並べて配置した場合に比べて、位置検出装置１を小型にすることができる。結果として、位置検出装置１を取り付けるためのスペース（取付スペース）の大型化を抑制することができる。 Here, an example will be described in which the second detection unit 40 corresponding to the second arc portion 222 located on the outer peripheral side of the first arc portion 221 is used as the main detection unit. First, the DSP of the control unit 50 first calculates the angle θ based on the output voltages V2a and V2b from the second detection unit 40. Then, when it is determined that there is no abnormality in the calculated angle θ, the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b is determined as it is as the rotation position of the object 2. On the other hand, (i) the difference between the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b and the angle calculated in the past (for example, the previous value of the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b) is stored in the memory in advance. When the value becomes larger than the stored value, or when (ii) the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b indicates an error value, the DSP determines the angle θ calculated based on the output voltages V1a and V1b. Is the rotation position of the object 2. That is, when the reliability of the angle θ calculated based on the main second detection unit 40 is suspected, the angle θ is calculated based on the sub first detection unit 20. As described above, the position detection device 1 is provided with two systems, one consisting of the first exciting unit 10 and the first detecting unit 20 and the other consisting of the second exciting unit 30 and the second detecting unit 40, and if necessary. Since the rotation position of the object 2 is calculated using either of the two systems, redundancy can be ensured. Further, the first annular region R1 in which the first exciting portion 10 and the first detecting portion 20 are formed and the second annular region R2 in which the second exciting portion 30 and the second detecting portion 40 are formed are the circuit board 100. Since it is formed in a concentric circle centered on the axis AX, the position detection device 1 can be made smaller than the case where the conventional position detection devices are simply arranged side by side. As a result, it is possible to suppress an increase in the size of the space (mounting space) for mounting the position detection device 1.

なお、制御部５０のＤＳＰは、算出した角度θに異常がないと判別した場合は、出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて算出した角度θと、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θとの平均値を算出し、算出した平均値を対象物２の回転位置としてもよい。また、第１検出部２０をメインとし、第２検出部４０をサブとしてもよい。複数の検出部のいずれをメインの検出部として使用するかは、任意である。 When the DSP of the control unit 50 determines that there is no abnormality in the calculated angle θ, the angle θ calculated based on the output voltages V1a and V1b and the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b are used. The average value of the above may be calculated, and the calculated average value may be used as the rotation position of the object 2. Further, the first detection unit 20 may be the main and the second detection unit 40 may be the sub. Which of the plurality of detectors is used as the main detector is arbitrary.

例えば、第１検出部２０をメインの検出部とした場合、制御部５０のＤＳＰは、関数Ｆに基づいて角度θを算出する前段階の値（Ｖ１ｃ＝Ｖ１ａ／Ｖ１ｂ）に異常が生じているか否かを判別してもよい。この場合、制御部５０のＤＳＰは、まず、第１検出部２０からの出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいてＶ１ｃを算出する。そして、算出したＶ１ｃに異常がないと判別した場合は、出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて算出した角度θをそのまま対象物２の回転位置として決定する。一方、（ｉ）今回算出したＶ１ｃと、過去に算出したＶ１ｃ（例えば、Ｖ１ｃの前回値）との差が予めメモリに記憶した値よりも大きくなった場合や、（ｉｉ）今回算出したＶ１ｃがエラー値を示している場合、ＤＳＰは、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θを対象物２の回転位置とする。さらに、ＤＳＰは、Ｖ１ａとＶ１ｂのいずれかが異常値を示している場合に、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて算出した角度θを対象物２の回転位置としてもよい。なお、第２検出部４０をメインの検出部とした場合も、同様に、制御部５０のＤＳＰは、関数Ｆに基づいて角度θを算出する前段階の値（Ｖ２ａ／Ｖ２ｂ）に異常が生じているか否かを判別する等してもよい。 For example, when the first detection unit 20 is used as the main detection unit, does the DSP of the control unit 50 have an abnormality in the value (V1c = V1a / V1b) in the previous stage for calculating the angle θ based on the function F? You may determine whether or not. In this case, the DSP of the control unit 50 first calculates V1c based on the output voltages V1a and V1b from the first detection unit 20. Then, when it is determined that there is no abnormality in the calculated V1c, the angle θ calculated based on the output voltages V1a and V1b is determined as it is as the rotation position of the object 2. On the other hand, (i) the difference between the V1c calculated this time and the V1c calculated in the past (for example, the previous value of V1c) becomes larger than the value stored in the memory in advance, or (ii) the V1c calculated this time is When the error value is shown, the DSP sets the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b as the rotation position of the object 2. Further, the DSP may use the angle θ calculated based on the output voltages V2a and V2b as the rotation position of the object 2 when either V1a or V1b shows an abnormal value. Similarly, when the second detection unit 40 is used as the main detection unit, the DSP of the control unit 50 has an abnormality in the value (V2a / V2b) in the previous stage for calculating the angle θ based on the function F. It may be determined whether or not it is.

制御部５０が有するＤＳＰのＩＣ等の各種構成や、セラミックコンデンサやグランドパターン等の図示しないＥＭＣ（ElectroMagnetic Compatibility）対策部品は、回路基板１００における他の環状領域Ｒｏの上面及び下面の少なくともいずれかに実装される。なお、制御部５０やＥＭＣ対策部品の少なくとも一部の構成は、回路基板１００における他の環状領域Ｒｏの外周側に位置する外周領域Ｒｘや、回路基板１００と電気的に接続された他の回路基板に実装されていてもよい。 Various configurations such as DSP ICs included in the control unit 50 and EMC (ElectroMagnetic Compatibility) countermeasure parts (not shown) such as ceramic capacitors and ground patterns are placed on at least one of the upper surface and the lower surface of the other annular region Ro in the circuit board 100. Will be implemented. It should be noted that at least a part of the configuration of the control unit 50 and the EMC countermeasure component includes the outer peripheral region Rx located on the outer peripheral side of the other annular region Ro in the circuit board 100 and other circuits electrically connected to the circuit board 100. It may be mounted on a board.

以上に説明した各部を備える位置検出装置１は、例えば、図示しない筐体内に収容される。そして、当該筐体によって、連動部２００の非磁性金属部２２０と、回路基板１００の上面との間隔が所望の値に設定される。非磁性金属部２２０と回路基板１００との間隔は、小さい方が誘起される電圧が大きくなり好ましく、例えば、１．０〜１．５ｍｍ程度に設定される。 The position detecting device 1 including each part described above is housed in, for example, a housing (not shown). Then, the distance between the non-magnetic metal portion 220 of the interlocking portion 200 and the upper surface of the circuit board 100 is set to a desired value by the housing. The smaller the distance between the non-magnetic metal portion 220 and the circuit board 100, the larger the induced voltage is, and the distance is preferably set to, for example, about 1.0 to 1.5 mm.

（非磁性金属部２２０の他の形成例）
図６（ｂ）に示すように、第１円弧部２２１の円周方向における形成範囲である第１の範囲αを、１８０°未満としてもよい。こうすれば、非磁性金属部２２０の軽量化を図ることができる。なお、第１の範囲αを１８０°未満とした場合は、第１円弧部２２１における渦電流が発生する面積を確保すべく、第１の範囲αは３０°以上であることが好ましい。つまり、第１の範囲αを、３０°以上１８０°未満の範囲とすればよい。図６（ｂ）に示す非磁性金属部２２０の態様は、第１検出部２０がサブの検出部である場合に好適である。逆に言えば、第１検出部２０をメインとし、第２検出部４０をサブとした場合は、第２円弧部２２２の第２の範囲βを３０°以上１８０°未満の範囲とすればよい。さらには、例えば、第２の範囲βを０°〜１５０°とし、第１の範囲αを１８０°〜３００°とする等して、第１の範囲α及び第２の範囲βの双方を３０°以上１８０°未満の範囲としてもよい。つまり、第１の範囲αと第２の範囲βとの少なくともいずれかを、３０°以上１８０°未満の範囲としてもよい。 (Another example of forming the non-magnetic metal portion 220)
As shown in FIG. 6B, the first range α, which is the formation range of the first arc portion 221 in the circumferential direction, may be set to less than 180 °. In this way, the weight of the non-magnetic metal portion 220 can be reduced. When the first range α is less than 180 °, the first range α is preferably 30 ° or more in order to secure the area where the eddy current is generated in the first arc portion 221. That is, the first range α may be a range of 30 ° or more and less than 180 °. The aspect of the non-magnetic metal portion 220 shown in FIG. 6B is suitable when the first detection unit 20 is a sub detection unit. Conversely, when the first detection unit 20 is the main and the second detection unit 40 is the sub, the second range β of the second arc portion 222 may be a range of 30 ° or more and less than 180 °. .. Further, for example, the second range β is set to 0 ° to 150 °, the first range α is set to 180 ° to 300 °, and so on, so that both the first range α and the second range β are 30. It may be in the range of ° or more and less than 180 °. That is, at least one of the first range α and the second range β may be a range of 30 ° or more and less than 180 °.

また、図示しないが、第１の範囲αと、第２の範囲βとの一部が円周方向において重なっていてもよい。例えば、第２の範囲βが０°〜１８０°であり、第１の範囲αが１５０°〜３６０°であり、１５０°〜１８０°の範囲において、第１の範囲αと第２の範囲βとが重複していてもよい。この場合においても、第１の範囲αと第２の範囲βとが完全に重複している場合に比べて、第１励磁部１０及び第１検出部２０の電磁作用と、第２励磁部３０及び第２検出部４０の電磁作用とが相互に干渉して検出精度が低下することを抑制することができる。但し、当該相互干渉を良好に低減するに当たっては、第１の範囲αと第２の範囲βが重複する範囲は少なければ少ないほど好ましいと考えられ、図６（ａ）に示した態様のように、第１の範囲αと第２の範囲βとは円周方向において重複していない方がより好ましいと考えられる。第１実施形態の説明は以上である。 Further, although not shown, a part of the first range α and the second range β may overlap in the circumferential direction. For example, the second range β is 0 ° to 180 °, the first range α is 150 ° to 360 °, and the first range α and the second range β are in the range of 150 ° to 180 °. And may overlap. Even in this case, the electromagnetic action of the first excitation unit 10 and the first detection unit 20 and the second excitation unit 30 are compared with the case where the first range α and the second range β completely overlap. And it is possible to prevent the detection accuracy from being lowered due to mutual interference with the electromagnetic action of the second detection unit 40. However, in order to satisfactorily reduce the mutual interference, it is considered that the smaller the range where the first range α and the second range β overlap is, the more preferable it is. , It is considered more preferable that the first range α and the second range β do not overlap in the circumferential direction. This concludes the description of the first embodiment.

ここからは、第１実施形態と一部の構成等が異なる他の実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と同様の各構成については第１実施形態と同一の符号を用いて説明するとともに、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。 From here, other embodiments which are different from the first embodiment in some configurations and the like will be described. Hereinafter, each configuration similar to that of the first embodiment will be described using the same reference numerals as those of the first embodiment, and the points different from those of the first embodiment will be mainly described.

（第２実施形態）
第２実施形態に係る回路基板１００（先述の位置検出装置１と同様な構成に備えられるもの）は、図９に示すように、軸線ＡＸを中心に形成された円環状の領域として、第１環状領域Ｒ１と、第２環状領域Ｒ２と、第３環状領域Ｒ３と、他の環状領域Ｒｏと、を有する。また、第２実施形態に係る回路基板１００も、他の環状領域Ｒｏの外周側に外周領域Ｒｘを有する。図９に示すように、回路基板１００には、軸線ＡＸの中心側から順に、貫通孔Ｈ１、第１環状領域Ｒ１、第２環状領域Ｒ２、第３環状領域Ｒ３、他の環状領域Ｒｏの各々が、軸線ＡＸを中心とした同心円状に形成されている。なお、図９では、図面の見やすさを考慮して、回路基板１００に設けられた各種の回路や電子部品を省略している。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 9, the circuit board 100 (provided to have the same configuration as the position detection device 1 described above) according to the second embodiment has a first annular region formed around the axis AX. It has an annular region R1, a second annular region R2, a third annular region R3, and another annular region Ro. Further, the circuit board 100 according to the second embodiment also has an outer peripheral region Rx on the outer peripheral side of the other annular region Ro. As shown in FIG. 9, in the circuit board 100, each of the through hole H1, the first annular region R1, the second annular region R2, the third annular region R3, and the other annular region Ro in this order from the center side of the axis AX. However, they are formed concentrically around the axis AX. In FIG. 9, various circuits and electronic components provided on the circuit board 100 are omitted in consideration of readability of the drawings.

図１０に示すように、第２実施形態に係る回路基板１００は、第１実施形態と同様の構成である第１励磁部１０、第１検出部２０、第２励磁部３０、第２検出部４０、及び制御部５０に加えて、第３励磁部６０及び第３検出部７０を備える。 As shown in FIG. 10, the circuit board 100 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, that is, the first excitation unit 10, the first detection unit 20, the second excitation unit 30, and the second detection unit. In addition to the 40 and the control unit 50, a third excitation unit 60 and a third detection unit 70 are provided.

第３励磁部６０及び第３検出部７０は、図９に示す第３環状領域Ｒ３内に形成される。第３励磁部６０及び第３検出部７０の具体的形状や組成については、図３を参照して説明した第１励磁部１０及び第１検出部２０と同様であるため、説明を省略する。 The third excitation unit 60 and the third detection unit 70 are formed in the third annular region R3 shown in FIG. The specific shapes and compositions of the third excitation unit 60 and the third detection unit 70 are the same as those of the first excitation unit 10 and the first detection unit 20 described with reference to FIG. 3, and thus the description thereof will be omitted.

第３励磁部６０は、制御部５０の制御により電圧が印加され、励磁されるものであり、第３環状領域Ｒ３内に形成された２つの励磁コイル（図示せず）を有する。２つの励磁コイルの一方は、第３環状領域Ｒ３の中心側に円状に形成され、他方は、第３環状領域Ｒ３の外周側端部に円状に形成される。２つの励磁コイルの各々には制御部５０の制御の下で電圧が印加される。なお、第３励磁部６０は、２つの励磁コイルの一方から構成されてもよい。 The third exciting unit 60 is to be excited by applying a voltage under the control of the control unit 50, and has two exciting coils (not shown) formed in the third annular region R3. One of the two exciting coils is formed in a circular shape on the central side of the third annular region R3, and the other is formed in a circular shape on the outer peripheral side end portion of the third annular region R3. A voltage is applied to each of the two exciting coils under the control of the control unit 50. The third exciting unit 60 may be composed of one of the two exciting coils.

第３検出部７０は、励磁された第３励磁部６０が形成する磁場によって誘導起電力が発生する部分であり、第３環状領域Ｒ３内に形成された２つの検出コイル７１，７２を有する。検出コイル７１と検出コイル７２とは、軸線ＡＸを中心とした角度を考えた場合、互いに９０°の位相差を有するように、回路基板１００に形成されている。第３検出部７０の検出コイル７１，７２は、前述の第１検出部２０の検出コイル２１，２２と同様に、互いに９０°の位相差を有する正弦波又は余弦波に基づく形状を有する。 The third detection unit 70 is a portion where an induced electromotive force is generated by the magnetic field formed by the excited third excitation unit 60, and has two detection coils 71 and 72 formed in the third annular region R3. The detection coil 71 and the detection coil 72 are formed on the circuit board 100 so as to have a phase difference of 90 ° from each other when considering the angle about the axis AX. The detection coils 71 and 72 of the third detection unit 70 have a shape based on a sine wave or a chord wave having a phase difference of 90 ° from each other, similarly to the detection coils 21 and 22 of the first detection unit 20 described above.

第２実施形態における非磁性金属部２２０は、図示省略するが、第１検出部２０、第２検出部４０、及び第３検出部７０（第１環状領域Ｒ１、第２環状領域Ｒ２、及び第３環状領域Ｒ３）を覆う位置に設けられている。対象物２の回転に伴い、第１検出部２０及び第２検出部４０のみならず、第３検出部７０における非磁性金属部２２０によって覆われる部分が変化すると、第３検出部７０に誘起される電圧（誘導起電力）も変化する。第２実施形態では、第１検出部２０及び第２検出部４０のみならず、第３検出部７０に生じる誘導起電力の変化に基づき、制御部５０は対象物２の回転位置を算出する。 Although not shown, the non-magnetic metal portion 220 in the second embodiment is shown in the first detection unit 20, the second detection unit 40, and the third detection unit 70 (first annular region R1, second annular region R2, and second annular region R2). 3 It is provided at a position that covers the annular region R3). When not only the first detection unit 20 and the second detection unit 40 but also the portion of the third detection unit 70 covered by the non-magnetic metal portion 220 changes with the rotation of the object 2, it is induced in the third detection unit 70. The voltage (induced electromotive force) also changes. In the second embodiment, the control unit 50 calculates the rotation position of the object 2 based on the change of the induced electromotive force generated not only in the first detection unit 20 and the second detection unit 40 but also in the third detection unit 70.

第２実施形態において、非磁性金属部２２０は、前述の第１検出部２０と対向する第１円弧部２２１、及び、第２検出部４０と対向する第２円弧部２２２に加えて、第３検出部７０と対向する第３円弧部（図示せず）を有する。これら複数の円弧部は、軸線ＡＸを中心とした径方向において互いに異なる箇所に設けられている。第３円弧部は、第２円弧部２２２と円周方向において極力重複しない範囲（好ましくは、第２円弧部２２２の第２の範囲βと異なる範囲）に亘って形成すればよい。つまり、第３円弧部の円周方向における形成範囲は、第１円弧部２２１の第１の範囲αと同様の考え方で設定することができる。 In the second embodiment, the non-magnetic metal portion 220 includes a third arc portion 221 facing the first detection unit 20 and a second arc portion 222 facing the second detection unit 40, in addition to the third arc portion 222. It has a third arc portion (not shown) facing the detection portion 70. These plurality of arc portions are provided at different locations in the radial direction about the axis AX. The third arc portion may be formed over a range that does not overlap with the second arc portion 222 as much as possible in the circumferential direction (preferably, a range different from the second range β of the second arc portion 222). That is, the formation range of the third arc portion in the circumferential direction can be set in the same way as the first range α of the first arc portion 221.

第２実施形態において、制御部５０のＤＳＰは、前述と同様に、第１検出部２０から出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを取得し、第２検出部４０から出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂを取得する。さらに、ＤＳＰは、発振器を介して第３励磁部６０に交流電圧を印加し、第３励磁部６０を励磁する。励磁した第３励磁部６０により形成された磁場により、第３検出部７０を構成する検出コイル７１，７２の各々に誘導起電力が生じる。ＤＳＰは、検出コイル７１，７２の各々に生じた誘導起電力を、ＡＤＣを介してデジタル信号とされた出力電圧Ｖ３ａ，Ｖ３ｂとして取得する。ＤＳＰは、出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂや出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づいて角度θを算出する手法と同様な手法で、第３検出部７０からの出力電圧Ｖ３ａ，Ｖ３ｂに基づいて角度θを算出する。 In the second embodiment, the DSP of the control unit 50 acquires the output voltages V1a and V1b from the first detection unit 20 and the output voltages V2a and V2b from the second detection unit 40 in the same manner as described above. Further, the DSP applies an AC voltage to the third exciting unit 60 via an oscillator to excite the third exciting unit 60. An induced electromotive force is generated in each of the detection coils 71 and 72 constituting the third detection unit 70 by the magnetic field formed by the excited third excitation unit 60. The DSP acquires the induced electromotive force generated in each of the detection coils 71 and 72 as output voltages V3a and V3b which are converted into digital signals via the ADC. The DSP calculates the angle θ based on the output voltages V3a and V3b from the third detection unit 70 in the same method as the method of calculating the angle θ based on the output voltages V1a and V1b and the output voltages V2a and V2b.

第２実施形態では、制御部５０のＤＳＰは、出力電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づく角度θ（以下、第１角度と言う。）と、出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに基づく角度θ（以下、第２角度と言う。）と、出力電圧Ｖ３ａ，Ｖ３ｂに基づく角度θ（以下、第３角度と言う。）との各々を算出する。ＤＳＰは、このように算出した第１〜第３角度のうち、１又は複数の信頼できる値に基づき対象物２の回転位置を求める。具体的に、ＤＳＰは、算出した第１〜第３角度のうち、第１実施形態で述べたように異常値が含まれていると判別した場合は、異常値を示したものを除外して対象物２の回転位置を決定する。例えば、第３角度が異常値を示した場合、ＤＳＰは、第１角度又は第２角度を対象物２の回転位置として決定する、あるいは、第１角度と第２角度の平均値を対象物２の回転位置として決定する。また、例えば、第２角度及び第３角度が異常値を示した場合、ＤＳＰは、第１角度を対象物２の回転位置として決定する。また、例えば、ＤＳＰは、算出した第１〜第３角度のうち、互いの差が小さい２つの角度を選択し、選択した２つの角度のうちいずれかの値や、選択した２つの角度の平均値を対象物２の回転位置として決定してもよい。また、ＤＳＰは、算出した第１〜第３角度のいずれもが異常値を示さなかった場合は、予め定めた検出部からの出力電圧に基づいて算出した角度θを対象物２の回転位置として決定してもよいし、第１〜第３角度の全ての平均を対象物２の回転位置として決定してもよい。 In the second embodiment, the DSP of the control unit 50 has an angle θ based on the output voltages V1a and V1b (hereinafter referred to as the first angle) and an angle θ based on the output voltages V2a and V2b (hereinafter referred to as the second angle). ) And the angle θ (hereinafter referred to as the third angle) based on the output voltages V3a and V3b are calculated. The DSP obtains the rotation position of the object 2 based on one or a plurality of reliable values among the first to third angles calculated in this way. Specifically, when the DSP determines that the calculated first to third angles include an abnormal value as described in the first embodiment, the DSP excludes the one showing the abnormal value. The rotation position of the object 2 is determined. For example, when the third angle shows an abnormal value, the DSP determines the first angle or the second angle as the rotation position of the object 2, or sets the average value of the first angle and the second angle as the rotation position of the object 2. Determined as the rotation position of. Further, for example, when the second angle and the third angle show abnormal values, the DSP determines the first angle as the rotation position of the object 2. Further, for example, the DSP selects two angles having a small difference from each other from the calculated first to third angles, and either the value of the two selected angles or the average of the two selected angles. The value may be determined as the rotation position of the object 2. Further, when none of the calculated first to third angles shows an abnormal value, the DSP uses the angle θ calculated based on the output voltage from the detection unit determined in advance as the rotation position of the object 2. It may be determined, or the average of all the first to third angles may be determined as the rotation position of the object 2.

なお、制御部５０のＤＳＰは、関数Ｆに基づいて角度θを算出する前段階の値に異常が生じているか否かを判別してもよい。この前段階の値とは、Ｖ１ａ／Ｖ１ｂ、Ｖ２ａ／Ｖ２ｂ、Ｖ３ａ／Ｖ３ｂであってもよいし、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ３ａ、Ｖ３ｂであってもよい。そして、これら角度θを算出する前段階の値に異常が生じた場合、ＤＳＰは、異常値を示した電圧からは角度θを算出せずに、異常値を示さなかった電圧に基づき角度θを算出すればよい。このように算出された角度θが複数ある場合の取り扱いは、前段落の記載と同様とすればよい。 The DSP of the control unit 50 may determine whether or not an abnormality has occurred in the value in the previous step of calculating the angle θ based on the function F. The values in the previous stage may be V1a / V1b, V2a / V2b, V3a / V3b, or V1a, V1b, V2a, V2b, V3a, V3b. Then, when an abnormality occurs in the values in the stage before calculating these angles θ, the DSP does not calculate the angle θ from the voltage showing the abnormal value, but calculates the angle θ based on the voltage not showing the abnormal value. It may be calculated. When there are a plurality of angles θ calculated in this way, the handling may be the same as described in the previous paragraph.

以上の第２実施形態によれば、制御部５０は、３つの検出部（第１検出部２０、第２検出部４０、第３検出部７０）のうち、１つ又は２つの検出部に発生した誘導起電力に基づいて対象物２の回転位置を算出可能である。このようにしたから、所定の検出部（あるいは当該所定の検出部に対応する励磁部）に異常が生じても、対象物２の回転位置を算出可能であり、冗長性をより良好に確保することができる。第２実施形態の説明は以上である。 According to the second embodiment described above, the control unit 50 occurs in one or two of the three detection units (first detection unit 20, second detection unit 40, third detection unit 70). The rotation position of the object 2 can be calculated based on the induced electromotive force. Since this is done, even if an abnormality occurs in the predetermined detection unit (or the excitation unit corresponding to the predetermined detection unit), the rotation position of the object 2 can be calculated, and the redundancy can be secured better. be able to. This concludes the description of the second embodiment.

（第３実施形態）
以上に説明した第１、第２実施形態に係る位置検出装置１における回転位置検出の対象である対象物２は限られるものではないが、ここからは、図１１に示すように、対象物２を液体に浮くフロート２Ｍとし、第１又は第２実施形態に係る位置検出装置１を液面検出装置１Ｍに適用した第３実施形態を説明する。 (Third Embodiment)
The object 2 that is the target of the rotational position detection in the position detection device 1 according to the first and second embodiments described above is not limited, but from here on, the object 2 is as shown in FIG. The third embodiment in which the position detecting device 1 according to the first or second embodiment is applied to the liquid level detecting device 1M will be described.

第３実施形態に係る液面検出装置１Ｍは、例えば、自動車等の乗り物が備えるタンク内の液体（燃料等）の液面の位置を検出するものであり、前述と同様の構成の位置検出装置１と、対象物２としてのフロート２Ｍと、シャフト４としてのアーム４Ｍと、を備える。 The liquid level detecting device 1M according to the third embodiment detects, for example, the position of the liquid level of a liquid (fuel or the like) in a tank included in a vehicle such as an automobile, and is a position detecting device having the same configuration as described above. 1 is provided, a float 2M as an object 2, and an arm 4M as a shaft 4.

フロート２Ｍは、硬質発泡ゴム等から略俵型に形成され、タンク内の液体から浮力を受けて液面に浮き、液面の変動に伴って変位する。アーム４Ｍは、金属からなる棒であり、その一端部にはフロート２Ｍが取り付けられ、他端部は、回路基板１００側において軸線ＡＸを中心に回転可能に支持されている。したがって、液面の変位に応じて、フロート２Ｍも軸線ＡＸを中心に回転移動する。アーム４Ｍは、フロート２Ｍが液体に到達可能に折り曲げて形成されている。 The float 2M is formed in a substantially bale shape from hard foam rubber or the like, receives buoyancy from the liquid in the tank, floats on the liquid surface, and is displaced as the liquid level fluctuates. The arm 4M is a rod made of metal, and a float 2M is attached to one end thereof, and the other end thereof is rotatably supported around the axis AX on the circuit board 100 side. Therefore, the float 2M also rotates around the axis AX according to the displacement of the liquid surface. The arm 4M is formed by bending the float 2M so that it can reach the liquid.

回路基板１００の制御部５０のＤＳＰは、前述のように所定の検出部からの出力電圧に基づいて算出した角度θを、フロート２Ｍの回転位置として算出する。そして、ＤＳＰは、予めメモリに記憶したフロート２Ｍの回転位置と液体の液面位置との関係を規定する関数データやテーブルデータに基づき、液体の液面位置を検出する。なお、ＤＳＰは、図示しない外部装置（例えばマイクロコンピュータを備える車載装置等）に算出した角度θのデータを送信し、当該角度θのデータを受信した外部装置において、角度θに応じた液面位置を検出してもよい。この場合、当該外部装置も液面検出装置１Ｍの構成に含まれる。 The DSP of the control unit 50 of the circuit board 100 calculates the angle θ calculated based on the output voltage from the predetermined detection unit as the rotation position of the float 2M as described above. Then, the DSP detects the liquid level position of the liquid based on the function data or table data that defines the relationship between the rotation position of the float 2M and the liquid level position of the liquid stored in the memory in advance. The DSP transmits the calculated data of the angle θ to an external device (for example, an in-vehicle device equipped with a microcomputer) (not shown), and in the external device that receives the data of the angle θ, the liquid level position according to the angle θ. May be detected. In this case, the external device is also included in the configuration of the liquid level detection device 1M.

位置検出装置１によれば、前述の通り、取付スペースの大型化を抑制しつつ、冗長性を確保することができるため、これを備える液面検出装置１Ｍも、大型化を抑制しつつ、冗長性を確保することができる。第３実施形態の説明は以上である。 According to the position detection device 1, as described above, it is possible to secure redundancy while suppressing the increase in size of the mounting space. Therefore, the liquid level detection device 1M provided with this can also be redundant while suppressing the increase in size. Sex can be ensured. This concludes the description of the third embodiment.

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Changes (including deletion of components) can be made as appropriate without changing the gist of the present invention.

（変形例）
非磁性金属部２２０をシャフト４と共に回転移動できる態様で構成することができれば、連動部２００から板状部２１０を省略してもよい。また、図６（ａ）、（ｂ）では、第１円弧部２２１の外周端（外側の円弧状の縁）と、第２円弧部２２２の内周端（内側の円弧状の縁）との境界が、軸線ＡＸを中心とした同一の円上に位置する例を示しているが、これに限られない。第２円弧部２２２の内周端は、第１円弧部２２１の外周端から、軸線ＡＸを中心とした径方向の距離が離れた位置にあってもよい。 (Modification example)
If the non-magnetic metal portion 220 can be configured so as to be rotationally movable together with the shaft 4, the plate-shaped portion 210 may be omitted from the interlocking portion 200. Further, in FIGS. 6A and 6B, the outer peripheral end (outer arc-shaped edge) of the first arc portion 221 and the inner peripheral end (inner arc-shaped edge) of the second arc portion 222 are An example is shown in which the boundary is located on the same circle centered on the axis AX, but the present invention is not limited to this. The inner peripheral end of the second arc portion 222 may be located at a position separated from the outer peripheral end of the first arc portion 221 in the radial direction about the axis AX.

回路基板１００において、他の環状領域Ｒｏと外周領域Ｒｘとが区別なく一体に形成されていてもよい。また、回路基板１００は、他の環状領域Ｒｏの外縁に沿った形状で、円盤状に形成されていてもよい。また、外周領域Ｒｘは、他の環状領域Ｒｏの外側の全周に亘ってではなく、他の環状領域Ｒｏの外側の一部に形成されていてもよい。例えば、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、位置検出装置１は、変形例に係る回路基板１００Ｍを備えていてもよい。変形例に係る回路基板１００Ｍは、図１２（ｂ）に示すように、半円形状と四角形状を合わせた形状の基材３Ｍに、前述の各種回路や電子部品が設けられて構成される。変形例に係る回路基板１００Ｍにおいては、貫通孔Ｈ１、第１環状領域Ｒ１、第２環状領域Ｒ２、他の環状領域Ｒｏの各々が、軸線ＡＸを中心とした同心円状に形成されている。そして、外周領域Ｒｘは、他の環状領域Ｒｏの外周側の一部、具体的には、図１２（ｂ）における外周右側に形成されている。 In the circuit board 100, the other annular region Ro and the outer peripheral region Rx may be integrally formed without distinction. Further, the circuit board 100 may be formed in a disk shape with a shape along the outer edge of the other annular region Ro. Further, the outer peripheral region Rx may be formed on a part of the outside of the other annular region Ro, not over the entire circumference outside the other annular region Ro. For example, as shown in FIGS. 12A and 12B, the position detection device 1 may include the circuit board 100M according to the modified example. As shown in FIG. 12B, the circuit board 100M according to the modified example is configured by providing the above-mentioned various circuits and electronic components on a base material 3M having a shape that combines a semicircular shape and a quadrangular shape. In the circuit board 100M according to the modified example, each of the through hole H1, the first annular region R1, the second annular region R2, and the other annular region Ro is formed concentrically around the axis AX. The outer peripheral region Rx is formed on a part of the outer peripheral side of the other annular region Ro, specifically, on the right side of the outer circumference in FIG. 12B.

また、以上の説明では、複数の検出部に対し制御部５０が１つの場合を例示したが、各検出部に対しそれぞれ制御部を設ける構造であってもよい。また、以上では、基材３の上面にコイルを形成する場合を例示したが、基材３の下面や上下面に形成することも可能である。また、以上では、制御部５０にＤＳＰを用いる場合を例示したが、ＤＳＰの代わりにマイコンと周辺ＩＣ等を用いることも可能である。 Further, in the above description, the case where one control unit 50 is provided for each of the plurality of detection units is illustrated, but the structure may be such that each detection unit is provided with a control unit. Further, in the above, the case where the coil is formed on the upper surface of the base material 3 has been illustrated, but it is also possible to form the coil on the lower surface or the upper and lower surfaces of the base material 3. Further, in the above, the case where the DSP is used for the control unit 50 has been illustrated, but it is also possible to use a microcomputer, a peripheral IC, or the like instead of the DSP.

以上では、位置検出装置１が軸線ＡＸを中心に回転する対象物２の回転位置を検出する例を示したが、これに限られない。位置検出装置１は、対象物２の位置の変動に伴い非磁性金属部２２０が軸線ＡＸを中心に回転する構成であればよく、回転移動以外の移動（直線移動や曲線移動など）を行う対象物２の位置を検出するものであってもよい。例えば、位置検出装置１を対象物２の直線移動に応じて非磁性金属部２２０が軸線ＡＸを中心に回転する構成とすれば、制御部５０は、前記のように算出可能な角度θに応じて、直線移動する対象物２の位置を検出することができる。 In the above, the position detection device 1 has shown an example of detecting the rotation position of the object 2 rotating around the axis AX, but the present invention is not limited to this. The position detection device 1 may have a configuration in which the non-magnetic metal portion 220 rotates about the axis AX as the position of the object 2 fluctuates, and is an object that performs movements other than rotational movements (linear movement, curved movement, etc.). It may be the one that detects the position of the object 2. For example, if the position detection device 1 is configured such that the non-magnetic metal portion 220 rotates about the axis AX in response to the linear movement of the object 2, the control unit 50 responds to the angle θ that can be calculated as described above. Therefore, the position of the object 2 that moves linearly can be detected.

図においては、回路基板１００において互いに隣り合う環状領域（例えば、第１環状領域Ｒ１と第２環状領域Ｒ２）の間に間隔を設けた例を示したが、一方の環状領域内に形成される回路と他方の環状領域内に形成される回路とが干渉しない限りにおいては、双方の環状領域は隣接していてもよい。 In the figure, an example in which a space is provided between the annular regions (for example, the first annular region R1 and the second annular region R2) adjacent to each other in the circuit board 100 is shown, but the circuit board 100 is formed in one of the annular regions. Both annular regions may be adjacent to each other as long as the circuit and the circuit formed in the other annular region do not interfere with each other.

第１検出部２０に基づく出力電圧Ｖ１ａと出力電圧Ｖ１ｂとは、互いに所定の位相差を有していればよい。例えば、所定の位相差は、４５°や１３５°等であってもよい。但し、ｔａｎ（θ）に応じたＶ１ａ／Ｖ１ｂを求める観点においては、当該所定の位相差は、前記の実施形態で述べたように９０°であることが好ましい。処理の複雑化を抑制することができるためである。これは、第２検出部４０に基づく出力電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂや、第３検出部７０に基づく出力電圧Ｖ３ａ，Ｖ３ｂについても同様である。 The output voltage V1a and the output voltage V1b based on the first detection unit 20 may have a predetermined phase difference from each other. For example, the predetermined phase difference may be 45 °, 135 °, or the like. However, from the viewpoint of obtaining V1a / V1b according to tan (θ), the predetermined phase difference is preferably 90 ° as described in the above embodiment. This is because the complexity of the process can be suppressed. This also applies to the output voltages V2a and V2b based on the second detection unit 40 and the output voltages V3a and V3b based on the third detection unit 70.

第２実施形態では、検出部を３つ設けた例を示したが、検出部を４以上設けることも可能である。この場合、回路基板１００の第３環状領域Ｒ３と他の環状領域Ｒｏとの間に、増加する分の検出部に応じた数の環状領域を設ければよい。つまり、制御部５０は、３つ以上の特定個数の検出部のうち、当該特定個数よりも少ない数の検出部に発生した誘導起電力に基づいて対象物２の回転位置を算出可能であればよい。こうすれば、所定の検出部に異常が生じた場合であっても、対象物２の回転位置を算出することができ、冗長性を良好に確保することができる。また、検出部を４つ以上設けた場合においても、非磁性金属部２２０に、複数の検出部の各々と対向する複数の円弧部を設けてもよい。 In the second embodiment, an example in which three detection units are provided is shown, but it is also possible to provide four or more detection units. In this case, a number of annular regions may be provided between the third annular region R3 of the circuit board 100 and the other annular region Ro according to the amount of detection of the increase. That is, if the control unit 50 can calculate the rotation position of the object 2 based on the induced electromotive force generated in a number of detection units smaller than the specific number of the three or more specific number of detection units. Good. By doing so, even if an abnormality occurs in a predetermined detection unit, the rotation position of the object 2 can be calculated, and redundancy can be sufficiently ensured. Further, even when four or more detection portions are provided, the non-magnetic metal portion 220 may be provided with a plurality of arc portions facing each of the plurality of detection portions.

励磁部は、対応する検出部に誘導起電力を生じさせる磁場を形成することができれば、その形状や配置は以上の例に限られず任意である。 The shape and arrangement of the exciting unit is not limited to the above examples and is arbitrary as long as a magnetic field that generates an induced electromotive force can be formed in the corresponding detection unit.

以上では、回路基板１００の基材３にシャフト４を挿入可能な貫通孔Ｈ１を設けた例を示したが、非磁性金属部２２０が対象物２と共に軸線ＡＸを中心に回転可能であり、且つ、非磁性金属部２２０と回路基板１００との間隔を適切に保つことができれば、基材３に貫通孔Ｈ１を設けなくともよい。 In the above, an example in which the through hole H1 into which the shaft 4 can be inserted is provided in the base material 3 of the circuit board 100 has been shown, but the non-magnetic metal portion 220 is rotatable around the axis AX together with the object 2 and is rotatable. If the distance between the non-magnetic metal portion 220 and the circuit board 100 can be appropriately maintained, it is not necessary to provide the through hole H1 in the base material 3.

また、位置検出装置１の検出対象である対象物２は、変動するものであれば任意であり、目的に応じて選択することができる。例えば、対象物２は、車両に搭載された種々の回転体（回転移動するアクセルペダル、ブレーキペダル、回転灯など）や、シフトレバーなどの直線移動体であってもよい。以上の位置検出装置１によれば、冗長性を確保しつつ、算出した角度θに応じた対象物２の位置（回転位置であっても直線位置であってもよい。）を算出することができる。 Further, the object 2 to be detected by the position detection device 1 is arbitrary as long as it fluctuates, and can be selected according to the purpose. For example, the object 2 may be various rotating bodies (rotating moving accelerator pedal, brake pedal, rotating light, etc.) mounted on the vehicle, or a linear moving body such as a shift lever. According to the above position detection device 1, it is possible to calculate the position of the object 2 (which may be a rotational position or a straight line position) according to the calculated angle θ while ensuring redundancy. it can.

（１）以上に説明した位置検出装置１は、対象物２の位置を検出するものであり、励磁部（例えば、第１励磁部１０、第２励磁部３０）と、検出部（例えば、第１検出部２０、第２検出部４０）と、非磁性金属部２２０と、制御部５０と、を備える。励磁部は、基板（例えば回路基板１００）に形成され、電圧の印加により励磁される。検出部は、基板における軸線ＡＸを中心とした環状の領域に形成された複数の検出コイル（例えば、第１環状領域Ｒ１、第２環状領域Ｒ２）を有し、励磁部によって誘導起電力が発生する。非磁性金属部２２０は、対象物２の位置の変動に伴い軸線ＡＸを中心に回転し、検出部に発生する誘導起電力を対象物２の位置に応じて変化させる。制御部５０は、検出部に発生した誘導起電力に基づいて対象物２の位置を算出する。検出部は、軸線ＡＸを中心とした径方向において互いに異なる箇所に複数（例えば、第１検出部２０及び第２検出部４０）設けられている。非磁性金属部２２０は、軸線ＡＸを中心として円弧状に形成された円弧部を有し、円弧部は、複数の検出部の各々と対向して複数あり、第１円弧部２２１及び第２円弧部２２２を含む。第１円弧部２２１は、軸線ＡＸを中心とした円周方向における第１の範囲αに亘って設けられ、第２円弧部２２２は、当該円周方向における範囲であって、第１の範囲αと少なくとも一部が異なる第２の範囲βに亘って設けられている。
この構成によれば、前述した通り、検出精度の低下を抑制しつつ、冗長性を確保することができる。また、位置検出装置１を取り付けるためのスペース（取付スペース）の大型化を抑制することもできる。 (1) The position detecting device 1 described above detects the position of the object 2, and includes an exciting unit (for example, the first exciting unit 10 and the second exciting unit 30) and a detecting unit (for example, the first A detection unit 20 and a second detection unit 40), a non-magnetic metal unit 220, and a control unit 50 are provided. The exciting portion is formed on a substrate (for example, a circuit board 100) and is excited by applying a voltage. The detection unit has a plurality of detection coils (for example, first annular region R1 and second annular region R2) formed in an annular region centered on the axis AX on the substrate, and an induced electromotive force is generated by the exciting portion. To do. The non-magnetic metal portion 220 rotates about the axis AX as the position of the object 2 changes, and the induced electromotive force generated in the detection portion is changed according to the position of the object 2. The control unit 50 calculates the position of the object 2 based on the induced electromotive force generated in the detection unit. A plurality of detection units (for example, the first detection unit 20 and the second detection unit 40) are provided at different locations in the radial direction about the axis AX. The non-magnetic metal portion 220 has an arc portion formed in an arc shape about the axis AX, and there are a plurality of arc portions facing each of the plurality of detection portions, and the first arc portion 221 and the second arc portion 221 and the second arc portion. Includes part 222. The first arc portion 221 is provided over the first range α in the circumferential direction centered on the axis AX, and the second arc portion 222 is a range in the circumferential direction and is the first range α. It is provided over a second range β that is at least partially different from the above.
According to this configuration, as described above, redundancy can be ensured while suppressing a decrease in detection accuracy. In addition, it is possible to suppress an increase in the size of the space (mounting space) for mounting the position detection device 1.

（２）第１の範囲αと第２の範囲βとは、互いに異なっていてもよい。 (2) The first range α and the second range β may be different from each other.

（３）第１の範囲αと第２の範囲βとの少なくともいずれかは、軸線ＡＸに対する中心角が３０°以上１８０°未満の範囲であってもよい。 (3) At least one of the first range α and the second range β may be in a range in which the central angle with respect to the axis AX is 30 ° or more and less than 180 °.

（４）第２実施形態に係る位置検出装置１では、検出部は、３つ以上の特定個数だけ設けられ、制御部５０は、特定個数の検出部のうち、特定個数よりも少ない数の検出部に発生した誘導起電力に基づいて対象物２の位置を算出可能である。
このようにしたから、所定の検出部（あるいは当該所定の検出部に対応する励磁部）に異常が生じても、対象物２の位置を算出可能であり、冗長性をより良好に確保することができる。 (4) In the position detection device 1 according to the second embodiment, only three or more specific number of detection units are provided, and the control unit 50 detects a number less than the specific number of the specific number of detection units. The position of the object 2 can be calculated based on the induced electromotive force generated in the unit.
Therefore, even if an abnormality occurs in the predetermined detection unit (or the excitation unit corresponding to the predetermined detection unit), the position of the object 2 can be calculated, and the redundancy can be ensured better. Can be done.

（５）具体的に、励磁部は、環状の領域に形成された励磁コイルを含むとともに、複数の検出部の各々に対応して複数設けられている（例えば、第１検出部２０に対応して設けられた第１励磁部１０や、第２検出部４０に対応して設けられた第２励磁部３０等）。 (5) Specifically, the exciting unit includes an exciting coil formed in an annular region, and a plurality of exciting units are provided corresponding to each of the plurality of detection units (for example, corresponding to the first detection unit 20). The first exciting unit 10 provided in the above, the second exciting unit 30 provided corresponding to the second detection unit 40, and the like).

（６）具体的に、１つの検出部に対して検出コイルは２つ設けられている。そして、制御部５０は、励磁部が励磁されて誘導起電力が生じた当該２つのコイルの一方（例えば、検出コイル２１）から、対象物２の位置に応じて正弦波状又は余弦波状に変化する第１出力電圧（例えば、出力電圧Ｖ１ａ）を取得するとともに、当該２つのコイルの他方（例えば、検出コイル２２）から対象物２の位置に応じて正弦波状又は余弦波状に変化する電圧であって第１出力電圧と位相差がある第２出力電圧（例えば、出力電圧Ｖ１ｂ）を取得し、制御部５０は、第１出力電圧と第２出力電圧とに基づき、対象物２の位置を算出する。 (6) Specifically, two detection coils are provided for one detection unit. Then, the control unit 50 changes from one of the two coils (for example, the detection coil 21) in which the exciting unit is excited to generate an induced electromotive force into a sinusoidal shape or a cosine wave shape depending on the position of the object 2. A voltage that acquires the first output voltage (for example, output voltage V1a) and changes from the other of the two coils (for example, the detection coil 22) in a sinusoidal or cosine wave shape depending on the position of the object 2. The second output voltage (for example, the output voltage V1b) having a phase difference from the first output voltage is acquired, and the control unit 50 calculates the position of the object 2 based on the first output voltage and the second output voltage. ..

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known technical matters has been omitted as appropriate.

１…位置検出装置、１Ｍ…液面検出装置
２…対象物、２Ｍ…フロート、ＡＸ…軸線
１００…回路基板、３…基材
Ｒ１〜Ｒ３…第１〜第３環状領域、Ｒｏ…他の環状領域、Ｒｘ…外周領域
１０…第１励磁部（１１，１２…励磁コイル）
２０…第１検出部（２１，２２…検出コイル）
３０…第２励磁部（３１，３２…励磁コイル）
４０…第２検出部（２１，２２…検出コイル）
５０…制御部
６０…第３励磁部
７０…第３検出部（７１，７２…検出コイル）
２００…連動部、２１０…板状部
２２０…非磁性金属部
２２１…第１円弧部、α…第１の範囲
２２２…第２円弧部、β…第２の範囲
Ｆｉ…逆関数、Ｆ…関数 1 ... position detection device, 1M ... liquid level detection device 2 ... object, 2M ... float, AX ... axis 100 ... circuit board, 3 ... base material R1 to R3 ... first to third annular regions, Ro ... other annular Region, Rx ... Outer peripheral region 10 ... First exciting part (11, 12 ... Exciting coil)
20 ... 1st detection unit (21, 22 ... detection coil)
30 ... 2nd exciting part (31, 32 ... exciting coil)
40 ... Second detection unit (21, 22 ... Detection coil)
50 ... Control unit 60 ... Third excitation unit 70 ... Third detection unit (71, 72 ... Detection coil)
200 ... Interlocking part, 210 ... Plate-shaped part 220 ... Non-magnetic metal part 221 ... First arc part, α ... First range 222 ... Second arc part, β ... Second range Fi ... Inverse function, F ... Function

Claims (6)

対象物の位置を検出する位置検出装置であって、
基板に形成され、電圧の印加により励磁される励磁部と、
前記基板における軸線を中心とした環状の領域に形成された複数の検出コイルを有し、前記励磁部によって誘導起電力が発生する検出部と、
前記位置の変動に伴い前記軸線を中心に回転し、前記検出部に発生する誘導起電力を前記位置に応じて変化させる非磁性金属部と、
前記検出部に発生した誘導起電力に基づいて前記位置を算出する制御部と、を備え、
前記検出部は、前記軸線を中心とした径方向において互いに異なる箇所に複数設けられ、
前記非磁性金属部は、前記軸線を中心として円弧状に形成された円弧部を有し、
前記円弧部は、複数の前記検出部の各々と対向して複数あり、第１円弧部及び第２円弧部を含み、
前記第１円弧部は、前記軸線を中心とした円周方向における第１の範囲に亘って設けられ、
前記第２円弧部は、前記円周方向における範囲であって、前記第１の範囲と少なくとも一部が異なる第２の範囲に亘って設けられている、
位置検出装置。 A position detection device that detects the position of an object.
An exciting part formed on the substrate and excited by the application of voltage,
A detection unit having a plurality of detection coils formed in an annular region centered on the axis of the substrate and generating an induced electromotive force by the excitation unit, and a detection unit.
A non-magnetic metal portion that rotates about the axis along with the change in the position and changes the induced electromotive force generated in the detection portion according to the position.
A control unit that calculates the position based on the induced electromotive force generated in the detection unit is provided.
A plurality of the detection units are provided at different locations in the radial direction about the axis.
The non-magnetic metal portion has an arc portion formed in an arc shape about the axis line.
A plurality of the arc portions face each of the plurality of detection portions, and include a first arc portion and a second arc portion.
The first arc portion is provided over a first range in the circumferential direction about the axis.
The second arc portion is a range in the circumferential direction, and is provided over a second range that is at least partially different from the first range.
Position detector. 前記第１の範囲と前記第２の範囲とは、互いに異なる、
請求項１に記載の位置検出装置。 The first range and the second range are different from each other.
The position detection device according to claim 1. 前記第１の範囲と前記第２の範囲との少なくともいずれかは、前記軸線に対する中心角が３０°以上１８０°未満の範囲である、
請求項１又は２に記載の位置検出装置。 At least one of the first range and the second range is a range in which the central angle with respect to the axis is 30 ° or more and less than 180 °.
The position detecting device according to claim 1 or 2. 前記検出部は、３つ以上の特定個数だけ設けられ、
前記制御部は、前記特定個数の前記検出部のうち、前記特定個数よりも少ない数の前記検出部に発生した誘導起電力に基づいて前記位置を算出可能である、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置検出装置。 The detection unit is provided in a specific number of three or more.
The control unit can calculate the position based on the induced electromotive force generated in the detection unit in a number smaller than the specific number among the specific number of the detection units.
The position detecting device according to any one of claims 1 to 3. 前記励磁部は、前記環状の領域に形成された励磁コイルを含むとともに、複数の前記検出部の各々に対応して複数設けられている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置検出装置。 The exciting portion includes an exciting coil formed in the annular region, and a plurality of the exciting portions are provided corresponding to each of the plurality of detection portions.
The position detecting device according to any one of claims 1 to 4. １つの前記検出部に対して前記検出コイルは２つ設けられ、
前記制御部は、前記励磁部が励磁されて誘導起電力が生じた当該２つのコイルの一方から、前記位置に応じて正弦波状又は余弦波状に変化する第１出力電圧を取得するとともに、当該２つのコイルの他方から前記位置に応じて正弦波状又は余弦波状に変化する電圧であって前記第１出力電圧と位相差がある第２出力電圧を取得し、
前記制御部は、前記第１出力電圧と前記第２出力電圧とに基づき、前記位置を算出する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置検出装置。 Two detection coils are provided for one detection unit.
The control unit acquires a first output voltage that changes in a sinusoidal shape or a cosine wave shape depending on the position from one of the two coils in which the exciting unit is excited to generate an induced electromotive force, and the 2nd A second output voltage, which is a voltage that changes in a sinusoidal shape or a cosine wave shape depending on the position and has a phase difference from the first output voltage, is acquired from the other of the two coils.
The control unit calculates the position based on the first output voltage and the second output voltage.
The position detecting device according to any one of claims 1 to 5.
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