JP5112099B2 - 誘導型変位検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁場によって誘導される電流信号を用いて、２つの部材間の移動量又は位置を検知する誘導電流を用いた誘導型変位検出装置に関する。

誘導型変位検出装置は、直線変位や角度変位などの精密な測定に適しており、例えば、ノギス、マイクロメータ、インジケータ、リニヤスケール等に応用される。従来、誘導型変位検出装置は、磁束結合部材となるプレート又は磁束結合巻線を所定ピッチで配列したスケールと、このスケールに対して相対移動可能に対抗配置されると共にプレート又は磁束結合巻線と磁束結合が可能な送信巻線及び受信巻線が配置されたセンサヘッドと、により構成される（例えば、特許文献１）。

従来の誘導型変位検出装置は、ループ状に測長方向に延びる複数の受信巻線を備える。そして、受信巻線は、測長方向に位相をずらして配置される。或いは、受信巻線は、直交方向に所定の間隔をもって配置される。

特開平８−３１３２９５号公報（図４）

近年、誘導型変位検出装置においては、小型化が望まれている。しかしながら、上記のように受信巻線を直交方向に所定の間隔をもって配置した場合、誘導型変位検出装置の占有面積は増大するものとなる。

そこで、本発明は、直交方向の占有面積の増大を抑制した誘導型変位検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る誘導型変位検出装置は、測定軸に沿って複数の磁束結合部材が配設されたスケールと、当該スケールと対向すると共に前記スケールに対して測定軸方向に相対移動可能であり、前記複数の磁束結合部材に磁束を供給する送信巻線、及び前記複数の磁束結合部材と磁束結合可能な受信巻線が形成されたセンサヘッドとを備える誘導型変位検出装置であって、前記受信巻線は、前記測定軸と直交する直交方向に開口部をもつ囲繞形状を有し、且つ所定の間隔を設けて前記測定軸方向に配列された２ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１配線部と、ｉ番目（ｉは１以上の整数）の第１配線部の一端とｉ＋２ａ番目（ａは１以上の整数）の第１配線部の他端とを結び、且つその中心位置を頂点として前記第１配線部の配列側の逆側に折れ曲がった、くの字状の第２配線部と、２ｋ番目（ｎ−ａ＋１≦ｋ≦ｎ）の第１配線部の一端と２ｋ−１番目の第１配線部の一端とを結ぶａ個の第３配線部とを備え、前記第２配線部及び前記第３配線部は、各々の前記第１配線部から前記第１配線層の配列側の逆側に、当該第２配線部及び当該第３配線部により取り囲まれた２ｎａ個の囲繞部を構成することを特徴とする。

このような構成によれば、直交方向に並ぶ第１配線部及び囲繞部が設けられるので、第１配線部と囲繞部との間に所定の間隔を設ける必要はない。つまり、誘導型変位検出装置は、その直交方向の占有面積の増大を抑制することができる。

前記送信巻線は、前記測定軸方向に配列された複数の第１配線部を取り囲む形状を有する第１送信巻線と、前記測定軸方向に並ぶ前記囲繞部を取り囲む形状を有する第２送信巻線とを備える構成としてもよい。

前記磁束結合部材は、前記第１配線部に対向し、且つ前記測定軸方向に前記第１配線部が設けられた２倍のピッチで形成された第１磁束結合部材と、前記囲繞部に対向し、且つ前記測定軸方向に前記囲繞部が設けられた２倍のピッチで形成された第２磁束結合部材とを備える構成としてもよい。

上記構成によれば、送信巻線から生ずる磁界に起因する測定誤差を低減することができる。

また、上記ａを、ａ＝１とした構成としてもよい。

前記受信巻線は、第１の層に形成された第１配線と第２の層に形成された第２配線とにより形成され、前記第１配線は、前記第１配線部の一端を含み、且つ前記第１配線部の一部を構成する第４配線部と、前記第４配線部に連なり、且つ前記第２配線部の一部を構成する第５配線部と、前記第４配線部に連なり、且つ前記第３配線部の一部を構成する第６配線部と、前記第２配線は、前記第１配線部の他端を含み、且つ前記第１配線部の残りの一部を構成する第７配線部と、前記第７配線部に連なり、且つ前記第２配線部の残りの一部を構成する第８配線部と、前記第７配線部に連なり、且つ前記第３配線部の残りの一部を構成する第９配線部とを備える構成としてもよい。このような構成にすれば、第１配線及び第２配線は、比較的簡単な構成となるので、歩留まりを向上させ、製造コストを抑えることが可能となる。

本発明によれば、直交方向の占有面積の増大を抑制した誘導型変位検出装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る誘導型変位検出装置について説明する。

（誘導型変位検出装置の構成）
先ず、図１〜図３を参照して、実施形態に係る誘導型変位検出装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る誘導型変位検出装置１の概略斜視図である。誘導型変位検出装置１は、主に、図１に示すようにスケール３、及びこのスケール３に対向するように配置されたセンサヘッド５から構成される。図１において、スケール３は、長手方向の一部のみが記載されている。スケール３の長手方向が測定軸Ｘとなる。センサヘッド５は、スケール３に対して所定ギャップを介して対向し、測定軸Ｘに沿って移動可能に配置される。なお、センサヘッド５が固定され、スケール３が移動する構成でもよい。すなわち、センサヘッド５とスケール３とは、測定軸Ｘ方向に相対移動可能にされていればよい。

スケール３は、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板７、及び複数（２ｎ個（ｎは１以上の整数））の磁束結合巻線９（磁束結合部材の一例）を備える（図１及び図２参照）。ここで、図２は、スケール３の概略上面図である。絶縁基板７は、ガラスやシリコン等の材料から構成してもよい。また、以下、説明において、絶縁基板７の短手方向（直交方向Ｙ）の中心に位置する中心線Ｃから絶縁基板７上の一方の領域を第１スケール領域ＳＡｒ１とし、中心線Ｃから絶縁基板７上の他方の領域を第２スケール領域ＳＡｒ２とする。

磁束結合巻線９は、絶縁基板７のセンサヘッド５に対向する面側に設けられている。磁束結合巻線９は、測定軸Ｘ方向にλ／２の幅を有する矩形の線状導体から構成されている。磁束結合巻線９は、第１及び第２スケール領域ＳＡｒ１，ＳＡｒ２において、その一辺が中心線Ｃ上に位置し、且つλのピッチを設けて測定軸Ｘ方向に沿って設けられている。また、第１スケール領域ＳＡｒ１に設けられた磁束結合巻線（第１磁束結合巻線）９ａと、第２スケール領域ＳＡｒ２に設けられた磁束結合巻線（第２磁束結合巻線）９ｂとは、測定軸Ｘ方向にλ／２ずれて設けられている。

磁束結合巻線９を構成する線状導体は、アルミニウム、銅、金などの電気抵抗が低い材料から構成される。この磁束結合巻線９を覆うように、絶縁基板７上に図示しない保護膜としてのパッシベーション膜が形成されている。また、磁束結合巻線９に替えて、磁束結合を阻害する金属プレートを磁束結合部材として測定軸Ｘに沿って周期的に配置してもよい。このような場合であっても、磁束結合巻線９を配置した場合と同様に、センサヘッド５の位置に依存する周期的信号が受信巻線１５から得られるので変位検出が可能である。

センサヘッド５は、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板１１、送信巻線１３（送信部材の一例）、及び受信巻線１５を有する（図１及び図３参照）。ここで、図３は、センサヘッド５の概略上面図である。なお、絶縁基板１１は、ガラスやシリコン等の材料から構成してもよい。また、以下、説明において、絶縁基板１１の短手方向（直交方向Ｙ）の中心に位置する中心線Ｄから絶縁基板１１上の一方の領域を第１センサヘッド領域ＨＡｒ１とし、中心線Ｄから絶縁基板１１上の他方の領域を第２センサヘッド領域ＨＡｒ２とする。

送信巻線１３は、絶縁基板１１のスケール３と対向する面側に設けられている。送信巻線１３は、矩形状の配線を直交方向に並列して配置した形状に構成されている。送信巻線１３は、磁束結合巻線９に対して磁束結合可能である。送信巻線１３は、第１〜第４送信配線１３ａ〜１３ｄを有する。

第１送信配線１３ａは、一端に第１端子１３１ａを有する。第１送信配線１３ａは、中心線Ｄに沿って測定軸Ｘ方向に延びる直線状に形成されている。第２送信配線１３ｂは、第１送信配線１３ａの他端に一端を接続している。第２送信配線１３ｂは、第１センサヘッド領域ＨＡｒ１に設けられ、中心線Ｄ側に開口を向けるコの字状に形成されている。第３送信配線１３ｃは、第１送信配線１３ａの他端及び第２送信配線１３ｂの両端に、その端部を接続している。第３送信配線１３ｃは、第２センサヘッド領域ＨＡｒ２に設けられ、中心線Ｄ側に開口を向けるコの字状に形成されている。第４送信配線１３ｄは、第２及び第３送信配線１３ｂ，１３ｃの他端に一端を接続している。第４送信配線１３ｄは、その他端に第２端子１３１ｄを有する。

つまり、第１送信配線１３ａ、第２送信配線１３ｂ、及び第４送信配線１３ｄは、第１センサヘッド領域ＨＡｒ１に囲繞形状の第１送信巻線１３Ａを構成する。また、第１送信配線１３ａ、第３送信配線１３ｃ、及び第４送信配線１３ｄは、第２センサヘッド領域ＨＡｒ２に囲繞形状の第２送信巻線１３Ｂを構成する。

受信巻線１５は、絶縁基板１１のスケール３と対向する面側及び反対側（又は中間層）に設けられている。受信巻線１５は、送信巻線１３の内側に位置する。受信巻線１５は、磁束結合巻線９と磁束結合可能である。

受信巻線１５は、中心線Ｄを中心に、直交方向Ｙに連なる２つの囲繞形状にて構成された巻線、及び測定軸Ｘ方向と平行に並ぶ複数の囲繞形状にて構成された巻線を有する。受信巻線１５は、第１配線部１５１〜第３配線部１５３、及び端部配線部１５４を有する。

第１配線部１５１は、直交方向Ｙに開口部１５１ｃをもつ囲繞形状に形成されている。開口部１５１ｃは、中心線Ｄの近傍に設けられている。第１配線部１５１は、所定間隔を設けて測定軸Ｘと平行にピッチＰ＝λ／２で、複数（２ｎ個（ｎは１以上の整数））設けられている。以下、測定軸Ｘ方向のｔ番目（ｔは１以上の整数）に並ぶ第１配線部１５１を符号”１５１（ｔ）”として示す。第１配線部１５１は、矩形状、より詳しくは、略正方形状に形成されている。

第１配線部１５１は、第１配線第１屈曲部１５１ａ、及び第１配線第２屈曲部１５１ｂを有する。第１配線第１屈曲部１５１ａは、第１配線部１５１の一端から第１配線部１５１の中心位置までを構成する。第１配線第１屈曲部１５１ａは、その直交方向Ｙの中心位置にて所定角度（略９０°）をもって屈曲された”くの字”状に形成されている。第１配線第２屈曲部１５１ｂは、第１配線部１５１の他端から第１配線部１５１の中心位置までを構成する。第１配線第２屈曲部１５１ｂは、その直交方向Ｙの中心位置にて所定角度（略９０°）をもって屈曲された”くの字”状に形成されている。つまり、第１配線第１屈曲部１５１ａと、第２配線第１屈曲部１５１ｂとは、直交方向Ｙに対して鏡面対称の関係にある。第１配線第１屈曲部１５１ａと第２配線第２屈曲部１５１ｂとは、第１配線部１５１の中心位置に設けられたコンタクト部１６ａにて接続されている。なお、コンタクト部１６ａは、スルーホール、ビアホールなどである。

第２配線部１５２は、その中心位置を頂点として第１配線１５１の配列側の逆側に折れ曲がった”くの字”状に形成されている。第２配線部１５２は、ｉ番目（ｉは１以上の整数）の第１配線部１５１（ｉ）の一端と、ｉ＋２番目の第１配線部１５１（ｉ＋２）の他端とを結ぶように形成されている。

第２配線部１５２は、第２配線第１傾斜部１５２ａ、及び第２配線第２傾斜部１５２ｂを有する。第２配線第１傾斜部１５２ａは、測定軸Ｘ方向に対して傾斜（略４５°）を有し、第２配線部１５２の中心位置から第１配線部１５１の一端と連なる第２配線部１５２の端部までを構成する。第２配線第２傾斜部１５２ｂは、測定軸Ｘ方向に対して傾斜（略４５°）を有し、第２配線部１５２の中心位置から第１配線部１５１の他端と連なる第２配線部１５２の端部までを構成する。第２配線第１傾斜部１５２ａと第２配線第２傾斜部１５２ｂとは、第２配線部１５２の中心位置に設けられたコンタクト部１６ｂにて接続されている。なお、コンタクト部１６ｂは、スルーホール、ビアホールなどである。

第３配線部１５３は、２ｎ番目の第１配線部１５１（２ｎ）の一端と２ｎ−１番目の第１配線部（２ｎ−１）の一端とを結ぶように形成されている。図３に示す実施形態においては、第３配線部１５３は、受信巻線１５の測定軸Ｘ方向の最端部に設けられた第１配線部１５１の一端とその最端部の直前の第１配線部１５１の一端とを結ぶように形成されている。

第３配線部１５３は、第３配線第１傾斜部１５３ａ、第３配線第２傾斜部１５３ｂ、及び第３配線第３傾斜部１５３ｃを有する。第３配線第１傾斜部１５３ａは、２ｎ−１番目の第１配線部１５１（２ｎ−１）の一端から延びると共に、第２配線第１傾斜部１５２ａと同様の傾斜及び長さにて構成されている。第３配線第２傾斜部１５３ｂは、第３配線第１傾斜部１５３ａの端部から延びると共に、第３配線第１傾斜部１５３ａと所定の角度（略９０°）をもつように形成されている。第３配線第２傾斜部１５３ｂは、第２配線第２傾斜部１５２ｂの半分の長さとなるように形成されている。第３配線第３傾斜部１５３ｃは、第３配線第２傾斜部１５３ｂの一端と、２ｎ番目の第１配線部１５１（２ｎ）の一端とを結ぶように形成されている。第３配線第１傾斜部１５３ａ及び第３配線第２傾斜部１５３ｂは、コンタクト部１６ｃにて接続されている。また、第３配線第２傾斜部１５３ｂ及び第３配線第３傾斜部１５３ｃは、コンタクト部１６ｄにて接続されている。コンタクト部１６ｃ，１６ｄは、スルーホール、ビアホールなどである。

端部配線部１５４は、１番目の第１配線部１５１（１）の他端と、２番目の第１配線部１５１（２）の他端に連なって形成されている。端部配線部１５４は、端部第１傾斜部１５４ａ、端部第２傾斜部１５４ｂ、及び端部第３傾斜部１５４ｃを有する。端部第１傾斜部１５４ａは、１番目の第１配線部１５１（１）の他端に連なるように形成されている。端部第１傾斜部１５４ａは、第２配線第２傾斜部１５２ｂと同様の傾斜を有し、且つ第２配線第２傾斜部１５２ｂの半分の長さをもって形成されている。端部第２傾斜部１５４ｂは、端部第１傾斜部１５４ａの端部から延びるように形成されている。端部第２傾斜部１５４ｂは、第２配線第１傾斜部１５２ａと同様の傾斜を有し、且つ第２配線第１傾斜部１５２ａの略半分の長さをもって形成されている。端部第３傾斜部１５４ｃは、２番目の第１配線部１５１（２）の他端に連なり、第２配線第２傾斜部１５２ｂと略同様の傾斜及び長さにて構成されている。端部第１傾斜部１５４ａの端部と、端部第２傾斜部１５４ｂの一端とは、コンタクト部１６ｅにて接続されている。また、端部第２傾斜部１５４ｂの他端、及び端部第３傾斜部１５４ｃの端部には、コンタクト部１６ｆ，１６ｇが設けられている。コンタクト部１６ｆ，１６ｇは、図示しないＩＣ回路に接続されている。コンタクト部１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、スルーホール、ビアホールなどである。

以上の構成から、受信巻線１５において、第２配線部１５２、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４は、それら第２配線部１５２、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４にて囲まれた２ｎ個の囲繞部１５５を構成する。各囲繞部１５５は、各第１配線部１５１から第１配線部１５１の配列側の逆側に構成される。囲繞部１５５は、測定軸Ｘ方向にλ／２のピッチで構成される。囲繞部１５５は、矩形状に構成され、より詳しくは、略正方形状に構成されている。

上記磁束結合巻線９の構成を換言すると、第１磁束結合巻線９ａは、第1配線部１５１に対向し、且つ測定軸Ｘ方向に第１配線部１５１が設けられた２倍のピッチ（λ）で形成されている。第２磁束結合巻線９ｂは、囲繞部１５５に対向し、且つ測定軸Ｘ方向に囲繞部１５５が設けられた２倍のピッチ（λ）で形成されている。第１磁束結合巻線９ａは、直交方向Ｙの１番目に設けられた囲繞部１５５に対向する第２磁束結合巻線９ｂから、囲繞部１５５が設けられたピッチ（λ／２）でずれて形成されている。

また、上記送信巻線１３の構成を換言すると、第１送信巻線１３Ａは、測定軸Ｘ方向に配列された複数の第１配線部１５１を取り囲むように形成されている。また、第２送信巻線１３Ｂは、測定軸Ｘ方向に並ぶ囲繞部１５５を取り囲むように形成されている。

次に、図４を参照して、受信巻線１５の積層構造について説明する。受信巻線１５は、第１の層に形成された第１配線１５ａと、第２の層に形成された第２配線１５ｂとを積層して構成されている。

第１配線１５ａは、図４に示すように、第１配線第１屈曲部１５１ａ、第２配線第２傾斜部１５２ｂ、第３配線第２傾斜部１５３ｂ、端部第１傾斜部１５４ａ、及び端部第３傾斜部１５４ｃにて構成されている。

第２配線１５ｂは、図４に示すように、第１配線第２屈曲部１５１ｂ、第２配線第１傾斜部１５２ａ、第３配線第１傾斜部１５３ａ、第３配線第３傾斜部１５３ｃ、及び端部第２傾斜部１５４ｂにて構成されている。

上記構成を有する第１配線１５ａ及び第２配線１５ｂを積層させ、コンタクト部１６ａ〜１６ｅにて接続することにより、図３に示す受信巻線１５が形成される。

（受信巻線１５を流れる電流経路）
次に、同様に図５〜図７を参照して、受信巻線１５を流れる電流経路について説明する。図５〜図７は、受信巻線１５を流れる電流経路を示す図である。図５〜図７は、１番目〜４番目の第１配線部１５１（１）〜１５１（４）にて構成された受信巻線１５の一例を示している。詳しくは、図５〜図７においては、第１配線部１５１（１）〜１５１（４）、第２配線部１５２（１），１５２（２）、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４が示されている。なお、図５〜図７においては、コンタクト部１６ｆからコンタクト部１６ｄを介してコンタクト部１６ｇへと流れる電流経路を説明する。また、図５〜図７において、電流経路は、太線にて図示されている。

先ず、図５を参照して、コンタクト部１６ｆからコンタクト部１６ｄまでの電流の流れ（行きの電流経路）を説明する。図５に示すように、コンタクト部１６ｆからの電流は、端部第２傾斜部１５４ｂ、及び端部第１傾斜部１５４ａを介して第１配線部１５１（１）へと流れる。続いて、その電流は、第２配線部１５２（１）、第１配線部１５１（３）、第３配線第１傾斜部１５３ａ、及び第３配線第２傾斜部１５３ｂを介してコンタクト部１６ｄまで到達する。

次に、図６を参照して、コンタクト部１６ｄからコンタクト部１６ｇまでの電流の流れ（帰りの電流経路）の説明をする。図６に示すように、コンタクト部１６ｄからの電流は、第３配線第３傾斜部１５３ｃを介して、第１配線部１５１（４）へと流れる。続いて、その電流は、第２配線部１５２（２）、第１配線部１５１（２）、及び端部第３傾斜部１５４ｃを介してコンタクト部１６ｇまで到達する。

上記図５及び図６にて説明した電流経路を重ねたものが、図７となる。つまり、コンタクト部１６ｆからコンタクト部１６ｄを介して、コンタクト部１６ｇに達する電流経路により、図７に示す電流経路が形成される。

図７に示すように、測定軸Ｘ方向に並ぶ第１配線部１５１及び囲繞部１５５は、測定軸Ｘ方向に、順次、右回りの電流経路（＋）、左回りの電流経路（−）を形成する。また、直交方向Ｙに並ぶ第１配線部１５１及び囲繞部１５５は、同一方向に回る電流経路（右回りの電流経路（＋）、或いは左回りの電流経路（−））を構成する。

（誘導型変位検出装置１の動作）
次に、図８を参照して、誘導型変位検出装置１の動作を説明する。図８は、送信巻線１３の電流経路、磁束結合巻線９の電流経路、受信巻線１５の電流経路、及び出力信号Ｓを示す図である。

図８に示すように、送信用励振信号（単層交流）が送信巻線１３に送られる。これにより、ある時刻に着目すると、第１送信巻線１３Ａには時計回りに第１励振電流ｉ１が流れる。一方、第２送信巻線１３Ｂには反時計回りに第２励振電流ｉ２が流れる。

続いて、第１及び第２励振電流ｉ１、ｉ２により送信巻線１３から交番磁束が生成され、磁束結合巻線９と磁束結合する。このため、第１磁束結合巻線９ａには反時計回りに第１誘導電流ｉ３が流れ、第２磁束結合巻線９ｂには時計回りに第２誘導電流ｉ４が流れる。

次に、第１及び第２磁束結合巻線９ａ，９ｂから発生される交番磁束が受信巻線１５に磁束結合する。この磁束結合により、受信巻線１５には、誘導電流ｉ５が流れる。誘導電流ｉ５は、上記図５〜図７に示したように、測定軸Ｘ方向に、順次、右回りの電流経路（＋）、左回りの電流経路（−）を流れる。また、誘導電流ｉ５は、直交方向Ｙに並ぶ第１配線部１５１、囲繞部１５５において、同一方向に回る電流経路（右回りの電流経路（＋）、或いは左回りの電流経路（−））を流れる。

そして、スケール３に対してセンサヘッド５が相対移動すると、磁束結合巻線９と受信巻線１５の磁束結合状態が、λの移動周期で変化する。この磁束結合状態の変化により、受信巻線１５の交番電流も変化する。

この受信巻線１５に流れる交番電流の変化に基づき、スケール３に対するセンサヘッド５の相対移動により受信巻線１５からλ周期の正弦波状の出力信号Ｓが図示しないＩＣ回路に送られる。ＩＣ回路は出力信号Ｓをサンプリングし、ディジタル値に変換して、スケール３に対するセンサヘッド５の位置を演算する。

（誘導型変位検出装置１の効果）
次に、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１の効果について説明する。誘導型変位検出装置１は、直交方向Ｙに並ぶ第１配線部１５１及び囲繞部１５５を有する。これら第１配線部１５１及び囲繞部１５５は、囲繞形状に形成されている。換言すると、直交方向Ｙに所定の間隔を設けることなく、直交方向Ｙに第１配線部１５１及び囲繞部１５５が設けられている。つまり、受信巻線１５の直交方向Ｙに占める占有面積の増大を抑制することができる。

ここで、送信巻線に流れる信号には、何らかのオフセット信号（誤差信号）が入り込む場合がある。そして、このオフセット信号は、送信巻線から発生する磁界に影響を及ぼす。つまり、上記オフセット信号は、誘導型変位検出装置の測定精度を劣化させるものとなる。

これに対して、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１は、第１送信巻線１３Ａと、第２送信巻線１３Ｂに対して、互いに逆回りの励振電流ｉ１，ｉ２を流し、磁束を生じさせる。そして、それら磁束に基づき磁束結合巻線９から発生された交番磁束によって、第１配線部１５１及び囲繞部１５５に誘導電流ｉ５が流れる。つまり、誘導電流ｉ５は、互いに逆回りの励振電流ｉ１，ｉ２による磁束に基づくものであるので、オフセット信号による影響を打ち消すことができる。したがって、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１は、位置誤差の少ない高い測定精度を有する。

また、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１において、磁束結合巻線９（第1磁束結合巻線９ａ、第２磁束結合巻線９ｂ）は、第１配線部１５１、及び囲繞部１５５に対応して、その直交方向Ｙの長さを従来と比較して短く形成されている。つまり、磁束結合巻線９の全長は、従来と比較して短く形成されている。したがって、磁束結合巻線９の信号強度は、従来よりも増大する。これにより、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１は、位置ノイズの少なくし、高い測定精度を有する。

また、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１において、受信巻線１５は、第１配線１５ａ、及び第２配線１５ｂを積層して構成している。したがって、一層の配線にて受信巻線１５を構成する比較例と比較して、第１配線１５ａ、及び第２配線１５ｂに設けられる配線部は、簡単な形状となる。したがって、上記実施形態によれば、上記比較例よりも配線部の形成工程が容易となり、製造プロセスの歩留まりを向上させることが可能となり、また、製造コストを抑えることが可能となる。

また、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１は、電磁誘導式であるので、水、油に強い。

また、上記実施形態に係る誘導型変位検出装置１において、第１配線部１５１及び囲繞部１５５は、矩形状（略正方形状）に形成されている。したがって、製造時において、第１配線部１５１及び囲繞部１５５を形成する角度（略９０°、４５°）を容易に規定することができる。また、第１配線部１５１及び囲繞部１５５が矩形状であるので、誘導型変位検出装置１の欠陥の有無を目視等で容易に確認することができる。

（その他実施形態の構成）
以上、発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、追加、置換等が可能である。

例えば、上記実施形態において、第１配線部１５１は、矩形状に構成するものであったが、円形状など、囲繞形状であればよい。また、第２配線部１５２、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４は、矩形状の囲繞部１５５を構成するものであったが、それら第２配線部１５２、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４にて取り囲まれた囲繞部を構成する形状であればよい。例えば、第２配線部１５２、第３配線部１５３、及び端部配線部１５４は、直線にて構成される形状ではなく、Ｓｉｎ波形などの曲線にて構成される形状であってもよい。

また、例えば、上記実施形態において、第２配線部１５２は、ｉ番目（ｉは１以上の整数）の第１配線部１５１（ｉ）の一端から、ｉ＋２番目の第１配線部１５１（ｉ＋２）の他端を結ぶように形成されているが、この構成に限られるものではない。

第２配線部１５２は、ｉ番目の第１配線部１５１（ｉ）の一端から、ｉ＋２ａ番目（ａは１以上の整数）の第１配線部１５１（ｉ＋２ａ）の他端を結ぶように形成されたものであればよい。

また、上記の場合、第３配線部１５３は、２ｋ番目（ｎ−ａ＋１≦ｋ≦ｎ）の第１配線部１５１（２ｋ）の一端と２ｋ−１番目の第１配線部１５１（２ｋ−１）の一端とを結ぶようにａ個形成されたものであればよい。

上記の場合、囲繞部１５５は、第１配線部１５１の配列側の逆側に直交方向Ｙにａ個並んで構成される。つまり、囲繞部１５５は、２ｎａ個構成される。

また、上記の場合、磁束結合巻線９は、直交方向Ｙ毎に、測定軸Ｘ方向に並ぶ囲繞部１５５に対向する複数の第２磁束結合巻線９ｂを有する構成が好ましい。直交方向Ｙのａ番目に設けられた囲繞部１５５に対向する第２磁束結合巻線９ｂは、直交方向Ｙのａ＋１番目に設けられた囲繞部１５５に対向する第２磁束結合部材９ｂから、囲繞部１５５が設けられたピッチ（λ／２）でずれて形成される構成が望ましい。

また、積層させることにより受信巻線１５を構成する第１配線１５ａ、及び第２配線１５ｂは、上述した構成に限られるものではない。例えば、第１配線１５ａは、以下に示す第４配線部〜第６配線部にて構成され、第２配線１５ｂは、以下に示す第７配線部〜第９配線部にて構成されたものであってもよい。第４配線部は、第１配線部１５１の一端を含み、且つ第１配線部１５１の一部を構成する。第５配線部は、第４配線部に連なり、且つ第２配線部１５２の一部を構成する。第６配線部は、第４配線部に連なり、且つ第３配線部の一部を構成する。第７配線部は、第１配線部１５１の他端を含み、且つ前記第１配線部１５１の残りの一部を構成する。第８配線部は、第７配線部に連なり、且つ第２配線部１５２の残りの一部を構成する。第９配線部は、第７配線部に連なり、且つ第３配線部１５３の残りの一部を構成する。

実施形態に係る誘導型変位検出装置１の概略構成を示す斜視図である。 スケール３の上面図である。 センサヘッド５の上面図である。 受信巻線１５を構成する第１配線１５ａ、及び第２配線１５ｂを示す上面図である。 受信巻線１５を流れる電流経路を示す図である。 受信巻線１５を流れる電流経路を示す図である。 受信巻線１５を流れる電流経路を示す図である。 実施形態に係る誘導型変位検出装置の動作を説明する図である。

符号の説明

１…誘導型変位検出装置、３…スケール、５…センサヘッド、７…絶縁基板、９…磁束結合巻線、１１…絶縁基板、１３…送信巻線、１５…受信巻線。

Claims (5)

1. 測定軸に沿って複数の磁束結合部材が配設されたスケールと、
   当該スケールと対向すると共に前記スケールに対して測定軸方向に相対移動可能であり、前記複数の磁束結合部材に磁束を供給する送信巻線、及び前記複数の磁束結合部材と磁束結合可能な受信巻線が形成されたセンサヘッドとを備える誘導型変位検出装置であって、
   前記受信巻線は、
   前記測定軸と直交する直交方向に開口部をもつ囲繞形状を有し、且つ所定の間隔を設けて前記測定軸方向に配列された２ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１配線部と、
   ｉ番目（ｉは１以上の整数）の第１配線部の一端とｉ＋２ａ番目（ａは１以上の整数）の第１配線部の他端とを結び、且つその中心位置を頂点として前記第１配線部の配列側の逆側に折れ曲がった、くの字状の第２配線部と、
   ２ｋ番目（ｎ−ａ＋１≦ｋ≦ｎ）の第１配線部の一端と２ｋ−１番目の第１配線部の一端とを結ぶａ個の第３配線部と
   を備え、
   前記第２配線部及び前記第３配線部は、各々の前記第１配線部から前記第１配線層の配列側の逆側に、当該第２配線部及び当該第３配線部により取り囲まれた２ｎａ個の囲繞部を構成する
   ことを特徴とする誘導型変位検出装置。
2. 前記送信巻線は、
   前記測定軸方向に配列された複数の第１配線部を取り囲む形状を有する第１送信巻線と、
   前記測定軸方向に並ぶ前記囲繞部を取り囲む形状を有する第２送信巻線と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の誘導型変位検出装置。
3. 前記磁束結合部材は、
   前記第１配線部に対向し、且つ前記測定軸方向に前記第１配線部が設けられた２倍のピッチで形成された第１磁束結合部材と、
   前記囲繞部に対向し、且つ前記測定軸方向に前記囲繞部が設けられた２倍のピッチで形成された第２磁束結合部材と
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導型変位検出装置。
4. ａ＝１である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の誘導型変位検出装置。
5. 前記受信巻線は、
   第１の層に形成された第１配線と第２の層に形成された第２配線とにより形成され、
   前記第１配線は、
   前記第１配線部の一端を含み、且つ前記第１配線部の一部を構成する第４配線部と、
   前記第４配線部に連なり、且つ前記第２配線部の一部を構成する第５配線部と、
   前記第４配線部に連なり、且つ前記第３配線部の一部を構成する第６配線部と、
   前記第２配線は、
   前記第１配線部の他端を含み、且つ前記第１配線部の残りの一部を構成する第７配線部と、
   前記第７配線部に連なり、且つ前記第２配線部の残りの一部を構成する第８配線部と、
   前記第７配線部に連なり、且つ前記第３配線部の残りの一部を構成する第９配線部と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の誘導型変位検出装置。

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