JP7168180B2 - 変位センサ及び変位センサシステム - Google Patents
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Description
まず、第1実施形態の変位センサ1について説明する。図1は、第1実施形態の変位センサ1の構成の一例を示すブロック図である。変位センサ1は、例えば、基板10と、コイル22と、インバータ26と、周波数検出部30とを含む。コイル22、インバータ26、周波数検出部30といった電子部品は、基板10に設けられる。基板10には、さらに、図示しないコンデンサ、コネクタ、バッファなどの電子部品が設けられる。変位センサ1は、金属などの導電体である測定対象物Tと変位センサ1との間の距離Dを測定し、測定結果を外部の制御装置40などに出力する。コイル22と、インバータ26とがループ回路を形成し、発振回路として機能する。
以下に、第1実施形態以外の第2実施形態~第8実施形態について順次説明する。各実施形態を順次説明する前に、第2実施形態~第7実施形態の共通事項について説明する。図4Aは、第2実施形態~第7実施形態の共通事項を説明するための基板10の概要を示す図である。図4Aに示すように、共通事項の説明に関する基板10は、平面視した形状が正方形をなしており、第1面10Uと、第2面10Lと、基板側面10Sと、を備える。さらに、基板10の端部10Eにおける端辺10Vを備える。端辺10Vは、基板10の第1面10Uまたは第2面10Lと基板側面10Sの変わり目となる線(辺)である。例えば基板10の内側において、第1面10Uと第2面10Lを貫通する貫通穴を形成する場合には、基板側面は、基板内側における貫通穴の側面としてもよい。
次に、第2実施形態の変位センサ2について説明する。図5は、第2実施形態の変位センサ2を第1面側から見た図である。図5に示すように、基板10は、部品配置部11と、コイル実装部12と、を備える。部品配置部11は、正方形をなしている。部品配置部11は、正方形以外の形状でもよく、長方形などの四角形、五角形や六角形などの多角形、さらには円形、楕円形、長円形、これらの形状を組み合わせた形状でもよい。
次に、第3実施形態の変位センサ3について説明する。図8Aは、第3実施形態の変位センサ3を第2面側から見た図、図8Bは、第3実施形態の変位センサ3を側方から見た図である。図8Aに示すように、基板10は、部品配置部11と、コイル実装部12と、を備える。部品配置部11の第2面には、IC20が設けられる。
次に、第4実施形態の変位センサ4について説明する。図9は、第4実施形態の変位センサ4を第2面側から見た図である。図9に示すように、基板10の第2面には、IC20が設けられる。IC20の上方には、測定対象物T1を測定時に通過させるための通過穴14が設けられる。第4実施形態の変位センサ4は、例えば、円盤状の測定対象物T1を測定の対象とする。測定対象物T1の幅は通過穴14の幅よりも狭く、測定対象物T1の高さは通過穴14の高さよりも低く、通過穴14を通過可能である。
次に、第5実施形態の変位センサ5について説明する。図11Aは、第5実施形態の変位センサ5を第2面側から見た図、図11Bは、第5実施形態の変位センサ5を側方から見た図である。図11Aに示すように、変位センサ5において、基板10には、一辺が切り欠かれた半円状の切欠き部15が形成されている。切欠き部15は、基板10の一部が切り欠かれた状態に形成された部分である。基板10の一辺を切り欠くことにより、基板10は、その厚さ方向の全長分にわたって切り欠かれることになる。第5実施形態の変位センサ5は、例えば、棒状の測定対象物を測定の対象とする。測定対象物の半径は、切欠き部15の径よりも短い。なお、図11A、図11Bにおいては、測定対象物として、長手方向に径が変動する問題個所を有する棒状をなす測定対象物T2が描かれている。
次に、第6実施形態の変位センサ6について説明する。図13は、第6実施形態の変位センサ6を第2面側から見た図である。図13に示すように、変位センサ6において、基板10の一辺には、円形の一部が切り取られた形状の穴部16が設けられる。穴部16は、中心点回りに180°を超える範囲まで延在する。第6実施形態の変位センサ6は、例えば、棒状の測定対象物を測定の対象とする。測定対象物T3の径は、穴部16の切り取られた部分の長さよりも短い。
次に、第7実施形態の変位センサ7について説明する。図14は、第7実施形態の変位センサ7を第2面側から見た図である。図14に示すように、変位センサ7において、基板10は、第1基板17と第2基板18とを備える。第1基板17には、IC20などの電子部品が実装される。第2基板18は、第1基板17に組み合わせ可能とされている。
次に、第8実施形態の変位センサシステム100について説明する。図15Aは、第8実施形態の変位センサシステム100の分解斜視図であり、図15Bは、第8実施形態の変位センサシステム100を側方から見た図である。図15Aに示すように、変位センサシステム100は、第1変位センサ70及び第2変位センサ80を備える。第1変位センサ70は、第1基板71及び第1コイル72を備え、第2変位センサ80は、第2基板81及び第2コイル82を備える。第1基板71と第2基板81は、同一の形状および大きさである。
Claims (12)
- 基板に実装され、1ターン未満で形成されたコイルと、
前記コイルと電気的に接続され、発振信号を生成するインバータと、
前記インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、導電体である測定対象物と前記コイルとの間の距離に応じて、前記コイル及び前記インバータを含みかつ発振周波数が500MHz~2GHzである発振回路の発振周波数を検出する周波数検出部と、を備え、
前記コイルの面に対向する前記測定対象物との間の距離、及び、前記コイルの側面に対向する前記測定対象物との間の距離の両方を測定可能である、
変位センサ。 - 前記コイルにリード線が接続されており、
前記コイルと前記リード線が1ターン未満で形成されている、
請求項1に記載の変位センサ。 - 前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の端部に沿って配置される、
請求項1または2に記載の変位センサ。 - 前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の基板側面に配置される、
請求項1または2に記載の変位センサ。 - 前記コイルは、前記コイル実装部の端部の両面にそれぞれ配置された水平部と、前記水平部同士を接続し、前記基板側面に沿って配置される鉛直部と、を備える、
請求項4に記載の変位センサ。 - 前記基板は、前記インバータ及び前記周波数検出部が設けられる部品配置部と、
前記部品配置部の一部から突出し、前記コイルが実装されるコイル実装部と、を備える、
請求項3~5のいずれか1項に記載の変位センサ。 - 前記コイル実装部は、前記部品配置部から突出する第1方向の長さと、前記第1方向に直交する第2方向の長さとを備えた形状をなしており、
前記コイル実装部における前記第1方向の長さは、前記第2方向の長さよりも長い、
請求項6に記載の変位センサ。 - 前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成されており、
前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置される、
請求項3~5のいずれか1項に記載の変位センサ。 - 前記基板の一辺に切欠き部が形成されており、
前記コイルは、前記切欠き部の内側面に配置される、
請求項3~5のいずれか1項に記載の変位センサ。 - 前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴と、
前記通過穴と前記基板の一辺との間が切り欠かれた切欠き部と、が形成され、
前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置される、
請求項3~5のいずれか1項に記載の変位センサ。 - 前記基板は、第1基板と、前記第1基板と組み合わされる第2基板を備え、
前記第1基板の一辺に第1切欠き部が形成され、前記第2基板の一辺に第2切欠き部が形成され、
前記第1切欠き部と前記第2切欠き部が向き合う位置で前記第1基板と前記第2基板を並べた際に、前記第1切欠きと前記第2切欠き部により、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成され、
前記コイルは、前記第1切欠き部の内側面と第2切欠きの内側面の少なくとも一方に沿って配置される、
請求項3~5のいずれか1項に記載の変位センサ。 - 第1基板に実装され、1ターン未満で形成された第1コイルと、
第2基板に実装され、1ターン未満で形成された第2コイルと、
前記第1コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第1インバータと、
前記第2コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第2インバータと、
前記第1インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、互いに向き合わされた前記第1コイル及び前記第2コイルの間に配置された導電体である測定対象物と前記第1コイルとの間の距離に応じて、前記第1コイル及び前記第1インバータを含みかつ発振周波数が500MHz~2GHzである発振回路の発振周波数を検出する第1周波数検出部と、
前記第2インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、前記測定対象物と前記第2コイルとの間の距離に応じて、前記第2コイル及び前記第2インバータを含みかつ発振周波数が500MHz~2GHzである発振回路の発振周波数を検出する第2周波数検出部と、
前記第1周波数検出部により検出された発振周波数及び前記第2周波数検出部により検出された発振周波数に基づいて、前記第1コイルおよび前記第2コイルの面に対向する前記測定対象物の変位、及び、前記第1コイルおよび前記第2コイルの側面に対向する前記測定対象物の変位の両方を測定する測定部と、を備える、
変位センサシステム。
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