WO2022270198A1

WO2022270198A1 - 位置検知装置

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Publication number: WO2022270198A1
Application number: PCT/JP2022/021299
Authority: WO
Inventors: 博文奥村; 周村山; 隼斗鈴木; 隆博馬籠; 一央繁田; 俊一中川; 聖宮地
Original assignee: アルプスアルパイン株式会社
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2022-12-29
Also published as: DE112022003256T5; JPWO2022270198A1

Abstract

高周波信号が供給される発信コイル２と、高周波信号の影響により１次渦電流を生ずるターゲット３と、１次渦電流の影響により２次電流を発生させる受信コイル４Ａ、４Ｂを備えたインダクティブ式の位置検知装置１において、ターゲット３は、発信コイル２および受信コイル４Ａ、４Ｂに対向して配置され、回転軸６に連動して変位可能に配置され、発信コイル２は環状に形成され、受信コイル４Ａ、４Ｂは、発信コイル２に囲まれた領域に、互いにずらして配置され、受信コイル４Ａ、４Ｂに発生した２次電流の波形から回転軸６の回転角度を検知する位置検知装置１。

Description

位置検知装置

　本発明は、被検知物の変位を検知する位置検知装置に関する。

　回転する対象物の回転量、回転角度、回転位置のような対象物の位置を検知する装置が種々提供されている。例えば、特許文献１に記載のレゾルバを備えた角度検出装置は、電動モータの回転角度を制御する角度センサとして多く用いられている。電動モータを用いる車両においては、電気の消耗を抑制するため、検出装置を少しでも軽くしたいという要望がある。

国際公開ＷＯ２０２０／１５２８３６号公報

　しかし、レゾルバを備えた角度検出装置は、ＳＮ比が悪くなるなど性能劣化につながるため軽量化が困難であり、より精度を良くするためには本体がより大型化する傾向がある。また、磁気で動作するレゾルバは、磁気の原理を使う電動モータの影響を受けやすいため、電動モータの磁石から離して配置するなどの配慮が必要であった。
　本発明の目的は、簡単な構成で被検知物の位置を検知できる位置検知装置を提供することである。

　本発明は上述した課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
　高周波信号が供給される発信コイルと、前記高周波信号の影響により１次渦電流を生ずるターゲットと、前記１次渦電流の影響により２次電流を発生させる２つの受信コイルを備えたインダクティブ式の位置検知装置において、前記ターゲットは、前記発信コイルおよび前記受信コイルに対向して配置され、被検知物に連動して変位可能であり、前記発信コイルは、環状に形成され、２つの前記受信コイルは、前記発信コイルに囲まれた領域に、互いにずらして配置され、２つの前記受信コイルに発生した前記２次電流の波形から前記被検知物の位置を検知することを特徴とする位置検知装置。

　ターゲットの１次渦電流の影響により変化する、２つの前記受信コイルに発生した２次電流の波形から被検知物の位置を検知することにより、簡単な構成で位置検知装置が実現できる。

　前記発信コイルおよび前記受信コイルはそれぞれ、第１仮想線に沿って配置され、前記ターゲットは、前記被検知物に連動して前記第１仮想線に沿って移動可能に配置され、前記発信コイルは、前記第１仮想線に沿って延設された第１延設部と第２延設部と、前記第１延設部および前記第２延設部の両端において前記第１延設部と前記第２延設部とを接続する接続部と、を備えており、２つの前記受信コイルは、互いに前記第１仮想線に沿った方向にずらして配置されていてもよい。
　この場合、平面視において前記ターゲットと前記受信コイルとが重なる領域の面積が、前記ターゲットの移動に伴って変化し、２つの前記受信コイルはそれぞれ、平面視において８字型に巻き回され、略同一形状の２つの環状部が前記第１仮想線に沿った方向に並んでいてもよい。
　この構成により、２つの環状部のうちいずれがターゲットと重なる領域が大きいかによって、異なる方向の出力すなわち＋と―の出力が得られるため、受信コイルのゲインが大きくなり、位置の検知精度が向上する。

　また、２つの前記受信コイルは、平面視において、同一形状であり、前記第１仮想線に沿った方向に、前記環状部の前記第１仮想線に沿った方向の長さの半分の距離ずらして配置されていてもよい。
　この構成により、２つの受信コイルからの出力をサイン波とコサイン波として出力できるため、これらの合成により被検知物の位置を容易に算出できる。

　２つの前記受信コイルは、前記第１仮想線に交差する方向にずらして配置されていてもよい。
　第１仮想線と直交する方向に受信コイルをずらして配置することにより、基板に形成する受信コイルの層数を抑えて、基板とターゲットとの距離を小さくできるため、検知精度が向上する。

　前記受信コイルは基板に形成され、前記受信コイルを構成する配線パターンのうち、前記第１仮想線に沿って延設された第１部分は前記基板の一方の面に形成され、前記第１部分を接続する第２部分は前記基板の他方の面に形成され、前記第１部分と前記第２部分とはスルーホールにより電気的に接続されてもよい。

　前記第１仮想線は直線であり、前記被検知物の前記位置が前記被検知物の移動距離であってもよい。

　前記第１仮想線は円弧であり、前記被検知物の前記位置が前記被検知物の回転角度であってもよい。この場合、前記環状部は扇台形の形状を有するよう形成され、前記扇台形の上弧が前記円弧の中心側になるように配置されていてもよい。この構成により、例えば、高速で回転するモータの回転角度を高精度で検出することができる。

　前記ターゲットが、平面視において環状であり、平面視において、前記ターゲットと前記受信コイルとが重なる領域における、前記ターゲットの外形および前記ターゲットの内形がいずれも、前記受信コイルの内側に位置していてもよい。
　環状のターゲットの外形および内形と受信コイルとの間に隙間を設けることにより、ターゲットの取り付けにずれが生じた場合に、ターゲットにおける受信コイルと重なる領域の面積の変化を抑えることができる。したがって、ターゲットが所定の位置からずれて取り付けられた場合でも、位置検知装置の検知精度をよくすることができる。

　前記ターゲットは、幅が最大となる部分に取付孔を有していてもよい。
　ターゲットを板状体とする場合、取付孔を設けることで、ターゲットを取り付ける際の位置合わせが容易になる。また、環の幅が最も広い部分に貫通孔を設けることで、ターゲットにおける受信コイルと重なる領域の面積への貫通孔の影響を抑えて、位置検知装置の検知精度をよくすることができる。

　前記ターゲットは、平面視において円弧である前記第１仮想線の中心を回転中心として回動可能な環状に形成され、前記ターゲットの前記回転中心と前記ターゲットの外形の端部との距離ａ１および前記ターゲットの前記中心と前記ターゲットの内形の端部との距離ａ２のうち、少なくとも一方が、前記ターゲットの前記外形または前記内形の周方向に沿って周期的に変化してもよい。
　距離ａ１および距離ａ２のうちの少なくとも一方が、外形または内形の周方向沿って周期的に変化する形状のターゲットを用いることにより、高速で回転するモータの回転角度を精度よく検出できる。

　前記ターゲットの前記回転中心と前記ターゲットの前記外形の端部とを結ぶ第２の線分において、前記ターゲットの前記内形の端部と前記外形の端部との中点から、前記ターゲットの前記回転中心までの距離Ｄが、前記ターゲットの前記外形の周方向沿って一定であってもよい。
　この構成により、検知対象である回転体の回転に伴う、ターゲットの内形と外形の形状変化の振幅を同じにすることができる。したがって、ターゲットの取り付けにおけるずれの方向による影響を抑えて、位置検知装置の検知精度を向上させることができる。

　前記ターゲットは、回転中心から前記ターゲットの外形の端部までの距離ａ１が、前記外形の周方向に沿って、式（１）に則って変化し、前記外形の端部の座標が座標１で示され、前記回転中心から前記ターゲットの内形の端部までの距離ａ２が、前記内形の周方向に沿って、式（２）に則って変化し、前記内形の端部の座標が座標２で示され、平面視において、前記ターゲットにおける前記外形の端部、前記内形の端部および前記受信コイルが式（３）を満たしていてもよい。
ａ１＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・ｃｏｓ（ｎθ）＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）　…（１）
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）
（式（１）において、θは座標１の仰角であり、Ｒ１はａ１の最大値、ｒ１はａ１の最小値であり、ｎは前記ターゲットにおける周期回数である。）
ａ２＝１／２（Ｒ２－ｒ２）・（－ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ２＋ｒ２）　…（２）
座標２＝（ｘ＝ａ２・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ２・ｓｉｎθ）
（式（２）において、θは座標２の仰角であり、Ｒ２はａ２の最大値、ｒ２はａ２の最小値であり、ｎは前記ターゲットにおける周期回数である。）
Ｂ≧Ｒ１≧ｒ１≧Ｒ２≧ｒ２≧ｂ　…（３）
（式（３）において、Ｂは前記回転中心から前記受信コイルにおける最遠点までの距離であり、ｂは前記回転中心から前記受信コイルにおける最近点までの距離である。）

　本発明によれば、互いにずらして配置された２つの受信コイルに発生した２次電流の波形を用いて、ターゲットと連動する被検知物の位置を検知することにより、レゾルバを備えた位置検知装置よりも小型軽量でありながら、高精度な検出が可能な位置検知装置を提供することができる。

位置検知装置における発信コイル、受信コイルおよびターゲットを説明する模式図被検知物の回転角度を検知する位置検知装置の構造を模式的に示す斜視図発信コイルおよび受信コイルの構成を示す斜視図発信コイルおよび受信コイルの構成を示す平面図円弧を直線として、発信コイルおよび受信コイルの配置を模式的に示した平面図受信コイルの円弧に沿った位置関係を模式的に示した説明図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ａとの重なりの変化を模式的に示す回転角度０度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ａとの重なりの変化を模式的に示す回転角度２２．５度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ａとの重なりの変化を模式的に示す回転角度４５度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ａとの重なりの変化を模式的に示す回転角度７７．５度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ｂとの重なりの変化を模式的に示す回転角度０度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ｂとの重なりの変化を模式的に示す回転角度２２．５度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ｂとの重なりの変化を模式的に示す回転角度４５度の平面図回転に伴うターゲットと受信コイル４Ｂとの重なりの変化を模式的に示す回転角度７７．５度の平面図ターゲットの回転角度と受信コイル４Ａの出力との関係を示すグラフターゲットの回転角度と受信コイル４Ｂの出力との関係を示すグラフ第１の実施形態に係るターゲットの平面図第１の実施形態に係るターゲットと受信コイルとの平面図第１の実施形態に係るターゲットと受信コイルとの平面図第１の実施形態に係るターゲットと受信コイルとの平面図受信コイルが正しい位置に取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図受信コイルがターゲットの内側にずれて取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図受信コイルがターゲットの外側にずれて取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図図８Ａの受信コイルの出力に対するターゲットの取付位置の影響を示すシミュレーション結果のグラフ第２の実施形態に係るターゲットの平面図第２の実施形態に係るターゲットと受信コイルとの平面図第２の実施形態に係る受信コイルが正しい位置に取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図第２の実施形態に係る受信コイルがターゲットの内側にずれて取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図第２の実施形態に係る受信コイルがターゲットの外側にずれて取り付けられた場合の受信コイルとターゲットとの重なりを示す模式図図１１Ａの受信コイルの出力に対するターゲットの取付位置の影響を示すシミュレーション結果のグラフ第２の実施形態の変形例に係るターゲットの平面図図１４の受信コイルの出力に対するターゲットの取付位置の影響を示すシミュレーション結果のグラフ第３の実施形態に係るターゲットの平面図図１６の受信コイルの出力に対するターゲットの取付位置の影響を示すシミュレーション結果のグラフ第３の実施形態の変形例に係るターゲットの平面図図１８の受信コイルの出力に対するターゲットの取付位置の影響を示すシミュレーション結果のグラフ

　本発明を実施する形態について、以下、図面を参照して説明する。同じ部材については、各図面において同じ部材番号を付して、適宜、説明を省略する。
＜第１の実施形態＞
　図１は、本実施形態の位置検知装置１における発信コイル２、ターゲット３および受信コイル４Ａ、４Ｂの関係を説明する模式図である。同図に示すように、位置検知装置１は、環状に形成された発信コイル２と、２つの受信コイル４Ａ、４Ｂが設けられた基板５に対向して、ターゲット３が配置されている。

　位置検知装置１は、２つの受信コイル４Ａ、４Ｂに発生した２次電流の波形に基づいて、ターゲット３に連動して変位する被検知物の位置や動きを検知するインダクティブ式のセンサである。
　発信コイル２は、数ＭＨｚの交流電流のような高周波信号（Ｅ１）が供給されることにより、対向するターゲット３に１次渦電流（Ｅ２）を発生させる。

　ターゲット３は、アルミや銅またはその合金などからなる非磁性材料で構成されており、発信コイル２に供給された高周波信号の影響により１次渦電流（Ｅ２）を生ずる。２つの受信コイル４Ａ、４Ｂは、ターゲット３に生じた１次渦電流の影響により、１次渦電流の大きさに対応する２次電流（Ｅ３）を発生させる。２つの受信コイル４Ａ、４Ｂに発生する２次電流は、ターゲット３の位置に応じて変化する。
　２つの受信コイル４Ａ、４Ｂは、発信コイル２に囲まれた領域に、互いにずらして配置されているため、ターゲット３の変位に伴って発生する２次電流も異なる変化を示す。

　図２は、被検知物の回転角度を検知する位置検知装置１の構造を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、発信コイル２および受信コイル４Ａ、４Ｂはそれぞれ、仮想線（第１仮想線）Ｌに沿った同心円状の配線パターンとして基板５に形成される。被検知物の位置として回転角度を検知する場合、仮想線Ｌは円弧であるが、被検知物の位置として移動距離を検出する場合、仮想線Ｌは直線である。

　被検知物がモータ（図示せず）である場合、ターゲット３は、モータの回転軸（被検知物）６に連動して回転可能に配置される。仮想線Ｌの中心Ｏは回転軸６の回転中心と一致し、ターゲット３は、仮想線Ｌと同心に回転可能に配置されている。位置検知装置１が検出した回転軸６の回転角度は、モータに供給する電流を制御して、高速回転させるため等の目的で用いられる。各実施形態では、仮想線Ｌの円弧を一部分とする円の中心を仮想線Ｌの中心Ｏという。また、ターゲット３の回転中心ＯＴと仮想線Ｌの中心Ｏとは一致する。

　図３Ａおよび図３Ｂは、発信コイル２および受信コイル４Ａ、４Ｂの構成を示す、斜視図および平面図である。図３Ｂでは、発信コイル２を実線で示し、受信コイル４Ａ、４Ｂを線分および間隔の長さが異なる破線で示している。

　発信コイル２は、仮想線Ｌに沿って延設された第１延設部２ａと第２延設部２ｂを備えており、第１延設部２ａおよび第２延設部２ｂの両端において、第１延設部２ａと第２延設部２ｂとを接続する接続部２ｃ、２ｄを備えている。

　受信コイル４Ａおよび４Ｂは、扇台形の配線パターンとして、ＸＹ平面上に、平面視において同一形状（同寸法）に形成されており、Ｚ軸方向からの平面視において互いに仮想線Ｌに沿った方向にずらして配置されている。

　受信コイル４Ａおよび４Ｂは、それぞれ平面視において８字型に巻き回されている。受信コイル４Ａは、同一形状の２つの環状部４１Ａ、４２Ａが仮想線Ｌに沿った方向に並んでいる。受信コイル４Ｂは、同一形状の２つの環状部４１Ｂ、４２Ｂが仮想線Ｌに沿った方向に並んでいる。ターゲット３の回転に伴って、受信コイル４Ａ、４ＢにおけるＺ軸方向から見てターゲット３により覆われる領域が変化する。これにより、受信コイル４Ａ、４Ｂに２次電流が発生する。また、受信コイル４Ａおよび４Ｂは、８（∞）字型にすることで、以下のような現象が起こる。受信コイル４Ａの場合を例にとると、ターゲット３が主に環状部４１Ａに重なる領域を通過するときと、主に環状部４２Ａに重なる領域を通過するときと、では受信コイル４Ａには反対向きの電流が流れる。このことは受信コイル４Ｂにおいても同じである。よって、受信コイル４Ａおよび４Ｂを８（∞）字型にすることで、ターゲット３の通過に伴い、受信コイル４Ａおよび４Ｂそれぞれに反対向きの電流が流れるため、＋の出力と－の出力が得られゲインを大きくすることができる。

　環状部４１Ａ、４２Ａ、４１Ｂ、４２Ｂは平面視において、扇台形に形成され、扇台形の上弧が円弧状の仮想線Ｌの中心Ｏ側となるように配置されている。扇台形の上弧部分および下弧部分に相当する部分の配線パターンと、扇台形の母線部分に相当する部分の配線パターンとは、基板５（図２参照）において、スルーホール５ｃにより電気的に接続されている。複数の配線パターンが交差しない場合はスルーホール５ｃを介さずに直接配線してもよい。

　図４Ａは、仮想線Ｌを直線として、発信コイル２および受信コイル４Ａ、４Ｂの配置を模式的に示した平面図であり、図４Ｂは、受信コイル４Ａと４Ｂとの仮想線Ｌに沿った位置関係を説明する説明図である。なお、発信コイル２および受信コイル４Ａ、４Ｂの位置関係を示すために、図４Ａは円弧状の仮想線Ｌを直線で示している。図４Ｂは、重ねて配置された受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌ方向における位置関係が分かるように、受信コイル４Ａと受信コイル４Ｂとを紙面の上下方向にずらして示している。また、図４Ａおよび図４Ｂは、図３Ａおよび図３Ｂにおける受信コイル４Ａと４Ｂを、ターゲット３が配置された側とは反対側（紙面奥側）から見た状態を模式的に示している。図４Ａの紙面に対向した場合の上側（受信コイル４Ａおよび４Ｂの配線が引き出されている側）が扇台形の上弧である第１延設部２ａ側、下側が扇台形の下弧である第２延設部２ｂ側である（図３Ｂ参照）。

　図４Ａおよび図４Ｂに示すように、受信コイル４Ａ、４Ｂはそれぞれ、弧部（第１部分）４ＡＬ、４ＢＬおよび接続部（第２部分）４ＡＰ、４ＢＰを備えている。仮想線Ｌに沿う弧部４ＡＬ、４ＢＬが、隣り合う受信コイル４Ｂおよび４Ａにおける弧部４ＢＬ、４ＡＬと重ならないように、仮想線Ｌに直交する方向（半径方向）Ｒにずらして配置されている。また、受信コイル４Ａおよび４Ｂにおける、発信コイル２の第１延設部２ａおよび第２延設部２ｂに沿って伸長する弧部４ＡＬ、４ＢＬが、仮想線Ｌに対して斜めに形成されている。これにより、受信コイル４Ａ、４Ｂを形成するために必要な層の数を抑えて、基板５（図２参照）に受信コイル４Ａ、４Ｂを設けるときの積層数を少なくすることができる。また、受信コイル４Ａおよび４Ｂにおける、仮想線Ｌに沿う弧部４ＡＬ、４ＢＬを基板５の同じ層に形成することが可能になる。したがって、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間の距離を小さくし、ターゲット３から受信コイル４Ａ、４ＢまでのＺ軸（図３Ａ参照）方向の距離を等しくできる。これにより、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの距離が離れることによる受信コイル４Ａ、４Ｂのゲインが低下することを抑えられるため、位置検知装置１の検知精度が向上する。

　受信コイル４Ａは、基板５に形成されている（図２参照）。受信コイル４Ａを構成する配線パターンのうち、弧部４ＡＬは基板５の一方の面５ａに形成され、弧部４ＡＬを接続する接続部４ＡＰは基板の他方の面５ｂに形成されている。弧部４ＡＬと接続部４ＡＰとは、基板５のスルーホール５ｃにより電気的に接続されている。受信コイル４Ｂにおける弧部４ＢＬおよび接続部４ＢＰも、受信コイル４Ａにおける弧部４ＡＬおよび接続部４ＡＰ同様、基板５のスルーホール５ｃを介して電気的に接続されている。なお、複数の配線パターンが交差しない場合、受信コイル４Ａと接続部４ＡＰ、あるいは、受信コイル４Ｂと接続部４ＢＰを、スルーホール５ｃを介さすに直接接続してもよい。

　受信コイル４Ａが備える２つの環状部４１Ａ、４２Ａは平面視において、同一形状である。また、受信コイル４Ｂが備える２つの環状部４１Ｂ、４２Ｂも平面視において、同一形状である。受信コイル４Ａと４Ｂとは、平面視において、仮想線Ｌに沿った方向に、環状部４１Ｂ、４２Ｂの長さＨの半分のＨ／２ずらして配置されている。この構成により、ターゲット３の回転によって、受信コイル４Ａと受信コイル４Ａに１／４波長ずれた波形を発生させることができる。なお、環状部４１Ａ、４２Ａが平面視において同一形状であるとは、受信用として主に機能する部分の形状が同一であることをいう。例えば、基板５の配線に用いられるスルーホール５ｃなどのように、受信以外を主な目的として設けられた部分の形状は異なってもよい。

　図５Ａは回転角度０度、図５Ｂは回転角度２２．５度、図５Ｃは回転角度４５度、図５Ｄは回転角度７７．５度における、回転に伴うターゲット３と受信コイル４Ａとの重なりの変化を模式的に示す平面図である。
　図６Ａは回転角度０度、図６Ｂは回転角度２２．５度、図６Ｃは回転角度４５度、図６Ｄは回転角度７７．５度における、回転に伴うターゲット３と受信コイル４Ｂとの重なりの変化を模式的に示す平面図である。

　図７Ａはターゲット３の回転角度と受信コイル４Ａの出力との関係を示すグラフであり、図７Ｂはターゲット３の回転角度と受信コイル４Ｂの出力との関係を示すグラフである。これらの図は、例えば、発信コイル２に流した電流（例えば５０ミリアンペア程度の交流）に対して、受信コイル４Ａ、４Ｂに発生する電流（数ミリアンペア程度）の振幅の大きさを示している。ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりの変化により生じる電流が流れる方向の変化をプラスとマイナスとで示している。

　ターゲット３の形状は４回対称（９０度対称）であり、受信コイル４Ａは、両端がターゲット３の回転角度０度および９０度に重なり、平面視したときの扇台形状の中心Ｏがターゲット３の回転中心ＯＴと重なるように配置されている。このため、ターゲット３の回転角度９０度が一周期として測定される。ターゲット３の形状をｎ回対称とすれば、一周期として測定される回転角度が３６０／ｎ度となる。例えば、ターゲット３の形状を３回対称とすれば、一周期として測定される回転角度は１２０度となり、５回対称とすれば、一周期として測定される回転角度は７２度となる。

　受信コイル４Ａは、平面視において、同一形状の２つの環状部４１Ａ、４２Ａが仮想線Ｌに沿った方向に並んだ８字型である。このため、回転角度０度（図５（ａ））から４５度（図５（ｃ））までは、ターゲット３と環状部４１Ａとが重なる斜線を付した領域Ｓ１が、ターゲット３と環状部４２Ａとが重なる斜線を付した領域Ｓ２よりも大きくなり、回転角度４５度から９０度までは、反対に領域Ｓ２が領域Ｓ１より大きくなる。環状部４１Ａ、４２Ａは独立したコイルではなく、８（∞）字型に配線された連続したコイルであるため、それぞれの巻方向としては逆向きになる。したがって、受信コイル４Ａから出力される２次電流の方向は回転角度が０度から４５度までのときと回転角度４５度から９０度までのときとで反対向きになる。

　回転角度０では、ターゲット３に生じた１次渦電流による影響は、環状部４１Ａと４２Ａとで等しいため、受信コイル４Ａには二次電流は生じない。回転角度０から２２．５度の間は、ターゲット３に生じた１次渦電流による環状部４１Ａに対する影響が増大する。環状部４１Ａに対する１次渦電流の影響は、回転角度２２．５度で最大となった後減少し、回転角度７７．５度で最小になり、その後、再び増大する。

　対して、環状部４１Ａに隣接する環状部４２Ａへの１次渦電流の影響は、回転角度０から２２．５度まで減少し、回転角度２２．５度で最少となった後に増大し、７７．５度で最大となった後、再び減少する。

　ターゲット３の１次渦電流が環状部４１Ａと４２Ａとの２次電流に及ぼす影響は、回転角度４５度と９０度（０度）のときに、等しくなる。したがって、図７Ａに示すように、４５度と９０度（０度）のときに受信コイル４Ａの出力が０となる。

　コイルが長方形や円形などの環形状に沿って配線されていた場合、ターゲット３が一定方向に回転している限り、そのコイルに発生する二次電流の方向は一定である。それに対して受信コイル４Ａは８（∞）字型に配線されたコイルであるため、受信コイル４Ａに発生する二次電流の方向は、隣接する環状部４１Ａと環状部４２Ａとのいずれに対する１次渦電流の影響が大きいかによって決まる。このため、回転角度４５度から９０度と、０度から４５度までとでは反対方向の電流が流れる。受信コイル４Ａから出力される２次電流の方向は、回転角度４５の前後で反対方向になる。したがって、受信コイル４Ａから出力差（ゲイン）を大きくできるため、回転角度の検出精度が向上する。

　受信コイル４Ｂは、図６Ａに示すように、図５Ａに示す受信コイル４Ａと、環状部４１Ｂ、４２Ｂの仮想線Ｌ方向の長さＨの半分（Ｈ／２）の距離ずらして配置されている。位置検知装置１は１周期で９０度の回転角度を検出するから、受信コイル４Ｂは、ターゲット３における受信コイル４Ａとは２２．５度ずれた部分の影響を受けることになる。このため、受信コイル４Ｂからの出力は、図７Ａ、図７Ｂに示すように受信コイル４Ａの出力から１／４周期ずれた出力となる。

　ターゲット３は、受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる部分の径方向の高さＷ（図５Ａ参照）の変化が、ターゲット３の回転に伴って余弦曲線を描く形状とされている。これにより、受信コイル４Ａから出力される２次電流の波形がコサインカーブとなり、受信コイル４Ｂから出力される２次電流の波形がサインカーブとなる。したがって、受信コイル４Ａ、４Ｂからの２次電流の波形に基づいて、被検知物の回転角度を容易に求めることができる。なお、ターゲット３は、高さＷ（図５Ａ参照）の変化が、ターゲット３の回転に伴って正弦曲線を描く形状とされていてもよい。この場合、受信コイル４Ａから出力される２次電流の波形がサインカーブとなり、受信コイル４Ｂから出力される２次電流の波形がコサインカーブとなる。

　図８Ａは本実施形態に係るターゲット３の形状を示す平面図である。図８Ｂは平面視における、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりを示す平面図である。
　ターゲット３は、回転中心ＯＴからターゲット３の外形の端部Ｐ１までの距離ａ１が、外形の周方向に沿って、式（１）に則って変化する。
ａ１＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・ｃｏｓ（ｎθ）＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）　…（１）
（式（１）において、θは図８Ａにおける、回転中心ＯＴを通過する水平方向右側の直線（Ｘ２側のＸ軸）を始線とした場合の仰角であり、Ｒ１はａ１の最大値、ｒ１はａ１の最小値であり、ｎはターゲット３における周期回数、すなわちターゲット３の外形がｎ回対称であればｎであり、図８Ａおよび図８Ｂではターゲット３のｎは４である。）

　ターゲット３の外形の端部Ｐ１は、回転中心ＯＴを原点とするＸＹ座標において、式（１）で示されるａ１と仰角θを用いて、以下の座標１で表される。
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）
（ａ１は回転中心ＯＴから端部Ｐ１までの距離であり、θは仰角である。）

　図８Ｂはターゲット３の回転中心ＯＴと、平面視において円弧である仮想線Ｌの中心Ｏと、を一致させたときの平面図である。同図に示すように、ターゲット３および受信コイル４Ａ、４Ｂが所定の位置に取り付けられた場合、ターゲット３の回転中心ＯＴは、平面視において円弧である仮想線Ｌの中心Ｏと一致する。ターゲット３は、回転中心ＯＴを中心として回動可能に形成されている。そして、ターゲット３の回転中心ＯＴとターゲット３の外形の端部Ｐ１との距離ａ１（図８Ａ参照）が、ターゲット３の外形の周方向に沿って、すなわち、座標１における仰角θの変化に伴って周期的に変化する。したがって、図５Ａ～図５Ｄおよび図６Ａ～図６Ｄを参照して説明したように、検知対象物の角度に応じたターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりの変化に基づいて、検知対象物の角度を検知することができる。なお、図８Ａ、図８Ｂのターゲット３は開口部を備えているが、開口のないターゲットとしてもよい。

　図８Ｃは、ターゲット３の回転中心ＯＴから、平面視において円弧である仮想線Ｌの中心ＯがＸ１方向にずれて回転中心ＯＴと中心Ｏとの間に間隙Ｇが生じたときの平面図である。図８Ｄは、中心ＯがＸ２方向にずれて回転中心ＯＴと中心Ｏとの間に間隙Ｇが生じたときの平面図である。ターゲット３が所定の位置からずれて取り付けられ、回転中心ＯＴと中心Ｏとがずれた場合、ターゲット３における受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる領域の面積が変化する。

　図９Ａ～図９Ｃは、図８Ａの受信コイル４Ａ、４Ｂの円弧に沿ったターゲット３の形状および、回転に伴うターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりを模式的に示す図である。図９Ａは、ターゲット３の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとが一致する図８Ｂの状態を示している。図９Ｂは、仮想線Ｌの中心Ｏが回転中心ＯＴに対してＸ軸Ｘ１方向にずれて取り付けられた図８Ｃの状態を示ししている。図９Ｃは、仮想線Ｌの中心Ｏが回転中心ＯＴに対してＸ軸Ｘ２方向にずれて取り付けられた図８Ｄの状態を示している。

　ターゲット３が所定の位置に取り付けられた状態では、図９Ａに示すように、ａ１の最大値Ｒ１と、ターゲット３の回転中心ＯＴから受信コイル４Ａ、４Ｂにおける最遠点４Ｐ１までの距離Ｂとが等しく、ａ１の最小値ｒ１と、ターゲット３の回転中心ＯＴから受信コイル４Ａ、４Ｂにおける最近点４Ｐ２までの距離ｂとが等しい。したがって、ターゲット３が所定の位置に取り付けられた状態の場合、ターゲット３の回転に伴う、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化に寄与するターゲット３の部位は図９Ａの斜線部である。

　しかし、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、ターゲット３の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとがずれて取り付けられた場合、ずれの程度が大きいと、図９Ａに示すターゲット３が所定の位置に取り付けられた場合とは、ターゲット３における受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる領域の面積が変化する。またそれにより、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化に寄与するターゲット３の部位は図９Ｂおよび図９Ｃの斜線を付した部分となり、図９Ａとは異なる。図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃにおける斜線部の面積を比較すると、図９Ａにおける斜線部の面積が一番大きいことが分かる。すなわち、ターゲット３の回転に伴う、ターゲット３と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化率が一番大きいと言える。前述の重なり合う領域の面積の変化率が大きいほど位置検知装置１（図２参照）の検知精度がよくなる。逆に、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、ターゲット３が所定位置からずれて取り付けられた場合、位置検知装置１の検知精度が低下する原因となる。

　図１０は、図８Ａおよび図８Ｂに示したターゲット３の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとのずれが受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に及ぼす影響のシミュレーション結果のグラフである。図１０のシミュレーションでは、ターゲット３における回転中心ＯＴから外形の端部Ｐ１までの距離ａ１の最大値Ｒ１＝３２ｍｍ、最小値ｒ１＝２０ｍｍとし、図９Ａに示すように、平面視において、Ｒ１＝３２ｍｍおよびｒ＝２０ｍｍの部分で、受信コイル４Ａ、４Ｂの外形と重なる形状のターゲット３について評価した。

　同図において「正しい位置」として示した結果がターゲット３の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとが一致した状態に対応する（図８Ｂ、図９Ａ参照）。「ずれた位置（－１）」として示した結果が、中心Ｏが回転中心ＯＴに対してＸ１方向に１ｍｍずれて取り付けられた状態に対応する（図８Ｃ、図９Ｂ参照）。「ずれた位置（＋１）」として示した結果が、中心Ｏが回転中心ＯＴに対してＸ２方向に１ｍｍずれて取り付けられた状態に対応する（図８Ｄ、図９Ｃ参照）。

　ターゲット３の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとのずれは、図９Ａ～図９Ｃに示すように、ターゲット３における受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる領域に影響する場合がある。図１０に示すように、図９Ａの状態の時の受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に対して、図９Ｂおよび図９Ｃの状態の時の受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に誤差があることが分かる。すなわち、ターゲット３の取り付け位置のずれが位置検知装置１の検知精度の低下を招くおそれがある。

＜第２の実施形態＞
　本実施形態の位置検知装置は、第１の実施形態の位置検知装置１との相違点であるターゲット７以外は、第１の実施形態の位置検知装置１と同じ構成である。そこで以下では、ターゲット７の構成について説明する。

　図１１Ａは本実施形態に係るターゲット７の形状を示す平面図である。図１１Ｂは、平面視における、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりを示す平面図である。
　ここで第１の実施形態のターゲット３と本実施形態のターゲット７との相違点の概要を説明する。ターゲット３およびターゲット７は回転中心ＯＴの周囲に開口部を有している。ターゲット３の開口部は受信コイル４Ａ、４Ｂと重なっていないが、ターゲット７の開口部は受信コイル４Ａ、４Ｂに重なっている点が異なる。また、ターゲット３の外形の周方向に沿って開口部の形状が周期的に変化している点が異なる。すなわち、開口部の形状がターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化に寄与している点で異なる。なお、以下の説明においては開口部の形状を内形と表現している。

　ターゲット７は、回転中心ＯＴからターゲット７の外形の端部Ｐ１までの距離ａ１が、外形の周方向に沿って、式（１）に則って変化する点、および、回転中心ＯＴを原点とするＸＹ座標において、ターゲット７の外形の端部Ｐ１が、式（１）示されるａ１と仰角θを用いて、以下の座標１で表される点については、ターゲット３と同じである。
ａ１＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・ｃｏｓ（ｎθ）＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）　…（１）
（式（１）において、θは図１１Ａにおける、回転中心ＯＴを通過する水平方向右側の直線（Ｘ２側のＸ軸）を始線とした場合の仰角であり、Ｒ１はａ１の最大値、ｒ１はａ１の最小値であり、ｎはターゲット７における周期回数、すなわちターゲット３の外形がｎ回対称であればｎであり、図１１Ａおよび図１１Ｂでは４である。）
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）
（ａ１は回転中心ＯＴから端部Ｐ１までの距離であり、θは仰角である。）

　ターゲット７は、回転中心ＯＴからターゲット７の内形の端部Ｐ２までの距離ａ２が、距離ａ１同様、仰角θの変化に伴って、以下の式（２）に則って、周期的に変化する。この点において、第１の実施形態のターゲット３とは異なっている。
ａ２＝１／２（Ｒ２－ｒ２）・（－ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ２＋ｒ２）　…（２）
（式（２）において、θは図１１Ａにおける、回転中心ＯＴを通過する水平方向右側の直線（Ｘ２側のＸ軸）を始線とした場合の仰角であり、Ｒ２はａ２の最大値、ｒ２はａ２の最小値であり、ｎはターゲット７における周期回数、すなわちターゲット７の内形がｎ回対称であればｎであり、図１１Ａおよび図１１Ｂでは４である。）
　ターゲット７の内形の端部Ｐ２は、回転中心ＯＴを原点とするＸＹ座標において、式（２）で示されるａ１と仰角θを用いて、以下の座標２で表される。
座標２＝（ｘ＝ａ２・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ２・ｓｉｎθ）
（ａ２は回転中心ＯＴから端部Ｐ２までの距離であり、θは仰角である。）

　図１１Ｂに示すように、上述した、ａ１の最大値Ｒ１、ａ２の最小値ｒ２、回転中心ＯＴから受信コイル４Ａ、４Ｂにおける最遠点４Ｐ１までの距離Ｂ、および、回転中心ＯＴから受信コイル４Ａ、４Ｂにおける最近点４Ｐ２までの距離ｂとは、以下の式（４）の関係を満たしている。
Ｂ＞Ｒ１＞ｒ１＞Ｒ２＞ｒ２＞ｂ　…（４）
　平面視において、ターゲット７の外形の端部Ｐ１と内形の端部Ｐ２との距離、すなわち、ターゲット７の幅が最大となる部分において、ターゲット７の外形と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間には間隙Ｇ１が設けられ、ターゲット７の内形と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間には間隙Ｇ２が設けられている。

　図１１Ｂには式（４）を満たすターゲット７を示したが、以下の式（３）の関係を満たすターゲットを用いて本発明を実施することもできる。式（３）では、Ｂ＞ｂである。
Ｂ≧Ｒ１≧ｒ１≧Ｒ２≧ｒ２≧ｂ　…（３）
　ただし、間隙Ｇ１、Ｇ２を設けることにより、ターゲット７が所定位置からずれて取り付けられた場合に、ターゲット７の回転中心ＯＴと受信コイル４Ａ、４Ｂの仮想線Ｌの中心Ｏとがずれを吸収して、検知精度の良い位置検知装置とする観点から、ターゲット７のように、以下の式（５）を満たす形状のものが好ましい。
Ｂ＞Ｒ１≧ｒ１≧Ｒ２≧ｒ２＞ｂ　…（５）

　間隙Ｇ１、Ｇ２の大きさは、ターゲット７の取り付けの際に通常生じうるずれ以上とすればよいが、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なる領域を大きくして、ターゲット３の回転に伴う重なる領域の変化率を大きくする観点から、１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度が好ましい。

　図１２Ａ～図１２Ｃは、図１１Ａの受信コイル４Ａ、４Ｂの円弧に沿ったターゲット７の形状および、回転に伴うターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なりを模式的に示す図である。図１２Ａはターゲット７が所定の位置に取り付けられた回転中心ＯＴと中心Ｏとが一致する状態を示している。図１２Ｂおよび図１２Ｃはターゲット７が所定の位置からずれて取り付けられた回転中心ＯＴと中心Ｏとがずれた状態を示している。図１２Ｂと図１２Ｃとは、中心Ｏが回転中心ＯＴから反対方向にずれて取り付けられた状態を示している（図８Ｃおよび図８Ｄ参照）。

　中心Ｏと回転中心ＯＴとがずれている場合でも、そのずれの大きさが、ずれの方向に対応した図１２Ａに示す間隙Ｇ１またはＧ２以下であるときには、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、図１２Ａに示すターゲット７が所定の位置に取り付けられた場合と、ターゲット７における受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる領域の面積が変化しない。すなわちターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化に寄与するターゲット７の部位は、図１２Ａないし図１２Ｃの斜線部であり、斜線部の面積はすべて同じ大きさである。

　ターゲット７は、環状であり、平面視において、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なる領域における、環の外形および環の内形がいずれも、受信コイル４Ａ、４Ｂの内側に位置している。したがって、所定位置からずれてターゲット７が取り付けられた場合でも、そのずれの大きさが間隙Ｇ１、Ｇ２以下であれば、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なる領域の面積が変化しない。すなわち、ターゲット７の回転に伴う、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なり合う領域の面積の変化率が同じであり、検知精度のばらつきが少ない位置検知装置となる。

　図１３は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したターゲット７の取り付け位置のずれが受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に及ぼす影響のシミュレーション結果のグラフである。図１３のシミュレーションでは、ターゲット３における回転中心ＯＴから外側の端部Ｐ１までの距離ａ１の最大値Ｒ１＝３２．５ｍｍ、最小値ｒ１＝２６．５ｍｍ、内形の端部Ｐ２の距離ａ２の最大値Ｒ２＝２５．５ｍｍ、最小値ｒ２＝１９．５ｍｍ、受信コイル４Ａ、４Ｂとの間隙Ｇ１＝１．５ｍｍ、間隙Ｇ２＝１．５ｍｍのターゲット７について評価した。

　図１３における「正しい位置」、「ずれた位置（－１）」および「ずれた位置（＋１）」として示した結果は、第１の実施形態同様、この順に図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示す状態についてシミュレーションした結果である。

　図１１Ｂに示すように、ターゲット７を平面視した場合に、ターゲット７の外形の端部Ｐ１および内形の端部Ｐ２が、受信コイル４Ａ、４Ｂの内側に位置している。このため、ターゲット７の取り付け位置のずれの影響によって、受信コイル４Ａ、４Ｂと重なる領域が変化することを防止できる。すなわち、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、ターゲット７が所定位置からずれて取り付けられ、回転中心ＯＴと中心Ｏとがずれた場合であっても、ターゲット７と受信コイル４Ａ、４Ｂとの重なる領域の面積を一定に保つことができる。このため、ターゲット７は、位置検知装置１の製造において想定される取り付け位置のずれの大きさに対応して、ターゲット７の外形の端部Ｐ１と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間に間隙Ｇ１を設け、ターゲット７の内形の端部Ｐ２と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間に間隔Ｇ２を設けている。このように、間隙Ｇ１、Ｇ２が設けられていることにより、回転中心ＯＴと中心Ｏとにずれが生じた場合でも、検知精度に対する影響を抑えることができる。

　図１１Ａおよび図１２Ａに示すように、ターゲット７は、平面視において円弧である仮想線Ｌの中心Ｏを回転中心ＯＴとして回動可能な環状に形成されている。ターゲット７の回転中心ＯＴとターゲット７の外形の端部Ｐ１と距離ａ１および、ターゲット７の回転中心ＯＴとターゲット７の内形の端部Ｐ２との距離ａ２の両方が、ターゲット７の外形または内形の周方向に沿って周期的に変化する。

　ターゲット７は、回転中心ＯＴとターゲット７の外形の端部Ｐ１とを結ぶ第２の線分Ｌ２において、ターゲット７の内形の端部Ｐ２と外形の端部Ｐ１との中点Ｃから、ターゲット７の回転中心ＯＴまでの距離Ｄが、ターゲット７の外形または内形の周方向に沿って一定である。このため、回転中心ＯＴと中心Ｏとが一致する場合、図１１Ａに示すように、平面視において中点Ｃの軌跡が回転中心ＯＴおよび中心Ｏを中心とする仮想円になり、仮想線Ｌと重なる。

　ターゲット７の外形および内形を上述した構成とすることで、距離ａ１および距離ａ２の一方のみが周期的に変化するターゲットと比較して、回転に伴う受信コイル４Ａ、４Ｂとの重複領域の変化が大きくなるため、検知精度がよくなる。

　図１４は、本実施形態の変形例に係るターゲット８の平面図である。ターゲット８は、環の幅が最大となる部分に取付孔９を有する点において、ターゲット７と異なっている。なお、環の幅とは、外形の端部Ｐ１と回転中心ＯＴとの直線上における、外形の端部Ｐ１と内形の端部Ｐ２との距離をいう。図１４に示すターゲット８では、回転中心ＯＴを原点とするＸＹ座標の、Ｘ軸におけるＸ１側およびＸ２側、Ｙ軸におけるＹ１側およびＹ２側に重なる部分にそれぞれ取付孔９が設けられている。ターゲット８に設けられた取付孔９は合計４つであり、ターゲットの周期回数と同じである。

　取付孔９は、板体のターゲット８を所定位置に取り付ける際に位置決め手段として用いることができる。このため、取付孔９によって位置決め作業が容易になるとともに、位置決め精度が向上する。取付孔９は、環の幅が最大となる部分の全てに設けられている必要はないが、位置決めの精度および作業性の観点からは、複数設けられていることが好ましい。また、環の幅が最大となる部分に取付孔９を設けることで、ターゲット８と受信コイル４Ａ、４Ｂとが重なる領域への取付孔９による影響を抑えることができる。

　図１５は、図１４に示したターゲット８の取り付け位置のずれが受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に及ぼす影響のシミュレーション結果のグラフである。ターゲット８とターゲット７との相違点は、環の幅が最大となる４か所において、外形の端部Ｐ１と内形の端部Ｐ２との中点にそれぞれ設けられた、４つの内径２ｍｍの円形の取付孔９の有無のみであり、他の構成は同一である。

　図１５において「正しい位置」、「ずれた位置（－１）」および「ずれた位置（＋１）」として示した結果は、第１の実施形態で説明した回転中心ＯＴと中心Ｏとの位置関係と同じである。同グラフに示すように、環の幅が最大となる部分に取付孔９を設けることによって取付孔９の影響を抑えることができるため、ターゲット７同様、検知精度がよくなる。また、取付孔９を備えないターゲット８を用いたときのシミュレーション結果である図１３と比較しても取付位置がずれた場合の出力のばらつきは同等レベルである。この結果より取付孔９を環の幅が最大となる部分に設けることで、取付孔９が出力にあたえる影響を小さくできることが分かる。

＜第３の実施形態＞
　本実施形態の位置検知装置は、ターゲット７とは形状が異なるターゲット１０、１１を用いた以外は、第２の実施形態の位置検知装置と同じ構成である。そこで、以下では、ターゲット１０、１１の構成について説明する。

　図１６は、本実施形態のターゲット１０の平面視における形状を示している。ターゲット１０は、ターゲット７同様、回転中心ＯＴからターゲット１０の外形の端部Ｐ１までの距離ａ１が、外形の周方向に沿って、式（１）に則って変化する点、および外形の端部Ｐ１が、（１）で示されるａ１と仰角θを用いて、以下の座標１で表される。
ａ１＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・ｃｏｓ（ｎθ）＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）　…（１）
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）

　ターゲット１０は、回転中心ＯＴからターゲット１０の内形の端部Ｐ２までの距離ａ２が一定である点において、ターゲット７と異なっている。ただし、Ｒ２＝ｒ２の場合、式（２）におけるＲ２－ｒ２＝０となるため、ターゲット１０の内形の端部Ｐ２が、以下の式（２）と座標２で表されることはターゲット７と同じである。
ａ２＝１／２（Ｒ２－ｒ２）・（－ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ２＋ｒ２）　…（２）
座標２＝（ｘ＝ａ２・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ２・ｓｉｎθ）
　また、第１の実施形態のターゲット３の開口部（内形）は受信コイル４Ａ、４Ｂと重なっていないが、ターゲット１０の内形は受信コイル４Ａ、４Ｂに重なっている点がターゲット３と異なる。

　ターゲット１０は、Ｒ１、ｒ２、Ｂ、およびｂが、以下の式（６）の関係を満たす。
Ｂ＞Ｒ１＞ｒ１＞Ｒ２＝ｒ２＞ｂ　…（６）
（Ｒ１、ｒ１、Ｒ２、ｒ２、Ｂおよびｂは式（３）と同様）
　ターゲット７同様、ターゲット１０と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間には、間隙Ｇ１、Ｇ２（図１１Ｂ参照）が設けられている。

　図１７は、図１６に示したターゲット１０の取り付け位置のずれが受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に及ぼす影響のシミュレーション結果のグラフである。図１７のシミュレーションでは、ターゲット３における回転中心ＯＴから外側の端部Ｐ１までの距離ａ１の最大値Ｒ１＝３２．５ｍｍ、最小値ｒ１＝２０．５ｍｍ、内形の端部Ｐ２の距離ａ２の最大値Ｒ２＝最小値ｒ２＝１９．５ｍｍ、受信コイル４Ａ、４Ｂとの間隙Ｇ１＝１．５ｍｍ、間隙Ｇ２＝１．５ｍｍであるターゲット１０について評価した。

　図１７における「正しい位置」、「ずれた位置（－１）」および「ずれた位置（＋１）」として示した結果は、第１の実施形態で説明した回転中心ＯＴと中心Ｏとの位置関係と同じである。同図に示すように、回転中心ＯＴから内形の端部Ｐ２までの距離ａ２が一定であるターゲット１０を用いた場合も、ターゲット７同様に、良好な検知精度を実現できる。

　図１８は、本実施形態の変形例に係るターゲット１１の平面視における形状を示している。ターゲット１１は、ターゲット７同様、回転中心ＯＴからターゲット１１の内形の端部Ｐ２までの距離ａ２が、内形の周方向に沿って、式（２）に則って変化する点、および内形の端部Ｐ２が、式（２）で示されるａ２と仰角θを用いて、以下の座標２で表される。
ａ２＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・（－ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）…（２）
座標２＝（ｘ＝ａ２・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ２・ｓｉｎθ）

　ターゲット１１は、回転中心ＯＴからターゲット１０の外形の端部Ｐ１までの距離ａ１が一定である点において、ターゲット７と異なっている。ただし、Ｒ１＝ｒ２の場合式（１）におけるＲ２－ｒ２＝０となるため、ターゲット１０の内形の端部Ｐ２が、以下の式（１）と座標２で表されることはターゲット７と同じである。
ａ１＝１／２（Ｒ２－ｒ２）・（ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ２＋ｒ２）　…（１）
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）

　ターゲット１１は、Ｒ１、ｒ２、Ｂ、およびｂが、以下の式（７）の関係を満たす。
　Ｂ＞Ｒ１＝ｒ１＞Ｒ２＞ｒ２＞ｂ　…（７）
（Ｒ１、ｒ１、Ｒ２、ｒ２、Ｂおよびｂは式（３）と同様）
　また、ターゲット７と同様、ターゲット１１と受信コイル４Ａ、４Ｂとの間に間隙Ｇ１、Ｇ２（図１１Ｂ参照）が設けられている。

　図１９は、図１８に示したターゲット１１の取り付け位置のずれが受信コイル４Ａ、４Ｂの出力に及ぼす影響についてのシミュレーション結果のグラフである。図１９のシミュレーションでは、ターゲット３における回転中心ＯＴから外側の端部Ｐ１までの距離ａ１の最大値Ｒ１＝最小値ｒ１＝３２．５ｍｍ、内形の端部Ｐ２の距離ａ２の最大値Ｒ２＝３１．５ｍｍ、最小値ｒ２＝１９．５ｍｍ、受信コイル４Ａ、４Ｂとの間隙Ｇ１＝１．５ｍｍ、間隙Ｇ２＝１．５ｍｍであるターゲット１１について評価した。

　図１８における「正しい位置」、「ずれた位置（－１）」および「ずれた位置（＋１）」として示した結果は、第１の実施形態で説明した回転中心ＯＴと中心Ｏとの位置関係と同じである。同グラフに示すように、回転中心ＯＴから外形の端部Ｐ１までの距離ａ１が一定のターゲット１１を用いた場合も、ターゲット７同様に、良好な検知精度を実現できる。

　本明細書において開示された実施形態は、全ての点で例示であってこの実施形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。実施形態では、被検知物の回転角度を検知する態様について説明したが、検知する位置としては、例えば、直線方向の位置など、回転に伴って変化する位置以外の種々の位置も含む。

　以上説明したように、本発明は、例えば、モータの回転角度などの対象物の位置を検出する検出装置として有用である。

１　　　：位置検知装置
２　　　：発信コイル
２ａ　　：第１延設部
２ｂ　　：第２延設部
２ｃ　　：接続部
２ｄ　　：接続部
３、７、８、１０、１１：ターゲット
４Ａ、４Ｂ：受信コイル
４ＡＬ、４ＢＬ：弧部（第１部分）
４ＡＰ、４ＢＰ：接続部（第２部分）
４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ：環状部
４Ｐ１　　：最遠点
４Ｐ２：　：最近点
５　　　：基板
５ａ、５ｂ：基板の面
５ｃ　　　：スルーホール
６　　　：回転軸
９　　　：取付孔
Ｅ１　　：高周波信号
Ｅ２　　：１次渦電流
Ｅ３　　：２次電流
Ｌ　　　：仮想線（第１仮想線）
Ｌ２　　：線分
Ｒ　　　：仮想線Ｌに直交する方向
Ｈ　　　：環状部の長さ
Ｏ　　　：中心
ＯＴ　　：回転中心
Ｓ１、Ｓ２　　：領域
Ｗ　　　：ターゲットの高さ
ａ１、ａ２、Ｂ、ｂ：距離
Ｒ１、Ｒ２：最大値
ｒ１、ｒ２：最小値
θ　　　：仰角
Ｐ１　　：外形の端部
Ｐ２　　；内形の端部
Ｃ　　　：中点
Ｄ　　　：距離
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２：間隙

Claims

　高周波信号が供給される発信コイルと、
　前記高周波信号の影響により１次渦電流を生ずるターゲットと、
　前記１次渦電流の影響により２次電流を発生させる２つの受信コイルを備えたインダクティブ式の位置検知装置において、
　前記ターゲットは、前記発信コイルおよび前記受信コイルに対向して配置され、被検知物に連動して変位可能であり、
　前記発信コイルは、環状に形成され、
　２つの前記受信コイルは、前記発信コイルに囲まれた領域に、互いにずらして配置され、
　２つの前記受信コイルに発生した前記２次電流の波形から前記被検知物の位置を検知することを特徴とする位置検知装置。
　前記発信コイルおよび前記受信コイルはそれぞれ、第１仮想線に沿って配置され、
　前記ターゲットは、前記被検知物に連動して前記第１仮想線に沿って移動可能に配置され、
　前記発信コイルは、前記第１仮想線に沿って延設された第１延設部と第２延設部と、前記第１延設部および前記第２延設部の両端において前記第１延設部と前記第２延設部とを接続する接続部と、を備えており、
　２つの前記受信コイルは、互いに前記第１仮想線に沿った方向にずらして配置される、
請求項１に記載の位置検知装置。
　平面視において前記ターゲットと前記受信コイルとが重なる領域の面積が、前記ターゲットの移動に伴って変化し、
　２つの前記受信コイルはそれぞれ、平面視において８字型に巻き回され、略同一形状の２つの環状部が前記第１仮想線に沿った方向に並んでいる、
請求項２に記載の位置検知装置。
　２つの前記受信コイルは、平面視において、同一形状であり、前記第１仮想線に沿った方向に、前記環状部の前記第１仮想線に沿った方向の長さの半分の距離ずらして配置されている、
請求項３に記載の位置検知装置。
　２つの前記受信コイルは、前記第１仮想線に交差する方向にずらして配置されている、
請求項２に記載の位置検知装置。
　前記受信コイルは基板に形成され、前記受信コイルを構成する配線パターンのうち、前記第１仮想線に沿って延設された第１部分は前記基板の一方の面に形成され、前記第１部分を接続する第２部分は前記基板の他方の面に形成され、
　前記第１部分と前記第２部分とはスルーホールにより電気的に接続されている、
請求項２に記載の位置検知装置。
　前記第１仮想線は直線であり、前記被検知物の前記位置が前記被検知物の移動距離である、請求項２に記載の位置検知装置。
　前記第１仮想線は円弧であり、前記被検知物の前記位置が前記被検知物の回転角度である、請求項２に記載の位置検知装置。
　前記第１仮想線は円弧であり、前記被検知物の前記位置が前記被検知物の回転角度であり、
　前記環状部は扇台形の形状を有するよう形成され、前記扇台形の上弧が前記円弧の中心側になるように配置されている、請求項３に記載の位置検知装置。
　前記ターゲットが、平面視において環状であり、
　平面視において、前記ターゲットと前記受信コイルとが重なる領域における、前記ターゲットの外形および前記ターゲットの内形がいずれも、前記受信コイルの内側に位置する、
請求項８に記載の位置検知装置。
　前記ターゲットは、幅が最大となる部分に取付孔を有する、
請求項１０に記載の位置検知装置。
　前記ターゲットは、平面視において円弧である前記第１仮想線の中心を回転中心として回動可能な環状に形成され、
　前記ターゲットの前記回転中心と前記ターゲットの外形の端部との距離ａ１および前記ターゲットの前記回転中心と前記ターゲットの内形の端部との距離ａ２のうち、少なくとも一方が、前記ターゲットの前記外形または前記内形の周方向に沿って周期的に変化する、
請求項８に記載の位置検知装置。
　前記ターゲットの前記回転中心と前記ターゲットの前記外形の端部とを結ぶ第２の線分において、
　前記ターゲットの前記内形の端部と前記外形の端部との中点から、前記ターゲットの前記回転中心までの距離Ｄが、前記ターゲットの前記外形の周方向沿って一定である、
請求項１２に記載の位置検知装置。
　前記ターゲットは、
　　回転中心から前記ターゲットの外形の端部までの距離ａ１が、前記外形の周方向に沿って、式（１）に則って変化し、前記外形の端部の座標が座標１で示され、
　　前記回転中心から前記ターゲットの内形の端部までの距離ａ２が、前記内形の周方向に沿って、式（２）に則って変化し、前記内形の端部の座標が座標２で示され、
　　平面視において、前記ターゲットにおける前記外形の端部、前記内形の端部および前記受信コイルが式（３）を満たす、
請求項８に記載の位置検知装置。
ａ１＝１／２（Ｒ１－ｒ１）・ｃｏｓ（ｎθ）＋１／２（Ｒ１＋ｒ１）　…（１）
座標１＝（ｘ＝ａ１・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ１・ｓｉｎθ）
（式（１）において、θは座標１の仰角であり、Ｒ１はａ１の最大値、ｒ１はａ１の最小値であり、ｎは前記ターゲットにおける周期回数である。）
ａ２＝１／２（Ｒ２－ｒ２）・（－ｃｏｓ（ｎθ））＋１／２（Ｒ２＋ｒ２）　…（２）
座標２＝（ｘ＝ａ２・ｃｏｓθ、ｙ＝ａ２・ｓｉｎθ）
（式（２）において、θは座標２の仰角であり、Ｒ２はａ２の最大値、ｒ２はａ２の最小値であり、ｎは前記ターゲットにおける周期回数である。）
Ｂ≧Ｒ１≧ｒ１≧Ｒ２≧ｒ２≧ｂ　…（３）
（式（３）において、Ｂは前記回転中心から前記受信コイルにおける最遠点までの距離であり、ｂは前記回転中心から前記受信コイルにおける最近点までの距離である。）