JP2020071113A - 移動***置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の構造の簡素化および小型化を図ることができる移動***置検出装置を提供する。【解決手段】移動***置検出装置1は、基板10と、基板10に設けられ磁場を形成する1次コイルと、1次コイルによる磁場内の基板10に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイル30,40と、被検出体の移動に連動し、2次コイル30,40に対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、スクリーンの相対移動により2次コイル30,40に誘起される電圧変化から被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備えて構成され、1次コイルと2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cは、絶縁層Aを挟む両側にそれぞれのコイル30,40の導体31,41が配置されて構成される。【選択図】図3
Description
本発明は移動***置検出装置に関する。
被検出体(移動体)の回転位置(角度)や直線位置(位置)を検出する移動***置検出装置として渦電流を利用したものが知られている。
例えば、特許文献1に開示された位置センサは、磁場を形成する1次コイル(励振巻線)と、磁場の存在下においてその中に電圧が誘起される2次コイル(感知巻線)と、磁場の存在下においてその内部に渦電流を発生して対向磁場を形成するスクリーンと、を備える。2次コイルに対してスクリーンは、相対移動させて遮蔽する程度を変えることで、2次コイルに誘起される電圧を変化させる。すなわち、スクリーンにより1次コイルと2次コイルの磁場の相互カップリングが減少するように遮蔽され、これにより、スクリーンが横切るときの2次コイルからの出力電圧の変化から角度や位置を検出するようにしている。
例えば、特許文献1に開示された位置センサは、磁場を形成する1次コイル(励振巻線)と、磁場の存在下においてその中に電圧が誘起される2次コイル(感知巻線)と、磁場の存在下においてその内部に渦電流を発生して対向磁場を形成するスクリーンと、を備える。2次コイルに対してスクリーンは、相対移動させて遮蔽する程度を変えることで、2次コイルに誘起される電圧を変化させる。すなわち、スクリーンにより1次コイルと2次コイルの磁場の相互カップリングが減少するように遮蔽され、これにより、スクリーンが横切るときの2次コイルからの出力電圧の変化から角度や位置を検出するようにしている。
特許文献1では、磁場を形成する1次コイルと、電圧が誘起される2次コイルとが同一平面(基板)上に形成されており、磁場の強さを確保し大きな電圧を得ようとすると、1次コイルや2次コイルの巻線数を多くする必要があり、占有面積が大きくなって位置検出装置自体を小型化できないという問題がある。
また、2次コイルは、1次コイルの内側に複数配置されるため、2次コイル同士の交差部や1次コイルと2次コイルとの交差部が生じ、交差部でのコイルの導体の接続のため基板の表裏を貫通するVIAホールを形成する必要があり、これにより、位置検出装置自体の構造を簡素化することができないという問題がある。
また、2次コイルは、1次コイルの内側に複数配置されるため、2次コイル同士の交差部や1次コイルと2次コイルとの交差部が生じ、交差部でのコイルの導体の接続のため基板の表裏を貫通するVIAホールを形成する必要があり、これにより、位置検出装置自体の構造を簡素化することができないという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置の構造の簡素化および小型化を図ることができる移動***置検出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る移動***置検出装置は、
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記1次コイルと前記2次コイルとの交差部と前記2次コイル同士の交差部は、絶縁層を挟む両側にそれぞれのコイルの導体が配置されている、
ことを特徴とする。
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記1次コイルと前記2次コイルとの交差部と前記2次コイル同士の交差部は、絶縁層を挟む両側にそれぞれのコイルの導体が配置されている、
ことを特徴とする。
また、本発明の第2の観点にかかる移動***置検出装置は、
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記基板は、積層された多層基板とされ、
前記1次コイルは、前記多層基板のそれぞれの層に重ねて設けられている、
ことを特徴とする。
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記基板は、積層された多層基板とされ、
前記1次コイルは、前記多層基板のそれぞれの層に重ねて設けられている、
ことを特徴とする。
本発明によれば、装置の構造の簡素化および小型化を図ることができる。
以下に、本発明の一実施の形態に係る移動***置検出装置を添付図面に基づいて説明する。
移動***置検出装置1は、図1(a),(b)〜図3(a),(b)に示すように、基板10と、基板10に設けられ磁場を形成する1次コイル20と、1次コイル20による磁場内の基板10に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイル30,40と、被検出体2の移動に連動し、2次コイル30,40に対して相対移動されて非磁性金属部51で、遮蔽する位置を変えるスクリーン50と、スクリーン50の相対移動により2次コイル30,40に誘起される電圧変化から被検出体2の位置を演算する位置演算部60と、を備えて構成され、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cは、絶縁層Aを挟む両側にそれぞれのコイル20,30,40の導体21,31,41が配置されて構成されている。
移動***置検出装置1は、図1(a),(b)〜図3(a),(b)に示すように、基板10と、基板10に設けられ磁場を形成する1次コイル20と、1次コイル20による磁場内の基板10に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイル30,40と、被検出体2の移動に連動し、2次コイル30,40に対して相対移動されて非磁性金属部51で、遮蔽する位置を変えるスクリーン50と、スクリーン50の相対移動により2次コイル30,40に誘起される電圧変化から被検出体2の位置を演算する位置演算部60と、を備えて構成され、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cは、絶縁層Aを挟む両側にそれぞれのコイル20,30,40の導体21,31,41が配置されて構成されている。
(実施形態1)
本実施の形態の移動***置検出装置1は、例えば、回転角度の検出を行う角度検出装置100として用いられ、図1に示すように、回転する被検出体2にスクリーン50を連動させて非磁性金属部51により遮蔽される位置を変え、所定の範囲の角度(例えば、0度から360度の範囲)を検出する。
なお、以下の説明では、角度検出装置100として水平の基板10に対して回転する被検出体2に連動するスクリーン50の回転軸52を鉛直方向とし、鉛直の回転軸52を中心として回転する被検出体2の所定の範囲の角度を検出する場合を例に説明する。
本実施の形態の移動***置検出装置1は、例えば、回転角度の検出を行う角度検出装置100として用いられ、図1に示すように、回転する被検出体2にスクリーン50を連動させて非磁性金属部51により遮蔽される位置を変え、所定の範囲の角度(例えば、0度から360度の範囲)を検出する。
なお、以下の説明では、角度検出装置100として水平の基板10に対して回転する被検出体2に連動するスクリーン50の回転軸52を鉛直方向とし、鉛直の回転軸52を中心として回転する被検出体2の所定の範囲の角度を検出する場合を例に説明する。
基板10は、図1(b)、図2(a),(b)に示すように、例えば、セラミックスなどからなる絶縁性を有する矩形の板状の基材に1次コイル20および2次コイル30,40が印刷された後、焼成により形成される。基板10には、各種配線が印刷され、各種電子部品が実装されている。
基板10に実装される各種電子部品は、角度検出装置100の角度の演算などを行う位置演算部60を構成するDSP(Digital Signal Processor)61、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路62、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなどである。なお、図6中、ADCは、アナログ・デジタルコンバータ(Analog to Digital converter)、DACは、デジタル・アナログコンバータ(Digital to Analog converter)である。
基板10に実装される各種電子部品は、角度検出装置100の角度の演算などを行う位置演算部60を構成するDSP(Digital Signal Processor)61、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路62、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなどである。なお、図6中、ADCは、アナログ・デジタルコンバータ(Analog to Digital converter)、DACは、デジタル・アナログコンバータ(Digital to Analog converter)である。
1次コイル20は、図1、図2、図4(a),(b)に示すように、基板10上に、内径側に所定の空間を確保して円形の環状に形成され、交流電源(高周波電源)により励振磁場を発生する。1次コイル20は、基板10の一端部側の中央部の2カ所に2つの端部を配置して巻線数を3回とした3重巻きとして形成されている。1次コイル20は、基板10上に、例えばアルミニウム(Al)、銀パラジウム(Ag/Pd)や金(Au)等を印刷することで形成され、巻線数が多いほど強い磁場を形成できる。
一方、基板10の平面上に多重の巻線数を確保しようとすると、外径側に巻線を形成することになって巻線幅が大きくなり、1次コイル20の外径が大きくなる。そこで、基板10は、図1に示すように、多層構造、例えば3層構造とされ、多層基板10a〜10cの1層目10aと2層目10bには、表面に1次コイル20を設け、3層目10cには、表裏両面にそれぞれ1次コイル20を設けるようにしている。しかも各層10a〜10cの4つの1次コイル20の外径を同一として外径を大きくせずに重なるように1次コイル20を形成する。こうすることで、1次コイル20の巻線数を確保すると同時に外径をコンパクトにし、基板10を小さくすることで、角度検出装置100を小型化できるようにしている。
一方、基板10の平面上に多重の巻線数を確保しようとすると、外径側に巻線を形成することになって巻線幅が大きくなり、1次コイル20の外径が大きくなる。そこで、基板10は、図1に示すように、多層構造、例えば3層構造とされ、多層基板10a〜10cの1層目10aと2層目10bには、表面に1次コイル20を設け、3層目10cには、表裏両面にそれぞれ1次コイル20を設けるようにしている。しかも各層10a〜10cの4つの1次コイル20の外径を同一として外径を大きくせずに重なるように1次コイル20を形成する。こうすることで、1次コイル20の巻線数を確保すると同時に外径をコンパクトにし、基板10を小さくすることで、角度検出装置100を小型化できるようにしている。
2次コイル30,40は、1次コイル20により形成される磁場内に設けられ、1次コイル20の磁場によって電圧が誘起されるように基板10上に形成される。2次コイル30,40は、1次コイル20と同様に、基板10上に、例えばアルミニウム(Al)、銀パラジウム(Ag/Pd)や金(Au)等を印刷することで形成され、1次コイル20の内径側または1次コイル20と重なるように配置される。2次コイル30,40は、図2(b)に示すように、1次コイル20の磁場によって電圧が誘起される例えば、2つのコイル30,40で構成されている。2次コイル30,40は、SIN曲線に基づく2次コイル30と、COS曲線に基づく2次コイル40とで構成されて90度の位相差を有した状態となっている。すなわち、2つの2次コイル30,40は、基板10の円形の1次コイル20の内側に半径方向の各位置において90度の位相差を有するように略8の字状とされ、外周が円弧に沿った形状で形成されている。
2次コイル30は、SIN曲線に基づくものであり、基板10の一端部側の上方の角部に導体31の一方の端子31aが配置され、端子31aから下方に凸状に第1曲線部31bが円弧状として略120度程度の範囲で形成され、先端部がヘアピン状に曲げられている。第1曲線部31bの先端部には、連続して第2曲線部31cが円形状に形成されて第1曲線部31bのヘアピン状に曲げられた部分まで略360度の範囲で形成されている。第2曲線部31cの先端部は、ヘアピン状に曲げられ、ヘアピン状の先端部に第3曲線部31dが下方に凹状の円弧状に形成され、略240度の範囲で形成されており、基板10の一端部側の上方の角部に導体31の端子31aに並べるように他方の端子31eが配置されている。
また、2次コイル40は、COS曲線に基づくもので、基板10の一端部側の下方の角部に導体41の一方の端子41aが配置され、2次コイル30と同様に、第1曲線部41b、第2曲線部41c、第3曲線部41dを備えており、他方の端子41eが一方の端子41aに並べるように基板10の一端部側の下方の角部に配置されている。基板10の一端側の上方の角部と下方の角部とは、90度の角度を隔てて配置されている。
これら2つの2次コイル30,40は、外周が円弧に沿った形状から直線状に展開すると、図4(a),(b)、図5(a)〜(c)に示すように、矩形の1次コイル20の内側にSIN曲線およびCOS曲線に基づく2つの2次コイル30,40を配置した状態と同等の状態で形成されている。
これら2つの2次コイル30,40は、外周が円弧に沿った形状から直線状に展開すると、図4(a),(b)、図5(a)〜(c)に示すように、矩形の1次コイル20の内側にSIN曲線およびCOS曲線に基づく2つの2次コイル30,40を配置した状態と同等の状態で形成されている。
基板10上に形成される1次コイル20や2次コイル30,40には、図2(b)に示すように、外周側に位置する円形の1次コイル20の導体21と1次コイル20に内周側に位置する2次コイル30,40の導体31,41とが交差する交差部Cや略8の字状の2つの2次コイル30,40の導体31,41同士が交差する交差部Cが生じる。
通常、1次コイル20や2次コイル30,40の交差部Cは、例えば一方の導体21,31,41を基板10上に配置して形成するのに対し、他方の導体21,31,41を交差部Cでは、交差部Cの両端に基板10の表裏を貫通するVIAホールを形成して裏側に配線するようにしてそれぞれの導体21,31,41を、絶縁状態を確保して接続状態とする。
通常、1次コイル20や2次コイル30,40の交差部Cは、例えば一方の導体21,31,41を基板10上に配置して形成するのに対し、他方の導体21,31,41を交差部Cでは、交差部Cの両端に基板10の表裏を貫通するVIAホールを形成して裏側に配線するようにしてそれぞれの導体21,31,41を、絶縁状態を確保して接続状態とする。
この角度検出装置100では、図3(a),(b)に示すように、一方の導体、例えば導体31を基板10上に配置し、交差部Cの導体31上に絶縁層Aを形成し、絶縁層Aの上に交差する他方の導体、例えば導体41を形成する。絶縁層Aは、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)や五酸化タンタル(Ta2O5)等が用いられる。
すなわち、具体的な工程は、基板10上に一方の導体31を交差部Cで接続された状態で形成するとともに、他方の導体41を交差部Cの両側までとし、交差部Cで断続する状態で形成する。
この後、交差部C上の導体31を覆うように絶縁層Aを形成する。
次いで、絶縁層Aを覆い断続した導体41の間を接続する接続導体Bを形成し、必要に応じて全体を焼成することで、基板10上で交差する導体31,41を絶縁層Aを挟む両側で接続する。これにより、交差部CごとにVIAホールの形成の必要がなく、角度検出装置100の構造を簡素化することができる。また、基板10に形成する1次コイル20および2次コイル30,40の厚さを抑えることができ、角度検出装置100の厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
すなわち、具体的な工程は、基板10上に一方の導体31を交差部Cで接続された状態で形成するとともに、他方の導体41を交差部Cの両側までとし、交差部Cで断続する状態で形成する。
この後、交差部C上の導体31を覆うように絶縁層Aを形成する。
次いで、絶縁層Aを覆い断続した導体41の間を接続する接続導体Bを形成し、必要に応じて全体を焼成することで、基板10上で交差する導体31,41を絶縁層Aを挟む両側で接続する。これにより、交差部CごとにVIAホールの形成の必要がなく、角度検出装置100の構造を簡素化することができる。また、基板10に形成する1次コイル20および2次コイル30,40の厚さを抑えることができ、角度検出装置100の厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
スクリーン50は、図1(a),(b)に示すように、円板状に形成されたロータとして構成され、ロータ50の中心に円板に対して垂直に回転軸52が設けられている。ロータ(スクリーン)50は、回転軸52が基板10上の円形の1次コイル20の中心に回転可能に支持され、固定される基板10上に形成された2次コイル30,40に対して相対移動可能になっている。回転軸52は、被検出体2に連結され、被検出体2の回転に連動する。
ロータ50は、2次コイル30,40と対向する面(下面)に非磁性金属部51が設けられ、半円形に形成されて2次コイル30,40を覆うように設けられる。非磁性金属部51は、渦電流で磁化しない非磁性金属材料、例えばアルミニウム(Al)や銅(Cu)等が用いられ、金属箔としてロータ50に設けられる。なお、非磁性金属部51は、金属箔以外として設けるようにしても良く、ロータ50に設けることができれば良い。
これにより、角度検出装置100は、ロータ50の回転にともない非磁性金属部51により遮蔽される2次コイルの30,40の位置を変えるようになっている。ロータ50は、非磁性金属部51によって2次コイル30,40を覆うことで渦電流が発生して対向磁場を形成し、1次コイル20と2次コイル30,40との間の電磁カップリングを減少するように遮蔽する。これにより、図5に示すように、2次コイル30,40に誘起される電圧は変化し、1次コイル20に交流電圧が印加される場合、2次コイル30,40からの出力は変調された交流電圧となり、ロータ50が横切る位置によって2次コイル30,40からの出力電圧が変化する。この電圧変化から位置演算部60によって回転軸52の角度を演算することができる。
ロータ50は、2次コイル30,40と対向する面(下面)に非磁性金属部51が設けられ、半円形に形成されて2次コイル30,40を覆うように設けられる。非磁性金属部51は、渦電流で磁化しない非磁性金属材料、例えばアルミニウム(Al)や銅(Cu)等が用いられ、金属箔としてロータ50に設けられる。なお、非磁性金属部51は、金属箔以外として設けるようにしても良く、ロータ50に設けることができれば良い。
これにより、角度検出装置100は、ロータ50の回転にともない非磁性金属部51により遮蔽される2次コイルの30,40の位置を変えるようになっている。ロータ50は、非磁性金属部51によって2次コイル30,40を覆うことで渦電流が発生して対向磁場を形成し、1次コイル20と2次コイル30,40との間の電磁カップリングを減少するように遮蔽する。これにより、図5に示すように、2次コイル30,40に誘起される電圧は変化し、1次コイル20に交流電圧が印加される場合、2次コイル30,40からの出力は変調された交流電圧となり、ロータ50が横切る位置によって2次コイル30,40からの出力電圧が変化する。この電圧変化から位置演算部60によって回転軸52の角度を演算することができる。
角度検出装置100では、基板10およびロータ(スクリーン)50は、図示しないケース内に収容され、1次コイル20や2次コイル30,40が形成された基板10とロータ50とのギャップGを小さくし、ロータ50が円滑に回転できるように、必要に応じて図示しないガイドを設けてケースに支持される。基板10とロータ50とのギャップG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、1.5〜1.0mmに設定される。
位置演算部60は、角度検出装置100を小型化するため、図2(a)に示すように、基板10のロータ(スクリーン)50と対向する面とは反対側の基板10上に配置されている。
この位置演算部60は、ロータ(スクリーン)50と反対側の基板10上で、1次コイル20および2次コイル30,40と重なる位置に配置してある。こうすることで、基板10の一層のコンパクト化を図り、角度検出装置100の一層の小型化を図るようにしている。
なお、位置演算部60は、1次コイル20および2次コイル30,40と重なる位置の基板10上に配置することで、2次コイル30,40で誘起される電圧に影響が及ぶことになるが、その影響は、予め校正しておくことで排除して角度を検出することができる。
位置演算部60は、図6に示すように、デジタルシグナルプロセッサなどで構成されるDSP61と、ノイズを抑制するセラミックコンデンサを備える保護回路62と、外部への接続用のコネクタ63とを備え、コネクタ63を介して外部の電源64から直流電圧が印加される。発振器(Oscillator)が生成した交流信号を1次コイル20に印加する。
この位置演算部60は、ロータ(スクリーン)50と反対側の基板10上で、1次コイル20および2次コイル30,40と重なる位置に配置してある。こうすることで、基板10の一層のコンパクト化を図り、角度検出装置100の一層の小型化を図るようにしている。
なお、位置演算部60は、1次コイル20および2次コイル30,40と重なる位置の基板10上に配置することで、2次コイル30,40で誘起される電圧に影響が及ぶことになるが、その影響は、予め校正しておくことで排除して角度を検出することができる。
位置演算部60は、図6に示すように、デジタルシグナルプロセッサなどで構成されるDSP61と、ノイズを抑制するセラミックコンデンサを備える保護回路62と、外部への接続用のコネクタ63とを備え、コネクタ63を介して外部の電源64から直流電圧が印加される。発振器(Oscillator)が生成した交流信号を1次コイル20に印加する。
位置演算部60は、2次コイル30,40からの出力電圧Vsin,Vcosがアナログ信号として位置演算部60に入力される。入力されたアナログ信号は、デジタル変換されて処理される。位置演算部60は、2次コイル30,40に誘起される電圧が信号入力部にアナログ信号として入力され、アナログ・デジタルコンバータADCを経てデジタル信号に変換されてDSP61に入力される。DSP61では、図5(c)に示すように、ロータ(スクリーン)50の回転位置に基づく2次コイル30の電圧Vsinと2次コイル40の電圧Vcosとによってロータ50の角度を演算する。
すなわち、例えば図5に示すように、2次コイル30の電圧Vsinが0で2次コイル40の電圧Vcosが1のときの角度を0度に設定(校正)する。
この角度が0度の状態からロータ(スクリーン)50が90度回転すると、2次コイル30の電圧Vsinが0から1に向かって増加し、2次コイル40の電圧Vcosが1から0に向かって減少する。このときの2次コイル30の電圧Vsinが1で2次コイル40の電圧Vcosが0のときの角度を90度とする。
同様にして2次コイル30の電圧Vsinと2次コイル40の電圧Vcosの変化の方向(増減方向)を含む値から、図示例の場合では、0度から360度の角度を演算することができ、ロータ(スクリーン)50の任意の回転位置での角度を検出できる。360度から0度への角度の変化も同様にして演算することができ、ロータ(スクリーン)50の任意の回転位置での角度を演算し検出することができる。なお、角度はデジタル・アナログコンバータDACを経てデジタル信号に変換しても良い。
すなわち、例えば図5に示すように、2次コイル30の電圧Vsinが0で2次コイル40の電圧Vcosが1のときの角度を0度に設定(校正)する。
この角度が0度の状態からロータ(スクリーン)50が90度回転すると、2次コイル30の電圧Vsinが0から1に向かって増加し、2次コイル40の電圧Vcosが1から0に向かって減少する。このときの2次コイル30の電圧Vsinが1で2次コイル40の電圧Vcosが0のときの角度を90度とする。
同様にして2次コイル30の電圧Vsinと2次コイル40の電圧Vcosの変化の方向(増減方向)を含む値から、図示例の場合では、0度から360度の角度を演算することができ、ロータ(スクリーン)50の任意の回転位置での角度を検出できる。360度から0度への角度の変化も同様にして演算することができ、ロータ(スクリーン)50の任意の回転位置での角度を演算し検出することができる。なお、角度はデジタル・アナログコンバータDACを経てデジタル信号に変換しても良い。
以上のように、角度検出装置100による角度の検出は、被検出体2に回転軸52を連結してロータ50が連動して回転するようにし、基板10上の1次コイル20に発振器(Oscillator)が生成した交流信号が印加された状態としておく。
被検出体2に連動するロータ50が回転すると、非磁性金属部51により遮蔽される2次コイルの30,40の位置が変化し、非磁性金属部51によって2次コイル30,40を覆うことで渦電流が発生して対向磁場が形成される。
対向磁場により1次コイル20と2次コイル30,40との間の電磁カップリングを減少する。これにより、2次コイル30,40に誘起される電圧は変化し、2次コイル30,40からの出力は変調された交流電圧となり、ロータ50が横切る位置によって2次コイル30,40からの出力電圧が変化する。
この電圧変化から位置演算部60によって回転軸52の角度を0度から360度の範囲で演算して求めることができる。
被検出体2に連動するロータ50が回転すると、非磁性金属部51により遮蔽される2次コイルの30,40の位置が変化し、非磁性金属部51によって2次コイル30,40を覆うことで渦電流が発生して対向磁場が形成される。
対向磁場により1次コイル20と2次コイル30,40との間の電磁カップリングを減少する。これにより、2次コイル30,40に誘起される電圧は変化し、2次コイル30,40からの出力は変調された交流電圧となり、ロータ50が横切る位置によって2次コイル30,40からの出力電圧が変化する。
この電圧変化から位置演算部60によって回転軸52の角度を0度から360度の範囲で演算して求めることができる。
(実施形態2)
本実施の形態の移動***置検出装置1は、図7(a)に示すように、例えば、直線位置の検出を行う場合の位置検出装置100Aとして用いられ、直線上を往復移動する被検出体2Aにスクリーン50Aを連動させて非磁性金属部51Aにより遮蔽される位置を変え、所定の範囲の位置を検出する。
なお、以下の説明では、位置検出装置100Aとして水平の基板10Aに対して往復移動する被検出体2Aに連動するスクリーン50Aによって被検出体2Aの所定の範囲の位置を検出するものを例に説明する。また、既に説明した角度検出装置100と同一機能の構成については、同一符号にAを付加することで詳細な説明は省略する。
本実施の形態の移動***置検出装置1は、図7(a)に示すように、例えば、直線位置の検出を行う場合の位置検出装置100Aとして用いられ、直線上を往復移動する被検出体2Aにスクリーン50Aを連動させて非磁性金属部51Aにより遮蔽される位置を変え、所定の範囲の位置を検出する。
なお、以下の説明では、位置検出装置100Aとして水平の基板10Aに対して往復移動する被検出体2Aに連動するスクリーン50Aによって被検出体2Aの所定の範囲の位置を検出するものを例に説明する。また、既に説明した角度検出装置100と同一機能の構成については、同一符号にAを付加することで詳細な説明は省略する。
位置検出装置100Aでは、基板10Aは、図7に示すように、直方体状に形成され、基板10Aの長手方向がスクリーン50Aの移動方向とされる。
基板10Aは、円形の基板10とは形状が異なるだけで、同一の構造(構成)の絶縁性を有する板状に形成される。基板10Aには、1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aが印刷されるとともに、各種配線が印刷され、角度検出装置100と同様、位置演算部60を構成するDSP61、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路62、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなど各種電子部品が実装される。
基板10Aは、円形の基板10とは形状が異なるだけで、同一の構造(構成)の絶縁性を有する板状に形成される。基板10Aには、1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aが印刷されるとともに、各種配線が印刷され、角度検出装置100と同様、位置演算部60を構成するDSP61、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路62、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなど各種電子部品が実装される。
1次コイル20Aは、基板10Aの長方形の外周に沿って矩形の環状に形成される。1次コイル20Aは、例えばアルミニウム(Al)、銀パラジウム(Ag/Pd)や金(Au)等を印刷することで形成され、交流電源(高周波電源)により励振磁場を発生する。
この1次コイル20Aも、必要に応じて基板10Aを多層構造、例えば3層構造等とし、各層にそれぞれ1次コイル20Aを設けるようにしても良い。
こうすることで基板10Aに多くの巻線数を確保して励振磁場を強くすることができ、しかも1次コイル20Aを重なるように配置することで基板10Aを大きくすることなく小型化を図ることもできる。
この1次コイル20Aも、必要に応じて基板10Aを多層構造、例えば3層構造等とし、各層にそれぞれ1次コイル20Aを設けるようにしても良い。
こうすることで基板10Aに多くの巻線数を確保して励振磁場を強くすることができ、しかも1次コイル20Aを重なるように配置することで基板10Aを大きくすることなく小型化を図ることもできる。
2次コイル30A,40Aは、1次コイル20Aにより形成される磁場内に設けられ、1次コイル20Aの磁場によって電圧が誘起されるように基板10A上に形成される。2次コイル30A,40Aは、1次コイル20Aと同様に、基板10A上に、例えばアルミニウム(Al)、銀パラジウム(Ag/Pd)や金(Au)等を印刷することで形成され、1次コイル20Aの内径側に配置される。
2次コイル30A,40Aは、1次コイル20Aの磁場によって電圧が誘起される例えば、2つのコイル30A,40Aで構成され、SIN曲線に基づく2次コイル30Aと、COS曲線に基づく2次コイル40Aとで構成されて90度の位相差を有した状態となっている。すなわち、2つの2次コイル30A,40Aは、図7(b)に示すように、基板10Aの長手方向に沿ってSIN曲線およびCOS曲線に基づく2つの2次コイル30A,40Aが形成され、90度位相差を備えて0度から360度の曲線の範囲が検出範囲となっている。したがって、検出範囲を長くする場合には、90度位相差を備えて0度から360度の曲線を引き延ばした状態で形成される。
2次コイル30A,40Aは、1次コイル20Aの磁場によって電圧が誘起される例えば、2つのコイル30A,40Aで構成され、SIN曲線に基づく2次コイル30Aと、COS曲線に基づく2次コイル40Aとで構成されて90度の位相差を有した状態となっている。すなわち、2つの2次コイル30A,40Aは、図7(b)に示すように、基板10Aの長手方向に沿ってSIN曲線およびCOS曲線に基づく2つの2次コイル30A,40Aが形成され、90度位相差を備えて0度から360度の曲線の範囲が検出範囲となっている。したがって、検出範囲を長くする場合には、90度位相差を備えて0度から360度の曲線を引き延ばした状態で形成される。
基板10A上に形成される1次コイル20Aや2次コイル30A,40Aは、環状の外周側に位置する1次コイル20Aの導体と1次コイル20Aの内周側に位置する2次コイル30A,40Aの導体とが交差する交差部Cや略8の字状の2つの2次コイル30A,40Aの導体同士が交差する交差部Cが生じる。
この位置検出装置100Aでも、角度検出装置100と同様(図3参照)に、一方の導体、例えば導体31を基板10上に配置し、交差部Cの導体31上に絶縁層Aを形成し、絶縁層Aの上に交差する他方の導体、例えば導体41を形成する。絶縁層Aは、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)や五酸化タンタル(Ta2O5)等が用いられる。具体的な工程も既に説明した角度検出装置100と同様(図3参照)である。これにより、交差部C毎にVIAホールの形成の必要がなく、位置検出装置100Aの構造を簡素化することができる。また、基板10Aに形成する1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aの厚さを抑えることができ、位置検出装置100Aの厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
この位置検出装置100Aでも、角度検出装置100と同様(図3参照)に、一方の導体、例えば導体31を基板10上に配置し、交差部Cの導体31上に絶縁層Aを形成し、絶縁層Aの上に交差する他方の導体、例えば導体41を形成する。絶縁層Aは、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)や五酸化タンタル(Ta2O5)等が用いられる。具体的な工程も既に説明した角度検出装置100と同様(図3参照)である。これにより、交差部C毎にVIAホールの形成の必要がなく、位置検出装置100Aの構造を簡素化することができる。また、基板10Aに形成する1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aの厚さを抑えることができ、位置検出装置100Aの厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
スクリーン50Aは、基板10Aの長手方向に沿って相対移動するスライダとして構成される。スライダ(スクリーン)50Aは、基板10A上に形成された2次コイル30A,40Aの一部を覆って相対往復移動可能とされ、往復移動される被検出体2Aに連結されて連動する。
スライダ50Aは、2次コイル30A,40Aと対向する面(下面)に非磁性金属部51Aが設けられ、矩形に形成されて2次コイル30A,40Aの一部を覆うように設けられる。非磁性金属部51Aは、渦電流で磁化しない非磁性金属材料、例えばアルミニウム(Al)や銅(Cu)が用いられ、金属箔としてスライダ50Aに設けられる。非磁性金属部51Aは、金属箔以外であっても良い。
これにより、スライダ50Aの直線移動により非磁性金属部51Aにより遮蔽される2次コイルの30A,40Aの位置を変えることができ、非磁性金属部51Aによって2次コイル30A,40Aを覆うことで渦電流が発生して対向磁場を形成し、1次コイル20Aと2次コイル30A,40Aとの間の電磁カップリングを減少するように遮蔽する。これにより、2次コイル30A,40Aに誘起される電圧は変化し、1次コイル20Aに交流電圧が印加される場合、2次コイル30A,40Aからの出力は変調された交流電圧となり、スライダ50Aが横切る位置によって2次コイル30A,40Aからの出力電圧が変化する。この電圧変化から位置演算部60によってスライダ50Aの位置を演算で求めることができる。
スライダ50Aは、2次コイル30A,40Aと対向する面(下面)に非磁性金属部51Aが設けられ、矩形に形成されて2次コイル30A,40Aの一部を覆うように設けられる。非磁性金属部51Aは、渦電流で磁化しない非磁性金属材料、例えばアルミニウム(Al)や銅(Cu)が用いられ、金属箔としてスライダ50Aに設けられる。非磁性金属部51Aは、金属箔以外であっても良い。
これにより、スライダ50Aの直線移動により非磁性金属部51Aにより遮蔽される2次コイルの30A,40Aの位置を変えることができ、非磁性金属部51Aによって2次コイル30A,40Aを覆うことで渦電流が発生して対向磁場を形成し、1次コイル20Aと2次コイル30A,40Aとの間の電磁カップリングを減少するように遮蔽する。これにより、2次コイル30A,40Aに誘起される電圧は変化し、1次コイル20Aに交流電圧が印加される場合、2次コイル30A,40Aからの出力は変調された交流電圧となり、スライダ50Aが横切る位置によって2次コイル30A,40Aからの出力電圧が変化する。この電圧変化から位置演算部60によってスライダ50Aの位置を演算で求めることができる。
位置検出装置100Aでは、基板10Aおよびスライダ(スクリーン)50Aは、図示しないケース内に収容され、1次コイル20Aや2次コイル30A,40Aが形成された基板10Aとスライダ50AとのギャップGを小さくし、スライダ50Aが円滑に直線移動できるように、図示しないガイドを設けてケースに支持される。基板10Aとスライダ50AとのギャップGは、小さい方が好ましく、例えば、1.5〜1.0mmに設定される。
位置演算部60は、基板10Aのスライダ(スクリーン)50Aと対向する面上、または,図示省略したが、反対側の基板10A上に配置される。スライダ50Aと反対側の基板10Aの裏面に配置し、1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aと重なる位置に配置すること(図2(a)参照)で、位置検出装置100Aを一層小型化することもできる。
なお、位置演算部60は、1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aと重なる位置の基板10A上に配置する場合には、2次コイル30A,40Aで誘起される電圧に影響が及ぶことになるが、その影響は、予め校正しておくことで排除し、影響のない位置を検出することができる。
なお、位置演算部60は、1次コイル20Aおよび2次コイル30A,40Aと重なる位置の基板10A上に配置する場合には、2次コイル30A,40Aで誘起される電圧に影響が及ぶことになるが、その影響は、予め校正しておくことで排除し、影響のない位置を検出することができる。
位置演算部60は、角度検出装置100の場合と同一に構成され、2次コイル30A,40Aに誘起される電圧がアナログ信号からデジタル信号に変換されてDSP61に入力され、図5(c)に示したように、スライダ(スクリーン)50Aの直線位置に基づく2次コイル30Aの電圧Vsinと2次コイル40Aの電圧Vcosとによってロータ50の角度に代えて直線位置を演算する。すなわち、2次コイル30A,40Aの0度から360度の範囲を位置検出範囲とし、2次コイル30Aの電圧Vsinと2次コイル40Aの電圧Vcosとから演算される角度を、被検出体2の位置に変換して求めることができる。
以上のように、位置検出装置100Aによる位置の検出は、被検出体2Aにスライダ50Aを連結して連動して移動するようにし、基板10A上の1次コイル20Aに電源64を介して交流電圧が印加された状態としておく。
被検出体2Aに連動するスライダ50Aが直線移動すると、非磁性金属部51Aにより遮蔽される2次コイルの30A,40Aの位置が変化し、非磁性金属部51Aによって2次コイル30A,40Aを覆うことで渦電流が発生して対向磁場が形成される。
対向磁場により1次コイル20Aと2次コイル30A,40Aとの間の電磁カップリングを減少する。これにより、2次コイル30A,40Aに誘起される電圧は変化し、2次コイル30A,40Aからの出力は変調された交流電圧となり、スライダ50Aが横切る位置によって2次コイル30A,40Aからの出力電圧が変化する。
この電圧変化から位置演算部60によってスライダ50Aの位置を演算によって求めることができる。
被検出体2Aに連動するスライダ50Aが直線移動すると、非磁性金属部51Aにより遮蔽される2次コイルの30A,40Aの位置が変化し、非磁性金属部51Aによって2次コイル30A,40Aを覆うことで渦電流が発生して対向磁場が形成される。
対向磁場により1次コイル20Aと2次コイル30A,40Aとの間の電磁カップリングを減少する。これにより、2次コイル30A,40Aに誘起される電圧は変化し、2次コイル30A,40Aからの出力は変調された交流電圧となり、スライダ50Aが横切る位置によって2次コイル30A,40Aからの出力電圧が変化する。
この電圧変化から位置演算部60によってスライダ50Aの位置を演算によって求めることができる。
以上のように構成した移動***置検出装置1は、基板10と、基板10に設けられ磁場を形成する1次コイル20と、1次コイル20による磁場内の基板10に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイル30,40と、被検出体2の移動に連動し、2次コイル30,40に対して相対移動されて非磁性金属部51で、遮蔽する位置を変えるスクリーン50と、スクリーン50の相対移動により2次コイル30,40に誘起される電圧変化から被検出体2の位置を演算する位置演算部60と、を備えて構成され、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cは、絶縁層Aを挟む両側にそれぞれのコイル20,30,40の導体21,31,41が配置されて構成されている。
かかる構成によれば、基板10に形成した1次コイル20によって磁場を形成し、スクリーン50の非磁性金属部51で2次コイル30,40を覆って2次コイル30,40に誘起される電圧を変化させる移動***置検出装置1で、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cとを絶縁層Aを介して絶縁して接続状態にすることができ、これまでのVIAホールを形成することなく接続でき、移動***置検出装置1の構造を簡素化することができる。また、1次コイル20および2次コイル30,40が形成された基板10の厚さを薄くすることができ、移動***置検出装置1の厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
かかる構成によれば、基板10に形成した1次コイル20によって磁場を形成し、スクリーン50の非磁性金属部51で2次コイル30,40を覆って2次コイル30,40に誘起される電圧を変化させる移動***置検出装置1で、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cとを絶縁層Aを介して絶縁して接続状態にすることができ、これまでのVIAホールを形成することなく接続でき、移動***置検出装置1の構造を簡素化することができる。また、1次コイル20および2次コイル30,40が形成された基板10の厚さを薄くすることができ、移動***置検出装置1の厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
移動***置検出装置1は、基板10と、基板10に設けられ磁場を形成する1次コイル20と、1次コイル20による磁場内の基板10に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイル30,40と、被検出体2の移動に連動し、2次コイル30,40に対して相対移動されて非磁性金属部51で遮蔽する位置を変えるスクリーン50と、スクリーン50の相対移動により2次コイル30,40に誘起される電圧変化から被検出体2の位置を演算する位置演算部60と、を備え、基板10は、積層された多層基板10a〜10cとされ、1次コイル20は、多層基板10a〜10cのそれぞれの層に重ねて設けられて構成されている。
かかる構成によれば、基板10に形成した1次コイル20によって磁場を形成し、スクリーン50の非磁性金属部51で2次コイル30,40を覆って2次コイル30,40に誘起される電圧を変化させる移動***置検出装置1で、基板10は、積層された多層基板10a〜10cとされ、1次コイル20は、多層基板10a〜10cのそれぞれの層に重ねて設けられて構成されているので、1次コイル20の巻線数を増大しても1次コイルの巻線の幅が外側に広くならず、多層構造の基板10で基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の小型化を図ることができる。
かかる構成によれば、基板10に形成した1次コイル20によって磁場を形成し、スクリーン50の非磁性金属部51で2次コイル30,40を覆って2次コイル30,40に誘起される電圧を変化させる移動***置検出装置1で、基板10は、積層された多層基板10a〜10cとされ、1次コイル20は、多層基板10a〜10cのそれぞれの層に重ねて設けられて構成されているので、1次コイル20の巻線数を増大しても1次コイルの巻線の幅が外側に広くならず、多層構造の基板10で基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の小型化を図ることができる。
移動***置検出装置1では、基板10は、積層された多層基板10a〜10cとされ、1次コイル20は、多層基板10a〜10cのそれぞれの層に重ねて設けられて構成されている。
かかる構成によれば、1次コイル20の巻線数を増大しても1次コイルの巻線の幅が外側に広くならず、多層構造の基板10で基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の小型化を図ることができる。また、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cとを絶縁層Aを介して絶縁して接続状態にすることを組み合わせることで、移動***置検出装置1の構造を一層簡素化することができ、基板10の厚さを薄くして、移動***置検出装置1の厚さ方向についても小型化を図ることができる。
かかる構成によれば、1次コイル20の巻線数を増大しても1次コイルの巻線の幅が外側に広くならず、多層構造の基板10で基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の小型化を図ることができる。また、1次コイル20と2次コイル30,40との交差部Cと2次コイル30,40同士の交差部Cとを絶縁層Aを介して絶縁して接続状態にすることを組み合わせることで、移動***置検出装置1の構造を一層簡素化することができ、基板10の厚さを薄くして、移動***置検出装置1の厚さ方向についても小型化を図ることができる。
移動***置検出装置1では、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に、配置されて構成されている。
かかる構成によれば、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に配置することで、位置演算部60の設置スペースをその分だけ小さくすることができ、基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の一層の小型化を図ることができる。
かかる構成によれば、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に配置することで、位置演算部60の設置スペースをその分だけ小さくすることができ、基板10をコンパクトにして移動***置検出装置1の一層の小型化を図ることができる。
移動***置検出装置1では、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に、1次コイル20および2次コイル30,40の位置と重ねて配置されて構成されている。
かかる構成によれば、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に、1次コイル20および2次コイル30,40の位置と重ねて配置することで、位置演算部60を1次コイル20や2次コイル30,40の設置スペース内に配置でき、コイルに重ねた分だけさらに設置スペースを小さくすることができ、基板10を一層コンパクトにして移動***置検出装置1のさらなる小型化を図ることができる。
かかる構成によれば、位置演算部60は、スクリーン50と対向する面とは反対側の基板10に、1次コイル20および2次コイル30,40の位置と重ねて配置することで、位置演算部60を1次コイル20や2次コイル30,40の設置スペース内に配置でき、コイルに重ねた分だけさらに設置スペースを小さくすることができ、基板10を一層コンパクトにして移動***置検出装置1のさらなる小型化を図ることができる。
移動***置検出装置1では、2次コイル30,40は、90度の位相差を有する2つのコイル30,40で構成され、2つのコイル30,40は、SIN曲線に基づく電圧とCOS曲線に基づく電圧を誘起するように構成されている。
かかる構成によれば、2次コイル30,40は、90度の位相差を有する2つのコイル30,40で構成され、2つのコイル30,40は、SIN曲線に基づく電圧とCOS曲線に基づく電圧を誘起することで、被検出体2に連動するスクリーン50によって角度や位置を演算し、求めることができる。
かかる構成によれば、2次コイル30,40は、90度の位相差を有する2つのコイル30,40で構成され、2つのコイル30,40は、SIN曲線に基づく電圧とCOS曲線に基づく電圧を誘起することで、被検出体2に連動するスクリーン50によって角度や位置を演算し、求めることができる。
移動***置検出装置1では、基板10は、円形の板状とされ、スクリーン50は、半円状の非磁性金属部51を備えてロータ50として回転可能とされ、位置演算部60は、2次コイル30,40により誘起される電圧からロータ50の回転位置を演算するように構成されている。
かかる構成によれば、スクリーン50をロータ50とし、基板10を円形にすることで、ロータ50の角度を検出することができ、角度検出装置100を小型化することができるとともに、VIAホールを使用せずに構造を簡素化することができる。
かかる構成によれば、スクリーン50をロータ50とし、基板10を円形にすることで、ロータ50の角度を検出することができ、角度検出装置100を小型化することができるとともに、VIAホールを使用せずに構造を簡素化することができる。
移動***置検出装置1では、基板10Aは、長方形の板状とされ、スクリーン50Aは、矩形の非磁性金属部51Aを備えてスライダ50Aとして直線移動可能とされ、位置演算部60は、2次コイル30A,40Aにより誘起される電圧からスライダ50Aの直線位置を演算するように構成されている。
かかる構成によれば、スクリーン50をスライダ50Aで構成することで、スライダ50Aの位置を検出することができ、位置検出装置100A小型化することができるとともに、VIAホールを使用せずに構造を簡素化することができる。
かかる構成によれば、スクリーン50をスライダ50Aで構成することで、スライダ50Aの位置を検出することができ、位置検出装置100A小型化することができるとともに、VIAホールを使用せずに構造を簡素化することができる。
以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、角度の検出範囲は、0〜360度とする場合に限らず、360度の範囲内であれば、任意の角度範囲に設定することができる。
位置検出の範囲についても同様に、基板10Aの大きさに応じて検出範囲を設定することができる。
また、角度や位置の検出には、所定の角度や位置の絶対値(移動角度や移動距離)を検出する場合に限らず、その角度位置や直線位置でのON−OFF信号を得るための検出も含むものである。
また、上記の説明では、セラミック基板を用いた実施形態を例に説明したが、絶縁層をポリイミド、導体を銅箔とすることで、ガラスエポキシ基板を用いることも可能である。
また、上記の説明では、各発明を組み合わせた実施形態等を例に説明したが、各発明を単独としたり、他の組み合わせとしても良いものである。
例えば、角度の検出範囲は、0〜360度とする場合に限らず、360度の範囲内であれば、任意の角度範囲に設定することができる。
位置検出の範囲についても同様に、基板10Aの大きさに応じて検出範囲を設定することができる。
また、角度や位置の検出には、所定の角度や位置の絶対値(移動角度や移動距離)を検出する場合に限らず、その角度位置や直線位置でのON−OFF信号を得るための検出も含むものである。
また、上記の説明では、セラミック基板を用いた実施形態を例に説明したが、絶縁層をポリイミド、導体を銅箔とすることで、ガラスエポキシ基板を用いることも可能である。
また、上記の説明では、各発明を組み合わせた実施形態等を例に説明したが、各発明を単独としたり、他の組み合わせとしても良いものである。
100 角度検出装置
100A 位置検出装置
1 移動***置検出装置
2,2A 被検出体
10,10A 基板
10a〜10c 多層基板
20,20A 1次コイル
21 導体
30,30A 2次コイル
31 導体
31a,31e 端子
31b〜31d 第1〜第3曲線部
40,40A 2次コイル
41 導体
41a,41e 端子
41b〜41d 第1〜第3曲線部
50 ロータ(スクリーン)
50A スライダ(スクリーン)
51,51A 非磁性金属部
52 回転軸
60 位置演算部
61 DSP
62 保護回路(セラミックコンデンサ)
63 コネクタ
64 電源
A 絶縁層
B 接続導体
C 交差部
G ギャップ
Vsin 電圧
Vcos 電圧
100A 位置検出装置
1 移動***置検出装置
2,2A 被検出体
10,10A 基板
10a〜10c 多層基板
20,20A 1次コイル
21 導体
30,30A 2次コイル
31 導体
31a,31e 端子
31b〜31d 第1〜第3曲線部
40,40A 2次コイル
41 導体
41a,41e 端子
41b〜41d 第1〜第3曲線部
50 ロータ(スクリーン)
50A スライダ(スクリーン)
51,51A 非磁性金属部
52 回転軸
60 位置演算部
61 DSP
62 保護回路(セラミックコンデンサ)
63 コネクタ
64 電源
A 絶縁層
B 接続導体
C 交差部
G ギャップ
Vsin 電圧
Vcos 電圧
Claims (8)
- 基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記1次コイルと前記2次コイルとの交差部と前記2次コイル同士の交差部は、絶縁層を挟む両側にそれぞれのコイルの導体が配置されている、
ことを特徴とする移動***置検出装置。 - 基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する1次コイルと、
前記1次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の2次コイルと、
被検出体の移動に連動し、前記2次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンの前記相対移動により前記2次コイルに誘起される電圧変化から前記被検出体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記基板は、積層された多層基板とされ、
前記1次コイルは、前記多層基板のそれぞれの層に重ねて設けられている、
ことを特徴とする移動***置検出装置。 - 前記基板は、積層された多層基板とされ、
前記1次コイルは、前記多層基板のそれぞれの層に重ねて設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の移動***置検出装置。 - 前記位置演算部は、前記スクリーンと対向する面とは反対側の前記基板に、配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の移動***置検出装置。 - 前記位置演算部は、前記スクリーンと対向する面とは反対側の前記基板に、前記1次コイルおよび前記2次コイルの位置と重ねて配置されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の移動***置検出装置。 - 前記2次コイルは、90度の位相差を有する2つのコイルで構成され、
前記2つのコイルは、SIN曲線に基づく電圧とCOS曲線に基づく電圧を誘起する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の移動***置検出装置。 - 前記基板は、円形の板状とされ、
前記スクリーンは、半円状の前記非磁性金属部を備えて回転可能とされ、
前記位置演算部は、前記2次コイルにより誘起される電圧から回転位置を演算する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の移動***置検出装置。 - 前記基板は、長方形の板状とされ、
前記スクリーンは、矩形の前記非磁性金属部を備えて直線移動可能とされ、
前記位置演算部は、前記2次コイルにより誘起される電圧から直線位置を演算する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の移動***置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018204706A JP2020071113A (ja) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 移動***置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018204706A JP2020071113A (ja) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 移動***置検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020071113A true JP2020071113A (ja) | 2020-05-07 |
Family
ID=70547614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018204706A Pending JP2020071113A (ja) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 移動***置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020071113A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079899A1 (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 日本精機株式会社 | 位置検出装置 |
WO2022220060A1 (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | 株式会社村田製作所 | 角度センサ及び角度センサモジュール |
-
2018
- 2018-10-31 JP JP2018204706A patent/JP2020071113A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079899A1 (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 日本精機株式会社 | 位置検出装置 |
WO2022220060A1 (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | 株式会社村田製作所 | 角度センサ及び角度センサモジュール |
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