(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ検出精度の低下を抑える。【解決手段】本実施形態は、第１の電極部１の静電容量の計測値(第１容量信号V1)と第２の電極部２の静電容量の計測値(第２容量信号V2)との差分(V1-V2)を求め、前記差分を所定のしきい値と比較することで２値の検出信号を生成している。したがって、検出信号がハイとローに切り換わるタイミング(例えば、検出信号がゼロクロスする位相)が、第１及び第２の電極部１，２と検出対象物９の距離Ｇの変動による影響を受け難い。しかも、特許文献２記載の従来例とは異なり、距離Ｇの変動による影響を低減するために第１及び第２の電極部１，２以外の電極部を設ける必要が無い。その結果、本実施形態では、大型化を抑制しつつ検出精度の低下を抑えることができる。【選択図】        図１
2014126455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部が規則的に並んだ形状を有する検出対象物の運動速度や運動の向きを検出するものであって、
前記検出対象物との間で前記運動に依存して変化する静電容量を持つ第１の電極部及び第２の電極部と、前記第１の電極部及び第２の電極部の静電容量をそれぞれ計測するとともに、前記第１の電極部の静電容量の計測値と前記第２の電極部の静電容量の計測値との差分を求め、前記差分を所定のしきい値と比較することで２値の検出信号を生成する信号処理部とを備え、
前記第１の電極部と前記第２の電極部は、前記凸部までの距離が等しく、且つ前記凸部の間隔をｎ／２倍(ｎは整数)した値に一致しない間隔に配置されることを特徴とする静電容量式検出装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記検出信号の値が切り替わる時点における何れか一方の前記計測値又は２つの前記計測値の和から前記検出対象物の運動の向きを判定することを特徴とする請求項１記載の静電容量式検出装置。
【請求項３】
前記検出対象物との間で前記運動に依存して変化せず且つ前記第１及び第２の電極部と前記検出対象物との距離に依存して変化する静電容量を持つ第３の電極部を備え、
前記信号処理部は、前記第３の電極部の静電容量を計測するとともに、前記第３の電極部の静電容量の計測値に基づいて、前記距離に依存した前記計測値の変動を抑制することを特徴とする請求項２記載の静電容量式検出装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の電極部は、前記検出対象物が前記運動方向に直交する方向に沿って変位し得る範囲内において前記凸部と対向する寸法に形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の静電容量式検出装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の電極部が形成される基板と、前記基板を一部分において支持する支持体とを備え、
前記基板がリジット多層基板からなり、前記第１及び第２の電極部は、少なくとも前記支持体の外に露出している部分においては前記基板の内層に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の静電容量式検出装置。
【請求項６】
前記基板は、前記第１及び第２の電極部が形成されている前記内層と同一の層又は前記内層よりも前記検出対象物から遠い層にシールド電極が形成されることを特徴とする請求項５記載の静電容量式検出装置。
【請求項７】
前記基板は、セラミック多層基板からなることを特徴とする請求項５又は６記載の静電容量式検出装置。
【請求項８】
金属板から成る複数の端子板を備え、前記端子板は、溶接によって前記基板の導電体と接続されることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の静電容量式検出装置。
【請求項９】
前記保持体は、前記基板がインサート成形された合成樹脂成形体から成ることを特徴とする請求個５〜８の何れか１項に記載の静電容量式検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式検出装置に関し、特に、複数の凸部が規則的に並んだ形状を有する検出対象物を検出するための静電容量式検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、例えば、特許文献１記載の回転信号発生器を例示する。特許文献１記載の従来例は、双方向に回転する回転子の表面に、複数の凸部が規則的に並んだ２つのパターン状の静電電極が同心円上に形成されている。また、回転子の表面と対向する固定子の表面には、複数の凸部が規則的に並んだ４つのパターン状の静電電極が同心円上に形成されている。つまり、これらのパターン状静電電極は、何れも歯車状に形成されている。
【０００３】
そして、回転子の外側のパターン状静電電極と固定子の外側のパターン状静電電極との間に形成される静電容量から第１の信号を取得し、回転子の内側のパターン状静電電極と固定子の内側のパターン状静電電極との間に形成される静電容量から第２の信号を取得する。
【０００４】
第１の信号及び第２の信号は、前記２種類の静電容量を電圧に変換した後に２値化された信号である。そして、第１の信号と第２の信号の順序関係に応じて、回転子の回転速度や回転の向きなどを検出している。
【０００５】
また、別の従来例として、特許文献２記載のデジタル測定装置を例示する。特許文献２記載の従来例は、容量センサと評価回路を備えている。容量センサは、回転運動の角度に依存して容量値が変化する２つの可変コンデンサ及び容量値が固定されている基準コンデンサを有している。
【０００６】
評価回路は、３つの容量測定セル、比較器、デコーダ、電子計数器を備える。容量測定セルは、２つの可変コンデンサ及び基準コンデンサの容量値を各別に測定する。比較器は、基準コンデンサの容量値に対する可変コンデンサの容量値の差分を求める。つまり、比較器からは、位相が９０度ずれ且つゼロクロスする正弦波状の２つの信号が出力される。
【０００７】
デコーダは、２つの信号を、極大値、極小値、ゼロクロス点の組み合わせから成る４通りのデータを回転の向き毎に論理積して２種類のデータ(パルス信号)に変換する。電子計数器は、一方のパルス信号を加算するとともに他方のパルス信号を減算することにより、回転運動の角速度や回転の向きを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−２０１１３号公報
【特許文献２】特開昭６０−１０２５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１記載の従来例では、回転子と固定子との間の距離(ギャップ)が変動すると第１の信号及び第２の信号のデューティ比が変化し、第１の信号と第２の信号の順序関係も変化してしまい、検出精度が低下するという問題が生じる。
【００１０】
一方、特許文献２記載の従来例では、２つの可変コンデンサと基準コンデンサの差分から回転速度や回転の向きを検出しているので、電極間の距離が変動しても検出精度の低下を抑えることができる。しかしながら、特許文献２記載の従来例では、基準コンデンサ用の電極を配置するスペースが必要であり、容量センサが大型化してしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、大型化を抑制しつつ検出精度の低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の静電容量式検出装置は、複数の凸部が規則的に並んだ形状を有する検出対象物の運動速度や運動の向きを検出するものであって、前記検出対象物との間で前記運動に依存して変化する静電容量を持つ第１の電極部及び第２の電極部と、前記第１の電極部及び第２の電極部の静電容量をそれぞれ計測するとともに、前記第１の電極部の静電容量の計測値と前記第２の電極部の静電容量の計測値との差分を求め、前記差分を所定のしきい値と比較することで２値の検出信号を生成する信号処理部とを備え、前記第１の電極部と前記第２の電極部は、前記凸部までの距離が等しく、且つ前記凸部の間隔をｎ／２倍(ｎは整数)した値に一致しない間隔に配置されることを特徴とする。
【００１３】
この静電容量式検出装置において、前記信号処理部は、前記検出信号の値が切り替わる時点における何れか一方の前記計測値又は２つの前記計測値の和から前記検出対象物の運動の向きを判定することが好ましい。
【００１４】
この静電容量式検出装置において、前記検出対象物との間で前記運動に依存して変化せず且つ前記第１及び第２の電極部と前記検出対象物との距離に依存して変化する静電容量を持つ第３の電極部を備え、前記信号処理部は、前記第３の電極部の静電容量を計測するとともに、前記第３の電極部の静電容量の計測値に基づいて、前記距離に依存した前記計測値の変動を抑制することが好ましい。
【００１５】
この静電容量式検出装置において、前記第１及び第２の電極部は、前記検出対象物が前記運動方向に直交する方向に沿って変位し得る範囲内において前記凸部と対向する寸法に形成されることが好ましい。
【００１６】
この静電容量式検出装置において、前記第１及び第２の電極部が形成される基板と、前記基板を一部分において支持する支持体とを備え、前記基板がリジット多層基板からなり、前記第１及び第２の電極部は、少なくとも前記支持体の外に露出している部分においては前記基板の内層に形成されていることが好ましい。
【００１７】
この静電容量式検出装置において、前記基板は、前記第１及び第２の電極部が形成されている前記内層と同一の層又は前記内層よりも前記検出対象物から遠い層にシールド電極が形成されることが好ましい。
【００１８】
この静電容量式検出装置において、前記基板は、セラミック多層基板からなることが好ましい。
【００１９】
この静電容量式検出装置において、金属板から成る複数の端子板を備え、前記端子板は、溶接によって前記基板の導電体と接続されることが好ましい。
【００２０】
この静電容量式検出装置において、前記保持体は、前記基板がインサート成形された合成樹脂成形体から成ることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の静電容量式検出装置は、第１の電極部の静電容量の計測値と第２の電極部の静電容量の計測値との差分を求め、前記差分を所定のしきい値と比較することで２値の検出信号を生成しているので、検出信号がハイとローに切り換わるタイミングが、第１及び第２の電極部と検出対象物の距離の変動による影響を受け難くく、しかも、特許文献２記載の従来例とは異なり、距離の変動による影響を低減するために第１及び第２の電極部以外の電極部を設ける必要が無いので、大型化を抑制しつつ検出精度の低下を抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】(ａ)〜(ｃ)は同上の動作説明用の信号波形図である。
【図３】同上における信号処理部の回路構成図である。
【図４】本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態２を示し、(ａ)は斜視図、(ｂ)は平面図、(ｃ)は要部の平面図である。
【図５】同上における基板の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
(実施形態１)
本実施形態は、図１に示すように回転運動を行う検出対象物９の回転速度(角速度)や回転の向き(正転／逆転)を検出するものであって、第１の電極部１、第２の電極部２、信号処理部３などを備える。
【００２５】
本実施形態における検出対象物９は、平歯車と同等の構造を有しており、複数の凸部(歯)90が円周方向に等間隔に並ぶように設けられている。そして、この検出対象物９は、回転軸91に取り付けられ、回転軸91の回転に伴って回転する。
【００２６】
第１の電極部１と第２の電極部２とは同一の導電材料により、同一の形状及び同一の寸法に形成され、検出対象物９の凸部90から同一距離Ｇだけ離して配置される。ただし、第１の電極部１と第２の電極部２の間隔P2は、検出対象物９における凸部90の間隔P1をｎ／２倍(ｎは整数)した値に一致しない値としている。本実施形態では、この間隔P2を、凸部90の間隔P1を５／４倍した値としている。
【００２７】
ここで、第１の電極部１及び第２の電極部２と検出対象物９との間に静電容量が生じる。これらの静電容量は、検出対象物９の運動(回転)に依存して、詳しくは、検出対象物９の回転に伴う凸部90と電極部１，２との距離の変化に依存して、変化する。つまり、凸部90までの距離が最も近いときに静電容量が極大値となり、凸部90までの距離が最も遠くなるときに静電容量が極小値となる。
【００２８】
例えば、検出対象物９が一定の角速度で回転している場合、第１の電極部１の静電容量C1並びに第２の電極部２の静電容量C2は、図２(ａ)に示すように正弦波状に変化することになる。ここで、第１の電極部１の静電容量の計測値を電圧に変換した第１容量信号(実線参照)を実線で示し、第２の電極部２の静電容量の計測値を電圧に変換した第２容量信号を一点破線で示している。なお、図２(ａ)における横軸は第１容量信号及び第２容量信号の位相を示し、位相が３６０°変化する毎に、検出対象物９が凸部90の間隔P1分だけ回転することになる。また、図２(ａ)における縦軸は、第１容量信号及び第２容量信号の極大値を１、極小値を０として正規化した計測値(電圧値)を示している。
【００２９】
後述するように、信号処理部３は、第１容量信号の値(第１の電極部１の静電容量の計測値)C1と、第２容量信号の値(第２の電極部２の静電容量の計測値)C2との差(＝C1-C2)と和(＝C1+C2)を演算する。図２(ａ)では、前記差信号を二点破線で示し、前記和信号を破線で示している。
【００３０】
ここで、差信号に着目すると、検出対象物９と第１及び第２の電極部１，２との距離Ｇが変化した場合、距離Ｇに応じて差信号の振幅は変化するものの、検出対象物９の角速度が一定であれば、差信号がゼロクロスする位相は変化しない。故に、ゼロ近辺のしきい値で差信号を２値化した場合、この２値化信号(検出信号)の周期から検出対象物９の角速度を算出することができる。
【００３１】
また、和信号に基づいて、検出対象物９の回転の向きを判定することができる。具体的には、和信号をしきい値(例えば、１．０)で２値化し、この２値化信号(判定信号)と検出信号との関係から回転の向きを判定することができる。
【００３２】
例えば、図２(ａ)が、検出対象物９が正転しているときの容量信号、検出信号、判定信号の状態を示していると仮定する。そうすると、検出信号がローからハイに立ち上がるときに判定信号がハイとなり、検出信号がハイからローに立ち下がるときに判定信号がローとなる(図２(ｂ)参照)。一方、検出対象物９が逆転している場合、検出信号がローからハイに立ち上がるときに判定信号がローとなり、検出信号がハイからローに立ち下がるときに判定信号がハイとなる(図２(ｃ)参照)。故に、検出信号がハイとローに切り替わる時点における判定信号のハイ／ローに基づいて、検出対象物９の回転の向き(正転と逆転)を判定することができる。なお、判定信号は距離Ｇが変わることで変化し得るが、しきい値を適当に選択することで距離Ｇの変化による影響を実質的に排除することができる。ただし、和信号の代わりに、第１容量信号又は第２容量信号をしきい値と比較して得られる２値信号に基づいて、回転の向きを判定することも可能である。
【００３３】
信号処理部３の具体的な回路構成の一例を図３に示す。本実施形態における信号処理部３は、第１の容量計測回路30、第２の容量計測回路31、差動増幅回路32、加算回路33、２値化回路34、比較器35、判定回路36などを備える。
【００３４】
第１の容量計測回路30は、第１の電極部１の静電容量を計測するものであって、オペアンプ300、切換スイッチ301、コンデンサ302、スイッチ303で構成される。切換スイッチ301は、共通接点に第１の電極部１が接続され、３つの切換接点のうちの１つにオペアンプ300の反転入力端子が接続され、他の１つの切換接点がグランドに接続され、残り１つの切換接点がオープンとされている。オペアンプ300は、非反転入力端子が基準電位Vrに接続され、出力端子と反転入力端子の間にコンデンサ302とスイッチ303が並列接続されている。
【００３５】
第２の容量計測回路31は、第２の電極部２の静電容量を計測するものであって、オペアンプ310、切換スイッチ311、コンデンサ312、スイッチ313で構成される。切換スイッチ311は、共通接点に第２の電極部２が接続され、３つの切換接点のうちの１つにオペアンプ310の反転入力端子が接続され、他の１つの切換接点がグランドに接続され、残り１つの切換接点がオープンとされている。オペアンプ310は、非反転入力端子が基準電位Vrに接続され、出力端子と反転入力端子の間にコンデンサ312とスイッチ313が並列接続されている。
【００３６】
第１及び第２の容量計測回路30，31は共通の回路構成を有しており、いわゆるスイッチドキャパシタ動作を行うことで第１及び第２の電極部１，２の静電容量を電圧V1，V2に変換する。
【００３７】
スイッチ303がオフのとき、オペアンプ300の出力端子には、反転入力端子と非反転入力端子をバーチャルショートさせる負帰還動作により、第１の電極部１の静電容量とコンデンサ303の容量比(インピーダンス比)に応じた電圧が出力される。このときのオペアンプ300の出力電圧は、切換スイッチ301がオペアンプ300の非反転入力端子から切り離された後も、スイッチ303がオンするまで保持される。
【００３８】
スイッチ303がオンすると、コンデンサ302に充電された電荷が放電され、オペアンプ300の出力電圧がリセットされる。このとき、切換スイッチ301がグランドに接続された切換接点に切り換わり、第１の電極部１の静電容量に充電されていた電荷も放電される。切換スイッチ301の切換時点から所定時間が経過してスイッチ303が再びオフした後、切換スイッチ301が再度オペアンプ300の反転入力端子に接続された切換接点に接続される。すると、オペアンプ300の出力端子には、その時点における第１の電極部１の静電容量とコンデンサ303の容量比に応じた電圧が出力される。このような動作(スイッチドキャパシタ動作)が繰り返され、第１の電極部１の静電容量が周期的に計測される。オペアンプ300の出力端子からは、第１の電極部１の静電容量の計測値に対応した電圧(第１容量信号)V1が周期的に更新されて出力される。なお、第２の容量計測回路31の動作は、第１の容量計測回路30の動作と共通であるから、詳細な説明は省略する。
【００３９】
差動増幅回路32は、オペアンプ320及び複数の抵抗からなる従来周知の構成を有し、第１の容量計測回路30の出力電圧(第１容量信号)V1と、第２の容量計測回路31の出力電圧(第２容量信号)V2との差分(V1-V2)を出力する。差動増幅回路32の出力(差信号)は、コンパレータからなる２値化回路34で２値化され、２値化信号(検出信号)が判定回路36のクロック入力端子(Ｃ)に入力される。
【００４０】
加算回路33は、オペアンプ330及び複数の抵抗からなる従来周知の構成を有し、第１容量信号V1に第２容量信号V2を加算した信号(V1+V2)を出力する。加算回路33の出力(和信号)は、コンパレータから成る比較器35でしきい値Vrefと比較され、比較器35の出力が判定回路36の入力端子(Ｄ)に入力される。
【００４１】
Ｄフリップフロップからなる判定回路36は、クロック入力端子に入力される検出信号に同期して、入力端子に入力される信号を出力端子(Ｑ)からそのまま判定信号として出力する。すなわち、判定回路36は、検出信号がローからハイに立ち上がるタイミングで出力信号を更新するので、検出対象物９が正転している場合にハイ、検出対象物９が逆転している場合にローの判定信号を出力する。
【００４２】
上述のように本実施形態は、第１の電極部１の静電容量の計測値(第１容量信号V1)と第２の電極部２の静電容量の計測値(第２容量信号V2)との差分(V1-V2)を求め、前記差分を所定のしきい値と比較することで２値の検出信号を生成している。したがって、検出信号がハイとローに切り換わるタイミング(例えば、検出信号がゼロクロスする位相)が、第１及び第２の電極部１，２と検出対象物９の距離Ｇの変動による影響を受け難い。しかも、特許文献２記載の従来例とは異なり、距離Ｇの変動による影響を低減するために第１及び第２の電極部１，２以外の電極部を設ける必要が無い。その結果、本実施形態では、大型化を抑制しつつ検出精度の低下を抑えることができる。
【００４３】
なお、第１の電極部１と第２の電極部２を同一の形状及び同一の寸法に形成し、且つ検出対象物９の凸部90から同一距離Ｇだけ離して配置することは、現実問題として非常に困難である。つまり、第１及び第２の電極部１，２の静電容量の計測値の差分や和に、上述した製造上又は配置上の誤差が含まれることになる。ただし、第１容量信号V1又は第２容量信号V2にオフセット電圧を加えるなどの方法で前記誤差を低減することは可能である。したがって、２つの電極部１，２の形状又は寸法が同一でないか、あるいは２つの電極部１，２と凸部90との距離が同一でない場合であっても、本発明の実施形態に含まれることは明らかである。
【００４４】
(実施形態２)
本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態２について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。ただし、本実施形態は、実施形態１と基本的な構成が共通しているので、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
【００４５】
本実施形態は、図４に示すように第３の電極部４を備える点に特徴を有している。第３の電極部４は、検出対象物９との間で回転に依存して変化せず且つ第１及び第２の電極部１，２と検出対象物９との距離Ｇに依存して変化する静電容量を持つように構成されている。具体的には、図４(ｂ)に示すように、第１及び第２の電極部１，２が検出対象物９の凸部９０と対向する位置に配置されるのに対し、第３の電極部４は、凸部90以外の部位(凸部90よりも回転軸91に近い部位)と対向する位置に配置される。つまり、第３の電極部４の静電容量は、検出対象物９との距離によってのみ決まり、検出対象物９が回転しても実質的に殆ど変化しない。
【００４６】
ここで、本実施形態では、基板(リジット基板)５の先端部に形成される金属製の導体膜で第１〜第３の電極部１，２，４を構成し、基板５の先端部を除く部分を支持体６に支持させている。つまり、第１〜第３の電極部１，２，４と検出対象物９との距離Ｇは、基板５と検出対象物９との距離に依存しており、第１及び第２の電極部１，２の静電容量と同様に、第３の電極部４の静電容量にも距離Ｇに依存した変化が現れる。故に、信号処理部３において、第３の電極部４の静電容量を計測するとともに、第３の電極部４の静電容量の計測値に基づいて、距離Ｇに依存した計測値の変動を抑制することができる。
【００４７】
例えば、信号処理部３において、第３の電極部４の静電容量の計測値を所定の目標値に近付けるように、第１及び第２の容量計測回路30，31の駆動信号レベル(基準電位Vrの大きさ)を補正すればよい。
【００４８】
あるいは、信号処理部３において、差動増幅回路32や加算回路33の増幅率を、同じ増幅率で増幅される第３の電極部４の静電容量の計測値が目標値に近付くように補正してもよい。この補正は、第１容量信号V1や第２容量信号V2をアナログ／ディジタル変換する場合に好適である。
【００４９】
または、信号処理部３において、２値化回路34のコンパレータで差信号と比較するしきい値、若しくは、比較器35のしきい値Vrefを、第３の電極部４の静電容量の計測値に応じて補正しても構わない。このように補正すれば、前記２つの補正よりも簡単な回路構成あるいは演算で距離Ｇに依存した計測値の変動を抑制することができる。
【００５０】
次に、本実施形態の具体的な構造について、さらに詳しく説明する。
【００５１】
本実施形態における基板５は、図４に示すようにリジット多層基板(例えば、セラミック多層基板)からなり、台形状の露出部50と、長方形状の被支持部51とを有し、被支持部51で支持体６に支持される。なお、セラミック多層基板からなる基板５は、熱膨張係数が非常に小さいために製造時や使用時の高温度環境でも寸法が安定しており、耐薬品性や耐油性にも優れているという利点がある。なお、基板５は、図５に示すように第１層L1から第４層L4までの４層構造となっている。ただし、基板５は４層構造に限定されるものではなく、３層又は５層以上であっても構わない。
【００５２】
第１層L1は、露出部50には何も形成されておらず、被支持部51にスルーホール52や大小２種類のランド53，54などが形成されている。なお、小さい方のランド53に信号処理部３が実装され、大きい方のランド54に端子板７が溶接される。
【００５３】
第２層L2は、露出部50に第１〜第３の電極部１，２，４が形成され、被支持部51にスルーホール52が形成されている。第３の電極部４は、露出部50の先端部分に形成され、導電パターン55によってスルーホール52に接続されている。第１及び第２の電極部１，２は、第３の電極部４の導電パターン55に対して線対称な矩形状に形成され、それぞれ導電パターン55によってスルーホール52に接続されている。
【００５４】
ここで、第１及び第２の電極部１，２は、検出対象物９が回転方向に直交する方向(検出対象物９の径方向)に沿って変位し得る範囲内において凸部90と対向する寸法に形成されることが好ましい。例えば、第１及び第２の電極部１，２の前後方向(図４(ｂ)における左右方向)の中心と、検出対象物９の凸部90の径方向の中心とが検出対象物９の軸方向からみて一致する状態が理想的な配置状態と仮定する。このとき、第１及び第２の電極部１，２の前端が検出対象物９の歯底円直径RA-δの位置にあり、且つ後端が検出対象物９の歯先円直径RB+δの位置にあるように、第１及び第２の電極部１，２の前後方向の寸法を設定することが好ましい(図４(ｂ)参照)。すなわち、検出対象物９と第１及び第２の電極部１，２の配置状態が理想的な配置状態から検知対象物９の径方向に±δ以下の範囲でずれた場合でも、第１及び第２の電極部１，２全体を凸部90と対向させることができる。故に、組み付けの誤差などによる検出誤差を低減することができる。なお、誤差δは、例えば、組み付け時に生じ得る誤差(設計値)よりも小さくない値であればよい。
【００５５】
第３層L3は、露出部50全体を覆うようにシールド電極８が形成され、被支持部51にスルーホール52が形成されている。そして、シールド電極８は、導電パターン55によってスルーホール52に接続されている。
【００５６】
第４層L4は、露出部50には何も形成されておらず、被支持部51にスルーホール52やランド54などが形成されている。
【００５７】
支持体６は、円柱形状の本体60と、本体60の後端に設けられた菱形の取付板61とが合成樹脂材料で一体に形成されてなる。支持体６は、基板５の被支持部51が本体60にインサート成形され、本体60の先端から露出部50を突出させるようにして基板５を支持する。取付板61の両端に円形の挿通孔62がそれぞれ貫通しており、これらの貫通孔62に挿通される取付ねじ(図示せず)によって、支持体６が被取付部材(図示せず)に取り付けられる。
【００５８】
端子板７は、帯状の金属板からなり、長手方向の一端部が基板５のランド54に溶接され、インサート成形によって支持体６に支持される。端子板７の長手方向の他端部が取付板61の後方に突出しており、取付板61の後面に突設された筒形状の端子板保護部62で保護されている。なお、端子板７とランド54との電気的な接続を溶接で行うことにより、はんだ接合や圧接などの接続に比較して、機械的な強度が確保し易く、且つ高温や高圧の環境にも強いので支持体６のインサート成形時に不具合が生じ難いという利点がある。
【００５９】
上述のように本実施形態では、リジット多層基板からなる基板５の露出部50における内層(第２層L2)に第１及び第２の電極部１，２を形成しているので、第１及び第２の電極部１，２の絶縁を第１層L1によって確保することができる。特に、露出部50にスルーホール52を設けないことにより、より絶縁の確保が容易になるという利点がある。また、第１及び第２の電極部１，２を基板５の露出部50に形成しているので、支持体６の外に露出させない場合と比較して、検出対象物９との距離Ｇを小さくすることができる。その結果、第１及び第２の電極部１，２の静電容量を相対的に大きくすることができ、差動増幅回路32における増幅度などを小さくして耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００６０】
さらに本実施形態では、基板５の第３層L3にシールド電極８を形成しているので、第１及び第２の電極部１，２に対して、検出対象物９と反対の側に導体が存在しても、当該導体との間の静電容量を検出してしまうことが防止できる。また、外来の電磁波ノイズなどの影響をシールド電極８で抑制することができる。なお、本実施形態では第３層L3にシールド電極８を形成しているが、第１及び第２の電極部１，２と同じ第２層L2にシールド電極８を形成してもよい。ただし、この場合、第２層L2の表面に第１及び第２の電極部１，２を形成し、第２層L2の裏面にシールド電極８を形成することになる。
【００６１】
ところで、特許文献２記載の従来例では、２つの可変コンデンサと基準コンデンサの静電容量が等しくなる必要があるので、基準コンデンサとなる電極の大きさを、少なくとも可変コンデンサとなる電極の半分程度の大きさに形成しなければならない。これに対して本実施形態では、第３の電極部４の大きさについて、特許文献２記載の従来例のような制約は無く、第１及び第２の電極部１，２に比較して相当に小さく形成することができる。そのため、第３の電極部４を備えていながらも、特許文献２記載の従来例と比較して小型化を図ることができるという利点が有る。
【符号の説明】
【００６２】
１  第１の電極部
２  第２の電極部
３  信号処理部
９  検出対象物(平歯車)
90  凸部
【図１】
2014126455.tif 000003
【図２】
2014126455.tif 000004
【図３】
2014126455.tif 000005
【図４】
2014126455.tif 000006
【図５】
2014126455.tif 000007