(57)【要約】【課題】検出精度の良い渦電流式変位センサを提供する。【解決手段】渦電流式変位センサ１０は、平面上に設けられて導線が矩形状に巻回されたコイル１４を発振させる発振回路１２と、コイル１４によって閉じられた空間全体を覆わないように長辺部１４ａ，１４ｂに沿って変位する金属板１７と、コイル１４の分圧を通じて金属板１７の位置を検出するＣＰＵ１６と、を備える。【選択図】図１
2015125057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に設けられて直線部を有するコイルを発振させる発振回路と、
前記コイルによって閉じられた空間全体を覆わないように前記直線部に沿って変位する検出対象と、
前記コイルの分圧を通じて検出対象の位置を検出する検出部と、を備える渦電流式変位センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の渦電流式変位センサにおいて、
前記コイルは、導線を矩形状に巻回して構成されるものである渦電流式変位センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の渦電流式変位センサにおいて、
前記検出対象は、前記コイルの長辺部に沿って変位する渦電流式変位センサ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の渦電流式変位センサにおいて、
前記検出対象は一対の金属板からなり、それぞれ前記コイルの対向する２つの辺に沿って変位する渦電流式変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流式変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属板に生じる渦電流を利用して金属板の位置を検出する渦電流式変位センサが開示されている。この渦電流式変位センサでは、電気信号が与えられているコイルに金属板を近づけるとコイルのインダクタンスが低下することを利用し、コイルの分圧信号を監視することで金属板の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１０５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コイルのインダクタンスの低下は、コイルから発生する磁束が金属板によって遮られることに起因する。また、電気信号が与えられる導線は、同心円状の磁界を形成する。さらに、磁束密度は、導線からの距離に反比例する。これらのため、平面上において導線を矩形状に巻回したコイルを採用し、このコイルの長辺に沿ってコイル全体を覆うように移動する金属板の位置を検出しようとした場合、金属板の位置と金属板が遮る磁束の量が一定とならないので、金属板の位置を正確に求めることが困難であった。
【０００５】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出精度の良い渦電流式変位センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、渦電流式変位センサは、平面上に設けられて直線部を有するコイルを発振させる発振回路と、前記コイルによって閉じられた空間全体を覆わないように前記直線部に沿って変位する検出対象と、前記コイルの分圧を通じて検出対象の位置を検出する検出部と、を備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、検出対象の変位方向に対して交わる方向に延びるコイルの導線部分周りに生じる磁束を検出対象が遮ることが抑制される。このため、検出対象は、変位している間、検出対象の変位方向に対して交わる方向に延びるコイルの導線部分から発生する磁束の影響を受けにくいので、検出対象の変位量に対して検出部が検出するコイルの分圧が直線状に変化する。これにより、検出対象の位置を正確に検出することができる。
【０００８】
上記構成において、前記コイルは、導線を矩形状に巻回して構成されるものであることが好ましい。
この構成によれば、矩形状をなすコイルを採用して検出対象の位置を正確に検出することができる。
【０００９】
上記構成において、前記検出対象は、前記コイルの長辺部に沿って変位することが好ましい。
この構成によれば、検出対象がコイルの短辺に沿って変位する場合よりも検出範囲が広い。
【００１０】
上記構成において、前記検出対象は一対の金属板からなり、それぞれ前記コイルの対向する２つの辺に沿って変位することが好ましい。
この構成によれば、検出対象が１つの場合よりコイルの分圧の変化が大きくなるので、より検出精度が良くなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の渦電流式変位センサは、検出精度がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】渦電流式変位センサの概略構成を示すブロック図。
【図２】インダクタンス及びリニアリティにおける本例と従来例との差異を示すグラフ。
【図３】金属板の別例を示す平面図。
【図４】金属板の別例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、渦電流式変位センサの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、渦電流式変位センサ１０は、電源１１と、発振回路１２と、抵抗１３と、コイル１４と、増幅・検波回路１５と、ＣＰＵ１６と、金属板１７と、を備えている。
【００１４】
発振回路１２は、電源１１の信号から発振信号を生成する。
抵抗１３は、発振回路１２と増幅・検波回路１５との間に介在されている。
コイル１４の一端は抵抗１３と増幅・検波回路１５との間に接続され、他端は接地されている。従って、抵抗１３とコイル１４との間に分圧信号が生じる。分圧信号は、増幅・検波回路１５に入力される。なお、ここでは、コイル１４は、０．０３５ｍｍの導線を用いて平面状且つ矩形状に巻回されている。コイル１４は、長手方向に２２ｍｍ、短手方向に１２ｍｍの長さを有している。コイル１４は、２つの長辺部１４ａ，１４ｂ及び２つの短辺部１４ｃ，１４ｄを備えている。
【００１５】
金属板１７は、一対の銅板１７ａ，１７ｂからなる。銅板１７ａ，１７ｂは、それぞれ長さ２４ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの矩形状とされている。コイル１４を平面と直交する方向から見たとき、銅板１７ａは長辺部１４ａを、銅板１７ｂは長辺部１４ｂを、それぞれ覆うように、コイル１４の長手方向、すなわち長辺部１４ａ，１４ｂに沿って変位する。
【００１６】
増幅・検波回路１５は、分圧信号を増幅・検波して検波信号を生成する。
ＣＰＵ１６は、検波信号を監視して、コイル１４の長辺部１４ａ，１４ｂが金属板１７にどの程度覆われているかを検出する。なお、金属板１７が検出対象に、ＣＰＵ１６が検出部に、それぞれ相当する。
【００１７】
次に、渦電流式変位センサ１０の作用について説明する。ここでは、コンピュータによる本例の渦電流式変位センサ１０のシミュレーション結果と比較例のシミュレーション結果とを比較しながら説明する。ここでは、金属板がコイルを１ｍｍだけ覆った状態から覆う量が増えるように長手方向に変位して金属板が２１ｍｍ覆うまでシミュレーションしている。なお、ここでは、インダクタンス及びリニアリティをシミュレーションしている。リニアリティとは、理想値に対してシミュレーション値がどの程度異なる値かを示す指標である。
【００１８】
なお、本例と比較例との違いは、金属板である。図１において破線で示すように、比較例は１枚の大きな金属板（銅板）でコイル１４全体を覆う構成を採用する。比較例として採用される銅板のサイズは、長さ２４ｍｍ、幅１４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとする。
【００１９】
図２に示すように、本例のインダクタンスは、従来例のインダクタンスよりも大きい。また、本例のリニアリティは、従来例のリニアリティと比較して０（零）に近接した値をとる。従来例の金属板はコイル１４全体、すなわち長辺部１４ａ，１４ｂに加えて短辺部１４ｃ，１４ｄを覆うのに対し、本例の金属板１７は２つの銅板１７ａ，１７ｂからなり長辺部１４ａ，１４ｂを覆うように変位する構成とされている。従って、本例の金属板１７は短辺部１４ｃ，１４ｄを覆う量が従来例よりも少ない。すなわち、本例の金属板１７は従来例よりも距離に反比例して弱くなる短辺部１４ｃ，１４ｄ周りに発生する磁束を遮りにくい構成とされている。このように、本例の渦電流式変位センサ１０を採用すれば、従来例と比較して金属板１７の変位量に対してインダクタンスの変化割合が一定となるので、分圧信号の変化割合も一定となる。これにより、検波信号から金属板１７の位置を精度よく検出することができる。
【００２０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）平面上に設けられて矩形状に巻回して構成されるコイル１４の長辺部１４ａ，１４ｂを覆うように当該長辺部１４ａ，１４ｂに沿って変位する金属板１７を一対の銅板１７ａ，１７ｂで構成した。銅板１７ａ、１７ｂは、短辺部１４ｃ，１４ｄを覆いにくいように離間して設けた。すなわち、銅板１７ａ、１７ｂは、コイル１４に閉じられた空間全体を覆わないように変位する。これにより、銅板１７ａ，１７ｂは、短辺部１４ｃ，１４ｄ周りに生じる磁束を遮りにくい。その結果、金属板１７の変位量に対して分圧信号の変化割合も一定となるので、金属板１７の位置を精度よく検出することができる。
【００２１】
（２）金属板１７をコイル１４の長辺部１４ａ，１４ｂに沿って変位するように構成した。これにより、短辺部１４ｃ，１４ｄに沿って変位するように構成した場合と比較して、金属板１７の位置を検出できる範囲が広い。
【００２２】
（３）金属板１７を一対の銅板１７ａ、１７ｂにより構成した。これにより、１つの銅板を採用した場合と比較して分圧変化が大きくなるので、より検出精度が良い。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００２３】
・上記実施形態において、金属板１７は一対の銅板１７ａ，１７ｂにより構成されたが、１枚の金属板で構成されていてもよい。
・上記実施形態において、金属板１７は、長辺部１４ａ，１４ｂに沿って変位したが、短辺部１４ｃ，１４ｄに沿って変位する構成であってもよい。
【００２４】
・上記実施形態において、図１に示すように、銅板１７ａ、１７ｂの幅は、長辺部１４ａ，１４ｂの幅よりも長く設定されたが、図３に示すように短くてもよい。
・上記実施形態において、図１に示すように、銅板１７ａ，１７ｂは、長辺部１４ａ，１４ｂの全体を覆うように設けられたが、図４に示すように、長辺部１４ａ，１４ｂの一部を覆うように設けられてもよい。
【００２５】
・上記実施形態において、コイル１４は導線が矩形状に巻回されて構成されたがたとえば平行四辺形など、上記実施形態の長辺部１４ａ，１４ｂに相当する直線部が設けられる形状であってもよい。この場合、金属板は、直線部に沿って変位するように構成する。このように構成した場合でも、金属板の変位量に対して分圧信号の変化割合も一定になるので、金属板の位置を精度よく検出することができる。
【００２６】
・上記実施形態において、コイル１４のサイズ、銅板１７ａ，１７ｂのサイズは、適宜変更可能である。
・上記実施形態において、金属板１７を銅板１７ａ，１７ｂにより構成したが、これは一例である。金属板には、コイル１４の磁束を遮ることにより誘導起電力が発生するものであれば各種の金属を適用することができる。なお、板状である必要もない。
【００２７】
・上記実施形態において、渦電流式変位センサ１０は、金属板の位置に応じた制御を行う各種の装置に適用することができる。例えばシフトレバー装置として使用してもよい。この場合、金属板１７は、シフトレバーに連動して変位する。
【符号の説明】
【００２８】
１０…渦電流式変位センサ、１１…電源、１２…発振回路、１３…抵抗、１４…コイル、１５…増幅・検波回路、１６…ＣＰＵ、１７…金属板。
【図１】
2015125057.tif 000003
【図２】
2015125057.tif 000004
【図３】
2015125057.tif 000005
【図４】
2015125057.tif 000006