(57)【要約】【課題】受信巻線で受信する信号強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易な誘導型変位検出装置を提供する。【解決手段】誘導型変位検出装置はロータリ型であり、そのロータ３に磁束結合巻線３３ａと磁束結合巻線３３ｂとが交互に配置されている。巻線３３ａは線状導体を交差させた構成であり、巻線３３ｂは線状導体を交差させない構成である。隣り合う磁束結合巻線３３ａ，３３ｂにおいて、それらの送信導体３７は側部４３を共用している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するように配置された一方及び他方の巻線保持部材と、
一端から延びて折返し部に至りここから折り返して他端に至るように前記一方の巻線保持部材に配置して構成された送信巻線と、
前記送信巻線に沿って複数の受信ループを前記一方の巻線保持部材に配置して構成された受信巻線と、
前記送信巻線に磁束結合可能な受信導体及び前記受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成されると共に前記送信巻線及び前記受信巻線に対して相対移動可能な磁束結合巻線と、
を備え、
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線と前記線状導体を交差させない構成の前記磁束結合巻線とが交互に前記他方の巻線保持部材に配置されており、
隣り合う前記送信導体は、前記相対移動方向と交差する方向に延びる側部を共用している、
ことを特徴とする誘導型変位検出装置。
【請求項２】
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線は、前記受信導体の全体及び前記送信導体の全体が同一平面に位置しており、前記受信導体と前記送信導体の接続箇所で前記線状導体が立体交差している、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項３】
前記一方の巻線保持部材はステータであり、
前記他方の巻線保持部材はロータであり、
前記送信巻線は、前記一端からリングを描くように延びて前記折返し部に至りここから折り返して再びリングを描くように延びて前記他端に至るように構成され、
前記磁束結合巻線の交互の配置はリング状配置である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項４】
前記送信巻線の二つの前記リングが共に前記受信巻線より内側に配置されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項５】
前記受信巻線は略sinカーブ形状を有する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項６】
前記受信巻線は円弧状を有する、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項７】
前記受信巻線は円周状を有する、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置が搭載されたマイクロメータ。
【請求項９】
前記一方の巻線保持部材はセンサヘッドであり、
前記他方の巻線保持部材は、前記センサヘッドに対してリニア方向に相対移動可能なスケールであり、
前記送信巻線は、前記一端からリニア状に延びて前記折返し部に至りここから折り返して再びリニア状に延びて前記他端に至るように構成され、
前記磁束結合巻線の交互の配置はリニア状配置である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１０】
互いに対向するように配置されたステータ及びロータと、
一端から一個のリングを描くように延びて他端に至るように前記ステータに配置して構成された送信巻線と、
前記送信巻線に沿って複数の受信ループを前記ステータに配置して構成された受信巻線と、
前記送信巻線に磁束結合可能な受信導体及び前記受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成された磁束結合巻線と、
を備え、
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線と前記線状導体を交差させない構成の前記磁束結合巻線とが交互に前記ロータにリング状配置されており、
隣り合う前記送信導体は、前記ロータの半径方向に沿った側部を共用している、
ことを特徴とする誘導型変位検出装置。
【請求項１１】
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線は、前記受信導体の全体及び前記送信導体の全体が同一平面に位置しており、前記受信導体と前記送信導体の接続箇所で前記線状導体が立体交差している、
ことを特徴とする請求項１０に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１２】
前記送信巻線の前記リングが前記受信巻線より内側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１３】
前記受信巻線は略sinカーブ形状を有する、
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１４】
前記受信巻線は円弧状を有する、
ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１５】
前記受信巻線は円周状を有する、
ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の誘導型変位検出装置が搭載されたマイクロメータ。
【請求項１７】
センサヘッドと、
前記センサヘッドと対向するように配置されると共に前記センサヘッドに対してリニア方向に相対移動可能なスケールと、
一端から一本の直線状に延びて他端に至るように前記センサヘッドに配置して構成された送信ラインと、
前記送信ラインに沿って複数の受信ループを前記センサヘッドに配置して構成された受信巻線と、
前記送信ラインに磁束結合可能な受信導体及び前記受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成される磁束結合巻線と、
を備え、
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線と前記線状導体を交差させない構成の前記磁束結合巻線とが交互に前記スケールにリニア状配置されており、
隣り合う前記送信導体は、前記相対移動方向と交差する方向に延びる側部を共用している、
ことを特徴とする誘導型変位検出装置。
【請求項１８】
前記線状導体を交差させた構成の前記磁束結合巻線は、前記受信導体の全体及び前記送信導体の全体が同一平面に位置しており、前記受信導体と前記送信導体の接続箇所で前記線状導体が立体交差している、
ことを特徴とする請求項１７に記載の誘導型変位検出装置。
【請求項１９】
前記受信巻線は略sinカーブ形状を有する、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の誘導型変位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノギスやマイクロメータに代表される小型の測定工具、ロータリエンコーダ、リニアエンコーダおよびセンサ機器等に応用される、電磁結合（磁束結合）を利用して変位検出を行う誘導型変位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から直線変位や角度変位などの精密な測定に誘導型変位検出装置が利用されている。この検出装置にはリニア型とロータリ型がある。リニア型の誘導型変位検出装置は、磁束結合巻線を所定ピッチで配列したスケールと、このスケールに対して相対移動可能に対向配置されると共に磁束結合巻線と磁束結合する送信巻線及び受信巻線が配置されたセンサヘッドと、により構成される（例えば特許文献１）。一方、ロータリ型の誘導型変位検出装置は、送信巻線及び受信巻線がステータに配置され、磁束結合巻線と同様の機能を果たす導電プレートがロータに配置されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０-３１８７８１号公報（図１）
【特許文献２】特開平８-３１３２９５号公報（図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
誘導型変位検出装置は精密な測定に利用されるが、受信巻線で受信する信号強度が小さかったり、また磁束結合してほしくない箇所で磁束結合したり（クロストーク）すると、変位検出の精度が低下する。
【０００４】
本発明は、受信巻線で受信する信号強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易な誘導型変位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る誘導型変位検出装置の一例は、互いに対向するように配置された一方及び他方の巻線保持部材と、一端から延びて折返し部に至りここから折り返して他端に至るように一方の巻線保持部材に配置して構成された送信巻線と、送信巻線に沿って複数の受信ループを一方の巻線保持部材に配置して構成された受信巻線と、送信巻線に磁束結合可能な受信導体及び受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成されると共に送信巻線及び受信巻線に対して相対移動可能な磁束結合巻線と、を備え、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線と線状導体を交差させない構成の磁束結合巻線とが交互に他方の巻線保持部材に配置されており、隣り合う送信導体は、相対移動方向と交差する方向に延びる側部を共用している、ことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る誘導型変位検出装置の一例によれば、隣り合う送信導体が、相対移動方向と交差する方向に延びる側部を共用することにより、隣り合う送信導体の間にスペースが設けられないようにしている。このため、（ｉ）送信導体の面積を広げることができるので、受信巻線での受信強度を大きくできる。（ｉｉ）送信巻線の折返し部及び端子が原因で発生するクロストークを常に受けるようにできるので、クロストークの補正が容易である。
【０００７】
本発明に係る誘導型変位検出装置の一例において、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線は、受信導体の全体及び送信導体の全体が同一平面に位置しており、受信導体と送信導体の接続箇所で線状導体が立体交差している、ようにすることができる。
【０００８】
これによれば、受信導体（送信導体）の全体が同一平面に位置するので、受信導体（送信導体）のバランスをとることができる。よって、測定精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明に係る誘導型変位検出装置の一例において、一方の巻線保持部材はステータであり、他方の巻線保持部材はロータであり、送信巻線は、一端からリングを描くように延びて折返し部に至りここから折り返して再びリングを描くように延びて他端に至るように構成され、磁束結合巻線の交互の配置はリング状配置である、ようにする態様がある。これは、本発明を例えば、マイクロメータのようなロータリ型に適用したものである。この態様において、（ａ）送信巻線の二つのリングが共に受信巻線より内側に配置されるようにしてもよいし、（ｂ）受信巻線が略sinカーブ形状を有するようにしてもよいし、（ｃ）受信巻線が円弧状を有していてもよいし、（ｄ）受信巻線が円周状を有していてもよい。
【００１０】
本発明に係る誘導型変位検出装置の一例において、一方の巻線保持部材はセンサヘッドであり、他方の巻線保持部材は、センサヘッドに対してリニア方向に相対移動可能なスケールであり、送信巻線は、一端からリニア状に延びて折返し部に至りここから折り返して再びリニア状に延びて他端に至るように構成され、磁束結合巻線の交互の配置はリニア状配置である、ようにすることができる。これは、本発明をリニア型に適用したものである。
【００１１】
本発明に係る誘導型変位検出装置の他の例は、互いに対向するように配置されたステータ及びロータと、一端から一個のリングを描くように延びて他端に至るようにステータに配置して構成された送信巻線と、送信巻線に沿って複数の受信ループをステータに配置して構成された受信巻線と、送信巻線に磁束結合可能な受信導体及び受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成された磁束結合巻線と、を備え、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線と線状導体を交差させない構成の磁束結合巻線とが交互にロータにリング状配置されており、隣り合う送信導体は、ロータの半径方向に沿った側部を共用している、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の例によれば、上記一例と同様の理由で受信巻線での受信強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易となる。但し、ここでのクロストークの原因は折返し部でなく、送信巻線（送信ライン）の両端である。
【００１３】
本発明の他の例は、上記一例と同様に以下の態様が可能である。（ａ）線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線は、受信導体の全体及び送信導体の全体が同一平面に位置しており、受信導体と送信導体の接続箇所で線状導体が立体交差している。（ｂ）送信巻線の二つのリングが共に受信巻線より内側に配置されている。（ｃ）受信巻線は略sinカーブ形状を有する。（ｄ）受信巻線は円弧状を有する。（ｅ）受信巻線は円周状を有する。（ｆ）本発明に係る誘導型変位検出装置の他の例が搭載されたマイクロメータ。
【００１４】
本発明に係る誘導型変位検出装置のさらに他の例は、センサヘッドと、センサヘッドと対向するように配置されると共にセンサヘッドに対してリニア方向に相対移動可能なスケールと、一端から一本の直線状に延びて他端に至るようにセンサヘッドに配置して構成された送信ラインと、送信ラインに沿って複数の受信ループをセンサヘッドに配置して構成された受信巻線と、送信ラインに磁束結合可能な受信導体及び受信巻線に磁束結合可能な送信導体を含む閉じた線状導体で構成される磁束結合巻線と、を備え、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線と線状導体を交差させない構成の磁束結合巻線とが交互にスケールにリニア状配置されており、隣り合う送信導体は、相対移動方向と交差する方向に延びる側部を共用している、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明のさらに他の例によれば、上記一例と同様の理由で受信巻線での受信強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易となる。但し、ここでのクロストークの原因は折返し部でなく、送信巻線（送信ライン）の両端である。
【００１６】
本発明のさらに他の例は、上記一例と同様に以下の態様が可能である。（ａ）線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線は、受信導体の全体及び送信導体の全体が同一平面に位置しており、受信導体と送信導体の接続箇所で線状導体が立体交差している。（ｂ）受信巻線は略sinカーブ形状を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る誘導型変位検出装置によれば、隣り合う送信導体が側部を共用している。したがって、受信巻線で受信する信号強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易な誘導型変位検出装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
［第１実施形態］  
第１実施形態に係る誘導型変位検出装置は、ロータリ型エンコーダである。このエンコーダのロータに配置された磁束結合巻線を構成する送信導体において、隣り合う送信導体の側部を共用した点が第１実施形態の主な特徴である。以下、第１実施形態の詳細を説明する。
【００２０】
図１は、第１実施形態に係る誘導型変位検出装置の構成要素であるステータ１の平面図であり、図２はロータ３の平面図である。ステータ１（一方の巻線保持部材の一例）とロータ３（他方の巻線保持部材の一例）とが互いに対向するように配置されている。ロータ３は円周方向Ａに回転自在に支持されている。ステータ１やロータ３はプリント回路基板により構成される。
【００２１】
まず、図１のステータ１から説明する。ステータ１は、中央に貫通穴５が形成された樹脂などからなる絶縁基板７を備える。絶縁基板７の上に、送信巻線９が貫通穴５を囲むように配置されている。詳しくは、送信巻線９は、端子Ｔ１となる一端からリング（円）を描くように延びて折返し部１１に至りここから折り返して再びリング（円）を描くように延びて端子Ｔ２となる他端に至るように構成されている。
【００２２】
送信巻線９と貫通穴５との間の絶縁基板７には、送信巻線９の内周に沿って円弧状の三つの受信巻線１３、１５、１７が配置されている。これらの受信巻線１３、１５、１７は、複数の受信ループから構成され、これら受信ループは空間位相をずらして配置されている。三つの受信巻線１３、１５、１７は、それぞれ同じ構造を有しており、巻線１３を例として受信巻線の構造を説明する。図３は受信巻線１３の平面図である。受信巻線１３は、上層配線１９と、これに立体交差する下層配線２１とのセットＵが複数あり、これらのセットＵが円弧状に配置されている。上層配線１９と下層配線２１との間に図示しない絶縁層が配置されている。この絶縁層に設けられたビアホール２３を介して、上層配線１９の端部と下層配線２１の端部とが接続されている。したがって、受信巻線１３は、略ひし形の複数の受信ループ２５を送信巻線９（図１）に沿って配置した構成を有する。図４は一つの受信ループ２５の平面図である。
【００２３】
なお、上層配線１９と下層配線２１が絶縁基板７（図１）の一方の面に形成されている場合で説明している。しかしながら、絶縁基板７の一方の面に上層配線１９を配置し、他方の面に下層配線２１を配置し、絶縁基板７に設けられたスルーホールを介して、上層配線１９の端部と下層配線２１の端部を接続した構成でもよい。
【００２４】
図１の説明に戻る。受信巻線１３、１５、１７は、λ／６だけ位相をずらして配置されている。λとは、図３に示すように、二つ分の受信ループ２５の円周方向Ａ（図２）に沿う寸法のことである。
【００２５】
受信巻線１３，１５，１７は、送信巻線９の折返し部１１から、所定距離（例えば受信ループ２５の略１．５個分）だけ離されている。この理由を説明する。
送信巻線９のうち、折返し部１１以外の箇所の形状はリング状であり、折返し部１１の形状はリングの半径方向に延びた直線状である。このように、送信巻線９は折返し部１１の箇所で延びる方向が急激に変化し、不規則な形状となっている。このため、送信巻線９により形成される磁場は、折返し部１１や端子Ｔ１，Ｔ２付近で分布や強度が変化し、歪みが生じる。したがって、受信巻線１３，１５，１７が折返し部１１と磁束結合（つまりクロストーク）すると、受信巻線１３，１５，１７が上記歪んだ磁場の影響を受けるため、変位検出の精度が低下する。この理由から、巻線１３，１５，１７を折返し部１１から所定距離だけ離しているのである。
【００２６】
受信巻線１３の端子Ｔ３，Ｔ４、受信巻線１５の端子Ｔ５，Ｔ６、受信巻線１７の端子Ｔ７，Ｔ８及び送信巻線９の端子Ｔ１，Ｔ２は、図示しない配線を介して、変位を測定するための演算や制御などをするＩＣ回路２７と接続されている。ＩＣ回路２７はステータ１に配置されていてもよいし、これとは別の部品に取り付けられていてもよい。  
【００２７】
なお、第１実施形態は、互いに位相をずらして配置された三つの受信巻線１３，１５，１７、すなわち３相の受信巻線の場合である。しかしながら、本発明は、受信巻線が一つの場合（１相の受信巻線）、互いに位相をずらして配置された二つの受信巻線の場合（２相の受信巻線）、互いに位相をずらして配置された四つ以上の受信巻線の場合（４相以上の受信巻線）でもよい。
【００２８】
次に、図２でロータ３の構成を説明する。ロータ３は中央に貫通穴２９が形成されている樹脂などからなる円盤状の絶縁基板３１を有する。絶縁基板３１の上に貫通穴２９を囲むように複数の磁束結合巻線３３がリング状に配置されている。図示しない回転軸が図１のステータ１の貫通穴５に通されており、この回転軸がロータ３の貫通穴２９の箇所に固定されている。これにより、ロータ３が円周方向Ａに回転自在に支持される。この状態において、磁束結合巻線３３は、図１の送信巻線９及び受信巻線１３，１５，１７と対向している。  
【００２９】
巻線３３には、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線３３ａと線状導体を交差させない構成の磁束結合巻線３３ｂとがある。磁束結合巻線３３ａと磁束結合巻線３３ｂとが交互に配置されている。ロータ３は円周方向Ａに沿って回転可能なため、磁束結合巻線３３は、送信巻線９及び受信巻線１３，１５，１７に対して相対移動可能となっている。
【００３０】
図５は磁束結合巻線３３ａの平面図であり、図６は磁束結合巻線３３ｂの平面図である。磁束結合巻線３３は、送信巻線９に磁束結合可能な受信導体３５及び受信ループ２５（つまり受信巻線１３，１５，１７）に磁束結合可能な送信導体３７を含む閉じた線状導体で構成される。磁束結合巻線３３ａは線状導体を交差させた構成であるが、これを具体的に説明すると、磁束結合巻線３３ａは受信導体３５と送信導体３７の接続箇所３９において、線状導体４１が立体的に交差している。
【００３１】
上記立体交差した構造は以下のようにして実現できる。絶縁基板３１（図２）の上に下層の線状導体４１ａを形成する。線状導体４１ａを覆う絶縁層を形成する。この絶縁層に線状導体４１ａの両端を露出するビアホールを形成する。この絶縁層の上に上層の線状導体４１ｂを形成し、ビアホールを介して線状導体４１ａを線状導体４１ｂに接続する。上層の線状導体４１ｂが受信導体３５及び送信導体３７を構成している。なお、絶縁基板３１の一方の面に線状導体４１ｂを配置し、他方の面に線状導体４１ａを配置し、絶縁基板３１に設けられたスルーホールに埋め込まれたプラグにより、線状導体４１ｂと線状導体４１ａとを接続した構成でもよい。
【００３２】
以上の説明から分かるように、図５に示す磁束結合巻線３３ａは、受信導体３５の全体及び送信導体３７の全体が同一平面に位置しており、受信導体３５と送信導体３７の接続箇所３９で線状導体４１が立体交差している。立体交差させる構成として、受信導体３５の右半分と送信導体３７の左半分を下層に配置し、受信導体３５の左半分と送信導体３７の右半分を上層に配置した構成でもよい。しかしながら、この構成よりも図５に示す構成のほうが、受信導体３５（送信導体３７）の全体が同一平面に位置するので、受信導体３５（送信導体３７）のバランスをとることができ、測定精度を向上させることができる。
【００３３】
図７は隣り合う磁束結合巻線３３ａ，３３ｂの平面図である。巻線３３ａの送信導体３７と巻線３３ｂの送信導体３７とは、ロータ３（図２）の半径方向に沿った辺である側部４３を共用している。つまり、隣り合う送信導体３７は、円周方向Ａ（相対移動方向の一例）と交差する方向に延びる側部４３を共用している。なお、磁束結合巻線３３、送信巻線９及び受信巻線１３，１５，１７は、アルミニウム、銅、金などの電気抵抗が低い材料で構成される。
【００３４】
図８は第１実施形態に係る誘導型変位検出装置を搭載したマイクロメータ５１の正面図である。フレーム５３にステータ１が固定され、シンブル５５にロータ３が固定されている。
【００３５】
例えば、製造現場で使用中に工作機械のクーラントやオイルがスピンドル６１周辺から内部に侵入した場合、従来の静電容量式ロータリーエンコーダを使用したデジタル式のマイクロメータでは誤動作を起していたが、本発明による誘導型変位検出装置を使用したデジタル式のマイクロメータであれば検出原理が電磁誘導であるため、誤動作することなく変位を検出することができる。従って、従来よりも耐環境性に優れたデジタル式のマイクロメータを提供することが可能である。
【００３６】
第１実施形態の主な効果として次の二つがある。まず、一つ目の効果を比較例と比較しながら説明する。図９は比較例に係るロータ７１の平面図である。図２に示す第１実施形態に係るロータ３との差は、磁束結合巻線３３のうち、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線３３ａが配置されていない点である。これにより、磁束結合巻線３３ｂどうしの間には、磁束結合巻線３３一個分のスペースが設けられる（受信ループ２５一個分のスペースと言うこともできる。）。このスペースを設けた理由について図１０を用いて説明する。図１０は、上記スペースが設けられていない場合における隣り合う磁束結合巻線３３ｂと受信ループ２５の平面図である。ある時刻における送信導体３７に流れる電流の向きを矢印ｉ１で示している。この時、送信導体３７−１と磁束結合する受信ループ２５−１、送信導体３７−２と磁束結合する受信ループ２５−２に流れる電流の向きは、矢印ｉ２のようになる。したがって、受信ループ２５−１を流れる電流と受信ループ２５−２を流れる電流とは打ち消しあうので、受信巻線に受信信号を流すことができない。
【００３７】
そこで、比較例では、隣り合う磁束結合巻線３３ｂの間に上記スペースを設けている。つまり、図１０の隣り合う磁束結合巻線３３ｂのうち一方しか設けていない。これにより、隣り合う受信ループ２５のうち片方しか送信導体３７と磁束結合できないようにしている。しかし、図９に示すように絶縁基板３１に配置できる磁束結合巻線３３の数が少なくなるので、受信巻線で受信する信号の強度を大きくできない。
【００３８】
これに対して、第１実施形態では、図２に示すように、磁束結合巻線３３が隙間なく配置されているが、上記打ち消し合いが生じない。この理由を図１１で説明する。図１１は第１実施形態に係るロータの隣り合う磁束結合巻線３３ａ，３３ｂの平面図である。ある時刻における磁束結合巻線３３ａ，３３ｂに流れる電流の向きを矢印ｉ１で示している。
【００３９】
第１実施形態では、線状導体を交差させた構成の磁束結合巻線３３ａと線状導体を交差させない構成の磁束結合巻線３３ｂとを、交互に配置している。このため、隣り合う送信導体３７−１，３７−２を流れる電流は逆向きになる。したがって、受信ループ２５−１を流れる電流と受信ループ２５−２を流れる電流とが打ち消しあうことはない（つまり、隣り合う磁束結合巻線において、一方の磁束結合巻線の線状導体を交差させることにより、一方の磁束結合巻線の送信導体を流れる電流を反転させている。）。
【００４０】
そして、第１実施形態では、隣り合う送信導体３７が、側部４３を共用することにより、隣り合う送信導体３７の間にスペースが設けられないようにしている。言い換えれば、隣り合う送信導体３７が線状導体の一部を共用することにより、隣り合う送信導体３７の間にスペースが設けられないようにしている。よって、送信導体４３の面積を広げることができるので、受信巻線１３，１５，１７で受信される信号強度を大きくできる。本発明者の実験結果によれば、図９に示す比較例のロータ７１に対して、図２に示す第１実施形態のロータ３によれば、受信信号の強度が約２．５倍になった。
【００４１】
第１実施形態の二つ目の効果を説明する。図１２は、図９に示す比較例のロータ７１と、送信巻線９及び受信巻線１３との位置関係を示す平面図である。送信巻線９の折返し部１１や端子Ｔ１，Ｔ２付近で発生した歪んだ磁場の影響が、矢印Ｂで示すように、磁束結合巻線３３を介して受信巻線１３に伝わるクロストークが発生する。図１２に示すような受信巻線１３と折返し部１１との間に磁束結合巻線３３が位置する関係は、磁束結合巻線３３がλ移動するたびに発生する。この移動に要する時間を１信号周期とするとクロストークが１信号周期で発生することになる。
【００４２】
図１２に対応する第１実施形態の図が図１３である。つまり、図１３は、図２に示す第１実施形態のロータ３と、送信巻線９及び受信巻線１３との位置関係を示す平面図である。第１実施形態では、隣り合う送信導体３７の間にスペースが設けられないようにしている。このため上記クロストークが常に発生する。クロストークは周期的に発生するよりも常に発生する方が、クロストークの補正は容易である。したがって、第１実施形態によれば、クロストークの補正を容易にすることができる。
【００４３】
第１実施形態には次の第１〜第３変形例がある。これらの変形例によっても、第１実施形態と同様の理由で受信巻線１３，１５，１７の受信強度を大きくできると共にクロストークの補正が容易となる。
【００４４】
図１４は第１変形例のステータ１の平面図である。第１変形例が図１のステータ１と相違するのは、送信巻線９が一個のリングから構成される点である。つまり、送信巻線９は、端子Ｔ１（一端）から一個のリングを描くように延びて端子Ｔ２（他端）に至るようにステータ１に配置して構成される。なお、第１変形例でのクロストークの原因は、送信巻線９の端子Ｔ１，Ｔ２（両端）である。
【００４５】
図１５は、第２変形例のステータ１の平面図である。この変形例が図１のステータ１と異なるのは、送信巻線９の二つのリングが共に受信巻線１３，１５，１７より内側に配置されていることである。第２変形例によれば、送信巻線９をより短くできるので、送信巻線９のインピーダンスを下げることができる。これにより、送信巻線９に大きな電流を流すことができるため、送信磁場の磁束密度が上がり、受信巻線１３，１５，１７で受信する信号強度を大きくできる。
【００４６】
第３変形例のステータ１の平面図は図１６である。第３変形例が図１のステータ１と相違するのは、受信巻線１３，１５，１７が略sinカーブ形状を有する点である。この例によれば、受信信号における高調波歪みをより軽減できる。
【００４７】
なお、上述したように、受信巻線１３，１５，１７は、送信巻線９の折返し部１１や端子Ｔ１，Ｔ２から所定距離だけ離されており、よって、これらの巻線は円弧状になっている。しかしながら、図１７〜図２０に示すように、受信巻線１３，１５，１７が円周状でもよい。
【００４８】
図１７は図１に示す受信巻線１３，１５，１７を円周状にしたステータの平面図であり、図１８は図１４に示す受信巻線１３，１５，１７を円周状にしたステータの平面図であり、図１９は図１５に示す受信巻線１３，１５，１７を円周状にしたステータの平面図であり、図２０は図１６に示す受信巻線１３，１５，１７を円周状にしたステータの平面図である。
【００４９】
受信巻線が円周状を有していても、第１実施形態の上記二つの効果を得ることができ、加えて、円弧状の受信巻線よりも受信信号のダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００５０】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る誘導型変位検出装置は、リニア型エンコーダである。第２実施形態に係る誘導型変位検出装置を搭載したものとして、例えばノギスがある。第２実施形態については第１実施形態との相違を中心に説明する。なお、第２実施形態を説明する図において、第１実施形態で説明した符号の示すものと同一のものについては、同一符号を付すことにより説明を省略する。図２１は、第２実施形態に係る誘導型変位検出装置のセンサヘッド８１の平面図であり、図２２はスケール８３の平面図である。
【００５１】
第２実施形態に係る誘導型変位検出装置は、スケール８３（他方の巻線保持部材の一例）とこれに対向して配置されたセンサヘッド８１（一方の巻線保持部材の一例）とから構成される。スケール８３は、その長手方向の一部が表れている。センサヘッド８１は、スケール８３に対して所定ギャップをもって測定軸ｘに沿って移動可能に配置される。なお、センサヘッドが固定でスケールが移動する構成でもよい。すなわち、センサヘッドとスケールとは、互いにリニア方向に相対移動可能に配置されていればよい。
【００５２】
図２１に示すセンサヘッドに備えられる送信巻線９、受信巻線１３，１５，１７は、図１に示す送信巻線９、受信巻線１３，１５，１７をリニア状にしたものである。詳しくは、センサヘッド８１はガラスやシリコン等の絶縁基板８５を有している。絶縁基板８５のスケール８３と対向する面側には、矩形状の送信巻線９が配置されている。すなわち、送信巻線９は、一端からリニア状（直線状）に延びて折返し部１１に至りここから折り返して再びリニア状（直線状）に延びて他端に至るように構成される。絶縁基板８１のスケール８３と対向する面側であって、送信巻線９の隣に受信巻線１３，１５，１７が配置されている。
【００５３】
スケール８３は、ガラスやシリコン等の絶縁基板８７を備え、この基板８７のセンサヘッド８１に対向する面側には、スケール３の長手方向に沿って磁束結合巻線３３ａと磁束結合巻線３３ｂとが交互にリニア状に配置されている。以上説明した第２実施形態も第１実施形態と同様の効果を有する。
【００５４】
第２実施形態の変形例を説明する。この図２３は、この変形例に係るセンサヘッド８１の平面図である。この変形例では、送信ライン８９がセンサヘッド８１に配置されており、具体的には、端子Ｔ１から一本の直線状に延びて端子Ｔ２に至るようにされている。送信ライン８９は送信巻線と同様の機能を果たす。この変形例も第２実施形態と同様の効果が生じる。但し、この変形例でのクロストークの原因は、送信ライン８９の端子Ｔ１，Ｔ２（両端）である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係る誘導型変位検出装置のステータの平面図である。
【図２】第１実施形態に係る誘導型変位検出装置のロータの平面図である。
【図３】図１のステータに配置された受信巻線の平面図である。
【図４】受信巻線を構成する受信ループの平面図である。
【図５】図２のロータに配置された、線状導体が交差した構成の磁束結合巻線の平面図である。
【図６】図２のロータに配置された、線状導体が交差していない構成の磁束結合巻線の平面図である。
【図７】隣り合う磁束結合巻線の平面図である。
【図８】第１実施形態に係る誘導型変位検出装置が組み込まれているマイクロメータの正面図である。
【図９】比較例に係るロータの平面図である。
【図１０】受信ループ一個分のスペースが設けられていない場合における隣り合う磁束結合巻線と受信ループの平面図である。
【図１１】第１実施形態に係るロータに配置される隣り合う磁束結合巻線の平面図である。
【図１２】図９に示す比較例のロータと、送信巻線及び受信巻線との位置関係を示す平面図である。
【図１３】図２に示す第１実施形態のロータと、送信巻線及び受信巻線との位置関係を示す平面図である。
【図１４】第１実施形態の第１変形例に係るステータの平面図である。
【図１５】第１実施形態の第２変形例に係るステータの平面図である。
【図１６】第１実施形態の第３変形例に係るステータの平面図である。
【図１７】図１に示す受信巻線を円周状にしたステータの平面図である。
【図１８】図１４に示す受信巻線を円周状にしたステータの平面図である。
【図１９】図１５に示す受信巻線を円周状にしたステータの平面図である。
【図２０】図１６に示す受信巻線を円周状にしたステータの平面図である。
【図２１】第２実施形態に係る誘導型変位検出装置のセンサヘッドの平面図である。
【図２２】第２実施形態に係る誘導型変位検出装置のスケールの平面図である。
【図２３】第２実施形態の変形例に係るセンサヘッドの平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・ステータ、３・・・ロータ、５・・・貫通穴、７・・・絶縁基板、９・・・送信巻線、１１・・・折返し部、１３，１５，１７・・・受信巻線、１９・・・上層配線、２１・・・下層配線、２３・・・ビアホール、２５・・・受信ループ、２７・・・ＩＣ回路、２９・・・貫通穴、３１・・・絶縁基板、３３，３３ａ，３３ｂ・・・磁束結合巻線、３５・・・受信導体、３７・・・送信導体、３９・・・接属箇所、４１，４１ａ，４１ｂ・・・線状導体、４３・・・側部、５１・・・マイクロメータ、５３・・・フレーム、５５・・・シンブル、５９・・・送信用励振信号発生回路、６１・・・スピンドル、６５・・・受信信号処理回路、６７・・・演算制御回路、７１・・・ロータ、８１・・・センサヘッド、８３・・・スケール、８５，８７・・・絶縁基板、８９・・・送信ライン、Ｔ１〜Ｔ８・・・端子、Ｕ・・・上層配線と下層配線のセット、Ａ・・・円周方向、ｘ・・・測定軸、ｉ１・・・送信導体に流れる電流の向き、ｉ２・・・受信ループに流れる電流の向き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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