(57)【要約】【課題】  円筒ハウジングを２半円筒同軸一体化導電性回動部材の円筒間隙に進入する構成を採用して振動を誤認識して電気信号に変換出力する欠点を解消した無接点型変位検出装置を提供する。【解決手段】  シャフト１に同軸に一体化された導電性回動部材７、円筒ハウジング６の表面に形成されたコイル５を有し、導電性回動部材７を円筒ハウジング６にシャフト１を介して同軸に組み合わせ、シャフト１に関して導電性回動部材７を回動して導電性回動部材７とコイル５との間の対向面積を変化させてコイル５に生起せしめたインダクタンス変化を電気信号として取り出す無接点型変位検出装置において、導電性回動部材７は内側半円筒７ａおよび外側半円筒７ｂより成る２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０より成り、円筒ハウジング６のコイル形成円筒部６０を内側半円筒７ａと外側半円筒７ｂとの間に形成される円筒間隙７１に進入して組み立てた無接点型変位検出装置。【選択図】  図１
2005037295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト、シャフトに同軸に一体化された導電性回動部材、円筒ハウジングの表面に形成されたコイルを有し、導電性回動部材を円筒ハウジングにシャフトを介して同軸に組み合わせ、シャフトに関して導電性回動部材を回動して導電性回動部材とコイルとの間の対向面積を変化させてコイルに生起せしめたインダクタンス変化を電気信号として取り出す無接点型変位検出装置において、
導電性回動部材は内側半円筒および外側半円筒より成る２半円筒同軸一体化導電性回動部材より成り、円筒ハウジングのコイル形成円筒部を内側半円筒と外側半円筒との間に形成される円筒間隙に進入して組み立てたことを特徴とする無接点型変位検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載される無接点型変位検出装置において、
内側半円筒の外面とコイルが被着形成されるコイル形成円筒部の外面との間の距離と、外側半円筒の内面とコイルが被着形成されるコイル形成円筒部の外面との間の距離とを等しく設計製造したことを特徴とする無接点型変位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無接点型変位検出装置に関し、特に、シャフトと一体化される導電性回動部材を回動させることより、この導電性回動部材に対向する円筒ハウジングの表面に形成されるコイルのインダクタンスを変化せしめ、このインダクタンス変化を電気信号に変換して出力する無接点型変位検出装置において、導電性回動部材を２半円筒同軸一体化導電性回動部材に変更して円筒ハウジングを２半円筒同軸一体化導電性回動部材の円筒間隙に進入した無接点型変位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無接点型変位検出装置の従来例を図３を参照して説明する。図３（ａ）は従来例の断面図であり、図３（ｂ）はその一部の分解斜視図である。
１はシャフト、２はEリング、３は軸受け、４は金属材料より成るケースである。５はコイル、６は円筒ハウジングである。コイル５は一方のコイル５ａと他方のコイル５bより成り、円筒ハウジング６の内表面に沿って円筒ハウジング６の中心軸に同軸に被着形成されている。円筒ハウジング６は渦電流効果の生じない材料である合成樹脂により構成される。７はシャフト１に同軸に一体化された半円柱状の導電性回動部材である。８は回路基板であり、その表面には発振器８３、整流回路８２、増幅回路８１、その他の部材より成る電子回路８０が形成されている。コイル５ａ、５ｂは直列接続して発振器８３に接続している。電子回路８０の出力端は入出力端子１０に接続している。
【０００３】
ここで、シャフト１を駆動してこれに一体化されている導電性回動部材７を回動することにより導電性回動部材７とコイル５a、５bとが対向する面積は変化し、これによりコイル５a、５bのインダクタンスが変化する。このインダクタンスの変化は、回路基板８上に構成される電子回路８０により所要の電気信号に変換され、入出力端子１０を介して外部に出力される。これを簡単に説明するに、発振器８３に接続するコイル５ａ、５ｂに高周波を印加すると導電性回動部材７に渦電流が生じ、この状態でシャフト１を回動すると、コイル５ａ，５ｂに対する導電性回動部材７の対向面積が変化する。これにより渦電流値が変化してコイル５ａ，５ｂのインダクタンスが変化するに到る。この変化分を電気信号として取り出し、シャフト１の回動変位を検出することができる。９は無接点型変位検出装置の組み立ての最後に合成樹脂を充填して形成され封止基板である。
【０００４】
図４を参照して他の従来例を説明するに、コイル５は円筒ハウジング６の外表面に円筒ハウジング６の中心軸に同軸に被着形成されている。この円筒ハウジング６も、渦電流効果の生じない材料である合成樹脂により構成されている。導電性回動部材７はシャフト１に同軸に一体化された半円筒状の導電性回動部材である。コイル５a、５bは、円筒ハウジング６の外表面に円筒ハウジング６の中心軸に同軸に被着形成されているので、回路基板８の表面の如き他のところに配置形成した場合と比較して、より大きい開口面積を確保することができ、依って、所要のインダクタンスと抵抗の確保をより容易に実行することができ、設計の自由度を大きいものとする（特許文献１  参照）。
【特許文献１】特開２００２−９０１７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した無接点型変位検出装置には、シャフト１の回動操作が行われてはおらず、或いは導電性回動部材７とコイル５との間の対向面積の変化が生じていない場合においても、無接点型変位検出装置の設置使用状態において振動その他の外的要因により導電性回動部材７とコイル５との間に僅かな間隙の変化が発生すると、この変化に起因してコイル５のインダクタンスに変化が発生し、電子回路８０はこのインダクタンス変化をもシャフト１が回動操作されたものと誤認識し、電気信号に変換して出力する欠点を有する。これを図５を参照して説明するに、図５（イ）において、コイル５ａおよびコイルｂと導電性回動部材７との間の間隙dが△dだけ変化することにより、コイル５ａおよびコイルｂのインダクタンスが△Lだけ変化する。このインダクタンス変化△Lはシャフト１の回動操作に依らない変化であるにも関わらずこれをも電気信号に変換し、誤差信号として出力されることとなる。
【０００６】
この発明は、導電性回動部材７を２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０に変更して円筒ハウジング６を２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の円筒間隙７１に進入する構成を採用することにより、上述の欠点を解消した無接点型変位検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
シャフト１、シャフト１に同軸に一体化された導電性回動部材７、円筒ハウジング６の表面に形成されたコイル５を有し、導電性回動部材７を円筒ハウジング６にシャフト１を介して同軸に組み合わせ、シャフト１に関して導電性回動部材７を回動して導電性回動部材７とコイル５との間の対向面積を変化させてコイル５に生起せしめたインダクタンス変化を電気信号として取り出す無接点型変位検出装置において、導電性回動部材７は内側半円筒７ａおよび外側半円筒７ｂより成る２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０より成り、円筒ハウジング６のコイル形成円筒部６０を内側半円筒７ａと外側半円筒７ｂとの間に形成される円筒間隙７１に進入して組み立てた無接点型変位検出装置を構成した。
【０００８】
そして、先の無接点型変位検出装置において、内側半円筒７ａの外面とコイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ1と、外側半円筒７ｂの内面とコイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ2とを等しく設計製造した無接点型変位検出装置を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
以上の通りであって、この発明によれば、  シャフト１と一体化される導電性回動部材７を回動させることより、この導電性回動部材７に対向する円筒ハウジング６の表面に形成されるコイル５のインダクタンスを変化せしめ、このインダクタンス変化を電気信号に変換して出力する無接点型変位検出装置において、導電性回動部材７を２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０に変更して円筒ハウジング６を２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の円筒間隙７１に進入する構成を採用することにより、無接点型変位検出装置の設置使用状態において振動その他の外的要因により導電性回動部材７とコイル５との間に僅かな間隙７１の変化が発生しても、コイル５のインダクタンスが不親則に変化することのない無接点型変位検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明を実施するための最良の形態を図１の実施例を参照して説明する。図１（ａ）は実施例の導電性回動部材の斜視図、図１（ｂ）は実施例のコイルおよび円筒ハウジングの斜視図、図１（ｃ）は実施例の動作を説明する図である。
この実施例は、従来例におけるシャフト１に同軸に一体化された半円筒状の導電性回動部材７を、２半円筒を円筒間隙７１を形成して同軸一体化した２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０に構成している。即ち、内側半円筒７ａおよび外側半円筒７ｂより成る２半円筒を同軸にして上側の端部において一体化して下方を２層にし、外側半円筒７ｂの内側面と内側半円筒７ａの外側との間に円筒間隙７１を形成している。
【００１１】
円筒ハウジング６は、コイル形成円筒部６０と、このコイル形成円筒部６０の下端に一体形成された閉塞基板６１より成る。円筒ハウジング６のコイル形成円筒部６０に形成されるコイル５は１対の一方のコイル５ａと他方のコイル５bより成り、コイル形成円筒部６０に被着形成されている。閉塞基板６１の中心部には、シャフト１の下端部を軸支する軸受け６１１が形成される。円筒ハウジング６は渦電流効果の生じない材料である合成樹脂により構成される。閉塞基板６１の内表面には、先の従来例と同様に、発振器８３、整流回路８２、増幅回路８１、その他の部材より成る電子回路８０が形成されている。コイル５ａ、５ｂは直列接続して発振器８３に接続している。電子回路８０の出力端は入出力端子１０に接続している。
【００１２】
シャフト１に同軸に一体化された２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０と、コイル形成円筒部６０にコイル５が被着形成され、閉塞基板６１内表面に電子回路が形成された円筒ハウジング６が準備されたところで、無接点型変位検出装置を組み立てる。この組み立ては、２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０に形成された円筒間隙７１に、円筒ハウジング６のコイル形成円筒部６０を進入せしめ、最後にシャフト１の下端部を軸受け６１１に嵌合軸支させることにより簡単に実施することができる。なお、円筒ハウジング６に対する２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の抜け止めは適宜の抜け止め部材を採用して実施することができる。そして、組み立てが終了したところで、円筒ハウジング６は２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の円筒間隙７１に全体が没入し、円筒ハウジング６の表面に形成されるコイル５を形成する１対の一方のコイル５ａと他方のコイル５bは回動により２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の外側半円筒７ｂと内側半円筒７ａの双方にに対向する設計製造がなされている。そして、内側半円筒７ａの外面とコイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ1と、外側半円筒７ｂの内面とコイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ2とは、等しくｄ1＝ｄ2 に設計されている。
【００１３】
次に、実施例の動作について説明する。ここで、図１（ｃ）は、実施例においてインダクタンス変化が消去される概念を端的に説明する都合上、コイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０を省略して図示されている。無接点型変位検出装置に外部から振動或いは圧力の如き応力が印加されると、コイル５が被着形成されるコイル形成円筒部６０および２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の一方或いは双方に変位を発生する。即ち、この応力により、内側半円筒７ａとコイル形成面であるコイル形成円筒部６０の外面との間に△d1の変位を生ぜしめる。そして、外側半円筒７ｂとコイル形成円筒部６０の外面との間に△d2の変位を生ぜしめる。これらの変位により、コイル５と内側半円筒７ａとの間には△Ｌ1のインダクタンス変化が生じ、コイル５と外側半円筒７ｂとの間には△Ｌ2のインダクタンス変化が生ずるに到る。ところで、上述した通り、内側半円筒７ａの外面とコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ1と、外側半円筒７ｂの内面とコイル形成円筒部６０の外面との間の距離ｄ2とはｄ1＝ｄ2 に設計されているので、一方の変位△d1 を正とすれば、他方の変位△d2 は負である。従って、コイル形成円筒部６０の外面のコイル５と、内側半円筒７ａおよび外側半円筒７ｂとの間には、（△Ｌ1−△Ｌ2）のインダクタンス変化が生ずる。そして、内側半円筒７ａと外側半円筒７ｂとは相互に一体化されているので、一方の変位△d1 と他方の変位△d2 の絶対値は等しく、△d1 ＝△d2 ＝△dである。従って、個々のインダクタンス変化△Ｌ1とインダクタンス変化△Ｌ2  はほぼ等しく、応力に起因する全体のインダクタンス変化（△Ｌ1−△Ｌ2）は零になる。結局、外部から応力が印加されたことに起因するコイル５と２半円筒同軸一体化導電性回動部材７０の間に発生するインダクタンス変化は消去されるので、これをシャフト１が回動操作されたものと誤認識して電気信号に変換出力する欠点は根本的に解消される。
【００１４】
図２を参照して実施例および他の従来例の動作特性を説明する。図２（ａ）は導電性回動部材がシャフトに垂直な方向であるｘ軸方向に振動、応力が印加された場合の移動距離（変位）−出力電圧変動率の特性を説明する図である。図２（ｂ）は導電性回動部材がシャフトの延伸方向であるｙ軸方向に振動、応力が印加された場合の移動距離（変位）−出力電圧変動率の特性を説明する図である。鎖線は従来例を示し、実線は実施例を示す。
図２（ａ）の場合は、ｘ軸方向に振動、応力が印加されてシャフト１、これに同軸に一体化された導電性回動部材７、円筒ハウジング６に大きく影響が及ぶ場合であるが、実線で示される実施例の特性曲線は、鎖線で示される従来例の特性曲線と比較して、変位に対する出力電圧変動率の増加の割合は１／６程度の小さな値を示しており、出力の不安定さに対する出力電圧変動の抑制効果は充分であることが認識される。図２（ｂ）はｙ軸方向に振動、応力が印加された場合であるが、この場合はてシャフト１、これに同軸に一体化された導電性回動部材７、円筒ハウジング６に及ぶ振動の影響は小さく、変位に対する出力電圧変動率の増加の割合は実施例および従来例の双方について充分に小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例の分解斜視図。
【図２】実施例および他の従来例の動作特性を説明する図。
【図３】従来例を説明する図。
【図４】他の従来例の分解斜視図。
【図５】他の従来例の動作を説明する図。
【符号の説明】
【００１６】
１  シャフト                      １０  入出力端子
２  Eリング                        ３  軸受け
４  ケース                          ５  コイル
５ａ  一方のコイル                  ５b  他方のコイル
６  円筒ハウジング                ６０  コイル形成円筒部
６１  閉塞基板                    ６１１  軸受け
７  導電性回動部材                ７０  ２半円筒同軸一体化導電性回動部材      ７１  円筒間隙                      ７ａ  内側半円筒
７ｂ  外側半円筒                      ８  回路基板
８０  電子回路                      ８１  増幅回路
８２  整流回路                        ９  封止基板
【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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