(57)【要約】【課題】  変位に対する出力の変化率が途中で変わるようにした非接触型変位センサを提供する。【解決手段】  回転シャフト３１と、その回転シャフト３１と同軸心とされて固定配置された円筒ハウジング３３と、その円筒ハウジング３３の表面に周方向各半部に位置して形成された一対のコイル３４ａ，３４ｂと、回転シャフト３１と一体化され、円筒ハウジング３３と所定の間隙を介して対向された導電性ロータ３２とを備え、導電性ロータ３２の回転による一対のコイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すようにした非接触型変位センサにおいて、導電性ロータ３２は一対のコイル３４ａ，３４ｂが位置する円筒面と対向する面積が周方向において変化する周面形状を有しているものとする。【選択図】  図１
2007064719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトと、その回転シャフトと同軸心とされて固定配置された円筒ハウジングと、その円筒ハウジングの表面に周方向各半部に位置して形成された一対のコイルと、上記回転シャフトと一体化され、上記円筒ハウジングと所定の間隙を介して対向された導電性ロータとを備え、上記導電性ロータの回転による上記一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すようにした非接触型変位センサにおいて、
上記導電性ロータは上記一対のコイルが位置する円筒面と対向する面積が周方向において変化する周面形状を有していることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項２】
請求項１記載の非接触型変位センサにおいて、
上記導電性ロータは半円筒形の周面を有し、その周面は上記軸心方向の長さが周方向の途中で変わっていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項３】
回転シャフトと、その回転シャフトと同軸心とされて固定配置された円筒ハウジングと、その円筒ハウジングの表面に周方向各半部に位置して形成された一対のコイルと、上記回転シャフトと一体化され、上記円筒ハウジングと所定の間隙を介して対向された導電性ロータとを備え、上記導電性ロータの回転による上記一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すようにした非接触型変位センサにおいて、
上記コイルの周方向の一部であって、かつ上記軸心方向の一部が電磁遮蔽されていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項４】
請求項３記載の非接触型変位センサにおいて、
上記電磁遮蔽を行うための電磁遮蔽膜が上記円筒ハウジングに設けられていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４記載のいずれかの非接触型変位センサにおいて、
上記導電性ロータが上記円筒ハウジングの内周側を回転する構造とされていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項６】
請求項１乃至４記載のいずれかの非接触型変位センサにおいて、
上記導電性ロータが上記円筒ハウジングの外周側を回転する構造とされていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項７】
請求項１乃至４記載のいずれかの非接触型変位センサにおいて、
上記導電性ロータが上記円筒ハウジングを挟む形状とされて円筒ハウジングの内外周両側を回転する構造とされていることを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項８】
直線変位する可動体の変位を非接触で検出するセンサであって、
上記可動体に取り付けられた導電性スライダと、
上記可動体に対する固定側に配置されて、上記導電性スライダと所定の間隙を介して対向されたベースと、
そのベースの上記導電性スライダとの対向面に上記変位方向に配列されて形成された一対のコイルとよりなり、
上記導電性スライダは上記一対のコイルが位置する平面と対向する面積が上記変位方向において変化する平面形状を有しており、
上記導電性スライダの変位による上記一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すことを特徴とする非接触型変位センサ。
【請求項９】
直線変位する可動体の変位を非接触で検出するセンサであって、
上記可動体に取り付けられた導電性スライダと、
上記可動体に対する固定側に配置されて、上記導電性スライダと所定の間隙を介して対向されたベースと、
そのベースの上記導電性スライダとの対向面に上記変位方向に配列されて形成された一対のコイルと、
そのコイルの上記変位方向における一部であって、かつ上記変位方向と直交する幅方向の一部に設けられた電磁遮蔽膜とよりなり、
上記導電性スライダの変位による上記一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すことを特徴とする非接触型変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は各種工作機器、計測機器、制御機器等に使用される非接触型変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
渦電流効果によるコイルのインダクタンスの変化を利用して非接触で変位を検出するセンサが各種提案されている。図１１Ａはこの種の非接触型変位センサの従来構成の一例として回転変位を検出するセンサの構成を示したものであり、図１１Ｂはその要部を分解して示したものである。
回転シャフト１１には図１１Ｂに示したように半円柱状をなす導電性ロータ１２が取り付けられている。円筒ハウジング１３の表面には一対のコイル１４ａ，１４ｂが形成され、これらコイル１４ａ，１４ｂは円筒ハウジング１３の外周面に、周方向各半部に位置する大きさとされてスパイラル状に形成されている。円筒ハウジング１３は渦電流効果の生じない材料よりなり、例えば樹脂製とされる。
【０００３】
回転シャフト１１と一体化された導電性ロータ１２及びコイル１４ａ，１４ｂが形成された円筒ハウジング１３は図１１Ａに示したようにケース１５内に組み込まれ、円筒ハウジング１３は回転シャフト１１と同軸心とされてケース１５に固定配置され、導電性ロータ１２はその周面（円筒面）が円筒ハウジング１３の内周面と所定の間隙を介して対向される。なお、回転シャフト１１は軸受１６を介してケース１５の軸受部１５ａに軸支されている。図１１Ａ中、１７は回転シャフト１１に嵌め込まれたＥリングを示す。
ケース１５の軸受部１５ａと反対側の開放面はカバー１８によって蓋され、このカバー１８の内面側に回路基板１９が配置されている。回路基板１９上には図１１Ｂに示したように回路部品が搭載され、これら回路部品によって発振回路と検波回路と増幅回路とが構成されている。
【０００４】
図１２はこの非接触型変位センサの回路構成をブロック図で示したものであり、図中、２１〜２３はそれぞれ発振回路、検波回路及び増幅回路を示す。一対のコイル１４ａ，１４ｂは直列接続されて、発振回路２１と検波回路２２に接続されている。
上記のような構成において、コイル１４ａ，１４ｂに発振回路２１から高周波電流を流すと、コイル１４ａ，１４ｂは磁界を生成し、この磁界によってコイル１４ａ，１４ｂとわずかな間隙をもって対向配置されている導電性ロータ１２に渦電流が生じる。導電性ロータ１２に生じた渦電流は磁界を生じ、この磁界はコイル１４ａ，１４ｂが生じた磁界に影響を及ぼし、コイル１４ａ，１４ｂのインダクタンスを変化させる。
【０００５】
ここで、回転シャフト１１が回転すると、コイル１４ａ，１４ｂに対する導電性ロータ１２の対向面積が変化し、つまりコイル１４ａ，１４ｂに対しての渦電流が生じる磁界の影響が変化し、よって回転シャフト１１の回転に伴ってコイル１４ａ，１４ｂのインダクタンスが変化することになる。インダクタンスの変化は検波回路２２及び増幅回路２３により所要の電気信号に変換され、入出力端子２４を介して外部に出力される。従って、この出力信号より回転シャフト１１の回転変位位置（回転角度）を検出することができる。
図１３は横軸を回転角度として出力特性を示したものであり、上述した従来の非接触型変位センサでは約１６０°の角度範囲でほぼ直線的な出力変化が得られるものとなっており、つまり約１６０°の検出範囲を有するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−９０１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、図１１に示した従来の非接触型変位センサでは約１６０°の検出範囲を有しており、この範囲で出力は直線的に変化（単調変化）するものとなっていた。
しかるに、例えば特定の角度範囲で細かい制御を必要とする場合、その特定の角度範囲では角度に対する出力変化率を小さくし、特定の角度範囲以外では角度に対する出力変化率を大きくしたいといったような要求があるものの、このような要求に従来の非接触型変位センサでは対応することができないといった問題があった。
この発明の目的はこのような問題に鑑み、検出範囲内において出力変化が一様ではなく、出力の変化率が変わるようにしたものであり、つまり特定の範囲の出力変化率を変えることができるようにした非接触型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】
【０００７】
請求項１の発明によれば、回転シャフトと、その回転シャフトと同軸心とされて固定配置された円筒ハウジングと、その円筒ハウジングの表面に周方向各半部に位置して形成された一対のコイルと、回転シャフトと一体化され、円筒ハウジングと所定の間隙を介して対向された導電性ロータとを備え、導電性ロータの回転による一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すようにした非接触型変位センサにおいて、導電性ロータは一対のコイルが位置する円筒面と対向する面積が周方向において変化する周面形状を有しているものとされる。
【０００８】
請求項２の発明では請求項１の発明において、導電性ロータは半円筒形の周面を有し、その周面は上記軸心方向の長さが周方向の途中で変わっているものとされる。
請求項３の発明によれば、回転シャフトと、その回転シャフトと同軸心とされて固定配置された円筒ハウジングと、その円筒ハウジングの表面に周方向各半部に位置して形成された一対のコイルと、回転シャフトと一体化され、円筒ハウジングと所定の間隙を介して対向された導電性ロータとを備え、導電性ロータの回転による一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すようにした非接触型変位センサにおいて、コイルの周方向の一部であって、かつ上記軸心方向の一部が電磁遮蔽されているものとされる。
【０００９】
請求項４の発明では請求項３の発明において、上記電磁遮蔽を行うための電磁遮蔽膜が円筒ハウジングに設けられているものとされる。
請求項５の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、導電性ロータが円筒ハウジングの内周側を回転する構造とされる。
請求項６の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、導電性ロータが円筒ハウジングの外周側を回転する構造とされる。
請求項７の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、導電性ロータが円筒ハウジングを挟む形状とされて円筒ハウジングの内外周両側を回転する構造とされる。
【００１０】
請求項８の発明によれば、直線変位する可動体の変位を非接触で検出するセンサは、可動体に取り付けられた導電性スライダと、可動体に対する固定側に配置されて、導電性スライダと所定の間隙を介して対向されたベースと、そのベースの導電性スライダとの対向面に上記変位方向に配列されて形成された一対のコイルとよりなり、導電性スライダは一対のコイルが位置する平面と対向する面積が上記変位方向において変化する平面形状を有しており、導電性スライダの変位による一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すものとされる。
【００１１】
請求項９の発明によれば、直線変位する可動体の変位を非接触で検出するセンサは、可動体に取り付けられた導電性スライダと、可動体に対する固定側に配置されて、導電性スライダと所定の間隙を介して対向されたベースと、そのベースの導電性スライダとの対向面に上記変位方向に配列されて形成された一対のコイルと、そのコイルの上記変位方向における一部であって、かつ上記変位方向と直交する幅方向の一部に設けられた電磁遮蔽膜とよりなり、導電性スライダの変位による一対のコイルのインダクタンスの変化を出力信号として取り出すものとされる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、検出範囲内において出力変化が一様ではなく、変位に対する出力の変化率が途中で変わるものとなっており、つまり特定の範囲の出力変化率を変えることができるものとなっている。従って、例えば特定の範囲の出力変化率をその特定の範囲以外の出力変化率より小さくしたいといったような要求に答えることができ、その点でそのような用途に用いて好適な非接触型変位センサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１Ａはこの発明による非接触型変位センサの一実施例として回転変位を検出するセンサの要部構成を一部断面として示したものであり、図１Ｂはそれを分解して示したものである。この例では図１１に示した従来の非接触型変位センサと同様、回転シャフト３１に導電性ロータ３２が取り付けられ、回転シャフト３１と同軸心とされて固定配置される円筒ハウジング３３の表面に一対のコイル３４ａ，３４ｂが形成されて、それらコイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスの変化によって回転シャフト３１の回転変位を検出するものとなっている。なお、回転シャフト３１と一体化された導電性ロータ３２及びコイル３４ａ，３４ｂが形成された円筒ハウジング３３は図１１に示した従来例と同様、ケース内に組み込まれるが、この例ではケースやカバー、回路基板等の図示は省略している。
【００１４】
導電性ロータ３２はこの例では半円筒状板部３５と、その一端側に設けられた平板部３６とよりなるものとされて、平板部３６が回転シャフト３１に取り付けられており、半円筒状板部３５は回転シャフト３１と同軸心とされて回転シャフト３１と一体化されている。
半円筒状板部３５は回転シャフト３１の軸心方向の長さが一定ではなく、周方向の途中で変わっているものとされ、この例では長さＬ１の長い部分３５ａと、それに続く長さＬ２の短い部分３５ｂの２段構成となっている。
【００１５】
コイル３４ａ，３４ｂは円筒ハウジング３３の外周面に、周方向各半部に位置して形成されており、これらコイル３４ａ，３４ｂは円筒ハウジング３３の周方向各半部をほぼ占める大きさとされてスパイラル状に形成されている。コイル３４ａ，３４ｂは例えば印刷や蒸着等によってパターン形成される。なお、コイル３４ａ，３４ｂをフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）によって形成し、このＦＰＣを円筒ハウジング３３に貼り付けるようにしてもよい。円筒ハウジング３３は例えば樹脂製とされ、渦電流効果の生じないものとされる。
【００１６】
導電性ロータ３２は図１Ａに示したように円筒ハウジング３３の内周側に位置され、その半円筒状板部３５の周面が円筒ハウジング３３の内周面と所定の間隙を介して対向される。なお、半円筒状板部３５の長さＬ１の部分３５ａはコイル３４ａ，３４ｂが位置する（占有する）円筒面と回転シャフト３１の軸心方向において完全に対向する大きさ（長さ）とされており、これに対し、長さＬ２の部分３５ｂはコイル３４ａ，３４ｂが位置する円筒面と回転シャフト３１の軸心方向において一部対向する大きさとされている。
図２Ａは回転シャフト３１の軸心方向から見たコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２の位置関係を模式的に示したものであり、θ１は導電性ロータ３２の半円筒状板部３５の長さＬ１の部分３５ａの中心角を示し、θ２は長さＬ２の部分３５ｂの中心角を示す。なお、θ１＋θ２＝１８０°である。
【００１７】
次に、この図２Ａに示した状態を回転角度０°とし、この状態から導電性ロータ３２が回転シャフト３１の回転に伴って右回りに回転した時のコイル３４ａ，３４ｂと対向する導電性ロータ３２の対向面積の変化について図２Ｂを参照して順に説明する。
（１）コイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２が対向する面積は、回転開始から回転角度θｒまでは導電性ロータ３２の長さＬ１の部分３５ａに対応して変化し、コイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少する。なお、θｒ（図２Ａ参照）は導電性ロータ３２の長さＬ１の部分３５ａと長さＬ２の部分３５ｂの境界がちょうどコイル３４ａ，３４ｂの境界にくる回転角度である。
【００１８】
（２）回転角度θｒをすぎ、θｒ＋θ２まではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２が対向する面積は長さＬ２の部分３５ｂに対応して変化し、コイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少する。この場合、上記（１）に対して対向面積の変化はゆるやかとなる。
（３）回転角度θｒ＋θ２において導電性ロータ３２はその全てがコイル３４ａに対向し、コイル３４ｂには対向しなくなる。
（４）回転角度θｒ＋θ２をすぎ、１８０°＋θｒまではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２が対向する面積は長さＬ１の部分３５ａに対応して変化し、コイル３４ａでは減少し、コイル３４ｂでは増加する。
【００１９】
（５）さらに回転し、回転角度１８０°＋θｒから３６０°−（θ１−θｒ）まではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２が対向する面積は長さＬ２の部分３５ｂに対応して変化し、コイル３４ａでは減少し、コイル３４ｂでは増加する。この場合、上記（４）に対して対向面積の変化はゆるやかとなる。
（６）回転角度３６０°−（θ１−θｒ）において導電性ロータ３２はコイル３４ａに対向しなくなり、コイル３４ｂにその全てが対向する。
（７）回転角度３６０°−（θ１−θｒ）からコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２が対向する面積は上記（１）と同様、長さＬ１の部分３５ａに対応して変化し、コイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少して導電性ロータ３２が１回転するに至る。
【００２０】
導電性ロータ３２がコイル３４ａ，３４ｂと対向する面積と、コイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスとは比例関係にあり、上述したように対向面積が変化することによってコイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスが変化する。コイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスの変化は図１２に示した従来の非接触型変位センサにおける回路（発振回路２１、検波回路２２、増幅回路２３）と同様の回路によって検出され、所要の電気信号に変換されて出力される。
図２Ｃは導電性ロータ３２の回転角度に対する出力特性を示したものであり、この例ではコイル３４ａ，３４ｂに対する導電性ロータ３２の対向面積の変化率が図２Ｂに示したように変わることにより、出力の変化率もそれに対応して変わるものとなる。
【００２１】
このように、この例によれば導電性ロータ３２は半円筒形の周面を有し、その周面は回転シャフト３１の軸心方向の長さが周方向の途中でＬ１からＬ２に変わっているものとされており、つまり導電性ロータ３２は一対のコイル３４ａ，３４ｂが位置する円筒面と対向する面積が周方向において変化する周面形状を有しているため、出力の変化率が途中で変わる出力特性が得られるものとなる。
なお、角度θ１，θ２を変えることにより出力の変化率が変わる範囲を変えることができる。また、例えば長さＬ２を変えることにより、この長さＬ２の部分３５ｂに対応する出力の変化率を変えることができ、つまり長さＬ１の部分３５ａとの出力変化率の差を任意に設定することができる。これらθ１，θ２及びＬ２は要求される性能に応じて適宜、選定される。
【００２２】
次に、図３に示した実施例について説明する。なお、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この例では導電性ロータ３２’は図１に示した導電性ロータ３２と同様、半円筒状板部３５と平板部３６とよりなるものの、半円筒状板部３５は回転シャフト３１の軸心方向の長さが図１に示した導電性ロータ３２と異なり、一定とされ、コイル３４ａ，３４ｂが位置する円筒面と回転シャフト３１の軸心方向において完全に対向する長さとされている。
一方、円筒ハウジング３３の内周面には一対の電磁遮蔽膜３７が設けられており、これら電磁遮蔽膜３７はそれぞれコイル３４ａ，３４ｂの周方向の一部であって、かつ回転シャフト３１の軸心方向における一部を電磁遮蔽するように配置されている。
【００２３】
図４Ａは回転シャフト３１の軸心方向から見たコイル３４ａ，３４ｂと電磁遮蔽膜３７と導電性ロータ３２’の位置関係を示したものであり、θ２’は電磁遮蔽膜３７が配置されている部分の中心角を示し、一対の電磁遮蔽膜３７は同一中心角θ２’をなして回転シャフト３１の軸心に対して対称に配置されており、また回転シャフト３１の軸心方向の長さ（幅）も同一とされている。なお、θ１’はコイル３４ａ，３４ｂの電磁遮蔽されていない部分の中心角を示し、θ１’＋θ２’＝１８０°である。
電磁遮蔽膜３７は例えばＣｕやＡｌなどの導電膜よりなるものとされ、このような電磁遮蔽膜３７を具備することにより、この例では導電性ロータ３２’の渦電流効果が電磁遮蔽膜３７によって一部遮断されることになり、つまりコイル３４ａ，３４ｂに対し、渦電流効果を発生する導電性ロータ３２’の対向面積が電磁遮蔽膜３７が形成されている部分では実質的に減少することになる。
【００２４】
次に、この図４Ａに示した状態を回転角度０°とし、この状態から導電性ロータ３２’が右回りに回転した時のコイル３４ａ，３４ｂと対向して渦電流効果を発生する導電性ロータ３２’の実質的な対向面積の変化について図４Ｂを参照して順に説明する。
（１）コイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’が対向する面積は、回転開始から回転角度θｒ’まではコイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少する。なお、θｒ’（図４Ａ参照）は導電性ロータ３２’の回転方向先端が電磁遮蔽膜３７が形成されている部分に到達する回転角度である。
【００２５】
（２）回転角度θｒ’をすぎ、θｒ’＋θ２’まではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’が対向する面積は引き続き、コイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少するものの、電磁遮蔽膜３７の存在によりその変化は上記（１）に対してゆるやかとなる。
（３）回転角度θｒ’＋θ２’において導電性ロータ３２’はその全てがコイル３４ａに対向し、コイル３４ｂには対向しなくなる。
（４）回転角度θｒ’＋θ２’をすぎ、１８０°＋θｒ’まではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’が対向する面積はコイル３４ａでは減少し、コイル３４ｂでは増加する。
【００２６】
（５）さらに回転し、回転角度１８０°＋θｒ’から３６０°−（θ１’−θｒ’）まではコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’が対向する面積は引き続き、コイル３４ａでは減少し、コイル３４ｂでは増加するものの、電磁遮蔽膜３７の存在によりその変化は上記（４）に対してゆるやかとなる。
（６）回転角度３６０°−（θ１’−θｒ’）において導電性ロータ３２’はコイル３４ａに対向しなくなり、コイル３４ｂにその全てが対向する。
（７）回転角度３６０°−（θ１’−θｒ’）からコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’が対向する面積は上記（１）と同様、コイル３４ａでは増加し、コイル３４ｂでは減少して導電性ロータ３２’が１回転するに至る。
【００２７】
図４Ｃは上記のようにコイル３４ａ，３４ｂと対向する導電性ロータ３２’の面積が変化し、それによってコイル３４ａ，３４ｂのインダクタンスが変化することによって得られる出力特性を示したものであり、この例においても前述の図２Ｃに示した出力特性と同様、出力の変化率が途中で変わる出力特性が得られるものとなる。
なお、角度θ１’，θ２’を変えることにより出力の変化率が変わる範囲を変えることができ、また電磁遮蔽膜３７によって遮蔽するコイル３４ａ，３４ｂの回転シャフト３１軸心方向の幅を変えることにより、この遮蔽されている部分における出力の変化率を変えることができる。
【００２８】
電磁遮蔽膜３７はこの例では円筒ハウジング３３の内周面に設けられてコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２’との間に位置するものとされているが、電磁遮蔽膜３７は必ずしもこのような位置に位置しなくてもよく、例えば円筒ハウジング３３の外周面のコイル３４ａ，３４ｂ上に設けられていてもよく、つまりコイル３４ａ，３４ｂに対して導電性ロータ３２’と反対側にあってもよい。
上述した例ではいずれも導電性ロータが円筒ハウジングの内周側を回転する構造となっているが、導電性ロータと円筒ハウジングの配置関係はこれに限らず、導電性ロータが円筒ハウジングの外周側を回転する構造とすることもでき、さらに内外周両側を回転する構造とすることもできる。
【００２９】
図５は一例として図１と同様の構成の導電性ロータ３２が円筒ハウジング３３（図示せず）の外周側を回転する構造とした場合のコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２の位置関係を示したものである。
図６は導電性ロータが円筒ハウジングの内外周両側を回転する構造とした場合の構成例を示したものであり、この例では導電性ロータ３２''は図６Ｂに示したように同心円上に位置して互いに対向する一対の半円筒状板部３５，３５’とそれらの一端側に設けられた平板部３６とよりなるものとされ、半円筒状板部３５，３５’はそれぞれ回転シャフト３１の軸心方向における長さが長い部分３５ａ，３５ａ’と、それに続く短い部分３５ｂ，３５ｂ’の２段構成を有するものとされている。これら半円筒状板部３５，３５’は円筒ハウジング３３（図示せず）を挟むように配置される。図６Ａは円筒ハウジング３３に形成されているコイル３４ａ，３４ｂと導電性ロータ３２''の位置関係を示したものである。
【００３０】
一方、例えば図１では導電性ロータ３２は半円筒状板部３５を有するものとされて、その周面がコイル３４ａ，３４ｂと対向するものとされているが、この導電性ロータ３２に替えて図７に示したような半円柱状をなす導電性ロータ３８を用いることもできる。この例では導電性ロータ３８は回転シャフト３１の軸心方向の長さが長い一半部３８ａと、それに対して長さが短い他半部３８ｂとよりなるものとされ、これにより導電性ロータ３２と同様の周面形状を有するものとされる。
図８は図３及び４に示した一対の電磁遮蔽膜３７を具備する構成において、一方の電磁遮蔽膜３７を削除して電磁遮蔽膜３７をコイル３４ａ側にのみ設けるようにした例を示したものであり、要求される出力特性（出力変化特性）に応じてこのような構成を採用することもできる。
【００３１】
以上、回転変位を検出するセンサの各種構成例について説明したが、この発明は回転変位を検出するセンサに限らず、直線変位を検出するセンサにも適用することができる。以下、図９及び１０を参照してその構成を説明する。
図９Ａ，Ｂは直線変位を非接触で検出するセンサの要部構成を示したものであり、導電性スライダ４１は直線変位する可動体（図示せず）に取り付けられ、ベース４２は可動体に対する固定側に配置される。ベース４２は平板状とされて導電性スライダ４１と所定の間隙を介して対向され、その導電性スライダ４１との対向面には一対のコイル４３ａ，４３ｂが可動体と共に変位する導電性スライダ４１の変位方向に配列されて形成されている。コイル４３ａ，４３ｂは図９Ａに示したようにスパイラル状に形成されている。
【００３２】
導電性スライダ４１は平板状とされ、この例ではその変位方向と直交する方向の幅が一方の半部と他方の半部で異なっているものとされ、即ち幅広部４１ａと幅狭部４１ｂとよりなるものとされる。幅広部４１ａはコイル４３ａ，４３ｂと完全に対向する幅を有するものとされ、幅狭部４１ｂはコイル４３ａ，４３ｂと一部対向する幅を有するものとされており、つまり導電性スライダ４１は一対のコイル４３ａ，４３ｂが位置する（占有する）平面と対向する面積が変位方向において変化する平面形状を有しているものとされる。
図９Ｃは図９Ｂに示した状態を変位０とし、かつ図９Ｂ中に示したようにＸ１，Ｘ２を定義して、この状態から導電性スライダ４１がベース４２と所定の間隙を保って直線変位した時のコイル４３ａ，４３ｂと対向する導電性スライダ４１の対向面積の変化を示したものであり、図９Ｄはこの対向面積の変化に伴うコイル４３ａ，４３ｂのインダクタンスの変化によって得られる出力特性を示したものである。
【００３３】
対向面積の変化率は図９Ｃに示したように変位Ｘ１において変わり、変位０からＸ１の範囲の方が変位Ｘ１からＸ２の範囲より変化はゆるやかとなり、これにより図９Ｄに示したような出力の変化率が途中で変わる出力特性が得られるものとなる。
上述した例は図１における導電性ロータ３２と同様に、コイル４３ａ，４３ｂと対向する導電性スライダ４１の面積がその変位方向において変化している構成としたものであるが、図３に示した構成のように電磁遮蔽膜を用いることもできる。
図１０Ａ，Ｂは電磁遮蔽膜を用いる構成を示したものであり、図９Ａ，Ｂと対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
この例では導電性スライダ４１’は図９Ａに示した導電性スライダ４１と異なり、矩形板状とされ、一定幅とされている。電磁遮蔽膜４４はコイル４３ｂ上に設けられ、コイル４３ｂの導電性スライダ４１’の変位方向における一部であって、かつその変位方向と直交する幅方向の一部を覆うように設けられている。
図１０Ｃは図１０Ｂに示した状態を変位０とし、かつ図１０Ｂ中に示したようにＸ１’，Ｘ２’を定義して、この状態から導電性スライダ４１’が直線変位した時のコイル４３ａ，４３ｂと対向して渦電流効果を発生する導電性スライダ４１’の実質的な対向面積の変化を示したものであり、図１０Ｄはコイル４３ａ，４３ｂのインダクタンスの変化によって得られる出力特性を示したものである。
【００３５】
この例では図１０Ｃに示したようにコイル４３ａ，４３ｂと導電性スライダ４１’が対向する面積は変位に伴ってコイル４３ａでは単調に減少する。一方、コイル４３ｂでは変位に伴って増加するものの、変位Ｘ１’においてその変化率が変わり、変位０からＸ１’の範囲に対して変位Ｘ１’からＸ２’の範囲は変化がゆるやかとなる。これにより、出力特性は図１０Ｄに示したようになり、この例においても出力の変化率が途中で変わる出力特性が得られるものとなる。
なお、図９に示した例では例えば導電性スライダ４１の幅狭部４１ｂの長さＸ１や幅を変えることにより、また図１０に示した例では電磁遮蔽膜４４の大きさや位置を変えることにより、所望の出力特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明による回転変位を検出するセンサの一実施例の要部構成を示す図、Ａは一部断面とした正面図、Ｂはその分解斜視図。
【図２】Ａは図１におけるコイルと導電性ロータの位置関係を示す図、Ｂはコイルと導電性ロータの対向面積の変化を示すグラフ、Ｃは出力特性を示すグラフ。
【図３】この発明による回転変位を検出するセンサの他の実施例の要部構成を示す図、Ａは一部断面とした正面図、Ｂはその分解斜視図。
【図４】Ａは図３におけるコイルと電磁遮蔽膜、導電性ロータの位置関係を示す図、Ｂはコイルと導電性ロータの対向面積の変化を示すグラフ、Ｃは出力特性を示すグラフ。
【図５】図１及び２に示した実施例に対し、導電性ロータがコイルの外周側を回転するようにした構成を示す図。
【図６】図１及び２に示した実施例に対し、導電性ロータがコイルの内外周両側を回転するようにした構成を示す図。
【図７】図１及び２に示した実施例に対し、導電性ロータを半円柱状とした構成を示す図。
【図８】図３及び４に示した実施例に対し、電磁遮蔽膜を一方のコイル側にのみ設けるようにした構成を示す図。
【図９】Ａはこの発明による直線変位を検出するセンサの一実施例の要部構成を示す斜視図、Ｂはその正面図、Ｃはコイルと導電性スライダの対向面積の変化を示すグラフ、Ｄは出力特性を示すグラフ。
【図１０】Ａはこの発明による直線変位を検出するセンサの他の実施例の要部構成を示す斜視図、Ｂはその正面図、Ｃはコイルと導電性スライダの対向面積の変化を示すグラフ、Ｄは出力特性を示すグラフ。
【図１１】Ａは非接触型変位センサの従来構成例を示す断面図、Ｂはその要部の分解斜視図。
【図１２】図１１における回路構成を説明するためのブロック図。
【図１３】図１１の出力特性を示すグラフ。
【図１】
2007064719.tif 000003
【図２】
2007064719.tif 000004
【図３】
2007064719.tif 000005
【図４】
2007064719.tif 000006
【図５】
2007064719.tif 000007
【図６】
2007064719.tif 000008
【図７】
2007064719.tif 000009
【図８】
2007064719.tif 000010
【図９】
2007064719.tif 000011
【図１０】
2007064719.tif 000012
【図１１】
2007064719.tif 000013
【図１２】
2007064719.tif 000014
【図１３】
2007064719.tif 000015