(57)【要約】【課題】コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上させることができるポジションセンサ用の検出部、及びポジションセンサを提供することにある。【解決手段】ポジションセンサ用の検出部１は、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２とを備え、コア２は筒状に形成され、コア２の可動範囲内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態で、検出コイルＬ内に位置するコア２の部位Ｐにおける側面の所定部位には、コア２の内外を連通する開口部２ａが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の検出コイルと、検出コイル内に出没自在に設けられ検出コイルに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコアとを備え、コアは筒状に形成され、コアの可動範囲内においてコアが検出コイル内に最も没入した状態で、検出コイル内に位置するコアの側面の所定部位には、コアの内外を連通する開口部が形成されていることを特徴とするポジションセンサ用の検出部。
【請求項２】
前記所定部位は、検出コイルの端部に対応する部位であることを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項３】
前記コアの内部には、前記コアの内面全面に密着する絶縁性材料製の補強部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項４】
前記コアの前記開口部の縁部にはコアの内側に突出する係合突起が設けられ、前記補強部には、係合突起に対応する係合孔部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項５】
前記コアの外面全面を覆う絶縁材料製の被覆部を有し、該被覆部は、前記コアの開口部を介して補強部と一体に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項６】
前記コアが内部に挿入された状態で収縮される熱収縮チューブを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項７】
前記コアは、純鉄を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項８】
前記検出コイルが収納される収納部と、前記コアを検出コイル内に出没する方向に摺動自在に支持する支持部とを有する筐体を備え、前記支持部は、絶縁材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、定電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号をコアと検出コイルとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを備えていることを特徴とするポジションセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の変位を検出するポジションセンサ用の検出部、及び当該ポジションセンサ用の検出部を用いたポジションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体の変位を検出するポジションセンサが提供されており、このようなポジションセンサは、中空の検出コイル、及び検出コイル内に出没自在に設けられるとともに、移動体に連結されるコアを有する検出部と、該検出部の検出コイルに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、該駆動回路の定電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号をコアと検出コイルとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを備えている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上記のポジションセンサの検出部は、検出対象となる移動体とともにコアが共動するように、移動体にコアが連結された状態で使用され、移動体が移動することによる検出コイル内へのコアの挿入量の変化（コアの変位）を、検出コイルのインピーダンス（コイルインピーダンス）の変化として得るようになっている。
【０００４】
したがって、移動体の変位を精度良く得るためには、コアの変位と検出コイルのインピーダンスが正比例（微分値が一定）の関係、すなわち、コアの変位と検出コイルのインピーダンスの変化量が直線的であることが好ましい。
【０００５】
そこで、コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上させるために、コアにその軸方向に沿ってその周面から中心に達するスリットを、コアにおいて検出コイル内に出没する部分全体に刻設したポジションセンサが従来から提供されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−７７１３５号公報（図１〜図３参照）
【特許文献２】実開昭５８−１２９１１５号公報（第２図、第４図、及び第５図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献２のポジションセンサでは、スリットを設けることで、検出コイル内に出没するコアの部分全体に亘って、検出コイルが発生する磁界を打ち消す渦電流（感情電流）が流れることを防止している。
【０００７】
つまり、特許文献２では、渦電流に起因する検出コイルのインピーダンスの低下を防止することで、検出コイルのインピーダンスの絶対値を大きくし（すなわちフルスケールを大きくし）、これによりフルスケール（ＦＳ）比での直線性誤差を相対的に小さくして、コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上させている。
【０００８】
このような特許文献２のポジションセンサでは、直線性の向上を図ることができるものの、コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの局所的な増加量（局所的な勾配）を積極的に調整しようとするものではないため、直線性をどの程度向上できるかは、直線性の悪化の原因となる検出コイルの形状寸法や、巻線仕様、検出コイルの材質、さらには検出コイルの駆動周波数等に大きく依存することになる。
【０００９】
したがって、特許文献２のポジションセンサでは、直線性を向上できるにしても限界があり、もともと直線性が非常に悪い場合は、あまり効果が期待できず、直線性の悪化を改善するという点では、不十分であった。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上できるポジションセンサ用の検出部、及びポジション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】
【００１１】
上述の課題を解決するために、請求項１のポジションセンサ用の検出部の発明では、中空の検出コイルと、検出コイル内に出没自在に設けられ検出コイルに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコアとを備え、コアは筒状に形成され、コアの可動範囲内においてコアが検出コイル内に最も没入した状態で、検出コイル内に位置するコアの側面の所定部位には、コアの内外を連通する開口部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項１の構成に加えて、前記所定部位は、検出コイルの端部に対応する部位であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項１又は２の構成に加えて、前記コアの内部には、前記コアの内面全面に密着する絶縁性材料製の補強部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項３の構成に加えて、前記コアの前記開口部の縁部にはコアの内側に突出する係合突起が設けられ、前記補強部には、係合突起に対応する係合孔部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項３又は４の構成に加えて、前記コアの外面全面を覆う絶縁材料製の被覆部を有し、該被覆部は、前記コアの開口部を介して補強部と一体に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項１又は２の構成に加えて、前記コアが内部に挿入された状態で収縮される熱収縮チューブを備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項１〜６のいずれか１項の構成に加えて、前記コアは、純鉄を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８のポジションセンサ用の検出部の発明では、請求項１〜７のいずれか１項の構成に加えて、前記検出コイルが収納される収納部と、前記コアを検出コイル内に出没する方向に摺動自在に支持する支持部とを有する筐体を備え、前記支持部は、絶縁材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９のポジションセンサの発明では、請求項１〜８のいずれか１項に記載のポジションセンサ用の検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、定電流及び検出コイルのインピーダンスにより決まる電圧信号をコアと検出コイルとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１のポジションセンサ用の検出部の発明は、コアを検出コイル内に挿入した際のコアの変位に対する検出コイルの局所的なインピーダンスの増加量（すなわち局所的な勾配）を調整することが可能になり、その結果全ストローク区間に亘ってコアの変位に対する検出コイルのインピーダンス（コイルインピーダンス）の勾配を一定値に近づけることができ、直線性を向上できるという効果を奏する。
【００２１】
請求項２のポジションセンサ用の検出部の発明は、検出コイルにおいて単位長さ当たりのインピーダンスの増加量が他の部位に比べて小さくなる検出コイルの端部に対応する部位に、開口部が設けられているので、検出コイルの端部におけるインピーダンスの増加量の低下に起因する直線性の悪化を改善でき、これによりコアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上できるという効果を奏する。
【００２２】
請求項３のポジションセンサ用の検出部の発明は、コアの内部に絶縁材料製の補強部が設けられているので、コアが窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏し、加えて、補強部は、コアの内面全面に密着しているから、コアの開口部近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００２３】
請求項４のポジションセンサ用の検出部の発明は、コアと補強部との密着性が悪化した場合でも、補強部の係合孔部にコアの係合突起が係合されていることによって、コアの開口部近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００２４】
請求項５のポジションセンサ用の検出部の発明は、絶縁材料性の被覆部によりコアの外面全面が覆われているので、コアが導電性を有する支持部に支持されていても、コアの開口部が支持部を通る際に、開口部の両縁部が支持部によって短絡されることがなく、これにより、開口部が設けられているにもかかわらずコアに渦電流が流れてしまうことを防止して、検出コイルのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏し、しかも開口部を介して被覆部と補強部とが一体に形成されているから、コアの開口部近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００２５】
請求項６のポジションセンサ用の検出部の発明は、熱収縮チューブによりコアの外面全面が覆われているので、コアが導電性を有する支持部に支持されていても、コアの開口部が支持部を通る際に、開口部の両縁部が支持部によって短絡されることがなく、これにより、開口部が設けられているにもかかわらずコアに渦電流が流れてしまうことを防止して、検出コイルのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏し、しかも熱収縮チューブが開口部内に入り込むため、開口部を閉じるようにコアを圧縮するような外力がかけられた場合でも、開口部の内面同士が接触して短絡されてしまうことがないという効果を奏する。
【００２６】
請求項７のポジションセンサ用の検出部の発明は、応力による磁気特性の変化が非常に小さい純鉄を用いてコアが形成されているため、コアに応力がかかった場合でもコアの磁気特性がほとんど変化しなくなり、これによりコアの変形に起因する検出コイルのインピーダンスの変化を防止できるという効果を奏する。
【００２７】
請求項８のポジションセンサ用の検出部の発明は、コアの開口部が支持部を通る際に、開口部が支持部によって短絡されることがないから、コアに渦電流が流れてしまうことを防止でき、これにより検出コイルのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏する。
【００２８】
請求項９のポジションセンサの発明は、コアの変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性を向上させることができ、これにより精度が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態のポジションセンサは、図２に示すように、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２と、これらを収納する筐体４とを有するポジションセンサ用の検出部１を備えるとともに、検出部１の検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路（図示せず）、及び当該駆動回路が出力する定電流と検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路（図示せず）が設けられたプリント基板８を備えている。
【００３０】
ここで、プリント基板８は、上述したように検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と駆動回路が出力する定電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを構成する電子部品が表面側（図２における右面側）に実装されたプリント配線板からなり、裏面側（図２における左面側）には、グラウンド等の安定電位点用の配線パターン（図示せず）が形成されている。また、プリント基板８の表面側の端部には、プリント基板８に外部回路の電源線等を接続するための接続部８０が設けられている。尚、プリント基板８に設けられる上記の駆動回路及び信号処理回路は、従来周知のものを採用することができるから、本実施形態では説明を省略する。
【００３１】
検出部１は、図１，２に示すように、コア２と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３と、これらを収納する筐体４とで構成されている。尚、図１では説明の簡略化のために、図２に比べてコイルボビン３の形状を簡略化して図示している。また尚、図１では、筐体４は省略している。
【００３２】
コア２は、図１（ｃ）に示すように、磁性金属として炭素の含有量が約０．０２％以下の鉄である純鉄を用いて、外径φが３ｍｍ、厚みｔが０．３ｍｍの長尺の円筒状に形成されている。また、その長さは少なくとも検出コイルＬの軸方向の長さ（本実施形態では、コア２の可動範囲（ストローク）として２０ｍｍを確保できる程度の長さ）以上の長さに形成されている。
【００３３】
ここで、コア２は円筒状に形成されているので、同寸法であれば特許文献１に示されているような従来の棒状のコアに比べて質量を軽くすることができるとともに、機械的な共振周波数を高くすることができ、これにより従来のコアに比べて振動し難くなるという効果を奏する。尚、上述したようにコア２を円筒等の中空の形状とした際には、棒状のコアと比較してインダクタンスの損失が懸念されるが、検出コイルＬを駆動するための電流の周波数は、一般的には数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚであり、このような電流の表皮深さは、数十〜数百μｍであるから、厚みｔが０．３ｍｍであるような本実施形態のコア２によれば、インダクタンスの損失が生じることはない。そのため、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数を有する電流に対しては、従来のコアと同様のインダクタンスを有している。
【００３４】
ところで、コア２は、磁性金属（本実施形態では純鉄）を用いて形成されているため、コア２を検出コイルＬ内に挿入した際には、コア２に検出コイルＬが発生する磁界を打ち消す渦電流（環状電流）が流れて、コア２の変位に対する検出コイルＬのインピーダンスの変化量が減少することになる。しかしながら、このような渦電流は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すような開口部２ａを設けることで遮断することができ、開口部２ａが設けられているコア２の部位では、渦電流による検出コイルＬのインピーダンスの変化量の減少が抑制されることになる。つまり、開口部２ａの有無によってコア２の変位に対する検出コイルＬのインピーダンスの変化量が増減することになる。
【００３５】
本発明者らは上述の点に鑑み、渦電流を検出コイルＬ内に出入りするコア２の全範囲に亘って防止するのではなく、部分的に防止するようにすれば、すなわち渦電流を防止するコア２の部位を選択することによって、コア２の変位に対するインピーダンスの局所的な増加量（勾配）を調整して、コア２を検出コイルＬ内に挿入した際のインピーダンスの変化の直線性を向上できるのではないかと考えた。
【００３６】
そこで、本実施形態では、コア２の可動範囲（ストローク）内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態で検出コイルＬ内に位置する部位Ｐの側面の全範囲にスリットを形成するのではなく、図１（ｂ）に示すように前述の部位Ｐの側面の所定部位にのみ、コア２の内外を連通する開口部２ａを形成するようにしている。尚、開口部２ａはレーザ等を用いて形成することができる。
【００３７】
前記所定部位は、図１（ｂ）に示すように、コア２の可動範囲（ストローク）内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態、すなわち部位Ｐにおいて検出コイルＬへのコア２の挿入（没入）方向の端部（図１（ｂ）における右端部）Ｐ１が検出コイルＬの他端部（図１（ｂ）における右端部）に位置した状態で、検出コイルＬの一端部（図１（ｂ）における左端部）に対応する部位としている。
【００３８】
さらに詳しく説明すると、開口部２ａは、図１（ｂ）に示すように、コア２の部位Ｐにおいて、検出コイルＬへのコア２の挿入方向と反対方向の端部（図１（ｂ）における左端部）Ｐ２からＰ１側に２．５ｍｍの区間に設けられた、長さｌが２．５ｍｍ、幅寸法ｗが０．５ｍｍの略矩形状の孔からなる。
【００３９】
ここで、開口部２ａを検出コイルＬの一端部（図１（ｂ）における左端部）に対応するコア２の部位に設けたのは、検出コイルＬの端部における検出コイルＬの単位長さ当たりのインピーダンスの増加量が他の部位に比べて小さくなるためである。
【００４０】
すなわち、コア２において検出コイルＬの端部に対応する部位に開口部２ａを設けることで、検出コイルＬの局所的なインピーダンスの増加量（勾配）、上記の例では検出コイルＬの端部におけるインピーダンスの増加量を増やしている。すなわち、検出コイルＬの端部でのインピーダンスの増加量と他の部位でのインピーダンスの増加量との差を小さくして、検出コイルのインピーダンスの勾配を全体的に一定値に近付けることで、コア２の変位に対する検出コイルのインピーダンスの直線性の向上を図っているのである。
【００４１】
コイルボビン３は、例えば絶縁性を有する樹脂材料等を用いて形成されており、図２に示すように、両端が開口した長尺円筒状の巻胴部３ａと、巻胴部３ａの一端側（図２における右端側）に一端開口を閉塞するように形成される円盤状の第１鍔部３ｂと、巻胴部３ａの他端側（図２における左端側）に形成される円形状の第２鍔部３ｃとを一体に備えている。ここで、巻胴部３ａは、軸方向（図２における左右方向）の長さ寸法が、前述のコア２の部位Ｐの長さ寸法と略同じ大きさに形成されるとともに、内径がコア２の外径よりも大きく形成されており、これによりコア２がコイルボビン３内に自在に出没できるようにしている。また、巻胴部３ａと各鍔部３ｂ，３ｃは、互いの中心軸が一致するように設けられている。以上述べたコイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬが、軸方向の長さが、コア２のストローク（本実施形態では２０ｍｍ）を超えるようにコイルボビン３の軸方向を巻軸方向として巻装されている。
【００４２】
筐体４は、コイルボビン３、及びプリント基板８を収納するケース５と、ケース５内に収納されたコイルボビン３の検出コイルＬの外周面を覆うシールド部材６と、コア２をコイルボビン３に出没する方向に摺動自在に支持する支持部７とで構成されている。
【００４３】
ケース５は、一面（図２における左面）及び他面（図２における右面）が開口した円筒状の本体部５０と、本体部５０の他面開口を閉塞する円盤状の底板部５１とで構成されている。本体部５０は、例えば絶縁性を有する樹脂材料を用いて、一面及び他面が開口した円筒状に形成されるとともに、一体に形成された中板部５０ａによって内部が一面側と他面側に仕切られている。ここで、本体部５０内において中板部５０ａより一面側の空間部は、コイルボビン３をシールド部材６及び支持部８とともに収納する第１収納室５０ｂとして用いられ、本体部５０内において中板部５０ａより他面側の空間部は、プリント基板８を収納する第２収納室５０ｃとして用いられる。また、本体部５０の側面には、第２収納室５０ｃと本体部５０の外部とを連通する孔部５０ｄが設けられており、この孔部５０ｄは、第２収納室５０ｃ内のプリント基板８を外部回路等に接続するための接続部８０を筐体５の外部に臨ませるために用いられる。一方、中板部５０ａには、第１収納室５０ｂと第２収納室５０ｃとを連通する連通孔５０ｅが設けられており、この連通孔５０ｅは、後述するシールド部材６の突部６ａを第２収納室５０ｃ側に露出させるために用いられる。
【００４４】
シールド部材６は、外部電線により生じる磁界等の外部磁界によって、検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止するためのものであり、例えば鉄等の強磁性材料を用いて略円筒状に形成されている。また、シールド部材６の他端（図２における右端）開口縁部には、前述した棒状の突部６ａが一体に突設されている。このようなシールド部材６は、本体部５０の第１収納室５０ｂに収納できる程度の大きさに形成されるとともに、内部にコイルボビン３を収納できる程度の大きさに形成されている。尚、プリント基板８の安定電位点に接続される突部６ａの下面に半田めっき又は金めっき等を施せば、プリント基板８との接触信頼性を向上できるため、突片６ａには半田めっき又は金めっきを施すことが望ましい。
【００４５】
支持部７は、例えば絶縁性を有する材料を用いて、コイルボビン３の第２鍔部３ｃの外径と同程度の外径、すなわちシールド部材６の内部に収納できる程度の大きさを有する略円柱状に形成されている。さらに、支持部７には、その軸方向（図２における左右方向）に、コア２が摺動自在に貫挿される軸受孔７ａが貫設されており、この軸受孔７ａと支持部７の中心軸は略一致するように設定されている。
【００４６】
本実施形態のポジションセンサは、以上述べた部品を用いて次のようにして組み立てられている。すなわち、ケース５の第１収納室５０ｂには、上述したように検出コイルＬが巻胴部３ａに巻装されたコイルボビン３が第１鍔部３ｂを中板部５０ａに当接させるようにして収納されるとともに、このコイルボビン３（検出コイルＬ）の外周面と第１収納室５０ｂの内周面との隙間に、シールド部材６が突片６ａを中板部５０ａの連通孔５０ｅに貫挿させた状態で収納される。この後に、支持部７がシールド部材６の内部に挿入されるとともに、コイルボビン３の第２鍔部３ｃに固定される。そして、このように固定された支持部７の軸受孔７ａにコア２が貫挿され、これによりコア２がコイルボビン３内（つまりは検出コイルＬ内）に出没自在に配置される。一方、ケース５の第２収納室５０ｃには、プリント基板８が、中板部５０ａに固定された状態で収納され、このとき、中板部５０ａの連通孔５０ｅより露出するシールド部材６の突片６ａが、上述したプリント基板８の安定電位点用の配線パターンに接触接続される。最後に、ケース５の他面開口を閉塞するようにして底壁部５１が本体部５０に取り付けられ、これにより図２に示すようなポジションセンサが得られる。
【００４７】
このようにして得られたポジションセンサは、測定対象となる移動体（図示せず）に、シャフト等の連結手段（図示せず）を用いてコア２が連結されるとともに、ケース５の孔部５０ｄを通してプリント基板８に外部の接続線等を接続した状態で使用に供される。
【００４８】
以上述べた本実施形態のポジションセンサでは、上述したように、他の部位に比べて、検出コイルＬの単位長さ当たりのインピーダンスの増加量が小さくなる検出コイルＬの端部に対応するコア２の部位に開口部２ａを設けて、検出コイルＬの端部においてのみ渦電流に起因するインピーダンスの低下を抑制するようにしているので、検出コイルＬの端部におけるインピーダンスの増加量の低下に起因するコア２の変位に対するインピーダンスの直線性の悪化を改善できて、コア２の変位に対するインピーダンスの直線性を向上できるという効果が期待できる。
【００４９】
次に、上記の効果を確かめるために行った試験の結果を示す。前述の試験は、以下に述べるポジションセンサＡ〜Ｃのそれぞれについて、検出コイルへのコアの挿入量（変位）に対する検出コイルのインピーダンスの変化を測定したものである。
【００５０】
ここで、ポジションセンサＡは、磁性金属として炭素の含有量が約０．０２％以下の鉄である純鉄を用いて、外径φが３ｍｍ、厚みｔが０．３ｍｍ、長さが２０ｍｍ超の長尺の円筒状に形成されたコア（すなわち開口部２ａを設けていない本実施形態のコア２）を用いたポジションセンサであり、ポジションセンサＢは、本実施形態のポジションセンサである。また、ポジションセンサＣは、ポジションセンサＡのコアに、その外面の軸方向一端側から他端側まで、軸方向に沿って幅０．５ｍｍのスリットを設けたものを用いたポジションセンサである。尚、その他の条件（検出コイルの寸法や巻数、定電流回路や信号処理回路の動作条件（インピーダンスの測定周波数等）等）は固定条件としている。
【００５１】
この試験により得られた結果を図３（ａ）に示す。図３（ａ）を参照すれば明らかなように、ポジションセンサＢは、変位が２０ｍｍとなる付近で、ポジションセンサＡよりもインピーダンスが大きくなっていることがわかる。すなわち、開口部２ａを設けることによって、インピーダンスの変化量が大きくなっているのである。また、ポジションセンサＣは、スリットを設けたことで渦電流が一切発生しないようになっているから、ポジションセンサＡよりも全体的にインピーダンスが大きくなっていることがわかる。
【００５２】
そして、上記の試験により得られたデータを用いて、直線性誤差（ＦＳ〔FullScale〕比での直線性誤差）を計算したところ、図３（ｂ）に示すような結果が得られた。尚、直線性誤差の計算は、変位が０ｍｍのときのインピーダンスの値と変位が２０ｍｍのときのインピーダンスの値とを用いて理想直線を算出し、実測値から理想直線の値を減算し、このようにして得られた値を、測定範囲内におけるインピーダンスの変化量（変位が２０ｍｍのときのインピーダンスの値と変位が０ｍｍのときのインピーダンスの値との差）で除算することによって行っている。
【００５３】
図３（ｂ）を参照すれば、コアＡでは、直線性誤差が最大で５％弱であるのに対して、コアＣでは、直線性誤差が最大で４％弱とやや小さくなっており、コアＢでは、直線性誤差が最大で２％弱と、コアＡやコアＣに比べて非常に小さくなっていることがわかる。
【００５４】
以上述べたように、本実施形態のポジションセンサによれば、コア２を検出コイルＬ内に挿入した際のコア２の変位に対する検出コイルＬの局所的なインピーダンスの増加量（すなわち局所的な勾配）を調整することが可能になり、その結果全ストローク区間に亘ってコア２の変位に対する検出コイルＬのインピーダンス（コイルインピーダンス）の勾配を一定値に近づけることができ、直線性を向上できるという効果を奏する。
【００５５】
特に、検出コイルＬにおいて単位長さ当たりのインピーダンスの増加量が検出コイルＬの他の部位に比べて小さくなる検出コイルの端部に対応するコア２の部位に、開口部２ａが設けられているので、検出コイルＬの端部におけるインピーダンスの増加量の低下に起因する直線性の悪化を改善でき、その結果、インピーダンスの直線性を向上できるという効果を奏する。
【００５６】
また、コア２は、応力や歪みによる磁気特性の変化が非常に小さい純鉄を用いて形成されているため、コア２に応力がかかった場合でもコア２の磁気特性がほとんど変化しなくなり、これによりコア２の変形等に起因する検出コイルＬのインピーダンスの変化を防止できるという効果を奏する。
【００５７】
加えて、本実施形態のポジションセンサは、シールド部材６を備えているので、検出コイルＬの中心軸方向に交差する方向の外部電線がポジションセンサの検出部１の近傍に配置されていたとしても、外部電線から発生する外部磁界の磁束はほとんどがシールド部材６中を通過することになるため、外部磁界の磁束は検出コイルＬと鎖交せず、これにより外部磁界によって検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止できる。しかも、シールド部材６が突部６ａを介してプリント基板８の安定電位点に電気的に接続されているので、輻射ノイズに対してさらに大きなシールド効果を得ることができる。
【００５８】
さらに、ポジションセンサは、検出コイルＬが収納される収納部である第１収納室５０ｂと、コア２をその軸方向に摺動自在に支持する支持部７とを有する筐体４を備え、支持部７は、絶縁材料を用いて形成されているので、コア２の開口部２ａが支持部７を通る際に、コア２の周方向における開口部２ａの両縁部が支持部７によって短絡されることがないから、開口部２ａが設けられているにもかかわらずコア２に渦電流が流れてしまうことを防止でき、これにより検出コイルＬのインピーダンスの低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【００５９】
ところで、図１（ａ）〜（ｄ）に示すコア２では、コア２の可動範囲（ストローク）内においてコア２が検出コイルＬ内に最も没入した状態で、検出コイルＬ内に位置するコア２の部分Ｐにおいて、検出コイルＬの一端部（図１（ｂ）における左端部）に対応する部位に開口部２ａを設けているが、図５に示すように、コア２の部位Ｐにおいて、検出コイルＬの他端部（図１（ｂ）における右端部）に対応する部位に開口部２ｂを設けるようにしてもよく、このようにすれば、検出コイルＬの両端部におけるインピーダンスの増加量の低下に起因するコア２の変位に対するインピーダンスの直線性の悪化を改善でき、これによりコア２の変位に対するインピーダンスの直線性をさらに向上できるという効果を奏する。
【００６０】
以上述べた本実施形態のポジションセンサは、直線型（直線運動タイプ）のポジションセンサであったが、本発明のポジションセンサは、このような直線型のものに限られるものではなく、回転型のポジションセンサにも採用できる。尚、状況に応じて検出コイルの数を増やしてもよいし、コアの形状も円筒のものに限らず、角筒状のものであってもよい。また尚、筐体４の形状の上記のものに限られるものではなく、状況に応じて好適な形状のものを用いればよい。これらの点は後述する実施形態２〜５のポジションセンサにおいても同様である。
【００６１】
（実施形態２）
本実施形態のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態１のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の検出部は、コア２と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３と、これらを収納する筐体４に加えて、図６（ａ），（ｂ）に示すような絶縁材料製の補強部９０を備えている。
【００６３】
補強部９０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、コア２の内面全面に密着するようにしてコア２の内部に設けられているものであり、例えば、コア２の内部に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。尚、補強部９０は、絶縁性材料を用いてコア２の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されたものであってもよい。この場合、補強部９０は、コア２の内部に挿入されるとともに、接着剤等を用いて外周面がコア２の内面全面に密着されることで、コア２に取り付けられる。
【００６４】
したがって、本実施形態のポジションセンサでは、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、コア２の内部に絶縁材料製の補強部９０が設けられているので、コア２が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。加えて、補強部９０は、コア２の内面全面に密着しているから、コア２の開口部２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００６５】
尚、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、コア２の外面に、互いに対向するように一対の開口部２ａ，２ａを設けるようにしてもよい。
【００６６】
（実施形態３）
本実施形態のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態１のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
本実施形態の検出部は、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３と、図７（ａ）に示すようなコア２１と、補強部９１とを備えている。
【００６８】
コア２１は、上記実施形態１のコア２と同様のものであるが、コア２１の軸方向に直交する方向における開口部２ａの両内側面に、それぞれコア２内に突出する係合突起２１ａ，２１ａが一体に設けられている点で異なっている。
【００６９】
補強部９１は、コア２１の内面全面に密着するようにしてコア２１の内部に設けられているものであり、例えば、コア２１の内部及び開口部内に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。このとき、コア２１には、上述したように係合突起２１ａ，２１ａが設けられているため、補強部９１には、各係合突起２１ａ，２１ａに対応する係合孔部９１ａ，９１ａが設けられることになる。
【００７０】
尚、補強部９１、絶縁性材料を用いてコア２１の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されるとともに、コア２１の一対の係合突起２１ａ，２１ａにそれぞれ対応する係合孔部９１ａ，９１ａが設けられているものであってもよい。この場合、補強部９１は、コア２１の内部に挿入されるとともに、接着剤等を用いて外周面がコア２の内面全面に密着され、さらに係合孔部９１ａ，９１ａにそれぞれ係合突起２１ａ，２１ａが挿入、係合されることで、コア２１に取り付けられる。
【００７１】
したがって、本実施形態のポジションセンサでは、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、コア２１の内部に絶縁材料製の補強部９１が設けられているので、コア２１が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。加えて、補強部９１は、コア２１の内面全面に密着しているから、コア２１の開口部２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００７２】
また、コア２１と補強部９１との密着性が悪化した場合でも、補強部９１の係合孔部９１ａにコア２１の係合突起２１ａが係合されていることによって、コア２１の開口部２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００７３】
（実施形態４）
本実施形態のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態１のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の検出部は、コア２と検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３とに加えて、図７（ｂ）に示すような絶縁材料製の封止部９２を備えている。
【００７５】
封止部９２は、絶縁性材料を用いて形成されており、図７（ｂ）に示すように、コア２の内面全面に密着するようにしてコア２の内部に設けられる補強部９２ａと、コア２の外面全面を覆う被覆部９２ｂとを一体に備えている。
【００７６】
ここで、補強部９２ａは、コア２の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されており、被覆部９２ｂは、コア２の外径と同程度の内径を有する円筒状に形成されている。そして、これら補強部９２ａと被覆部９２ｂは、コア２の開口部２ａを介して一体に連結されている。
【００７７】
このような封止部９２は、所定形状の金型内にコア２を収納し、前記金型内に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。
【００７８】
したがって、本実施形態のポジションセンサでは、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、コア２の内部に絶縁材料製の補強部９２ａが設けられているので、コア２が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏し、加えて、補強部９２ａがコア２の内面全面に密着しているから、コア２の開口部２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【００７９】
また、コア２は、開口部２ａを介して補強部９２ａと一体に連結されている被覆部９２ｂにより外面全面が覆われているので、コア２が導電性を有する支持部７に支持されていても、コア２の開口部２ａが支持部７を通る際に、コア２の周方向における開口部２ａの両縁部が支持部７によって短絡されることがない。これにより、開口部２ａが設けられているにもかかわらずコア２に渦電流が流れてしまうことが防止でき、その結果、検出コイルＬのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏する。しかも、コア２と補強部９２ａとの密着性が悪化した場合でも、コア２の開口部２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことがないという効果を奏する。
【００８０】
（実施形態５）
本実施形態のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態１のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
本実施形態の検出部は、コア２と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３とを備えるとともに、図８に示すように、コア２が内部に挿入された状態で収縮される熱収縮チューブ９３を備えている。
【００８２】
熱収縮チューブ９３は、図８に示すように、加熱されることで体積が減少する（収縮する）絶縁性の樹脂材料を用いて略円筒状に形成されており、その内径は、加熱前にはコア２の外径以上であり、加熱後にはコア２の外径以下となるような大きさに設定されている。このような熱収縮チューブ９３は、コア２に被嵌された後に加熱され、これにより図８に示すように収縮して、熱収縮チューブ９３の内面がコア２の外面に密着される。このとき、熱収縮チューブ９３の一部は、図８に示すように、コア２の開口部２ａ内に入り込むことになる。
【００８３】
したがって、本実施形態のポジションセンサでは、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、コア２は、絶縁性を有する熱収縮チューブ９３により外面全面が覆われているので、コア２が導電性を有する支持部７に支持されていても、コア２の開口部２ａが支持部７を通る際に、コア２の周方向における開口部２ａの両縁部が支持部７によって短絡されることがない。これにより、開口部２ａが設けられているにもかかわらずコア２に渦電流が流れてしまうことが防止でき、その結果、検出コイルＬのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏する。その上、熱収縮チューブ９３の一部がコア２の開口部２ａ内に入り込むため、開口部２ａを閉じるようにコア２を圧縮する外力がかけられた場合でも、開口部２ａの内面同士が接触して短絡されて、渦電流が流れてしまうことがないという効果を奏する。
【００８４】
ところで、特許文献１に示すように、従来のポジションセンサでは、コアとしては鉄等の磁性材料を用いて略丸棒状に形成されたものを用いているが、このような従来のコアは、非常に重いために機械的な共振周波数が低く、コアが振動し易いという問題があった。特に、従来のポジションセンサでは、コアは一端でのみ検出対象の移動体に連結された状態、所謂片持ち状態で用いられるため、コアが細長くなればなるほど（すなわち、コアの軸方向に直交する方向の寸法に対する軸方向の寸法（ストローク）の比率が大きくなればなるほど）、共振周波数が低なって、コアが振動し易くなってしまう。
【００８５】
このようにコアが振動し易いものであると、コアの振動によるノイズが生じ易くなってしまい、これが検出精度の悪化の一つの原因になっていた。
【００８６】
以下に説明する例１〜例６のポジションセンサは、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、コアが振動し難いポジションセンサ用の検出部、及びポジションセンサを提供することにある。
【００８７】
例１のポジションセンサは、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２１とを備え、コア２１は筒状に形成されている。
【００８８】
以下に、このポジションセンサについてさらに詳しく説明する。例１のポジションセンサは、検出コイルＬが巻装されるコイルボビン３と、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２１と、これらを収納する筐体４とを有するポジションセンサ用の検出部１１と、検出部１１の検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路（図示せず）、及び当該駆動回路が出力する定電流と検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２１と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路（図示せず）が設けられたプリント基板８とを備えている。
【００８９】
ここで、プリント基板８は、上述したように検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路と、駆動回路が出力する定電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２１と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路とを構成する電子部品が表面側（図９（ｂ）における右面側）に実装されたプリント配線板からなり、裏面側（図９（ｂ）における左面側）には、グラウンド等の安定電位点用の配線パターン（図示せず）が形成されている。また、プリント基板８の表面側の端部には、プリント基板８に外部回路の電源線等を接続するための接続部８０が設けられている。尚、プリント基板８に設けられる上記の駆動回路及び信号処理回路は、従来周知のものを採用することができるから、ここでは説明を省略する。
【００９０】
検出部１１は、図１に示すように、コア２１と、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３とで構成されている。尚、図９（ａ）では説明の簡略化のために、図９（ｂ）に比べてコイルボビン３の形状を簡略化して図示している。また尚、図９（ａ）では、筐体４を省略している。この点は、図１０（ａ），（ｂ）においても同様である。
【００９１】
コア２１は、図９（ａ）に示すように、磁性金属として炭素の含有量が約０．０２％以下の鉄である純鉄を用いて、例えば外径φが３ｍｍ、厚みｔが０．３ｍｍの長尺の円筒状に形成されている。また、その長さは少なくとも検出コイルＬの軸方向の長さ以上の長さに形成されている。
【００９２】
ここで、コア２１は円筒状に形成されているので、同寸法であれば特許文献１に示されているような従来の棒状のコアに比べて質量を軽くすることができるとともに、機械的な共振周波数を高くすることができ、これにより従来のコアに比べて振動し難くなるという効果を奏する。尚、上述したようにコア２１を円筒等の中空の形状とした際には、棒状のコアと比較してインダクタンスの損失が懸念されるが、検出コイルＬを駆動するための電流の周波数は、一般的には数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚであり、このような電流の表皮深さは、数十〜数百μｍであるから、厚みｔが０．３ｍｍであるようなコア２１によれば、インダクタンスの損失が生じることはない。そのため、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数を有する電流に対しては、従来のコアと同様のインダクタンスを有している。
【００９３】
コイルボビン３は、例えば絶縁性を有する樹脂材料等を用いて形成されており、図９（ｂ）に示すように、両端が開口した長尺円筒状の巻胴部３ａと、巻胴部３ａの一端側（図９（ｂ）における右端側）に一端開口を閉塞するように形成される円盤状の第１鍔部３ｂと、巻胴部３ａの他端側（図９（ｂ）における左端側）に形成される円形状の第２鍔部３ｃとを一体に備えている。ここで、巻胴部３ａは、軸方向（図９（ｂ）における左右方向）の長さ寸法が、検出コイルＬの軸方向の長さ寸法と略同じ大きさに形成されるとともに、内径がコア２１の外径よりも大きく形成されており、これによりコア２１がコイルボビン３内に自在に出没できるようにしている。また、巻胴部３ａと各鍔部３ｂ，３ｃは、互いの中心軸が一致するように設けられている。以上述べたコイルボビン３の巻胴部３ａには、検出コイルＬが、コイルボビン３の軸方向を巻軸方向として巻装されている。
【００９４】
筐体４は、検出部１１のコイルボビン３、及びプリント基板８を収納するケース５と、ケース５内に収納されたコイルボビン３の検出コイルＬの外周面を覆うシールド部材６と、コア２１をコイルボビン３に出没する方向に摺動自在に支持する支持部７とで構成されている。
【００９５】
ケース５は、一面（図９（ｂ）における左面）及び他面（図９（ｂ）における右面）が開口した円筒状の本体部５０と、本体部５０の他面開口を閉塞する円盤状の底板部５１とで構成されている。本体部５０は、例えば絶縁性を有する樹脂材料を用いて、一面及び他面が開口した円筒状に形成されるとともに、一体に形成された中板部５０ａによって内部が一面側と他面側に仕切られている。ここで、本体部５０内において中板部５０ａより一面側の空間部は、コイルボビン３をシールド部材６及び支持部８とともに収納する第１収納室５０ｂとして用いられ、本体部５０内において中板部５０ａより他面側の空間部は、プリント基板４を収納する第２収納室５０ｃとして用いられる。また、本体部５０の側面には、第２収納室５０ｃと本体部５０の外部とを連通する孔部５０ｄが設けられており、この孔部５０ｄは、第２収納室５０ｃ内のプリント基板４を外部回路等に接続するための接続部４０を筐体５の外部に臨ませるために用いられる。一方、中板部５０ａには、第１収納室５０ｂと第２収納室５０ｃとを連通する連通孔５０ｅが設けられており、この連通孔５０ｅは、後述するシールド部材６の突部６ａを第２収納室５０ｃ側に露出させるために用いられる。
【００９６】
シールド部材６は、外部電線により生じる磁界等の外部磁界によって、検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止するためのものであり、例えば鉄等の強磁性材料を用いて略円筒状に形成されている。また、シールド部材６の他端（図９（ｂ）における右端）開口縁部には、前述した棒状の突部６ａが一体に突設されている。このようなシールド部材６は、本体部５０の第１収納室５０ｂに収納できる程度の大きさに形成されるとともに、内部にコイルボビン３を収納できる程度の大きさに形成されている。尚、プリント基板８の安定電位点に接続される突部６ａの下面に半田めっき又は金めっき等を施せば、プリント基板８との接触信頼性を向上できるため、突片６ａには半田めっき又は金めっきを施すことが望ましい。
【００９７】
支持部７は、例えば絶縁性を有する材料を用いて、コイルボビン３の第２鍔部３ｃの外径と同程度の外径、すなわちシールド部材６の内部に収納できる程度の大きさを有する略円柱状に形成されている。さらに、支持部７には、その軸方向（図９（ｂ）における左右方向）に、コア２１が摺動自在に貫挿される軸受孔７ａが貫設されており、この軸受孔７ａと支持部７の中心軸は略一致するように設定されている。
【００９８】
本例のポジションセンサは、以上述べた部品を用いて次のようにして組み立てられている。すなわち、ケース５の第１収納室５０ｂには、上述したように検出コイルＬが巻胴部３ａに巻装されたコイルボビン３が第１鍔部３ｂを中板部５０ａに当接させるようにして収納されるとともに、このコイルボビン３（検出コイルＬ）の外周面と第１収納室５０ｂの内周面との隙間に、シールド部材６が突片６ａを中板部５０ａの連通孔５０ｅに貫挿させた状態で収納される。この後に、支持部７がシールド部材６の内部に挿入されるとともに、コイルボビン３の第２鍔部３ｃに固定される。そして、このように固定された支持部７の軸受孔７ａにコア２１が貫挿され、これによりコア２１がコイルボビン３内（検出コイルＬ内）に出没自在に配置される。一方、ケース５の第２収納室５０ｃには、プリント基板８が、中板部５０ａに固定された状態で収納され、このとき、中板部５０ａの連通孔５０ｅより露出するシールド部材６の突片６ａが、上述したプリント基板８の安定電位点用の配線パターンに接触接続される。最後に、ケース５の他面開口を閉塞するようにして底壁部５１が本体部５０に取り付けられ、これにより図９（ｂ）に示すようなポジションセンサが得られる。
【００９９】
このようにして得られたポジションセンサは、測定対象となる移動体（図示せず）に、シャフト等の連結手段（図示せず）を用いてコア２１が連結されるとともに、ケース５の孔部５０ｄを通してプリント基板８に外部の接続線等を接続した状態で使用に供される。
【０１００】
以上述べたポジションセンサによれば、コア２１が円筒状に形成されているので、同寸法であれば特許文献１に示されているような従来の棒状のコアに比べて質量を軽くすることができるとともに、機械的な共振周波数を高くすることができ、これにより従来のコアに比べて振動し難くなるという効果を奏する。
【０１０１】
また、コア２１は、応力や歪みによる磁気特性の変化が非常に小さい純鉄を用いて形成されているため、コア２１に応力がかかった場合でもコア２１の磁気特性がほとんど変化しなくなり、これによりコア２１の変形等に起因する検出コイルＬのインピーダンスの変化を防止できるという効果を奏する。
【０１０２】
さらに、ポジションセンサは、シールド部材６を備えているので、検出コイルＬの中心軸方向に交差する方向の外部電線がポジションセンサの検出部１１の近傍に配置されていたとしても、外部電線から発生する外部磁界の磁束はほとんどがシールド部材６中を通過することになるため、外部磁界の磁束は検出コイルＬと鎖交せず、これにより外部磁界によって検出コイルＬに誘導起電力が生じることを防止できる。しかも、シールド部材６が突部６ａを介してプリント基板８の安定電位点に電気的に接続されているので、輻射ノイズに対してさらに大きなシールド効果を得ることができる。
【０１０３】
ところで、以上述べたポジションセンサは、直線型（直線運動タイプ）のポジションセンサであったが、本発明のポジションセンサは、このような直線型のものに限られるものではなく、回転型のポジションセンサにも採用できる。尚、状況に応じて検出コイルの数を増やしてもよいし、コアの形状も円筒のものに限らず、角筒状のものであってもよい。また尚、筐体４の形状の上記のものに限られるものではなく、状況に応じて好適な形状のものを用いればよい。これらの点は後述する参考例２〜参考例６のポジションセンサにおいても同様である。
【０１０４】
例２のポジションセンサは、図１０（ａ）に示すように、中空の検出コイルＬと、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２２とを備え、コア２２は筒状に形成され、その外面には、軸方向の一端から他端まで軸方向に沿ってスリット２２ａが設けられている。尚、その他の構成は、例１のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
以下に、例２のポジションセンサについてさらに詳しく説明する。例２のポジションセンサは、図１０（ａ）に示すように、検出コイルＬが巻装されるコイルボビン３と、検出コイルＬ内に出没自在に設けられ検出コイルＬに対してその中心軸方向に相対変位する磁性金属製のコア２１と、これらを収納する筐体４とを有するポジションセンサ用の検出部１２と、検出部１２の検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の定電流を出力する駆動回路（図示せず）、及び当該駆動回路が出力する定電流と検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号をコア２１と検出コイルＬとの位置情報を示す出力信号に変換する信号処理回路（図示せず）が設けられたプリント基板８とを備えている。
【０１０６】
コア２２は、図１０（ａ）に示すように、磁性金属として炭素の含有量が約０．０２％以下の鉄である純鉄を用いて、例えば外径φが３ｍｍ、厚みｔが０．３ｍｍの長尺の円筒状に形成されている。また、その長さは少なくとも検出コイルＬの軸方向の長さ以上の長さに形成されている。したがって、実施形態６のコア２１と同様に、同寸法であれば特許文献１に示されているような従来の棒状のコアに比べて質量を軽くすることができるとともに、機械的な共振周波数を高くすることができ、これにより従来のコアに比べて振動し難くなるという効果を奏する。
【０１０７】
ところで、コア２２は、磁性金属（本例では純鉄）を用いて形成されているため、コア２２を検出コイルＬ内に挿入した際には、コア２２に検出コイルＬが発生する磁界を打ち消す渦電流（環状電流）が流れて、コア２２の変位に対する検出コイルＬのインピーダンスの変化量が減少することになる。
【０１０８】
そこで、このような渦電流を防止するために、本実施形態のコア２２の外面には、図１０（ａ）に示すように軸方向の一端から他端まで軸方向に沿って幅０．５ｍｍのスリット２２ａを設けている。尚、このようなスリット２２ａは、レーザ等を用いて形成することができる。また尚、板状の磁性金属をロール加工して断面略Ｃ字状とすることによっても得ることができる。
【０１０９】
以下に、上記のスリット２２ａによる効果を確かめるために行った試験の結果を示す。前述の試験は、以下に述べるポジションセンサａ，ｂのそれぞれについて、検出コイルへのコアの挿入量（変位）に対する検出コイルのインピーダンスの変化を測定したものである。
【０１１０】
ここで、ポジションセンサａは、本例のポジションセンサであり、コア２２としては、少なくとも検出コイル内で４３ｍｍのストロークを確保できる長さに形成したものを用いている。尚、コアのその他の寸法は上述したとおりである。ポジションセンサｂは、従来から用いられている丸棒状のコアを用いたポジションセンサであり、前記丸棒状のコアは、本例のコア２２と略同じ外形寸法に形成されているものである。尚、その他の条件（検出コイルの寸法や巻数、定電流回路や信号処理回路の動作条件（インピーダンスの測定周波数は７０ｋＨｚとした）等）は固定条件としている。
【０１１１】
この試験により得られた結果を図１１に示す。図１１を参照すれば明らかなように、ポジションセンサａは、ポジションセンサｂよりも全体的にインピーダンスが大きくなっていることがわかる。すなわち、コアにスリットを設けることによって渦電流の発生を防止でき、これにより、コアの変位に対するインピーダンスの変化量を大きくできるのである。
【０１１２】
したがって、以上述べた例２のポジションセンサによれば、上記例１のポジションセンサと同様の効果に加えて、コアの変位に対するインピーダンスの変化量を大きくすることができ、これにより高感度なポジションセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１１３】
さらに、ポジションセンサは、検出コイルＬが収納される収納部である第１収納室５０ｂと、コア２をその軸方向に摺動自在に支持する支持部７とを有する筐体４を備え、支持部７は、絶縁材料を用いて形成されているので、コア２２においてスリット２２ａが設けられた部位が支持部７の軸受孔７ａ内を通過する際に、スリット２２ａが支持部７により短絡されることがないから、支持部７を通ってコア２２に渦電流が流れることを防止でき、これにより検出コイルＬのインピーダンスの低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【０１１４】
ところで、図１０（ａ）に示すコア２２では、外面の軸方向の一端から他端まで、軸方向に沿って幅０．５ｍｍのスリット２２ａが設けられているが、このようなスリット２２ａは、必ずしも外面の軸方向における両端間に亘るように設ける必要はなく、図１０（ｂ）に示すように、コア２２において検出コイル内に出没される部位の一端から他端まで、設けられていればよい。また、図１０（ｂ）に示すように、このようなスリット２２ａを２つ設けるようにしてもよいし、さらに多くのスリット２２ａを設けるようにしてもよい。
【０１１５】
尚、このようなスリット２２ａは、軸方向に沿ったものである必要はなく、コアの外面を周方向において不連続となるように設けられていればよい。この点は、後述する例３〜６のポジションセンサにおいても同様である。また尚、状況に応じて検出コイルの数を増やしてもよいし、コアの形状も円筒のものに限らず、角筒状のものや、略Ｕ字状のものであってもよい。
【０１１６】
例３のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記例２のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
例３の検出部は、例２の構成に加えて、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、コア２２の内部には、コア２２の内面全面に密着する絶縁性材料製の補強部９４が設けられている。
【０１１８】
補強部９４は、上述したようにコア２の内面全面に密着するようにしてコア２の内部に設けられているものであり、例えば、コア２の内部に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。尚、補強部９４は、絶縁性材料を用いてコア２２の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されたものであってもよい。この場合、補強部９４は、コア２２の内部に挿入されるとともに、接着剤等を用いて外周面がコア２の内面全面に密着されることで、コア２２に取り付けられる。
【０１１９】
したがって、例３のポジションセンサでは、上記例２のポジションセンサと同様の効果を奏する上に、コア２２の内部に絶縁材料製の補強部９４が設けられているので、コア２２が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。加えて、補強部９４は、コア２２の内面全面に密着しているから、コア２２のスリット２２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまう（すなわちスリット２２ａの幅が大きくなるようにコア２２が広がってしまう）ことを防止できるという効果を奏する。
【０１２０】
ところで、このような補強部９４を用いる場合、複数の磁性金属製の板材を用いてコアを形成することができる。例えば、図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、一対の略半円筒状のコア片２３ａ，２３ａを、互いに密着しないようにして補強部９４に固着することによって、コア２３を構成するようにしてもよい。この場合、コア片２３ａ，２３ａ間の隙間が渦電流を防止するためのスリットとして用いられることになる。
【０１２１】
例４のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記例２のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
例４の検出部は、検出コイルＬが巻装されたコイルボビン３と、図１３（ａ）に示すようなコア２４と、補強部９５と、筐体４とを備え、コア２４のスリット２２ａの縁部にはコア２４の内側に突出する係合突起２４ａが設けられ、補強部９５には、係合突起２４ａに対応する係合孔部９５ａが設けられている。
【０１２３】
以下に、例４の検出部についてさらに詳細に説明する。コア２４は、上記例２のコア２２と同様のものであるが、コア２４のスリット２２ａの両内側面に、それぞれコア２２内に突出する係合突起２４ａ，２４ａが一体に設けられている点で異なっている。
【０１２４】
補強部９５は、コア２４の内面全面に密着するようにしてコア２４の内部に設けられているものであり、例えば、コア２４の内部及び開口部内に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。このとき、コア２４には、上述したように係合突起２４ａ，２４ａが設けられているため、補強部９１には、各係合突起２４ａ，２４ａに対応する係合孔部９５ａ，９５ａが設けられることになる。
【０１２５】
尚、補強部９５、絶縁性材料を用いてコア２４の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されるとともに、コア２４の一対の係合突起２４ａ，２４ａにそれぞれ対応する係合孔部９５ａ，９５ａが設けられているものであってもよい。この場合、補強部９５は、コア２４の内部に挿入されるとともに、接着剤等を用いて外周面がコア２４の内面全面に密着され、さらに係合孔部９５ａ，９５ａにそれぞれ係合突起２４ａ，２４ａが挿入、係合されることで、コア２４に取り付けられる。
【０１２６】
したがって、例４のポジションセンサでは、上記例２のポジションセンサと同様の効果を奏する上に、コア２４の内部に絶縁材料製の補強部９５が設けられているので、コア２４が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。加えて、補強部９５は、コア２４の内面全面に密着しているから、コア２４のスリット２２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまう（すなわちスリット２２ａの幅が大きくなるようにコア２４が広がってしまう）ことを防止できるという効果を奏する。
【０１２７】
また、コア２４と補強部９５との密着性が悪化した場合でも、補強部９５の係合孔部９５ａにコア２４の係合突起２４ａが係合されていることによって、コア２４のスリット２２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【０１２８】
例５のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記例２のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
例５の検出部は、例２の構成に加えて、図１３（ｂ）に示すような絶縁材料製の封止部９６を備えている。封止部９６は、絶縁性材料を用いて形成されており、図１３（ｂ）に示すように、コア２２の内面全面に密着するようにしてコア２２の内部に設けられる補強部９６ａと、コア２２の外面全面を覆う被覆部９６ｂとを一体に備えている。
【０１３０】
ここで、補強部９６ａは、コア２２の内径と同程度の外径を有する円柱状（丸棒状）に形成されており、被覆部９６ｂは、コア２２の外径と同程度の内径を有する円筒状に形成されている。そして、これら補強部９６ａと被覆部９６ｂは、コア２２のスリット２２ａを介して一体に連結されている。
【０１３１】
このような封止部９６は、所定形状の金型内にコア２２を収納し、前記金型内に液状の絶縁性樹脂を充填した後に硬化させることによって得ることができる。
【０１３２】
したがって、例５のポジションセンサでは、上記例２のポジションセンサと同様の効果を奏する上に、コア２２の内部に絶縁材料製の補強部９６ａが設けられているので、コア２２が窪んだり折れたりして変形してしまうことを防止できるという効果を奏し、加えて、補強部９６ａがコア２２の内面全面に密着しているから、コア２２のスリット２２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことを防止できるという効果を奏する。
【０１３３】
また、コア２２は、スリット２２ａを介して補強部９６ａと一体に連結されている被覆部９６ｂにより外面全面が覆われているので、コア２２が導電性を有する支持部７に支持されていても、コア２２のスリット２２ａが支持部７を通る際に、コア２２の周方向におけるスリット２２ａの両縁部が支持部７によって短絡されることがない。これにより、スリット２２ａが設けられているにもかかわらずコア２に渦電流が流れてしまうことを防止でき、その結果、検出コイルＬのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏する。しかも、コア２２と補強部９６ａとの密着性が悪化した場合でも、コア２２のスリット２２ａ近傍の部位が外側に突出するように変形してしまうことがないという効果を奏する。
【０１３４】
例６のポジションセンサは、検出部の構成に特徴があり、その他の構成は上記例２のポジションセンサと同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３５】
例６の検出部は、例２の構成に加えて、図１４に示すように、コア２２が内部に挿入された状態で収縮される熱収縮チューブ９７を備えている。
【０１３６】
熱収縮チューブ９７は、図１４に示すように、加熱されることで体積が減少する（収縮する）絶縁性の樹脂材料を用いて略円筒状に形成されており、その内径は、加熱前にはコア２２の外径以上であり、加熱後にはコア２２の外径以下となるような大きさに設定されている。このような熱収縮チューブ９７は、コア２２に被嵌された後に加熱され、これにより図１４に示すように収縮して、熱収縮チューブ９７の内面がコア２２の外面に密着される。このとき、熱収縮チューブ９７の一部は、図１４に示すように、コア２２のスリット２２ａ内に入り込むことになる。
【０１３７】
したがって、例６のポジションセンサでは、上記例２のポジションセンサと同様の効果を奏する上に、コア２２は、絶縁性を有する熱収縮チューブ９７により外面全面が覆われているので、コア２２が導電性を有する支持部７に支持されていても、コア２２のスリット２２ａが支持部７を通る際に、コア２２の周方向におけるスリット２２ａの両縁部が支持部７によって短絡されることがない。これにより、スリット２２ａが設けられているにもかかわらずコア２２に渦電流が流れてしまうことを防止でき、その結果、検出コイルＬのインピーダンスの低下を防止できるという効果を奏する。その上、熱収縮チューブ９７の一部がコア２２のスリット２２ａ内に入り込むため、スリット２２ａを閉じるようにコア２２を圧縮するような外力がかけられた場合でも、スリット２２ａの内面同士が接触して短絡されて、渦電流が流れてしまうことがないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】（ａ）は、実施形態１のポジションセンサ用の検出部の概略断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）においてコアが検出コイル内に最も没入した状態を示す説明図であり、（ｃ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図であり、（ｄ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
【図２】実施形態１のポジションセンサの概略断面図である。
【図３】コアの変位と検出コイルのインピーダンスの関係を示すグラフである。
【図４】コアの変位と直線性誤差の関係を示すグラフである。
【図５】実施形態１のポジションセンサの他例を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、実施形態２のポジションセンサのコアの概略断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ線における概略断面図であり、（ｃ）は、実施形態２のポジションセンサのコアの他例の概略断面図であり、（ｄ）は、同図（ｃ）のＤ−Ｄ線における概略断面図であり、
【図７】（ａ）は、実施形態３のポジションセンサのコアの概略断面図であり、（ｂ）は、実施形態４のポジションセンサのコアの概略断面図である。
【図８】実施形態５のポジションセンサのコアの概略断面図である。
【図９】（ａ）は、例１のポジションセンサ用の検出部の概略斜視図であり、（ｂ）は、ポジションセンサの要部の概略断面図である。
【図１０】（ａ）は、例２のポジションセンサ用の検出部の概略斜視図であり、（ｂ）は、例２のポジションセンサ用の検出部の他例の概略斜視図である。
【図１１】コアの変位と検出コイルのインピーダンスの関係を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、例３のポジションセンサのコアの概略断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ線における概略断面図であり、（ｃ）は、例３のポジションセンサのコアの他例の概略断面図であり、（ｄ）は、同図（ｃ）のＦ−Ｆ線における概略断面図である。
【図１３】（ａ）は、例４のポジションセンサのコアの概略断面図であり、（ｂ）は、例５のポジションセンサのコアの概略断面図である。
【図１４】例６のポジションセンサのコアの概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１    検出部
２    コア
２ａ  開口部
Ｌ    検出コイル
【図１】
2007304013.tif 000003
【図２】
2007304013.tif 000004
【図３】
2007304013.tif 000005
【図４】
2007304013.tif 000006
【図５】
2007304013.tif 000007
【図６】
2007304013.tif 000008
【図７】
2007304013.tif 000009
【図８】
2007304013.tif 000010
【図９】
2007304013.tif 000011
【図１０】
2007304013.tif 000012
【図１１】
2007304013.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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