(57)【要約】【課題】  小型化が可能な変位量検出装置を提供する。【解決手段】  金属製の被検出体１に対して所定の変位方向Ａ１に相対的に変位可能に保持された検出コイル２と、検出コイル２の電気的特性の変化に基いて検出コイル２に対する被検出体１の変位量を検出する検出回路とを備える。被検出体１は、検出コイル２の可動範囲を変位方向Ａ１に直交する方向において挟む２個の被検出部１１，１２を有する。被検出部１１，１２毎に、変位方向Ａ１での寸法がそれぞれ異なっている。被検出部１１，１２が１個だけ設けられる場合や被検出部１１，１２の寸法が共通とされる場合に比べ、検出可能な変位量の幅が大きくなる。すなわち、検出可能な変位量の幅に対して検出コイル２の寸法を小さくすることができるから、小型化が可能となる。【選択図】図１
2012255683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルと、
被検出体に対して前記検出コイルを所定の変位方向に相対的に変位可能に保持する保持手段と、
前記検出コイルの電気的特性の変化に基いて前記検出コイルに対する前記被検出体の変位量を検出する検出回路とを備え、
前記被検出体は、それぞれ導電性と磁性との少なくとも一方を有する材料からなる複数個の被検出部を有し、
各前記被検出部は、それぞれ、可動範囲の少なくとも一部において、前記検出コイルに対し、前記変位方向に直交する所定の対向方向から見て重なるものであって、
前記被検出部毎に、前記変位方向での寸法がそれぞれ異なっていることを特徴とする変位量検出装置。
【請求項２】
各前記検出コイルはそれぞれ軸方向を前記変位方向に交差する方向に向けた平面コイルであって、前記変位方向に直交する方向に電流が流れる直交部を互いに離間して３個以上有し、前記直交部間の間隔が不均一とされていることを特徴とする請求項１記載の変位量検出装置。
【請求項３】
各前記検出コイルはそれぞれ軸方向を前記変位方向に交差する方向に向けた平面コイルであって、前記変位方向に直交する方向での寸法を不均一とされていることを特徴とする請求項１記載の変位量検出装置。
【請求項４】
前記被検出体を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変位量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属製の被検出体と、この被検出体に対して相対的に変位する検出コイルとを備え、上記の変位に伴う検出コイルのインダクタンスの変化に基いて、上記の変位の大きさ（以下、「変位量」と呼ぶ。）を検出する変位量検出装置が提供されている。
【０００３】
上記のような変位量検出装置は、例えば、操作力を受けて本体に対して変位可能なハンドルを有する装置において、本体に対するハンドルの変位量の検出に用いられる。この場合、本体とハンドルとのうち、一方に検出コイルが固定され、他方に被検出体が固定される。
【０００４】
また、図５に示すように、被検出体１が、被検出体１から見た検出コイル２の変位の軌道に対し、該変位の方向（以下、「変位方向」と呼ぶ。）Ａ１に直交する方向（図５の紙面に直交する方向。以下、「対向方向」と呼ぶ。）の一方側にずらして配置された変位量検出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。検出コイル２の軸方向は対向方向に向けられる。このような変位量検出装置では、検出コイル２が発生させる磁束は主に対向方向に発生するから、対向方向から見た被検出体１と検出コイル２との重なりの大きさの変化に伴って、検出コイル２のインダクタンスが変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の変位量検出装置では、対向方向から見た被検出体１と検出コイル２との重なりの大きさが変化しなければ変位量の変化が検出できないことになるから、被検出体１と検出コイル２との両方について、変位方向Ａ１での寸法を、検出すべき変位量の幅よりも大きくする必要がある。このため、変位量検出装置が大型化しやすかった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、小型化が可能な変位量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の変位量検出装置は、検出コイルと、被検出体に対して前記検出コイルを所定の変位方向に相対的に変位可能に保持する保持手段と、前記検出コイルの電気的特性の変化に基いて前記検出コイルに対する前記被検出体の変位量を検出する検出回路とを備え、前記被検出体は、それぞれ導電性と磁性との少なくとも一方を有する材料からなる複数個の被検出部を有し、各前記被検出部は、それぞれ、可動範囲の少なくとも一部において、前記検出コイルに対し、前記変位方向に直交する所定の対向方向から見て重なるものであって、前記被検出部毎に、前記変位方向での寸法がそれぞれ異なっていることを特徴とする。
【０００９】
上記の変位量検出装置において、各前記検出コイルはそれぞれ軸方向を前記変位方向に交差する方向に向けた平面コイルであって、前記変位方向に直交する方向に電流が流れる直交部を互いに離間して３個以上有し、前記直交部間の間隔が不均一とされていてもよい。
【００１０】
また、上記の変位量検出装置において、各前記検出コイルはそれぞれ軸方向を前記変位方向に交差する方向に向けた平面コイルであって、前記変位方向に直交する方向での寸法を不均一とされていてもよい。
【００１１】
さらに、上記の変位量検出装置において、前記被検出体を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被検出部が１個だけ設けられる場合や、被検出部の寸法が共通とされる場合に比べ、検出可能な変位量の幅が大きくなる。すなわち、検出可能な変位量の幅に対して検出コイルの寸法を小さくすることができるから、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】同上における検出コイルの形状を示す説明図である。
【図３】同上における検出コイルのインダクタンスと変位量との関係を示す説明図である。
【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上における検出コイルの形状の変更例を示す説明図である。
【図５】従来例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施形態は、図１に示すように、金属製の被検出体１と、図示しない保持手段により被検出体１に対して所定の変位方向Ａ１に相対的に変位可能に保持された検出コイル２とを備える。被検出体１の材料としては例えばアルミや銅を用いることができる。また、上記の保持手段は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００１６】
検出コイル２は、プリント配線板２０上に形成された図２のような渦巻状の導電パターンからなる。プリント配線板２０の厚さ方向は変位方向Ａ１に直交する所定の対向方向Ａ２に向けられており、これにより、検出コイル２の軸方向も対向方向Ａ２に向けられている。また、検出コイル２は、長方形状の外形を有し、一組の辺（図１での上下の辺）を変位方向Ａ１に平行としている。
【００１７】
また、本実施形態は、上記のような相対的な変位に伴う検出コイル２の電気的特性の変化に基いて変位量を検出する検出回路（図示せず）を備える。上記の電気的特性としては一般的にはインダクタンスが用いられるが、これに限られず、例えばコンダクタンスを用いてもよい。本発明者の実験によれば、被検出体１が鉄からなる場合には、検出コイル２のコンダクタンスが変位量に対して線形的に増大することが確認されている。いずれの場合にも、検出回路は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００１８】
被検出体１は、検出コイル２の可動範囲に対して対向方向Ａ２の両側（すなわち検出コイル２の軸方向の両側）に１個ずつ、合計２個の被検出部１１，１２を有する。
【００１９】
各被検出部１１，１２は、それぞれ、可動範囲の少なくとも一部において、対向方向Ａ２から見て検出コイル２に重なる。各被検出部１１，１２はそれぞれ厚さ方向を対向方向Ａ２に向けた平板形状であって、変位方向Ａ１について一方の被検出部（以下、「第１被検出部」と呼ぶ。）１１の寸法は他方の被検出部（以下、「第２被検出部」と呼ぶ。）１２の寸法よりも検出コイル２の寸法ｄと同じだけ大きくされている。また、第２被検出部１２においても、変位方向Ａ１での寸法は検出コイル２の寸法ｄよりも大きくされており、検出コイル２の可動範囲には、対向方向Ａ２から見て第２被検出部１２に完全に重なるような位置が含まれている。
【００２０】
ここで、変位方向Ａ１から見て検出コイル２が第１被検出部１１に重なり始める位置での変位量を０とおき、そこから検出コイル２と第１検出部１１との重なりが大きくなる方向の変位量を正と定義する。本実施形態では、変位量が０からｄまでは、対向方向Ａ２から見て検出コイル２と第１検出部１１との重なりの大きさが変化することで検出コイル２の電気的特性が変化し、変位量がｄから２ｄまでは、対向方向Ａ２から見て検出コイル２と第２検出部１２との重なりの大きさが変化することで検出コイル２の電気的特性が変化する。すなわち、本実施形態において、全体として検出可能な変位量の幅は、変位方向Ａ１における検出コイル２の寸法ｄの２倍となる。
【００２１】
また、各被検出部１１，１２について、それぞれ、検出コイル２のインダクタンスを低下させる幅が、対向方向Ａ２から見た検出コイル２との重なりの面積に正比例し、且つその比例係数が被検出部１１，１２間で共通であると仮定すると、図３に示すように、上記の変位量の幅の全体について、検出コイル２のインダクタンスは変位量に対して直線的に変化することになる。
【００２２】
上記構成によれば、検出可能な変位量の幅の割に検出コイル２の寸法ｄを小さくすることによる小型化が可能である。
【００２３】
なお、変位方向Ａ１について被検出部１１，１２間での寸法の差を検出コイル２の寸法ｄよりも小さくした場合であっても、全体として検出可能な変位量の幅は検出コイル２の寸法ｄよりも大きくなる。また、被検出部１１，１２毎に寸法形状や材質を異ならせてもよい。
【００２４】
また、上記のような変位量の検出を可能とするためには、各被検出部１１，１２が導電性と磁性との少なくとも一方を有していればよい。
【００２５】
ところで、本実施形態のように検出コイル２が渦巻状の平面コイルからなる場合、検出コイル２が発生させる磁束密度は、検出コイル２の内周側ほど（つまり、より多くの導電パターンに囲まれた位置ほど）高くなる。このような磁束密度の分布のため、実際にはインダクタンスの変化は図３のような直線状とはならない。インダクタンスの変化を直線状とするためには、検出コイル２の形状を図４（ａ）（ｂ）のようにすることが考えられる。
【００２６】
図４（ａ）の例では、検出コイル２の最外周以外において、延長方向（すなわち電流が流れる方向）が幅方向Ａ３となっている部位である直交部２１間の間隔を、最内周に対して変位方向Ａ１の一方側と他方側とで異ならせている。具体的には、先に被検出部１１，１２に重なる一方側（図４（ａ）での左側）では他方側（図４（ａ）での右側）よりも上記の間隔を短くしている。本発明者の実験によれば、検出コイル２の形状を図４（ａ）のようにすることで、検出コイル２の形状が図２のようにされる場合に比べ、変位量とインダクタンスとの関係が直線に近くなることが確認されている。
【００２７】
図４（ｂ）の例では、検出コイル２において、変位方向Ａ１の一端側であって先に被検出部１１，１２に重なる一端側（図４（ｂ）での左側）から他端側（図４（ｂ）での右側）に向かって、幅方向Ａ３での寸法が徐々に小さくされている。このような検出コイル２であっても、検出コイル２の形状が図２のようにされる場合に比べ、変位量とインダクタンスとの関係が直線に近くなると考えられる。
【符号の説明】
【００２８】
１  被検出体
２  検出コイル
１１，１２  被検出部
２１  直交部
【図１】
2012255683.tif 000003
【図２】
2012255683.tif 000004
【図３】
2012255683.tif 000005
【図４】
2012255683.tif 000006
【図５】
2012255683.tif 000007