(57)【要約】【課題】被検出部の測定範囲を広くとることができる位置検出装置を提供する。【解決手段】磁性体５及び非磁性体６の間に検出コイル３を配置し、被検出部２の移動に応じて磁性体５及び非磁性体６が連動して同一方向に動くようにする。このとき、磁性体５では、検出コイル３から生じる磁界を強める磁界が発生され、非磁性体６では、検出コイル３から生じる磁界を弱める磁界が発生される。これにより、磁性体５が検出コイル３に近づけば、検出コイル３のインダクタンスが増加し、非磁性体６が検出コイル３に近づけば、検出コイル３のインダクタンスが減少するので、インダクタンス変化のリニアリティが向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出部の移動に応じて検出コイルと検出対象との間の距離が変化することにより、前記検出コイルのインダクタンスが変化し、この変化から前記被検出部の位置を検出する位置検出装置において、
前記検出対象は、磁性が高い第１機能部と、磁性が低い第２機能部とを備え、当該第１機能部及び第２機能部の間に前記検出コイルが位置するように配置されている
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記検出対象は、金属から形成され、前記第１機能部は、磁性体からなり、前記第２機能部は、非磁性体からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記磁性体及び非磁性体は、ともに平板状に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記検出コイル、磁性体及び非磁性体は、全てが平行となるように配置されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出部の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検出部の位置を検出する位置検出装置として、被検出部と連動する金属部を検出コイルに対向配置させ、被検出部が移動したときの検出コイル及び金属部の間の距離変化を、検出コイルのインダクタンスの変化を基に検出する技術が周知である（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の位置検出装置においては、被検出部の測定範囲（フルスケール）を広くとるには、被検出部が移動したときのインダクタンスがリニアに変化することが好ましい。しかし、現実のところ、インダクタンス変化がリニアとなるものはなく、インダクタンス変化のリニアリティをよくして、測定範囲（フルスケール）を極力広くとりたいニーズがあった。
【０００５】
本発明の目的は、被検出部の測定範囲を広くとることができる位置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】
【０００６】
前記問題点を解決する位置検出装置は、被検出部の移動に応じて検出コイルと検出対象との間の距離が変化することにより、前記検出コイルのインダクタンスが変化し、この変化から前記被検出部の位置を検出する構成において、前記検出対象は、磁性が高い第１機能部と、磁性が低い第２機能部とを備え、当該第１機能部及び第２機能部の間に前記検出コイルが位置するように配置されている。
【０００７】
本構成によれば、磁性が高い第１機能部では、検出コイルから生じる磁界を強める磁界が発生され、逆に、磁性が低い第２機能部では、検出コイルから生じる磁界を弱める磁界が発生される。これにより、間に検出コイルを配置した第１機能部及び第２機能部が連動して検出コイルに対して移動するとき、第１機能部が検出コイルに近づくと、検出コイルのインダクタンスが増加し、第２機能部が検出コイルに近づくと、検出コイルのインダクタンスが減少する。このため、インダクタンス変化のリニアリティが向上することになる。よって、被検出部の測定範囲を広くとることが可能となる。
【０００８】
前記位置検出装置において、前記検出対象は、金属から形成され、前記第１機能部は、磁性体からなり、前記第２機能部は、非磁性体からなることが好ましい。この構成によれば、インダクタンス変化のリニアリティが向上するのに有利となるので、被検出部の測定範囲を広くとるのに一層有利となる。
【０００９】
前記位置検出装置において、前記磁性体及び非磁性体は、ともに平板状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、磁性体及び非磁性体が平板状という簡素な形状で済む。
【００１０】
前記位置検出装置において、前記検出コイル、磁性体及び非磁性体は、全てが平行となるように配置されていることが好ましい。この構成によれば、検出コイルにバランスよく磁界をかけることが可能となるので、必要とする所望のインダクタンス変化を満足させるのに有利となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位置検出装置において、被検出部の測定範囲を広くとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の位置検出装置の構成図。
【図２】検出コイル、磁性体及び非磁性体の構成の具体例を示す模式図。
【図３】位置検出装置の電気構成図。
【図４】従来位置付けの位置検出装置の構成図。
【図５】従来位置付けの位置検出装置のインダクタンス変化及びリニアリティ変化の波形図。
【図６】距離変動に対するインダクタンス変化の波形図。
【図７】距離変動に対するインダクタンス変化のリニアリティの波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、位置検出装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、位置検出装置１は、例えば直線往復動（同図の矢印Ｒ方向の往復動）する被検出部２の位置を検出するものとなっている。本例の位置検出装置１は、磁界（磁束）を検出する検出コイル３と、被検出部２の動きに応じて検出コイル３に付与される磁界を変化させる検出対象４とを備える。本例の検出コイル３は、巻線を四角状に複数周巻いた形状に形成されている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、検出対象４は、検出コイル３と対向するように配置された第１機能部４ａ及び第２機能部４ｂとを備える。第１機能部４ａ及び第２機能部４ｂは、ともに金属の部材（金属部）からなり、平板状（金属板）に形成される。本例の場合、第１機能部４ａが磁性体５からなり、第２機能部４ｂが非磁性体６からなる。検出コイル３、磁性体５及び非磁性体６は、ともに平行となるように配置されている。磁性体５及び非磁性体６は、両方とも同じ支持部７に取り付け固定されることにより、被検出部２の往復動時に連動する。磁性体５及び非磁性体６は、同一形状及び同面積に形成されている。磁性体５及び非磁性体６は、検出コイル３の全体を覆うことが可能となるように、少なくとも検出コイル３と同一、またはこれよりも大きな面積となるように形成されている。
【００１５】
図３に示すように、位置検出装置１は、検出コイル３に交流電圧（交流波）を印加する発振回路８と、検出コイル３及び抵抗９からなる直列回路１０とを備える。発振回路８は、定電圧の交流波を検出コイル３に流すことにより、検出コイル３に磁界を発生させる。被検出部２が動いたとき、検出コイル３及び検出対象４の間の距離が変化し、この距離変化に応じて検出コイル３のインダクタンスＬが変化する。
【００１６】
位置検出装置１は、検出コイル３から入力する検出信号Ｓｖを基に被検出部２の位置を演算する位置演算部１１を備える。本例の位置演算部１１は、検出コイル３及び抵抗９の分圧を、検出回路（検波回路）１２を通じて取り込み、検出回路１２から入力する検出信号Ｓｖを基に被検出部２の位置を演算する。被検出部２の位置変化により、検出コイル３のインダクタンスＬが変化すると、その変化に応じた検出信号Ｓｖが位置演算部１１に出力される。本例の位置演算部１１は、このインダクタンスＬの変化に応じて変化する検出信号Ｓｖを基に、被検出部２の位置を割り出す。
【００１７】
次に、図４〜図７を用いて、位置検出装置１の動作を説明する。
図４に、従来の位置付けの位置検出装置１の構成を図示する。従来位置付けの位置検出装置１においては、非磁性体からなる金属板１５のみが設けられ、これが検出コイル３に対向配置されている。そして、被検出部２が動いたとき、金属板１５が被検出部２に連動し、検出コイル３に対して離間又は接近する動きをとる。
【００１８】
図５に、従来位置付けの位置検出装置１について、インダクタンスＬの変化の波形図と、インダクタンス変化のリニアリティの波形図とを図示する。従来位置付けの位置検出装置１の場合、金属板１５が検出コイル３から離れるに従って、インダクタンスＬの変化量が徐々に低下していくことが分かる。すなわち、金属板１５及び検出コイル３の距離が離れるに従って、曲線の傾きが徐々に緩やかになっていく波形をとる。このため、インダクタンスＬの変化がリニア（直線状）にならず、被検出部２の測定範囲（フルスケール）が悪化する懸念があった。
【００１９】
図６に、本例の位置検出装置１のインダクタンスＬの変化の波形図を図示する。本例の位置検出装置１の場合、磁性体５及び非磁性体６の間に検出コイル３を配置し、被検出部２の動きに応じて、磁性体５及び非磁性体６が一体に同一方向に移動する。このとき、磁性体５（磁性体５の金属板）は、検出コイル３から生じる磁界を強める磁界を発生させる。一方、非磁性体６（非磁性体６の金属板）は、検出コイル３から生じる磁界を妨げる磁界を発生させる。これにより、非磁性体６が検出コイル３に近づくと、インダクタンスＬが減少し、これとは逆に、磁性体５が検出コイル３に近づくと、インダクタンスＬが増加する。これにより、被検出部２の初期位置からの移動量が大きくなっていっても、インダクタンスＬの変化量が確保される。すなわち、被検出部２の移動に対するインダクタンスＬの変化が、直線状に変化する波形に近いかたちをとる。
【００２０】
図７に、本例の位置検出装置１のインダクタンス変化のリニアリティの波形図を図示する。同図からも分かるように、本例の場合は、リニアリティが例えば５％〜−５％の範囲に収まり、リニアに近づく波形をとる。よって、位置検出装置１の測定範囲（フルスケール）の確保に有利となる。
【００２１】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）磁性体５及び非磁性体６の間に検出コイル３を配置し、被検出部２の移動に応じて磁性体５及び非磁性体６が連動して同一方向に動く。このとき、磁性体５では、検出コイル３から生じる磁界を強める磁界が発生され、逆に、非磁性体６では、検出コイル３から生じる磁界を弱める磁界が発生される。これにより、磁性体５が検出コイル３に近づけば、検出コイル３のインダクタンスＬが増加し、非磁性体６が検出コイル３に近づけば、検出コイル３のインダクタンスＬが減少する。このため、インダクタンス変化のリニアリティがよくなる。よって、被検出部２の測定範囲（フルスケール）を広くとることができる。
【００２２】
（２）検出コイル３を挟む一方の第１機能部４ａを磁性体５とし、他方の第２機能部４ｂを非磁性体６とした。よって、インダクタンス変化のリニアリティが向上するのに有利となるので、被検出部２の測定範囲を広くとるのに一層有利となる。
【００２３】
（３）磁性体５及び非磁性体６は、ともに平板状に形成されている。よって、磁性体５及び非磁性体６が平板状という簡素な形状で済む。
（４）検出コイル３、磁性体５及び非磁性体６は、全てが平行となるように配置されている。よって、検出コイル３にバランスよく磁界をかけることが可能となるので、必要とする所望のインダクタンス変化を満足させるのに有利となる。
【００２４】
（５）第１機能部４ａ（磁性体５）と第２機能部４ｂ（非磁性体６）とは、同一形状に形成されている。よって、検出コイル３にバランスよく磁界を発生させることが可能となるので、必要とする所望のインダクタンス変化を満足させるのに一層有利となる。
【００２５】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・被検出部２は、非磁性体６側に取り付くことに限らず、磁性体５側に配置されてもよい。
【００２６】
・検出コイル３、磁性体５及び非磁性体６は、同一軸心上に配置されることが好ましいが、軸心をずらして配置してもよい。
・磁性体５は、例えば鉄など、種々の材質が適用可能である。
【００２７】
・非磁性体６は、例えば銅など、種々の材質が適用可能である。
・第１機能部４ａは、磁性が高い材質のものであればよい。また、第２機能部４ｂは、第１機能部４ａよりも磁性が低い材質のものであればよい。
【００２８】
・第１機能部４ａ及び第２機能部４ｂは、例えば円板形状など、他の形状に適宜変更することができる。
・第１機能部４ａ及び第２機能部４ｂは、互いに異なる形状に形成されてもよい。
【００２９】
・被検出部２は、例えばスイッチやレバーなど、種々の部材が適用可能である。
・位置検出装置１は、種々の装置や機器に適用することが可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００３０】
（イ）前記位置検出装置において、前記第１機能部及び第２機能部は、同一形状に形成されている。この構成によれば、検出コイルにバランスよく磁界を発生させることが可能となるので、必要とする所望のインダクタンス変化を満足させるのに有利となる。
【符号の説明】
【００３１】
１…位置検出装置、２…被検出部、３…検出コイル、４…検出対象、４ａ…第１機能部、４ｂ…第２機能部、５…磁性体、６…非磁性体。
【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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