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公開番号2024064226
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022172660
出願日2022-10-27
発明の名称位置検出装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01D 5/20 20060101AFI20240507BHJP(測定;試験)
要約【課題】位置検出装置にて、高次成分に起因する検出体の位置検出の誤差を低減する。
【解決手段】送信コイル110の内側領域に配置された、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、それぞれ2つのコイルで構成される。第1受信コイル120は、検出体の回転に伴って生じる電気信号における電気角について所定の位相差を有する信号を出力する、第1コイル121および第2コイル122により構成される。第2受信コイル130は、電気角について所定の位相差を有し、コイル121、122とは異なる信号を出力する、第3コイル131および第4コイル132により構成される。所定の位相差は、±(180°±Y)/Xまたは180°±(180°±Y)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下)を満たす。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
位置検出装置であって、
回転体である検出体(30)と対向して配置された基板(100)と、
前記基板に形成された送信コイル(110)と、
前記基板の面方向に対する法線方向において、前記送信コイルの内側領域に配置された第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、
前記第1受信コイルが出力する検出信号と、前記第2受信コイルが出力する検出信号とに基づき、前記検出体の位置を導出する信号処理部(210)と、を備え、
前記第1受信コイルは、検出信号における電気角について所定の位相差を有する電気信号を出力する第1コイル(121)および第2コイル(122)を有してなり、
前記第2受信コイルは、前記電気角について前記所定の位相差を有すると共に、前記第1コイルおよび前記第2コイルとは異なる電気信号を出力する第3コイル(131)および第4コイル(132)を有してなり、
前記所定の位相差は、±(180°±Y°)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下の任意の数)を満たす、位置検出装置。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
位置検出装置であって、
回転体である検出体(30)と対向して配置された基板(100)と、
前記基板に形成された送信コイル(110)と、
前記基板の面方向に対する法線方向において、前記送信コイルの内側領域に配置された第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、
前記第1受信コイルが出力する検出信号と、前記第2受信コイルが出力する検出信号とに基づき、前記検出体の位置を導出する信号処理部(210)と、を備え、
前記第1受信コイルは、検出信号における電気角について所定の位相差を有する電気信号を出力する第1コイル(121)および第2コイル(122)を有してなり、
前記第2受信コイルは、前記電気角について前記所定の位相差を有すると共に、前記第1コイルおよび前記第2コイルとは異なる電気信号を出力する第3コイル(131)および第4コイル(132)を有してなり、
前記所定の位相差は、180°±(180°±Y)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下の任意の数)を満たす、位置検出装置。
【請求項3】
前記Yは、28.96°以下である、請求項1または2に記載の位置検出装置。
【請求項4】
前記Yは、5.73°以下である、請求項1または2に記載の位置検出装置。
【請求項5】
前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイルおよび前記第4コイルが出力する4つの前記電気信号は、振幅をAとし、前記電気角をθとし、前記所定の位相差をαとして、それぞれ、
sin

=Asinθ
sin

=Asin(θ-α)
cos

=Acosθ
cos

=Acos(θ-α)
の式で表され、
前記第1コイルおよび前記第2コイルが出力する前記電気信号は、sin

とsin

、およびcos

とcos

の2つの組み合わせのうち一方であり、
前記第3コイルおよび前記第4コイルが出力する前記電気信号は、前記2つの組み合わせのうちの他方である、請求項1または2に記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイルおよび前記第4コイルは、正弦曲線または余弦曲線を描くパターン形状である、請求項1または2に記載の位置検出装置。
【請求項7】
前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイルおよび前記第4コイルは、渦巻状のパターン形状である、請求項1または2に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記信号処理部は、前記第1受信コイルが出力する検出信号および前記第2受信コイルが出力する検出信号に基づいて、逆正接関数を演算することで前記検出体の位置を算出する、請求項1に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記第1受信コイルは、直列接続された前記第1コイルおよび前記第2コイルのそれぞれの前記電気信号が合成された前記検出信号を前記信号処理部に出力し、
前記第2受信コイルは、直列接続された前記第3コイルおよび前記第4コイルのそれぞれの前記電気信号が合成された前記検出信号を前記信号処理部に出力する、請求項1または2のいずれか1つ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、位置検出装置に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来より、検出体の位置を検出する位置検出装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、この位置検出装置は、検出体の導電性ターゲットに対して対向配置されると共に、1つの送信コイルと、正弦波状の第1の受信コイルと、正弦波状とされ、第1の受信コイルに対して位相シフトされた第2の受信コイルとを備える。
【0003】
そして、この位置検出装置は、送信コイルへの通電により検出体との間に磁界を生じさせ、第1、第2の受信コイルと検出体との間における磁界の変化により生じる検出信号に基づいて検出体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
国際公開第2021/150906号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この種の位置検出装置は、検出体の回転に伴って生じる検出信号における電気角をθとしたとき、検出信号にはXθ(X:2以上の整数)で表される高次成分が重畳される。検出信号における高次成分は、位置検出の誤差の原因となる。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑み、検出信号における高次成分に起因する位置検出の誤差を低減可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための請求項1は、位置検出装置であって、回転体である検出体(30)と対向して配置された基板(100)と、基板に形成された送信コイル(110)と、基板の面方向に対する法線方向において、送信コイルの内側領域に配置された第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、第1受信コイルが出力する検出信号と、第2受信コイルが出力する検出信号とに基づき、検出体の位置を導出する信号処理部(210)と、を備え、第1受信コイルは、検出信号における電気角について所定の位相差を有する電気信号を出力する第1コイル(121)および第2コイル(122)を有してなり、第2受信コイルは、電気角について所定の位相差を有すると共に、第1コイルおよび第2コイルとは異なる電気信号を出力する第3コイル(131)および第4コイル(132)を有してなり、所定の位相差は、±(180°±Y)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下)を満たす。
【0008】
これによれば、第1コイルおよび第2コイルにより構成された第1受信コイルと、第3コイルおよび第4コイルにより構成された第2受信コイルとを備え、これらからの検出信号に基づいて検出体の位置を算出する。第1コイル、第2コイル、第3コイルおよび第4コイルは、それぞれ、検出体の回転に伴って電気信号を出力する。第1コイルおよび第2コイルは、電気角について所定の位相差を有する電気信号を出力する。また、第3コイルおよび第4コイルの電気信号は、電気角について所定の位相差を有し、第1コイルおよび第2コイルの電気信号とは異なる電気信号を出力する。そして、所定の位相差が±(180°±Y)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下)を満たすことで、Xθの高次成分がキャンセルあるいは所定以下に低減されることとなり、高次成分に起因する検出体の位置検出の誤差を低減可能となる。
【0009】
請求項2に記載の位置検出装置は、回転体である検出体(30)と対向して配置された基板(100)と、基板に形成された送信コイル(110)と、基板の面方向に対する法線方向において、送信コイルの内側領域に配置された第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、第1受信コイルが出力する検出信号と、第2受信コイルが出力する検出信号とに基づき、検出体の位置を導出する信号処理部(210)と、を備え、第1受信コイルは、検出信号における電気角について所定の位相差を有する電気信号を出力する第1コイル(121)および第2コイル(122)を有してなり、第2受信コイルは、電気角について所定の位相差を有すると共に、第1コイルおよび第2コイルとは異なる電気信号を出力する第3コイル(131)および第4コイル(132)を有してなり、所定の位相差は、180°±(180°±Y)/X(X:2以上の整数、Y:0°以上60°以下の任意の数)を満たす。
【0010】
これによっても、請求項1に記載の位置検出装置と同様の効果が得られる。
(【0011】以降は省略されています)

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