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公開番号2024076731
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-06
出願番号2022188427
出願日2022-11-25
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 5/245 20060101AFI20240530BHJP(測定;試験)
要約【課題】位置検出装置の検出精度を向上する。
【解決手段】位置検出装置は、被検出体10、基板20、送信コイル30および受信コイル40を備える。被検出体10は、変位可能に設けられ、歯部11および開口部12を変位方向に並ぶように有する。基板20は、被検出体10に対向して配置される。送信コイル30は、基板20の面方向に延びる。受信コイル40は、配線が渦巻き状に形成されて被検出体10の変位方向に並び、送信コイル30への通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部41を有する。被検出体10の有する歯部11のうち前記変位方向にある外縁は、変位方向の一方または他方に向かい凹状または凸状の湾曲部13、131を有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
位置検出装置であって、
変位可能に設けられ、歯部（１１）および開口部（１２）を変位方向に並ぶように有する被検出体（１０）と、
前記被検出体に対向して配置される基板（２０）と、
前記基板の面方向に延びる送信コイル（３０）と、
配線が渦巻き状に形成されて前記被検出体の変位方向に並び、前記送信コイルへの通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部（４１）を有する受信コイル（４０）と、を備え、
前記歯部のうち前記変位方向にある外縁は、前記変位方向の一方または他方に向かい凹状または凸状の湾曲部（１３、１３１）を有している、位置検出装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記湾曲部は、ベジェ曲線状に形成されている、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記歯部のうち前記変位方向の一方側にある外縁は、前記変位方向の他方に向かい凹状の前記湾曲部（１３）を有し、
前記歯部のうち前記変位方向の他方側にある外縁は、前記変位方向の一方に向かい凹状の前記湾曲部（１３）を有している、請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記歯部において前記変位方向の一方の前記湾曲部と他方の前記湾曲部との前記変位方向の最短距離（Ｄ１）は、Ｎ個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より小さく、且つ、Ｎ－１個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より大きい、請求項１または２に記載の位置検出装置。
ただし、Ｎは２または３である。
【請求項５】
前記開口部において前記変位方向の一方の前記湾曲部と他方の前記湾曲部との前記変位方向の最遠距離（Ｄ４）は、４－Ｎ個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より大きく、且つ、５－Ｎ個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より小さい、請求項１または２に記載の位置検出装置。
ただし、Ｎは２または３である。
【請求項６】
前記歯部において前記変位方向の一方の前記湾曲部と他方の前記湾曲部との前記変位方向の最短距離は、１個分の前記渦巻部における前記変位方向の距離より小さく、且つ、０．５個分の前記渦巻部における前記変位方向の距離より大きい、請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記開口部において前記変位方向の一方の前記湾曲部と他方の前記湾曲部との前記変位方向の最遠距離は、３個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より大きく、且つ、３．５個分の前記渦巻部における前記変位方向の最遠距離より小さい、請求項１または２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ものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、被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に記載の位置検出装置は、配線が環状に巻かれた４個のコイル線を有する受信コイルとその受信コイルの外側を囲う送信コイルとが実装された基板、および、その基板に対向して配置されたターゲットなどを備えている。ターゲットの歯部のうちターゲットの回転方向の一方側にある外縁と他方側にある外縁はそれぞれ、ターゲットの径方向外側から径方向内側に向かい各歯部の中心から遠ざかるように傾斜している。また、その外縁は、径方向外側に向けた凸の湾曲形状となっている。この位置検出装置は、送信コイルに交流電流を印加した際に、ターゲットの変位に応じて変化する受信コイルの特性値（例えば出力電圧）に基づき、ターゲットの位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／０３２５４８３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の位置検出装置が備える受信コイルは、配線を四角形に巻いた４個のコイル線を有している。４個のコイル線はいずれも四角形の外周に沿って設けられており、四角形の内側に設けられていない。そのため、基板の単位面積当たりにおける受信コイルの配線の占有率（以下、占積率という)が小さいものとなっている。したがって、特許文献１に記載の位置検出装置は、ターゲットの変位に応じて変化する受信コイルの出力電圧の波形の振幅が小さく、検出精度が悪化する恐れがある。
【０００５】
ここで、本発明の発明者は、位置検出装置の受信コイルを、配線を渦巻状にした複数の渦巻部で構成とすることを検討した。これにより、受信コイルの配線の占積率を増加し、受信コイルの出力電圧の波形の振幅を大きくすることが可能となる。
【０００６】
受信コイルを複数の渦巻部で構成し、その占積率を大きくするよう最大設計を行った場合、ターゲットの有する歯部および開口部の形状に起因して受信コイルの出力電圧の波形が理想的な正弦波から大きくずれると、位置検出の精度が悪化するといった課題が生じる。この課題は、発明者の鋭意研究により見出されたものである。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、検出精度を高めることの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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、位置検出装置であって、変位可能に設けられ、歯部（１１）および開口部（１２）を変位方向に並ぶように有する被検出体（１０）と、被検出体に対向して配置される基板（２０）と、基板の面方向に延びる送信コイル（３０）と、配線が渦巻き状に形成されて被検出体の変位方向に並び、送信コイルへの通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部（４１）を有する受信コイル（４０）とを備える。歯部のうち前記変位方向にある外縁は、変位方向の一方または他方に向かい凹状または凸状の湾曲部（１３、１３１）を有している。
【０００９】
これによれば、発明者は、受信コイルが複数の渦巻部を有する構成において、歯部のうち変位方向にある外縁を湾曲形状とすることで、ターゲットの変位に応じて変化する受信コイルの出力電圧の波形が理想的な正弦波に近づくことを見出した。これにより、受信コイルの出力電圧から三角関数を利用してターゲットの位置をより正確に算出することが可能となる。したがって、この位置検出装置は、ターゲットの位置検出の精度を向上することができる。
【００１０】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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