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公開番号2024080472
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193691
出願日2022-12-02
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 20060101AFI20240606BHJP(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】変位可能な被検出体10の位置を検出する位置検出装置は、基板20、送信コイル30および受信コイル40を備える。基板20は、被検出体10と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、複数の渦巻部41同士を電気的に接続する接続線42、並びに、渦巻部41および接続線42に電気的に接続されて接続線42と並走する並走線43を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
変位可能な被検出体(10)の位置を検出する位置検出装置であって、
前記被検出体と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、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)、複数の前記渦巻部同士を電気的に接続する接続線(42)、並びに、前記渦巻部および前記接続線に電気的に接続されて前記接続線と並走する並走線(43)を有する受信コイル(40)と、を備える位置検出装置。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置されている、請求項1に記載の位置検出装置。
【請求項3】
前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、請求項1に記載の位置検出装置。
【請求項4】
前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置され、
さらに、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、請求項1に記載の位置検出装置。
【請求項5】
前記接続線は、複数の前記渦巻部同士の間で複数個所に設けられ、
前記並走線は、複数個所の前記接続線の少なくとも一部または全部に対応して設けられている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記接続線と前記並走線は、前記基板の異なる層に設けられている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の位置検出装置。
【請求項7】
前記接続線と前記並走線は、前記基板の同一の層に設けられている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記受信コイルは、
前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第1渦巻部(411)、所定の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第1渦巻部、前記一方の第1渦巻部と前記他方の第1渦巻部とを電気的に接続する第1接続線(412)、および、前記一方の第1渦巻部と前記他方の第1渦巻部と前記第1接続線に電気的に接続されて前記第1接続線と並走する第1並走線(413)を有する第1受信コイル(410)と、
前記送信コイルに印加される交流電流の別の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第2渦巻部(421)、別の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第2渦巻部、前記一方の第2渦巻部と前記他方の第2渦巻部とを電気的に接続する第2接続線(422)、および、前記一方の第2渦巻部と前記他方の第2渦巻部と前記第2接続線に電気的に接続されて前記第2接続線と並走する第2並走線(423)を有する第2受信コイル(420)と、を備え、
前記一方の第1渦巻部、前記一方の第2渦巻部、前記他方の第1渦巻部および前記他方の第2渦巻部は、この順に配置されている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記一方の第2渦巻部または前記他方の第2渦巻部を挟んで配置される前記一方の第1渦巻部と前記他方の第1渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で180deg異なるように、前記一方の第1渦巻部の中心と前記他方の第1渦巻部の中心との距離が設定され、
前記一方の第1渦巻部または前記他方の第1渦巻部を挟んで配置される前記一方の第2渦巻部と前記他方の第2渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で180deg異なるように、前記一方の第2渦巻部の中心と前記他方の第2渦巻部の中心との距離が設定されている、請求項8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 1,600 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、基板に実装された送信コイルおよび受信コイルと、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。受信コイルは、配線が渦巻き状に形成された複数の渦巻部と、その複数の渦巻部同士を電気的に接続する接続線とを有している。この位置検出装置は、送信コイルに交流電流を印加し、ターゲットの変位量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ものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
米国特許出願公開第2022/0011138A1号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の位置検出装置は、送信コイルに交流電流を印加すると、受信コイルのうちターゲットの開口部に対応する部位において渦巻部と接続線に誘導電流が発生する。本発明の発明者は、接続線に発生する誘導電流が、被検出体の変位量に応じて変化する受信コイルの出力電圧をオフセットさせる要因となることを見出した。その受信コイルの出力電圧のオフセット値が信号処理部(例えばIC)の信号調整範囲から外れてしまうと、位置検出の精度が悪化する課題がある。なお、オフセットとは、被検出体の変位量に応じて変化する出力電圧の波形の平均値が理想波形からプラス側またはマイナス側にずれることをいう。
【0005】
本発明は上記点に鑑みて、位置検出装置の検出精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、変位可能な被検出体(10)の位置を検出する位置検出装置であって、被検出体と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)、複数の渦巻部同士を電気的に接続する接続線(42)、並びに、渦巻部および接続線に電気的に接続されて接続線と並走する並走線(43)を有する受信コイル(40)と、を備える。
【0007】
これによれば、送信コイルに交流電流が印加されると、接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う。そのため、被検出体の変位量に応じて変化する受信コイルの特性値(例えば、出力電圧)の波形が理想波形からオフセットすることが抑制される。したがって、この位置検出装置は、受信コイルの特性値が信号処理部の調整範囲から外れることが防がれるので、検出精度を向上できる。
【0008】
なお、接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合うとは、磁界の全部が打ち消されるものであってもよく、または、磁界の一部が打ち消されるものであってもよい。
【0009】
また、この位置検出装置は、受信コイルが複数の渦巻部を有する構成としているので、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)を大きくすることが可能である。したがって、この位置検出装置は、受信コイルの出力電圧の振幅を大きくすることが可能となり、検出精度を向上できる。
【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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