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公開番号2024101756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-30
出願番号2023005863
出願日2023-01-18
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 20060101AFI20240723BHJP(測定;試験)
要約【課題】S/N比を向上させることができる位置検出装置を提供する。
【解決手段】基板30と、基板30に配置され、交流電流の供給によって磁界を発生させる送信コイルと、基板30に対向し所定の移動方向に移動するように配置され、該磁界によって渦電流が流れることにより該磁界を相殺する磁界を発生させるターゲット22と、基板30において移動方向に並ぶように配置され、送信コイルが発生させた磁界を受信する複数の受信コイル34、35と、を備え、基板30において複数の受信コイル34、35が占める領域を受信領域301とし、移動方向における受信領域301の幅をw1とし、移動方向におけるターゲット22の幅をw2とし、Mを1以上3以下の整数とし、基準幅をw3=M/4×w1として、(M-1)/4×w1<w2<w3とされている。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
位置検出装置であって、
基板（３０）と、
前記基板に配置され、交流電流の供給によって磁界を発生させる送信コイル（３１、３２）と、
前記基板に対向し所定の移動方向（Ｄｃ）に移動するように配置され、該磁界によって渦電流が流れることにより該磁界を相殺する磁界を発生させるターゲット（２２、２３、２４、２５）と、
前記基板において前記移動方向に並ぶように配置され、前記送信コイルが発生させた磁界を受信する複数の受信コイル（３４、３５、３６、３７、４０、４１、４２、４３）と、を備え、
前記基板において複数の前記受信コイルが占める領域を受信領域（３０１、３０２、３０３、３０４）とし、
前記移動方向における前記受信領域の幅をｗ１とし、
前記移動方向における前記ターゲットの幅をｗ２とし、
Ｍを１以上３以下の整数とし、
基準幅をｗ３＝Ｍ／４×ｗ１として、
（Ｍ－１）／４×ｗ１＜ｗ２＜ｗ３とされている位置検出装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記受信コイルは、渦巻状部（３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ）を備えている請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記受信コイルは、波状部（３４ｄ、３４ｅ、３５ｄ、３５ｅ、３６ｄ、３６ｅ、３７ｄ、３７ｅ、４０ｄ、４０ｅ、４１ｄ、４１ｅ、４２ｄ、４２ｅ、４３ｄ、４３ｅ）を備えており、
Ｍ＝２である請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記基板は、円盤形状とされており、
前記受信領域は、前記基板の一部である扇台形状の領域とされており、
前記送信コイルは、前記受信領域の外周に沿って扇台形状に配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記基板は、円盤形状とされており、
前記送信コイルは、前記基板の周方向（Ｄｃ）に沿って円環状に配置されている請求項１ないし３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ものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
位置検出装置として、電磁誘導を利用した回転角度検出装置が知られている。例えば特許文献１に記載の回転角度センサは、基板と、基板に配置された送信コイルおよび受信コイルと、基板に対向するターゲットを備えている。送信コイルは、高周波電流を供給されることによって磁界を発生させるものであり、受信コイルは、この磁界を受信するものである。ターゲットは、送信コイルからの磁界によって渦電流が流れ、この磁界を相殺する磁界を発生させるものであり、ターゲットの位置によって受信コイルの出力が変化することを利用して、ターゲットの位置を検出することができる。受信コイルは４つ並んで配置されており、４つの受信コイルは０．２５周期ずつずれた正弦波状の信号を出力するようになっている。そして、１番目と３番目の受信コイルを直列に接続し、２番目と４番目の受信コイルを直列に接続することにより、信号振幅が増幅される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－７１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の構成では、ターゲットからの磁束を、１番目と３番目の受信コイルのうち一方のみに通すことにより、信号の振幅が大きくなる。また、ターゲットからの磁束を、２番目と４番目の受信コイルのうち一方のみに通すことにより、信号の振幅が大きくなる。
【０００５】
このように信号の振幅を大きくするためには、ターゲットの幅を、受信コイルが並んだ領域の幅の１／４、１／２あるいは３／４とすることが考えられる。しかしながら、ターゲットから発生する磁束は、ターゲットから基板表面に平行な方向の外側にも向かう。そのため、例えばターゲット幅を受信コイルが並んだ領域の幅の１／２とすると、ターゲットが２番目、３番目の受信コイルに対向しているときに、１番目、４番目の受信コイルにもターゲットからの磁束が入り、信号振幅が小さくなってＳ／Ｎ比が低下する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる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、請求項１に記載の発明では、位置検出装置であって、基板（３０）と、基板に配置され、交流電流の供給によって磁界を発生させる送信コイル（３１、３２）と、基板に対向し所定の移動方向（Ｄｃ）に移動するように配置され、該磁界によって渦電流が流れることにより該磁界を相殺する磁界を発生させるターゲット（２２、２３、２４、２５）と、基板において移動方向に並ぶように配置され、送信コイルが発生させた磁界を受信する複数の受信コイル（３４、３５、３６、３７、４０、４１、４２、４３）と、を備え、基板において複数の受信コイルが占める領域を受信領域（３０１、３０２、３０３、３０４）とし、移動方向における受信領域の幅をｗ１とし、移動方向におけるターゲットの幅をｗ２とし、Ｍを１以上３以下の整数とし、基準幅をｗ３＝Ｍ／４×ｗ１として、（Ｍ－１）／４×ｗ１＜ｗ２＜ｗ３とされている。
【０００８】
これによれば、（Ｍ－１）／４×ｗ１＜ｗ２＜ｗ３とされているため、複数の受信コイルに含まれる２つの受信コイルのうち一方をターゲットで覆うとともに、他方に入る磁束が低減された状態を作ることができる。したがって、受信コイルから出力される信号の振幅を増加させ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【０００９】
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】
【００１０】
第１実施形態における位置検出装置を部材軸方向に沿う方向視で表示し、その位置検出装置の概略構成を示した模式図である。
図１のII－II断面を示した断面図であって、位置検出装置の縦断面図である。
図１のIII－III断面を示した断面図であって、図２とは異なる向きで位置検出装置を示した縦断面図である。
第１実施形態において、位置検出装置が有する回転部材を単体で示した平面図である。
第１実施形態において、位置検出装置が有する基板を単体で示すと共に、その基板内の各コイルを模式的に示した図である。
図５のVI方向の矢視図であって、基板内の各送信コイルを模式的に示した図である。
図５に相当する図であって、その図５に表示された受信コイルを、その受信コイルが形成する受信領域に置き換えて表示した模式図である。
第１実施形態における位置検出装置のブロック図である。
第１実施形態において、第１一方側受信コイルに発生する第１電圧値の波形と、第２一方側受信コイルに発生する第２電圧値の波形とをそれぞれ例示した図である。
図１のX－X断面を示した断面図である。
第２実施形態における位置検出装置の断面図であって、図１０に相当する図である。
第３実施形態において、位置検出装置が有する基板を単体で示すと共に、その基板内の各コイルを模式的に示した図であって、図５に相当する図である。
第４実施形態において、位置検出装置が有する基板を単体で示すと共に、その基板内の各コイルを模式的に示した図であって、図５に相当する図である。
第５実施形態において、位置検出装置が有する基板を単体で示すと共に、その基板内の各コイルを模式的に示した図であって、図５に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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