特許ウォッチ

公開番号2025157917
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024060273
出願日2024-04-03
発明の名称変位検出装置
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類G01D 5/20 20060101AFI20251008BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来技術に対して低周波の励起電流を使用して高応答化された変位検出装置を提供する。
【解決手段】
蛇行する第1コイル配線を有するステータ10と、蛇行する第2コイル配線を有するスライダ12と、を第1コイル配線と第2コイル配線を向かい合わせて配置し、第1コイル配線に供給する励磁電流に応じて第2コイル配線に誘起される誘起電圧のレベルが変化するように構成され、誘起電圧のレベルに応じたパルス列信号のパルス数を計数する一方で、パルス列信号に基づいて誘起電圧が零になるように励磁電流の振幅又は位相を制御するとともに、誘起電圧が零になるまでに計数したパルス数から第1コイル配線と第2コイル配線との相対的な位置関係を検出する変位検出装置であって、第1コイル配線と第2コイル配線との間に、第1コイル配線及び第2コイル配線の蛇行形状が連続する方向に沿って磁性の異なる部材を交互に配置した変調子が配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蛇行する第１コイル配線を有するステータと、蛇行する第２コイル配線を有するスライダと、を前記第１コイル配線と前記第２コイル配線を向かい合わせて配置し、
前記第１コイル配線に供給する励磁電流に応じて前記第２コイル配線に誘起される誘起電圧のレベルが変化するように構成され、前記誘起電圧のレベルに応じたパルス列信号のパルス数を計数する一方で、前記パルス列信号に基づいて前記誘起電圧が零になるように前記励磁電流の振幅又は位相を制御するとともに、前記誘起電圧が零になるまでに計数したパルス数から前記第１コイル配線と前記第２コイル配線との相対的な位置関係を検出する変位検出装置であって、
前記第１コイル配線と前記第２コイル配線との間に、前記第１コイル配線及び前記第２コイル配線の蛇行形状が連続する方向に沿って磁性の異なる部材を交互に配置した変調子が配置されていることを特徴とする変位検出装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
請求項１に記載の変位検出装置であって、
前記第１コイル配線に励磁電流を供給することによって生ずる磁場の磁極対数Ｐｓｔ、前記第２コイル配線の磁極対数Ｐｓｌ、及び、前記変調子の磁極対数Ｐｍである場合に、Ｐｍ＝｜Ｐｓｔ±Ｐｓｌ｜の関係が成立していることを特徴とする変位検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の変位検出装置であって、
前記変調子における前記磁性の異なる部材は、非磁性体と磁性体であることを特徴とする変位検出装置。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の変位検出装置であって、
前記誘起電圧において前記励磁電流の基本周波数とは異なる周波数成分を発生させ、当該周波数成分を用いて前記ステータと前記スライダとの相対変位量を計測することを特徴とする変位検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の変位検出装置であって、
回転体に適用され、
前記誘起電圧における前記基本周波数を用いて前記回転体の回転の角度検出を行い、
前記誘起電圧における前記基本周波数と異なる周波数を用いて前記回転体の軸方向又は径方向の変位検出を行うことを特徴とする変位検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対変位量を計測する変位検出装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一次側の２つのコイルに供給する励磁電流の振幅を制御することにより二次側のコイルに誘起される誘起電圧が零になるように制御し、発生するパルス数を計数することによって１次側のコイルと２次側のコイルとの相対的な位置関係を検出する電磁誘導式の位置検出器が開示されている（特許文献１）。誘起電圧の処理系統を２系統設け、各系統において処理する信号の周波数を変え、高周波数の信号を処理する系統のデジタルデータをスケーリングして低周波数の信号を処理する系統のデジタルデータに加算することによって、クロック周波数を上げることなく、また分解能を低下させることなく応答速度を向上させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－１８０２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記電磁誘導式変位検出器においては、単一周波数(低周波)信号による励磁が行われているため、低周波信号とクロック周波数で決まる応答性と分解能を超えた変位、すなわち低周波の応答性で対応できない瞬時的な変位が生じた場合に変位検出が困難となる問題がある。
【０００５】
また、高応答性を得るために基本周波数を高周波として励磁する必要があり、低周波励磁を選択せざるを得ない場合に適用が困難になるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様は、蛇行する第１コイル配線を有するステータと、蛇行する第２コイル配線を有するスライダと、を前記第１コイル配線と前記第２コイル配線を向かい合わせて配置し、前記第１コイル配線に供給する励磁電流に応じて前記第２コイル配線に誘起される誘起電圧のレベルが変化するように構成され、前記誘起電圧のレベルに応じたパルス列信号のパルス数を計数する一方で、前記パルス列信号に基づいて前記誘起電圧が零になるように前記励磁電流の振幅又は位相を制御するとともに、前記誘起電圧が零になるまでに計数したパルス数から前記第１コイル配線と前記第２コイル配線との相対的な位置関係を検出する変位検出装置であって、前記第１コイル配線と前記第２コイル配線との間に、前記第１コイル配線及び前記第２コイル配線の蛇行形状が連続する方向に沿って磁性の異なる部材を交互に配置した変調子が配置されていることを特徴とする変位検出装置である。
【０００７】
ここで、前記第１コイル配線に励磁電流を供給することによって生ずる磁場の磁極対数Ｐｓｔ、前記第２コイル配線の磁極対数Ｐｓｌ、及び、前記変調子の磁極対数Ｐｍである場合に、Ｐｍ＝｜Ｐｓｔ±Ｐｓｌ｜の関係が成立していることが好適である。
【０００８】
また、前記変調子における前記磁性の異なる部材は、非磁性体と磁性体であることが好適である。
【０００９】
また、前記誘起電圧において前記励磁電流の基本周波数とは異なる周波数成分を発生させ、当該周波数成分を用いて前記ステータと前記スライダとの相対変位量を計測することが好適である。
【００１０】
また、回転体に適用され、前記誘起電圧における前記基本周波数を用いて前記回転体の回転の角度検出を行い、前記誘起電圧における前記基本周波数と異なる周波数を用いて前記回転体の軸方向又は径方向の変位検出を行うことが好適である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許