專利名稱：位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種檢測對象物的位移的位置傳感器。
背景技術(shù)：
以往就提供有各種檢測對象物的位移(例如，旋轉(zhuǎn)對象物的旋轉(zhuǎn)量、旋轉(zhuǎn)角度、或者旋轉(zhuǎn)位置)的位置傳感器，例如專利文獻(xiàn)I中所公開的那樣。該專利文獻(xiàn)I中記載的位移傳感器(位置傳感器)具備卷繞在由非磁性體構(gòu)成的筒狀芯上的檢測線圈、以及配置在檢測線圈內(nèi)側(cè)或者外側(cè)附近并能夠沿檢測線圈的軸向位移的筒狀導(dǎo)體。并且，從振蕩電路輸出與隨檢測線圈和導(dǎo)體的間距而變化的檢測線圈的電感相對應(yīng)的頻率的振蕩信號，并基于該振蕩信號對導(dǎo)體的位移進(jìn)行檢測。于是，通過將與對象物聯(lián)動的導(dǎo)體的位移作為檢測線圈的電感變化來進(jìn)行檢測，就能夠檢測對象物的位移。
然而，就專利文獻(xiàn)I所記載的位置傳感器而言，由于必須在導(dǎo)體內(nèi)插入芯，因此收納導(dǎo)體和芯的殼體的厚度尺寸就變大了，有難以薄型化的問題。于是，近年來人們在考慮能夠解決上述問題點(diǎn)的位置傳感器。下面，對這種位置傳感器用附圖進(jìn)行說明，另外，在下面的說明當(dāng)中，以圖6中的上下作為規(guī)定的上下方向。如圖10所示，該位置傳感器具備在上表面印刷形成一對的檢測線圈IOOa的第I絕緣基板100、以及在下表面印刷形成一對的檢測線圈(未圖示)的第2絕緣基板101。還具備具有由非磁性材料形成扇形的ー對的檢測體102a、以及保持各檢測體102a的保持體103的轉(zhuǎn)子塊104。該第I及第2絕緣基板100、101和轉(zhuǎn)子塊104，收納于用蓋105b將一面開ロ的箱體的主體105a的開ロ面封閉而成的殼體105的內(nèi)部。另外,嚴(yán)格來講檢測體102a的形狀并非扇形，相當(dāng)于是從扇形上切下一圈小的相似扇形后剩下的圖形。因此，在下面的說明中，“扇形”均是“從扇形上切下一圈小的相似扇形后剩下的圖形”。下面，對上述位置傳感器的動作進(jìn)行簡單說明。隨著對象物(未圖示)的位移，與對象物聯(lián)動的轉(zhuǎn)子體104的保持體103轉(zhuǎn)動吋，與保持體103聯(lián)動地，各檢測體102a就會相互錯(cuò)開180度地在圓周軌道上進(jìn)行位移。于是，與專利文獻(xiàn)I所記載的以往例相同，從振蕩電路中輸出與隨各檢測體102a和兩組檢測線圈的相對位置而變化的各檢測線圈的電感相對應(yīng)的頻率的振蕩信號。通過基于該振蕩信號對各檢測體102a的位移進(jìn)行檢測，就能夠?qū)Ω鳈z測體102a與檢測線圈的相對位置信息，即與轉(zhuǎn)子塊104聯(lián)動的對象物的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行檢測。另外，由于具體的檢測方法在專利文獻(xiàn)I中的公開而周知，在這里就省略其詳細(xì)說明。專利文獻(xiàn)I日本特開2008-292376號公報(bào)然而，就上述的位置傳感器而言，優(yōu)選檢測線圈的電感相對于對象物的位移的變化率是一定的，即，檢測線圈的電感相對于對象物的位移呈線性變化。可是，上述后者的以往例中，由于流經(jīng)各檢測體102a的渦電流的路徑隨著各檢測體102a的位移而變化，且其電流密度也隨著位置而不同，因此檢測線圈的電感相對于各檢測體102a的位移呈非線性變化。因此，由于檢測線圈的電感相對于對象物的位移也呈非線性變化，就存在不能獲得充分的直線性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以上述問題點(diǎn)為鑒，提供一種能夠使檢測線圈的電感相對于對象物的位移的變化的直線性提高的位置傳感器。本發(fā)明的第I方式的位置傳感器，具備檢測線圈，在介電體構(gòu)成的基板的表面印刷形成；以及檢測體，與上述檢測線圈對置配置且與對象物的位移聯(lián)動地相對于上述檢測線圈在規(guī)定的軌道上位移，基于按照上述檢測體的位移而變化的上述檢測線圈的電感來檢測上述對象物的位移，上述檢測線圈或者上述檢測體中的至少任意一方，形成為使上述檢測線圈的電感相對于上述檢測體的位移的變化率為一定的形狀。另外，也可以是，上述檢測體形成為其徑向的寬度尺寸沿自身的位移方向而變化的形狀。另外，也可以是，上述檢測線圈，形成為其徑向的寬度尺寸沿上述檢測體的位移方 向而變化的形狀。另外，也可以是，上述檢測體，形成為其自身與上述檢測線圈的間距沿其自身的位移方向而變化的形狀。本發(fā)明的第2方式的位置傳感器，具備檢測線圈，在介電體構(gòu)成的基板的表面上印刷形成；以及檢測體，與上述檢測線圈對置配置且與對象物的位移聯(lián)動地相對于上述檢測線圈在規(guī)定的軌道上位移，基于按照上述檢測體的位移而變化的上述檢測線圈的電感來檢測上述對象物的位移，上述檢測線圈由包圍沿上述檢測體的位移方向上的規(guī)定長度尺寸的空隙而卷繞的多個(gè)第I匝、以及橫切上述空隙而折返卷繞的至少ー個(gè)以上的第2匝構(gòu)成。另外，也可以是，上述基板由多層基板構(gòu)成，在其各層上分別印刷形成上述檢測線圈，上述各層中的至少兩層的各檢測線圈的第2匝，配設(shè)成分別在上述基板的厚度方向上相互不重合。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的第I方式，由于檢測線圈或者檢測體中的至少一方，形成為使檢測線圈的電感相對于檢測體的位移的變化率為一定的形狀，就能夠使檢測線圈的電感相對于檢測體的位移呈線性變化。從而，也能夠使檢測線圈的電感相對于與檢測體的位移聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。根據(jù)本發(fā)明的第2方式，通過使在檢測線圈的第2匝的折返部位的磁通密度呈步進(jìn)式變化，就能夠使檢測線圈的電感相對于檢測體的位移的變化接近線形變化。從而，也能夠使檢測線圈的電感相對于與檢測體的位移聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。


本發(fā)明的目的及特征將從下面的附圖以及所給出的后述的優(yōu)選實(shí)施方式的說明中明晰。圖I是根據(jù)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的位置傳感器的示圖，圖I (a)是分解斜視圖、圖I (b)是轉(zhuǎn)子塊的俯視圖。圖2是表示根據(jù)上述第I實(shí)施方式的位置傳感器的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性的相關(guān)圖。
圖3是表示根據(jù)上述第I實(shí)施方式的位置傳感器的檢測線圈的另一構(gòu)成的第I介電體基板的俯視圖。圖4是根據(jù)上述第I實(shí)施方式的位置傳感器的檢測體的另ー結(jié)構(gòu)示圖，圖4 (a)是檢測體的一端折彎后的關(guān)鍵部位剖面圖、圖4 (b)是將檢測體的一端的厚度尺寸改變后的關(guān)鍵部位剖面圖。圖5是直動型位置傳感器的結(jié)構(gòu)示圖，圖5 (a)是概略圖、圖5 (b)是沿檢測體的位移方向一致地卷繞的檢測線圈的俯視圖、圖5 (c)是沿檢測體的位移方向不一致地卷繞的檢測線圈的俯視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的位置傳感器的示圖，圖6 (a)是分解斜視圖、圖6 (b)是第I介電體基板的俯視圖。圖7是表示根據(jù)上述第2實(shí)施方式的位置傳感器的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性的相關(guān)圖。 圖8是根據(jù)上述第2實(shí)施方式的位置傳感器的另ー結(jié)構(gòu)示圖，圖8 (a)是第I介電體基板的俯視圖、圖8 (b)是電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性的相關(guān)圖。圖9是直動型位置傳感器的由第I匝及第2匝構(gòu)成的檢測線圈的俯視圖。圖10是表示以往的位置傳感器的分解斜視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照構(gòu)成本說明書一部分的附圖，進(jìn)一歩對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。在全部圖面中，對于相同或類似的部分附以同一部件符號，并省略對其重復(fù)說明。另外，在下面的說明中，在圖I (a)中定義上下左右及前后的方向。還有，在下面的說明中，當(dāng)稱“檢測線圈Co”時(shí)，是指后述的第I介電體基板I的各檢測線圈10a、10b以及第2介電體基板2的各檢測線圈的全部。[第I實(shí)施方式]第I實(shí)施方式如圖I (a)所示，具備在上表面印刷形成一對的檢測線圈10a、10b的第I介電體基板I ;以及在下表面印刷形成一對的檢測線圈(未圖示)的第2介電體基板
2。還具備具有由非磁性材料(例如鋁板)形成扇形的ー對的檢測體30a、30b、以及保持各檢測體30a、30b的保持體31的轉(zhuǎn)子塊3。該第I及第2介電體基板1、2及轉(zhuǎn)子塊3，收納在用蓋5將上表面開ロ的箱體主體4的開ロ面封閉而成的殼體6的內(nèi)部。第I介電體基板I形成圓盤狀，在其中央部分設(shè)有貫通厚度方向的圓形貫通孔11。并且，一對的檢測線圈10a、10b在第I介電體基板I的上表面夾著貫通孔11而對置的位置上印刷形成。另外，該ー對的檢測線圈10a、IOb,其外形圖案化(patterning)成扇形。還有，在第I介電體基板I的外周緣，分別等間隔且相互交錯(cuò)地設(shè)有相對來說窄幅的多個(gè)(圖示為4個(gè))切ロ 12、以及相對來說寬幅的多個(gè)(圖示為3個(gè))切ロ 13。再有，在第I介電體基板I的后端，沿周向并列設(shè)有4個(gè)通孔14。在這些通孔14的開ロ端，第I介電體基板I的下表面，印刷形成有與各檢測線圈10a、10b的末端電連接的接合區(qū)(land)(未圖示)。第2介電體基板2，由形成圓盤狀且在中央部分設(shè)有貫通厚度方向圓形貫通孔21的主片20、以及從主片20的后側(cè)的外周緣突出的矩形端子片22 —體地形成。并且，在第2介電體基板2的下表面，夾著貫通孔21對置的位置上印刷形成ー對的檢測線圏。另外，里圖中省略，但該ー對的檢測線圈與第I介電體基板I的檢測線圈10a、10b形成相同形狀和相同尺寸。還有，在第2介電體基板2的外周緣，等間隔設(shè)有窄幅的多個(gè)(圖示為3個(gè))切ロ23。再有，在主片20的后端(與端子片22的連結(jié)部分)，沿周向并列設(shè)有4個(gè)通孔24，在端子片22上也沿左右方向并列設(shè)有4個(gè)通孔25。在第2介電體基板2的上表面，與下表面的各檢測線圈的線圈末端電連接的接合區(qū)(未圖示)在各通孔24的開ロ端印刷形成。并且，在端子片22的各通孔25的開ロ端印刷形成有通過未圖示的導(dǎo)電圖案與該4個(gè)接合區(qū)分別電連接的4個(gè)接合區(qū)。這里，在第I介電體基板I上形成的ー個(gè)檢測線圈IOa與第2介電體基板2上形成的ー個(gè)(與檢測線圈IOa上下相對置的那個(gè))檢測線圈，通過端子塊7電連接。同樣地，在第I介電體基板I上形成的另ー個(gè)檢測線圈IOb與在第2介電體基板2上形成的另ー個(gè)(與檢測線圈IOb上下相對置的那個(gè))檢測線圈，通過端子塊7電連接。端子塊7由4根端子插針70、以及將各端子插針70保持在中央部分的絕緣體71組成。并且，各個(gè)端子插針70的下端部分分別插入第I介電體基板I的4個(gè)通孔14，并焊接在第I介電體基板I下表面的接合區(qū)上。另外，各個(gè)端子插針70的上端部分分別插入第2介電體基板2的4個(gè)通孔 24，并焊接在第2介電體基板2上表面的接合區(qū)上。就是說，通過4根端子插針70，第I介電體基板I 一側(cè)的檢測線圈10a、10b的線圈末端與第2介電體基板2 —側(cè)的檢測線圈的線圈末端電連接。另外，在第2介電體基板2上，設(shè)有構(gòu)成檢測部(未圖示)的各電路，該檢測部基于隨各檢測體30a、30b的位移而變化的檢測線圈Co的電感來檢測對象物(未圖示)的位移。檢測部由輸出與檢測線圈Co的電感相對應(yīng)的頻率的振蕩信號的振蕩電路、以及輸出與振蕩電路輸出的振蕩信號的周期相對應(yīng)的信號的振蕩周期測量電路構(gòu)成。還有，檢測部具備將振蕩周期測量電路輸出信號的平方值進(jìn)行運(yùn)算輸出的平方電路、對平方電路運(yùn)算的平方值的溫度變動進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償電路、以及基于溫度補(bǔ)償電路的輸出信號對各檢測體30a、30b的位移進(jìn)行檢測的信號處理電路。由于這些電路如專利文獻(xiàn)I中所公開的那樣眾所周知，這里便省略其詳細(xì)說明。另外，在第I實(shí)施方式中，各介電體基板1、2是由ー層基板構(gòu)成的，但也都可以由多層基板(例如四層)構(gòu)成，這時(shí)，在各介電體基板1、2的各層上，可以分別印刷形成ー對的檢測線圏。轉(zhuǎn)子塊3的保持體31，由合成樹脂材料形成圓筒狀，通過將ー對的檢測體30a、30b同時(shí)成型，而使其從周面向左右方向突出地保持著。另外，在保持體31的內(nèi)側(cè)，用壓入或者同時(shí)成型等適宜的方法，固定著由金屬材料形成圓筒狀、并與保持體31—體轉(zhuǎn)動的中間體32。由于中間體32是固定在與對象物聯(lián)動的軸體(未圖示)上的，所以在其外周面要進(jìn)行固定用的D形切削加工。這里，在中間體32的上端面，沿其徑向刻印有記號32a。通過該記號32a、以及在后述的蓋5的主部50的上表面形成的記號50a，就能夠從蓋5之外視覺識別出在圓周軌道上的各檢測體30a、30b的位置。主體4由合成樹脂成型品構(gòu)成，具備形成上表面開ロ的扁平有底的圓筒狀的收納部40、以及向收納部40的后端側(cè)的后方突出設(shè)置的矩形筒狀的連接器罩部41。還有，在收納部40的周面的前端側(cè)，設(shè)有向前突出設(shè)置的三角形的凸緣部42。另外，在收納部40內(nèi)，由鋁板等非磁性材料形成的扁平有底的筒形的磁屏蔽體43同時(shí)成型，磁屏蔽體43在收納部40的內(nèi)側(cè)露出。在收納部40的內(nèi)周面，突出設(shè)置有距內(nèi)底面的高度尺寸互不相同的兩種肋部40a、40b，這兩種肋部40a、40b的上表面分別向上突出設(shè)置有比每種肋部40a、40b更小型的肋部40c、40d。高度尺寸低的肋部40a的上表面突出設(shè)置的肋部40c，與第I介電體基板I的窄幅的切ロ 12嵌合。另外，高度尺寸高的肋部40b，同樣與第I介電體基板I的寬幅的切ロ 13嵌合。還有，高度尺寸高的肋部40b上表面突出設(shè)置的肋部40d，與第2介電體基板2的窄幅的切ロ 23嵌合。于是，第I介電體基板I固定在高度尺寸低的肋部40a的上表面，而第2介電體基板2則固定在高度尺寸高的的肋部40b的上表面。連接器罩部41，形成為有底方筒形，在其內(nèi)底部沿左右方向等間隔排列地同時(shí)形成4根連接器46。還有，連接器罩部41的前端部(與收納部40的連接部分)上表面開ロ，第2介電體基板2的端子片22收納于該前端部內(nèi)。各連接器46，是將棒形金屬材料折成鉤形而成，其上端部插入第2介電體基板2的端子片22上設(shè)置的各通孔25內(nèi)，并焊接在各通 孔25的開ロ端印刷形成的接合區(qū)上。蓋5由圓盤形的主部50、以及向主部50的后端緣的后方突出的矩形板狀的端子蓋部51，一體形成而成為合成樹脂成型品。蓋5安裝在主體4的上表面，以使得由主部50將主體4的收納部40的上表面封閉，并且由端子蓋部51將連接器罩部41的前端部的上表面封閉。另外，在主部50上，由鋁板等非磁性材料形成的圓環(huán)狀的磁屏蔽體(未圖示)同時(shí)成型，磁屏蔽體在主部50的下表面?zhèn)嚷冻?。在主體4及蓋5上，分別設(shè)有用于承受轉(zhuǎn)子塊3的軸向載荷的推力軸承部44、52 ；以及用于承受轉(zhuǎn)子塊3的徑向載荷的徑向軸承部45、53。主體4 ー側(cè)的推力軸承部44，形成從收納部40的底面中央向上突出的圓筒狀，通過在其上端面上對轉(zhuǎn)子塊3的保持部31下表面進(jìn)行支撐而承受軸向載荷。還有，主體4 一側(cè)的徑向軸承部45，由在主體4的下表面中央開ロ的圓形的貫通孔的周緣部構(gòu)成，通過支撐插入推力軸承部44內(nèi)側(cè)的中間體32的下端外周面而承受徑向載荷。蓋5 —側(cè)的推力軸承部52,形成從蓋5的下表面中央向下突出的圓筒狀,并通過在其下端面支撐轉(zhuǎn)子塊3的保持體31的上表面而承受軸向載荷。還有，蓋5 —側(cè)的徑向軸承部53，由在蓋5上表面中央開ロ的圓形的貫通孔的周緣部構(gòu)成，通過支撐插入推力軸承部52的中間體32的上端部的外周面而承受徑向載重。于是，只要將與對象物聯(lián)動的軸體插入中間體32而將兩者固定，由于與軸體成為一體的中間體32，即轉(zhuǎn)子塊3轉(zhuǎn)動，因此各檢測體30a、30b就會在圓周軌道上轉(zhuǎn)動。下面，對本實(shí)施方式的動作進(jìn)行簡單說明。隨著對象物的位移，與對象物聯(lián)動的轉(zhuǎn)子塊3的中間體32轉(zhuǎn)動時(shí)，各檢測體30a、30b與中間體32聯(lián)動，并相互錯(cuò)開180度地在圓周軌道上位移。于是，與專利文獻(xiàn)I中記載的以往例一祥，從振蕩電路中輸出與隨各檢測體30a、30b和兩組的檢測線圈的相對位置而變化的檢測線圈Co的電感相對應(yīng)的頻率的振蕩信號。通過基于該振蕩信號對各檢測體30a、30b的位移進(jìn)行檢測，就能夠檢測各檢測體30a、30b與檢測線圈Co的相對位置信息，即與中間體32聯(lián)動的對象物的旋轉(zhuǎn)量(旋轉(zhuǎn)角度)。另外，關(guān)于具體的檢測方法，如專利文獻(xiàn)I所公開的那樣眾所周知，故這里省略詳細(xì)說明。在這里，就本實(shí)施方式而言，如圖1(b)所示，各檢測體30a、30b是其徑向?qū)挾瘸叽缪刈陨淼奈灰品较?圓周軌道)呈非線性變化而形成。具體講，當(dāng)各檢測體30a、30b逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，各檢測體30a、30b形成為與各個(gè)檢測線圈Co在上下方向的重合面積(以下稱為“對置面積”)越大，其徑向的寬度尺寸越小。即形成為檢測體30a、30b在旋轉(zhuǎn)方向的后端部30te比前端部301e寬度小。從而，當(dāng)對置面積小時(shí)，對象物旋轉(zhuǎn)的每單位角度的檢測線圈的電感的變化變大，當(dāng)對置面積大時(shí)，對象物旋轉(zhuǎn)的每單位角度的檢測線圈Co的電感的變化變小。也就是說，各檢測體30a、30b形成的形狀，使檢測線圈Co相對于檢測體30a、30b的位移的變化率為一定。例如，像以往那樣，當(dāng)使各檢測體30a、30b沿圓周軌道方向形成一定的徑向?qū)挾瘸叽鐣r(shí)，如圖2的虛線LI所示，檢測線圈Co的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化為非線性。另外，該圖當(dāng)中，在采用以往形狀的檢測體30a、30b的情況下，將對象物的旋轉(zhuǎn)角度為0°時(shí)(各檢測體30a、30b與檢測線圈Co上下方向未重合的狀態(tài))的檢測線圈Co的電感設(shè)為100%。另ー方面，在采用本實(shí)施方式的形狀的檢測體30a、30b的情況下，如圖2的實(shí)線L2所示，檢測線圈Co的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化幾乎為直線。
如上所述，第I實(shí)施方式的各檢測體30a、30b形成的形狀使得檢測線圈Co的電感相對于自身的位移的變化率為一定。因此，就能夠使檢測線圈Co的電感相對于各檢測體30a、30b的位移呈線性變化。從而，也能夠使檢測線圈Co的電感相對于與各檢測體30a、30b聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。另外，就圖2所示的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性而言，雖然對象物的旋轉(zhuǎn)角度在90度附近時(shí)變成非線性，但與上述同樣地改變各檢測體30a、30b的形狀，對提高該部分的直線性，也是有效的。另外，第I實(shí)施方式中，雖然各檢測體30a、30b由非磁性材料形成，但由具有高磁導(dǎo)率的磁性材料來形成也可以。這時(shí)，電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性，呈現(xiàn)與各檢測體30a、30b由非磁性材料形成時(shí)相反的特性。即呈現(xiàn)隨著對象物的旋轉(zhuǎn)角度増大，檢測線圈Co的電感増大的特性。在這種情況下，與上述相同，也能夠使電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特征的直線性提高。還有，在上述的說明中，各檢測體30a、30b的形狀做成非線形，但將各檢測體30a、30b的寬度尺寸設(shè)為一定，如圖3所示，使各介電體基板1、2的各檢測線圈的形狀成為非線形也可以(該圖中，只圖示第I介電體基板I)。即，與將各檢測體30a、30b的形狀做成非線形時(shí)ー樣，將各介電體基板1、2的各檢測線圈分別形成為對置面積越大則其徑向的寬度尺寸越小的形狀。這樣，將各介電體基板1、2的各檢測線圈的形狀做成非線形時(shí)，也能夠取得與上述一祥的效果。另外，也可以是，使得各檢測體30a、30b及介電體基板I、2的各檢測線圈雙方的寬度尺寸呈非線性變化的形狀，以使得檢測線圈Co的電感相對于各檢測體30a、30b的位移呈線性變化。這里，在專利文獻(xiàn)I記載的以往例中，通過使檢測線圈的圈數(shù)沿芯的軸向變化，也能夠取得與上述同樣的效果。然而，在芯上卷繞檢測線圈的繞線加工當(dāng)中，存在加工時(shí)易產(chǎn)生偏差的問題。另ー方面，如本實(shí)施方式那樣，由于將檢測線圈在介電體基板上印刷形成，在加工所謂圖案線圈(pattern coil)時(shí)，通過蝕刻法的曝光圖案不易產(chǎn)生檢測線圈的形狀偏差，因而優(yōu)選。另外，也可以將各檢測體30a、30b形成自身與各介電體基板1、2的各檢測線圈的間距沿自身的位移方向而變化的形狀。例如，如圖4 (a)所示，將各檢測體30a、30b向下折彎，以使得隨著對置面積的増大，各檢測體30a、30b向各檢測線圈10a、10b靠近。還有，如圖4(b)所示，將各檢測體30a、30b的厚度尺寸増大，以使得隨著對置面積的増大，各檢測體30a、30b向各檢測線圈10a、IOb靠近。無論哪種情況下，都能夠取得與上述同樣的效果。這里，上述圖4 (a)，是假設(shè)只在第I介電體基板I ー側(cè)設(shè)檢測線圏。另外，在圖4 (a)、(b)當(dāng)中，雖然是改變各檢測體30a、30b的形狀以便使其與第I介電體基板I的各檢測線圈10a、IOb的間距改變，但也可以改變其與第2介電體基板2的各檢測線圈的間距。這時(shí)，當(dāng)折彎而改變各檢測體30a、30b的形狀吋，假設(shè)只在第2介電體基板2上設(shè)有檢測線圏。這里，在專利文獻(xiàn)I所記載的以往例中，通過使導(dǎo)體與檢測線圈的間距沿導(dǎo)體的軸向變化，也能夠取得與上述同樣的效果。但是，由于導(dǎo)體是筒狀而難以加工，在加工時(shí)存在易產(chǎn)生偏差的問題。另ー方面，如本實(shí)施方式那樣，對各檢測體30a、30b進(jìn)行加工吋，按照鈑金的沖壓模具的形狀，很難產(chǎn)生形狀偏差，因而優(yōu)選。
另外，在本實(shí)施方式中，是對各檢測體30a、30b在圓周軌道上位移的旋轉(zhuǎn)型位置傳感器進(jìn)行說明，但也可以是檢測體在直線軌道上位移的直動型位置傳感器。下面，就用附圖對該直動型位置傳感器的實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖5 (a)所示，該實(shí)施方式具備在上表面印刷形成矩形的檢測線圈B的矩形板狀的介電體基板A、以及由非磁性材料(例如鋁板)形成矩形的檢測體C。另外，檢測體C設(shè)在保持其自身能夠沿介電體基板A的長邊方向位移的可動體D上。該可動體D設(shè)在對象物上以便跟對象物聯(lián)動位移。還有，雖未圖示，但在介電體基板A上設(shè)有構(gòu)成檢測部的各電路，該檢測部基于隨檢測體C的位移而變化的檢測線圈B的電感來檢測對象物的位移。下面對該實(shí)施方式的動作進(jìn)行簡單說明。隨著對象物的位移，與對象物聯(lián)動的可動體D產(chǎn)生位移時(shí)，檢測體C與可動體D聯(lián)動，并在直線軌道上位移。于是，與旋轉(zhuǎn)型位置傳感器的實(shí)施方式一祥，從振蕩電路輸出與隨檢測體C和檢測線圈B的相對位置而變化的檢測線圈B的電感相對應(yīng)的頻率的振蕩信號。通過基于該振蕩信號對檢測體C的位移進(jìn)行檢測，就能夠檢測檢測體C與檢測線圈B的相對位置信息，即與可動體D聯(lián)動的對象物的位移量。這里，如圖5 (C)所示，檢測線圈B形成為其沿短邊方向的寬度尺寸是沿檢測體C的位移方向而變化的。即將檢測線圈B形成為使檢測體C與檢測線圈B的對置面積越大則寬度尺寸越小。于是，與使用圖5 (b)所示的寬度尺寸一定的檢測線圈B的情況相比，其能夠使檢測線圈B的電感相對于檢測體C的位移呈線性變化。從而，也能夠使檢測線圈B的電感相對于與檢測體C的位移聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。另外，在上述的說明當(dāng)中，雖然使檢測線圈B的寬度尺寸沿檢測體C的位移方向變化，但也可以使檢測體C的寬度尺寸發(fā)生變化。即將檢測體C形成為檢測體C與檢測線圈B的對置面積越大而其寬度尺寸越小。在這種情況下，也能夠取得與上述同樣的效果。另夕卜，也可以構(gòu)成使檢測體C與檢測線圈B的間距沿檢測體C的位移方向變化。例如，與圖4Ca)所示的情況相同，將檢測體C向下折彎，以使得隨著對置面積增大，檢測體C向檢測線圈B靠近。還有，與圖4 (b)所示的情況相同，増大檢測體C的厚度，以使得隨著對置面積増大，檢測體C向檢測線圈B靠近。不論哪種情況，都能夠取得與上述同樣的效果。
(第2實(shí)施方式)第2實(shí)施方式與第I實(shí)施方式的位置傳感器大概相同。以下的說明中，只對與第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，省略相同結(jié)構(gòu)的說明。在第I實(shí)施方式中，將各檢測體30a、30b或者各檢測線圈10a、IOb當(dāng)中的某一方的形狀形成為直徑方向的寬度尺寸呈非線性變化，但也可以像第2實(shí)施方式那樣，各線圈IOaUOb在直徑方向的寬度尺寸一定，且如圖6 (b)所示，各介電體基板1、2的各檢測線圏，是由包圍沿各檢測體30a、30b的位移方向(圓周軌道)的規(guī)定長度尺寸的空隙g而卷繞的多個(gè)第I匝a(bǔ)0、b0構(gòu)成，且各介電體基板1、2的各檢測線圈還具備橫切空隙g而折返卷繞的兩個(gè)第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2 (在該圖中，只圖示第I介電體基板I)。假設(shè)，當(dāng)各介電體基板1、2的各檢測線圈只是由第I匝a(bǔ)0、b0構(gòu)成時(shí)，如圖7的虛線Kl所示，檢測線圈Co的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化就為非線性。另外，在該圖當(dāng)中，設(shè)對象物的旋轉(zhuǎn)角度為0°的狀態(tài)(各檢測體30a、30b與檢測線圈Co在上下方向上不重合的狀態(tài))時(shí)的檢測線圈Co的電感為100%。另ー方面，如第2實(shí)施方式的各介電體基 板1、2的各檢測線圈具有第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2時(shí)，在第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2的折返部位，檢測線圈Co的磁通密度發(fā)生變化。通過利用該檢測線圈Co的磁通密度的變化，將檢測線圈Co的電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化與圖7所示的虛線Kl進(jìn)行比較，其能夠接近線性(參照圖2的實(shí)線K2)。如上述，第2實(shí)施方式的各介電體基板1、2的各檢測線圈，是由包圍空隙g而卷繞的多個(gè)第I匝a(bǔ)0、b0以及橫切空隙g而折返卷繞的第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2構(gòu)成。因此，通過使在各檢測線圈的第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2的折返部位的檢測線圈Co的磁通密度發(fā)生變化，而能夠使檢測線圈Co的電感相對于各檢測體30a、30b的位移的變化接近線性。從而，也能夠使檢測線圈Co的電感相對于與各檢測體30a、30b的位移聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。還有,在第2實(shí)施方式中，各介電體基板1、2的各檢測線圈,其徑向的寬度尺寸一定，在設(shè)有上述的第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2時(shí)沒有必要改變徑向的寬度尺寸。因此，由于增大各檢測線圈的徑向的寬度尺寸而導(dǎo)致的檢測線圈Co的電感的大幅度減小就不會產(chǎn)生。還有，由于沒必要増大各檢測線圈的徑向的寬度尺寸，就能夠避免各介電體基板1、2的大型化。另外，第2實(shí)施方式也與第I實(shí)施方式相同，雖然各檢測體30a、30b由非磁性材料形成，但由具有高磁導(dǎo)率的磁性材料來形成也可以，這里，電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性，呈現(xiàn)與上述各檢測體30a、30b由非磁性材料形成時(shí)相反的特性。即呈現(xiàn)隨著對象物的旋轉(zhuǎn)角度増大，檢測線圈Co的電感増大的特性。這種情況下，與上述同樣，也能夠使電感相對于對象物的旋轉(zhuǎn)角度的變化特性的直線性提高。還有，第2實(shí)施方式中，各介電體基板1、2由ー層基板構(gòu)成,但都由多層基板(例如，四層基板)構(gòu)成也可以。這時(shí)，能夠?qū)⒏鹘殡婓w基板1、2的各層分別印刷形成一對的檢測線圏。這里，各層的檢測線圈分別設(shè)第2匝，如圖8 (a)所示，各層的檢測線圈的第2匝a(bǔ)l、7、bfb7，優(yōu)選配置成分別在介電體基板1、2的厚度方向上相互不重合。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠使第2匝a(bǔ)l、7、brb7在折返部位的檢測線圈Co的磁通密度發(fā)生變化。于是，如圖8 (b)所示，與在各介電體基板1、2的各檢測線圈上分別設(shè)兩個(gè)第2匝a(bǔ)l、a2、bl、b2的情況相比，能夠使檢測線圈Co的電感相對于各檢測體30a、30b的位移的變化更接近線性。另外，不用將各介電體基板1、2的所有層的各檢測線圈的第2匝配設(shè)為分別在厚度方向上相互不重合，至少有兩層的各檢測線圈的第2匝不重合就可以。例如，假設(shè)當(dāng)各介電體基板
1、2由四層基板構(gòu)成時(shí)，第I介電體基板I的第Γ4層、以及第2介電體基板2的第Γ3層的各檢測線圈的第2匝在厚度方向上相互重合。這時(shí)，如果只有第2介電體基板2的第4層的各檢測線圈的第2匝與其它的第2匝相互不重合，就滿足上述條件。還有，在第2實(shí)施方式中，雖然是對各檢測體30a、30b在圓周軌道上位移的旋轉(zhuǎn)型位置傳感器進(jìn)行說明，但如圖5 (a)所示，也適用于檢測體在直線軌道上位移的直動型位置傳感器。這種情況下，檢測線圈B如圖9所示，由包圍沿其長邊方向的規(guī)定長度尺寸的空隙g而卷繞的多個(gè)第I匝B0、以及橫切空隙g而折返卷繞的第2匝Bl、8構(gòu)成。于是，與使用
圖5 (b)所示的只由第I匝BO構(gòu)成的檢測線圈B相比，檢測線圈B的電感相對于檢測體C的位移的變化能夠接近線性。從而，也能夠使檢測線圈B的電感相對于與檢測體C聯(lián)動的對象物的位移的變化的直線性提高。另外，在上述說明當(dāng)中，介電體基板A由ー層基板構(gòu)成，但介電體基板A由多層基構(gòu)成、并在各層上設(shè)檢測線圈B亦可。再有，在各層的檢測線圈B上分別設(shè)第2匝，并使各層的檢測線圈的第2匝Bl、8分別在介電體基板A的厚度方向上相互不重合地配設(shè)也可以。這種情況下，也能夠取得與上述同樣的效果。當(dāng)然，沒有必要在介電體基板A使所有層上各檢測線圈的第2匝分別在厚度方向上都相互不重合地配設(shè)，至少有兩層的各檢測線圈的第2匝不重合就可以。例如，假設(shè)介電體A由四層基板構(gòu)成時(shí)，介電體基板A的第Γ3層的各檢測線圈的第2匝在厚度方向上相互重合。這時(shí)，如果只有介電體基板A的第4層的各檢測線圈的第2匝與其它的第2匝相互不重合，就滿足上述條件。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式，能夠做出不脫離權(quán)利要求范圍的多種改變及變形，這也屬于本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種位置傳感器，其特征為， 具備 檢測線圈，在介電體構(gòu)成的基板的表面印刷形成；以及 檢測體，與上述檢測線圈對置配置且與對象物的位移聯(lián)動地相對于上述檢測線圈在規(guī)定的軌道上位移， 基于按照上述檢測體的位移而變化的上述檢測線圈的電感來檢測上述對象物的位移，上述檢測線圈或者上述檢測體中的至少任意一方，形成為使上述檢測線圈的電感相對于上述檢測體的位移的變化率為一定的形狀。
2.如權(quán)利要求I所述的位置傳感器，其特征為， 上述檢測體，形成為其徑向的寬度尺寸沿自身的位移方向而變化的形狀。
3.如權(quán)利要求I所述的位置傳感器，其特征為， 上述檢測線圈，形成為其徑向的寬度尺寸沿上述檢測體的位移方向而變化的形狀。
4.如權(quán)利要求I所述的位置傳感器，其特征為， 上述檢測體，形成為其自身與上述檢測線圈的間距沿其自身的位移方向而變化的形狀。
5.ー種位置傳感器，其特征為， 具備 檢測線圈，在介電體構(gòu)成的基板的表面上印刷形成；以及 檢測體，與上述檢測線圈對置配置且與對象物的位移聯(lián)動地相對于上述檢測線圈在規(guī)定的軌道上位移， 基于按照上述檢測體的位移而變化的上述檢測線圈的電感來檢測上述對象物的位移，上述檢測線圈由包圍沿上述檢測體的位移方向上的規(guī)定長度尺寸的空隙而卷繞的多個(gè)第I匝、以及橫切上述空隙而折返卷繞的至少ー個(gè)以上的第2匝構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的位置傳感器，其特征為， 上述基板由多層基板構(gòu)成，在其各層上分別印刷形成上述檢測線圈，上述各層中的至少兩層的各檢測線圈的第2匝，配設(shè)成分別在上述基板的厚度方向上相互不重合。
全文摘要
提供一種位置傳感器，具備在介電體基板的表面印刷形成的檢測線圈、以及與檢測線圈對置配置且與對象物的位移聯(lián)動地相對于上述檢測線圈在規(guī)定的軌道上位移的檢測體。上述位置傳感器，基于按照檢測體的位移而變化的上述檢測線圈的電感來檢測上述對象物的位移，上述檢測線圈或者上述檢測體中的至少一方，形成為使檢測線圈的電感相對于上述檢測體的位移的變化率為一定的形狀。
文檔編號G01B7/30GK102822632SQ201180016604
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者丹羽正久, 岡田邦孝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社