专利名称：位置传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种检测对象物的位移的位置传感器。
背景技术：
以往就提供有各种检测对象物的位移(例如，旋转对象物的旋转量、旋转角度、或者旋转位置)的位置传感器，例如专利文献I中所公开的那样。该专利文献I中记载的位移传感器(位置传感器)具备卷绕在由非磁性体构成的筒状芯上的检测线圈、以及配置在检测线圈内侧或者外侧附近并能够沿检测线圈的轴向位移的筒状导体。并且，从振荡电路输出与随检测线圈和导体的间距而变化的检测线圈的电感相对应的频率的振荡信号，并基于该振荡信号对导体的位移进行检測。于是，通过将与对象物联动的导体的位移作为检测线圈的电感变化来进行检测，就能够检测对象物的位移。
然而，就专利文献I所记载的位置传感器而言，由于必须在导体内插入芯，因此收纳导体和芯的壳体的厚度尺寸就变大了，有难以薄型化的问题。于是，近年来人们在考虑能够解决上述问题点的位置传感器。下面，对这种位置传感器用附图进行说明，另外，在下面的说明当中，以图6中的上下作为规定的上下方向。如图10所示，该位置传感器具备在上表面印刷形成一对的检测线圈IOOa的第I绝缘基板100、以及在下表面印刷形成一对的检测线圈(未图示)的第2绝缘基板101。还具备具有由非磁性材料形成扇形的ー对的检测体102a、以及保持各检测体102a的保持体103的转子块104。该第I及第2绝缘基板100、101和转子块104，收纳于用盖105b将一面开ロ的箱体的主体105a的开ロ面封闭而成的壳体105的内部。另外,严格来讲检测体102a的形状并非扇形，相当于是从扇形上切下一圈小的相似扇形后剩下的图形。因此，在下面的说明中，“扇形”均是“从扇形上切下一圈小的相似扇形后剩下的图形”。下面，对上述位置传感器的动作进行简单说明。随着对象物(未图示)的位移，与对象物联动的转子体104的保持体103转动吋，与保持体103联动地，各检测体102a就会相互错开180度地在圆周轨道上进行位移。于是，与专利文献I所记载的以往例相同，从振荡电路中输出与随各检测体102a和两组检测线圈的相对位置而变化的各检测线圈的电感相对应的频率的振荡信号。通过基于该振荡信号对各检测体102a的位移进行检测，就能够对各检测体102a与检测线圈的相对位置信息，即与转子块104联动的对象物的旋转量进行检測。另外，由于具体的检测方法在专利文献I中的公开而周知，在这里就省略其详细说明。专利文献I日本特开2008-292376号公报然而，就上述的位置传感器而言，优选检测线圈的电感相对于对象物的位移的变化率是一定的，即，检测线圈的电感相对于对象物的位移呈线性变化。可是，上述后者的以往例中，由于流经各检测体102a的涡电流的路径随着各检测体102a的位移而变化，且其电流密度也随着位置而不同，因此检测线圈的电感相对于各检测体102a的位移呈非线性变化。因此，由于检测线圈的电感相对于对象物的位移也呈非线性变化，就存在不能获得充分的直线性的问题。
发明内容
本发明以上述问题点为鉴，提供一种能够使检测线圈的电感相对于对象物的位移的变化的直线性提高的位置传感器。本发明的第I方式的位置传感器，具备检测线圈，在介电体构成的基板的表面印刷形成；以及检测体，与上述检测线圈对置配置且与对象物的位移联动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上位移，基于按照上述检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感来检测上述对象物的位移，上述检测线圈或者上述检测体中的至少任意一方，形成为使上述检测线圈的电感相对于上述检测体的位移的变化率为一定的形状。另外，也可以是，上述检测体形成为其径向的宽度尺寸沿自身的位移方向而变化的形状。另外，也可以是，上述检测线圈，形成为其径向的宽度尺寸沿上述检测体的位移方 向而变化的形状。另外，也可以是，上述检测体，形成为其自身与上述检测线圈的间距沿其自身的位移方向而变化的形状。本发明的第2方式的位置传感器，具备检测线圈，在介电体构成的基板的表面上印刷形成；以及检测体，与上述检测线圈对置配置且与对象物的位移联动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上位移，基于按照上述检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感来检测上述对象物的位移，上述检测线圈由包围沿上述检测体的位移方向上的规定长度尺寸的空隙而卷绕的多个第I匝、以及横切上述空隙而折返卷绕的至少ー个以上的第2匝构成。另外，也可以是，上述基板由多层基板构成，在其各层上分別印刷形成上述检测线圈，上述各层中的至少两层的各检测线圈的第2匝，配设成分别在上述基板的厚度方向上相互不重合。发明效果根据本发明的第I方式，由于检测线圈或者检测体中的至少一方，形成为使检测线圈的电感相对于检测体的位移的变化率为一定的形状，就能够使检测线圈的电感相对于检测体的位移呈线性变化。从而，也能够使检测线圈的电感相对于与检测体的位移联动的对象物的位移的变化的直线性提高。根据本发明的第2方式，通过使在检测线圈的第2匝的折返部位的磁通密度呈步进式变化，就能够使检测线圈的电感相对于检测体的位移的变化接近线形变化。从而，也能够使检测线圈的电感相对于与检测体的位移联动的对象物的位移的变化的直线性提高。
本发明的目的及特征将从下面的附图以及所给出的后述的优选实施方式的说明中明晰。图I是根据本发明的第I实施方式的位置传感器的示图，图I (a)是分解斜视图、图I (b)是转子块的俯视图。图2是表示根据上述第I实施方式的位置传感器的电感相对于对象物的旋转角度的变化特性的相关图。
图3是表示根据上述第I实施方式的位置传感器的检测线圈的另一构成的第I介电体基板的俯视图。图4是根据上述第I实施方式的位置传感器的检测体的另ー结构示图，图4 (a)是检测体的一端折弯后的关键部位剖面图、图4 (b)是将检测体的一端的厚度尺寸改变后的关键部位剖面图。图5是直动型位置传感器的结构示图，图5 (a)是概略图、图5 (b)是沿检测体的位移方向一致地卷绕的检测线圈的俯视图、图5 (c)是沿检测体的位移方向不一致地卷绕的检测线圈的俯视图。图6是根据本发明的第2实施方式的位置传感器的示图，图6 (a)是分解斜视图、图6 (b)是第I介电体基板的俯视图。图7是表示根据上述第2实施方式的位置传感器的电感相对于对象物的旋转角度的变化特性的相关图。 图8是根据上述第2实施方式的位置传感器的另ー结构示图，图8 (a)是第I介电体基板的俯视图、图8 (b)是电感相对于对象物的旋转角度的变化特性的相关图。图9是直动型位置传感器的由第I匝及第2匝构成的检测线圈的俯视图。图10是表示以往的位置传感器的分解斜视图。
具体实施例方式下面，參照构成本说明书一部分的附图，进一歩对本发明的实施方式进行详细说明。在全部图面中，对于相同或类似的部分附以同一部件符号，并省略对其重复说明。另外，在下面的说明中，在图I (a)中定义上下左右及前后的方向。还有，在下面的说明中，当称“检测线圈Co”时，是指后述的第I介电体基板I的各检测线圈10a、10b以及第2介电体基板2的各检测线圈的全部。[第I实施方式]第I实施方式如图I (a)所示，具备在上表面印刷形成一对的检测线圈10a、10b的第I介电体基板I ;以及在下表面印刷形成一对的检测线圈(未图示)的第2介电体基板
2。还具备具有由非磁性材料(例如铝板)形成扇形的ー对的检测体30a、30b、以及保持各检测体30a、30b的保持体31的转子块3。该第I及第2介电体基板1、2及转子块3，收纳在用盖5将上表面开ロ的箱体主体4的开ロ面封闭而成的壳体6的内部。第I介电体基板I形成圆盘状，在其中央部分设有贯通厚度方向的圆形贯通孔11。并且，一对的检测线圈10a、10b在第I介电体基板I的上表面夹着贯通孔11而对置的位置上印刷形成。另外，该ー对的检测线圈10a、IOb,其外形图案化(patterning)成扇形。还有，在第I介电体基板I的外周缘，分别等间隔且相互交错地设有相对来说窄幅的多个(图示为4个)切ロ 12、以及相对来说宽幅的多个(图示为3个)切ロ 13。再有，在第I介电体基板I的后端，沿周向并列设有4个通孔14。在这些通孔14的开ロ端，第I介电体基板I的下表面，印刷形成有与各检测线圈10a、10b的末端电连接的接合区(land)(未图示)。第2介电体基板2，由形成圆盘状且在中央部分设有贯通厚度方向圆形贯通孔21的主片20、以及从主片20的后侧的外周缘突出的矩形端子片22 —体地形成。并且，在第2介电体基板2的下表面，夹着贯通孔21对置的位置上印刷形成ー对的检测线圏。另外，里图中省略，但该ー对的检测线圈与第I介电体基板I的检测线圈10a、10b形成相同形状和相同尺寸。还有，在第2介电体基板2的外周缘，等间隔设有窄幅的多个(图示为3个)切ロ23。再有，在主片20的后端(与端子片22的连结部分)，沿周向并列设有4个通孔24，在端子片22上也沿左右方向并列设有4个通孔25。在第2介电体基板2的上表面，与下表面的各检测线圈的线圈末端电连接的接合区(未图示)在各通孔24的开ロ端印刷形成。并且，在端子片22的各通孔25的开ロ端印刷形成有通过未图示的导电图案与该4个接合区分别电连接的4个接合区。这里，在第I介电体基板I上形成的ー个检测线圈IOa与第2介电体基板2上形成的ー个(与检测线圈IOa上下相对置的那个)检测线圈，通过端子块7电连接。同样地，在第I介电体基板I上形成的另ー个检测线圈IOb与在第2介电体基板2上形成的另ー个(与检测线圈IOb上下相对置的那个)检测线圈，通过端子块7电连接。端子块7由4根端子插针70、以及将各端子插针70保持在中央部分的绝缘体71组成。并且，各个端子插针70的下端部分分别插入第I介电体基板I的4个通孔14，并焊接在第I介电体基板I下表面的接合区上。另外，各个端子插针70的上端部分分别插入第2介电体基板2的4个通孔 24，并焊接在第2介电体基板2上表面的接合区上。就是说，通过4根端子插针70，第I介电体基板I 一侧的检测线圈10a、10b的线圈末端与第2介电体基板2 —侧的检测线圈的线圈末端电连接。另外，在第2介电体基板2上，设有构成检测部(未图示)的各电路，该检测部基于随各检测体30a、30b的位移而变化的检测线圈Co的电感来检测对象物(未图示)的位移。检测部由输出与检测线圈Co的电感相对应的频率的振荡信号的振荡电路、以及输出与振荡电路输出的振荡信号的周期相对应的信号的振荡周期測量电路构成。还有，检测部具备将振荡周期測量电路输出信号的平方值进行运算输出的平方电路、对平方电路运算的平方值的温度变动进行补偿的温度补偿电路、以及基于温度补偿电路的输出信号对各检测体30a、30b的位移进行检测的信号处理电路。由于这些电路如专利文献I中所公开的那样众所周知，这里便省略其详细说明。另外，在第I实施方式中，各介电体基板1、2是由ー层基板构成的，但也都可以由多层基板(例如四层)构成，这时，在各介电体基板1、2的各层上，可以分别印刷形成ー对的检测线圏。转子块3的保持体31，由合成树脂材料形成圆筒状，通过将ー对的检测体30a、30b同时成型，而使其从周面向左右方向突出地保持着。另外，在保持体31的内侧，用压入或者同时成型等适宜的方法，固定着由金属材料形成圆筒状、并与保持体31—体转动的中间体32。由于中间体32是固定在与对象物联动的轴体(未图示)上的，所以在其外周面要进行固定用的D形切削加工。这里，在中间体32的上端面，沿其径向刻印有记号32a。通过该记号32a、以及在后述的盖5的主部50的上表面形成的记号50a，就能够从盖5之外视觉识别出在圆周轨道上的各检测体30a、30b的位置。主体4由合成树脂成型品构成，具备形成上表面开ロ的扁平有底的圆筒状的收纳部40、以及向收纳部40的后端侧的后方突出设置的矩形筒状的连接器罩部41。还有，在收纳部40的周面的前端侧，设有向前突出设置的三角形的凸缘部42。另外，在收纳部40内，由铝板等非磁性材料形成的扁平有底的筒形的磁屏蔽体43同时成型，磁屏蔽体43在收纳部40的内侧露出。在收纳部40的内周面，突出设置有距内底面的高度尺寸互不相同的两种肋部40a、40b，这两种肋部40a、40b的上表面分别向上突出设置有比每种肋部40a、40b更小型的肋部40c、40d。高度尺寸低的肋部40a的上表面突出设置的肋部40c，与第I介电体基板I的窄幅的切ロ 12嵌合。另外，高度尺寸高的肋部40b，同样与第I介电体基板I的宽幅的切ロ 13嵌合。还有，高度尺寸高的肋部40b上表面突出设置的肋部40d，与第2介电体基板2的窄幅的切ロ 23嵌合。于是，第I介电体基板I固定在高度尺寸低的肋部40a的上表面，而第2介电体基板2则固定在高度尺寸高的的肋部40b的上表面。连接器罩部41，形成为有底方筒形，在其内底部沿左右方向等间隔排列地同时形成4根连接器46。还有，连接器罩部41的前端部(与收纳部40的连接部分)上表面开ロ，第2介电体基板2的端子片22收纳于该前端部内。各连接器46，是将棒形金属材料折成钩形而成，其上端部插入第2介电体基板2的端子片22上设置的各通孔25内，并焊接在各通 孔25的开ロ端印刷形成的接合区上。盖5由圆盘形的主部50、以及向主部50的后端缘的后方突出的矩形板状的端子盖部51，一体形成而成为合成树脂成型品。盖5安装在主体4的上表面，以使得由主部50将主体4的收纳部40的上表面封闭，并且由端子盖部51将连接器罩部41的前端部的上表面封闭。另外，在主部50上，由铝板等非磁性材料形成的圆环状的磁屏蔽体(未图示)同时成型，磁屏蔽体在主部50的下表面侧露出。在主体4及盖5上，分别设有用于承受转子块3的轴向载荷的推力轴承部44、52 ；以及用于承受转子块3的径向载荷的径向轴承部45、53。主体4 ー侧的推力轴承部44，形成从收纳部40的底面中央向上突出的圆筒状，通过在其上端面上对转子块3的保持部31下表面进行支撑而承受轴向载荷。还有，主体4 一侧的径向轴承部45，由在主体4的下表面中央开ロ的圆形的贯通孔的周缘部构成，通过支撑插入推力轴承部44内侧的中间体32的下端外周面而承受径向载荷。盖5 —侧的推力轴承部52,形成从盖5的下表面中央向下突出的圆筒状,并通过在其下端面支撑转子块3的保持体31的上表面而承受轴向载荷。还有，盖5 —侧的径向轴承部53，由在盖5上表面中央开ロ的圆形的贯通孔的周缘部构成，通过支撑插入推力轴承部52的中间体32的上端部的外周面而承受径向载重。于是，只要将与对象物联动的轴体插入中间体32而将两者固定，由于与轴体成为一体的中间体32，即转子块3转动，因此各检测体30a、30b就会在圆周轨道上转动。下面，对本实施方式的动作进行简单说明。随着对象物的位移，与对象物联动的转子块3的中间体32转动时，各检测体30a、30b与中间体32联动，并相互错开180度地在圆周轨道上位移。于是，与专利文献I中记载的以往例一祥，从振荡电路中输出与随各检测体30a、30b和两组的检测线圈的相对位置而变化的检测线圈Co的电感相对应的频率的振荡信号。通过基于该振荡信号对各检测体30a、30b的位移进行检测，就能够检测各检测体30a、30b与检测线圈Co的相对位置信息，即与中间体32联动的对象物的旋转量(旋转角度)。另外，关于具体的检测方法，如专利文献I所公开的那样众所周知，故这里省略详细说明。在这里，就本实施方式而言，如图1(b)所示，各检测体30a、30b是其径向宽度尺寸沿自身的位移方向(圆周轨道)呈非线性变化而形成。具体讲，当各检测体30a、30b逆时针方向转动时，各检测体30a、30b形成为与各个检测线圈Co在上下方向的重合面积(以下称为“对置面积”)越大，其径向的宽度尺寸越小。即形成为检测体30a、30b在旋转方向的后端部30te比前端部301e宽度小。从而，当对置面积小时，对象物旋转的每单位角度的检测线圈的电感的变化变大，当对置面积大时，对象物旋转的每单位角度的检测线圈Co的电感的变化变小。也就是说，各检测体30a、30b形成的形状，使检测线圈Co相对于检测体30a、30b的位移的变化率为一定。例如，像以往那样，当使各检测体30a、30b沿圆周轨道方向形成一定的径向宽度尺寸时，如图2的虚线LI所示，检测线圈Co的电感相对于对象物的旋转角度的变化为非线性。另外，该图当中，在采用以往形状的检测体30a、30b的情况下，将对象物的旋转角度为0°时(各检测体30a、30b与检测线圈Co上下方向未重合的状态)的检测线圈Co的电感设为100%。另ー方面，在采用本实施方式的形状的检测体30a、30b的情况下，如图2的实线L2所示，检测线圈Co的电感相对于对象物的旋转角度的变化几乎为直线。
如上所述，第I实施方式的各检测体30a、30b形成的形状使得检测线圈Co的电感相对于自身的位移的变化率为一定。因此，就能够使检测线圈Co的电感相对于各检测体30a、30b的位移呈线性变化。从而，也能够使检测线圈Co的电感相对于与各检测体30a、30b联动的对象物的位移的变化的直线性提高。另外，就图2所示的电感相对于对象物的旋转角度的变化特性而言，虽然对象物的旋转角度在90度附近时变成非线性，但与上述同样地改变各检测体30a、30b的形状，对提高该部分的直线性，也是有效的。另外，第I实施方式中，虽然各检测体30a、30b由非磁性材料形成，但由具有高磁导率的磁性材料来形成也可以。这时，电感相对于对象物的旋转角度的变化特性，呈现与各检测体30a、30b由非磁性材料形成时相反的特性。即呈现随着对象物的旋转角度増大，检测线圈Co的电感増大的特性。在这种情况下，与上述相同，也能够使电感相对于对象物的旋转角度的变化特征的直线性提高。还有，在上述的说明中，各检测体30a、30b的形状做成非线形，但将各检测体30a、30b的宽度尺寸设为一定，如图3所示，使各介电体基板1、2的各检测线圈的形状成为非线形也可以(该图中，只图示第I介电体基板I)。即，与将各检测体30a、30b的形状做成非线形时ー样，将各介电体基板1、2的各检测线圈分别形成为对置面积越大则其径向的宽度尺寸越小的形状。这样，将各介电体基板1、2的各检测线圈的形状做成非线形时，也能够取得与上述一祥的效果。另外，也可以是，使得各检测体30a、30b及介电体基板I、2的各检测线圈双方的宽度尺寸呈非线性变化的形状，以使得检测线圈Co的电感相对于各检测体30a、30b的位移呈线性变化。这里，在专利文献I记载的以往例中，通过使检测线圈的圈数沿芯的轴向变化，也能够取得与上述同样的效果。然而，在芯上卷绕检测线圈的绕线加工当中，存在加工时易产生偏差的问题。另ー方面，如本实施方式那样，由于将检测线圈在介电体基板上印刷形成，在加工所谓图案线圈(pattern coil)时，通过蚀刻法的曝光图案不易产生检测线圈的形状偏差，因而优选。另外，也可以将各检测体30a、30b形成自身与各介电体基板1、2的各检测线圈的间距沿自身的位移方向而变化的形状。例如，如图4 (a)所示，将各检测体30a、30b向下折弯，以使得随着对置面积的増大，各检测体30a、30b向各检测线圈10a、10b靠近。还有，如图4(b)所示，将各检测体30a、30b的厚度尺寸増大，以使得随着对置面积的増大，各检测体30a、30b向各检测线圈10a、IOb靠近。无论哪种情况下，都能够取得与上述同样的效果。这里，上述图4 (a)，是假设只在第I介电体基板I ー侧设检测线圏。另外，在图4 (a)、(b)当中，虽然是改变各检测体30a、30b的形状以便使其与第I介电体基板I的各检测线圈10a、IOb的间距改变，但也可以改变其与第2介电体基板2的各检测线圈的间距。这时，当折弯而改变各检测体30a、30b的形状吋，假设只在第2介电体基板2上设有检测线圏。这里，在专利文献I所记载的以往例中，通过使导体与检测线圈的间距沿导体的轴向变化，也能够取得与上述同样的效果。但是，由于导体是筒状而难以加工，在加工时存在易产生偏差的问题。另ー方面，如本实施方式那样，对各检测体30a、30b进行加工吋，按照钣金的冲压模具的形状，很难产生形状偏差，因而优选。
另外，在本实施方式中，是对各检测体30a、30b在圆周轨道上位移的旋转型位置传感器进行说明，但也可以是检测体在直线轨道上位移的直动型位置传感器。下面，就用附图对该直动型位置传感器的实施方式进行说明。如图5 (a)所示，该实施方式具备在上表面印刷形成矩形的检测线圈B的矩形板状的介电体基板A、以及由非磁性材料(例如铝板)形成矩形的检测体C。另外，检测体C设在保持其自身能够沿介电体基板A的长边方向位移的可动体D上。该可动体D设在对象物上以便跟对象物联动位移。还有，虽未图示，但在介电体基板A上设有构成检测部的各电路，该检测部基于随检测体C的位移而变化的检测线圈B的电感来检测对象物的位移。下面对该实施方式的动作进行简单说明。随着对象物的位移，与对象物联动的可动体D产生位移时，检测体C与可动体D联动，并在直线轨道上位移。于是，与旋转型位置传感器的实施方式一祥，从振荡电路输出与随检测体C和检测线圈B的相对位置而变化的检测线圈B的电感相对应的频率的振荡信号。通过基于该振荡信号对检测体C的位移进行检测，就能够检测检测体C与检测线圈B的相对位置信息，即与可动体D联动的对象物的位移量。这里，如图5 (C)所示，检测线圈B形成为其沿短边方向的宽度尺寸是沿检测体C的位移方向而变化的。即将检测线圈B形成为使检测体C与检测线圈B的对置面积越大则宽度尺寸越小。于是，与使用图5 (b)所示的宽度尺寸一定的检测线圈B的情况相比，其能够使检测线圈B的电感相对于检测体C的位移呈线性变化。从而，也能够使检测线圈B的电感相对于与检测体C的位移联动的对象物的位移的变化的直线性提高。另外，在上述的说明当中，虽然使检测线圈B的宽度尺寸沿检测体C的位移方向变化，但也可以使检测体C的宽度尺寸发生变化。即将检测体C形成为检测体C与检测线圈B的对置面积越大而其宽度尺寸越小。在这种情况下，也能够取得与上述同样的效果。另夕卜，也可以构成使检测体C与检测线圈B的间距沿检测体C的位移方向变化。例如，与图4Ca)所示的情况相同，将检测体C向下折弯，以使得随着对置面积增大，检测体C向检测线圈B靠近。还有，与图4 (b)所示的情况相同，増大检测体C的厚度，以使得随着对置面积増大，检测体C向检测线圈B靠近。不论哪种情况，都能够取得与上述同样的效果。
(第2实施方式)第2实施方式与第I实施方式的位置传感器大概相同。以下的说明中，只对与第I实施方式的不同点进行说明，省略相同结构的说明。在第I实施方式中，将各检测体30a、30b或者各检测线圈10a、IOb当中的某一方的形状形成为直径方向的宽度尺寸呈非线性变化，但也可以像第2实施方式那样，各线圈IOaUOb在直径方向的宽度尺寸一定，且如图6 (b)所示，各介电体基板1、2的各检测线圏，是由包围沿各检测体30a、30b的位移方向(圆周轨道)的规定长度尺寸的空隙g而卷绕的多个第I匝a0、b0构成，且各介电体基板1、2的各检测线圈还具备横切空隙g而折返卷绕的两个第2匝al、a2、bl、b2 (在该图中，只图示第I介电体基板I)。假设，当各介电体基板1、2的各检测线圈只是由第I匝a0、b0构成时，如图7的虚线Kl所示，检测线圈Co的电感相对于对象物的旋转角度的变化就为非线性。另外，在该图当中，设对象物的旋转角度为0°的状态(各检测体30a、30b与检测线圈Co在上下方向上不重合的状态)时的检测线圈Co的电感为100%。另ー方面，如第2实施方式的各介电体基 板1、2的各检测线圈具有第2匝al、a2、bl、b2时，在第2匝al、a2、bl、b2的折返部位，检测线圈Co的磁通密度发生变化。通过利用该检测线圈Co的磁通密度的变化，将检测线圈Co的电感相对于对象物的旋转角度的变化与图7所示的虚线Kl进行比较，其能够接近线性(參照图2的实线K2)。如上述，第2实施方式的各介电体基板1、2的各检测线圈，是由包围空隙g而卷绕的多个第I匝a0、b0以及横切空隙g而折返卷绕的第2匝al、a2、bl、b2构成。因此，通过使在各检测线圈的第2匝al、a2、bl、b2的折返部位的检测线圈Co的磁通密度发生变化，而能够使检测线圈Co的电感相对于各检测体30a、30b的位移的变化接近线性。从而，也能够使检测线圈Co的电感相对于与各检测体30a、30b的位移联动的对象物的位移的变化的直线性提高。还有,在第2实施方式中，各介电体基板1、2的各检测线圈,其径向的宽度尺寸一定，在设有上述的第2匝al、a2、bl、b2时没有必要改变径向的宽度尺寸。因此，由于增大各检测线圈的径向的宽度尺寸而导致的检测线圈Co的电感的大幅度减小就不会产生。还有，由于没必要増大各检测线圈的径向的宽度尺寸，就能够避免各介电体基板1、2的大型化。另外，第2实施方式也与第I实施方式相同，虽然各检测体30a、30b由非磁性材料形成，但由具有高磁导率的磁性材料来形成也可以，这里，电感相对于对象物的旋转角度的变化特性，呈现与上述各检测体30a、30b由非磁性材料形成时相反的特性。即呈现随着对象物的旋转角度増大，检测线圈Co的电感増大的特性。这种情况下，与上述同样，也能够使电感相对于对象物的旋转角度的变化特性的直线性提高。还有，第2实施方式中，各介电体基板1、2由ー层基板构成,但都由多层基板(例如，四层基板)构成也可以。这时，能够将各介电体基板1、2的各层分别印刷形成一对的检测线圏。这里，各层的检测线圈分别设第2匝，如图8 (a)所示，各层的检测线圈的第2匝al、7、bfb7，优选配置成分别在介电体基板1、2的厚度方向上相互不重合。通过这种结构，能够使第2匝al、7、brb7在折返部位的检测线圈Co的磁通密度发生变化。于是，如图8 (b)所示，与在各介电体基板1、2的各检测线圈上分別设两个第2匝al、a2、bl、b2的情况相比，能够使检测线圈Co的电感相对于各检测体30a、30b的位移的变化更接近线性。另外，不用将各介电体基板1、2的所有层的各检测线圈的第2匝配设为分别在厚度方向上相互不重合，至少有两层的各检测线圈的第2匝不重合就可以。例如，假设当各介电体基板
1、2由四层基板构成时，第I介电体基板I的第Γ4层、以及第2介电体基板2的第Γ3层的各检测线圈的第2匝在厚度方向上相互重合。这时，如果只有第2介电体基板2的第4层的各检测线圈的第2匝与其它的第2匝相互不重合，就满足上述条件。还有，在第2实施方式中，虽然是对各检测体30a、30b在圆周轨道上位移的旋转型位置传感器进行说明，但如图5 (a)所示，也适用于检测体在直线轨道上位移的直动型位置传感器。这种情况下，检测线圈B如图9所示，由包围沿其长边方向的规定长度尺寸的空隙g而卷绕的多个第I匝B0、以及横切空隙g而折返卷绕的第2匝Bl、8构成。于是，与使用
图5 (b)所示的只由第I匝BO构成的检测线圈B相比，检测线圈B的电感相对于检测体C的位移的变化能够接近线性。从而，也能够使检测线圈B的电感相对于与检测体C联动的对象物的位移的变化的直线性提高。另外，在上述说明当中，介电体基板A由ー层基板构成，但介电体基板A由多层基构成、并在各层上设检测线圈B亦可。再有，在各层的检测线圈B上分别设第2匝，并使各层的检测线圈的第2匝Bl、8分别在介电体基板A的厚度方向上相互不重合地配设也可以。这种情况下，也能够取得与上述同样的效果。当然，没有必要在介电体基板A使所有层上各检测线圈的第2匝分别在厚度方向上都相互不重合地配设，至少有两层的各检测线圈的第2匝不重合就可以。例如，假设介电体A由四层基板构成时，介电体基板A的第Γ3层的各检测线圈的第2匝在厚度方向上相互重合。这时，如果只有介电体基板A的第4层的各检测线圈的第2匝与其它的第2匝相互不重合，就满足上述条件。以上，对本发明的优选实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式，能够做出不脱离权利要求范围的多种改变及变形，这也属于本发明的范畴之内。
权利要求
1.ー种位置传感器，其特征为， 具备 检测线圈，在介电体构成的基板的表面印刷形成；以及 检测体，与上述检测线圈对置配置且与对象物的位移联动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上位移， 基于按照上述检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感来检测上述对象物的位移，上述检测线圈或者上述检测体中的至少任意一方，形成为使上述检测线圈的电感相对于上述检测体的位移的变化率为一定的形状。
2.如权利要求I所述的位置传感器，其特征为， 上述检测体，形成为其径向的宽度尺寸沿自身的位移方向而变化的形状。
3.如权利要求I所述的位置传感器，其特征为， 上述检测线圈，形成为其径向的宽度尺寸沿上述检测体的位移方向而变化的形状。
4.如权利要求I所述的位置传感器，其特征为， 上述检测体，形成为其自身与上述检测线圈的间距沿其自身的位移方向而变化的形状。
5.ー种位置传感器，其特征为， 具备 检测线圈，在介电体构成的基板的表面上印刷形成；以及 检测体，与上述检测线圈对置配置且与对象物的位移联动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上位移， 基于按照上述检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感来检测上述对象物的位移，上述检测线圈由包围沿上述检测体的位移方向上的规定长度尺寸的空隙而卷绕的多个第I匝、以及横切上述空隙而折返卷绕的至少ー个以上的第2匝构成。
6.如权利要求5所述的位置传感器，其特征为， 上述基板由多层基板构成，在其各层上分別印刷形成上述检测线圈，上述各层中的至少两层的各检测线圈的第2匝，配设成分别在上述基板的厚度方向上相互不重合。
全文摘要
提供一种位置传感器，具备在介电体基板的表面印刷形成的检测线圈、以及与检测线圈对置配置且与对象物的位移联动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上位移的检测体。上述位置传感器，基于按照检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感来检测上述对象物的位移，上述检测线圈或者上述检测体中的至少一方，形成为使检测线圈的电感相对于上述检测体的位移的变化率为一定的形状。
文档编号G01B7/30GK102822632SQ201180016604
公开日2012年12月12日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年6月10日
发明者丹羽正久, 冈田邦孝 申请人:松下电器产业株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
