[发明专利]位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置检测装置，其由将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素而组装成的结构构成，而且涉及一种位置检测装置，其由将在印刷基板上以螺旋状形成的扁平线圈作为检测要素、而作为自激振荡电路的电感要素组装成的结构构成，能够应用于微小位移检测装置、直线位置检测装置、旋转位置检测装置、倾斜检测装置等任意类型的位置检测。

背景技术

已知将线圈(电感要素)作为检测要素而使用的位置检测装置，当前具有各种各样的类型。在上述种类繁多的位置检测装置中，专门具有用于线圈励磁的交流信号源，通过将从该交流信号源产生的交流信号施加至线圈，从而对该线圈进行交流励磁。与之相对，已知有下述接近传感器(例如专利文献1)，其利用LC振荡电路的原理，将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素进行组装，由此，无需专用的励磁用交流信号源。由于这种自激振荡型的接近传感器无需设置专用的励磁用交流信号源，因此能够将装置结构小型化而有益。但是，对于现有的自激振荡型的接近传感器，由于构成为根据检测对象的接近而对振荡频率的变动进行检测，因此需要频率识别电路。另外，现有的自激振荡型的接近传感器形成为适于对振荡频率的变动进行检测的结构，但未形成为能够基于振荡输出信号的振幅电平而对检测对象的位置进行检测的结构。

另一方面，如果从其他角度来看装置结构的小型化这一课题，作为一个例子，能够列举专利文献2所示的方法，即，将以螺旋状配置在印刷基板上的小的扁平线圈作为检测要素而使用。对于采用这种扁平线圈的位置检测装置，由于与通常的圆筒形线圈相比，1个线圈的匝数相当少，因此难于在检测中获得充分的磁通，因而，在专利文献2中，尝试以多层状设置扁平线圈。

专利文献1：日本特开平10﹣173437号公报

专利文献2：日本特开2010﹣122012号公报

发明内容

本发明的主要目的在于，针对采用线圈作为检测要素的位置检测装置，推进整体的装置结构的简化及小型化。用于实现该目的的主要方法在于，在由将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素而进行组合而成的结构构成的自激振荡型的位置检测装置中，能够基于振荡输出信号的振幅电平对检测对象的位置进行检测，由此，能够不通过频率识别，基于简单的振幅电平识别进行位置检测。为了实现该目的的附加的方法是，如果通过将以螺旋状形成在印刷基板上扁平线圈作为检测要素而使用，而采用更简化的结构，则在该情况下能够对经常不足的磁通进行补充。

本发明涉及的位置检测装置，其特征在于，具有：线圈部，其包括至少1个线圈；靶部，其对应于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化，该靶部由磁响应部件构成，该磁响应部件构成为，对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的线圈的电感变化；自激振荡电路，其由在所述线圈部中包含的线圈和电容器构成，在该自激振荡电路中，作为用于自激振荡的电感要素而组装有在所述线圈部中包含的线圈；以及输出电路，其对所述自激振荡电路的振荡输出信号的振幅电平进行提取，并作为所述检测对象的位置数据而输出。

现有技术仅从共振频率的变动的观点考虑自激振荡电路中的电感L的变化(或电容器容量的变化)。与之相对，根据本发明者们的观察判明：在共振频带中，为了在大Q特性(振幅(增益)的峰值)附近的衰减率较大的区域进行振荡，通过选择电容C，对该处的振荡振幅信号进行观察，从而能够对自激振荡电路中的电感L的变化进行检测而作为振荡输出信号的振幅变化。

另外，如果将自激振荡电路的振荡频率设定在高频频带(例如，1MHz左右或大于或等于1MHz)，则能够在对振荡输出信号进行整流后的直流电压信号中增大振幅电平的变动幅度(动态范围)变大。由此，根据本发明，能够不通过频率识别，而通过采用了整流电路等的简单的振幅电平识别进行位置检测。

作为一例，作为所述线圈，也可以采用由以螺旋状配置在印刷基板上的扁平线圈形成的线圈。即，根据本发明，由于能够增大输出增益，因此，如果通过将以螺旋状配置在印刷基板上的扁平线圈作为检测要素而使用，而采用更简化的结构，则在该情况下由于能够对经常不足的磁通进行补充，因此优选。