WO2024116660A1 - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024116660A1
WO2024116660A1 PCT/JP2023/038359 JP2023038359W WO2024116660A1 WO 2024116660 A1 WO2024116660 A1 WO 2024116660A1 JP 2023038359 W JP2023038359 W JP 2023038359W WO 2024116660 A1 WO2024116660 A1 WO 2024116660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spiral portion
spiral
line
receiving coil
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/038359
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
司 河野
篤史 小林
亮介 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to EP23897317.6A priority Critical patent/EP4628850A4/en
Priority to CN202380071849.5A priority patent/CN120019251A/zh
Publication of WO2024116660A1 publication Critical patent/WO2024116660A1/ja
Priority to US19/222,167 priority patent/US20250290776A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • G01D5/206—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element constituting a short-circuiting element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2066—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to a single other coil

Definitions

  • This disclosure relates to a position detection device.
  • Position detection devices have been proposed in the past for detecting the position of an object to be detected.
  • the position detection device described in Patent Document 1 includes a transmitting coil and a receiving coil mounted on a substrate, and a target arranged opposite the substrate.
  • the receiving coil has multiple spiral sections in which the wiring is formed into a spiral shape, and connection wires that electrically connect the multiple spiral sections together.
  • This position detection device applies an alternating current to the transmitting coil, and detects the position of the target based on a characteristic value (e.g., output voltage) of the receiving coil that changes according to the amount of displacement of the target.
  • a characteristic value e.g., output voltage
  • a position detection device for detecting the position of a displaceable detectable object includes a substrate arranged opposite the detectable object, a transmitting coil extending in the surface direction of the substrate, a plurality of spiral portions in which wiring is formed in a spiral shape and aligned in the displacement direction of the detectable object, and which are inductively coupled by electromagnetic induction caused by passing current through the transmitting coil, connecting wires that electrically connect the plurality of spiral portions together, and a receiving coil having parallel wires that are electrically connected to the spiral portions and the connecting wires and run parallel to the connecting wires.
  • this position detection device can improve detection accuracy by preventing the characteristic value of the receiving coil from going outside the adjustment range of the signal processing unit.
  • At least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the connection line and at least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the parallel line cancel each other out may mean that the entire magnetic field is canceled out, or that only a portion of the magnetic field is canceled out.
  • this position detection device has multiple spiral sections, it is possible to increase the occupancy rate of the wiring of the receiving coil per unit area of the board (hereinafter referred to as the "space factor"). As a result, this position detection device is able to increase the amplitude of the output voltage of the receiving coil, improving detection accuracy.
  • FIG. 1 is a plan view showing a position detection device according to a first embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first receiving coil according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a second receiving coil according to the first embodiment.
  • 4 is a diagram showing a portion of the first receiving coil mounted on a first layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 4 is a diagram showing a portion of the first receiving coil mounted on a second layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the first receiving coil mounted on a third layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the second receiving coil mounted on a first layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the second receiving coil mounted on a second layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the second receiving coil mounted on a third layer of a multilayer substrate.
  • FIG. 11 is a graph showing the output voltage of a first receiving coil and the output voltage of a second receiving coil.
  • 1 is a block diagram of a position detection device according to a first embodiment.
  • FIG. 11 is a graph comparing the amplitude of the output voltage of the first receiving coil provided in the position detection device of the first embodiment with the amplitude of the output voltage of the first receiving coil provided in the position detection device of the first comparative example (i.e., one that does not have a spiral portion). 13 is a graph comparing the output voltage of the first receiving coil provided in the position detection device of the first embodiment with the output voltage of the first receiving coil provided in the position detection device of the second comparative example (i.e., one that does not have a parallel line).
  • FIG. 11 is a plan view showing a position detection device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a first receiving coil according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second receiving coil according to the second embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a position detection device of a first comparative example.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a first receiving coil of a second comparative example.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second receiving coil of a second comparative example.
  • the position detection device is an inductive sensor that includes a substrate 20, a transmitting coil 30, a receiving coil 40, and a signal processing unit 50, and detects the position of a target 10 as a detected object.
  • the substrate 20 a transmitting coil 30, a receiving coil 40, and a signal processing unit 50, and detects the position of a target 10 as a detected object.
  • wiring arranged on multiple layers of the substrate 20 is shown overlapping.
  • Figures 3 to 6C in this embodiment, an example will be described in which wiring constituting the receiving coil 40 and the like is provided on three layers of the substrate 20.
  • the target 10 is made of a conductor such as metal and is fixed to the rotating shaft 60.
  • the target 10 undergoes rotational displacement together with the rotating shaft 60, centered on the axis CL of the rotating shaft 60.
  • the target 10 may undergo rotational displacement of 360 degrees or more, or may undergo rotational displacement within a range of 360 degrees or less.
  • the direction in which the axis CL of the rotating shaft 60 extends is referred to as the "axial direction”
  • the radial direction of an imaginary circle perpendicular to the axis CL of the rotating shaft 60 is referred to as the "radial direction”
  • the circumferential direction of the imaginary circle is referred to as the "circumferential direction”.
  • the target 10 is formed in a substantially circular ring shape.
  • the target 10 has one or more (e.g., four) teeth 11 in the circumferential direction and one or more (e.g., four) openings 12 formed between the teeth 11.
  • the teeth 11 and openings 12 are aligned in the displacement direction of the target 10 (i.e., the circumferential direction).
  • the shape and size of the teeth 11 and openings 12 of the target 10 are not limited to those shown in FIG. 1, and are set appropriately depending on, for example, the magnitude of the output voltage of the receiving coil 40 required for signal processing by the signal processing unit 50.
  • the substrate 20 is, for example, a multi-layer substrate, and is disposed opposite the target 10.
  • a predetermined gap AG is provided between the substrate 20 and the target 10.
  • the substrate 20 is fixed to a fixed body (not shown) (for example, a vehicle body or a member fixed to the vehicle body). Therefore, the rotation shaft 60 and the target 10 rotate relative to the substrate 20.
  • the transmitting coil 30 is provided on any layer of the substrate 20 and extends in the surface direction of the substrate 20.
  • the transmitting coil 30 is wound multiple times so as to surround the radial outside of the receiving coil 40.
  • One end and the other end of the wiring of the transmitting coil 30 are each connected to the signal processing unit 50.
  • the receiving coil 40 has multiple spiral parts 41, connection lines 42, parallel lines 43, etc.
  • the multiple spiral parts 41 are parts where the wiring is formed in a spiral shape.
  • the multiple spiral parts 41 are arranged at positions where they are inductively coupled by electromagnetic induction caused by current passing through the transmitting coil 30.
  • the multiple spiral parts 41 are lined up in the displacement direction of the target 10.
  • the direction in which the multiple spiral parts 41 are lined up is substantially the same as the direction in which the transmitting coil 30 extends. Therefore, the multiple spiral parts 41 are lined up in the direction in which the transmitting coil 30 extends.
  • the multiple spiral parts 41 are arranged radially inside the transmitting coil 30, which is wound in a ring shape. It is preferable that the wiring that constitutes the multiple spiral parts 41 is arranged with the maximum space factor while ensuring the clearance required for insulation.
  • connection wires 42 are parts that electrically connect the multiple spiral portions 41 together. Therefore, the connection wires 42 are provided at multiple locations between the multiple spiral portions 41.
  • the parallel wire 43 is electrically connected to the spiral portion 41 and the connection wire 42, and runs parallel to the connection wire 42.
  • the parallel wire 43 runs parallel to at least some or all of the connection wires 42 at multiple locations.
  • the receiving coil 40 has a first receiving coil 410 and a second receiving coil 420.
  • the first receiving coil 410 has a plurality of first spiral portions 411, a first connecting line 412, a first parallel line 413, and the like. Note that circles in Figures 5A to 5C indicate vias. In other words, the plurality of first spiral portions 411, the first connecting line 412, the first parallel line 413, and the like that constitute the first receiving coil 410 are electrically connected in a single stroke through vias.
  • one of the first spiral parts 411 arranged on either side of a given second spiral part 421 may be referred to as a Sin+ coil, and the other first spiral part 411 may be referred to as a Sin- coil, as shown in FIG. 1 etc.
  • each first spiral portion 411 indicates the direction in which current flows through the wiring of each first spiral portion 411 at a given instantaneous value of the AC current applied to the transmission coil 30.
  • current flows counterclockwise in one first spiral portion 411 (e.g., Sin+ coil) and current flows clockwise in the other first spiral portion 411 (e.g., Sin- coil).
  • the first receiving coil 410 is a receiving coil 40 that outputs a sine wave signal in response to the displacement of the target 10.
  • the first receiving coil 410 outputs a voltage value corresponding to the magnitude of the induced current generated from the Sin+ coil and the Sin- coil located at a position corresponding to the opening 12 of the target 10.
  • the distance between the center of the Sin+ coil and the center of the Sin- coil is set so that the phase of the waveform of the output voltage corresponding to the amount of displacement of the target 10 differs by 180 degrees in electrical angle.
  • the first connection wires 412 electrically connect the multiple first spiral portions 411 to each other.
  • each of the first connection wires 412 connects the radially outer portions of the multiple first spiral portions 411 to each other.
  • the first parallel line 413 is electrically connected to the multiple first spiral portions 411 and the first connection line 412 and runs parallel to the first connection line 412.
  • the first parallel line 413 is provided in a different layer from the first connection line 412, at a position where it overlaps with the thickness direction of the substrate 20. Therefore, in this embodiment, the first parallel line 413 is provided at a position radially outside the multiple first spiral portions 411.
  • the first connection line 412 and the first parallel line 413 are electrically connected via a first fold 414.
  • the first fold 414 is formed by a via that electrically connects the first connection line 412 and the first parallel line 413 provided on two different layers of the substrate 20.
  • the first connection line 412 and the first parallel line 413 are arranged so as to fold back via the via as the first fold 414 on the two different layers of the substrate 20. Therefore, the first connection line 412 and the first parallel line 413 are arranged such that, at a given instantaneous value of the AC current applied to the transmission coil 30, the direction of the current flowing through a given portion of the first connection line 412 is opposite to the direction of the current flowing through a given portion of the first parallel line 413 adjacent to that portion.
  • the first connection line 412 and the first parallel line 413 are provided in two different layers of the substrate 20 at positions where they overlap in the thickness direction of the substrate 20. Therefore, the first connection line 412 and the first parallel line 413 are arranged adjacent to each other. Specifically, the adjacent arrangement means that they are arranged at a distance where at least a part of the magnetic field generated by the current flowing in the first connection line 412 due to the AC current applied to the transmission coil 30 and at least a part of the magnetic field generated by the current flowing in the first parallel line 413 cancel each other out.
  • the second receiving coil 420 has a plurality of second spiral portions 421, a second connecting line 422, a second parallel line 423, and the like.
  • the circles in Figures 6A to 6C also represent vias.
  • the plurality of second spiral portions 421, the second connecting line 422, the second parallel line 423, and the like that constitute the second receiving coil 420 are electrically connected in a single stroke through the vias.
  • one of the second spiral parts 421 arranged on either side of a given first spiral part 411 may be referred to as a Cos+ coil, and the other second spiral part 421 may be referred to as a Cos- coil.
  • each second spiral portion 421 the arrows drawn on the outside of each second spiral portion 421 indicate the direction in which current flows through the wiring of each second spiral portion 421 at different instantaneous values of the AC current applied to the transmission coil 30.
  • current flows counterclockwise in one second spiral portion 421 e.g., Cos+ coil
  • current flows clockwise in the other second spiral portion 421 e.g., Cos- coil.
  • the second receiving coil 420 is a receiving coil 40 that outputs a sine-wave voltage signal that is out of phase with the waveform of the voltage signal of the first receiving coil 410 in response to the displacement of the target 10.
  • the waveform of the output voltage of the first receiving coil 410 and the waveform of the output voltage of the second receiving coil 420 differ by 90 degrees in electrical angle. Therefore, the waveform of the output voltage of the second receiving coil 420 can also be said to be cosine-wave shaped.
  • the second receiving coil 420 outputs a voltage value that corresponds to the magnitude of the induced current generated from the Cos+ coil and the Cos- coil located at a position corresponding to the opening 12 of the target 10.
  • the distance between the center of the Cos+ coil and the center of the Cos- coil is set so that the phases of the waveforms of the output voltages corresponding to the displacement of the target 10 differ by 180 degrees in electrical angle.
  • the distance between the center of the Sin+ coil and the center of the Cos+ coil is set so that the phases of the waveforms of the output voltages corresponding to the displacement of the target 10 differ by 90 degrees in electrical angle.
  • the distance between the center of the Sin- coil and the center of the Cos- coil is set so that the phases of the waveforms of the output voltages corresponding to the displacement of the target 10 differ by 90 degrees in electrical angle.
  • the second connection wires 422 electrically connect the multiple second spiral portions 421 to each other.
  • each of the second connection wires 422 connects the radially inner portions of the multiple second spiral portions 421 to each other.
  • the second parallel line 423 is electrically connected to the multiple second spiral portions 421 and the second connection line 422 and runs parallel to the second connection line 422.
  • the second parallel line 423 is provided in a different layer from the second connection line 422 and at a position where it overlaps in the thickness direction of the substrate 20. Therefore, in this embodiment, the second parallel line 423 is provided at a position radially inward of the multiple second spiral portions 421.
  • the second connection line 422 and the second parallel line 423 are electrically connected via a second fold-back portion 424.
  • the second fold-back portion 424 is formed by a via that electrically connects the second connection line 422 and the second parallel line 423, which are provided on two different layers of the substrate 20.
  • the second connection line 422 and the second parallel line 423 are arranged so as to fold back via the via as the second fold-back portion 424 on the two different layers of the substrate 20.
  • the second connection line 422 and the second parallel line 423 are arranged such that, at a given instantaneous value of the AC current applied to the transmission coil 30, the direction of the current flowing through a given portion of the second connection line 422 is opposite to the direction of the current flowing through a given portion of the second parallel line 423 adjacent to that portion.
  • the second connection line 422 and the second parallel line 423 are provided in two different layers of the substrate 20 at positions where they overlap in the thickness direction of the substrate 20. Therefore, the second connection line 422 and the second parallel line 423 are arranged adjacent to each other. Specifically, the adjacent arrangement means that they are arranged at a distance where at least a part of the magnetic field generated by the current flowing in the second connection line 422 due to the AC current applied to the transmission coil 30 and at least a part of the magnetic field generated by the current flowing in the second parallel line 423 cancel each other out.
  • the board 20 is provided with an electronic control circuit 21 that includes a microcomputer with a processor and memory.
  • the electronic control circuit 21 executes various control operations by having the processor read and execute a program from the memory.
  • the memory stores various data to be used when executing the program.
  • the electronic control circuit 21 is equipped with a signal processing unit 50 that is connected to the transmitting coil 30, the first receiving coil 410, and the second receiving coil 420 and performs predetermined processing.
  • the signal processing unit 50 has, for example, an oscillator 51, a demodulator 52, an AD converter 53, an offset and gain correction unit 54, an angle calculator 55, an output unit 56, etc., and is configured with an integrated circuit (IC). Note that, although the following describes a representative example of conversion to a digital signal for processing, when processing an analog signal, the signal processing unit 50 does not need to include the AD converter 53, etc.
  • the oscillator 51 is electrically connected to the transmitting coil 30 and applies an alternating current of a predetermined frequency to the transmitting coil 30. At that time, an induced current flows in the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 due to the magnetic field generated by the transmitting coil 30.
  • the demodulation unit 52 is connected to each of the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420.
  • the demodulation unit 52 generates a first demodulated signal by demodulating the first voltage value V1 output from the first receiving coil 410, and generates a second demodulated signal by demodulating the second voltage value V2 output from the second receiving coil 420.
  • the AD conversion unit 53 generates a first converted signal by AD converting the first demodulated signal, and generates a second converted signal by AD converting the second demodulated signal.
  • the offset and gain correction unit 54 performs offset correction and gain correction on the first conversion signal and the second conversion signal.
  • the signal processing unit 50 e.g., an IC
  • the signal processing unit 50 has a predetermined adjustment range specification within which the offset correction and gain correction can be performed.
  • the signal processing unit 50 is designed not to accurately perform offset correction and gain correction when the first voltage value V1 and the second voltage value V2 fall outside the adjustment range specification.
  • the angle calculation unit 55 calculates, for example, an arctangent function based on the first conversion signal and the second conversion signal that have been subjected to offset correction and gain correction, and calculates the position (i.e., the mechanical angle) of the target 10.
  • the output unit outputs the mechanical angle of the target 10 calculated by the angle calculation unit 55 to the output terminal 57.
  • the locations of the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 that face the teeth 11 and the opening 12 of the target 10 change. Therefore, the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 410 and the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 420 change periodically as the target 10 undergoes a rotational displacement.
  • the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 410 is sinusoidal
  • the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 420 is cosine with the same wavelength as the first voltage value V1.
  • the receiver coils 40 included in the position detection device of the first comparative example are such that the first receiver coil 410 has a sine wave shape and the second receiver coil 420 has a cosine wave shape.
  • the first receiver coil 410 is wired in a single stroke, and the second receiver coil 420 is also wired in a single stroke.
  • the first receiver coil 410 in response to a displacement of the mechanical angle of the target 10, the first receiver coil 410 outputs a sine wave voltage signal and the second receiver coil 420 outputs a cosine wave voltage signal.
  • the amplitude of the output voltage of each of the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 in the first comparative example is much smaller than the amplitude of the output voltage of each of the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a graph comparing the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 in the first embodiment with the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 in the first comparative example.
  • the horizontal axis of FIG. 9 indicates the gap between the substrate 20 and the target 10, and the vertical axis indicates the average amplitude.
  • the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 in the first embodiment is greater than the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 in the first comparative example. This is due to the following two reasons.
  • the first reason is that when the receiving coil 40 is shaped in a sine wave and cosine wave form as in the first comparative example, the space factor of the wiring of the receiving coil 40 on the substrate 20 becomes small.
  • the receiving coil 40 has a shape that has multiple spiral portions 41, so it is possible to increase the space factor of the wiring of the receiving coil 40 on the substrate 20.
  • the second reason is that when the receiving coil 40 has a sine wave or cosine wave shape as in the first comparative example, providing wiring of the same shape on each layer of the substrate 20 results in a large number of vias for connecting the wiring of each phase. By arranging the wiring of each layer to avoid the vias, the space factor of the wiring of the receiving coil 40 on the substrate 20 is reduced.
  • the receiving coil 40 has a shape having multiple spiral portions 41. Therefore, when providing wiring of the same shape on each layer of the substrate 20, the vias for connecting the wiring of each phase need to be arranged only in the center and outer periphery of the spiral portion 41. Therefore, in the first embodiment, it is possible to prevent the space factor of the wiring of the receiving coil 40 on the substrate 20 from being reduced by the vias.
  • the position detection device of the first embodiment can increase the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 by increasing the space factor of the wiring of the receiving coil 40 relative to the substrate 20, compared to the position detection device of the comparative example.
  • a position detection device of the second comparative example will be described.
  • Fig. 15 shows a first receiving coil 410 provided in the position detection device of the second comparative example
  • Fig. 16 shows a second receiving coil 420 provided in the position detection device of the second comparative example. Note that, in the second comparative example as well, the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 are arranged on the same substrate 20 such that the first spiral portion 411 and the second spiral portion 421 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the first receiving coil 410 of the second comparative example has a plurality of first spiral portions 411 and a first connecting line 412 that electrically connects the plurality of first spiral portions 411 to each other, but does not have the first parallel line 413 described in the first embodiment.
  • the second receiving coil 420 of the second comparative example has a plurality of second spiral portions 421 and a second connecting line 422 that electrically connects the plurality of second spiral portions 421 to each other, but does not have the second parallel line 423 described in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a graph comparing the output voltage of the receiving coil 40 in the first embodiment with the output voltage of the receiving coil 40 in the first comparative example.
  • the offset value of the output voltage of the receiving coil 40 in the first embodiment is improved by 1/24 times compared to the offset value of the output voltage of the receiving coil 40 in the first comparative example.
  • the signal adjustment function e.g., offset correction and gain correction
  • the position detection device of the first embodiment has the following advantages over the position detection devices of the first and second comparative examples.
  • the receiving coil 40 has a plurality of spiral portions 41, a connection wire 42 electrically connecting the plurality of spiral portions 41 to each other, and a parallel wire 43 running parallel to the connection wire 42. According to this, when an AC current is applied to the transmitting coil 30, at least a part of the magnetic field generated by the current flowing through the connecting line 42 and at least a part of the magnetic field generated by the current flowing through the parallel line 43 cancel each other out. This prevents the waveform of the output voltage of the receiving coil 40, which changes according to the displacement amount of the target 10, from being offset from the ideal waveform.
  • this position detection device prevents the output voltage of the receiving coil 40 from going out of the adjustment range of the signal processing unit 50, thereby improving the detection accuracy.
  • this position detection device since the receiving coil 40 has a plurality of spiral portions 41, it is possible to increase the space factor of the wiring of the receiving coil 40 on the substrate 20. Therefore, it is possible to increase the amplitude of the output voltage of the receiving coil 40 and improve the detection accuracy.
  • connection line 42 and the parallel line 43 are arranged such that, at a given instantaneous value of the alternating current applied to the transmitting coil 30, the direction of the current flowing through a given portion of the connection line 42 is opposite to the direction of the current flowing through a given portion of the parallel line 43 adjacent to the given portion of the connection line 42. According to this, when an alternating current is applied to the transmitting coil 30, at least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the connecting line 42 and at least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the parallel line 43 cancel each other out.
  • connection line 42 and the parallel line 43 are disposed adjacent to each other.
  • the adjacent arrangement means that the connection line 42 and the parallel line 43 are disposed at a distance such that at least a part of a magnetic field generated by a current flowing through the connection line 42 due to an AC current applied to the transmission coil 30 and at least a part of a magnetic field generated by a current flowing through the parallel line 43 cancel each other out. This suppresses the generation of induced current from the connection line 42, making it possible to prevent the average value of the output voltage of the receiving coil 40 from being significantly offset from 0 mV.
  • connection lines 42 are provided at a plurality of locations between the plurality of spiral portions 41.
  • the parallel lines 43 are provided in correspondence with at least some or all of the connection lines 42 at the plurality of locations. This cancels out the magnetic field generated by current flowing through at least some or all of the multiple connection lines 42, and suppresses the generation of induced current from the connection lines 42, thereby preventing the average value of the output voltage of the receiving coil 40 from being significantly offset from 0 mV.
  • connection lines 42 and the parallel lines 43 are provided on different layers of the substrate 20 . This allows the connection lines 42 and the parallel lines 43 to be disposed adjacent to each other on different layers of the substrate 20 .
  • the receiving coil 40 includes a first receiving coil 410 and a second receiving coil 420.
  • the first receiving coil 410 includes one first spiral portion 411, the other first spiral portion 411, a first connection line 412 that electrically connects the one first spiral portion 411 and the other first spiral portion 411, and a first parallel line 413 that runs parallel to the first connection line 412.
  • the one first spiral portion 411 is, for example, a Sin+ coil
  • the other first spiral portion 411 is, for example, a Sin- coil.
  • the second receiving coil 420 includes one second spiral portion 421, the other second spiral portion 421, a second connection line 422 that electrically connects the one second spiral portion 421 and the other second spiral portion 421, and a second parallel line 423 that runs parallel to the second connection line 422.
  • one second spiral portion 421 is, for example, a Cos+ coil
  • the other second spiral portion 421 is, for example, a Cos- coil.
  • One first spiral portion for example, a Sin+ coil
  • one second spiral portion for example, a Cos+ coil
  • the other first spiral portion for example, a Sin- coil
  • the other second spiral portion for example, a Cos- coil
  • the distance between the center of one first spiral portion 411 and the center of the other first spiral portion 411 arranged with a predetermined second spiral portion 421 in between is set so that the phases of the waveforms of the output voltage corresponding to the displacement amount of the target 10 differ by 180 degrees in electrical angle.
  • the distance between the center of one second spiral portion 421 and the center of the other second spiral portion 421 arranged with a predetermined first spiral portion 411 in between is set so that the phases of the output voltage differ by 180 degrees in electrical angle.
  • one of the output voltages of the first receiving coil 410 and the second receiving coil 420 in response to the displacement of the target 10 can be made to have a sine wave shape, and the other can be made to have a sine wave shape that is out of phase with the sine wave shape (i.e., a cosine wave shape).
  • Second Embodiment A second embodiment will be described. Since the second embodiment is a modification of the first embodiment in part, only the differences from the first embodiment will be described.
  • a first receiving coil 410 has one first spiral portion 411, the other first spiral portion 411, a first connecting line 412, and a first parallel wire 413.
  • the first connecting line 412 electrically connects the one first spiral portion 411 to the other first spiral portion 411.
  • the first parallel wire 413 is electrically connected to the first spiral portion 411 and the first connecting line 412, and runs parallel to the first connecting line 412.
  • the second receiving coil 420 has one second spiral portion 421, the other second spiral portion 421, a second connection line 422, and a second parallel line 423.
  • the second connection line 422 electrically connects the one second spiral portion 421 to the other second spiral portion 421.
  • the second parallel line 423 is electrically connected to the second spiral portion 421 and the second connection line 422 and runs parallel to the second connection line 422. As shown in FIG. 11, the first spiral portion 411 and the second spiral portion 421 are arranged alternately.
  • the position detection device of the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
  • the receiving coil 40 is provided on three layers of the substrate 20, but this is not limiting.
  • the receiving coil 40 may be provided on one layer of the substrate 20, or on two or four or more layers of the substrate 20.
  • each spiral portion 41 may also be provided on one layer of the substrate 20, or on three or more layers.
  • the parallel line 43 and the connection line 42 are described as being provided in different layers of the substrate 20 at positions where they overlap in the thickness direction of the substrate 20, but this is not limited thereto.
  • the parallel line 43 and the connection line 42 may be disposed adjacent to each other in the same layer of the substrate 20 at a distance such that at least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the connection line 42 and at least a portion of the magnetic field generated by the current flowing through the parallel line 43 cancel each other out.
  • the target 10 as the object to be detected is described as being rotationally displaced, but this is not limited thereto.
  • the target 10 may be displaced in a straight line or a curved line.
  • the characteristic value of the receiving coil 40 is described as a voltage value, but this is not limited to this.
  • the characteristic value of the receiving coil 40 may be a current value or inductance.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate.
  • the above-described embodiments and parts thereof are not unrelated to each other, and can be combined as appropriate, except when the combination is clearly impossible.
  • the elements constituting the embodiments are not necessarily essential, except when it is specifically stated that they are essential or when it is clearly considered essential in principle.
  • the numbers, values, amounts, ranges, etc. of the components of the embodiments are mentioned, they are not limited to the specific numbers, except when it is specifically stated that they are essential or when it is clearly limited to a specific number in principle.
  • the shapes, positional relationships, etc. of the components are mentioned, they are not limited to the shapes, positional relationships, etc., except when it is specifically stated that they are essential or when it is clearly limited to a specific shape, positional relationship, etc. in principle.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.
  • the above memory is a non-transient tangible storage medium.
  • a position detection device for detecting the position of a displaceable detection object (10), comprising: A substrate (20) disposed opposite the object to be detected; A transmission coil (30) extending in a plane direction of the substrate; a receiving coil (40) having a plurality of spiral sections (41) whose wiring is formed in a spiral shape and aligned in the displacement direction of the object to be detected, and which are inductively coupled by electromagnetic induction caused by current being passed through the transmitting coil, connecting wires (42) electrically connecting the plurality of spiral sections together, and a parallel wire (43) electrically connected to the spiral sections and the connecting wire and running parallel to the connecting wire.
  • connection line and the parallel line are arranged so that, at a predetermined instantaneous value of the alternating current applied to the transmitting coil, the direction of current flowing through a predetermined portion of the connection line is opposite to the direction of current flowing through a predetermined portion of the parallel line adjacent to the predetermined portion of the connection line.
  • connection line and the parallel line are arranged adjacent to each other at a distance such that at least a portion of a magnetic field generated by a current flowing in the connection line due to an alternating current applied to the transmitting coil and at least a portion of a magnetic field generated by a current flowing in the parallel line cancel each other out.
  • connection line and the parallel line are arranged such that, at a predetermined instantaneous value of an AC current applied to the transmission coil, a direction of a current flowing through a predetermined portion of the connection line is opposite to a direction of a current flowing through a predetermined portion of the parallel line adjacent to the predetermined portion of the connection line; Further, the position detection device described in the first aspect is arranged adjacent to the transmitting coil at a distance such that at least a portion of a magnetic field generated by a current flowing in the connecting line due to an alternating current applied to the transmitting coil and at least a portion of a magnetic field generated by a current flowing in the parallel line cancel each other out.
  • connection line is provided at a plurality of locations between the plurality of spiral portions
  • the position detection device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the parallel lines are provided corresponding to at least some or all of the connection lines at a plurality of locations.
  • connection lines and the parallel lines are provided on different layers of the substrate.
  • connection lines and the parallel lines are provided in the same layer of the substrate.
  • the receiving coil is a first receiving coil (410) having a first spiral portion (411) through which current flows counterclockwise at a predetermined instantaneous value of an alternating current applied to the transmitting coil, a second first spiral portion through which current flows clockwise at the predetermined instantaneous value, a first connecting line (412) electrically connecting the first spiral portion and the second first spiral portion, and a first parallel line (413) electrically connected to the first spiral portion, the second first spiral portion, and the first connecting line and running parallel to the first connecting line; a second receiving coil (420) including one second spiral portion (421) through which current flows counterclockwise at another instantaneous value of the alternating current applied to the transmitting coil, the other second spiral portion through which current flows clockwise at the other instantaneous value, a second connecting line (422) electrically connecting the one second spiral portion and the other second spiral portion, and a second parallel line (423) electrically connected to the one second spiral portion, the other second spiral portion, and the second connecting line and running

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

変位可能な被検出体（１０）の位置を検出する位置検出装置は、基板（２０）、送信コイル（３０）および受信コイル（４０）を備える。基板（２０）は、被検出体（１０）と対向して配置される。送信コイル（３０）は、基板（２０）の面方向に延びる。受信コイル（４０）は、配線が渦巻き状に形成されて被検出体（１０）の変位方向に並び、送信コイル（３０）への通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部（４１）、複数の渦巻部（４１）同士を電気的に接続する接続線（４２）、並びに、渦巻部（４１）および接続線（４２）に電気的に接続されて接続線（４２）と並走する並走線（４３）を有する。

Description

位置検出装置 関連出願への相互参照
　本出願は、２０２２年１２月２日に出願された日本特許出願番号２０２２－１９３６９１号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、位置検出装置に関するものである。
　従来、被検出体の位置を検出する位置検出装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載の位置検出装置は、基板に実装された送信コイルおよび受信コイルと、その基板に対向して配置されたターゲットなどを備えている。受信コイルは、配線が渦巻き状に形成された複数の渦巻部と、その複数の渦巻部同士を電気的に接続する接続線とを有している。この位置検出装置は、送信コイルに交流電流を印加し、ターゲットの変位量に応じて変化する受信コイルの特性値（例えば出力電圧）に基づき、ターゲットの位置を検出するものである。
米国特許出願公開第２０２２／００１１１３８Ａ１号明細書
　しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置は、送信コイルに交流電流を印加すると、受信コイルのうちターゲットの開口部に対応する部位において渦巻部と接続線に誘導電流が発生する。本開示の発明者は、接続線に発生する誘導電流が、被検出体の変位量に応じて変化する受信コイルの出力電圧をオフセットさせる要因となることを見出した。その受信コイルの出力電圧のオフセット値が信号処理部（例えばＩＣ）の信号調整範囲から外れてしまうと、位置検出の精度が悪化する課題がある。なお、オフセットとは、被検出体の変位量に応じて変化する出力電圧の波形の平均値が理想波形からプラス側またはマイナス側にずれることをいう。
　本開示は、位置検出装置の検出精度を向上することを目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、変位可能な被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、被検出体と対向して配置される基板と、基板の面方向に延びる送信コイルと、配線が渦巻き状に形成されて被検出体の変位方向に並び、送信コイルへの通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部、複数の渦巻部同士を電気的に接続する接続線、並びに、渦巻部および接続線に電気的に接続されて接続線と並走する並走線を有する受信コイルと、を備える。
　これによれば、送信コイルに交流電流が印加されると、接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う。そのため、被検出体の変位量に応じて変化する受信コイルの特性値（例えば、出力電圧）の波形が理想波形からオフセットすることが抑制される。したがって、この位置検出装置は、受信コイルの特性値が信号処理部の調整範囲から外れることが防がれるので、検出精度を向上できる。
　なお、接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合うとは、磁界の全部が打ち消されるものであってもよく、または、磁界の一部が打ち消されるものであってもよい。
　また、この位置検出装置は、受信コイルが複数の渦巻部を有する構成としているので、基板の単位面積当たりにおける受信コイルの配線の占有率（以下、「占積率」という）を大きくすることが可能である。したがって、この位置検出装置は、受信コイルの出力電圧の振幅を大きくすることが可能となり、検出精度を向上できる。
　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。
第１実施形態に係る位置検出装置を示す平面図である。 図１のＩＩ―ＩＩ線の断面図である。 第１実施形態の第１受信コイルを示す斜視図である。 第１実施形態の第２受信コイルを示す斜視図である。 第１受信コイルのうち多層基板の第１層目に実装される部位を示した図である。 第１受信コイルのうち多層基板の第２層目に実装される部位を示した図である。 第１受信コイルのうち多層基板の第３層目に実装される部位を示した図である。 第２受信コイルのうち多層基板の第１層目に実装される部位を示した図である。 第２受信コイルのうち多層基板の第２層目に実装される部位を示した図である。 第２受信コイルのうち多層基板の第３層目に実装される部位を示した図である。 第１受信コイルの出力電圧と第２受信コイルの出力電圧を示すグラフである。 第１実施形態に係る位置検出装置のブロック図である。 第１実施形態に係る位置検出装置が備える第１受信コイルの出力電圧の振幅と、第１比較例の位置検出装置（即ち、渦巻部を有しないもの）が備える第１受信コイルの出力電圧の振幅とを比較したグラフである。 第１実施形態に係る位置検出装置が備える第１受信コイルの出力電圧と、第２比較例の位置検出装置（即ち、並走線を有しないもの）が備える第１受信コイルの出力電圧とを比較したグラフである。 第２実施形態に係る位置検出装置を示す平面図である。 第２実施形態の第１受信コイルを示す斜視図である。 第２実施形態の第２受信コイルを示す斜視図である。 第１比較例の位置検出装置を示す平面図である。 第２比較例の第１受信コイルを示す斜視図である。 第２比較例の第２受信コイルを示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態および各比較例において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、各図に示した一方と他方を示す矢印は、説明の便宜上記載したものであり、一方と他方は入れ替わってもよい。
　（第１実施形態）
　第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１および図２に示すように、位置検出装置は、基板２０、送信コイル３０、受信コイル４０および信号処理部５０などを備え、被検出体としてのターゲット１０の位置を検出するインダクティブセンサである。なお、図１では、基板２０の複数の層に配置された配線を重ねて示している。また、図３～図６Ｃに示すように、本実施形態では、受信コイル４０などを構成する配線が基板２０の３つの層に設けられたものを例に説明する。
　図２に示すように、ターゲット１０は、金属などの導体により形成され、回転軸６０に固定されている。ターゲット１０は、回転軸６０の軸心ＣＬを中心として、回転軸６０と共に回転変位する。なお、ターゲット１０は、３６０ｄｅｇ以上回転変位するものであってもよく、或いは、３６０ｄｅｇ以内の範囲で回転変位するものであってもよい。以下の説明では、回転軸６０の軸心ＣＬの延びる方向を「軸心方向」といい、回転軸６０の軸心ＣＬに垂直な仮想円の径方向を「径方向」といい、その仮想円の周方向を「周方向」という。
　図１では、ターゲット１０および回転軸６０の外縁を一点鎖線で示している。ターゲット１０は、略円環状に形成されている。ターゲット１０は、周方向に１個以上（例えば４個）の歯部１１と、その歯部１１同士の間に形成された１個以上（例えば４個）の開口部１２とを有している。歯部１１と開口部１２とは、ターゲット１０の変位方向（即ち、周方向）に並んでいる。なお、ターゲット１０の有する歯部１１および開口部１２の形状、大きさは、図１に示したものに限らず、例えば、信号処理部５０の信号処理に必要とされる受信コイル４０の出力電圧の大きさなどに応じて適宜設定される。
　図２に示すように、基板２０は、例えば多層基板により構成され、ターゲット１０と対向して配置されている。基板２０とターゲット１０との間には所定のギャップＡＧが設けられている。基板２０は、不図示の固定体（例えば、車体または車体に固定される部材など）に固定されている。そのため、回転軸６０とターゲット１０は、基板２０に対して相対回転する。
　図１に示すように、送信コイル３０は、基板２０の任意の層に設けられ、基板２０の面方向に延びている。本実施形態では、送信コイル３０は、受信コイル４０の径方向外側を取り囲むようにして複数回巻かれている。送信コイル３０の配線の一端と他端はそれぞれ信号処理部５０に接続されている。
　図３～図６Ｃに示すように、受信コイル４０は、複数の渦巻部４１、接続線４２および並走線４３などを有している。複数の渦巻部４１は、配線が渦巻状に形成された部位である。複数の渦巻部４１は、送信コイル３０への通電による電磁誘導によって誘導結合する位置に配置されている。複数の渦巻部４１は、ターゲット１０の変位方向に並んでいる。複数の渦巻部４１が並ぶ方向と、送信コイル３０の延びる方向とは、実質的に同一である。したがって、複数の渦巻部４１は、送信コイル３０の延びる方向に並んでいる。また、複数の渦巻部４１は、環状に巻かれた送信コイル３０の径方向内側に配置されている。複数の渦巻部４１を構成する配線は、絶縁に必要なクリアランスを確保した上で最大の占積率で配置することが好ましい。
　接続線４２は、複数の渦巻部４１同士を電気的に接続する部位である。そのため、接続線４２は、複数の渦巻部４１同士の間で複数個所に設けられている。
　並走線４３は、渦巻部４１および接続線４２と電気的に接続されて、接続線４２と並走する部位である。並走線４３は、複数個所の接続線４２の少なくとも一部または全部に対応して並走している。
　本実施形態では、受信コイル４０は、第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０とを有している。
　図１、図３および図５Ａ～図５Ｃに示すように、第１受信コイル４１０は、複数の第１渦巻部４１１、第１接続線４１２および第１並走線４１３などを有している。なお、図５Ａ～図５Ｃ中の○はビアを示している。すなわち、第１受信コイル４１０を構成する複数の第１渦巻部４１１、第１接続線４１２および第１並走線４１３などはビアを介して一筆書きにて電気的に接続されている。
　以下、説明の便宜上、図１等に示すように、所定の第２渦巻部４２１（例えば、Ｃｏｓ＋コイル）を挟んで配置される一方の第１渦巻部４１１をＳｉｎ＋コイルと呼び、他方の第１渦巻部４１１をＳｉｎ－コイルと呼ぶことがある。
　図５Ａおよび図５Ｂにおいて、各第１渦巻部４１１の外側に記載した矢印は、送信コイル３０に印加される交流電流の所定の瞬時値において各第１渦巻部４１１の配線を電流が流れる向きを示している。図５Ａおよび図５Ｂに示したように、交流電流の所定の瞬時値において、一方の第１渦巻部４１１（例えば、Ｓｉｎ＋コイル）には反時計回りに電流が流れ、他方の第１渦巻部４１１（例えば、Ｓｉｎ－コイル）には時計回りに電流が流れる。
　図７の実線Ａに示すように、第１受信コイル４１０は、ターゲット１０の変位に伴って正弦波状の信号を出力する受信コイル４０である。第１受信コイル４１０は、ターゲット１０の開口部１２に対応する位置にあるＳｉｎ＋コイルおよびＳｉｎ－コイルから発生する誘導電流の大きさに応じた電圧値を出力する。Ｓｉｎ＋コイルとＳｉｎ－コイルとは、ターゲット１０の変位量に応じた出力電圧の波形の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、Ｓｉｎ＋コイルの中心とＳｉｎ－コイルの中心との距離が設定されている。
　図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１接続線４１２は、複数の第１渦巻部４１１同士を電気的に接続している。本実施形態では、第１接続線４１２はいずれも、複数の第１渦巻部４１１の径方向外側の部位同士を接続している。
　図５Ｃに示すように、第１並走線４１３は、複数の第１渦巻部４１１および第１接続線４１２に電気的に接続されて第１接続線４１２と並走している。第１並走線４１３は、第１接続線４１２とは異なる層において、基板２０の厚み方向に重なる位置に設けられている。したがって、本実施形態では、第１並走線４１３は、複数の第１渦巻部４１１の径方向外側の位置に設けられている。
　第１接続線４１２と第１並走線４１３とは、第１折返部４１４を介して電気的に接続されている。本実施形態では、第１折返部４１４は、基板２０の異なる２つの層にそれぞれ設けられた第１接続線４１２と第１並走線４１３とを電気的に接続するビアにより構成されている。第１接続線４１２と第１並走線４１３とは、基板２０の異なる２つの層において、その第１折返部４１４としてのビアを介して折り返すように配置されている。従って、第１接続線４１２と第１並走線４１３は、送信コイル３０に印加される交流電流の所定の瞬時値に、第１接続線４１２の所定の部位を流れる電流の向きと、その部位に隣接する第１並走線４１３の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになる配置である。
　また、上述したように、第１接続線４１２と第１並走線４１３とは、基板２０の異なる２つの層において、基板２０の厚み方向に重なる位置に設けられている。したがって、第１接続線４１２と第１並走線４１３とは、隣接配置されている。具体的に、隣接配置とは、送信コイル３０に印加される交流電流により第１接続線４１２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、第１並走線４１３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離に配置されていることである。
　図１、図４および図６Ａ～図６Ｃに示すように、第２受信コイル４２０は、複数の第２渦巻部４２１、第２接続線４２２および第２並走線４２３などを有している。なお、図６Ａ～図６Ｃ中の○もビアを示している。すなわち、第２受信コイル４２０を構成する複数の第２渦巻部４２１、第２接続線４２２および第２並走線４２３などはビアを介して一筆書きにて電気的に接続されている。
　以下、説明の便宜上、図１等に示すように、所定の第１渦巻部４１１（例えば、Ｓｉｎ－コイル）を挟んで配置される一方の第２渦巻部４２１をＣｏｓ＋コイルと呼び、他方の第２渦巻部４２１をＣｏｓ－コイルと呼ぶことがある。
　図６Ａおよび図６Ｂにおいて、各第２渦巻部４２１の外側に記載した矢印は、送信コイル３０に印加される交流電流の別の瞬時値において各第２渦巻部４２１の配線を電流が流れる向きを示している。図６Ａおよび図６Ｂに示したように、交流電流の別の瞬時値において、一方の第２渦巻部４２１（例えば、Ｃｏｓ＋コイル）には反時計回りに電流が流れ、他方の第２渦巻部４２１（例えば、Ｃｏｓ－コイル）には時計回りに電流が流れる。
　図７の破線Ｂに示すように、第２受信コイル４２０は、ターゲット１０の変位に伴って第１受信コイル４１０の電圧信号の波形とは位相の異なる正弦波状の電圧信号を出力する受信コイル４０である。第１受信コイル４１０の出力電圧の波形と第２受信コイル４２０の出力電圧の波形とは、電気角で９０ｄｅｇ異なっている。そのため、第２受信コイル４２０の出力電圧の波形を、余弦波状ということもできる。第２受信コイル４２０は、ターゲット１０の開口部１２に対応する位置にあるＣｏｓ＋コイルおよびＣｏｓ－コイルから発生する誘導電流の大きさに応じた電圧値を出力する。
　Ｃｏｓ＋コイルとＣｏｓ－コイルとは、ターゲット１０の変位量に応じた出力電圧の波形の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、Ｃｏｓ＋コイルの中心とＣｏｓ－コイルの中心との距離が設定されている。また、Ｓｉｎ＋コイルとＣｏｓ＋コイルとは、ターゲット１０の変位量に応じた出力電圧の波形の位相が電気角で９０ｄｅｇ異なるように、Ｓｉｎ＋コイルの中心とＣｏｓ＋コイルの中心との距離が設定されている。また、Ｓｉｎ－コイルとＣｏｓ－コイルとは、ターゲット１０の変位量に応じた出力電圧の波形の位相が電気角で９０ｄｅｇ異なるように、Ｓｉｎ－コイルの中心とＣｏｓ－コイルの中心との距離が設定されている。
　図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２接続線４２２は、複数の第２渦巻部４２１同士を電気的に接続している。本実施形態では、第２接続線４２２はいずれも、複数の第２渦巻部４２１の径方向内側の部位同士を接続している。
　図６Ｃに示すように、第２並走線４２３は、複数の第２渦巻部４２１および第２接続線４２２に電気的に接続されて第２接続線４２２と並走している。第２並走線４２３は、第２接続線４２２とは異なる層において、基板２０の厚み方向に重なる位置に設けられている。したがって、本実施形態では、第２並走線４２３は、複数の第２渦巻部４２１の径方向内側の位置に設けられている。
　第２接続線４２２と第２並走線４２３とは、第２折返部４２４を介して電気的に接続されている。本実施形態では、第２折返部４２４は、基板２０の異なる２つの層にそれぞれ設けられた第２接続線４２２と第２並走線４２３とを電気的に接続するビアにより構成されている。第２接続線４２２と第２並走線４２３とは、基板２０の異なる２つの層において、その第２折返部４２４としてのビアを介して折り返すように配置されている。従って、第２接続線４２２と第２並走線４２３は、送信コイル３０に印加される交流電流の所定の瞬時値に、第２接続線４２２の所定の部位を流れる電流の向きと、その部位に隣接する第２並走線４２３の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになる配置である。
　また、上述したように、第２接続線４２２と第２並走線４２３とは、基板２０の異なる２つの層において、基板２０の厚み方向に重なる位置に設けられている。したがって、第２接続線４２２と第２並走線４２３とは、隣接配置されている。具体的に、隣接配置とは、送信コイル３０に印加される交流電流により第２接続線４２２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、第２並走線４２３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離に配置されていることである。
　図８に示すように、基板２０には、プロセッサおよびメモリーを備えたマイクロコンピュータ等を備える電子制御回路２１が設けられている。電子制御回路２１は、プロセッサがメモリーからプログラムを読み出して実行することで各種の制御作動を実行する。なお、メモリーには、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータが予め格納されている。
　具体的には、電子制御回路２１は、送信コイル３０、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０と接続されて所定の処理を行う信号処理部５０を備えている。信号処理部５０は、例えば、発振部５１、復調部５２、ＡＤ変換部５３、オフセットおよびゲイン補正部５４、角度算出部５５、出力部５６などを有し、集積回路（ＩＣ）により構成される。なお、以下では、デジタル信号に変換して処理する例を代表例として説明するが、アナログ信号で処理する場合には、信号処理部５０は、ＡＤ変換部５３などを備えていなくてもよい。
　発振部５１は、送信コイル３０と電気的に接続されており、所定の周波数の交流電流を送信コイル３０に印加する。その際、送信コイル３０から発生する磁界により、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０に誘導電流が流れる。
　復調部５２は、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０それぞれと接続されている。復調部５２は、第１受信コイル４１０から出力された第１電圧値Ｖ１を復調した第１復調信号を生成し、第２受信コイル４２０から出力された第２電圧値Ｖ２を復調した第２復調信号を生成する。
　ＡＤ変換部５３は、第１復調信号をＡＤ変換した第１変換信号を生成し、第２復調信号をＡＤ変換した第２変換信号を生成する。
　オフセットおよびゲイン補正部５４は、第１変換信号および第２変換信号に対し、オフセット補正およびゲイン補正を行う。なお、一般に、信号処理部５０（例えば、ＩＣ）には、オフセット補正およびゲイン補正を行うことの可能な調整範囲仕様が予め定められている。言い換えれば、信号処理部５０は、第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２が調整範囲仕様から外れると、オフセット補正およびゲイン補正を正確に実行できない仕様となっている。
　角度算出部５５は、第１変換信号および第２変換信号に対しオフセット補正およびゲイン補正を行った信号に基づき、例えば逆正接関数を演算し、ターゲット１０の位置（即ち、機械角）を算出する。出力部は、角度算出部５５で算出されたターゲット１０の機械角を出力用のターミナル５７に出力する。
　次に、ターゲット１０が回転変位（具体的には、軸心ＣＬを中心とした回転移動）した際の第１受信コイル４１０の第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル４２０の第２電圧値Ｖ２について説明する。
　送信コイル３０に所定の周波数の交流電流が印加されると、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０を通過する磁界が発生する。その磁界は交流電流により変化するため、電磁誘導により、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０に誘導起電力が発生する。
　その際、送信コイル３０、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０と対向する位置にあるターゲット１０の歯部１１に渦電流が発生すると共にその渦電流に起因する磁界が発生する。そのため、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０を通過する磁界のうちターゲット１０の歯部１１と対向する箇所の磁界は、渦電流を起因とする磁界によって相殺される。
　そして、ターゲット１０の回転変位に伴い、第１受信コイル４１０および第２受信コイル４２０においてターゲット１０の歯部１１および開口部１２に対向する箇所が変わる。そのため、第１受信コイル４１０に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル４２０に発生する第２電圧値Ｖ２は、ターゲット１０の回転変位に伴って周期的に変化する。本実施形態では、例えば、図７に示すように、第１受信コイル４１０に発生する第１電圧値Ｖ１は正弦波状となり、第２受信コイル４２０に発生する第２電圧値Ｖ２は、第１電圧値Ｖ１と同じ波長の余弦波状となる。
　ここで、上述した第１実施形態の位置検出装置と比較するため、２つの比較例の位置検出装置について説明する。
　（第１比較例）
　まず、第１比較例の位置検出装置について説明する。
　図１４に示すように、第１比較例の位置検出装置が備える受信コイル４０は、第１受信コイル４１０が正弦波形状とされており、第２受信コイル４２０が余弦波形状とされている。なお、第１受信コイル４１０は一筆書きにて配線されており、第２受信コイル４２０も一筆書きにて配線されている。第１比較例においても、ターゲット１０の機械角の変位に伴って、第１受信コイル４１０は正弦波状の電圧信号を出力し、第２受信コイル４２０は余弦波状の電圧信号を出力する。
　しかしながら、第１比較例の第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０それぞれの出力電圧の振幅は、第１実施形態の第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０それぞれの出力電圧の振幅に比べて非常に小さいものとなる。
　図９は、第１実施形態の受信コイル４０の出力電圧の振幅と、第１比較例の受信コイル４０の出力電圧の振幅とを比較したグラフである。図９の横軸は、基板２０とターゲット１０とのギャップを示し、縦軸は振幅の平均値を示している。
　図９に示すように、ギャップ２～６（ｍｍ）のいずれにおいても、第１実施形態の受信コイル４０の出力電圧の振幅は、第１比較例の受信コイル４０の出力電圧の振幅よりも大きいものとなっている。これは、次の２つの理由によるものである。
　第１の理由は、第１比較例のように受信コイル４０を正弦波形状および余弦波形状とした場合、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率が小さくなる。それに対し、第１実施形態では、受信コイル４０が複数の渦巻部４１を有する形状としているので、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率を大きくすることが可能である。
　第２の理由は、第１比較例のように受信コイル４０を正弦波形状または余弦波形状とした場合、基板２０の各層に同じ形状の配線を設けると、各相の配線を接続するためのビアの数が多くなる。そのビアを避けて各層の配線を配置することで、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率が小さくなる。それに対し、第１実施形態では、受信コイル４０が複数の渦巻部４１を有する形状としている。そのため、基板２０の各層に同じ形状の配線を設ける場合、各相の配線を接続するためのビアは渦巻部４１の中心部と外周部のみに配置すればよい。したがって、第１実施形態では、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率がビアによって小さくなることを防ぐことが可能である。
　以上の理由により、第１実施形態の位置検出装置は、比較例の位置検出装置に比べて、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率を大きくすることで、受信コイル４０の出力電圧の振幅を大きくできる。
　（第２比較例）
　次に、第２比較例の位置検出装置について説明する。図１５は、第２比較例の位置検出装置が備える第１受信コイル４１０を示したものであり、図１６は、その第２比較例の位置検出装置が備える第２受信コイル４２０を示したものである。なお、第２比較例においても、第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０は、同一の基板２０にて第１渦巻部４１１と第２渦巻部４２１とが周方向に交互に並ぶように配置される。
　図１５に示すように、第２比較例の第１受信コイル４１０は、複数の第１渦巻部４１１と、その複数の第１渦巻部４１１同士を電気的に接続する第１接続線４１２とを有しているが、第１実施形態で説明した第１並走線４１３を有していない。また、図１６に示すように、第２比較例の第２受信コイル４２０は、複数の第２渦巻部４２１と、その複数の第２渦巻部４２１同士を電気的に接続する第２接続線４２２とを有しているが、第１実施形態で説明した第２並走線４２３を有していない。
　第２比較例においても、送信コイル３０に交流電流を印加すると、受信コイル４０のうちターゲット１０の開口部１２に対応する部位において渦巻部４１と接続線４２に誘導電流が発生する。その際、接続線４２に発生する誘導電流が、ターゲット１０の変位量に応じて変化する受信コイル４０の出力電圧をオフセットさせる要因となる。第２比較例では、受信コイル４０の出力電圧のオフセット値が信号処理部５０（例えばＩＣ）の信号調整範囲から外れると、オフセット補正およびゲイン補正などが正確に実行されず、位置検出の精度が悪化する課題がある。
　図１０は、第１実施形態の受信コイル４０の出力電圧と、第１比較例の受信コイル４０の出力電圧とを比較したグラフである。
　図１０に示すように、第１実施形態の受信コイル４０の出力電圧のオフセット値は、第１比較例の受信コイル４０の出力電圧のオフセット値に対し、１/２４倍の改善となっている。これにより、第１実施形態の位置検出装置は、受信コイル４０の出力電圧のオフセット値を信号処理部５０（例えばＩＣ）の信号調整範囲内とすることが可能である。したがって、第１実施形態の位置検出装置は、信号処理部５０による信号調整機能（例えば、オフセット補正およびゲイン補正）が正常に作動するので、位置検出の精度を向上することができる。
　以上説明したように、第１実施形態の位置検出装置は、第１比較例および第２比較例の位置検出装置に対し、次の作用効果を奏するものである。
　（１）第１実施形態の位置検出装置は、受信コイル４０が、複数の渦巻部４１と、その複数の渦巻部４１同士を電気的に接続する接続線４２と、その接続線４２と並走する並走線４３とを有している。
　これによれば、送信コイル３０に交流電流が印加されると、接続線４２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線４３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う。そのため、ターゲット１０の変位量に応じて変化する受信コイル４０の出力電圧の波形が理想波形からオフセットすることが抑制される。したがって、この位置検出装置は、受信コイル４０の出力電圧が信号処理部５０の調整範囲から外れることが防がれるので、検出精度を向上できる。
　また、この位置検出装置は、受信コイル４０が複数の渦巻部４１を有する構成としているので、基板２０に対する受信コイル４０の配線の占積率を大きくすることが可能である。したがって、受信コイル４０の出力電圧の振幅を大きくし、検出精度を向上できる。
　（２）第１実施形態では、接続線４２と並走線４３は、送信コイル３０に印加される交流電流の所定の瞬時値に、接続線４２の所定の部位を流れる電流の向きと、接続線４２の所定の部位に隣接する並走線４３の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになる配置である。
　これによれば、送信コイル３０に交流電流が印加された際、接続線４２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線４３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う構成とすることができる。
　（３）第１実施形態では、接続線４２と並走線４３とは、隣接配置されている。具体的に、隣接配置とは、送信コイル３０に印加される交流電流により接続線４２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線４３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離に配置されていることである。
　これによれば、接続線４２からの誘導電流の発生が抑えられるので、受信コイル４０の出力電圧の平均値が０ｍＶから大きくオフセットすることを防ぐことができる。
　（４）第１実施形態では、接続線４２は、複数の渦巻部４１同士の間で複数個所に設けられる。並走線４３は、複数個所の接続線４２の少なくとも一部または全部に対応して設けられる。
　これによれば、複数個所の接続線４２の少なくとも一部または全部に流れる電流により発生する磁界を打ち消し、接続線４２からの誘導電流の発生を抑えることで、受信コイル４０の出力電圧の平均値が０ｍＶから大きくオフセットすることを防ぐことができる。
　（５）第１実施形態では、接続線４２と並走線４３は、基板２０の異なる層に設けられている。
　これによれば、基板２０の異なる層にて接続線４２と並走線４３とを隣接配置できる。
　（６）第１実施形態では、受信コイル４０は、第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０とを備えている。第１受信コイル４１０は、一方の第１渦巻部４１１、他方の第１渦巻部４１１、その一方の第１渦巻部４１１と他方の第１渦巻部４１１とを電気的に接続する第１接続線４１２、および、その第１接続線４１２と並走する第１並走線４１３を有している。なお、一方の第１渦巻部４１１は、例えばＳｉｎ＋コイルであり、他方の第１渦巻部４１１は、例えばＳｉｎ－コイルである。第２受信コイル４２０は、一方の第２渦巻部４２１、他方の第２渦巻部４２１、その一方の第２渦巻部４２１と他方の第２渦巻部４２１とを電気的に接続する第２接続線４２２、および、その第２接続線４２２と並走する第２並走線４２３を有している。なお、一方の第２渦巻部４２１は、例えばＣｏｓ＋コイルであり、他方の第２渦巻部４２１は、例えばＣｏｓ－コイルである。そして、一方の第１渦巻部（例えばＳｉｎ＋コイル）、一方の第２渦巻部（例えばＣｏｓ＋コイル）、他方の第１渦巻部（例えばＳｉｎ－コイル）および他方の第２渦巻部（例えばＣｏｓ－コイル）は、この順に配置されている。
　これによれば、受信コイル４０が備える第１受信コイル４１０と第２受信コイル４２０の具体的な構成が例示される。
　（７）第１実施形態では、所定の第２渦巻部４２１を挟んで配置される一方の第１渦巻部４１１の中心と他方の第１渦巻部４１１の中心との距離は、ターゲット１０の変位量に応じた出力電圧の波形の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように設定されている。また、所定の第１渦巻部４１１を挟んで配置される一方の第２渦巻部４２１の中心と他方の第２渦巻部４２１の中心との距離は、出力電圧の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように設定されている。
　これによれば、ターゲット１０の変位量に対する第１受信コイル４１０の出力電圧および第２受信コイル４２０の出力電圧の一方を正弦波形状とし、他方をその正弦波形状から位相をずらした正弦波状（即ち、余弦波状）とすることができる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して構成の一部を変更したものであるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図１１および図１２に示すように、第２実施形態の位置検出装置は、第１受信コイル４１０が、一方の第１渦巻部４１１と、他方の第１渦巻部４１１と、第１接続線４１２と、第１並走線４１３とを有している。なお、第１接続線４１２は、一方の第１渦巻部４１１と他方の第１渦巻部４１１とを電気的に接続する。第１並走線４１３は、第１渦巻部４１１と第１接続線４１２に電気的に接続されて第１接続線４１２と並走する。
また、図１１および図１３に示すように、第２受信コイル４２０が、一方の第２渦巻部４２１と、他方の第２渦巻部４２１と、第２接続線４２２と、第２並走線４２３とを有している。なお、第２接続線４２２は、一方の第２渦巻部４２１と他方の第２渦巻部４２１とを電気的に接続する。第２並走線４２３は、第２渦巻部４２１と第２接続線４２２に電気的に接続されて第２接続線４２２と並走する。図１１に示すように、第１渦巻部４１１と第２渦巻部４２１とは交互に並ぶように配置されている。
　第２実施形態においても、送信コイル３０に交流電流が印加されると、接続線４２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線４３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う。そのため、ターゲット１０の変位量に応じて変化する受信コイル４０の出力電圧の波形が理想波形からオフセットすることが抑制される。したがって、第２実施形態の位置検出装置も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　（他の実施形態）
　（１）上記各実施形態では、受信コイル４０を基板２０の３つの層に設けたものについて説明したが、それに限らない。例えば、受信コイル４０は、基板２０の１つの層に設けてもよく、または基板２０の２層または４層以上に設けてもよい。したがって、各渦巻部４１についても、基板２０の１つの層に設けてもよく、３層以上に設けてもよい。
　（２）上記各実施形態では、並走線４３と接続線４２とは基板２０の異なる層において、基板２０の厚み方向に重なる位置に設けられているものを説明したが、それに限らない。例えば、並走線４３と接続線４２とは基板２０の同一の層において、接続線４２に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、並走線４３に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置してもよい。
　（３）上記各実施形態では、被検出体としてのターゲット１０は、回転変位するものを説明したが、それに限らない。例えば、ターゲット１０は、直線状または曲線状に変位するものでもよい。
　（４）上記各実施形態では、受信コイル４０の特性値を電圧値として説明したが、それに限らない。例えば、受信コイル４０の特性値は、電流値またはインダクタンスでもよい。
　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態およびその一部は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
　本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。上記のメモリーは非遷移的実体的記憶媒体である。
　（本開示の観点）
　上記した本開示については、例えば以下に示す観点として把握することができる。
　［第１の観点］
　変位可能な被検出体（１０）の位置を検出する位置検出装置であって、
　前記被検出体と対向して配置される基板（２０）と、
　前記基板の面方向に延びる送信コイル（３０）と、
　配線が渦巻き状に形成されて前記被検出体の変位方向に並び、前記送信コイルへの通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部（４１）、複数の前記渦巻部同士を電気的に接続する接続線（４２）、並びに、前記渦巻部および前記接続線に電気的に接続されて前記接続線と並走する並走線（４３）を有する受信コイル（４０）と、を備える位置検出装置。
　［第２の観点］
　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置されている、第１の観点に記載の位置検出装置。
　［第３の観点］
　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、第１の観点に記載の位置検出装置。
　［第４の観点］
　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置され、
　さらに、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、第１の観点に記載の位置検出装置。
　［第５の観点］
　前記接続線は、複数の前記渦巻部同士の間で複数個所に設けられ、
　前記並走線は、複数個所の前記接続線の少なくとも一部または全部に対応して設けられている、第１ないし第４の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。
　［第６の観点］
　前記接続線と前記並走線は、前記基板の異なる層に設けられている、第１ないし第５の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。
　［第７の観点］
　前記接続線と前記並走線は、前記基板の同一の層に設けられている、第１ないし第５の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。
　［第８の観点］
　前記受信コイルは、
　前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第１渦巻部（４１１）、その所定の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第１渦巻部、前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部とを電気的に接続する第１接続線（４１２）、および、前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部と前記第１接続線に電気的に接続されて前記第１接続線と並走する第１並走線（４１３）を有する第１受信コイル（４１０）と、
　前記送信コイルに印加される交流電流の別の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第２渦巻部（４２１）、その別の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第２渦巻部、前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部とを電気的に接続する第２接続線（４２２）、および、前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部と前記第２接続線に電気的に接続されて前記第２接続線と並走する第２並走線（４２３）を有する第２受信コイル（４２０）と、を備え、
　前記一方の第１渦巻部、前記一方の第２渦巻部、前記他方の第１渦巻部および前記他方の第２渦巻部は、この順に配置されている、第１ないし第７の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。
　［第９の観点］
　前記一方の第２渦巻部または前記他方の第２渦巻部を挟んで配置される前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、前記一方の第１渦巻部の中心と前記他方の第１渦巻部の中心との距離が設定され、
　前記一方の第１渦巻部または前記他方の第１渦巻部を挟んで配置される前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、前記一方の第２渦巻部の中心と前記他方の第２渦巻部の中心との距離が設定されている、第８の観点に記載の位置検出装置。

Claims (9)

  1. 　変位可能な被検出体（１０）の位置を検出する位置検出装置であって、
    　前記被検出体と対向して配置される基板（２０）と、
    　前記基板の面方向に延びる送信コイル（３０）と、
    　配線が渦巻き状に形成されて前記被検出体の変位方向に並び、前記送信コイルへの通電による電磁誘導によって誘導結合する複数の渦巻部（４１）、複数の前記渦巻部同士を電気的に接続する接続線（４２）、並びに、前記渦巻部および前記接続線に電気的に接続されて前記接続線と並走する並走線（４３）を有する受信コイル（４０）と、を備える位置検出装置。
  2. 　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置されている、請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、請求項１に記載の位置検出装置。
  4. 　前記接続線と前記並走線とは、前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において、前記接続線の所定の部位を流れる電流の向きと、前記接続線の所定の部位に隣接する前記並走線の所定の部位を流れる電流の向きとが逆向きになるように配置され、
    　さらに、前記送信コイルに印加される交流電流により前記接続線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部と、前記並走線に流れる電流により発生する磁界の少なくとも一部とが打ち消し合う距離にて隣接配置されている、請求項１に記載の位置検出装置。
  5. 　前記接続線は、複数の前記渦巻部同士の間で複数個所に設けられ、
    　前記並走線は、複数個所の前記接続線の少なくとも一部または全部に対応して設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
  6. 　前記接続線と前記並走線は、前記基板の異なる層に設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
  7. 　前記接続線と前記並走線は、前記基板の同一の層に設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
  8. 　前記受信コイルは、
    　前記送信コイルに印加される交流電流の所定の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第１渦巻部（４１１）、所定の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第１渦巻部、前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部とを電気的に接続する第１接続線（４１２）、および、前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部と前記第１接続線に電気的に接続されて前記第１接続線と並走する第１並走線（４１３）を有する第１受信コイル（４１０）と、
    　前記送信コイルに印加される交流電流の別の瞬時値において電流が反時計回りに流れる一方の第２渦巻部（４２１）、別の瞬時値において電流が時計回りに流れる他方の第２渦巻部、前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部とを電気的に接続する第２接続線（４２２）、および、前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部と前記第２接続線に電気的に接続されて前記第２接続線と並走する第２並走線（４２３）を有する第２受信コイル（４２０）と、を備え、
    　前記一方の第１渦巻部、前記一方の第２渦巻部、前記他方の第１渦巻部および前記他方の第２渦巻部は、この順に配置されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
  9. 　前記一方の第２渦巻部または前記他方の第２渦巻部を挟んで配置される前記一方の第１渦巻部と前記他方の第１渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、前記一方の第１渦巻部の中心と前記他方の第１渦巻部の中心との距離が設定され、
    　前記一方の第１渦巻部または前記他方の第１渦巻部を挟んで配置される前記一方の第２渦巻部と前記他方の第２渦巻部とは、前記被検出体の変位量に対する特性値の位相が電気角で１８０ｄｅｇ異なるように、前記一方の第２渦巻部の中心と前記他方の第２渦巻部の中心との距離が設定されている、請求項８に記載の位置検出装置。
PCT/JP2023/038359 2022-12-02 2023-10-24 位置検出装置 Ceased WO2024116660A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23897317.6A EP4628850A4 (en) 2022-12-02 2023-10-24 POSITION DETECTION DEVICE
CN202380071849.5A CN120019251A (zh) 2022-12-02 2023-10-24 位置检测装置
US19/222,167 US20250290776A1 (en) 2022-12-02 2025-05-29 Position detection device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-193691 2022-12-02
JP2022193691A JP7816105B2 (ja) 2022-12-02 2022-12-02 位置検出装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US19/222,167 Continuation US20250290776A1 (en) 2022-12-02 2025-05-29 Position detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024116660A1 true WO2024116660A1 (ja) 2024-06-06

Family

ID=91323685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/038359 Ceased WO2024116660A1 (ja) 2022-12-02 2023-10-24 位置検出装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250290776A1 (ja)
EP (1) EP4628850A4 (ja)
JP (1) JP7816105B2 (ja)
CN (1) CN120019251A (ja)
WO (1) WO2024116660A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2026009506A (ja) * 2024-07-08 2026-01-21 多摩川精機株式会社 インダクティブエンコーダ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532872A (ja) * 2004-04-09 2007-11-15 ケイエスアール インターナショナル カンパニー 誘導位置センサー
JP2013518247A (ja) * 2010-01-25 2013-05-20 ケイエスアール テクノロジーズ カンパニー 誘導位置センサ
US20180120083A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Microsemi Corporation Angular position sensor and associated method of use
US20220011138A1 (en) 2020-07-13 2022-01-13 Microchip Technology Inc. Angular position sensor and associated method of use

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05149757A (ja) * 1991-11-28 1993-06-15 Seiko Epson Corp エンコーダ及びその製造方法
JP5203301B2 (ja) * 2009-06-19 2013-06-05 ミネベア株式会社 シートコイル型レゾルバ
JP5275944B2 (ja) * 2009-08-20 2013-08-28 ミネベア株式会社 シートコイル型レゾルバ
FR3031589B1 (fr) * 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532872A (ja) * 2004-04-09 2007-11-15 ケイエスアール インターナショナル カンパニー 誘導位置センサー
JP2013518247A (ja) * 2010-01-25 2013-05-20 ケイエスアール テクノロジーズ カンパニー 誘導位置センサ
US20180120083A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Microsemi Corporation Angular position sensor and associated method of use
US20220011138A1 (en) 2020-07-13 2022-01-13 Microchip Technology Inc. Angular position sensor and associated method of use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4628850A1

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024080472A (ja) 2024-06-13
EP4628850A1 (en) 2025-10-08
JP7816105B2 (ja) 2026-02-18
US20250290776A1 (en) 2025-09-18
EP4628850A4 (en) 2026-04-08
CN120019251A (zh) 2025-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108700432B (zh) 旋转角传感器
CN110785632B (zh) 旋转角度传感器
US10866121B2 (en) Rotational angle sensor
JP6605750B2 (ja) 回転角度センサ
JP6605748B2 (ja) 回転角度センサ
CN106796120B (zh) 用于无接触地检测旋转构件的转动角度的传感器组件
CN112747777B (zh) 旋转角度传感器
CN106796119A (zh) 用于无接触地检测旋转构件的转动角度的传感器组件
US20250290776A1 (en) Position detection device
JP7320683B2 (ja) レゾルバ
US20250180380A1 (en) Position detection device
WO2024111316A1 (ja) 位置検出装置
EP4621355A1 (en) Position detection device
US20250283739A1 (en) Position detection device
WO2024106154A1 (ja) 位置検出装置
JP2024064226A (ja) 位置検出装置
WO2025115965A1 (ja) 位置検出装置
JP2024072782A (ja) 位置検出装置
JP2024043825A (ja) 回転角検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23897317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202380071849.5

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202380071849.5

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023897317

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023897317

Country of ref document: EP

Effective date: 20250702

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2023897317

Country of ref document: EP