特開 2017-211326 位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-211326(P2017-211326A)

(43)【公開日】2017年11月30日

(54)【発明の名称】位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20171102BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20171102BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/00 101E

   G01D5/20 110E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-105914(P2016-105914)

(22)【出願日】2016年5月27日

(71)【出願人】

【識別番号】592259510

【氏名又は名称】竹内工業株式會社

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107700

【弁理士】

【氏名又は名称】守田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】八木橋 啓

(72)【発明者】

【氏名】及部 圭

(72)【発明者】

【氏名】中川 重保

(72)【発明者】

【氏名】菅 高広

(72)【発明者】

【氏名】今枝 伸良

【テーマコード（参考）】

2F063

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F063AA02

2F063BA30

2F063DA01

2F063DA05

2F063DD02

2F063EA02

2F063GA01

2F077CC02

2F077FF03

2F077FF16

2F077FF39

2F077TT06

2F077TT82

(57)【要約】

【課題】簡易かつ安価な構造で線上の移動位置を確実に検出できる位置検出装置を提供する。
【解決手段】互いに対向し、一方の他方に沿った移動に伴ってその対向間隔が変化するように配設されている送信コイル５および受信コイル３と、送信コイル５側から見たインピーダンスの変化から受信コイル３の移動位置を検出する出力電圧変化検出回路６とを備える。出力電圧変化検出回路６は、送信コイル５側から見たインピーダンスの変化に伴う受信コイル３の起電力の変化から当該受信コイル３の移動位置を検出するように設定されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信コイルもしくは受信コイルの一方のコイルが移動体と一体となり、他方のコイルと互いに対向するように配設され、一方のコイルが他方のコイルに沿った移動に伴ってその対向間隔が変化するように配設されている前記送信コイルおよび受信コイルと、前記送信コイル側から見たインピーダンスの変化から前記送信コイルないし前記受信コイルの移動位置を検出する位置検出手段とを備える位置検出装置。

【請求項2】

前記位置検出手段は、前記送信コイル側から見たインピーダンスの変化に伴う前記受信コイルの起電力の変化から前記送信コイルないし前記受信コイルの移動位置を検出するように設定されている請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記位置検出手段は、前記送信コイル側から見たインピーダンスの変化に伴う前記送信コイルへの供給電流の変化から前記送信コイルないし前記受信コイルの移動位置を検出するように設定されている請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項4】

前記移動体が移動するに従って前記送信コイルと前記受信コイルの対向間隔が直線的に変化するように設定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置。

【請求項5】

前記他方のコイルが前記移動体の移動方向に沿って傾斜して配設されている請求項１ないし４のいずれかに記載の位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は位置検出装置に関し、特に、電磁的に結合する送信コイルと受信コイルを有する位置検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には基準具の両端に受信コイルをそれぞれ位置させ、一方、移動体には発信コイルを設けて、上記受信コイルで受信した磁気情報に基づいて各受信コイルから上記発信コイルまでの距離を演算し、得られた各距離情報に基づいて発信コイルのＸ-Ｙ座標位置を決定し出力する位置検出装置が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−３９５６２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、用途によっては移動体の線上の移動位置を検出するだけで良い場合も多く、このような用途に使用できる簡易な位置検出装置が要請されていた。

【0005】

そこで本発明はこのような要請に鑑みたもので、簡易かつ安価な構造で線上の移動位置を確実に検出できる位置検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本第１発明では、送信コイル（５）もしくは受信コイル（３）の一方のコイルが移動体（２）と一体となり、他方のコイルと互いに対向するように配設され、一方のコイルが他方のコイルに沿った移動に伴ってその対向間隔が変化するように配設されている前記送信コイル（５）および受信コイル（３）と、前記送信コイル（５）側から見たインピーダンスの変化から前記送信コイル（５）ないし前記受信コイル（３）の移動位置を検出する位置検出手段（６，７）とを備える。

【0007】

本第１発明によれば、送信コイルおよび受信コイルの一方が他方に沿って移動して両コイルの対向間隔が変化すると、これに応じて送信コイル側から見たインピーダンスが変化するから、この変化より送信コイルないし受信コイルの移動位置を知ることができる。

【0008】

本第２発明では、前記位置検出手段（６）は、前記送信コイル（５）側から見たインピーダンスの変化に伴う前記受信コイル（３）の起電力の変化から前記送信コイル（５）ないし前記受信コイル（３）の移動位置を検出するように設定されている。

【0009】

本第３発明では、前記位置検出手段（７）は、前記送信コイル（５）側から見たインピーダンスの変化に伴う前記送信コイル（５）への供給電流の変化から前記送信コイル（５）ないし前記受信コイル（３）の移動位置を検出するように設定されている。

【0010】

本第４発明では、前記移動体（２）が移動するに従って前記送信コイル（５）と前記受信コイル（３）の対向間隔が直線的に変化するように設定されている。

【0011】

本第５発明では、前記他方のコイル（５）が前記移動体（２）の移動方向に沿って傾斜して配設されている。

【0012】

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明の位置検出装置によれば、移動体に送信コイルないし受信コイルを設けておけば、これらコイルの対向間隔の変化に伴う送信コイル側から見たインピーダンスの変化より、簡易かつ安価な構造で移動体の線上の移動位置を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態における、位置検出装置の概略垂直断面を含むブロック構成図である。

【図2】出力電圧変化検出回路のブロック構成図である。

【図3】移動体（受信コイル）の移動位置と受信ユニットの電圧信号の関係を示すグラフである。

【図4】本発明の第２実施形態における、位置検出装置の概略垂直断面を含むブロック構成図である。

【図5】入力電流変化検出回路のブロック構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
（第１実施形態）

【0016】

図１には本発明の位置検出装置の概略垂直断面図を示す。図１において、平面基盤Ｂの上方にはこれと平行に左右方向に延びるレール等の案内部材１が配設されており、これに沿って移動可能に設けられた移動体２内に受信コイル３が位置している。受信コイル３のコイル面は案内部材１に沿って平面基盤Ｂと平行になっており、受信コイル３の大きさは移動体２内に収納できる大きさとなっている。

【0017】

一方、平面基盤Ｂ上には上記案内部材１の下方にこれに沿う長手方向へ基台４が設けられており、当該基台４の上面は案内部材１に沿う方向へ傾斜した傾斜面４ａとなっている。そして、基台４の傾斜面４ａ上に、案内部材１に沿って延びる長尺の送信コイル５が配設されている。送信コイル５の長さは移動体２の移動範囲、より正確には受信コイル３の移動範囲に対応したものとなっている。

【0018】

このような構造によって、送信コイル５と、その上方の移動体２内に設けられた受信コイル３は対向して位置させられ、移動体２が案内部材１に沿って移動するに従って送信コイル５と受信コイル３の対向間隔が直線的に変化するようになっている。すなわち、移動体２が図１の左方へ移動すると送信コイル５と受信コイル３の対向間隔は直線的に大きくなり、右方へ移動すると上記対向間隔は直線的に小さくなる。

【0019】

送信コイル５には送信ユニット５１が接続されて、交流の励磁信号が送信コイル５に出力される。励磁信号によって励磁された送信コイル５の作る電磁界によって、対向する受信コイル３には起電力が生じる。受信コイル３には受信ユニット３１が接続されており、受信ユニット３１は受信コイルの起電力に応じた電圧信号を出力する。

【0020】

受信ユニット３１には位置検出手段としての出力電圧変化検出回路６が接続されている。出力電圧変化検出回路６の詳細を図２に示し、差分検出増幅回路６１、基準電圧発生回路６２および電圧／位置演算回路６３から構成されている。出力電圧変化検出回路６の差分検出増幅回路６１は受信ユニット３１の電圧信号３１ａから、基準電圧発生回路６２の出力である基準電圧６２ａを差し引いてその差分に応じた差分信号６１ａを電圧／位置演算回路６３に出力する。電圧／位置演算回路６３では、予め定めた関係で差分信号６１ａの電圧を移動体２の位置に換算して位置信号６３ａを出力する。

【0021】

ここで、受信ユニット３１の電圧信号３１ａ、つまり差分信号６１ａの電圧は、送信コイル５と受信コイル３の対向間隔に応じて変化する。すなわち、対向間隔が大きくなると送信コイル５側から見たインピーダンスが大きくなるため受信ユニット３１から出力される電圧信号３１ａは低くなり、反対に対向間隔が小さくなると上記電圧信号３１ａは高くなる。

【0022】

ここにおいて、前述したように、移動体２が移動すると送信コイル５と受信コイル３の対向間隔は直線的に変化するから、上記電圧信号３１ａ、すなわち差分検出増幅回路６１の差分信号６１ａから移動体２の位置を確実に知ることができる。これを図３に示す。図３中の横軸の距離は図１の案内部材１の図中右端からの距離であり、移動体２が右端から図１の左方へ移動すると、移動位置とこの時の受信ユニット３１の電圧信号３１ａは一対一に対応して指数関数的に変化する。なお、図３中の黒色線はy=5.0573e-0.002049xの指数曲線を示している。このようにして、移動体２の位置が確実に検出される。

【0023】

（第２実施形態）
図４において、送信コイル５と受信コイル３の位置関係は第１実施形態と同一である。第１実施形態と同一のものには同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、位置検出手段としての入力電流変化検出回路７が送信ユニット５１に接続されている。入力電流変化検出回路７の詳細を図５に示し、電流／電圧変換回路７１、差分検出増幅回路７２、基準電圧発生回路７３および電圧／位置演算回路７４から構成されている。

【0024】

入力電流変化検出回路７の電流／電圧変換回路７１は、送信ユニット５１へ供給される電流を電圧に変換して電圧信号７１ａを出力する。差分検出増幅回路７２は電流／電圧変換回路７１の電圧信号７１ａから、基準電圧発生回路７３の出力である基準電圧７３ａを差し引いてその差分に応じた差分信号７２ａを電圧／位置演算回路７４に出力する。電圧／位置演算回路７４では、予め定めた関係で差分信号７２ａの電圧を移動体２の位置に換算して位置信号を出力する。

【0025】

ここで、電流／電圧変換回路７１の電圧信号７１ａ、つまり差分信号７２ａの電圧は、送信コイル５と受信コイル３の対向間隔に応じて変化する。すなわち、対向間隔が大きくなると送信コイル５側から見たインピーダンスが大きくなるため送信ユニット５１へ供給される電流は小さくなり、上記電圧信号７１ａは低くなる。反対に対向間隔が小さくなると上記電流は大きくなる。

【0026】

ここにおいて、前述したように、移動体２が移動すると送信コイル５と受信コイル３の対向間隔は直線的に変化するから、上記電圧信号７１ａ、すなわち差分検出増幅回路７２の差分信号７２ａから移動体２の位置を確実に知ることができる。本実施形態では、移動体２側に回路が設けられていないから、移動体２への信号線が不要になる。

【0027】

なお、上記実施形態では送信コイルを案内部材の長手方向へ延びる一体物としたが、複数のコイルを隣接させて構成しても良い。また、案内部材は直線状としたが曲線状であっても良い。さらに上記実施形態における送信コイルと受信コイルを入れ替えても良い。また、送信コイルと受信コイルの対向間隔の変化は必ずしも直線的である必要は無い。

【0028】

本願発明は、車両用シートとそのスライドレールの一方に送信コイルを他方に受信コイルを搭載して、車両用シートのスライド位置を検出する用途に使用できる。

【符号の説明】

【0029】

１…案内部材、２…移動体、３…受信コイル、５…送信コイル、６…出力電圧変化検出回路（移動検出手段）、７…入力電流変化検出回路（移動検出手段）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】