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(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】P2023174533
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】位置検出装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/14 20060101AFI20231130BHJP
【ＦＩ】
G01D5/14 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067642
(22)【出願日】2023-04-18
(31)【優先権主張番号】P 2022087005
(32)【優先日】2022-05-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】株式会社プロテリアル
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】白川 洋平
(72)【発明者】
【氏名】杉山 雄太
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA25
2F077JJ06
2F077QQ15
2F077TT21
2F077VV33
2F077WW04
(57)【要約】
【課題】大型化を抑制しながらも検出精度を高めることが可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】軸方向に進退移動するシャフト１３の位置を検出する位置検出装置としてのストロークセンサ１は、シャフト１３に固定されたターゲット２と、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、励磁コイル３１に交流電流を供給する電源部４と、シャフト１３の軸方向に沿って延在して配置され、励磁コイル３１が発生させる交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル３２，３３とを備える。励磁コイル３１は、検出コイル３２，３３を囲むように配置されている。検出コイル３２，３３は、シャフト１３が軸方向に沿って一定の速度で移動したときに誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａを有して形成されている。
【選択図】図７
【解決手段】軸方向に進退移動するシャフト１３の位置を検出する位置検出装置としてのストロークセンサ１は、シャフト１３に固定されたターゲット２と、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、励磁コイル３１に交流電流を供給する電源部４と、シャフト１３の軸方向に沿って延在して配置され、励磁コイル３１が発生させる交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル３２，３３とを備える。励磁コイル３１は、検出コイル３２，３３を囲むように配置されている。検出コイル３２，３３は、シャフト１３が軸方向に沿って一定の速度で移動したときに誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａを有して形成されている。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に進退移動するシャフトの位置を検出する位置検出装置であって、
前記シャフトに固定された検出体と、
交流磁界を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルに交流電流を供給する電源部と、
前記シャフトの軸方向に沿って延在して配置され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、
前記励磁コイルは、前記検出コイルを囲むように配置され、
前記検出コイルは、前記シャフトが軸方向に沿って一定の速度で移動したときに当該検出コイルに誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部を有して形成されている、
位置検出装置。
前記シャフトに固定された検出体と、
交流磁界を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルに交流電流を供給する電源部と、
前記シャフトの軸方向に沿って延在して配置され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、
前記励磁コイルは、前記検出コイルを囲むように配置され、
前記検出コイルは、前記シャフトが軸方向に沿って一定の速度で移動したときに当該検出コイルに誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部を有して形成されている、
位置検出装置。
【請求項2】
前記検出コイルは、前記励磁コイルに近い位置ほど正弦波曲線に対する歪み量が大きくなっている、
請求項１に記載の位置検出装置。
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項3】
前記検出コイルに誘起される電圧のピーク値が、前記シャフトが軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に１周期分以下の範囲で変化する、
請求項１に記載の位置検出装置。
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項4】
前記検出コイルは、前記シャフトの軸方向に対して平行な対称軸線に対して対称な一対の前記曲線部を有している、
請求項１に記載の位置検出装置。
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項5】
二つの前記検出コイルを備え、前記シャフトが軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に当該複数の前記検出コイルのそれぞれに誘起される電圧の位相が互いに異なっている、
請求項１に記載の位置検出装置。
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記励磁コイルは、前記シャフトの軸方向に延在する一対の長辺部、及び前記一対の長辺部の間の一対の短辺部を有する長方形状であり、
二つの前記検出コイルのうち一方の前記検出コイルは、前記励磁コイルの長辺方向の両端部付近及び中央部付近において前記励磁コイルの短辺方向の幅が極大値となり、
前記励磁コイルの前記両端部付近における前記一方の前記検出コイルの幅の極大値が、前記励磁コイルの前記中央部付近における前記一方の前記検出コイルの幅の極大値よりも小さい、
請求項５に記載の位置検出装置。
二つの前記検出コイルのうち一方の前記検出コイルは、前記励磁コイルの長辺方向の両端部付近及び中央部付近において前記励磁コイルの短辺方向の幅が極大値となり、
前記励磁コイルの前記両端部付近における前記一方の前記検出コイルの幅の極大値が、前記励磁コイルの前記中央部付近における前記一方の前記検出コイルの幅の極大値よりも小さい、
請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項7】
二つの前記検出コイルのうち他方の前記検出コイルは、前記励磁コイルの前記両端部付近及び前記中央部付近において、前記励磁コイルの短辺方向の幅が極小値となる、
請求項６に記載の位置検出装置。
請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記励磁コイル及び二つの前記検出コイルが１枚の基板に形成されている、
請求項５乃至７の何れか１項に記載の位置検出装置。
請求項５乃至７の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記シャフトが車両のステアリング装置のラックシャフトである、
請求項１に記載の位置検出装置。
請求項１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、軸方向に進退移動するシャフトの位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、軸方向に進退移動するシャフトの位置を検出する位置検出装置が、例えば車両のステアリング装置におけるラックシャフトの位置の検出のために用いられている。
【0003】
特許文献１に記載の検出ユニットは、電動パワーステアリング装置のラックシャフトの軸方向の位置を検出するものであり、直流電源と、永久磁石と、永久磁石とラックシャフトとの間に配置された第１乃至第４の磁気抵抗素子からなる素子群と、ラックシャフトの位置を演算する演算部とを備えている。素子群は、第１及び第２の磁気抵抗素が直列接続された直列回路と、第３及び第４の磁気抵抗素が直列接続された直列回路とが並列に接続され、ブリッジ回路を構成している。演算部には、第１の磁気抵抗素子と第２の磁気抵抗素子との間に接続された第１端子の電位、及び第３の磁気抵抗素子と第４の磁気抵抗素子との間に接続された第２端子の電位が入力される。ラックシャフトにおける素子群との対向面には、ラックシャフトの軸方向に対して傾斜した方向に延びる複数の溝が形成されている。
【0004】
上記のように構成された検出ユニットにおいて、ラックシャフトに噛み合うピニオンギヤシャフトの回転によってラックシャフトが軸方向に移動して第１乃至第４の磁気抵抗素子と複数の溝との相対位置が変化すると、第１乃至第４の磁気抵抗素子の電気抵抗のバランスが変化して、第１端子及び第２端子の電位が変化する。演算部は、この電位の変化に基づいてラックシャフトの位置を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開２０２１／２１０１２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載された検出ユニットでは、例えば車両の走行に伴う振動等によってラックシャフトが車両前後方向に動いたり中心軸線回りに回動したりすると、第１乃至第４の磁気抵抗素子と複数の溝との相対位置が変化し、ラックシャフトの検出位置に誤差が発生してしまう。
【0007】
本発明者らは、当初、検出精度の高い位置検出装置を開発すべく、一対の正弦曲線状の導体線を組み合わせた形状の検出コイルと、この検出コイルを囲むように形成された長方形状の励磁コイルとを有するプリント基板をシャフトに対向させて配置し、シャフトよりも透磁率が高い検出体をシャフトに取り付けると共に、励磁コイルによって交流磁界を発生させ、検出コイルに誘起される電圧の大きさによってシャフトの位置を検出する位置検出装置を発案した。しかし、この位置検出装置では、励磁コイルの内側における磁束密度の不均一性に起因する検出誤差があり、この検出誤差を小さくしてさらに検出精度を高めるためには、例えば励磁コイルと共に基板を大型化し、励磁コイルを検出コイルに対して十分に大きくする必要があった。
【0008】
そこで、本発明は、大型化を抑制しながらも検出精度を高めることが可能な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】
【0009】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、軸方向に進退移動するシャフトの位置を検出する位置検出装置であって、前記シャフトに固定された検出体と、交流磁界を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルに交流電流を供給する電源部と、前記シャフトの軸方向に沿って延在して配置され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、前記励磁コイルは、前記検出コイルを囲むように配置され、前記検出コイルは、前記シャフトが軸方向に沿って一定の速度で移動したときに当該検出コイルに誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部を有して形成されている、位置検出装置を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る位置検出装置によれば、励磁コイルの大型化を抑制しながらも検出精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施の形態に係る位置検出装置としてのストロークセンサを備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置が搭載された車両の模式図である。
【図3】ラックシャフト、ハウジングの本体、ターゲット、及び基板を示す斜視図である。
【図4】（ａ）は、基板の第１乃至第４の金属層に形成された配線パターンを表面側から透視して見た全体図である。（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。
【図5】（ａ）～（ｄ）は、表面側から見た第１乃至第４の金属層をそれぞれ示す平面図である。
【図6】（ａ）は、基板における励磁コイルの内側の磁束密度の分布を示すグラフである。（ｂ）は、基板の中心軸線に沿った長手方向の磁束密度の分布を示すグラフである。（ｃ）は、基板の長手方向中央部における短手方向の磁束密度の分布を示すグラフである。
【図7】本実施の形態に係る正弦波形状検出コイル及び余弦波形状検出コイルの形状を、基板の長手方向と短手方向の縮尺を変えて模式的に示す模式図である。
【図8】比較例として示す正規正弦波形状検出コイル及び正規余弦波形状検出コイルの形状を示す模式図である。
【図10】電源部から励磁コイルに供給される供給電圧と、正弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧及び余弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧との関係を示すグラフである。
【図11】正弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧のピーク値であるピーク電圧と、ターゲットの位置との関係を模式的に示す説明図である。
【図12】余弦波形状検出コイルに誘起される誘起電圧のピーク値であるピーク電圧と、ターゲットの位置との関係を模式的に示す説明図である。
【図13】ターゲットの位置検出精度を評価した結果を示すグラフである。
【図14】ターゲットの位置の検出誤差を評価した結果を示すグラフである。
【図15】変形例に係る正弦波形状検出コイル及び余弦波形状検出コイルの形状を示す模式図である。
【図16】変形例に係る正弦波形状検出コイル及び余弦波形状検出コイルの形状を示す模式図である。
【図17】変形例に係るターゲットの構成例を、シャフト、基板、及びハウジングと共に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る位置検出装置としてのストロークセンサ１を備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置１０が搭載された車両の模式図である。
図１は、本発明の実施の形態に係る位置検出装置としてのストロークセンサ１を備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置１０が搭載された車両の模式図である。
【0013】
図１に示すように、ステアリング装置１０は、ストロークセンサ１と、転舵輪１１（左右の前輪）に連結されたタイロッド１２と、タイロッド１２に連結されたラックシャフト１３と、ラックシャフト１３を収容する筒状のハウジング１４と、ラックシャフト１３のラック歯１３１に噛み合わされたピニオンギヤ１５１を有するウォーム減速機構１５と、ウォーム減速機構１５を介してラックシャフト１３に軸方向の移動力を付与する電動モータ１６と、運転者が操舵操作するステアリングホイール１７と、ステアリングホイール１７の操舵角を検出する操舵角センサ１８と、操舵角センサ１８によって検出された操舵角に基づいて電動モータ１６を制御する操舵制御装置１９とを備えている。
【0014】
図１では、ハウジング１４を仮想線で示している。ラックシャフト１３は、例えば炭素鋼等の鋼材からなり、ハウジング１４の両端部に取り付けられた一対のラックブッシュ１３２に支持されている。ウォーム減速機構１５は、ウォームホイール１５２及びウォームギヤ１５３を有し、ウォームホイール１５２にピニオンギヤ１５１が固定されている。ウォームギヤ１５３は、電動モータ１６のモータシャフト１６１に固定されている。
【0015】
電動モータ１６は、操舵制御装置１９から供給されるモータ電流によってトルクを発生し、ウォームギヤ１５３を介してウォームホイール１５２及びピニオンギヤ１５１を回転させる。ピニオンギヤ１５１が回転すると、ラックシャフト１３がその軸方向に進退移動し、左右の転舵輪１１が転舵される。ラックシャフト１３は、操舵角がゼロである場合の中立位置から所定の範囲で車幅方向の右側及び左側に移動可能である。図１では、ラックシャフト１３が軸方向に移動可能な範囲Ｒ１を両矢印で示している。
【0016】
（ストロークセンサ１の構成）
ストロークセンサ１は、ラックシャフト１３に取り付けられたターゲット２と、ターゲット２に対向して配置された基板３と、電源部４及び演算部５とを備えている。基板３は、ラックシャフト１３と平行にハウジング１４内に固定されている。ストロークセンサ１は、ハウジング１４に対するラックシャフト１３の位置をターゲット２の位置によって検出し、検出した位置の情報を操舵制御装置１９に出力する。操舵制御装置１９は、ストロークセンサ１によって検出されたラックシャフト１３の位置が操舵角センサ１８によって検出されたステアリングホイール１７の操舵角に応じた位置となるように、電動モータ１６を制御する。
ストロークセンサ１は、ラックシャフト１３に取り付けられたターゲット２と、ターゲット２に対向して配置された基板３と、電源部４及び演算部５とを備えている。基板３は、ラックシャフト１３と平行にハウジング１４内に固定されている。ストロークセンサ１は、ハウジング１４に対するラックシャフト１３の位置をターゲット２の位置によって検出し、検出した位置の情報を操舵制御装置１９に出力する。操舵制御装置１９は、ストロークセンサ１によって検出されたラックシャフト１３の位置が操舵角センサ１８によって検出されたステアリングホイール１７の操舵角に応じた位置となるように、電動モータ１６を制御する。
【0017】
図２は、図１のＡ－Ａ線におけるラックシャフト１３、ハウジング１４、ターゲット２、及び基板３の断面図である。図３は、ラックシャフト１３、ハウジング１４の本体１４１、ターゲット２、及び基板３を示す斜視図である。
【0018】
ラックシャフト１３は、断面円形状の鋼材からなる棒状体である。ハウジング１４は、金属製の本体１４１と、樹脂製の蓋体１４２とを有し、蓋体１４２が本体１４１に例えば接着によって固定されている。本体１４１は、ラックシャフト１３を収容する収容空間１４０が形成された断面Ｕ字状であり、収容空間１４０が鉛直方向の上方に向かって開放されている。ラックシャフト１３の直径Ｄは、例えば２５ｍｍである。
【0019】
ラックシャフト１３の外周面１３ａと収容空間１４０の内面１４０ａとの間には、例えば１ｍｍ以上の隙間が形成されている。蓋体１４２は、平板状に形成され、収容空間１４０を鉛直方向の上方を覆っている。本体１４１は、非磁性体であり、例えばダイキャスト形成されたアルミニウム合金からなる。なお、蓋体１４２の材料としては、必ずしも樹脂に限らないが、非磁性かつ非導電性のものを用いることが望ましい。
【0020】
ターゲット２は、本発明の検出体の一態様であり、ラックシャフト１３の位置を検出するための目標物である。ターゲット２は、ラックシャフト１３よりも透磁率が高い材料、又はラックシャフト１３よりも導電率が高い材料からなる。ラックシャフト１３よりも透磁率が高い材料をターゲット２に用いる場合、その材料としては、例えばフェライト等の磁性体を用いることができる。また、ラックシャフト１３よりも導電率が高い材料をターゲット２に用いる場合、その材料としては、例えばアルミニウムや銅を主成分とする金属を用いることができる。
【0021】
なお、本実施の形態では、ターゲット２がラックシャフト１３の外周面１３ａから基板３に向かって突出するように設けられているので、ラックシャフト１３と透磁率が等しい材料、もしくはラックシャフト１３と導電率が等しい材料をターゲット２の材料として用いても、後述する作用及び効果を得ることができる。ただし、位置の検出精度を高めるためには、ラックシャフト１３の材料よりも透磁率が高い高透磁率材料、もしくはラックシャフト１３の材料よりも導電率が等しい高導電率材料を、ターゲット２の材料として用いることが望ましい。
【0022】
ターゲット２は、ラックシャフト１３の上部に例えば接着や溶接等の固定手段によって固定されている。基板３に対向するターゲット２の対向面２ａは、平面状に形成されている。ターゲット２の対向面２ａは、エアギャップＧを介して基板３の表（おもて）面３ａと平行に向かい合っている。基板３の裏面３ｂは、接着剤３００によって蓋体１４２に固定されている。基板３側から見た対向面２ａの形状は、ラックシャフト１３の軸方向が長辺方向となる長方形状である。
【0023】
エアギャップＧの幅Ｗ１は、例えば１ｍｍである。対向面２ａに対して垂直な方向のターゲット２の最小厚みＴは、例えば５ｍｍである。なお、本実施の形態では、ラックシャフト１３が断面円形状に形成されているが、ラックシャフト１３の断面形状は円形に限らず、例えば一部が直線状に形成されたＤ字状、あるいは多角形状であってもよい。
【0024】
基板３は、第１乃至第４の金属層３０１～３０４の間にＦＲ４（ガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施したもの）等の誘電体からなる平板状の基材３０が配置された４層基板である。それぞれの基材３０の厚みは、例えば０．３ｍｍである。第１乃至第４の金属層３０１～３０４の厚みは、それぞれ例えば１８μｍである。基板３は、ラックシャフト１３の軸方向が長手方向となる平坦な長方形状である。基板３の短手方向の幅Ｗ３は、ラックシャフト１３の直径Ｄよりも短く、例えば２０ｍｍである。基板３の短手方向に平行な方向におけるターゲット２の幅Ｗ２は、基板３の短手方向の幅Ｗ３と同等もしくは基板３の短手方向の幅Ｗ３よりも広い。
【0025】
図４（ａ）は、基板３の第１乃至第４の金属層３０１～３０４に形成された配線パターンを表面３ａ側から透視して見た全体図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の部分拡大図である。図５（ａ）～（ｄ）は、表面３ａ側から見た第１乃至第４の金属層３０１～３０４をそれぞれ示す平面図である。なお、図４（ａ）及び（ｂ）ならびに図５（ａ）～（ｄ）に示す配線パターンは一例に過ぎず、本発明の効果を得られるように基板３が形成されている限り、様々な形態の配線パターンを採用することが可能である。
【0026】
図４（ａ）及び（ｂ）ならびに図５（ａ）～（ｄ）では、第１の金属層３０１の配線パターンを実線で、第２の金属層３０２の配線パターンを破線で、第３の金属層３０３の配線パターンを一点鎖線で、第４の金属層３０４の配線パターンを二点鎖線で、それぞれ示している。また、図４（ａ）では、基板３を短手方向に二等分して長手方向に延びる中心軸線Ｃをグレーの直線で示すと共に、ストロークセンサ１がラックシャフト１３の絶対位置を検出可能な範囲のうち、一方側の端部及び他方側の端部にラックシャフト１３が位置したときのターゲット２の位置を点線で示している。なお、図２に示すように、基板３とターゲット２とはラックシャフト１３の直径方向に重なるが、図４（ａ）では、ターゲット２の位置を基板３に対してその短手方向にずらして示している。
【0027】
基板３の長手方向一端部には、図４（ｂ）に二点鎖線で示すコネクタ７のコネクタピンがそれぞれ挿通される第１乃至第６のスルーホール３４１～３４６を有するコネクタ部３４０が設けられている。第１乃至第６のスルーホール３４１～３４６は、基板３の短手方向に沿って直線状に並んでいる。コネクタ７には、電源部４及び演算部５との接続のためのケーブル８のコネクタ８１（図１参照）が接続される。また、基板３には、配線パターンを層間接続するための第１乃至第３のバイア３５１～３５３が形成されている。
【0028】
第１の金属層３０１には、第１の曲線部３０１ａと、第１の曲線部３０１ａの一端部を第２のスルーホール３４２に接続する第１のコネクタ接続部３０１ｂと、後述する第２の曲線部３０２ａ及び第４の曲線部３０４ａのそれぞれの端部同士を接続する端部接続部３０１ｃとが形成されている。第２の金属層３０２には、第２の曲線部３０２ａと、第２の曲線部３０２ａの一端部を第４のスルーホール３４４に接続する第２のコネクタ接続部３０２ｂとが形成されている。第３の金属層３０３には、第３の曲線部３０３ａと、第３の曲線部３０３ａの一端部を第３のスルーホール３４３に接続する第３のコネクタ接続部３０３ｂとが形成されている。第４の金属層３０４には、第４の曲線部３０４ａと、第４の曲線部３０４ａの一端部を第５のスルーホール３４５に接続する第４のコネクタ接続部３０４ｂとが形成されている。
【0029】
第１の曲線部３０１ａと第３の曲線部３０３ａとは、それぞれの他端部同士が第１のバイア３５１によって接続されている。端部接続部３０１ｃは、一方の端部が第２の曲線部３０２ａの他端部と第２のバイア３５２によって接続され、他方の端部が第４の曲線部３０４ａの他端部と第３のバイア３５３によって接続されている。
【0030】
第１乃至第４の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａは、略正弦波状に湾曲している。第１の曲線部３０１ａと第３の曲線部３０３ａ、及び第２の曲線部３０２ａと第４の曲線部３０４ａは、基板３の中心軸線Ｃを対称軸線とし、この対称軸線に対して対称な形状である。
【0031】
基板３は、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、励磁コイル３１が発生する磁界の磁束が鎖交する二つの検出コイル３２，３３とを備えている。励磁コイル３１には、電源部４から正弦波状の交流電流が供給される。二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２は、第１の曲線部３０１ａ及び第３の曲線部３０３ａによって形成され、他方の検出コイル３３は、第２の曲線部３０２ａ、第４の曲線部３０４ａ、及び端部接続部３０１ｃによって形成されている。
【0032】
励磁コイル３１は、ラックシャフト１３の軸方向に延在する一対の長辺部３１１，３１２、及び一対の長辺部３１１，３１２の間の一対の短辺部３１３，３１４を有する長方形状であり、検出コイル３２，３３を囲むように配置されている。本実施の形態では、長辺部３１１，３１２及び短辺部３１３，３１４が、第１の金属層３０１に配線パターンとして形成されている。一対の短辺部３１３，３１４のうち、コネクタ部３４０側の短辺部３１３は、第１乃至第４のコネクタ接続部３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂを挟む二つの直線部３１３ａ，３１３ｂからなり、二つの直線部３１３ａ，３１３ｂのそれぞれの端部が第１の金属層３０１に形成されたコネクタ接続部３０１ｄ，３０１ｅによって第１のスルーホール３４１及び第６のスルーホール３４６に接続されている。
【0033】
なお、励磁コイル３１は、第１の金属層３０１に限らず、第２乃至第４の金属層３０２～３０４に何れかに形成されていてもよく、複数層にわたって形成されていてもよい。また、基板３とは別体に励磁コイルが形成されていてもよい。
【0034】
検出コイル３２，３３には、励磁コイル３１によって発生する磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する。ターゲット２がラックシャフト１３よりも透磁率が高い材料からなる場合、ターゲット２に磁束が集中して流れ、基板３においてターゲット２と向かい合う部分の磁束密度が他の部分よりも高くなる。また、ターゲット２がラックシャフト１３よりも導電率が高い材料からなる場合、交流磁界によってターゲット２に発生する渦電流により検出コイル３２，３３に鎖交する磁束の密度が低くなり、基板３においてターゲット２と向かい合う部分の磁束密度が他の部分よりも低くなる。このため、検出コイル３２，３３に誘起される電圧の大きさが、基板３に対するターゲット２の位置に応じて変化する。なお、ターゲット２の材料としてラックシャフト１３よりも透磁率が高いものを用いる場合、電気抵抗が高く渦電流が発生しにくい磁性材料を用いることが望ましい。
【0035】
本実施の形態では、ラックシャフト１３の軸方向におけるターゲット２の長さが、基板３の長手方向における検出コイル３２，３３の長さの半分よりも短く形成されている。検出コイル３２，３３には、電源部４から励磁コイル３１に供給される交流電流の周期と同じ周期の電圧が誘起され、この誘起電圧のピーク値がターゲット２の位置に応じて変化する。なお、ここで電圧のピーク値とは、励磁コイル３１に供給される交流電流の１周期分の期間内における電圧の絶対値の極大値をいう。
【0036】
ラックシャフト１３が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に検出コイル３２，３３のそれぞれに誘起される電圧の位相は、互いに異なっている。本実施の形態では、検出コイル３２，３３に誘起される電圧の位相が９０°異なる。以下、二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２を正弦波形状検出コイル３２といい、他方の検出コイル３３を余弦波形状検出コイル３３という。
【0037】
ターゲット２の磁束が鎖交することによって正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に誘起される電圧のピーク値は、ラックシャフト１３が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に、１周期分以下の範囲で変化する。これにより、ストロークセンサ１は、ラックシャフト１３が軸方向に移動可能な範囲Ｒ１の全体にわたって、ラックシャフト１３の絶対位置を検出可能である。
【0038】
図４（ａ）に示すように、励磁コイル３１の一対の短辺部３１３，３１４のそれぞれと正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３との間には、一対の短辺部３１３，３１４を流れる電流によって発生する磁束によって正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に誘起される電圧を抑制する第１及び第２の緩衝領域Ｅ１，Ｅ２が設けられている。図４（ａ）に示す例では、基板３の長手方向における第１の緩衝領域Ｅ１の長さＬ１と第２の緩衝領域Ｅ２の長さＬ２とが同じであるが、Ｌ１とＬ２が異なっていてもよい。
【0039】
ところで、電源部４から供給される交流電流によって発生する励磁コイル３１の内側の磁束密度は均一ではなく、部位によってばらつきがある。この磁束密度の不均一性は、ラックシャフト１３の位置の検出誤差の要因となる。以下、励磁コイル３１の内側の磁束密度について説明し、磁束密度の不均一性に起因する検出誤差を低減するための正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３のそれぞれの形状、及びこの形状による検出誤差の低減効果について説明する。
【0040】
図６（ａ）は、基板３における励磁コイル３１の内側の磁束密度の分布を示すグラフである。図６（ｂ）は、基板３の中心軸線Ｃに沿った長手方向の磁束密度の分布を示すグラフである。図６（ｃ）は、基板３の長手方向中央部における短手方向の磁束密度の分布を示すグラフである。図６（ａ）～（ｃ）では、磁束密度を縦軸にデシベル（ｄＢ）で示している。また、図６（ａ）～（ｃ）ならびに後述する図７及び図８では、図４（ａ）に示す点Ｏを原点とし、基板３の長手方向の位置をＸ（ｍｍ）で示し、基板３の短手方向の位置をＹ（ｍｍ）で示している。Ｘの最大値（励磁コイル３１の長辺部３１１，３１２の長さ）は、２５０ｍｍであり、Ｙの最大値（励磁コイル３１の短辺部３１３，３１４の長さ）は、１８ｍｍである。点Ｏは、励磁コイル３１における長辺部３１２と短辺部３１３との交点である。
【0041】
図６（ａ）～（ｃ）に示すように、励磁コイル３１の内側では、長辺部３１１，３１２及び短辺部３１３，３１４の近傍で磁束密度が高く、励磁コイル３１の中心部ほど磁束密度が低くなっている。
【0042】
図７は、本実施の形態に係る正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の形状を、基板３の長手方向と短手方向の縮尺を変えて模式的に示す模式図である。正弦波形状検出コイル３２を構成する第１の曲線部３０１ａ及び第３の曲線部３０３ａは、ラックシャフト１３が軸方向に沿って一定の速度で移動したときに正弦波形状検出コイル３２に誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状を有している。また、余弦波形状検出コイル３３を構成する第２の曲線部３０２ａ及び第４の曲線部３０４ａは、ラックシャフト１３が軸方向に沿って一定の速度で移動したときに余弦波形状検出コイル３３に誘起される電圧のピーク値が、正弦波形状検出コイル３２に誘起される電圧とは位相が９０°異なる正弦波状（余弦波状）に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状を有している。
【0043】
図８は、比較例として示す正規正弦波形状検出コイル３６及び正規余弦波形状検出コイル３７の形状を示す模式図である。正規正弦波形状検出コイル３６は、歪みのない正弦波形状の一対の曲線部３６１，３６２によって構成されている。正規余弦波形状検出コイル３７は、正規正弦波形状検出コイル３６の一対の曲線部３６１，３６２とは９０°位相が異なる歪みのない正弦波形状の一対の曲線部３７１，３７２によって構成されている。図７及び図８において、Ｌ１，Ｌ２は、１０ｍｍである。
【0044】
図７では、正規正弦波形状検出コイル３６の曲線部３６１，３６２の形状、及び正規余弦波形状検出コイル３７の曲線部３７１，３７２の形状を、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に重ねてグレーの曲線で示している。基板３の短手方向における正弦波形状検出コイル３２の形状と正規正弦波形状検出コイル３６の形状との寸法差ΔＹ１は、正弦波形状検出コイル３２の正弦波曲線に対する歪み量である。基板３の短手方向における余弦波形状検出コイル３３の形状と正規余弦波形状検出コイル３７の形状との寸法差ΔＹ２は、余弦波形状検出コイル３３の正弦波曲線に対する歪み量である。正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の歪み量は、基板３の長手方向及び短手方向の両方向において、励磁コイル３１に近い位置ほど大きくなっている。
【0045】
図７に示すように、正弦波形状検出コイル３２は、励磁コイル３１の長辺方向の両端部付近及び中央部付近においてコイル幅が極小値となる。余弦波形状検出コイル３３は、励磁コイル３１の長辺方向の両端部付近及び中央部付近においてコイル幅が極大値となる。ここで、正弦波形状検出コイル３２のコイル幅は、励磁コイル３１の短辺方向における第１の曲線部３０１ａと第３の曲線部３０３ａとの間の距離であり、余弦波形状検出コイル３３のコイル幅は、励磁コイル３１の短辺方向における第２の曲線部３０２ａと第４の曲線部３０４ａとの間の距離である。
【0046】
また、図７に示すように、励磁コイル３１の長辺方向の両端部付近における余弦波形状検出コイル３３のコイル幅の極大値Ｗ３３１，Ｗ３３２は、励磁コイル３１の長辺方向の中央部付近における余弦波形状検出コイル３３のコイル幅の極大値Ｗ３３３よりも小さい。これは、励磁コイル３１の長辺方向の両端部付近では余弦波形状検出コイル３３が励磁コイル３１の短辺部３１３，３１４に近いためである。余弦波形状検出コイル３３におけるコイル幅の極大値Ｗ３３３は、例えば１０ｍｍである。
【0047】
次に、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の形状の設定方法について、図９（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図９（ａ）は、図７のａ部における第４の曲線部３０４ａの周辺を拡大して示す拡大図であり、図９（ｂ）は、図８のｂ部における曲線部３７２の周辺を拡大して示す拡大図である。また、図９（ａ）では、励磁コイル３１に流れる電流によって発生する磁束密度を色の濃淡で表しており、色が濃い部分ほど磁束密度が高いことを示している。図９（ｂ）では、磁束密度が均一である場合を示している。励磁コイル３１の中心部における磁束密度は、図９（ａ）と図９（ｂ）で同じであるものとする。つまり、図９（ａ）では、励磁コイル３１の中心部から励磁コイル３１の長辺部３１１に近づくほど磁束密度が高くなり、図９（ｂ）では、励磁コイル３１の中心部から励磁コイル３１の長辺部３１１までの磁束密度が一定である場合を示している。
【0048】
本例では、励磁コイル３１の短手方向における微小区間ΔＸを想定し、この微小区間ΔＸにおける中心軸線Ｃから第４の曲線部３０４ａまでの磁束密度の積分値が、励磁コイル３１の内側の磁束密度が均一である場合の中心軸線Ｃから曲線部３７２までの積分値と同じとなるように、当該微小区間ΔＸにおける第４の曲線部３０４ａの位置を決定する。この演算処理を励磁コイル３１の長辺方向の各微小期間について行い、第４の曲線部３０４ａの形状を定める。また、同様の演算処理を第１乃至第３の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａについても行い、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の形状を設定する。
【0049】
つまり、正規正弦波形状検出コイル３６の曲線部３６１，３６２のそれぞれの形状をｘの関数であるｙ１（ｘ），ｙ２（ｘ）とし、正弦波形状検出コイル３２の第１及び第３の曲線部３０１ａ，３０３ａのそれぞれの形状をｘの関数であるｚ１（ｘ），ｚ２（ｘ）とし、磁束密度が均一であるとした場合の磁束密度をＢｓ、磁束密度が不均一な実際の励磁コイル３１の内側の磁束密度をＢ（Ｂは励磁コイル３１の短手方向の位置（ｙ）によって変わる）としたとき、下記式［１］によって求められるＤｓの値が十分に小さくなるｚ１（ｘ），ｚ２（ｘ）を探索して正弦波形状検出コイル３２の形状を定める。
【数1】
【0050】
また、正規余弦波形状検出コイル３７の曲線部３７１，３７２のそれぞれの形状をｘの関数であるｙ３（ｘ），ｙ４（ｘ）とし、余弦波形状検出コイル３３の第２及び第４の曲線部３０２ａ，３０４ａのそれぞれの形状をｘの関数であるｚ３（ｘ），ｚ４（ｘ）としたとき、下記式［２］によって求められるＤｃの値が十分に小さくなるｚ３（ｘ），ｚ４（ｘ）を探索して余弦波形状検出コイル３３の形状を定める。
【数2】
【0051】
なお、Ｄｓ，Ｄｃ＝０とした算術演算により、式［１］及び［２］からｚ１（ｘ），ｚ２（ｘ），ｚ３（ｘ），ｚ４（ｘ）を導き出してもよい。また、第１の曲線部３０１ａと第３の曲線部３０３ａは対称な形状であるので、第１の曲線部３０１ａ又は第３の曲線部３０３ａの何れかについて形状を設定すれば、その形状を反転して他方の形状を設定することができる。同様に、第２の曲線部３０２ａ又は第４の曲線部３０４ａの何れかについて形状を設定すれば、その形状を反転して他方の形状を設定することができる。
【0052】
（ストロークセンサ１の動作）
次に、基板３に対するターゲット２の位置を検出するためのストロークセンサ１の動作及び効果について、図１０乃至図１４を参照して説明する。なお、以下の説明において、ターゲット２の位置とは、基板３の長手方向におけるターゲット２の中央部の位置をいう。
次に、基板３に対するターゲット２の位置を検出するためのストロークセンサ１の動作及び効果について、図１０乃至図１４を参照して説明する。なお、以下の説明において、ターゲット２の位置とは、基板３の長手方向におけるターゲット２の中央部の位置をいう。
【0053】
図１０は、基板３の長手方向におけるＸ＝５０ｍｍの位置付近にターゲット２がある場合において、電源部４から励磁コイル３１に供給される供給電圧Ｖ０と、正弦波形状検出コイル３２に誘起される誘起電圧Ｖ１及び余弦波形状検出コイル３３に誘起される誘起電圧Ｖ２との関係を示すグラフである。図１０のグラフの横軸は時間軸であり、左右の縦軸に供給電圧Ｖ０及び誘起電圧Ｖ１，Ｖ２を示している。
【0054】
図１０に示す例では、励磁コイル３１に供給される供給電圧Ｖ０と、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に誘起される誘起電圧Ｖ１，Ｖ２とが同相であるが、基板３の長手方向におけるターゲット２の位置がＸ＝１２５ｍｍよりも図７の右側になると、正弦波形状検出コイル３２に誘起される誘起電圧Ｖ１が励磁コイル３１に供給される供給電圧Ｖ０と逆相となる。また、余弦波形状検出コイル３３に誘起される誘起電圧Ｖ２は、第２の曲線部３０２ａと第４の曲線部３０４ａとがクロスする位置をターゲット２が通過するたびに同相と逆相とが切り替わる。励磁コイル３１には、例えば１ＭＨｚから１ＧＨｚ程度の高周波の交流電圧が供給電圧Ｖ０として供給される。
【0055】
図１１は、正弦波形状検出コイル３２に誘起される誘起電圧Ｖ１のピーク値であるピーク電圧Ｖｓと、ターゲット２の位置との関係を模式的に示す説明図である。図１２は、余弦波形状検出コイル３３に誘起される誘起電圧Ｖ２のピーク値であるピーク電圧Ｖｃと、ターゲット２の位置との関係を模式的に示す説明図である。図１１及び図１２に示すピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃのグラフでは、横軸にターゲット２の位置を示している。
【0056】
ストロークセンサ１は、基板３の長手方向における正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の長さＬ３から同方向のターゲット２の長さＬ４を減算した軸方向範囲Ｒ２で、ターゲット２の絶対位置を検出可能である。図１１及び図１２に示すグラフでは、ターゲット２が軸方向範囲Ｒ２の一方の端部（コネクタ部３４０側の端部）にあるときの横軸座標をＰ１とし、ターゲット２が軸方向範囲Ｒ２の他方の端部にあるときの横軸座標をＰ２として、各位置におけるピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃを示している。
【0057】
また、図１１及び図１２に示すグラフにおいて、正弦波形状検出コイル３２のピーク電圧Ｖｓは、正弦波形状検出コイル３２に誘起される誘起電圧Ｖ１が励磁コイル３１に供給される電圧Ｖ０と同相であるときを正値とし、逆相であるときを負値とする。同様に、余弦波形状検出コイル３３のピーク電圧Ｖｃは、余弦波形状検出コイル３３に誘起される誘起電圧Ｖ２が励磁コイル３１に供給される電圧Ｖ０と同相であるときを正値とし、逆相であるときを負値とする。
【0058】
ここで、ωｘを式［３］のように定義すると、ピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃは、図７に示すグラフにおけるターゲット２の横軸座標の座標値をＸｐとして、式［４］及び［５］によってそれぞれ求められる。なお、式［４］及び［５］におけるＡは、所定の定数である。
式［４］及び［５］より、図１１及び図１２に示すグラフにおけるターゲット２の座標値Ｘｐは、式［６］によって求められる。つまり、演算部５は、ピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃに基づいて、ターゲット２の位置を演算によって求めることができる。
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
【0059】
図１３及び図１４は、図７に示す形状の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３を用いた場合と、図８に示す形状の正規正弦波形状検出コイル３６及び正規余弦波形状検出コイル３７を用いた場合について、電磁界シミュレーションを用いてターゲット２の位置検出精度を評価した結果を示すグラフである。図１３及び図１４のグラフでは、横軸がターゲット２の実際の位置を示している。図１３のグラフの縦軸は、上記の演算結果に基づくターゲット２の位置を示している。また、図１４のグラフの縦軸は、ターゲット２の位置を検出可能な軸方向範囲Ｒ２の全長に対するターゲット２の位置の検出誤差の割合を示している。
【0060】
図１３及び図１４に示すように、図７に示す本実施の形態の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３を用いた場合には、比較例に係る図８に示す形状の正規正弦波形状検出コイル３６及び正規余弦波形状検出コイル３７を用いた場合に比較して、高い精度でターゲット２の位置を検出できている。本実施の形態の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３を用いた場合の図１４に示すグラフにおけるプラス方向の検出誤差の割合の最大値は０．０５％であり、マイナス方向の検出誤差の割合の最大値は－０．１０％である。すなわち、本実施の形態では、検出誤差の大きさが０．１０％以下に抑えられている。
【0061】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るストロークセンサ１では、ラックシャフト１３の位置を高精度に検出することが可能である。また、本実施の形態に係るストロークセンサ１では、励磁コイル３１の内側における磁束密度の不均一性による影響を抑えるように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の第１乃至第４の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａを有する正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３を用いることで、励磁コイル３１の大型化を抑制しながらも検出精度を高めることが可能である。
以上説明したように、本実施の形態に係るストロークセンサ１では、ラックシャフト１３の位置を高精度に検出することが可能である。また、本実施の形態に係るストロークセンサ１では、励磁コイル３１の内側における磁束密度の不均一性による影響を抑えるように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の第１乃至第４の曲線部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａを有する正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３を用いることで、励磁コイル３１の大型化を抑制しながらも検出精度を高めることが可能である。
【0062】
（正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の変形例）
図１５及び図１６は、第１の緩衝領域Ｅ１の長さＬ１と第２の緩衝領域Ｅ２の長さＬ２を変えた場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の形状の例を示している。図１５は、Ｌ１，Ｌ２を３ｍｍとした場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の最適形状を示している。図１６は、Ｌ１，Ｌ２を１ｍｍとした場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の最適形状を示している。これらの変形例によっても、上記と同様の効果が得られる。
図１５及び図１６は、第１の緩衝領域Ｅ１の長さＬ１と第２の緩衝領域Ｅ２の長さＬ２を変えた場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の形状の例を示している。図１５は、Ｌ１，Ｌ２を３ｍｍとした場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の最適形状を示している。図１６は、Ｌ１，Ｌ２を１ｍｍとした場合の正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の最適形状を示している。これらの変形例によっても、上記と同様の効果が得られる。
【0063】
（ターゲット２の変形例）
図１７は、変形例に係るターゲット２Ａの構成例を、シャフト１３、基板３、及びハウジング１４と共に示す分解斜視図である。上記の実施の形態では、シャフト１３の外周面１３ａから基板３側に向かって突出するようにターゲット２を配置し、励磁コイル３１の交流磁界によってターゲット２に発生する渦電流によりターゲット２に向かい合う部分の検出コイル３２，３３に鎖交する磁束の密度が低くなるようにストロークセンサ１を構成した場合について説明した。図１７に示す変形例では、シャフト１３の軸方向におけるターゲット２Ａの長さが正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３よりも長く、ターゲット２Ａに凹部２０が形成されている。凹部２０は、ターゲット２Ａにおける基板３との対向面２ａから基板３に対して垂直な方向に窪んで形成されている。
図１７は、変形例に係るターゲット２Ａの構成例を、シャフト１３、基板３、及びハウジング１４と共に示す分解斜視図である。上記の実施の形態では、シャフト１３の外周面１３ａから基板３側に向かって突出するようにターゲット２を配置し、励磁コイル３１の交流磁界によってターゲット２に発生する渦電流によりターゲット２に向かい合う部分の検出コイル３２，３３に鎖交する磁束の密度が低くなるようにストロークセンサ１を構成した場合について説明した。図１７に示す変形例では、シャフト１３の軸方向におけるターゲット２Ａの長さが正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３よりも長く、ターゲット２Ａに凹部２０が形成されている。凹部２０は、ターゲット２Ａにおける基板３との対向面２ａから基板３に対して垂直な方向に窪んで形成されている。
【0064】
凹部２０は、基板３の短手方向に沿ってターゲット２Ａの両側面２ｂ，２ｃの間を横断するように形成されている。凹部２０の底面２０ａは、対向面２ａと平行な平面であり、凹部２０の両端面２０ｂ，２０ｃが底面２０ａを挟んでラックシャフト１３の軸方向に沿って向かい合っている。対向面２ａに対して垂直な方向における凹部２０の深さは、例えば５ｍｍである。ターゲット２Ａは、上記の実施の形態におけるターゲット２と同様、ラックシャフト１３よりも透磁率が高い材料、又はラックシャフト１３よりも導電率が高い材料からなる。
【0065】
ラックシャフト１３が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間、常に凹部２０の底面２０ａが基板３の表面３ａに向かい合い、凹部２０が形成された部分以外では、ターゲット２Ａの対向面２ａが基板３の表面３ａに向かい合う。正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の長さＬ３に対するラックシャフト１３の軸方向における凹部２０の長さの割合をｕとしたとき、演算部５は、（１－ｕ）Ｌ３の長さの範囲でラックシャフト１３の位置を求めることができる。ラックシャフト１３の軸方向における検出ターゲット２の長さは、２（１－ｕ）Ｌ３以上である。
【0066】
この変形例に係るターゲット２Ａを用いた場合でも正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に誘起される電圧の大きさが、基板３に対するターゲット２の位置に応じて変化し、上記の実施の形態と同様に、ターゲット２の位置を演算によって求めることができる。
【0067】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【0068】
［１］軸方向に進退移動するシャフト（１３）の位置を検出する位置検出装置（１）であって、前記シャフト（１３）に固定された検出体（ターゲット２，２Ａ）と、交流磁界を発生させる励磁コイル（３１）と、前記励磁コイル（３１）に交流電流を供給する電源部（４）と、前記シャフト（１３）の軸方向に沿って延在して配置され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル（３２，３３）と、を備え、前記励磁コイル（３１）は、前記検出コイル（３２，３３）を囲むように配置され、前記検出コイル（３２，３３）は、前記シャフト（１３）が軸方向に沿って一定の速度で移動したときに当該検出コイル（３２，３３）に誘起される電圧のピーク値が正弦波状に変化するように、正弦波曲線に対して歪んだ歪み形状の曲線部を有して形成されている、位置検出装置（１）。
【0069】
［２］前記検出コイル（３２，３３）は、前記励磁コイル（３１）に近い位置ほど正弦波曲線に対する歪み量が大きくなっている、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0070】
［３］前記検出コイル（３２，３３）に誘起される電圧のピーク値が、前記シャフト（１３）が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に１周期分以下の範囲で変化する、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0071】
［４］前記検出コイル（３２，３３）は、前記シャフト（１３）の軸方向に対して平行な対称軸線に対して対称な一対の前記曲線部（３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａ）を有している、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0072】
［５］二つの前記検出コイル（３２，３３）を備え、前記シャフト（１３）が軸方向の一方の移動端から他方の移動端まで移動する間に当該複数の前記検出コイル（３２，３３）のそれぞれに誘起される電圧の位相が互いに異なっている、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0073】
［６］前記励磁コイル（３１）は、前記シャフト（１３）の軸方向に延在する一対の長辺部（３１１，３１２）、及び前記一対の長辺部（３１１，３１２）の間の一対の短辺部（３１３，３１４）を有する長方形状であり、二つの前記検出コイル（３２，３３）のうち一方の前記検出コイル（３３）は、前記励磁コイル（３１）の長辺方向の両端部付近及び中央部付近において前記励磁コイル（３１）の短辺方向の幅が極大値となり、前記励磁コイル（３１）の前記両端部付近における前記一方の前記検出コイル（３３）の幅の極大値（Ｗ３３１，Ｗ３３２）が、前記励磁コイル（３１）の前記中央部付近における前記一方の前記検出コイル（３３）の幅の極大値（Ｗ３３３）よりも小さい、上記［５］に記載の位置検出装置（１）。
【0074】
［７］二つの前記検出コイル（３２，３３）のうち他方の前記検出コイル（３２）は、前記励磁コイル（３１）の前記両端部付近及び前記中央部付近において、前記励磁コイル（３１）の短辺方向の幅が極小値となる、上記［６］に記載の位置検出装置（１）。
【0075】
［８］前記励磁コイル（３１）及び二つの前記検出コイル（３２，３３）が１枚の基板（３）に形成されている、上記［５］乃至［７］の何れかに記載の位置検出装置（１）。
【0076】
［９］前記シャフト（１３）が車両のステアリング装置（１０）のラックシャフト（１３）である、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0077】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【0078】
１…ストロークセンサ（位置検出装置） ２，２Ａ…ターゲット
３…基板 ３０１ａ…第１の曲線部
３０２ａ…第２の曲線部 ３０３ａ…第３の曲線部
３０４ａ…第４の曲線部 ４…電源部
１３…ラックシャフト（シャフト） ３１…励磁コイル
３１１，３１２…長辺部 ３１３，３１４…短辺部
３２…正弦波形状検出コイル ３３…余弦波形状検出コイル
３…基板 ３０１ａ…第１の曲線部
３０２ａ…第２の曲線部 ３０３ａ…第３の曲線部
３０４ａ…第４の曲線部 ４…電源部
１３…ラックシャフト（シャフト） ３１…励磁コイル
３１１，３１２…長辺部 ３１３，３１４…短辺部
３２…正弦波形状検出コイル ３３…余弦波形状検出コイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】