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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】P2024159397
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】位置検出装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/20 20060101AFI20241031BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G01D5/20 110D
B62D5/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023131246
(22)【出願日】2023-08-10
(31)【優先権主張番号】P 2023074358
(32)【優先日】2023-04-28
(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】柳澤 宜昭
(72)【発明者】
【氏名】杉山 雄太
(72)【発明者】
【氏名】二口 尚樹
【テーマコード（参考）】
2F077
3D333
【Ｆターム（参考）】
2F077AA12
2F077FF03
2F077FF11
3D333CB02
3D333CB31
3D333CC36
3D333CD10
3D333CD14
3D333CE21
(57)【要約】
【課題】軸方向に進退移動するシャフトの位置を高精度に検出することが可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】ラックシャフト１３の位置を検出するストロークセンサ１は、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、ラックシャフト１３に固定され、交流磁界の磁束が鎖交する検出体２と、交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル３２，３３とを備える。検出コイル３２，３３は、交流磁界により誘起電圧が発生する第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２と、第１部分３２１，３３１の軸方向一方側の端部と第２部分３２２，３３２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路３２３，３３３とを有する。第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２は、それぞれの少なくとも一部が軸方向に対して垂直な並び方向に並び、検出体２は、第１部分３２１，３３１に対向する第１検出体部２１と、第２部分３２２，３３２に対向する第２検出体部３２とを有する。
【選択図】図６
【解決手段】ラックシャフト１３の位置を検出するストロークセンサ１は、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、ラックシャフト１３に固定され、交流磁界の磁束が鎖交する検出体２と、交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル３２，３３とを備える。検出コイル３２，３３は、交流磁界により誘起電圧が発生する第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２と、第１部分３２１，３３１の軸方向一方側の端部と第２部分３２２，３３２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路３２３，３３３とを有する。第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２は、それぞれの少なくとも一部が軸方向に対して垂直な並び方向に並び、検出体２は、第１部分３２１，３３１に対向する第１検出体部２１と、第２部分３２２，３３２に対向する第２検出体部３２とを有する。
【選択図】図６
【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、
交流磁界を発生させる励磁コイルと、
前記シャフトに固定され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出体と、
前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、
前記検出コイルは、前記交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分及び第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する接続線路とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、それぞれが前記軸方向に沿って延在すると共に、それぞれの少なくとも一部が前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでおり、
前記検出体は、前記第１部分に対向する第１検出体部と、前記第２部分に対向する第２検出体部とを有し、
前記第１部分に対する前記第１検出体部の位置によって前記第１部分に発生する誘起電圧が変化し、前記第２部分に対する前記第２検出体部の位置によって前記第２部分に発生する誘起電圧が変化する、
位置検出装置。
交流磁界を発生させる励磁コイルと、
前記シャフトに固定され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出体と、
前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、
前記検出コイルは、前記交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分及び第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する接続線路とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、それぞれが前記軸方向に沿って延在すると共に、それぞれの少なくとも一部が前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでおり、
前記検出体は、前記第１部分に対向する第１検出体部と、前記第２部分に対向する第２検出体部とを有し、
前記第１部分に対する前記第１検出体部の位置によって前記第１部分に発生する誘起電圧が変化し、前記第２部分に対する前記第２検出体部の位置によって前記第２部分に発生する誘起電圧が変化する、
位置検出装置。
【請求項2】
前記励磁コイル及び前記検出コイルが前記シャフトと平行に配置された基板に形成されている、
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】
前記軸方向において、前記検出コイルの前記第１部分と前記第１検出体部とが前記基板に垂直な方向に重なる重なり長さと、前記検出コイルの前記第２部分と前記第２検出体部とが前記基板に垂直な方向に重なる重なり長さとの合計長さが一定となるように、前記第１検出体部と前記第２検出体部とがオフセットしている、
請求項２に記載の位置検出装置。
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項4】
二つの前記検出コイルを備え、前記シャフトが前記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二つ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３に記載の位置検出装置。
請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項5】
前記励磁コイル及び二つの前記検出コイルが前記基板に形成されており、
二つの前記検出コイルが前記基板の厚さ方向に積層されている、
請求項４に記載の位置検出装置。
二つの前記検出コイルが前記基板の厚さ方向に積層されている、
請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記励磁コイルの内側に二つの前記検出コイルが形成されている、
請求項５に記載の位置検出装置。
請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項7】
前記検出コイルは、前記基板の厚さ方向から見た前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの形状が、前記軸方向に延びる対称軸線を挟んで対称となる一対の正弦曲線状の導体線を組み合わせた形状であり、
前記第１部分と前記第２部分とで、前記対称軸線に対する前記一対の導体線の配置が逆である、
請求項２に記載の位置検出装置。
前記第１部分と前記第２部分とで、前記対称軸線に対する前記一対の導体線の配置が逆である、
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記軸方向における前記第１部分の長さと前記第２部分の長さとが同じであり、
前記第１部分の全体と前記第２部分の全体とが、前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、
請求項７に記載の位置検出装置。
前記第１部分の全体と前記第２部分の全体とが、前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、
請求項７に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記接続線路は、前記並び方向における前記第１部分と前記第２部分との間で前記軸方向に沿って延在する第１乃至第４の接続線を有し、
前記第１の接続線と前記第２の接続線とが前記接続線路の両端部で短絡されており、
前記第３の接続線と前記第４の接続線とが前記接続線路の両端部で短絡されており、
前記第１及び第２の接続線と前記第３及び第４の接続線との極性が逆であり、
前記基板は、複数の配線層を有する多層基板であり、
前記第１の接続線と前記第３の接続線とが前記基板の厚さ方向に並び、
前記第２の接続線と前記第４の接続線とが前記基板の厚さ方向に並び、
前記第１の接続線と前記第４の接続線とが前記基板の同じ層に形成され、
前記第２の接続線と前記第３の接続線とが前記基板の同じ層に形成されている、
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
前記第１の接続線と前記第２の接続線とが前記接続線路の両端部で短絡されており、
前記第３の接続線と前記第４の接続線とが前記接続線路の両端部で短絡されており、
前記第１及び第２の接続線と前記第３及び第４の接続線との極性が逆であり、
前記基板は、複数の配線層を有する多層基板であり、
前記第１の接続線と前記第３の接続線とが前記基板の厚さ方向に並び、
前記第２の接続線と前記第４の接続線とが前記基板の厚さ方向に並び、
前記第１の接続線と前記第４の接続線とが前記基板の同じ層に形成され、
前記第２の接続線と前記第３の接続線とが前記基板の同じ層に形成されている、
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項10】
前記接続線路に鎖交する磁束を抑制する面状のシールドパターンが前記基板に形成されている、
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項11】
前記接続線路は、前記第１部分と前記第２部分との間で前記並び方向に延在する一対の接続線を有し、
前記一対の信号線が前記基板の厚さ方向に並んでいる、
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
前記一対の信号線が前記基板の厚さ方向に並んでいる、
請求項２乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項12】
前記励磁コイルは、前記軸方向に延在する一対の延在部を有し、前記一対の延在部のうち前記第１部分側の一方の延在部と前記第２部分側の他方の延在部との間に前記検出コイルが設けられており、
前記検出体は、前記交流磁界によって渦電流が発生する導電体からなり、
前記第１検出体部は、前記並び方向における前記第１部分の前記一方の延在部側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分の前記第２部分側の端部に対向せず、
前記第２検出体部は、前記並び方向における前記第２部分の前記他方の延在部側の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分の前記第１部分側の端部に対向しない、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
前記検出体は、前記交流磁界によって渦電流が発生する導電体からなり、
前記第１検出体部は、前記並び方向における前記第１部分の前記一方の延在部側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分の前記第２部分側の端部に対向せず、
前記第２検出体部は、前記並び方向における前記第２部分の前記他方の延在部側の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分の前記第１部分側の端部に対向しない、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項13】
前記励磁コイルは、前記軸方向に延在する一対の延在部を有し、前記一対の延在部のうち前記第１部分側の一方の延在部と前記第２部分側の他方の延在部との間に前記検出コイルが設けられており、
前記検出体は、高透磁率材料によって形成されており、
前記第１検出体部は、前記並び方向における前記第１部分の前記第２部分側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分の前記一方の延在部側の端部に対向せず、
前記第２検出体部は、前記並び方向における前記第２部分の前記第１部分側の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分の前記他方の延在部側の端部に対向しない、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
前記検出体は、高透磁率材料によって形成されており、
前記第１検出体部は、前記並び方向における前記第１部分の前記第２部分側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分の前記一方の延在部側の端部に対向せず、
前記第２検出体部は、前記並び方向における前記第２部分の前記第１部分側の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分の前記他方の延在部側の端部に対向しない、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項14】
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幅方向に対して傾斜してしまうと、第１乃至第４の磁気抵抗素子とラックシャフトとの間隔が変化し、ラックシャフトの検出位置に誤差が発生してしまう。
【0007】
そこで、本発明は、軸方向に進退移動するシャフトの位置を高精度に検出す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】
【0008】
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、交流磁界を発生させる励磁コイルと、前記シャフトに固定され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出体と、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイルと、を備え、前記検出コイルは、前記交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分及び第２部分と、前記第１部分の軸方向一方側の端部と前記第２部分の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路とを有し、前記第１部分及び前記第２部分は、それぞれが前記軸方向に沿って延在すると共に、それぞれの少なくとも一部が前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでおり、前記検出体は、前記第１部分に対向する第１検出体部と、前記第２部分に対向する第２検出体部とを有し、前記第１部分に対する前記第１検出体部の位置によって前記第１部分に発生する誘起電圧が変化し、前記第２部分に対する前記第２検出体部の位置によって前記第２部分に発生する誘起電圧が変化する、位置検出装置を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る位置検出装置によれば、軸方向に進退移動するシャフトの位置を高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１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、ハウジング本体、検出体、及び基板を示す斜視図である。
【図4】（ａ）は、基板における表面側配線層の配線パターンを示す平面図である。（ｂ）は、裏面側配線層の配線パターンを示す平面図である。（ｃ）は、表面側配線層の配線パターンに、表面側から見た裏面側配線層の配線パターンを重ねて示す平面図である。
【図5】（ａ）～（ｃ）は、表面側配線層及び裏面側配線層の配線パターンを、基材を透視して示す斜視図である。
【図6】基板の回路構成を模式的に示す模式図である。
【図7】（ａ）及び（ｂ）は、基板の回路構成の一部を模式的に示す模式図である。
【図8】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の一例を示すグラフである。
【図9】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検出体の位置との関係を模式的に示す説明図である。
【図10】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検出体の位置との関係を模式的に示す説明図である。
【図11】（ａ）は、基板に対するラックシャフトの傾きと、ラックシャフトの傾きが正弦波形状検出コイルに鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。（ｂ）は、基板に対するラックシャフトの傾きと、ラックシャフトの傾きが余弦波形状検出コイルに鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。
【図12】（ａ）は、基板に対するラックシャフトの傾きと、ラックシャフトの傾きが比較例に係る正弦波形状検出コイルに鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。（ｂ）は、基板に対するラックシャフトの傾きと、ラックシャフトの傾きが比較例に係る余弦波形状検出コイルに鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。
【図13】第１の実施の形態の変形例に係る励磁コイル及び二つの検出コイルを有する基板の回路構成を模式的に示す模式図である。
【図14】（ａ）～（ｅ）は、第２の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図15】（ａ）～（ｄ）は、第２の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図16】（ａ）～（ｄ）は、第２の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図17】（ａ）～（ｄ）は、第２の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図18】（ａ）～（ｄ）は、第２の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図19】第２の実施の形態における位置の検出誤差を示すグラフである。
【図20】第２の実施の形態の変形例を示す説明図である。
【図21】（ａ）～（ｄ）は、第３の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図22】（ａ）～（ｄ）は、第３の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図23】（ａ）～（ｄ）は、第３の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図24】（ａ）～（ｄ）は、第３の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図25】（ａ）～（ｄ）は、第３の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図27】第３の実施の形態における位置の検出誤差を示すグラフである。
【図28】（ａ）～（ｃ）は、第４の実施の形態に係る基板の構成を示す説明図である。
【図30】第４の実施の形態における位置の検出誤差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１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、本発明の第１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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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が車幅方向に進退移動して左右の転舵輪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が車幅方向に移動可能な範囲Ｒ１を両矢印で示している。
【0015】
（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に固定された検出体２と、検出体２に対向してラックシャフト１３と平行に配置された基板３と、電源部１０１及び演算部１０２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の位置を検出体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に固定された検出体２と、検出体２に対向してラックシャフト１３と平行に配置された基板３と、電源部１０１及び演算部１０２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の位置を検出体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。
【0016】
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、検出体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、検出体２、及び基板３を示す斜視図である。図３では、ラックシャフト１３の中心軸線Ｃを一点鎖線で示している。以下、ラックシャフト１３の中心軸線Ｃに平行な方向を軸方向という。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
検出体２は、第１検出体部２１と第２検出体部２２とからなる。本実施の形態では、第１検出体部２１と第２検出体部２２とが別体であり、第１検出体部２１及び第２検出体部２２がラックシャフト１３の軸方向に離間した位置でラックシャフト１３に固定されている。ただし、第１検出体部２１と第２検出体部２２とを一体にしてもよい。
【0020】
検出体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。検出体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フェライト等の磁性材料を用いることが望ましい。また、ラックシャフト１３よりも導電率が高い材料を検出体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、第１検出体部２１及び第２検出体部２２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検出体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、検出体２の材料として用いることが望ましい。
【0022】
第１検出体部２１及び第２検出体部２２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に対向する第１検出体部２１及び第２検出体部２２の対向面２１ａ，２２ａは、平面状に形成され、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側から見た第１検出体部２１及び第２検出体部２２の対向面２１ａ，２２ａの形状は、ラックシャフト１３の軸方向に長い長方形状である。
【0023】
エアギャップＧの幅Ｗは、例えば１ｍｍである。対向面２１ａ，２２ａに対して垂直な方向の第１検出体部２１及び第２検出体部２２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、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の表（おもて）面３ａ側に表面側配線層３０１が形成され、基材３０の裏面３ｂ側に裏面側配線層３０２が形成された２層のプリント基板である。表面側配線層３０１及び裏面側配線層３０２は、後述する電極部を除き、電気絶縁性を有するレジスト膜３０３に覆われている。表面側配線層３０１の配線パターンと裏面側配線層３０２の配線パターンとは、基材３０をその厚さ方向に貫通する複数のバイア３０４によって接続されている。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の短手方向は、軸方向に対して垂直な方向である。
【0025】
次に、基板３における配線の構成について、図４乃至図７を参照して詳細に説明する。図４（ａ）は、基板３における表面側配線層３０１の配線パターンを示す表面３ａの平面図である。図４（ｂ）は、基板３における裏面側配線層３０２の配線パターンを表面３ａ側から見た平面図である。図４（ｃ）は、表面側配線層３０１の配線パターンに、淡色で示す表面３ａ側から見た裏面側配線層３０２の配線パターンを重ねて示す平面図である。図５（ａ）～（ｃ）は、表面側配線層３０１及び裏面側配線層３０２の配線パターンを、基材３０を透視して示す斜視図である。図５（ａ）は、基板３の長手方向の一端部を示している。図５（ｂ）は、基板３の長手方向の中央部を示している。図５（ｃ）は、基板３の長手方向の他端部を示している。図６は、基板３の回路構成を模式的に示す模式図である。図７（ａ）及び（ｂ）は、基板３の回路構成の一部を模式的に示す模式図である。なお、これら各図面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】
基板３には、交流磁界を発生させる励磁コイル３１と、励磁コイル３１が発生する交流磁界の磁束が鎖交する二つの検出コイル３２，３３とが、表面側配線層３０１及び裏面側配線層３０２の配線パターンによって形成されている。電源部１０１は、励磁コイル３１に正弦波状の交流電流を供給し、励磁コイル３１がこの交流電流の周波数に対応した周波数の交流磁界を発生させる。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る。短辺部３１４には、電源部１０１との接続のための電極部３１５，３１６が設けられている。二つの検出コイル３２，３３は、励磁コイル３１の内側に形成され、基板３の厚さ方向に積層されている。二つの検出コイル３２，３３には、励磁コイル３１が発生する交流磁界によって誘起電圧が発生する。
【0027】
励磁コイル３１が発生する交流磁界の磁束は、検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２にも鎖交する。第１検出体部２１及び第２検出体部２２に鎖交する磁束は、二つの検出コイル３２，３３に鎖交する磁束の強度分布に影響を与え、励磁コイル３１が発生する交流磁界によって二つの検出コイル３２，３３に発生する誘起電圧の大きさが第１検出体部２１及び第２検出体部２２の位置によって変化する。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。
【0028】
図６では、励磁コイル３１、正弦波形状検出コイル３２、及び余弦波形状検出コイル３３の形状を示している。図７（ａ）では、励磁コイル３１及び正弦波形状検出コイル３２の形状を示している。図７（ｂ）では、励磁コイル３１及び余弦波形状検出コイル３３の形状を示している。図６ならびに図７（ａ）及び（ｂ）では、基板３の短手方向（図面上下方向）の幅を、長手方向（図面左右方向）の長さよりも誇張して示している。
【0029】
正弦波形状検出コイル３２は、励磁コイル３１の交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分３２１及び第２部分３２２と、第１部分３２１の軸方向一方側の端部と第２部分３２２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路３２３とを有している。正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１と第２部分３２２とは、基板３の短手方向に沿った並び方向に並んでいる。この並び方向は、軸方向（基板３の長手方向）に対して垂直な方向（基板３の短手方向）である。
【0030】
同様に、余弦波形状検出コイル３３は、励磁コイル３１の交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分３３１及び第２部分３３２と、第１部分３３１の軸方向一方側の端部と第２部分３３２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路３３３とを有している。余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１と第２部分３３２とは、基板３の短手方向に沿った並び方向に並んでいる。
【0031】
正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２は、それぞれ軸方向に延在している。本実施の形態では、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２の軸方向の長さ、ならびに余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２の軸方向の長さが、全て同じである。また、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１と余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１が基板３の厚さ方向に積層され、正弦波形状検出コイル３２の第２部分３２２と余弦波形状検出コイル３３の第２部分３３２が基板３の厚さ方向に積層されている。
【0032】
正弦波形状検出コイル３２は、第１部分３２１の全体と第２部分３２２の全体とが上記の並び方向に並んでいる。余弦波形状検出コイル３３は、第１部分３３１の全体と第２部分３３２の全体とが上記の並び方向に並んでいる。ただし、これに限らず、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１と第２部分３２２とが少なくとも一部において基板３の短手方向に沿って並び、余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１と第２部分３３２とが少なくとも一部において基板３の短手方向に沿って並んでいれば、後述する効果を得ることができる。
【0033】
正弦波形状検出コイル３２は、一対の電極部３２４，３２５の電位が演算部１０２に出力される。電極部３２４，３２５は、レジスト膜３０３に覆われておらず、演算部１０２との接続のための信号線が、例えば半田によって電気的に接続される。また、正弦波形状検出コイル３２は、折り返し点３２６で接続された一対の導体線３２ａ，３２ｂによって構成されている。図６及び図７（ａ）では、一対の導体線３２ａ，３２ｂのうち一方の導体線３２ａを実線で示し、他方の導体線３２ｂを破線で示している。折り返し点３２６は、一対の導体線３２ａ，３２ｂに沿った電極部３２４，３２５からの距離が最も遠い位置にある。電極部３２４，３２５は、一対の導体線３２ａ，３２ｂにおける、折り返し点３２６とは反対側の端部である。
【0034】
余弦波形状検出コイル３３は、一対の電極部３３４，３３５の電位が演算部１０２に出力される。電極部３３４，３３５は、レジスト膜３０３に覆われておらず、演算部１０２との接続のための信号線が、例えば半田によって電気的に接続される。また、余弦波形状検出コイル３３は、折り返し点３３６で接続された一対の導体線３３ａ，３３ｂによって構成されている。図６及び図７（ｂ）では、一対の導体線３３ａ，３３ｂのうち一方の導体線３３ａを実線で示し、他方の導体線３３ｂを破線で示している。折り返し点３３６は、一対の導体線３３ａ，３３ｂに沿った電極部３３４，３３５からの距離が最も遠い位置にある。電極部３３４，３３５は、一対の導体線３３ａ，３３ｂにおける、折り返し点３３６とは反対側の端部である。
【0035】
正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２は、基板３の厚さ方向から見た形状が軸方向に延びる対称軸線Ａ３２１，Ａ３２２を挟んで対称となる一対の導体線３２ａ，３２ｂを組み合わせた形状である。接続線路３２３では、一対の導体線３２ａ，３２ｂが、第１部分３２１と第２部分３２２との間を基板３の長手方向に沿って横断している。第１部分３２１では、基板３の短手方向において一方の導体線３２ａが他方の導体線３２ｂよりも接続線路３２３から遠い位置にあり、第２部分３２２においても、一方の導体線３２ａが他方の導体線３２ｂよりも接続線路３２３から遠い位置にある。つまり、正弦波形状検出コイル３２は、第１部分３２１と第２部分３２２とで、対称軸線Ａ３２１，Ａ３２２に対する一対の導体線３２ａ，３２ｂの配置が逆である。接続線路３２３における導体線３２ａ，３２ｂは、励磁コイル３１が発生する交流磁界によって誘起電圧が発生しないよう、図４に示すように基板３の厚さ方向に重なっている。
【0036】
同様に、余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２は、基板３の厚さ方向から見た形状が軸方向に延びる対称軸線Ａ３３１，Ａ３３２を挟んで対称となる一対の導体線３３ａ，３３ｂを組み合わせた形状である。接続線路３３３では、一対の導体線３３ａ，３３ｂが第１部分３３１と第２部分３３２との間を基板３の長手方向に沿って横断している。第１部分３３１では、図面左側にあたる軸方向一方側の端部において一方の導体線３３ａが接続線路３３３から遠い位置にあり、他方の導体線３３ｂが接続線路３３３から近い位置にある。第１部分３３１における軸方向他方側の端部では、一方の導体線３３ａと他方の導体線３３ｂとの位置関係がこの逆である。第２部分３３２では、軸方向一方側の端部において一方の導体線３３ａが接続線路３３３から遠い位置にあり、他方の導体線３３ｂが接続線路３３３から近い位置にある。第２部分３３２における軸方向他方側の端部では、一方の導体線３３ａと他方の導体線３３ｂとの位置関係がこの逆である。つまり、余弦波形状検出コイル３３は、第１部分３３１と第２部分３３２とで、対称軸線Ａ３３１，Ａ３３２に対する一対の導体線３２ａ，３２ｂの配置が逆である。接続線路３３３における導体線３３ａ，３３ｂは、励磁コイル３１が発生する交流磁界によって誘起電圧が発生しないよう、図４に示すように基板３の厚さ方向に重なっている。
【0037】
正弦波形状検出コイル３２の一対の導体線３２ａ，３２ｂ、及び余弦波形状検出コイル３３の一対の導体線３３ａ，３３ｂは、それぞれ正弦曲線状である。より具体的には、正弦波形状検出コイル３２の一方の導体線３２ａの形状は、第１部分３２１において、対称軸線Ａ３２１を位相軸と見做した場合の０°から１８０°までの範囲の正弦波形状であり、第２部分３２２において、対称軸線Ａ３２２を位相軸と見做した場合の１８０°から３６０°までの範囲の正弦波形状である。正弦波形状検出コイル３２の他方の導体線３２ｂの形状は、第１部分３２１において、対称軸線Ａ３２１を位相軸と見做した場合の１８０°から３６０°までの範囲の正弦波形状であり、第２部分３２２において、対称軸線Ａ３２２を位相軸と見做した場合の０°から１８０°までの範囲の正弦波形状である。余弦波形状検出コイル３３の一方の導体線３３ａの形状は、第１部分３３１において、対称軸線Ａ３３１を位相軸と見做した場合の９０°から２７０°までの範囲の正弦波形状であり、第２部分３３２において、対称軸線Ａ３３２を位相軸と見做した場合の２７０°から３６０°及び０°から９０°までの範囲の正弦波形状である。余弦波形状検出コイル３３の他方の導体線３３ｂの形状は、第１部分３３１において、対称軸線Ａ３３１を位相軸と見做した場合の２７０°から３６０°及び０°から９０°までの範囲の正弦波形状であり、第２部分３３２において、対称軸線Ａ３３２を位相軸と見做した場合の９０°から２７０°までの範囲の正弦波形状である。
【0038】
なお、余弦波形状検出コイル３３の一方の導体線３３ａの形状は、第１部分３３１において、対称軸線Ａ３３１を位相軸と見做した場合の０°から１８０°までの範囲の余弦波形状であると換言することができ、第２部分３３２において、対称軸線Ａ３３２を位相軸と見做した場合の１８０°から３６０°までの範囲の余弦波形状であると換言することができる。また、余弦波形状検出コイル３３の他方の導体線３３ａの形状は、第１部分３３１において、対称軸線Ａ３３１を位相軸と見做した場合の１８０°から３６０°までの範囲の余弦波形状であると換言することができ、第２部分３３２において、対称軸線Ａ３３２を位相軸と見做した場合の０°から１８０°までの範囲の余弦波形状であると換言することができる。
【0039】
検出体２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、第１検出体部２１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の第１部分３２１，３３１に対向し、第２検出体部２２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の第２部分３２２，３３２に対向する。正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１に発生する誘起電圧は、第１部分３２１，３３１に対する第１検出体部２１の位置によって変化する。正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第２部分３２２，３３２に発生する誘起電圧は、第２部分３２２，３３２に対する第２検出体部２２の位置によって変化する。
【0040】
図４（ｃ）では、ラックシャフト１３が中立位置にあるときの基板３に対する第１検出体部２１及び第２検出体部２２の位置及び大きさを破線で示している。また、図４（ｃ）では、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１と第１検出体部２１とが基板３に垂直な方向に重なる範囲の軸方向の長さである重なり長さをＬ１で示し、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第２部分３２２，３３２と第２検出体部２２とが基板３に垂直な方向に重なる範囲の軸方向の長さである重なり長さをＬ２で示している。検出体２は、Ｌ１とＬ２とを合算した合計長さが常に一定となるように、第１検出体部２１と第２検出体部２２とが軸方向にオフセットしている。
【0041】
なお、第１検出体部２１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が形成された範囲から軸方向にずれた際にはＬ１が０となり、第２検出体部２２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が形成された範囲から軸方向にずれた際にはＬ２が０となる。第１検出体部２１の軸方向長さＬ２１と第２検出体部２２の軸方向長さＬ２２とは同じであり、Ｌ１及びＬ２の合計長さは、第１検出体部２１の軸方向長さＬ２１及び第２検出体部２２の軸方向長さＬ２２と同じである。第１検出体部２１の軸方向長さＬ２１及び第２検出体部２２の軸方向長さＬ２２は、一例として、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２の軸方向の長さの二分の一以下である。
【0042】
第１検出体部２１及び第２検出体部２２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、第１検出体部２１及び第２検出体部２２に磁束が集中して流れ、基板３において第１検出体部２１及び第２検出体部２２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、第１検出体部２１及び第２検出体部２２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、交流磁界によって第１検出体部２１及び第２検出体部２２に発生する渦電流により正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に鎖交する磁束の密度が低くなり、基板３において第１検出体部２１及び第２検出体部２２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、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に対する第１検出体部２１及び第２検出体部２２の位置に応じて変化する。
【0043】
正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３には、電源部１０１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第１検出体部２１及び第２検出体部２２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。
【0044】
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。
【0045】
（ストロークセンサ１の動作）
次に、基板３に対する検出体２の位置を検出するためのストロークセンサ１の動作について、図８乃至図１０を参照して説明する。以下の説明において、検出体２の位置とは、軸方向における第１検出体部２１と第２検出体部２２との中間点の位置をいう。
次に、基板３に対する検出体２の位置を検出するためのストロークセンサ１の動作について、図８乃至図１０を参照して説明する。以下の説明において、検出体２の位置とは、軸方向における第１検出体部２１と第２検出体部２２との中間点の位置をいう。
【0046】
図８は、第１検出体部２１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の第１部分３２１，３３１と重なっている場合において、電源部１０１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との関係の一例を示すグラフである。図８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。
【0047】
図８に示す例では、供給電圧Ｖ０と誘起電圧Ｖ１，Ｖ２とが同相であるが、第２検出体部２２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の第２部分３２２，３３２と重なる場合には、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、一方の導体線３３ａと他方の導体線３３ｂとがクロスする位置を第１検出体部２１又は第２検出体部２２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。
【0048】
図９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、検出体２の位置との関係を模式的に示す説明図である。図１０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、検出体２の位置との関係を模式的に示す説明図である。図９及び図１０に示すピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃのグラフでは、横軸に検出体２の位置を示している。また、図９及び図１０では、接続線路３２３，３３３を省略し、第１部分３２１，３３１と第２部分３２２，３３２を図面左右方向に並べている。
【0049】
ストロークセンサ１は、Ｌ１とＬ２とを合算した合計長さが一定である軸方向範囲Ｒ２で検出体２の絶対位置を検出可能である。図９及び図１０に示すグラフでは、検出体２が軸方向範囲Ｒ２の一方の端部にあるときの横軸座標をＰ１とし、検出体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。軸方向範囲Ｒ２の長さは、ラックシャフト１３が軸方向に移動可能な範囲Ｒ１以上である。
【0050】
また、図９及び図１０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。
【0051】
ここで、ωｘを式［１］のように定義すると、ピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃは、図９，１０に示すグラフにおける検出体２の横軸座標の座標値をＸｐとして、式［２］及び式［３］によってそれぞれ求められる。式［２］及び式［３］において、Ａは所定の定数であり、Ｌは第１検出体部２１及び第２検出体部２２の軸方向長さの二分の一（Ｌ＝Ｌ２１／２，Ｌ２２／２）である。
式［２］及び式［３］より、図９及び図１０に示すグラフにおける検出体２の座標値Ｘｐは、式［４］によって求められる。つまり、演算部１０２は、ピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃに基づいて、検出体２の位置を演算によって求めることができる。
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【0052】
ところで、例えば車両走行時の振動によってラックシャフト１３が基板３に対して傾き、基板３とラックシャフト１３との間隔が変化すると、ラックシャフト１３が励磁コイル３１の内側における磁束の強度分布に影響を与える程度の度合いが基板３の長手方向の位置によって変わってしまう。本実施の形態では、ラックシャフト１３の傾きが検出体２の位置の検出精度に与える影響を、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１と第２部分３２２，３３２とを基板３の短手方向に並べた構成によって抑制している。次に、この構成による作用及び効果を、比較例との比較によって説明する。
【0053】
図１１（ａ）は、基板３に対するラックシャフト１３の傾きと、ラックシャフト１３の傾きが正弦波形状検出コイル３２に鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。図１１（ｂ）は、基板３に対するラックシャフト１３の傾きと、ラックシャフト１３の傾きが余弦波形状検出コイル３３に鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。図１１（ａ）及び（ｂ）では、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２の二等分線ＢＬを二点鎖線で示しており、この二等分線ＢＬ上のターゲットマークＴＧで示す点を中心としてラックシャフト１３が図面上下方向に傾いた状態を示している。ラックシャフト１３は、ターゲットマークＴＧよりも図面左側の部分が基板３に接近し、ターゲットマークＴＧよりも図面右側の部分が基板３から離間するように傾斜している。なお、図１１（ａ）及び（ｂ）では、ラックシャフト１３の傾きを誇張して示している。
【0054】
ラックシャフト１３には、励磁コイル３１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することにより渦電流が流れる。この渦電流は、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３に鎖交する磁束を弱めるように作用する。この作用の影響は、ラックシャフト１３と基板３との距離が近い部位ほど大きくなる。図１１（ａ）及び（ｂ）では、ラックシャフト１３が傾くことによってこの影響が大きくな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の内側の領域を濃色のグレーで示し、ラックシャフト１３が傾くことによってこの影響が小さくな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の内側の領域を淡色のグレーで示している。
【0055】
図１１（ａ）に示すように、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２における二等分線ＢＬの左側にあたる第１左側部分３２１Ａ及び第２左側部分３２２Ａでは、ラックシャフト１３が図示のように傾くことにより、ラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が大きくなって磁束密度が低くなる。正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２における二等分線ＢＬの右側にあたる第１右側部分３２１Ｂ及び第２右側部分３２２Ｂでは、ラックシャフト１３が図示のように傾くことにより、ラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が小さくなって磁束密度が高くなる。しかし、第１左側部分３２１Ａの磁束密度の減少が誘起電圧Ｖ１に与える影響と第１右側部分３２１Ｂの磁束密度の増大が誘起電圧Ｖ１に与える影響とは相殺される。また、第２左側部分３２２Ａの磁束密度の減少が誘起電圧Ｖ１に与える影響と第２右側部分３２２Ｂの磁束密度の増大が誘起電圧Ｖ１に与える影響とは相殺される。これにより、ラックシャフト１３が基板３に対して傾いても、そのことによって誘起電圧Ｖ１は変動しない。
【0056】
図１１（ｂ）に示すように、余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２における二等分線ＢＬの左側にあたる第１左側部分３３１Ａ及び第２左側部分３３２Ａでは、ラックシャフト１３が図示のように傾くことにより、ラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が大きくなって磁束密度が低くなる。余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２における二等分線ＢＬの右側にあたる第１右側部分３３１Ｂ及び第２右側部分３３２Ｂでは、ラックシャフト１３が図示のように傾くことにより、ラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が小さくなって磁束密度が高くなる。しかし、第１左側部分３３１Ａの磁束密度の減少が誘起電圧Ｖ２に与える影響と第２右側部分３３２Ｂの磁束密度の増大が誘起電圧Ｖ２に与える影響とは相殺される。また、第２左側部分３３２Ａの磁束密度の減少が誘起電圧Ｖ２に与える影響と第１右側部分３３１Ｂの磁束密度の増大が誘起電圧Ｖ２に与える影響とは相殺される。これにより、ラックシャフト１３が基板３に対して傾いても、そのことによって誘起電圧Ｖ２は変動しない。
【0057】
このように、本実施の形態では、ラックシャフト１３が基板３に対して傾いても、誘起電圧Ｖ１，Ｖ２が何れも変動しない。これにより、本実施の形態では、ラックシャフト１３の位置を高い精度で検出することが可能となる。また、本実施の形態によれば、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１と第２部分３２２とが基板３の短手方向に並び、余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１と第２部分３３２とが基板３の短手方向に並んでいるので、正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の第１部分３２１，３３１と第２部分３２２，３３２とを基板３の長手方向に並べた場合に比較して、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の長さが短くなる。これにより、基板３に対してラックシャフト１３が図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように傾動した場合に、傾動中心であるターゲットマークＴＧの位置から正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の各部までの平均距離が短くなり、傾動によるラックシャフト１３と基板３との距離の変化量が小さくなる。このことによっても、誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の変動が抑制され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が高められる。
【0058】
図１２（ａ）は、基板３に対するラックシャフト１３の傾きと、ラックシャフト１３の傾きが比較例に係る正弦波形状検出コイル３２０に鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。図１２（ｂ）は、基板３に対するラックシャフト１３の傾きと、ラックシャフト１３の傾きが比較例に係る余弦波形状検出コイル３３０に鎖交する磁束密度に与える影響との関係を模式的に示す説明図である。
【0059】
比較例に係る正弦波形状検出コイル３２０は、上記の実施の形態に係る正弦波形状検出コイル３２と同様、一対の導体線３２ａ，３２ｂによって第１部分３２１及び第２部分３２２が形成されているが、接続線路３２３を有しておらず、第１部分３２１と第２部分３２２とが二等分線ＢＬを挟んでラックシャフト１３の軸方向に沿って並んでいる。また、比較例に係る余弦波形状検出コイル３３０は、上記の実施の形態に係る余弦波形状検出コイル３３と同様、一対の導体線３３ａ，３３ｂによって第１部分３３１及び第２部分３３２が形成されているが、接続線路３３３を有しておらず、第１部分３３１と第２部分３３２とが二等分線ＢＬを挟んでラックシャフト１３の軸方向に沿って並んでいる。
【0060】
比較例に係る正弦波形状検出コイル３２０では、ラックシャフト１３が図示のように傾くと、第１部分３２１においてラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が大きくなって磁束密度が低くなり、第２部分３２２においてラックシャフト１３に発生する渦電流の影響が小さくなって磁束密度が高くなる。ただし、第１部分３２１と第２部分３２２とでは、基板３の短手方向における一対の導体線３２ａ，３２ｂの並びが逆であるので、第１部分３２１において磁束密度が低くなる影響と第２部分３２２において磁束密度が高くなる影響とが相殺されず、ラックシャフト１３が傾くことによって誘起電圧Ｖ１のピーク値が変動してしまう。これにより、比較例に係る正弦波形状検出コイル３２０を用いた場合には、ラックシャフト１３の検出位置に誤差が生じてしまう。
【0061】
なお、比較例に係る余弦波形状検出コイル３３０では、余弦波形状検出コイル３３０の内側の各領域を、図１２（ｂ）に示すように第１左側部分３３１Ｃ、第１右側部分３３１Ｄ、第２左側部分３３２Ｃ、及び第２右側部分３３２Ｄとした場合に、ラックシャフト１３の傾きが第１左側部分３３１Ｃの磁束に与える影響と第２右側部分３３２Ｄの磁束に与える影響とが相殺されると共に、ラックシャフト１３の傾きが第１右側部分３３１Ｄの磁束に与える影響と第２左側部分３３２Ｃの磁束に与える影響とが相殺され、ラックシャフト１３が基板３に対して傾いても誘起電圧Ｖ２は変動しない。
【0062】
［変形例］
図１３は、実施の形態の変形例に係る励磁コイル３１及び二つの検出コイル３２，３３を有する基板３Ａの回路構成を模式的に示す模式図である。上記の実施の形態では、二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２（正弦波形状検出コイル３２）の第１部分３２１及び第２部分３２２の形状と、他方の検出コイル３３（余弦波形状検出コイル３３）の第１部分３３１及び第２部分３３２の形状とが異なり、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２の全体と余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２の全体とが基板３の短手方向に並んでいる場合について説明した。本変形例では、二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２の形状と、他方の検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２の形状とが同じであり、一方の検出コイル３２の第１部分３２１と他方の検出コイル３３の第１部分３３１とのそれぞれの軸方向の一部が基板３の短手方向に並び、一方の検出コイル３２の第２部分３２２と他方の検出コイル３３の第２部分３３２とのそれぞれの軸方向の一部が基板３の短手方向に並んでいる。
図１３は、実施の形態の変形例に係る励磁コイル３１及び二つの検出コイル３２，３３を有する基板３Ａの回路構成を模式的に示す模式図である。上記の実施の形態では、二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２（正弦波形状検出コイル３２）の第１部分３２１及び第２部分３２２の形状と、他方の検出コイル３３（余弦波形状検出コイル３３）の第１部分３３１及び第２部分３３２の形状とが異なり、正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２の全体と余弦波形状検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２の全体とが基板３の短手方向に並んでいる場合について説明した。本変形例では、二つの検出コイル３２，３３のうち、一方の検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２の形状と、他方の検出コイル３３の第１部分３３１及び第２部分３３２の形状とが同じであり、一方の検出コイル３２の第１部分３２１と他方の検出コイル３３の第１部分３３１とのそれぞれの軸方向の一部が基板３の短手方向に並び、一方の検出コイル３２の第２部分３２２と他方の検出コイル３３の第２部分３３２とのそれぞれの軸方向の一部が基板３の短手方向に並んでいる。
【0063】
この変形例によっても、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す比較例のものに比較して、ラックシャフト１３の傾きが誘起電圧Ｖ１，Ｖ２に与える影響が緩和され、ラックシャフト１３の位置を高い精度で検出することが可能となる。
【0064】
［第２の実施の形態］
次に、図１４乃至図１８を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る基板４について説明する。第１の実施の形態では、基板３が表面側配線層３０１及び裏面側配線層３０２を有する２層基板である場合について説明したが、第２の実施の形態では、基板４が第１配線層４０１、第２配線層４０２、第３配線層４０３、及び第４配線層４０４を有する４層基板である。第１配線層４０１及び第４配線層４０４は、基板４の外層にあたり、第２配線層４０２及び第３配線層４０３は、基板４の内層にあたる。基板４は、第１の実施の形態に係る基板３と同様、ラックシャフト１３の軸方向が長手方向となる長方形状である。
次に、図１４乃至図１８を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る基板４について説明する。第１の実施の形態では、基板３が表面側配線層３０１及び裏面側配線層３０２を有する２層基板である場合について説明したが、第２の実施の形態では、基板４が第１配線層４０１、第２配線層４０２、第３配線層４０３、及び第４配線層４０４を有する４層基板である。第１配線層４０１及び第４配線層４０４は、基板４の外層にあたり、第２配線層４０２及び第３配線層４０３は、基板４の内層にあたる。基板４は、第１の実施の形態に係る基板３と同様、ラックシャフト１３の軸方向が長手方向となる長方形状である。
【0065】
図１４（ａ）は、ラックシャフト１３側から見た基板４における第１乃至第４配線層４０１～４０４の配線パターンを重ね合わせた平面図である。図１５（ａ）は、第１配線層４０１の配線パターンを示す平面図である。図１６（ａ）は、第２配線層４０２の配線パターンを示す平面図である。図１７（ａ）は、第３配線層４０３の配線パターンを示す平面図である。図１８（ａ）は、第４配線層４０４の配線パターンを示す平面図である。図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）は、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）のそれぞれのＢ部の拡大図である。図１４（ｃ）、図１５（ｃ）、図１６（ｃ）、図１７（ｃ）、図１８（ｃ）は、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）のそれぞれのＣ部の拡大図である。図１４（ｄ）、図１５（ｄ）、図１６（ｄ）、図１７（ｄ）、図１８（ｄ）は、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）のそれぞれのＤ部の拡大図である。図１４（ｅ）は、図１４（ａ）のＥ－Ｅ線における断面を示す断面図である。図１４（ａ）～（ｄ）では、第２配線層４０２及び第４配線層４０４の配線パターンをグレーで示している。
【0066】
基板４は、第１の実施の形態の基板３と同様、ラックシャフト１３と平行にハウジング１４内に固定され、ラックシャフト１３に固定された検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２と向かい合う。第１配線層４０１は、ラックシャフト１３に対向する基板４の表面４ａ側に形成されている。第４配線層４０４は、表面４ａの反対側の面である裏面４ｂ側に形成されている。第２配線層４０２は、内層における第１配線層４０１側に形成され、第３配線層４０３は、内層における第４配線層４０４側に形成されている。
【0067】
図１４（ｅ）に示すように、第１配線層４０１と第２配線層４０２との間、第２配線層４０２と第３配線層４０３との間、及び第３配線層４０３と第４配線層４０４との間には、それぞれ平板状の基材４０５～４０７が介在している。第２配線層４０２と第３配線層４０３との間の基材４０６は、第１配線層４０１と第２配線層４０２との間の基材４０５、及び第３配線層４０３と第４配線層４０４との間の基材４０７よりも、厚みが薄く形成されている。
【0068】
基板４は、交流磁界を発生させる励磁コイル４１と、励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交する正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３とを有している。また、本実施の形態では、基板４の裏面４ｂにＩＣ（Integrated Circuit）５及びコネクタ６が実装され、コネクタ６に接続されるケーブルによりＩＣ５と操舵制御装置１９とが電気的に接続される。基板４には、ＩＣ５とコネクタ６のコネクタピン６１～６４とを接続するコネクタ接続線路４４、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の出力電圧をＩＣ５に伝達する出力電圧伝送線路４５、ならびに励磁コイル４１とＩＣ５とを接続する励磁コイル接続線路４６が設けられている。
【0069】
励磁コイル４１は、ラックシャフト１３の軸方向に延在する一対の延在部としての長辺部４１１，４１２、及び一対の長辺部４１１，４１２の間の一対の短辺部４１３，４１４を有する長方形状である。励磁コイル４１には、励磁コイル接続線路４６を経てＩＣ５から交流電圧が供給される。
【0070】
正弦波形状検出コイル４２は、励磁コイル４１の交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分４２１及び第２部分４２２と、第１部分４２１の軸方向一方側の端部と第２部分４２２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路４２３とを有している。第１部分４２１及び第２部分４２２は、第１の実施の形態に係る正弦波形状検出コイル３２の第１部分３２１及び第２部分３２２と同様の形状である。
【0071】
正弦波形状検出コイル４２は、励磁コイル４１における一対の長辺部４１１，４１２のうち、第１部分４２１側の長辺部４１１と第２部分４２２側の長辺部４１２との間に設けられており、第１部分４２１と第２部分４２２とが基板４の短手方向に沿った並び方向に並んでいる。接続線路４２３は、基板４の短手方向における第１部分４２１と第２部分４２２との間で、基板４の長手方向に沿って延在している。励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することによって正弦波形状検出コイル４２に発生する誘起電圧は、正弦波形状検出コイル４２の出力電圧としてＩＣ５に入力される。
【0072】
余弦波形状検出コイル４３は、励磁コイル４１の交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分４３１及び第２部分４３２と、第１部分４３１の軸方向一方側の端部と第２部分４３２の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路４３３とを有している。第１部分４３１及び第２部分４３２は、第１の実施の形態に係る余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１及び第２部分４３２と同様の形状である。
【0073】
余弦波形状検出コイル４３は、励磁コイル４１の長辺部４１１と長辺部４１２との間に設けられており、第１部分４３１と第２部分４３２とが基板４の短手方向に沿った並び方向に並んでいる。接続線路４３３は、基板４の短手方向における第１部分４３１と第２部分４３２との間で基板４の長手方向に沿って延在している。励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することにより余弦波形状検出コイル４３に発生する誘起電圧は、余弦波形状検出コイル４３の出力電圧としてＩＣ５に入力される。
【0074】
図１４（ａ）では、基板４に対向する第１検出体部２１及び第２検出体部２２の形状及び大きさを図４（ａ）と同様に破線で示している。第１検出体部２１の軸方向長さＬ２１と第２検出体部２２の軸方向長さＬ２２とは同じである。正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１と第１検出体部２１とが基板４に垂直な方向に重なる範囲の軸方向の長さである重なり長さＬ１と、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第２部分４２２，４３２と第２検出体部２２とが基板４に垂直な方向に重なる範囲の軸方向の長さである重なり長さＬ２との合計長さは、第１検出体部２１の軸方向長さＬ２１及び第２検出体部２２の軸方向長さＬ２２と同じである。
【0075】
ＩＣ５には、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の出力電圧が出力電圧伝送線路４５を経て入力される。ＩＣ５は、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の出力電圧をＡＤ変換により数値化して検出体２の位置を演算によって求め、その演算結果を操舵制御装置１９に送信する。出力電圧伝送線路４５は、その一部が励磁コイル４１の内側に形成されており、励磁コイル４１におけるＩＣ５側の短辺部４１４を横断するように延在している。また、出力電圧伝送線路４５は、図１４（ｂ）に示すように、正弦波形状検出コイル４２の出力電圧を伝送する第１出力電圧伝送線路４５１と、余弦波形状検出コイル４３の出力電圧を伝送する第２出力電圧伝送線路４５２とからなる。
【0076】
第１出力電圧伝送線路４５１は、第２配線層４０２に設けられた導体線４５１ａと第３配線層４０３に設けられた導体線４５１ｂとを有し、導体線４５１ａ，４５１ｂが基板４の厚さ方向に重なるように布線されている。また、第１出力電圧伝送線路４５１は、基板４を厚さ方向に見た場合に導体線４５１ａ，４５１ｂがループ形状を形成する第１キャンセル回路部４５１ｃを励磁コイル４１の内側に有している。第１キャンセル回路部４５１ｃには、励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する。第１キャンセル回路部４５１ｃに発生する誘起電圧は、ラックシャフト１３及び検出体２が存在しない基板４単体の状態で励磁コイル４１に交流電圧を供給した場合に正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１及び第２部分４２２に発生してしまうオフセット電圧を打ち消す大きさである。
【0077】
同様に、第２出力電圧伝送線路４５２は、第２配線層４０２に設けられた導体線４５２ａと第３配線層４０３に設けられた導体線４５２ｂとを有し、導体線４５２ａ，４５２ｂが基板４の厚さ方向に重なるように布線されている。また、第２出力電圧伝送線路４５２は、基板４を厚さ方向に見た場合に導体線４５２ａ，４５２ｂがループ形状を形成する第２キャンセル回路部４５２ｃを励磁コイル４１の内側に有している。第２キャンセル回路部４５２ｃには、励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する。第２キャンセル回路部４５２ｃに発生する誘起電圧は、ラックシャフト１３及び検出体２が存在しない基板４単体の状態で励磁コイル４１に交流電圧を供給した場合に余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１及び第２部分４３２に発生してしまうオフセット電圧を打ち消す大きさである。
【0078】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３は、第１乃至第４の接続線４２３ａ～４２３ｄを有し、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１における一対の導体線４２１ａ，４２１ｂと、正弦波形状検出コイル４２の第２部分４２２における一対の導体線４２２ａ，４２２ｂとを接続している。第１の接続線４２３ａと第２の接続線４２３ｂとは、接続線路４２３の両端部で電気的に短絡されており、第１部分４２１における一対の導体線４２１ａ，４２１ｂのうち一方の導体線４２１ａと第２部分４２２における一対の導体線４２２ａ，４２２ｂのうち一方の導体線４２２ａとを並列に接続している。第３の接続線４２３ｃと第４の接続線４２３ｄとは、接続線路４２３の両端部で電気的に短絡されており、第１部分４２１における一対の導体線４２１ａ，４２１ｂのうち他方の導体線４２１ｂと第２部分４２２における一対の導体線４２２ａ，４２２ｂのうち他方の導体線４２２ｂとを並列に接続している。
【0079】
第１及び第２の接続線４２３ａ，４２３ｂと第３及び第４の接続線４２３ｃ，４２３ｄとは、極性が逆であり、第１及び第２の接続線４２３ａ，４２３ｂと第３及び第４の接続線４２３ｃ，４２３ｄとの間には、正弦波形状検出コイル４２の出力電圧に応じた電位差が発生する。励磁コイル４１が発生する交流磁界によって正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２との間で電流が流れる場合には、第１及び第２の接続線４２３ａ，４２３ｂに流れる電流の向きと第３及び第４の接続線４２３ｃ，４２３ｄに流れる電流の向きが、基板４の長手方向において互いに逆向きとなる。
【0080】
第１の接続線４２３ａ及び第４の接続線４２３ｄは、基板４の第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４２３ｂ及び第３の接続線４２３ｃは、基板４の第３配線層４０３に形成されている。第１の接続線４２３ａと第３の接続線４２３ｃとは、基材４０６を挟んで基板４の厚さ方向に並んでいる。また、第２の接続線４２３ｂと第４の接続線４２３ｄとは、基材４０６を挟んで基板４の厚さ方向に並んでいる。この接続線路４２３の構成により、基板４における正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２との間の部分に鎖交する磁束によって接続線路４２３に誘起される電圧が抑制されている。
【0081】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３は、第１部分４２１側の端部に第１接続部４２４を有し、第２部分４２２側の端部に第２接続部４２５を有している。第１接続部４２４は、第１部分４２１における一方の導体線４２１ａと第１の接続線４２３ａ及び第２の接続線４２３ｂとを接続するバイア４２４ａと、第１部分４２１における他方の導体線４２１ｂと第３の接続線４２３ｃ及び第４の接続線４２３ｄとを接続するバイア４２４ｂとを有して構成されている。第２接続部４２５は、第２部分４２２における一方の導体線４２２ａと第１の接続線４２３ａ及び第２の接続線４２３ｂとを接続するバイア４２５ａと、第２部分４２２における他方の導体線４２２ｂと第３の接続線４２３ｃ及び第４の接続線４２３ｄとを接続するバイア４２５ｂとを有して構成されている。
【0082】
余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３は、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３と平行に設けられ、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３と同様に構成されている。すなわち、余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３は、第１乃至第４の接続線４３３ａ～４３３ｄを有し、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１における一対の導体線４３１ａ，４３１ｂと、余弦波形状検出コイル４３の第２部分４３２における一対の導体線４３２ａ，４３２ｂとを接続している。第１の接続線４３３ａと第２の接続線４３３ｂとは、接続線路４３３の両端部で電気的に短絡されており、第１部分４３１における一対の導体線４３１ａ，４３１ｂのうち一方の導体線４３１ａと第２部分４３２における一対の導体線４３２ａ，４３２ｂのうち一方の導体線４３２ａとを並列に接続している。第３の接続線４３３ｃと第４の接続線４３３ｄとは、接続線路４３３の両端部で電気的に短絡されており、第１部分４３１における一対の導体線４３１ａ，４３１ｂのうち他方の導体線４３１ｂと第２部分４３２における一対の導体線４３２ａ，４３２ｂのうち他方の導体線４３２ｂとを並列に接続している。
【0083】
第１及び第２の接続線４３３ａ，４３３ｂと第３及び第４の接続線４３３ｃ，４３３ｄとは、極性が逆である。第１の接続線４３３ａ及び第４の接続線４３３ｄは、基板４の第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４３３ｂ及び第３の接続線４３３ｃは、基板４の第３配線層４０３に形成されている。第１の接続線４３３ａと第３の接続線４３３ｃとは、基材４０６を挟んで基板４の厚さ方向に並んでいる。第２の接続線４３３ｂと第４の接続線４３３ｄとは、基材４０６を挟んで基板４の厚さ方向に並んでいる。この接続線路４３３の構成により、基板４における余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２との間の部分に鎖交する磁束によって接続線路４３３に誘起される電圧が抑制されている。
【0084】
余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３は、第１部分４３１側の端部に第１接続部４３４を有し、第２部分４３２側の端部に第２接続部４３５を有している。第１接続部４３４は、第１部分４３１における一方の導体線４３１ａと第１の接続線４３３ａ及び第２の接続線４３３ｂとを接続するバイア４３４ａと、第１部分４３１における他方の導体線４３１ｂと第３の接続線４３３ｃ及び第４の接続線４３３ｄとを接続するバイア４３４ｂとを有して構成されている。第２接続部４３５は、第２部分４３２における一方の導体線４３２ａと第１の接続線４３３ａ及び第２の接続線４３３ｂとを接続するバイア４３５ａと、第２部分４３２における他方の導体線４３２ｂと第３の接続線４３３ｃ及び第４の接続線４３３ｄとを接続するバイア４３５ｂとを有して構成されている。
【0085】
第１配線層４０１及び第４配線層４０４には、図１５及び図１８に示すように、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３の第１接続部４２４及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３の第１接続部４３４を囲むように環状に形成された第１環状導体４７１，４８１と、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３の第２接続部４２５及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３の第２接続部４３５を囲むように環状に形成された第２環状導体４７２，４８２とが形成されている。
【0086】
第１環状導体４７１，４８１及び第２環状導体４７２，４８２には、励磁コイル４１が発生する交流磁界の磁束が鎖交することによって電流が流れ、この電流によって発生する磁界により、正弦波形状検出コイル４２の第１接続部４２４及び第２接続部４２５ならびに余弦波形状検出コイル４３の第１接続部４３４及び第２接続部４３５における磁界が弱められる。なお、図１４では、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の回路構成を明確に示すため、第１環状導体４７１，４８１及び第２環状導体４７２，４８２の図示を省略している。
【0087】
本実施の形態では、検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２が、励磁コイル４１が発生する交流磁界によって渦電流が発生する導電体からなる。また、本実施の形態では、第１検出体部２１が正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１の基板４の短手方向の一部のみに対向し、第２検出体部２２が正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第２部分４２２，４３２の基板４の短手方向の一部のみに対向する。
【0088】
具体的には、第１検出体部２１は、基板４の短手方向において、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１における励磁コイル４１の長辺部４１１側の端部に対向すると共に、第１部分４２１，４３１における第２部分４２２，４３２側（接続線路４２３，４３３側）の端部に対向しない。また、第２検出体部２２は、基板４の短手方向において、正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第２部分４２２，４３２における励磁コイル４１の長辺部４１２側の端部に対向すると共に、第２部分４２２，４３２における第１部分４２１，４３１側（接続線路４２３，４３３側）の端部に対向しない。
【0089】
この検出体２の構成により、比較的磁界の強度が強い励磁コイル４１の長辺部４１１，４１２に近い部分では第１検出体部２１及び第２検出体部２２に流れる渦電流によって磁界が弱められ、比較的磁界の強度が弱い基板４の短手方向の中央部に近い部分では第１検出体部２１及び第２検出体部２２によって磁界が弱められない。これにより、基板４において第１検出体部２１又は第２検出体部２２と対向する部分、及び当該部分と基板４の短手方向に並ぶ部分における磁界の強度が均一化され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。
【0090】
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した効果に加え、励磁コイル４１が発生する交流磁界によって正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３に誘起される電圧が抑制され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。また、検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２が正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１及び第２部分４２２，４３２の一部のみに対向する構成によっても、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。
【0091】
図１９は、ラックシャフト１３の中立位置からの左右方向への移動量を横軸とし、縦軸にラックシャフト１３の位置の検出誤差を示したグラフである。このグラフにおいて、白丸は第１の実施の形態の基板３を用いた場合の検出誤差を示し、黒丸は第２の実施の形態の基板４を用いた場合の検出誤差を示している。図１９に示すように、第２の実施の形態の基板４を用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差が平均的に小さい。また、第２の実施の形態の基板４を用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差の最大値が小さくなっている。
【0092】
（第２の実施の形態の変形例）
図２０は、第２の実施の形態の変形例を示す説明図である。第２の実施の形態では、検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２が導電体からなる場合について説明したが、図２０に示す変形例では、第１検出体部２１及び第２検出体部２２がフェライト等の高透磁率材料からなる。基板４の構成は、図１４等を参照して説明した第２の実施の形態と同様であり、励磁コイル４１の一対の長辺部４１１，４１２の間に正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３が設けられている。
図２０は、第２の実施の形態の変形例を示す説明図である。第２の実施の形態では、検出体２の第１検出体部２１及び第２検出体部２２が導電体からなる場合について説明したが、図２０に示す変形例では、第１検出体部２１及び第２検出体部２２がフェライト等の高透磁率材料からなる。基板４の構成は、図１４等を参照して説明した第２の実施の形態と同様であり、励磁コイル４１の一対の長辺部４１１，４１２の間に正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３が設けられている。
【0093】
図２０に示すように、第１検出体部２１は、基板４の短手方向における正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１における第２部分４２２，４３２側（接続線路４２３，４３３側）の端部に対向し、基板４の短手方向における正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１の長辺部４１１側の端部には対向しない。また、第２検出体部２２は、基板４の短手方向における正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第２部分４２２，４３２における第１部分４２１，４３１側（接続線路４２３，４３３側）の端部に対向し、基板４の短手方向における正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第２部分４２２，４３２の長辺部４１２側の端部には対向しない。
【0094】
この構成により、基板４において第１検出体部２１又は第２検出体部２２と対向する部分、及び当該部分と基板４の短手方向に並ぶ部分における磁界の強度が均一化され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。
【0095】
［第３の実施の形態］
次に、図２１乃至図２６を参照し、本発明の第３の実施の形態に係る基板４Ａについて説明する。基板４Ａは、第２の実施の形態に係る基板４と大略同様に構成されているが、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２とを接続する接続線路４２６の構成が第２の実施の形態の接続線路４２３と異なり、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２とを接続する接続線路４３６の構成が第２の実施の形態の接続線路４３３と異なる。図２１乃至図２５において、第２の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、図１４乃至図１８に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
次に、図２１乃至図２６を参照し、本発明の第３の実施の形態に係る基板４Ａについて説明する。基板４Ａは、第２の実施の形態に係る基板４と大略同様に構成されているが、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２とを接続する接続線路４２６の構成が第２の実施の形態の接続線路４２３と異なり、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２とを接続する接続線路４３６の構成が第２の実施の形態の接続線路４３３と異なる。図２１乃至図２５において、第２の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、図１４乃至図１８に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0096】
図２１（ａ）は、基板４Ａにおける第１乃至第４配線層４０１～４０４の配線パターンを重ね合わせた平面図である。図２２（ａ）は、第１配線層４０１の配線パターンを示す平面図である。図２３（ａ）は、第２配線層４０２の配線パターンを示す平面図である。図２４（ａ）は、第３配線層４０３の配線パターンを示す平面図である。図２５（ａ）は、第４配線層４０４の配線パターンを示す平面図である。図２１（ｂ）、図２２（ｂ）、図２３（ｂ）、図２４（ｂ）、図２５（ｂ）は、図２１（ａ）、図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）、図２５（ａ）のそれぞれのＦ部の拡大図である。図２１（ｃ）、図２２（ｃ）、図２３（ｃ）、図２４（ｃ）、図２５（ｃ）は、図２１（ａ）、図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）、図２５（ａ）のそれぞれのＧ部の拡大図である。図２１（ｄ）、図２２（ｄ）、図２３（ｄ）、図２４（ｄ）、図２５（ｄ）は、図２１（ａ）、図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）、図２５（ａ）のそれぞれのＨ部の拡大図である。図２６は、図２１（ａ）のＩ－Ｉ線における接続線路４２６，４３６の周辺部における配線パターンの斜視断面図である。
【0097】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２６は、基板４Ａの短手方向における第１部分４２１と第２部分４２２との間で、基板４Ａの長手方向に沿って延在している。余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３６は、基板４Ａの短手方向における第１部分４３１と第２部分４３２との間で、基板４Ａの長手方向に沿って延在している。
【0098】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２６は、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１における一対の導体線４２１ａ，４２１ｂのうち一方の導体線４２１ａと第２部分４２２における一対の導体線４２２ａ，４２２ｂのうち一方の導体線４２２ａとを接続する第１の接続線４２６ａと、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１における他方の導体線４２１ｂと第２部分４２２における他方の導体線４２２ｂとを接続する第２の接続線４２６ｂとを有している。
【0099】
正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２との間では、第１の接続線４２６ａが第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４２６ｂが第３配線層４０３に形成されており、第１の接続線４２６ａと第２の接続線４２６ｂが基板４Ａの厚さ方向に重なるように布線されている。第１の接続線４２６ａと第２の接続線４２６ｂとは、極性が逆であり、第１の接続線４２６ａと第２の接続線４２６ｂとの間には、正弦波形状検出コイル４２の出力電圧に応じた電位差が発生する。
【0100】
余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３６は、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１における一対の導体線４３１ａ，４３１ｂのうち一方の導体線４３１ａと第２部分４３２における一対の導体線４３２ａ，４３２ｂのうち一方の導体線４３２ａとを接続する第１の接続線４３６ａと、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１における他方の導体線４３１ｂと第２部分４３２における他方の導体線４３２ｂとを接続する第２の接続線４３６ｂとを有している。
【0101】
余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２との間では、第１の接続線４３６ａが第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４３６ｂが第３配線層４０３に形成されており、第１の接続線４３６ａと第２の接続線４３６ｂとが基板４Ａの厚さ方向に重なるように布線されている。第１の接続線４３６ａと第２の接続線４３６ｂとは、極性が逆であり、第１の接続線４３６ａと第２の接続線４３６ｂとの間には、余弦波形状検出コイル４３の出力電圧に応じた電位差が発生する。
【0102】
本実施の形態では、励磁コイル４１が発生する交流磁界によって正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２６及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３６に誘起される電圧を抑制するため、接続線路４２６，４３６に鎖交する磁束を抑制する一対のシールドパターン４９１，４９２が基板４Ａに形成されている。一方のシールドパターン４９１は、第１配線層４０１に形成され、他方のシールドパターン４９２は、第４配線層４０４に形成されている。接続線路４２６，４３６は、基板４Ａの厚さ方向において一対のシールドパターン４９１，４９２の間に形成されている。なお、図２１では、シールドパターン４９１，４９２の輪郭を破線で示している。
【0103】
図２６に示すように、一対のシールドパターン４９１，４９２は、複数のバイア４９３によって接続されている。複数のバイア４９３は、一対のシールドパターン４９１，４９２の周縁に沿って列をなすように形成されている。基板４Ａの短手方向における正弦波形状検出コイル４２及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４２１，４３１と第２部分４２２，４３２との間の部分では、接続線路４２６，４３６が、シールドパターン４９１，４９２における第１部分４２１，４３１側の端部に形成された複数のバイア４９３と第２部分４２２，４３２側の端部に形成された複数のバイア４９３との間に形成されている。
【0104】
図２７は、ラックシャフト１３の中立位置から左右方向への移動量を横軸とし、縦軸にラックシャフト１３の位置の検出誤差を示したグラフである。このグラフにおいて、白丸は第１の実施の形態の基板３を用いた場合の検出誤差を示し、黒丸は第３の実施の形態の基板４Ａを用いた場合の検出誤差を示している。図２７に示すように、第３の実施の形態の基板４Ａを用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差が平均的に小さい。また、第３の実施の形態の基板４Ａを用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差の最大値が小さくなっている。
【0105】
以上説明した第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、励磁コイル４１が発生する交流磁界によって正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２６及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３６に誘起される電圧が抑制され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。なお、第３の実施の形態に係るシールドパターン４９１，４９２を第２の実施の形態に係る基板４に設け、基板４の接続線路４２３，４３３に鎖交する磁束を抑制してもよい。
【0106】
［第４の実施の形態］
次に、図２８及び図２９を参照し、本発明の第４の実施の形態に係る基板４Ｂについて説明する。基板４Ｂは、第２の実施の形態に係る基板４と大略同様に構成されているが、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２とを接続する接続線路４２８の構成、及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２とを接続する接続線路４３８の構成が、第２の実施の形態の接続線路４２３，４３３と異なる。図２８及び図２９において、第２の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、図１４乃至図１８に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
次に、図２８及び図２９を参照し、本発明の第４の実施の形態に係る基板４Ｂについて説明する。基板４Ｂは、第２の実施の形態に係る基板４と大略同様に構成されているが、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２とを接続する接続線路４２８の構成、及び余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２とを接続する接続線路４３８の構成が、第２の実施の形態の接続線路４２３，４３３と異なる。図２８及び図２９において、第２の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、図１４乃至図１８に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0107】
図２８（ａ）は、基板４Ｂにおける第１乃至第４配線層４０１～４０４の配線パターンを重ね合わせた平面図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）におけるＪ部の拡大図である。図２８（ｃ）は、図２７（ａ）におけるＫ部の拡大図である。図２９（ａ）は、図２８（ａ）におけるＪ部の付近の配線パターンを示す斜視図である。図２９（ｂ）は、図２８（ａ）におけるＫ部の付近の配線パターンを示す斜視図である。
【0108】
第２及び第３の実施の形態では、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２３，４２６が第１部分４２１と第２部分４２２との間を基板４，４Ａの長手方向に沿って延在し、余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３３，４３６が第１部分４３１と第２部分４３２との間を基板４，４Ａの長手方向に沿って延在する場合について説明したが、本実施の形態では、正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２８が基板４Ｂの短手方向に延在して第１部分４２１と第２部分４２２とを接続し、余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３８が基板４Ｂの短手方向に延在して第１部分４３１と第２部分４３２とを接続している。
【0109】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２８は、基板４Ｂの長手方向における正弦波形状検出コイル４２の中央部において、第１部分４２１における第２部分４２２側の端部と第２部分４２２における第１部分４２１側の端部とを接続している。余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３８は、基板４Ｂの長手方向における余弦波形状検出コイル４３の端部において、第１部分４３１における第２部分４３２側の端部と第２部分４３２における第１部分４３１側の端部とを接続している。
【0110】
正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２８は、第１及び第２の接続線４２８ａ，４２８ｂと、第１及び第２のバイア４２８ｃ，４２８ｄとを有して構成され、第１及び第２の接続線４２８ａ，４２８ｂが正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２との並び方向に延在している。第１の接続線４２８ａは、第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４２８ｂは、第３配線層４０３に形成されている。図２８では、第２の接続線４２８ｂをグレーで示している。第１の接続線４２８ａと第２の接続線４２８ｂとは、極性が逆であり、第１の接続線４２８ａと第２の接続線４２８ｂとの間には、正弦波形状検出コイル４２の出力電圧に応じた電位差が発生する。
【0111】
正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１は、第１のバイア４２８ｃを挟んで基板４Ｂの長手方向に並ぶ一対の導体線４２１ｃ，４２１ｄを有し、このうち一方の導体線４２１ｃが第１のバイア４２８ｃによって第２の接続線４２８ｂと接続され、他方の導体線４２１ｄが第１の接続線４２８ａと直接的に接続されている。正弦波形状検出コイル４２の第２部分４２２は、第２のバイア４２８ｄを挟んで基板４Ｂの長手方向に並ぶ一対の導体線４２２ｃ，４２２ｄを有し、このうち一方の導体線４２２ｃが第２のバイア４２８ｄによって第２の接続線４２８ｂと接続され、他方の導体線４２２ｄが第１の接続線４２８ａと直接的に接続されている。
【0112】
第１の接続線４２８ａと第２の接続線４２８ｂとは、第１の接続線４２８ａ及び第２の接続線４２８ｂの間に鎖交する磁束が少なくなるように、第１及び第２のバイア４２８ｃ，４２８ｄの周辺部を除き、基板４Ｂの厚さ方向に重なるように形成されている。また、第１の接続線４２８ａ及び第２の接続線４２８ｂは、正弦波形状検出コイル４２の第１部分４２１と第２部分４２２とを基板４Ｂの短手方向に最短距離で接続しているので、第１の接続線４２８ａ及び第２の接続線４２８ｂの間に鎖交する磁束がより少なくなる。
【0113】
同様に、余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３８は、第１及び第２の接続線４３８ａ，４３８ｂと、第１及び第２のバイア４３８ｃ，４３８ｄとを有して構成され、第１及び第２の接続線４３８ａ，４３８ｂが余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２との並び方向に延在している。第１の接続線４３８ａは、第２配線層４０２に形成され、第２の接続線４３８ｂは、第３配線層４０３に形成されている。図２８では、第２の接続線４３８ｂをグレーで示している。第１の接続線４３８ａと第２の接続線４３８ｂとは、極性が逆であり、第１の接続線４３８ａと第２の接続線４３８ｂとの間には、余弦波形状検出コイル４３の出力電圧に応じた電位差が発生する。
【0114】
余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１は、基板４Ｂの長手方向に延在する導体線４３１ｃと基板４Ｂの短手方向に延在する導体線４３１ｄとを有し、導体線４３１ｃが第１のバイア４３８ｃによって第２の接続線４３８ｂと接続され、導体線４３１ｄが第１の接続線４３８ａと直接的に接続されている。余弦波形状検出コイル４３の第２部分４３２は、基板４Ｂの短手方向に延在する導体線４３２ｃと基板４Ｂの長手方向に延在する導体線４３２ｄとを有し、導体線４３２ｃが第２のバイア４３８ｄによって第２の接続線４３８ｂと接続され、導体線４３２ｄが第１の接続線４３８ａと直接的に接続されている。
【0115】
第１の接続線４３８ａと第２の接続線４３８ｂとは、第１の接続線４３８ａ及び第２の接続線４３８ｂの間に鎖交する磁束が少なくなるように、第１及び第２のバイア４３８ｃ，４３８ｄの周辺部を除き、基板４Ｂの厚さ方向に重なるように形成されている。また、第１の接続線４３８ａ及び第２の接続線４３８ｂは、余弦波形状検出コイル４３の第１部分４３１と第２部分４３２とを基板４Ｂの短手方向に最短距離で接続しているので、第１の接続線４３８ａ及び第２の接続線４３８ｂの間に鎖交する磁束がより少なくなる。
【0116】
図３０は、ラックシャフト１３の中立位置から左右方向への移動量を横軸とし、縦軸にラックシャフト１３の位置の検出誤差を示したグラフである。このグラフにおいて、白丸は第１の実施の形態の基板３を用いた場合の検出誤差を示し、黒丸は第４の実施の形態の基板４Ｂを用いた場合の検出誤差を示している。図３０に示すように、第４の実施の形態の基板４Ｂを用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差が平均的に小さい。また、第４の実施の形態の基板４Ｂを用いた場合には、第１の実施の形態の基板３を用いた場合よりも検出誤差の最大値が小さくなっている。
【0117】
以上説明した第４の実施の形態によれば、励磁コイル４１が発生する交流磁界によって正弦波形状検出コイル４２の接続線路４２８及び余弦波形状検出コイル４３の接続線路４３８に誘起される電圧が抑制され、ラックシャフト１３の位置の検出精度が向上する。なお、第３の実施の形態に係るシールドパターン４９１，４９２を第４の実施の形態に係る基板４Ｂに設け、基板４Ｂの接続線路４２８，４３８に鎖交する磁束をさらに抑制してもよい。
【0118】
（実施の形態及び変形例のまとめ）
次に、以上説明した第１乃至第４の実施の形態及び変形例から把握される技術思想について、第１乃至第４の実施の形態及び変形例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第１乃至第４の実施の形態及び変形例に具体的に示した部材等に限定するものではない。
次に、以上説明した第１乃至第４の実施の形態及び変形例から把握される技術思想について、第１乃至第４の実施の形態及び変形例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第１乃至第４の実施の形態及び変形例に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【0119】
［１］軸方向に進退移動するシャフト（ラックシャフト１３）の位置を検出する位置検出装置（ストロークセンサ１）であって、交流磁界を発生させる励磁コイル（３１，４１）と、前記シャフト（１３）に固定され、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出体（２）と、前記交流磁界の磁束が鎖交する検出コイル（３２，３３，４２，４３）と、を備え、前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）は、前記交流磁界の磁束が鎖交することにより誘起電圧が発生する第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）及び第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）と、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）の軸方向一方側の端部と前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）の軸方向他方側の端部とを接続する接続線路（３２３，３３３，４２３，４３３，４２６，４３６，４２８，４３８）とを有し、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）及び前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）は、それぞれが前記軸方向に沿って延在すると共に、それぞれの少なくとも一部が前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでおり、前記検出体（２）は、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）に対向する第１検出体部（２１）と、前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）に対向する第２検出体部（２２）とを有し、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）に対する前記第１検出体部（２１）の位置によって前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）に発生する誘起電圧が変化し、前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）に対する前記第２検出体部（２２）の位置によって前記第２部分（３２２，３３２，４２１，４３１）に発生する誘起電圧が変化する、位置検出装置（１）。
【0120】
［２］前記励磁コイル（３１）及び前記検出コイル（３２，３３）が１枚の基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）に形成されている、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0121】
［３］前記軸方向において、前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）の前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）と前記第１検出体部（２１）とが前記基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）に垂直な方向に重なる重なり長さ（Ｌ１）と、前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）の前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）と前記第２検出体部（２２）とが前記基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）に垂直な方向に重なる重なり長さ（Ｌ２）との合計長さが一定となるように、前記第１検出体部（２１）と前記第２検出体部（２２）とがオフセットしている、上記［２］に記載の位置検出装置（１）。
【0122】
［４］二つの前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）を備え、前記シャフト（１３）が前記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二つの前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）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］乃至［３］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0123】
［５］前記励磁コイル（３１）及び二つの前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）が１枚の基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）に形成されており、二つの前記検出コイル（３２，３３）が前記基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）の厚さ方向に積層されている、上記［４］に記載の位置検出装置（１）。
【0124】
［６］前記励磁コイル（３１）の内側に二つの前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）が形成されている、上記［５］に記載の位置検出装置（１）。
【0125】
［７］前記検出コイル（３２，３３，４２，４３）は、前記基板（３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ）の厚さ方向から見た前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）及び前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）のそれぞれの形状が、前記軸方向に延びる対称軸線（Ａ３２１，Ａ３２２，Ａ３３１，Ａ３３２）を挟んで対称となる一対の正弦曲線状の導体線（３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ）を組み合わせた形状であり、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）と前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）とで、前記対称軸線（Ａ３２１，Ａ３２２，Ａ３３１，Ａ３３２）に対する前記一対の導体線（３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ）の配置が逆である、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0126】
［８］前記軸方向における前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）の長さと前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）の長さとが同じであり、前記第１部分（３２１，３３１，４２１，４３１）の全体と前記第２部分（３２２，３３２，４２２，４３２）の全体とが、前記軸方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、上記［７］に記載の位置検出装置（１）。
【0127】
［９］前記接続線路（４２３，４３３）は、前記並び方向における前記第１部分（４２１，４３１）と前記第２部分（４２２，４３２）との間で前記軸方向に沿って延在する第１乃至第４の接続線（４２３ａ～４２３ｄ，４３３ａ～４３３ｄ）を有し、前記第１の接続線（４２３ａ，４３３ａ）と前記第２の接続線（４２３ｂ，４３３ｂ）とが前記接続線路（４２３，４３３）の両端部で短絡されており、前記第３の接続線（４２３ｃ，４３３ｃ）と前記第４の接続線（４２３ｄ，４３３ｄ）とが前記接続線路（４２３，４３３）の両端部で短絡されており、前記第１及び第２の接続線（４２３ａ，４２３ｂ，４３３ａ，４３３ｂ）と前記第３及び第４の接続線（４２３ｃ，４２３ｄ，４３３ｃ，４３３ｄ）との極性が逆であり、前記基板（４）は、複数の配線層（４０１～４０４）を有する多層基板であり、前記第１の接続線（４２３ａ，４３３ａ）と前記第３の接続線（４２３ｃ，４３３ｃ）とが前記基板（４）の厚さ方向に並び、前記第２の接続線（４２３ｂ，４３３ｂ）と前記第４の接続線（４２３ｄ，４３３ｄ）とが前記基板（４）の厚さ方向に並び、前記第１の接続線（４２３ａ，４３３ａ）と前記第４の接続線（４２３ｄ，４３３ｄ）とが前記基板の同じ層（４０２）に形成され、前記第２の接続線（４２３ｂ，４３３ｂ）と前記第３の接続線（４２３ｃ，４３３ｃ）とが前記基板（４）の同じ層に形成されている、上記［２］乃至［８］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0128】
［１０］前記接続線路（４２６，４３６）に鎖交する磁束を抑制する面状のシールドパターン（４９１，４９２）が前記基板（４Ａ）に形成されている、上記［２］乃至［８］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0129】
［１１］前記接続線路（４２８，４３８）は、前記第１部分（４２１，４３１）と前記第２部分（４２２，４３２）との間で前記並び方向に延在する一対の接続線（４２８ａ，４２８ｂ，４３８ａ，４３８ｂ）を有し、前記一対の信号線（４２８ａ，４２８ｂ，４３８ａ，４３８ｂ）が前記基板（４Ａ）の厚さ方向に並んでいる、上記［２］乃至［８］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0130】
［１２］前記励磁コイル（４１）は、前記軸方向に延在する一対の延在部（４１１，４１２）を有し、前記一対の延在部（４１１，４１２）のうち前記第１部分（４２１，４３１）側の一方の延在部（４１１）と前記第２部分（４２２，４３２）側の他方の延在部（４１２）との間に前記検出コイル（４２，４３）が設けられており、前記検出体（２）は、前記交流磁界によって渦電流が発生する導電体からなり、前記第１検出体部（２１）は、前記並び方向における前記第１部分（４２１，４３１）の前記一方の延在部（４１１）側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分（４２１，４３１）の前記第２部分（４２２，４３２）側の端部に対向せず、前記第２検出体部（２２）は、前記並び方向における前記第２部分（４２２，４３２）の前記他方の延在部側（４１２）の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分（４２２，４３２）の前記第１部分（４２１，４３１）側の端部に対向しない、上記［１］乃至［８］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0131】
［１３］前記励磁コイル（４１）は、前記軸方向に延在する一対の延在部（４１１，４１２）を有し、前記一対の延在部（４１１，４１２）のうち前記第１部分（４２１，４３１）側の一方の延在部（４１１）と前記第２部分（４２２，４３２）側の他方の延在部（４１２）との間に前記検出コイル（４２，４３）が設けられており、前記検出体（２）は、高透磁率材料によって形成されており、前記第１検出体部（２１）は、前記並び方向における前記第１部分（４２１，４３１）の前記第２部分（４２２，４３２）側の端部に対向し、前記並び方向における前記第１部分（４２１，４３１）の前記一方の延在部（４１１）側の端部に対向せず、前記第２検出体部（２２）は、前記並び方向における前記第２部分（４２２，４３２）の前記第１部分（４２１，４３１）側の端部に対向し、前記並び方向における前記第２部分（４２２，４３２）の前記他方の延在部（４１２）側の端部に対向しない、上記［１］乃至［８］の何れか１項に記載の位置検出装置（１）。
【0132】
［１４］前記シャフト（１３）が車両のステアリング装置のラックシャフトである、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0133】
以上、本発明の第１乃至第４の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの第１乃至第４の実施の形態及び変形例は、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、第１乃至第４の実施の形態及び変形例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。またさらに、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能であり、例えば次のように変形して実施することができる。
【0134】
上記の第１乃至第４の実施の形態では、第１検出体部２１及び第２検出体部２２がラックシャフト１３から基板３に向かって突出して設けられた場合について説明したが、これに限らず、例えば検出体２をラックシャフト１３の軸方向に長い平板状とし、第１検出体部２１及び第２検出体部２２を凹部又は切り欠きとして形成してもよい。この場合でも、第１検出体部２１及び第２検出体部２２と対向する部分と対向しない部分とで磁束密度が変わるので、上記の実施の形態と同様にラックシャフト１３の位置を検出することができる。
【0135】
また、上記の実施の形態では、検出コイル３２，３３，４２，４３が正弦曲線状である場合について説明したが、これに限らず、例えば三角波形状であってもよい。またさらに、励磁コイル３１，４１及び検出コイル３２，３３，４２，４３は、必ずしも基板に形成されていなくてもよい。
【符号の説明】
【0136】
１…ストロークセンサ（位置検出装置） ２…検出体
２１…第１検出体部 ２２…第２検出体部
３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ…基板 １３…ラックシャフト（シャフト）
３１，４１…励磁コイル ３２，３３，４２，４３…検出コイル
３２１，３３１，４２１，４３１…第１部分 ３２ａ，３２ｂ…導体線
３２２，３３２，４２２，４３２…第２部分 ３３ａ，３３ｂ…導体線
３２３，３３３…接続線路 ４１１，４１２…延在部
４０１～４０４…第１乃至第４の配線層 ４９１，４９２…シールドパターン
４２３，４３３，４２６，４３６，４２８，４３８…接続線路
４２３ａ～４２３ｄ，４３３ａ～４３３ｄ…第１乃至第４の接続線
４２６ａ，４３６ａ…第１の接続線 ４２６ｂ，４３６ｂ…第２の接続線
４２８ａ，４３８ａ…第１の接続線 ４２８ｂ，４３８ｂ…第２の接続線
Ａ３２１，Ａ３２２，Ａ３３１，Ａ３３２…対称軸線
２１…第１検出体部 ２２…第２検出体部
３，３Ａ，４，４Ａ，４Ｂ…基板 １３…ラックシャフト（シャフト）
３１，４１…励磁コイル ３２，３３，４２，４３…検出コイル
３２１，３３１，４２１，４３１…第１部分 ３２ａ，３２ｂ…導体線
３２２，３３２，４２２，４３２…第２部分 ３３ａ，３３ｂ…導体線
３２３，３３３…接続線路 ４１１，４１２…延在部
４０１～４０４…第１乃至第４の配線層 ４９１，４９２…シールドパターン
４２３，４３３，４２６，４３６，４２８，４３８…接続線路
４２３ａ～４２３ｄ，４３３ａ～４３３ｄ…第１乃至第４の接続線
４２６ａ，４３６ａ…第１の接続線 ４２６ｂ，４３６ｂ…第２の接続線
４２８ａ，４３８ａ…第１の接続線 ４２８ｂ，４３８ｂ…第２の接続線
Ａ３２１，Ａ３２２，Ａ３３１，Ａ３３２…対称軸線
【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】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】