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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】P2024159422
(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 5/12 20060101AFI20241031BHJP
【ＦＩ】
G01D5/12 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023177045
(22)【出願日】2023-10-12
(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 剛博
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA25
2F077JJ06
2F077JJ28
(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】ストロークセンサ１は、励磁コイル３１と、ラックシャフト１３に固定された検出体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、ラックシャフト１３の位置を検出する。検出コイル３２，３３は、軸方向に対して垂直な方向に並ぶ第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２と、第１部分３２１，３３１と第２部分３２２，３３２とを接続する接続部３２３，３３３とを有する。検出体２は、第１部分３２１，３３１に対向する一つの第１検出体部２１と、第２部分３２２，３３２に対向する二つの第２検出体部３２とを有し、二つの第２検出体部２２の間に第１検出体部２１が配置されている。ラックシャフト１３が中立位置にあるとき、第１検出体部２１が第１部分３２１，３３１の中央部に対向する。
【選択図】図７
【解決手段】ストロークセンサ１は、励磁コイル３１と、ラックシャフト１３に固定された検出体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、ラックシャフト１３の位置を検出する。検出コイル３２，３３は、軸方向に対して垂直な方向に並ぶ第１部分３２１，３３１及び第２部分３２２，３３２と、第１部分３２１，３３１と第２部分３２２，３３２とを接続する接続部３２３，３３３とを有する。検出体２は、第１部分３２１，３３１に対向する一つの第１検出体部２１と、第２部分３２２，３３２に対向する二つの第２検出体部３２とを有し、二つの第２検出体部２２の間に第１検出体部２１が配置されている。ラックシャフト１３が中立位置にあるとき、第１検出体部２１が第１部分３２１，３３１の中央部に対向する。
【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、
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部とを有し、
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平行なコイル長手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コイル長手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部分に対向する少なくとも一つの第１検出体部と、前記第２部分に対向する少なくとも二つの第２検出体部とを有し、当該少なくとも二つの前記第２検出体部が前記軸方向に離間しており、
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し、
前記軸方向において前記少なくとも二つの前記第２検出体部の間に前記第１検出体部が配置されており、前記シャフトが軸方向一方側の移動端と軸方向他方側の移動端との中央位置にあるとき、前記第１検出体部が前記第１部分の前記コイル長手方向における中央部に対向する、
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部とを有し、
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平行なコイル長手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コイル長手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部分に対向する少なくとも一つの第１検出体部と、前記第２部分に対向する少なくとも二つの第２検出体部とを有し、当該少なくとも二つの前記第２検出体部が前記軸方向に離間しており、
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し、
前記軸方向において前記少なくとも二つの前記第２検出体部の間に前記第１検出体部が配置されており、前記シャフトが軸方向一方側の移動端と軸方向他方側の移動端との中央位置にあるとき、前記第１検出体部が前記第１部分の前記コイル長手方向における中央部に対向する、
位置検出装置。
【請求項2】
前記少なくとも二つの前記第２検出体部のそれぞれの中心点間の距離が前記第２部分の前記コイル長手方向の長さの２倍である、
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。
【請求項3】
前記第１検出体部が前記コイル長手方向における前記第１部分の一方の端部に対向するとき、前記少なくとも二つの前記第２検出体部のうち一方の前記第２検出体部が前記コイル長手方向における前記第２部分の端部に対向し、
前記第１検出体部が前記コイル長手方向における前記第１部分の他方の端部に対向するとき、前記少なくとも二つの前記第２検出体部のうち他方の前記第２検出体部が前記コイル長手方向における前記第２部分の端部に対向する、
請求項２に記載の位置検出装置。
前記第１検出体部が前記コイル長手方向における前記第１部分の他方の端部に対向するとき、前記少なくとも二つの前記第２検出体部のうち他方の前記第２検出体部が前記コイル長手方向における前記第２部分の端部に対向する、
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項4】
前記検出コイルは、前記コイル長手方向に対して垂直な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、前記コイル長手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】
前記第１部分の前記コイル長手方向における長さと前記第２部分の前記コイル長手方向における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、前記コイル長手方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、
請求項４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、前記コイル長手方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、
請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記励磁コイル及び前記検出コイルが１枚の基板に形成されている、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の位置検出装置。
請求項１乃至５の何れか１項に記載の位置検出装置。
【請求項7】
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一方側の移動端から前記軸方向他方側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１乃至５の何れか１項に記載の位置検出装置。
請求項１乃至５の何れか１項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７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７に記載の位置検出装置。
【請求項9】
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８に記載の位置検出装置。
請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項10】
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部分と前記第２部分とを接続する接続部とを有し、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平行なコイル長手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コイル長手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部分に対向する少なくとも一つの第１検出体部と、前記第２部分に対向する少なくとも二つの第２検出体部とを有し、当該少なくとも二つの前記第２検出体部が前記コイル長手方向に離間しており、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し、前記コイル長手方向において前記少なくとも二つの前記第２検出体部の間に前記第１検出体部が配置されており、前記シャフトが軸方向一方側の移動端と軸方向他方側の移動端との中央位置にあるとき、前記第１検出体部が前記第１部分の前記コイル長手方向における中央部に対向する、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、検出体、及び基板を示す斜視図である。
【図4】（ａ）は、基板における第１乃至第４配線層の配線パターンを表面側から基材を透視して示す配線図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ部の拡大図である。（ｃ）は、図（ａ）のＣ部の拡大図である。
【図5】（ａ）は、基板における第１配線層及び第２配線層の配線パターンを示す配線図である。（ｂ）は、第３配線層及び第４配線層の配線パターンを示す配線図である。
【図7】基板の回路構成を模式的に示す模式図である。
【図8】（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9】ラックシャフトが中立位置にあるときの状態を示す説明図である。
【図10】（ａ）は、ラックシャフトが軸方向一方側の移動端にあるときの状態を、（ｂ）は、ラックシャフトが軸方向一方側の移動端と中立位置との中間の位置にあるときの状態を、（ｃ）は、ラックシャフトが中立位置と軸方向他方側の移動端との中間の位置にあるときの状態を、（ｄ）は、ラックシャフトが軸方向他方側の移動端にあるときの状態を、それぞれ示す説明図である。
【図11】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12】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示すグラフである。
【図13】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示すグラフである。
【図14】（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15】（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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
［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。
【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に対向して配置された基板３と、基板３に実装されたＩＣ（Integrated Circuit）によって構成された回路部４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。基板３には、コネクタ５が取り付けられており、基板３と操舵制御装置１９とがコネクタ５及びケーブル６によって接続されている。
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に対向して配置された基板３と、基板３に実装されたＩＣ（Integrated Circuit）によって構成された回路部４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。基板３には、コネクタ５が取り付けられており、基板３と操舵制御装置１９とがコネクタ５及びケーブル６によって接続されている。
【0016】
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。
【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、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。ラックシャフト１３は、電動モータ１６によって付与される移動力により、中心軸線Ｃに沿って移動する。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。
【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】
検出体２は、一つの第１検出体部２１と二つの第２検出体部２２とからなる。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の外周面１３ａから基板３に向かって突出するようにラックシャフト１３に固定されている。二つの第２検出体部２２は、ラックシャフト１３の軸方向に離間しており、軸方向における二つの第２検出体部２２の中間位置に第１検出体部２１が配置されている。本実施の形態では、一つの第１検出体部２１と二つの第２検出体部２２とが別体であるが、これらが一体であってもよい。また、第１検出体部２１の数が二つ以上でもよく、第２検出体部２２の数が三つ以上でもよい。つまり、検出体２は、少なくとも一つの第１検出体部２１と少なくとも二つの第２検出体部２２とを有していればよい。
【0021】
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。
【0022】
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に向かって突出しているので、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。
【0023】
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７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、軸方向に長い長方形状である。
【0024】
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。
【0025】
基板３は、第１配線層３０１、第２配線層３０２、第３配線層３０３、及び第４配線層３０４を有する４層基板である。第１配線層３０１及び第４配線層３０４は、基板３の外層にあたり、第２配線層３０２及び第３配線層３０３は、基板３の内層にあたる。第１配線層３０１と第２配線層３０２との間、第２配線層３０２と第３配線層３０３との間、及び第３配線層３０３と第４配線層３０４との間には、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が配置されている。第１配線層３０１及び第４配線層３０４は、電気絶縁性を有するレジスト膜３００に覆われている。第１配線層３０１、第２配線層３０２、第３配線層３０３、及び第４配線層３０４には、配線パターンが形成されており、これら各層の配線パターンが基板３の複数箇所でバイア３０５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。
【0026】
次に、基板３における配線の構成について、図４乃至図８を参照して詳細に説明する。図４（ａ）は、第１乃至第４配線層３０１～３０４の配線パターンを表面３ａ側から基材３０を透視して示す配線図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部の拡大図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）のＣ部の拡大図である。図５（ａ）は、第１配線層３０１及び第２配線層３０２の配線パターンを示す配線図である。図５（ｂ）は、第３配線層３０３及び第４配線層３０４の配線パターンを示す配線図である。図６（ａ）は、図４（ａ）のＢ部の周辺における配線パターンを示す斜視図である。図６（ｂ）は、図４（ａ）のＣ部の周辺における配線パターンを示す斜視図である。図７は、基板３の回路構成を模式的に示す模式図である。図８（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。図４（ａ）乃至（ｃ）では、第３配線層３０３及び第４配線層３０４の配線パターンを淡色で示している。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。
【0027】
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とが配線パターンによって形成されている。励磁コイル３１は、第１配線層３０１及び第４配線層３０４に形成されている。検出コイル３２，３３は、第２配線層３０２及び第３配線層３０３に形成され、基板３の厚さ方向に積層されている。
【0028】
また、基板３には、回路部４のＩＣ４１とコネクタ５のコネクタピン５１～５４とを接続するコネクタ接続線路３４、検出コイル３２，３３の出力電圧をＩＣ４１に伝達する出力電圧伝送線路３５、及び励磁コイル３１とＩＣ４１とを接続する励磁コイル接続線路３６が設けられている。図４（ａ）では、ＩＣ４１、コネクタ５、及びコネクタ接続線路３４を破線で示している。
【0029】
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。検出コイル３２，３３は、励磁コイル３１の内側に形成されている。励磁コイル３１には、励磁コイル接続線路３６を経てＩＣ４１から交流電圧が供給される。励磁コイル３１は、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。検出コイル３２，３３には、励磁コイル３１が発生する交流磁界の磁束が鎖交し、交流磁界の周波数に対応した誘起電圧が発生する。
【0030】
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が軸方向一方側の移動端から軸方向他方側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。
【0031】
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。正弦波形状検出コイル３２及び余弦波形状検出コイル３３の出力電圧は、出力電圧伝送線路３５によってＩＣ４１に出力される。
【0032】
図７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の形状を模式的に示している。図８（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８（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７ならびに図８（ａ）及び（ｂ）では、基板３の短手方向（図面上下方向）の幅を、基板３の長手方向（図面左右方向）の長さよりも誇張して示している。
【0033】
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と第２部分３２２とを接続する接続部３２３とを有している。第１部分３２１及び第２部分３２２は、それぞれがラックシャフト１３の軸方向に平行なコイル長手方向に沿って延在すると共に、コイル長手方向に対して垂直な並び方向に並んでいる。
【0034】
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部３３３とを有している。第１部分３３１及び第２部分３３２は、それぞれがラックシャフト１３の軸方向に平行なコイル長手方向に沿って延在すると共に、コイル長手方向に対して垂直な並び方向に並んでいる。
【0035】
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のコイル長手方向の長さ、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のコイル長手方向の長さが、全て同じである。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、及び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は、それぞれ基板３の厚さ方向に積層されている。
【0036】
また、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の全体と第２部分３２２の全体とがコイル長手方向に対して垂直な基板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の全体と第２部分３３２の全体とがコイル長手方向に対して垂直な基板３の短手方向に並んでいる。
【0037】
正弦波形状検出コイル３２は、折り返し点３２４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７及び図８（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３２４は、一対の導体線３２ａ，３２ｂに沿った出力電圧伝送線路３５からの距離が最も遠い位置にある。
【0038】
余弦波形状検出コイル３３は、折り返し点３３４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７及び図８（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３３４は、一対の導体線３３ａ，３３ｂに沿った出力電圧伝送線路３５からの距離が最も遠い位置にある。
【0039】
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、コイル長手方向に対して垂直な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正弦曲線状の一対の導体線３２ａ，３２ｂを組み合わせた形状である。接続部３２３は、第１部分３２１と第２部分３２２との間の距離が最も短くなるコイル長手方向の中央部で第１部分３２１と第２部分３２２とを接続している。接続部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、基板３の厚さ方向に重なっている。
【0040】
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のコイル長手方向に対して垂直な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余弦曲線状の一対の導体線３３ａ，３３ｂを組み合わせた形状である。ここで余弦曲線状とは、位相が９０°ずれた正弦曲線状と換言することができる。接続部３３３は、出力電圧伝送線路３５とは反対側で第１部分３３１と第２部分３３２との距離が最も短くなるコイル長手方向の端部で第１部分３３１と第２部分３３２とを接続している。接続部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、基板３の厚さ方向に重なっている。
【0041】
検出体２は、ラックシャフト１３が軸方向一方側の移動端から軸方向他方側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。
【0042】
図９及び図１０（ａ）乃至（ｄ）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に対する検出体２の位置を示す説明図である。図９は、ラックシャフト１３が中立位置にあるときの状態を示している。図１０（ａ）は、ラックシャフト１３が軸方向一方側の移動端にあるときの状態を、図１０（ｂ）は、ラックシャフト１３が軸方向一方側の移動端と中立位置との中間の位置にあるときの状態を、図１０（ｃ）は、ラックシャフト１３が中立位置と軸方向他方側の移動端との中間の位置にあるときの状態を、図１０（ｄ）は、ラックシャフト１３が軸方向他方側の移動端にあるときの状態を、それぞれ示している。なお、ラックシャフト１３の中立位置は、軸方向一方側の移動端と軸方向他方側の移動端との間の中央の位置である。
【0043】
図９及び図１０（ａ）乃至（ｄ）では、第１検出体部２１の基板３との対向面２１ａ及び第２検出体部２２の対向面２２ａを淡色で示している。また、図９では、第１検出体部２１の基板３との対向面２１ａにおける中心点２１０、及び第２検出体部２２の対向面２２ａにおける中心点２２０を、それぞれ黒丸で示している。図９に示すように、ラックシャフト１３が中立位置にあるとき、第１検出体部２１がコイル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の第１部分３２１，３３１の中央部に対向し、第２検出体部２２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に対向しない。
【0044】
コイル長手方向における第１検出体部２１の中心点２１０と二つの第２検出体部２２のそれぞれの中心点２２０とのそれぞれの距離Ｄ１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のコイル長手方向の長さＬ０と等しい。コイル長手方向における二つの第２検出体部２２のそれぞれの中心点２２０の間の距離Ｄ２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のコイル長手方向の長さＬ０の２倍である。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。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、例えば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Ｌ０の二分の一以下である。
【0045】
図１０（ａ）に示すように、ラックシャフト１３が軸方向一方側の移動端にあるときには、第１検出体部２１及び一方の第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から外れた位置にあり、他方の第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のコイル長手方向の中央部に対向する。
【0046】
図１０（ｂ）に示すように、第１検出体部２１がコイル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の第１部分３２１，３３１の一方の端部に対向するときには、一方の第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から外れた位置にあり、他方の第２検出体部２２がコイル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の第２部分３２２，３３２の他方の端部に対向する。
【0047】
図１０（ｃ）に示すように、第１検出体部２１がコイル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の第１部分３２１，３３１の他方の端部に対向するときには、一方の第２検出体部２２がコイル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の第２部分３２２，３３２の一方の端部に対向し、他方の第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から外れた位置にある。
【0048】
図１０（ｄ）に示すように、ラックシャフト１３が軸方向他方側の移動端にあるときには、一方の第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のコイル長手方向の中央部に対向し、第１検出体部２１及び他方の第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から外れた位置にある。
【0049】
図１０（ｂ）及び（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。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。検出体２は、Ｌ１とＬ２とを合算した合計長さが常に第１検出体部２１及び第２検出体部２２の軸方向長さＬ２１，Ｌ２２と同じになるように、一つの第１検出体部２１と二つの第２検出体部２２とが軸方向にオフセットしている。
【0050】
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。
【0051】
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、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。
【0052】
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が軸方向一方側の移動端から軸方向他方側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。
【0053】
（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１１乃至図１３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の中心点２１０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１１乃至図１３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の中心点２１０の位置をいう。
【0054】
図１１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、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１１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。図１１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、基板３に対する検出体２の位置によっては、誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の一方又は両方が供給電圧Ｖ０と逆相となる。
【0055】
図１２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の位置との関係を示すグラフである。図１３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の位置との関係を示すグラフである。図１２及び図１３に示すグラフの横軸は、検出体２の位置を示している。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している。また、図１３に示すグラフにおいて、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している。
【0056】
図１２及び図１３のグラフの横軸において、Ｐ０はラックシャフト１３が中立位置にあるときの検出体２の位置を示し、Ｐ１は図１０（ａ）に示す状態における検出体２の位置を示し、Ｐ２は図１０（ｄ）に示す状態における検出体２の位置を示している。ストロークセンサ１は、コイル長手方向における二つの第２検出体部２２のそれぞれの中心点２２０の間の距離Ｄ２の範囲で検出体２の絶対位置を検出可能である。本実施の形態では、ラックシャフト１３が軸方向に移動可能な範囲Ｒ１の長さと距離Ｄ２が同じである。ただし、範囲Ｒ１が距離Ｄ２より短くてもよい。
【0057】
ここで、ピーク電圧Ｖｓ，Ｖｃは、図１２及び図１３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（Ｐ１≦Ｘｐ≦Ｐ２）として、式［１］及び式［２］によってそれぞれ求められる。式［１］及び式［２］において、Ａは所定の定数である。
式［２］及び式［３］より、Ｘｐは、式［３］によって求められる。つまり、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】
【0058】
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。
【0059】
図１４（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１４（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１４（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ＴＭ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ＴＭ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ＴＭよりも図面右側の部分が基板３から離間するように傾いている。なお、図１４（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。
【0060】
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１４（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。
【0061】
図１４（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。
【0062】
図１４（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。
【0063】
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、本実施の形態では、ラックシャフト１３が中立位置にあるとき、第１検出体部２１がコイル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の第１部分３２１，３３１の中央部に対向するので、例えばラックシャフト１３が中立位置にあるときに第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の端部に対向する場合に比較して、中立位置付近における検出体２の位置をより正確に検出することができる。第１検出体部２１と第２検出体部２２との軸方向の距離の寸法誤差や、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の端部における配線パターンの重なりによる影響を受けにくいためである。
【0064】
［比較例］
図１５（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１５（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。
図１５（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１５（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。
【0065】
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、接続部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、接続部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。
【0066】
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。
【0067】
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１５（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。
【0068】
（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。
【0069】
［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）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）と、を備え、前記検出コイル（３２，３３）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）及び第２部分（３２２，３３２）と、前記第１部分（３２１，３３１）と前記第２部分（３２２，３３２）とを接続する接続部（３２３，３３３）とを有し、前記第１部分（３２１，３３１）及び前記第２部分（３２２，３３２）は、それぞれが前記軸方向に平行なコイル長手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コイル長手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）に対向する少なくとも一つの第１検出体部（２１）と、前記第２部分（３２２，３３２）に対向する少なくとも二つの第２検出体部（２２）とを有し、当該少なくとも二つの前記第２検出体部（２２）が前記軸方向に離間しており、前記第１部分（３２１，３３１）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）に発生する誘起電圧が変化し、前記第２部分（３２２，３３２）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）に発生する誘起電圧が変化し、前記軸方向において前記少なくとも二つの前記第２検出体部（２２）の間に前記第１検出体部（２１）が配置されており、前記シャフト（１３）が軸方向一方側の移動端と軸方向他方側の移動端との中央位置にあるとき、前記第１検出体部（２１）が前記第１部分（３２１，３３１）の前記コイル長手方向における中央部に対向する、位置検出装置（１）。
【0070】
［２］前記少なくとも二つの前記第２検出体部（２２）のそれぞれの中心点（２２０）間の距離（Ｄ２）が前記第２部分（３２２，３３２）の前記コイル長手方向の長さの２倍である、上記［１］に記載の位置検出装置（１）。
【0071】
［３］前記第１検出体部（２１）が前記コイル長手方向における前記第１部分（３２１，３３１）の一方の端部に対向するとき、前記少なくとも二つの前記第２検出体部（２２）のうち一方の前記第２検出体部（２２）が前記コイル長手方向における前記第２部分（３２２，３３２）の端部に対向し、前記第１検出体部（２１）が前記コイル長手方向における前記第１部分（３２１，３３１）の他方の端部に対向するとき、前記少なくとも二つの前記第２検出体部（２２）のうち他方の前記第２検出体部（２２）が前記コイル長手方向における前記第２部分（３２２，３３２）の端部に対向する、上記［２］に記載の位置検出装置（１）。
【0072】
［４］前記検出コイル（３２，３３）は、前記コイル長手方向に対して垂直な方向から見た前記第１部分（３２１，３３１）及び前記第２部分（３２２，３３２）のそれぞれの形状が、前記コイル長手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る、上記［３］に記載の位置検出装置（１）。
【0073】
［５］前記第１部分（３２１，３３１）の前記コイル長手方向における長さ（Ｌ０）と前記第２部分（３２２，３３２）の前記コイル長手方向における長さ（Ｌ０）とが同じであり、前記第１部分（３２１，３３１）の全体と前記第２部分（３２２，３３２）の全体とが、前記コイル長手方向に対して垂直な並び方向に並んでいる、上記［４］に記載の位置検出装置（１）。
【0074】
［６］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）に形成されている、上記［１］乃至［５］に記載の位置検出装置（１）。
【0075】
［７］二つの前記検出コイル（３２，３３）を備え、前記シャフト（１３）が前記軸方向一方側の移動端から前記軸方向他方側の移動端まで移動する間に二つの前記検出コイル（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］乃至［５］に記載の位置検出装置（１）。
【0076】
［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）に形成されており、二つの前記検出コイル（３２，３３）が前記基板（３）の厚さ方向に積層されている、上記［７］に記載の位置検出装置（１）。
【0077】
［９］前記励磁コイル（３１）の内側に二つの前記検出コイル（３２，３３）が形成されている、上記［８］に記載の位置検出装置（１）。
【0078】
［１０］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）。
【0079】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の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。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。
【0080】
上記の実施の形態では、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。
【0081】
また、上記の実施の形態では、検出コイル３２，３３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及び検出コイル３２，３３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】
【0082】
１…ストロークセンサ（位置検出装置） １３…シャフト（ラックシャフト）
２…検出体 ２１…第１検出体部
２１０…中心点 ２２…第２検出体部
２２０…中心点 ３…基板
３１…励磁コイル ３２…正弦波形状検出コイル
３２ａ，３２ｂ…導体線 ３２１…第１部分
３２２…第２部分 ３２３…接続部
３３…余弦波形状検出コイル ３３ａ，３３ｂ…導体線
３３１…第１部分 ３３２…第２部分
３３３…接続部 Ａ３２１，Ａ３２２…対称軸線
Ａ３３１，Ａ３３２…対称軸線
２…検出体 ２１…第１検出体部
２１０…中心点 ２２…第２検出体部
２２０…中心点 ３…基板
３１…励磁コイル ３２…正弦波形状検出コイル
３２ａ，３２ｂ…導体線 ３２１…第１部分
３２２…第２部分 ３２３…接続部
３３…余弦波形状検出コイル ３３ａ，３３ｂ…導体線
３３１…第１部分 ３３２…第２部分
３３３…接続部 Ａ３２１，Ａ３２２…対称軸線
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】
