特許 7168180 変位センサ及び変位センサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】変位センサ及び変位センサシステム

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20221101BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

G01B7/00 101E

G01D5/20 J

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019204835

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2021076527

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2020-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】595145887

【氏名又は名称】日本システム開発株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(72)【発明者】

【氏名】吉田 与志一

(72)【発明者】

【氏名】富野 宏紀

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０８６２００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０９－０４６２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９２３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０２７０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２２４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１５９１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４１７２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ７／００

Ｇ０１Ｄ ５／２０

Ｇ０１Ｖ ３／１０

Ｈ０１Ｈ ３６／００

Ｈ０３Ｋ １７／９４５ － １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に実装され、１ターン未満で形成されたコイルと、
前記コイルと電気的に接続され、発振信号を生成するインバータと、
前記インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、導電体である測定対象物と前記コイルとの間の距離に応じて、前記コイル及び前記インバータを含みかつ発振周波数が５００ＭＨｚ～２ＧＨｚである発振回路の発振周波数を検出する周波数検出部と、を備え、
前記コイルの面に対向する前記測定対象物との間の距離、及び、前記コイルの側面に対向する前記測定対象物との間の距離の両方を測定可能である、
変位センサ。

【請求項2】

前記コイルにリード線が接続されており、
前記コイルと前記リード線が１ターン未満で形成されている、
請求項１に記載の変位センサ。

【請求項3】

前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の端部に沿って配置される、
請求項１または２に記載の変位センサ。

【請求項4】

前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の基板側面に配置される、
請求項１または２に記載の変位センサ。

【請求項5】

前記コイルは、前記コイル実装部の端部の両面にそれぞれ配置された水平部と、前記水平部同士を接続し、前記基板側面に沿って配置される鉛直部と、を備える、
請求項４に記載の変位センサ。

【請求項6】

前記基板は、前記インバータ及び前記周波数検出部が設けられる部品配置部と、
前記部品配置部の一部から突出し、前記コイルが実装されるコイル実装部と、を備える、
請求項３～５のいずれか１項に記載の変位センサ。

【請求項7】

前記コイル実装部は、前記部品配置部から突出する第１方向の長さと、前記第１方向に直交する第２方向の長さとを備えた形状をなしており、
前記コイル実装部における前記第１方向の長さは、前記第２方向の長さよりも長い、
請求項６に記載の変位センサ。

【請求項8】

前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成されており、
前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置される、
請求項３～５のいずれか１項に記載の変位センサ。

【請求項9】

前記基板の一辺に切欠き部が形成されており、
前記コイルは、前記切欠き部の内側面に配置される、
請求項３～５のいずれか１項に記載の変位センサ。

【請求項10】

前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴と、
前記通過穴と前記基板の一辺との間が切り欠かれた切欠き部と、が形成され、
前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置される、
請求項３～５のいずれか１項に記載の変位センサ。

【請求項11】

前記基板は、第１基板と、前記第１基板と組み合わされる第２基板を備え、
前記第１基板の一辺に第１切欠き部が形成され、前記第２基板の一辺に第２切欠き部が形成され、
前記第１切欠き部と前記第２切欠き部が向き合う位置で前記第１基板と前記第２基板を並べた際に、前記第１切欠きと前記第２切欠き部により、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成され、
前記コイルは、前記第１切欠き部の内側面と第２切欠きの内側面の少なくとも一方に沿って配置される、
請求項３～５のいずれか１項に記載の変位センサ。

【請求項12】

第１基板に実装され、１ターン未満で形成された第１コイルと、
第２基板に実装され、１ターン未満で形成された第２コイルと、
前記第１コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第１インバータと、
前記第２コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第２インバータと、
前記第１インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、互いに向き合わされた前記第１コイル及び前記第２コイルの間に配置された導電体である測定対象物と前記第１コイルとの間の距離に応じて、前記第１コイル及び前記第１インバータを含みかつ発振周波数が５００ＭＨｚ～２ＧＨｚである発振回路の発振周波数を検出する第１周波数検出部と、
前記第２インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、前記測定対象物と前記第２コイルとの間の距離に応じて、前記第２コイル及び前記第２インバータを含みかつ発振周波数が５００ＭＨｚ～２ＧＨｚである発振回路の発振周波数を検出する第２周波数検出部と、
前記第１周波数検出部により検出された発振周波数及び前記第２周波数検出部により検出された発振周波数に基づいて、前記第１コイルおよび前記第２コイルの面に対向する前記測定対象物の変位、及び、前記第１コイルおよび前記第２コイルの側面に対向する前記測定対象物の変位の両方を測定する測定部と、を備える、
変位センサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定対象物との間の距離を測定する変位センサ及び変位センサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

金属等の測定対象物との間の距離を測定する変位センサとして、発振回路を用いた変位センサが知られている。この変位センサでは、発振回路と、積算回路とが、コイルを有する基板上に実装されている。この変位センサにおいては、コイルと測定対象物との間の距離変化に応じて発振回路の発振周波数が変化するため、この発振周波数を検出することにより測定対象物との間の距離を測定する。

【0003】

このような従来の変位センサにおいて、基板に設けられたコイルは、例えば、基板上に平面状に形成された丸形のスパイラルコイルである。従来の変位センサでは、コイルの巻き数を確保するため、小型化を図るのが難しかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】日本国特開２００９－１９２３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、小型化を図ることが可能な変位センサ及び変位センサシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、基板に実装され、１ターン未満で形成されたコイルと、前記コイルと電気的に接続され、発振信号を生成するインバータと、前記インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、測定対象物と前記コイルとの間の距離に応じて、前記コイル及び前記インバータを含む発振回路の発振周波数を検出する周波数検出部と、備える、変位センサである。

【0007】

本発明の一態様において、前記コイルにリード線が接続されており、前記コイルと前記リード線が１ターン未満で形成されてよい。

【0008】

本発明の一態様において、前記基板は、前記インバータ及び前記周波数検出部が設けられる部品配置部と、前記部品配置部の一部から突出し、前記コイルが実装されるコイル実装部と、を備えてよい。

【0009】

本発明の一態様において、前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の端部に沿って配置されてよい。

【0010】

本発明の一態様において、前記コイルは、前記コイルが実装されるコイル実装部の基板側面に配置されてよい。

【0011】

本発明の一態様において、前記コイルは、前記コイル実装部の端部の両面にそれぞれ配置された水平部と、前記水平部同士を接続し、前記基板側面に沿って配置される鉛直部と、を備えてよい。

【0012】

本発明の一態様において、前記コイル実装部は、前記部品配置部から突出する第１方向の長さと、前記第１方向に直交する第２方向の長さとを備えた形状をなしており、前記コイル実装部における前記第１方向の長さは、前記第２方向の長さよりも長くてよい。

【0013】

本発明の一態様において、前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成されており、前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置されてよい。

【0014】

本発明の一態様において、前記基板の一辺に切欠き部が形成されており、前記コイルは、前記切欠き部の内側面に配置されてよい。

【0015】

本発明の一態様において、前記基板に、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴と、前記通過穴と前記基板の一辺との間が切り欠かれた切欠き部と、が形成され、前記コイルは、前記通過穴の内側面に配置されてよい。

【0016】

本発明の一態様において、前記基板は、第１基板と、前記第１基板と組み合わされる第２基板を備え、前記第１基板の一辺に第１切欠き部が形成され、前記第２基板の一辺に第２切欠き部が形成され、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部が向き合う位置で前記第１基板と前記第２基板を並べた際に、前記第１切欠きと前記第２切欠き部により、前記測定対象物を測定時に通過させる通過穴が形成され、前記コイルは、前記第１切欠き部の内側面と第２切欠きの内側面の少なくとも一方に沿って配置されてよい。

【0017】

本発明の一態様は、第１基板に実装され、１ターン未満で形成された第１コイルと、第２基板に実装され、１ターン未満で形成された第２コイルと、前記第１コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第１インバータと、前記第２コイルと電気的に接続され、発振信号を生成する第２インバータと、前記第１インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、互いに向き合わされた前記第１コイル及び前記第２コイルの間に配置された測定対象物と前記第１コイルとの間の距離に応じて、前記第１コイル及び前記第１インバータを含む発振回路の発振周波数を検出する第１周波数検出部と、前記第２インバータと電気的に接続された周波数検出部であって、前記測定対象物と前記第２コイルとの間の距離に応じて、前記第２コイル及び前記第２インバータを含む発振回路の発振周波数を検出する第２周波数検出部と、前記第１周波数検出部により検出された発振周波数及び前記第２周波数検出部により検出された発振周波数に基づいて、前記測定対象物の変位を測定する測定部と、を備える、変位センサシステムである。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一態様によれば、小型化を図ることが可能な変位センサ及び変位センサシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態の変位センサ１の構成の一例を示すブロック図である。

【図2A】第１実施形態の変位センサ１を第１面側から見た図である。

【図2B】第１実施形態の変位センサ１を第２面側から見た図である。

【図2C】第１実施形態の変位センサ１を側面から見た図である。

【図3】第１実施形態の変位センサ１の検出感度を説明するためのグラフである。

【図4A】第２実施形態～第７実施形態の共通事項を説明するための基板１０の概要を示す図である。

【図4B】基板１０に実装されるコイル２２を説明するための断面図である。

【図4C】基板１０に実装されるコイル２２を説明するための断面図である。

【図4D】基板１０に実装されるコイル２２を説明するための断面図である。

【図4E】基板１０に実装されるコイル２２を説明するための断面図である。

【図5】第２実施形態の変位センサ２を第１面側から見た図である。

【図6A】第２実施形態の変位センサ２の検出感度を説明するためのグラフである。

【図6B】図６Ａの一部拡大図である。

【図7】第２実施形態の変位センサ２の検出感度を説明するためのグラフである。

【図8A】第３実施形態の変位センサ３を第２面側から見た図である。

【図8B】第３実施形態の変位センサ３を側方から見た図である。

【図9】第４実施形態の変位センサ４を第２面側から見た図である。

【図10】第４実施形態の変位センサ４の検出結果の一例を示すグラフである。

【図11A】第５実施形態の変位センサ５を第２面側から見た図である。

【図11B】第５実施形態の変位センサ５を側方から見た図である。

【図12】第５実施形態の変位センサ５の検出結果の一例を示すグラフである。

【図13】第６実施形態の変位センサ６を第２面側から見た図である。

【図14】第７実施形態の変位センサ７を第２面側から見た図である。

【図15A】第８実施形態の変位センサシステム１００の分解斜視図である。

【図15B】第８実施形態の変位センサシステム１００を側方から見た図である。

【図16A】第８実施形態の変位センサシステム１００における第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３によるセンサ出力と、第１コイル７２と測定対象物Ｔ５の距離の関係を示すグラフである。

【図16B】第８実施形態の変位センサシステム１００における第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３によるセンサ出力の差と、第１コイル７２と測定対象物Ｔ５の距離の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明のいくつかの実施形態の変位センサ及び変位センサシステムを、図面を参照して説明する。

【0021】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態の変位センサ１について説明する。図１は、第１実施形態の変位センサ１の構成の一例を示すブロック図である。変位センサ１は、例えば、基板１０と、コイル２２と、インバータ２６と、周波数検出部３０とを含む。コイル２２、インバータ２６、周波数検出部３０といった電子部品は、基板１０に設けられる。基板１０には、さらに、図示しないコンデンサ、コネクタ、バッファなどの電子部品が設けられる。変位センサ１は、金属などの導電体である測定対象物Ｔと変位センサ１との間の距離Ｄを測定し、測定結果を外部の制御装置４０などに出力する。コイル２２と、インバータ２６とがループ回路を形成し、発振回路として機能する。

【0022】

基板１０は、例えば、ガラス基板、エポキシ系基板（ガラスエポキシ基板、紙エポキシ基板など）、ポリイミド基板、セラミック基板などで形成される。

【0023】

コイル２２は、基板１０上に配置される。変位センサ１は、コイル２２と測定対象物Ｔとの間の距離Ｄを測定する。発振回路の発振周波数は、例えば、３０ＭＨｚ以上である。発振回路の発振周波数は、例えば、１００から５００ＭＨｚ程度である。発振回路の周波数は、さらに大きな周波数、例えば８００ＭＨｚ～２ＧＨｚ等であってもよい。コイル２２の材料は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、金などである。また、コイル２２の表面は、外部からの汚れや酸化防止などのために保護膜で被覆されてよい。

【0024】

インバータ２６は、コイル２２を高周波で発振させるための発振信号を生成する。インバータ２６は、例えば、ＣＭＯＳインバータである。インバータ２６の入力端は、コイル２２と電気的に接続されている。インバータ２６は、Ｌｏ信号が入力されるとＨｉ信号を出力し、Ｈｉ信号が入力されるとＬｏ信号を出力する動作を行うことで、コイル２２を発振させる。

【0025】

周波数検出部３０は、測定対象物Ｔとコイル２２との間の距離に応じて変化する発振回路の発振周波数を検出する。周波数検出部３０は、インバータ２６と電気的に接続される。周波数検出部３０は、検出した発振周波数を示す値（カウント値）を外部装置である制御装置４０に出力する。また、周波数検出部３０は、検出した発振周波数を示す値を測定対象物Ｔとコイル２２との間の距離Ｄに換算した値を制御装置４０に出力するようにしてもよい。制御装置４０は、変位センサ１内に組み込まれていてもよい。

【0026】

周波数検出部３０は、例えば、周波数カウンタと、出力部とを備える。周波数カウンタは、測定対象物Ｔとコイル２２との間の距離に応じた発振回路の発振周波数を検出する。周波数カウンタが周波数を計数する測定時間は、用途に応じて予め設定することが可能である。測定時間を長くすることで変位センサ１の分解能を高めることが出来る。測定時間は、例えば、１００μｓ、２００μｓ、３００μｓ、４００μｓなどである。出力部は、周波数カウンタが検出した発振周波数を示す値を、デジタル信号として制御装置４０に出力する。

【0027】

第１実施形態において、インバータ２６および周波数検出部３０は、ＩＣ（Integrated Circuit）２０などのハードウェアとして基板１０上に実装される。コイル２２は、ＩＣ２０の外部に配置される。インバータ２６および周波数検出部３０は、ＩＣ２０などのハードウェア以外の態様で基板１０に設けられてもよい。

【0028】

制御装置４０は、周波数検出部３０から入力された発振周波数を示す値を、測定対象物Ｔとコイル２２との間の距離Ｄに換算して表示する。制御装置４０は、例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話などの端末装置である。また、周波数検出部３０が測定対象物Ｔとコイル２２との間の距離Ｄに換算した値を制御装置４０に出力する場合などには、制御装置４０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などであってもよい。

【0029】

次に、基板１０における電子部品の実装について説明する。図２Ａは、第１実施形態の変位センサ１を第１面側から見た図であり、図２Ｂは、第１実施形態の変位センサ１を第２面側から見た図である。なお、以下の説明において、コイル２２の軸に沿った方向をＺ方向といい、Ｘ方向に交差、例えば直交する面上における直交する２方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向として説明を行う。なお、Ｙ方向は「第１方向」の一例であり、Ｘ方向は「第２方向」の一例である。

【0030】

図２Ａに示すように、基板１０は、長方形をなしている。基板１０は、長方形以外の形状でもよく、例えば、正方形、円形、楕円形、などの形状でもよい。コイル２２は、基板１０の一側の面である第１面に配置されて実装される。コイル２２は、１ターン未満で形成されている。具体的に、コイル２２は、円形の一部が切り取られた形状で基板１０に１ターン未満で形成される。

【0031】

コイル２２は、基板１０の第１面または第２面に形成されていてもよい。コイル２２は、基板１０の表面に傾斜を設けた傾斜面に沿って設けられていてもよい。コイル２２は、１ターン未満で形成されるので、重なり合う部分がない形となっている。コイル２２は、１ターン未満で形成されるが、弧を描く形状以外の形状でもよく、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、正多角形、楕円形、長円形の一部が切り取られたり、波状やパルス状に形成されたりして１ターンで形成されていてもよい。コイル２２は、弧と直線とが混合する形状であってもよい。

【0032】

コイル２２の一端及び他端には、基板１０の第１面に配置された第１面側第１リード線４１及び第１面側第２リード線４２がそれぞれ接続される。コイル２２の下側には、第１スルーホール５１及び第２スルーホール５２が並んで設けられる。第１スルーホール５１及び第２スルーホール５２は、それぞれ基板１０を貫通し、基板１０の第１面と、第１面に対向する第２面に渡って設けられる。コイル２２の両端は、それぞれ第１面側第１リード線４１及び第１面側第２リード線４２を介して、第１スルーホール５１及び第２スルーホール５２に設けられたビアに接続される。コイル２２の両端は、リード線を介することなく、第１スルーホール５１及び第２スルーホール５２に設けられたビアに直接接続されてもよい。

【0033】

図２Ｂに示すように、基板１０の第２面には、ＩＣ２０が実装される。ＩＣ２０には、第２面側第１リード線６１と、第２面側第２リード線６２が接続される。第２面側第１リード線６１は、第１スルーホール５１に設けられたビアを介して第１面側第１リード線４１と接続される。第２面側第２リード線６２は、第２スルーホール５２に設けられたビアを介して第１面側第２リード線４２と接続される。コンデンサ、コネクタ、バッファ等は、例えば、基板１０の第２面に実装される。

【0034】

第１実施形態の変位センサ１においては、コイル２２が１ターン未満で形成されている。このため、コイル２２の巻き数が少なくて済むので、小型化を図ることが可能となる。

【0035】

また、第１実施形態の変位センサ１では、コイル２２が１ターン未満で形成されているため、コイル２２を複数ターンで形成する場合よりも短くすることができる。したがって、コイル２２の製造を容易に行うことができ、断線やショートなどの製造ミスが生じる余地を低減することができる。また、第１実施形態の変位センサ１は、コイル２２が基板１０の表面に形成されているので、基板１０に対して、Ｚ方向に離間する位置において、測定対象物のＺ方向の変位を高い感度で検出することができる。また、コイル２２は、１ターン未満で形成されているため、基板の種々の場所に設けることが容易となる。

【0036】

図３は、第１実施形態の変位センサ１の検出感度を説明するためのグラフである。図３の横軸は、コイル２２と測定対象物の距離を示し、縦軸は検出可能最小変位距離（分解能）を示す。検出可能最小変位距離は、１００μｓあたりに検出可能となる変位の最小距離を示し、検出可能最小距離が短いほど検出感度が高くなる。図３において、第１従来グラフＫ１１は、従来の変位センサにおける検出可能最小変位距離とコイルと測定対象物の距離の関係を示し、第１実施形態グラフＰ１１は、変位センサ１における検出可能最小変位距離とコイル２２と測定対象物の距離の関係を示す。また、図３に示すグラフでは、Ｚ方向の距離についての関係を示す。なお、従来の変位センサは、複数ターン巻かれたコイルを備える変位センサである。

【0037】

第１従来グラフＫ１１の変化から分かるように、従来の変位センサでは、コイルと測定対象物の距離が長くなると、検出可能最小変位距離が長くなる割合が変位センサ１よりも大きくなる。特に、コイルと測定対象物の距離が１５００μｍを超えるあたりから、検出可能最小変位距離が長くなる割合が急激に大きくなる。一方、第１実施形態グラフＰ１１から分かるように、変位センサ１では、コイル２２と測定対象物の距離が長くなると、検出可能最小変位距離も徐々に大きくなるが、検出可能最小変位距離が大きくなる割合はほとんど変わらない。その結果、コイル２２と測定対象物の距離が長いときには、従来の変位センサと変位センサ１との間で検出可能最小変位距離の差が大きくなる。この結果から、変位センサ１は、従来の変位センサと比較して、検出感度が高いことが分かる。

【0038】

（第２～第７実施形態の共通事項）
以下に、第１実施形態以外の第２実施形態～第８実施形態について順次説明する。各実施形態を順次説明する前に、第２実施形態～第７実施形態の共通事項について説明する。図４Ａは、第２実施形態～第７実施形態の共通事項を説明するための基板１０の概要を示す図である。図４Ａに示すように、共通事項の説明に関する基板１０は、平面視した形状が正方形をなしており、第１面１０Ｕと、第２面１０Ｌと、基板側面１０Ｓと、を備える。さらに、基板１０の端部１０Ｅにおける端辺１０Ｖを備える。端辺１０Ｖは、基板１０の第１面１０Ｕまたは第２面１０Ｌと基板側面１０Ｓの変わり目となる線（辺）である。例えば基板１０の内側において、第１面１０Ｕと第２面１０Ｌを貫通する貫通穴を形成する場合には、基板側面は、基板内側における貫通穴の側面としてもよい。

【0039】

基板１０の端部１０Ｅには、コイル２２が実装される。基板１０の端部１０Ｅに設けられるコイル２２は、端辺１０Ｖと接触していてもよいし端辺１０Ｖとは離間していてもよい。コイル２２は、基板１０の端部１０Ｅにおいて、１ターンで形成されるが、以下の各実施形態では、基板１０の端部１０Ｅに相当する部分がそれぞれ異なり、基板１０のコイル実装部１２（図５参照）が取り付けられたり、通過穴１４（図９参照）が形成されたり、切欠き部１５（図１１Ａ参照）が形成されたりして、これらの端部が基板１０の端部１０Ｅに相当する。このため、コイル２２の具体的な形成態様の説明は、各実施形態に委ねる。

【0040】

基板１０は、正方形以外の形状でもよく、長方形などの四角形、五角形や六角形などの多角形、さらには円形、楕円形、長円形、これらの形状を組み合わせた形状でもよい。基板１０には、基板１０を貫通し、基板１０の第１面１０Ｕと第２面１０Ｌに渡る第１スルーホール５１及び第２スルーホール５２が設けられる。基板１０の第２面１０Ｌには、第１実施形態と同様のＩＣ２０（図２Ｂ参照）が設けられる。

【0041】

図４Ｂ～図４Ｅは、基板１０に実装されるコイル２２を説明するための断面図である。基板１０に実装されるコイル２２は、図４Ｂに示すように、基板１０の第１面１０Ｕに設けられてもよいし、図４Ｃに示すように、基板１０の基板側面１０Ｓに設けられてもよい。また、コイル２２は、図示はしないが、基板１０の第２面１０Ｌに設けられてもよい。

【0042】

また、コイル２２は、基板１０の両面の端部にそれぞれ配置された水平部と、水平部同士を接続し、基板側面に沿って配置される鉛直部と、を備えるものでもよい。具体的には、図４Ｄに示すように、コイル２２は、基板１０の端部１０Ｅの第１面１０Ｕ及び第２面１０Ｌにそれぞれ設けられた水平部２２Ａと、水平部２２Ａ同士を接続し、基板側面１０Ｓに沿って配置される鉛直部２２Ｂと、を備え、断面コ字形状をなしてもよい。鉛直部２２Ｂは、基板１０の基板側面１０Ｓに配置される。このように、コイル２２は、基板１０の端部１０Ｅを挟んで設けられてもよい。鉛直部２２Ｂは、基板側面１０Ｓの幅（基板１０の厚さ）と同一でもよいし、基板側面１０Ｓの幅よりも短くてもよい。水平部２２Ａの幅は、鉛直部２２Ｂの幅より狭い（短い）が、鉛直部２２Ｂの幅より広く（長く）てもよい。

【0043】

また、コイル２２は、図４Ｅに示すように、基板１０の第１面１０Ｕ及び基板側面１０Ｓに断面略Ｌ字形状に設けられてもよい。また、コイル２２は、図示はしないが、基板１０の第２面及び基板側面に断面略Ｌ字形状に設けられてもよい。

【0044】

コイル２２が基板１０の第１面１０Ｕに設けられることにより、基板１０に対して、Ｚ方向に離間する位置おいて測定対象物のＺ方向の変位を高い感度で検出することができる。コイル２２が基板１０の基板側面１０Ｓに設けられることにより、基板１０に対して、Ｘ方向またはＹ方向に離間する位置においても、測定対象物のそれぞれＸ方向、Ｙ方向の変位を高い感度で検出することができる。

【0045】

この点についてさらに説明すると、複数のターンで形成されたコイルにおいて、ＸＹ方向において、外側のターンの部分は測定対象物に近接しやすいが、内側のターンの部分は測定対象物に近接しにくくなる。したがって、コイル全体でみると、ＸＹ方向において、測定対象物に近接しやすい部分と近接しにくい部分が存在する。

【0046】

これに対して、コイル２２が１ターン未満で形成されているため、ＸＹ方向において、コイル２２の全体が測定対象物に近接しにくい部分が存在しない。したがって、基板１０に対して、Ｘ方向またはＹ方向に離間する位置においても、測定対象物のそれぞれＸ方向、Ｙ方向の変位を高い感度で検出することができる。

【0047】

また、コイル２２が１ターン未満で形成されている。このため、コイル２２の巻き数が少なくて済むので、小型化を図ることが可能となるとともに、断線やショートなどの製造ミスを防止することができる。なお、コイル２２とリード線６１、６２を合わせて１ターン未満で設けてもよい。これにより、リード線がスルーホールを通らなくてもコイル２２とＩＣ２０を接続することができるため、さらなる小型化を図ることができる。

【0048】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の変位センサ２について説明する。図５は、第２実施形態の変位センサ２を第１面側から見た図である。図５に示すように、基板１０は、部品配置部１１と、コイル実装部１２と、を備える。部品配置部１１は、正方形をなしている。部品配置部１１は、正方形以外の形状でもよく、長方形などの四角形、五角形や六角形などの多角形、さらには円形、楕円形、長円形、これらの形状を組み合わせた形状でもよい。

【0049】

コイル実装部１２は、部品配置部１１の一辺からＹ方向に突出して設けられた突出部である。コイル実装部１２は、部品配置部１１よりも小さい正方形をなす。コイル実装部１２は、部品配置部１１と同様に、正方形以外の形状でもよい。コイル実装部１２には、コイル２２が１ターン未満で配置される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。

【0050】

コイル２２は、図４Ａに示す基板１０の端部１０Ｅに相当するコイル実装部１２の端部に設けられる。コイル２２は、コイル実装部１２の端部の全周に渡って設けられてもよいし、全周に渡ることなく、コイル実装部１２の端部の一部に設けられ、コイル実装部１２の他の一部にはコイル２２が設けられないようにしてもよい。

【0051】

部品配置部１１とコイル実装部１２の形状は同じでもよいし異なってもよい。部品配置部１１は、コイル実装部１２よりも大きくてもよいし小さくてもよい。コイル実装部１２に電子部品等が配置されてもよいし、部品配置部１１に渡ってコイル２２が実装されてもよい。

【0052】

第２実施形態の変位センサ２は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第２実施形態の変位センサ２では、コイル２２がコイル実装部１２の端辺に沿って配置されるので、基板１０に対して、Ｘ方向またはＹ方向に離間する位置においても、それぞれＸ方向、Ｙ方向の測定対象物Ｔの変位を高い感度で検出することができる。

【0053】

図６Ａは、第２実施形態の変位センサ２の検出感度を説明するためのグラフ、図６Ｂは、図６Ａの一部拡大図である。図６Ａに示すグラフは、コイル実装部１２に、図４Ｂのようにコイル２２が形成された例についての検出感度を説明するグラフである。図６Ａ、図６Ｂの横軸は、コイル２２と測定対象物Ｔの距離を示し、縦軸は検出可能最小変位距離を示す。図６Ａ、図６Ｂにおいて、第２従来グラフＫ２１は、従来の変位センサにおける検出可能最小変位距離とコイルと測定対象物の距離の関係を示し、第２実施形態グラフＰ２１は、変位センサ２における検出可能最小変位距離とコイル２２と測定対象物Ｔの距離の関係を示す。また、図６Ａ、図６Ｂに示すグラフでは、Ｙ方向の距離についての関係を示す。

【0054】

図６Ａに示す第２従来グラフＫ２１の変化から分かるように、従来の変位センサでは、コイルと測定対象物の距離が長くなると、検出可能最小変位距離が長くなる割合が変位センサ２よりも大きくなる。一方、第２実施形態グラフＰ２１から分かるように、変位センサ２では、コイル２２と測定対象物Ｔの距離が長くなると、検出可能最小変位距離も徐々に大きくなるが、検出可能最小変位距離が大きくなる割合はほとんど変わらない。その結果、コイル２２と測定対象物Ｔの距離が長いときには、従来の変位センサと変位センサ２との間で検出可能最小変位距離の差が大きくなる。この傾向は、図６Ｂに示すように、コイル２２と測定対象物Ｔの距離が近い場合から顕著に表れる。この結果から、変位センサ２は、従来の変位センサと比較して、検出感度が高いことが分かる。

【0055】

また、図７は、第２実施形態の変位センサ２の検出感度を説明するためのグラフである。図７に示すグラフは、コイル実装部１２の側面の一部に、図４Ｄのようにコイル２２が形成された例についての検出感度を説明するグラフである。図７の横軸は、コイル２２と測定対象物の距離を示し、縦軸は検出可能最小変位距離を示す。図７において、第２－１実施形態グラフＰ３１及び第２－２実施形態グラフＰ３２は、３００μｍの厚さの基板１０を用いた変位センサ２によって測定対象物を２回測定した場合における１回目と２回目における検出可能最小変位距離とコイル２２と測定対象物の距離の関係をそれぞれ示す。なお、基板１０の厚さは、コイル２２の配線幅に相当する。第２－３実施形態グラフＰ３３及び第２－４実施形態グラフＰ３４は、６００μｍの厚さの基板１０を用いた変位センサ２によって測定対象物を２回測定した場合における１回目と２回目における検出可能最小変位距離とコイル２２と測定対象物の距離の関係をそれぞれ示す。

【0056】

第２－１実施形態グラフＰ３１及び第２－２実施形態グラフＰ３２、第２－３実施形態グラフＰ３３及び第２－４実施形態グラフＰ３４から分かるように、３００μｍの厚さの基板１０を用いた場合と６００μｍの厚さの基板１０を用いた場合の双方において、１回目及び２回目の測定における検出可能最小変位距離とコイル２２と測定対象物の距離の関係はほぼ同様である。この結果から、基板１０の厚さに関わらず、Ｙ方向についての距離については同等の検出精度での検出が可能となることが分かる。

【0057】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の変位センサ３について説明する。図８Ａは、第３実施形態の変位センサ３を第２面側から見た図、図８Ｂは、第３実施形態の変位センサ３を側方から見た図である。図８Ａに示すように、基板１０は、部品配置部１１と、コイル実装部１２と、を備える。部品配置部１１の第２面には、ＩＣ２０が設けられる。

【0058】

コイル実装部１２は、部品配置部１１の一辺からＹ方向に突出して設けられる。コイル実装部１２には、コイル２２が実装される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。コイル２２は、図８Ｂにも示すように、コイル実装部１２における部品配置部１１と離間した位置であるコイル実装部１２の先端に１ターン未満で配置される。このため、コイル２２は、コイル実装部１２の基板側面の一部に設けられ、コイル実装部１２の一部は、コイル２２が設けられず、露出した状態となる。

【0059】

第３実施形態の変位センサ３は、例えばセンサを測定対象物に近づけるのを妨げる構造物（障害物）Ｗ１内に設けられた測定対象物Ｔの測定を目的としており、障害物Ｗ１に設けられた挿通穴を通して障害物Ｗ１の内部にコイル実装部１２を挿入し、コイル２２を測定対象物Ｔに近接させて、測定対象物Ｔの変位を測定する。第３の実施形態の変位センサ３において、コイル２２と部品配置部１１との間の長さは、障害物Ｗ１の外枠の長さ（厚さ）以上の長さである。

【0060】

第３実施形態の変位センサ３は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第３実施形態の変位センサ３では、コイル実装部１２は、細長い長方形状をなし、コイル実装部１２にコイル２２が設けられる。このため、コイル実装部１２を挿入することにより、狭い領域に設けられた測定対象物Ｔ、例えば箱などの障害物Ｗ１の中に設けられた測定対象物Ｔの変位を測定するにあたり、障害物Ｗ１に設けられた挿通穴からコイル実装部１２を挿入して測定対象物Ｔの変位を測定できる。したがって、狭いスペースなどに設けられた測定対象物Ｔについての変位を検出することができる。

【0061】

また、第３実施形態の変位センサ３では、部品配置部１１よりも長いコイル実装部１２の先端に設けられる。このため、部品配置部１１から離れた位置であっても、測定対象物Ｔについての変位を検出することができる。また、コイル２２と部品配置部１１との間の長さが、障害物Ｗ１の厚さ以上の長さであるため、障害物Ｗ１を避けて測定対象物Ｔの変位を測定することができる。また、コイル実装部１２は、Ｙ方向の長さが、Ｘ方向の長さよりも長い細長い長方形状をなす。このため、部品配置部１１から離れた位置に設けられた測定対象物Ｔの変位を容易に検出することができる。なお、コイル２２と部品配置部１１との間の長さは、障害物Ｗ１の厚さに応じて定めることができ、例えば、障害物Ｗ１が厚い場合には、コイル２２と部品配置部１１との間の長さを長くし、障害物Ｗ１が薄い場合等には、コイル２２と部品配置部１１との間の長さを長くしてもよい。

【0062】

また、部品配置部１１に設けられたＩＣ２０と、コイル実装部１２に設けられたコイル２２を、第２面側第１リード線６１及び第２面側第２リード線６２により接続する。このため、ＩＣ２０とコイル２２の離間距離が大きくなった場合でも、ＩＣ２０とコイル２２を容易に接続できる。また、リード線を配置する余裕を多くとることができるので、設計の自由度を高めることができるとともに、既存の構造に後付できる可能性を高めることができる。また、コイル２２自体のインダクタンスが低いことから、リード線のインダクタンスが増加しても、コイル２２における検出精度に与える影響を小さくすることができる。

【0063】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の変位センサ４について説明する。図９は、第４実施形態の変位センサ４を第２面側から見た図である。図９に示すように、基板１０の第２面には、ＩＣ２０が設けられる。ＩＣ２０の上方には、測定対象物Ｔ１を測定時に通過させるための通過穴１４が設けられる。第４実施形態の変位センサ４は、例えば、円盤状の測定対象物Ｔ１を測定の対象とする。測定対象物Ｔ１の幅は通過穴１４の幅よりも狭く、測定対象物Ｔ１の高さは通過穴１４の高さよりも低く、通過穴１４を通過可能である。

【0064】

通過穴１４の内側面には、コイル２２が実装される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。コイル２２は通過穴１４の内側面に沿って、１ターン未満で配置される。

【0065】

第４実施形態の変位センサ４は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第４実施形態の変位センサ４では、コイル２２がコイル実装部１２に設けられた通過穴１４の内側面に沿って配置されるので、基板１０に対して、Ｚ方向に離間する位置から測定対象物Ｔ１がＺ方向に通過穴を通過するのを高い感度で検出することができる。

【0066】

また、コイル２２が１ターン未満であることから、コイルサイズを大きくしてもインダクタンスを小さくすることができる。さらに、通過穴１４を通過する測定対象物Ｔ１に対して非常に近い位置にコイル２２を配置することができるので、大きな物体の通過を検知することができる。

【0067】

特に、通過穴１４の内側面にコイル２２を設ける場合には、基板１０の第１面及び第２面の一方または両方において通過穴１４に沿ってコイルを設ける場合よりも、測定対象物をコイル２２に近づけることができる。したがって、通過穴１４の内側面にコイル２２を設ける場合には、基板１０の第１面及び第２面の一方または両方において通過穴１４に沿ってコイルを設ける場合よりも、高い感度で測定対象物の変位を測定することができる。

【0068】

図１０は、第４実施形態の変位センサ４の検出結果の一例を示すグラフである。図１０の横軸は測定対象物Ｔ１を通過穴１４に通過させた場合の時間を示し、縦軸はそのときのセンサ出力を示す。図１０に示すように、時刻ｔ１１において、測定対象物Ｔ１が通過穴１４を通過し始めた段階では、センサ出力が小さく、時刻ｔ１２まではセンサ出力が漸増する。時刻ｔ１２の後、測定対象物Ｔ１の径が大きくなる段階で、センサ出力が大きく増加するようになる。その後、時刻ｔ１３において、測定対象物Ｔ１が最大径となった後、センサ出力は大きく減少し、時刻ｔ１４において、測定対象物Ｔ１の径が小さくなった後、センサ出力は減少を続けるが、その減少量は小さくなり、センサ出力は漸減を続ける。その後、時刻ｔ１５において測定対象物の測定が終了する。このようなセンサ出力の時間変化により、通過した測定対象物Ｔ１の形状や径などを測定することができる。

【0069】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の変位センサ５について説明する。図１１Ａは、第５実施形態の変位センサ５を第２面側から見た図、図１１Ｂは、第５実施形態の変位センサ５を側方から見た図である。図１１Ａに示すように、変位センサ５において、基板１０には、一辺が切り欠かれた半円状の切欠き部１５が形成されている。切欠き部１５は、基板１０の一部が切り欠かれた状態に形成された部分である。基板１０の一辺を切り欠くことにより、基板１０は、その厚さ方向の全長分にわたって切り欠かれることになる。第５実施形態の変位センサ５は、例えば、棒状の測定対象物を測定の対象とする。測定対象物の半径は、切欠き部１５の径よりも短い。なお、図１１Ａ、図１１Ｂにおいては、測定対象物として、長手方向に径が変動する問題個所を有する棒状をなす測定対象物Ｔ２が描かれている。

【0070】

基板１０には、コイル２２が実装される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。コイル２２は、切欠き部１５の内側面に１ターン未満で配置される。図１１Ａ、図１１Ｂに示す例では、コイル２２は、基板１０の第１面及び第２面の端部にそれぞれ配置された水平部及び水平部を接続する鉛直部を備え、断面コ字形状をなす。コイル２２は、他の態様で切欠き部１５の内側面に配置されてもよいし、基板１０の第１面及び第２面の一方または両方において、切欠き部１５に沿って配置されてもよい。コイル２２は、切欠き部１５の全面に渡って形成される。

【0071】

第５実施形態の変位センサ５は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第５実施形態の変位センサ５では、基板１０の一辺に切欠き部１５が形成され、切欠き部１５の内側面にコイル２２が配置されている。このため、基板１０の上方向（Ｙ方向）から測定対象物Ｔ２をコイル２２に近づけられるようになるので、変位センサ５を設置場所の制限を少なくすることができ、変位センサ５の設置を容易にすることができる。また、基板１０の一辺側に開放された位置にコイル２２が設けられるので、大きな測定対象物Ｔ２の測定を容易なものとすることができる。

【0072】

図１２は、第５実施形態の変位センサ５の検出結果の一例を示すグラフである。図１２の横軸は測定対象物Ｔ２がＸ方向に切欠き部１５を通過させた場合の時間を示し、縦軸はそのときのセンサ出力を示す。この例において、測定対象物Ｔ２は、本来、円筒形状の製造されるべきところを、第１問題個所ＭＬ１において径が太くなる問題が生じており、第２問題個所ＭＬ２において径が細くなる問題が生じているものとする。

【0073】

図１２に示すように、時刻ｔ２１において、測定対象物Ｔ２が切欠き部１５を通過し始めてからしばらくの間は、センサ出力が漸増する。時刻ｔ２２～時刻ｔ２３の間で、図１１Ｂに示す測定対象物Ｔ２の第１問題個所ＭＬ１が変位センサ５の切欠き部１５を通過するときには、センサ出力が大きく増加し、その後センサ出力が減少に転じる。さらに、時刻ｔ２３～時刻ｔ２４の間で測定対象物Ｔ２の第２問題個所ＭＬ２が変位センサ５の切欠き部１５を通過するときには、センサ出力が減少し、減少した後のセンサ出力が増加に転じる。時刻ｔ２４において測定対象物Ｔ２の第２問題個所ＭＬ２が変位センサ５の切欠き部１５を通過した後は、センサ出力が漸増し、時刻ｔ２５で測定対象物Ｔ２の全体が切欠き部１５を通過する。このように、変位センサ５では、センサ出力の増減により、測定対象物Ｔ２に生じた問題及びその問題個所の特定や問題となる形状の特定を行うことができる。

【0074】

なお、第５実施形態の変位センサ５では、切欠き部１５は、半円形をなすが、他の形状であってもよい。例えば、切欠き部１５は、２本の直線を鋭角、直角、または鈍角を挟んでつないだＶ字形状であってもよいし、３本の直線を鋭角、直角、または鈍角を挟んだ繋いだコ字形状であってもよい。また、コイル２２は、切欠き部１５の全面に渡って形成されるが、切欠き部１５の一部に形成されてもよい。

【0075】

（第６実施形態）
次に、第６実施形態の変位センサ６について説明する。図１３は、第６実施形態の変位センサ６を第２面側から見た図である。図１３に示すように、変位センサ６において、基板１０の一辺には、円形の一部が切り取られた形状の穴部１６が設けられる。穴部１６は、中心点回りに１８０°を超える範囲まで延在する。第６実施形態の変位センサ６は、例えば、棒状の測定対象物を測定の対象とする。測定対象物Ｔ３の径は、穴部１６の切り取られた部分の長さよりも短い。

【0076】

基板１０に設けられるコイル２２は、基板１０の第２面において、穴部１６に沿って１ターン未満で配置される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。コイル２２は、例えば、穴部１６の内側面に１ターン未満で配置される。コイル２２は、穴部１６の全周に渡って形成される。コイル２２は、穴部１６の全面に渡らず、穴部１６の一部を除いた範囲にわたって形成されていてもよい。

【0077】

第６実施形態の変位センサ６は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第６実施形態の変位センサ６では、基板１０の一辺に穴部１６が形成され、穴部１６の内側面にコイル２２が配置され、穴部１６の一部が切り取られた形状をしている。このため、測定対象物Ｔ３は、穴部１６へＺ方向から通す以外に、穴部１６の一部が切り取られた箇所から穴部１６へ通す事ができ、変位センサ６と測定対象物Ｔ３の設置を容易にすることができる。

【0078】

（第７実施形態）
次に、第７実施形態の変位センサ７について説明する。図１４は、第７実施形態の変位センサ７を第２面側から見た図である。図１４に示すように、変位センサ７において、基板１０は、第１基板１７と第２基板１８とを備える。第１基板１７には、ＩＣ２０などの電子部品が実装される。第２基板１８は、第１基板１７に組み合わせ可能とされている。

【0079】

第１基板１７の一辺には、半円形の第１切欠き部３１が設けられ、第２基板１８の一辺には、第１切欠き部３１と同一の大きさ及び形状の第２切欠き部３２が設けられる。第２切欠き部３２は、第１基板１７に第２基板１８を組み合わせた際に、第１切欠き部３１と向き合い、第１切欠き部３１と第２切欠き部３２で円形の接続穴２３が形成される位置に配置される。第７実施形態の変位センサ７は、例えば、棒状の測定対象物Ｔ４を測定の対象とする。測定対象物Ｔ４の径は、第１切欠き部３１と第２切欠き部３２により形成される円形の接続穴２３の径よりも短い。

【0080】

基板１０に設けられるコイル２２は、第１切欠き部３１及び第２切欠き部３２に沿って、第１切欠き部３１においてその一部が切断された状態で形成される。コイル２２は、上記の共通事項において説明したものである。第１基板１７に第２基板１８が組み合わされることにより、コイル２２は、例えば、接続穴２３の内側面に１ターン未満で配置される。

【0081】

第７実施形態の変位センサ７は、上記第１実施形態及び第２～第７実施形態の共通事項で説明した作用効果を奏する。また、第７実施形態の変位センサ７では、第１基板１７と第２基板１８を取り外し可能とされており、第２基板１８を第１基板１７から取り外すことにより、接続穴２３が開放される。このため、測定対象物Ｔ４を容易に接続穴２３の内側に配置することができる。

【0082】

なお、第２基板１８として、第２切欠き部３２の形状および大きさの異なる複数の第２基板１８を第１基板１７に組み合わせられるようにしてもよい。この場合、測定対象物Ｔ４の大きさに合わせて第２基板１８を選択することにより、種々の大きさの測定対象物Ｔ４についての変位を検出できるようすることができる。また、第１基板１７に第２基板１８を組み合わせる際に、キャリブレーション（メモリの調整）が必要になることがあるため、キャリブレーションの対策を施してもよい。また、形状及び大きさの異なる第２基板１８を第１基板１７に組み合わせられるようにしてもよい。

【0083】

（第８実施形態）
次に、第８実施形態の変位センサシステム１００について説明する。図１５Ａは、第８実施形態の変位センサシステム１００の分解斜視図であり、図１５Ｂは、第８実施形態の変位センサシステム１００を側方から見た図である。図１５Ａに示すように、変位センサシステム１００は、第１変位センサ７０及び第２変位センサ８０を備える。第１変位センサ７０は、第１基板７１及び第１コイル７２を備え、第２変位センサ８０は、第２基板８１及び第２コイル８２を備える。第１基板７１と第２基板８１は、同一の形状および大きさである。

【0084】

第１基板７１と第２基板８１は、互いに向き合って配置される。第１基板７１の第１面（第２基板８１と向き合う側の面）には、第１コイル７２が、円形の一部が切り取られた形状で、１ターン未満で形成される。第２基板８１の第１面（第１基板７１と向き合う側の面）には、第２コイル８２が、円形の一部が切り取られた形状で、１ターン未満で形成される。第１基板７１と第２基板８１とは、第１コイル７２と第２コイル８２とが向き合う位置に配置される。第１基板７１の第２面には第１ＩＣ７３などの電子部品が実装され、第２基板８１の第２面には第２ＩＣ８３などの電子部品が実装される。第１基板７１及び第２基板８１において、第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３は、リード線を介して第１コイル７２及び第２コイル８２にそれぞれ接続される。第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３は、第１実施形態のＩＣ２０と同様の構成を有し、それぞれが周波数検出部３０で検出した周波数を制御装置４０に出力する。第１ＩＣ７３には、例えば第１インバータ及び第１周波数検出部が含まれ、第２ＩＣ８３には、例えば第２インバータ及び第２周波数検出部が含まれる。

【0085】

第８実施形態の変位センサシステム１００は、例えば、板状の測定対象物Ｔ５の変位を測定する。変位センサシステム１００は、第１基板７１と第２基板８１の間に測定対象物Ｔ５を配置し、第１基板７１及び第２基板８１のそれぞれに設けられた第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３により検出される発振周波数を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３のそれぞれが有する周波数検出部３０から出力された発振周波数を示す値を、測定対象物Ｔ５と第１コイル７２との間の距離に換算して、測定対象物Ｔ５の変位を検出する。制御装置４０は測定部の一例である。

【0086】

第８実施形態の変位センサシステム１００は、上記第１実施形態で説明した変位センサ１と同等の作用効果を奏する。また、第８実施形態の変位センサシステム１００では、第１基板７１と第２基板８１のそれぞれに第１コイル７２及び第２コイル８２が設けられ、第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３により出力される発振周波数に基づいて測定対象物Ｔ５に変位を検出する。このため、例えば、温度変化によって測定誤差が生じる場合でも、第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３が温度変化の誤差を受けて同様の測定誤差が発生する。よって、各ＩＣにより得られる測定結果を演算すること、例えば減算することで、測定誤差が相殺され、その結果、測定対象物の変位を高い感度で検出することができる。

【0087】

また、第１コイル７２及び第２コイル８２の感度が高くなることから、測定対象物Ｔ５の変位を検出できる第１基板７１と第２基板８１の離間距離を広くすることができる。

【0088】

図１６Ａは、第１０実施形態の変位センサシステム１００における第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３によるセンサ出力と、第１コイル７２と測定対象物Ｔ５との距離の関係を示すグラフであり、図１６Ｂは、変位センサシステム１００における第１ＩＣ７３及び第２ＩＣ８３によるセンサ出力の差と、第１コイル７２と測定対象物Ｔ５との距離の関係を示すグラフである。例えば、図１６Ａに示すように、第１出力グラフＰ４１で示す第１ＩＣ７３によるセンサ出力（以下、「第１センサ出力」という）と、第２出力グラフＰ４２で示す第２ＩＣ８３によるセンサ出力（以下、「第２センサ出力」という）が得られたとする。このとき、変位センサシステム１００による出力が温度の影響を受けた誤差を含むとする。この場合、温度の影響がない場合の第１ＩＣ７３によるセンサ出力（以下、「第１センサ実出力」）が第１実出力グラフＰ５１で表され、温度の影響がない場合の第２ＩＣ８３によるセンサ出力（以下、「第２センサ実出力」）が第２実出力グラフＰ５２で表されるとする。

【0089】

ここで、第１センサ出力と第２センサ出力の差分に基づいて、図１６Ｂに示す第１コイル７２と測定対象物Ｔ５との距離を示す距離グラフＰ６０が得られたとする。第１センサ出力及び第２センサ出力は、いずれも温度の影響に基づく誤差を含む。したがって、第１センサと第２センサ出力の差分は、第１センサ実出力と第２センサ実出力の差分とほぼ同等のものとなる。第１センサと第２センサ出力の差分に基づいて、第１コイル７２と測定対象物Ｔ５との距離を求めることにより、測定時に温度等の影響があった場合でも、測定対象物の変位を高い感度で検出することができる。

【0090】

なお、上記の各実施形態においては、コイル２２等の配線幅が太くなるほど、感度が高くなる。このため、コイル２２等の配線幅を広くするようにしてもよい。また、リード配線等が短いほど感度が高くなる。このため、リード配線等を短くするようにしてもよい。また、リード配線等は、基板の第１面や第２面のみならず、基板側面に配線されてもよいし、これらの面にまたがって配線されてもよい。また、基板は、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板などの曲げることができる基板でもよい。この場合基板を曲げた後にコイルを取り付けてもよいし、コイルを取り付けた後に基板を曲げてもよい。また、リード配線等がノイズを拾わないように、にシールド材を設けてもよい。また、コイルは、プリント基板に用いられる材料で生成してよく、例えば、銅をエッチングするなどしてパターンコイルをとして生成してもよい。また、スルーホールにコンデンサを取り付けるなどして、周波数を調整してもよい。また、第１実施形態等に示すＩＣ２０の他に、他のＩＣや入力コネクタ等を設けてもよい。

【0091】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0092】

１～７…変位センサ、１０…基板、１１…部品配置部、１２…コイル実装部、１４…通過穴、１５…切欠き部、１６…穴部、１７，７１…第１基板、１８，８１…第２基板、２２…コイル、３１…第１切欠き部、３２…第２切欠き部、７０…第１変位センサ、７２…第１コイル、７３…第１ＩＣ、８０…第２変位センサ、８２…第２コイル、８３…第２ＩＣ、Ｔ，Ｔ１～Ｔ５…測定対象物

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】