検出センサ
【課題】省スペース化を実現でき、かつ、小さい変化量を継続的に検出することが可能な検出センサを提供する。
【解決手段】検出センサは、絶縁体、第1の導電部及び第2の導電部を具備する。絶縁体は、対象物に取り付けられる変形可能なものであり、第1の導電部は、前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える。第2の導電部は、前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する。
【解決手段】検出センサは、絶縁体、第1の導電部及び第2の導電部を具備する。絶縁体は、対象物に取り付けられる変形可能なものであり、第1の導電部は、前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える。第2の導電部は、前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、本発明の実施形態は、対象物の変形状態を検出する検出センサに関する。
【背景技術】
【0002】
取り付けられた対象物の湾曲を検出する従来の検出センサには、湾曲により変化する抵抗値を検出して湾曲量を推定するもの、及び、湾曲により変化する圧電素子からの起電圧量を検出して湾曲量を推定するもの等がある。前者には設置空間が比較的大きいという短所があり、また、後者には変化が少ない湾曲量を継続的に検出するのが困難であるという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−161497号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
以上のように、従来の検出センサのうち、抵抗値を検出する種類の検出センサでは設置空間が比較的大きく、また、従来の検出センサのうち圧電素子から起電圧量を検出する種類の検出センサでは小さい変化量を継続的に検出するのが困難であるという問題がある。
【0005】
そこで、目的は、省スペース化を実現でき、かつ、小さい変化量を継続的に検出することが可能な検出センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態によれば、検出センサは、絶縁体、第1の導電部及び第2の導電部を具備する。絶縁体は、対象物に取り付けられる変形可能なものであり、第1の導電部は、前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える。第2の導電部は、前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第1の実施形態に係る検出センサがプリント基板に設置される場合の構成を示す図である。
【図2】図1のプリント基板に湾曲がない場合の検出センサを示す図である。
【図3】図1のプリント基板が湾曲した場合の検出センサを示す図である。
【図4】図1の検出センサのその他の設置例を示す図である。
【図5】図4のプリント基板間の距離が広がった場合の検出センサを示す図である。
【図6】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図7】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図8】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図9】図8の磁性体のその他の例を示す図である。
【図10】第2の実施形態に係る検出センサがプリント基板に設置される場合の構成を示す図である。
【図11】図10のプリント基板にずれ又はねじれがない場合の検出センサを示す図である。
【図12】図10のプリント基板にずれが生じた場合の検出センサを示す図である。
【図13】図10のプリント基板にねじれが生じた場合の検出センサを示す図である。
【図14】図10に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図15】図10に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0009】
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る検出センサ10がプリント基板の表面に設置される場合の構成を示す模式図である。
【0010】
検出センサ10は、第1の絶縁体11、第1の導電部12、第2の絶縁体13及び第2の導電部14を具備する。
【0011】
第1の絶縁体11は、例えば直方体形状をしている。第1の絶縁体11の一方の面はプリント基板と接触する。この接触面のうち図1の一点鎖線で囲まれる部分は、プリント基板に固定される。
【0012】
第1の導電部12は、第1の絶縁体11の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第1の導電部12は、端子1及び端子2に交流電圧が供給されると磁界を発生させる磁界発生部121を備える。磁界発生部121は、導線がx軸方向にコイル状に形成されて成るものである。磁界は、コイル状の磁界発生部121の内部を通過するように発生する。なお、図1では、磁束発生部121の断面が円形である場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。磁束発生部121の断面形状は、四角形であっても、楕円形であっても構わない。
【0013】
第2の絶縁体13は、例えば直方体形状をしている。第2の絶縁体13は、第1の絶縁体11の近傍にy軸方向に並べて配置される。第2の絶縁体13の一方の面はプリント基板と接触する。この接触面のうち図1の一点鎖線で囲まれる部分は、プリント基板に固定される。
【0014】
第2の導電部14は、第2の絶縁体13の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第2の導電部14は、磁界の磁束密度に応じて相互誘導により誘導起電力を発生させる電流発生部141を備える。電流発生部141は、導線がx軸方向にコイル状に形成されて成る。電流発生部141は、コイル状の内部を通過する磁界の磁束密度に応じて電流を発生させる。電流発生部141の断面の形状は、磁界発生部121の断面の形状と同様であることが望ましい。電流発生部141と磁界発生部121とは、互いの導線が交互に入れ込み、互いの断面が重なり合うように配置される。これにより、プリント基板に湾曲がない場合、磁界発生部121の内部を通過する磁界の磁束密度と、電流発生部141の内部を通過する磁界の磁束密度とは等しくなる。
【0015】
次に、以上のように構成された検出センサ10がプリント基板の湾曲を検出する際の動作を説明する。図2はプリント基板に湾曲がない場合に検出センサ10をx軸方向から見た模式図であり、図3はプリント基板が湾曲する場合に検出センサ10をx軸方向から見た模式図である。
【0016】
図2の場合、検出センサ10では、第1の導電部12の端子1及び端子2に交流電圧が供給され、磁界発生部121で磁界が発生する。電流発生部141は、磁界発生部121で発生した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力を発生させる。発生した誘導起電力は、端子3及び端子4へ出力される。
【0017】
図3に示すようにプリント基板が湾曲する場合、磁界発生部121と電流発生部141とが重なり合う面積は、図2で示される面積と比較して減少する。これにより、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度は湾曲前よりも小さくなる。つまり、電流発生部141で発生される誘導起電力は、湾曲前よりも小さくなる。これにより、第2の導電部14の端子3から端子4へ伝送される電流量は、湾曲前よりも小さくなる。検出センサ10と接続する制御部(図示せず)は、第2の導電部14の端子3及び端子4から供給される電流量とプリント基板の湾曲量との関係を予め記憶しており、供給される電流量の変化に応じて、プリント基板の湾曲量を推定する。
【0018】
以上のように、第1の実施形態では、検出センサ10が設置された対象物に湾曲がない場合、第1の絶縁体11に固定した磁界発生部121で発生される磁界が電流発生部141を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力が電流発生部141で発生されるようにする。そして、対象物に湾曲があった場合には、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度が変化し、磁束密度の変化量に応じた分だけ電流発生部141で発生される電流量が変化するようにしている。これにより、検出センサ10と接続する制御部は、電流量の変化に基づいて対象物の湾曲量を推定することが可能となる。つまり、従来のように、湾曲により変化する抵抗値を検出しなくても湾曲量を推定することが可能となるため、設置空間を抑えることが可能となる。また、圧電素子からの起電圧量でなく、電流発生部141で磁束密度の変化に応じて発生される誘導起電力に基づいて湾曲量が推定されるため、変化の少ない湾曲量を継続的に検出することが可能となる。
【0019】
したがって、第1の実施形態に係る検出センサ10によれば、省スペース化を実現でき、かつ、変化が少ない湾曲量を継続的に推定することができる。
【0020】
なお、上記第1の実施形態では、検出センサ10が一枚のプリント基板上に設置され、プリント基板の湾曲を検出する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図4で示すように検出センサ10が2枚のプリント基板に跨るように設置される場合であっても構わない。図5で示すようにプリント基板間の距離が広がった場合、磁界発生部121と電流発生部141とが重なる面積が小さくなり、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度が減少する。このため、電流発生部141で発生される電流量が減少する。これにより、図示しない制御部に、電流量とプリント基板の離間距離との関係が予め記憶されていれば、電流量の変化に基づき、プリント基板の離間距離を推定することが可能になる。
【0021】
また、上記第1の実施形態では、検出センサ10が第1及び第2の絶縁体11,13を具備する場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、図6に示すように1個の変形可能な絶縁体15上に第1及び第2の導電線12,14が配置される場合であっても同様に実施可能である。
【0022】
また、上記第1の実施形態では、電流発生部141と磁界発生部121とが、互いの導線が交互に入れ込み、互いの断面が重なり合うように配置される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図7で示すように、磁界発生部121と電流発生部141とがコイルの形成方向であるy軸方向に連続して配置されるようにしても構わない。
【0023】
また、図8で示すように、第1の絶縁体11に磁性体16を取り付けるようにしても構わない。図8で示される磁性体16は、一部に隙間の空いた環状形状をとる。具体的には、断面が円形である四角形型であり、四角形の一辺の一部に隙間のある環状形状をとる。磁性体16は、磁性体16の一辺が磁界発生部121の内部を通過するように、第1の絶縁体11に設置される。
【0024】
第2の絶縁体13及び第2の導電部14は、プリント基板が湾曲していない状態において、電流発生部141が磁性体16の隙間部分に位置するように配置される。これにより、プリント基板が湾曲していない場合には、磁性体16を介して隙間部分で発生する磁界が電流発生部141の内部を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた電流が端子3から端子4へ出力されることとなる。磁性体16の断面の形状は、磁界発生部121及び電流発生部141の断面の形状と同一であることが望ましい。
【0025】
プリント基板が湾曲する場合には、磁性体16の隙間部分と電流発生部141との位置関係が変化する。これにより、電流発生部141の内部を通過する磁界の磁束密度が変化し、電流発生部141で発生される電流量が変化することとなる。
【0026】
なお、ここでは磁性体16が環状の略四角形形状をとる場合を例に説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、図9で示すように、環状の円形形状をとり、円形の一部に隙間がある形状であっても構わない。
【0027】
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る検出センサ20がプリント基板の表面に設置される場合の構成を示す模式図である。図10において図1と共通する部分には同じ符号を付して示す。
【0028】
検出センサ20は、第1の絶縁体11、第3の導電部21、第2の絶縁体13及び第4の導電部22を具備する。
【0029】
第3の導電部21は、第1の絶縁体11の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第3の導電部21は、端子1及び端子2に交流電圧が供給されると磁界を発生させる磁界発生部211を備える。磁界発生部211は、導線がコイル状にy軸方向に形成されて成るものである。磁界は、コイル状の磁界発生部211の内部を通過するように発生する。なお、図10では、磁束発生部211の断面が円形である場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。磁束発生部211の断面形状は、四角形であっても、楕円形であっても構わない。
【0030】
第4の導電部22は、第2の絶縁体13の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第4の導電部22は、磁界の磁束密度に応じて相互誘導により誘導起電力を発生させる電流発生部221を備える。電流発生部221は、導線がy軸方向にコイル状に形成されて成る。電流発生部221は、コイル状の内部を通過する磁界の磁束密度に応じて電流を発生させる。電流発生部221の断面の形状は、磁界発生部211の断面の形状と同様である。電流発生部221と磁界発生部211とは、互いの断面が重なり合うようにy軸方向に並べて配置される。これにより、プリント基板にずれ又はねじれがない場合、磁界発生部211の内部を通過する磁界の磁束密度と、電流発生部221の内部を通過する磁界の磁束密度とは等しくなる。
【0031】
次に、以上のように構成された検出センサ20がプリント基板のずれ又はねじれを検出する際の動作を説明する。図11はプリント基板にずれがない場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図であり、図12はプリント基板にずれが生じる場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図であり、図13はプリント基板にねじれが生じる場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図である。
【0032】
図11の場合、検出センサ20では、第3の導電部21の端子1及び2に交流電圧が供給され、磁界発生部211で磁界が発生する。電流発生部221は、磁界発生部211で発生した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力を発生させる。発生した誘導起電力は、端子3及び端子4へ出力される。
【0033】
図12に示すようにプリント基板がずれる場合又は図13に示すようにプリント基板がねじれる場合、磁界発生部211と電流発生部221とが重なり合う面積は、図11で示される面積と比較して減少する。これにより、電流発生部221を通過する磁界の磁束密度はずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。つまり、電流発生部221で発生される誘導起電力は、ずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。これにより、第4の導電部22の端子3から端子4へ伝送される電流量は、ずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。検出センサ20と接続する制御部(図示せず)は、第4の導電部22の端子3及び端子4から供給される電流量とプリント基板の変化量との関係を予め記憶しており、供給される電流量の変化に応じて、プリント基板の変化量を推定する。
【0034】
以上のように、第2の実施形態では、検出センサ20が設置された対象物にずれ又はねじれがない場合、第1の絶縁体11に固定した磁界発生部211で発生される磁界が電流発生部221を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力が電流発生部221で発生されるようにする。そして、対象物にずれ又はねじれがあった場合には、電流発生部221を通過する磁界の磁束密度が変化し、磁束密度の変化量に応じた分だけ電流発生部221で発生される電流量が変化するようにしている。これにより、検出センサ20と接続する制御部は、電流量の変化に基づいて対象物の変化量を推定することが可能となる。
【0035】
したがって、第2の実施形態に係る検出センサ20によれば、省スペース化を実現でき、かつ、小さい変化量を継続的に推定することができる。
【0036】
また、上記第2の実施形態では、検出センサ20が第1及び第2の絶縁体11,13を具備する場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、図14に示すように1個の変形可能な絶縁体15上に第3及び第4の導電線21,22が配置される場合であっても同様に実施可能である。
【0037】
また、上記第2の実施形態では、電流発生部221と磁界発生部211とが、y軸方向に並べて配置される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図15で示すように、第1の絶縁体11に磁性体23を取り付けるようにしても構わない。図15で示される磁性体23は、一部に隙間の空いた環状形状をとる。具体的には、断面が円形である四角形型であり、四角形の一辺の一部に隙間のある環状形状をとる。磁性体23は、磁性体23の一辺が磁界発生部211の内部を通過するように、第1の絶縁体11に設置される。
【0038】
第2の絶縁体13及び第4の導電部22は、プリント基板にずれ又はねじれが発生していない状態において、電流発生部221が磁性体23の隙間部分に位置するように配置される。これにより、プリント基板にずれ又はねじれが発生していない場合には、磁性体23を介して隙間部分で発生する磁界が電流発生部221の内部を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた電流が端子3から4へ出力されることとなる。磁性体23の断面の形状は、磁界発生部211及び電流発生部221の断面の形状と同一であることが望ましい。
【0039】
プリント基板にずれ又はねじれが発生する場合には、磁性体23の隙間部分と電流発生部221との位置関係が変化する。これにより、電流発生部221を通過する磁界の磁束が変化し、電流発生部221で発生される電流量が変化することとなる。
【0040】
なお、ここでは磁性体23が環状の略四角形形状をとる場合を例に説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、図9で示すように、環状の円形形状をとり、円形の一部に隙間がある形状であっても構わない。
【0041】
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】
【0042】
10,20…検出センサ、11…第1の絶縁体、12…第1の導電体、121,211…磁界発生部、13…第2の絶縁体、14…第2の導電部、141,221…電流発生部、15…絶縁体、16,23…磁性体、21…第3の導電体、22…第4の導電体
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、本発明の実施形態は、対象物の変形状態を検出する検出センサに関する。
【背景技術】
【0002】
取り付けられた対象物の湾曲を検出する従来の検出センサには、湾曲により変化する抵抗値を検出して湾曲量を推定するもの、及び、湾曲により変化する圧電素子からの起電圧量を検出して湾曲量を推定するもの等がある。前者には設置空間が比較的大きいという短所があり、また、後者には変化が少ない湾曲量を継続的に検出するのが困難であるという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−161497号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
以上のように、従来の検出センサのうち、抵抗値を検出する種類の検出センサでは設置空間が比較的大きく、また、従来の検出センサのうち圧電素子から起電圧量を検出する種類の検出センサでは小さい変化量を継続的に検出するのが困難であるという問題がある。
【0005】
そこで、目的は、省スペース化を実現でき、かつ、小さい変化量を継続的に検出することが可能な検出センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態によれば、検出センサは、絶縁体、第1の導電部及び第2の導電部を具備する。絶縁体は、対象物に取り付けられる変形可能なものであり、第1の導電部は、前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える。第2の導電部は、前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第1の実施形態に係る検出センサがプリント基板に設置される場合の構成を示す図である。
【図2】図1のプリント基板に湾曲がない場合の検出センサを示す図である。
【図3】図1のプリント基板が湾曲した場合の検出センサを示す図である。
【図4】図1の検出センサのその他の設置例を示す図である。
【図5】図4のプリント基板間の距離が広がった場合の検出センサを示す図である。
【図6】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図7】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図8】図1に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図9】図8の磁性体のその他の例を示す図である。
【図10】第2の実施形態に係る検出センサがプリント基板に設置される場合の構成を示す図である。
【図11】図10のプリント基板にずれ又はねじれがない場合の検出センサを示す図である。
【図12】図10のプリント基板にずれが生じた場合の検出センサを示す図である。
【図13】図10のプリント基板にねじれが生じた場合の検出センサを示す図である。
【図14】図10に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【図15】図10に示す検出センサのその他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0009】
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る検出センサ10がプリント基板の表面に設置される場合の構成を示す模式図である。
【0010】
検出センサ10は、第1の絶縁体11、第1の導電部12、第2の絶縁体13及び第2の導電部14を具備する。
【0011】
第1の絶縁体11は、例えば直方体形状をしている。第1の絶縁体11の一方の面はプリント基板と接触する。この接触面のうち図1の一点鎖線で囲まれる部分は、プリント基板に固定される。
【0012】
第1の導電部12は、第1の絶縁体11の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第1の導電部12は、端子1及び端子2に交流電圧が供給されると磁界を発生させる磁界発生部121を備える。磁界発生部121は、導線がx軸方向にコイル状に形成されて成るものである。磁界は、コイル状の磁界発生部121の内部を通過するように発生する。なお、図1では、磁束発生部121の断面が円形である場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。磁束発生部121の断面形状は、四角形であっても、楕円形であっても構わない。
【0013】
第2の絶縁体13は、例えば直方体形状をしている。第2の絶縁体13は、第1の絶縁体11の近傍にy軸方向に並べて配置される。第2の絶縁体13の一方の面はプリント基板と接触する。この接触面のうち図1の一点鎖線で囲まれる部分は、プリント基板に固定される。
【0014】
第2の導電部14は、第2の絶縁体13の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第2の導電部14は、磁界の磁束密度に応じて相互誘導により誘導起電力を発生させる電流発生部141を備える。電流発生部141は、導線がx軸方向にコイル状に形成されて成る。電流発生部141は、コイル状の内部を通過する磁界の磁束密度に応じて電流を発生させる。電流発生部141の断面の形状は、磁界発生部121の断面の形状と同様であることが望ましい。電流発生部141と磁界発生部121とは、互いの導線が交互に入れ込み、互いの断面が重なり合うように配置される。これにより、プリント基板に湾曲がない場合、磁界発生部121の内部を通過する磁界の磁束密度と、電流発生部141の内部を通過する磁界の磁束密度とは等しくなる。
【0015】
次に、以上のように構成された検出センサ10がプリント基板の湾曲を検出する際の動作を説明する。図2はプリント基板に湾曲がない場合に検出センサ10をx軸方向から見た模式図であり、図3はプリント基板が湾曲する場合に検出センサ10をx軸方向から見た模式図である。
【0016】
図2の場合、検出センサ10では、第1の導電部12の端子1及び端子2に交流電圧が供給され、磁界発生部121で磁界が発生する。電流発生部141は、磁界発生部121で発生した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力を発生させる。発生した誘導起電力は、端子3及び端子4へ出力される。
【0017】
図3に示すようにプリント基板が湾曲する場合、磁界発生部121と電流発生部141とが重なり合う面積は、図2で示される面積と比較して減少する。これにより、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度は湾曲前よりも小さくなる。つまり、電流発生部141で発生される誘導起電力は、湾曲前よりも小さくなる。これにより、第2の導電部14の端子3から端子4へ伝送される電流量は、湾曲前よりも小さくなる。検出センサ10と接続する制御部(図示せず)は、第2の導電部14の端子3及び端子4から供給される電流量とプリント基板の湾曲量との関係を予め記憶しており、供給される電流量の変化に応じて、プリント基板の湾曲量を推定する。
【0018】
以上のように、第1の実施形態では、検出センサ10が設置された対象物に湾曲がない場合、第1の絶縁体11に固定した磁界発生部121で発生される磁界が電流発生部141を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力が電流発生部141で発生されるようにする。そして、対象物に湾曲があった場合には、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度が変化し、磁束密度の変化量に応じた分だけ電流発生部141で発生される電流量が変化するようにしている。これにより、検出センサ10と接続する制御部は、電流量の変化に基づいて対象物の湾曲量を推定することが可能となる。つまり、従来のように、湾曲により変化する抵抗値を検出しなくても湾曲量を推定することが可能となるため、設置空間を抑えることが可能となる。また、圧電素子からの起電圧量でなく、電流発生部141で磁束密度の変化に応じて発生される誘導起電力に基づいて湾曲量が推定されるため、変化の少ない湾曲量を継続的に検出することが可能となる。
【0019】
したがって、第1の実施形態に係る検出センサ10によれば、省スペース化を実現でき、かつ、変化が少ない湾曲量を継続的に推定することができる。
【0020】
なお、上記第1の実施形態では、検出センサ10が一枚のプリント基板上に設置され、プリント基板の湾曲を検出する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図4で示すように検出センサ10が2枚のプリント基板に跨るように設置される場合であっても構わない。図5で示すようにプリント基板間の距離が広がった場合、磁界発生部121と電流発生部141とが重なる面積が小さくなり、電流発生部141を通過する磁界の磁束密度が減少する。このため、電流発生部141で発生される電流量が減少する。これにより、図示しない制御部に、電流量とプリント基板の離間距離との関係が予め記憶されていれば、電流量の変化に基づき、プリント基板の離間距離を推定することが可能になる。
【0021】
また、上記第1の実施形態では、検出センサ10が第1及び第2の絶縁体11,13を具備する場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、図6に示すように1個の変形可能な絶縁体15上に第1及び第2の導電線12,14が配置される場合であっても同様に実施可能である。
【0022】
また、上記第1の実施形態では、電流発生部141と磁界発生部121とが、互いの導線が交互に入れ込み、互いの断面が重なり合うように配置される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図7で示すように、磁界発生部121と電流発生部141とがコイルの形成方向であるy軸方向に連続して配置されるようにしても構わない。
【0023】
また、図8で示すように、第1の絶縁体11に磁性体16を取り付けるようにしても構わない。図8で示される磁性体16は、一部に隙間の空いた環状形状をとる。具体的には、断面が円形である四角形型であり、四角形の一辺の一部に隙間のある環状形状をとる。磁性体16は、磁性体16の一辺が磁界発生部121の内部を通過するように、第1の絶縁体11に設置される。
【0024】
第2の絶縁体13及び第2の導電部14は、プリント基板が湾曲していない状態において、電流発生部141が磁性体16の隙間部分に位置するように配置される。これにより、プリント基板が湾曲していない場合には、磁性体16を介して隙間部分で発生する磁界が電流発生部141の内部を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた電流が端子3から端子4へ出力されることとなる。磁性体16の断面の形状は、磁界発生部121及び電流発生部141の断面の形状と同一であることが望ましい。
【0025】
プリント基板が湾曲する場合には、磁性体16の隙間部分と電流発生部141との位置関係が変化する。これにより、電流発生部141の内部を通過する磁界の磁束密度が変化し、電流発生部141で発生される電流量が変化することとなる。
【0026】
なお、ここでは磁性体16が環状の略四角形形状をとる場合を例に説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、図9で示すように、環状の円形形状をとり、円形の一部に隙間がある形状であっても構わない。
【0027】
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る検出センサ20がプリント基板の表面に設置される場合の構成を示す模式図である。図10において図1と共通する部分には同じ符号を付して示す。
【0028】
検出センサ20は、第1の絶縁体11、第3の導電部21、第2の絶縁体13及び第4の導電部22を具備する。
【0029】
第3の導電部21は、第1の絶縁体11の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第3の導電部21は、端子1及び端子2に交流電圧が供給されると磁界を発生させる磁界発生部211を備える。磁界発生部211は、導線がコイル状にy軸方向に形成されて成るものである。磁界は、コイル状の磁界発生部211の内部を通過するように発生する。なお、図10では、磁束発生部211の断面が円形である場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。磁束発生部211の断面形状は、四角形であっても、楕円形であっても構わない。
【0030】
第4の導電部22は、第2の絶縁体13の面のうち、プリント基板との接触面と反対の面に配置される導線から成る。第4の導電部22は、磁界の磁束密度に応じて相互誘導により誘導起電力を発生させる電流発生部221を備える。電流発生部221は、導線がy軸方向にコイル状に形成されて成る。電流発生部221は、コイル状の内部を通過する磁界の磁束密度に応じて電流を発生させる。電流発生部221の断面の形状は、磁界発生部211の断面の形状と同様である。電流発生部221と磁界発生部211とは、互いの断面が重なり合うようにy軸方向に並べて配置される。これにより、プリント基板にずれ又はねじれがない場合、磁界発生部211の内部を通過する磁界の磁束密度と、電流発生部221の内部を通過する磁界の磁束密度とは等しくなる。
【0031】
次に、以上のように構成された検出センサ20がプリント基板のずれ又はねじれを検出する際の動作を説明する。図11はプリント基板にずれがない場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図であり、図12はプリント基板にずれが生じる場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図であり、図13はプリント基板にねじれが生じる場合に検出センサ20をy軸方向から見た模式図である。
【0032】
図11の場合、検出センサ20では、第3の導電部21の端子1及び2に交流電圧が供給され、磁界発生部211で磁界が発生する。電流発生部221は、磁界発生部211で発生した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力を発生させる。発生した誘導起電力は、端子3及び端子4へ出力される。
【0033】
図12に示すようにプリント基板がずれる場合又は図13に示すようにプリント基板がねじれる場合、磁界発生部211と電流発生部221とが重なり合う面積は、図11で示される面積と比較して減少する。これにより、電流発生部221を通過する磁界の磁束密度はずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。つまり、電流発生部221で発生される誘導起電力は、ずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。これにより、第4の導電部22の端子3から端子4へ伝送される電流量は、ずれ又はねじれ発生前よりも小さくなる。検出センサ20と接続する制御部(図示せず)は、第4の導電部22の端子3及び端子4から供給される電流量とプリント基板の変化量との関係を予め記憶しており、供給される電流量の変化に応じて、プリント基板の変化量を推定する。
【0034】
以上のように、第2の実施形態では、検出センサ20が設置された対象物にずれ又はねじれがない場合、第1の絶縁体11に固定した磁界発生部211で発生される磁界が電流発生部221を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた誘導起電力が電流発生部221で発生されるようにする。そして、対象物にずれ又はねじれがあった場合には、電流発生部221を通過する磁界の磁束密度が変化し、磁束密度の変化量に応じた分だけ電流発生部221で発生される電流量が変化するようにしている。これにより、検出センサ20と接続する制御部は、電流量の変化に基づいて対象物の変化量を推定することが可能となる。
【0035】
したがって、第2の実施形態に係る検出センサ20によれば、省スペース化を実現でき、かつ、小さい変化量を継続的に推定することができる。
【0036】
また、上記第2の実施形態では、検出センサ20が第1及び第2の絶縁体11,13を具備する場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、図14に示すように1個の変形可能な絶縁体15上に第3及び第4の導電線21,22が配置される場合であっても同様に実施可能である。
【0037】
また、上記第2の実施形態では、電流発生部221と磁界発生部211とが、y軸方向に並べて配置される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、図15で示すように、第1の絶縁体11に磁性体23を取り付けるようにしても構わない。図15で示される磁性体23は、一部に隙間の空いた環状形状をとる。具体的には、断面が円形である四角形型であり、四角形の一辺の一部に隙間のある環状形状をとる。磁性体23は、磁性体23の一辺が磁界発生部211の内部を通過するように、第1の絶縁体11に設置される。
【0038】
第2の絶縁体13及び第4の導電部22は、プリント基板にずれ又はねじれが発生していない状態において、電流発生部221が磁性体23の隙間部分に位置するように配置される。これにより、プリント基板にずれ又はねじれが発生していない場合には、磁性体23を介して隙間部分で発生する磁界が電流発生部221の内部を通過し、通過した磁界の磁束密度に応じた電流が端子3から4へ出力されることとなる。磁性体23の断面の形状は、磁界発生部211及び電流発生部221の断面の形状と同一であることが望ましい。
【0039】
プリント基板にずれ又はねじれが発生する場合には、磁性体23の隙間部分と電流発生部221との位置関係が変化する。これにより、電流発生部221を通過する磁界の磁束が変化し、電流発生部221で発生される電流量が変化することとなる。
【0040】
なお、ここでは磁性体23が環状の略四角形形状をとる場合を例に説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、図9で示すように、環状の円形形状をとり、円形の一部に隙間がある形状であっても構わない。
【0041】
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】
【0042】
10,20…検出センサ、11…第1の絶縁体、12…第1の導電体、121,211…磁界発生部、13…第2の絶縁体、14…第2の導電部、141,221…電流発生部、15…絶縁体、16,23…磁性体、21…第3の導電体、22…第4の導電体
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物に取り付けられる変形可能な絶縁体と、
前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える第1の導電部と、
前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する第2の導電部と
を具備することを特徴とする検出センサ。
【請求項2】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイルの形成方向に連続して配置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項3】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイル形状を形成する前記第1及び第2の導電部の導線が交互に入れ込むように配置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項4】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記絶縁体には、一部に隙間の空いた環状形状をとり、前記環状部が前記磁界発生部のコイル形状の内部に位置し、前記隙間に前記電流発生部が位置するように配置される磁性体が設置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項5】
対象物に一部が固定される第1の絶縁体と、
前記第1の絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える第1の導電部と、
前記第1の絶縁体の近傍に並べて配置され、前記対象物に一部が固定される第2の絶縁体と、
前記第2の絶縁体上に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する第2の導電部と
を具備することを特徴とする検出センサ。
【請求項6】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイルの形成方向に連続して配置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【請求項7】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の絶縁体の配置方向と同一方向に連続して配置されることを特徴とする請求項6記載の検出センサ。
【請求項8】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の絶縁体の配置方向と垂直方向に連続して配置されることを特徴とする請求項6記載の検出センサ。
【請求項9】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記コイル形状を形成する前記第1及び第2の導電部の導線が交互に入れ込むように配置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【請求項10】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記第1の絶縁体には、一部に隙間の空いた環状形状をとり、前記環状部が前記磁界発生部のコイル形状の内部に位置し、前記隙間に前記電流発生部が位置するように配置される磁性体が設置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【請求項1】
対象物に取り付けられる変形可能な絶縁体と、
前記絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える第1の導電部と、
前記絶縁体上の前記第1の導電部と同面に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する第2の導電部と
を具備することを特徴とする検出センサ。
【請求項2】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイルの形成方向に連続して配置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項3】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイル形状を形成する前記第1及び第2の導電部の導線が交互に入れ込むように配置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項4】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記絶縁体には、一部に隙間の空いた環状形状をとり、前記環状部が前記磁界発生部のコイル形状の内部に位置し、前記隙間に前記電流発生部が位置するように配置される磁性体が設置されることを特徴とする請求項1記載の検出センサ。
【請求項5】
対象物に一部が固定される第1の絶縁体と、
前記第1の絶縁体上に配置される導線から成り、電流が供給されることで磁界を発生させる磁界発生部を備える第1の導電部と、
前記第1の絶縁体の近傍に並べて配置され、前記対象物に一部が固定される第2の絶縁体と、
前記第2の絶縁体上に配置される導線から成り、前記磁界発生部で発生された磁界のうち少なくとも一部を受け取り前記受け取った磁界の磁束密度に応じた電流を発生させる電流発生部を備え、発生した電流を伝送する第2の導電部と
を具備することを特徴とする検出センサ。
【請求項6】
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁界発生部及び前記電流発生部は、前記コイルの形成方向に連続して配置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【請求項7】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の絶縁体の配置方向と同一方向に連続して配置されることを特徴とする請求項6記載の検出センサ。
【請求項8】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の絶縁体の配置方向と垂直方向に連続して配置されることを特徴とする請求項6記載の検出センサ。
【請求項9】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記コイル形状を形成する前記第1及び第2の導電部の導線が交互に入れ込むように配置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【請求項10】
前記磁気発生部及び前記電流発生部は、前記第1及び第2の導電部の導線がコイル状に形成されて成るものであり、
前記第1の絶縁体には、一部に隙間の空いた環状形状をとり、前記環状部が前記磁界発生部のコイル形状の内部に位置し、前記隙間に前記電流発生部が位置するように配置される磁性体が設置されることを特徴とする請求項5記載の検出センサ。
【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】
【公開番号】特開2013−88372(P2013−88372A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−231370(P2011−231370)
【出願日】平成23年10月21日(2011.10.21)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月21日(2011.10.21)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
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