本発明の第1実施形態の変位センサは、図 2に示すように、一次コイル2を有している。� ��れと相互誘導結合するように、複数、例え� ��2つの二次コイル4a、4bが一次コイル2に対し� ��設けられている。これら一次コイル2と二次 コイル4a、4bとは、可動磁性体、例えば可動� �芯6の周囲に設けられている。可動磁芯6は、 測定対象物、例えば空圧または油圧バルブの ような流体バルブの可動部分、例えばピスト ンの移動に連動してスライドする。一次コイ ル2には、周期信号、例えば正弦波信号が、� �期信号源、例えば発振器8によって励磁電圧� ��して供給されている。2つの二次コイル4a、4 bは、同じ巻き数であり、さらに差動接続さ� �ている。従って、2つの二次コイル4a、4bの出 力信号、例えば出力電圧が、互いの極性が反 対となって合成されるように接続されている 。可動磁芯6が中立位置にあるとき、2つの二� ��コイルの出力電圧は大きさが等しいので、� ��次コイル4a、4bの合成出力電圧は零である。 可動磁芯6がスライドすると、その移動方向� �従って二次コイル4a、4bの一方の出力電圧が� ��きくなり、他方の出力電圧が小さくなり、� ��成出力電圧は、可動磁芯とコイルの相対位� ��に比例した、正相または逆相の出力電圧と� ��る。

 図1に示すように、可動磁芯6は、筒状体� �例えば円筒部10内に、その軸線に沿って移動 可能に配置されている。円筒部10は、常磁性� ��金属または樹脂やセラミックである。可動� ��芯6の一端は、ロッド12を介して流体バルブ� ��可動部分に接続されている。

 この円筒部10の外周面に一次コイル2が巻� ��されている。一次コイル2は、円筒部10の外� ��面の一端から他端まで外周面を包囲するよ� ��に、ソレノイド巻きされている。一次コイ� ��2は、それの巻線の線径と巻線ピッチとが一 致する密着巻きされ、この実施形態では二層 に巻回されている。

 一次コイル2の外周側に円筒状の区画壁14� ��形成されている。区画壁14は、円筒部10と同 心に配置されている。区画壁14の外周面に二� ��コイル4a、4bが巻回されている。区画壁14も� ��磁性体金属や樹脂やセラミック製である。� ��次コイル4aは、円筒部10の中央から円筒部10� ��一方の端部側まで巻回されている。二次コ� ��ル4bは、円筒部10の中央から円筒部10の他方� ��端部側まで巻回されている。二次コイル4a� �4bは、1つの導線を円筒部10に巻回することに よって構成されている。従って、円筒部10の� ��央部において二次コイル4a、4bは結合されて いる。また、二次コイル4a、4bの巻き方向は� �いに反対にされている。これら二次コイル4a 、4bは、これらの巻線である導線の線径より� ��巻線のピッチの方が広くなるように、巻回� ��れている。そのため、これら二次コイル4a� �4bの合計の巻き数は、一次コイル2の一層の� �き数よりも少ない。

 しかも、円筒部10の両端部付近の二次コ� �ル4a、4bの巻線ピッチが、円筒部10の中途、� �えば中央部付近の巻線ピッチよりも狭い。� �筒部10及び区画壁14は、その長さ方向に沿っ� ��複数、例えば10個のセクション16a乃至16jに� �間隔に区画されている。セクション16a乃至16 jは、円筒部10の一方の端部側から他方の端部 側に順に並んでいる。二次コイル4aには、円� ��部10の一方の端部側から中央部までのセク� �ョン16a乃至16eが割り当てられている。二次� �イル4bには、円筒部10の中央部から他方の端� ��までのセクション16f乃至16jが割り当てられ� ��いる。

 二次コイル4aでは、セクション16eにおけ� �巻き数は1である。セクション16dにおけるル� ��プの巻き数は2で、セクション16dにおける巻 線ピッチは互いに等しい。セクション16cにお ける巻き数は3で、セクション16cにおける巻� �ピッチは互いに等しい。セクション16bにお� �る巻き数は4で、セクション16bにおける巻線� ��ッチは等しい。セクション16aにおける巻き� ��は5で、セクション16aにおける巻線ピッチは 等しい。各セクション16a乃至16eの長さは等し く、巻き数はセクション16eから16aに向かうに 従って順に増加しているので、巻線ピッチも セクション16eから16aに向かうに従って順に狭 くなり、円筒部10の一端部側ほど中央部より� ��線密度が大きくなっている。

 二次コイル4bは、二次コイル4aに対して、 セクション16e及び16fの境界を通って円筒部10� ��軸線に垂直な線を対称軸として、線対称に� ��回されている。これは、二次コイル4a、4bの 巻線の巻き方向を逆にして、差動接続するた めである。この場合でも、二次コイル4bの巻� ��ピッチは、セクション16fから16jに向かうに� ��って順に狭くなり、円筒部10の他端部側ほ� �中央部より巻線密度が大きくなっている。

 例えば、円筒部10のほぼ中央にあるセク� �ョン16eにおける磁束よりも、円筒部の一方� �端部付近であるセクション16aにおける磁束� �小さくても、セクション16aにおける巻き数� �、セクション16eにおける巻き数よりも多い� �で、巻き数を適切に選択すれば、磁束密度� �減るのを補って、出力電圧の直線性を良好� �維持することができる。

 しかも、このように直線性を良好にする� ��とを、一層の二次コイル4a、4bの巻線ピッチ を端部側ほど狭くすることによって端部側ほ ど巻線数を増加させるという手法で行ってい るので、二次コイル4a、4bを多層化する必要� �無い。従って、二次コイル4a、4bの直径を小� ��くすることができ、変位センサを細くする� ��とができ、狭い場所で変位センサを使用可� ��となる。

 更に、セクション16eからセクション16aに� ��またはセクション16fからセクション16jに向� ��うに従って、徐々にこれらセクションにお� ��る巻き数が増加しているので、出力電圧の� ��線性をより良好にすることができる。例え� ��円筒部10のセクション16e、16fからセクショ� �16b、16iまで巻線ピッチを同一として、セク� �ョン16a、16jのみだけ巻線ピッチを他のセク� �ョンの巻線ピッチよりも狭くすることも考� �られる。しかし、これでは、セクション16e� �らセクション16b、セクション16fからセクシ� �ン16iに可動磁心6が向かうに従って、出力電� ��が飽和しやすくなる。その結果、セクショ� ��16a、16iに可動磁心6が移動したとき、急激に 出力電圧が増加し、直線性が維持できなくな る可能性がある。そこで、この実施形態では 、各セクションにおいて出力電圧の増分が等 しくなるように、セクション16eからセクショ ン16aまたはセクション16fからセクション16jに 向かうに従って徐々にセクションにおける巻 き数を増加させている。

 また、二次コイル4a、4bの巻き数は、これ らを密着巻きした場合よりも少なく、その結 果、この変位センサの出力インピーダンスを 低く維持できる。出力インピーダンスを低く 維持できるので、発振器8から供給する励磁� �圧の周波数を高くした場合でも、この変位� �ンサがその負荷から受ける影響が少ない。� �荷が低インピーダンスであっても、変位セ� �サの出力電圧は、殆ど負荷の影響を受けな� �。このように発振器8の周波数を高くするこ� ��ができるので、一次コイル2の巻き数も少な くすることができ、一次コイル2の巻回も容� �になるし、一次コイル2の直径も小さくでき� ��さらに変位センサを細くすることができる� ��

 各セクション16a乃至16jのうち同じセクシ� ��ン内では巻線ピッチは同一であるので、自� ��巻線機によって自動的に巻線を巻回するこ� ��ができ、巻回が容易になり、製造コストも� ��下させられる。

 なお、図1では、二次巻線4a、4bを差動接� �するために、二次コイル4a、4bは線対称に巻� ��したが、差動接続せずに、二次コイル4a、4b を同じ巻線方向に巻回することもできる。こ の場合でも、端部側の巻線ピッチを中央部側 よりも狭くして、端部側での巻線密度を大き くする。この場合には、図3に示すように、� �次巻線4a、4bの出力電圧を図示していない差� ��増幅器に供給して、差動増幅する。

 第2の実施形態の変位センサを図4に示す� �この実施形態の変位センサでは、各セクシ� �ン16a乃至16jの境界に隔壁18a乃至18iを設けた� �外、第1の実施形態の変位センサと同様に構� ��されている。同一部分には同一符号を付し� ��、その説明を省略する。

 第3の実施形態の変位センサを図5に示す� �この実施形態の変位センサは、各セクショ� �16a乃至16jの幅を不均一にしたものである。� �の構成は、第1の実施形態と同様に構成され� ��いる。同一部分には同一符号を付して、そ� ��説明を省略する。各セクション16a乃至16jの� ��の不均一は、具体的には、中央部にあるセ� ��ション16e、16fの幅が最も長く、これらから� ��部にあるセクション16a、16jに向かうに従っ� ��セクションの幅が短くされている。従って� ��巻線ピッチを狭くする巻線が位置するセク� ��ョンほど幅が短く、端部で一次側が作る磁� ��が減少し、巻き線ピッチに見合った出力電� ��の増加が期待できない位置で、巻き線ピッ� ��を細かく制御できるようになり、直線性を� ��好にすることが容易になる。

 第4の実施形態の変位センサを図6及び図7� ��示す。上記の各実施形態では、二次コイル4 a、4bは、全体にわたって密着巻きされていな いので、全体にわたって密着巻きした場合と 比較して、巻き数が少なく、変位センサの感 度が低くなる。そこで、この変位センサでは 、感度を増加させるために、図6に示すよう� �、端部付近から中央側に向かうセクション16 a、16b、16c、16h、16i、16jにおける二次巻線4a、 4bの巻線を、各巻線が密着している密着巻線� ��としてある。これら密着巻線部のうちセク� ��ョン16a、16b、16i、16jにあるものの周囲に、� ��線ピッチが各巻線の直径よりも広い巻線ピ� ��チの第2巻線、例えば付属コイル18a、18bを巻 回してある。付属コイル18aでも、セクション 16bの巻線ピッチが広く、セクション16aの巻線 ピッチが狭く、その結果、巻き数が多い。付 属コイル18bでも、セクション16iの巻線ピッチ が広く、セクション16jの巻線ピッチが狭く、 巻き数が多い。付属コイル18aの巻線方向は、 二次コイル4aと同じであり、付属コイル18bの� ��線方向は、二次コイル4bと同じである。従� �て、付属コイル18aと18bとでは、巻く方向が� �である。

 図7に示すように、付属コイル18aは、二次 コイル4aと直列に接続され、付属コイル18bは� ��二次コイル4bと直列に接続されている。こ� �ように構成することによって、巻線数が増� �し、感度を高めることができる。他の構成� �、第1の実施形態と同様であるので、同一部� ��には同一符号を付して、その説明を省略す� ��。

 上述の各実施形態によれば、巻き数を低� ��することができるので、加工工数および部� ��コストを低減できる。また、各セクション1 6a乃至16jは、実際に設けずに仮想的に形成す� ��ことで、隔壁14を省くことができ、コスト� �低減できる。

 上記の各実施形態の変位センサでは、セ� ��ションの数を10としたが、これに限ったも� �ではなく、その数は任意に変更することが� �き、10よりも増加させることも減少させるこ ともできる。また、上記の各実施形態におけ る各セクションにおける巻き数は、単なる一 例に過ぎず、種々の変更が可能である。

 上記の各実施形態では、二次コイル4a、4b は同一セクション内では同一巻線ピッチとし 、外側にあるセクションほど巻線ピッチを小 さくしたが、同一セクション内においても巻 線ピッチを異ならせることも可能である。ま た、上記の各実施形態では複数のセクション を設け、同一セクション内では巻線ピッチを 同一としたが、セクションを設けずに、円筒 部10の中央から両端部に向かうに従って徐々� ��巻線ピッチを狭くすることも可能である。� ��た、上記の各実施形態では、2つの二次コイ ル4a、4bを使用したが、最低限度1つの二次コ� ��ルだけを使用することもできる。この場合� ��、1つの二次コイルの両端部付近の巻線ピッ チを中央付近よりも狭くする。また、一次コ イル2と二次コイル4a、4bとを設けたが、例え� ��1つの筒状体に巻回され、直列接続された2� �のコイルと筒状体内をその軸線方向に沿っ� �移動する可動磁性体とを有する構造で、コ� �ルと可動磁性体との相対位置が変化するこ� �によって、コイルのインピーダンスが変化� �、コイルの直列接続した接続点から取り出� �出力信号が変位に比例する変位センサを使� �することもできる。この場合でも、2つのコ� ��ルの両端部の巻線の巻線ピッチが中央部の� ��線ピッチよりも狭くなるように、2つのコイ ルが巻回される。