JP2008172071A

JP2008172071A - 差動トランスの製作方法

Info

Publication number: JP2008172071A
Application number: JP2007004562A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Hara; 康文原
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】従来の差動トランスの製作方法では、一次コイル上に第１の二次コイルを形成し、その第１の二次コイルの上に第２の二次コイルを形成するので、各コイルをその順番通りしか形成できず、差動トランスの製作時間が長くなっていた。
【解決手段】本発明に係る差動トランスの製作方法は、円筒一次コイル１と凸形二次コイル２と凹形二次コイル３とを予め個々に形成しておき、前記円筒一次コイル１の外周に前記凸形二次コイル２を装着するとともに、前記凸形二次コイル２の外周に前記凹形二次コイル３を装着し、前記各コイル１〜３により三層状の検出コイル７を形成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、検出対象の直線移動量を検出する差動トランスの製作方法に関し、特に、一次コイルと第１及び第２の二次コイルとを予め個々に形成しておき、該形成されている一次コイルと第１及び第２の二次コイルとをボビンに装着することで、組み立てを簡略化し、製作時間を短縮できる新規な改良に関するものである。

今日、産業分野において機械量の正確な測定は制御技術に欠かせないものとなっており、機械的なストロークを電気信号に変換するセンサとして差動トランス（ＬＶＤＴ）が挙げられる。センサは過酷な環境で使用されることも多く耐環境性が求められるが、前記差動トランスは振動や衝撃をはじめとした耐環境性に優れる構造を有している。

従来用いられていたこの種の差動トランスは、下記の非特許文献にも示されているが、一般に図８及び図９に示すように構成されている。図８は、従来の差動トランスを示す回路図である。図において、差動トランスは、１つの一次コイル１と、第１及び第２の二次コイル２，３と、検出対象（図示せず）に接続された磁性体コア４とから構成されており、前記一次コイル１に電圧が印加されることで前記第１及び第２の二次コイル２，３が励磁され、前記磁性体コア４の変位によって変化する前記第１及び第２の二次コイル２，３の出力電圧に基づいて前記検出対象の直線移動量を検出できるように構成されている。

次に、図９は、図８の差動トランスの要部構造を示す断面図である。図において、円筒状のボビン５は端板６に組み付けられている。前記一次コイル１は前記ボビン５に巻線が巻回されることで形成され、前記第１の二次コイル２は前記一次コイル１の上に巻線が巻回されることで形成され、前記第２の二次コイル３は前記第１の二次コイル２の上に巻線が巻回されることで形成されている。すなわち、前記各コイル１〜３によって三層状の検出コイル７が構成されている。

西口譲著新光電子株式会社編「差動トランス〜その性能と利用技術について」昭和４６年４月３０日初版新光電機株式会社編「差動変圧器ハンドブック」

上記のような従来の差動トランスの製作方法では、一次コイル１上に第１の二次コイル２を形成し、その第１の二次コイル２の上に第２の二次コイル３を形成しているので、各コイル１〜３をその順番通りしか形成できず、巻線機による巻線時間を短縮することが難しく、差動トランスの製作時間が長くなっていた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、製作時間を短縮できる差動トランスの製作方法を提供することである。

本発明に係る差動トランスの製作方法は、一次コイルに電圧が印加されることで第１及び第２の二次コイルが励磁されるとともに、前記第１及び第２の二次コイルの出力電圧が磁性体コアの変位に応じて変化される差動トランスの製作方法であって、前記一次コイルと前記第１及び第２の二次コイルとを予め個々に形成しておき、前記一次コイルの外周に前記第１の二次コイルを装着するとともに、前記第１の二次コイルの外周に前記第２の二次コイルを装着し、前記各コイルにより三層状の検出コイルを形成する。
また、前記一次コイルは、ボビン挿通孔を有する筒形に巻線を巻回することで形成し、前記第１の二次コイルは、前記一次コイルが挿通される一次コイル挿通孔を有し、一端から他端に向けて外周面がテーパ状に変化する筒形に巻線を巻回することで形成し、前記第２の二次コイルは、一端から他端に向けて内周面がテーパ状に変化しており、前記第１の二次コイルが嵌合される二次コイル挿通孔を有する筒形に巻線を巻回することで形成する。
また、前記外周面及び内周面は階段状に変化する前記テーパ状をなしている。
また、前記外周面及び内周面は直線状に変化する前記テーパ状をなしている。

本発明の差動トランスの製作方法によれば、前記一次コイルと前記第１及び第２の二次コイルとを予め個々に形成しておき、前記一次コイルの外周に前記第１の二次コイルを装着するとともに、前記第１の二次コイルの外周に前記第２の二次コイルを装着し、前記各コイルにより三層状の検出コイルを形成するので、組み立てを簡略化することができ、製作時間を短縮できる。これによって、組み立てを省力化でき、製造コストを低減できる。
また、前記一次コイルは、前記一次コイルは、ボビン挿通孔を有する筒形に巻線を巻回することで形成し、前記第１の二次コイルは、前記一次コイルが挿通される一次コイル挿通孔を有し、一端から他端に向けて外周面がテーパ状に変化する筒形に巻線を巻回することで形成し、前記第２の二次コイルは、一端から他端に向けて内周面がテーパ状に変化しており、前記第１の二次コイルが嵌合される二次コイル挿通孔を有する筒形に巻線を巻回することで形成するので、より容易に各コイルをボビンに装着することができ、より確実に製作時間を短縮できる。
また、前記外周面及び内周面は階段状に変化する前記テーパ状をなしているので、巻線機による巻線をより容易にすることができ、より確実に製作時間を短縮できる。
また、前記外周面及び内周面は直線状に変化する前記テーパ状をなしているので、磁性体コアの変位による各二次コイルの出力電圧の変化をより滑らかにでき、移動量検出の精度をより高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による差動トランスの断面図である。尚、従来の差動トランスと同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、円板状の端板６の外周には筒状ステータ８が立設されており、これら端板６及び筒状ステータ８によりガイド９が構成されている。前記端板６の中央には筒状のボビン５が立設されており、このボビン５の外周には円筒一次コイル１（一次コイル）が装着され、この円筒一次コイル１の外周には凸形二次コイル２（第１の二次コイル）が装着され、この凸形二次コイル２の外周には凹形二次コイル３（第２の二次コイル）が装着され、こられ各コイル１〜３によって三層状の検出コイル７が形成されている。ここで、図示はしていないが、ボビン５内には、検出対象に接続された磁性体コアが進退自在に設けられている。そして、円筒一次コイル１に電圧が印加されることで各二次コイル２，３が励磁され、前記磁性体コア４の変位によって変化する各二次コイル２，３の出力電圧に基づいて前記検出対象の直線移動量を検出できるように構成されている。

次に、図２は図１の円筒一次コイル１の断面及び平面を示す図であり、図３は図１の凸形二次コイル２の断面及び平面を示す図であり、図４は図１の凹形二次コイル３の断面及び平面を示す図である。図に示すように、前記円筒一次コイル１は、前記ボビン５が挿通されるボビン挿通孔１ａを有する筒形に、例えば６〜１０層程度巻線が巻回されることで形成されている。また、前記凸形二次コイル２は、前記円筒一次コイル１が挿通される一次コイル挿通孔２ａを有し、一端から他端に向けて外周面２ｂが階段状のテーパ状に変化する筒形に巻線が巻回されることで形成されている。また、前記凹形二次コイル３は、一端から他端に向けて内周面３ｂが階段状のテーパ状に変化しており、前記凸形二次コイル２が嵌合される二次コイル挿通孔３ａを有する筒形に巻線が巻回されることで形成されている。尚、前記凸形二次コイル２及び前記凹形二次コイル３は、各々外周面２ｂ及び内周面３ｂが前述のように階段状のテーパ状ではなく、直線状のテーパ状に変化するように形成されていてもよい。また、各コイル１〜３にはリード線１０が設けられており、図２〜図４でリード線１０に付したａ〜ｆは、図８の各端子に対応している。

次に、前記差動トランスの製作方法について説明する。この実施の形態の差動トランスの製作方法では、前記各コイル１〜３を予め個々に形成しておき、前記各コイル１〜３を図１のようにボビン５等に互いに嵌合させて組み付けることによって差動トランスを製作する。以下、各工程について図を用いて説明する。

図５は図３の凸形二次コイル２の製作工程を示す工程図であり、図６は図４の凹形二次コイル３の製作工程を示す工程図である。凸形二次コイル２を製作する場合、円柱状の軸を準備し該軸に巻線を巻回する。このとき、軸の一端から他端に向けて巻回数を調整することで、外周面２ｂがテーパ状に段階的に変化するように凸形二次コイル２を形成する。その次に、例えばワニス及び絶縁テープ等の絶縁素材で凸形二次コイル２の外周面２ｂ及び内周面に絶縁処理を施し、該凸形二次コイル２を完成させる。凹形二次コイル３を製作する場合は、段部が設けられた円柱状の軸を準備し、内周面３ｂがテーパ状に段階的に変化するように前記軸に巻線を巻回する。その後、絶縁処理を施し、凹形二次コイル３を完成させる。尚、円筒一次コイル１の製作工程についても同様である。

図７は、図１の差動トランスの製作工程を示す工程図である。差動トランス全体を製作する場合、端板６及び筒状ステータ８からなるガイド９にボビン５を組み付けた後に、該ボビン５の外周に円筒一次コイル１を装着する。その次に、前記円筒一次コイル１の外周に凸形二次コイル２を装着するとともに、この凸形二次コイル２の外周に凹形二次コイル３を装着し、各コイル１〜３によって三層状の検出コイル７を形成する。

本発明の実施の形態１による差動トランスの断面図である。図１の円筒一次コイルの断面及び平面を示す図である。図１の凸形二次コイルの断面及び平面を示す図である。図１の凹形二次コイルの断面及び平面を示す図である図３の凸形二次コイルの製作工程を示す工程図である。図４の凹形二次コイルの製作工程を示す工程図である。図１の差動トランスの製作工程を示す工程図である。従来の差動トランスを示す回路図である。図８の差動トランスの要部構造を示す断面図である。

符号の説明

１円筒一次コイル（一次コイル）、１ａボビン挿通孔、２凸形二次コイル（二次コイル）、２ａ一次コイル挿通孔、２ｂ外周面、３凹形二次コイル、３ａ二次コイル挿通孔、３ｂ内周面、４磁性体コア、７検出コイル。

Claims

一次コイル（１）に電圧が印加されることで第１及び第２の二次コイル（２，３）が励磁されるとともに、前記第１及び第２の二次コイル（２，３）の出力電圧が磁性体コア（４）の変位に応じて変化される差動トランスの製作方法であって、
前記一次コイル（１）と前記第１及び第２の二次コイル（２，３）とを予め個々に形成しておき、前記一次コイル（１）の外周に前記第１の二次コイル（２）を装着するとともに、前記第１の二次コイル（２）の外周に前記第２の二次コイル（３）を装着し、前記各コイルにより三層状の検出コイル（７）を形成することを特徴とする差動トランスの製作方法。
前記一次コイル（１）は、ボビン挿通孔（１ａ）を有する筒形に巻線を巻回することで形成し、
前記第１の二次コイル（２）は、前記一次コイル（１）が挿通される一次コイル挿通孔（２ａ）を有し、一端から他端に向けて外周面（２ｂ）がテーパ状に変化する筒形に巻線を巻回することで形成し、
前記第２の二次コイル（３）は、一端から他端に向けて内周面（３ｂ）がテーパ状に変化しており、前記第１の二次コイル（２）が嵌合される二次コイル挿通孔（３ａ）を有する筒形に巻線を巻回することで形成することを特徴とする請求項１記載の差動トランスの製作方法。
前記外周面（２ｂ）及び内周面（３ｂ）は階段状に変化する前記テーパ状をなしていることを特徴とする請求項２記載の差動トランスの製作方法。
前記外周面（２ｂ）及び内周面（３ｂ）は直線状に変化する前記テーパ状をなしていることを特徴とする請求項２記載の差動トランスの製作方法。