JP2009270826A - 差動トランス - Google Patents

Abstract

【課題】従来の差動トランスは、ガイド部材の外周全域にわたってボビンチューブの前記内周面との間に隙間が形成される構成であるので、外部から強い衝撃がボビンチューブに加わると、プローブ体が振れてしまい、プローブ体全体がボビンチューブに衝突してしまう。
【解決手段】本発明による差動トランスは、磁性体コア２２の先端側２２ａ及び後端側２２ｂに第１及び第２ガイド部材２４，２５を取り付けるとともに、第１及び第２ガイド部材２４，２５の外周にボビンチューブ１０の内周面１２との間の隙間を埋める充填部４０を設け、径方向Ｂに係る前記プローブ体２０の変位を規制して、前記径方向Ｂに係るプローブ体２０の位置を固定する。
【選択図】図１

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に関し、特に、プローブ体に取り付けられた第１及び第２ガイド部材の外周にボビンチューブの内周面との間の隙間を埋める充填部を設け、径方向に係る前記プローブ体の変位を規制することで、外部からの衝撃によりプローブ体が振れることを防止でき、プローブ体のボビンチューブへの衝突を防止できるようにするための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４及び図５に示すように構成されている。図４は、従来の差動トランスの断面図であり、図５は、図４の差動トランスを示す正面図である。図４において、ボビンチューブ１０の外周には、励磁巻線と出力巻線とからなる周知の検出コイル１１が巻回されており、このボビンチューブ１０の内側には、プローブ体２０が進退自在に挿入されている。プローブ体２０には、非磁性のプローブ部２１と磁性体コア２２とが設けられており、これらプローブ部２１と磁性体コア２２とは、例えば雄ねじ及び雌ねじ等の接続部２３により互いに一体状に接続されている。前記プローブ部２１には、任意の検出対象（図示せず）が接続されており、軸方向Ａに沿う前記磁性体コア２２の変位に伴って前記検出コイル１１の出力電圧が変化される。すなわち、検出コイル１１の出力電圧の変化に基づいて、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。

前記磁性体コア２２の先端側２２ａには、前記磁性体コア２２の外径よりも大きな外径を有する第１ガイド部材２４が配置されている。この第１ガイド部材２４は、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂によりコーティングされた部材であり、前記ボビンチューブ１０内で前記プローブ体２０が傾斜された場合に前記ボビンチューブ１０の内周面１２に沿って摺動される。すなわち、前記第１ガイド部材２４は、前記磁性体コア２２の先端側２２ａを保護している。

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では、第１ガイド部材２４の外周全域にわたって前記ボビンチューブ１０の前記内周面１２との間に隙間３０が形成されているので、外部から強い衝撃がボビンチューブ１０に加わると、プローブ体２０が振れてしまい、プローブ体２０全体がボビンチューブに衝突してしまう。そして、この衝突による衝撃が強い場合、センサとしての特性が変化してしまう可能性がある。

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、外部からの衝撃によりプローブ体が振れることを防止でき、プローブ体のボビンチューブへの衝突を防止できる差動トランスを提供することである。

本発明に係る差動トランスは、外周に検出コイルが巻回されたボビンチューブの内側に、磁性体コアを有するプローブ体が進退自在に挿入されており、前記磁性体コアの軸方向に沿う変位に伴って前記検出コイルの出力電圧が変化される差動トランスであって、前記プローブ体に取り付けられ、前記磁性体コアの先端側及び後端側に配置された第１及び第２ガイド部材を備え、前記第１及び第２ガイド部材の外周には、前記ボビンチューブの内周面との間の隙間を埋めて、径方向に係る前記プローブ体の変位を規制する充填部が設けられている。
また、前記第１及び第２ガイド部材の外周の一部には、前記ボビンチューブの内周面との間にドレイン溝を形成する切り欠きが設けられている。

本発明の差動トランスによれば、プローブ体に取り付けられた第１及び第２ガイド部材の外周にボビンチューブの内周面との間の隙間を埋める充填部を設け、径方向に係る前記プローブ体の変位を規制するので、仮に外部からボビンチューブに衝撃が加わったとしても、プローブ体が振れることを防止でき、プローブ体のボビンチューブへの衝突を防止できる。これによって、センサとしての特性が変化する可能性を回避できる。
また、前記第１及び第２ガイド部材の外周の一部には、前記ボビンチューブの内周面との間にドレイン溝を形成する切り欠きが設けられているので、前記ボビンチューブ内に侵入した水分やゴミなどの異物を外部に排出することができる。従って、前記異物によって前記プローブ体が破損することを防止できるとともに、前記異物によって前記プローブ体の変位が妨げられることを防止できる。

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り、図２は、図１の差動トランスを示す正面図である。なお、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１において、ボビンチューブ１０の外周には、励磁巻線と出力巻線とからなる周知の検出コイル１１が巻回されており、このボビンチューブ１０の内側には、プローブ体２０が進退自在に挿入されている。プローブ体２０には、非磁性のプローブ部２１と磁性体コア２２とが設けられており、これらプローブ部２１と磁性体コア２２とは、例えば雄ねじ及び雌ねじ等の接続部２３により互いに一体状に接続されている。前記プローブ部２１には、任意の検出対象（図示せず）が接続されており、前記磁性体コア２２の軸方向Ａに沿う変位に伴って前記検出コイル１１の出力電圧が変化される。すなわち、検出コイル１１の出力電圧の変化に基づいて、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。

前記磁性体コア２２の先端側２２ａ及び後端側２２ｂには、前記プローブ部２１及び前記磁性体コア２２の外径よりも大きな外径を有する第１及び第２ガイド部材２４，２５が配置されている。前記第１ガイド部材２４は、前記磁性体コア２２の先端側２２ａに設けられたねじ部（図示せず）に螺着されており、前記第２ガイド部材２５は、前記プローブ部２１の外周に設けられた溝部（図示せず）に嵌め付けられている。

ここで、従来の差動トランスでは、ガイド部材２４の外周全域にわたって前記ボビンチューブ１０の内周面１２との間に隙間３０が形成されていたが（図５参照）、この実施の形態の構成では、前記隙間３０を埋める充填部４０が各ガイド部材２４，２５の外周に設けられている。すなわち、充填部４０の外端により構成される前記第１及び第２ガイド部材２４，２５の外径は前記ボビンチューブ１０の内径と実質的に等しく、この例では、前記ボビンチューブ１０の内径が５．００ｍｍであるのに対して、前記第１ガイド部材２４の外径は４．６７ｍｍであり、前記第２ガイド部材２５の外径は４．６６ｍｍである。

また、前記第１及び第２ガイド部材２４，２５の外周の一部には、前記ボビンチューブ１０の内周面１２との間にドレイン溝４２ａを形成する切り欠き４２が設けられている。この実施の形態では、切り欠き４２は、互いに１８０度ずれて配置されている。また、前記切り欠き４２が設けられることで、前記充填部４０は、外端が前記内周面１２に近接された一対の突部４１により構成されている。

次に、前記充填部４０及び前記切り欠き４２の作用について説明する。前述したように、前記充填部４０は、前記隙間３０を埋めており、実質的に前記ボビンチューブ１０の前記内周面１２に接触されている。これにより、前記充填部４０は、径方向Ｂに係る前記プローブ体２０の変位を規制し、前記径方向Ｂに係る前記ボビンチューブ１０に対する前記プローブ体２０の位置を固定している。従って、仮に外部からボビンチューブ１０に衝撃が加わったとしても、プローブ体２０が振れることを防止でき、プローブ体２０のボビンチューブ１０への衝突を防止できる。なお、第１及び第２ガイド部材２４，２５は、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂によりコーティングされており、前記プローブ体２０の変位に伴って前記内周面１２に沿って摺動される。

一方で、前記ボビンチューブ１０内には、水分やゴミなどの異物が侵入し溜まる可能性もある。この実施の形態の構成では、第１及び第２ガイド部材２４，２５の外周の一部に切り欠き４２を設け、前記ボビンチューブ１０の内周面１２との間にドレイン溝４２ａを形成するので、前記ドレイン溝４２ａから前記異物を排出できる。従って、前記異物によって前記プローブ体２０が破損することを防止できるとともに、前記異物によって前記プローブ体２０の変位が妨げられることを防止できる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による差動トランスを示す正面図である。なお、実施の形態１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。実施の形態１では、充填部４０は、互いに１８０度ずれて配置された一対の突部４１から構成されると説明したが、この実施の形態２では、充填部４０は、互いに６０度ずれて配置された３つの突部４１から構成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、互いに６０度ずれて配置された３つの突部４１で構成された充填部４０でも、実施の形態１の構成と同様に、プローブ体２０の振れを防止でき、プローブ体２０のボビンチューブ１０への衝突を防止できる。すなわち、充填部４０の構成は、前記隙間３０を埋めて、径方向Ｂに係る前記プローブ体２０の変位を規制できればよく、突部４１の数は任意である。

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の差動トランスを示す正面図である。 本発明の実施の形態２による差動トランスを示す正面図である。 従来の差動トランスの断面図である。 図４の差動トランスを示す正面図である。

符号の説明

１０ ボビンチューブ
１１ 検出コイル
１２ 内周面
２０ プローブ体
２２ 磁性体コア
２２ａ 先端側
２２ｂ 後端側
２４，２５ 第１及び第２ガイド部材
３０ 隙間
４０ 充填部
４２ 切り欠き
４２ａ ドレイン溝
Ａ 軸方向
Ｂ 径方向

Claims (2)

1. 外周に検出コイル（１１）が巻回されたボビンチューブ（１０）の内側に、磁性体コア（２２）を有するプローブ体（２０）が進退自在に挿入されており、前記磁性体コア（２２）の軸方向（Ａ）に沿う変位に伴って前記検出コイル（１１）の出力電圧が変化される差動トランスであって、
   前記プローブ体（２０）に取り付けられ、前記磁性体コア（２２）の先端側（２２ａ）及び後端側（２２ｂ）に配置された第１及び第２ガイド部材（２４，２５）
   を備え、
   前記第１及び第２ガイド部材（２４，２５）の外周には、前記ボビンチューブ（１０）の内周面（１２）との間の隙間（３０）を埋めて、径方向（Ｂ）に係る前記プローブ体（２０）の変位を規制する充填部（４０）が設けられていることを特徴とする差動トランス。
2. 前記第１及び第２ガイド部材（２４，２５）の前記外周の一部には、前記ボビンチューブ（１０）の前記内周面（１２）との間にドレイン溝（４２ａ）を形成する切り欠き（４２）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の差動トランス。

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