JP2018194419A - Linear type differential transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直線型差動変圧器に関する。 The present invention relates to a linear differential transformer.
直線型差動変圧器(LVDT)は、磁性材を含む棒状のプローブを、1次コイル及び2次コイルからなる巻線を有する筒状のボビン内に備えている。そして、直線型差動変圧器では、ボビン内でコアが直線的に変位すると、磁性材によって磁気的に結合される1次コイル及び2次コイルにおける磁気的結合度が変化し、2次コイルに発生する誘導起電力である出力電圧が変化する。直線型差動変圧器は、この変化する出力電圧からプローブの直線的な変位を検出する。 The linear differential transformer (LVDT) includes a rod-like probe containing a magnetic material in a cylindrical bobbin having a winding composed of a primary coil and a secondary coil. In the linear type differential transformer, when the core is linearly displaced in the bobbin, the magnetic coupling degree in the primary coil and the secondary coil that are magnetically coupled by the magnetic material changes, and the secondary coil is changed. The output voltage, which is the induced electromotive force generated, changes. The linear differential transformer detects the linear displacement of the probe from this changing output voltage.
例えば、図4に示すように特許文献1に記載される直線型差動変圧器1は、ボビン2に1次コイル20と一対の2次コイル21が巻回されている。プローブ3に設けられたコア4が、ボビン2内で直線的に変位する。このとき、コア4がボビン2の端部22に近づくと、ケース5外に磁束が漏れるので、直線型差動変圧器1の出力の直線性が悪化する。そのため、2次コイル21のうち、端部22に近い部位に補正コイル巻線を巻き足すことで、出力の直線性を補正することが一般的に行われている。また、直線型差動変圧器1の全長のうち、良好な出力の直線性を維持できる範囲のみを使用し、出力の直線性が悪化する端部22付近を使用しない設計とすることも一般的に行われている。
For example, as shown in FIG. 4, in the linear differential transformer 1 described in Patent Document 1, a primary coil 20 and a pair of secondary coils 21 are wound around a
しかし、補正コイル巻線を巻き足す場合には、安定した出力の直線性を得られるように補正コイル巻線を巻き足すことが難しいため、直線型差動変圧器1の歩留まりの悪化につながるという問題がある。また、端部22付近を使用しない設計とする場合には、長ストロークの直線型差動変圧器1を実現することが難しいという問題がある。
However, when the correction coil winding is added, it is difficult to add the correction coil winding so as to obtain a stable output linearity, which leads to deterioration of the yield of the linear differential transformer 1. There's a problem. Further, when the design is such that the vicinity of the
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、簡単に、歩留まりが良く且つ長ストロークの直線型差動変圧器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a linear differential transformer having a high yield and a long stroke in a simple manner.
上記の課題を解決するために、本発明に係る直線型差動変圧器は、1次コイル及び2次コイルが同軸二層筒状に巻回されケース内に設けられたボビンと、前記ボビンの長手中空部を軸方向に自在に移動可能であるコアと、前記ボビンの第1,第2端部に設けられ、前記ボビンの軸方向に対して直交方向に平面が形成された第1,第2端板とを備え、前記各端板には、第1,第2シールド部材が設けられ、前記各シールド部材により、前記1次コイル及び前記2次コイルから生ずる磁束の前記ケース外に対する漏れを遮蔽する構成であり、また、前記各シールド部材の材質がパーマロイである構成であり、また、各シールド部材は、輪状に設けられている構成である。 In order to solve the above problems, a linear differential transformer according to the present invention includes a bobbin in which a primary coil and a secondary coil are wound in a coaxial two-layer cylindrical shape and provided in a case; A core that is freely movable in the axial direction in the longitudinal hollow portion, and first and second ends that are provided at the first and second end portions of the bobbin and that are formed in a plane perpendicular to the axial direction of the bobbin. A second end plate, and each end plate is provided with first and second shield members, and leakage of magnetic flux generated from the primary coil and the secondary coil to the outside of the case by the shield members. The shield member is made of permalloy, and the shield members are provided in a ring shape.
本発明に係る直線型差動変圧器によれば、前記ボビンの第1,第2端部に設けられ、前記ボビンの軸方向に対して直交方向に平面が形成された第1,第2端板を備え、前記各端板には、第1,第2シールド部材が設けられ、前記各シールド部材により、前記1次コイル及び前記2次コイルから生ずる磁束の前記ケース外に対する漏れを遮蔽する構成であるので、簡単に、歩留まりが良く且つ長ストロークの直線型差動変圧器とすることができる。 According to the linear differential transformer of the present invention, the first and second ends provided at the first and second ends of the bobbin and having a plane formed in a direction orthogonal to the axial direction of the bobbin. A plate, and each end plate is provided with first and second shield members, and each shield member shields leakage of magnetic flux generated from the primary coil and the secondary coil to the outside of the case. Therefore, a linear differential transformer having a high yield and a long stroke can be easily obtained.
以下、本発明の実施の形態に係る直線型差動変圧器について添付図面の図1〜図3に基づいて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る直線型差動変圧器の概略断面図である。
図1に示すように、直線型差動変圧器10には、ボビン2、1次コイル20,2次コイル21、プローブ3、コア4、ケース5、第1端板60a、第2端板60b、が設けられている。前記プローブ3は、前記ボビン2に挿通され、前記ボビン2の長手中空部23内を進退自在に設けられている。前記プローブ3の先端に、コア4が設けられている。前記コア4は、前記プローブ3の進退とともに、前記長手中空部23内において直線的に変位される。
Hereinafter, a linear differential transformer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to a part the same as that of a prior art example, or equivalent.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a linear differential transformer according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the linear differential transformer 10 includes a
前記ボビン2には、前記1次コイル20と前記2次コイル21とが巻回されている。前記1次コイル20と前記2次コイル21とは、前記ボビン2の外周に同軸二層筒状に構成され、前記ボビン2の外周に対して、前記1次コイル20が前記ボビン2の外周に直接設けられ、前記2次コイル21が前記1次コイル20の外周に図示しない絶縁部材を介して設けられている。前記1次コイル20は、図示しない交流電源に接続されている。前記2次コイル21は、図示しない電圧センサに接続されている。前記コア4と、前記1次コイル20と、前記2次コイル21とは、公知の直線型差動変圧器を構成している。
The primary coil 20 and the secondary coil 21 are wound around the
前記ボビン2の第1端部22aに前記第1端板60aが、第2端部22bに前記第2端板60bが設けられている。前記第1,第2端板60a,60bは、中心に穴61が形成された輪状であり、前記第1,第2端部22a,22bが前記穴61に挿入されている。また、前記第1,第2端板60a,60bは、例えば絶縁材であるPBT樹脂等の公知の樹脂で成形されている。前記第1,第2端板60a,60bには、前記ボビン2の軸方向に対して直交方向に、平面が成形されている。
The first end plate 60a is provided at the first end 22a of the
図2の(a)に示すように、前記第1端板60aの平面のうち、前記ボビン2の端部側の平面である第1平面62aに埋め込まれるように磁性材料からなる輪状の第1シールド部材63aが設けられている。また、図2の(b)に示すように、前記第2端板60bの平面のうち、前記ボビン2の端部側の平面である第2平面62bに埋め込まれるように磁性材料からなる輪状の第2シールド部材63bが設けられている。第1,第2シールド部材63a,63bは、例えばパーマロイ等の透磁率の高い材料で成形されている。
As shown in FIG. 2A, a ring-shaped first made of a magnetic material so as to be embedded in a first plane 62a which is a plane on the end side of the
図1に示すように、筒状の前記ケース5は、前記2次コイル21、前記第1端板60a及び前記第2端板60bの外側に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
次に、この実施の形態に係る直線型差動変圧器10の動作を説明する。
前記1次コイル20に交流電流が流れると、前記1次コイル20及び前記2次コイル21から磁束が生じる。磁束は、前記コア4と、前記1次コイル20と、前記2次コイル21とを通り、磁気回路を構成する。そして、前記プローブ3が前記ボビン2の軸方向に移動して、前記コア4が前記第1端部22aに近づいた場合は、磁束が透磁率の高い前記第1シールド部材63aを通りやすいため、前記第1端部22aの付近から前記ケース5の外部に漏れる磁束が、遮蔽されて軽減される。
Next, the operation of the linear differential transformer 10 according to this embodiment will be described.
When an alternating current flows through the primary coil 20, magnetic flux is generated from the primary coil 20 and the secondary coil 21. The magnetic flux passes through the core 4, the primary coil 20, and the secondary coil 21 to form a magnetic circuit. When the
また、前記コア4が前記第2端部22bに近づいた場合は、磁束が透磁率の高い前記第2シールド部材63bを通りやすいため、前記第2端部22bの付近から前記ケース5の外部に漏れる磁束が、前記第2シールド部材63bにより遮蔽されて軽減される。
Further, when the core 4 approaches the second end 22b, the magnetic flux easily passes through the second shield member 63b having a high magnetic permeability, and therefore, from the vicinity of the second end 22b to the outside of the
このため、図3に実線で示す前記第1端部22a及び前記第2端部22bでの前記直線型差動変圧器10の直線性が、点線で示す従来の直線型差動変圧器よりも向上する。 Therefore, the linearity of the linear differential transformer 10 at the first end 22a and the second end 22b shown by solid lines in FIG. 3 is more than that of the conventional linear differential transformer shown by dotted lines. improves.
このように、前記ボビン2の前記第1,第2端部22a,22bに、前記ボビン2の軸方向に対して直交方向に平面が形成された前記第1,第2端板60a,60bを備え、前記第1,第2端板60a,60bには、前記第1,第2シールド部材63a,63bが設けられ、前記第1,第2シールド部材63a,63bにより、前記1次コイル20及び前記2次コイル21から生ずる磁束の前記ケース5外に対する漏れを遮蔽する構成であるので、前記1次コイル20及び前記2次コイル21に対して補正コイルを巻き足すという難しい作業をする必要がなく、簡単に、歩留まりが良く且つ長ストロークの直線型差動変圧器とすることができる。
As described above, the first and second end plates 60a and 60b, in which the first and second end portions 22a and 22b of the
また、前記第1,第2シールド部材63a,63bがパーマロイであるので、透磁率が高く、前記ケース5の外に漏れる磁束を遮蔽することができる。
Further, since the first and second shield members 63a and 63b are permalloy, the magnetic permeability is high, and the magnetic flux leaking out of the
なお、この実施の形態では、前記第1,第2シールド部材63a,63bの材料がパーマロイであったが、高い透磁率を有する磁性材料であれば、他の材料を用いてもよい。また、前記第1,第2端板60a,60bはPBT樹脂等で成形されていたが、他の適当な公知の絶縁材料を用いてもよい。 In this embodiment, the material of the first and second shield members 63a and 63b is permalloy. However, other materials may be used as long as they have a high magnetic permeability. The first and second end plates 60a and 60b are formed of PBT resin or the like, but other appropriate known insulating materials may be used.
また、この実施の形態では、前記第1,第2端板60a,60bと前記第1,第2シールド部材63a,63bは輪状に設けられていたが、例えば多角形状等の他の形状であってもよい。さらに、前記第1,第2シールド部材63a,63bが前記第1,第2端板60a,60bに埋め込まれるように設けられていたが、例えば前記第1,第2端板60a,60bの表面へ前記第1,第2シールド部材63a,63bを接着する等の他の適当な方法で設けられていてもよい。 In this embodiment, the first and second end plates 60a and 60b and the first and second shield members 63a and 63b are provided in a ring shape, but may have other shapes such as a polygonal shape. May be. Further, the first and second shield members 63a and 63b are provided so as to be embedded in the first and second end plates 60a and 60b. For example, the surfaces of the first and second end plates 60a and 60b are provided. The first and second shield members 63a and 63b may be provided by other appropriate methods.
なお、本発明による直線型差動変圧器の要旨としては、以下の通りである。すなわち、前記1次コイル20及び前記2次コイル21が同軸二層筒状に巻回されケース5内に設けられた前記ボビン2と、前記ボビン2の長手中空部23を軸方向に自在に移動可能である前記コア4と、前記ボビン2の第1,第2端部22a,22bに、前記ボビン2の軸方向に対して直交方向に平面が形成された前記第1,第2端板60a,60bとを備え、前記第1,第2端板60a,60bには、前記第1,第2シールド部材63a,63bが設けられ、前記第1,第2シールド部材63a,63bにより、前記1次コイル20及び前記2次コイル21から生ずる磁束の前記ケース5外に対する漏れを遮蔽する構成であり、また、前記第1,第2シールド部材63a,63bの材質がパーマロイである構成であり、また、前記第1,第2シールド部材63a,63bは、輪状に設けられているように構成されている。
The gist of the linear differential transformer according to the present invention is as follows. That is, the primary coil 20 and the secondary coil 21 are wound in a coaxial double-layered cylindrical shape so that the
本発明による直線型差動変圧器は、1次コイル及び2次コイルが同軸二層筒状に巻回されケース内に設けられたボビンと、ボビンの中心軸内部を軸方向に自在に移動可能であるコアと、ボビンの第1,第2端部に設けられ、ボビンの軸方向に対して直交方向に平面が形成された第1,第2端板とを備え、第1,第2端板には、第1,第2シールド部材が設けられ、第1,第2シールド部材により、1次コイル及び2次コイルから生ずる磁束のケース外に対する漏れを遮蔽する構成であるので、簡単に、歩留まりが良く且つ長ストロークの直線型差動変圧器とすることができる。 The linear differential transformer according to the present invention is capable of moving freely in the axial direction within a bobbin provided in a case in which a primary coil and a secondary coil are wound in a coaxial double-layered cylindrical shape, and inside the central axis of the bobbin And a first and second end plate provided at the first and second end portions of the bobbin and having a plane formed in a direction perpendicular to the axial direction of the bobbin. The plate is provided with first and second shield members, and the first and second shield members are configured to shield the leakage of magnetic flux generated from the primary coil and the secondary coil to the outside of the case. A linear differential transformer having a good yield and a long stroke can be obtained.
2 ボビン
4 コア
5 ケース
10 直線型差動変圧器
20 1次コイル
21 2次コイル
22a 第1端部
22b 第2端部
23 長手中空部
60a 第1端板
60b 第2端板
63a 第1シールド部材
63b 第2シールド部材
2 bobbin 4
Claims (3)
前記ボビン(2)の長手中空部(23)を軸方向に自在に移動可能であるコア(4)と、
前記ボビン(2)の第1,第2端部(22a,22b)に設けられ、前記ボビン(2)の軸方向に対して直交方向に平面が形成された第1,第2端板(60a,60b)と
を備え、
前記各端板(60a,60b)には、第1,第2シールド部材(63a,63b)が設けられ、前記各シールド部材(63a,63b)により、前記1次コイル(20)及び前記2次コイル(21)から生ずる磁束の前記ケース(5)外に対する漏れを遮蔽する構成としたこと
を特徴とする直線型差動変圧器。 A bobbin (2) provided in a case (5) in which a primary coil (20) and a secondary coil (21) are wound in a coaxial double-layer cylindrical shape;
A core (4) that is freely movable in the axial direction in the longitudinal hollow portion (23) of the bobbin (2);
First and second end plates (60a) provided on the first and second end portions (22a, 22b) of the bobbin (2) and having a plane formed in a direction orthogonal to the axial direction of the bobbin (2). 60b),
The end plates (60a, 60b) are provided with first and second shield members (63a, 63b), and the primary coil (20) and the secondary coil are formed by the shield members (63a, 63b). A linear differential transformer characterized in that the magnetic flux generated from the coil (21) is configured to shield leakage from outside the case (5).
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JP2017098061A JP2018194419A (en) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Linear type differential transformer |
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