JP3122851B2 - 線形位置移動式トランスデューサ - Google Patents
線形位置移動式トランスデューサInfo
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トランスデューサ、特
に、線形移動を測定するためのトランスデューサに関す
るものである。
に、線形移動を測定するためのトランスデューサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】１９８７年５月１９日に発行された米国
特許明細書第４，６６７，１５８号におけるロバート
Ｗ．レドリッチの「線形位置移動式トランスデューサ及
び信号プロセッサ」では、直線移動を測定するためのト
ランスデューサを開示している。前記トランスデューサ
の種々の実施例が、前記特許に開示されており、その特
許明細書の記載及び図面を例として従来例を説明する。
特許明細書第４，６６７，１５８号におけるロバート
Ｗ．レドリッチの「線形位置移動式トランスデューサ及
び信号プロセッサ」では、直線移動を測定するためのト
ランスデューサを開示している。前記トランスデューサ
の種々の実施例が、前記特許に開示されており、その特
許明細書の記載及び図面を例として従来例を説明する。
【０００３】概ね、図１及び図２に前記トランスデュー
サを示す。前記トランスデューサは、中空管状ボビン１
（プラスチックのような電気的絶縁素材からなる）と、
前記ボビン１の外周面に沿って取り囲んでいる螺旋コイ
ル２（銅のような良質な導体）と、前記ボビン１内を軸
線方向に可動し得る円筒状ロッドあるいは管３（銅ある
いはアルミニウムのような低透磁率を有する良質の導
体）と、検査物の移動を測定するための前記ロッド３に
連結している付属ロッド３Ａと、前記トランスデューサ
の残部を囲みかつコイル２を介して流れる電流によって
発生する磁束を前記トランスデューサ内に閉じ込め、更
に、漂遊磁界からコイル２を遮蔽する外側遮蔽管４（高
導電率でしかも軟鉄あるいは低炭素銅のような高透磁率
を有する素材からなる）と、コイル２と遮蔽管４の間に
配設され、かつこの空間内の電磁抵抗を低値に抑える効
果を有する管状層１３（硬化接着剤内に散布されたフェ
ライト粉のような高透磁率でしかも低導電率を有する素
材からなる）と、から構成されている。
サを示す。前記トランスデューサは、中空管状ボビン１
（プラスチックのような電気的絶縁素材からなる）と、
前記ボビン１の外周面に沿って取り囲んでいる螺旋コイ
ル２（銅のような良質な導体）と、前記ボビン１内を軸
線方向に可動し得る円筒状ロッドあるいは管３（銅ある
いはアルミニウムのような低透磁率を有する良質の導
体）と、検査物の移動を測定するための前記ロッド３に
連結している付属ロッド３Ａと、前記トランスデューサ
の残部を囲みかつコイル２を介して流れる電流によって
発生する磁束を前記トランスデューサ内に閉じ込め、更
に、漂遊磁界からコイル２を遮蔽する外側遮蔽管４（高
導電率でしかも軟鉄あるいは低炭素銅のような高透磁率
を有する素材からなる）と、コイル２と遮蔽管４の間に
配設され、かつこの空間内の電磁抵抗を低値に抑える効
果を有する管状層１３（硬化接着剤内に散布されたフェ
ライト粉のような高透磁率でしかも低導電率を有する素
材からなる）と、から構成されている。
【０００４】更に、前記付属ロッド３Ａが、測定される
検査物と接触すると、前記コイルが適切に活動を起こ
し、測定される検査物の位置変化が前記コイル２と関連
してロッド３の位置変化となり、コイル２と関連するロ
ッド３の移動が、表皮効果によってコイル２のインダク
タンスにおける変化を順々に生じさせる。そのインダク
タンスにおける変化をブリッジ回路等からなる信号処理
器によって測定することによって、検査物の線形移動を
示すことができる。
検査物と接触すると、前記コイルが適切に活動を起こ
し、測定される検査物の位置変化が前記コイル２と関連
してロッド３の位置変化となり、コイル２と関連するロ
ッド３の移動が、表皮効果によってコイル２のインダク
タンスにおける変化を順々に生じさせる。そのインダク
タンスにおける変化をブリッジ回路等からなる信号処理
器によって測定することによって、検査物の線形移動を
示すことができる。
【０００５】前記米国特許明細書第４，６６７，１５８
号のコラム６の８乃至１２行には、コイル２と外側遮蔽
管４間に配設されている管状層１３は、高透磁率でしか
も低導電率を有するフェライト素材であると記載されて
いる。更に、同該明細書のコラム６の１５乃至１７行に
は、「フェライト１３は、好ましくは硬化接着剤内に散
布されたフェライト粉である」と述べられている。
号のコラム６の８乃至１２行には、コイル２と外側遮蔽
管４間に配設されている管状層１３は、高透磁率でしか
も低導電率を有するフェライト素材であると記載されて
いる。更に、同該明細書のコラム６の１５乃至１７行に
は、「フェライト１３は、好ましくは硬化接着剤内に散
布されたフェライト粉である」と述べられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】実際のところ、必須条
件であるフェライト粉は、特に所望どおりの形状を得る
のが困難であることが判っている。また更に、前記フェ
ライト粉から適切な管状層１３を製造するには、所望す
るものより費用も時間もかかりかつまた複雑であること
が判っている。
件であるフェライト粉は、特に所望どおりの形状を得る
のが困難であることが判っている。また更に、前記フェ
ライト粉から適切な管状層１３を製造するには、所望す
るものより費用も時間もかかりかつまた複雑であること
が判っている。
【０００７】例えば、米国特許明細書第４，６６７，１
５８号に記載された種類のトランスデューサを製造する
には、現在、ある１つの方法が利用されており、フェラ
イト粉製管状層１３を使用するには、以下のような工
程、すなわち、まず最初に、フェライト粉及び接着剤の
適切な混合物を用意する段階、それから、この前記混合
物を遮蔽管４に充填し、かつその前記混合物が、前記遮
蔽管４内で均一に散布されることに十分配慮する段階、
次に、熱ランプを照らして遠心分離機で装荷シールドを
回転させる段階、更にその後、前記装荷シールドを一晩
中硬化させる段階、次に、トランスデューサの内部構成
部品用に空間ができるよう旋盤で前記装荷シールドを穴
開けする段階、そして、前記装荷シールド内にトランス
デューサの内部構成部品を組み立てる段階、とが必要と
されている。
５８号に記載された種類のトランスデューサを製造する
には、現在、ある１つの方法が利用されており、フェラ
イト粉製管状層１３を使用するには、以下のような工
程、すなわち、まず最初に、フェライト粉及び接着剤の
適切な混合物を用意する段階、それから、この前記混合
物を遮蔽管４に充填し、かつその前記混合物が、前記遮
蔽管４内で均一に散布されることに十分配慮する段階、
次に、熱ランプを照らして遠心分離機で装荷シールドを
回転させる段階、更にその後、前記装荷シールドを一晩
中硬化させる段階、次に、トランスデューサの内部構成
部品用に空間ができるよう旋盤で前記装荷シールドを穴
開けする段階、そして、前記装荷シールド内にトランス
デューサの内部構成部品を組み立てる段階、とが必要と
されている。
【０００８】しかしながら、実際のところ、前述したよ
うなフェライト粉からの管状層１３の形成にあたって
は、トランスデューサの温度が変わると変形を生じ、又
更に、均一な混合並びに散布がなかった場合には、トラ
ンスデューサの正確性を損なうことが判っている。
うなフェライト粉からの管状層１３の形成にあたって
は、トランスデューサの温度が変わると変形を生じ、又
更に、均一な混合並びに散布がなかった場合には、トラ
ンスデューサの正確性を損なうことが判っている。
【０００９】本発明による一つの目的は、製造するのに
比較的迅速かつ簡単でしかも安価であり、動作が正確な
線形位置移動式トランスデューサを提供することであ
る。
比較的迅速かつ簡単でしかも安価であり、動作が正確な
線形位置移動式トランスデューサを提供することであ
る。
【００１０】更にもう一つの目的は温度特性及びＳ／Ｎ
比を改善することである。
比を改善することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも外
径の４倍の長さを有する絶縁素材の管と、前記管の周り
を取り囲んで巻かれかつ少なくとも前記外径の４倍の長
さを有する螺旋形電導コイルと、前記管内に嵌挿して収
容されかつ前記管内を軸線方向の往復滑動し得る導体、
すなわち非強磁性の延伸磁心と、前記コイルを取り囲み
かつ少なくとも前記外径の４倍の長さを有する少なくと
も１つのケイ素鋼箔層とから構成されることを特徴とす
るものである。
径の４倍の長さを有する絶縁素材の管と、前記管の周り
を取り囲んで巻かれかつ少なくとも前記外径の４倍の長
さを有する螺旋形電導コイルと、前記管内に嵌挿して収
容されかつ前記管内を軸線方向の往復滑動し得る導体、
すなわち非強磁性の延伸磁心と、前記コイルを取り囲み
かつ少なくとも前記外径の４倍の長さを有する少なくと
も１つのケイ素鋼箔層とから構成されることを特徴とす
るものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、改良された温度動作特性を有
し、雑音比に対して改良された信号を供給できる線形位
置移動式トランスデューサを提供することである。
し、雑音比に対して改良された信号を供給できる線形位
置移動式トランスデューサを提供することである。
【００１３】
【実施例】以下、本発明による目的及び特徴を好適実施
例を挙げ添付図面を参照して詳細に説明する。
例を挙げ添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】図３及び図４には、本発明により改良され
た線形位置移動式トランスデューサ１００が図示してあ
る。
た線形位置移動式トランスデューサ１００が図示してあ
る。
【００１５】トランスデューサ１００は、後に、詳細に
説明する点を除いては、前記図１及び図２に開示されて
いる線形位置移動式トランスデューサと同一である。
説明する点を除いては、前記図１及び図２に開示されて
いる線形位置移動式トランスデューサと同一である。
【００１６】さらに、前記トランスデューサ１００は、
中空管状ボビン１０１（プラスチックのような電気的絶
縁素材からなる）と、前記ボビン１０１の外周面に沿っ
て囲まれかつ適切な端子ピン（図示せず）に接続されて
いる両端１０２Ａ、１０２Ｂを有する螺旋形コイル１０
２（銅のような良質な電気導体からなる）と、前記ボビ
ン１０１内で軸線方向に可動し得る円筒状ロッドあるい
は管１０３（銅あるいはアルミニウムのような低透磁率
を有する良質の電気導体からなる）と、検査物の移動を
測定する前記ロッド１０３と連結している付属ロッド１
０３Ａと、前記トランスデューサの残部を囲みかつコイ
ル１０２を介して流れる電流によって発生する磁束を前
記トランスデューサ内に閉じ込め、更に、漂遊磁界から
コイル１０２を遮蔽する外側遮蔽管１０４（高導電率で
しかも軟鉄あるいは低炭素銅のような高透磁率を有する
素材からなる）と、コイル１０２と遮蔽管１０４の間に
配設され、かつコイル１０２と遮蔽管１０４の間に電流
路を供給することなくこの空間内の電磁抵抗を低値に抑
える効果を有する部材１１３（高透磁率でしかも低導電
率を有する素材からなる）と、から構成されている。
中空管状ボビン１０１（プラスチックのような電気的絶
縁素材からなる）と、前記ボビン１０１の外周面に沿っ
て囲まれかつ適切な端子ピン（図示せず）に接続されて
いる両端１０２Ａ、１０２Ｂを有する螺旋形コイル１０
２（銅のような良質な電気導体からなる）と、前記ボビ
ン１０１内で軸線方向に可動し得る円筒状ロッドあるい
は管１０３（銅あるいはアルミニウムのような低透磁率
を有する良質の電気導体からなる）と、検査物の移動を
測定する前記ロッド１０３と連結している付属ロッド１
０３Ａと、前記トランスデューサの残部を囲みかつコイ
ル１０２を介して流れる電流によって発生する磁束を前
記トランスデューサ内に閉じ込め、更に、漂遊磁界から
コイル１０２を遮蔽する外側遮蔽管１０４（高導電率で
しかも軟鉄あるいは低炭素銅のような高透磁率を有する
素材からなる）と、コイル１０２と遮蔽管１０４の間に
配設され、かつコイル１０２と遮蔽管１０４の間に電流
路を供給することなくこの空間内の電磁抵抗を低値に抑
える効果を有する部材１１３（高透磁率でしかも低導電
率を有する素材からなる）と、から構成されている。
【００１７】トランスデューサ１００のボビン１０１
は、前記従来例として示した図１，図２に開示されたト
ランスデューサのボビン１と本質的には同一であり、外
径の４倍以上の長さを有する。トランスデューサ１００
の螺旋形コイル１０２は、前記図１，図２に開示された
トランスデューサの螺旋形コイル２と本質的には同一で
あり、外径の４倍以上の長さを有する。トランスデュー
サ１００の円筒状ロッド１０３、トランスデューサ１０
０の付属ロッド１０３Ａ、更にトランスデューサ１００
の外側遮蔽管１０４もそれぞれ前記図１，図２に示した
従来例と実質的に同一のものである。
は、前記従来例として示した図１，図２に開示されたト
ランスデューサのボビン１と本質的には同一であり、外
径の４倍以上の長さを有する。トランスデューサ１００
の螺旋形コイル１０２は、前記図１，図２に開示された
トランスデューサの螺旋形コイル２と本質的には同一で
あり、外径の４倍以上の長さを有する。トランスデュー
サ１００の円筒状ロッド１０３、トランスデューサ１０
０の付属ロッド１０３Ａ、更にトランスデューサ１００
の外側遮蔽管１０４もそれぞれ前記図１，図２に示した
従来例と実質的に同一のものである。
【００１８】また前記トランスデューサ１００の部材１
１３は、前記図１，図２に開示されたトランスデューサ
の管状層１３と類似しているが、実質的には構成におい
て異なっており、その詳細については後で説明する。前
記部材１１３は、可能なかぎり高透磁率でしかも低導電
率であり更にコイル１０２と遮蔽管１０４間に電流路を
供給することなくコイル１０２と遮蔽管１０４間の空間
内の電磁抵抗を抑える効果を有するように形成される。
１３は、前記図１，図２に開示されたトランスデューサ
の管状層１３と類似しているが、実質的には構成におい
て異なっており、その詳細については後で説明する。前
記部材１１３は、可能なかぎり高透磁率でしかも低導電
率であり更にコイル１０２と遮蔽管１０４間に電流路を
供給することなくコイル１０２と遮蔽管１０４間の空間
内の電磁抵抗を抑える効果を有するように形成される。
【００１９】前記部材１１３は、少なくともその部材の
一側面について電気絶縁体１１３Ｂで被覆された前記外
径の４倍以上の長さを有する一枚あるいはそれ以上のケ
イ素鋼箔シート材１１３Ａからできている。
一側面について電気絶縁体１１３Ｂで被覆された前記外
径の４倍以上の長さを有する一枚あるいはそれ以上のケ
イ素鋼箔シート材１１３Ａからできている。
【００２０】その外側の周りを電気絶縁体１１３Ｂで巻
かれている前記ケイ素鋼箔シート材１１３Ａは、前記コ
イル１０２と前記外側遮蔽管１０４間の間隙に挿入さ
れ、更に前記外側遮蔽管１０４と接触するまで解き拡げ
られる。これが生じると、電気絶縁体１１３Ｂは、前記
外側遮蔽管１０４と接触しかつ前記ケイ素鋼箔シート材
１１３Ａが、遮蔽管１０４との直接的電気接触を防いで
いる。
かれている前記ケイ素鋼箔シート材１１３Ａは、前記コ
イル１０２と前記外側遮蔽管１０４間の間隙に挿入さ
れ、更に前記外側遮蔽管１０４と接触するまで解き拡げ
られる。これが生じると、電気絶縁体１１３Ｂは、前記
外側遮蔽管１０４と接触しかつ前記ケイ素鋼箔シート材
１１３Ａが、遮蔽管１０４との直接的電気接触を防いで
いる。
【００２１】好ましくは、前記ケイ素鋼箔シート材１１
３Ａが、約０．００１インチの厚さを有する冷間圧延さ
れた３％ケイ素鋼箔からなる方が良い。更に、このよう
なケイ素鋼箔は、広範囲な変形に利用されており、例え
ば、商標名シレクトロン（Ｓｉｌｅｃｔｒｏｎ）に基づ
くアレグヘニールドラム（Ａｌｌｅｇｈｅｎｙ Ｌｕｄ
ｌｕｍ）により販売されたケイ素鋼箔でる。また更に好
ましくは、前記ケイ素鋼箔シート材１１３Ａは、コイル
１０２と遮蔽管１０４間に配設された少なくとも６枚の
箔である。実際のところは、３枚のケイ素鋼箔を使用し
ており、合計で９枚巻かれた製品がよく回転する。もち
ろん、トランスデューサの性能特性に依存するもので、
ケイ素鋼箔がより少ない枚数でも使用することができる
が、実際のところ、ケイ素鋼箔の使用枚数少なくすると
トランスデューサの非線形特性が出てしまう。また、よ
り少ないケイ素鋼箔を使用することによってトランスデ
ューサの温度動作特性を悪化させる傾向があることが判
っている。
３Ａが、約０．００１インチの厚さを有する冷間圧延さ
れた３％ケイ素鋼箔からなる方が良い。更に、このよう
なケイ素鋼箔は、広範囲な変形に利用されており、例え
ば、商標名シレクトロン（Ｓｉｌｅｃｔｒｏｎ）に基づ
くアレグヘニールドラム（Ａｌｌｅｇｈｅｎｙ Ｌｕｄ
ｌｕｍ）により販売されたケイ素鋼箔でる。また更に好
ましくは、前記ケイ素鋼箔シート材１１３Ａは、コイル
１０２と遮蔽管１０４間に配設された少なくとも６枚の
箔である。実際のところは、３枚のケイ素鋼箔を使用し
ており、合計で９枚巻かれた製品がよく回転する。もち
ろん、トランスデューサの性能特性に依存するもので、
ケイ素鋼箔がより少ない枚数でも使用することができる
が、実際のところ、ケイ素鋼箔の使用枚数少なくすると
トランスデューサの非線形特性が出てしまう。また、よ
り少ないケイ素鋼箔を使用することによってトランスデ
ューサの温度動作特性を悪化させる傾向があることが判
っている。
【００２２】ケイ素鋼箔１１３Ａの隣接層が、絶縁体１
１３Ｂの層によって他から絶縁されているので過電流を
形成する部材１１３内には閉路がないことが重要であ
る。また、ケイ素鋼箔１１３Ａの断面領域が、トランス
デューサ内の磁界の結果として飽和状態に陥らないよう
な十分な大きさとなるように、ケイ素鋼箔１１３Ａの枚
数が選定される。同時に、それぞれのケイ素鋼箔１１３
Ａが電位コア損失を最少限にする非常に薄い状態に保持
される。
１３Ｂの層によって他から絶縁されているので過電流を
形成する部材１１３内には閉路がないことが重要であ
る。また、ケイ素鋼箔１１３Ａの断面領域が、トランス
デューサ内の磁界の結果として飽和状態に陥らないよう
な十分な大きさとなるように、ケイ素鋼箔１１３Ａの枚
数が選定される。同時に、それぞれのケイ素鋼箔１１３
Ａが電位コア損失を最少限にする非常に薄い状態に保持
される。
【００２３】更に、絶縁体１１３Ｂは、好ましくは絶縁
体（ケイ素鋼箔１１３Ａの外側層を遮蔽間１０４及び他
のものとの直接電気接触から妨げる）としても、更にト
ランスデューサ内の位置にケイ素鋼箔１１３Ａを保持す
る接着材としての役割をも果たすような素材からなる。
また、前記絶縁体１１３Ｂは、絶縁と同様に比較的安定
した温度でなおかつ非吸湿性があることが重要である。
満足のいく絶縁または接着素材によって、広範囲な変形
を利用できる。例えば、商標名プリオボンド（ＰＬＩＯ
ＢＯＮＤ）に基づくオハイオ州アクロンのＷ．Ｊ．ルス
コー（Ｒｕｓｃｏｅ）カンパニーにより販売された絶縁
または接着材から構成されても良い。
体（ケイ素鋼箔１１３Ａの外側層を遮蔽間１０４及び他
のものとの直接電気接触から妨げる）としても、更にト
ランスデューサ内の位置にケイ素鋼箔１１３Ａを保持す
る接着材としての役割をも果たすような素材からなる。
また、前記絶縁体１１３Ｂは、絶縁と同様に比較的安定
した温度でなおかつ非吸湿性があることが重要である。
満足のいく絶縁または接着素材によって、広範囲な変形
を利用できる。例えば、商標名プリオボンド（ＰＬＩＯ
ＢＯＮＤ）に基づくオハイオ州アクロンのＷ．Ｊ．ルス
コー（Ｒｕｓｃｏｅ）カンパニーにより販売された絶縁
または接着材から構成されても良い。
【００２４】絶縁または接着素材は、均一に形成された
十分な厚さでケイ素鋼箔１１３Ａの外面に使用され、例
えば、効果的に絶縁あるいは接着素材が湿った場合、ほ
ぼ０．００２インチの厚さで膨張しても良い。この絶縁
または接着素材は、ケイ素鋼箔１１３Ａの外面に噴霧さ
れるかまたは、従来技術で周知の別の方法で適応するこ
とができる。またこの絶縁または接着素材が、ケイ素鋼
箔１１３Ａの外面に使用されたのち、その絶縁または接
着素材は、剥離しないような十分な粘着性を有すること
が重要である。もし、トランスデューサ内に堅固にケイ
素鋼箔１１３Ａを固着する必要があれば、更にその絶縁
または接着素材がヒートセットされる。
十分な厚さでケイ素鋼箔１１３Ａの外面に使用され、例
えば、効果的に絶縁あるいは接着素材が湿った場合、ほ
ぼ０．００２インチの厚さで膨張しても良い。この絶縁
または接着素材は、ケイ素鋼箔１１３Ａの外面に噴霧さ
れるかまたは、従来技術で周知の別の方法で適応するこ
とができる。またこの絶縁または接着素材が、ケイ素鋼
箔１１３Ａの外面に使用されたのち、その絶縁または接
着素材は、剥離しないような十分な粘着性を有すること
が重要である。もし、トランスデューサ内に堅固にケイ
素鋼箔１１３Ａを固着する必要があれば、更にその絶縁
または接着素材がヒートセットされる。
【００２５】この絶縁又は接着素材は、ケイ素鋼シリコ
ン製鋼箔１１３Ａの外面に接着されたシート状の絶縁ま
たは接着素材からなる。
ン製鋼箔１１３Ａの外面に接着されたシート状の絶縁ま
たは接着素材からなる。
【００２６】ケイ素鋼箔１１３Ａは、トランスデューサ
内の位置においてしっかりと保持されることが重要であ
る。万一、絶縁体１１３Ｂが絶縁体としてのみの機能を
有し接着剤としての機能を果たさない材料からなる場合
には、その他のものと遮蔽管１０４に対してケイ素鋼箔
層の適切な接着を施すために、付加的な接着素材をその
絶縁素材上に加える必要がある。
内の位置においてしっかりと保持されることが重要であ
る。万一、絶縁体１１３Ｂが絶縁体としてのみの機能を
有し接着剤としての機能を果たさない材料からなる場合
には、その他のものと遮蔽管１０４に対してケイ素鋼箔
層の適切な接着を施すために、付加的な接着素材をその
絶縁素材上に加える必要がある。
【００２７】この絶縁体１１３Ｂは約０．００１インチ
の厚さを有するカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（Ｒ）テープ
のような電気的絶縁テープからなる。もちろん、この１
１３Ｂは、電気的絶縁テープであり、接着素材が他のも
のと遮蔽管１０４に対してシリコン層の適切な固着を促
すため、テープの外面に付加されている。
の厚さを有するカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（Ｒ）テープ
のような電気的絶縁テープからなる。もちろん、この１
１３Ｂは、電気的絶縁テープであり、接着素材が他のも
のと遮蔽管１０４に対してシリコン層の適切な固着を促
すため、テープの外面に付加されている。
【００２８】ケイ素鋼箔１１３Ａ及び電気的絶縁体１１
３Ｂが、高透磁率を有する層を備える部材１１３を形成
するので、コイル１０２と遮蔽管１０４間の間隙の電磁
抵抗を低値に抑えている。同時に、絶縁体１１３Ｂは、
コイル１０２が遮蔽管１０４と接触するのを防いでいる
ので、コイル１０２と遮蔽管１０４との間に電流路が供
給されない。
３Ｂが、高透磁率を有する層を備える部材１１３を形成
するので、コイル１０２と遮蔽管１０４間の間隙の電磁
抵抗を低値に抑えている。同時に、絶縁体１１３Ｂは、
コイル１０２が遮蔽管１０４と接触するのを防いでいる
ので、コイル１０２と遮蔽管１０４との間に電流路が供
給されない。
【００２９】前述した構成によりトランスデューサを形
成する場合、ケイ素鋼鋼箔の透磁率が負荷された応力で
変化するので、ケイ素鋼箔１１３Ａにおける応力を最少
限にすることが重要である。また、ケイ素鋼箔１１３Ａ
の層が、箔のしわのない状態でトランスデューサ内に均
一に位置決めされることが大切であり、例えば、トラン
スデューサの線形性はトランスデューサ内の標遊磁界の
均一性に依存するので、従ってトランスデューサはケイ
素鋼箔層の均一性に依存する。前記層１１３がコイル１
０２の周りに位置決めされた後、接着剤１１４がコイル
１０２と層１１３間の間隙に充填するのに使用される。
また、その接着剤１１４は、絶縁するのと同様に一定の
温度かつ非吸湿性である素材から形成される。更にその
接着剤１１４は、絶縁体１１３Ｂ（この場合、トランス
デューサのセルへ接着剤を流し込むために絶縁体１１３
Ｂ用に使用された素材より吸湿性のあるもので形成され
ることを除いて）を形成するのに使用された同じ絶縁又
は接着素材からなり、又は、従来技術で周知のような種
々の接着剤でも良い。更に、コイル１０２の両端１０２
Ａ．１０２Ｂの電気的アクセスを供給する一方、トラン
スデューサの両端は、前述したトランスデューサの部材
間に何等かの電流路の発生を防ぐために従来技術で周知
の方法（図示せず）で覆われている。
成する場合、ケイ素鋼鋼箔の透磁率が負荷された応力で
変化するので、ケイ素鋼箔１１３Ａにおける応力を最少
限にすることが重要である。また、ケイ素鋼箔１１３Ａ
の層が、箔のしわのない状態でトランスデューサ内に均
一に位置決めされることが大切であり、例えば、トラン
スデューサの線形性はトランスデューサ内の標遊磁界の
均一性に依存するので、従ってトランスデューサはケイ
素鋼箔層の均一性に依存する。前記層１１３がコイル１
０２の周りに位置決めされた後、接着剤１１４がコイル
１０２と層１１３間の間隙に充填するのに使用される。
また、その接着剤１１４は、絶縁するのと同様に一定の
温度かつ非吸湿性である素材から形成される。更にその
接着剤１１４は、絶縁体１１３Ｂ（この場合、トランス
デューサのセルへ接着剤を流し込むために絶縁体１１３
Ｂ用に使用された素材より吸湿性のあるもので形成され
ることを除いて）を形成するのに使用された同じ絶縁又
は接着素材からなり、又は、従来技術で周知のような種
々の接着剤でも良い。更に、コイル１０２の両端１０２
Ａ．１０２Ｂの電気的アクセスを供給する一方、トラン
スデューサの両端は、前述したトランスデューサの部材
間に何等かの電流路の発生を防ぐために従来技術で周知
の方法（図示せず）で覆われている。
【００３０】先の構成の結果として、付属ロッド１０３
Ａが、測定される検査物の移動に接続されると、コイル
１０２が適切に活動し、測定される検査物の移動位置に
おける変化が、そのコイルと関連してロッド１０３の位
置変化となり、コイル２と関連するロッド３のこの可動
が表皮効果によってコイル２のインダクタンスにおける
変化を生じさせ、そのインダクタンスにおける変化が、
検査物の線形移動を示して測定することができる。これ
に関しては、前記従来例として示した米国特許明細書第
４，６６７，１５８号に開示されたような適切なコイル
活動及び信号プロセス装置が、本発明を構成する線形位
置移動式トランスデューサと共に利用されている。
Ａが、測定される検査物の移動に接続されると、コイル
１０２が適切に活動し、測定される検査物の移動位置に
おける変化が、そのコイルと関連してロッド１０３の位
置変化となり、コイル２と関連するロッド３のこの可動
が表皮効果によってコイル２のインダクタンスにおける
変化を生じさせ、そのインダクタンスにおける変化が、
検査物の線形移動を示して測定することができる。これ
に関しては、前記従来例として示した米国特許明細書第
４，６６７，１５８号に開示されたような適切なコイル
活動及び信号プロセス装置が、本発明を構成する線形位
置移動式トランスデューサと共に利用されている。
【００３１】更に、ここで説明した部材１１３を形成す
ることによって、より優れた温度動作特性及び雑音比
（Ｓ／Ｎ比）に対して改良された信号を有する改良され
た線形位置移動式トランスデューサが形成できる。
ることによって、より優れた温度動作特性及び雑音比
（Ｓ／Ｎ比）に対して改良された信号を有する改良され
た線形位置移動式トランスデューサが形成できる。
【００３２】
【発明の効果】前述したように、本発明を駆使すること
により以下に開示する多くの効果を得ることができる。
により以下に開示する多くの効果を得ることができる。
【００３３】一つは、製造するのに比較的、迅速かつ簡
単でしかも安価であり、動作が正確な線形位置移動式ト
ランスデューサを提供できることである。
単でしかも安価であり、動作が正確な線形位置移動式ト
ランスデューサを提供できることである。
【００３４】更には、より優れた温度動作特性及び雑音
比に対して改良された信号を有する改良された線形位置
移動式トランスデューサを提供できることである。
比に対して改良された信号を有する改良された線形位置
移動式トランスデューサを提供できることである。
【図１】 管状層１３を形成するのにフェライト粉を駆
使する従来技術の線形位置移動式トランスデューサの軸
線方向断面図。
使する従来技術の線形位置移動式トランスデューサの軸
線方向断面図。
【図２】 図１に示した従来技術の線形位置移動式トラ
ンスデューサの放射線方向断面図。
ンスデューサの放射線方向断面図。
【図３】 本発明により形成された改良された線形位置
移動式トランスデューサの軸線方向断面図。
移動式トランスデューサの軸線方向断面図。
【図４】 図３に示した改良された線形位置移動式トラ
ンスデューサの放射線方向断面図。
ンスデューサの放射線方向断面図。
１００…トランスデューサ、１０１…ボビン、１０２…
螺旋形コイル、１０３…円筒状ロッド、１０３Ａ…付属
ロッド、１０４…遮蔽管、１１３…部材、１１３Ａ…ケ
イ素鋼箔、１１３Ｂ…絶縁体、１１４…接着剤。
螺旋形コイル、１０３…円筒状ロッド、１０３Ａ…付属
ロッド、１０４…遮蔽管、１１３…部材、１１３Ａ…ケ
イ素鋼箔、１１３Ｂ…絶縁体、１１４…接着剤。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−61571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−106403（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−122208（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4667158（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 G01D 5/20 - 5/22
Claims (17)
- 【請求項１】 少なくとも外径の４倍の長さを有する絶
縁素材の管と、前記管の周りを取り囲んで巻かれかつ少
なくとも前記外径の４倍の長さを有する螺旋形電導コイ
ルと、前記管内に嵌挿して収容されかつ前記管内を軸線
方向に往復滑動し得る導体、すなわち非強磁性の延伸磁
心と、前記コイルを取り囲みかつ少なくとも前記外径の
４倍の長さを有する少なくとも１つのケイ素鋼箔層とか
ら構成されることを特徴とする線形位置移動式トランス
デューサ。 - 【請求項２】 管状の電気導体シールドが、少なくとも
前記一つのケイ素鋼箔層を囲み、更に前記シールドと前
記一つのケイ素鋼箔層間に電流が流れるのを防ぐように
絶縁体が前記シールドと前記一つのケイ素鋼箔層間に配
設されていることを特徴とする請求項１記載の線形位置
移動式トランスデューサ。 - 【請求項３】 少なくとも前記一つのケイ素鋼箔層が前
記コイルに向かって配設された内側面及び前記シールド
に向かって配設された外側面からなり、さらに、前記絶
縁体が少なくとも前記一つのケイ素鋼箔層の前記外側面
に接着されていることを特徴とする請求項２記載の線形
位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項４】 前記絶縁体が、少なくとも前記一つのケ
イ素鋼箔層を前記シールドに固着するための接着剤であ
ることを特徴とする請求項３記載の線形位置移動式トラ
ンスデューサ。 - 【請求項５】 前記絶縁体が、ほぼ０．００２インチの
厚さであることを特徴とする請求項４記載の線形位置移
動式トランスデューサ。 - 【請求項６】 接着剤が、少なくとも前記一つのケイ素
鋼箔層を前記シールドに固着するために前記絶縁体と前
記シールド間に充填されることを特徴とする請求項３記
載の線形位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項７】 前記絶縁体が、絶縁テープからなり、更
に前記接着剤が、前記絶縁体と前記シールド間に充填さ
れることを特徴とする請求項６記載の線形位置移動式ト
ランスデューサ。 - 【請求項８】 前記絶縁テープが、ほぼ０．００１イン
チの厚さであることを特徴とする請求項７記載の線形位
置移動式トランスデューサ。 - 【請求項９】 前記少なくとも一つのケイ素鋼箔層が、
少なくとも６枚のケイ素鋼箔からなり、そのケイ素鋼箔
のそれぞれが約０．００１インチの厚さを有する冷間圧
延された３％ケイ素鋼箔からなることを特徴とする請求
項１記載の線形位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項１０】 管状の電気導体シールドが、少なくと
も６枚のケイ素鋼箔の外側面を囲み、更にその６枚のケ
イ素鋼箔のそれぞれが、前記コイルに向かって配設され
た内側面及び前記シールドに向かって配設された外側面
からなるとともに絶縁体が、前記シールドと少なくとも
６枚のケイ素鋼箔の外側面との間に電流が流れるのを防
ぎ、かつ少なくとも６枚のケイ素鋼箔間に放射電流が流
れるのを防ぐように、少なくとも６枚のケイ素鋼箔のそ
れぞれの外側面に配設されていることを特徴とする請求
項９記載の線形位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項１１】 前記絶縁体が、少なくとも６枚のケイ
素鋼箔を他へ固着しかつ、少なくとも６枚のケイ素鋼箔
の外側面を前記シールドに固着するための接着剤である
ことを特徴とする請求項１０記載の線形位置移動式トラ
ンスデューサ。 - 【請求項１２】 前記絶縁体が、ほぼ０．００２インチ
の厚さであることを特徴とする請求項１１記載の線形位
置移動式トランスデューサ。 - 【請求項１３】 接着剤は、少なくとも６枚のケイ素鋼
箔を他へ固着しかつ、少なくとも６枚のケイ素鋼箔の外
側面を前記シールドに固着するように前記絶縁体の上面
の少なくとも６枚のケイ素鋼箔の外側面に配設されるこ
とを特徴とする請求項１０記載の線形位置移動式トラン
スデューサ。 - 【請求項１４】 前記絶縁体が少なくとも６枚のケイ素
鋼箔からなり、鋼箔それぞれの外側面に絶縁テープを配
設したことを特徴とする請求項１３記載の線形位置移動
式トランスデューサ。 - 【請求項１５】 前記絶縁テープがほぼ０．００１イン
チの厚さであることを特徴とする請求項１４記載の線形
位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項１６】 前記少なくとも一つのケイ素鋼箔層
が、９枚のケイ素鋼箔からなり、かつそれぞれが約０．
００１インチの厚さを有しており、冷間圧延さ れた３％
ケイ素鋼箔からなることを特徴とする請求項１記載の線
形位置移動式トランスデューサ。 - 【請求項１７】 接着剤が、前記コイルと前記一つのコ
イルのケイ素鋼箔層間に配設されることを特徴とする請
求項１記載の線形位置移動式トランスデューサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/542,152 US5068607A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Electrical linear position transducer with silicon steel foil shield surrounding transducer coil |
| US07/542152 | 1990-06-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04252902A JPH04252902A (ja) | 1992-09-08 |
| JP3122851B2 true JP3122851B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=24162558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03177671A Expired - Fee Related JP3122851B2 (ja) | 1990-06-22 | 1991-06-21 | 線形位置移動式トランスデューサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5068607A (ja) |
| EP (1) | EP0463236B1 (ja) |
| JP (1) | JP3122851B2 (ja) |
| AT (1) | ATE96901T1 (ja) |
| DE (1) | DE69004421T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3910297A1 (de) * | 1989-03-30 | 1990-10-04 | Micro Epsilon Messtechnik | Beruehrungslos arbeitendes wegmesssystem |
| US5453685A (en) * | 1993-07-30 | 1995-09-26 | Philips Electronics North America Corporation | Inductive position sensing device and apparatus with selectable winding configuration |
| DE19500982C2 (de) * | 1995-01-14 | 1997-07-17 | Bosch Gmbh Robert | Weggeber |
| DE19806529C2 (de) * | 1998-02-17 | 2002-04-18 | Micro Epsilon Messtechnik | Weg-Winkel-Sensor |
| DE10025661A1 (de) | 2000-05-24 | 2001-12-06 | Balluff Gebhard Feinmech | Wegmeßsystem |
| US6828780B2 (en) | 2001-05-01 | 2004-12-07 | Balluff Gmbh | Position measuring system having an inductive element arranged on a flexible support |
| RU2485439C2 (ru) * | 2011-07-26 | 2013-06-20 | Сергей Александрович Матюнин | Индуктивный датчик линейного перемещения |
| SE541400C2 (en) * | 2017-02-27 | 2019-09-17 | Sem Ab | Inductive position sensor with improved plunger core design |
| US11324120B2 (en) * | 2017-03-08 | 2022-05-03 | Sumitomo Electric Printed Circuits, Inc. | Flexible printed circuit board |
| SE541423C2 (en) * | 2018-01-26 | 2019-09-24 | Borgwarner Sweden Ab | An electrical motor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3346643A1 (de) * | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Sensor fuer magnetisierbare materialien |
| US4667158A (en) * | 1985-04-01 | 1987-05-19 | Redlich Robert W | Linear position transducer and signal processor |
| GB8810214D0 (en) * | 1988-04-29 | 1988-06-02 | Lucas Ind Plc | Movement transducer |
-
1990
- 1990-06-22 US US07/542,152 patent/US5068607A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-22 EP EP90125349A patent/EP0463236B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-22 AT AT90125349T patent/ATE96901T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-12-22 DE DE90125349T patent/DE69004421T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-21 JP JP03177671A patent/JP3122851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0463236B1 (en) | 1993-11-03 |
| ATE96901T1 (de) | 1993-11-15 |
| US5068607A (en) | 1991-11-26 |
| DE69004421D1 (de) | 1993-12-09 |
| DE69004421T2 (de) | 1994-03-10 |
| JPH04252902A (ja) | 1992-09-08 |
| EP0463236A1 (en) | 1992-01-02 |
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