JP6617241B2 - 直線型差動変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、直線型差動変圧器に関する。

直線型差動変圧器は、磁性材を含む棒状のプローブを、励磁コイル及び出力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、ボビン内でプローブ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励磁コイル及び出力コイルにおける磁気的結合度が変化し、出力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。

例えば、特許文献１に記載される直線型差動変圧器は、外周面に巻線が巻回された円筒状ボビンと、ボビンの一方の端部に嵌め込み式に接続された端板つまり端子板と、ボビン内に出し入れされるロッド状のプローブとを備えている。端子板は、ボビンに隣り合う円板状の第１鍔部と、第１鍔部からボビンの軸方向に離間して設けられた円板状の第２鍔部と、第１鍔部と第２鍔部とを連結する円柱状の小径外周部とを、一体成形により含んでいる。小径外周部は、第１鍔部及び第２鍔部よりも小さい外径を有している。第２鍔部には、第２鍔部の円周方向に沿って配置された複数の外部端子が一体成形により埋め込まれている。各外部端子は、ボビンの軸方向に沿って第２鍔部を貫通して延在し、その両端部を第２鍔部から突出させている。第１鍔部と第２鍔部との間では、第２鍔部から突出した外部端子の端部は、小径外周部の径方向外側に向かってＬ字型に曲げられている。小径外周部と反対側で第２鍔部から突出した外部端子の端部は、ボビンの軸方向に沿って延在する。外部端子のＬ字型に曲げられた端部、つまりからげ部には、ボビンの巻線の端線が巻き付けられるようにして接続される。外部端子の小径外周部と反対側で第２鍔部から突出する端部には、差動変圧器の外部機器から延びるリード線が接続される。

特開２００８−３００７９０号公報

特許文献１に記載される差動変圧器では、各外部端子の両端部に、ボビンの巻線の端線と外部機器のリード線とが接続され、さらに、これら２つの接続部分が、半田を用いて固定される。しかしながら、半田によって固定される電気的な接続部分を多くすることは、将来的な接触不良の発生の可能性を増加させセンサ自体の信頼性の低下を招くほか、作業工数も増やしてコストを上昇させるという問題がある。

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、端子における電気的な接続部分の低減を図る直線型差動変圧器を提供することを目的とする。

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、磁性材を含む棒状のプローブと、プローブが内部に進退自在に挿通されたボビンと、ボビンの外周面に形成されたコイル部と、ボビンの軸方向に関するコイル部の端部を覆う端板と、端板の反コイル部側に配置されるとともに、端板から突出されたボビンの端部が挿通された保持筒体と、保持筒体に保持された複数の外部端子と、外部端子の外面に沿って芯線が延在されたリード線とを備え、コイル部の端線が外部端子及び芯線にからげられるとともに、端線のからげ部において端線が芯線と半田付けされているように構成される。

本発明に係る直線型差動変圧器によれば、端子における電気的な接続部分を低減することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る直線型差動変圧器の端板付近の断面側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１の外部端子の斜視図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る直線型差動変圧器の端板付近の断面側面図である。

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に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る直線型差動変圧器の端板付近の断面側面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は図１の外部端子の斜視図である。
図１に示すように、直線型差動変圧器には、プローブ１、ボビン２、コイル部３、金属シールド板４、ケース５、端板６、保持筒体７、複数の外部端子８及びリード線９が設けられている。

プローブ１は、磁性材を含む棒状の部材であり、ボビン２の内部に進退自在に挿通されている。

ボビン２は、例えば樹脂等の電気的絶縁性を有する材料から作製された円筒状部材である。

コイル部３は、ボビン２の外周面２０に巻回された巻線により構成されている。巻線は、例えばマグネットワイヤ等により構成されている。詳細には示さないが、コイル部３には、励磁コイルと出力コイルとが含まれている。コイル部３は、全体としてボビン２の軸方向に延在された筒形状を構成するように形成されている。

金属シールド板４は、円筒状に湾曲された金属板によって構成されるものであり、コイル部３の外周側に配置されている。この金属シールド板４は、コイル部３を磁気遮蔽する。

ケース５は、金属シールド板４の外周側に配置された円筒状部材であり、ボビン２と同軸に配置されている。ケース５は、コイル部３及び金属シールド板４の外周面を覆っている。ケース５からは、ボビン２の軸方向にボビン２の一端２１が突出されている。

端板６は、例えば樹脂等の電気的絶縁性を有する材料から作製された円環状板部材である。端板６の中心にはボビン２の外周面２０に整合する形状の端板貫通穴６０が設けられており、ケース５から突出されたボビン２の一端２１が端板貫通穴６０に挿通されている。端板６の外径はケース５の外径と等しくされており、ケース５の軸方向に関するコイル部３及び金属シールド板４の端部が端板６によって覆われている。

端板６の径方向の外縁には、径方向内側に向かって延在された複数のスリット６１が設けられている。スリット６１は、端板６の周方向に互いに等間隔に配置されているとともに、端板６を軸方向に貫通している。これらのスリット６１を通して、ケース５の内部からコイル部３の端線３０が外部に引き出されている。

端板６の反コイル部側の端部には、ボビン２の外周面２０を囲むように延在する円環状の凹部６２が形成されている。凹部６２には保持筒体７がはめ込まれている。

保持筒体７は、例えば樹脂等の電気的絶縁性を有する材料から作製されたフランジ付管体部材である。保持筒体７のフランジ部７０は、端板６の凹部６２内に整合する外形を有しており、この凹部６２にはめ込まれている。すなわち、保持筒体７は、端板６の反コイル部側に配置されている。フランジ部７０は、端板６に対して、嵌合、ねじ係合、スナップ係合、キー係合、さねはぎ係合、接着剤固定、溶着、一体成形等の種々の固定手段を用いて固定される。

保持筒体７の円筒部７１はボビン２の外周面２０に整合する内周面を有しており、円筒部７１の内部には、端板６から突出されたボビン２の一端２１が挿通された挿通孔が設けられている。ボビン２の一端２１は、円筒部７１の挿通孔に緊密な状態で挿通されることができる。円筒部７１の外周面７００上には、複数の外部端子８が取り付けられている。図２に示すように外部端子８は、円筒部７１の周方向に互いに等間隔で配置されている。

各外部端子８は、図１及び図３に示すようにＬ字状の全体形状を有する導電部材である。より詳細に説明すると、各外部端子８は、ボビン２の軸方向に延在する第１部位８１と、ボビン２の軸方向と交わる方向に延在する第２部位８２とを有している。図１及び図３に示すように、本実施の形態の第２部位８２は、ボビン２の軸方向に直交する方向に延在されている。しかしながら、第２部位８２は、ボビン２の軸方向に非直交の方向に延在されていてもよい。

図３に示すように、第１部位８１には、第１保持部８１０と、複数の突起８１１と、第１棒状部８１２が設けられている。

第１保持部８１０は、全体としてＵ字断面形状に形成された部分であり、Ｕ字の２つの側部を構成する２つの平坦な板状の側部８１０ａ，８１０ｂと、Ｕ字の湾曲部を構成する湾曲部８１０ｃとによって構成されている。第１保持部８１０には、側部８１０ａ，８１０ｂ及び湾曲部８１０ｃによって区画された溝８１０ｄが設けられている。溝８１０ｄは、第１部位８１の延在方向に延在されている。また、溝８１０ｄは、第１部位８１の延在方向に関する第１保持部８１０の両端で開放されているとともに、第１部位８１と第２部位８２とが形成する内角側に向かって開放されている。

突起８１１は、湾曲部８１０ｃから溝８１０ｄの逆側に向かって突出された円柱体であり、第１保持部８１０と一体に設けられている。但し、突起８１１は、第１保持部８１０以外の第１部位８１の他の部位に設けられていてもよい。

第１棒状部８１２は、第１保持部８１０の湾曲部８１０ｃの側面から第１部位８１の延在方向に延在された棒状の部位である。

第２部位８２には、第２保持部８２０と、第２棒状部８２２とが設けられている。

第２保持部８２０は、第１保持部８１０と同様に、全体としてＵ字断面形状に形成された部分であり、Ｕ字の２つの側部を構成する２つの平坦な板状の側部８２０ａ，８２０ｂと、Ｕ字の湾曲部を構成する湾曲部８２０ｃとによって構成されている。第２保持部８２０には、側部８２０ａ，８２０ｂ及び湾曲部８２０ｃによって区画された溝８２０ｄが設けられている。溝８２０ｄは、第２部位８２の延在方向に延在されている。また、溝８２０ｄは、第２部位８２の延在方向に関する第２保持部８２０の両端で開放されているとともに、第１部位８１と第２部位８２とが形成する内角側に向かって開放されている。

第２棒状部８２２は、第２保持部８２０の湾曲部８２０ｃの側面から第２部位８２の延在方向に延在された棒状の部位である。

図１〜図３をあわせて参照すると、各外部端子８は、第１部位８１の突起８１１が保持筒体７の円筒部７１に埋め込まれることで、保持筒体７に固定されている。このようにして保持筒体７に固定された複数の外部端子８は、第１部位８１を円筒部７１の軸方向に沿って延在させると共に、第２部位８２を円筒部７１から径方向外側に向かって放射状に突出させる。そして、複数の外部端子８が固定された保持筒体７が、ボビン２に取り付けられた端板６に取り付けられる。

外部端子８を備える保持筒体７が端板６に取り付けられた状態にあるボビン２に対して、図示しない外部機器から延びる電線であるリード線９の金属製の芯線９０が、外部端子８の第１棒状部８１２及び第２棒状部８２２に沿うように配設されて、第１保持部８１０の溝８１０ｄ及び第２保持部８２０の溝８２０ｄ内にはめ込まれ固定される。なお、溝８１０ｄ，８２０ｄを芯線９０が嵌合するような大きさで形成することによって、芯線９０が溝８１０ｄ，８２０ｄに固定されるように構成されてもよく、溝８１０ｄ，８２０ｄ内への芯線９０の配置後に、第１保持部８１０の側部８１０ａ，８１０ｂと第２保持部８２０の側部８２０ａ，８２０ｂとを曲げることによって、芯線９０が溝８１０ｄ，８２０ｄに固定されるように構成してもよい。

また、ボビン２のコイル部３の端線３０が、端板６のスリット６１を通ってケース５の外部に引き出され、外部端子８の第２部位８２の第２棒状部８２２及び芯線９０の周りに巻き付けられる（からげられる）。その後、端線３０のからげ部において、端線３０、芯線９０及び第２部位８２が半田によって互いに固定される。これにより、リード線９及びコイル部３の端線３０は、互いに電気的に接続されると共に、外部端子８に固定される。

よって、各外部端子８において、１箇所の半田付けによって、リード線９及びコイル部３の端線３０が外部端子８に固定される。さらに、リード線９の外部端子８への配置も、第１及び第２保持部８１０及び８２０に芯線９０が固定されるため、容易になっている。さらにまた、外部端子８に固定されたリード線９は、外部端子８からボビン２の円筒軸方向に沿って屈折等を伴うことなく延在することができるため、リード線９のためのボビン２の径方向でのスペースが、リード線９に過大な負荷を生じさせずに、低減される。

このような直線型差動変圧器では、コイル部３の端線３０が外部端子８及び芯線９０にからげられるとともに、端線３０のからげ部において端線３０が芯線９０と半田付けされているので、端子における電気的な接続部分を低減することが可能になる。これにより、将来的な接触不良の発生の可能性を低下させてセンサ自体の信頼性を向上させることができる。また、作業工数を減らしてコストを低下させることが可能になる。

また、外部端子８は、ボビン２の軸方向に延在する第１部位８１と、軸方向と交わる方向に延在する第２部位８２とを有しており、第１部位８１が保持筒体７に保持されるとともに、端線３０が第２部位８２にからげられているので、端線３０に大きな負荷をかけずに端線３０を外部端子８にからげることができる。

さらに、保持筒体７に埋め込まれる突起８１１が第１部位８１に設けられているので、外部端子８と保持筒体７とを強固に固定できる。

さらにまた、リード線９が内側に保持される溝８１０ｄを有する第１保持部８１０が第１部位８１に設けられているので、外部端子８の外面に沿って芯線９０を容易に配設できる。

また、リード線９が内側に保持される溝８２０ｄを有する第２保持部８２０が第２部位８２に設けられているので、外部端子８の外面に沿って芯線９０を容易に配設できる。また、端線３０を芯線９０と半田付けする際に芯線９０を第２保持部８２０に保持させることができ、端線３０と芯線９０との半田付けをより容易に行うことができる。

なお、図４に示すように、リード線９及びコイル部３の端線３０を外部端子８に半田付けした後に、ボビン２の径方向に関してケース５の外方に突出する各外部端子８の突出部分８３を切断してもよい。

１ プローブ、２ ボビン、３ コイル部、６ 端板、７ 保持筒体、８ 外部端子（端子）、９ リード線（電線）、２１ 一端（端部）、３０ 端線、８１ 第１部位、８２ 第２部位、８１０ 第１保持部、８１０ｄ，８２０ｄ 溝、８１１ 突起、８２０ 第２保持部。

Claims (5)

1. 磁性材を含む棒状のプローブと、
   前記プローブが内部に進退自在に挿通されたボビンと、
   前記ボビンの外周面に形成されたコイル部と、
   前記ボビンの軸方向に関する前記コイル部の端部を覆う端板と、
   前記端板の反コイル部側に配置されるとともに、前記端板から突出された前記ボビンの端部が挿通された保持筒体と、
   前記保持筒体に保持された複数の外部端子と、
   前記外部端子の外面に沿って芯線が延在されたリード線と
   を備え、
   前記コイル部の端線が前記外部端子及び前記芯線にからげられるとともに、前記端線のからげ部において前記端線が前記芯線と半田付けされている
   ことを特徴とする直線型差動変圧器。
2. 前記外部端子は、前記ボビンの軸方向に延在する第１部位と、前記軸方向と交わる方向に延在する第２部位とを有しており、
   前記第１部位が前記保持筒体に保持されるとともに、前記端線が前記第２部位にからげられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の直線型差動変圧器。
3. 前記第１部位には、前記保持筒体に埋め込まれる突起が設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の直線型差動変圧器。
4. 前記第１部位には、前記リード線が内側に保持される溝を有する第１保持部が設けられている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の直線型差動変圧器。
5. 前記第２部位には、前記リード線が内側に保持される溝を有する第２保持部が設けられている
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の直線型差動変圧器。

Images