JPH0623929Y2 - 差動トランスジューサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、機械的な変位を電気的に検出する差動トラン
スジューサに関する。

従来技術 一般に、差動トランスジューサにあっては、ボビンに巻
装された励磁用の１次コイルに重ねてピックアップ用の
２つの２次コイルが軸方向に並設して巻装されたコイル
ボビンを、シャフトの周囲にそのシャフトが中心にくる
ように固定側に設置するとともに、そのシャフトの回転
または軸方向移動の変位に応じてその軸方向に移動可能
なようにコアを設け、そのコアの前記２つの２次コイル
に対する移動量およびその移動方向をその２つの２次コ
イルの出力差によって電気的に検出するようにしてい
る。

しかしてこのような差動トランスジューサでは、それが
軸方向に並設された２つの２次コイルに対するコアの軸
方向の移動位置を検出するものであるために、コアと２
つの２次コイルとの軸方向における相対的な位置精度が
そのまま検出精度に影響をあたえるものとなっており、
特に環境温度が変わる場合、各構成部分の材質の違いに
よる軸方向の熱膨張（ここでは熱収縮を含む概念をい
う）の程度の差異により、コアと２つの２次コイルとの
軸方向における相対的な位置が狂って検出誤差を生じて
しまうという問題がある。

従来、この種の差動トランスジューサでは、第４図に示
すように、ボビン１に巻装された励磁用の１次コイル２
に重ねて、ボビン１の中央に形成された仕切り３を境と
して軸方向にふり分けられてピックアップ用の２つの２
次コイル４，５が並設して巻装されたコイルボビン６を
固定側のハウジング７に取り付ける場合、ボビン１の両
端をヨーク８の断面コ字状の部分によって把持させたう
えで、そのヨーク８の一端をハウジング７側の段部９に
係合させ、ヨーク８の他端と出力側のシャフト１０を軸
支するボールベアリング１１との間にスプリング１２を
設けてヨーク８をハウジング７の段部９に押し付けるよ
うにしている。

ここで、スプリング１２を用いてヨーク８をハウジング
７側に間接的に取り付けるようにしている理由として
は、コイルボビン６を把持するヨーク８をハウジング７
に直接ネジ止めするようにするのではハウジング７とヨ
ーク８との材質の違いからして両者の熱膨張差が問題と
なり、そのため両者間を直接固定させずに、スプリング
１２によってその熱膨張差を吸収させるようにしてい
る。

なお、第４図は差動トランスジューサを用いて自動車の
操舵トルクを検出するようにしたトルクセンサの要部構
成を示している。

同図の構成にあって、ステアリングの操作に応じて回転
する入力側のシャフト１３と出力側のシャフト１０との
嵌合部外周に軸方向移動可能なように設けられた筒状の
コア１４と、そのコア１４に対向して固定側に設けられ
たコイルボビン６とによって差動トランスジューサが構
成されており、ステアリング操作の操舵トルクにしたが
うトーションバー１５のねじれにともなう入力側のシャ
フト１３と出力側のシャフト１０との間に生ずる角度差
に応じてピン１６を介してコア１４が所定量だけ移動
し、その移動が軸方向に並設された２つの２次コイル
４，５によって検出されるようになっている。なお、そ
の際、２次コイル４，５間における基準点ａと、コア１
４の中央部分における基準点ｂとが軸方向に一致すると
きに２次コイル４，５の各出力差が零になるように調整
されている。

しかしてこのような従来の差動トランスジューサにおけ
るコイルボビン６の取付け方法では、以下に述べるよう
な不都合がある。

第１に、コイルボビン６のボビン１が樹脂製で、出力側
のシャフト１０，コア１４およびヨーク８がそれぞれ鋼
製で、ハウジング７がアルミニウム製であるような場
合、ボールベアリング１１から２次コイル４，５間の基
準点ａに至るまでの間隔Ａにおける材質と、同じくボー
ルベアリング１１からコア１４の基準点ｂに至るまでの
間隔Ｂにおける材質とが異なり、コイルボビン６の両端
がヨーク８によって把持されているために、その間隔Ａ
とＢとにおける各熱膨張の程度が比較的大きく異なって
ａ点とｂ点とが軸方向にずれてしまい、そのずれがその
まま差動トランスジューサの検出誤差としてあらわれて
しまう。

すなわち、コイルボビン６の両端がヨーク８によって把
持されているのでは、ｂ点の熱膨張による変動が鋼製の
シャフト１０およびコア１４側に依存しているのに対
し、ａ点の熱膨張による変動が主としてアルミニウム製
のハウジング７側に依存することになり、熱膨張による
ａ点とｂ点との各変動に比較的大きな差が生じてしま
う。

第２に、ハウジング７の内外温度差の影響がそのまま出
て、ハウジング７とコア１４の各軸方向の熱膨張がそれ
ぞれ異なってコイルボビン６側のａ点とコア１４側のｂ
とがずれてしまう。

第３に、ボビン１の両端をヨーク８によって把持させる
と、ボビン１とヨーク８とでは材質が異なるために、そ
の熱膨張係数の違いから、ボビン１の両端のフランジが
熱応力によって変形したり、またボビン１とヨーク８と
の間にすき間ができて軸方向のガタが生じてしまい、コ
イルボビン６側のａ点とコア１４側のｂ点とがずれてし
まう。

目的 本考案は以上の点を考慮してなされたもので、コイルボ
ビンを特殊な手段を用いてハウジング側に取り付けるよ
うにして、材質の異なる各部の熱膨張の程度に差があっ
ても、熱の影響によるコイルボビン側の基準点とコア側
の基準点とのずれを有効に抑制することができるように
した差動トランスジューサを提供するものである。

構成 以下、添付図面を参照して本考案の一実施例について詳
述する。

第１図に示すように、コイルボビン６をハウジング７側
に取り付ける際、ボビン１に設けられた仕切り３の先端
が外方に突出するようにし、出力側のシャフト１０およ
びコア１４と同一の熱膨張係数をもった材質からなる２
分割された筒状のヨーク１７，１８でボビン１の仕切り
３部分を軸方向に挟んで、ハウジング７側に形成された
段部１９とヨーク１７の端部との間にスプリング２０を
装架して、ヨーク１７，１８をコイルボビン６とともに
ハウジング７側に押し付けるようにしている。

なお、第１図は本考案による差動トランスジューサを用
いた操舵トルクセンサを示している。第２図はその差動
トランスジューサ部分の平断面図を示しており、第１図
に示されている差動トランスジューサ部分は第２図にお
けるＡ−Ａ矢視断面図である。第４図にあっても同様で
ある。

しかして本考案による差動トランスジューサでは、コイ
ルボビン６の両端が何ら拘束されずに自由になってヨー
ク１７，１８およびハウジング７から独立して軸方向に
熱膨張できるようになる。

したがって、差動トランスジューサにおける各部の熱膨
張によってコイルボビン６における２次コイル４，５間
の基準点ａとコア１４における基準点ｂとのずれが有効
に軽減され、またハウジング７の内外温度差の影響を受
けにくくなる。さらに、ボビン１とヨーク１７，１８と
の各熱膨張係数の違いからして、ボビン１の両端のフラ
ンジが熱応力を受けて変形するようなことがなく、また
ヨーク１７，１８に対するコイルボビン６の保持部分が
ゆるむようなことがなく、常にしっかりとヨーク１７，
１８間に保持される。

実機での熱膨張によるａ点とｂ点とのずれを測定した結
果、２０℃の常温でａ点とｂ点とが一致している状態
で、温度を−３０℃としたとき、第４図に示す従来構造
の差動トランスジューサではａ点とｂ点とのずれ量が−
１９．７μｍであったのが、第１図に示す本考案による
差動トランスジューサではａ点とｂ点とのずれ量が−
４．２μｍに軽減された。また、温度を８０℃としたと
き、第４図に示す従来構造の差動トランスジューサでは
ａ点とｂ点とのずれ量が２３．６μｍであったのが、第
１図に示す本考案による差動トランスジューサではａ点
とｂ点とのずれ量が４．３μｍに軽減された。

第３図は本考案の他の実施例を示すもので、この場合は
２分割されたヨーク１７，１８をハウジング７側に押し
付けるようにする場合、ハウジング７側に形成された斜
段部２１とヨーク１７の端部との間にテーパ付のサーク
リップ２２を設けて、その摩擦力とラジアル力とによっ
てヨーク１７，１８をコイルボビン６とともにハウジン
グ７側に固定させるようにしている。サークリップ２２
のテーパは、約４５°位に設定されている。

しかしてこのようなものでは、熱膨張によるサークリッ
プ２２を移動させようとする力の方がサークリップ２２
を動かさないでおこうとする摩擦力より大きくなる。し
たがって、熱膨張による変動に追従してサークリップ２
２が移動し、ヨーク１７，１８を介してコイルボビン６
を常にハウジング７側に固定することができるようにな
る。その際、サークリップ２２によるラジアル力も働い
ているので、確実にコイルボビン６を固定させることが
できる。

また、第１図の場合のようにスプリング２０によってヨ
ーク１７，１８をコイルボビン６とともにハウジング側
に押し付けるようにするのでは、外部から加えられる振
動の影響を受けることがないように強いスプリング力が
必要となり、そのため比較的大きなスプリング２０を設
けるためのスペースを要することになるが、サークリッ
プ２２を用いれば狭いスペースのなかでヨーク１７，１
８を介してコイルボビン６を確実に固定させることがで
きるようになる。

効果 以上、本考案による差動トランスジューサにあっては、
コイルボビンをハウジング側に取り付ける際、ボビンに
設けられた仕切りの部分をシャフトと同一の熱膨張係数
をもった材質からなる部材で軸本考案に挟んで、その部
材をスプリングまたはテーパ付のサークリップを用いて
ハウジング側に押し付けてコイルボビンを固定させるよ
うにしたもので、材質の異なる各部の熱膨張の程度に差
があっても、またハウジングの内外に温度差があって
も、熱の影響によるコイルボビン側の基準点とコア側の
基準点との相対的なずれを有効に抑制することができる
という優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による差動トランスジューサの一実施例
を示す正断面図、第２図はその差動トランスジューサの
平断面図、第３図は本考案の他の実施例を示す要部正断
面図、第４図は従来の差動トランスジューサを示す要部
正断面図である。 １……ボビン、２……１次コイル、３……仕切り、４，
５……２次コイル、６……コイルボビン、７……ハウジ
ング、１０……シャフト、１４……コア、１７，１８…
…ヨーク、２０……スプリング、２２……サークリップ

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−140321（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−143022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭48−46103（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボビンに巻装された励磁用の１次コイルに
   重ねて、ボビンに設けられた仕切りを境として軸方向に
   ふり分けられてピックアップ用の２つの２次コイルが並
   設して巻装されたコイルボビンを、シャフトの周囲にそ
   のシャフトが中心にくるように固定側に設置するととも
   に、シャフトの変位に応じてその軸方向に移動可能なよ
   うにコアを設け、シャフトの変位に応じたコアの移動を
   ２つの２次コイルによって電気的に検出するようにした
   ものにおいて、ボビンに設けられた仕切りの部分をシャ
   フトと同一の熱膨張係数をもった材質からなる部材で軸
   方向に挟んで、その部材を介して熱膨張係数の異なる固
   定側のハウジングにコイルボビンを取り付けるようにし
   たことを特徴とする差動トランスジューサ。
2. 【請求項２】ボビン中央に設けられた仕切りの部分を挟
   む部材を、スプリングを用いてハウジング側に押し付け
   てコイルボビンを取り付けるようにしたことを特徴とす
   る前記第１項の記載による差動トランスジューサ。
3. 【請求項３】ボビン中央に設けられた仕切りの部分を挟
   む部材を、テーパ付のサークリップを用いてハウジング
   側に押し付けてコイルボビンを取り付けるようにしたこ
   とを特徴とする前記第１項の記載による差動トランスジ
   ューサ。