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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-08
(45)【発行日】2022-04-18
(54)【発明の名称】線形可変差動変換器
(51)【国際特許分類】
H01F 30/10 20060101AFI20220411BHJP
G01B 7/00 20060101ALI20220411BHJP
G01D 5/22 20060101ALI20220411BHJP
H01F 5/02 20060101ALI20220411BHJP
H01F 27/24 20060101ALI20220411BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20220411BHJP
【ＦＩ】
H01F30/10 L
G01B7/00 101E
G01D5/22 A
H01F5/02 F
H01F27/24 E
H01F27/28 K
H01F30/10 C
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019572464
(86)(22)【出願日】2018-05-09
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-08-27
(86)【国際出願番号】 KR2018005315
(87)【国際公開番号】W WO2019009513
(87)【国際公開日】2019-01-10
【審査請求日】2020-02-05
(31)【優先権主張番号】10-2017-0084987
(32)【優先日】2017-07-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2018-0048479
(32)【優先日】2018-04-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】515168374
【氏名又は名称】テグ キョンブク インスティトゥート オブ サイエンス アンド テクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(72)【発明者】
【氏名】ユン ドンウォン
(72)【発明者】
【氏名】ムン ジョンイル
【審査官】後藤 嘉宏
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／１２５２３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】実開昭５８－００６２１２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５３１２６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】実開昭４９－０５６４１８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－０７３１３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第３０９３８５９（ＥＰ，Ａ１）
【文献】米国特許第４６９４２４６（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ ３０／１０
Ｈ０１Ｆ ２７／２８
Ｈ０１Ｆ ５／０２
Ｈ０１Ｆ ２７／２４
Ｇ０１Ｂ ７／００
Ｇ０１Ｄ ５／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線の方向に延長された形状を有する移動部と、前記移動部が前記軸線の方向に動くことができるように、貫通孔が形成され、その外周面は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜のついた形状を有し、外周面の形状が、前記中心線が通過する部分の直径が最大であるように構成されたボビンと、
前記ボビンの外周面に巻き付けられた第一次コイルと、
前記巻き付けられた第一次コイルに巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第二次コイルと、
前記ボビンの両端部に設けられた支持板と、を含む線形可変差動変換器であって、
前記支持板のそれぞれには移動孔が形成され、
前記移動部は、コアとコアロッドを含み、前記コアロッドの直径は前記コアの直径よりも短く、前記移動部の少なくとも一部は前記貫通孔にスライディング自在になるように収容され、
前記移動孔の内径が前記貫通孔の内径よりも短く形成されることにより、前記コアは前記移動孔を介して移動することはできないが、前記コアロッドは前記移動孔を介して移動自在に構成され、
前記第一次コイルは、前記ボビンの全体長にかけて一定厚に巻き付けられ、
前記第二次コイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がつくことにより前記ボビンの中心線から遠くなるほど、その巻き付け厚が厚くなるように設計されていることを特徴とする、
線形可変差動変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、線形可変差動変換器に関する。
【背景技術】
【0002】
線形可変差動変換器（linear variable differential transformer）は、システムの変位を測定するのに使用される変位センサである。
線形可変差動変換器は、変圧器の原理によって作動するが、感度にすぐれ、精密な測定結果を得ることができる。また、線形可変差動変換器は、小型及び軽量に具現することができ、一般的な環境において、温度や湿度などの制限なしに使用可能であり、液体またはガスの環境で使用するとき、シーリングが良好であるという長所がある。
線形可変差動変換器は、変圧器の原理によって作動するが、感度にすぐれ、精密な測定結果を得ることができる。また、線形可変差動変換器は、小型及び軽量に具現することができ、一般的な環境において、温度や湿度などの制限なしに使用可能であり、液体またはガスの環境で使用するとき、シーリングが良好であるという長所がある。
【0003】
従来の線形可変差動変換器の構造が、図１に開示されている。
図１に図示されているように、従来の線形可変差動変換器１０は、強磁性体からなる移動部１１と、移動部１１がスライディング自在になるように設けられたボビン１２と、ボビン１２の外周面に巻き付けられた第一次コイル１３と、第一次コイル１３に巻き付けられた第二次コイル１４と、を含み、移動部１１が動くことによって生じる電圧差により、移動部１１の変位を測定することになる。
図１に図示されているように、従来の線形可変差動変換器１０は、強磁性体からなる移動部１１と、移動部１１がスライディング自在になるように設けられたボビン１２と、ボビン１２の外周面に巻き付けられた第一次コイル１３と、第一次コイル１３に巻き付けられた第二次コイル１４と、を含み、移動部１１が動くことによって生じる電圧差により、移動部１１の変位を測定することになる。
【0004】
ところで、従来の線形可変差動変換器１０の場合、第一次コイル１３は、ボビン１２に一定厚に巻き付けられるのに比し、第二次コイル１４は、ボビン１２の中心線ＣからエッジＥに行くほど、その巻き付け厚が変わってしまう形状を有することになる。
そのような第二次コイル１４の巻き付けられた形状は、エッジのエンドエフェクト（end effect）の効果などを低減させるためであるが、ボビン１２のエッジＥ側に行くほど、第二次コイル１４の巻き付け厚が、所定の比率で変化しなければならないので、その製造工程が困難であり、従って、製品の生産速度及び製造収率は、それを遂行する作業者の熟練度に影響を多く受けた。
そのような第二次コイル１４の巻き付けられた形状は、エッジのエンドエフェクト（end effect）の効果などを低減させるためであるが、ボビン１２のエッジＥ側に行くほど、第二次コイル１４の巻き付け厚が、所定の比率で変化しなければならないので、その製造工程が困難であり、従って、製品の生産速度及び製造収率は、それを遂行する作業者の熟練度に影響を多く受けた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の一側面によれば、製造時、生産効率を向上させることができる構造を有する線形可変差動変換器を具現することを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面によれば、軸線の方向に延長された形状を有する移動部と、前記移動部が前記軸線の方向に動くことができるように貫通孔が形成され、その外周面は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜のついた形状を有するボビンと、前記ボビンの外周面に巻き付けられた第一次コイルと、前記巻き付けられた第一次コイルに巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第二次コイルと、を含む線形可変差動変換器を提供する。
【0007】
また、本発明の他の側面によれば、軸線の方向に延長された形状を有する移動部と、前記移動部が前記軸線の方向に動くことができるように貫通孔が形成され、その外周面は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜のついた形状を有するボビンと、前記ボビンの外周面の中間部に巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第一次コイルと、前記ボビンの外周面の部分のうち、前記巻き付けられた第一次コイルの両側に位置した部分に巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第二次コイルと、を含む線形可変差動変換器を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一側面によれば、製造時、生産効率を向上させることができる構造を有する線形可変差動変換器を提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】従来の線形可変差動変換器の断面を図示した概略的な図面である。
【図2】本発明の第１実施形態による線形可変差動変換器の概略的な断面図である。
【図3】本発明の第１実施形態による線形可変差動変換器のボビンの概略的な斜視図である。
【図4】本発明の第２実施形態による線形可変差動変換器の概略的な断面図である。
【図5】本発明の第２実施形態による線形可変差動変換器のボビンの概略的な斜視図である。
【図6】本発明の第３実施形態による線形可変差動変換器の概略的な断面図である。
【図7】本発明の第３実施形態による線形可変差動変換器のボビンの概略的な斜視図である。
【図8】本発明の第４実施形態による線形可変差動変換器の概略的な断面図である。
【図9】本発明の第４実施形態による線形可変差動変換器のボビンの概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一側面によれば、軸線の方向に延長された形状を有する移動部と、前記移動部が前記軸線の方向に動くことができるように貫通孔が形成され、その外周面は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜のついた形状を有するボビンと、前記ボビンの外周面に巻き付けられた第一次コイルと、前記巻き付けられた第一次コイルに巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第二次コイルと、を含む線形可変差動変換器を提供する。
【0011】
ここで、前記第一次コイルと前記第二次コイルとのうちいずれか一つのコイルは、前記ボビンの全体長にかけて一定厚に巻き付けられ、前記第一次コイルと前記第二次コイルとのうち残り一つのコイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がつくようにも形成される。
【0012】
ここで、前記ボビンの外周面の形状は、前記中心線が通過する部分の直径が最大にもなる。
【0013】
ここで、前記第一次コイルは、前記ボビンの全体長にかけて一定厚にも巻き付けられる。
【0014】
ここで、前記ボビンの外周面の形状は、前記中心線から遠くなるほど、その直径がさらに大きくもなる。
【0015】
ここで、前記第一次コイルの巻き付けられた外面の形状は、前記軸線に対して平行でもある。
【0016】
ここで、前記第二次コイルは、前記ボビンの全体長にかけて一定厚にも巻き付けられる。
【0017】
本発明の他の側面によれば、軸線の方向に延長された形状を有する移動部と、前記移動部が前記軸線の方向に動くことができるように貫通孔が形成され、その外周面は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜のついた形状を有するボビンと、前記ボビンの外周面の中間部に巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第一次コイルと、前記ボビンの外周面の部分のうち、前記巻き付けられた第一次コイルの両側に位置した部分に巻き付けられるが、その巻き付けられた外面が、前記軸線に対して平行な形状を有する第二次コイルと、を含む線形可変差動変換器を提供する。
【0018】
ここで、前記ボビンの外周面の形状は、前記中心線が通過する部分の直径が最大にもなる。
【0019】
ここで、前記第一次コイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がついてもよい。
【0020】
ここで、前記第二次コイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がついてもよい。
【0021】
ここで、前記ボビンの外周面の形状は、前記中心線から遠くなるほど、その直径がさらに大きくもなる。
【0022】
ここで、前記第一次コイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がついてもよい。
【0023】
ここで、前記第二次コイルの前記ボビン側に向かう内面の形状は、前記軸線の方向を基準にするとき、その中心線に対して対称に傾斜がついてもよい。
【0024】
ここで、前記第一次コイルの巻き付けられた外面と、前記第二次コイルの巻き付けられた外面は、前記軸線から同距離に位置することができる。
【0025】
以下、添付された図面を参照し、望ましい実施形態による本発明について詳細に説明する。また、当該の明細書及び図面において、実質的に同一構成を有する構成要素については、同一符号を使うことにより、重複説明を省略する。
【0026】
【0027】
【0028】
図２に図示されているように、本発明の第１実施形態による線形可変差動変換器１００は、移動部１１０、ボビン１２０、第一次コイル１３０、第二次コイル１４０を含む。
【0029】
移動部１１０は、コア１１１とコアロッド１１２とを含み、全体的に、軸線Ｓの方向に延長された形状を有し、断面が円形である棒の形状を有する。
【0030】
本第１実施形態による移動部１１０は、断面が円形である棒の形状を有するものの、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による移動部の形状は、多様な変形が可能である。例えば、本発明による移動部は、断面が四角形であるビームの形状を有することもでき、断面が楕円形である棒の形状を有することもできる。
【0031】
コア１１１は、強磁性体（ferromagnetic）の素材を含んでなる第一次コイル１３０及び第二次コイル１４０と電磁気的相互作用を起こす。
【0032】
コアロッド１１２は、コア１１１を支持するが、コアロッド１１２の直径は、コア１１１の直径よりは小さくなっているので、コアロッド１１２は、支持板１２１の移動孔１２１ａを通過してスライディングが可能になるように構成される。
【0033】
一方、ボビン１２０は、移動部１１０の動きをガイドするが、そのために、移動部１１０が軸線Ｓの方向に動くことができるように、貫通孔１２０ａが軸線Ｓの方向に形成されている。すなわち、貫通孔１２０ａには、移動部１１０の少なくとも一部がスライディング自在になるように収容される。
【0034】
また、ボビン１２０の外周面１２０ｂには、第一次コイル１３０が巻き付けられ、ボビン１２０の両端部には、板状の支持板１２１が設けられる。
【0035】
支持板１２１には、移動孔１２１ａが形成されるが、移動孔１２１ａの内径は、貫通孔１２０ａの内径より小さく形成される。従って、コア１１１は、移動孔１２１ａを介して移動することができないが、コアロッド１１２は、移動孔１２１ａを介して移動自在に構成される。
【0036】
本第１実施形態によれば、ボビン１２０の全ての支持板１２１に、移動孔１２１ａが形成されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビンの支持板のうち一つだけに移動孔が形成されもし、その場合、移動孔が形成されていない支持板により、移動部の動きが制限されることになる。
【0037】
一方、図３に図示されているように、ボビン１２０の外周面１２０ｂは、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有する。ここで、中心線Ｃは、軸線Ｓに対して垂直である。
【0038】
特に、本第１実施形態によるボビン１２０の外周面１２０ｂの形状は、ボビン１２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ１が最大になるように形成される。
【0039】
本第１実施形態によるボビン１２０の場合には、ボビン１２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ１が最大になるように構成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるボビンの外周面は、多様な形状を有することができる。
【0040】
一方、第一次コイル１３０は、ボビン１２０の外周面１２０ｂに巻き付けられるが、第一次コイル１３０は、ボビン１２０の全体長にかけて一定厚ｔ１に巻き付けられることになる。
【0041】
ここで、第一次コイル１３０の巻き付けられた厚みｔ１が一定であるという意味は、その厚みが実質的に一定であるという意味であり、その厚みの厚さに若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第一次コイル１３０は、実際にワイヤを巻いてなっているために、巻き付け過程において、その厚みに若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0042】
そのような第一次コイル１３０の巻き付けられた形状と、ボビン１２０の形状とにより、第一次コイル１３０のボビン１２０側に向かう内面１３０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0043】
一方、第二次コイル１４０は、前記巻き付けられた第一次コイル１３０の上に巻き付けられるが、第二次コイル１４０の巻き付けられた外面１４１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有するようにする。
【0044】
ここで、第二次コイル１４０の外面１４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、その外面１４１が、軸線Ｓに対して実質的に平行であるという意味であり、その外面１４１の位置に、若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第二次コイル１４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にして若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0045】
そのような第二次コイル１４０の巻き付けられた形状と、ボビン１２０の形状とにより、第二次コイル１４０のボビン１２０側に向かう内面１４０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0046】
第二次コイル１４０の場合、ボビン１２０の中心線Ｃから遠くなるほど、その巻き付け厚がさらに厚くなるように設計されるが（ワイヤがさらに多く巻き付けられるように設計される）、それは、エッジのエンドエフェクト効果を低減させ、移動部１１０の変位測定の精度を高めるためである。すなわち、ボビン１２０の中心線Ｃから遠くなるほど、第一次コイル１３０の厚み対比で、第二次コイル１４０の厚みの比率がだんだんとさらに大きくなるように設計される。
【0047】
ところで、本第１実施形態においては、ボビン１２０の外周面１２０ｂの形状は、中心線Ｃが通過する部分の直径が最大になるように設計されており、第一次コイル１３０は、ボビン１２０の全体長にかけて一定厚ｔ１で巻き付けられているので、作業者が第二次コイル１４０を巻き付けるとき、その外面１４１が、軸線Ｓに対して平行な形状になるように巻き付けるならば、第二次コイル１４０の巻き付けられた厚みは、ボビン１２０の中心線Ｃから遠くなるほど、さらに厚くなることになるので、エンドエフェクト効果を低減させることができるようになる。
【0048】
一方、本第１実施形態によれば、ボビン１２０と第一次コイル１３０との間と、第一次コイル１３０と第二次コイル１４０との間とに、絶縁部材が存在しないが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン１２０と第一次コイル１３０との間と、第一次コイル１３０と第二次コイル１４０との間とに、さらなる絶縁部材が存在する。
【0049】
以上で説明した線形可変差動変換器１００の構成以外の他の構成は、公知の線形可変差動変換器の構成をそのまま利用することができるので、それに係わる詳細な説明は、省略する。
【0050】
以下、本発明の第１実施形態に係わる線形可変差動変換器１００の製造工程について説明する。
【0051】
まず、メーカーは、コア１１１とコアロッド１１２とを具備した移動部１１０を準備する。そして、ボビン１２０の貫通孔１２０ａの内側に、コア１１１を位置させた後、支持板１２１をボビン１２０の両端部に設ける。
【0052】
次に、メーカーは、ボビン１２０の外周面１２０ｂに、第一次コイル１３０を巻くが、第一次コイル１３０がボビン１２０の全体長にかけて一定厚ｔ１に巻き付けられるようにする。
【0053】
メーカーは、第一次コイル１３０を巻いた後、その巻き付けられた第一次コイル１３０上に、第二次コイル１４０を巻く。
【0054】
第二次コイル１４０を巻き付けるとき、その巻き付けられた外面１４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有さなければならないので、作業者は、巻き付けられる第二次コイル１４０の外面１４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを確認しながら、第二次コイル１４０を巻く。ここで、巻き付けられる第二次コイル１４０の外面１４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを知る方法は、さまざまであるが、そのうち一例を挙げれば、第二次コイル１４０を巻く作業中、第二次コイル１４０の外面１４１の直径をノギスのような測定道具で測定することにより、「ボビン１２０の全長にわたって、第二次コイル１４０の外面１４１の直径が一定であるか否かということ」で確認することができる。すなわち、ボビン１２０の全長にわたって、第二次コイル１４０の外面１４１の直径が一定であるならば、幾何学的な構造により、当然のこととして、外面１４１は、軸線Ｓに対して平行になる。また、「巻き付けられる第二次コイル１４０の外面１４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということ」を知ることができる方法の他例として、平行を測定する道具を使用したり、リアルタイムで映像または写真撮影などを介して確認したりする方法などもある。
【0055】
本第１実施形態によれば、移動部１１０をボビン１２０に設けた後、第一次コイル１３０及び第二次コイル１４０を順次に巻く順序で、線形可変差動変換器１００を製造するが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン１２０に、第一次コイル１３０及び第二次コイル１４０を巻いて設けた後、移動部１１０をボビン１２０に設けることもできる。
【0056】
以下、本発明の第１実施形態に係わる線形可変差動変換器１００の作動について説明する。
【0057】
作動時、第一次コイル１３０に交流電圧を印加した状態で、移動部１１０が動くことになれば、コア１１１により、第二次コイル１４０の両端に電圧差が生じる。そのような電圧差は、移動部１１０の変位に比例することになるので、制御部（図示せず）は、そのような電圧差を利用し、移動部１１０の変位を測定することになる。
【0058】
以上のように、本第１実施形態による線形可変差動変換器１００は、ボビン１２０の外周面１２０ｂの形状を、中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状で形成することにより、第二次コイル１４０を巻き付けるとき、軸線Ｓの方向にその巻き付け厚に変化を与えても、作業者は、容易に、第二次コイル１４０の外面１４１の形状を軸線Ｓに対して平行な形状にすることができる。すなわち、作業者は、第二次コイル１４０を巻く作業を行うとき、第二次コイル１４０の外面１４１が、軸線Ｓに対して平行になるように巻きさえすればよいので、作業者は、迅速で容易に、第二次コイル１４０を巻く作業を遂行することができることになる。すなわち、線形可変差動変換器１００の第二次コイル１４０を巻く工程において、作業者の熟練度と関係なく、精密で容易に、第二次コイル１４０を巻くことができることになるので、高い製造工程効率及び高い製造収率を具現することができることになる。
【0059】
【0060】
【0061】
図４に図示されているように、本発明の第２実施形態による線形可変差動変換器２００は、移動部２１０、ボビン２２０、第一次コイル２３０、第二次コイル２４０を含む。
【0062】
移動部２１０は、コア２１１とコアロッド２１２とを含み、全体的に、軸線Ｓの方向に延長された形状を有し、断面が円形である棒の形状を有する。
【0063】
本第２実施形態による移動部２１０は、断面が円形である棒の形状を有するものの、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による移動部の形状は、多様な変形が可能である。例えば、本発明による移動部は、断面が四角形であるビームの形状を有することもでき、断面が楕円形である棒の形状を有することもできる。
【0064】
コア２１１は、強磁性体の素材を含んでなる第一次コイル２３０及び第二次コイル２４０と電磁気的相互作用を起こす。
【0065】
コアロッド２１２は、コア２１１を支持するが、コアロッド２１２の直径は、コア２１１の直径よりは小さくなっているので、コアロッド２１２は、支持板２２１の移動孔２２１ａを通過してスライディングが可能になるように構成される。
【0066】
一方、ボビン２２０は、移動部２１０の動きをガイドするが、そのために、移動部２１０が軸線Ｓの方向に動くことができるように、貫通孔２２０ａが軸線Ｓの方向に形成されている。すなわち、貫通孔２２０ａには、移動部２１０の少なくとも一部がスライディング自在になるように収容される。
【0067】
また、ボビン２２０の外周面２２０ｂには、第一次コイル２３０が巻き付けられ、ボビン２２０の両端部には、板状の支持板２２１が設けられる。
【0068】
支持板２２１には、移動孔２２１ａが形成されるが、移動孔２２１ａの内径は、貫通孔２２０ａの内径より小さく形成される。従って、コア２１１は、移動孔２２１ａを介して移動することができないが、コアロッド２１２は、移動孔２２１ａを介して移動自在に構成される。
【0069】
本第２実施形態によれば、ボビン２２０の全ての支持板２２１に、移動孔２２１ａが形成されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビンの支持板のうち一つだけに移動孔が形成されもし、その場合、移動孔が形成されていない支持板により、移動部の動きが制限されることになる。
【0070】
一方、図５に図示されているように、ボビン２２０の外周面２２０ｂは、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有する。ここで、中心線Ｃは、軸線Ｓに対して垂直である。
【0071】
特に、本第２実施形態によるボビン２２０の外周面２２０ｂの形状は、ボビン２２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ２が最小になるように形成される。すなわち、ボビン２２０の外周面２２０ｂの形状は、中心線Ｃから遠くなるほど、その直径がさらに大きくなるように構成され、ボビン２２０は、全体的に杖鼓の形状を有する。
【0072】
本第２実施形態によるボビン２２０の場合には、ボビン２２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ２が最小になるように構成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるボビンの外周面は、多様な形状を有することができる。
【0073】
一方、第一次コイル２３０は、ボビン２２０の外周面２２０ｂに巻き付けられるが、第一次コイル２３０の巻き付けられた外面２３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するようにする。
【0074】
ここで、第一次コイル２３０の外面２３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、実質的に平行であるという意味であり、その外面２３１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第一次コイル２３０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にして若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0075】
そのような第一次コイル２３０の巻き付けられた形状と、ボビン２２０の形状とにより、第一次コイル２３０のボビン２２０側に向かう内面２３０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0076】
第一次コイル２３０の場合、ボビン２２０の中心線Ｃから遠くなるほど、その巻き付け厚がさらに薄くなるように設計されるが（ワイヤがより少なくまかれるように設計する）、それは、エッジのエンドエフェクト効果を低減させ、移動部２１０の変位測定の精度を高めるためである。すなわち、ボビン２２０の中心線Ｃから遠くなるほど、第二次コイル２４０の厚み対比で、第一次コイル２３０の厚みの比率がだんだんさらに小さくなるように設計される。
【0077】
ところで、本第２実施形態においては、ボビン２２０の外周面２２０ｂの形状は、中心線Ｃが通過する部分の直径が最小になるように設計されている。従って、作業者が第一次コイル２３０を巻き付けるとき、その外面２３１が、軸線Ｓに対して平行な形状になるように巻き付け、二次コイル２４０をボビン２２０の全体長にかけて一定厚ｔ２で巻き付けるならば、ボビン２２０の中心線Ｃから遠くなるほど、第一次コイル２３０の厚み対比で、第二次コイル２４０の厚みの比率がだんだんさらに大きくなるように構成されるので、エンドエフェクト効果を低減させることができることになる。
【0078】
一方、第二次コイル２４０は、前記巻き付けられた第一次コイル２３０上に巻き付けられるが、ボビン２２０の全体長にかけて一定厚ｔ２に巻き付けられることになる。ここで、第一次コイル２３０の巻き付けられた外面２３１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有し、第二次コイル２４０の巻き付けられた厚みｔ２が一定であるので、第二次コイル２４０の巻き付けられた外面２４１も、軸線Ｓに対して平行な形状を有することになる。
【0079】
ここで、第二次コイル２４０の巻き付けられた厚みｔ２が一定であるという意味は、その厚みが実質的に一定であるという意味であり、その厚みの厚さに若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第二次コイル２４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、その厚みに若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0080】
また、ここで、第二次コイル２４０の外面２４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、実質的に平行であるという意味であり、その外面２４１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第二次コイル２４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にして若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0081】
一方、本第２実施形態によれば、ボビン２２０と第一次コイル２３０との間と、第一次コイル２３０と第二次コイル２４０との間とに、絶縁部材が存在しないが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン２２０と第一次コイル２３０との間と、第一次コイル２３０と第二次コイル２４０との間とに、さらなる絶縁部材が存在することができる。
【0082】
以上で説明した線形可変差動変換器２００の構成以外の他の構成は、公知の線形可変差動変換器の構成をそのまま利用することができるので、それに係わる詳細な説明は、省略する。
【0083】
以下、本発明の第２実施形態に係わる線形可変差動変換器２００の製造工程について説明する。
【0084】
まず、メーカーは、コア２１１とコアロッド２１２とを具備した移動部２１０を準備する。そして、ボビン２２０の貫通孔２２０ａの内側に、コア２１１を位置させた後、支持板２２１をボビン２２０の両端部に設ける。
【0085】
続いて、メーカーは、ボビン２２０の外周面２２０ｂに、第一次コイル２３０を巻く。第一次コイル２３０を巻き付けるとき、その巻き付けられた外面２３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有さなければならないので、作業者は、巻き付けられる第一次コイル２３０の外面２３１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを確認しながら、第一次コイル２３０を巻く。ここで、巻き付けられる第一次コイル２３０の外面２３１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを知る方法は、さまざまあるが、そのうち一例を挙げれば、第一次コイル２３０を巻く作業中、第一次コイル２３０の外面２３１の直径をノギスのような測定道具で測定することにより、「ボビン２２０の全長にわたって、第一次コイル２３０の外面２３１の直径が一定であるか否かということ」で確認することができる。すなわち、ボビン２２０の全長にわたって、第一次コイル２３０の外面２３１の直径が一定であるならば、幾何学的な構造により、当然のこととして、外面２３１は、軸線Ｓに対して平行になる。また、「巻き付けられる第一次コイル２３０の外面２３１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということ」を知ることができる方法の他例として、平行を測定する道具を使用したり、リアルタイムで映像または写真撮影などを介して確認したりする方法などもある。
【0086】
その次に、メーカーは、巻き付けられた第一次コイル２３０上に、第二次コイル２４０を巻く。
【0087】
第二次コイル２４０を巻き付けるとき、第二次コイル２４０が、ボビン２２０の全体長にかけて一定厚ｔ２に巻き付けられるようにする。同時に、第二次コイル２４０を巻き付けるときにも、その巻き付けられた外面２４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有さなければならないので、作業者は、巻き付けられる第二次コイル２４０の外面２４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを確認しながら、第二次コイル２４０を巻く。ここで、巻き付けられる第二次コイル２４０の外面２４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを知る方法は、さまざまあるが、そのうち一例を挙げれば、第二次コイル２４０を巻く作業中、第二次コイル２４０の外面２４１の直径をノギスのような測定道具で測定することにより、「ボビン２２０の全長にわたって、第二次コイル２４０の外面２４１の直径が一定であるか否かということ」で確認することができる。すなわち、ボビン２２０の全長にわたって、第二次コイル２４０の外面２４１の直径が一定であるならば、幾何学的な構造により、当然のこととして、外面２４１は、軸線Ｓに対して平行になる。また、「巻き付けられる第二次コイル２４０の外面２４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということ」を知ることができる方法の他例として、平行を測定する道具を使用したり、リアルタイムで映像または写真撮影などを介して確認したりする方法などもある。
【0088】
本第２実施形態によれば、移動部２１０をボビン２２０に設けた後、第一次コイル２３０及び第二次コイル２４０を順次に巻く順序で、線形可変差動変換器２００を製造するが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン２２０に、第一次コイル２３０及び第二次コイル２４０を巻いて設けた後、移動部２１０をボビン２２０に設けることもできる。
【0089】
以下、本発明の第２実施形態に係わる線形可変差動変換器２００の作動について説明する。
【0090】
作動時、第一次コイル２３０に交流電圧を印加した状態で、移動部２１０が動くことになれば、コア２１１により、第二次コイル２４０の両端に電圧差が生じる。そのような電圧差は、移動部２１０の変位に比例することになるので、制御部（図示せず）は、そのような電圧差を利用し、移動部２１０の変位を測定することになる。
【0091】
以上のように、本第２実施形態による線形可変差動変換器２００は、ボビン２２０の外周面２２０ｂの形状を、中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状で形成することにより、第一次コイル２３０を巻き付けるとき、軸線Ｓの方向にその巻き付け厚に変化を与えても、作業者は、容易に、第一次コイル２３０の外面２３１の形状を軸線Ｓに対して平行な形状にすることができる。すなわち、作業者は、第一次コイル２３０を巻く作業を行うとき、第一次コイル２３０の外面２３１が、軸線Ｓに対して平行になるように巻きさえすればよいので、作業者は、迅速で容易に、第一次コイル２３０を巻く作業を遂行することができることになる。すなわち、線形可変差動変換器２００の第一次コイル２３０を巻く工程において、作業者の熟練度と関係なく、精密で容易に、第一次コイル２３０を巻くことができ、続いて、第二次コイル２４０も容易に巻くことができることになるので、高い製造工程効率及び高い製造収率を具現することができることになる。
【0092】
【0093】
【0094】
図６に図示されているように、本発明の第３実施形態による線形可変差動変換器３００は、移動部３１０、ボビン３２０、第一次コイル３３０、第二次コイル３４０を含む。
【0095】
移動部３１０は、コア３１１とコアロッド３１２とを含み、全体的に、軸線Ｓの方向に延長された形状を有し、断面が円形である棒の形状を有する。
【0096】
本第３実施形態による移動部３１０は、断面が円形である棒の形状を有するものの、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による移動部の形状は、多様な変形が可能である。例えば、本発明による移動部は、断面が四角形であるビームの形状を有することもでき、断面が楕円形である棒の形状を有することもできる。
【0097】
コア３１１は、強磁性体の素材を含んでなる第一次コイル３３０及び第二次コイル３４０と電磁気的相互作用を起こす。
【0098】
コアロッド３１２は、コア３１１を支持するが、コアロッド３１２の直径は、コア３１１の直径よりは小さくなっているので、コアロッド３１２は、支持板３２１の移動孔３２１ａを通過してスライディングが可能になるように構成される。
【0099】
一方、ボビン３２０は、移動部３１０の動きをガイドするが、そのために、移動部３１０が軸線Ｓの方向に動くことができるように、貫通孔３２０ａが軸線Ｓの方向に形成されている。すなわち、貫通孔３２０ａには、移動部３１０の少なくとも一部がスライディング自在になるように収容される。
【0100】
また、ボビン３２０の外周面３２０ｂの中間部Ｍには、第一次コイル３３０が巻き付けられ、ボビン３２０の両端部には、板状の支持板３２１が設けられる。
【0101】
ここで、中間部Ｍは、図３に図示されているように、ボビン３２０の外周面３２０ｂの部分のうち、中心線Ｃを基準にし、両側に距離Ｌ１，Ｌ２ほど離れた部分までの領域を意味する。中間部Ｍの領域の大きさは、線形可変差動変換器３００の機能、性質によって異なるようにも設計され、本実施形態においては、距離Ｌ１は、距離Ｌ２と同一にも構成される。本実施形態においては、距離Ｌ１は、距離Ｌ２と同一に構成されるが、本発明は、それに限定されるものではなく、距離Ｌ１は、距離Ｌ２と異なるようにも構成される。
【0102】
支持板３２１には、移動孔３２１ａが形成されるが、移動孔３２１ａの内径は、貫通孔３２０ａの内径より小さく形成される。従って、コア３１１は、移動孔３２１ａを介して移動することができないが、コアロッド３１２は、移動孔３２１ａを介して移動自在に構成される。
【0103】
本第３実施形態によれば、ボビン３２０の全ての支持板３２１に、移動孔３２１ａが形成されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビンの支持板のうち一つだけに移動孔が形成されもし、その場合、移動孔が形成されていない支持板により、移動部の動きが制限されることになる。
【0104】
一方、図７に図示されているように、ボビン３２０の外周面３２０ｂは、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有する。ここで、中心線Ｃは、軸線Ｓに対して垂直である。
【0105】
特に、本第３実施形態によるボビン３２０の外周面３２０ｂの形状は、ボビン３２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ３が最大になるように形成される。
【0106】
本第３実施形態によるボビン３２０の場合には、ボビン３２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ３が最大になるように構成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるボビンの外周面は、多様な形状を有することができる。
【0107】
一方、第一次コイル３３０は、ボビン３２０の外周面３２０ｂの部分のうち、中間部Ｍに巻き付けられるが、第一次コイル１３０の巻き付けられた外面３３１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有するように巻き付けられることになる。
【0108】
ここで、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、その外面３３１が、軸線Ｓに対して実質的に平行であるという意味であり、その外面３３１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第一次コイル３３０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にし、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0109】
そのような第一次コイル３３０の巻き付けられた形状と、ボビン３２０の形状とにより、第一次コイル３３０のボビン３２０側に向かう内面３３０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0110】
一方、第二次コイル３４０は、ボビン３２０の外周面３２０ｂの部分のうち、両側部Ｐに巻き付けられる。すなわち、図６に図示されているように、第二次コイル３４０は、第一次コイル３３０の両側に位置した部分に巻き付けられることになるが、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有するように巻き付けられることになる。
【0111】
ここで、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、その外面３４１が、軸線Ｓに対して実質的に平行であるという意味であり、その外面３４１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第二次コイル３４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にし、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0112】
そのような第二次コイル３４０の巻き付けられた形状と、ボビン３２０の形状とにより、第二次コイル３４０のボビン３２０側に向かう内面３４０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0113】
一方、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１は、軸線Ｓから同距離Ｇに位置する。ここで、軸線Ｓからの同距離Ｇは、線形可変差動変換器３００の機能、性質によって異なるようにも決定される。
【0114】
第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１とが、軸線Ｓから同距離に位置するという意味は、その外面３３１，３４１が軸線Ｓから実質的に同距離に位置するという意味であり、その外面３３１，３４１の位置に若干変動がある場合も、含むという意味である。それは、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0115】
本実施形態によれば、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１は、軸線Ｓから同距離に位置するが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、製造される線形可変差動変換器の種類、特性などによって、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１は、軸線Ｓから同距離に位置せず、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１は、互いに所定の段差を有するようにも設計される。
【0116】
一方、本第３実施形態によれば、ボビン３２０と第一次コイル３３０との間、ボビン３２０と第二次コイル３４０との間、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との間に絶縁部材が存在しないが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン３２０と第一次コイル３３０との間、ボビン３２０と第二次コイル３４０との間、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との間に、さらなる絶縁部材が存在することができる。
【0117】
以上で説明した線形可変差動変換器３００の構成以外の他の構成は、公知の線形可変差動変換器の構成をそのまま利用することができるので、それに係わる詳細な説明は、省略する。
【0118】
以下、本発明の第３実施形態に係わる線形可変差動変換器３００の製造工程について説明する。
【0119】
まず、メーカーは、コア３１１とコアロッド３１２とを具備した移動部３１０を準備する。そして、ボビン３２０の貫通孔３２０ａの内側に、コア３１１を位置させた後、支持板３２１をボビン３２０の両端部に設ける。
【0120】
続いて、メーカーは、ボビン３２０の外周面３２０ｂの部分のうち、中間部Ｍに、第一次コイル３３０を巻くが、第一次コイル３３０の外面３３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有し、軸線Ｓから距離Ｇに位置するように巻き付けられるようにする。
【0121】
メーカーは、第一次コイル３３０を巻いた後、ボビン３２０の外周面３２０ｂの部分のうち、すでに巻き付けられた第一次コイル３３０の両側に位置した部分に、第二次コイル３４０を巻くが、第二次コイル３４０の巻き付けられる形状は、第二次コイル３４０の外面３４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するようにする。同時に、第二次コイル３４０を巻き付けるとき、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１が、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、軸線Ｓから同距離Ｇに位置するようにし、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１との境界において、段差がないようにする。
【0122】
第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻き付けるとき、その巻き付けられた外面３３１，３４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有さなければならないので、作業者は、巻き付けられる第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを確認しながら、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻く。ここで、巻き付けられる第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを知る方法は、さまざまあるが、そのうち一例を挙げれば、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻く作業中、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１の直径をノギスのような測定道具で測定することにより、「ボビン３２０の全長にわたって、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１の直径が一定であるか否かということ」で確認することができる。すなわち、ボビン３２０の全長にわたって、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１の直径が一定であるならば、幾何学的な構造により、当然のこととして、外面３３１，３４１は、軸線Ｓに対して平行になるだけではなく、第一次コイル３３０の巻き付けられた外面３３１と、第二次コイル３４０の巻き付けられた外面３４１とが軸線Ｓから同距離に位置することを分かる。また、「巻き付けられる第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということ」を知ることができる方法の他例として、平行を測定する道具を使用したり、リアルタイムで映像または写真撮影などを介して確認したりする方法などもある。
【0123】
本第３実施形態によれば、移動部３１０をボビン３２０に設けた後、第一次コイル３３０を巻いた後、第二次コイル３４０を巻く順序で、線形可変差動変換器３００を製造するが、本発明は、それに限定されるものではなく、多様な方式で線形可変差動変換器を製造することができる。例えば、ボビン３２０に、第一次コイル３３０及び第二次コイル３４０を巻いて設けた後、移動部３１０をボビン３２０に設けることもできる。また、本発明によれば、第二次コイル３４０を巻いた後、第一次コイル３３０を巻く順序で、線形可変差動変換器３００を製造することもでき、第一次コイル３３０を巻く作業と、第二次コイル３４０を巻く作業とを同時に、またはランダムに実施する方式で線形可変差動変換器３００を製造することもできる。
【0124】
以下、本発明の第３実施形態に係わる線形可変差動変換器３００の作動について説明する。
【0125】
作動時、第一次コイル３３０に交流電圧を印加した状態で、移動部３１０が動くことになれば、コア３１１により、第二次コイル３４０の両端に電圧差が生じる。そのような電圧差は、移動部３１０の変位に比例することになるので、制御部（図示せず）は、そのような電圧差を利用し、移動部３１０の変位を測定することになる。
【0126】
本第３実施形態による線形可変差動変換器３００についての説明には、前述の第１，２実施形態の線形可変差動変換器１００，２００についての説明で言及された「エンドエフェクト効果の低減」についての内容が省略されている。それは、線形可変差動変換器の製造時やその運用時、エンドエフェクト効果を低減させるために、メーカーまたは運用者は、公知の多様な電気回路やソフトウェアを利用することができるためであり、そのような技術は、センサの線形性を確保するための技術に該当する。
【0127】
以上のように、本第３実施形態による線形可変差動変換器３００は、ボビン３２０の外周面３２０ｂの形状を、中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状で形成することにより、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻き付けるとき、軸線Ｓの方向にその巻き付け厚に変化を与えても、作業者は、容易に、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１の形状を軸線Ｓに対して平行な形状にすることができる。すなわち、作業者は、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻く作業を行うとき、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０との外面３３１，３４１が、軸線Ｓに対して平行になるように巻きさえすればよいので、作業者は、迅速で容易に、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻く作業を遂行することができることになる。言い換えれば、線形可変差動変換器３００の第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻く工程において、作業者の熟練度と関係なく、精密で容易に、第一次コイル３３０と第二次コイル３４０とを巻くことができることになるので、高い製造工程効率及び高い製造収率を具現することができることになる。
【0128】
【0129】
【0130】
図８に図示されているように、本発明の第４実施形態による線形可変差動変換器４００は、移動部４１０、ボビン４２０、第一次コイル４３０、第二次コイル４４０を含む。
【0131】
移動部４１０は、コア４１１とコアロッド４１２とを含み、全体的に、軸線Ｓの方向に延長された形状を有し、断面が円形である棒の形状を有する。
【0132】
本第４実施形態による移動部４１０は、断面が円形である棒の形状を有するものの、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による移動部の形状は、多様な変形が可能である。例えば、本発明による移動部は、断面が四角形であるビームの形状を有することもでき、断面が楕円形である棒の形状を有することもできる。
【0133】
コア４１１は、強磁性体の素材を含んでなる第一次コイル４３０及び第二次コイル４４０と電磁気的相互作用を起こす。
【0134】
コアロッド４１２は、コア４１１を支持するが、コアロッド４１２の直径は、コア４１１の直径よりは小さくなっているので、コアロッド４１２は、支持板４２１の移動孔４２１ａを通過してスライディングが可能になるように構成される。
【0135】
一方、ボビン４２０は、移動部４１０の動きをガイドするが、そのために、移動部４１０が軸線Ｓの方向に動くことができるように、貫通孔４２０ａが軸線Ｓの方向に形成されている。すなわち、貫通孔４２０ａには、移動部４１０の少なくとも一部がスライディング自在になるように収容される。
【0136】
また、ボビン４２０の外周面４２０ｂの中間部Ｍには、第一次コイル４３０が巻き付けられ、ボビン４２０の両端部には、板状の支持板４２１が設けられる。
【0137】
ここで、中間部Ｍは、図９に図示されているように、ボビン４２０の外周面４２０ｂの部分のうち、中心線Ｃを基準にし、両側に距離Ｌ３，Ｌ４ほど離れた部分までの領域を意味する。中間部Ｍの領域の大きさは、線形可変差動変換器４００の機能、性質によって異なるように決定されることができ、本実施形態においては、距離Ｌ３は、距離Ｌ４と同一にも構成される。本実施形態においては、距離Ｌ３は、距離Ｌ４と同一に構成されるが、本発明は、それに限定されるものではなく、距離Ｌ３は、距離Ｌ４と異なるようにも構成される。
【0138】
支持板４２１には、移動孔４２１ａが形成されるが、移動孔４２１ａの内径は、貫通孔４２０ａの内径より小さく形成される。従って、コア４１１は、移動孔４２１ａを介して移動することができないが、コアロッド４１２は、移動孔４２１ａを介して移動自在に構成される。
【0139】
本第４実施形態によれば、ボビン４２０の全ての支持板４２１に、移動孔４２１ａが形成されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビンの支持板のうち一つだけに移動孔が形成されもし、その場合、移動孔が形成されていない支持板により、移動部の動きが制限されることになる。
【0140】
一方、図９に図示されているように、ボビン４２０の外周面４２０ｂは、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有する。ここで、中心線Ｃは、軸線Ｓに対して垂直である。
【0141】
特に、本第４実施形態によるボビン４２０の外周面４２０ｂの形状は、ボビン４２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ４が最小になるように形成される。すなわち、ボビン４２０の外周面４２０ｂの形状は、中心線Ｃから遠くなるほど、その直径がさらに大きくなるように構成され、ボビン４２０は、全体的に杖鼓形状を有する。
【0142】
本第４実施形態によるボビン４２０の場合には、ボビン４２０の部分のうち、中心線Ｃが通過する部分の直径Ｄ４が最小になるように構成されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるボビンの外周面は、多様な形状を有することができる。
【0143】
一方、第一次コイル４３０は、ボビン４２０の外周面４２０ｂの部分のうち、中間部Ｍに巻き付けられるが、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有するように巻き付けられることになる。
【0144】
ここで、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、その外面４３１が、軸線Ｓに対して実質的に平行であるという意味であり、その外面４３１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第一次コイル４３０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にし、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0145】
そのような第一次コイル４３０の巻き付けられた形状と、ボビン４２０の形状とにより、第一次コイル４３０のボビン４２０側に向かう内面４３０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0146】
一方、第二次コイル４４０は、ボビン４２０の外周面４２０ｂの部分のうち、両側部Ｐに巻き付けられる。すなわち、図８に図示されているように、第二次コイル４４０は、第一次コイル４３０の両側に位置した部分に巻き付けられることになるが、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１は、軸線Ｓに対して平行な形状を有するように巻き付けられることになる。
【0147】
ここで、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するという意味は、その外面４４１が、軸線Ｓに対して実質的に平行であるという意味であり、その外面４４１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第二次コイル４４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、平行を基準にし、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0148】
そのような第二次コイル４４０の巻き付けられた形状と、ボビン４２０の形状とにより、第二次コイル４４０のボビン４２０側に向かう内面４４０ａの形状は、軸線Ｓの方向を基準にするとき、その中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状を有することになる。
【0149】
一方、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１は、軸線Ｓから同距離Ｇに位置する。ここで、軸線Ｓからの同距離Ｇは、線形可変差動変換器４００の機能、性質によって異なるようにも決定される。
【0150】
第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１とが、軸線Ｓから同距離に位置するという意味は、その外面４３１，４４１が軸線Ｓから実質的に同距離に位置するという意味であり、その外面４３１，４４１の位置に若干変動がある場合も含むという意味である。それは、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０は、実際にワイヤを巻いてなっているので、巻き付け過程において、外面の位置に若干の変動が存在することにもなり、ワイヤの形状により、その巻き付けられた表面も、若干凹凸が生じるためである。
【0151】
本実施形態によれば、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１は、軸線Ｓから同距離に位置するが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、製造される線形可変差動変換器の種類、特性などによって、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１は、軸線Ｓから同距離に位置せず、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１は、互いに所定の段差を有するようにも設計される。
【0152】
一方、本第４実施形態によれば、ボビン４２０と第一次コイル４３０との間、ボビン４２０と第二次コイル４４０との間、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との間に絶縁部材が存在しないが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ボビン４２０と第一次コイル４３０との間、ボビン４２０と第二次コイル４４０との間、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との間にさらなる絶縁部材が存在することができる。
以上で説明した線形可変差動変換器４００の構成以外の他の構成は、公知の線形可変差動変換器の構成をそのまま利用することができるので、それに係わる詳細な説明は、省略する。
以上で説明した線形可変差動変換器４００の構成以外の他の構成は、公知の線形可変差動変換器の構成をそのまま利用することができるので、それに係わる詳細な説明は、省略する。
【0153】
以下、本発明の第４実施形態に係わる線形可変差動変換器４００の製造工程について説明する。
【0154】
まず、メーカーは、コア４１１とコアロッド４１２とを具備した移動部４１０を準備する。そして、ボビン４２０の貫通孔４２０ａの内側に、コア４１１を位置させた後、支持板４２１をボビン４２０の両端部に設ける。
【0155】
続いて、メーカーは、ボビン４２０の外周面４２０ｂの部分のうち、中間部Ｍに、第一次コイル４３０を巻くが、第一次コイル４３０の外面４３１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有し、軸線Ｓから距離Ｇに位置するように巻き付けられるようにする。
【0156】
メーカーは、第一次コイル４３０を巻いた後、ボビン４２０の外周面４２０ｂの部分のうち、すでに巻き付けられた第一次コイル４３０の両側に位置した部分に、第二次コイル４４０を巻くが、第二次コイル４４０の巻き付けられる形状は、第二次コイル４４０の外面４４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有するようにする。同時に、第二次コイル４４０を巻き付けるとき、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１と、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１とが、軸線Ｓから同距離Ｇに位置するようにし、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１との境界で段差がないようにする。
【0157】
第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻き付けるとき、その巻き付けられた外面４３１，４４１が、軸線Ｓに対して平行な形状を有さなければならないので、作業者は、巻き付けられる第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを確認しながら、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻く。ここで、巻き付けられる第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということを知る方法は、さまざまあるが、そのうち一例を挙げれば、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻く作業中、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１の直径をノギスのような測定道具で測定することにより、「ボビン４２０の全長にわたって、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１の直径が一定であるか否かということ」で確認することができる。すなわち、ボビン４２０の全長にわたって、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１の直径が一定であるならば、幾何学的な構造により、当然のこととして、外面４３１，４４１は、軸線Ｓに対して平行になるだけではなく、第一次コイル４３０の巻き付けられた外面４３１と、第二次コイル４４０の巻き付けられた外面４４１とが軸線Ｓから同距離に位置することを知ることができる。また、「巻き付けられる第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１が、軸線Ｓに対して平行であるか否かということ」を知ることができる方法の他例として、平行を測定する道具を使用したり、リアルタイムで映像または写真撮影などを介して確認したりする方法などもある。
【0158】
本第４実施形態によれば、移動部４１０をボビン４２０に設けた後、第一次コイル４３０を巻いた後、第二次コイル４４０を巻く順序で、線形可変差動変換器４００を製造するが、本発明は、それに限定されるものではなく、多様な方式で線形可変差動変換器を製造することができる。例えば、ボビン４２０に、第一次コイル４３０及び第二次コイル４４０を巻いて設けた後、移動部４１０をボビン４２０に設けることもできる。また、本発明によれば、第二次コイル４４０を巻いた後、第一次コイル４３０を巻く順序で、線形可変差動変換器４００を製造することもでき、第一次コイル４３０を巻く作業と、第二次コイル４４０を巻く作業とを同時に、またはランダムに実施する方式で線形可変差動変換器４００を製造することもできる。
【0159】
以下、本発明の第４実施形態に係わる線形可変差動変換器４００の作動について説明する。
【0160】
作動時、第一次コイル４３０に交流電圧を印加した状態で、移動部４１０が動くことになれば、コア４１１により、第二次コイル４４０の両端に電圧差が生じる。そのような電圧差は、移動部４１０の変位に比例することになるので、制御部（図示せず）は、そのような電圧差を利用し、移動部４１０の変位を測定することになる。
【0161】
本第４実施形態による線形可変差動変換器４００についての説明には、前述の第１，２実施形態の線形可変差動変換器１００，２００についての説明で言及された「エンドエフェクト効果の減少」についての内容が省略されている。それは、線形可変差動変換器の製造時やその運用時、エンドエフェクト効果を低減させるために、メーカーまたは運用者は、公知の多様な電気回路やソフトウェアを利用することができるためであり、そのような技術は、センサの線形性を確保するための技術に該当する。
【0162】
以上のように、本第４実施形態による線形可変差動変換器４００は、ボビン４２０の外周面４２０ｂの形状を、中心線Ｃに対して対称に傾斜のついた形状で形成することにより、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻き付けるとき、軸線Ｓの方向にその巻き付け厚に変化を与えても、作業者は、容易に、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１の形状を軸線Ｓに対して平行な形状にすることができる。すなわち、作業者は、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻く作業を行うとき、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０との外面４３１，４４１が、軸線Ｓに対して平行になるように巻きさえすればよいので、作業者は、迅速で容易に、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻く作業を遂行することができることになる。言い換えれば、線形可変差動変換器４００の第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻く工程において、作業者の熟練度と関係なく、精密で容易に、第一次コイル４３０と第二次コイル４４０とを巻くことができることになるので、高い製造工程効率及び高い製造収率を具現することができることになる。
【0163】
本発明の一側面は、添付された図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【0164】
本発明の一側面によれば、線形可変差動変換器を製造したり利用したりする産業に適用される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
