JP6082871B2 - ２チャンネル型リニアセンサ - Google Patents

Description

本発明は、２チャンネル型リニアセンサに関し、特に、第１、第２チャンネル用検出軸を有する構成において、一方のチャンネル用巻線穴の位置をずらすことにより、各チャンネル用巻線穴に対する各チャンネル用検出軸の誤挿入を防止するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたリニアセンサのうち、後述の図７に示されるように、装置内に内設されて用いられるリニアセンサとしては、例えば、特許文献１に示される寸法測定ヘッドを挙げることができるが、前述のような装置内に用いられるリニアセンサが複数チャンネル型である場合には、特に文献を示していないが、図８から図１０で示される構成が多用されている。

すなわち、図８において符号１で示されるものは複数チャンネル型リニアセンサ２の差動トランスケースであり、この差動トランスケース１の第１、第２チャンネル用巻線９,１０内の第１、第２チャンネル用巻線穴３,４には、検出軸保持体５に設けられた一対の棒状をなすと共にその先端に第１、第２検出コア６Ａ，７Ａ（図４）を有する第１、第２チャンネル用検出軸６,７が挿入され、前記検出軸保持体５を主軸（又は取付軸）８を介して矢印Ｃ方向に沿って往復動することにより、前記第１、第２チャンネル用検出軸６,７は前記第１、第２チャンネル用巻線穴、４内で矢印Ｃに沿う往復移動をするように構成されている。

前記差動トランスケース１は、図９で示されるように構成されており、図１０は図８の差動トランスケース１の内端面１ａを示している。この差動トランスケース１は全体形状が円柱状に形成されると共に、その内部には一対の筒状の第１、第２チャンネル用巻線９,１０が設けられている。

前記第１、第２チャンネル用巻線９,１０は、周知のように、図示しない励磁コイルと出力コイルとからなると共に円筒状をなし、その軸心位置Ｐ１，Ｐ２に円柱状の空隙からなる前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４が形成されていると共に、前記差動トランスケース１の内端面１ａには、前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４の識別を行うための第１、第２チャンネル表示用巻線穴マーキングＡ，Ｂが形成されている。

前記各軸心位置Ｐ１，Ｐ２は、円柱状をなす前記差動トランスケース１の軸心Ｐを通る直径線１１上に位置し、前記各軸心位置Ｐ１，Ｐ２間の第１距離Ｌ１における前記軸心Ｐからの各軸心位置Ｐ１，Ｐ２までの第２、第３距離Ｌ２，Ｌ３はＬ２＝Ｌ３となるように構成されている。
尚、前記差動トランスケース１は、軸心Ｐを有する真円からなる円柱構成であるが、円柱に限ることなく四角柱等の他の形状とした場合においても、図９で示す形状の円柱状の容積が含まれるものであればよい。

図１０の前記検出軸保持体は、図８の検出軸保持体５の内端面５ａを示しており、前記検出軸保持体５は真円からなる円柱状に形成されている。
前記内端面５ａの軸心Ｐを通る直径線１１ａ上にはフェライト等の磁性体からなる一対の円柱の棒体からなる第１、第２チャンネル用検出軸６,７が軸方向に突出して設けられており、前記第１、第２チャンネル用検出軸６,７の各軸心位置Ｐ３，Ｐ４間の第４距離Ｌ４は、図９の前記第１距離Ｌ１と同一である。さらに前記内端面５ａには、前記第１、第２チャンネル表示用巻線穴マーキングＡ，Ｂに対応する第１、第２チャンネル表示用検出軸マーキングＡ１，Ｂ１が形成されている。

従って、前述の図８から図１０の従来構成において、図８の複数チャンネル型リニアセンサ２を組み立てる場合、図９の差動トランスケース１の第１、第２チャンネル用巻線穴３,４に対して前記検出軸保持体５の第１、第２チャンネル用検出軸６,７を挿入することにより、図８のように組み立てることができる。
尚、前述の組み立て時において、第１チャンネル表示用プローブマーキングＡ１の第１チャンネル用検出軸６を第１チャンネル表示用巻線穴マーキングＡの第１チャンネル用巻線穴３に挿入し、第２チャンネル表示用検出軸マーキングＢ１の第２チャンネル用検出軸７を第２チャンネル表示用巻線穴マーキングＢの第２チャンネル用巻線穴４に挿入している。
尚、図８では図示していないが、前記差動トランスケース１及び検出軸保持体５は、装置の内部に組込まれる構成で、検出軸保持体５が設けられた装置の一部を往復移動させた時に、リニアセンサとして作動する構成である。

特開２００７−３１５９９８号公報

従来の２チャンネル型リニアセンサは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、差動トランスケースの内端面と検出軸保持体の内端面に各々マーキングが形成されて、各チャンネル用の巻線穴に各チャンネル用の検出軸を挿入できるように構成されているが、巻線トランスケースの各巻線穴の位置と検出軸保持体の各検出軸の位置とが完全に同一であるため、各巻線穴に対して各検出軸を逆に組合わせた時も、各検出軸を各巻線穴に誤って挿入することもでき、しかも、このように、誤って検出軸を挿入した場合も、組み立て後の複数チャンネル型リニアセンサの外観は、正常に挿入された場合と区別をすることができず、そのまま装置を作動させると、第１チャンネルに第２チャンネルの信号が出力され、第２チャンネルに第１チャンネルの信号が出力されることになり、本来一致していた原点位置がずれたり出力電圧の値が本来の値と異なって出力することになっていた。

本発明による２チャンネル型リニアセンサは、差動トランスケースに設けられた第１、第２チャンネル用巻線のみに形成された第１、第２チャンネル用巻線穴のみに対し、検出軸保持体に設けられた第１、第２チャンネル用検出軸のみを挿入し、互いに独立した第１、第２チャンネル出力信号のみを得るようにした２チャンネル型リニアセンサにおいて、前記第１チャンネル用巻線穴のみは前記差動トランスケースの第１軸心を通る直径線上に位置し、前記第２チャンネル用巻線穴のみは前記直径線から円周方向に所定角度ずれた半径線上に位置し、前記第１、第２チャンネル用巻線穴は前記軸心から外側へ向けて互いに離間する位置に配設され、前記第１、第２チャンネル用検出軸のみは、前記検出軸保持体の内端面の前記第１、第２チャンネル用巻線穴のみの位置と対応する位置に軸方向に沿って棒状に突出して配設され、前記第１チャンネル用巻線穴のみに前記第１チャンネル用検出軸のみが挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴のみに前記第２チャンネル用検出軸のみが挿入された時には、前記差動トランスケースの第１軸心と前記検出軸保持体の第２軸心とが一致し、前記第１チャンネル用巻線穴のみに前記第２チャンネル用検出軸のみが挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴のみに前記第１チャンネル用検出軸が挿入された時には、前記第１軸心と前記第２軸心との間に中心ずれが生じるようにした構成である。

本発明による２チャンネル型リニアセンサは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、差動トランスケースに設けられた第１、第２チャンネル用巻線のみに形成された第１、第２チャンネル用巻線穴のみに対し、検出軸保持体に設けられた第１、第２チャンネル用検出軸のみを挿入し、互いに独立した第１、第２チャンネル出力信号のみを得るようにした２チャンネル型リニアセンサにおいて、前記第１チャンネル用巻線穴は前記差動トランスケースの第１軸心を通る直径線上に位置し、前記第２チャンネル用巻線穴のみは前記直径線から円周方向に所定角度ずれた半径線上に位置し、前記第１、第２チャンネル用巻線穴のみは前記軸心から外側へ向けて互いに離間する位置に配設され、前記第１、第２チャンネル用検出軸のみは、前記検出軸保持体の内端面の前記第１、第２チャンネル用巻線穴のみの位置と対応する位置に軸方向に沿って棒状に突出して配設されていることにより、組み立て時における各巻線穴への各検出軸の挿入ミスを防止し、装置の誤動作等を防止できる。
また、前記第１チャンネル用巻線穴のみに前記第１チャンネル用検出軸のみが挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴のみに前記第２チャンネル用検出軸のみが挿入された時には、前記差動トランスケースの第１軸心と前記検出軸保持体の第２軸心とが一致し、前記第１チャンネル用巻線穴のみに前記第２チャンネル用検出軸のみが挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴のみに前記第１チャンネル用検出軸のみが挿入された時には、前記第１軸心と前記第２軸心との間に中心ずれが生じることにより、差動トランスケースに対して、検出軸保持体が前記中心ずれ分だけ位置ずれを起こすため、組み立て作業者は組み立てミスに確実に気付いて組み立てミスを防止することができる。

本発明による２チャンネル型リニアセンサの正常組み立て前の状態を示すための構成図である。 本発明による２チャンネル型リニアセンサの正常組み立て状態を示すための斜視構成図である。 本発明による２チャンネル型リニアセンサの誤挿入組み立て状態を示す斜視構成図である。 図２の状態の断面図である。 図３の状態の断面図である。 図１の検出軸保持体を示す断面図である。 図１の２チャンネル型リニアセンサを装置の容器内に装着した状態を示す断面図である。 従来の２チャンネル型リニアセンサを示す構成図である。 図８の差動トランスケースの内端面を示す構成図である。 図８の検出軸保持体の内端面を示す構成図である。

本発明は、第１、第２チャンネル用プローブのみを有する構成において、一方のチャンネル用巻線穴の位置をずらすことにより、各チャンネル用巻線穴に対する各チャンネル用検出軸の誤挿入を防止するようにした２チャンネル型リニアセンサを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による２チャンネル型リニアセンサの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは全体形状が真円の円柱又は円筒状をなす差動トランスケースであり、この差動トランスケース１内の一対の第１、第２穴１Ａ，１Ｂのみ内には、全体形状が円筒状をなし周知の励磁コイルと出力コイルとからなる第１、第２チャンネル用巻線９,１０のみが内設されている。

前記第１、第２チャンネル用巻線９,１０の各軸心位置Ｐ１，Ｐ２には、第１、第２チャンネル用巻線穴３,４のみが形成され、前記第１チャンネル用巻線穴３は前記差動トランスケース１の第１軸心ＣＬ１を通る直径線１１上に位置し、前記第２チャンネル用巻線穴４は前記直径線１１から円周方向に所定角度θずれた半径線１１Ａ上に位置している。
前記第１、第２チャンネル用巻線穴３、４は、前記軸心Ｐから外側へ向けて互いに離間する位置に配設されている。

前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４の各軸心位置Ｐ１，Ｐ２間の第１距離Ｌ１は、前記第１軸心ＣＬ１から前記軸心位置Ｐ１までの前記第２距離Ｌ２を半径とする円２０の直径よりも大となっている。
すなわち、前記軸心位置Ｐ２は前記円２０の外側に位置している。

前記差動トランスケース１の内端面１ａの前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４の近傍位置には、前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４のチャンネルナンバーを表示するための第１、第２チャンネル表示用巻線穴マーキングＡ，Ｂが形成されている。

前記差動トランスケース１の対向位置には、その内端面１ａに対向し、かつ、前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４内に挿入するための棒状をなすと共に先端に第１、第２チャンネル用検出コア６Ａ，７Ａを有する第１、第２チャンネル用検出軸６,７のみを備えた検出軸保持体５が組み合わされている。
前記検出軸保持体５の内端面５ａには、前記第１、第２チャンネル用巻線穴３,４の位置と対応する位置に軸方向Ｄに沿って棒状に突出して配設された一対の前記第１、第２チャンネル用検出軸６,７が設けられている。

従って、図示していないが、前記検出軸保持体５の内端面５ａを矢印Ｅ方向から見ると、第１チャンネル用検出軸６が前記第１チャンネル用巻線穴３と同じ位置に配設され、前記第２チャンネル用検出軸７が前記第２チャンネル用巻線穴４と同じ位置に配設されており、図１において、前記検出軸保持体５を軸方向Ｄに沿って前進させると、前記第１チャンネル用検出軸６が前記第１チャンネル用巻線穴３に挿入されると共に、前記第２チャンネル用検出軸７は前記第２チャンネル用巻線穴４内に挿入されるように構成されている。

次に、前述の構成において、前記差動トランスケース１の第１、第２チャンネル用巻線穴３,４に対して第１、第２チャンネル用検出軸６,７を挿入する場合、図２に示されるように、前記プローブ保持体５を矢印Ｃに沿って前進させ、その第１チャンネル用検出軸６を第１チャンネル用巻線穴３に挿入すると共に、前記第２チャンネル用検出軸７を第２チャンネル用巻線穴４に挿入することにより、前記差動トランスケース１の内端面１ａと検出軸保持体５の内端面５ａが接触し、差動トランスケース１と検出軸保持体５の正しい組み立ては完了すると共に、差動トランスケース１の第１軸心ＣＬ１と検出軸保持体５の第２軸心ＣＬ２とは互いに一致する。

また、前述の図２の正常な組み立て状態とは異なり、作業者が検出軸保持体５の持ち方を間違え、図３で示すように、前記第１チャンネル用巻線穴３内に第２チャンネル用検出軸７を挿入し、前記第２チャンネル用巻線穴４内に前記第１チャンネル用検出軸６を挿入した場合には、前記第２チャンネル用巻線穴４が前記所定角度θ分ずれているため、前記検出軸保持体５が、図２の状態に比べて上方へ移動する状態となる。

すなわち、図３で示されるように、前記差動トランスケース１の第１軸心ＣＬ１と検出軸保持体５の第２軸心ＣＬ２との間に中心ずれ△Ｌが発生するため、作業者は一瞬で挿入組み立てミスに気付くことができ、組み立てを止めて正しい組み立てに切り換えることができる。尚、前述の組み立ての際、前述の各マーキングＡ，Ｂを併用し用いると、組み立てミスの発見をより速く行うことができる。

次に、前述の図２及び図３における各検出軸６,７の各検出コア６Ａ，７Ａと各巻線９,１０の各巻線穴３,４との関係は、図４及び図５に示される通りである。
すなわち、図４で示されるように、図２の正常組み立て状態の場合、前記第１、第２チャンネル用巻線９,１０の第１、第２チャンネル用出力信号中心３０,３１に第１、第２チャンネル用検出コア６Ａ，７Ａの長手方向の各中心が位置し、互いに異なる長手位置に設けられた各巻線から冗長系の同一出力信号が得られる。

また、図５で示されるように、図３の誤挿入組み立て状態の場合、第１チャンネル用巻線９に対しては第２チャンネル用検出コア７Ａが図４の時と同じ位置にくるが、第２チャンネル用巻線１０に対しては第１チャンネル用検出コア６Ａの中心と第２チャンネル用出力信号中心３１との間にずれ△Ｄが発生（図３のように、前記中心ずれ△Ｌも同時に発生している）し、各チャンネル用巻線９,１０からの出力信号が互いに異なるものとなる。
また、前述の図５の構成においては、図４における各内端面１ａ，５ａ間の距離ＬＸが変化して距離ＬＸ±αとなる。
また、図６に示されるように、前記各検出軸６,７が固定して設けられた前記検出軸保持体５の内部構造としては、前記主軸８がボールベアリング３２を介して回転可能に設けられていることにより、前記各検出軸６,７を各巻線穴３,４内に挿入する際に、固定接続されている主軸８に対して検出軸保持体５を若干左右に回転させて位置調整しつつ各検出コア６Ａ，７Ａを各巻線穴３,４内に挿入することができる。

図７は、前述の複数チャンネル型リニアセンサ２を装置の容器４０に装着した状態を示し、前記容器４０は、第１接続孔４１を有するカップ状の第１容器部４２と、前記第１容器部４２に対し分離位置Ｘで接合すると共に筒状をなす第２容器部４３と、前記第２容器部４３の内孔４３ａを貫通し前記第１容器部４２の内孔４２ａ内に挿入されると共に全体形状がカップ型をなし第２接続孔４４を有する第３容器部４５とから構成されている。

前記第３容器部４５の一端の外周にはＯリング４６が設けられ、このＯリング４６が内孔４２ａと接触して摺動できるように構成され、図４で示される前記複数チャンネル型リニアセンサ２が前記第３容器部４５に装着されている。
前記複数チャンネル型リニアセンサ２の前記主軸８は、前記第３容器部４５の壁部４５ａを貫通して空隙４７内に突出し、ナット４８によって前記壁部４５ａに固定されている。

従って、装置の中に２チャンネル型リニアセンサ２を装着する場合は、前記第１容器部４２を前記装置側の固定部に固定し、前記２チャンネル型リニアセンサ２を内蔵した前記第２容器部４３を有する第３容器部４５を前記第３容器部４５内に挿入し、前記分離位置Ｘにおいて前記第１容器部４２と第２容器部４３とを接合することにより容器４０が構成され、最後に、前記第２接続孔４４に前記装置の可動部(図示せず)を前記第２接続孔４４に接続することで、固定配置の各巻線９,１０に対して各検出軸６,７を移動させることができる。

また、前述の２チャンネル型リニアセンサ２においては、前記検出軸保持体５の各検出軸６,７を移動させることにより、前記チャンネル用巻線９,１０からは、各々独立した第１、第２チャンネル出力信号(図示せず)を得ることができる。尚、本発明による２チャンネル型リニアセンサは、前述のように２チャンネルの構成に限られ、２チャンネル以上の３チャンネル等のチャンネルを構成するための巻線や巻線穴等は有してなく、２チャンネル型のみを対象とするリニアセンサである。

本発明による２チャンネル型リニアセンサは、差動トランスケースの一方の差動トランスの巻線穴が他方よりもずれているため、間違えた状態で組み立てると、検出軸保持体が位置ずれを起こすことになり、組み立てミスを容易に気付くことができる。

１ 差動トランスケース
１Ａ 第１穴
１Ｂ 第２穴
１ａ 内端面
２ ２チャンネル型リニアセンサ
３ 第１チャンネル用巻線穴
４ 第２チャンネル用巻線穴
５ 検出軸保持体
５ａ 内端面
６ 第１チャンネル用検出軸
７ 第２チャンネル用検出軸
８ 取手
９ 第１チャンネル用巻線
１０ 第２チャンネル用巻線
１１ 直径線
１１Ａ 半径線
Ａ 第１チャンネル表示用巻線穴マーキング
Ｂ 第２チャンネル表示用巻線穴マーキング
Ｃ 移動方向
Ｄ 軸方向
ＣＬ１ 第１軸心
ＣＬ２ 第２軸心
△Ｌ 中心ずれ
θ 所定角度
Ｐ１，Ｐ２ 軸心位置

Claims (1)

1. 差動トランスケース(1)に設けられた第１、第２チャンネル用巻線(9,10)のみに形成された第１、第２チャンネル用巻線穴(3,4)のみに対し、検出軸保持体(5)に設けられた第１、第２チャンネル用検出軸(6,7)のみを挿入し、互いに独立した第１、第２チャンネル出力信号のみを得るようにした２チャンネル型リニアセンサにおいて、
   前記第１チャンネル用巻線穴(3)は前記差動トランスケース(1)の第１軸心(CL1)を通る直径線(11)上に位置し、前記第２チャンネル用巻線穴(4)は前記直径線(11)から円周方向に所定角度(θ)ずれた半径線(11A)上に位置し、
   前記第１、第２チャンネル用巻線穴(3,4)は前記軸心(P)から外側へ向けて互いに離間する位置に配設され、
   前記第１、第２チャンネル用検出軸(6,7)は、前記検出軸保持体(5)の内端面(5a)の前記第１、第２チャンネル用巻線穴(3,4)の位置と対応する位置に軸方向(D)に沿って棒状に突出して配設され、
   前記第１チャンネル用巻線穴(3)に前記第１チャンネル用検出軸(6)が挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴(4)に前記第２チャンネル用検出軸(7)が挿入された時には、前記差動トランスケース(1)の第１軸心(CL1)と前記検出軸保持体(5)の第２軸心(CL2)とが一致し、前記第１チャンネル用巻線穴(3)に前記第２チャンネル用検出軸(7)が挿入されると共に、前記第２チャンネル用巻線穴(4)に前記第１チャンネル用検出軸(6)が挿入された時には、前記第１軸心(CL1)と前記第２軸心(CL2)との間に中心ずれ(△L)が生じるように構成したことを特徴とする２チャンネル型リニアセンサ。

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