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JP7500076B2 - Rotation detection type LVDT and driving method thereof - Google Patents

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JP7500076B2
JP7500076B2 JP2021106259A JP2021106259A JP7500076B2 JP 7500076 B2 JP7500076 B2 JP 7500076B2 JP 2021106259 A JP2021106259 A JP 2021106259A JP 2021106259 A JP2021106259 A JP 2021106259A JP 7500076 B2 JP7500076 B2 JP 7500076B2
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、回転検出型LVDT及びその駆動方法に関し、特に、LVDTのプローブを、回転/直動変換機構によって回転・直動させることにより、回転及び回転角度をLVDTによって検出するための新規な改良に関する。 The present invention relates to a rotation detection type LVDT and its driving method, and in particular to a new improvement for detecting rotation and rotation angle by the LVDT by rotating and linearly moving the LVDT probe using a rotation/linear conversion mechanism.

従来、用いられていたこの種の回転検出型LVDTとしては、例えば、特許文献1の第12図に開示されている構成を図4として示している。すなわち、図4における円筒ケース18内には、回転軸2が軸受19を介して回転自在に設けられている。 As an example of a rotation detection type LVDT of this type that has been used in the past, the configuration disclosed in Fig. 12 of Patent Document 1 is shown in Fig. 4. That is, in Fig. 4, a rotating shaft 2 is rotatably mounted via a bearing 19 inside a cylindrical case 18.

前記回転軸2には、カム状をなす斜板20が回転自在に設けられ、前記円筒ケース18の軸方向Pにおけるほぼ中央位置には、取付板26が設けられている。
前記取付板26の図4でみて右側には、複数のLVDT、すなわち、差動変圧器22A、22Bが設けられ、各LVDT22A、22Bのバネ28、29により付勢されたプローブ27A、27Bの先端は、前記斜板20の斜面20Aに当接している。
A cam-shaped swash plate 20 is rotatably provided on the rotary shaft 2, and a mounting plate 26 is provided at approximately the center position in the axial direction P of the cylindrical case 18.
A plurality of LVDTs, i.e., differential transformers 22A, 22B, are provided on the right side of the mounting plate 26 as viewed in FIG. 4, and the tips of probes 27A, 27B biased by springs 28, 29 of each of the LVDTs 22A, 22B abut against the inclined surface 20A of the swash plate 20.

前述の構成において、前記斜板20を回転させると、斜板20の回転に応じて各LVDT22A、22Bのプローブ27A、27Bの直動位置が変化し、LVDT22A、22Bの各プローブ27A、27Bの位置における出力値を用いて前記斜板20の回転角度を検出できる。すなわち、各プローブ27A、27Bによる各チャンネルの出力信号を連続的に回路処理することにより、斜板20の回転角をリニアな信号へ変換している。 In the above-mentioned configuration, when the swash plate 20 is rotated, the linear positions of the probes 27A, 27B of the LVDTs 22A, 22B change in response to the rotation of the swash plate 20, and the rotation angle of the swash plate 20 can be detected using the output values at the positions of the probes 27A, 27B of the LVDTs 22A, 22B. In other words, the output signals of each channel from the probes 27A, 27B are continuously processed by the circuit to convert the rotation angle of the swash plate 20 into a linear signal.

また、文献等は示していないが、現在、一般に用いられているLVDTの構成が図3に示されている。
尚、図4の従来例と同一部分には、同一符号を付している。
図3に示されているLVDT22Aにおいて、符号18で示されるものは、円筒ケースであり、この円筒ケース18内には、リード線40が接続され、図示しない1次、2次巻線からなる筒状ステータ巻線24が設けられ、その外面24Bにはポッティング剤17が充填されている。
尚、前記ポッティング剤17は、前記円筒ケース18内に筒状に巻回した筒状ステータ巻線24を挿入・設置後に、円筒ケース18と筒状ステータ巻線24との間に注入されている。
Although no references are given, the configuration of a currently commonly used LVDT is shown in FIG.
The same parts as those in the conventional example of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
In the LVDT 22A shown in FIG. 3, reference numeral 18 denotes a cylindrical case. Inside this cylindrical case 18, lead wires 40 are connected and a cylindrical stator winding 24 consisting of primary and secondary windings (not shown) is provided, with an outer surface 24B of the cylindrical case 18 filled with potting material 17.
The potting agent 17 is injected between the cylindrical case 18 and the cylindrical stator winding 24 after the cylindrical stator winding 24 , which is wound cylindrically, is inserted and installed in the cylindrical case 18 .

前記筒状ステータ巻線24の内側24Aには、長手棒状体からなるプローブ27Aが軸方向Pに沿って往復直動するように構成され、その外端30の後部31にねじ部32が形成されている。 A probe 27A made of a longitudinal rod is arranged on the inside 24A of the cylindrical stator winding 24 to move back and forth along the axial direction P, and a threaded portion 32 is formed at the rear 31 of its outer end 30.

特公平3-61126号公報Japanese Patent Publication No. 3-61126

従来の回転検出型LVDT及び汎用のLVDT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、図4で示す斜板20を用いた前者の従来構成の場合、回転カム状の斜板20を用いなければならず、かつ、この斜板20の斜面20Aの精度を上げなければならず、斜板20の加工に多くのコストをかけなければならなかった。
また、LVDTが複数であることにより、各チャンネルの出力信号を連続的に処理する必要があるため、回路構成が複雑であった。
Conventional rotation detection type LVDTs and general-purpose LVDTs are configured as described above, and therefore have the following problems.
That is, in the case of the former conventional configuration using the swash plate 20 shown in FIG. 4, it was necessary to use a rotating cam-shaped swash plate 20, and the precision of the sloping surface 20A of this swash plate 20 had to be increased, which required a lot of cost to be incurred in machining the swash plate 20.
Furthermore, since there are multiple LVDTs, the output signals of each channel must be processed continuously, resulting in a complex circuit configuration.

また、図3で示される、従来、一般に用いられていた汎用のLVDT22Aの場合、プローブ27A自体は直動するだけであるため、回転動作をプローブ27Aで検出するためには、高精度で複雑な回転/直動変換機構を取付けなければならず、LVDT22Aと回転/直動変換機構とを組み合わせた大型構成となり、小型の構成による回転/直動変換機構を得ることは極めて困難であった。また、図3の従来構成のLVDT22Aを前述の回転/直動変換機構を用いることなく回転検出型LVDTとするには、別センサを用いる必要があり、例えば、多段の減速ギア機構を用いた有限角の回転センサを用いるしかなく、大型化していた。 In addition, in the case of the general-purpose LVDT 22A shown in Figure 3, which has been used in the past, the probe 27A itself only moves linearly, so in order to detect rotational motion with the probe 27A, a highly accurate and complex rotation/linear conversion mechanism must be attached, resulting in a large configuration combining the LVDT 22A and the rotation/linear conversion mechanism, making it extremely difficult to obtain a rotation/linear conversion mechanism with a compact configuration. In addition, to turn the LVDT 22A of the conventional configuration in Figure 3 into a rotation detection type LVDT without using the above-mentioned rotation/linear conversion mechanism, it is necessary to use a separate sensor, for example, and the only option is to use a rotation sensor with a finite angle using a multi-stage reduction gear mechanism, which results in a large size.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、LVDTのプローブを、小型かつ簡潔な回転直動変換機構によって回転・直動させることにより、回転及び回転角度をLVDTによって検出するようにした回転検出型LVDT及びその駆動方法を得ることである。 The present invention has been made to solve the above problems, and in particular to provide a rotation detection type LVDT and a driving method thereof, in which the LVDT probe is rotated and linearly moved by a small and simple rotary-linear conversion mechanism, so that the rotation and rotation angle are detected by the LVDT.

本発明による回転検出型LVDTは、円筒ケースに設けられた筒状ステータ巻線と、前記筒状ステータ巻線に回転及び直動自在に設けられたプローブと、前記プローブに形成された第1ねじ部と、前記円筒ケースの一端に固定され、前記第1ねじ部と噛合する第2ねじ部を有するケース前蓋と、前記プローブの外端に設けられた平歯車と、前記平歯車に噛合され、スプライン形状をなす送りギアとを備え、前記送りギアを回転させることにより、前記平歯車を介して前記プローブが前記第2ねじ部に対して回転すると共に、前記プローブ及び前記平歯車が回転しつつ前記プローブの第1軸方向に沿って往復直動自在にした構成であり、また、前記送りギアは、モータの回転軸に一体形成されている構成であり、また、前記ケース前蓋から外方に突出している前記プローブの外端は、前記平歯車と結合する突出部を有し、前記突出部に設けられた固定体によって前記プローブと前記平歯車とが固定されている構成であり、また、本発明による回転検出型LVDTの駆動方法は、円筒ケースに設けられた筒状ステータ巻線と、前記筒状ステータ巻線に回転及び直動自在に設けられたプローブと、前記プローブに形成された第1ねじ部と、前記円筒ケースの一端に固定され、前記第1ねじ部と噛合する第2ねじ部を有するケース前蓋と、前記プローブの外端に設けられた平歯車と、前記平歯車に噛合され、スプライン形状をなす送りギアとを用い、前記送りギアを回転させることにより、前記平歯車を介して前記プローブが前記第2ねじ部に対して回転すると共に、前記プローブ及び前記平歯車が回転しつつ前記プローブの第1軸方向に沿って往復直動自在とする方法であり、また、前記送りギアは、モータの回転軸に一体形成されている方法であり、また、前記ケース前蓋から外方に突出している前記プローブの外端は、前記平歯車と結合する突出部を有し、前記突出部に設けられた固定体によって前記プローブと前記平歯車とが固定されている方法である。 The rotation detection type LVDT according to the present invention comprises a cylindrical stator winding provided in a cylindrical case, a probe provided on the cylindrical stator winding so as to be capable of rotating and linearly moving, a first screw portion formed on the probe, a case front cover fixed to one end of the cylindrical case and having a second screw portion meshing with the first screw portion, a spur gear provided on the outer end of the probe, and a feed gear meshing with the spur gear and having a spline shape, and by rotating the feed gear, the probe rotates relative to the second screw portion via the spur gear, and the probe and the spur gear rotate while allowing the probe to move back and forth linearly along the first axial direction of the probe, and the feed gear is integrally formed on the rotating shaft of a motor, and the outer end of the probe protruding outward from the case front cover has a protruding portion that engages with the spur gear, and the probe and the spur gear are fixed by a fixing body provided on the protruding portion, and this The method for driving a rotation detection type LVDT according to the invention uses a cylindrical stator winding provided in a cylindrical case, a probe provided on the cylindrical stator winding so as to be rotatable and linearly movable, a first screw portion formed on the probe, a case front cover fixed to one end of the cylindrical case and having a second screw portion meshing with the first screw portion, a spur gear provided on the outer end of the probe, and a feed gear meshing with the spur gear and having a spline shape, and by rotating the feed gear, the probe rotates relative to the second screw portion via the spur gear, and the probe and the spur gear rotate while being freely linearly movable back and forth along the first axial direction of the probe, and the feed gear is integrally formed on the rotating shaft of a motor, and the outer end of the probe protruding outward from the case front cover has a protrusion that engages with the spur gear, and the probe and the spur gear are fixed by a fixing body provided on the protrusion.

本発明による回転検出型LVDT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、円筒ケースに設けられた筒状ステータ巻線と、前記筒状ステータ巻線に回転及び直動自在に設けられたプローブと、前記プローブに形成された第1ねじ部と、前記円筒ケースの一端に固定され、前記第1ねじ部と噛合する第2ねじ部を有するケース前蓋と、前記プローブの外端に設けられた平歯車と、前記平歯車に噛合され、スプライン形状をなす送りギアとを備え、前記送りギアを回転させることにより、前記平歯車を介して前記プローブが前記第2ねじ部に対して回転すると共に、前記プローブ及び前記平歯車が回転しつつ前記プローブの第1軸方向に沿って往復直動自在に構成されていることにより、LVDTに対して、少なくとも3点の部品(ケース前蓋、送りギア及び平歯車)の追加により、LVDTによる回転検出が可能となる。
また、LVDTからの出力信号を処理するためのシステム側の構成の変更はなく、従来のLVDT信号処理にて回転検出が可能となる。
また、送りギアと平歯車と第1、第2ねじ部のねじピッチにより回転数と摺動範囲は調整可能(減速機構)であるため、LVDTのサイズは不問となり、取付け形状に合わせてカスタマイズでき、小型化も可能となる。今後、油圧ピストンの電動化によるモータ軸からの位置検出センサとしても期待できる。
また、前記送りギアは、モータの回転軸に一体形成されていることにより、送りギアの仕様は、モータの回転軸を仕様に合わせて、複数本、用意することもできる。
また、前記ケース前蓋から外方に突出している前記プローブの外端は、前記平歯車と結合する突出部を有し、前記突出部に設けられた固定体によって前記プローブと前記平歯車とが固定されていることにより、固定体の着脱によって、平歯車とプローブとの分解及び固定を自在に行うことができる。
Since the rotation detection type LVDT according to the present invention is configured as described above, it is possible to obtain the following effects.
That is, the LVDT comprises a cylindrical stator winding provided on a cylindrical case, a probe provided on the cylindrical stator winding so as to be capable of rotating and translating freely, a first threaded portion formed on the probe, a case front cover fixed to one end of the cylindrical case and having a second threaded portion meshing with the first threaded portion, a spur gear provided on the outer end of the probe, and a feed gear meshing with the spur gear and having a spline shape, and by rotating the feed gear, the probe rotates relative to the second threaded portion via the spur gear, and the probe and the spur gear are configured to be capable of reciprocating and translating freely along the first axial direction of the probe while rotating, thereby making it possible to detect rotation by the LVDT by adding at least three parts (case front cover, feed gear, and spur gear).
Furthermore, there is no need to change the system configuration for processing the output signal from the LVDT, and rotation detection is possible using conventional LVDT signal processing.
In addition, because the rotation speed and sliding range can be adjusted by the thread pitch of the feed gear, spur gear, and first and second threads (reduction mechanism), the size of the LVDT is not an issue, and it can be customized to fit the mounting shape and can also be made smaller. In the future, it is expected to be used as a position detection sensor from the motor shaft when hydraulic pistons are electrified.
Furthermore, since the feed gear is integrally formed with the rotating shaft of the motor, a plurality of feed gears can be prepared in accordance with the specifications of the rotating shaft of the motor.
In addition, the outer end of the probe protruding outward from the front lid of the case has a protrusion that connects with the spur gear, and the probe and the spur gear are fixed by a fixing member provided on the protrusion, so that the spur gear and the probe can be freely disassembled and fixed by attaching and detaching the fixing member.

本発明の実施の形態による回転検出型LVDTを示す断面構成図である。1 is a cross-sectional view showing a rotation detection type LVDT according to an embodiment of the present invention; 図1のケース前蓋の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the front cover of the case of FIG. 1 . 図1の従来構成のLVDTを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the conventional LVDT of FIG. 1. 従来のLVDTの他の形態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing another embodiment of a conventional LVDT.

本発明は、LVDTのプローブを、回転直動変換機構によって回転・直動させることにより、回転及び回転角度をLVDTによって検出することができることである。 The present invention allows the LVDT probe to be rotated and translated using a rotary-linear conversion mechanism, making it possible to detect rotation and the angle of rotation using the LVDT.

以下、図面と共に本発明による回転検出型LVDT及びその駆動方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一部分には、同一符号を付して説明する。
図1において符号22Aで示されるものは、周知の差動変圧器(以下、LVDTという)であり、このLVDT22Aは、円筒ケース18を有し、この円筒ケース18内である内側18Aには、リード線40が接続され、図示しない1次、2次巻線からなる筒状ステータ巻線24が設けられ、その外面24Bにはポッティング剤17が充填されている。
尚、前記ポッティング剤17は、前記円筒ケース18内、すなわち、内側18Aに筒状ステータ巻線24を挿入・固定後に、円筒ケース18と筒状ステータ巻線24との間の空間18E内に注入されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a rotation detection type LVDT and a driving method thereof according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
In addition, the same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 1, the reference numeral 22A denotes a well-known differential transformer (hereinafter referred to as an LVDT). This LVDT 22A has a cylindrical case 18. A lead wire 40 is connected to the inside 18A of this cylindrical case 18. A cylindrical stator winding 24 consisting of primary and secondary windings (not shown) is provided, and its outer surface 24B is filled with potting material 17.
The potting agent 17 is injected into the cylindrical case 18, i.e., into the space 18E between the cylindrical case 18 and the cylindrical stator winding 24 after the cylindrical stator winding 24 is inserted and fixed into the inner side 18A.

前記筒状ステータ巻線24の内側24Aには、長手棒状体からなるプローブ27Aが回転及び第1軸方向Pに沿って往復直動自在となるように設けられている。
前記プローブ27Aは、その内端27Cにプローブコア27Dを有し、プローブ27Aは、その外周に第1ねじ部(雄ねじ構造)25が形成されている。
A probe 27A made of a longitudinal rod is provided on an inner side 24A of the cylindrical stator winding 24 so as to be capable of rotating and of linearly reciprocating along the first axial direction P.
The probe 27A has a probe core 27D at its inner end 27C, and a first screw portion (male screw structure) 25 is formed on the outer periphery of the probe 27A.

前記円筒ケース18の一端18Bには、ケース前蓋50が固定して設けられ、このケース前蓋50の軸心には、貫通孔50Aからなり、前記第1ねじ部25と噛合する第2ねじ部(雌ねじ構造)42が形成されている。すなわち、ケース前蓋50は前記プローブ27Aに対してナットと同じ作用を有し、固定のケース前蓋50に対してプローブ27Aが回転することにより、前記第1、第2ねじ部25、42の螺合を介して、プローブ27Aは回転しつつ直動する。
前記プローブ27Aの第1ねじ部25は、前記第2ねじ部42と噛合(螺合)しつつ前記貫通孔50Aを貫通している。
従って、前述の状態で、前記プローブ27Aのみを回転させると、前記第1、第2ねじ部25、42の作用により、プローブ27Aのみが第1軸方向Pに沿って自在に直動することができるように構成されている。尚、そのピッチは、第1、第2ねじ部25、42の歯のピッチによる。
A case front cover 50 is fixed to one end 18B of the cylindrical case 18, and a second screw portion (female screw structure) 42 consisting of a through hole 50A is formed at the axis of this case front cover 50 and meshes with the first screw portion 25. In other words, the case front cover 50 has the same function as a nut with respect to the probe 27A, and by rotating the probe 27A with respect to the fixed case front cover 50, the probe 27A moves linearly while rotating via the screwing of the first and second screw portions 25, 42.
The first screw portion 25 of the probe 27A penetrates the through hole 50A while meshing (screwing) with the second screw portion 42.
Therefore, when only the probe 27A is rotated in the above-mentioned state, the first and second screw portions 25, 42 act to allow only the probe 27A to move freely in the linear direction along the first axial direction P. The pitch of the rotation depends on the tooth pitch of the first and second screw portions 25, 42.

前記プローブ27Aの前記ケース前蓋50から外方に突出した外端30には、周知のアンチバックラッシュギア構造の平歯車60がねじ固定等で固定かつ結合して設けられており、この外端30から外方に向けて突出する突出部61には、ナット形状をなす固定体62が、嵌合、圧入又はビス止めによって固定されている。この突出部61に設けられた固定体62によって前記平歯車60と前記プローブ27Aとが外端30上で固定されている。 A spur gear 60 of a known anti-backlash gear structure is fixed and connected by screw fixing or the like to the outer end 30 of the probe 27A that protrudes outward from the case front cover 50, and a nut-shaped fixing body 62 is fixed by fitting, press fitting or screw fastening to a protruding portion 61 that protrudes outward from the outer end 30. The spur gear 60 and the probe 27A are fixed on the outer end 30 by the fixing body 62 provided on this protruding portion 61.

前記平歯車60の近傍位置には、モータ70(他の回転装置でも可)の回転軸71の先端71Aに形成されたスプライン形状でかつ前記平歯車60に噛合する送りギア72が配設され、この送りギア72は前記平歯車60と噛合しており、前記モータ70により前記送りギア72が回転すると、前記平歯車60が前記回転軸71の回転方向Aと逆の回転方向Bの矢印方向に回転し、前記プローブ27Aも第2ねじ部42に対して回転すると共に回転方向Bの矢印方向へ回転する。尚、前記送りギア72は、前記回転軸71に一体形成、又は、別体として設けられている。
前記プローブ27Aが回転方向Bに回転することにより、前記第1、第2ねじ部25、42の噛合によって、そのねじの切り方に従って、前記プローブ27Aが第1軸方向Pの左右何れかの方向へ直動する。従って、プローブ27A及び平歯車60がプローブ27Aの第1軸方向Pに沿って往復直動自在となる。
また、前述の場合、プローブ27Aと同時に直動する前記平歯車60は、前記プローブ27Aと共に直動するため、前記送りギア72のギア溝72Aに沿って矢印で示す第2軸方向P’のように左右何れかの方向に沿って直動する。
A feed gear 72 is disposed in the vicinity of the spur gear 60 and has a spline shape formed on a tip 71A of a rotating shaft 71 of a motor 70 (or another rotating device), and meshes with the spur gear 60. This feed gear 72 meshes with the spur gear 60, and when the feed gear 72 is rotated by the motor 70, the spur gear 60 rotates in the direction of an arrow in a rotation direction B opposite to the rotation direction A of the rotating shaft 71, and the probe 27A also rotates relative to the second screw portion 42 and in the direction of the arrow in the rotation direction B. The feed gear 72 is formed integrally with the rotating shaft 71 or is provided separately.
When the probe 27A rotates in the rotation direction B, the first and second threaded portions 25, 42 mesh with each other, and the probe 27A moves linearly to the left or right in the first axial direction P according to the way the threads are cut. Therefore, the probe 27A and the spur gear 60 can move linearly back and forth along the first axial direction P of the probe 27A.
In addition, in the above-mentioned case, the spur gear 60, which moves linearly simultaneously with the probe 27A, moves linearly together with the probe 27A, and therefore moves linearly along either the left or right direction as shown by the second axial direction P' indicated by the arrow along the gear groove 72A of the feed gear 72.

前記ケース前蓋50、第1、第2ねじ部25、42、平歯車60、送りギア72及び回転軸71により、前記プローブ27Aを回転及び直動させるための回転直動変換機構100を構成している。
従って、前記回転直動変換機構100は、既存の図3のLVDT22Aの一部の部品を除去して本発明の部品を追加することにより、図1のように、本発明による回転検出型LVDTとして再生することができるため、従来のLVDT22Aに対して、後付けで前記回転直動変換機構100を設けることができる。従って、本発明の構成により、広域な有限角及び多回転検出が可能となる。また、出力信号も常にリニアな電気信号となり、信号処理も容易である。
The case front cover 50, the first and second screw portions 25, 42, the spur gear 60, the feed gear 72 and the rotary shaft 71 constitute a rotary-linear motion conversion mechanism 100 for rotating and linearly moving the probe 27A.
Therefore, by removing some of the components of the existing LVDT 22A shown in Fig. 3 and adding the components of the present invention, the rotary-to-linear conversion mechanism 100 can be reproduced as a rotation detection type LVDT according to the present invention as shown in Fig. 1, so that the rotary-to-linear conversion mechanism 100 can be retrofitted to a conventional LVDT 22A. Therefore, the configuration of the present invention makes it possible to detect finite angles and multiple rotations over a wide range. In addition, the output signal is always a linear electrical signal, making signal processing easy.

本発明による回転検出型LVDTは、従来のLVDTに対して、主として、プローブ、ケース前蓋、平歯車及び送りギアを追加するのみで、回転をLVDTで検出する構成に変えることができ、従来の回転検出型LVDTよりも十分に小型とすることができ、油圧ピストンから電動化された場合の回転型センサとして適用できる。 The rotation detection LVDT of the present invention can be changed to a configuration in which rotation is detected by the LVDT by simply adding a probe, case front cover, spur gear, and feed gear to a conventional LVDT, and can be made much smaller than conventional rotation detection LVDTs, making it applicable as a rotation sensor when converted from a hydraulic piston to an electric motor.

17 ポッティング剤
18 円筒ケース
18A 内側
18B 一端
18E 空間
22A LVDT
24 筒状ステータ巻線
24A 内側
24B 外面
25 第1ねじ部(雄ねじ構造)
27A プローブ
27D プローブコア
27C 内端
30 外端
40 リード線
42 第2ねじ部(雌ねじ構造)
50 ケース前蓋
50A 貫通孔
60 平歯車(アンチバックラッシュギア)
61 突出部
62 固定体
70 モータ
71 回転軸
71A 先端
72 送りギア(スプライン形状)
72A ギア溝
100 回転直動変換機構
A、B 回転方向
P 第1軸方向
P’ 第2軸方向
17 potting material 18 cylindrical case 18A inside 18B one end 18E space 22A LVDT
24 Cylindrical stator winding 24A Inner surface 24B Outer surface 25 First screw portion (male screw structure)
27A Probe 27D Probe core 27C Inner end 30 Outer end 40 Lead wire 42 Second screw portion (female screw structure)
50 Case front cover 50A Through hole 60 Spur gear (anti-backlash gear)
61 Protrusion 62 Fixed body 70 Motor 71 Rotating shaft 71A Tip 72 Feed gear (spline shape)
72A Gear groove 100 Rotation-to-linear motion conversion mechanism A, B Rotation direction P First axial direction P' Second axial direction

Claims (6)

円筒ケース(18)に設けられた筒状ステータ巻線(24)と、前記筒状ステータ巻線(24)に回転及び直動自在に設けられたプローブ(27A)と、前記プローブ(27A)に形成された第1ねじ部(25)と、前記円筒ケース(18)の一端(18B)に固定され、前記第1ねじ部(25)と噛合する第2ねじ部(42)を有するケース前蓋(50)と、前記プローブ(27A)の外端(30)に設けられた平歯車(60)と、前記平歯車(60)に噛合され、スプライン形状をなす送りギア(72)とを備え、
前記送りギア(72)を回転させることにより、前記平歯車(60)を介して前記プローブ(27A)が前記第2ねじ部(42)に対して回転すると共に、前記プローブ(27A)及び前記平歯車(60)が回転しつつ前記プローブ(27A)の第1軸方向(P)に沿って往復直動自在に構成されていることを特徴とする回転検出型LVDT。
the cylindrical case (18) is provided with a cylindrical stator winding (24); a probe (27A) provided on the cylindrical stator winding (24) so as to be capable of rotating and translating; a first threaded portion (25) formed on the probe (27A); a case front cover (50) fixed to one end (18B) of the cylindrical case (18) and having a second threaded portion (42) meshing with the first threaded portion (25); a spur gear (60) provided on an outer end (30) of the probe (27A); and a spline-shaped feed gear (72) meshing with the spur gear (60),
A rotation detection type LVDT characterized in that, by rotating the feed gear (72), the probe (27A) rotates relative to the second threaded portion (42) via the spur gear (60), and the probe (27A) and the spur gear (60) are freely movable back and forth along a first axial direction (P) of the probe (27A) while rotating.
前記送りギア(72)は、モータ(70)の回転軸(71)に一体形成されていることを特徴とする請求項1記載の回転検出型LVDT。 The rotation detection type LVDT according to claim 1, characterized in that the feed gear (72) is integrally formed with the rotating shaft (71) of the motor (70). 前記ケース前蓋(50)から外方に突出している前記プローブ(27A)の外端(30)は、前記平歯車(60)と結合する突出部(61)を有し、前記突出部(61)に設けられた固定体(62)によって前記プローブ(27A)と前記平歯車(60)とが固定されている構成からなることを特徴とする請求項1又は2記載の回転検出型LVDT。 The rotation detection type LVDT according to claim 1 or 2, characterized in that the outer end (30) of the probe (27A) protruding outward from the case front cover (50) has a protruding portion (61) that is coupled to the spur gear (60), and the probe (27A) and the spur gear (60) are fixed by a fixing body (62) provided on the protruding portion (61). 円筒ケース(18)に設けられた筒状ステータ巻線(24)と、前記筒状ステータ巻線(24)に回転及び直動自在に設けられたプローブ(27A)と、前記プローブ(27A)に形成された第1ねじ部(25)と、前記円筒ケース(18)の一端(18B)に固定され、前記第1ねじ部(25)と噛合する第2ねじ部(42)を有するケース前蓋(50)と、前記プローブ(27A)の外端(30)に設けられた平歯車(60)と、前記平歯車(60)に噛合され、スプライン形状をなす送りギア(72)とを用い、
前記送りギア(72)を回転させることにより、前記平歯車(60)を介して前記プローブ(27A)が前記第2ねじ部(42)に対して回転すると共に、前記プローブ(27A)及び前記平歯車(60)が回転しつつ前記プローブ(27A)の第1軸方向(P)に沿って往復直動自在となることを特徴とする回転検出型LVDTの駆動方法。
a cylindrical stator winding (24) provided in a cylindrical case (18), a probe (27A) provided on the cylindrical stator winding (24) so as to be rotatable and translatable, a first screw portion (25) formed on the probe (27A), a case front cover (50) fixed to one end (18B) of the cylindrical case (18) and having a second screw portion (42) meshing with the first screw portion (25), a spur gear (60) provided on an outer end (30) of the probe (27A), and a spline-shaped feed gear (72) meshing with the spur gear (60),
a driving method for a rotation detection type LVDT, characterized in that by rotating the feed gear (72), the probe (27A) rotates relative to the second screw portion (42) via the spur gear (60), and the probe (27A) and the spur gear (60) are freely moved back and forth in a linear motion along a first axial direction (P) of the probe (27A) while rotating.
前記送りギア(72)は、モータ(70)の回転軸(71)に一体形成されていることを特徴とする請求項4記載の回転検出型LVDTの駆動方法。 The method for driving a rotation detection type LVDT according to claim 4, characterized in that the feed gear (72) is integrally formed with the rotating shaft (71) of the motor (70). 前記ケース前蓋(50)から外方に突出している前記プローブ(27A)の外端(30)は、前記平歯車(60)と結合する突出部(61)を有し、前記突出部(61)に設けられた固定体(62)によって前記プローブ(27A)と前記平歯車(60)とが固定されている構成からなることを特徴とする請求項4又は5記載の回転検出型LVDTの駆動方法。 The method for driving a rotation detection type LVDT according to claim 4 or 5, characterized in that the outer end (30) of the probe (27A) protruding outward from the case front cover (50) has a protruding portion (61) that is coupled with the spur gear (60), and the probe (27A) and the spur gear (60) are fixed by a fixing body (62) provided on the protruding portion (61).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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