多次转动检测器制造技术

多次转动检测器配置成使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量。每个旋转变压器包括转子部分和定子部分。转子部分具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成。所述转子部分根据所述输入轴的旋转以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转。定子部分具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出通过根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用通过引用将申请号为2015-103821，2015年5月21日提交的日本专利申请的、包括说明书、权利要求书、附图，和摘要的全部内容并入本文中。
本专利技术涉及多次转动检测器，该多次转动检测器并入用于机械工具或机器人等的伺服电机中并且检测电机轴的多次转动量。
技术介绍
已经公开有这样的多次转动检测器。例如，JP H2-12014 A公开了绝对位置检测器，JP 2011-135682 A公开了多次转动检测器，并且JP 2004-515758 A公开了多次旋转编码轴编码器。
技术实现思路
技术问题虽然JP H2-12014 A中公开的技术的优点在于由于多个旋转变压器设置在相同的轴上，外径尺寸可能较小，但这种技术的缺点在于，其需要将电线单独缠绕成单独的旋转变压器的励磁线圈，且轴向方向的长度较长。虽然JP 2011-135682 A公开的技术的优点在于，由于多个旋转变压器设置在相同平面上，轴向方向的长度可能较短，并且该技术的优点在于，多个旋转变压器的缠绕可以在一个过程中进行，因为该技术采用将多个旋转变压器设置在相同平面上的结构并且采用这样的方法：旋转变压器利用径向磁路，用于该径向磁路的线圈匝设置在转子芯体的外部，但由于用于外围的线圈匝和磁路的空间，外径往往较大。此外，由于重磁性材料诸如硅钢板设置在外围，存在重量和惯性较大的缺点。因为在多个旋转轴上设有磁体并且编码的轴向磁通量由设置在印刷电路板上的磁场检测传感器元件进行检测，因此JP 2004-515758 A公开的技术不要求将电线缠绕成线圈的步骤。在该技术中，轴向方向的长度可能比JP H2-12014 A中的轴向方向的长度更短，并且外径尺寸可比JP 2011-135682 A的外径尺寸更小。但是，由于JP 2004-515758 A中公开的技术使用磁场检测传感器元件和磁体，其具有如下缺点：部件成本比JP H2-12014 A 或JP 2011-135682 A中所公开的由磁性材料（比如硅钢板）和线圈构成的结构的成本更高。同样，在JP 2004-515758 A所公开的技术中，由于磁体和磁场检测传感器元件的厚度，轴向方向的长度往往比JP 2011-135682的轴向方向的长度更长。在这种情况下，本专利技术旨在提供多次转动检测器，对于该多次转动检测器，将电线缠绕成线圈的步骤不是必需的，轴向方向的长度短，外径尺寸小，且成本低。问题的解决方案根据本专利技术的一个方面，提供使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括转子部分和定子部分，该转子部分具有转子芯体，该转子芯体由磁通量调制元件构成，该转子部分根据输入轴的旋转以减速齿轮比旋转，该减速齿轮比不同于另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比（reduction gear ratio），该定子部分具有励磁绕组和两个检测绕组，该励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，该两个检测绕组输出根据转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成该多个旋转变压器的励磁绕组和检测绕组。在一个实施例中，该励磁绕组为绕所述转子部分的旋转中心缠绕的导线迹线，并且所述检测绕组为在中心不同而半径长度相同的两个圆的圆周上延伸的导线迹线，所述导线迹线的形状为，在该两个圆的一个交点处或附近沿相反方向折回从而在该两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一圆的周圆上沿与所述第一方向相反的第二方向延伸。在一个实施例中，该定子部分进一步具有环形导线迹线，所述环形导线迹线的形状设计为具有位于所述转子部分的旋转中心处的圆心的圆，所述环形导线迹线包围所述两个检测绕组，并且所述环形导线迹线设置在常规多层印刷电路板中。在一个实施例中，该两个检测绕组包括第一检测绕组和第二检测绕组，所述第一检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的正弦值进行调幅获得的ac信号，所述第二检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的余弦值进行调幅获得的ac信号，并且所述多个旋转变压器中每个旋转变压器的检测绕组通过配线串联至另一旋转变压器的检测绕组，所述配线由多层印刷电路板中的一条或多条导线迹线构成。在一个实施例中，该配线包括两条导线迹线，该两条导线迹线形状相同并且设置在两个不同层中的相同位置，该两条导线迹线在相关的检测绕组的这样的部分连接至所述相关的检测绕组：在所述相关检测绕组离所述转子部分的旋转中心最远的位置加或减30度的范围内。在一个实施例中，所述多个旋转变压器的励磁绕组的末端连接至设置在多层印刷电路板中的常规导线立体图案（common conductor solid pattern）。在一个实施例中，该转子部分包括树脂齿轮和磁通量调制元件，该磁通量调制元件粘合至该树脂齿轮。在一个实施例中，该转子部分的磁通量调制元件为钢板。在一个实施例中，该转子部分的磁通量调制元件由非磁性金属构成。在一个实施例中，在与上述转子部分相反的一侧上设有软磁性材料板，并且多层印刷电路板置于所述软磁性材料板和所述转子部分之间。在一个实施例中，该软磁性材料板为钢板且通过板金加工粘合至固定轴，所述固定轴支撑所述转子部分的旋转。在一个实施例中，该软磁性材料板的尺寸覆盖所有的检测绕组。本专利技术的有益效果根据本专利技术的实施例，多个旋转变压器的绕组可以由单个多层印刷电路板形成。因此，将电线缠绕成线圈的步骤不是必需的。旋转变压器具有检测绕组，该检测绕组设置在转子部分内侧且不使用位于转子部分外周中的磁路。通过该结构，使得旋转变压器的直径可以较小，且多次转动检测器的外径可以较小。该结构还易于降低重量和惯性。由于旋转变压器可以由厚度较薄的印刷电路板和钢板等形成，因此，轴向方向的厚度可以较小。由于这些元件的材料是批量生产的，因此还易于降低成本。附图说明结合附图，描述本专利技术的实施例，其中：图1为根据本专利技术的多次转动检测器的例子的平面图；图2为图1所示的多次转动检测器的侧视图；图3为图1所示的四层印刷电路板的图案，其中第一层导线图案由实线展示，第二层导线图案由虚线展示；图4为图1所示的四层印刷电路板的图案，其中第三层导线图案由实线展示，第四层导线图案为阴影线；图5为图3所示的检测绕组8.3的放大图；以及图6为根据本专利技术的实施例的例子的放大图，其中对图3所示的检测绕组8.3和9.3的形状进行了部分修改。具体实施方式下面描述本专利技术的实施例。图1为根据本专利技术的实施例的多次转动检测器的例子。图2为图1所示的多次转动检测器的侧视图。该多次转动检测器包括板6、多个旋转变压器（所示实施例为3个）和微处理器7，板6用作整个结构的基准元件，所述微处理器7电气性连接至所述多个旋转变压器。每个旋转变压器包括转子部分和定子部分，所述转子部分根据输入轴5的旋转而旋转，并且所述定子部分包括形成在四层印刷电路板10中的导线迹线，下文将进行详细描述。该板6的形状为盘状，其在中心部分具有孔以接收输入轴5。该板6通过粘贴由例如软磁性材料（比如马氏体不锈钢）构成的板制成。所述四层印刷电路板10使用粘合片粘合并固定至该板6。由马氏体不锈钢制成的固定轴1、2、3和4压入并固定至所述板6。所述输入轴5通过球轴承和其它结构元件（图中未示出）绕相对于所述板6的轴可旋转地支撑，齿轮15通过滚齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括：转子部分，其具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成，所述转子部分根据所述输入轴的旋转，以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转；以及定子部分，其具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组。

【技术特征摘要】
2015.05.21 JP 2015-1038211.一种使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括：转子部分，其具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成，所述转子部分根据所述输入轴的旋转，以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转；以及定子部分，其具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组。2.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述励磁绕组为绕所述转子部分的旋转中心缠绕的导线迹线，并且所述检测绕组为在中心不同而半径长度相同的两个圆的圆周上延伸的导线迹线，所述导线迹线的形状为，在该两个圆的一个交点处或附近沿相反方向折回从而在该两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一圆的周圆上沿与所述第一方向相反的第二方向延伸。3.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述定子部分进一步具有环形导线迹线，所述环形导线迹线的形状设计为具有位于所述转子部分的旋转中心处的圆心的圆，所述环形导线迹线包围所述两个检测绕组，并且所述环形导线迹线设置在常规多层印刷电路板中。4.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，该两个检测绕组包括第一检测绕组和第二检测绕组，所述第一检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的正弦值进行调幅获得的ac信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：林康一，北川浩二，川上泰典，松浦纮明，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP