位置传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种位置传感器，其目的在于不需要旋转变压器，而将位置传感器整体小型化。位置传感器具备：定子固定板，其上形成有定子励磁线圈和定子探测线圈；以及转子可动板，其与定子固定板对置地进行旋转，形成有转子线圈。定子励磁线圈和定子探测线圈是以规定的间距折叠成锯齿状，被配置成以相同的相位重叠。定子探测线圈上并联连接有电容器。转子线圈与定子励磁线圈及定子探测线圈相对置，包括以规定间距短接的多个短路线圈。控制器向定子励磁线圈输出励磁信号，并根据定子探测线圈的输出电压的变化检测转子可动板的旋转角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测可动体的动作位置的位置传感器。
技术介绍
以往，作为这种技术，例如能够列举出各领域中广泛使用的旋转角度传感器。在汽车用发动机中，为了检测其旋转速度、旋转相位，采用了作为旋转角度传感器之一的曲轴转角传感器。 作为这种技术，例如已知下述的专利文献1所记载的转动标尺(Rotary Scale)。 该标尺具备相对置的转子和定子。转子上设置有转子侧线圈图案(探测线圈)，定子上设置有与探测线圈面对面地相对置的定子侧线圈图案(励磁线圈)。另外，转子上设置有转子侧旋转变压器，定子上设置有与转子侧旋转变压器面对面的定子侧旋转变压器。转子例如安装在电动机等的旋转轴上而被设置成能够与该轴一体地进行旋转，定子固定在电动机等的外壳上。在此，励磁线圈和探测线圈分别被折叠成锯齿状且整体形成为圆环状。并且，在该转动标尺中，通过向励磁线圈流通交流电流，使该励磁线圈产生励磁信号，来在探测线圈中产生针对转子(探测线圈)的旋转角度(即根据与励磁线圈与探测线圈的相对位置关系的变化相应的电磁耦合度的变化)而周期性(周期=探测线圈的图案间距)地发生变化的感应电压。该感应电压从转子侧旋转变压器被传递到定子侧旋转变压器，根据该感应电压的变化量来检测转子(即与转子相接合的电动机等的旋转轴)的旋轴角度。在此，以往的曲轴转角传感器的分辨率(Resolution)在10度左右就足够了，但是近年来，随着有关环境问题的排气限制，要求发动机进行更精确的控制，曲轴转角传感器的分辨率也被要求在1度左右。例如，在以“6000rpm”的旋转速度驱动发动机时，如果想要每转1度输出一次脉冲，则需要“36kHz”的信号。另一方面，本申请人在专利文献5中提出了 (1)使用“300 500kHz”的高频励磁信号，从而减少线圈的匝数；(2)通过印刷将励磁线圈形成在旋转变压器定子板上，并通过印刷将检测线圈形成在旋转变压器转子板上，使旋转变压器定子板与旋转变压器转子板相对置。由此，能够减小旋转变压器的径向尺寸，并且也缩短了旋转变压器的转子的轴心方向的长度，从而实现在安装于电动机轴时能够缩小电动机整体尺寸的效果。当想要如专利文献5那样使用高频载波得到信号波形时，为了得到36kHz的信号波形，每一信号需要10个左右的载波，因此需要360kHz的载波。通过使用360kHz的载波， 能够减少线圈的匝数。专利文献1 日本特开2008-216154号公报专利文献2 日本特开2000-292205号公报专利文献3 日本特表2001-520743号公报专利文献4 日本特开平4-276517号公报专利文献5 日本特开2008-256486号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1所记载的转动标尺和专利文献5所记载的旋转变压器中，存在以下的问题由于使用了旋转变压器，因此需要在转子和定子上配置旋转变压器的场所，从而难以将传感器小型化。特别是，期望汽车用发动机的曲轴转角传感器小型化。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不需要旋转变压器来能够实现传感器的小型化的位置传感器。用于解决问题的方案 为了达到上述目的，本专利技术的位置传感器具有下面的结构。为了达到上述目的，本专利技术的位置传感器具有下面的结构。(1) 一种位置传感器，具备定子固定板，该定子固定板上形成有被输入励磁信号的定子励磁线圈和输出检测信号的定子探测线圈；以及转子可动板，其被设置成能够在隔开间隙地相对置于定子固定板的位置上进行动作，在该转子可动板上形成有转子线圈，该位置传感器的特征在于，定子励磁线圈和定子探测线圈是分别以规定的间距折叠成锯齿状的线圈，彼此以相同的相位被重叠配置，转子线圈包括隔开间隙地与定子励磁线圈和定子探测线圈相对置、以规定的间距短接的多个短路线圈，该位置传感器还具备电容元件，其与定子探测线圈并联连接；励磁信号输出单元，其输出要输入到定子励磁线圈的励磁信号； 以及移动检测单元，其根据定子探测线圈的输出电压的变化，检测转子可动板是否移动了规定的间距。(2)根据(1)所述的位置传感器，其特征在于，还具备第二定子励磁线圈和第二定子探测线圈，该第二定子励磁线圈和第二定子探测线圈是相对于上述定子励磁线圈和上述定子探测线圈相位偏移半间距、且以规定的间距折叠成锯齿状的线圈，彼此以相同的相位被重叠配置；以及第二电容元件，其与上述第二定子探测线圈并联连接，其中，上述移动检测单元根据上述定子探测线圈的输出电压与上述第二定子探测线圈的输出电压之差，检测上述转子可动板是否移动了上述规定的间距。(3)根据(1)所述的位置传感器，其特征在于，定子励磁线圈和定子探测线圈形成在定子固定板的表面上，转子线圈形成在转子可动板的表面上。(4)根据(2)所述的位置传感器，其特征在于，定子励磁线圈和定子探测线圈、以及第二定子励磁线圈和第二定子探测线圈形成在定子固定板的表面上，转子线圈形成在转子可动板的表面上。(5)根据(1)所述的位置传感器，其特征在于，定子励磁线圈和定子探测线圈形成在定子固定板的内周表面上，转子线圈形成在转子可动板的外周面上。(6)根据(2)所述的位置传感器，其特征在于，定子励磁线圈和定子探测线圈、以及第二定子励磁线圈和第二定子探测线圈形成在定子固定板的内周表面上，转子线圈形成在转子可动板的外周面上。(7)根据(3)或(5)所述的位置传感器，其特征在于，相对于配置了整周的转子线圈，定子励磁线圈和定子探测线圈仅配置了整周的一部分。(8)根据(4)或(6)所述的位置传感器，其特征在于，相对于配置了整周的转子线圈，定子励磁线圈和定子探测线圈、以及第二定子励磁线圈和第二定子探测线圈仅配置了整周的一部分。(9) 一种位置传感器，具备定子固定板，该定子固定板上形成有定子线圈；以及转子可动板，其被设置成能够在隔开间隙地相对置于定子固定板的位置上进行动作，在该转子可动板上形成有转子线圈，该位置传感器的特征在于，定子线圈是以规定的间距折叠成锯齿状的线圈，转子线圈是隔开间隙地与定子线圈相对置、以规定的间距短接的短路线圈，该位置传感器还具备电容元件，其与定子线圈串联连接；励磁信号输出电路，其输出要通过电容元件提供给定子线圈的励磁信号；以及移动检测单元，其根据定子线圈的输出电压的变化，检测转子可动板是否移动了规定的间距。(10)根据(9)所述的位置传感器，其特征在于，还具备第二定子线圈，该第二定子线圈相对于上述定子线圈相位偏移半间距，以规定的间距折叠成锯齿状，上述移动检测单元根据上述定子线圈的输出电压与上述第二定子线圈的输出电压之差，检测到上述转子可动板是否移动了上述规定的间距。 (11)根据(9)或(10)所述的位置传感器，其特征在于，上述定子线圈形成在上述定子固定板的表面上，上述转子线圈形成在转子可动板的表面上。(12)根据(9)或(10)所述的位置传感器，其特征在于，上述定子线圈形成在上述定子固定板的内周表面上，上述转子线圈形成在转子可动板的外周表面上。(13)根据(11)或(12)所述的位置传感器，其特征在于，相对于配置了整周的上述转子线圈，上述定子线圈仅配置了整周的一部分。专利技术的效果本专利技术具有上述结构而起到了如下的作用和效果。根据上述(1)的结构，在转子线圈的位置相对于定子励磁线圈和定子探测线圈偏移了规定的间距的半间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种位置传感器，具备：定子固定板，该定子固定板上形成有被输入励磁信号的定子励磁线圈和输出检测信号的定子探测线圈；以及转子可动板，其被设置成与上述定子固定板隔开间隙地相对置且能够进行动作，在该转子可动板上形成有转子线圈，该位置传感器的特征在于，上述定子励磁线圈和上述定子探测线圈是分别以规定的间距折叠成锯齿状的线圈，且彼此以相同的相位被重叠配置，上述转子线圈与上述定子励磁线圈及上述定子探测线圈隔开上述间隙地相对置来进行配置，包括以上述规定的间距短接的多个短路线圈，该位置传感器还具备：电容元件，其与上述定子探测线圈并联连接；励磁信号输出单元，其输出要输入到上述定子励磁线圈的上述励磁信号；以及移动检测单元，其根据上述定子探测线圈的输出电压的变化，检测上述转子可动板是否移动了上述规定的间距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：真锅祐一，井上铁治，
申请(专利权)人：爱三工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP