可变磁阻式旋转变压器制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种VR旋转变压器，该VR旋转变压器能够以限定的定子槽的数量以高精度检测旋转角。该VR旋转变压器由旋转变压器定子和旋转变压器转子构成。从旋转变压器定子的内周侧朝直径方向上的内侧以环形的形状布置齿，齿的数量等于2以上的整数P和4的乘积。在旋转变压器转子中，径向地突出凸起部分，凸起部分的数量等于3以上的奇数m和整数P的乘积。所有的定子槽被设置有激励线圈，激励线圈通过电压的施加而产生磁场。此外，所有的定子槽被设置有第一线圈或者第二线圈，第一线圈或者第二线圈基于磁场输出不同波形的电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。
技术介绍
迄今为止，检测旋转角的旋转角传感器是已知的。该旋转角传感器被广泛地使用。例如，旋转角传感器被用于机动车的电力系统中的车轮转速感传器、把手舵角传感器等等。例如，旋转角传感器还被用于机器人、运送装置等等的旋转驱动单元、自动装配机、测量机器等等的分度工作台(index tables),数控机床、专用机器等等的加工分度头(index)。恶劣环境中使用的旋转角传感器需要高的环境抵抗力。例如，迄今为止已经用于旋转角传感器的光学编码器或者磁式编码器易受温度变化和电磁场的影响，并且具有低的环境抵抗力。旋转变压器被提及作为实现高的环境抵抗力的旋转角传感器。已知的一个旋转变压器 是可变磁阻式旋转变压器(以下称为VR旋转变压器)。VR旋转变压器利用伴随旋转变压器转子的旋转的磁阻(磁阻)中的变化，检测旋转角。在通用的VR旋转变压器中，环形的旋转变压器定子具有缠绕成线圈形状的激励绕组和输出绕组。激励绕组通过电压的施加而产生磁场。输出绕组输出基于该磁场的电信号。在旋转变压器定子之内，布置旋转变压器转子。磁路中的磁阻随着旋转变压器转子的旋转而变化。从输出绕组输出的电信号随磁阻的变化而变化。例如，通过外部信号处理电路来信号处理从输出线圈输出的电信号，计算旋转变压器转子的转速或者旋转角。各种种类的VR旋转变压器被称为“nX”，用于区分它们。“n”指的是在VR旋转变压器的输出信号中，旋转变压器转子的一个旋转期间输出的电压的正弦波的周期数，并且被称为多轴角度数n。例如，其中在旋转变压器转子的一个旋转期间输出2个周期的正弦波的VR旋转变压器被称为“2X”。通过旋转变压器转子的形状来确定多轴角度数n。通常，当旋转变压器定子的槽数被限定为N时，VR旋转变压器被构成，以使N = 4n成立。例如，专利文献I公开了具有2X的旋转变压器转子以及8槽的旋转变压器定子的VR旋转变压器。在VR旋转变压器中，为了以高精度检测旋转角，“nX”被增加。根据N = 4n的关系，为了增加“nX”，定子槽的数量必须被增加。当定子槽的数量被增加时，出现VR旋转变压器的尺寸增加或者费用增加的问题。作为当定子槽的数量在固定范围中(低于4n个)时增加“nX”的方法，已知一种结构，在该结构中，从定子槽的内周面到外周面设置三个线圈(例如，激励线圈、第一相的输出线圈，以及第二相输出线圈)。然而，根据两个输出线圈被缠绕在其周围的层的顺序，线圈的外径是不同的。两个输出线圈的相位或者阻抗由于线圈的外径中的差异而变得不平衡，并且结果，电误差变大。电误差的增加降低了旋转角的检测精度。随着VR旋转变压器的使用的增加，需要高的检测精度。因此，期望费用低并且电误差小的小型的VR旋转变压器。考虑到上述情况，已经作出本专利技术。本专利技术的目的是提供一种VR旋转变压器，该VR旋转变压器能够以限定的定子槽的数量以高精度检测旋转角。相关申请的交叉引用JP2001-143010
技术实现思路
本专利技术是单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。本专利技术环形的定子，在环形的定子中，沿圆周方向等间隔地形成定子槽，定子槽的数量等于2以上的整数P和4的乘积；激励线圈，激励线圈被设置在所有定子槽中，并且通过电压的施加来产生磁场；第一输出线圈，第一输出线圈被选择性地设置在定子槽中，并且基于磁场输出第一波形的电信号；第二输出线圈，第二输出线圈被设置在定子槽当中没有设置第一输出线圈的定子槽中，并且基于磁场输出第二波形的电信号；以及转子，在转子中，沿所述圆周方向设置凸起部分，凸起部分的数量等于3以上的奇数m和整数P的乘积，而且转子在定子内旋转。根据本专利技术的VR旋转变压器，可以以限定的定子槽数量以高精度检测旋转角。 附图说明图I是图解根据第一实施例的VR旋转变压器30的结构的示意图。图2是沿着图I的切割面线II-II的截面图。图3是图解旋转变压器定子32中的线圈的示意图。图4图解曲线图，该曲线解“2X”和“IX”型旋转变压器定子的输出波形，以及旋转变压器定子32的输出波形。图5是图解根据第二实施例的VR旋转变压器40的结构的示意图。图6是图解旋转变压器定子42中的线圈的示意图。图7是图解根据第三实施例的VR旋转变压器50的结构的示意图。图8是图解旋转变压器定子52中的线圈的示意图。具体实施例方式以下，参考适当的附图描述本专利技术的较佳实施例。理所当然的是，如下所述的实施例仅仅是本专利技术的实例，而且在本专利技术的范围没有被改变的范围内，本专利技术的实施例可以被适当地改变。如图I和2图解的，VR旋转变压器30由旋转变压器定子32和旋转变压器转子31构成。例如，在VR旋转变压器30被安装在旋转驱动单元等等上的方面中，旋转变压器转子31被固定到旋转驱动单元的轴26。旋转变压器转子31相对于旋转变压器定子32旋转，同时与轴26成一体。如图I图解的，旋转变压器定子32具有近似圆柱形形状。16个齿33A到33P从旋转变压器定子32的内周面朝直径方向上的内侧突出。16个齿33A到33P被布置成环形的形状。通过相邻的齿33A到33P形成在旋转变压器定子32的内周面处的空间是定子槽。通过将给定厚度的无方向的电钢板压制加工成为如图I中图解的平面所示的形状，并且层压多个钢板以及通过卷曲等等来固定钢板，获得该旋转变压器定子32。旋转变压器转子31被配置在旋转变压器定子32的齿33A到33P之内。通过层压具有20个凸起部分如平面图所示被径向突出的形状的多个无方向的电钢板，并且通过卷曲来固定电钢板，获得旋转变压器转子31。旋转变压器转子31和旋转变压器定子32的间隙磁导相对于旋转变压器转子31的旋转角的角度0以正弦波的形状变化。多轴角度数n等于形成在旋转变压器转子31中的凸起部分的数量。在这个实施例中的旋转变压器转子31中，正弦波的I个周期所需的角度9是360/20 = 18°。更具体地，旋转变压器是“20X”型，其中，当旋转变压器转子31进行一个转动时，输出20个周期的正弦波。通过2以上的整数P和4的乘积来确定齿的数量。通过3以上的奇数m和整数P的乘积来确定旋转变压器转子的凸起部分的数量。这个实施例描述了 P = 4以及m = 5的实例。对于整数P和奇数m，可以使用不同的值。例如，在m = 3的情况下，旋转变压器转子31的凸起部分的数量是12。较佳地，整数P的值的范围是2到6并且奇数m的值是3或者5。在图3中，仅仅由字母A到P图解旋转变压器定子32的齿33A到33P中的每一个齿的位置。在图解最里面的圆圈的线上，图解激励线圈34A到34P。在图解居中圆圈的线 上，图解第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和350。在图解最外面的圆圈的线上，图解第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P。如图3中图解的，在旋转变压器定子32 的齿 33A 到 33P 周围，激励线圈 34A 到 34P，第一线圈 35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和350，以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P在给定缠绕方向中被缠绕。第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和350中的每一个线圈的圈数是差不多相同的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变磁阻式旋转变压器，是单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：环形的定子，在所述环形的定子中，沿圆周方向等间隔地形成定子槽，所述定子槽的数量等于2以上的整数P和4的乘积；激励线圈，所述激励线圈被设置在全部的所述定子槽中，并且通过电压的施加来产生磁场；第一输出线圈，所述第一输出线圈被选择性地设置在所述定子槽中，并且基于所述磁场输出第一波形的电信号；第二输出线圈，所述第二输出线圈被设置在所述定子槽当中没有设置所述第一输出线圈的所述定子槽中，并且基于所述磁场输出第二波形的电信号；和转子，在所述转子中，沿所述圆周方向设置凸起部分，所述凸起部分的数量等于3以上的奇数m和所述整数P的乘积，而且所述转子在所述定子内旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木梨好一，
申请(专利权)人：株式会社一宫电机，
类型：发明
国别省市：