专利名称：多次旋转角度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多次旋转角度传感器，所述多次旋转角度传感器包括具有便于装 配的结构的两个或两个以上解算器(resolver)。
背景技术：
日本专利申请JP 3414953A公开了一种传统多次旋转角度传感器，该多次旋转角 度传感器具有旋转轴和能够检测轴在一次旋转中的旋转角度的解算器。该多次旋转角度传 感器能够通过将解算器定位在减速轴上来检测轴的多次旋转的旋转角，例如数百次旋转， 该减速轴的速度从旋转轴的速度减少。本申请的图5与JP 3414953A的图1相关，该图为示出绝对编码器的一个实施例 的在轴向上的剖视图，其中三个磁阻型解算器同轴放置。图6为沿着图5中的线I-I截取 的剖视图。各自分别由定子61A、63A、65A和转子60、62、64形成的三个解算器同轴设置。输入 轴19经轴承90、95由壳体81、84支撑。转子60和非磁性齿轮25通过静配合(interference fit)连接到输入轴19。轴20经轴承(未示出)由壳体81、84支撑。非磁性齿轮26、27、 29通过静配合连接到轴20。转子62和非磁性齿轮28经轴承93通过静配合连接到输入轴 19。转子64和非磁性齿轮30经轴承94通过静配合连接到输入轴19。减速齿轮机构由齿轮25与齿轮26之间、齿轮27与齿轮28之间以及齿轮29与齿 轮30之间的啮合形成。分别为，齿轮28与转子62成对，并且齿轮30与转子64成对。减 速齿轮机构使得输入轴19每旋转24转时转子62旋转，并且输入轴19每旋转25转时转子 64旋转一次。如图6所示，定子63A和转子62二者均通过对由铸模冲压(die blanking)制成的 磁性材料的薄板进行层压来形成。转子62具有被设置为绕旋转轴80的中心离心旋转的圆 柱形状。定子63A设有四个极齿101至104，绕各个极齿缠绕有四个绕组111至114中的一 个。类似地，定子61A(参考图8)设有绕组121至124(图6中未示出)，并且定子65A(参 考图8)设有绕组131至134(图6中未示出)。这些绕组中的每一个包括励磁线圈和感应 线圈。图7示出了绕组111至114、121至124以及131至134的布局。图7中的圆圈 1-10表示接到设置在印刷电路板51、52上的连接器68上的各个接头，印刷电路板51、52分 别设置在61A与63A之间以及63A与65A之间。每一个圆圈标注的数字代表连接器68的 管脚的管脚号。图8示出了图6所示的绕组与图7中的励磁线圈号和感应线圈号之间的关 系。例如，图7示出了定子63A的绕组111由励磁线圈fl和感应线圈a3形成。绕组之间以及绕组与连接器68之间的连接通过将接头焊接到印刷电路板51、52上来实现。在由定子63A和转子62形成的解算器中，通过在连接器68的管脚2和4之间施 加脉冲电压，在连接器68的管脚5和管脚4之间以及管脚6和管脚4之间产生与转子的旋 转角一致的电压。输入轴19达到25转的绝对位置能够通过对产生的电压进行插值运算检 测到。此外，另外两个解算器具有与由定子63A和转子62形成的解算器类似的结构，即，分 别由定子61A和转子60以及由定子65A和转子64形成的结构。这两个解算器能够分别检 测输入轴在一转和M转时的绝对位置。输入轴19达到600转的位置能够通过对由这三个 解算器检测到的三个绝对位置的值进行数值处理精确地检测到。
发明内容
在上述传统多次旋转角度传感器中，因为多个解算器使用单独的定子部，要求高 度精确地装配定子部。此外，因为多个解算器在轴向上一前一后地放置，在安装多个解算器 之后采用绕线机直接缠绕绕组是有问题且难以完成的。另外，在围绕极齿缠绕绕组之后通 过焊接到印刷电路板上来将各个绕组共同连接到多个解算器是必要的。本发明提供一种包括多个解算器的多次旋转角度传感器。该多次旋转角度传感器 进一步包括多个转子，各个转子利用减速机构相对于输入轴以不同的方式旋转；以及共 用的定子部，其环绕各个转子并且包括与转子相等数量的极齿组。转子和绕转子布置的极 齿组形成解算器。多个解算器中的至少两个解算器设置在与各个转子的旋转中心轴垂直的 单个平面中。环绕各个转子的共用的定子部通过层压电磁钢片来形成，各个电磁钢片具有 包含用于各个转子的多个极齿组的相同形状。在根据本发明的多次旋转角度传感器中，优选的是，树脂绕线筒一体地形成在多 个解算器的定子部的极齿上，绕组围绕该绕线筒缠绕。在根据本发明的多次旋转角度传感器中，同样优选的是，绕多个解算器的各个极 齿缠绕的绕组中的至少一个绕组由单一长度的电线形成，该单一长度的电线不带有用于多 个解算器的多个极齿的接合点。有益效果在本发明的多次旋转角度传感器中，能够通过使得定子部的所有极齿由单个板形 成的方式来对通过铸模冲压形成的多个电磁板进行层压从而将多个解算器设置在单个平 面中。因此，由于不需要高公差定子装配操作，因此提高了定子定位的精度。此外，通过将多个解算器的绕线筒与极齿一体地形成，定子绕组能够利用绕线机 和公知技术直接缠绕。此外，通过绕多个解算器的多个极齿缠绕不带有接合点的单一长 度的电线，能够省去传统的将绕组缠绕至定子部的极齿上的操作以及用于布线的印刷电路 板。因此，本发明能够提供多次旋转角度传感器，其能够通过应用于多个绕组的自动缠绕工 序从而易于装配，从而依此降低制造成本并且提高精度。
在下面的说明中将结合附图解释本发明的上述和其他目的，其中图1示出了根据本发明的一个实施例的磁阻型解算器的剖视图；图2示出了沿着图1中的线B-B截取的剖视图3示出了沿着图1中的线A-A截取的剖视图；图4示出了图1中的绕组布局；图5为传统磁阻型解算器在轴向上的剖视图；图6为沿着图5中的线I-I截取的剖视图；图7为图6中的绕组布局；图8为示出用于传统磁阻型解算器的图6中所示的绕组与图7中所示的绕组布局 之间的关系的表；以及图9为示出用于根据本发明的一个实施例的磁阻型解算器的图1中所示的绕组与 图4中所示的绕组布局之间的关系的表。
具体实施例方式下面参考
根据本发明的多次旋转角度传感器的实施例的磁阻型解算器。图1为根据本发明的实施例的磁阻型解算器在相对于轴向的垂直方向上的剖视 图。图2为沿着图1中的线B-B截取的剖视图。图3为沿着图1中的线A-A截取的剖视图。 与上文图5和图6中关于传统多次旋转角度传感器说明的部件相对应的部件赋有与上文使 用的相同的附图标记，并且下面不进行详细说明。根据本发明的一个实施例的磁阻型解算器包括三个解算器600、620、640。三个解 算器600、620、640各自分别包括三个转子60、62、64中的一个以及设置在共用的定子部66 上的三组极齿101至104中的一组。因此，极齿101至104的组的数量对应于转子的数量。 由树脂制成的绕线筒与极齿101至104中的每一个一体地形成。绕各个绕线组缠绕绕组 111至114、121至124、或131至134中的一个。各个解算器600、620、640的转子60、62、 64被设置为使得各自的旋转中心定位为接近例如等边三角形和等腰三角形的三角形的顶 点中的一个。绕各个转子60、62、和64的周缘设置四个极齿101至104，各个极齿具有绕线 筒，绕组绕该绕线筒缠绕。解算器600、620、640被设置在与各个转子60、62、64的旋转中心 轴垂直的单个平面中。极齿101至104形成极齿组105。共用于三个解算器600、620、640的定子部66由例如电磁钢片的磁性材料形成并 且定子部66可以使用渐进式金属模具(progressive metal dies)通过自动压模处理来制 造。定子部66通过层压电磁钢片106来形成，电磁钢片106通过利用铸模冲压的压模处理 来形成以具有相同的形状，其中具有四个极齿101至104的三组形状设置在单个平面上。以 此方式，三个解算器600、620、640的三组极齿101至104形成在单个定子部66中。绕组绕 其缠绕的由绝缘树脂制成的绕线筒一体地形成在定子部66上。连接器68也一体地形成在 定子部66上。图4示出了图1中所示的根据本发明的实施例的解算器的绕组布局。在将图4所 示的本发明的实施例的绕组部局与图7所示的传统技术的绕组布局比较时，能够看出，在 图7中所示的在轴向上设置的解算器之间的连接器的十个管脚1至10中，管脚7至管脚10 四个管脚未示于图4中。图9为示出图1中的绕组与图4中的励磁线圈和感应线圈之间的关系的表。一体 形成的定子部66能够被安装到绕线机上。在根据图4中所示的绕组布局将磁线的一端连 接到连接器68的连接部分120之后，磁线能够绕一体形成在各个极齿101至104上的各个绕线筒缠绕。三个解算器600、620、640的各个极齿101至104能够由不带有拼接头的单根 电线缠绕。然后，磁线的另一端连接到连接器68的连接部分120。通过焊接或者弧焊连接 部分120，磁线电连接到连接器68。通过重复这些操作几次，装配共用于三个磁阻型解算器 600、620、640 的定子部 66。由于转子60固定到输入轴19上，当输入轴19旋转一圈时，转子60也旋转一圈。 此外，固定到输入轴19上的齿轮25与齿轮沈(轴20与其配合)啮合，从而驱动轴20和连 接到轴20上的齿轮27。齿轮27与齿轮观、30啮合以驱动转子62、64。通过以此方式将齿 轮25组合至齿轮30来构成减速机构35，在输入轴19每转M个转数时，转子62旋转一次， 而输入轴19每转25个转数时，转子64旋转一圈。转子60、62、64被设置为由三组极齿101至104环绕，该三组极齿101至104包括 在带有壳体81、84、隔板67以及轴承90、95、91、92的定子部66中。此外，连接器68连接到 信号处理电路(未示出)的连接器上。在上述实施例中，说明了三个解算器600、620、640设置在单个平面中的构造。然 而，本发明不限于这一实施例。本发明不要求所有的解算器应当被置于单个平面中，而是还 能应用于包括多个解算器的其他多次旋转角度传感器中，只要至少两个解算器设置在相同 的平面中。
权利要求
1.一种多次旋转角度传感器，其包括多个解算器，并进一步包括多个转子，各个转子利用减速机构相对于输入轴以不同的方式旋转；以及 共用的定子部，其环绕各个转子，所述定子部包括数量与所述转子的数量相等的多个 极齿组，其中，所述转子和绕转子布置的极齿组形成所述解算器中的每一个； 所述多个解算器中至少两个解算器被设置在与各个转子的旋转中心轴垂直的单一平 面中；并且环绕各个转子的所述共用的定子部通过层压电磁钢片来形成，各个电磁钢片具有包含 与各个转子对应的多个极齿组的相同形状。
2.根据权利要求1所述的多次旋转角度传感器，其中所述多个解算器的所述定子部的 各个极齿具有树脂绕线筒，所述树脂绕线筒与极齿一体形成并且绕组绕所述树脂绕线筒缠绕。
3.根据权利要求1所述的多次旋转角度传感器，其中绕所述多个解算器的各个极齿缠 绕的绕组中的至少一个绕组为单一长度的电线，所述电线不带有用于所述多个解算器的多 个极齿的接合点。
4.根据权利要求2所述的多次旋转角度传感器，其中绕所述多个解算器的各个极齿缠 绕的绕组中的至少一个绕组为单一长度的电线，所述电线不带有用于所述多个解算器的多 个极齿的接合点。
全文摘要
本发明提供一种多次旋转角度传感器，其包括转子60、62、64，以及共用的定子部66，各个转子相对于输入轴19以不同的方式旋转。所述转子和绕转子设置的极齿形成各个解算器600、620、640。所述解算器中的至少两个解算器被设置在与各个转子的旋转中心轴垂直的单个平面上。环绕各个所述转子的共用的定子部66通过层压电磁钢片106来形成，各个电磁钢片具有包含与各个转子对应的多个极齿组的相同形状。单一长度的未拼接的电线绕各个极齿组缠绕。这有利于自动装配。
文档编号G01D5/14GK102128640SQ20101058596
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月8日 优先权日2009年12月24日
发明者林康一, 柴田伸二 申请人:大隈株式会社
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