CN111323055A - 分解器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分解器。提供能够改善检测灵敏度的分解器。本发明涉及的分解器是具备转子和以包围上述转子的外周面的方式配置的定子，上述转子具有转子铁芯，上述定子具有沿着周向间隔开地设有朝向上述转子的外周面侧突出的多个齿的定子铁芯和卷绕于上述多个齿的线圈，以随着绕上述转子旋转轴的旋转，上述转子和上述定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成的分解器，其特征在于，上述转子还具有设于上述转子铁芯的外周面上的突出部的包含磁性金属的多孔可切削性膜。

Description

分解器
技术领域
本发明涉及检测旋转电机的旋转角度的分解器。
背景技术
马达等旋转电机中设置分解器用于检测其旋转角度。作为分解器，已知有如下的分解器，其具备安装于旋转电机具有的轴等旋转部件并跟随其旋转而旋转的转子、和与转子在径向具有间距地配置的定子，构成为：随着绕转子旋转轴的旋转，转子和定子之间的间隙磁导发生变化。
作为这样的分解器，例如专利文献1记载了一种分解器，其具备从旋转轴的轴向看为椭圆形的转子和包围其外周并与转子在径向具有间距地配置的环状定子，转子的外周侧由使用了磁性材料的镀覆构成。
另外，专利文献2记载了一种分解器，其具备具有凹凸形状的外周的转子和与转子在径向具有间距地配置的定子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-004382号公报
专利文献2：日本特开2018-036215号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述那样的分解器中，追求改善检测灵敏度。如果能减小转子和定子的间距，则能够降低磁阻，改善检测灵敏度，但转子和定子的间距需要考虑制品公差和安装公差等公差而确保一定以上的长度。
在专利文献1所记载的分解器中，假设要缩短转子和定子的间距而不确保一定以上的长度，则由于转子的外周侧由镀覆构成，因此在转子旋转时，转子与定子接触，从而有可能转子挂上定子而停止，或者转子和定子损伤。另外，在专利文献2所记载的分解器中，由于转子由金属板等构成，因此也有同样的可能性。
因此，追求通过在不发生这样的问题的状况下使转子和定子的间距小于以往从而进一步改善分解器的检测灵敏度。
本发明是鉴于这样的方面而完成的，其目的在于，提供能改善检测灵敏度的分解器。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明涉及的分解器是具备转子和以包围上述转子的外周面的方式配置的定子，上述转子具有转子铁芯，上述定子具有沿着周向间隔开地设有朝向上述转子的外周面侧突出的多个齿的定子铁芯和卷绕于上述多个齿的线圈，以随着绕上述转子旋转轴的旋转，上述转子和上述定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成的分解器，其特征在于，上述转子还具有设于上述转子铁芯的外周面上的突出部的包含磁性金属的多孔可切削性膜。
发明效果
根据本发明，能改善检测灵敏度。
附图说明
图1是示出本实施方式涉及的分解器的一例的概要平面图。
图2是图1的X部分的放大图。
图3是示意性示出定子铁芯的齿与转子的外周面接触的状态的示意图。
图4是示出热喷镀用粉末的造粒粒子的略图。
图5是示出本实施方式涉及的分解器的其它例中的定子的概要平面图。
图6是示出实施例和比较例中制作的热喷镀试样片的略图。
图7是实施例1～3和比较例3中的热喷镀膜的断面的SEM图像。
图8是示出实施例和比较例中热喷镀膜的维氏硬度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
图9是示出可切削性试验装置的略图。
图10是示出实施例和比较例中热喷镀膜的切削厚度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
图11是示出实施例和比较例中定子试样片的磨损长度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
图12是示出实施例和比较例的热喷镀试样片中热喷镀膜的比磁导率相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
附图标记说明
100 分解器
10 转子
12 转子铁芯
14 多孔可切削性膜
30 定子
32 定子铁芯
34 线圈
具体实施方式
以下，对本发明涉及的分解器的实施方式进行说明。
本实施方式涉及的分解器是具备转子和以包围上述转子的外周面的方式配置的定子，上述转子具有转子铁芯，上述定子具有沿着周向间隔开地设有朝向上述转子的外周面侧突出的多个齿的定子铁芯和卷绕于上述多个齿的线圈，以随着绕上述转子旋转轴的旋转，上述转子和上述定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成的分解器，其特征在于，上述转子还具有设于上述转子铁芯的外周面上的突出部的包含磁性金属的多孔可切削性膜。
首先，对本实施方式涉及的分解器的概要在图中例示来说明。在此，图1是示出本实施方式涉及的分解器的一例的概要平面图。图2是图1的X部分的放大图。另外，图3是示意性示出定子铁芯的齿与转子的外周面接触的状态的示意图。
如图1所示那样，本例的分解器100是具备转子10和以包围转子10的外周面10a的方式配置的环状定子30的径向间隙型分解器，检测马达(未图示)的旋转角度。转子10安装于马达具备的轴200。定子30固定于马达的外壳(未图示)。转子10跟随马达的轴200的旋转相对于定子30绕旋转轴旋转。予以说明，转子10的中心与旋转轴一致。
如图1所示，转子10具有：从旋转轴的轴向俯视的外周面12a的形状成为椭圆形的转子铁芯12，和设于包括转子铁芯12的外周面12a上的突出部12p的整体的多孔可切削性膜14。转子铁芯12由铝构成，形成有嵌入马达的轴200的贯通孔12h。该贯通孔12h的中心与转子10的旋转轴一致。
如图2所示，多孔可切削性膜14是包含相互融合的多个磁性金属粒子16，磁性金属粒子16彼此之间存在间隙14a，磁性金属粒子16的面积率在40％～80％的范围内的热喷镀膜。多孔可切削性膜14进一步包含固体润滑剂粒子18。在多孔可切削性膜14中，在磁性金属粒子16彼此之间的间隙14a中填充有固体润滑剂粒子18。
如图1所示，定子30具有环状的定子铁芯32和线圈34。定子铁芯32是层叠有多个将电磁钢板冲孔而成的铁芯片的层叠体。在定子铁芯32的内周侧，沿着周向间隔开地设有朝向转子10的外周面10a侧突出的多个齿32t。线圈34卷绕于多个齿32t，包括励磁线圈34a和检测线圈34b。
在分解器100中，定子30以定子铁芯32的多个齿32t的前端面32ta与转子10的外周面10a具有间距的方式配置，转子10可旋转地绕旋转轴配置。分解器100构成为随着绕转子10的旋转轴的旋转，转子10的外周面10a与定子铁芯32的多个齿32t的前端面32ta的间距周期性地变化，从而转子10和定子30之间的间隙磁导周期性地变化。
在分解器100中，在通过将励磁信号输入励磁线圈34a而将齿32t励磁了的状态下，在马达的轴200旋转时，随着绕转子10的旋转轴的旋转，对应于转子10和定子30之间的间隙磁导的周期性变化的检测信号从检测线圈34b输出，由该检测信号的电压变化检测马达的旋转角度。
在本例中，转子10具有设于包括转子铁芯12的外周面12a的突出部12p的整体的多孔可切削性膜14。另外，多孔可切削性膜14包含多个磁性金属粒子16，磁性金属粒子16彼此之间存在间隙14a，磁性金属粒子16的面积率在40％～80％的范围内。因此，如图3所示，即使随着绕转子10的旋转轴的旋转，定子铁芯32的齿32t与转子10的外周面10a接触，多孔可切削性膜14也被切削或凹陷，此时，由包含接触部位的部分的脱落等引起的多孔可切削性膜14的破损被抑制。由此，能够在不损伤转子10和定子30的情况下将转子10的外周面10a与齿32t的前端面32ta的间距调整为最佳距离后继续转子10的旋转。因此，能够将转子10的外周面10a与定子铁芯32的齿32t的前端面32ta的间距设定得比以往小。由此，能降低分解器100的磁阻，改善检测灵敏度。另外，即使每个分解器100的产品存在尺寸的个体差异，通过在每个产品中多孔可切削性膜14被切削或凹陷，也能够将转子10的外周面10a与齿32t的前端面32ta的间距调整为最佳距离。
根据本实施方式，如上述例子那样，转子具有在转子铁芯的外周面上的突出部设置的包含磁性金属的多孔可切削性膜，从而即使定子与转子的外周面接触，多孔可切削性膜仍被切削或凹陷，此时，多孔可切削性膜的破损被抑制。由此，能够在不损伤转子和定子的情况下将转子的外周面与齿的前端面的间距调整为最佳距离后继续转子的旋转。因此，能将转子的外周面与定子铁芯的齿的前端面的间距设定得比以往小。由此，能降低磁阻，改善检测灵敏度。另外，即使每个产品存在尺寸的个体差异，也能够在每个产品中将转子的外周面与齿的前端面的间距调整为最佳距离。
接着，对本实施方式涉及的分解器的构成详细地进行说明。
1.转子
转子在定子的内侧可旋转地绕旋转轴配置，具有转子铁芯和设于转子铁芯的外周面上的突出部的包含磁性金属的多孔可切削性膜。
在此，“转子铁芯的外周面上的突出部”是指例如如图1所示的突出部12p那样，在转子绕旋转轴旋转时，在转子的外周面上，与定子铁芯的齿的前端面的间距变短的部分。
(1)多孔可切削性膜
多孔可切削性膜是包含磁性金属、在磁性金属彼此之间存在间隙的多孔膜，具有可切削性。
多孔可切削性膜只要是上述那样的膜就没有特别限定，可大致分为热喷镀膜和冷喷涂膜。以下，对热喷镀膜和冷喷涂膜分别进行说明。
(1-1)热喷镀膜
热喷镀膜是通过热喷镀而成膜的多孔可切削性膜。
a.热喷镀膜
热喷镀膜只要是上述那样的膜就没有特别限定，优选如图1所示的热喷镀膜(多孔可切削性膜)14那样，磁性金属的面积率在40％～80％的范围内。这是因为在磁性金属的面积率为40％以上的情况下，热喷镀膜不变脆，能抑制由包含定子的接触部位的部分的脱落等引起的热喷镀膜的破损。这是因为在磁性金属的面积率为80％以下的情况下，得到良好的可切削性，因此即使定子接触，也能可靠地被切削或凹陷，从而能抑制定子的磨损及向热喷镀膜的粘附。
在此，“磁性金属的面积率”是指用百分数[％]表示相对于多孔可切削性膜的断面的观察面积的总面积磁性金属所占的面积的比例，例如，是指相对于沿着多孔可切削性膜的厚度方向的断面的观察面积的总面积磁性金属所占的面积的比例。
热喷镀膜优选磁性金属的面积率在50％～80％的范围内。这是因为磁性金属的体积率变高，因此能提高热喷镀膜的导磁率。
对磁性金属没有特别限定，优选软磁金属。作为软磁金属，例如可举出铁、镍、铁合金、镍合金、铁镍合金等。作为铁合金，没有特别限定，例如可举出Fe-3Si等。
热喷镀膜优选如图1所示的热喷镀膜(多孔可切削性膜)14那样进一步包含固体润滑剂。通过将进一步包含固体润滑剂粒子的热喷镀用粉末进行热喷镀来进行成膜，能抑制磁性金属粒子彼此的密合。这是因为，由此容易使磁性金属的面积率变小，容易使热喷镀膜成为可切削性高的多孔可切削性膜。另外，这是因为能抑制定子向热喷镀膜的粘附。
对固体润滑剂没有特别限定，例如可举出包含选自六方晶系氮化硼(h-BN)、石墨(C)、聚四氟乙烯(PTFE)等的树脂、二硫化钼(MoS2)和二硫化钨(WS2)等中的一种或两种以上的固体润滑剂，优选包含选自六方晶系氮化硼、石墨和聚四氟乙烯等的树脂中的一种或两种以上。这是因为润滑性高。
对固体润滑剂相对于热喷镀膜整体的含量没有特别限定，例如在2质量％～6质量％的范围内，其中优选在3质量％～4.5质量％的范围内。这是因为容易使热喷镀膜的磁性金属的面积率处于所期望的范围内。
热喷镀膜优选除了固体润滑剂之外进一步包含铝(Al)。这是因为固体润滑剂容易残留于热喷镀膜。
对铝相对于热喷镀膜整体的含量没有特别限定，例如优选3质量％～5质量％的范围内。这是因为，通过为3质量％以上，能期待固体润滑剂容易残留于热喷镀膜的效果，这是因为，通过为5质量％以下，能抑制热喷镀膜的可切削性的下降。予以说明，相对于热喷镀膜整体的磁性金属、固体润滑剂和铝的含量分别规定为不考虑在后述的热喷镀用粉末的造粒时添加的树脂等粘合剂的含量而算出。另外，相对于热喷镀膜整体的磁性金属的含量也可考虑为固体润滑剂和铝以外的剩余部分的含量。
对热喷镀膜的厚度没有特别限定，例如优选在0.1mm～1.0mm的范围内，其中优选在0.2mm～1.0mm的范围内，特别优选在0.5mm～1.0mm的范围内。这是因为，通过为这些范围的下限以上，与使用利用了磁性材料的镀覆取代热喷镀膜的情形相比，能降低分解器的磁阻。这是因为，通过为这些范围的上限以下，热喷镀膜的成膜变得容易。予以说明，通常使热喷镀膜的厚度均匀。
b.热喷镀膜的成膜方法
热喷镀膜通过将热喷镀用粉末热喷镀于转子铁芯的外周面来进行成膜。
热喷镀用粉末是包含磁性金属粒子的粉末。予以说明，磁性金属粒子是由热喷镀膜中包含的磁性金属构成的粒子。
热喷镀用粉末只要为这样的粉末就没有特别限定，优选为除了磁性金属粒子以外进一步包含固体润滑剂粒子的粉末。这是因为，容易使热喷镀膜成为多孔可切削性膜，容易使磁性金属的面积率变小。另外，这是因为能抑制定子向热喷镀膜的粘附。予以说明，固体润滑剂粒子是由热喷镀膜中包含的固体润滑剂构成的粒子。
热喷镀用粉末例如是通过将包含磁性金属粒子的粉末和包含固体润滑剂粒子的粉末混合而进行造粒得到的造粒粉末。该造粒粉末是图4所示的、包含从磁性金属粒子16和固体润滑剂粒子18用树脂等粘合剂进行造粒得到的粒子20这样的造粒粒子的粉末。热喷镀用粉末只要能够在将磁性金属粒子和固体润滑剂粒子混合的状态下热喷镀于转子铁芯的外周面，就可以为将磁性金属粒子和固体润滑剂粒子混合而成的粉末。另外，热喷镀用粉末也可以代替造粒粉末而利用包层法等压粉成型而成。予以说明，热喷镀用粉末更优选在磁性金属粒子的整个表面被覆有固体润滑剂粒子。
关于相对于热喷镀用粉末整体的固体润滑剂粒子的含量，与相对于热喷镀膜整体的固体润滑剂的含量同样，因此省略此处的说明。
对磁性金属粒子的粒径没有特别限定，例如优选在38μm～150μm的范围内，其中优选在45μm～125μm的范围内。对固体润滑剂粒子的粒径没有特别限定，例如优选在3μm～30μm的范围内，其中优选在3μm～10μm的范围内。这是因为，能够以上述的含量用固体润滑剂粒子更均匀地覆盖磁性金属粒子的整个表面。
在此，“粒径”是指用激光衍射式粒度分布测定法所测定的粒径，这样的粒径例如可通过基于JIS Z 2510的分级来得到。予以说明，在磁性金属粒子的整个表面被覆有固体润滑剂粒子的情况下，固体润滑剂粒子的粒径小于磁性金属粒子的粒径。
热喷镀用粉末优选除了固体润滑剂粒子以外还包含由铝构成的粒子的铝粒子(Al粒子)。这是因为，铝对于磁性金属和固体润滑剂这两者润湿性高，因此在热喷镀膜成膜时能利用铝粒子抑制磁性金属粒子和固体润滑剂粒子的分离，因此固体润滑剂容易残留于热喷镀膜。
相对于热喷镀用粉末整体的铝粒子的含量与相对于热喷镀膜整体的铝的含量同样，因此省略此处的说明。铝粒子的粒径只要能成膜所期望的特性的热喷镀膜就没有特别限定，例如优选3μm～30μm的范围内。予以说明，相对于热喷镀膜整体的磁性金属粒子、固体润滑剂粒子和铝粒子的含量分别规定为不考虑在热喷镀用粉末的造粒时添加的树脂等粘合剂的含量而算出。另外，相对于热喷镀用粉末整体的磁性金属粒子的含量可考虑为固体润滑剂粒子和铝粒子以外的剩余部分的含量。
铝粒子在将热喷镀用粉末进行造粒时经由粘合剂与磁性金属粒子和固体润滑剂粒子结合。在将热喷镀用粉末进行热喷镀时，只要能够在将铝粒子与磁性金属粒子和固体润滑剂粒子一起均匀混合了的状态下热喷镀于转子铁芯的外周面，则热喷镀用粉末可以为将磁性金属粒子、固体润滑剂粒子和铝粒子混合而成的粉末。另外，热喷镀用粉末也可以代替造粒粉末而利用包层法等压粉成型而成。
热喷镀用粉末的热喷镀方法只要能将热喷镀膜成膜就没有特别限定，例如可举出气体火焰热喷镀法、等离子体热喷镀法等。其中，优选气体火焰热喷镀法。这是因为与等离子体热喷镀法等其它热喷镀法相比，能够在低温将热喷镀用粉末热喷镀。由此，在热喷镀膜的成膜时能够使更多的固体润滑剂介于磁性金属粒子彼此之间，因此能够降低磁性金属粒子彼此的金属键合，改善热喷镀膜的可切削性。
(1-2)冷喷涂膜
冷喷涂膜是通过冷喷涂法进行成膜的多孔可切削性膜。
a.冷喷涂膜
冷喷涂膜只要是上述那样的膜就没有特别限定，优选磁性金属的面积率在40％～80％的范围内，其中优选磁性金属的面积率在50％～80％的范围内。这是出于与热喷镀膜同样的理由。
关于磁性金属，与热喷镀膜中包含的磁性金属同样，因此省略此处的说明。
冷喷涂膜可以进一步包含固体润滑剂。这是因为能够抑制磁性金属彼此的密合。由此，容易使冷喷涂膜成为多孔可切削性膜，容易减小磁性金属的面积率。另外，这是因为能抑制定子向冷喷涂膜的粘附。予以说明，固体润滑剂通常填充于冷喷涂膜中的磁性金属粒子彼此的间隙中。
关于固体润滑剂，与热喷镀膜中包含的固体润滑剂同样，因此省略此处的说明。关于相对于冷喷涂膜整体的固体润滑剂的含量，与相对于热喷镀膜整体的固体润滑剂的含量同样，因此省略此处的说明。
冷喷涂膜优选与热喷镀膜同样，除了固体润滑剂外还包含铝。关于相对于冷喷涂膜整体的铝的含量，与相对于热喷镀膜整体的铝的含量同样，因此省略此处的说明。予以说明，相对于冷喷涂膜整体的磁性金属的含量可考虑为固体润滑剂和铝以外的剩余部分的含量。
关于冷喷涂膜的厚度，与热喷镀膜的厚度同样，因此省略此处的说明。
冷喷涂膜与热喷镀膜不同，不使磁性金属粒子熔融而在固相状态下堆积从而成膜，因此成为磁性金属粒子彼此不融合的膜。因此，冷喷涂膜的可切削性高于热喷镀膜。
b.冷喷涂膜的成膜方法
冷喷涂膜通过冷喷涂法，例如使用压缩气体在不使喷涂用粉末熔融而在固相状态下进行喷吹，从而附着、堆积于转子铁芯的外周面来进行成膜。
喷涂用粉末为包含磁性金属粒子的粉末。磁性金属粒子是由冷喷涂膜中包含的磁性金属构成的粒子。
喷涂用粉末只要是上述那样的粉末就没有特别限定，例如可举出从造粒用粉末进行造粒而得到的粉末。作为造粒用粉末，例如可举出气体雾化粉末、水雾化粉末、电解粉末等，其中优选电解粉末。与其它造粒用粉末相比，电解粉末成为包含较多凹凸、从而在表面具有空间的形状，因此附着效率高。出于这样的原因，作为喷涂用粉末，可直接使用未进行造粒的电解粉末。
关于喷涂用粉末中包含的磁性金属粒子的粒径，与热喷镀用粉末中包含的磁性金属粒子的粒径同样，因此省略此处的说明。
喷涂用粉末可以是除了磁性金属粒子以外进一步包含固体润滑剂粒子的粉末。这是因为能够抑制冷喷涂膜中的磁性金属粒子彼此的密合。予以说明，固体润滑剂粒子是由热喷镀膜中包含的固体润滑剂构成的粒子。
对于相对于喷涂用粉末整体的固体润滑剂粒子的含量，与冷喷涂膜的固体润滑剂的含量同样，因此省略此处的说明。关于喷涂用粉末中包含的固体润滑剂粒子的粒径，与热喷镀用粉末中包含的固体润滑剂粒子的粒径同样，因此省略此处的说明。
喷涂用粉末优选除了磁性金属粒子和固体润滑剂粒子以外还包含铝粒子。这是出于与热喷镀用粉末同样的理由。
关于相对于喷涂用粉末整体的铝粒子的含量，与相对于冷喷涂膜整体的铝的含量同样，因此省略此处的说明。关于喷涂用粉末中包含的铝粒子的粒径，与热喷镀用粉末中包含的铝粒子的粒径同样，因此省略此处的说明。予以说明，相对于喷涂用粉末整体的磁性金属粒子的含量可考虑为固体润滑剂粒子和铝粒子以外的剩余部分的含量。
对压缩气体没有特别限定，可适当地设定以将所期望的冷喷涂膜成膜。例如，通过使用压力高的压缩气体，能提高磁性金属粒子彼此的密合性，提高冷喷涂膜中的磁性金属的面积率，通过使用压力低的压缩气体，能降低磁性金属粒子彼此的密合性，减小冷喷涂膜中的磁性金属的面积率。
压缩气体的种类只要能将所期望的冷喷涂膜成膜就没有特别限定，例如可举出氮气或氦气等非活性气体、或者空气等。
对喷吹转子铁芯的外周面的喷涂用粉末的温度等成膜时的其它条件也没有特别限定，可适当地设定以将所期望的冷喷涂膜成膜。
(2)转子铁芯
对转子铁芯的材料没有特别限定，可以为磁性材料，也可以为非磁性材料。在非磁性材料的情况下，通过使用树脂等轻量的材料，能使分解器轻量化。作为磁性材料，例如优选软磁材料，作为软磁材料，例如可举出电磁钢板等。作为非磁性材料，例如可举出树脂、铝、镁等。
对转子铁芯没有特别限定，可以为单一的板状的构件，也可以为将薄板或薄膜冲孔了的铁芯片层叠多个而成的层叠体。
转子铁芯的外周面的形状只要以随着绕转子旋转轴的旋转，转子与定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成分解器就没有特别限定，例如，可以为随着绕转子旋转轴的旋转，转子的外周面与定子铁芯的齿的前端面之间的间距周期性地变化的形状。作为转子铁芯的外周面的形状，在使转子铁芯的中心与旋转轴一致的情况下，例如可采用椭圆形等那样的非圆形。另外，在使转子铁芯的中心与旋转轴偏离的情况下，可采用圆形。在此，“转子铁芯的外周面的形状”是指从旋转轴的轴向俯视转子时的转子铁芯的外周面的形状。
对转子铁芯的直径没有特别限定，可以为一般的直径。另外，对转子铁芯的厚度没有特别限定，可以为一般的厚度。予以说明，转子铁芯通常如图1所示那样，设有马达等旋转电机具有的轴等旋转部件嵌入的贯通孔。
(3)转子
转子只要以随着绕其旋转轴的旋转，转子和定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成分解器就没有特别限定，例如可以使转子铁芯的中心与旋转轴一致，使转子铁芯的外周面的形状为非圆形，也可以使转子铁芯的中心与旋转轴偏离，使转子铁芯的外周面的形状为圆形。
转子只要多孔可切削性膜设置在转子铁芯的外周面上的突出部就没有特别限定，多孔可切削性膜可以设于转子铁芯的整个外周面，也可以设于转子铁芯的外周面的一部分。
2.定子
定子以包围转子的外周面的方式配置，具有：沿着周向间隔开地设有朝向转子的外周面侧突出的多个齿的定子铁芯和卷绕于齿的线圈。
定子铁芯的材料只要是磁性材料就没有特别限定，例如优选电磁钢板等软磁材料。对定子铁芯没有特别限定，可以为单一的板状的构件，也可以为将薄板或薄膜冲孔了的铁芯片层叠多个而成的层叠体。另外，对定子铁芯的齿没有特别限定，例如可以为一般的齿。
对线圈没有特别限定，通常，包含：通过输入励磁信号而将齿励磁的励磁线圈和输出对应于上述间隙磁导的变化的检测信号的检测线圈。另外，对线圈的卷绕方法也没有特别限定，例如可以为一般的卷绕方法。
在此，图5(a)和图5(b)分别是示出本实施方式涉及的分解器的其它例中的定子的概要平面图。
图5(a)所示的定子30在定子铁芯32的内周侧上邻接的齿32t之间设有与齿32t的前端面32ta相比朝向转子的外周面侧突出的切削用突起32p。另外，图5(b)所示的定子30在定子铁芯32的多个齿32t的前端面32ta上设有切削用突起32p。
作为定子，没有特别限定，优选如图5(a)和图5(b)所示那样，在定子铁芯上设有朝向转子的外周面侧突出的切削用突起的定子。这是因为，在定子与转子的外周面接触的情况下，由于可利用切削用突起容易地切削多孔可切削性膜，因此能够有效地抑制热喷镀膜的破损和定子的磨损及向热喷镀膜的粘附。予以说明，切削用突起的前端与齿相比为锐角。切削用突起可以与齿相比更朝向转子的外周面侧突出，也可以以与齿相同的量朝向转子的外周面侧突出。予以说明，从上述板状的构件或层叠体作为定子铁芯的一部分形成切削用突起。
3.分解器
分解器具备定子和转子，以随着绕转子旋转轴的旋转，转子和定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成。
对转子的外周面与定子铁芯的齿的前端面的间距没有特别限定，例如在1.0mm以下的范围内，优选在0.5mm以下的范围内，其中优选在0.2mm以下的范围内，特别优选在0.1mm以下的范围内。这是因为，通过减小间距，能降低分解器的磁阻，改善分解器的检测灵敏度。
在此，“转子的外周面与定子铁芯的齿的前端面的间距”是指在转子绕旋转轴旋转时，转子的外周面与定子铁芯的齿的前端面的间距变得最短时的最短间距。
实施例
以下，举出实施例和比较例，进一步具体地说明本实施方式涉及的分解器。
在此，图6(a)是示出实施例和比较例中制作的热喷镀试样片的概要截面图，图6(b)是示出图6(a)所示的热喷镀试样片的概要顶视图，图6(c)是示出图6(a)所示的热喷镀试样片的概要侧视图。
[实施例1]
首先，准备粒径45μm～125μm的Fe-3Si粒子、粒径3μm～10μm的h-BN粒子(六方晶系氮化硼粒子)、粒径20μm以下的Al粒子，以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：6.0质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，使h-BN粒子和Al粒子经由粘合剂树脂附着于Fe-3Si粒子的周围，通过造粒制作了热喷镀用粉末。
接着，准备图6所示的由Al-12Si构成的、宽30mm、厚20mm、R50(mm)的半圆柱状的试样片12T。接着，用平均粒径350μm的喷丸材料对试样片的表面12Ta进行喷丸。
接着，通过将热喷镀用粉末热喷镀于试样片的表面12Ta，制作了图6所示的、在试样片的表面12Ta成膜了最大膜厚为约1mm的热喷镀膜14T的热喷镀试样片10T。具体地，使用气体火焰热喷镀装置将热喷镀用粉末火焰热喷镀于试样片的表面12Ta，使热喷镀膜14T成膜。将向热喷镀枪供给的气体的气压设为氧气：32psi、氢气(燃料气体)：28psi和空气：60psi，将供给气体的气体流量设为氧气：34NLPM、氢气：155.8NLPM、空气：102.3NLPM。将向成膜时的热喷镀枪供给的热喷镀用粉末的供给量设为90g/分钟，将从热喷镀枪的前端到试样片12T的距离设为230mm，将热喷镀枪的移动速度设为30m/分钟，将齿距(pitch)设为6mm。
[实施例2]
除了以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：4.5质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，制作了热喷镀用粉末这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[实施例3]
除了以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：3.0质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，制作了热喷镀用粉末这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[实施例4]
除了以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：2.5质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，制作了热喷镀用粉末这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[比较例1]
除了以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：7.5质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，制作了热喷镀用粉末这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[比较例2]
除了以相对于热喷镀用粉末的整体成为h-BN粒子：1.8质量％、Al粒子：4.0质量％、Fe-3Si粒子：剩余部分的方式混合，制作了热喷镀用粉末这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[比较例3]
除了制作了仅包含Fe-3Si粒子的热喷镀用粉末(Fe-3Si粒子：100质量％)这方面以及使最大膜厚为约1.25mm的热喷镀膜成膜这方面以外，与实施例1同样地制作了热喷镀试样片。
[SEM观察]
用SEM(扫描型电子显微镜)观察了实施例和比较例的热喷镀试样片中的热喷镀膜的断面。图7是实施例1～3和比较例3中的热喷镀膜的断面的SEM图像。另外，从实施例和比较例的热喷镀膜的断面的SEM图像测定了Fe-3Si粒子的面积率。下述表1中，与相对于热喷镀用粉末的整体的h-BN粒子的含量一起示出实施例和比较例中的热喷镀膜的Fe-3Si的面积率。
表1
Figure BDA0002293148470000161
如图7所示，实施例1～3中的热喷镀膜成为在Fe-3Si粒子彼此之间存在间隙的多孔可切削性膜，h-BN粒子的含量变得越大，Fe-3Si粒子的面积率变得越小，Fe-3Si粒子彼此的间隙的面积率变得越大。另外，实施例1～3中的热喷镀膜成为h-BN粒子填充于Fe-3Si粒子彼此的间隙中的膜。比较例3中的热喷镀膜成为在Fe-3Si粒子彼此之间基本上不存在间隙的膜。
[维氏硬度]
测定了实施例和比较例的热喷镀试样片中的热喷镀膜的维氏硬度。具体地，在按照JIS Z 2244(2009)的维氏硬度试验中，测定了试验力0.01kgf且负载保持时间10秒时的热喷镀膜的维氏硬度。图8是示出实施例和比较例中热喷镀膜的维氏硬度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
如图8所示，就实施例和比较例中的热喷镀膜而言，Fe-3Si的面积率变得越大，维氏硬度变得越大。
[可切削性试验]
对实施例和比较例的热喷镀试样片，使用图9所示的可切削性试验装置进行了可切削性试验。图9(a)是示出可切削性试验装置的概要平面图，图9(b)是示出沿着图9(a)的A-A线的断面的概要截面图，图9(c)是图9(b)的Y部分的放大图。予以说明，图9(c)中在点划线框内示出了该图所示的定子试样片的平面图。
在可切削性试验中，首先，如图9(a)和图9(b)所示那样，将热喷镀试样片10T安装于可切削性试验装置50的旋转转子53。接着，如图9(c)所示那样，将通过层叠8张具有附予了R0.2(mm)的圆度的25°前端角、宽5mm、厚0.5mm(t＝0.5)的电磁钢板而制作的定子试样片30T安装于可动装置54。接着，在使安装于可动装置54的定子试样片30T的前端抵接于热喷镀试样片10T的热喷镀膜14T的状态下，将定子试样片30T的位置固定。接着，利用高旋转马达56使旋转转子53以转速3000rpm旋转，利用可动装置54将定子试样片30T以5μm/rev的速度按压于热喷镀膜14T，在按压长度成为500μm的时刻停止旋转转子53的旋转。通过使移动式Kanthal加热器58移动来将热喷镀试样片10T配置在其加热炉58a内，在150℃的气氛温度下进行可切削性试验。
旋转转子53的旋转停止后，测定热喷镀试样片10T中的热喷镀膜14T的切削厚度，测定了自定子试样片30T的前端的磨损长度。图10是示出实施例和比较例中热喷镀膜的切削厚度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。图11是示出实施例和比较例中定子试样片的磨损长度相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
在热喷镀膜14T的Fe-3Si的面积率小于40％的情况下，如图10所示，热喷镀膜的切削厚度大幅地变大。认为这是由于热喷镀膜14T脆，尽管由于包含热喷镀膜14T中的定子试样片30T的接触部位的部分脱落。另一方面，在热喷镀膜14T的Fe-3Si的面积率超过80％的情况下，如图10所示，热喷镀膜14T的切削厚度大幅地变小，如图11所示那样，定子试样片30T的磨损长度大幅地变长。认为这是由于热喷镀膜14T的可切削性低。另外，在该情况下，在按压长度成为500μm之前在可切削性试验装置中产生异响，并且旋转转子53停止旋转。认为这是由于定子试样片30T粘附于热喷镀膜14T，使得对于热喷镀膜14T的压力负载过大。与这些相对，在热喷镀膜14T的Fe-3Si的面积率在40％～80％的范围内的情况下，包含热喷镀膜14T中的定子试样片30T的接触部位的部分没有脱落，在按压长度成为500μm之前旋转转子53没有停止旋转，热喷镀膜14T中的定子试样片30T的接触部位被切削或凹陷。
[比磁导率]
利用使用了交流磁特性测定装置的方法求出了实施例和比较例的热喷镀试样片中的热喷镀膜的比磁导率。图12是示出实施例和比较例的热喷镀试样片中热喷镀膜的比磁导率相对于热喷镀膜的Fe-3Si的面积率的坐标图。
如图12所示，在热喷镀膜的Fe-3Si的面积率小于50％的情况下，热喷镀膜的比磁导率大幅地变低。认为这是由于热喷镀膜中的磁性金属的体积率低。
以上，对本发明涉及的分解器的实施方式进行了详细地说明，但本发明不受限于以上说明的实施方式，可在不脱离权利要求书记载的本发明的精神的范围内进行各种设计改变。

Claims (6)

1.分解器，其是具备转子和以包围上述转子的外周面的方式配置的定子，
上述转子具有转子铁芯，上述定子具有沿着周向间隔开地设有朝向上述转子的外周面侧突出的多个齿的定子铁芯和卷绕于上述多个齿的线圈，
以随着绕上述转子旋转轴的旋转，上述转子和上述定子之间的间隙磁导发生变化的方式构成的分解器，其特征在于，
上述转子还具有设于上述转子铁芯的外周面上的突出部的包含磁性金属的多孔可切削性膜。
2.权利要求1所述的分解器，其特征在于，上述多孔可切削性膜为热喷镀膜。
3.权利要求1所述的分解器，其特征在于，上述多孔可切削性膜为通过冷喷涂法成膜的冷喷涂膜。
4.权利要求1至3的任一项所述的分解器，其特征在于，上述磁性金属的面积率在40％～80％的范围内。
5.权利要求1至4的任一项所述的分解器，其特征在于，上述多孔可切削性膜还包含固体润滑剂。
6.权利要求1至5的任一项所述的分解器，其特征在于，在上述定子铁芯上设有朝向所述转子的外周面侧突出的切削用突起。
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