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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehmelder, der zu
einem Erfassen eines Rotationswinkels einer Ausgangswelle eines
Fahrzeugmotors und Anderen zu verwenden ist.
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Was
ein Hybrid-Elektrofahrzeug und ein Elektrofahrzeug betrifft, wird
ein bürstenloser Hochleistungsmotor verwendet, und außerdem
wird ein Motor mit höherer Leistung erwartet werden. Um
den bürstenlosen Motor eines Hybrid-Elektrofahrzeugs zu
steuern, ist es notwendig, den Rotationswinkel einer Ausgangswelle
des Motors genau zu ermitteln. Dies ist erforderlich, da die rotatorische
Position (Winkel) eines Rotors richtig ermittelt werden muss, um
ein Schalten einer Erregung von Spulen eines Stators zu steuern.
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Dementsprechend
enthält der Motor vorzugsweise einen Drehmelder, um den
Winkel genau zu erfassen. Von einem solchen Drehmelder, der in einem
Antriebsmechanismus eines Fahrzeugs verwendet wird, wird verlangt,
eine hohe Genauigkeit und, wegen der großen Anzahl von
Umdrehungen des Antriebsmechanismus, zusätzlich eine Umweltbeständigkeit
bereit zu stellen. Wie bei anderen Komponen ten in einem Fahrzeug
wird von dem Drehmelder auch verlangt eine Größenreduzierung
und eine Kostenreduzierung zu erzielen.
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Patentliteratur
1 offenbart eine Folienspule, bei der eine A-Phasen-Erfassungsspule
auf einer Oberfläche einer isolierenden Folienschicht angeordnet
ist, und eine B-Phasen-Erfassungsspule auf der anderen Oberfläche
derselben angeordnet ist. Hierbei sind die A-Phasen-Erfassungsspule
und die B-Phasen-Erfassungsspule um 90° voneinander phasenverschoben.
Eine Erregerspule ist ebenfalls als eine Folienspule gebildet. Die
Erregerspule und die Erfassungsspule sind voneinander beabstandet, um
sich einander mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen gegenüber
zu stehen.
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Patentliteratur
2 offenbart einen in 18 gezeigten Drehmelder, in
dem Erregerspulen auf einer vorderen Oberfläche (gegenüberliegend
einer statorseitigen Grundplatte) und auf einer hinteren Oberfläche
einer rotorseitigen Grundplatte gebildet sind, wobei eine SIN(Sinus)-Spule
auf einer vorderen Oberfläche (der rotorseitigen Grundplatte
gegenüberliegend) der statorseitigen Grundplatte gebildet ist,
und eine COS(Kosinus)-Spule ist auf einer hinteren Oberfläche
derselben gebildet ist.
- Patentliteratur 1: JP 8(1996)-292066 A
- Patentliteratur 2: JP
(1996)-136211 A
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Jedoch
haben die Patentliteraturen 1 und 2 die folgenden Probleme. Im Speziellen
ist in einem ersten wie in 18 gezeigten
Zustand der Abstand zwischen der Erregerspule (auf der vorderen
Oberfläche der rotorseitigen Grundplatte gebildet) und
der SIN-Spule 0,5 mm, und der Abstand zwischen der Erregerspule
und der COS-Spule ist 1,0 mm. Zum Einstellen von Ausgabeamplituden
der COS-Spule und der SIN-Spule, die entsprechend der Dicke der Grundplatte
erzeugt werden, wird eine Verstärkung der Ausgabeamplitude
gesteuert.
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Da
der Fahrzeugmotor jedoch eine große Größe
hat, verändert sich seine Abmessung in einer axialen Richtung
daher aufgrund von thermischer Ausdehnung und einem Spiel von Lagerungen
wahrscheinlich stark. Zum Beispiel wird ein zweiter Zustand, in
dem der obige Abstand in der axialen Richtung um 0,25 mm geändert
wird, in 19 gezeigt. In 19 ist
der Abstand zwischen der Erregerspule und der SIN-Spule 0,75 mm,
und der Abstand zwischen der Erregerspule und der COS-Spule ist
1,25 mm.
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In
dem wie in 17 gezeigten Fall ändert sich
die Ausgabe der SIN-Spule von 0,71 V (der in 18 gezeigte
Fall) auf 0,63 V (der in 19 gezeigte
Fall). Die Ausgabe der SIN-Spule ändert sich ebenfalls
von 0,57 V (der in 18 gezeigte Fall) auf 0,53 V
(der in 19 gezeigte Fall).
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In
diesem Fall wird in dem in 18 gezeigten
Fall die Verstärkung der COS-Spule auf 0,71/0,57 = 1,25
eingestellt. Diese ist unterschiedlich von der Verstärkung
0,63/0,53 = 1,19 in dem in 19 gezeigten
Fall. Somit kann ein Winkelerfassungsfehler auftreten. Solch ein
Nachteil ist dazu geeignet, für eine Ausgangswelle des
Fahrzeugmotors, der eine hochpräzise Erfassung fordert,
problematisch zu sein.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der Umstände gemacht,
um die obigen Probleme zu lösen, und hat einen Zweck, einen
Drehmelder, der in der Lage ist, eine hohe Erfassungsgenauigkeit
beizubehalten, selbst wenn sich ein Spalt oder ein Zwi schenraum
zwischen einer Erregerspule und einer Erfassungsspule ändert,
bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen
Ansprüche.
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Ein
Aspekt der Erfindung sieht einen Drehmelder mit einer SIN-Spule
und einer COS-Spule vor, die beide auf einer flachen Platte gebildet
sind, dadurch gekennzeichnet, dass er aufweist: eine erste Spulenschicht
und eine zweite Spulenschicht, die beide auf der flachen Platte
gebildet sind; eine zwischen der ersten Spulenschicht und der zweiten
Spulenschicht gebildete Isolationsschicht; die SIN-Spule, die eine
in der ersten Spulenschicht gebildete erste SIN-Spule und eine in
der zweiten Spulenschicht gebildete zweite SIN-Spule enthält,
und die COS-Spule, die eine in der ersten Spulenschicht gebildete
erste COS-Spule und eine in der zweiten Spulenschicht gebildete
zweite COS-Spule enthält.
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Entsprechend
dem Drehmelder mit dem obigen Aufbau gemäß der
vorliegenden Erfindung können eine SIN-Spule und eine COS-Spule
dauerhaft in einer vorbestimmten Positionsbeziehung gehalten werden,
selbst wenn sich ein Spalt oder ein Zwischenraum zwischen einer
Erregerspule und einer Erfassungsspule ändert. Somit tritt
kein Erfassungsfehler auf.
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Drehmelderstators,
in dem eine SIN-Signal-Erregerspule und eine COS-Signal-Erregerspule auf
einer Oberfläche gebildet sind;
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2 ist
eine Draufsicht auf eine erste Spulenschicht in (d) in 1;
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3 ist
eine Ansicht, die nur einen aus 2 entnommenen
COS-Spulenabschnitt zeigt;
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4 ist
eine Ansicht, die nur einen aus 2 entnommenen
SIN-Spulenabschnitt zeigt;
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5 ist
eine Draufsicht auf eine zweite Spulenschicht in (b) in 1;
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts A in 5;
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7 ist
eine Ansicht, die nur einen aus 5 entnommenen
SIN-Spulenabschnitt zeigt;
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8 ist
eine Ansicht, die nur einen aus 5 entnommenen
COS-Spulenabschnitt zeigt;
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9 ist
eine Ansicht, die schematisch eine Verbindung zwischen COS-Spulenabschnitten
zeigt;
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10 ist
eine Draufsicht auf eine Zwischenschichtisolationsschicht;
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11 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts B in 10;
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12 ist
eine teilweise Querschnittansicht eines Abschnitts, der Anschlüsse
enthält;
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13 ist
eine entlang einer Linie C-C in 12 entnommene
Querschnittansicht;
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14 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Aufbau eines Drehmelderrotors zeigt;
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15 ist
ein Blockdiagramm, das eine Drehmelderpositionserfassungssteuerung
zeigt;
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16 ist
eine Schnittansicht, die grob einen Aufbau eines Motors in der Ausführungsform
zeigt;
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17 ist
eine Ansicht, die einen Aufbau eines konventionellen Drehmelders
zeigt;
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18 ist
eine erklärende Ansicht des konventionellen Drehmelders;
und
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19 ist
eine Darstellung der Daten des konventionellen Drehmelders.
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Eine
detaillierte Beschreibung einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen abgegeben. 16 ist eine Schnittansicht,
die grob den Aufbau eines Motors in der ersten Ausführungsform
zeigt.
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Ein
Motor 10 ist ein bürstenloser Motor, der einen
Gehäusehauptkörper 101, eine Gehäuseabdeckung 102,
einen Motorstator 103, einen Motorrotor 104, eine
Motorwelle 105 und Motorlagerungen 106a und 106b enthält.
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Der
Gehäusehauptkörper 101 und die Gehäuseabdeckung 102 sind
aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen durch Gießen
hergestellt. Die Motorlagerung 106b ist in den Gehäusehauptkörper 101 eingepasst,
und die Motorlagerung 106a ist in die Gehäuseabdeckung 102 eingepasst,
um die Motorwelle 105 drehbar zu lagern.
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Der
Motorstator 103 ist auf der inneren Umfangsoberfläche
des Gehäusehauptkörpers 101 befestigt.
Der Motorstator 103 enthält eine Spule und erzeugt
bei Erregung eine magnetische Kraft.
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Der
mit einem Permanentmagnet versehene Motorrotor 104 ist
hingegegen auf der Motorwelle 105 befestigt. Der Motorstator 103 und
der Motorrotor 104 sind in einem vorbestimmten Abstand
angeordnet, und bilden dazwischen einen Spalt. Wenn der Motorstator 103 mit
Strom versorgt wird, wird der Motorrotor 104 gedreht und
erzeugt eine zu der Motorwelle 105 zu übertragende
Antriebsleistung.
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Ein
Drehmelderstator 40 ist an der Innenseite der Gehäuseabdeckung 102 befestigt.
Während der Gehäusehauptkörper 101 und
die Gehäuseabdeckung 102 zusammengebaut werden,
werden ein Drehmelderrotor 20 und der Drehmelderstator 40 in einem
vorbestimmten Abstand getrennt platziert. Der vorbestimmte Abstand
ist vorzugsweise so kurz wie möglich, um die Erfassungsgenauigkeit
eines Drehmelders 100 zu verbessern. Jedoch wird der Abstand basierend
auf maßlichen Toleranzen, auf durch Temperatur verursachten
maßlichen Änderungen, und auf anderen Bedingungen
bestimmt.
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15 ist
ein Blockdiagramm, das eine Positionserfassungssteuerung des Drehmelders
zeigt. Der Drehmelder 100 enthält einen Schaltkreis 58 und einen
Sensorabschnitt 59. Der Schaltkreis 58 enthält einen
SIN-Signalgenerator 51, einen Trägerwellengenerator 52,
einen COS-Signalgenerator 53, einen ersten Modulator 54,
einen zweiten Modulator 55, einen Wellendetektor 56 und
einen Phasendifferenzdetektor 57. Der Sensorabschnitt 59 enthält
eine SIN-Signal-Erregerspule 11, eine COS-Signal-Erregerspule 12,
eine Erfassungsspule 13, einen rotorseitigen Drehtransformator 14 und
einen statorseitigen Drehtransformator 15.
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Wie
in 15 gezeigt, ist der SIN-Signalgenerator 51 zum
Erzeugen einer SIN(Sinus)-Signalwelle mit 7,2 kHz, mit dem ersten
Modulator 54 verbunden. Der COS-Signalgenerator 53 zum
Erzeugen einer COS(Kosinus)-Signalwelle mit 7,2 kHz ist mit dem
zweiten Modulator 55 verbunden.
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Außerdem
ist der Trägerwellengenerator 52 zum Erzeugen
einer SIN-Trägerwelle mit 360 kHz jeweils mit dem ersten
Modulator 54 und dem zweiten Modulator 55 verbunden.
Der SIN-Signalgenerator 51 ist mit dem Phasendifferenzdetektor 57 verbunden.
Der Wellendetektor 56 ist mit dem Phasendifferenzdetektor 57 verbunden.
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Der
erste Modulator 54 ist mit der SIN-Signalerregerspule 11 verbunden,
und der zweite Modulator 55 ist mit der COS-Signal-Erregerspule 12 verbunden.
Die Erfassungsspule 13 ist mit dem rotorseitigen Drehtransformator 14 verbunden.
Der statorseitige Drehtransformator 15 ist mit dem Wellendetektor 56 verbunden.
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Die
Struktur der SIN-Signal-Erregerspule 11 und der COS-Signal-Erregerspule 12 sind
nachstehend im Detail erklärt.
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptkörperseitigen
Drehmelders, d. h. des Drehmelderstators 40, in dem die
SIN-Signal-Erregerspule 11 und die COS-Signal-Erregerspule 12 auf
einer Oberfläche gebildet sind. In 1 zeigt
(e) einen Drehmelderkörper 1, der als eine Grundplatte, die
aus einem PPS-Kunstharz hergestellt ist und eine hohe Ebenheit aufweist,
dient; (d) zeigt eine auf der Oberfläche des Drehmelderkörpers 1 gebildete
erste Spulenschicht 2; (c) zeigt eine Zwischenschichtisolationsschicht 3 zum
Isolieren zwischen der ersten Spulenschicht 2 und der zweiten
Spulenschicht 4; (b) zeigt die auf der Zwischenschichtisolationsschicht 3 gebildete
zweite Spulenschicht 4; und (a) zeigt einen Überzug 5,
der aus einem isolierendem Kunstharz hergestellt ist, um als ein
Schutzfilm zu dienen.
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Der
Drehmelderkörper 1 hat eine kreisförmige
Scheibenform, die mit einem zentralen runden Loch und mit einem
Anschlussabschnitt 1a gebildet ist, der, wie in (e) in 1 gezeigt,
von einem Umfangsabschnitt, vorsteht. Von dem äußeren
Randbereich des Anschlussabschnitts 1a sind sechs Anschlüsse 1b, 1c, 1d, 1e, 1f und 1g in
dieser Reihenfolge von der linken Seite aus in der Figur angeordnet,
um nach außen vorzustehen. Auf der oberen Oberfläche
des Anschlussabschnitts 1a sind Anschlussverbindungsteile 1h und 1i gebildet.
Außerdem sind vier Verbindungsteile 1k, 1j, 1l und 1m auf der
Oberfläche des Drehmelderkörpers 1 auf
seiner inneren Umfangsseite in der radialen Richtung gegenüber
dem Anschlussabschnitt 1a gebildet.
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12 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht des Drehmelderkörpers 1,
der den mit den Anschlüssen 1b bis 1g versehenen
Anschlussabschnitt enthält. Wie in 12 gezeigt,
ist der Anschluss 1b mit dem Anschlussteil 1h verbunden,
der Anschluss 1c ist mit dem Anschlussteil 1l verbunden,
der Anschluss 1d ist mit dem Anschlussteil 1k verbunden, der
Anschluss 1e ist mit dem An schlussteil 1j verbunden,
der Anschluss 1f ist mit dem Anschlussteil 1m verbunden
und der Anschluss 1g ist mit dem Anschlussteil 1i verbunden.
Dieser Aufbau wird durch Eingießen dieser Anschlüsse 1b bis 1g hergestellt.
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13 ist
eine geschnittene Ansicht entlang einer Linie C-C in 12.
Wie in 13 gezeigt, sind die Anschlüsse 1d und 1e mit
Verbindungsdrähten 28 und 48 mit leitendem
Klebstoff 7 über Durchgangslöcher verbunden.
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2 ist
eine Draufsicht auf die erste Spulenschicht 2 in (d) in 1.
In einer Position, die dem Anschlussverbindungsteil 1i in
dem Anschlussabschnitt 1a entspricht, ist ein Anschlussverbindungsteil 23 an
einem Ende der COS-Signal-Erregerspule 12 gebildet. Nahe
dem Anschlussverbindungsteil 23 in 2 ist ein
COS-Spulenabschnitt 21A gebildet und weiterhin sind ein
SIN-Spulenabschnitt 22A, ein COS-Spulenabschnitt 21B,
ein SIN-Spulenabschnitt 22B, ein COS-Spulenabschnitt 21C,
ein SIN-Spulenabschnitt 22C, ein COS-Spulenabschnitt 21D und
ein SIN-Spulenabschnitt 22D im Uhrzeigersinn angeordnet.
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3 zeigt
nur einen aus 2 entnommenen COS-Spulenabschnitt 21 (21A bis 21D).
Jeder der COS-Spulenabschnitte 21A bis 21D wird
in einer abgewinkelten U-Form und von vier Spulendrähten 211, 212, 213 und 214,
die sich von einem äußeren zu einem inneren Umfang
in verschiedenen Längen erstrecken, gebildet. Nur der äußere
Umfangsspulendraht 211 wird teilweise mit einem Verbindungsdraht 27 gemeinsam
genutzt.
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Das
COS-Anschlussverbindungsteil 23 ist mit einem der Enden
von den COS-Spulenabschnitten 21A bis 21D durch
den Verbindungsdraht 27, der an der äußersten
Umfangsseite angeordnet ist, verbunden.
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4 zeigt
nur einen aus 2 entnommenen SIN-Spulenabschnitt 22 (22A bis 22D).
Jeder der SIN-Spulenabschnitte 22A bis 22D wird
in einer abgewinkelten U-Form und von vier Spulendrähten 221, 222, 223 und 224,
die sich von einem äußeren zu einem inneren Umfang
in verschiedenen Längen erstrecken, gebildet. Nur der äußere
Umfangsspulendraht 221 wird teilweise mit einem Verbindungsdraht 28 gemeinsam
genutzt.
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Der
Verbindungsdraht 28 ist auf der inneren Umfangsseite des
COS-Spulenabschnitts 21 und des SIN-Spulenabschnitts 22 gebildet.
Der Verbindungsdraht 28 ist mit einem SIN-Anschlussverbindungsteil 26 gebildet.
Dieses Verbindungsteil 26 ist mit dem Anschlussverbindungsteil 1m in
(e) in 1 verbunden. Das Verbindungsteil 26 ist
ebenfalls mit einem der Enden von den SIN-Spulenabschnitten 22A, 42C, 22C und 42A durch
den Verbindungsdraht 28 verbunden.
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Wie
in 2 gezeigt, ist eine Drehtransformatorspule 24 wie
der Verbindungsdraht 28 kreisförmig auf der inneren
Umfangsseite gebildet. Die Drehtransformatorspule 24 ist
mit einem Anschlussverbindungsteil 25 gebildet. Dieses
Verbindungsteil 25 ist mit dem Anschlussverbindungsteil 1j in
(e) in 1 verbunden.
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Die
zweite Spulenschicht 4 wird nachstehend erklärt. 5 ist
eine Draufsicht auf die zweite Spulenschicht 4 in (b) in 1.
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In
einer Position, die dem Anschlussverbindungsstück 1h des
Anschlussabschnitts 1a entspricht, ist ein SIN-Anschlussverbindungsteil 43 als ein
Ende der SIN-Signal-Erregerspule 1l gebildet. Nahe dem
Anschlussverbindungsteil 43 in 5 ist ein
SIN-Spulenabschnitt 42A gebildet und weiterhin sind ein
COS-Spulenabschnitt 41A, ein SIN-Spulenabschnitt 42B,
ein COS-Spulenabschnitt 41B, ein SIN-Spulenabschnitt 42C,
ein COS-Spulenabschnitt 41C, ein SIN-Spulenabschnitt 42D und
ein COS-Spulenabschnitt 41D im Uhrzeigersinn angeordnet.
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7 zeigt
nur einen aus 5 entnommenen SIN-Spulenabschnitt 42 (42A bis 42D).
Jeder der SIN-Spulenabschnitte 42A bis 42D wird
in einer abgewinkelten U-Form und von vier Spulendrähten 421, 422, 423 und 424,
die sich von einem äußeren zu einem inneren Umfang
in verschiedenen Längen erstrecken, gebildet. Der äußere
Umfangsspulendraht 421 wird teilweise mit einem Verbindungsdraht 47 gemeinsam
genutzt.
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Das
SIN-Anschlussverbindungsteil 43 ist mit einem der Enden
von den SIN-Spulenabschnitten 42A bis 42D durch
den Verbindungsdraht 47, der an der äußersten
Umfangsseite gebildet ist, verbunden.
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8 zeigt
nur einen aus 5 entnommenen COS-Spulenabschnitt 41 (41A bis 41D).
Jeder der COS-Spulenabschnitte 41A bis 41D wird
in einer abgewinkelten U-Form und von vier Spulendrähten 411, 412, 413 und 414,
die sich von einem äußeren zu einem inneren Umfang
in verschiedenen Längen erstrecken, gebildet. Der äußere
Umfangsspulendraht 411 wird teilweise mit einem Verbindungsdraht 48 gemeinsam
genutzt.
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Der
Verbindungsdraht 48 ist auf der inneren Umfangsseite des
COS-Spulenabschnitts 41 und des SIN-Spulenabschnitts 42 gebildet.
Der Verbindungsdraht 48 ist mit einem COS-Anschlussverbindungsteil 46 gebildet.
Dieses Verbindungsteil 46 ist mit dem Anschlussverbindungsstück 1l in
(e) von 1 verbunden. Das Verbindungsteil 46 ist
ebenfalls mit einem der Enden der COS- Spulenabschnitte 21A, 41B, 21C und 41D durch
den Verbindungsdraht 48 verbunden.
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Wie
in 5 gezeigt, ist die Drehtransformatorspule 44 wie
der Verbindungsdraht 48 kreisförmig auf der inneren
Umfangsseite gebildet. Die Drehtransformatorspule 44 ist
mit einem Anschlussverbindungsteil 45 gebildet. Dieses
Verbindungsteil 45 ist mit dem Anschlussverbindungsteil
1k in (e) in 1 verbunden.
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts A in 5. 9 zeigt
schematisch eine Verbindung zwischen dem COS-Spulenabschnitt 21A und
dem COS-Spulenabschnitt 41A. 10 ist eine
Draufsicht auf die Zwischenschichtisolationsschicht 3. 11 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts 3 in 10.
In 11 ist eine Verdrahtung der ersten Spulenschicht 2 durch
unterbrochene Linien angegeben.
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In 9 enthält
der COS-Spulenabschnitt 41A, der in der zweiten Spulenschicht 4 gebildet
ist, vier COS-Spulendrähte 411, 412, 413 und 414,
wobei jeder eine abgewinkelte U-Form hat, die in dieser Reihenfolge
von außen angeordnet sind, und acht Anschlussteile 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, 41g und 41h in
dieser Reihenfolge von unten angeordnet hat.
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Andererseits
enthält der COS-Spulenabschnitt 21A, der auf der
ersten Spulenschicht 2 gebildet ist, vier COS-Spulendrähte 211, 212, 213 und 214,
wobei jeder eine abgewinkelte U-Form hat, die in dieser Reihenfolge
von außen angeordnet sind, und acht Anschlussteile 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g und 21h in
dieser Reihenfolge von unten angeordnet hat.
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Der
Verbindungsdraht 27 ist mit dem Verbindungsteil 21h durch
den COS-Spulendraht 211 verbunden. Das Verbindungsteil 21h ist
mit dem Verbindungsteil 41h durch ein Durchgangsloch 3b verbunden.
Das Verbindungsteil 41h ist mit dem Verbindungsteil 41a durch
den COS-Verbindungsdraht 411 verbunden.
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Das
Verbindungsteil 41a ist mit dem Verbindungsteil 21a durch
ein Durchgangsloch 3a verbunden. Das Verbindungsteil 21a ist
mit dem Verbindungsteil 21g durch den COS-Verbindungsdraht 212 verbunden.
Das Verbindungsteil 21g ist mit dem Verbindungsteil 41g durch
das Durchgangsloch 3b verbunden. Das Verbindungsteil 41g ist
mit dem Verbindungsteil 41b durch den COS-Verbindungsdraht 412 verbunden.
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Das
Verbindungsteil 41b ist mit dem Verbindungsteil 21b durch
das Durchgangsloch 3a verbunden. Das Verbindungsteil 21b ist
mit dem Verbindungsteil 21f durch den COS-Verbindungsdraht 213 verbunden.
Das Verbindungsteil 21f ist mit dem Verbindungsteil 41f durch
das Durchgangsloch 3b verbunden. Das Verbindungsteil 41f ist
mit dem Verbindungsteil 41c durch den COS-Verbindungsdraht 413 verbunden.
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Das
Verbindungsteil 41c ist mit, dem Verbindungsteil 21c durch
das Durchgangsloch 3a verbunden. Das Verbindungsteil 21c ist
mit dem Verbindungsteil 21e durch den COS-Verbindungsdraht 214 verbunden.
Das Verbindungsteil 21e ist mit dem Verbindungsteil 41e durch
das Durchgangsloch 3b verbunden. Das Verbindungsteil 41e ist
mit dem Verbindungsteil 41d durch den COS-Verbindungsdraht 414 verbunden.
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Das
Verbindungsteil 41d ist mit dem Verbindungsteil 21d durch
das Durchgangsloch 3a verbunden. Das Verbindungsteil 21d ist
mit dem Anschlussteil 21i, das sich außerhalb
des Spulenabschnitts befindet, verbunden. Dieses Anschlussteil 21i ist
mit dem in 6 gezeigten Anschlussteil 46 durch
ein Durchgangsloch 3c verbunden.
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Die
obige Verbindung erlaubt es in 2 einen
COS-Strom zur Erregung von dem Verbindungsdraht 27 zu dem
Anschlussteil 21h über den COS-Spulendraht 211,
der in der ersten Spulenschicht 2 gebildet ist, zu fließen,
und er fließt dann von dem Anschlussteil 41h durch
das Durchgangsloch 3b zu dem Anschlussteil 41a durch
den COS-Spulendraht 411, der in der zweiten Spulenschicht 4 gebildet
ist. Der Strom fließt dann nacheinander durch die nacheinanderfolgenden
Anschlussteile und Spulendrähte; 21a, 212, 21g, 41g, 412, 41b, 21b, 213, 21f, 41f, 413, 41c, 21c, 214, 21e, 41e, 414, 41d, 21d und 21i.
Mit anderen Worten fließt der COS-Strom zur Erregung gegen
den Uhrzeigersinn in einer spiralartigen Weise von der äußeren
zu der inneren Umfangsseite. Währenddessen fließt
der Strom wechselweise zu dem COS-Spulenabschnitt 21A,
der in der ersten Spulenschicht 2 gebildet ist, und dem
COS-Spulenabschnitt 41A, der in der zweiten Spulenschicht 4 gebildet
ist. Dementsprechend wird es dem COS-Strom zur Erregung erlaubt,
gegen den Uhrzeigersinn zu fließen, und dabei einen gleichmäßigen
magnetischen Fluss zu erzeugen.
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Eine
Verbindungsverdrahtung von anderen Kombinationen der COS-Spulenabschnitte 21B und 41B, 21C und 41C,
und 21D und 41D ist ebenfalls die Gleiche wie
oben. Im Speziellen bilden die Spulenabschnitte 21B und 41B eine
Umfangsspule, die Spulenabschnitte 21C und 41C bilden
eine andere Umfangsspule, und die Spulenabschnitte 21D und 41D bilden
eine andere Umfangsspule.
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Eine
Verbindungsverdrahtung von Kombinationen der SIN-Spulenabschnitte 22A und 42B, 22B und 42C, 22C und 42D,
und 22D und 42A sind ebenfalls die Gleiche wie
oben. Die Einzelheiten davon werden hier nicht erklärt.
In gleicher Weise bilden die Spulenabschnitte 22A und 42B eine
Umfangsspule, die Spulenabschnitte 22B und 42C bilden
eine andere Umfangsspule, die Spulenabschnitte 22C und 42D bilden
eine andere Umfangsspule und die Spulenabschnitte 22D und 42A bilden
eine andere Umfangsspule.
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Eine
Verdrahtung der Drehtransformatorspule wird nachstehend beschrieben.
Das Anschlussteil 1j für eine Drehtransformatorspule,
die auf dem Drehmelderkörper 1 in 1 gebildet
ist, ist mit dem Anschlussteil 25, das an einem Ende der
Drehtransformatorspule 24 gebildet ist, die in der ersten
Spulenschicht 2 in 2 gebildet
ist, verbunden. Ein Anschlussteil 24a, das bei dem anderen
Ende der Drehtransformatorspule 24 gebildet ist, ist durch
ein Durchgangsloch 3d mit einem Anschlussteil 44a,
das an einem Ende der Drehtransformatorspule 44, die in der
zweiten Spulenschicht 4 in 5 gebildet
ist, verbunden. Ein Anschlussteil 45, das an dem anderen Ende
der Drehtransformatorspule 44 gebildet ist, ist mit dem
Anschlussteil 1k in (e) in 1 durch
ein Durchgangsloch 3e verbunden.
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Der
Drehmelderrotor, der mit der Erfassungsspule 13 gebildet
ist, wird nachstehend erklärt. 14 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die den Aufbau des Drehmelderrotors 20 zeigt.
In 14 zeigt (e) einen Körper 61 des
Drehmelderrotors 20; (d) zeigt eine auf einer Oberfläche
des Drehmelderrotors 61 gebildete erste Spulenschicht 62;
(c) zeigt eine Zwischenschichtisolationsschicht 63 zur Isolation
zwischen der ersten Spulenschicht 62 und der zweiten Spulenschicht 64;
(b) zeigt die auf der Zwischenschichtisolationsschicht 63 gebildete
zweite Spulenschicht 64; und (a) zeigt einen Überzug 65, der
aus einem isolierenden Kunstharz hergestellt ist, um als ein Schutzfilm
zu dienen.
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Der
Körper 61 hat eine kreisrunde Scheibenform, die,
wie in (e) in 14 gezeigt, mit einem mittigen
kreisrunden Loch gebildet ist. Dieser Körper 61 wird
aus einer aus einem nicht elektromagnetisch leitfähigen
Material, wie Aluminium und Messing, hergestellten Platte 61a gebildet,
und ist mit einer Vertiefung ausgebildet, die mit einem erstarrten Kunstharz,
wie zum Beispiel PPS, gefüllt ist.
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Die
erste Spulenschicht 62 enthält vier Erfassungsspulen 62a, 62b, 62c und 62d.
Die zweite Spulenschicht 64 enthält in gleicher
Weise vier Erfassungsspulen 64a, 64b, 64c und 64d.
Eines der Enden der Erfassungsspulen 62a bis 62d ist
mit einem Ende eines Drehtransformators 66 verbunden. Die anderen
Enden der Erfassungsspulen 62a bis 62d sind mit
einem der Enden der vier Erfassungsspulen 64a bis 64d der
zweiten Spulenschicht 64 durch Durchgangslöcher 63a verbunden.
Die anderen Enden der Erfassungsspulen 64a bis 64d sind
mit einem Ende eines Drehtransformators 67 verbunden. Das
andere Ende des Drehtransformators 66 und das andere Ende
des Drehtransformators 67 sind miteinander durch ein Durchgangsloch
verbunden. Dementsprechend erzeugen die Erfassungsspulen 62 und 64 als
Reaktion auf den magnetischen Fluss, der in der Erregerspule erzeugt
wird, einen Induktionsstrom, und dann wird es dem Strom erlaubt,
in die Drehtransformatoren 66 und 67 zu fließen.
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Der
durch diesen Induktionsstrom erzeugte magnetische Fluss verursacht
es, dass ein Induktionsstrom in den Drehtransformatoren 24 und 44 auf der
Seite des Drehmelderkörpers 1 erzeugt wird. Dieser
Induktionsstrom wird analysiert, um die rotatorische Position des
Drehmelderrotors 20 zu berechnen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird der Drehtransformator 66 in
der ersten Spulenschicht 62, und der Drehtransformator 67 in
der zweiten Spulenschicht 64 gebildet. Dies ermöglicht
es, einen von einem Drehtransformator in einer Spulenschicht in Anspruch
genommenen Bereich zu verringern, und dabei verringerte äußere
Abmessungen des Drehmelders zu erreichen.
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Wie
oben stehend im Detail erklärt, enthält der Drehmelder
der vorliegenden Ausführungsform die erste Spulenschicht 2 und
die zweite Spulenschicht 4, von denen jede als ein dünner
Film auf dem Drehmelderkörper 1, der eine flache
Platte ist, gebildet wird, und die isolierende Schicht 3,
die zwischen der ersten und zweiten Spulenschicht 2 und 4 gebildet
ist. Die SIN-Signal-Erregerspule 1 enthält die
erste SIN-Erregerspule 22, die in der ersten Spulenschicht 22 gebildet
ist, und die zweite SIN-Erregerspule 42, die in der zweiten
Spulenschicht 4 gebildet ist. Die COS-Signalerregerspule 12 enthält
die erste COS-Erregerspule 21, die in der ersten Spulenschicht 2 gebildet
ist, und die zweite COS-Erregerspule 41, die in der zweiten
Spulenschicht 4 gebildet ist. Selbst wenn sich der Spalt
zwischen der Erregerspule und der Erfassungsspule ändert,
wird das Verhältnis von Positionen zwischen der SIN-Signalerregerspule 11 (Spulen 22 und 42)
und der COS-Signal-Erregerspule 12 (Spulen 21 und 41),
die als die Erregerspulen dienen, bezüglich der Erfassungsspule 13 (Spulen 62 und 64)
immer konstant gehalten. Somit wird kein Erfassungsfehler auftreten.
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Außerdem
sind die erste SIN-Erregerspule 22 und die zweite COS-Erregerspule 41 in
der Umfangsrichtung von jeweiligen Spulenschichten in derselben
Position angeordnet. Die zweite SIN-Erregerspule 42 und
die erste COS-Erregerspule 21 sind in der Umfangsrichtung
von jeweiligen Spulenschichten in derselben Position angeordnet.
Somit kann das Verhältnis von Positionen zwischen der SIN-Signalerregerspule 11 (Spulen 22 und 42)
und der COS-Signalerregerspule 12 (Spulen 21 und 41)
bezüglich der Erfassungsspule 13 (Spulen 62 und 64) einfach
und zuverlässig als konstant beibehalten werden.
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Die
erste SIN-Erregerspule 22 und die zweite SIN-Erregerspule 42 sind
miteinander durch Durchgangslöcher, die in die Isolierschicht 3 eingeformt sind,
verbunden. Die erste COS-Erregerspule 21 und die zweite
COS-Erregerspule 41 sind durch die Durchgangslöcher 3a und 3b,
die in die Isolierschicht 3 eingeformt sind, miteinander
verbunden. Dementsprechend kann eine Umfangsspule einfach hergestellt
werden.
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Darüber
hinaus werden die erste Spulenschicht 2 und die zweite
Spulenschicht 4 durch Drucken mit einer leitenden Tinte
(zum Beispiel durch Sprühbeschichten unter Verwendung eines
Tintenstrahldruckers) gezeichnet und dann gebrannt. Selbst wenn
der Widerstand sowohl der ersten Spulenschicht 2, als auch
der zweiten Spulenschicht 4 aufgrund des Brennens variiert,
werden Widerstandswerte der SIN-Signalerregerspule 11 (Spulen 22 und 42)
und der COS-Signalerregerspule 12 (Spulen 21 und 41)
jeweils Bemittelt. Somit wird die Erfassungsgenauigkeit kaum verschlechtert.
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Die
vorliegende Erfindung ist oben stehend anhand der Ausführungsform
erklärt aber nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung
kann weiterhin in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden,
ohne die essentiellen Eigenschaften davon zu verlassen.
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Zum
Beispiel veranschaulicht die obige Ausführungsform den
Zwei-Phasen-Erregung-Ein-Phasen-Suchspulen-Drehmelder mit einer
SIN-Spule und einer COS-Spule. Die vorliegende Erfindung kann ebenso
auf eine andere Konfiguration, bei der eine SIN-Spule und eine COS-Spule
als eine Suchspule zum Einsatz kommen, angewendet werden.
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In
der obigen Ausführungsform wird die leitende Tinte durch
Drucken (zum Beispiel in einer Tintenstrahl-Weise) aufgebracht.
Als eine Alternative kann eine Folienspule angewendet werden.
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In
der obigen Ausführungsform enthält zum Beispiel
sowohl die SIN-Signalerregerspule 11 als auch die COS-Signalerregerspule 12 vier
Umfangsspulen. Zum Beispiel ist eine Umfangsspule aus der ersten
COS-Erregerspule 21, die in der ersten Spulenschicht 2 gebildet
ist, und aus der zweiten COS-Erregerspule 41, die in der
zweiten Spulenschicht 4 gebildet ist, beschaffen. Eine
Alternative ist es, zwei der vier Umfangsspulen in der ersten Spulenschicht 2,
und die anderen zwei in der zweiten Spulenschicht 4 vorzusehen.
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Während
die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es so
zu verstehen, dass diese Offenbarung zum Zweck der Darstellung ist, und
dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht
werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung,
wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, zu
entfernen.
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- 2
- erste
Spulenschicht
- 3
- Zwischenschichtisolationsschicht
- 4
- zweite
Spulenschicht
- 11
- SIN-Signalerregerspule
- 12
- COS-Signalerregerspule
- 13
- Erfassungsspule
- 21
- erste
COS-Erregerspule
- 22
- erste
SIN-Erregerspule
- 41
- zweite
COS-Erregerspule
- 42
- zweite
SIN-Erregerspule
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 8-292066
A [0005]
- - JP 136211 A [0005]