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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 Komponenten 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 8(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 Auslegeschrift
DE 19 02 247 B2 zeigt einen Lagemesstransformator, der Mehrphasenwicklungen in zwei verschiedenen Schichten übereinander angeordnet aufweist. Wicklungen von einer der Phasen liegen in einer Schicht, und Wicklungen von der anderen Phase liegen gegenüber in einer anderen, von einer Isolationsschicht getrennten, Schicht. Die Wicklungen der verschiedenen Phasen sind umlaufend abwechselnd auf den beiden Schichten angeordnet.
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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 Zwischenraum 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 Anschlussteil 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 11 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 B 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 gemittelt. 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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Bezugszeichenliste
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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
