[发明专利]可变磁阻式旋转变压器

说明书

技术领域

本发明涉及单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。

背景技术

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1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，已经作出本发明。本发明的目的是提供一种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

发明内容

本发明是单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。本发明环形的定子，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。

根据本发明的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1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1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，该曲线图图解“2X”和“1X”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。