[发明专利]旋转变压器及多周旋转检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转变压器（resolver）及由多个旋转变压器构成的多周旋转检测器。

背景技术

旋转变压器含有：转子，其与旋转轴一起旋转；以及定子，其配置在转子周围。转子具有偏心圆板或椭圆等根据角度位置不同而转子的旋转中心至转子表面的距离不同的形状。由此，如果转子旋转，则在定子上的某固定位置处，转子和定子之间的间隙（空隙）发生变化。在定子上具有对该间隙进行检测的检测器。检测器含有线圈，通过对转子和定子之间的间隙变化而产生的磁通密度的变化进行检测，从而进行间隙的测定。

单个旋转变压器可以对安装有转子的旋转轴的旋转1周中的角度位置进行检测，但无法对多周旋转时的角度位置（绝对角度位置）进行检测。已知一种对多周旋转时的角度位置进行检测的多周旋转检测器。多周旋转检测器具有：旋转轴；单个或多个减速旋转要素，其用于使该旋转轴的转速减速；以及旋转变压器，其可以检测该减速旋转要素的旋转1周中的旋转角，由此，可以在多周旋转、例如旋转几百周时检测旋转轴的角度位置。

图1是作为现有的多周旋转检测器的例子的磁阻型旋转变压器的与轴正交的剖面图。图2是图1所示的A-A部的剖面图。图3是图1所示的B-B部的剖面图。

图1的磁阻型旋转变压器具有配置在同一平面上的3个旋转变压器。各旋转变压器的转子32、27、25的旋转中心配置为位于等腰三角形的各顶点处。并且，各转子32、27、25的周围各自设置有4个极齿1～4、5～8、9～12。在这些极齿中，在每个极齿上都经由线轴卷绕安装有励磁绕组和检测绕组，这些绕组与连接器14的各管脚电气连接。另外，连接器14与未图示的信号处理电路的连接器电气连接。极齿1～12支撑在定子66上，定子66经由衬垫17、18支撑在壳体16、19上。转子32、27、25及定子66由磁性材料形成。输入轴31经由轴承40、45支撑在壳体16、19上。非磁性材料制的齿轮34、以及转子32嵌合安装在输入轴31上。轴13经由轴承41、42支撑在壳体16、19上。非磁性材料制的齿轮30和非磁性材料制的齿轮15嵌合安装在轴13上。非磁性材料制的齿轮54、以及转子27经由轴承28安装在轴21上。非磁性材料制的齿轮50、以及转子25经由轴承26安装在轴22上。

通过齿轮34和齿轮30的啮合、齿轮15和齿轮54的啮合、齿轮15和齿轮50的啮合，从而构成减速齿轮机构。齿轮54和转子27接合，齿轮50和转子25接合，利用所述减速机构，如果输入轴31旋转24周，则转子27旋转1周，如果输入轴31旋转25周，则转子25旋转1周。

通过在连接器14的励磁用的管脚间施加脉冲电压，从而在连接器14的检测用的管脚间产生与转子的角度位置对应的电压。通过对该电压进行内插运算，可以计算出各旋转变压器的转子的角度位置。利用由极齿1～4和转子32构成的旋转变压器，可以检测输入轴31的旋转1周内的绝对角度位置，利用由极齿5～8和转子27构成的旋转变压器，可以检测输入轴31的旋转25周内的绝对角度位置，利用由极齿9～12和转子25构成的旋转变压器，可以检测输入轴31的旋转24周内的绝对角度位置。通过对上述3个旋转变压器得到的3个绝对位置检测值进一步进行数值处理，可以在直至输入轴31旋转600周为止的范围内，对输入轴31高精度地进行位置检测。

在前述现有的旋转变压器及多周旋转检测器中，由于旋转变压器的1相由1个极齿构成，所以容易受到来自外部的磁场噪声的影响，从而需要采取下述对策，即，远离噪声源、或者在检测器外部配置磁屏蔽罩等。

图4是图1的转子32周边的放大图。为了检测转子角度位置而励磁的磁通以图4的线68示出。下面，将该励磁后的磁通记述为磁通68。磁通68从极齿1出发，通过转子32内、极齿2或者极齿4、以及定子66的极齿支撑部内而返回极齿1。从极齿3出发的磁通线也相同地，通过转子32内、极齿2或者极齿4、以及定子66的极齿支撑部内而返回极齿3。如果来自外部的磁场噪声产生的磁通67进入定子66，则在极齿支撑部内，用于检测转子角度位置的磁通68和噪声磁通67产生磁场干涉。由此，计算出的绝对角度位置产生误差。另外，在同一平面上配置多个旋转变压器的情况下，根据噪声磁通的进入方向不同，磁场干涉量也发生变化而复杂化，因此，校正变得困难。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种高耐噪声性的高精度的旋转变压器及多周旋转检测器。