专利名称：可变磁阻型角度检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可变磁阻型角度检测器，该检测器包括转子，转子具有使间隙磁导相对于θ以正弦波形变化的形状，并可相对于定子旋转，定子中励磁导线与输出导线旋绕在齿形构件周围。
背景技术：
作为常规的可变磁阻型角度检测器，已知一种具有在定子内可旋转地设置的转子的结构。定子具有配备例如向内突出并环状排列的十二个齿形构件的定子铁心。励磁导线与二相输出导线旋绕在定子铁心的每一个齿形构件周围。
励磁导线以极性沿圆周方向依次交替的方式旋绕在每一个齿形构件周围。旋绕在每一个齿形构件周围的励磁导线形成励磁线圈。二相输出导线旋绕在齿形构件周围以获得相位彼此相差90°的SIN输出和COS输出。旋绕在每一个齿形构件周围的二相输出导线形成输出线圈。转子具有这样的外部形状，转子和定子之间的间隙磁导相对于角θ以正弦波形变化。当转子旋转时，提供到励磁导线的激励电压作为COS输出电压从一个输出导线输出，同时作为SIN输出电压从另一个输出导线输出。这样的可变磁阻型角度检测器在例如JP-A-H8-178611中披露。
图5和6所示的是常规绕组结构的实例。在该绕组结构中，励磁导线93和输出导线94以两层的形式旋绕在十二个齿形构件91周围。构成每一个齿形构件91的定子铁心配备端绝缘体92。端绝缘体92提供在齿形构件91上的绝缘包覆层。励磁导线93正向地和负向地旋绕在十二个齿形构件91周围。
作为输出导线94，使用输出COS输出电压的一个输出导线和输出SIN输出电压的一个输出导线。输出导线94旋绕在预定的齿形构件91周围以实现取决于正向旋绕数目和负向旋绕数目的COS输出和SIN输出。任何一个COS输出或SIN输出的输出导线94都旋绕在每一个预定的齿形构件91周围。齿形构件91上的输出导线94的类型和正向旋绕或负向旋绕的数目被适当地设定，并且在图5中省略这些设定。励磁导线93旋绕在每一个齿形构件91周围。输出导线94从励磁导线93的外侧旋绕。
如图6所示，励磁导线93和输出导线94作为两层从端绝缘体92外侧旋绕在齿形构件91周围。虽然未在图6中显示，但每一个励磁导线93和输出导线94都涂覆绝缘漆层。绝缘漆层防止否则可能在励磁导线93和输出导线94之间产生的电短路。
如图7和8所示，凸块96设置在端绝缘体92的外周上。旋绕在齿形构件91周围的励磁导线93和输出导线94的旋绕开始部分和旋绕结束部分被系至凸块96上。用于相邻的齿形构件91之间的间隙的励磁导线93或输出导线94的跨接线也被系至凸块96上。在旋绕开始部分，旋绕结束部分和跨接线中，使励磁导线93和输出导线94彼此接触，并且使励磁导线93与其本身接触或使输出导线94与其本身接触。
在以上说明的常规可变磁阻型角度检测器中，用于励磁导线93和输出导线94之间的接触部分，励磁导线93的接触部分和输出导线94的接触部分的绝缘由作为励磁导线93和输出导线94的表皮部分的绝缘漆层确保。通常，发生不充分绝缘的概率随着导线之间的接触部分的增大而增加。作为不充分绝缘的原因之一被认为是绝缘漆层的剥落。此外，绝缘漆层可能在使用期间随着时间的流逝由于振动等原因而剥落。由于不充分绝缘引起的初发故障减少了产品的产率。随着时间的流逝引起的不充分绝缘降低了产品的可靠性。
发明内容
鉴于上述背景而完成了本发明。本发明的一个目标是提供高绝缘可靠性的可变磁阻型角度检测器。
本发明的其它目标和效果将通过下文的详细说明而显而易见。
根据本发明的可变磁阻型角度检测器包括转子，转子具有使间隙磁导相对于角θ以正弦波形变化的形状，并且可相对于定子旋转，定子中励磁导线和输出导线旋绕在多个环状排列的齿形构件周围。定子配备用于绝缘和覆盖齿形构件的端绝缘体。端绝缘体配备用于将旋绕在齿形构件周围的励磁导线和输出导线在定子的径向互相绝缘和分离的隔板。
励磁导线和输出导线从端绝缘体外侧旋绕在定子的齿形构件周围。在每一个齿形构件中，隔板将用于在其上旋绕励磁导线的部分与用于在其上旋绕输出导线的部分在定子的径向绝缘并分离。励磁导线和输出导线旋绕在由隔板绝缘并分离的部分周围。用这样的构造，励磁导线和输出导线被可靠地彼此绝缘。所以，可变磁阻型角度检测器的绝缘可靠性得到增强。
图1是显示根据本发明的一个实施例的可变磁阻型角度检测器1的主要结构的平面图；图2是显示图1的I-I剖面的剖面图；图3是图1的部分放大图；图4是从图3的箭头III方向观察的放大侧视图；图5是显示常规可变磁阻型角度检测器的主要结构的平面图；图6是显示图5的V-V剖面的剖面图；图7是图5的部分放大图；图8是从图7的箭头VII方向观察的放大侧视图。
具体实施例方式
下文将参照附图并根据优选实施例详细说明本发明。
图1所示是根据本发明的一个实施例的可变磁阻型角度检测器1的主要结构。如图1所示，可变磁阻型角度检测器1配备定子7和在定子7的中心可旋转地设置的转子8。定子7具有环状排列并向内突出的十二个齿形构件2。端绝缘体3在齿形构件2上提供绝缘包覆层。励磁导线4和输出导线5和6从端绝缘体3的外侧旋绕。
如图1所示，定子7的整个外部形状基本上是环的形式。十二个齿形构件2从定子7的内周边径向向内突出。定子7具有定子铁心和端绝缘体3。定子铁心通过将具有预定厚度的钢板冲压成图1所示的形状，然后通过敛缝等工艺整体地固定一叠多个这样的钢板而形成。由于定子铁心被用端绝缘体3覆盖，定子铁心未在图1中显示。端绝缘体3在定子铁心的十二个齿形构件2上提供绝缘包覆层。励磁导线4和输出导线5或6从端绝缘体3的外侧旋绕。这样，在每一个齿形构件2上形成线圈。
如图1所示，转子8的整个外部形状基本上是环的形式。转子8的外周具有这样的形状，转子8和定子7之间的间隙磁导在转子8的旋转方向相对于角θ以正向正弦波形变化。与定子铁心一样，转子8通过将具有预定厚度的钢板冲压成图1所示的形状，然后通过敛缝等工艺整体地固定一叠多个这样的钢板而形成。虽然本实施例的转子8为在外周的七个点具有凸块的所谓的7X的轴向两倍角的类型，但本发明的转子的轴向两倍角没有特别限制，并且可以任意地选择1X，2X，3X，4X等中的任何一个类型。
端绝缘体3由将定子铁心从轴向夹在中间的一对构件形成。图1中仅显示一个构件，另一个构件具有基本上相同的形状。端绝缘体3具有与在平面图中看到的定子铁心基本上相同的形状。端绝缘体3可通过模制例如具有绝缘性能的合成树脂获得。端绝缘体3在定子铁心的十二个齿形构件2以及相邻的齿形构件2之间的轭部上提供绝缘包覆层。在端绝缘体3上形成凸块30。凸块30以定子7的径向向外的方向突出。通常，凸块30配备用于保持与励磁导线4和输出导线5和6的电连接的接线端31。
图2是取自图1的I-I线并显示每个齿形构件2中的端绝缘体3的剖面结构的剖面图。在图2中，右手侧是定子7的径向向内的部分(以下简称为径向向内部分)，并且左手侧是定子7的径向向外的部分(以下简称为径向向外部分)。如图2所示，端绝缘体3具有内支架32，外支架33和周边包覆层34。内支架32支撑齿形构件2的径向向内部分中的线圈。外支架33支撑齿形构件2的径向向外部分中的线圈。周边包覆层34覆盖内支架32和外支架33之间的齿形构件2的周边表面(端面)。内支架32和外支架33设置成在定子7的径向彼此远离，并在定子7的轴向(图2中的垂直方向)从周边包覆层34突出。
隔板35设置在内支架32和外支架33之间。隔板35在定子7的轴向从周边包覆层34突出。隔板35将内支架32与外支架33分离以形成径向向外部分中的空间36和径向向内部分中的空间37。隔板35与端绝缘体3整体地形成并具有绝缘性能。所以，空间36和37通过隔板35彼此电绝缘。隔板35设置在相对于定子7的径向(图2中的水平方向)从中心开始的径向向外部分中。所以，空间37在空间上宽于空间36。
励磁导线4和输出导线5和6在预定位置从端绝缘体3的外侧旋绕在齿形构件2周围。励磁导线4和输出导线5和6的位置任意设定。在本实施例中，励磁导线4以集中方式正向地或负向地旋绕在十二个齿形构件2周围预定的圈数(旋绕数)。正向地旋绕在齿形构件2周围的励磁导线4的极性不同于负向地旋绕在齿形构件2周围的励磁导线4的极性。
输出导线5的相位与输出导线6的相位彼此相差90度。响应来自励磁导线4的输入电压，SIN输出电压从输出导线5输出，而COS输出电压从输出导线6输出。输出导线5以集中方式以预定的圈数旋绕在图1所示的六个齿形构件2周围以使极性交替。输出导线6以集中方式以预定的圈数旋绕在图1所示的六个齿形构件2周围以使极性交替。
如上所述，励磁导线4和任何一个输出导线5和6都旋绕在每一个齿形构件2周围。如图2所示，励磁导线4以励磁导线4被收容在空间36中的方式从端绝缘体3的外侧旋绕。任何一个输出导线5和6以输出导线5或6被收容在空间37中的方式从端绝缘体3的外侧旋绕。注意，在图2中输出导线6旋绕在空间37中。因为空间36和37由于隔板35而处于电绝缘状态，励磁导线4可靠地与输出导线5和6绝缘。
励磁导线4和输出导线5和6的旋绕方法没有特别限制。然而，可以通过用纺锭型或喷嘴型绕线机将铜丝连续地旋绕在齿形构件2周围并通过将跨接线(crossover)锁定至端绝缘体3而固定相邻的齿形构件2之间的每一个跨接线，就可以以集中方式有效地将励磁导线4和输出导线5和6旋绕在齿形构件2周围。如图2所示，励磁导线保持部38，输出导线保持部39和输出导线保持部40形成在端绝缘体3外周上相邻的齿形构件2之间。励磁导线保持部38保持励磁导线4的跨接线。输出导线保持部39保持输出导线5的跨接线。输出导线保持部40保持输出导线6的跨接线。
如图2和3所示，励磁导线保持部38，输出导线保持部39和输出导线保持部40具有阶梯形状，其中励磁导线保持部38位于底部。励磁导线保持部38，输出导线保持部39和输出导线保持部40的每一个都具有一个阶梯级的形状，由水平面和垂直面形成。换句话说，由水平面和垂直面形成的角就是励磁导线保持部38，输出导线保持部39或输出导线保持部40。水平面的宽度和垂直面的高度大于励磁导线4和输出导线5和6的直径。励磁导线4和输出导线5和6被锁定并定位在阶梯形状的角中。这样，励磁导线4的跨接线，输出导线5的跨接线和输出导线6的跨接线被定位成彼此不接触并且彼此之间的电绝缘不会被破坏。此外，旋绕工作期间在跨接线上施加合适的张紧力。此外，可变磁阻型角度检测器1的抗振动的可靠性得到增强。注意，励磁导线4和输出导线5和6的跨接线在图1中被省略。
图3是齿形构件2之一的部分放大图。励磁导线4和输出导线6旋绕在该齿形构件2周围。励磁导线4和输出导线6被从端绝缘体3外周上的励磁导线保持部38和输出导线保持部40通过进线口41引入齿形构件2。所以，励磁导线4的旋绕开始部分10和旋绕结束部分11基本上在定子7的径向上布线。同样，输出导线6的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13基本上也在定子7的径向上布线。如本文中的用法，旋绕开始部分和旋绕结束部分的意思是在定子的径向上从跨接线到线圈的布线部分。
如上所述，励磁导线4和输出导线5或6旋绕在每一个齿形构件2周围预定的圈数，并且励磁导线4的圈数小于输出导线5或6的圈数。所以，励磁导线4被旋绕在小于空间37并通过隔板35与空间37隔开的空间36中。任何一个输出导线5和6被旋绕在较宽的空间37中。由于隔板35设置在径向向外部分中，就可以减小旋绕在径向向内部分中定位的空间37中的输出导线6的每一个旋绕开始部分12和旋绕结束部分13的长度。这样，可变磁阻型角度检测器1的抗振动的可靠性得到增强。
如图3所示，进线口41形成在对应于端绝缘体3外周上的每一个齿形构件2的位置。每一个进线口41都用于插入旋绕在相关齿形构件2周围的励磁导线4和输出导线5或6。外支架33的一部分在定子7的轴向被切除以形成进线口41。在进线口41形成第一引导单元42和第二引导单元43。第一引导单元42引导励磁导线4的旋绕开始部分10。第二引导单元43引导励磁导线4的旋绕结束部分11。
图4是从图3的箭头III方向观察的放大侧视图。在图4中，为了方便说明而省略输出导线5的一部分。如图3和4所示，第一引导单元42是一个凹槽。该凹槽低于励磁导线保持部38支撑励磁导线4的位置。此外，所形成凹槽将进线口41定向为与定子7的径向成对角线。凹槽深度超过励磁导线4直径很多。第二引导单元43是在作为第一引导单元42的凹槽两边上形成的堤坝。每一堤坝的高度使其上表面达到励磁导线保持部38支撑励磁导线4的位置。所以，第一引导单元42和第二引导单元43具有凹槽深度的高度差，并且该高度差保持励磁导线4的旋绕开始部分10和旋绕结束部分11彼此不接触。
如图3和4所示，励磁导线4的旋绕开始部分10适配到第一引导单元(凹槽)42中以通过进线口41引导至齿形构件2。励磁导线4的旋绕结束部分11由第二引导单元43(堤坝)支撑以通过进线口41引导至励磁导线保持部38。这样，不会使被引导的旋绕开始部分10和旋绕结束部分12在两者互相相交的情况下彼此接触。因此，励磁导线4的旋绕开始部分10和旋绕结束部分11彼此之间的电绝缘不会被破坏。
由于第一引导单元42是凹槽，其被定位成低于第二引导单元43。也就是说，与第二引导单元43比较，第一引导单元42被定位成在定子7的轴向更接近于齿形构件2。所以，与旋绕结束部分11比较，由第一引导单元42引导的励磁导线4的旋绕开始部分10被定位成更接近于齿形构件2。在励磁导线4旋绕在齿形构件2周围的情况下，绕组从旋绕开始部分10开始，并且旋绕结束部分11最终被拉出定子7外周。也就是说，与旋绕开始部分10比较，旋绕结束部分11被定位成在定子7的轴向更远离于齿形构件2。所以，与第二引导单元43比较，第一引导单元42可以被更优选地定位成在定子7的轴向更接近于齿形构件2。
取决于齿形构件2上的励磁导线4的旋绕方向(正向或负向)，旋绕开始部分10和旋绕结束部分11互相不相交。在此情况下，不使用第一引导单元42和第二引导单元43。也就是说，通过将旋绕开始部分10和旋绕结束部分11沿进线口41的两边引导至齿形构件2，不会使被引导的旋绕开始部分10和旋绕结束部分11彼此接触。
如图3和4所示，第三引导单元44和第四引导单元45在隔板35上形成。第三引导单元44引导输出导线6的旋绕开始部分12。第四引导单元45引导输出导线6的旋绕结束部分13。如图4所示，第三引导单元44是在定子7的轴向从隔板35上端切割成并具有大于输出导线6的直径的宽度的切口。切口深度的底部低于输出导线保持部40支撑输出导线6的位置。第四引导单元45是在定子7的轴向从隔板35上端切割成并具有大于输出导线6的直径的宽度的切口。第四引导单元45形成在不同于第三引导单元44的位置。第四引导单元45的切口深度的底部处在与输出导线保持部40支撑输出导线6的位置一样的水平上。第三引导单元44和第四引导单元44形成切口深度的高度差，以使输出导线6的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13彼此不接触。
如图3和4所示，输出导线6的旋绕开始部分12被适配到第三引导单元44中以被从进线口41引导至隔板35的径向向内部分。输出导线6的旋绕结束部分13被适配到第四引导单元45中以被引导至隔板35的径向向外部分，即引导至输出导线保持部40。这样，在如图3所示的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13互相相交的情况下，不会使通过第三引导单元44和第四引导单元45引导的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13彼此接触。这样，输出导线6的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13彼此之间的电绝缘不会被破坏。
通过将比第四引导单元45深的切口用作第三引导单元44，相比于第四引导单元44，第三引导单元44被定位成在定子7的轴向更接近于齿形构件2。所以，与旋绕结束部分13比较，由第三引导单元44引导的输出导线6的旋绕开始部分12被定位成更接近于齿形构件2。在输出导线6旋绕在齿形构件2周围的情况下，旋绕从旋绕开始部分12开始，并且旋绕结束部分13最终被拉出定子7外周。也就是说，与旋绕开始部分12比较，旋绕结束部分13被定位成在定子7的轴向更远离于齿形构件2。所以，与第四引导单元45比较，第三引导单元44可以更优选地定位成在定子7的轴向更接近于齿形构件2。
取决于齿形构件2上的输出导线6的旋绕方向(正向或负向)，旋绕开始部分12和旋绕结束部分13互相不相交。在此情况下，不在隔板35上设置如第三引导单元44和第四引导单元45的独立的两个切口，而可以在隔板35上形成一个更宽的切口。通过将旋绕开始部分12和旋绕结束部分13沿进线口41两边引导至隔板35的向内部分，不会使被引导的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13彼此接触。
虽然在图2和3中显示了其上旋绕励磁导线4和输出导线6的齿形构件2，同样的构造也适用于其上旋绕励磁导线4和输出导线5的齿形构件2。虽然在本实施例中叙述了励磁导线4的圈数小于输出导线5和6的圈数；并且励磁导线4旋绕在每一个齿形构件2的径向向外部分上的结构，但是在圈数小于励磁导线4的圈数的情况下，输出导线5和6也可以旋绕在齿形构件2的径向向外部分上。
如上所述，在可变磁阻型角度检测器1中，隔板35设置在定子7的齿形构件2上设置的端绝缘体3上，所以其中旋绕励磁导线4的空间36与其中旋绕输出导线5或6的空间37被绝缘并分离。这样，在每一个齿形构件2中，励磁导线4和输出导线5或6被可靠地彼此绝缘。
此外，由于在端绝缘体3上形成具有阶梯形状的励磁导线保持部38和输出导线保持部39和40，励磁导线4的跨接线不接触输出导线5和6的跨接线。这样，在每一个齿形构件2中，励磁导线4都可靠地与输出导线5或6绝缘。
此外，由于在端绝缘体3的进线口41上第一引导单元42和第二引导单元43形成为产生预定的高度差，第一引导单元42引导的励磁导线4的旋绕开始部分10不接触第二引导单元43引导的励磁导线4的旋绕结束部分11。这样，在每一个齿形构件2中，励磁导线4的旋绕开始部分10和旋绕结束部分11被可靠地彼此绝缘。
此外，由于在端绝缘体3的隔板35上第三引导单元44和第四引导单元45形成为产生预定的高度差，第三引导单元44引导的输出导线5或6的旋绕开始部分12不接触第四引导单元45引导的输出导线5或6的旋绕结束部分13。这样，在每一个齿形构件2中，输出导线5或6的旋绕开始部分12和旋绕结束部分13被可靠地彼此绝缘。因此，实现了绝缘可靠性增强的可变磁阻型角度检测器1。
无须提及，在本发明中可以作出其它各种修改。所以，上述实施例的叙述是为了说明的目的并且对其不应该以局限的方式理解。本发明包括在本发明的真实的精神和范围中存在的各种修改。
权利要求
1.一种可变磁阻型角度检测器，其特征在于，该可变磁阻型角度检测器包括具有多个环状排列的齿形构件的定子，每一个齿形构件具有旋绕在其上的励磁导线和输出导线；以可相对于所述定子旋转的方式设置并且具有使间隙磁导相对于角θ以正弦波形变化的形状的转子；和设置在所述定子上用于绝缘和覆盖所述齿形构件的端绝缘体，其中所述端绝缘体具有使旋绕在每一个所述齿形构件周围的所述励磁导线与所述输出导线在所述定子的径向互相绝缘和分离的隔板。
2.如权利要求1所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，所述隔板设置在每个所述齿形构件的从所述定子径向中心向外的位置。
3.如权利要求1所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，保持所述励磁导线的跨接线的励磁导线保持部和保持所述输出导线的跨接线的输出导线保持部以阶梯形状形成在所述端绝缘体上对应于每个齿形构件的位置，从而使所述励磁导线的跨接线不接触所述输出导线的跨接线。
4.如权利要求3所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，所述输出导线在预定位置旋绕在每一个所述齿形构件周围，并且所述输出导线保持部具有阶梯形状，该阶梯形状具有与输出导线数量相对应的台阶数，从而使一个输出导线的跨接线不接触另一个输出导线的跨接线。
5.如权利要求4所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，所述端绝缘体具有位于与每个齿形构件相对应的位置，并用于插入要被旋绕在所述定子的从所述隔板径向向外的位置上的励磁导线或输出导线的进线口，以及引导所述励磁导线或所述输出导线的旋绕开始部分的第一引导单元和引导所述励磁导线或所述输出导线的旋绕结束部分的第二引导单元以彼此之间限定预定的高度差的方式形成，从而使所述旋绕开始部分和所述旋绕结束部分不相接触。
6.如权利要求5所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，将所述第一引导单元设置在比所述第二引导单元在所述定子的轴向更接近所述齿形构件的位置，由此形成了所述预定的高度差。
7.如权利要求4所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，引导在定子的从为所述端绝缘体上的每个齿形构件设置的隔板径向向内的位置旋绕的励磁导线或输出导线的旋绕开始部分的第三引导单元和引导所述励磁导线或所述输出导线的旋绕结束部分的第四引导单元以彼此之间限定预定的高度差的方式形成，从而使所述旋绕开始部分和所述旋绕结束部分不相互接触。
8.如权利要求7所述的可变磁阻型角度检测器，其特征在于，将所述第三引导单元设置在比所述第四引导单元在所述定子的轴向更接近所述齿形构件的位置，由此形成了所述预定的高度差。
全文摘要
可变磁阻型角度检测器具有定子和转子。转子相对于定子可旋转地设置。定子具有多个环状排列的齿形构件。励磁导线和输出导线旋绕在齿形构件周围。转子具有这样的形状，相对于定子的间隙磁导相对于角θ以正弦波形变化。定子配备用于绝缘和覆盖齿形构件的端绝缘体。每个端绝缘体配备将旋绕在每个齿形构件周围的励磁导线和输出导线并在定子的径向互相绝缘和分离的隔板。
文档编号G01D5/12GK1948892SQ20061013600
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月13日 优先权日2005年10月14日
发明者饭岛康雄 申请人:饭岛康雄