专利名称：分解器、电机、动力转向装置和制造分解器的方法
技术领域：
本发明涉及用于检测目标对象的旋转角度的分解器(resolve:r)、具 有该分解器的电机、具有该电机的动力转向装置以及该分解器的制造方 法。
io
背景技术：
通常，液压动力转向装置用作用于辅助车辆转向的装置。液压动力
转向利用从由发动机输出致动的泵所产生的液压来辅助转向盘的操纵。
近来，使用电动力转向装置(以下称为"EPS")以如下方式来辅助车辆
的转向盘的操纵，即利用安装在车辆中的电池使电机旋转。因为与利 15用发动机输出产生液压的液压动力转向装置相比，EPS是能减少发动机的
功率损耗的更有效的系统，所以EPS正日益普及。
为了实现高精度控制系统，EPS需要能精确地检测电机的旋转角度
的角度检测器。同时，需要车辆在各种情况下能长时间地精确操作。因
此，用于EPS的作为车辆的一个部件的角度检测器也必须具有高可靠性。 20为了实现上述目的，使用可变磁阻型分解器作为用于EPS的角度检测器，
该可变磁阻型分解器与光学编码器或磁性编码器相比具有高的检测精度
并具有高的耐用性。
在这种分解器中，通过利用巻绕机在齿周围巻绕线而在齿上形成定
子单元的励磁线圈和输出线圈。这里，为了提高分解器的检测精度，必 25须精确地形成励磁线圈和输出线圈。为此，可以考虑巻绕机的高性能化。
但是，在这种情况下，巻绕机的制造成本增加，而且对于提高线的巻绕
精度存在技术限制
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种分解器，该分解器包括关于 中心轴线定心的环形形状的静止单元；以及关于所述中心轴线定心的环 形形状的旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元的内部或外部，并 被支撑为能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转。所述静止单元包 5括多个齿，所述多个齿绕所述中心轴线径向布置，使所述齿的内端与 所述旋转单元相面对；覆盖所述齿的表面的绝缘体；多个输出线圈，通 过隔着所述绝缘体在各所述齿周围以第一匝数多层巻绕两个输出线中的 至少一个输出线而在相应齿上形成所述输出线圈；以及多个励磁线圈， 通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的第二匝数多层巻绕励磁 10线，使得该励磁线与所述至少一个输出线重叠，而在相应齿上形成所述 励磁线圈。
在各齿中，所述第一匝数可以是所述第二匝数的三倍以上。 在各齿中，所述输出线圈的各层的输出线的巻绕节距可以与所述励 磁线圈的各层的励磁线的巻绕节距不同。 15 可以在所述齿周围绕所述中心轴线沿周向交替巻绕所述两个输出 线。
根据本发明的第二方面，提供了一种电机，该电机包括所述分解 器；具有电枢的电机定子单元；具有场磁体的电机转子单元，在所述电 枢与所述场磁体之间产生关于所述中心轴线定心的转矩，所述电机转子 20单元上支撑有所述分解器的旋转单元；以及轴承机构，该轴承机构支撑 所述电机转子单元使其能相对于所述电机定子单元绕所述中心轴线旋 转。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于辅助车辆转向的电动力转 向装置，该电动力转向装置包括所述电机；传感器，该传感器用于检 25测施加于转向盘的力；以及控制单元，该控制单元用于根据来自所述传 感器的输出来控制所述电机。
根据本发明的第四方面，提供了一种分解器的制造方法，该分解器 具有关于中心轴线定心的环形形状的静止单元、以及关于所述中心轴线 定心的环形形状的旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元的内部或外部，并被支撑为能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转，该方法 包括(a)制备绕所述中心轴线径向布置的多个齿、以及具有覆盖所述 齿的表面的绝缘体的静止单元；(b)通过隔着所述绝缘体在各所述齿周 围以第一匝数多层巻绕两个输出线中的至少一个输出线而在相应齿上形 5成输出线圈；以及(C)通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的 第二匝数多层巻绕励磁线，使得该励磁线与所述至少一个输出线重叠， 而在相应齿上形成励磁线圈。
10 图1示出了根据本发明第一实施方式的动力转向装置；
图2是根据本发明第一实施方式的电机的平面图； 图3是根据本发明第一实施方式的电机的纵向剖视图； 图4是表示根据本发明第一实施方式的分解器的一部分和轴的平面
15 图5是表示根据本发明第一实施方式的电机的一部分的纵向剖视
图6是示出了根据本发明第一实施方式的第一分隔体的立体图； 图7是示出了根据本发明第一实施方式的第一分隔体和端子引脚的 平面20 图8是示出了根据本发明第一实施方式的第一分隔体和端子引脚的
纵向剖视图9示出了根据本发明第一实施方式的分解器定子单元和连接器单
元；
图10示出了根据本发明第一实施方式设在各齿上的输出线圈和励 25磁线圈；
图11是示出了根据本发明第一实施方式的励磁线和输出线的安装 过程的框图12是表示在根据本发明第一实施方式的制造过程中的分解器定 子单元的平面图；图13是表示在根据本发明第一实施方式的制造过程中的分解器定 子单元的另一平面图14是表示在根据本发明第一实施方式的制造过程中的分解器定
子单元的另一平面图； 5 图15示出了根据比较例设在各齿上的输出线圈和励磁线圈；
图16是表示根据比较例作为电机的旋转角度的函数的、分解器所检 测的值的检测误差的曲线图17是表示根据本发明第一实施方式作为电机的旋转角度的函数 的、分解器所检测的值的检测误差的曲线图； io 图18示出了根据本发明第二实施方式的分解器；以及
图19示出了根据本发明各实施方式的分解器定子单元的另一实施 例的输出线圈和励磁线圈。
具体实施例方式
15 图1示出了根据本发明第一实施方式具有分解器的电动力转向装置
6。动力转向装置6用于辅助车辆的转向。
如图1所示，动力转向装置6包括轴部61，其与诸如转向盘、车 轴等的转向机构相连；传感器62，其检测施加于转向盘的力；以及控制 单元63，其基于传感器62的检测而计算辅助转向所需的力。动力转向装
20置6还包括电机l，其基于控制单元63的计算而产生转矩；以及减速
单元64,其使电机1减速并将电机1的转矩传递给转向机构。
在具有动力转向装置6的车辆中，响应于由操作者施加于转向盘的 力而致动动力转向装置6的电机1。电机1的转矩辅助转向盘的旋转。因 此，动力转向装置6可以在不直接利用发动机输出的情况下辅助转向盘 25的旋转。由此，操作者可以仅用相对较小的力使转向盘旋转。
图2是电机1的平面图。图3是沿图2的线A-A剖的剖视图。图3 表示具有包含电机1的中心轴线Jl在内的平面的剖视图，其中省略了相 对于壳体21的影线。如图3所示，电机l是内转子型电机，并包括作为 静止组件的电机定子单元2和作为可旋转组件的电机转子单元3。电机1还包括轴承机构4，其相对于电机定子单元2绕中心轴线Jl可旋转地 支撑电机转子单元3;作为角度检测器的可变磁阻型分解器5，其检测电
机转子单元3相对于电机定子单元2的角度。在以下描述中，为了便于 理解本发明，分解器5侧是指基于中心轴线Jl垂直取向的情况的上侧， 5电机定子单元2和电机转子单元3侧是指基于上述情况的下侧，但是中 心轴线Jl不是必须与重力方向相对应。
电机定子单元2包括壳体21，其具有底部闭合的大致筒形形状； 电枢22;母线单元23;以及具有大致筒形形状的支架24。电枢22附接 于壳体21的内周面。母线单元23在电枢22上方附接于壳体21，并将电 io枢22连接到外部电源。支架24在母线单元23上方接合到壳体21。
电枢22包括通过将薄硅钢板彼此叠置而形成的定子芯221。定子芯 221包括环形芯背部(core-back) 2211和从芯背部2211朝向中心轴线 Jl延伸预定长度的齿2212 (例如，在该实施方式中为十二个齿)。电枢 22还包括覆盖定子芯221的表面的绝缘体222;以及多个线圈223,通 15过隔着绝缘体222在各齿2212周围巻绕导线而形成各线圈，齿2212绕 中心轴线Jl径向布置。
电机转子单元3包括关于中心轴线Jl定心的轴31、具有大致筒形 形状的轭32、场磁体33以及由非磁性材料制成的盖部件34。轭32通过 将薄磁钢板彼此叠置而形成，并固定在轴31周围。场磁体33通过粘合 20剂而固定于轭32的外周面上。盖部件34覆盖场磁体33的外表面，以防 止场磁体33从轭32移除。在电机1中，场磁体33布置在电枢22的靠 近中心轴线Jl的部分附近。由此，在电枢22与场磁体33之间产生关于 中心轴线J1定心的转矩。
轴承机构4包括设在支架24的内周面上的上滚珠轴承42、以及设 25在壳体21的底部中心部分上的下滚珠轴承43。电机转子单元3的轴31 经由支架24的开口从支架24的上表面向上伸出，并由上滚珠轴承42和 下滚珠轴承43可旋转地支撑。
分解器5包括作为大致环形静止单元的分解器定子单元51，其关 于中心轴线J1定心；以及分解器转子单元52，其在轭32的上方在分解
8器定子单元51内部紧固于电机转子单元3的轴31 (即，靠近中心轴线 Jl)。分解器转子单元52具有关于中心轴线Jl定心的大致环形形状。作 为可旋转单元的分解器转子单元52包括通过将环形磁钢板彼此叠置而形 成的转子芯521。分解器定子单元51和分解器转子单元52布置在具有关 5于中心轴线Jl定心的大致环形形状的母线单元23的内部(即，靠近中 心轴线Jl)。
分解器定子单元51包括通过将薄磁钢板彼此叠置而形成的定子芯 511,定子芯511紧固于支架24的内周面。定子芯511包括环形芯背部 5111和从芯背部5111朝向中心轴线Jl延伸预定长度的齿5112 (例如， io在该实施方式中为十六个齿)。换言之，齿5112的内端与分解器转子单 元52相面对，齿5112的与分解器转子单元52相对的外端由芯背部5111 支撑。
另外，分解器定子单元51还包括覆盖定子芯511的表面的绝缘体 512 (在该实施方式中由热塑性树脂制成)；以及多个线圈513，通过隔着
15绝缘体512在各齿5112周围巻绕导线而形成各线圈，齿5112绕中心轴 线J1径向布置。在分解器5中，各线圈513包括一个相位励磁线圈和一 个相位输出线圈，这将在后面进行说明。
图4是表示分解器5的一部分和轴31的平面图。为了清楚地描述， 应注意图4省略了分解器定子单元51的线圈513 (参见图3)。还应注意，
20没有用影线表示轴31的剖面。如图4所示，分解器转子单元52的供装 配轴31的转子芯521在平面图中看时具有非正圆形状。此外，转子芯521 布置在与分解器定子单元51的内周面(即，包括齿5112的靠近中心轴 线Jl的内端并在图4中用双点划线510表示的柱形面)间隔开的位置处， 使得在二者之间限定有间隙。
25 在电机1中，通过在电机定子单元2的电枢22与图3所示的电机转
子单元3的场磁体33之间产生的转矩，使轴31绕中心轴线Jl旋转。通 过该构造，图4所示的分解器转子单元52的转子芯521也与电机转子单 元3 (参见图3) —起绕中心轴线Jl旋转。此外，如上所述，分解器定 子单元51通过支架24紧固于电机定子单元2 (参见图3)。因而，在分解器5中，分解器转子单元52的转子芯521被支撑为可经由轴31和轴 承机构4相对于分解器定子单元51绕中心轴线Jl旋转。
图5是沿图2的线B-B剖的剖视图，示出了电机1的一部分。如图 5所示，分解器5还包括连接器单元53，连接器单元53用于将分解器定 5子单元51与延伸到分解器5外侧的引线55相连。分解器定子单元51通 过引线55与外部控制单元63 (参见图1)相连。连接器单元53从分解 器定子单元51沿径向向外(即，沿远离中心轴线Jl的方向)伸出，并 布置在周向形成于母线单元23 (参见图3)中的开口内。
连接器单元53包括从分解器定子单元51沿径向向外伸出的端子
io保持件531;以及端子引脚532 (在该实施方式中为六个端子引脚)，它 们从端子保持件531沿大致平行于中心轴线J1的方向(即，沿与正交于 中心轴线Jl的平面大致垂直的方向)向上伸出，并沿垂直于中心轴线Jl 的方向布置。在图5中，为了清楚地描述，仅显示了一个端子引脚532。 在该实施方式中，各端子引脚532由铜制成。
15 端子保持件531由热塑性树脂制成，并优选地与也由热塑性树脂制
成的绝缘体512 —体形成。端子保持件531和绝缘体512均相对于平行 于中心轴线Jl的方向被分为上部和下部。在图5的分解器定子单元51 的定子芯511上在相对于平行于中心轴线Jl的方向的上部和下部位置 处，附接有图6所示的第一分隔体541及第二分隔体，该第二分隔体除
20 了其对应于端子保持件531的部分之外，具有与第一分隔体541相同的 形状。
图7是示出了第一分隔体541和端子引脚532的平面图。图8是沿 图7的线C-C剖的剖视图，示出了第一分隔体541和端子引脚532。为了 清楚地描述，与表示电机1的图2不同，在图7中，第一分隔体541的 25对应于端子保持件531 (参见图5)的部分基于中心轴线Jl布置在右侧 (即，图2的电机1的取向与图7中的不同)。
如图7和图8所示，具有杆状的各端子引脚532是相应的L形分解 器端子533的一部分。各分解器端子533的与端子引脚532相反的端部 5331从第一分隔体541的对应于端子保持件531的所述部分的外侧壁(即，离中心轴线Jl最远的侧壁)向外伸出。另外，端部5331通过相 应的引线55 (参见图5)与控制单元63相连。设在第一分隔体541的对 应于端子保持件531的所述部分中的分解器端子533，通过嵌件成型而与 第一分隔体541—体形成。 5 图9是示出了分解器定子单元51的平面图。如图9所示，形成线圈
513的线Ll、 L2和L3在区域5311中布线到连接器单元53的端子保持件 531上。区域5311的范围是从沿垂直于中心轴线Jl的方向形成于绝缘体 512的芯背部5111上的环形表面5121到端子引脚532。下面将形成在端 子保持件531上的区域5311称为"布线表面5311"。这三个线Ll、 L2和
io L3的相对端在焊接到端子引脚532之后，与控制单元63相连。
详细地说，如图9所示，各线L1、 L2和L3的第一端巻绕在相应的 端子引脚532周围，经过端子保持件531的布线表面5311而引到定子芯 511，并相继隔着绝缘体512巻绕齿5112 (详细地说，各线L2和L3仅巻 绕在一半数量的齿5112周围)。实际上，经过图9的用附图标记5122表
15示的突起的连接线存在于相邻的齿5112之间，但是在图9中省略了对连 接线的显示(这也同样适用于图13和图14的情况)。
已巻绕在齿5112周围的线Ll、 L2和L3经过布线表面5311并引到 端子引脚532。之后，线L1、 L2和L3的第二端巻绕在除了巻绕有线L1、 L2和L3的第一端的端子引脚532之外的一个端子引脚532上。在分解器
20 5中，三个线L1、 L2和L3的端部巻绕在相应的端子引脚532周围。两个 线L2和L3形成输出线圈，剩余的一个线Ll形成励磁线圈。以下将线L2 和L3称为输出线，将线L1称为励磁线。
图10示出了设在齿5112上的输出线圈和励磁线圈。在图10中，沿 周向布置的齿5112的剖面被显示成将它们沿横向布置在一个平面上。由
25励磁线L1形成的各励磁线圈被显示成由附图标记C1表示的实线的椭圆。 由输出线L2形成的各输出线圈被显示成由附图标记C2表示的虚线的椭 圆。由输出线L3形成的各输出线圈被显示成由附图标记C3表示的点划 线的椭圆(这也同样适用于图15和图19的情况)。省略对绝缘体512的 描述。
ii如图10所示，在分解器5中，两个输出线L2和L3中的一个巻绕在 各齿5112周围，使得在各齿5112上形成一个输出线圈C2或C3。由输出 线L2形成的输出线圈C2和由输出线L3形成的输出线圈C3沿周向交替 设在齿5112上。另外，励磁线Ll巻绕在各齿5112上使其与输出线圈C2 5或C3 (即，输出线L2或L3)重叠，由此形成励磁线圈C1。这样，在根 据该实施方式的分解器5中，励磁线圈Cl形成在分别通过输出线L2和 L3形成于齿5112上的各输出线圈C2和C3周围。实际上，相对于各齿 5112的长度延伸方向(换言之，关于中心轴线Jl定心的径向)，输出线 圈C2或C3的宽度与励磁线圈Cl的宽度几乎相同，并且输出线圈C2或
io C3的匝数大于励磁线圈Cl的匝数。这里，励磁线Ll的厚度与各输出线 L2和L3的厚度相同。
下面将参照图11对在分解器5的制造过程中励磁线Ll以及输出线 L2和L3的安装(附接)进行描述。为了安装励磁线L1以及输出线L2和 L3，将与连接器单元53 —体形成的绝缘体512附接于定子芯511的上下
15端。然后，如图12所示，连同连接器单元53 —起制备分解器定子单元 51 (Sll)，分解器定子单元51包括绕中心轴线Jl沿周向布置的齿5112、 用于支撑齿5112的外端的环形芯背部5111、以及覆盖芯背部5111的表 面(但除了励磁线圈C1以及输出线圈C2和C3之外)的绝缘体512。 在已制备连接器单元53和分解器定子单元51之后，以如下方式将
20输出线L2巻绕在一个端子引脚532周围，使得输出线L2的一端在端子 引脚532的连接部(接合于连接器单元53的基部)周围被巻绕机的保持 部保持，并且该巻绕机的排放输出线L2的喷嘴绕端子引脚532旋转数周。 随后，巻绕机的喷嘴经过连接器单元53的布线表面5311和绝缘体512 的环形表面5121,并到达一个齿5112。之后，以如下方式隔着绝缘体512
25将输出线L2巻绕在齿5112周围，使得巻绕机的喷嘴绕齿5112旋转。
详细地说，以如下方式将输出线L2巻绕在齿5112周围，使得巻绕 机的喷嘴绕齿5112以恒定的角速度旋转，并从齿5112的连接部(接合 于芯背部5111的基部)向其内端以恒速运动。于是，在最内位置(在最 靠近齿5112的位置)形成输出线圈C2的第一层。之后，巻绕机的喷嘴绕齿5112旋转，并从齿5112的内端向其基部运动。于是，输出线L2巻 绕在齿5112的第一层周围，由此形成第二层。巻绕机的喷嘴连续重复绕 齿5112旋转并在齿5112的基部和内端之间往复运动这样的操作。在该 过程中，当巻绕机的喷嘴运动到齿5112的内端时在第二层周围形成第三 5层，并且当巻绕机的喷嘴运动到齿5112的基部时在第三层周围形成第四 层。
这样，通过使巻绕机的喷嘴在齿5112的基部及其内端之间往复运动 两次，而在齿5112上形成包括第一至第四层的输出线圈C2。这里，尽管 确实并不必准确地沿远离齿5112的方向彼此叠置地层叠输出线圈C2的 io第一至第四层，但是应理解输出线圈C2整体形成有四层。
另外，输出线圈C2的第一至第四层相对于齿5112的长度延伸方向 具有相同的宽度，并具有相同的匝数。在根据该实施方式的分解器5中， 各齿5112的输出线圈C2的匝数为124，从而输出线圈C2的各层的匝数 变为31。
15 在已完成将输出线L2巻绕在一个齿5112 (即，第一齿5112)周围
的操作之后，巻绕机的喷嘴跳过第二齿5112而运动到第三齿5112，第一 至第三齿5112沿周向顺序布置。之后，以与在将输出线L2巻绕在第一 齿5112周围的操作中相同的方式致动巻绕机的喷嘴，由此在第三齿5112 上形成输出线圈C2。以上述方式，如图13所示，其中齿5112绕中心轴
20线Jl沿周向以规则的间隔布置，输出线圈C2顺序形成在每隔一个位置 布置的齿5112上。在已完成将输出线L2巻绕在半数(八个)齿5112周 围的操作之后，输出线L2经过绝缘体512的环形表面5121和连接器单 元53的布线表面5311，而被引到端子引脚532中的除了巻绕有输出线 L2的第一端的端子引脚532之外的一个端子引脚。之后，以如下方式将
25输出线L2巻绕在相应的端子引脚532周围，使得巻绕机的喷嘴绕端子引 脚532旋转数周。随后，在靠近巻绕机的喷嘴端部的位置处切断输出线 L2，由此完成输出线L2的安装。
之后，以与输出线L2的安装相同的方式，将从巻绕机的喷嘴排放的 输出线L3巻绕在端子引脚532中的除了巻绕有输出线L2的端子引脚532之外的一个端子引脚周围。随后，将输出线L3顺序巻绕在除了形成有输 出线圈C2的齿5112之外的齿5112周围。因而，以与输出线圈C2相同 的方式，在每隔一个位置布置的齿5112上顺序形成输出线圈C3。之后， 将输出线L3巻绕在另一端子引脚532周围，由此完成输出线L3的安装。 5这样，将两个输出线L2和L3沿周向交替地巻绕在齿5112周围，从而在 各齿5112上形成输出线圈C2或C3，如图14所示(S12)。当然，可以在 形成输出线圈C2之前形成输出线圈C3。
在已形成输出线圈C2和C3之后，以与输出线L2和L3的安装相同 的方式，将从巻绕机的喷嘴排放的励磁线Ll巻绕在端子引脚532中的除
io 了巻绕有输出线L2和L3的端子引脚532之外的一个端子引脚周围。之 后，巻绕机的喷嘴运动到一个齿5112并绕该齿5112旋转。由此，将励 磁线Ll巻绕在齿5112周围，使其与相应的输出线L2或L3重叠。
这里，当巻绕机的喷嘴在齿5112的基部及其内端之间往复运动一次 时，在齿5112上以多层(例如包括第一层和第二层)形成励磁线圈C1。
15励磁线圈Cl相对于齿5112的长度延伸方向的宽度与输出线圈C2或C3 的相同。励磁线圈C1在第一层中的匝数与其在第二层中的匝数相等。在 根据该实施方式的分解器5中，形成在齿5112上的励磁线圈Cl的距数 为36，从而励磁线圈Cl的各层中的匝数变为18。另外，在各齿5112中， 输出线圈C2或C3的各层的输出线L2或L3的巻绕节距(由层宽度除以
20匝数得出巻绕节距，并将其称为线圈节距)与励磁线圈C1的各层的励磁 线L1的巻绕节距不同。
在已完成将励磁线L1巻绕在一个齿5112 (即，第一齿5112)周围 的操作之后，巻绕机的喷嘴运动到周向上靠近第一齿5112的后续齿5112。 之后，以与在第一齿5112中相同的方式，在相应的齿5112上形成励磁
25线圈C1。以上述方式，励磁线L1巻绕在所有齿5112周围，从而形成具 有相同形状的励磁线圈C1。随后，将励磁线L1巻绕在剩余的一个端子引 脚532周围，由此完成励磁线L1的安装(S13)。结果，完成分解器定子 单元51，如图9所示。将分解器定子单元51连同通过单独过程组装的分 解器转子单元52 —起安装在电机1中，并用于检测电机1的旋转角度。图15是对应于图10的视图，但表示根据比较例的分解器定子单元 的齿91的输出线圈C2和C3及励磁线圈C1。如图15所示，在根据该比 较例的分解器定子单元中，将励磁线巻绕在齿91周围以在相应的齿91 上形成励磁线圈Cl。之后，将输出线巻绕在励磁线圈Cl周围以形成输出
5线圈C2和C3。该比较例的分解器定子单元的各励磁线圈Cl和各输出线 圈C2和C3的匝数，与图9的分解器定子单元51的相同。但是，与图9 的分解器定子单元51 (其中，通过隔着绝缘体512将输出线直接巻绕在 齿5112上而形成输出线圈C2和C3)相比，在该比较例的形成在励磁线 圈Cl上的输出线圈C2和C3中，线圈的巻绕状态发生变形的情况的可能
io性增加。
图16和图17是曲线图，表示在电机的一周旋转期间由分解器测量 电机的旋转角度时，电机的实际旋转角度与分解器所检测值的检测误差 之间的关系。图16表示在使用比较例的分解器定子单元时二者之间的关 系，图17表示在使用图9的分解器定子单元51时二者之间的关系。此 15夕卜，各图16和图17的横轴表示电机的实际旋转角度，纵轴表示分解器 所检测值的检测误差。
在具有比较例的分解器定子单元的分解器中，如图16所示，出现最 大1. 9°的检测误差。但是，在具有图9的分解器定子单元51的分解器 5中，如图17所示，检测误差被限制为0.8°或更小。由此可以理解， 20分解器5的检测精度相对较高。
如上所述，在分解器5中，以将输出线L2和L3巻绕在相应齿5112 周围的方式在相应齿5112上形成输出线圈C2和C3。之后，以将励磁线 Ll巻绕在输出线圈C2和C3周围的方式在相应的输出线圈C2和C3上形 成励磁线圈Cl。因此，可以防止输出线圈C2和C3的巻绕状态发生变形。 25因而，可以提高分解器5的检测精度。结果，具有分解器5的电机1和 具有电机1的动力转向装置6具有较高的操作精度。
此外，在分解器定子单元51中，输出线圈C2或C3的各层的输出线 L2或L3的巻绕间距，小于励磁线圈Cl的各层的励磁线Ll的巻绕间距。 由此，在输出线圈C2或C3周围形成励磁线圈C1，使得励磁线圈C1小于输出线圈C2或C3。因此，可以防止励磁线圈Cl的巻绕状态发生变形， 从而可以提高分解器5的检测精度。
图18示出了根据本发明第二实施方式的分解器5a。图18的分解器 5a包括作为大致环形静止单元的分解器定子单元51a，其关于中心轴 5线J1定心；以及分解器转子单元52a，其设在分解器定子单元51a周围 并具有大致环形形状。可旋转的分解器转子单元52a包括通过将具有大 致环形形状的磁钢板彼此叠置而形成的转子芯521。
图18的分解器定子单元51a包括定子芯511。定子芯511包括环形 芯背部5111以及从芯背部5111向外(沿远离中心轴线Ji的方向)延伸 io的多个齿5112 (在该实施方式中为十六个齿)。齿5112的外端与分解器 转子单元52面对。分解器定子单元51a还包括覆盖定子芯5H的表面的 绝缘体512。在分解器定子单元51a中，以如下方式在各齿5112上形成 具有若千层的输出线圈C2或C3:以与图9的分解器定子单元51相同的 方式，隔着绝缘体512在齿5112周围巻绕预定匝数的输出线L2或L3。 15另外，以如下方式在各齿5112上形成励磁线圈C1，使得在各齿5112的 输出线L2或L3周围巻绕匝数少于输出线圈C2或C3的匝数的励磁线Ll (参见图10)。
此外，分解器转子单元52a被支撑为能相对于分解器定子单元51a 旋转。为此，分解器转子单元52a的转子芯521布置成与分解器定子单 20元51a的外周面(换言之，包括齿5112的外端并在图18中由双点划线 510表示的柱形面)间隔开，使得在二者之间限定有间隙。
以与第一实施方式相同的方式，在图18的外转子型分解器5a中， 在形成励磁线圈Cl之前，形成匝数大于励磁线圈Cl的输出线圈C2和C3。 由此，可以防止输出线圈C2或C3的巻绕状态发生变形，从而可以提高 25分解器5的检测精度。
到目前为止，尽管已例示了本发明的实施方式，但本发明并不限于 这些实施方式，而可以进行各种修改。
例如，在图4或图18的分解器5或5a中，尽管显示出以在齿5112 周围巻绕输出线L2或L3的方式在各齿5112上形成一个输出线圈C2或C3，但是也可以按照如下方式在各齿5112上形成线圈，即通过在齿5112 周围巻绕输出线L2而形成一个输出线圈C2，通过在输出线圈C2周围巻 绕输出线L3而在各齿5112上形成另一输出线圈C3，并且通过在输出线 圈C3周围巻绕励磁线Ll而在各齿5112上形成励磁线圈Cl，如图19所 5示。在这种情况下，与其中通过首先将励磁线L1巻绕在各齿5112周围 而在输出线圈C2和C3内形成励磁线圈Cl的情况相比，也可以防止输出 线圈C2和C3发生变形，从而可以提高分解器5的检测精度。
这样，在分解器5、 5a中，以隔着绝缘体512在各齿5112周围巻绕 输出线L2和L3中的至少一个的方式在齿5112上形成输出线圈C2和C3，
io并且以在各齿5112的输出线L2或L3周围巻绕励磁线Ll的方式在齿5112 上形成励磁线圈C1。因此，可靠地防止了输出线圈C2和C3发生变形。 为了更可靠地防止输出线圈C2和C3发生变形，优选在齿5112周围沿周 向交替地巻绕两个输出线L2和L3，使得仅输出线圈C2和C3之一可形成 在各励磁线圈C1内。
15 在将各输出线圈C2和C3的匝数称为第一匝数并将励磁线圈Cl的匝
数称为第二匝数的情况下，在上述实施方式中，第一匝数为124，第二匝 数为36。但是，这些匝数仅是为了说明本发明而提出的一个实施例。例 如，第一匝数可以为128，第二匝数可以为32。在这种情况下，输出线 圈C2或C3的各层中的匝数变为32，励磁线圈Cl的各层中的匝数变为
20 16。可选的是，第一匝数可以为127，第二匝数可以为33。在这种情况 下，输出线圈C2或C3或者励磁线圈Cl的各层中的匝数并不恒定。这样， 可以根据分解器5、 5a的设计条件适当地改变分解器5、 5a的第一匝数 或第二匝数。
这里，在各齿5112中，如果第一匝数是第二匝数的三倍以上，则各 25输出线圈C2或C3的层数变为大于励磁线圈C1的层数。在这种情况下， 如果在形成输出线圈C2或C3之前首先形成励磁线圈Cl，则输出线圈C2 或C3的巻绕状态发生变形的可能性增加。因此，在第一匝数是第二匝数 的三倍以上(通常为六倍以下)的情况下，优选使用在形成励磁线圈Cl 之前首先形成输出线圈C2或C3的方法。此外，在图4或图18的分解器5、 5a中，齿5112的数量和转子芯 521的形状仅为了例示目的，由此可以根据分解器5、 5a的设计条件对它 们适当地改变。
另外，电机1可以用作电动车辆或混合车辆的驱动单元、以及电动 5力转向装置中用于产生转矩的装置。此外，电机1可以用作用于安装在 车辆中的各种装置的驱动单元。另外，上述各实施方式的分解器可以用 作用于不但检测电机1的旋转角度而且检测其它旋转装置的旋转角度的 装置。
尽管参照优选实施方式对本发明进行了显示和描述，但是应理解， io本领域技术人员在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下 可以进行各种改变和修改。
权利要求
1、一种分解器，该分解器包括关于中心轴线定心的大致环形形状的静止单元；以及关于所述中心轴线定心的大致环形形状的旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元的内部或外部，并被支撑为能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转，其中所述静止单元包括多个齿，所述多个齿绕所述中心轴线径向布置，使所述齿的内端与所述旋转单元相面对；覆盖所述齿的表面的绝缘体；多个输出线圈，通过隔着所述绝缘体在各所述齿周围以第一匝数多层卷绕两个输出线中的至少一个输出线而在相应齿上形成所述输出线圈；以及多个励磁线圈，通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的第二匝数卷绕励磁线，使得该励磁线与所述至少一个输出线重叠，而在相应齿上形成所述励磁线圈。
2、 根据权利要求1所述的分解器，其中，在各齿中，所述第一匝数 是所述第二匝数的三倍以上。
3、根据权利要求1所述的分解器，其中，在各齿中，所述输出线圈的各层的输出线的巻绕节距与所述励磁线圈的各层的励磁线的巻绕节距 不同。
4、根据权利要求1所述的分解器，其中，在所述齿周围绕所述中心 轴线沿周向交替巻绕所述两个输出线。
5、 一种电机，该电机包括权利要求1的分解器； 具有电枢的电机定子单元；具有场磁体的电机转子单元，在所述电枢与所述场磁体之间产生关 于所述中心轴线定心的转矩，所述电机转子单元上支撑有所述分解器的旋转单元；以及轴承机构，该轴承机构支撑所述电机转子单元，使其能相对于所述 电机定子单元绕所述中心轴线旋转。
6、 一种用于车辆转向的电动力转向装置，该电动力转向装置包括 5 权利要求5的电机；传感器，该传感器布置成检测施加于转向盘的力；以及 控制单元，该控制单元布置成根据来自所述传感器的输出来控制所 述电机。
7、 一种分解器的制造方法，该分解器包括关于中心轴线定心的环形10形状的静止单元、以及关于所述中心轴线定心的环形形状的旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元的内部或外部，并被支撑为能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转，该方法包括(a)制备绕所述中心轴线径向布置的多个齿、以及具有覆盖所述齿 的表面的绝缘体的静止单元； 15 (b)通过隔着所述绝缘体在各所述齿周围以第一匝数多层巻绕两个输出线中的至少一个输出线而在相应齿上形成输出线圈；以及(c)通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的第二匝数多层 巻绕励磁线，使得该励磁线与所述至少一个输出线重叠，而在相应齿上 形成励磁线圈。
全文摘要
本发明涉及分解器、电机、动力转向装置和制造分解器的方法。分解器包括关于中心轴线定心的静止单元；及旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元内部或外部，而能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转。所述静止单元包括绕所述中心轴线径向布置的多个齿；以及覆盖所述齿的表面的绝缘体。所述静止单元还包括多个输出线圈，通过隔着所述绝缘体在各所述齿周围以第一匝数多层卷绕两个输出线中的至少一个输出线而在齿上形成所述输出线圈；以及多个励磁线圈，通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的第二匝数多层卷绕励磁线，而在齿上形成所述励磁线圈。
文档编号G01B7/30GK101482393SQ200910001450
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者中西庆太, 牧野祐辅 申请人:日本电产株式会社