專利名稱：帶旋轉檢測器的電動機構造的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶旋轉檢測器的電動機構造，其包括殼體、設置于殼體內的定子
及軸承、借助軸承受殼體支承且能夠相對于殼體自由旋轉的旋轉軸、能夠與旋轉軸一體旋 轉地設置的轉子和用于檢測轉子的旋轉角度的旋轉變壓器。
背景技術：
在現有技術中，在混合動力汽車、電動汽車中使用高輸出功率的無刷電動機。為了 控制混合動力汽車的無刷電動機，需要正確地掌握電動機的輸出軸的旋轉位置。其原因在 于，為了對定子的各線圈的通電切換加以控制，需要正確地掌握轉子的旋轉位置。特別是在 汽車中，由于齒槽效應使駕駛性能變得較差而期望減少齒槽效應，因此，迫切期望正確地進 行通電切換。 在此，對于汽車的電動機軸的位置檢測，為了滿足耐高溫性、耐噪聲性、耐振動性、 耐高濕性等功能，現使用有旋轉變壓器。旋轉變壓器組裝在電動機的內部，直接安裝于電動 機的轉子軸上。 圖33表示專利文獻1中公開的帶旋轉檢測器的電動機200的剖視圖。在殼體208 的內周固定設置有定子202。在定子202的一端安裝有匯流條(bus bar)201，在匯流條201 的內周端面固定設置有旋轉變壓器定子203。旋轉變壓器定子203包括巻繞的旋轉變壓器 定子線圈204。 另一方面，在殼體208中固定設置有一對軸承209，利用一對軸承209支承轉子 206的旋轉軸205，使旋轉軸205旋轉自由。在旋轉軸105上，在與旋轉變壓器定子203相面 對的位置固定設置有旋轉變壓器轉子207。由旋轉變壓器定子203和旋轉變壓器轉子207 構成作為旋轉變壓器的旋轉變壓器。 在專利文獻2中也記載有與專利文獻1同樣的發明。專利文獻2的發明與專利文 獻1的發明的不同點在于，相對于在專利文獻1中將旋轉變壓器定子203附設于匯流條201 上，在專利文獻2中將旋轉變壓器定子固定于殼體。 另一方面，在專利文獻3的發明中公開有通過使用被高頻調制了的勵磁信號來減
少旋轉變壓器定子的線圈匝數從而降低成本的發明。在專利文獻3的發明中還公開有，若
采用專利文獻3的發明，由于能夠減少匝數，因此，能夠不使用繞線線圈而使用片狀的線
圈，能謀求旋轉變壓器的小型化。 專利文獻1 :日本特開2007-124757號公報 專利文獻2 :日本特開平09-065617號公報 專利文獻3 :日本特開2000-292205號公報 但是，在以往的帶旋轉檢測器的電動機100的構造中存在如下的問題。
(1)在專利文獻1及專利文獻2的帶旋轉檢測器的電動機構造中，由于在旋轉變 壓器轉子207與巻繞有旋轉變壓器定子線圈204的旋轉變壓器定子203相面對時，與旋轉 變壓器定子203具有大致相同的寬度，因此，導致旋轉軸205的軸心方向上的長度變大。因此，存在電動機整體在旋轉軸的軸心方向上變大的問題。 (2)另夕卜，由于在8 10kHz的頻域中勵磁，因此，容易受到來自電動機的干擾電磁 噪聲(在電動機轉速為18000rpm、NS極4對、6槽電動機(6-slot motor)電動機的情況下 為7. 2kHz頻率的噪聲)的影B向，由于還具有鐵芯(輔助芯)，因此，由電動機定子202產生 的磁場給旋轉變壓器定子線圈204帶來較大的噪聲。因此，存在旋轉變壓器的角度檢測精 度降低的問題。 在專利文獻1及專利文獻2的發明中，為了減少噪聲的影響，必須將旋轉變壓器設
置在遠離電動機定子的位置，存在電動機軸心方向上的長度變大的問題。 (3)另外，還存在因由電動機定子102產生的磁場成為噪聲而對旋轉變壓器定子
103及旋轉變壓器轉子107產生不良影響的問題。因此，有可能降低旋轉變壓器的角度檢測精度。 (4)在專利文獻3的帶旋轉檢測器的電動機構造中，雖然通過減少匝數，能夠實現 降低成本，但由于具有輔助芯，因此，由電動機定子產生的磁場容易通過輔助芯內，給旋轉 變壓器定子的片狀線圈帶來噪聲，因此，存在旋轉變壓器的角度檢測精度降低的問題。
(5)另外，在旋轉變壓器接受具有高磁通密度的擾亂磁場時， 一旦鐵芯磁飽和，則 旋轉變壓器無就法完全發揮其功能。
發明內容
因此，本發明是為了解決上述問題點而做成的，其目的在于提供一種能夠縮短電 動機在旋轉軸的軸心方向上的長度的帶旋轉檢測器的電動機構造。另外，本發明的另一目 的在于提供一種能夠提高旋轉變壓器的角度檢測精度的帶旋轉檢測器的電動機構造。
為了解決上述問題點而做成的本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具有如下構造。 (1) —種帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于，該帶旋轉檢測器的電動機構造 包括殼體、設置于殼體內的定子、設置于殼體內的軸承、借助軸承支承于殼體且能夠相對于 殼體自由旋轉的旋轉軸、能夠與旋轉軸一體旋轉地設置的轉子和用于檢測轉子的旋轉角度 的旋轉變壓器，旋轉變壓器包括受在殼體保持且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉 變壓器定子構件、設置于轉子的端面且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器轉 子構件。 (2)在(1)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，形成于旋轉變壓 器轉子構件上的薄膜狀線圈是利用噴墨打印機在旋轉變壓器轉子構件的表面上作為薄膜 圖案而形成的。 (3)在(2)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，利用噴墨打印機 將在分散劑中分散了銀粒子的墨液涂覆在旋轉變壓器轉子構件上，然后進行燒制，從而使 薄膜圖案固定附著于旋轉變壓器轉子構件上。 (4)在(1) (3)中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，在 轉子與旋轉變壓器轉子構件之間設有屏蔽構件。 (5)在(4)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，屏蔽構件為銅板 或鍍銅。
(6)在(1) (5)中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，旋 轉變壓器定子構件和軸承被相對于殼體定位。 (7)在(1) (6)中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，使 對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分沿著旋轉變壓器轉子構件的外周以 圓筒形突出至旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部。 (8)在(7)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，殼體及屏蔽部由 非磁性的導電性材料形成。 (9)在(7)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，殼體及屏蔽部由 磁性體形成。 (10)在(1) (6)中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，在 從對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分到旋轉變壓器轉子構件之間設有 圓筒形的屏蔽構件。 (11)在(10)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，屏蔽構件由非 磁性的導電性材料形成。 (12)在(10)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，屏蔽構件由磁 性體形成。 (13)在(4)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，使設置在轉子 與旋轉變壓器轉子構件之間的屏蔽構件的外周緣沿著旋轉變壓器轉子構件的外周以圓筒 狀突出至旋轉變壓器定子構件附近。 (14)在(13)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，屏蔽構件由非 磁性的導電性材料形成。 (15)在(13)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，屏蔽構件由磁 性體形成。
(16) —種帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于，該帶旋轉檢測器的電動機構
造包括固定設置有電動機定子和軸承的殼體、和具有旋轉自由地支承于該軸承的電動機轉
子的旋轉軸，為了檢測上述電動機轉子的旋轉角度，將旋轉變壓器的旋轉變壓器定子附設
于上述殼體，將旋轉變壓器轉子附設于上述電動機轉子，上述旋轉變壓器轉子由空芯線圈
構成且設置在上述電動機轉子的端面，上述旋轉變壓器定子由空芯線圈構成。
(17)在(16)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，在上述旋轉變
壓器轉子與上述電動機轉子的端面之間具有非磁性體平板。 (18)在(16)或(17)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，上述空 芯線圈由導電墨形成。 (19)在(18)中所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在于，上述空芯線圈 具有將SIN線圈層、第1絕緣層、跳線層、第2絕緣層、COS線圈層層疊而成的構造，上述各 層分別具有通孔，處于上述各層的上側的層的上述導電墨通過上述通孔與處于下側的層的 上述導電墨相連接。 (20)在(16) (19)中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造中，其特征在 于，作為上述旋轉變壓器定子的勵磁信號，使用300kHz 500kHz的信號、或者1. 8MHz 2. 7腿z的信號。
接著，對具有上述構造的本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造的作用及效果進行 說明。 (1)本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造包括殼體、設置于殼體內的定子、設置于 殼體內的軸承、借助軸承支承于殼體且能夠相對殼體自由旋轉的旋轉軸、能夠與旋轉軸一 體旋轉地設置的轉子和用于檢測轉子的旋轉角度的旋轉變壓器，其中，旋轉變壓器包括受 殼體保持且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器定子構件、設置于轉子的端面 且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器轉子構件，因而，將薄膜狀的旋轉變壓 器定子構件和旋轉變壓器轉子構件在旋轉軸的軸心方向上相面對地配置，因此，能夠縮短 旋轉變壓器在旋轉軸的軸心方向上所占的長度。 (2)另外，利用噴墨打印機將形成于旋轉變壓器轉子構件上的薄膜狀線圈在旋轉 變壓器轉子構件的表面上形成為薄膜圖案，因此，能夠高精度地將薄膜圖案形成為10 P m 以下的厚度，而且，能夠形成正確的寬度的薄膜圖案，因此，能夠提高旋轉變壓器的精度。
(3)并且，利用噴墨打印機將在分散劑中分散了銀粒子的墨液涂覆在旋轉變壓器 轉子構件上，然后進行燒制，從而使薄膜圖案固定附著于旋轉變壓器轉子構件上，因此，能 夠將薄膜圖案可靠地固定在旋轉變壓器轉子構件上。 (4)另外，由于在轉子與旋轉變壓器轉子構件之間具有屏蔽構件，從而很少受到由 安裝在旋轉變壓器轉子構件內的永磁鐵產生的磁場帶來的影響、以及由電動機的定子產生 的存在變化的磁場所帶來的影響，因此，能夠高精度地檢測旋轉角度。并且，由于屏蔽構件 為銅板或鍍銅，因此，能夠充分地屏蔽磁力線。 (5)另外，旋轉變壓器定子構件和軸承被相對于殼體定位，因此，能夠借助殼體及 軸承高精度地確定利用旋轉軸獲取位置精度的旋轉變壓器轉子構件與旋轉變壓器定子構 件之間的位置關系。 (6)另外，使對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分沿著旋轉變壓 器轉子構件的外周以圓筒形突出至旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部，因此，旋轉變壓器 定子構件與旋轉變壓器轉子構件較少受到由電動機的定子產生的存在變化的磁場所帶來 的影響，能夠高精度地檢測旋轉角度。 (7)另外，使對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分沿著旋轉變壓 器轉子構件的外周以圓筒形突出至旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部，殼體及屏蔽部由非 磁性的導電性材料形成，因此，由電動機的定子產生的存在變化的磁場在屏蔽部中轉化為 渦電流而變為熱量，旋轉變壓器定子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到磁場帶來的影 響，能夠高精度地檢測旋轉角度。 (8)另外，使對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分沿著旋轉變壓 器轉子構件的外周以圓筒形突出至旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部，殼體及屏蔽部由磁 性體形成，因此，旋轉變壓器定子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到由電動機的定子產 生的存在變化的磁場帶來的影響，能夠高精度地檢測旋轉角度。 (9)另外，在從對旋轉變壓器定子構件外周加以保持的殼體的一部分到旋轉變壓 器轉子構件之間設有圓筒形的屏蔽構件，因此，旋轉變壓器定子構件和旋轉變壓器轉子構 件較少受到由電動機的定子產生的存在變化的磁場帶來的影響，能夠高精度地檢測旋轉角 度。此外，能夠將屏蔽效果優于殼體的屏蔽效果的材料用于屏蔽構件。
(10)另外，在從對于旋轉變壓器定子構件外周保持的殼體的一部分到旋轉變壓器 轉子構件之間設有圓筒形的屏蔽構件，該屏蔽構件由非磁性的導電性材料形成，因此，由電 動機的定子產生的存在變化的磁場在屏蔽構件中轉化為渦電流而變為熱量，旋轉變壓器定 子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到磁場帶來的影響，能夠高精度地檢測旋轉角度。此 外，能夠將屏蔽效果優于殼體的屏蔽效果的材料用于屏蔽構件。 (11)另外，在從對旋轉變壓器定子構件外周保持的殼體的一部分到旋轉變壓器轉 子構件之間設有圓筒形的屏蔽構件，該屏蔽構件由磁性體形成，因此，旋轉變壓器定子構件 和旋轉變壓器轉子構件較少受到由電動機的定子產生的存在變化的磁場帶來的影響，能夠 高精度地檢測旋轉角度。此外，能夠將屏蔽效果優于殼體的屏蔽效果的材料用于屏蔽構件。
(12)另外，使設置在轉子與旋轉變壓器轉子構件之間的屏蔽構件的外周緣沿著旋 轉變壓器轉子構件的外周以圓筒狀突出至旋轉變壓器定子構件附近，因此，旋轉變壓器定 子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到由電動機的定子產生的存在變化的磁場帶來的影 響，能夠高精度地檢測旋轉角度。 (13)另外，使設置在轉子與旋轉變壓器轉子構件之間的屏蔽構件的外周緣沿著旋 轉變壓器轉子構件的外周以圓筒狀突出至旋轉變壓器定子構件附近，屏蔽構件由非磁性的 導電性材料形成，因此，由電動機的定子產生的存在變化的磁場在屏蔽構件中轉化為渦電 流而變為熱量，旋轉變壓器定子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到磁場帶來的影響，能 夠高精度地檢測旋轉角度。 (14)并且，使設置在轉子與旋轉變壓器轉子構件之間的屏蔽構件的外周緣沿著旋 轉變壓器轉子構件的外周以圓筒狀突出至旋轉變壓器定子構件附近，屏蔽構件由磁性體形 成，因此，旋轉變壓器定子構件和旋轉變壓器轉子構件較少受到由電動機的定子產生的存 在變化的磁場帶來的影響，能夠高精度地檢測旋轉角度。 (15)帶旋轉檢測器的電動機構造包括固定設置有電動機定子和軸承的殼體、和 具有旋轉自由地支承于該軸承的電動機轉子的旋轉軸，為了檢測上述電動機轉子的旋轉角 度，將旋轉變壓器的旋轉變壓器定子附設于上述殼體，將旋轉變壓器轉子附設于上述電動 機轉子，其中，上述旋轉變壓器轉子由空芯線圈構成且設置在上述電動機轉子的端面，上述 旋轉變壓器定子由空芯線圈構成，因此，通過除去輔助芯，不會出現電動機定子所產生的磁 場通過輔助芯對旋轉變壓器定子產生影響的情況，即使對旋轉變壓器定子產生影響，電動 機噪聲最大也只是在7. 2kHz左右，而旋轉變壓器信號為500kHz，因此，能夠使用高通濾波 器容易地除去噪聲，不會降低旋轉變壓器的角度檢測精度。在此，可以除去輔助芯的原因 在于，由于以500kHz的高頻勵磁，因此耦合度上升，即使沒有輔助芯，也能夠充分地傳輸信 號。 另外，即使在旋轉變壓器接受具有高磁通密度的干擾磁場時，由于沒有鐵芯，因 此，不會出現鐵芯磁飽和，旋轉變壓器能夠始終正常地發揮功能。 另外，由于采用高頻，能夠將旋轉變壓器定子的匝數減少為幾匝，因此，不容易受 到100kHz以下的噪聲影響。 另外，由于將薄膜狀的旋轉變壓器定子與旋轉變壓器轉子在旋轉軸的軸線方向上
相面對地配置，因此，能夠縮短旋轉變壓器在旋轉軸的軸心方向上所占的長度。
(16)本發明還以在旋轉變壓器轉子與電動機轉子的端面之間具有非磁性體平板為特征，因此，由電動機定子產生的磁通在非磁性體平板的表面產生渦電流且轉化為熱量， 因此，能夠減少到達旋轉變壓器定子的磁通，能夠減少旋轉變壓器定子自電動機定子受到 的噪聲，不會降低旋轉變壓器的角度檢測精度。并且，由于屏蔽構件是銅板或鍍銅，因此，能 夠充分地屏蔽磁力線。
(17)本發明還以空芯線圈由導電墨形成為特征，因此，能夠高精度地形成空芯線
圈，而且，由于能夠形成正確的寬度的薄膜圖案，因此，能夠提高旋轉變壓器的精度。 并且，通過利用噴墨打印機在旋轉變壓器轉子構件上涂覆在分散劑中分散了銀粒
子的墨液、然后進行燒制而將薄膜圖案固定附著于旋轉變壓器轉子構件，因此，能夠將薄膜
圖案切實地固定于旋轉變壓器轉子構件上。空芯線圈并不限定于薄膜，也可以蝕刻銅箔而形成。 (18)本發明的特征還在于，空芯線圈具有將SIN線圈層、第1絕緣層、跳線層、第2 絕緣層、COS線圈層層疊的構造，上述各層具有通孔，處于上述各層上側的層的導電墨通過 通孔與處于下側的層的上述導電墨相連接，因此，僅通過形成各層并利用噴墨來形成空芯 線圈，就能夠高效地制造旋轉變壓器定子，因此，能夠降低制造成本。 (19)本發明的特征還在于，作為旋轉變壓器定子的勵磁信號，使用300kHz 500kHz的信號、或者1. 8MHz 2. 7MHz的信號，因此，在汽車中，很少對AM無線電(531kHz 1602kHz)及短波無線電(2MHz 26MHz)帶來無線電噪聲。即，由于AM無線電是在500kHz 以上的區域中使用，因此，只要是500kHz以下的勵磁信號，就很少對無線電帶來噪聲。在 500kHz的條件下，本發明的旋轉變壓器的S/N(信噪比)比足夠大。在300kHz的條件下， S/N比雖減小為500kHz的S/N比的1/2左右，但仍在實用范圍內。 另外，由于使用300kHz以上的勵磁信號，能夠利用高通濾波器容易地濾掉10kHz 左右的電動機噪聲，因此，能夠提高旋轉變壓器的角度檢測精度。
圖1是表示第1實施方式的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。 圖2是表示該旋轉變壓器轉子構件的俯視圖。 圖3是表示該旋轉變壓器轉子構件的圖2中的A-A剖視圖。 圖4是表示該旋轉變壓器定子第1圖案的圖。 圖5是表示該旋轉變壓器定子第2圖案的圖。 圖6是表示該旋轉變壓器的控制構造的電路框圖。 圖7是表示第2實施方式的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。 圖8是表示第3實施方式的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。 圖9是表示第4實施方式的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。 圖10是表示該電動機構造的一部分的剖視圖。 圖11是表示該電動機構造的一部分的放大剖視圖。 圖12是表示第5實施方式的電動機構造的一部分的剖視圖。 圖13是表示第6實施方式的電動機構造的一部分的剖視圖。 圖14是表示第7實施方式的電動機構造的一部分的剖視圖。 圖15是表示第8實施方式的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。
圖16是旋轉變壓器定子77的俯視圖。圖17是圖16的A部放大圖。圖18是圖16的B部放大圖。圖19是在基座板102上形成有基底涂層103的圖。圖20是表示SIN信號勵磁線圈91的構造的圖。圖21是表示絕緣涂層110的圖。圖22是表示跳線128U29的圖。圖23是表示絕緣涂層120的圖。圖24是表示COS信號勵磁線圈92的構造的圖。圖25是涂覆端子部粘接劑的圖。圖26是表示保護膜131的圖。圖27是表示各層構造的剖視示意圖。圖28是表示旋轉變壓器的控制構造的圖。圖29是表示旋轉變壓器轉子93的構造的圖。圖30是表示實車中的干擾磁通的圖。圖31是表示干擾磁通對檢測角度的影響的數據圖。圖32是表示干擾磁通對旋轉變壓器產生的影響的數據圖。圖33是表示以往的內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。
具體實施例方式
第1實施方式 下面，參照附圖詳細說明帶有作為本發明的旋轉檢測器的旋轉變壓器的電動機構 造具體化了的第l實施方式。 圖1以剖視圖表示內置有本實施方式的帶旋轉檢測器的電動機的構造。外側的殼 體由電動機殼體11和蓋殼體20構成。在電動機殼體11的內側固定設置有電動機定子12。 另外，在電動機殼體11中安裝有軸承21。在蓋殼體20的內側也安裝有軸承21，利用一對 軸承21，將作為旋轉軸的電動機軸13保持得能夠旋轉。 在電動機軸13上，隔著引導件14安裝有電動機轉子15，在電動機轉子15內固定 有永磁鐵16。電動機轉子15的左端面抵接于引導件14。在電動機轉子15的右端面抵接 安裝有屏蔽板18。屏蔽板18為銅制板。在屏蔽板18的右側安裝有旋轉變壓器轉子構件 19。關于旋轉變壓器轉子構件19，詳見后述說明。 在電動機軸13中形成有直徑比與引導件14配合的部分的直徑小的階梯部13a。 并且，在階梯部13a的右側形成有直徑比階梯部13a的直徑小的小徑階梯部13b。在階梯 部13a上配合有止擋件17。在止擋件17的右端形成有鉚接部17a。小徑階梯部13b隔著 隔離件22抵接于軸承21的內側環的側面。 在電動機軸13上裝配引導件14，在引導件14上裝配電動機轉子15。接著，在將 屏蔽板18及旋轉變壓器轉子構件19裝配于止擋件17的鉚接部17a的外周的狀態下，使止 擋件17的鉚接部17a朝向外側，利用未圖示的鉚接工具將它們鉚接。由此，引導件14、電動 機轉子15、屏蔽板18及旋轉變壓器轉子構件19固定于電動機軸13。
此時，由于鉚接工具將鉚接部17a均等地鉚接，因此，旋轉變壓器轉子構件19能夠 相對于電動機軸13的軸心以較高的精度安裝。 另一方面，在蓋殼體20的內表面定位固定有旋轉變壓器定子構件23。關于旋轉變 壓器定子構件23，詳見后述說明。 接著，說明旋轉變壓器轉子構件19。圖2表示旋轉變壓器轉子構件19的俯視圖， 圖3通過圖2中的A-A剖視圖表示旋轉變壓器轉子構件19。 旋轉變壓器轉子構件19呈在中心形成有圓形的中心孔的圓板形狀。直徑為100 150mm。旋轉變壓器轉子構件19的材質是PPS樹脂或LCP液晶聚合物，其厚度為3 5mm。
在旋轉變壓器轉子構件19的一個表面上形成有4處旋轉變壓器轉子圖案30A、 30B、30C、30D(以下也統稱為"旋轉變壓器轉子圖案30")。在旋轉變壓器轉子構件19的中 心附近還形成有旋轉變壓器圖案31。利用噴墨打印機形成旋轉變壓器轉子圖案30及旋轉 變壓器圖案31。作為墨，使用的是在分散劑中分散銀粒子而成的銀膏。在以10 20ym的 厚度涂覆銀膏之后進行燒制。通過燒制而使分散劑升華，在旋轉變壓器轉子構件19的表面 固定附著厚度為2 5 ii m的銀薄膜。旋轉變壓器定子第1圖案51、旋轉變壓器圖案57以 及旋轉變壓器第2圖案52的寬度為0. 5mm。 在旋轉變壓器轉子圖案30及旋轉變壓器圖案31的表面形成有厚度為lOym的由 聚酰亞胺構成的絕緣層。該絕緣層也是在涂覆聚酰亞胺之后進行燒制而成。
在形成的旋轉變壓器轉子構件19的內部，通過嵌入成形而在與被旋轉變壓器轉 子圖案30包圍的中間位置相對應的位置內置有輔助芯42，在與旋轉變壓器圖案31相對應 的位置內置有輔助芯41。輔助芯42用于增強由旋轉變壓器轉子構件19產生的磁場，輔助 芯41用于增強由旋轉變壓器圖案31產生的磁場。 4個旋轉變壓器轉子圖案30A、30B、30C、30D在被劃分為90度的區間中分別形成為 環狀。在形成了 4個旋轉變壓器轉子圖案30A、30B、30C、30D之后，除各圖案的端子部附近 之外，通過燒制形成由聚酰亞胺構成的絕緣層。而且，在該絕緣層上形成用于連接旋轉變壓 器轉子圖案30A的一端34和旋轉變壓器轉子圖案30B的一端的連接線(連接圖中37A和 37B的連接線)。該連接線利用噴墨打印機形成。 另外，旋轉變壓器轉子圖案30A的一端34通過同樣的連接線連接于旋轉變壓器圖 案31的一端36。旋轉變壓器轉子圖案30B的另一端通過同樣的連接線連接于旋轉變壓器 轉子圖案30C的一端。旋轉變壓器轉子圖案30C的另一端通過連接線(連接圖中37C和 37D的連接線)連接于旋轉變壓器轉子圖案30D的一端。另外，旋轉變壓器轉子圖案30D的 另一端34通過同樣的連接線連接于旋轉變壓器圖案31的另一端35。 之后，在連接線及端子部上，通過燒制形成由聚酰亞胺構成的絕緣層。由此，通過 磁場的變化，由4個旋轉變壓器轉子圖案30A、30B、30C、30D產生的感應電流的總和流入到 旋轉變壓器圖案31中。 在本實施方式中，通過在相同的面上將連接線做成多層構造來進行連接，但也可 以使用通孔而利用背面來連接。 接著，說明旋轉變壓器定子構件23。旋轉變壓器定子構件23呈在中心形成有圓形 的中心孔的圓板形狀。直徑為100 150mm。旋轉變壓器定子構件23的材質是PPS樹脂或 LCP液晶聚合物，其厚度為3 5mm。
旋轉變壓器定子構件23嵌合粘接在定位凸部20a的內側，該定位凸部20a在蓋殼 體20的內表面形成為圓周狀的凸部。由此，旋轉變壓器定子構件23借助軸承21相對于電 動機軸13的軸心定位。 在本實施方式中，旋轉變壓器轉子構件19的表面的旋轉變壓器轉子圖案30與旋 轉變壓器定子構件23的表面的旋轉變壓器定子第2圖案52之間的距離被設定為約1. 5mm。
圖4表示旋轉變壓器定子第1圖案51。如圖4所示，在旋轉變壓器定子構件23的 一個表面上形成有4處旋轉變壓器定子第1圖案51A、51B、51C、51D。在旋轉變壓器定子構 件23的中心附近還形成有旋轉變壓器圖案57。 并且，在旋轉變壓器定子第1圖案51及旋轉變壓器圖案57的表面形成有厚度為 lOym的聚酰亞胺絕緣層。該絕緣層也是在涂覆聚酰亞胺之后進行燒制而成的。而且，在該 絕緣層的表面，形成有圖5所示的旋轉變壓器定子第2圖案52，該旋轉變壓器定子第2圖案 52相對于旋轉變壓器定子第1圖案51重疊且錯開90度的相位。 旋轉變壓器定子第1圖案51 、旋轉變壓器圖案57及旋轉變壓器定子第2圖案52利 用噴墨打印機來形成。作為墨，使用在分散劑中分散銀粒子而成的銀膏。在以10 20ym 的厚度涂覆銀膏之后進行燒制。通過燒制而使分散劑升華，在轉變壓器定子構件23的表面 固定附著厚度為2 5 ii m的銀薄膜。旋轉變壓器定子第1圖案51、旋轉變壓器圖案57及 旋轉變壓器定子第2圖案52的寬度為0. 5mm。 在旋轉變壓器定子第2圖案52的表面形成有厚度為lOym的由聚酰亞胺構成的 絕緣層。該絕緣層也是在涂覆聚酰亞胺之后進行燒制而成。 4個旋轉變壓器定子第1圖案51A、51B、51C、51D分別如圖2、圖3中所說明的相同 地、通過連接線來連接。在旋轉變壓器定子第1圖案51中形成有一對輸入端子53。如圖6 所示，輸入端子53連接于驅動電路56。圖6是表示旋轉變壓器的控制構造的電路框圖。
另外，4個旋轉變壓器定子第2圖案52A、52B、52C、52D分別通過與圖2、圖3中說 明的相同的連接線來連接。在旋轉變壓器定子第2圖案52中形成有一對輸入端子53。如 圖6所示，輸入端子53連接于驅動電路56。 接著，說明控制構造。如圖6所示，產生作為第1勵磁信號的7. 2kHz的sin曲線 (Asin"t)、及作為第2勵磁信號的7. 2kHz的cos曲線(Acos"t)的驅動電路56，連接于旋 轉變壓器定子第1圖案51及旋轉變壓器定子第2圖案52。自驅動電路56向旋轉變壓器 定子第1圖案51供給sin曲線，自驅動電路56向旋轉變壓器定子第2圖案52供給cos曲 線。sin曲線與cos曲線的振幅相同，它們的相位錯開90度。 在旋轉變壓器轉子圖案30中，產生作為輸出信號的ABsin("t+e)來作為感應電 流。輸出信號通過旋轉變壓器圖案31、57被輸入到設置在定子側的比較器54中。另一方 面，自驅動電路56向比較器55中輸入sin曲線(Asin"t)。 為了避免由噪聲導致的誤檢測，位置計算器58將對噪聲不響應的不靈敏區作為 滯后電壓，將規定的滯后電壓輸入到用于檢測零交叉點的比較器54中。
同樣，對于比較器55，為了避免由噪聲導致的誤檢測，位置計算器58將對噪聲不 響應的不靈敏區作為滯后電壓而將該滯后電壓輸入到用于檢測零交叉點的比較器55中。
接著，說明具有上述構造的旋轉變壓器的作用。在旋轉變壓器定子第1圖案51中 勵磁作為第1勵磁信號Sl的sin曲線(Asin " t)，在旋轉變壓器定子第2圖案52中勵磁作
12為第2勵磁信號的cos曲線，從而，在旋轉變壓器轉子圖案30中作為感應電流而產生輸出信號S2、即ABsin(" t+ e )。輸出信號S2借助旋轉變壓器圖案31、57被輸出到設置在定子側的比較器54中。另一方面，自驅動電路56向比較器55中輸入作為第1勵磁信號SI的sin曲線(Asin"t)。位置計算器58由比較器54的零交叉點檢測時機與比較器55的零檢測點檢測時機的錯開計算電動機轉子15的旋轉角度。 如以上詳細說明的那樣，采用本實施方式的帶旋轉檢測器(旋轉變壓器)的電動機構造，由于旋轉變壓器具有固定設置于蓋殼體20內、在表面形成薄膜狀的旋轉變壓器定子第1圖案51及旋轉變壓器定子第2圖案52的圓板狀的旋轉變壓器定子構件23、和固定設置于電動機轉子15的端面、在表面形成薄膜狀的旋轉變壓器轉子圖案30的圓板狀的旋轉變壓器轉子構件19，將薄膜狀的旋轉變壓器定子第1圖案51與旋轉變壓器轉子圖案30在電動機軸13的軸心方向上相面對地配置、將薄膜狀的旋轉變壓器定子第2圖案52與旋轉變壓器轉子圖案30在電動機軸13的軸心方向上相面對地配置，因此，能夠縮短旋轉變壓器在電動機軸13的軸心方向上所占的長度。 另外，由于利用噴墨打印機將旋轉變壓器轉子圖案30在旋轉變壓器轉子構件19的表面形成為薄膜圖案，能夠高精度地將薄膜圖案形成為lOym以下的厚度，而且，能夠形成正確的寬度的薄膜圖案，因此，能夠提高旋轉變壓器的精度。 并且，旋轉變壓器轉子圖案30是通過由噴墨打印機涂覆在分散劑中分散銀粒子而成的墨液之后進行燒制而固定附著于旋轉變壓器轉子構件19上的，因此，能夠將薄膜圖案切實地固定于旋轉變壓器轉子構件19上。 另外，由于在電動機轉子15與旋轉變壓器轉子構件19之間具有屏蔽板18，較少受到由安裝在電動機轉子15內的永磁鐵16的磁場帶來的影響、以及由電動機定子12產生的存在變化的磁場所帶來的影響，因此，能夠高精度地檢測旋轉角度。并且，由于屏蔽構件為銅板的屏蔽板18或鍍銅，因此，能夠充分地屏蔽磁力線。
第2實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳的第2實施方式。 另外，由于以下說明的各實施方式的大部分內容與第1實施方式相同，因此，對相同的部分標注與第1實施方式相同的附圖標記而省略說明，以下僅說明不同點。
圖7是表示內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。如圖7所示，屏蔽板18及旋轉變壓器轉子構件19借助隔離件61固定于電動機軸13的階梯部13a上。S卩，通過將隔離件61壓入到階梯部13a與屏蔽板18的內徑部、旋轉變壓器轉子構件19的內徑部之間，從而確定屏蔽板18及旋轉變壓器轉子構件19相對于電動機軸13的位置并固定。
第3實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳的第3實施方式。 圖8是表示內置有旋轉變壓器的電動機構造的剖視圖。如圖8所示，屏蔽板62及旋轉變壓器轉子構件19直接固定于電動機軸13的階梯部13a上。S卩，階梯部13a與屏蔽板62及旋轉變壓器轉子構件19的內徑部相配合，利用粘接劑將屏蔽板62及旋轉變壓器轉子構件19固定于電動機軸13。
另外，屏蔽板62在其最外周端還具有向旋轉變壓器轉子構件19方向突出的環狀凸部62a。通過具有環狀凸部62a，能夠提高對旋轉變壓器轉子構件19的屏蔽性能。
第4實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳的第4實施方式。 圖9通過剖視圖表示內置有旋轉變壓器的電動機的構造。圖10針對電動機的構造，通過放大剖視圖表示圖9的點劃線橢圓SI之中的部分。圖11將圖10的點劃線圓S2之中的部分放大而通過剖視圖表示本實施方式的特征部分。 在本實施方式中，與第1實施方式的結構的不同點在于，省略第1實施方式的止擋件17及屏蔽板18、縮短電動機軸13的階梯部13a、在電動機轉子15的一端面直接固定設置旋轉變壓器轉子構件19這些點。在本實施方式中，保持旋轉變壓器定子構件23的蓋殼體20由非磁性的導電性材料形成。在蓋殼體20上與之一體地形成有作為屏蔽部的圓筒部20b，該圓筒部20b為使蓋殼體20沿著旋轉變壓器轉子構件19的外周從保持旋轉變壓器定子構件23的外周的部位、即凸部20a起到旋轉變壓器轉子構件19止地突出為圓筒狀。在此，能夠采用鋁作為非磁性的導電性材料。 因而，采用本實施方式的帶旋轉檢測器(旋轉變壓器)的電動機構造，由于從蓋殼體20的凸部20a到旋轉變壓器轉子構件19地使圓筒部20b突出，因此，如圖11中箭頭所示，由電動機定子12產生的磁場在圓筒部20b中轉化為渦電流而變為熱量。因此，能夠降低由電動機定子12產生的磁場對旋轉變壓器定子構件23及旋轉變壓器轉子構件19造成的不良影響，從而能夠提高旋轉變壓器的旋轉角度檢測精度。另外，由于旋轉變壓器轉子構件19與旋轉變壓器定子構件23之間的空隙26被圓筒部20b蓋住，因此，能夠防止異物進入到該空隙26中。結果，能夠防止旋轉變壓器定子第l圖案51、旋轉變壓器定子第2圖案52及旋轉變壓器轉子圖案30等斷線、短路，在這種意義上能夠提高旋轉變壓器的可靠性。并且，能夠利用模具將具有上述功能的圓筒部20b與蓋殼體20 —體成形，不必另外設置該功能零件，不會增加零件件數而提高成本優勢。
第5實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳的第5實施方式。 圖12通過剖視圖表示內置有旋轉變壓器的電動機的構造。在本實施方式中，在省略第1實施方式的止擋件17、縮短電動機軸13的階梯部13a的方面，其構造與第1實施方式不同。在本實施方式中，作為屏蔽構件的屏蔽板18抵接固定于電動機轉子15的右端面，該屏蔽板18上固定有旋轉變壓器轉子構件19。作為屏蔽板18，能夠采用作為非磁性導電性材料的鋁等。在該屏蔽板18的外周緣，與之一體形成有沿著旋轉變壓器轉子構件19的外周以圓筒狀突出至旋轉變壓器定子構件23附近的圓筒部18a。該圓筒部18a的前端與在蓋殼體20上保持旋轉變壓器定子構件23的凸部20a的前端空出間隙地相面對。
因而，采用本實施方式的電動機構造，由于使由非磁性導電性材料構成的屏蔽板18的外周緣突出至旋轉變壓器定子構件23附近地設置圓筒部18a，因此，由電動機定子12產生的磁場在圓筒部18a中轉化為渦電流而變為熱量。因此，能夠降低磁場對旋轉變壓器定子構件23及旋轉變壓器轉子構件19帶來的不良影響，從而能夠提高旋轉變壓器的旋轉角度檢測精度。另外，由于旋轉變壓器轉子構件19與旋轉變壓器定子構件23之間的空隙 26被圓筒部18a蓋住，因此，能夠防止異物進入到該空隙26中。結果，能夠防止旋轉變壓器 定子第1圖案51、旋轉變壓器定子第2圖案52及旋轉變壓器轉子圖案30等斷線、短路，在 這種意義上能夠提高旋轉變壓器的可靠性。并且，能夠利用模具將具有上述功能的圓筒部 18a與屏蔽板18 —體成形，不必另外設置該功能零件，不會增加零件件數而提高成本優勢。
第6實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳 的第6實施方式。 圖13通過剖視圖表示內置有旋轉變壓器的電動機的構造。在本實施方式中，與第 4實施方式不同，將蓋殼體20的凸部20a加長一些，從該凸部20a到旋轉變壓器轉子構件 19之間設有由非磁性導電性材料構成的圓筒形的屏蔽構件27。該屏蔽構件27的基端部固 定在凸部20a的內側，其前端部覆蓋旋轉變壓器轉子構件19的外周緣。能夠采用鋁作為非 磁性的導電性材料。 因而，采用本實施方式的電動機構造，由于由非磁性導電性材料構成的圓筒形的 屏蔽構件27從蓋殼體20的凸部20a設置到旋轉變壓器轉子構件19的外周緣，因此，由電 動機定子12產生的磁場在屏蔽構件27中轉化為渦電流而變為熱量。因此，能夠降低磁場 對旋轉變壓器定子構件23及旋轉變壓器轉子構件19造成的不良影響，從而能夠提高旋轉 變壓器的旋轉角度檢測精度。另外，由于旋轉變壓器轉子構件19與旋轉變壓器定子構件23 之間的空隙26被圓筒形的屏蔽構件27蓋住，因此，能夠防止異物進入到該空隙26中。結 果，能夠防止旋轉變壓器定子第1圖案51、旋轉變壓器定子第2圖案52及旋轉變壓器轉子 圖案30等斷線、短路，在這種意義上能夠提高旋轉變壓器的可靠性。此外，能夠將屏蔽效果 高于蓋殼體20的屏蔽效果的材料用于屏蔽構件27，從而與第1實施方式相比能夠提高磁場
的屏蔽效果。 第7實施方式 接著，根據附圖詳細說明將本發明的帶旋轉檢測器的電動機構造具體化了的最佳 的第7實施方式。 圖14通過剖視圖表示內置有旋轉變壓器的電動機的構造。在本實施方式中，與第 5實施方式不同，使屏蔽板18的圓筒部18a的前端與用于保持旋轉變壓器定子構件23的凸 部20a的外周相面對。 因而，采用本實施方式的電動機構造，能夠獲得與第5實施方式同等的作用效果。 此外，由于圓筒部18a的前端與凸部20a的外周相面對，因此，旋轉變壓器轉子構件19與旋 轉變壓器定子構件23之間的空隙26會被更嚴密地蓋住，能夠更有效地防止異物進入到該 空隙26中。 第8實施方式 參照
本發明的第8實施方式。 圖15是簡單地表示第1實施方式的電動機構造的剖視圖。 電動機10是包括殼主體79、殼罩71、電動機定子72、電動機轉子73、電動機軸74 和電動機軸承76a、76b的無刷電動機。 殼主體79及殼罩71是通過鑄造鋁合金等來制作的，在殼主體79中裝配有電動機
15軸承76b，在殼罩71中裝配有電動機軸承76a，電動機軸承76a、76b支承電動機軸74，使電 動機軸74能旋轉。 在殼主體79的內周固定有電動機定子72。電動機定子72具有線圈，通過通電而 產生磁力。 另一方面，在電動機軸74上固定有具有永磁鐵的電動機轉子73。電動機定子72 和電動機轉子73分開規定距離地被保持，通過對電動機定子72通電來使電動機轉子73旋 轉，產生驅動力而向電動機軸74傳遞動力。 在電動機轉子73的端面隔著作為非磁性體且導電性的屏蔽板78固定設置有旋轉 變壓器轉子75。在本實施方式中，作為非磁性體平板的屏蔽板78使用銅板，但也可以由黃 銅、鋁構成。 在殼罩71上固定有旋轉變壓器定子77，在組裝了殼主體79和殼罩71的狀態下， 旋轉變壓器轉子75與旋轉變壓器定子77分開規定距離地配置。雖然使規定距離G較小能 夠提高旋轉變壓器80的檢測精度，但也需在考慮到尺寸公差、由溫度導致的尺寸變化等基 礎之上來決定規定距離G。 圖28是表示旋轉變壓器的位置檢測控制的框圖。 旋轉變壓器80由電路88及傳感器部89構成，該電路88由2X構成。電路88由 SIN信號產生器81、載波產生器82、 COS信號產生器83、第1調制器84、第2調制器85、檢 波器86及相位差檢測器87構成。傳感器部89由SIN信號勵磁線圈91、C0S信號勵磁線圈 92、檢測線圈93、轉子側旋轉變壓器94及定子側旋轉變壓器95構成。 如圖28所示，產生7.2kHz的SIN信號波的SIN信號產生器81連接于第1調制器 84。產生7. 2kHz的COS信號波的COS信號產生器83連接于第2調制器85。
另外，產生500kHz的載波的載波產生器82連接于第1調制器84、第2調制器85。 另外，SIN信號產生器81連接于相位差檢測器87。檢波器86連接于相位差檢測器87。
第1調制器84連接于SIN信號勵磁線圈91，第2調制器85連接于COS信號勵磁 線圈92。 檢測線圈93連接于轉子側旋轉變壓器94，定子側旋轉變壓器95連接于檢波器 86。 接著，詳細說明SIN信號勵磁線圈91、C0S信號勵磁線圈92的構造。
圖16以俯視圖表示旋轉變壓器定子77的構造。圖27以示意性的剖視圖表示旋 轉變壓器定子77的構造。如27所示，旋轉變壓器定子77是在表面形成有基底涂層103的 基座板102上依次層疊SIN信號勵磁線圈91、絕緣涂層110、跳線128、129、絕緣涂層120、 C0S信號勵磁線圈92、絕緣外涂層131而構成的。以下說明各層。 基座板102是PPS樹脂制的環狀平板。在基座板102的外周形成有具有連接端子 的凸部102a。 圖19表示在基座板102的上表面形成有基底涂層103的狀態。基底涂層103未 形成于凸部102a的上表面。基底涂層103用于使基座板102的表面平滑。
圖20表示用噴墨打印機在基底涂層103的上表面涂覆SIN信號勵磁線圈91后的 狀態。在SIN信號勵磁線圈91中，4組SIN信號勵磁線圈91A、91B、91C、91D配置在錯開90 度的位置。各線圈的匝數為7匝。4組SIN信號勵磁線圈91A、91B、91C、91D上，在其內周側具有內周端部104A、 104B、 104C、 104D，在其外周側具有外周端部105A、 105B、 105C、 105D。 各線圈在自內周端部104起朝向外周稍稍帶有間隙地逐次環繞而形成7匝，到達外周端部 105。 另外，SIN信號勵磁線圈91A的一端連接于外部端子109。另外，SIN信號勵磁線 圈91B的一端連接于外部端子108。 另外，利用噴墨打印機在SIN信號勵磁線圈91的內周側涂覆有構成定子側旋轉變 壓器95的一部分的變壓器95A。變壓器95A的一端連接于外部端子106。變壓器95A的另 一端連接于變壓器端部107。 圖21表示涂覆在SIN信號勵磁線圈91上的絕緣涂層110的俯視圖。在絕緣涂層 110上，在與內周端部104A、104B、104C、104D相對應的位置形成有通孔lllA、lllB、lllC、 lllD。另外，在與外周端部105A、105B、105C、105D相對應的位置形成有通孔112A、112B、 112C、112D。 另外，在絕緣涂層110的與變壓器端部107相對應的位置形成有通孔113。另夕卜， 在絕緣涂層110的與外部端子106相對應的位置形成有切口部110a。利用通孔而進行配線 方法見后述說明。 圖22表示用噴墨打印機在絕緣涂層110的上表面涂覆跳線128、129后的狀態。跳 線128是SIN信號勵磁線圈91用的跳線，跳線129是COS信號勵磁線圈92用的跳線。在 對圖24的COS信號勵磁線圈92進行說明之后詳細說明跳線128、 129。
另外，如圖22所示，利用噴墨打印機在跳線128U29的內周側涂覆有構成定子側 旋轉變壓器95的一部分的變壓器95B。變壓器95B的一端連接于外部端子126。變壓器 95B的另一端通過通孔113連接于變壓器端部107。 圖23表示涂覆在跳線128U29上的絕緣涂層120的俯視圖。另夕卜，圖24表示用 噴墨打印機在絕緣涂層120的上表面涂覆COS信號勵磁線圈92后的狀態。在COS信號勵 磁線圈92中，4組COS信號勵磁線圈92A、92B、92C、92D配置在彼此錯開90度的位置。各線 圈的匝數為6匝。COS信號勵磁線圈92A、92B、92C、92D相對于SIN信號勵磁線圈91A、91B、 91C、91D彼此錯開45度相位地形成。 4組C0S信號勵磁線圈92A、92B、92C、92D在其內周側具有內周端部115A、115B、 115C、115D，在其外周側具有外周端部116A、116B、116C、116D。各線圈在自內周端部115起 朝向外周稍稍帶有間隙地逐次環繞而形成6匝，到達外周端部116。 另外，COS信號勵磁線圈92A的一端連接于外部端子118。另外，COS信號勵磁線 圈92D的一端連接于外部端子117。 如圖23所示，在絕緣涂層120上，在與COS信號勵磁線圈92A、92B、92C、92D的內 周端部115A、115B、115C、115D相對應的位置形成有通孔121A、121B、121C、121D。另夕卜，在與 外周端部116A、116B、116C、116D相對應的位置形成有通孔122A、 122B、 122C、 122D。
另外，在絕緣涂層120的與外部端子106、 126相對應的位置形成有切口部120a。
接著，說明跳線128的連接方法。如圖20 圖22所示，外部端子108連接于SIN 信號勵磁線圈91B的一端，然后繞逆時針方向形成7匝線圈而連接于內周端部104B。內周 端部104B通過通孔111B連接于跳線128B的一端。跳線128B的另一端通過通孔112B連 接于外周端部105B。
如圖20 圖22所示，外周端部105B連接于SIN信號勵磁線圈91C的外周端部 105C。外周端部105C通過通孔112C連接于跳線128C的一端。跳線128C的另一端通過通 孔111C連接于內周端部104C。從內周端部104C起繞順時針方向形成7匝線圈而連接于 SIN信號勵磁線圈91D的一端，再繞逆時針方向形成7匝線圈而連接于內周端部104D。
內周端部104D通過通孔111D連接于跳線128D的一端。跳線128D的另一端通過 通孔112D連接于外周端部105D。 外周端部105D連接于SIN信號勵磁線圈91A的外周端部105A。外周端部105A通 過通孔112A連接于跳線128A的一端。瑕機128A的另一端通過通孔111A連接于內周端部 104A。從內周端部104A起繞順時針方向形成7匝線圈而連接于外部端子109。
接著，說明跳線129的連接方法。如圖24所示，外部端子118連接于C0S信號勵 磁線圈92A的一端，然后繞逆時針方向形成7匝線圈而連接于內周端部115A。如圖22及圖 23所示，內周端部115A通過通孔121A連接于跳線129A的一端。跳線129A的另一端通過 通孔122A連接于外周端部116A。 如圖24所示，外周端部116A連接于COS信號勵磁線圈92B的外周端部116B。外 周端部116B通過通孔122B連接于跳線129B的一端。跳線129B的另一端通過通孔121B 連接于內周端部115B。從內周端部115B起繞順時針方向形成7匝線圈而連接于COS信號 勵磁線圈92C的一端，再繞逆時針方向形成7匝線圈而連接于內周端部115C。
內周端部115C通過通孔121C連接于跳線129C的一端。跳線129C的另一端通過 通孔122C連接于外周端部116C。 外周端部116C連接于C0S信號勵磁線圈92D的外周端部116D。外周端部116D通 過通孔122D連接于跳線129D的一端。跳線129D的另一端通過通孔121D連接于內周端部 115D。從內周端部115D起繞順時針方向形成7匝線圈，環繞C0S信號勵磁線圈92A的外周 而連接于外部端子117。 接著，說明旋轉變壓器95的連接方法。 如圖20、圖21所示，以外部端子106為一端而形成為圓周狀的旋轉變壓器95A，其 另一端107通過通孔113連接于圖22的旋轉變壓器95B的一端。旋轉變壓器95B的另一 端連接于外部端子126。 接著，如圖25所示，在端子部涂覆導電性粘接劑而做成外部端子且連接于外部 線。圖17及圖18表示涂覆導電粘接劑而形成外部端子106、 126、 108、 109、 117、 118的狀態。
圖17表示外部端子106、 126與旋轉變壓器95A、95B的連接構造。其中，(b)是圖 16中的A部放大圖，(a)是(b)的剖視圖。 圖18表示外部端子117的連接構造。其中，(a)是圖16中的B部放大圖，(b)是 (a)的剖視圖。 接著，如圖26所示，表示包括凸部102a在內對整體覆蓋涂層而形成保護膜131的 狀態。 接著，說明形成有檢測線圈93的旋轉變壓器轉子75。圖29以分解立體圖表示旋 轉變壓器轉子75的構造。(e)表示旋轉變壓器轉子75的基座板161。 (d)表示形成在基座 板161的表面的第1線圈層162。 (c)表示用于使第1線圈層162與第2線圈層164絕緣 的層間絕緣層163。 (b)表示形成在層間絕緣層163上的第2線圈層164。 (a)表示由絕緣
18樹脂構成、作為保護膜的外涂層(overcoat) 165。 如(e)所示，基座板161是在中心具有圓形孔的圓盤狀，是向鋁、黃銅等非磁性導 電性金屬制且表面形成有凹部的板161a的凹部中填充PPS等樹脂并使樹脂凝固而制成的。
第1線圈層162包括4個檢測線圈162a、162b、162c、162d。第2線圈層164也包 括4個檢測線圈164a、164b、164c、164d。檢測線圈162a、 162b、 162c、 162d的一端連接于旋 轉變壓器166的一端。檢測線圈162a、162b、162c、162d的另一端通過通孔163a連接于第 2線圈層164的4個檢測線圈164a、164b、164c、164d的一端。檢測線圈164a、 164b、 164c、 164d的另一端連接于旋轉變壓器167的一端。旋轉變壓器166的另一端通過通孔與旋轉變 壓器167的另一端連接。 由此，在接受由勵磁線圈產生的磁通而由檢測線圈162、164產生感應電流時，電 流流入旋轉變壓器166、 167。 通過由該感應電流產生的磁通來在旋轉變壓器定子側的旋轉變壓器95中產生感
應電流。通過解析該感應電流，能夠計算旋轉變壓器轉子的旋轉位置。 采用本實施方式，由于將旋轉變壓器166形成于第1線圈層162，將旋轉變壓器
167形成于第2線圈層164，能夠減小旋轉變壓器在1個線圈層中的占有面積，因此，能夠減
小旋轉變壓器的外形尺寸。 接著，說明本實施方式的旋轉變壓器構造的效果。圖30表示在混合動力汽車中 由電動機定子產生的磁通，即對于旋轉變壓器來說表示的是干擾磁通的強度。縱軸是磁通 量(單位mT)，橫軸表示條件。在穩定狀態(100km/h)下，約為7mT。在從60km/h加速到 100km/h的中間加速狀態下，約為24mT。在從0km/h加速到50km/h的零起動加速狀態下， 約為32mT/h。 圖31表示在作為干擾磁通給予39mT的情況下的旋轉變壓器的檢測角度變化量。 縱軸表示檢測角度變化，橫軸表示電角度。H是本發明的旋轉變壓器的數據，J表示以往的 旋轉變壓器的數據。在以往的旋轉變壓器構造中，在所有的電角度中都發生檢測角度變化 (誤差)。與此相比，采用本發明的旋轉變壓器構造則在幾乎所有的電角度中都未發生檢測 角度變化(誤差)。 圖32表示在改變干擾磁通時旋轉變壓器所受到的影響。縱軸是檢測角度變化(誤 差)，橫軸表示干擾磁通(mT)。 H是本發明的旋轉變壓器的數據，J表示以往的旋轉變壓器 的數據。在以往的旋轉變壓器中，干擾磁通增加時，檢測角度變化(誤差)也成正比地增加。 采用本發明的旋轉變壓器，則即使干擾磁通增加，檢測角度變化(誤差)也幾乎不增加。
接著，說明具有上述構造的旋轉變壓器的作用。在旋轉變壓器定子77的SIN信號 勵磁線圈91中激勵作為被500kHz的載波調幅后的第1勵磁信號Sl的sin曲線(Asin " t)。 另外，在C0S信號勵磁線圈92中激勵作為被500kHz的載波調幅后的第2勵磁信號的cos曲 線，從而，在旋轉變壓器轉子圖案94中產生輸出信號ABsin (" t+e )作為感應電流。輸出信
號借助旋轉變壓器圖案94、95經由設置在定子側的檢波器86、被輸出到相位檢測器87中。 另一方面，自驅動電路81向相位檢測器87中輸入作為第l勵磁信號的sin曲線(Asin"t)。 由相位檢測器87的零交叉點檢測時機的錯開，相位檢測器87計算電動機轉子73的旋轉角 度。 如以上詳細說明的那樣，采用本實施方式的旋轉變壓器構造，該帶旋轉檢測器的電動機構造包括固定設置有電動機定子72和軸承76a、76b的殼體71、79、和具有旋轉自由 地支承于軸承76a、76b的電動機轉子73的旋轉軸74，為了檢測電動機轉子73的旋轉角度， 將旋轉變壓器的旋轉變壓器定子77附設于殼體71，將旋轉變壓器轉子75附設于電動機轉 子73，其特征在于，旋轉變壓器轉子75由空芯線圈構成且設置在電動機轉子73的端面，旋 轉變壓器定子77由空芯線圈構成，因此，通過除去輔助芯，不會出現電動機定子72所產生 的干擾磁通通過輔助芯對旋轉變壓器定子77產生影響的情況，能夠降低旋轉變壓器定子 77自電動機定子72受到的噪聲，不會降低旋轉變壓器的角度檢測精度。在此，可以除去輔 助芯的原因在于，由于以500kHz的高頻勵磁，因此，即使是微小的信號也能夠充分地檢測。
另外，即使在旋轉變壓器受到具有高磁通密度的干擾磁場的影響時，由于沒有鐵 芯，因此，不會出現鐵芯磁飽和，旋轉變壓器能夠始終正常地發揮功能。
另外，由于采用高頻，能夠將旋轉變壓器定子77的匝數減少為幾匝(本實施方式 中為7匝)，因此，不易受到100kHz以下的噪聲影響。在本實施方式中，以7匝構成SIN信 號勵磁線圈91及COS信號勵磁線圈92，但也可與電動機的轉速、磁極數相結合而以4 7 匝構成。 另外，由于本實施方式的旋轉變壓器較少受到來自電動機的噪聲的影響，因此，能 夠將薄膜狀的旋轉變壓器定子77與旋轉變壓器轉子75在旋轉軸的軸心方向上相面對地配 置，能夠縮短旋轉變壓器在旋轉軸的軸心方向上所占的長度，從而能夠使電動機小型化。
本實施方式還以在旋轉變壓器轉子75與電動機轉子73的端面之間具有作為非磁 性且導電性的平板的屏蔽板78為特征，由電動機定子72產生的磁通在基座板102或屏蔽 板78的表面產生渦電流而轉化為熱量，因此，能夠減少到達旋轉變壓器定子77的磁通，能 夠降低旋轉變壓器定子77自電動機定子72受到的噪聲，不會降低旋轉變壓器的角度檢測 精度。 本實施方式還以空芯線圈由導電墨形成為特征，因此，能夠將薄膜圖案做成10 ym 以下的厚度而高精度地形成，而且，由于能夠形成正確的寬度的薄膜圖案，因此，能夠提高 旋轉變壓器的精度。 并且，通過利用噴墨打印機在旋轉變壓器轉子構件上涂覆在分散劑中分散了銀粒 子的墨液、然后進行燒制而使薄膜圖案固定附著于旋轉變壓器轉子構件，因此，能夠將薄膜 圖案可靠地固定于旋轉變壓器轉子構件上。 本實施方式的特征還在于，空芯線圈具有將SIN信號勵磁線圈91、作為第1絕緣層 的絕緣涂層110、形成有跳線128U29的層、作為第2絕緣層的絕緣涂層120、C0S信號勵磁 線圈92層疊的構造，上述各層分別形成有通孔，處于各層上側的層的導電墨通過通孔111、 112、121、122與處于下側的層的導電墨相連接，因此，僅通過形成各層并利用噴墨來形成空 芯線圈，就能夠高效地制造旋轉變壓器定子77，因此，能夠降低制造成本。
本實施方式的特征還在于，作為旋轉變壓器定子的勵磁信號，使用300kHz 500kHz的信號、或者1. 8腿z 2. 7腿z的信號，因此，在混合動力汽車中，較少給AM無線 電及FM無線電帶來無線電噪聲。由于無線電在500kHz以上的區域中使用，因此，只要是 500kHz以下的勵磁信號，就很少給無線電帶來噪聲。在500kHz的條件下，本發明的旋轉變 壓器的S/N比(信噪比)足夠大。在300kHz的條件下，S/N比雖減小為500kHz的S/N比 的1/2左右，但仍在實用范圍內。
另外，由于使用300kHz以上的勵磁信號，能夠利用高通濾波器容易地濾掉最大也 只是10kHz左右的電動機噪聲，因此，能夠提高旋轉變壓器的角度檢測精度。另外，由于將 匝數減少為使旋轉變壓器以高頻耦合，因此，100kHz以下的噪聲信號變得難以耦合。
本發明除上述各實施方式之外還能夠進行各種應用。例如，在上述各實施方式中， 將銅制的屏蔽板18用作屏蔽構件，但也可以使用黃銅制的屏蔽板。另外，也可以使用具有 一定厚度的鍍銅或鋁。 另外，在上述第1實施方式中，利用噴墨打印機(噴墨法)形成作為薄膜圖案的旋 轉變壓器轉子圖案30及旋轉變壓器圖案31、以及旋轉變壓器定子第1圖案51、旋轉變壓器 圖案57及旋轉變壓器定子第2圖案52，但也可以利用蒸鍍法、濺射法、電鍍法或者蝕刻法形 成薄膜圖案。 另外，在上述第4實施方式中，由鋁等非磁性導電性材料形成蓋殼體20及圓筒部 20b，但也可以由鐵等磁性體形成該蓋殼體20及圓筒部20b。 另外，在上述第5及第7實施方式中，由鋁等非磁性導電性材料形成屏蔽板18及 圓筒部18a，但也可以由鐵等磁性體形成該屏蔽板18及圓筒部18a。 另外，在上述實施方式6中，由鋁等非磁性導電性材料形成屏蔽構件27，但也可以 由鐵等磁性體形成屏蔽構件。 另外，本發明并不限定于上述實施方式，能夠在不脫離發明主旨的范圍內如下地 實施。 工業實用件 本發明能夠用于例如混合動力汽車、電動汽車等的電動機。
權利要求
一種帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于，該帶旋轉檢測器的電動機構造包括殼體、設置于上述殼體的定子、設置于上述殼體的軸承、借助上述軸承支承于上述殼體且能夠相對于上述殼體自由旋轉的旋轉軸、能夠與上述旋轉軸一體旋轉地設置的轉子、和用于檢測上述轉子的旋轉角度的旋轉變壓器，上述旋轉變壓器包括受上述殼體保持且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器定子構件、和設置于上述轉子的端面且在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器轉子構件。
2. 根據權利要求1所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 形成于上述旋轉變壓器轉子構件上的上述薄膜狀線圈是利用噴墨打印機在上述旋轉變壓器轉子構件的表面上作為薄膜圖案而形成的。
3. 根據權利要求2所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 利用上述噴墨打印機將在分散劑中分散了銀粒子的墨液涂覆在上述旋轉變壓器轉子構件上，然后進行燒制，從而使上述薄膜圖案固定附著于上述旋轉變壓器轉子構件上。
4. 根據權利要求1 3中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 在上述轉子與上述旋轉變壓器轉子構件之間設有屏蔽構件。
5. 根據權利要求4所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述屏蔽構件為銅板或鍍銅。
6. 根據權利要求1 5中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述旋轉變壓器定子構件和上述軸承被相對于上述殼體定位。
7. 根據權利要求1 6中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 使對上述旋轉變壓器定子構件外周加以保持的上述殼體的一部分沿著上述旋轉變壓器轉子構件的外周以圓筒形突出至上述旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部。
8. 根據權利要求7所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述殼體及上述屏蔽部由非磁性的導電性材料形成。
9. 根據權利要求7所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述殼體及上述屏蔽部由磁性體形成。
10. 根據權利要求1 6中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 在從對上述旋轉變壓器定子構件外周加以保持的上述殼體的一部分到上述旋轉變壓器轉子構件之間設有圓筒形的屏蔽構件。
11. 根據權利要求10所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述屏蔽構件由非磁性的導電性材料形成。
12. 根據權利要求10所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述屏蔽構件由磁性體形成。
13. 根據權利要求4所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 使設置在上述轉子與上述旋轉變壓器轉子構件之間的上述屏蔽構件的外周緣沿著上述旋轉變壓器轉子構件的外周以圓筒狀突出至上述旋轉變壓器定子構件附近。
14. 根據權利要求13所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述屏蔽構件由非磁性的導電性材料形成。
15. 根據權利要求13所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于，上述屏蔽構件由磁性體形成。
16. —種帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于，該帶旋轉檢測器的電動機構造包括固定設置有電動機定子和軸承的殼體、和具有旋轉 自由地支承于該軸承的電動機轉子的旋轉軸，為了檢測上述電動機轉子的旋轉角度，將旋 轉變壓器的旋轉變壓器定子附設于上述殼體，將旋轉變壓器轉子附設于上述電動機轉子，上述旋轉變壓器轉子由空芯線圈構成且設置在上述電動機轉子的端面；上述旋轉變壓器定子由空芯線圈構成。
17. 根據權利要求16所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 在上述旋轉變壓器轉子與上述電動機轉子的端面之間具有非磁性體平板。
18. 根據權利要求16或17所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述空芯線圈由導電墨形成。
19. 根據權利要求18所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 上述空芯線圈具有將SIN線圈層、第1絕緣層、跳線層、第2絕緣層、C0S線圈層層疊的構造，上述各層分別形成有通孔；處于上述各層的上側的層的上述導電墨通過上述通孔與處于下側的層的上述導電墨 相連接。
20. 根據權利要求16 19中任一項所述的帶旋轉檢測器的電動機構造，其特征在于， 作為上述旋轉變壓器定子的勵磁信號，使用300kHz 500kHz的信號、或者1. 8MHz 2. 7MHz的信號。
全文摘要
本發明提供一種用于縮短電動機軸的軸心方向上的長度且提高旋轉變壓器的角度檢測精度的帶旋轉檢測器的電動機構造。在帶旋轉檢測器的電動機構造的殼體中設有定子、借助軸承旋轉自由地被支承的電動機軸、能夠與電動機軸一體旋轉地設置的轉子和檢測轉子的旋轉角度的旋轉變壓器。旋轉變壓器包括保持于殼體、在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器定子構件、和設置于轉子的端面、在表面形成有薄膜狀線圈的圓板狀的旋轉變壓器轉子構件。保持旋轉變壓器定子構件的外周的殼體的一部分沿著旋轉變壓器轉子構件的外周以圓筒形突出至旋轉變壓器轉子構件而形成屏蔽部。殼體及屏蔽部由非磁性的導電性材料形成。
文檔編號G01D5/12GK101741179SQ20091021141
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月6日 優先權日2008年11月6日
發明者中村健英, 中村孝弘, 井上智昭, 宮嵜洋彰 申請人:愛三工業株式會社
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