旋转角度检测器以及执行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据由于转子的旋转而产生的转子与定子之间的气隙的变化来对检测对象的旋转角度进行检测的旋转角度检测器以及采用该旋转角度检测器的执行器。
【背景技术】
[0002]以往，例如在电动阀门执行器的旋转角度的检测中采用电位计。一般的电位计的结构是由电阻体、轴、电极以及包住这些部件的外壳、罩子等构成，由于结构简单，所以价格便宜，由于在内部没有电子电路，所以具有耐噪声这样的特征。但是，电位计中，电阻体和电极总是接触、滑动，所以具有因老化而发生胡须状的噪声这样的缺陷。
[0003]相对于此，存在有被称为旋转变压器的旋转角度检测器(例如参照专利文献I)。在专利文献I所示的旋转变压器中，如图7所示，在圆环状的定子10的内周，沿周向排列形成有齿部(凸部)11，非正圆形状的转子20位于该定子10内，转子20以旋转中心O为中心进行旋转。而且，以90°间隔形成有四个齿部11，在这些齿部11上卷绕有未图示的励磁用绕组和检测用绕组。
[0004]定子10以及转子20由磁性体构成，转子20为不具有绕组的结构。而且，转子20的形状被构成为使定子10和转子20之间的气隙磁导率伴随着转子20的旋转而呈正弦波状地变化，由此可以对转子20的360°内的任意的旋转角度进行检测。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008-164435号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]上述的旋转变压器也可以用作为对球阀的实际开度进行检测的实际开度传感器，但球阀的阀芯(球状的阀芯)只相对于阀轴旋转0°至超过90°左右(例如105°、120° )，所以应检测的旋转角度在该范围就足够了，不需要能够对360°内的任意的旋转角度进行检测。
[0010]又，球阀优选为即使在狭窄的空间也可以进行设置，由于要求小型化，所以搭载于对球阀的阀芯进行旋转操作从而对通过球阀的流体的流量进行控制的电动阀门执行器内的部件也要求小型化，作为实际开度传感器搭载于电动阀门执行器内的旋转变压器也要求不降低性能地小型化。然而，旋转变压器的定子由于是圆环状所以比较大型，搭载旋转变压器的电动阀门执行器的内部空间需要是以定子的圆环的外径规定的圆形的空间。
[0011]本发明正是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于提供一种能够减小定子的外形从而谋求小型化的旋转角度检测器。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]为了达到这样的目的，本发明具有根据检测对象的角度变化而旋转的、由磁性体构成的转子；以及被设置为包围该转子的、由磁性体构成的定子，所述旋转角度检测器的特征在于:定子具有环状部，所述环状部局部具有缺损地包围转子的周围，在环状部的一方的周端部与另一方的周端部之间的内周部设置有朝向转子的中心的第一凸部，在一方的周端部以及另一方的周端部的内周部设置有朝向转子的中心的第二凸部以及第三凸部，在第一凸部上卷绕有励磁用绕组，在第二凸部以及第三凸部上分别卷绕有检测用绕组。
[0014]在本发明中，定子的结构例如为，第一凸部和所述第二凸部在定子的周向上隔着120。以下的间隔被配置，第一凸部和第三凸部在定子的周向上隔着120。以下的间隔被配置。在该情况下，在定子的环状部上设置有120。以上的缺损。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，在定子的包围转子的环状部的一部分上设置缺损，在定子的环状部的一方的周端部与另一方的周端部之间的内周部设置第一凸部，在定子的一方的周端部以及另一方的周端部的内周部设置第二凸部以及第三凸部，在第一凸部卷绕励磁用绕组，在第二凸部以及第三凸部分别卷绕检测用绕组，因此能够减小定子的外形，以谋求小型化。
【附图说明】
[0017]图1是示出本发明所涉及的旋转角度检测器的一实施形态的主要部分的俯视图。
[0018]图2是示出该旋转角度检测器所采用的转子的俯视图以及截面图。
[0019]图3是对该转子的外形(周缘)的曲率进行说明的图。
[0020]图4是例示转子的旋转角度和输出电压Vl以及V2的关系的图。
[0021]图5是示出将励磁用绕组以及检测用绕组作成空心线圈插入齿部的例子的立体图。
[0022]图6是示出将定子的环状部做成“3”字状的例子的图。
[0023]图7是示出专利文献I所示的旋转变压器的主要部分的图。
【具体实施方式】
[0024]以下，基于附图对本发明的实施形态进行详细说明。图1是示出本发明所涉及的旋转角度检测器的一实施形态的主要部分的俯视图。
[0025]在图1中，I是根据检测对象的角度变化而旋转的由磁性体构成的转子(传感器碟盘)、2是被设置为包围该转子I的由磁性体构成的定子(拾取头)。
[0026]在转子I的中央部设置有与检测对象的旋转轴(未图示)嵌合的嵌合孔la，以点Ol为中心根据检测对象的角度变化而旋转。图2的(a)中示出转子I的俯视图，图2的(b)中示出图2的(a)中的1-1线截面图。
[0027]又，转子I的周面的曲率每120。就发生改变。图3中示出对转子I的周面的曲率进行说明的图。如图3所示，相对于转子I设定以点Ol为原点的X轴和y轴，在将从X轴向逆时针方向的角度设为Θ的情况下，在-90 Θ 5 30。的120。的范围Tl中，转子I的周面(以下称为周缘Tl)为半径rl = (1140-2 Θ )/120的曲线1，在30。兰Θ兰150 °的120。的范围T2中，转子I的周面(以下称为周缘T2)为半径r2 = 9的曲线2，在150 °^ Θ ^ 270。的范围T3中，转子I的周面(以下称为周缘T3)为半径r3 = (780+2 θ)/120的曲线3。另外，半径rl、r2、r3的单位都是mm，1/rl、l/r2、l/r3为周缘T1、T2、T3的曲率。
[0028]另一方面，定子2具有圆弧状的环状部2-0，该环状部2-0以在其局部设置有缺损的形态包围转子I的周围。即，在将定子2的环状部2-0做成了圆环的情况下，环状部2-0的一方的周端部2a与另一方的周端部2b是连接的，但没有进行该连接而设置成缺损。在本实施形态中，以环状部2-0的点Ol为中心的圆弧的角度(中心角)被设为240 °，在周端部2a和周端部2b之间设置有将中心角设为120。的圆弧状的缺损。
[0029]又，在定子2的环状部2-0的一方的周端部2a和另一方的周端部2b之间的内周部的中央，朝向转子I的中心01的第一凸部被设置为齿部2-1。又，在定子2的一方的周端部2a以及另一方的周缘部2b的内周部，朝向转子I的中心01的第二凸部以及第三凸部被设置为齿部2-2以及2-3。而且，在第一齿部2-1上卷绕有励磁用绕组3，在第2齿部2_2以及第3齿部2-3上卷绕有检测用绕组4-1以及4-2。
[0030]在该旋转角度检测器100中，在旋转角度O。的位置上，转子I的被设为半径r2的曲线2的周缘T2(曲率l/r2的周缘T2)与定子2的卷绕有励磁用绕组3的齿部2_1相对，转子I的被设为半径rl的曲线I的周缘Tl (曲率Ι/rl