尤其用于確定平面直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子位置的位置發(fā)送器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尤其用于確定平面直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子的位置的位置發(fā)送器，其具有盆狀或盒狀的軟磁性的基體（01）；至少一個(gè)布置在基體（01）內(nèi)部的永磁體（02），其中，永磁體（02）的南北極軸線垂直于基體（01）的敞開的底面地延伸；在永磁體（02）上布置在兩個(gè)平行于測(cè)量方向的列中的、具有齒結(jié)構(gòu)（04）的極（03），其中，齒結(jié)構(gòu)（04）的齒側(cè)以平行于延伸穿過(guò)永磁體（02）南北極軸線的平面的方式延伸；以及布置在這些極（03）之間用于測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)和/或磁通量的傳感器（05）。
【專利說(shuō)明】尤其用于確定平面直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子位置的位置發(fā)送器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尤其用于確定平面直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子位置的位置發(fā)送器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中公知有平面直接驅(qū)動(dòng)裝置，其也被稱為平面馬達(dá)。對(duì)此示例性地參考W02007/135006A1，其中描述了一種平面直接驅(qū)動(dòng)裝置，其具有帶有能夠磁化的齒的平坦的被動(dòng)單元和帶有用于產(chǎn)生可變磁通量的線圈的主動(dòng)單元。
[0003]根據(jù)本發(fā)明領(lǐng)域的位置發(fā)送器在線性的和平面的直接驅(qū)動(dòng)裝置中用于確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的齒結(jié)構(gòu)的位置。
[0004]由DE19513325A1公開了一種尤其用于在μ范圍內(nèi)進(jìn)行平面的精確定位的霍爾傳感器行程測(cè)量裝置。這種行程測(cè)量裝置的缺點(diǎn)是，磁滯相對(duì)比較大。另一缺點(diǎn)在于傳感器信號(hào)對(duì)于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)速度的依賴性。
[0005]DE10103478A1描述了一種用于電磁步進(jìn)馬達(dá)的銜鐵的位置傳感器。該位置傳感器包括兩個(gè)有多部分的U形磁導(dǎo)體，其中，在每個(gè)磁導(dǎo)體的鐵芯的極上形成齒，并且這些齒的組群坐標(biāo)的差等于(a±0.5)Z (a是任意整數(shù)，Z是齒布置的周期)。在U形磁導(dǎo)體的其中一個(gè)部分上串聯(lián)有永久磁體。磁體感應(yīng)變換器在結(jié)構(gòu)上或在磁關(guān)系上如此安裝在U形磁導(dǎo)體對(duì)的鐵芯的同性磁極對(duì)附近，即，使變換器的輸出信號(hào)直接與這些磁極的磁動(dòng)力的差成比例。這種位置傳感器的缺點(diǎn)是,永久磁體的南北極橫向地在磁導(dǎo)體的齒之間延伸，由此磁通量總是延伸穿過(guò)兩個(gè)極。由此導(dǎo)致所產(chǎn)生的傳感器信號(hào)相對(duì)比較弱并且此外還對(duì)磁干擾場(chǎng)很敏感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]由DE10103478A1出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種位置發(fā)送器，其提供較強(qiáng)的傳感器信號(hào)并且對(duì)磁干擾場(chǎng)相對(duì)比較不敏感。
[0007]根據(jù)附帶的權(quán)利要求1所述的位置發(fā)送器用于解決根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器包括盆狀或盒狀的由軟磁性材料構(gòu)成的基體。在該基體內(nèi)部以如下方式布置有至少一個(gè)永磁體，即，使其南北極軸線垂直于基體的敞開的底面地延伸。在這個(gè)永磁體上布置有成兩個(gè)平行于測(cè)量方向的列的、具有齒結(jié)構(gòu)的極，其中，齒結(jié)構(gòu)的齒側(cè)以平行于包含永磁體的南北極軸線的平面的方式延伸。用于測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)和/或磁通量的傳感器位于這些極之間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)布置永磁體，使在磁回路閉合時(shí)分別產(chǎn)生的磁通量總是僅延伸穿過(guò)發(fā)送器的一個(gè)極。由于這個(gè)原因，可以產(chǎn)生與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯更強(qiáng)的傳感器信號(hào)。由于實(shí)現(xiàn)了較高的磁調(diào)制，所以對(duì)剩余磁場(chǎng)存在較小的干擾敏感性。此外還提供了更高的有效信號(hào)電平。因?yàn)橛来朋w不再布置在發(fā)送器的極之間，所以實(shí)現(xiàn)了極之間更小的側(cè)向間距并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了位置發(fā)送器的更小的延展寬度，這帶來(lái)了對(duì)扭轉(zhuǎn)的敏感性更小的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)各個(gè)極的磁調(diào)制可以單獨(dú)來(lái)調(diào)整。因?yàn)檫@些極不再串聯(lián)，所以也不再存在磁通量相互影響的問題。
[0010]可以形成為一件式或多部分的基體除了其作為發(fā)送器殼體的功能外還用于磁屏蔽，并且因此提供了對(duì)極和傳感器的磁的和電磁的屏蔽。尤其實(shí)現(xiàn)了對(duì)由馬達(dá)氣隙引起的磁干擾場(chǎng)(該場(chǎng)的短路)的屏蔽以及對(duì)電磁場(chǎng)的全面屏蔽。通過(guò)基體的屏蔽功能確保了驅(qū)動(dòng)裝置的磁場(chǎng)僅極小地影響傳感器的測(cè)量信號(hào)。此外，通過(guò)基體還實(shí)現(xiàn)了對(duì)所使用的定子部段恒定的預(yù)磁化。由此在最大程度上防止了由預(yù)磁化引起的對(duì)測(cè)量信號(hào)的干擾。
[0011]在有利的實(shí)施方式中，發(fā)送器包括六個(gè)極。在這種情況下，位于第一列中的極的齒結(jié)構(gòu)以各四分之一周期錯(cuò)開，而布置在第二列中的極的齒結(jié)構(gòu)分別相對(duì)于第一列以半個(gè)周期錯(cuò)開。
[0012]作為產(chǎn)生磁場(chǎng)的源可以使用優(yōu)選形成為磁板的永磁體。但此外也可以使用例如六個(gè)在基體上按一定規(guī)則分布地布置的永磁體。磁板和這些單個(gè)永磁體占據(jù)相同的結(jié)構(gòu)空間。
[0013]根據(jù)另一適宜的實(shí)施方式，位置發(fā)送器形成有八個(gè)極。在該實(shí)施方案中，位于第一列中的第二個(gè)極的齒結(jié)構(gòu)以0.5個(gè)周期錯(cuò)開，位于第一列中的第三個(gè)極的齒結(jié)構(gòu)以0.25個(gè)周期錯(cuò)開，位于第一列中的第四個(gè)極的齒結(jié)構(gòu)以0.75個(gè)周期錯(cuò)開，布置在第二列中的極的齒結(jié)構(gòu)相對(duì)于第一列分別以半個(gè)周期錯(cuò)開。在該實(shí)施方案中也可以使用實(shí)施為磁板的永磁體。作為備選也可以使用八個(gè)永磁體。
[0014]有利的是，將位置發(fā)送器布置在由軟磁性材料構(gòu)成的板上。通過(guò)軟磁性的板閉合了由永磁體、極和盒狀基體組成的磁回路。
[0015]在優(yōu)選實(shí)施方式中，軟磁性的板是具有齒結(jié)構(gòu)的定子部段。在這種情況下，已證明有利的是，各個(gè)極的齒結(jié)構(gòu)的周期對(duì)應(yīng)于定子的齒結(jié)構(gòu)的周期。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、細(xì)節(jié)和改進(jìn)方案由接下來(lái)對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明并參考附圖得出。
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器的俯視圖；
[0018]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器沿圖1中的線A-A的截面圖；
[0019]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器沿圖1中的線B-B的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器包括盆狀或盒狀的軟磁性的基體01?；w01構(gòu)造成一件式的或由多部分的并且在傳感器的側(cè)面和遮蓋面上包圍傳感器。與遮蓋面對(duì)置的底面保持至少部分敞開。在這里示出的實(shí)施方式中，在該基體01的內(nèi)部布置有磁板形式的永磁體02。在備選實(shí)施方式中可以使用多個(gè)單個(gè)的永磁體02。這些單個(gè)磁體與所述磁板在此基本上占據(jù)相同的結(jié)構(gòu)空間。在永磁體02上在兩個(gè)與測(cè)量方向平行的列中分別布置有三個(gè)極03。其他極數(shù)當(dāng)然同樣是可行的。已證明有利的是布置總共八個(gè)極03。
[0021]極03具有齒結(jié)構(gòu)04。齒結(jié)構(gòu)04的齒側(cè)以平行于包含永磁體02的南北極軸線的平面的方式延伸。由尤其從圖1或圖2可以看到的那樣，位于第一列中的極03的齒結(jié)構(gòu)04以各四分之一周期錯(cuò)開。布置在第二列中的極03的齒結(jié)構(gòu)04相對(duì)于第一列分別以半個(gè)周期錯(cuò)開。
[0022]在極03之間布置有傳感器05，其用于測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)和/或磁通量。作為傳感器例如可以使用磁阻傳感器或霍爾傳感器。
[0023]如果根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器布置在軟磁性的板(未示出)上，那么在示出的實(shí)施方式中總共閉合了六個(gè)由永磁體02、極03和基體01構(gòu)成的磁回路。由于永磁體02的垂直于驅(qū)動(dòng)裝置工作面的南北極軸線，每個(gè)回路的磁力線分別僅延伸穿過(guò)發(fā)送器的一個(gè)極03。
[0024]基體01不僅用作發(fā)送器殼體，而且同時(shí)還提供了對(duì)極03以及傳感器05的磁的和電磁的屏蔽。為此，基體01基本上磁閉合，底面例外，極的齒結(jié)構(gòu)04位于該底面中。此外，基體01還提供了對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置在分別被發(fā)送器遮蓋的區(qū)域內(nèi)的工作面的相同類型的恒定的磁化。根據(jù)有利的實(shí)施方式，工作面是定子部段。定子部段具有齒結(jié)構(gòu)。適宜的是，各個(gè)極03的齒結(jié)構(gòu)的周期對(duì)應(yīng)于定子部段的齒結(jié)構(gòu)的周期。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器附著在直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子上或集成在其中。于是發(fā)送器的極優(yōu)選位于帶有轉(zhuǎn)子極齒的平面內(nèi)。
[0026]附圖標(biāo)記列表
[0027]01 -基體
[0028]02 -永磁體
[0029]03 -極
[0030]04 -齒結(jié)構(gòu)
[0031]05 -傳感器
【權(quán)利要求】
1.一種位置發(fā)送器，尤其用于確定平面直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子的位置，所述位置發(fā)送器包括: -盆狀或盒狀的軟磁性的基體(Ol)； -至少一個(gè)布置在所述基體(01)內(nèi)部的永磁體(02)，其中，所述永磁體(02)的南北極軸線垂直于所述基體(01)的敞開的底面地延伸； -在所述永磁體(02)上布置在兩個(gè)平行于測(cè)量方向的列中的、具有齒結(jié)構(gòu)(04)的極(03)，其中，所述齒結(jié)構(gòu)(04)的齒側(cè)以平行于包含所述永磁體(02)的南北極軸線的平面的方式延伸； -布置在所述極(03)之間用于測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)和/或磁通量的傳感器(05)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置發(fā)送器，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括六個(gè)極(03)，其中，位于第一列中的極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)以各四分之一周期錯(cuò)開，而布置在第二列中的極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)相對(duì)于第一列分別以半個(gè)周期錯(cuò)開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置發(fā)送器，其特征在于，所述永磁體被分成多個(gè)永磁體(02),它們?cè)谒龌w(OI)內(nèi)按一定規(guī)則分布并且以所述極中的各一個(gè)極在軸向方向上取向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置發(fā)送器，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括八個(gè)極(03)，其中，位于第一列中的第二個(gè)極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)以0.5個(gè)周期錯(cuò)開，其中，位于第一列中的第三個(gè)極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)以0.25個(gè)周期錯(cuò)開，其中，位于第一列中的第四個(gè)極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)以0.75個(gè)周期錯(cuò)開，其中，布置在第二列中的極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)相對(duì)于第一列分別以半個(gè)周期錯(cuò)開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的位置發(fā)送器，其特征在于，所述位置發(fā)送器布置在直接驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子內(nèi)或上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的位置發(fā)送器，其特征在于，所述基體(01)在側(cè)向并且在遮蓋面上完全包圍所述位置發(fā)送器的其他組成部分，而所述基體的與所述遮蓋面對(duì)置的底面是至少部分敞開的，以便露出所述極(03)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的位置發(fā)送器，其特征在于，各個(gè)極(03)的齒結(jié)構(gòu)(04)的周期對(duì)應(yīng)于所述直接驅(qū)動(dòng)裝置的定子的齒結(jié)構(gòu)的周期。
【文檔編號(hào)】G01D5/245GK103492838SQ201280019729
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】?？斯隆の亩喾? 申請(qǐng)人:謝夫勒科技股份兩合公司