專利名稱：對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子位置傳感器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對準(zhǔn)和定位電機(jī)中轉(zhuǎn)子位置傳感器元件(RPT)的裝置。本發(fā)明特別涉及用于相對于電機(jī)轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)和固定諸如如遮光器機(jī)構(gòu)之類的RPT元件的改進(jìn)的方法和設(shè)備。
在某些電機(jī)應(yīng)用中，知道轉(zhuǎn)子相對于定子和繞組的位置是必要的，在某些電機(jī)中是關(guān)鍵的。例如，在切換磁阻電機(jī)中，繞組必須按轉(zhuǎn)子的精確位置激磁。在其它電機(jī)中，只需要知道轉(zhuǎn)子相對于定子組件的位置。
有幾種現(xiàn)有技術(shù)的RPT元件，例如磁阻式，電容式以及磁性式RPT。此外，本領(lǐng)域中周知的是遮光器機(jī)構(gòu)可以和光傳感器一起工作提供電信號以激磁不同相位的繞組。典型的現(xiàn)有技術(shù)的將遮光器機(jī)構(gòu)安裝到電機(jī)上的方法是，首先，激磁一相繞組使得轉(zhuǎn)子與定子組件對準(zhǔn)，然后，將遮光器放置到轉(zhuǎn)子軸上。通常通過壓力配合，滾花或其它摩擦形式的裝配將其保持在軸上?；蛘?，也可通過緊固裝置，如帶有調(diào)節(jié)螺絲的開口環(huán)或者將遮光器固定到轉(zhuǎn)子軸上的錐形套筒將其固定。
上述已知的現(xiàn)有技術(shù)緊固裝置引起的問題是，轉(zhuǎn)子一旦被對準(zhǔn)，將RPT固定到軸上而不使轉(zhuǎn)子偏移是困難的。也就是說，將RPT固定到轉(zhuǎn)子軸上所需的力會引起RPT移動(dòng)偏離對準(zhǔn)或轉(zhuǎn)子移動(dòng)偏離其激磁對準(zhǔn)，或者兩者同時(shí)發(fā)生。遮光組件也可發(fā)生同樣的問題。一般，在電機(jī)裝配中，激磁一相繞組以對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)的情況下，現(xiàn)有技術(shù)的遮光器被滾花和壓配合到轉(zhuǎn)子軸上。將遮光器放置到軸上所需的力會使遮光器和/或轉(zhuǎn)子偏離。再者，現(xiàn)有技術(shù)的將遮光器固定到軸上的裝置一般是一螺絲夾或錐形套筒配合。兩種裝置既麻煩，又將扭矩和旋轉(zhuǎn)力施加到遮光器和軸上，從而引起遮光器偏離。
本發(fā)明的目的就是克服上述對準(zhǔn)和固定RPT元件中的問題。例如，本發(fā)明的一個(gè)目的就是通過提供遮光器和能夠方便地將遮光器牢固地固定到軸上而不影響轉(zhuǎn)子的對準(zhǔn)的緊固件來克服上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供一包括遮光器和夾環(huán)的遮光器組件。遮光器含有一穿孔的延伸部分，它圍繞所述軸的開孔。夾環(huán)還可進(jìn)一步包括所謂的“耳部”或其它的非圓環(huán)部分，使得其橫斷面不為圓形。此組件允許遮光器被牢固地固定到轉(zhuǎn)子軸上而不會引起會使遮光器相對光傳感器偏離，或轉(zhuǎn)子相對定子組件偏離，或同時(shí)引起兩者偏離的扭轉(zhuǎn)力。


圖1是一切換磁阻電機(jī)的分解圖，示出本發(fā)明實(shí)施例的位置和組裝。
圖2是一切換磁阻電機(jī)的橫斷面圖，示出本發(fā)明實(shí)施例的位置和組裝。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的分解圖。
盡管容易本發(fā)明作出各種修改和變形，這里將通過舉例在附圖中表示并詳細(xì)描述本發(fā)明的特定實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并不打算將本發(fā)明限制到所公開的特定形式。相反，本發(fā)明將涵蓋所有落入所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的修改，等同物和變形。
在某些電機(jī)中，重要的是知道轉(zhuǎn)子相對于定子組件的位置。更具體地說，在切換磁阻電機(jī)中，繞組根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置被激磁。這樣，在切換磁阻電機(jī)中，轉(zhuǎn)子和定子之間的精確關(guān)系對于其運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的。
本領(lǐng)域中已知的一種跟蹤轉(zhuǎn)子位置的方法是通過使用遮光器和光傳感器形式的RPT元件。遮光器一般固定在轉(zhuǎn)子軸上，并因而隨著轉(zhuǎn)子軸一起旋轉(zhuǎn)。光傳感器一般固定到印刷電路板上，印刷電路板又固定到電機(jī)的端板上。在一優(yōu)選實(shí)施例中，遮光器是圓形的并以塑料制造，具有從其外邊緣以90度角延伸的齒。齒被條形編碼，從而，隨著遮光器旋轉(zhuǎn)，其向光傳感器提供信號。光傳感器通過印刷電路板送出信號，信號又控制電機(jī)繞組的激磁。
圖1示出含有本發(fā)明實(shí)施例的切換磁阻電機(jī)的分解圖。遮光器1滑動(dòng)配合在制造軸2上并由緊固件3固定到軸2上。光傳感器4裝在印刷電路板5上，印刷電路板又裝在電機(jī)的端罩6上。圖2是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的橫斷面圖。在此圖中，示出遮光器1與軸2和定子組件7的空間關(guān)系。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的分解圖，在此實(shí)施例中，遮光器1為圓形并包含具有垂直于遮光器1的徑向面的槽口9的突出部8。突出部分8形成最好是滑動(dòng)配合到轉(zhuǎn)子軸2上的開口。在優(yōu)選實(shí)施例中，遮光器1由輕質(zhì)耐用的材料如塑料制成。光傳感器4固定在印刷電路板5上，印刷電路板又固定到電機(jī)的端罩6上。條形編碼的齒10相對于遮光器1的徑向面90度設(shè)置。當(dāng)遮光器1隨著轉(zhuǎn)子軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)，條形編碼的齒10交替地隔斷光傳感器4的光束，使得印刷電路板5送出信號到第二印刷電路板，第二印刷電路板又使得電機(jī)定子中的繞組激磁。
圖3所示的是緊固件3的優(yōu)選實(shí)施例。在優(yōu)選實(shí)施例中。緊固件3為金屬環(huán)或由柔順的并不具有什么彈性的材料，如鋁或鋼制造的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在一最優(yōu)選實(shí)施例中，緊固件3為鋼制并具有耳部11。耳部11彼此相對，以提供旋轉(zhuǎn)平衡。耳部11也便于緊固件3的夾持或上緊。緊固件3的優(yōu)選實(shí)施例由OETIKERTM制造。
在優(yōu)選實(shí)施例中，遮光器1滑動(dòng)配合在電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸2上。緊固件3滑動(dòng)配合在遮光器1的突出部8上，一旦遮光器1被適當(dāng)對準(zhǔn)，緊固件3可以容易地夾緊，或在徑向壓縮以牢固地將遮光器1固定到軸2上而不會引起明顯的扭矩或旋轉(zhuǎn)力加到遮光器1或軸2上。用來壓緊緊固件3的夾緊動(dòng)作的麻煩程度比起現(xiàn)有技術(shù)來減少，并易于將遮光器1固定到軸2上，而不引起可能使轉(zhuǎn)子或遮光器1偏離的扭矩或旋轉(zhuǎn)力。
可以看出，在操作中，緊固件3應(yīng)為輕質(zhì)和平衡件。同樣應(yīng)當(dāng)理解，緊固件3的重量越大，就越應(yīng)當(dāng)平衡。而且對于適當(dāng)?shù)牟僮鳎?1是不需要的。此外，耳部11的數(shù)目和形狀可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化，同樣，遮光器的提供軸的開口區(qū)域的結(jié)構(gòu)(例如，突出部分8)也可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化。在優(yōu)選實(shí)施例中。遮光器1的各個(gè)部分，包括突出部分8和齒9是作為整體由塑料模制的。
本發(fā)明的組裝既可以手工完成，也可以自動(dòng)完成，或者手工和自動(dòng)結(jié)合完成。自動(dòng)過程速度快，并可以納入組裝線中。
在一種優(yōu)選的方法中，電機(jī)被夾緊或固持就位。一電流(40VDC；4+/-.5A)施加到繞組的相位A來對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子和定子。軸2被夾緊或固持就位。電流然后被撤除。遮光器1滑動(dòng)配合到軸2上面并且遮光器的位置參考孔12被用來對準(zhǔn)遮光器1和傳感器4。遮光器1在軸2上軸向向下滑動(dòng)直到遮光器1與傳感器4的底部為.070+/-.030。傳感器4然后被激活(5V,20mA)。遮光器1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)直到傳感器4被觸發(fā)(+/-0°10′)。緊固件3然后滑到遮光器1的突出部8上，然后被夾緊或壓縮以緊固遮光器1相對軸2定位，而不引起實(shí)質(zhì)性的扭矩或旋轉(zhuǎn)力。耳部11應(yīng)當(dāng)被等量壓縮以使得緊固件3以平衡狀態(tài)工作。
應(yīng)當(dāng)理解，各單個(gè)步驟以及其順序(1)激磁一相繞組；(2)將遮光器滑動(dòng)配合到轉(zhuǎn)子軸上；(3)將緊固件滑動(dòng)配合到遮光器的一部分上；(4)將遮光器與光傳感裝置位置對準(zhǔn)；(5)夾緊或壓縮緊固件使得遮光器牢固地固定到轉(zhuǎn)子軸上而沒有實(shí)質(zhì)性的扭矩或旋轉(zhuǎn)力施加到轉(zhuǎn)子或遮光器上，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下都可以改變。
此外，上述裝置和方法示例性實(shí)施例的描述目的只是用于舉例而不是用于限制。所公開的實(shí)施例和方法可以進(jìn)行許多改變而不背離本發(fā)明的范圍和精神。特別是，本發(fā)明可與諸如磁阻式，電容式以及磁性式RPT元件一起使用。
權(quán)利要求
1．一種轉(zhuǎn)子位置傳感器組件，包括一RPT元件，適于固定在轉(zhuǎn)子軸上，所述RPT元件具有一突出部分；并且一緊固件，適于滑動(dòng)配合到所述軸上和所述RPT元件的突出部分上，所述緊固件能夠?qū)⑺鯮PT元件固定到所述軸上而不會引起扭矩或旋轉(zhuǎn)力而施加所述軸上或所述RPT元件上從而造成所述軸和所述RPT元件的偏離。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)子位置傳感器組件，其中所述RPT元件是一固定在所述轉(zhuǎn)子的軸上的遮光器組件。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的遮光器組件，其中所述緊固件還包括一環(huán)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的遮光器組件，其中所述緊固件還包括具有平衡耳部的一環(huán)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的遮光器組件，其中所述緊固件還包括具有平衡耳部的一金屬環(huán)。
6．一用于電機(jī)的遮光器組件，包括一遮光器，適于固定到轉(zhuǎn)子軸上，所述遮光器具有一突出部，適于滑動(dòng)配合到所述轉(zhuǎn)子軸上；并且一緊固件，適于滑動(dòng)配合到所述軸和所述遮光器的突出部上，所述緊固件適于將所述遮光器的所述突出部固定到所述軸上而不引起足以導(dǎo)致所述軸或所述遮光器的偏離的扭矩或旋轉(zhuǎn)力。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的遮光器組件，其中所述緊固件還包括一環(huán)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的遮光器組件，其中所述緊固件還包括具有平衡耳部的一環(huán)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的遮光器組件，其中所述緊固件還包括具有平衡耳部的一金屬環(huán)。
10．一用于電機(jī)的遮光器組件，包括一遮光器，具有適于滑動(dòng)配合到一轉(zhuǎn)子軸上的突出部；以及一裝置，用于將所述遮光器緊固到所述軸上而不會引起明顯的扭矩或旋轉(zhuǎn)力而施加到所述軸或所述遮光器上從而導(dǎo)致所述遮光器或所述軸的偏離。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的遮光器組件，其中所述環(huán)形緊固件還包括金屬。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的遮光器組件，其中所述環(huán)形緊固件還包括耳部。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的遮光器組件，其中所述遮光器的突出部分開有槽。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的遮光器組件，其中所述環(huán)形緊固件還包括模制塑料。
15．一種將遮光器固定到電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上的方法，包括以下步驟激磁一相繞組以對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子位置；將遮光器滑動(dòng)配合到所述轉(zhuǎn)子軸上；將所述遮光器位置與光學(xué)傳感裝置對準(zhǔn)，并且一裝置用于將所述遮光器牢固地固定到所述軸上而不會引起明顯的扭矩或旋轉(zhuǎn)力而施加到所述遮光器或所述軸上從而導(dǎo)致所述遮光器或所述軸的偏離。
16．一轉(zhuǎn)子位置傳感器組件，包括一RPT元件，適于固定到電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上，所述RPT具有一突出部；一緊固件，所述緊固件與所述轉(zhuǎn)子軸和所述RPT元件的突出部具有滑動(dòng)配合關(guān)系，所述緊固件能夠?qū)⑺鯮PT元件固定到所述軸上而不會引起明顯的旋轉(zhuǎn)力或扭矩而施加到所述RPT元件或所述轉(zhuǎn)子軸上從而導(dǎo)致所述RPT元件或所述轉(zhuǎn)子軸的偏離。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的轉(zhuǎn)子位置傳感器組件，其中所述RPT元件是遮光器。
全文摘要
一種將轉(zhuǎn)子位置傳感器元件對準(zhǔn)并固定到電機(jī)軸上改進(jìn)的方法和裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是用于對準(zhǔn)并固定遮光器組件形式的RPT元件的裝置和方法。遮光器包含一帶穿孔的延伸部分,其圍繞電機(jī)軸開口。一環(huán)狀?yuàn)A環(huán),由金屬或其它合適的材料制成,滑動(dòng)配合在遮光器的突出部分上。夾環(huán)還可以包括所謂的“耳部”或其它非圓形部分,使其斷面不為圓形。夾環(huán)允許遮光器被牢固地固定到電機(jī)軸上而不會導(dǎo)致扭矩從而引起遮光器與光傳感器的偏離,或轉(zhuǎn)子與定子組件偏離,或是同時(shí)引起兩種偏離。
文檔編號G01P1/00GK1236499SQ97199502
公開日1999年11月24日 申請日期1997年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月1日
發(fā)明者巴里·M·紐伯格, 勞倫斯·J·溫克勒 申請人:埃莫森電器公司