CN101741179B - 带旋转检测器的电动机构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于缩短电动机轴的轴心方向上的长度且提高旋转变压器的角度检测精度的带旋转检测器的电动机构造。在带旋转检测器的电动机构造的壳体中设有定子、借助轴承旋转自由地被支承的电动机轴、能够与电动机轴一体旋转地设置的转子和检测转子的旋转角度的旋转变压器。旋转变压器包括保持于壳体、在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器定子构件、和设置于转子的端面、在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器转子构件。保持旋转变压器定子构件的外周的壳体的一部分沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至旋转变压器转子构件而形成屏蔽部。壳体及屏蔽部由非磁性的导电性材料形成。

Description

带旋转检测器的电动机构造

技术领域

本发明涉及一种带旋转检测器的电动机构造，其包括壳体、设置于壳体内的定子及轴承、借助轴承受壳体支承且能够相对于壳体自由旋转的旋转轴、能够与旋转轴一体旋转地设置的转子和用于检测转子的旋转角度的旋转变压器。

背景技术

在现有技术中，在混合动力汽车、电动汽车中使用高输出功率的无刷电动机。为了控制混合动力汽车的无刷电动机，需要正确地掌握电动机的输出轴的旋转位置。其原因在于，为了对定子的各线圈的通电切换加以控制，需要正确地掌握转子的旋转位置。特别是在汽车中，由于齿槽效应使驾驶性能变得较差而期望减少齿槽效应，因此，迫切期望正确地进行通电切换。

在此，对于汽车的电动机轴的位置检测，为了满足耐高温性、耐噪声性、耐振动性、耐高湿性等功能，现使用有旋转变压器。旋转变压器组装在电动机的内部，直接安装于电动机的转子轴上。

图33表示专利文献1中公开的带旋转检测器的电动机200的剖视图。在壳体208的内周固定设置有定子202。在定子202的一端安装有汇流条(bus bar)201，在汇流条201的内周端面固定设置有旋转变压器定子203。旋转变压器定子203包括卷绕的旋转变压器定子线圈204。

另一方面，在壳体208中固定设置有一对轴承209，利用一对轴承209支承转子206的旋转轴205，使旋转轴205旋转自由。在旋转轴105上，在与旋转变压器定子203相面对的位置固定设置有旋转变压器转子207。由旋转变压器定子203和旋转变压器转子207构成作为旋转变压器的旋转变压器。

在专利文献2中也记载有与专利文献1同样的发明。专利文献2的发明与专利文献1的发明的不同点在于，相对于在专利文献1中将旋转变压器定子203附设于汇流条201上，在专利文献2中将旋转变压器定子固定于壳体。

另一方面，在专利文献3的发明中公开有通过使用被高频调制了的励磁信号来减少旋转变压器定子的线圈匝数从而降低成本的发明。在专利文献3的发明中还公开有，若采用专利文献3的发明，由于能够减少匝数，因此，能够不使用绕线线圈而使用片状的线圈，能谋求旋转变压器的小型化。

专利文献1：日本特开2007-124757号公报

专利文献2：日本特开平09-065617号公报

专利文献3：日本特开2000-292205号公报

但是，在以往的带旋转检测器的电动机100的构造中存在如下的问题。

(1)在专利文献1及专利文献2的带旋转检测器的电动机构造中，由于在旋转变压器转子207与卷绕有旋转变压器定子线圈204的旋转变压器定子203相面对时，与旋转变压器定子203具有大致相同的宽度，因此，导致旋转轴205的轴心方向上的长度变大。因此，存在电动机整体在旋转轴的轴心方向上变大的问题。

(2)另外，由于在8～10kHz的频域中励磁，因此，容易受到来自电动机的干扰电磁噪声(在电动机转速为18000rpm、NS极4对、6槽电动机(6-slot motor)电动机的情况下为7.2kHz频率的噪声)的影响，由于还具有铁芯(辅助芯)，因此，由电动机定子202产生的磁场给旋转变压器定子线圈204带来较大的噪声。因此，存在旋转变压器的角度检测精度降低的问题。

在专利文献1及专利文献2的发明中，为了减少噪声的影响，必须将旋转变压器设置在远离电动机定子的位置，存在电动机轴心方向上的长度变大的问题。

(3)另外，还存在因由电动机定子102产生的磁场成为噪声而对旋转变压器定子103及旋转变压器转子107产生不良影响的问题。因此，有可能降低旋转变压器的角度检测精度。

(4)在专利文献3的带旋转检测器的电动机构造中，虽然通过减少匝数，能够实现降低成本，但由于具有辅助芯，因此，由电动机定子产生的磁场容易通过辅助芯内，给旋转变压器定子的片状线圈带来噪声，因此，存在旋转变压器的角度检测精度降低的问题。

(5)另外，在旋转变压器接受具有高磁通密度的扰乱磁场时，一旦铁芯磁饱和，则旋转变压器无就法完全发挥其功能。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题点而做成的，其目的在于提供一种能够缩短电动机在旋转轴的轴心方向上的长度的带旋转检测器的电动机构造。另外，本发明的另一目的在于提供一种能够提高旋转变压器的角度检测精度的带旋转检测器的电动机构造。

为了解决上述问题点而做成的本发明的带旋转检测器的电动机构造具有如下构造。

(1)一种带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，该带旋转检测器的电动机构造包括壳体、设置于壳体内的定子、设置于壳体内的轴承、借助轴承支承于壳体且能够相对于壳体自由旋转的旋转轴、能够与旋转轴一体旋转地设置的转子和用于检测转子的旋转角度的旋转变压器，旋转变压器包括受在壳体保持且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器定子构件、设置于转子的端面且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器转子构件。

(2)在(1)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，形成于旋转变压器转子构件上的薄膜状线圈是利用喷墨打印机在旋转变压器转子构件的表面上作为薄膜图案而形成的。

(3)在(2)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，利用喷墨打印机将在分散剂中分散了银粒子的墨液涂覆在旋转变压器转子构件上，然后进行烧制，从而使薄膜图案固定附着于旋转变压器转子构件上。

(4)在(1)～(3)中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，在转子与旋转变压器转子构件之间设有屏蔽构件。

(5)在(4)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，屏蔽构件为铜板或镀铜。

(6)在(1)～(5)中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，旋转变压器定子构件和轴承被相对于壳体定位。

(7)在(1)～(6)中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，使对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至旋转变压器转子构件而形成屏蔽部。

(8)在(7)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，壳体及屏蔽部由非磁性的导电性材料形成。

(9)在(7)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，壳体及屏蔽部由磁性体形成。

(10)在(1)～(6)中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，在从对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分到旋转变压器转子构件之间设有圆筒形的屏蔽构件。

(11)在(10)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成。

(12)在(10)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，屏蔽构件由磁性体形成。

(13)在(4)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，使设置在转子与旋转变压器转子构件之间的屏蔽构件的外周缘沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒状突出至旋转变压器定子构件附近。

(14)在(13)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成。

(15)在(13)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，屏蔽构件由磁性体形成。

(16)一种带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，该带旋转检测器的电动机构造包括固定设置有电动机定子和轴承的壳体、和具有旋转自由地支承于该轴承的电动机转子的旋转轴，为了检测上述电动机转子的旋转角度，将旋转变压器的旋转变压器定子附设于上述壳体，将旋转变压器转子附设于上述电动机转子，上述旋转变压器转子由空芯线圈构成且设置在上述电动机转子的端面，上述旋转变压器定子由空芯线圈构成。

(17)在(16)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，在上述旋转变压器转子与上述电动机转子的端面之间具有非磁性体平板。

(18)在(16)或(17)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，上述空芯线圈由导电墨形成。

(19)在(18)中所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，上述空芯线圈具有将SIN线圈层、第1绝缘层、跳线层、第2绝缘层、COS线圈层层叠而成的构造，上述各层分别具有通孔，处于上述各层的上侧的层的上述导电墨通过上述通孔与处于下侧的层的上述导电墨相连接。

(20)在(16)～(19)中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造中，其特征在于，作为上述旋转变压器定子的励磁信号，使用300kHz～500kHz的信号、或者1.8MHz～2.7MHz的信号。

接着，对具有上述构造的本发明的带旋转检测器的电动机构造的作用及效果进行说明。

(1)本发明的带旋转检测器的电动机构造包括壳体、设置于壳体内的定子、设置于壳体内的轴承、借助轴承支承于壳体且能够相对壳体自由旋转的旋转轴、能够与旋转轴一体旋转地设置的转子和用于检测转子的旋转角度的旋转变压器，其中，旋转变压器包括受壳体保持且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器定子构件、设置于转子的端面且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器转子构件，因而，将薄膜状的旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件在旋转轴的轴心方向上相面对地配置，因此，能够缩短旋转变压器在旋转轴的轴心方向上所占的长度。

(2)另外，利用喷墨打印机将形成于旋转变压器转子构件上的薄膜状线圈在旋转变压器转子构件的表面上形成为薄膜图案，因此，能够高精度地将薄膜图案形成为10μm以下的厚度，而且，能够形成正确的宽度的薄膜图案，因此，能够提高旋转变压器的精度。

(3)并且，利用喷墨打印机将在分散剂中分散了银粒子的墨液涂覆在旋转变压器转子构件上，然后进行烧制，从而使薄膜图案固定附着于旋转变压器转子构件上，因此，能够将薄膜图案可靠地固定在旋转变压器转子构件上。

(4)另外，由于在转子与旋转变压器转子构件之间具有屏蔽构件，从而很少受到由安装在旋转变压器转子构件内的永磁铁产生的磁场带来的影响、以及由电动机的定子产生的存在变化的磁场所带来的影响，因此，能够高精度地检测旋转角度。并且，由于屏蔽构件为铜板或镀铜，因此，能够充分地屏蔽磁力线。

(5)另外，旋转变压器定子构件和轴承被相对于壳体定位，因此，能够借助壳体及轴承高精度地确定利用旋转轴获取位置精度的旋转变压器转子构件与旋转变压器定子构件之间的位置关系。

(6)另外，使对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至旋转变压器转子构件而形成屏蔽部，因此，旋转变压器定子构件与旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场所带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(7)另外，使对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至旋转变压器转子构件而形成屏蔽部，壳体及屏蔽部由非磁性的导电性材料形成，因此，由电动机的定子产生的存在变化的磁场在屏蔽部中转化为涡电流而变为热量，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(8)另外，使对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至旋转变压器转子构件而形成屏蔽部，壳体及屏蔽部由磁性体形成，因此，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(9)另外，在从对旋转变压器定子构件外周加以保持的壳体的一部分到旋转变压器转子构件之间设有圆筒形的屏蔽构件，因此，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。此外，能够将屏蔽效果优于壳体的屏蔽效果的材料用于屏蔽构件。

(10)另外，在从对于旋转变压器定子构件外周保持的壳体的一部分到旋转变压器转子构件之间设有圆筒形的屏蔽构件，该屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成，因此，由电动机的定子产生的存在变化的磁场在屏蔽构件中转化为涡电流而变为热量，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。此外，能够将屏蔽效果优于壳体的屏蔽效果的材料用于屏蔽构件。

(11)另外，在从对旋转变压器定子构件外周保持的壳体的一部分到旋转变压器转子构件之间设有圆筒形的屏蔽构件，该屏蔽构件由磁性体形成，因此，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。此外，能够将屏蔽效果优于壳体的屏蔽效果的材料用于屏蔽构件。

(12)另外，使设置在转子与旋转变压器转子构件之间的屏蔽构件的外周缘沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒状突出至旋转变压器定子构件附近，因此，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(13)另外，使设置在转子与旋转变压器转子构件之间的屏蔽构件的外周缘沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒状突出至旋转变压器定子构件附近，屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成，因此，由电动机的定子产生的存在变化的磁场在屏蔽构件中转化为涡电流而变为热量，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(14)并且，使设置在转子与旋转变压器转子构件之间的屏蔽构件的外周缘沿着旋转变压器转子构件的外周以圆筒状突出至旋转变压器定子构件附近，屏蔽构件由磁性体形成，因此，旋转变压器定子构件和旋转变压器转子构件较少受到由电动机的定子产生的存在变化的磁场带来的影响，能够高精度地检测旋转角度。

(15)带旋转检测器的电动机构造包括固定设置有电动机定子和轴承的壳体、和具有旋转自由地支承于该轴承的电动机转子的旋转轴，为了检测上述电动机转子的旋转角度，将旋转变压器的旋转变压器定子附设于上述壳体，将旋转变压器转子附设于上述电动机转子，其中，上述旋转变压器转子由空芯线圈构成且设置在上述电动机转子的端面，上述旋转变压器定子由空芯线圈构成，因此，通过除去辅助芯，不会出现电动机定子所产生的磁场通过辅助芯对旋转变压器定子产生影响的情况，即使对旋转变压器定子产生影响，电动机噪声最大也只是在7.2kHz左右，而旋转变压器信号为500kHz，因此，能够使用高通滤波器容易地除去噪声，不会降低旋转变压器的角度检测精度。在此，可以除去辅助芯的原因在于，由于以500kHz的高频励磁，因此耦合度上升，即使没有辅助芯，也能够充分地传输信号。

另外，即使在旋转变压器接受具有高磁通密度的干扰磁场时，由于没有铁芯，因此，不会出现铁芯磁饱和，旋转变压器能够始终正常地发挥功能。

另外，由于采用高频，能够将旋转变压器定子的匝数减少为几匝，因此，不容易受到100kHz以下的噪声影响。

另外，由于将薄膜状的旋转变压器定子与旋转变压器转子在旋转轴的轴线方向上相面对地配置，因此，能够缩短旋转变压器在旋转轴的轴心方向上所占的长度。

(16)本发明还以在旋转变压器转子与电动机转子的端面之间具有非磁性体平板为特征，因此，由电动机定子产生的磁通在非磁性体平板的表面产生涡电流且转化为热量，因此，能够减少到达旋转变压器定子的磁通，能够减少旋转变压器定子自电动机定子受到的噪声，不会降低旋转变压器的角度检测精度。并且，由于屏蔽构件是铜板或镀铜，因此，能够充分地屏蔽磁力线。

(17)本发明还以空芯线圈由导电墨形成为特征，因此，能够高精度地形成空芯线圈，而且，由于能够形成正确的宽度的薄膜图案，因此，能够提高旋转变压器的精度。

并且，通过利用喷墨打印机在旋转变压器转子构件上涂覆在分散剂中分散了银粒子的墨液、然后进行烧制而将薄膜图案固定附着于旋转变压器转子构件，因此，能够将薄膜图案切实地固定于旋转变压器转子构件上。空芯线圈并不限定于薄膜，也可以蚀刻铜箔而形成。

(18)本发明的特征还在于，空芯线圈具有将SIN线圈层、第1绝缘层、跳线层、第2绝缘层、COS线圈层层叠的构造，上述各层具有通孔，处于上述各层上侧的层的导电墨通过通孔与处于下侧的层的上述导电墨相连接，因此，仅通过形成各层并利用喷墨来形成空芯线圈，就能够高效地制造旋转变压器定子，因此，能够降低制造成本。

(19)本发明的特征还在于，作为旋转变压器定子的励磁信号，使用300kHz～500kHz的信号、或者1.8MHz～2.7MHz的信号，因此，在汽车中，很少对AM无线电(531kHz～1602kHz)及短波无线电(2MHz～26MHz)带来无线电噪声。即，由于AM无线电是在500kHz以上的区域中使用，因此，只要是500kHz以下的励磁信号，就很少对无线电带来噪声。在500kHz的条件下，本发明的旋转变压器的S/N(信噪比)比足够大。在300kHz的条件下，S/N比虽减小为500kHz的S/N比的1/2左右，但仍在实用范围内。

另外，由于使用300kHz以上的励磁信号，能够利用高通滤波器容易地滤掉10kHz左右的电动机噪声，因此，能够提高旋转变压器的角度检测精度。

附图说明

图1是表示第1实施方式的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

图2是表示该旋转变压器转子构件的俯视图。

图3是表示该旋转变压器转子构件的图2中的A-A剖视图。

图4是表示该旋转变压器定子第1图案的图。

图5是表示该旋转变压器定子第2图案的图。

图6是表示该旋转变压器的控制构造的电路框图。

图7是表示第2实施方式的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

图8是表示第3实施方式的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

图9是表示第4实施方式的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

图10是表示该电动机构造的一部分的剖视图。

图11是表示该电动机构造的一部分的放大剖视图。

图12是表示第5实施方式的电动机构造的一部分的剖视图。

图13是表示第6实施方式的电动机构造的一部分的剖视图。

图14是表示第7实施方式的电动机构造的一部分的剖视图。

图15是表示第8实施方式的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

图16是旋转变压器定子77的俯视图。

图17是图16的A部放大图。

图18是图16的B部放大图。

图19是在基座板102上形成有基底涂层103的图。

图20是表示SIN信号励磁线圈91的构造的图。

图21是表示绝缘涂层110的图。

图22是表示跳线128、129的图。

图23是表示绝缘涂层120的图。

图24是表示COS信号励磁线圈92的构造的图。

图25是涂覆端子部粘接剂的图。

图26是表示保护膜131的图。

图27是表示各层构造的剖视示意图。

图28是表示旋转变压器的控制构造的图。

图29是表示旋转变压器转子93的构造的图。

图30是表示实车中的干扰磁通的图。

图31是表示干扰磁通对检测角度的影响的数据图。

图32是表示干扰磁通对旋转变压器产生的影响的数据图。

图33是表示以往的内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。

具体实施方式

第1实施方式

下面，参照附图详细说明带有作为本发明的旋转检测器的旋转变压器的电动机构造具体化了的第1实施方式。

图1以剖视图表示内置有本实施方式的带旋转检测器的电动机的构造。外侧的壳体由电动机壳体11和盖壳体20构成。在电动机壳体11的内侧固定设置有电动机定子12。另外，在电动机壳体11中安装有轴承21。在盖壳体20的内侧也安装有轴承21，利用一对轴承21，将作为旋转轴的电动机轴13保持得能够旋转。

在电动机轴13上，隔着引导件14安装有电动机转子15，在电动机转子15内固定有永磁铁16。电动机转子15的左端面抵接于引导件14。在电动机转子15的右端面抵接安装有屏蔽板18。屏蔽板18为铜制板。在屏蔽板18的右侧安装有旋转变压器转子构件19。关于旋转变压器转子构件19，详见后述说明。

在电动机轴13中形成有直径比与引导件14配合的部分的直径小的阶梯部13a。并且，在阶梯部13a的右侧形成有直径比阶梯部13a的直径小的小径阶梯部13b。在阶梯部13a上配合有止挡件17。在止挡件17的右端形成有铆接部17a。小径阶梯部13b隔着隔离件22抵接于轴承21的内侧环的侧面。

在电动机轴13上装配引导件14，在引导件14上装配电动机转子15。接着，在将屏蔽板18及旋转变压器转子构件19装配于止挡件17的铆接部17a的外周的状态下，使止挡件17的铆接部17a朝向外侧，利用未图示的铆接工具将它们铆接。由此，引导件14、电动机转子15、屏蔽板18及旋转变压器转子构件19固定于电动机轴13。

此时，由于铆接工具将铆接部17a均等地铆接，因此，旋转变压器转子构件19能够相对于电动机轴13的轴心以较高的精度安装。

另一方面，在盖壳体20的内表面定位固定有旋转变压器定子构件23。关于旋转变压器定子构件23，详见后述说明。

接着，说明旋转变压器转子构件19。图2表示旋转变压器转子构件19的俯视图，图3通过图2中的A-A剖视图表示旋转变压器转子构件19。

旋转变压器转子构件19呈在中心形成有圆形的中心孔的圆板形状。直径为100～150mm。旋转变压器转子构件19的材质是PPS树脂或LCP液晶聚合物，其厚度为3～5mm。

在旋转变压器转子构件19的一个表面上形成有4处旋转变压器转子图案30A、30B、30C、30D(以下也统称为“旋转变压器转子图案30”)。在旋转变压器转子构件19的中心附近还形成有旋转变压器图案31。利用喷墨打印机形成旋转变压器转子图案30及旋转变压器图案31。作为墨，使用的是在分散剂中分散银粒子而成的银膏。在以10～20μm的厚度涂覆银膏之后进行烧制。通过烧制而使分散剂升华，在旋转变压器转子构件19的表面固定附着厚度为2～5μm的银薄膜。旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器图案57以及旋转变压器第2图案52的宽度为0.5mm。

在旋转变压器转子图案30及旋转变压器图案31的表面形成有厚度为10μm的由聚酰亚胺构成的绝缘层。该绝缘层也是在涂覆聚酰亚胺之后进行烧制而成。

在形成的旋转变压器转子构件19的内部，通过嵌入成形而在与被旋转变压器转子图案30包围的中间位置相对应的位置内置有辅助芯42，在与旋转变压器图案31相对应的位置内置有辅助芯41。辅助芯42用于增强由旋转变压器转子构件19产生的磁场，辅助芯41用于增强由旋转变压器图案31产生的磁场。

4个旋转变压器转子图案30A、30B、30C、30D在被划分为90度的区间中分别形成为环状。在形成了4个旋转变压器转子图案30A、30B、30C、30D之后，除各图案的端子部附近之外，通过烧制形成由聚酰亚胺构成的绝缘层。而且，在该绝缘层上形成用于连接旋转变压器转子图案30A的一端34和旋转变压器转子图案30B的一端的连接线(连接图中37A和37B的连接线)。该连接线利用喷墨打印机形成。

另外，旋转变压器转子图案30A的一端34通过同样的连接线连接于旋转变压器图案31的一端36。旋转变压器转子图案30B的另一端通过同样的连接线连接于旋转变压器转子图案30C的一端。旋转变压器转子图案30C的另一端通过连接线(连接图中37C和37D的连接线)连接于旋转变压器转子图案30D的一端。另外，旋转变压器转子图案30D的另一端34通过同样的连接线连接于旋转变压器图案31的另一端35。

之后，在连接线及端子部上，通过烧制形成由聚酰亚胺构成的绝缘层。由此，通过磁场的变化，由4个旋转变压器转子图案30A、30B、30C、30D产生的感应电流的总和流入到旋转变压器图案31中。

在本实施方式中，通过在相同的面上将连接线做成多层构造来进行连接，但也可以使用通孔而利用背面来连接。

接着，说明旋转变压器定子构件23。旋转变压器定子构件23呈在中心形成有圆形的中心孔的圆板形状。直径为100～150mm。旋转变压器定子构件23的材质是PPS树脂或LCP液晶聚合物，其厚度为3～5mm。

旋转变压器定子构件23嵌合粘接在定位凸部20a的内侧，该定位凸部20a在盖壳体20的内表面形成为圆周状的凸部。由此，旋转变压器定子构件23借助轴承21相对于电动机轴13的轴心定位。

在本实施方式中，旋转变压器转子构件19的表面的旋转变压器转子图案30与旋转变压器定子构件23的表面的旋转变压器定子第2图案52之间的距离被设定为约1.5mm。

图4表示旋转变压器定子第1图案51。如图4所示，在旋转变压器定子构件23的一个表面上形成有4处旋转变压器定子第1图案51A、51B、51C、51D。在旋转变压器定子构件23的中心附近还形成有旋转变压器图案57。

并且，在旋转变压器定子第1图案51及旋转变压器图案57的表面形成有厚度为10μm的聚酰亚胺绝缘层。该绝缘层也是在涂覆聚酰亚胺之后进行烧制而成的。而且，在该绝缘层的表面，形成有图5所示的旋转变压器定子第2图案52，该旋转变压器定子第2图案52相对于旋转变压器定子第1图案51重叠且错开90度的相位。

旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器图案57及旋转变压器定子第2图案52利用喷墨打印机来形成。作为墨，使用在分散剂中分散银粒子而成的银膏。在以10～20μm的厚度涂覆银膏之后进行烧制。通过烧制而使分散剂升华，在转变压器定子构件23的表面固定附着厚度为2～5μm的银薄膜。旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器图案57及旋转变压器定子第2图案52的宽度为0.5mm。

在旋转变压器定子第2图案52的表面形成有厚度为10μm的由聚酰亚胺构成的绝缘层。该绝缘层也是在涂覆聚酰亚胺之后进行烧制而成。

4个旋转变压器定子第1图案51A、51B、51C、51D分别如图2、图3中所说明的相同地、通过连接线来连接。在旋转变压器定子第1图案51中形成有一对输入端子53。如图6所示，输入端子53连接于驱动电路56。图6是表示旋转变压器的控制构造的电路框图。

另外，4个旋转变压器定子第2图案52A、52B、52C、52D分别通过与图2、图3中说明的相同的连接线来连接。在旋转变压器定子第2图案52中形成有一对输入端子53。如图6所示，输入端子53连接于驱动电路56。

接着，说明控制构造。如图6所示，产生作为第1励磁信号的7.2kHz的sin曲线(Asinωt)、及作为第2励磁信号的7.2kHz的cos曲线(Acosωt)的驱动电路56，连接于旋转变压器定子第1图案51及旋转变压器定子第2图案52。自驱动电路56向旋转变压器定子第1图案51供给sin曲线，自驱动电路56向旋转变压器定子第2图案52供给cos曲线。sin曲线与cos曲线的振幅相同，它们的相位错开90度。

在旋转变压器转子图案30中，产生作为输出信号的ABsin(ωt+θ)来作为感应电流。输出信号通过旋转变压器图案31、57被输入到设置在定子侧的比较器54中。另一方面，自驱动电路56向比较器55中输入sin曲线(Asinωt)。

为了避免由噪声导致的误检测，位置计算器58将对噪声不响应的不灵敏区作为滞后电压，将规定的滞后电压输入到用于检测零交叉点的比较器54中。

同样，对于比较器55，为了避免由噪声导致的误检测，位置计算器58将对噪声不响应的不灵敏区作为滞后电压而将该滞后电压输入到用于检测零交叉点的比较器55中。

接着，说明具有上述构造的旋转变压器的作用。在旋转变压器定子第1图案51中励磁作为第1励磁信号S1的sin曲线(Asinωt)，在旋转变压器定子第2图案52中励磁作为第2励磁信号的cos曲线，从而，在旋转变压器转子图案30中作为感应电流而产生输出信号S2、即ABsin(ωt+θ)。输出信号S2借助旋转变压器图案31、57被输出到设置在定子侧的比较器54中。另一方面，自驱动电路56向比较器55中输入作为第1励磁信号S1的sin曲线(Asinωt)。位置计算器58由比较器54的零交叉点检测时机与比较器55的零检测点检测时机的错开计算电动机转子15的旋转角度。

如以上详细说明的那样，采用本实施方式的带旋转检测器(旋转变压器)的电动机构造，由于旋转变压器具有：固定设置于盖壳体20内、在表面形成薄膜状的旋转变压器定子第1图案51及旋转变压器定子第2图案52的圆板状的旋转变压器定子构件23、和固定设置于电动机转子15的端面、在表面形成薄膜状的旋转变压器转子图案30的圆板状的旋转变压器转子构件19，将薄膜状的旋转变压器定子第1图案51与旋转变压器转子图案30在电动机轴13的轴心方向上相面对地配置、将薄膜状的旋转变压器定子第2图案52与旋转变压器转子图案30在电动机轴13的轴心方向上相面对地配置，因此，能够缩短旋转变压器在电动机轴13的轴心方向上所占的长度。

另外，由于利用喷墨打印机将旋转变压器转子图案30在旋转变压器转子构件19的表面形成为薄膜图案，能够高精度地将薄膜图案形成为10μm以下的厚度，而且，能够形成正确的宽度的薄膜图案，因此，能够提高旋转变压器的精度。

并且，旋转变压器转子图案30是通过由喷墨打印机涂覆在分散剂中分散银粒子而成的墨液之后进行烧制而固定附着于旋转变压器转子构件19上的，因此，能够将薄膜图案切实地固定于旋转变压器转子构件19上。

另外，由于在电动机转子15与旋转变压器转子构件19之间具有屏蔽板18，较少受到由安装在电动机转子15内的永磁铁16的磁场带来的影响、以及由电动机定子12产生的存在变化的磁场所带来的影响，因此，能够高精度地检测旋转角度。并且，由于屏蔽构件为铜板的屏蔽板18或镀铜，因此，能够充分地屏蔽磁力线。

第2实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第2实施方式。

另外，由于以下说明的各实施方式的大部分内容与第1实施方式相同，因此，对相同的部分标注与第1实施方式相同的附图标记而省略说明，以下仅说明不同点。

图7是表示内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。如图7所示，屏蔽板18及旋转变压器转子构件19借助隔离件61固定于电动机轴13的阶梯部13a上。即，通过将隔离件61压入到阶梯部13a与屏蔽板18的内径部、旋转变压器转子构件19的内径部之间，从而确定屏蔽板18及旋转变压器转子构件19相对于电动机轴13的位置并固定。

第3实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第3实施方式。

图8是表示内置有旋转变压器的电动机构造的剖视图。如图8所示，屏蔽板62及旋转变压器转子构件19直接固定于电动机轴13的阶梯部13a上。即，阶梯部13a与屏蔽板62及旋转变压器转子构件19的内径部相配合，利用粘接剂将屏蔽板62及旋转变压器转子构件19固定于电动机轴13。

另外，屏蔽板62在其最外周端还具有向旋转变压器转子构件19方向突出的环状凸部62a。通过具有环状凸部62a，能够提高对旋转变压器转子构件19的屏蔽性能。

第4实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第4实施方式。

图9通过剖视图表示内置有旋转变压器的电动机的构造。图10针对电动机的构造，通过放大剖视图表示图9的点划线椭圆S1之中的部分。图11将图10的点划线圆S2之中的部分放大而通过剖视图表示本实施方式的特征部分。

在本实施方式中，与第1实施方式的结构的不同点在于，省略第1实施方式的止挡件17及屏蔽板18、缩短电动机轴13的阶梯部13a、在电动机转子15的一端面直接固定设置旋转变压器转子构件19这些点。在本实施方式中，保持旋转变压器定子构件23的盖壳体20由非磁性的导电性材料形成。在盖壳体20上与之一体地形成有作为屏蔽部的圆筒部20b，该圆筒部20b为使盖壳体20沿着旋转变压器转子构件19的外周从保持旋转变压器定子构件23的外周的部位、即凸部20a起到旋转变压器转子构件19止地突出为圆筒状。在此，能够采用铝作为非磁性的导电性材料。

因而，采用本实施方式的带旋转检测器(旋转变压器)的电动机构造，由于从盖壳体20的凸部20a到旋转变压器转子构件19地使圆筒部20b突出，因此，如图11中箭头所示，由电动机定子12产生的磁场在圆筒部20b中转化为涡电流而变为热量。因此，能够降低由电动机定子12产生的磁场对旋转变压器定子构件23及旋转变压器转子构件19造成的不良影响，从而能够提高旋转变压器的旋转角度检测精度。另外，由于旋转变压器转子构件19与旋转变压器定子构件23之间的空隙26被圆筒部20b盖住，因此，能够防止异物进入到该空隙26中。结果，能够防止旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器定子第2图案52及旋转变压器转子图案30等断线、短路，在这种意义上能够提高旋转变压器的可靠性。并且，能够利用模具将具有上述功能的圆筒部20b与盖壳体20一体成形，不必另外设置该功能零件，不会增加零件件数而提高成本优势。

第5实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第5实施方式。

图12通过剖视图表示内置有旋转变压器的电动机的构造。在本实施方式中，在省略第1实施方式的止挡件17、缩短电动机轴13的阶梯部13a的方面，其构造与第1实施方式不同。在本实施方式中，作为屏蔽构件的屏蔽板18抵接固定于电动机转子15的右端面，该屏蔽板18上固定有旋转变压器转子构件19。作为屏蔽板18，能够采用作为非磁性导电性材料的铝等。在该屏蔽板18的外周缘，与之一体形成有沿着旋转变压器转子构件19的外周以圆筒状突出至旋转变压器定子构件23附近的圆筒部18a。该圆筒部18a的前端与在盖壳体20上保持旋转变压器定子构件23的凸部20a的前端空出间隙地相面对。

因而，采用本实施方式的电动机构造，由于使由非磁性导电性材料构成的屏蔽板18的外周缘突出至旋转变压器定子构件23附近地设置圆筒部18a，因此，由电动机定子12产生的磁场在圆筒部18a中转化为涡电流而变为热量。因此，能够降低磁场对旋转变压器定子构件23及旋转变压器转子构件19带来的不良影响，从而能够提高旋转变压器的旋转角度检测精度。另外，由于旋转变压器转子构件19与旋转变压器定子构件23之间的空隙26被圆筒部18a盖住，因此，能够防止异物进入到该空隙26中。结果，能够防止旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器定子第2图案52及旋转变压器转子图案30等断线、短路，在这种意义上能够提高旋转变压器的可靠性。并且，能够利用模具将具有上述功能的圆筒部18a与屏蔽板18一体成形，不必另外设置该功能零件，不会增加零件件数而提高成本优势。

第6实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第6实施方式。

图13通过剖视图表示内置有旋转变压器的电动机的构造。在本实施方式中，与第4实施方式不同，将盖壳体20的凸部20a加长一些，从该凸部20a到旋转变压器转子构件19之间设有由非磁性导电性材料构成的圆筒形的屏蔽构件27。该屏蔽构件27的基端部固定在凸部20a的内侧，其前端部覆盖旋转变压器转子构件19的外周缘。能够采用铝作为非磁性的导电性材料。

因而，采用本实施方式的电动机构造，由于由非磁性导电性材料构成的圆筒形的屏蔽构件27从盖壳体20的凸部20a设置到旋转变压器转子构件19的外周缘，因此，由电动机定子12产生的磁场在屏蔽构件27中转化为涡电流而变为热量。因此，能够降低磁场对旋转变压器定子构件23及旋转变压器转子构件19造成的不良影响，从而能够提高旋转变压器的旋转角度检测精度。另外，由于旋转变压器转子构件19与旋转变压器定子构件23之间的空隙26被圆筒形的屏蔽构件27盖住，因此，能够防止异物进入到该空隙26中。结果，能够防止旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器定子第2图案52及旋转变压器转子图案30等断线、短路，在这种意义上能够提高旋转变压器的可靠性。此外，能够将屏蔽效果高于盖壳体20的屏蔽效果的材料用于屏蔽构件27，从而与第1实施方式相比能够提高磁场的屏蔽效果。

第7实施方式

接着，根据附图详细说明将本发明的带旋转检测器的电动机构造具体化了的最佳的第7实施方式。

图14通过剖视图表示内置有旋转变压器的电动机的构造。在本实施方式中，与第5实施方式不同，使屏蔽板18的圆筒部18a的前端与用于保持旋转变压器定子构件23的凸部20a的外周相面对。

因而，采用本实施方式的电动机构造，能够获得与第5实施方式同等的作用效果。此外，由于圆筒部18a的前端与凸部20a的外周相面对，因此，旋转变压器转子构件19与旋转变压器定子构件23之间的空隙26会被更严密地盖住，能够更有效地防止异物进入到该空隙26中。

第8实施方式

参照附图说明本发明的第8实施方式。

图15是简单地表示第1实施方式的电动机构造的剖视图。

电动机10是包括壳主体79、壳罩71、电动机定子72、电动机转子73、电动机轴74和电动机轴承76a、76b的无刷电动机。

壳主体79及壳罩71是通过铸造铝合金等来制作的，在壳主体79中装配有电动机轴承76b，在壳罩71中装配有电动机轴承76a，电动机轴承76a、76b支承电动机轴74，使电动机轴74能旋转。

在壳主体79的内周固定有电动机定子72。电动机定子72具有线圈，通过通电而产生磁力。

另一方面，在电动机轴74上固定有具有永磁铁的电动机转子73。电动机定子72和电动机转子73分开规定距离地被保持，通过对电动机定子72通电来使电动机转子73旋转，产生驱动力而向电动机轴74传递动力。

在电动机转子73的端面隔着作为非磁性体且导电性的屏蔽板78固定设置有旋转变压器转子75。在本实施方式中，作为非磁性体平板的屏蔽板78使用铜板，但也可以由黄铜、铝构成。

在壳罩71上固定有旋转变压器定子77，在组装了壳主体79和壳罩71的状态下，旋转变压器转子75与旋转变压器定子77分开规定距离地配置。虽然使规定距离G较小能够提高旋转变压器80的检测精度，但也需在考虑到尺寸公差、由温度导致的尺寸变化等基础之上来决定规定距离G。

图28是表示旋转变压器的位置检测控制的框图。

旋转变压器80由电路88及传感器部89构成，该电路88由2X构成。电路88由SIN信号产生器81、载波产生器82、COS信号产生器83、第1调制器84、第2调制器85、检波器86及相位差检测器87构成。传感器部89由SIN信号励磁线圈91、COS信号励磁线圈92、检测线圈93、转子侧旋转变压器94及定子侧旋转变压器95构成。

如图28所示，产生7.2kHz的SIN信号波的SIN信号产生器81连接于第1调制器84。产生7.2kHz的COS信号波的COS信号产生器83连接于第2调制器85。

另外，产生500kHz的载波的载波产生器82连接于第1调制器84、第2调制器85。另外，SIN信号产生器81连接于相位差检测器87。检波器86连接于相位差检测器87。

第1调制器84连接于SIN信号励磁线圈91，第2调制器85连接于COS信号励磁线圈92。

检测线圈93连接于转子侧旋转变压器94，定子侧旋转变压器95连接于检波器86。

接着，详细说明SIN信号励磁线圈91、COS信号励磁线圈92的构造。

图16以俯视图表示旋转变压器定子77的构造。图27以示意性的剖视图表示旋转变压器定子77的构造。如27所示，旋转变压器定子77是在表面形成有基底涂层103的基座板102上依次层叠SIN信号励磁线圈91、绝缘涂层110、跳线128、129、绝缘涂层120、COS信号励磁线圈92、绝缘外涂层131而构成的。以下说明各层。

基座板102是PPS树脂制的环状平板。在基座板102的外周形成有具有连接端子的凸部102a。

图19表示在基座板102的上表面形成有基底涂层103的状态。基底涂层103未形成于凸部102a的上表面。基底涂层103用于使基座板102的表面平滑。

图20表示用喷墨打印机在基底涂层103的上表面涂覆SIN信号励磁线圈91后的状态。在SIN信号励磁线圈91中，4组SIN信号励磁线圈91A、91B、91C、91D配置在错开90度的位置。各线圈的匝数为7匝。4组SIN信号励磁线圈91A、91B、91C、91D上，在其内周侧具有内周端部104A、104B、104C、104D，在其外周侧具有外周端部105A、105B、105C、105D。各线圈在自内周端部104起朝向外周稍稍带有间隙地逐次环绕而形成7匝，到达外周端部105。

另外，SIN信号励磁线圈91A的一端连接于外部端子109。另外，SIN信号励磁线圈91B的一端连接于外部端子108。

另外，利用喷墨打印机在SIN信号励磁线圈91的内周侧涂覆有构成定子侧旋转变压器95的一部分的变压器95A。变压器95A的一端连接于外部端子106。变压器95A的另一端连接于变压器端部107。

图21表示涂覆在SIN信号励磁线圈91上的绝缘涂层110的俯视图。在绝缘涂层110上，在与内周端部104A、104B、104C、104D相对应的位置形成有通孔111A、111B、111C、111D。另外，在与外周端部105A、105B、105C、105D相对应的位置形成有通孔112A、112B、112C、112D。

另外，在绝缘涂层110的与变压器端部107相对应的位置形成有通孔113。另外，在绝缘涂层110的与外部端子106相对应的位置形成有切口部110a。利用通孔而进行配线方法见后述说明。

图22表示用喷墨打印机在绝缘涂层110的上表面涂覆跳线128、129后的状态。跳线128是SIN信号励磁线圈91用的跳线，跳线129是COS信号励磁线圈92用的跳线。在对图24的COS信号励磁线圈92进行说明之后详细说明跳线128、129。

另外，如图22所示，利用喷墨打印机在跳线128、129的内周侧涂覆有构成定子侧旋转变压器95的一部分的变压器95B。变压器95B的一端连接于外部端子126。变压器95B的另一端通过通孔113连接于变压器端部107。

图23表示涂覆在跳线128、129上的绝缘涂层120的俯视图。另外，图24表示用喷墨打印机在绝缘涂层120的上表面涂覆COS信号励磁线圈92后的状态。在COS信号励磁线圈92中，4组COS信号励磁线圈92A、92B、92C、92D配置在彼此错开90度的位置。各线圈的匝数为6匝。COS信号励磁线圈92A、92B、92C、92D相对于SIN信号励磁线圈91A、91B、91C、91D彼此错开45度相位地形成。

4组COS信号励磁线圈92A、92B、92C、92D在其内周侧具有内周端部115A、115B、115C、115D，在其外周侧具有外周端部116A、116B、116C、116D。各线圈在自内周端部115起朝向外周稍稍带有间隙地逐次环绕而形成6匝，到达外周端部116。

另外，COS信号励磁线圈92A的一端连接于外部端子118。另外，COS信号励磁线圈92D的一端连接于外部端子117。

如图23所示，在绝缘涂层120上，在与COS信号励磁线圈92A、92B、92C、92D的内周端部115A、115B、115C、115D相对应的位置形成有通孔121A、121B、121C、121D。另外，在与外周端部116A、116B、116C、116D相对应的位置形成有通孔122A、122B、122C、122D。

另外，在绝缘涂层120的与外部端子106、126相对应的位置形成有切口部120a。

接着，说明跳线128的连接方法。如图20～图22所示，外部端子108连接于SIN信号励磁线圈91B的一端，然后绕逆时针方向形成7匝线圈而连接于内周端部104B。内周端部104B通过通孔111B连接于跳线128B的一端。跳线128B的另一端通过通孔112B连接于外周端部105B。

如图20～图22所示，外周端部105B连接于SIN信号励磁线圈91C的外周端部105C。外周端部105C通过通孔112C连接于跳线128C的一端。跳线128C的另一端通过通孔111C连接于内周端部104C。从内周端部104C起绕顺时针方向形成7匝线圈而连接于SIN信号励磁线圈91D的一端，再绕逆时针方向形成7匝线圈而连接于内周端部104D。

内周端部104D通过通孔111D连接于跳线128D的一端。跳线128D的另一端通过通孔112D连接于外周端部105D。

外周端部105D连接于SIN信号励磁线圈91A的外周端部105A。外周端部105A通过通孔112A连接于跳线128A的一端。跳线128A的另一端通过通孔111A连接于内周端部104A。从内周端部104A起绕顺时针方向形成7匝线圈而连接于外部端子109。

接着，说明跳线129的连接方法。如图24所示，外部端子118连接于COS信号励磁线圈92A的一端，然后绕逆时针方向形成7匝线圈而连接于内周端部115A。如图22及图23所示，内周端部115A通过通孔121A连接于跳线129A的一端。跳线129A的另一端通过通孔122A连接于外周端部116A。

如图24所示，外周端部116A连接于COS信号励磁线圈92B的外周端部116B。外周端部116B通过通孔122B连接于跳线129B的一端。跳线129B的另一端通过通孔121B连接于内周端部115B。从内周端部115B起绕顺时针方向形成7匝线圈而连接于COS信号励磁线圈92C的一端，再绕逆时针方向形成7匝线圈而连接于内周端部115C。

内周端部115C通过通孔121C连接于跳线129C的一端。跳线129C的另一端通过通孔122C连接于外周端部116C。

外周端部116C连接于COS信号励磁线圈92D的外周端部116D。外周端部116D通过通孔122D连接于跳线129D的一端。跳线129D的另一端通过通孔121D连接于内周端部115D。从内周端部115D起绕顺时针方向形成7匝线圈，环绕COS信号励磁线圈92A的外周而连接于外部端子117。

接着，说明旋转变压器95的连接方法。

如图20、图21所示，以外部端子106为一端而形成为圆周状的旋转变压器95A，其另一端107通过通孔113连接于图22的旋转变压器95B的一端。旋转变压器95B的另一端连接于外部端子126。

接着，如图25所示，在端子部涂覆导电性粘接剂而做成外部端子且连接于外部线。图17及图18表示涂覆导电粘接剂而形成外部端子106、126、108、109、117、118的状态。

图17表示外部端子106、126与旋转变压器95A、95B的连接构造。其中，(b)是图16中的A部放大图，(a)是(b)的剖视图。

图18表示外部端子117的连接构造。其中，(a)是图16中的B部放大图，(b)是(a)的剖视图。

接着，如图26所示，表示包括凸部102a在内对整体覆盖涂层而形成保护膜131的状态。

接着，说明形成有检测线圈93的旋转变压器转子75。图29以分解立体图表示旋转变压器转子75的构造。(e)表示旋转变压器转子75的基座板161。(d)表示形成在基座板161的表面的第1线圈层162。(c)表示用于使第1线圈层162与第2线圈层164绝缘的层间绝缘层163。(b)表示形成在层间绝缘层163上的第2线圈层164。(a)表示由绝缘树脂构成、作为保护膜的外涂层(overcoat)165。

如(e)所示，基座板161是在中心具有圆形孔的圆盘状，是向铝、黄铜等非磁性导电性金属制且表面形成有凹部的板161a的凹部中填充PPS等树脂并使树脂凝固而制成的。

第1线圈层162包括4个检测线圈162a、162b、162c、162d。第2线圈层164也包括4个检测线圈164a、164b、164c、164d。检测线圈162a、162b、162c、162d的一端连接于旋转变压器166的一端。检测线圈162a、162b、162c、162d的另一端通过通孔163a连接于第2线圈层164的4个检测线圈164a、164b、164c、164d的一端。检测线圈164a、164b、164c、164d的另一端连接于旋转变压器167的一端。旋转变压器166的另一端通过通孔与旋转变压器167的另一端连接。

由此，在接受由励磁线圈产生的磁通而由检测线圈162、164产生感应电流时，电流流入旋转变压器166、167。

通过由该感应电流产生的磁通来在旋转变压器定子侧的旋转变压器95中产生感应电流。通过解析该感应电流，能够计算旋转变压器转子的旋转位置。

采用本实施方式，由于将旋转变压器166形成于第1线圈层162，将旋转变压器167形成于第2线圈层164，能够减小旋转变压器在1个线圈层中的占有面积，因此，能够减小旋转变压器的外形尺寸。

接着，说明本实施方式的旋转变压器构造的效果。图30表示在混合动力汽车中由电动机定子产生的磁通，即对于旋转变压器来说表示的是干扰磁通的强度。纵轴是磁通量(单位mT)，横轴表示条件。在稳定状态(100km/h)下，约为7mT。在从60km/h加速到100km/h的中间加速状态下，约为24mT。在从0km/h加速到50km/h的零起动加速状态下，约为32mT/h。

图31表示在作为干扰磁通给予39mT的情况下的旋转变压器的检测角度变化量。纵轴表示检测角度变化，横轴表示电角度。H是本发明的旋转变压器的数据，J表示以往的旋转变压器的数据。在以往的旋转变压器构造中，在所有的电角度中都发生检测角度变化(误差)。与此相比，采用本发明的旋转变压器构造则在几乎所有的电角度中都未发生检测角度变化(误差)。

图32表示在改变干扰磁通时旋转变压器所受到的影响。纵轴是检测角度变化(误差)，横轴表示干扰磁通(mT)。H是本发明的旋转变压器的数据，J表示以往的旋转变压器的数据。在以往的旋转变压器中，干扰磁通增加时，检测角度变化(误差)也成正比地增加。采用本发明的旋转变压器，则即使干扰磁通增加，检测角度变化(误差)也几乎不增加。

接着，说明具有上述构造的旋转变压器的作用。在旋转变压器定子77的SIN信号励磁线圈91中激励作为被500kHz的载波调幅后的第1励磁信号S1的sin曲线(Asinωt)。另外，在COS信号励磁线圈92中激励作为被500kHz的载波调幅后的第2励磁信号的cos曲线，从而，在旋转变压器转子图案94中产生输出信号ABsin(ωt+θ)作为感应电流。输出信号借助旋转变压器图案94、95经由设置在定子侧的检波器86、被输出到相位检测器87中。另一方面，自驱动电路81向相位检测器87中输入作为第1励磁信号的sin曲线(Asinωt)。由相位检测器87的零交叉点检测时机的错开，相位检测器87计算电动机转子73的旋转角度。

如以上详细说明的那样，采用本实施方式的旋转变压器构造，该带旋转检测器的电动机构造包括固定设置有电动机定子72和轴承76a、76b的壳体71、79、和具有旋转自由地支承于轴承76a、76b的电动机转子73的旋转轴74，为了检测电动机转子73的旋转角度，将旋转变压器的旋转变压器定子77附设于壳体71，将旋转变压器转子75附设于电动机转子73，其特征在于，旋转变压器转子75由空芯线圈构成且设置在电动机转子73的端面，旋转变压器定子77由空芯线圈构成，因此，通过除去辅助芯，不会出现电动机定子72所产生的干扰磁通通过辅助芯对旋转变压器定子77产生影响的情况，能够降低旋转变压器定子77自电动机定子72受到的噪声，不会降低旋转变压器的角度检测精度。在此，可以除去辅助芯的原因在于，由于以500kHz的高频励磁，因此，即使是微小的信号也能够充分地检测。

另外，即使在旋转变压器受到具有高磁通密度的干扰磁场的影响时，由于没有铁芯，因此，不会出现铁芯磁饱和，旋转变压器能够始终正常地发挥功能。

另外，由于采用高频，能够将旋转变压器定子77的匝数减少为几匝(本实施方式中为7匝)，因此，不易受到100kHz以下的噪声影响。在本实施方式中，以7匝构成SIN信号励磁线圈91及COS信号励磁线圈92，但也可与电动机的转速、磁极数相结合而以4～7匝构成。

另外，由于本实施方式的旋转变压器较少受到来自电动机的噪声的影响，因此，能够将薄膜状的旋转变压器定子77与旋转变压器转子75在旋转轴的轴心方向上相面对地配置，能够缩短旋转变压器在旋转轴的轴心方向上所占的长度，从而能够使电动机小型化。

本实施方式还以在旋转变压器转子75与电动机转子73的端面之间具有作为非磁性且导电性的平板的屏蔽板78为特征，由电动机定子72产生的磁通在基座板102或屏蔽板78的表面产生涡电流而转化为热量，因此，能够减少到达旋转变压器定子77的磁通，能够降低旋转变压器定子77自电动机定子72受到的噪声，不会降低旋转变压器的角度检测精度。

本实施方式还以空芯线圈由导电墨形成为特征，因此，能够将薄膜图案做成10μm以下的厚度而高精度地形成，而且，由于能够形成正确的宽度的薄膜图案，因此，能够提高旋转变压器的精度。

并且，通过利用喷墨打印机在旋转变压器转子构件上涂覆在分散剂中分散了银粒子的墨液、然后进行烧制而使薄膜图案固定附着于旋转变压器转子构件，因此，能够将薄膜图案可靠地固定于旋转变压器转子构件上。

本实施方式的特征还在于，空芯线圈具有将SIN信号励磁线圈91、作为第1绝缘层的绝缘涂层110、形成有跳线128、129的层、作为第2绝缘层的绝缘涂层120、COS信号励磁线圈92层叠的构造，上述各层分别形成有通孔，处于各层上侧的层的导电墨通过通孔111、112、121、122与处于下侧的层的导电墨相连接，因此，仅通过形成各层并利用喷墨来形成空芯线圈，就能够高效地制造旋转变压器定子77，因此，能够降低制造成本。

本实施方式的特征还在于，作为旋转变压器定子的励磁信号，使用300kHz～500kHz的信号、或者1.8MHz～2.7MHz的信号，因此，在混合动力汽车中，较少给AM无线电及FM无线电带来无线电噪声。由于无线电在500kHz以上的区域中使用，因此，只要是500kHz以下的励磁信号，就很少给无线电带来噪声。在500kHz的条件下，本发明的旋转变压器的S/N比(信噪比)足够大。在300kHz的条件下，S/N比虽减小为500kHz的S/N比的1/2左右，但仍在实用范围内。

另外，由于使用300kHz以上的励磁信号，能够利用高通滤波器容易地滤掉最大也只是10kHz左右的电动机噪声，因此，能够提高旋转变压器的角度检测精度。另外，由于将匝数减少为使旋转变压器以高频耦合，因此，100kHz以下的噪声信号变得难以耦合。

本发明除上述各实施方式之外还能够进行各种应用。例如，在上述各实施方式中，将铜制的屏蔽板18用作屏蔽构件，但也可以使用黄铜制的屏蔽板。另外，也可以使用具有一定厚度的镀铜或铝。

另外，在上述第1实施方式中，利用喷墨打印机(喷墨法)形成作为薄膜图案的旋转变压器转子图案30及旋转变压器图案31、以及旋转变压器定子第1图案51、旋转变压器图案57及旋转变压器定子第2图案52，但也可以利用蒸镀法、溅射法、电镀法或者蚀刻法形成薄膜图案。

另外，在上述第4实施方式中，由铝等非磁性导电性材料形成盖壳体20及圆筒部20b，但也可以由铁等磁性体形成该盖壳体20及圆筒部20b。

另外，在上述第5及第7实施方式中，由铝等非磁性导电性材料形成屏蔽板18及圆筒部18a，但也可以由铁等磁性体形成该屏蔽板18及圆筒部18a。

另外，在上述实施方式6中，由铝等非磁性导电性材料形成屏蔽构件27，但也可以由铁等磁性体形成屏蔽构件。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明主旨的范围内如下地实施。

工业实用性

本发明能够用于例如混合动力汽车、电动汽车等的电动机。

Claims (17)

1.一种带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

该带旋转检测器的电动机构造包括壳体、设置于上述壳体的定子、设置于上述壳体的轴承、借助上述轴承支承于上述壳体且能够相对于上述壳体自由旋转的旋转轴、能够与上述旋转轴一体旋转地设置的转子、和用于检测上述转子的旋转角度的旋转变压器，

上述旋转变压器包括受上述壳体保持且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器定子构件、和设置于上述转子的端面且在表面形成有薄膜状线圈的圆板状的旋转变压器转子构件，

在上述转子与上述旋转变压器转子构件之间设有屏蔽构件。

2.根据权利要求1所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

形成于上述旋转变压器转子构件上的上述薄膜状线圈是利用喷墨打印机在上述旋转变压器转子构件的表面上作为薄膜图案而形成的。

3.根据权利要求2所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

利用上述喷墨打印机将在分散剂中分散了银粒子的墨液涂覆在上述旋转变压器转子构件上，然后进行烧制，从而使上述薄膜图案固定附着于上述旋转变压器转子构件上。

4.根据权利要求1所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述屏蔽构件为铜板或镀铜。

5.根据权利要求1所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述旋转变压器定子构件和上述轴承被相对于上述壳体定位。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

使对上述旋转变压器定子构件外周加以保持的上述壳体的一部分沿着上述旋转变压器转子构件的外周以圆筒形突出至上述旋转变压器转子构件而形成屏蔽部。

7.根据权利要求6所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述壳体及上述屏蔽部由非磁性的导电性材料形成。

8.根据权利要求6所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述壳体及上述屏蔽部由磁性体形成。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

在从对上述旋转变压器定子构件外周加以保持的上述壳体的一部分到上述旋转变压器转子构件之间设有圆筒形的屏蔽构件。

10.根据权利要求9所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成。

11.根据权利要求9所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述屏蔽构件由磁性体形成。

12.根据权利要求1所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

使设置在上述转子与上述旋转变压器转子构件之间的上述屏蔽构件的外周缘沿着上述旋转变压器转子构件的外周以圆筒状突出至上述旋转变压器定子构件附近。

13.根据权利要求12所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述屏蔽构件由非磁性的导电性材料形成。

14.根据权利要求12所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述屏蔽构件由磁性体形成。

15.一种带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

该带旋转检测器的电动机构造包括固定设置有电动机定子和轴承的壳体、和具有旋转自由地支承于该轴承的电动机转子的旋转轴，为了检测上述电动机转子的旋转角度，将旋转变压器的旋转变压器定子附设于上述壳体，将旋转变压器转子附设于上述电动机转子，

上述旋转变压器转子由空芯线圈构成且设置在上述电动机转子的端面；

上述旋转变压器定子由空芯线圈构成，

在上述旋转变压器转子与上述电动机转子的端面之间具有非磁性体平板。

16.根据权利要求15所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

上述空芯线圈由导电墨形成。

17.根据权利要求15～16中任一项所述的带旋转检测器的电动机构造，其特征在于，

作为上述旋转变压器定子的励磁信号，使用300kHz～500kHz的信号、或者1.8MHz～2.7MHz的信号。

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