JP2001314069A - 基板形レゾルバ - Google Patents

基板形レゾルバ

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JP2001314069A JP2000127755A JP2000127755A JP2001314069A JP 2001314069 A JP2001314069 A JP 2001314069A JP 2000127755 A JP2000127755 A JP 2000127755A JP 2000127755 A JP2000127755 A JP 2000127755A JP 2001314069 A JP2001314069 A JP 2001314069A
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Koichi Masaki
耕一 正木
Takamitsu Nagase
隆光 永瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ステータ基板の巻線パターンの外
周位置に励磁巻線パターンを形成し、短絡したロータ巻
線パターンに電流を流して起磁力を発生させ、誤差の少
ない高感度のレゾルバ信号を得ることを目的とする。 【解決手段】 本発明による基板形レゾルバは、ステー
タ基板(1)のステータsin巻線パターン(20)及びステ
ータcos巻線パターン(21)の外周位置に輪状に形成さ
れた励磁巻線パターン(4)が配設され、励磁回路(25)及
び受信回路(26)が前記ステータ基板(1)に形成された構
成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板形レゾルバに
関し、特に、ステータ基板の巻線パターンの外周位置に
励磁巻線パターンを形成し、ロータ基板の短絡されたロ
ータ巻線パターンに電流を流して起磁力を発生してステ
ータ基板の巻線パターンから高感度でかつ誤差の少ない
レゾルバ信号を出力するための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の巻線型回
転検出器の代表的構成としては、例えば、図10及び図
11で示す第1従来構成、図12から図15で示す第2
従来構成を挙げることができる。すなわち、図10及び
図11において符号1で示されるものは、12個の突極
3間に各々形成された12個のスロット2を有する輪状
の固定子であり、各突極3には、各スロット2内に位置
するように1相の励磁巻線4が巻回されている。なお、
この励磁巻線4の極数はスロット2の数と同一である。
この固定子1の中心位置には、巻線を有しない鉄心のみ
よりなる回転子が回転自在に設けられ、この回転子5の
中心が固定子1の中心とずれて偏心しているため、この
回転子5と固定子1の突極3との間のギャップパーミア
ンスは角度θに対して正弦波状に変化するように前記回
転子5は構成されている。なお、この回転子5は、偏心
構成に限らず、同心で形状が円でなく変形して凹凸形等
とした場合も同じ作用を有するものである。
【0003】また、2相で互いに電気角が90°異なっ
て各スロット2に1スロットピッチ(スロット飛びを伴
うことなく、各スロットに順次巻線を入れる状態)で巻
かれたSIN出力巻線6及びCOS出力巻線7は、図1
0には示していないが図11で示される状態のように、
その誘起電圧分布が各々正弦波分布となるように分布巻
き(その巻線の巻き数(量)も正弦波分布状となる)で
構成されている。前記各出力巻線6,7の巻数は、SI
Nθ(COSθ)に比例したターン数でかつその極性
(正極又は逆巻)は、SIN出力電圧8とCOS出力電
圧9の各スロット2位置での極性に合うように、励磁巻
線4の極性を考慮しつつ決定する。
【0004】すなわち、図11に示すように、励磁巻線
4が正巻で出力巻線6,7が正巻の場合は同相出力、励
磁巻線4が正巻で出力巻線6,7が逆巻の場合は逆相出
力、励磁巻線4が逆巻で出力巻線6,7が正巻の場合は
逆相出力、励磁巻線4が逆巻で出力巻線6,7が逆巻の
場合は同相出力となる巻線構造を前提として、SIN出
力電圧8及びCOS出力電圧9がSIN状及びCOS状
となるように各出力巻線6,7の極性(正巻か逆巻)を
決める。
【0005】なお、前述の図10の構成は、2相出力の
1X(Xは軸倍角)の場合を示しているが、n相出力及
び多極出力型(2X以上)も可能であることは述べるま
でもなく、前述の12スロットの場合に限ることなく、
12以外の何れのスロット数も可能である。また、図1
0の構成は、1相励磁/n相(2相)出力の場合を示し
ているが、励磁側と出力側を逆とし、n相(2相)励磁
/1相出力とすることも可能であった。
【0006】次に、図12から図15で示される第2従
来構成の場合、図12において符号1で示されるもの
は、4個の突極3間に形成された4個のスロット2を有
する輪状の固定子であり、各突極3には、各スロット2
内に位置するように1相の励磁巻線4が巻回されてい
る。この固定子1の中心位置には、巻線を有しない鉄心
のみよりなる回転子5が回転自在に設けられ、この回転
子5の中心が固定子1の中心とずれて偏心しているた
め、この回転子5と固定子1の突極3との間のギャップ
パーミアンスは角度θに対して正弦波状に変化するよう
に前記回転子は構成されている。
【0007】前記固定子1の各突極3には、互いに電気
角で90°ずれた構成のSIN,COS出力巻線6,7
が各スロット2に対して各々位置して巻かれた1スロッ
トピッチで巻かれ、SIN出力巻線6からはSIN波の
SIN出力電圧8が出力され、COS出力巻線7からは
COS波のCOS出力電圧9が出力される。なお、前記
SIN出力巻線6とCOS出力巻線7は、図13で示す
ように、各スロット2に1スロット励磁して設けられ、
前記励磁巻線4は各スロット2に順次すなわち1スロッ
トピッチで設けられている。従って、図14で示すよう
に、励磁巻線4を介して供給された励磁電圧により、回
転子5の回転と共に、SIN出力巻線6及びCOS出力
巻線7からは、図12の略記号a,B,c,Dに応じた
波形を図15で示すように、回転子5の回転に応じて、
a+BのCOS出力電圧9及びc+DのSIN出力電圧
8が出力されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の巻線型回転検出
器は、以上のように構成されていたため、次のような課
題が存在していた。何れも、ロータ鉄心とステータ鉄心
に加えて回転トランスが必要であり、そのために容積及
び重量並びにコストを低減させることが困難であった。
【0009】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、ステータ基板の巻線パター
ンの外周位置に励磁巻線パターンを形成し、ロータ基板
の短絡されたロータ巻線パターンに電流を流して起磁力
を発生してステータ基板の巻線パターンから高感度でか
つ誤差の少ないレゾルバ信号を出力するようにした基板
形レゾルバを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による基板形レゾ
ルバは、ステータsin巻線パターンとステータcos
巻線パターンが形成されたステータ基板と、前記ステー
タ基板に対向し前記ステータ基板とは間隔を設けて回転
自在に配設したロータ基板と、前記ロータ基板に設けら
れたロータ巻線パターンとからなる基板形レゾルバにお
いて、前記ステータ基板には、前記ステータsin巻線
パターン及びステータcos巻線パターンの外周位置に
輪状に形成された励磁巻線パターンが配設されている構
成であり、また、前記ステータsin巻線パターン及び
ステータcos巻線パターンは、前記ステータ基板の表
面と裏面に分けて形成されている構成であり、また、前
記ロータ巻線パターンは、その両端がコンデンサで接続
又は直接短絡されていると共に、前記ロータ巻線パター
ンから発生する起磁力がほぼsin波状となるように形
成されている構成であり、また、前記ロータ巻線パター
ンは、角度が異なる複数のロータ巻線パターンセグメン
トが連続して形成されている構成であり、また、前記ス
テータsin巻線パターン及びステータcos巻線パタ
ーンは、角度が異なる複数のステータsin巻線パター
ンセグメント及びステータcos巻線パターンセグメン
トが連続して形成され、sin出力信号及びcos出力
信号がほぼsin波状又はcos波状となるようにした
構成であり、また、前記ステータ基板には、前記励磁巻
線パターンに接続された励磁回路及び前記ステータsi
n巻線パターンとステータcos巻線パターンに接続さ
れた受信回路が設けられている構成である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による基
板形レゾルバの好適な実施の形態について説明する。な
お、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説
明する。図1において符号1で示されるものはステータ
基板であり、このステータ基板1は軸心位置にステータ
用開孔10が形成されている。前記ステータ基板1に対
し、所定の間隔Dを設けてロータ基板5が回転自在に配
設されている。
【0012】前記ステータ基板1は、図6から図9で示
されるように構成され、このステータ基板1の表面1a
には図7のようにステータsin巻線パターン20がパ
ターンのクロス部分が発生しないように形成され、その
裏面1bには図7のステータsin巻線パターン20と
同様のステータcos巻線パターン21が分けて各々形
成されている。
【0013】前記ステータsin巻線パターン20とス
テータcos巻線パターン21とは、ステータ基板1の
表面1aと裏面1bとでは、位相が90度異なるように
形成され、かつ180度毎に正相と逆相で形成された2
極構造(2極に限ることなくn極とすることができ、n
極の場合にはこの正相と逆相がn個となる)で形成され
ている。なお、このステータ基板1は、表裏にパターン
を形成した場合について述べたが、多層基板を用いてパ
ターンのクロス部分がないようにすることもできる。
【0014】前記ステータsin巻線パターン20とス
テータcos巻線パターン21は、図7に特に示されて
いるように、正相と逆相毎に角度が異なる複数のステー
タsin巻線パターンセグメントA〜Eで形成され、そ
のレゾルバ信号としてのsin出力22及びその各セグ
メントA〜Eの面積が図9で示されるようにほぼsin
波状となるように構成されている。なお、図8で示すス
テータcos巻線パターン21の場合も同様のレゾルバ
信号としてのcos出力23が得られるように構成され
ている。
【0015】前記ステータ基板1の一側には、一体に突
出する耳部24が形成され、この耳部24には励磁回路
25及び受信回路26が設けられ、この励磁回路25に
は励磁電源27が設けられると共に受信回路26からは
sin出力22が得られるように構成されている。な
お、前記励磁電源27に接続された励磁巻線パターン4
は各巻線パターン20、21の外周位置に輪状に形成さ
れている。
【0016】前記ロータ基板5の両面には、前記ステー
タ基板1の各巻線パターン20、21の二極構成に合わ
せて正相と逆相の二極に構成されたロータ巻線パターン
30がパターンのクロス部分が発生しないようにして形
成され、このロータ巻線パターン30の角度が異なる複
数のロータ巻線パターンセグメントA,B,Cは、その
面積及び発生する起磁力のパターンが図9で示されるs
in波状となるように構成されている。なお、前記ロー
タ巻線パターン30の両端30a、30bは点線で示さ
れるように直接短絡されているか又はコンデンサCで短
絡されている。また、このロータ基板30のパターン
は、両面を用いることもできるが、多層基板を用いてパ
ターンのクロス部分がないようにすることもできる。
【0017】次に、動作について述べる。まず、図1の
状態で、励磁巻線パターン4に励磁電流を印加すること
により、ロータ巻線パターン30に短絡電流が流れ、こ
の電流によってロータ巻線パターン30から起磁力が発
生し、ロータ基板5の回転によってステータsin巻線
パターン20及びステータcos巻線パターン21で受
信して出力されるsin出力22及びcos出力23か
らなるレゾルバ出力がロータ基板5の回転角度に応じて
変化する。なお、各基板1、5の各パターンの形状は、
前述の形状に限ることなく、他の形状を用いることもで
きる。なお、本発明は、ポテンショメータの代わりに用
いることもできる。
【0018】
【発明の効果】本発明による基板形レゾルバは、以上の
ように構成されているため、次のような効果を得ること
ができる。すなわち、ステータ基板の出力用のパターン
の外周に励磁用のパターンを形成し、ロータのパターン
に短絡電流を間接的に流し、その起磁力を用いて角度変
化に対応したレゾルバ信号をステータ基板の出力用のパ
ターンから得ているため、レゾルバ信号の検出感度が高
くなり、機械的誤差の少ないレゾルバ信号を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による基板形レゾルバを示す構成図であ
る。
【図2】図1のステータ基板を示す平面図である。
【図3】図1のロータ基板の拡大構成図である。
【図4】図3の平面図である。
【図5】図4のロータ巻線パターンの起磁力の発生状態
を示す特性図である。
【図6】図1のステータ基板を示す拡大構成図である。
【図7】図6のステータ基板の表面を示す拡大構成図で
ある。
【図8】図6のステータ基板の裏面を示す拡大構成図で
ある。
【図9】図7、図8の巻線パターンから得られるレゾル
バ信号の特性図である。
【図10】従来のレゾルバを示す構成図である。
【図11】図10のレゾルバの信号出力図である。
【図12】従来のレゾルバを示す構成図である。
【図13】図12のレゾルバの信号出力図である。
【図14】図12のレゾルバの信号出力図である。
【図15】図12のレゾルバの信号出力図である。
【符号の説明】
1 ステータ基板 1a 表面 1b 裏面 A,B,C ロータ巻線パターンセグメント A’,B’,C’ ステータsin巻線パターンセグ
メント A”,B”,C” ステータcos巻線パターンセグ
メント 4 励磁巻線パターン 5 ロータ基板 20 ステータsin巻線パターン 21 ステータcos巻線パターン 22 sin出力信号 23 cos出力信号 25 励磁回路 26 受信回路 30 ロータ巻線パターン
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステータsin巻線パターン(20)とステ
    ータcos巻線パターン(21)が形成されたステータ基板
    (1)と、前記ステータ基板(1)に対向し前記ステータ基板
    (1)とは間隔を設けて回転自在に配設したロータ基板(5)
    と、前記ロータ基板(5)に設けられたロータ巻線パター
    ン(30)とからなる基板形レゾルバにおいて、前記ステー
    タ基板(1)には、前記ステータsin巻線パターン(20)
    及びステータcos巻線パターン(21)の外周位置に輪状
    に形成された励磁巻線パターン(4)が配設されている構
    成よりなることを特徴とする基板形レゾルバ。
  2. 【請求項2】 前記ステータsin巻線パターン(20)及
    びステータcos巻線パターン(21)は、前記ステータ基
    板(1)の表面(1a)と裏面(1b)に分けて形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の基板形レゾルバ。
  3. 【請求項3】 前記ロータ巻線パターン(30)は、その両
    端がコンデンサ(C)で接続又は直接短絡されていると共
    に、前記ロータ巻線パターン(30)から発生する起磁力が
    ほぼsin波状となるように形成されていることを特徴
    とする請求項1又は2記載の基板形レゾルバ。
  4. 【請求項4】 前記ロータ巻線パターン(30)は、角度が
    異なる複数のロータ巻線パターンセグメント(A,B,C)が
    連続して形成されていることを特徴とする請求項1ない
    し3の何れかに記載の基板形レゾルバ。
  5. 【請求項5】 前記ステータsin巻線パターン(20)及
    びステータcos巻線パターン(21)は、角度が異なる複
    数のステータsin巻線パターンセグメント(A’,B’・
    ・・)及びステータcos巻線パターンセグメント(A”,
    B”・・・)が連続して形成され、sin出力信号(22)及
    びcos出力信号(23)がほぼsin波状又はcos波状
    となるように構成されていることを特徴とする請求項1
    ないし4の何れかに記載の基板形レゾルバ。
  6. 【請求項6】 前記ステータ基板(1)には、前記励磁巻
    線パターン(4)に接続された励磁回路(25)及び前記ステ
    ータsin巻線パターン(20)とステータcos巻線パタ
    ーン(21)に接続された受信回路(26)が設けられているこ
    とを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載の基板
    形レゾルバ。
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