JP2003202243A - レゾルバ構造及び多回転アブソリュートデジタル信号出力方法 - Google Patents
レゾルバ構造及び多回転アブソリュートデジタル信号出力方法Info
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Abstract
してハウジングに螺合させ、輪状ステータと輪状ロータ
との相対位置を変えて多回転アブソリュート信号を得る
ことを目的とする。 【解決手段】 本発明によるレゾルバ構造及び多回転ア
ブソリュートデジタル信号出力方法は、輪状ロータ(4)
を有する回転軸(5)をハウジング(10)にねじ部(12)を介
して保持し、輪状ステータ(1)と輪状ロータ(4)間の相対
位置を移動させて変圧比(k)を変化させることによって
出力電圧レベル変化で回転数を検出し、多回転アブソリ
ュートデジタル信号(34)を得る構成である。
Description
多回転アブソリュートデジタル信号出力方法に関し、特
に、輪状ロータを有する回転軸をねじ部を介してハウジ
ングに対して回転及び軸方向移動させ、輪状ステータと
輪状ロータの軸方向における相対位置を変化させること
による出力電圧レベルの変化によって回転数が検出でき
る多回転アブソリュート信号を得ることができるように
するための新規な改良に関する。
構造としては、スラスト方向の移動量の検出としてはリ
ニアセンサ等が用いられており、多回転のアブソリュー
ト信号の検出としては、複速(nx)タイプを用いる構成、
及び、ギヤで結合したn個のレゾルバを用いることによ
り、1回転及び多回転の検出を行っていた。
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。すなわち、複数タイプの場合には1回
転を複速として検出することはできるが、多回転のアブ
ソリュート信号を得ることはできなかった。また、ギヤ
結合したn個のレゾルバを組合わせたアブソリュート信
号を得る構成の場合、n個のレゾルバをギヤ結合するた
めに、全体形状が大形化し、小形化された構成を得るこ
とは極めて困難であった。
めになされたもので、特に、輪状ロータを有する回転軸
をねじ部を介してハウジングに対して回転及び軸方向移
動させ、輪状ステータと輪状ロータの軸方向における相
対位置を変化させることによる出力電圧レベルの変化に
よって回転数が検出できる多回転アブソリュート信号を
得ることができるようにしたレゾルバ構造及び多回転ア
ブソリュートデジタル信号出力方法を提供することを目
的とする。
造は、ハウジングに設けられステータ巻線を有する輪状
ステータの内側に、磁性材で形成され巻線を有しない輪
状ロータを回転自在に配設し、前記輪状ロータの回転に
より回転角度信号を得るようにしたレゾルバ構造におい
て、前記ハウジングにねじ部を介して回転及び軸方向移
動自在に設けられ前記輪状ロータを有する回転軸と、前
記回転軸と前記ハウジングとの間に形成されたすべり部
とを有し、前記回転軸の回転によって前記輪状ロータと
輪状ステータの前記軸方向における相対位置が変化し、
前記変化に応じて変わる前記回転角度信号の出力電圧レ
ベルにより前記回転軸の回転数を検出する構成であり、
また、前記ねじ部は、ボールとねじよりなる構成であ
り、また、本発明による多回転アブソリュートデジタル
信号出力方法は、請求項1又は2記載のレゾルバ構造を
用い、前記レゾルバ構造のレゾルバから出力される回転
角度信号に基づいて得られた多回転信号k(cos2θ
+sin2θ)=1(但し、kは磁気結合率)をA/D
変換部でA/D変換して多回転デジタル信号を得るとと
もに、前記回転角度信号をR/D変換部でR/D変換し
てレゾルバデジタル信号を得て、前記多回転デジタル信
号とレゾルバデジタル信号をミキシング部でミキシング
処理することにより多回転アブソリュートデジタル信号
を得る方法である。
ゾルバ構造及び多回転アブソリュートデジタル信号出力
方法の好適な実施の形態について説明する。図1から図
4において符号1で示されるものは積層型等よりなり各
磁極2すなわちスロット(図示せず)に巻回されたステ
ータ巻線3を有する輪状ステータであり、この輪状ステ
ータ1は全体形状が箱型をなすハウジング10に設けら
れている。
ルねじ等のねじ部12を介して回転自在かつ軸方向7移
動自在中に中空状の回転軸5が設けられており、この回
転軸5の後端部6の溝部6aは、前記ハウジング10の
後蓋13に形成され軸方向7に沿って延設された筒状の
すべり部14に摺動自在に遊嵌している。
ば周知の巻線を有しないリラクタンス型(真円ではない
形状)の輪状ロータ4が設けられ、この輪状ロータ4は
前記輪状ステータ1に対応することができるように構成
されている。尚、この回転軸5の内周の一部にはキー溝
からなるカップリング機構5Aが形成されている。
輪状ステータ1と輪状ロータ4が互いに完全に対応し輪
状ステータ1と輪状ロータ4との最も磁気結合率k(=
図5の変圧比)の高い状態を示しており、図4は、回転
軸5を回転させて最も左側に位置させ最も磁気結合率k
の低い状態を示している。
軸5の回転による軸方向7の移動に応じた輪状ステータ
1と輪状ロータ4の相対位置による軸方向ずれ量と変圧
比kの関係は、図5で示される通りであり、その移動量
に応じて変圧比k(前記磁気結合率kに等しい)が変化
し、その輪状ロータ4の移動状態は図2及び図3に示さ
れる通りである。
向移動により発生する回転角度信号20の1回転目から
4回転目迄の出力電圧Vの電圧レベルが変化する状態を
示している。すなわち、1回転目〜4回転目の電圧幅が
各回転目に応じて小さくなる(すなわち、前記輪状ロー
タ4が図4のように左側へ移動する状態に応じて)状態
が示され、この各電圧幅の電圧レベルを検出することに
よって何回転目の回転角度信号20であるかが判明す
る。
ら出力されるレゾルバ信号である回転角度信号20に基
づいて得られた多回転信号k(cos2θ+sin
2θ)=1(但し、kは磁気結合率)をA/D変換部3
1でA/D変換して多回転デジタル信号31aを得ると
共に、前記回転角度信号20をR/D変換部32でR/
D変換してレゾルバデジタル信号32aを得て、前記多
回転デジタル信号31aとレゾルバデジタル信号32a
をミキシング部33でミキシング処理することにより多
回転アブソリュートデジタル信号34が得られる。
に移動することにより、レゾルバ30の出力信号は、図
5のように磁気結合率kが低下し電圧レベルが前述のよ
うに低下する。この時の出力信号は、1相励磁2相出力
の場合、 ES1−S3=KER1−R2sinωt・cosθ…(1) ES2−S4=KER1−R2sinωt・sinθ…(2) 但し、ER1−R2sinωt:励磁信号 θ :回転角 ES1−S3、ES2−S4:出力信号 k :磁気結合率(=変圧比) となる。 前記出力信号をES1−S3 2+ES2−S4 2する
と、=k(cos2θ+sin2θ)=1…(3)とな
る。 但し、R1、R2は励磁コイル両端を示し、S1〜S4
は2相出力コイルの各両端を示す。この場合、磁気結合
率kが変化するため、右辺1の絶対電圧は図6のように
回転によって変化する。よって、この(3)式の出力信号
を多回転信号k(cos2θ+sin2θ)=1として
A/D変換し、電圧レベルによってしまい値を設けたデ
ジタル信号と回転角度信号20をR/D変換部32でデ
ジタル信号化し、この2つの信号31aと32aをミキ
シング部33でミキシング処理することによって完全な
前記多回転アブソリュートデジタル信号34を得ること
ができる。
ブソリュートデジタル信号出力方法は、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、輪状ロータを有する回転軸をねじ部を介
して軸方向移動自在とし、輪状ステータと輪状ロータと
のずれによって磁気的結合度を可変とし、回転に応じて
回転角度信号の出力電圧のレベルが変化し、この変化を
検出することにより何転目であるかを示す回転数を含む
多回転アブソリュート信号を得ることができ、かつ、従
来のように複数のレゾルバ及びギヤを用いることがな
く、全体形状を大幅に小型化できるものである。また、
従来構成に比べると、コストも大幅に低減することがで
きる。
図である。
る。
ある。
を示す特性図である。
デジタル信号出力方法の電気的構成を示すブロック図で
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 ハウジング(10)に設けられステータ巻線
(3)を有する輪状ステータ(1)の内側に、磁性材で形成さ
れ巻線を有しない輪状ロータ(4)を回転自在に配設し、
前記輪状ロータ(4)の回転により回転角度信号(20)を得
るようにしたレゾルバ構造において、 前記ハウジング(10)にねじ部(12)を介して回転及び軸方
向(7)移動自在に設けられ前記輪状ロータ(4)を有する回
転軸(5)と、前記回転軸(5)と前記ハウジング(10)との間
に形成されたすべり部(14)とを有し、前記回転軸(5)の
回転によって前記輪状ロータ(4)と輪状ステータ(1)の前
記軸方向(7)における相対位置が変化し、前記変化に応
じて変わる前記回転角度信号(20)の出力電圧(V)レベ
ルにより前記回転軸(5)の回転数を検出する構成とした
ことを特徴とするレゾルバ構造。 - 【請求項2】 前記ねじ部(12)は、ボールねじよりなる
ことを特徴とする請求項1記載のレゾルバ構造。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のレゾルバ構造を用
い、前記レゾルバ構造のレゾルバ(30)から出力される回
転角度信号(20)に基づいて得られた多回転信号k(co
s2θ+sin2θ)=1(但し、kは磁気結合率)を
A/D変換部でA/D変換して多回転デジタル信号(31
a)を得ると共に、前記回転角度信号(20)をR/D変換部
(32)でR/D変換してレゾルバデジタル信号(32a)を得
て、前記多回転デジタル信号(31a)とレゾルバデジタル
信号(32a)をミキシング部(33)でミキシング処理するこ
とにより多回転アブソリュートデジタル信号(34)を得る
ことを特徴とする多回転アブソリュートデジタル信号出
力方法。
Priority Applications (1)
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Publication Number | Publication Date |
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