JP2004069359A

JP2004069359A - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP2004069359A
Application number: JP2002226044A
Authority: JP
Inventors: Kanji Kitazawa; 北沢　完治
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP4049305B2

Abstract

【課題】本発明は、ボビンに設けた複数のコアの外側及び内側を経て励磁巻線と出力巻線を巻回することにより、従来よりも巻線が大幅に容易化されることを目的とする。
【解決手段】本発明による回転角度検出装置は、固定子（１）が、複数のコア（１４）を有する輪状ヨーク板（２０）と、各コア（１４）を介して設けられ巻線用板状肉厚部（３１）を経て巻回された励磁巻線と出力巻線を有する複数の輪状巻線用ボビン板（１０〜１０ｅ）と、輪状巻線用ボビン板（１０）に設けられた磁極板（３）とからなり、回転子（５０）の周面（５０ａ）が磁極板（３）の内端（３ａ）と対向する構成である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転角度検出装置に関し、特に、輪状ヨーク板のコアに対して複数の輪状巻線用ボビン板を、巻線用板状肉厚部を介して所定の間隔で設け、この巻線用板状肉厚部の外周に巻線を巻回することにより、巻線を容易化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角度検出器としては、一般に、複数のスリットを有する積層型の鉄芯に、励磁巻線と出力巻線とを巻回していた。
また、最近提案された角度検出器の固定子としては、図１２に示されるように、固定子１上に設けられた複数の筒状コア１４に、巻線４（６、７）を巻回したボビン１０を嵌入していた。
さらに、各筒状コア１４には、Ｌ字型をなす磁極板３が取付けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の角度検出器は、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。
すなわち、前述の鉄芯を用いた構成の場合、巻線機による巻線動作が複雑となり、複雑なプログラムによるニードルの動作制御をしなければならず、生産性の向上が困難であった。
また、図１２の構成の場合、各々巻線を巻回したボビンを筒状コアに取付けなければならず、巻線の作業性と組立ての作業性の効率を向上させることが困難であった。
【０００４】
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、輪状ヨーク板のコアに対して複数の輪状巻線用ボビン板を、巻線用板状肉厚部を介して所定の間隔で設け、この巻線用板状肉厚部の外周に巻線を巻回することにより、巻線を容易化するようにした回転角度検出装置用ボビン構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による回転角度検出装置は、輪状の固定子に励磁巻線とｎ相の出力巻線を設け、前記固定子に対して回転自在に設けられ前記固定子との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状に変化する非真円形を有すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子を用いたバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の回転角度検出装置において、前記固定子は、軸方向に突出する複数のコアを有する輪状ヨーク板と、前記輪状ヨーク板に対し前記各コアを介して軸方向に所定の間隔で設けられ、巻線用板状肉厚部を経て巻回された前記励磁巻線と出力巻線を有する複数の輪状巻線用ボビン板と、前記輪状巻線用ボビン板に複数設けられ前記各コアと接続された磁極板とからなり、前記各磁極板の内端は前記回転子の周面に直接対向している構成であり、また、輪状の固定子に励磁巻線とｎ相の出力巻線を設け、前記固定子に対して回転自在に設けられ前記固定子との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状に変化すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子を用いたバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の回転角度検出装置において、前記固定子は、軸方向に突出する複数のコアを有する輪状ヨーク板と、前記輪状ヨーク板に対し前記各コアを介して軸方向に所定の間隔で設けられ、巻線用板状肉厚部を経て巻回された前記励磁巻線と出力巻線を有する複数の輪状巻線用ボビン板とからなり、前記回転子の一端面に形成され軸方向に沿って波状に凹凸形状となる輪形波状変化面を有し、前記輪形波状変化面は前記各コアの先端面に対向している構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による回転角度検出装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、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、全体がほぼ筒状をなす固定子であり、この固定子１の輪状ヨーク板２０の複数のコア（図１では８個である）に対して、図２で示されるように、この輪状ヨーク板２０とほぼ同径の６個の輪状巻線用ボビン板１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅからなるボビン１０Ａが軸方向に積層され、又は一体で製作され、各輪状巻線用ボビン板１０〜１０ｅの各案内孔３０に前記コア１４が貫通している。
【０００７】
前記各輪状巻線用ボビン板１０〜１０ｅの一面には、図３の斜視図で示されるように、軸方向に沿って突出する板状の四角形又は楕円形（他の四角形等の非真円形も可）の形状をなす巻線用板状肉厚部３１が突出して形成され、この巻線用板状肉厚部３１は図２のように各輪状巻線用ボビン板１０〜１０ｅの各間隔を所定間隔に設定している。
前記各巻線用板状肉厚部３１の外周面３２には、図示しない巻線が巻回され、この外周面３２が案内孔３０すなわちコア１４の外側に位置しているため図４のように大巻きを達成することができるように構成されている。
【０００８】
前記輪状巻線用ボビン板１０、１０ａには、励磁巻線４、４’が巻回され、前記輪状巻線用ボビン板１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ及び１０ｅには、出力巻線６、６’、７、７’が巻回されており、その巻線状態は図４に示される通りである。従って、図４にて示されるように、巻線４、６、７は各コア１４の外側及び内側を経て巻回されている。
【０００９】
前述の図２の固定子１は、輪状ヨーク板２０に対して６枚の輪状巻線用ボビン板１０〜１０ｅを用いて積層させているが、この６層型に対し、図７で示される４層型の輪状巻線用ボビン板１０〜１０ｃと輪状ヨーク板２０を用いて構成することもできる。
尚、図１では図示していないが、図７で示されるように、コア１４には磁極板３が共働するように設けられ、各コア１４が磁極板３の案内孔３０を貫通して係合されている。
【００１０】
また、前記励磁巻線４、４’及び出力巻線６、６’と７、７’の２Ｘ（Ｘは周知の軸倍角）の場合の巻線状態は、図５で示されるように構成されている。
尚、巻線の構造については、前述の２Ｘに限らず、図１１に示すように、１Ｘ、３Ｘ・・・・ｎＸ（ｎは自然数）等とすることができる。
また、本発明によるボビン構造を用いたレゾルバ等の回転角度検出装置は、図１、図４で示されるように、非真円形で鉄心のみからなり巻線を有しない回転子５０を用い、固定子１とのギャップパーミアンスが回転角度θに対して周知の１Ｘの場合はｓｉｎθ、２Ｘの場合はｓｉｎ２θ・・・・のように、正弦波状に変化するバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式が得られるように構成されている。
【００１１】
前記輪状巻線用ボビン板１０の端面に設けられた各磁極板３の内端３ａは、この固定子１内に回転自在に設けられ非真円形の回転子５０の周面５０ａに直接対向している。
従って、周知のように、励磁巻線４に励磁信号を印加した状態で、磁性体からなる前記回転子５０が回転すると、ギャップパーミアンス回転角度θに対して正弦波状に変化し、この変化に応じた回転角度信号（レゾルバ信号）が各出力巻線の出力端子Ｓ１〜Ｓ４から得られる。
【００１２】
次に、図８から図１０で示される構成は、図１の他の形態を示すもので、図１と同一部分には同一符号を付しその説明は省略するものとし、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、輪状ヨーク板２０に設けられた各コア１４は輪状巻線用ボビン板１０の端面から突出し、この各コア１４の先端面４０に対向する状態で輪状の回転子５０が回転自在に配設されている。
【００１３】
前記回転子５０の各先端面４０と対向する側の一端面５０ｂには、軸方向に沿って波状に凹凸形状として変化してなる輪形波状変化面６０が形成されている。この輪形波状変化面６０は、前記各先端面４０に対し、厚さが変化する状態となり、そのギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状（ｓｉｎｎθ、ｎは整数）に変化するように構成され、前述と同様に、バリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の回転角度検出器を得ることができる。
【００１４】
尚、図１０における回転子５０の側面とコア１４の先端面４０との間の距離ｌｇはｌｇ＝Ａ−Ｂ／（１−Ｃｃｏｓｎθ）但し、Ａ、Ｂ、Ｃは０＜Ｃ＜１の値となる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明による回転角度検出装置は、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、輪状ヨーク板に複数の輪状巻線用ボビン板を巻線用板状肉厚部を介して積層させ、この巻線用板状肉厚部の外周面に巻線を巻回しているため、巻線の巻回が極めて容易で巻線時間を大幅に短縮することができ自動巻線化ができるため、従来よりも生産性を大幅に向上させることができる。また、回転子を磁極板がコアに対向させているため、バリアブルリラクタンス型レゾルバを簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転角度検出装置の固定子を示す分解説明図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】図１のボビンの一部を示す斜視図である。
【図４】図２のボビンの巻線構成図である。
【図５】図４の巻線構成図である。
【図６】図５の他の巻線構成図である。
【図７】図１の形態を示す分解説明図である。
【図８】図１の他の形態を示す分解斜視図である。
【図９】図８の要部を示す斜視図である。
【図１０】図８の断面構成図である。
【図１１】本発明のｎＸの場合の巻線構造を示す変形例の一覧を示す説明図である。
【図１２】従来の回転角度検出装置の固定子の分解斜視図である。
【符号の説明】
１　　固定子
３ａ　　内端
４　　磁極巻線
６、７　　出力巻線
１０〜１０ｅ　　輪状巻線用ボビン板
１４　　コア
２０　　輪状ヨーク板
３１　　巻線用板状肉厚部
３２　　外周面
４０　　先端面
５０　　回転子
５０ａ　　周面
５０ｂ　　一端面
６０　　輪形波状変化面

Claims

輪状の固定子（１）に励磁巻線（４）とｎ相の出力巻線（６、７）を設け、前記固定子（１）に対して回転自在に設けられ前記固定子（１）との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状に変化する非真円形を有すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子（５０）を用いたバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の回転角度検出装置において、
前記固定子（１）は、軸方向に突出する複数のコア（１４）を有する輪状ヨーク板（２０）と、前記輪状ヨーク板（２０）に対し前記各コア（１４）を介して軸方向に所定の間隔で設けられ、巻線用板状肉厚部（３１）を経て巻回された前記励磁巻線と出力巻線を有する複数の輪状巻線用ボビン板（１０〜１０ｅ）と、前記輪状巻線用ボビン板（１０）に複数設けられ前記各コア（１４）と接続された磁極板（３）とからなり、前記各磁極板（３）の内端（３ａ）は前記回転子（５０）の周面（５０ａ）に直接対向していることを特徴とする回転角度検出装置。
輪状の固定子（１）に励磁巻線（４）とｎ相の出力巻線（６、７）を設け、前記固定子（１）に対して回転自在に設けられ前記固定子（１）との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状に変化すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子（５０）を用いたバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の回転角度検出装置において、
前記固定子（１）は、軸方向に突出する複数のコア（１４）を有する輪状ヨーク板（２０）と、前記輪状ヨーク板（２０）に対し前記各コア（１４）を介して軸方向に所定の間隔で設けられ、巻線用板状肉厚部（３１）を経て巻回された前記励磁巻線と出力巻線を有する複数の輪状巻線用ボビン板（１０〜１０ｅ）とからなり、
前記回転子（５０）の一端面（５０ｂ）に形成され軸方向に沿って波状に凹凸形状となる輪形波状変化面（６０）を有し、前記輪形波状変化面（６０）は前記各コア（１４）の先端面（４０）に対向していることを特徴とする回転角度検出装置。