JP2005287097A - 高精度１ｘｖｒ型レゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、高精度の軸倍角１X信号を得る。
【解決手段】 ３以上の任意の整数ＮからなるＮ個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第２ロータ部２１と、（Ｎ−１）個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第１ロータ部１１を設ける。また、各ロータ部１１、２１に対向して軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第２ステータ部２３および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第１ステータ部１３を設ける。第１ロータ部１１と第１ステータ部１３で第１レゾルバユニットを構成し、第２ロータ部２１と第２ステータ部２３で第２レゾルバユニットを構成し、これらのいずれか一方を前段に配置し他方を後段に配置し、後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号が出力できるように前段のステータ部の出力巻線を後段のステータ部の入力巻線に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転角度または回転位置の計測や制御等に用いられる高精度の軸倍角１Ｘのバリアブルリラクタンス（ＶＲ）型レゾルバに関する。

ＶＲ型レゾルバは、各磁極に励磁巻線と出力巻線を巻回したステータと、任意の突極形状を有するロータとにより、回転角度に応じてｓｉｎ出力電圧信号とｃｏｓ出力電圧信号の２相電圧信号となるレゾルバ信号を出力する。このようなＶＲ型レゾルバでは、絶対位置を検出するために基準となる軸倍角１Ｘのレゾルバ信号を必要とする。

軸倍角１XのＶＲ型レゾルバは、１組のステータスタックと偏芯形状のロータスタックから構成されている。このステータとロータの位置関係がずれて取り付けられた場合、即ち、ステータの中心に対しロータの軸中心が少しでも偏芯して取り付けられた場合、回転角度に応じた出力電圧信号は設計時の出力電圧信号と比べその精度が著しく劣化する。

このことは、軸倍角１Ｘの場合、突極の形状が回転軸の１回転（機械角３６０度）の間に１回凸状に変化するように構成されているので、回転角度の変化に対して突極形状の変化が少なくなり、これにより出力電圧信号の変化が少なくなり、ステータとロータの少しの中心ずれによっても出力信号電圧に大きな誤差が生じることにある。

一方、高精度の軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバを製造するために、加工精度を上げても限界がある。例えば、±約２°程度の精度向上が限度といわれている。また、精度を上げると必然的にコストアップとなり、量産化には向かなくなる。

従来、この不都合を改良した絶対位置検出装置として、回転軸が１回転すると検出信号の位相が３６０度変化する軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバと、回転軸が１／Ｎ回転すると検出信号の位相が３６０度変化する軸倍角NＸＶＲ型レゾルバを組み合わせたものがある（例えば、特許文献１参照）。但し、Nは任意の整数とする。この装置では、１ＸＶＲ型レゾルバで１／Ｎ回転を分解能として極を検出し、検出した極（１／Ｎ回転範囲領域）内の回転角度位置をＮＸＶＲ型レゾルバにより算出する。

ここで軸倍角とは、ＶＲ型レゾルバの実際の入力機械角θｍに対する出力電気角θｅの比をいい、通常、機械角θｍは出力電気角θｅを軸倍角で割り算することにより求められる。

前記の軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバと軸倍角ＮＸＶＲ型レゾルバを組み合わせる従来例も依然として軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバの検出信号を基準として用いている。軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバの出力電圧信号をＲ／Ｄ変換した軸倍角１Ｘデジタル信号は、特性曲線の傾きが小さいので、入力の微少な変動に対して出力が大きく変化するため、出力誤差が発生し易い。また、軸倍角ＮＸＶＲ型レゾルバのＮを大きくする（突極数を多くする）とき、軸倍角１Ｘレゾルバ出力に誤差の影響が出てリニアに変化しなくなると、軸倍角ＮＸレゾルバ出力特性における適切な極の選択を誤る恐れが強くなる。このため検出信号が誤差の影響を極めて受け易いという従来の軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバの問題点を解消することができない。

また、軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバと軸倍角ＮＸＶＲ型レゾルバの両方を組み込むので、構造が大型化する問題もある。また、両ＶＲ型レゾルバを減速機を介して連結するので、機械的な振動・騒音および摩耗に伴う動作不調を生じる。

以上述べた手段とは別に、軸倍角ＮＸのＶＲ型レゾルバと軸倍角（Ｎ＋１）ＸのＶＲ型レゾルバの２台のＶＲ型レゾルバを用い、両ＶＲ型レゾルバにおける出力のこぎり波信号の偏差を求め、所定期間にわたって連続する軸倍角１Ｘのレゾルバ信号を生成する手段が知られている（例えば、下記特許文献２参照）。

しかし、この例は、ＶＲ型レゾルバを２台用いるので相互の関係の調整作業がさらに必要となると共に全体の構造が大型化する。また、軸倍角ＮＸＶＲ型レゾルバと軸倍角（Ｎ＋１）ＸＶＲ型レゾルバの出力信号を軸倍角１Ｘ信号へ変換するために演算処理手段を必要とする。そのためコストアップにつながり、実用的でない。

そこで、構造縮小化のために、位置検出装置として、ステータとロータの組からなるレゾルバユニットを２個連設した構造を採用した位置検出装置も提案されている。

このレゾルバユニットからなる装置（例えば、下記特許文献３参照）は、１回転にＰ回周期的に変化する第１位置検出信号を出力する位置検出部１と、同じくレゾルバユニットからなり、１回転に（Ｐ−Ｎ）回周期的に変化する第２位置検出信号を出力する位置検出部２とを、回転軸を共有して配設し、第１および第２の位置検出信号を基に、第１および第２の演算部により、１回転につき、それぞれＰ周期および（Ｐ−Ｎ）周期ののこぎり波状の電気的角度信号を出力させ、第３の演算部により、前記両演算部からの信号の差をとり、演算結果が正の時は、そのままの演算結果を使用し、演算結果が負のときは電気角３６０度を演算結果に加えることにより、機械的角度１回転につき、N周期の位置検出信号を出力する。
特開平０３−１４８０１４号公報 特開昭６０−１５２２５１号公報 特開２００１−１８３１６９号公報

この特許文献３に示された例において、軸倍角１Ｘの回転角度信号を得る場合、前記（Ｐ−Ｎ）を１となるように設定して検出することになる。ＰとＮの数を大きくすると、磁極歯の形成等の機械的な精度が問題となり、さらに、各タイミング毎にのこぎり波状の信号を比較することから、その傾きの程度を含めた測定精度が問題となり、この例も実用的でない。

本発明の目的は、前記従来例の問題点に鑑み、簡単な構成で、高精度の軸倍角１Ｘの回転角度信号を得ることができる高精度１ＸＶＲ型レゾルバを得ることにある。

本発明は、前記目的を達成するために、以下の解決手段を採用する。

本発明のＶＲ型レゾルバは、３以上の任意の整数ＮからなるＮ個の突極を軸中心で等角度に設けた第１ロータ部と（Ｎ−１）個の突極を軸中心で等角度に設けた第２ロータ部とを軸方向に連結して回転軸に設けてロータを構成し、前記各ロータ部に対向して配置した第１ステータ部と第２ステータ部によりステータを構成し、各ステータ部に複数の磁極を設け、前記磁極に励磁巻線を含む入力巻線と相互に９０度の位相差を有するｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す各出力巻線をそれぞれ軸倍角ＮＸ出力巻線と軸倍角（Ｎ−１）Ｘ出力巻線を設けて構成する点に特徴を有する。

また、本発明の回転角度センサは、一般式ｓｉｎ（α−β）により角度を求める演算を三角関数の余弦定理に基づく巻線の結線により行う点に特徴を有する。ただし、α、βは任意の角度とする。

以下、具体的な解決手段を示す。
（１） 高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、３以上の任意の整数NからなるＮ個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第２ロータ部と、（Ｎ−１）個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第１ロータ部とをその軸方向に連結して回転軸に設けてロータを構成し、前記各ロータ部に対向して軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第２ステータ部および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第１ステータ部を設け、前記第１ロータ部と前記第１ステータ部で第１レゾルバユニットを構成し、前記第２ロータ部と前記第２ステータ部で第２レゾルバユニットを構成し、前記第１レゾルバユニットと前記第２レゾルバユニットのいずれか一方を前段に配置し他方を後段に配置し、
後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号が出力できるように前段のステータ部の出力巻線を前記後段のステータ部の入力巻線に接続したことを特徴とする。
（２） 上記（１）記載の高精度１Ｘレゾルバは、前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の入力巻線を、励磁巻線とし、前記一方のステータ部の出力巻線を、
ｓｉｎ出力信号を出力するｓｉｎ出力巻線と、前記ｓｉｎ出力信号と９０度の位相差を有するｃｏｓ出力信号を出力するｃｏｓ出力巻線とし、前記一方を除く他方のステータ部の入力巻線を、前記ｓｉｎ出力巻線と接続する第１入力巻線と、前記ｃｏｓ出力巻線と接続する第２入力巻線とし、前記他方のステータ部の出力巻線を、前記第１入力巻線の第１入力信号と同位相で且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と９０度の位相差を有する第１出力信号を出力する第１出力巻線と、前記第１入力巻線の第１入力信号と９０度の位相差を有し且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と同位相の第２出力信号を出力する第２出力巻線と、したことを特徴とする。
（３） 上記（１）記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設け、前記一方を除く他方のステータ部の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設けたことを特徴とする。
（４） 上記（１）記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号Ｅが出力できるように、下記式３又は式４を満たすように
軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線を接続したことを特徴とする。ただし、θを任意の角度とする。

（５） 上記（１）乃至（４）のいずれか１項記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記両ステータ部の前記磁極が互いにぶつからないように前記両ステータ部を積み重ねることを特徴とする。

本発明のＶＲ型レゾルバは、Ｎが３以上の任意の整数からなるとき、Ｎ個の突極を有する第１ロータ部と、（Ｎ−１）個の突極を有する第２ロータ部を軸方向に組み合わせて構成したロータと、軸倍角ＮＸレゾルバ出力信号用の出力巻線を備えた第１ステータ部と、軸倍角（Ｎ−１）Ｘレゾルバ出力信号用の出力巻線を備えた第２ステータ部とを有し、前記巻線をぶつからないようにずらして配置すると共に、前記巻線を軸倍角１Ｘレゾルバ出力信号を発生するように接続することにより、１個のＶＲ型レゾルバ中に２種類のロータ部とステータ部からなるユニットを組み込むことができ、また、演算手段等を不要としたので、構成を小型化し、簡単に軸倍角１Ｘレゾルバ信号を取り出すことができる。

本発明の特徴を説明する。

特徴１：Ｎを３以上の任意の整数とするとき、軸倍角ＮＸと軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力を取出せるロータ部とステータ部を備えた２種類のレゾルバユニットで構成される。

特徴２：前記特徴１に記載した両レゾルバユニットの出力から軸倍角１Ｘの出力を取出すために、下記に説明する磁極巻線の接続構成を採用する。

特徴３：巻線を設ける各ステータ部の磁極の位置を、両巻線が相互に邪魔にならないように異なる角度位置にずらして配置する。
具体的には、
高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、３以上の任意の整数ＮからなるＮ個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第２ロータ部と、（Ｎ−１）個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第１ロータ部とをその軸方向に連結して回転軸に設けてロータを構成し、前記各ロータ部に対向して軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第２ステータ部および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第１ステータ部を設け、前記第１ロータ部と前記第１ステータ部で第１レゾルバユニットを構成し、前記第２ロータ部と前記第２ステータ部で第２レゾルバユニットを構成し、前記第１レゾルバユニットと前記第２レゾルバユニットのいずれか一方を前段に配置し他方を後段に配置し、後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号が出力できるように前段のステータ部の出力巻線を後段のステータ部の入力巻線に接続する。

また、高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の入力巻線を、励磁巻線とし、前記一方のステータ部の出力巻線を、ｓｉｎ出力信号を出力するｓｉｎ出力巻線と、前記ｓｉｎ出力信号と９０度の位相差を有するｃｏｓ出力信号を出力するｃｏｓ出力巻線とし、前記一方を除く他方のステータ部の入力巻線を、前記ｓｉｎ出力巻線と接続する第１入力巻線と、前記ｃｏｓ出力巻線と接続する第２入力巻線とし、前記他方のステータ部の出力巻線を、前記第１入力巻線の第１入力信号と同位相で且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と９０度の位相差を有する第１出力信号を出力する第１出力巻線と、前記第１入力巻線の第１入力信号と９０度の位相差を有し且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と同位相の第２出力信号を出力する第２出力巻線とする。

また、高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設け、前記一方を除く他方のステータ部の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設ける。

また、高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号Ｅが出力できるように、下記式５又は式６を満たすように軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線を接続する。ただし、θは任意の角度とする。

また、高精度１ＸＶＲ型レゾルバは、前記両ステータ部の前記磁極が互いにぶつからないように前記両ステータ部を積み重ねる。

図１は本発明の高精度軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバの構成図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ線の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線の断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線の側面図、である。

図２は、本発明の高精度軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバにおける各軸倍角毎のレゾルバユニットの構成図である。図２（ａ）は、軸倍角３Ｘのレゾルバユニットの構成図、図２（ｂ）は、軸倍角２Ｘのレゾルバユニットの構成図、である。

以下に示す実施例は、Ｎを３としたときの例、即ち、軸倍角ＮＸの例として軸倍角３Ｘを採用し、軸倍角（Ｎ−１）Ｘの例として軸倍角２Ｘを採用した例を示す。

実施例１のＶＲ型レゾルバ１０は、図２に示すように、第１ロータ部１１とそれに対向して設けた第１ステータ部１３からなる第１レゾルバユニットと、同じく、第２ロータ部２１とそれに対向して設けた第２ステータ部２３からなる第２レゾルバユニットとを積み重ねて構成する。

ロータは、軸倍角３Ｘの突極１２を備えた第１ロータ部１１と、同じく軸倍角（Ｎ−１）の例として軸倍角２Ｘの突極２２を備えた第２ロータ部２１とを軸方向に連続して設けることにより構成する。これら両ロータ部１１、２１の各突極１２、２２に対向してそれぞれステータ部１３、２３を配置する。ステータは、両ステータ部１３と２３を積み重ねて構成する。ステータ部１３と２３には、軸倍角に見合った数の突極が設けられている。
（ステータ）
図１（ｂ）に示す、ステータ部１３、２３の軸方向厚みＬ１、Ｌ２は、任意に設定可能であるが、実施例１では略同じ厚みに設定されている。

両ステータ部１３、２３を積み重ねた際、両ステータ部１３、２３の全ての磁極１４〜１９、２４〜２７に巻回する巻線３１〜３６、４１〜４４が、互いに同じ角度位置にならないように配置する。即ち、互いにぶつかって（邪魔をして）両ステータ部１３、２３を積み重ねることができないようにならないように、巻線の配置角度位置をずらす。

そのために、例えば図１（ａ）に示すように、軸倍角３Ｘのステータ部の１磁極１４を０°の位置に合わせ、軸倍角２Ｘのステータ部の１磁極２４を右回りに１５°ずらして配置した場合、
軸倍角３Ｘのステータ部１３の磁極１４〜１９は、図２（ａ）に示すように、６０°間隔で０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°の角度位置に設けられ、それらの磁極１４〜１９には、励磁巻線および互いに電気角で９０°の位相差を設けて、ｓｉｎ（ｓｉｎｅ）巻線又はｃｏｓ（ｃｏｓｉｎｅ）巻線が巻回される。

軸倍角２Ｘのステータ部２３の磁極２４〜２７は、図２（ｂ）に示すように、１５°、１０５°、１９５°、２８５°の角度位置に設けられ、それらの磁極２４〜２７には、励磁巻線および互いに電気角で９０°の位相差を設けて、ｓｉｎ（ｓｉｎｅ）巻線又はｃｏｓ（ｃｏｓｉｎｅ）巻線が巻回される。

各巻線３１〜３６、４１〜４４は、図１（ｂ）に示されるように、ステータ部１３、２３の軸方向厚みＬ１、Ｌ２を超えてステータ部１３、２３の両側に突出する。この突出する部分は、相互にぶつからないように、所定角度ずらす。この結果、図１（ｃ）に示すように、両ステータ部１３、２３の接合部分が隙間無く接合する。

各ステータ部１３、２３における磁束のゼロ度の位置は、リラクタンスの調整により、即ち、各磁極に設ける巻線の巻回数やロータ部の初期設定回転角度（オフセット量）を調節することにより、任意の位置に設定する。実施例１では１２時の位置に設定した。

この実施例１においては、ゼロ点の位置は、各ロータ部における１突極の中心を整合させ、各磁極の巻線の巻回数等を調整して同じ位置に設定している。

磁極に巻回される巻線は、軸倍角２X用と軸倍角３X用で別々に設けられ、更に、ｓｉｎ波出力用とｃｏｓ波出力用とが電気角で９０度の位相差を有するように巻回される。

ステータ部１３の磁極に設けられる軸倍角３X用の出力巻線は、後記するｓｉｎ出力巻線Ｗ７とｃｏｓ出力巻線Ｗ６からなる。

入力巻線は、原則、２種類の巻線からなり、任意の軸倍角において、電気角で９０度の位相差が生じるように各磁極に巻回される。実施例１では前段の軸倍角２Ｘのレゾルバユニットにおける入力巻線は励磁巻線として統一されている。
（ロータ）
ロータは、平板状で珪素鋼板製の突極２２を２個軸対称に設け、巻線を有しない軸倍角２Ｘ用ロータ部２１と、同じく平板状で珪素鋼板製の突極１２を３個軸中心で等角度に設け、巻線を有しない軸倍角３Ｘ用ロータ部１１とを軸方向に重ね合わせて構成する。両ロータ部は一体に形成しても別体に形成してもよい。

ロータ部１１、２１の軸方向厚みは、実施例１では、各ステータ部の軸方向厚みＬ１、Ｌ２に略等しくする。ロータ部１１、２１の設定角度位置は、この実施例１では、軸倍角３Ｘのステータ部１３の１磁極１４を０°に合わせたことから、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、ロータ部１１、２１も軸倍角３Ｘの１突極１２の中心を０°に合わせ、軸倍角２Ｘの１突極２２の中心も図１（ａ）および図２（ａ）に示すように同じく０°に合わせる。ただし、突極の設定角度位置は、リラクタンスの変化に応じて決められるので、前記リラクタンスを決める種々のパラメータを調節することにより、前記実施例１の例にかかわらず、任意に設定可能である。
（他の設定角度位置）
前記実施例１に示したステータとロータの設定角度位置以外の角度位置を例示すると以下のようになる。
（１）
ステータ部（軸倍角３Ｘ）の磁極：前記実施例１と同じ６０°間隔で６極、
ステータ部（軸倍角２Ｘ）の磁極：４５°、１３５°、２２５°、３１５°、
ロータ部 （軸倍角３Ｘ）の磁極：第１磁極の中心が０°、
ロータ部 （軸倍角２Ｘ）の磁極：第１磁極の中心が４５°、
（２）
ステータ部（軸倍角３Ｘ）の磁極：前記実施例１と同じ６０°間隔で６極、
ステータ部（軸倍角２Ｘ）の磁極：７５°、１６５°、２５５°、３４５°、
ロータ部 （軸倍角３Ｘ）の磁極：第１磁極の中心が０°、
ロータ部 （軸倍角２Ｘ）の磁極：第１磁極の中心が７５°、

（軸倍角１Ｘ信号）
本発明は、原則、軸倍角（Ｎ−１）Xレゾルバユニットの各巻線と軸倍角ＮＸレゾルバユニットの各巻線とを余弦定理から軸倍角１Ｘの電圧信号を導出できるように接続する。ここでいう余弦定理は以下の式７の一般式を意味する。但し、任意角αとβは、（α−β）が回転角θとなるように選択する。

また、各レゾルバユニットの入力巻線は２種類設けられ、電気角で９０度の位相差が生じるように構成されている。但し、初段のレゾルバユニットの入力巻線は励磁巻線として統一される。

図３は、本発明の軸倍角２Ｘレゾルバユニットと軸倍角３Ｘレゾルバユニットを、その巻線が余弦定理から軸倍角１Ｘの電圧信号を導出できるように接続する構成図である。

巻線の接続の仕方は種々あるが、実施例２は前段に軸倍角２Ｘレゾルバユニットを設け、後段に軸倍角３Ｘレゾルバユニットを設け、図のように接続する。

巻線Ｗ２と巻線Ｗ３は電気角で９０度の位相差を有し、同じく巻線Ｗ４と巻線Ｗ５も電気角で９０度の位相差を有し、同じく巻線Ｗ６と巻線Ｗ７も電気角で９０度の位相差を有する。

図３では、
軸倍角２Ｘレゾルバユニットにおいて、
巻線Ｗ１は励磁巻線、
巻線Ｗ２は出力巻線（例えばｓｉｎ出力巻線）、
巻線Ｗ３は出力巻線（例えばｃｏｓ出力巻線）、
軸倍角３Ｘレゾルバユニットにおいて、
巻線Ｗ４は入力巻線（巻線Ｗ２のｓｉｎ出力を入力する）、
巻線Ｗ５は入力巻線（巻線Ｗ３のｃｏｓ出力を入力する）、
巻線Ｗ６は出力巻線（ｃｏｓ出力巻線）、
巻線Ｗ７は出力巻線（ｓｉｎ出力巻線）となる。

このような状況において、前記の巻線において、以下のような入出力が発生する。
（軸倍角（Ｎ−１）Xレゾルバユニット）：
変圧比をＫ１、回転角をθ、励磁巻線（Ｗ１）への入力となる励磁信号をＥ１としたときの、出力用ｓｉｎ巻線（Ｗ２）のｓｉｎ出力信号（Ｅｓ１）、出力用ｃｏｓ巻線（Ｗ３）のｃｏｓ出力信号（Ｅｃ１）は以下のようになる。

（軸倍角（N）Xレゾルバユニット）
変圧比をＫ２、回転角をθ、ｓｉｎ用の入力巻線（Ｗ４）へのｓｉｎ入力（Ｅｓ１）、ｃｏｓ用の入力巻線（Ｗ５）へのｃｏｓ入力（Ｅｃ１）としたときの、出力用ｓｉｎ巻線（Ｗ７）のｓｉｎ出力信号（Ｅｓ２）、出力用ｃｏｓ巻線（Ｗ６）のｃｏｓ出力信号（Ｅｃ２）は以下のようになる。

次に、前記変圧比Ｋ１およびＫ２の値を１とし、整流検波器で前記励磁信号と同じ信号を用いて復調すると、Ｅｓ２とＥｃ２はそれぞれｓｉｎθ又はｃｏｓθに比例した以下のような信号になる。
Ｅｓ２＝（Ｅ₀）・ｓｉｎθ
Ｅｃ２＝（Ｅ₀）・ｃｏｓθ
前記Ｅｓ２の出力信号は、ｓｉｎ波信号となり、軸倍角１Ｘのレゾルバ信号となる。前記Ｅｓ２の代わりにＥｃ２を用いることができる。その際、９０度の位相差を考慮することになる。
（実施例２の効果）
各巻線の接続を余弦定理に基づき軸倍角１Ｘの電圧信号を導出できるように接続することにより、従来のような巻線の出力信号を処理するための演算手段等を備えることなく、簡単な構成で１Ｘ出力信号を得ることができる。

各ステータ磁極は、軸方向で重ならないようにずらして配置することにより、ステータ部を積み重ねて配置できるようになる。

前記実施例２では、前段に軸倍角２Ｘレゾルバユニット、後段に軸倍角３Ｘレゾルバユニットを接続したが、その逆に、前段に軸倍角３Ｘレゾルバユニット、後段に軸倍角２Ｘレゾルバユニットを接続することもできる。その場合、ｓｉｎ出力信号は、
出力（端子Ｓ１１−Ｓ１２）：
ｓｉｎ出力信号：

となるように各巻線を接続する。なお、ｃｏｓ出力信号は、
出力（端子Ｓ１３−Ｓ１４）：
ｃｏｓ出力信号：

となるように接続する。

前記Ｅｓ２を軸倍角１X出力信号として用いる。なお、前記Ｅｃ２を位相差を考慮して前記Ｅｓ２の代わりに用いることもできる。
（実施例３の効果）
この実施例によれば、実施例２と同様に、巻線の接続を所定の関係にすることにより、簡単な構成で、高精度の軸倍角１Xの回転角度信号を得ることができる。

本発明は、２以上の突極との組み合わせにより任意の軸倍角ＮＸ又は（Ｎ−１）Ｘの出力電圧信号を出力する各巻線を、これら出力電圧信号をもとに余弦定理に基づき軸倍角１Ｘの電圧信号を導出できるように接続する技術思想であり、同じように回転角度位置を求める機器、例えば、回転センサ、角度測定器等に適用できる。

突極の数は、Ｎが３以上の任意のＮ個と（Ｎ−１）個の組み合わせであれば、どのような組み合わせでも構成できる。

本発明の高精度軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバの構成図である。 本発明の高精度軸倍角１ＸＶＲ型レゾルバにおける各軸倍角毎のレゾルバユニットの構成図である。 本発明の軸倍角２Ｘレゾルバユニットと軸倍角３Ｘレゾルバユニットを、その巻線が余弦定理から軸倍角１Ｘの電圧信号を導出できるように接続する構成図である。

符号の説明

１０ ＶＲ型レゾルバ
１１、２１ ロータ部
１２、２２ 凸極
１３、２３ ステータ部
１４、１５、１６、１７、１８、１９、２４、２５、２６、２７ 磁極
３１、３２、３３、３４、３５、３６、４１、４２、４３、４４ 巻線

Claims (5)

1. ３以上の任意の整数ＮからなるＮ個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第２ロータ部と、（Ｎ−１）個の突極を軸中心で等しい角度に設けた第１ロータ部とをその軸方向に連結して回転軸に設けてロータを構成し、前記各ロータ部に対向して軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第２ステータ部および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線とを備えた磁極を有する第１ステータ部を設け、前記第１ロータ部と前記第１ステータ部で第１レゾルバユニットを構成し、前記第２ロータ部と前記第２ステータ部で第２レゾルバユニットを構成し、前記第１レゾルバユニットと前記第２レゾルバユニットのいずれか一方を前段に配置し他方を後段に配置し、後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号が出力できるように前段のステータ部の出力巻線を前記後段のステータ部の入力巻線に接続したことを特徴とする高精度１ＸＶＲ型レゾルバ。
2. 前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の入力巻線を、励磁巻線とし、
   前記一方のステータ部の出力巻線を、ｓｉｎ出力信号を出力するｓｉｎ出力巻線と、前記ｓｉｎ出力信号と９０度の位相差を有するｃｏｓ出力信号を出力するｃｏｓ出力巻線とし、前記一方を除く他方のステータ部の入力巻線を、前記ｓｉｎ出力巻線と接続する第１入力巻線と、前記ｃｏｓ出力巻線と接続する第２入力巻線とし、前記他方のステータ部の出力巻線を、前記第１入力巻線の第１入力信号と同位相で且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と９０度の位相差を有する第１出力信号を出力する第１出力巻線と、前記第１入力巻線の第１入力信号と９０度の位相差を有し且つ前記第２入力巻線の第２入力信号と同位相の第２出力信号を出力する第２出力巻線と、したことを特徴とする請求項１記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバ。
3. 前記第１ステータ部又は第２ステータ部のいずれか一方の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設け、前記一方を除く他方のステータ部の複数の磁極に、２つの入力巻線と、電気角で相互に９０度の位相差のｓｉｎ出力信号およびｃｏｓ出力信号を取出す２つの出力巻線を設けたことを特徴とする請求項１記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバ。
4. θを任意の角度とするとき、前記後段のステータ部の出力巻線から軸倍角１Ｘの出力信号Ｅが出力できるように、下記式１又は式２を満たすように軸倍角ＮＸの出力巻線と入力巻線および軸倍角（Ｎ−１）Ｘの出力巻線と入力巻線を接続したことを特徴とする請求項１記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバ。
   

   

   
5. 前記両ステータ部の前記磁極が互いにぶつからないように前記両ステータ部を積み重ねることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の高精度１ＸＶＲ型レゾルバ。

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