JP2006170818A

JP2006170818A - 平面型レゾルバ

Info

Publication number: JP2006170818A
Application number: JP2004364055A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suganuma; 毅菅沼
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP4521506B2

Abstract

【課題】板状のステータとロータの内面側にコイルを設け、偏平型のレゾルバを得る。
【解決手段】平面型レゾルバは、レゾルバステータコイル４を有する板状のステータ５に、レゾルバステータコイル１５を有する板状のロータ６を回転自在に接合させ、前記ロータの回転によって前記レゾルバステータコイルから２相の出力電圧を得る構成である。
【選択図】図４

Description

本発明は、平面型レゾルバに関し、特に、板状のステータとロータに各々コイルを設け、偏平型で省スペース型のレゾルバを得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の平面型レゾルバとしては、図２１及び図２２で示される回転トランスを用いた構成、及び、図２３で示される特許文献１のバリアブルリラクタンス型レゾルバの構成を挙げることができる。
すなわち、図２１及び図２２で示される従来構成のケーシング１内には、レゾルバ部２と回転トランス部３とが軸方向に沿って重合して配設されている。

また、図２３において示される他の従来構成のレゾルバ部２は、輪状でレゾルバステータコイル４を有するステータ５と、前記ステータ５内に設けられコイルを有しない輪状のロータ６が回転自在に内設されている。

米国特許第５９２０１３５号明細書

従来の平面型レゾルバは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図２１及び図２２に開示された従来構成においては、レゾルバゾル部と回転トランス部とが軸方向に重合されているため、レゾルバ自体の厚さが厚く（１６ｍｍが最小）なり、より偏平な形状とすることは極めて困難であった。
また、図２３の他の従来構成においては、コイルとしてはレゾルバステータコイルのみで済むが、ステータの巻回したレゾルバステータコイルがステータの両面に突出するため、このレゾルバステータコイルの絶縁用の絶縁カバー及びコイルカバー等を必要とし、これらのステータへの装着によって厚さが厚く（１０ｍｍが最小）なり、前述と同様に、偏平状に構成することが極めて困難であった。また、ロータにコイルを有していないため、検出精度には限界があった。

本発明による平面型レゾルバは、磁性材料からなる板状のステータの内面に形成されたステータ用溝及びステータトランス用溝と、前記ステータ用溝に設けられたレゾルバステータコイルと、前記ステータトランス用溝に設けられたステータトランスコイルと、前記ステータに対向し回転自在に設けられると共に前記磁性材料からなる板状のロータと、前記ロータの内面に形成されたロータ用溝及びロータトランス用溝と、前記ロータ用溝に設けられたレゾルバロータコイルと、前記ロータトランス用溝に設けられたロータトランスコイルとを備え、前記レゾルバステータコイルとレゾルバロータコイルによりレゾルバ部を構成し、前記ステータトランスコイルとロータトランスコイルにより回転トランス部をなす構成であり、また、前記レゾルバステータコイル、ステータトランスコイル、レゾルバロータコイル及びロータトランスコイルは、予め形成された成型偏平コイルからなる構成であり、また、前記ステータの外面には、出力信号端子又は出力信号リード線及び励磁信号端子又は励磁信号リード線が設けられている構成であり、また、前記レゾルバステータコイルは、第１ステータリングコイル及び前記第１ステータリングコイルよりも径大の第２ステータリングコイルと、前記第１、第２ステータリングコイル間を結ぶ複数のステータ直線部コイルとからなり、前記レゾルバロータコイルは、第１ロータリングコイル及び前記第１ロータリングコイルよりも径大の第２ロータリングコイルと、前記第１、第２ロータリングコイル間を結ぶ複数のロータ直線部コイルとからなる構成であり、また、前記ステータ直線部コイル及びロータ直線部コイルの各直線方向は、前記ステータ及びロータの半径方向と同一又は前記半径方向に対して所定角度傾斜したスキュー角(θ)を有し、かつ、互いに逆方向に形成されている構成であり、また、前記回転トランス部は、前記レゾルバ部の内側又は外側に配設されている構成である。

本発明による平面型レゾルバは、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、レゾルバステータコイル及びステータトランスコイルを溝内に有する板状のステータに対し、レゾルバロータコイル及びロータトランスコイルを溝内に有する板状のロータを回転自在に設けているため、コイルがステータとロータの内面側に位置し、外面側には位置しないため、全体形状を偏平型とすることができ、小型で省スペース型のレゾルバを得ることができる。

本発明は、板状のステータとロータに各々コイルを設け、偏平型で省スペース型の平面型レゾルバを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による平面型レゾルバ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から図４は、本発明による平面型レゾルバ１０を概略的に示すもので、図１は平面図、図２は、板状でかつ円盤状のステータ５とロータ６が隙間を管理するためのスペーサ１０ａを介して互いに重合して配設され、ステータ５に対してロータ６が回転自在に設けられている。尚、ステータ５及びロータ６は、ＰＢ，ＰＣ、３％ケイソ鋼板等の成型又は機械加工によって形成されている。

前記ステータ５及びロータ６は、中空状に中心孔５ａ，６ａを有しており、この中心孔５ａを介してステータ５が固定部材(図示せず)側に固定され、中心孔６ａに回転軸(図示せず)を取付けることにより、ロータ６が回転自在に支持されている。

前記ステータ５及びロータ６は、図４に示されているように、ステータ５の内面５Ａに形成されたステータ用溝１１にはレゾルバステータコイル４が設けられ、このステータ用溝１１の外側（内側も可）に形成された輪状のステータトランス用溝１２には、ステータトランスコイル１３が設けられている。

前記ロータ６の内面６Ａに形成されたロータ用溝１４にはレゾルバロータコイル１５が設けられ、このロータ用溝１４の外側（内側も可）に形成された輪状のロータトランス用溝１６には、ロータトランスコイル１７が設けられている。

前記レゾルバステータコイル４とレゾルバロータコイル１５とによりレゾルバ部２が形成され、前記ステータトランスコイル１３及びロータトランスコイル１７とにより回転トランス部３が形成され、前記レゾルバ部２に対する信号の入出力は、前記回転トランス部３を介して行われるように構成されている。尚、前記回転トランス部３はレゾルバ部２の外側に位置しているが、内側に位置することも可能である。

前記レゾルバステータコイル４は、図５で示されるように、ステータ５の内側に位置する第１ステータリングコイル４ａと、この第１ステータリングコイル４ａよりも径大の第２ステータリングコイル４ｂと、前記各ステータリングコイル４ａ，４ｂを結ぶためステータ５のステータスロット２０に設けられたステータ直線部コイル４ｃとから構成され、このステータ直線部コイル４ｃすなわちステータスロット２０の直線方向は、図５ではステータ５の半径方向Ｒに対して傾斜するスキュー角θを有している。

前記各ステータスロット２０は、図６の断面図で示されるように形成され、合計で２４個（一例）形成されている。
前記ステータ５の外面５Ｂには、前記レゾルバステータコイル４の出力信号端子又は信号リード線Ｓ１〜Ｓ４が設けられ、前記レゾルバロータコイル１５の出力信号端子又は信号リード線Ｒ１，Ｒ２が設けられている。

前記ロータ６に設けられたレゾルバロータコイル１５は、ロータ用溝１４に設けられ、内側に位置する第１ロータリングコイル１５ａと、この第１ロータリングコイル１５ａよりも径大の第２ロータリングコイル１５ｂと、前記各ロータリングコイル１５ａ，１５ｂを結ぶためロータ６のロータスロット３０に設けられたロータ直線部コイル１５ｃとから構成され、このロータ直線部コイル１５ｃすなわちロータスロット３０の直線方向は、図１０ではロータ６の半径方向Ｒに対して傾斜するスキュー角θを有し、ロータ６とステータ５の各スキュー角θは、互いに逆方向に傾斜するように構成されている。尚、前述のスキュー角θは、全体で１スロット分のスキュー角に構成されている。尚、他の形態として、図１１及び図１２で示されるように、スキュー角θのないスキューレス、すなわち、各スロット２０，３０がステータ５及びロータ６の半径方向と一致している構成の場合もある。

前記ロータ６のロータスロット３０のスロット数は２０個で形成され、前記レゾルバステータコイル４の結線図は１例として図１７で示すように構成され、前記レゾルバロータコイル１５の結線図は１例として図１８で示すように構成されている。尚、ステータスロット２０はＴ１〜Ｔ２４で構成され、ロータスロット３０はＰ１〜Ｐ２０で構成されている。

前記レゾルバステータコイル４及びステータトランスコイル１３は、図１３及び図１５で示されるように構成されると共に、前記レゾルバロータコイル１５及びロータトランスコイル１７は図１４及び図１６で示されるように構成され、これらは何れも１例として成型偏平コイル（例えば、ｈｔｔｐ／ｗｗｗ．ｆｕｒｕｋａｗａ．Ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｉｌ／ｆｑｐｃ／ａｄｖａｎｔａｇｅ．ｈｔｍにより開示されて周知の構造）を用いることができ、絶縁ワニス等で表面全ては絶縁処理され、前記ステータ用溝１１、ステータトランス用溝１２、ロータ用溝１４及びロータトランス用溝１６内に直接挿入して絶縁が確保されるように構成されている。

前記平面型レゾルバ１０は、回転トランス部３、レゾルバロータコイル１５及びレゾルバステータコイル４が図２０で示されるように、周知のレゾルバ配線図によって構成され、励磁信号端子Ｒ１，Ｒ２から回転トランス部３を介してレゾルバロータコイル１５に励磁信号を印加した状態でロータ６を回転させると、レゾルバステータコイル４の各出力信号端子Ｓ１〜Ｓ４から周知のように図１９で示される出力電圧方程式による出力電圧曲線が各回転角度に沿って出力される。

前記ステータ５及びロータ６の各外面５Ｂ及び６Ｂは、平面状に形成され、前記各コイル４，１３，１５及び１７が露出していないため、各外面５Ｂ及び６Ｂを直接他の部材（図示せず）接触又は接合させることができ、レゾルバ取付時の有利性を得ることができる。
また、前記ステータ５及びロータ６は、小型であるにも拘わらず、各スロット２０，３０に対してスキューを形成することができるため、誤差のスロット降下分を抑えることができる。
また、通常のレゾルバと同様に１ｘレゾルバに限らず、２ｘ，３ｘ等の複速レゾルバを構成することも可能である。

本発明は、単体のレゾルバに限ることなく、電気的又は機械的手段を付加することにより、複速レゾルバに適用が可能である。

本発明による平面型レゾルバの平面図である。図１の断面図である。図２の裏面図である。図２の拡大図である。図４のステータの平面図である。図５の断面図である。図６の裏面図である。図１のロータの拡大図である。図８の断面図である。図８の裏面図である。図５の他の形態を示す平面図である。図１０の他の形態を示す平面図である。図５のレゾルバステータコイルのみを示す平面図である。図１０のレゾルバロータコイルのみを示す平面図である。図５のステータトランスコイルのみを示す平面図である。図１０のロータトランスコイルのみを示す平面図である。図５のレゾルバステータコイルの結線を示す構成図である。図１０のレゾルバロータコイルの結線を示す構成図である。本発明による平面型レゾルバの出力電圧曲線図である。本発明による平面型レゾルバの配線図である。従来のレゾルバの半断面図である。図２１の平面図である。従来の他のレゾルバを示す断面図である。

符号の説明

２レゾルバ部
３回転トランス部
４レゾルバステータコイル
４ａ第１ステータリングコイル
４ｂ第２ステータリングコイル
４ｃステータ直線部コイル
５ステータ
５Ａ，６Ａ内面
５Ｂ，６Ｂ外面
６ロータ
１０平面型レゾルバ
１２ステータトランス用溝
１３ステータトランスコイル
１４ロータ用溝
１５レゾルバロータコイル
１５ａ第１ロータリングコイル
１５ｂ第２ロータリングコイル
１５ｃロータ直線部コイル
１６ロータトランス用溝
１７ロータトランスコイル
２０(Ｔ１〜Ｔ２４）ステータスロット
３０(Ｐ１〜Ｐ２０）ロータスロット
Ｓ１〜Ｓ４出力信号端子または出力信号リード線
Ｒ１〜Ｒ２励磁信号端子または励磁信号リード線

Claims

磁性材料からなる板状のステータ(5)の内面(5A)に形成されたステータ用溝(11)及びステータトランス用溝(12)と、前記ステータ用溝(11)に設けられたレゾルバステータコイル(4)と、前記ステータトランス用溝(12)に設けられたステータトランスコイル(13)と、前記ステータ(5)に対向し回転自在に設けられると共に前記磁性材料からなる板状のロータ(6)と、前記ロータ(6)の内面(6A)に形成されたロータ用溝(14)及びロータトランス用溝(16)と、前記ロータ用溝(14)に設けられたレゾルバロータコイル(15)と、前記ロータトランス用溝(16)に設けられたロータトランスコイル(17)とを備え、前記レゾルバステータコイル(4)とレゾルバロータコイル(15)によりレゾルバ部(2)を構成し、前記ステータトランスコイル(13)とロータトランスコイル(17)により回転トランス部(3)を構成したことを特徴とする平面型レゾルバ。
前記レゾルバステータコイル(4)、ステータトランスコイル(13)、レゾルバロータコイル(15)及びロータトランスコイル(17)は、予め形成された成型偏平コイルからなることを特徴とする請求項１記載の平面型レゾルバ。
前記ステータ(5)の外面(5B)には、出力信号端子又は出力信号リード線(S1〜S4)及び励磁信号端子又は励磁信号リード線(R1,R2)が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の平面型レゾルバ。
前記レゾルバステータコイルは、第１ステータリングコイル(4a)及び前記第１ステータリングコイル(4a)よりも径大の第２ステータリングコイル(4b)と、前記第１、第２ステータリングコイル(4a,4b)間を結ぶ複数のステータ直線部コイル(4c)とからなり、前記レゾルバロータコイル(15)は、第１ロータリングコイル(15a)及び前記第１ロータリングコイル(15a)よりも径大の第２ロータリングコイル(15b)と、前記第１、第２ロータリングコイル(15a,15b)間を結ぶ複数のロータ直線部コイル(15c)とからなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の平面型レゾルバ。
前記ステータ直線部コイル(4c)及びロータ直線部コイル(15c)の各直線方向は、前記ステータ(５)及びロータ(6)の半径方向(R)と同一又は前記半径方向(R)に対して所定角度傾斜したスキュー角(θ)を有し、かつ、互いに逆方向に形成されていることを特徴とする請求項４記載の平面型レゾルバ。
前記回転トランス部(3)は、前記レゾルバ部(2)の内側又は外側に配設されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の平面型レゾルバ。