JP2008029070A - 角度検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、輪状固定子板上の複数の固定子巻線に対し、輪状回転子板を対面させ、超薄型の角度検出器を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による角度検出器は、輪状固定子板(5)上の複数の固定子巻線(4)に対し、輪状回転子板(6)の内面(6a)に設けた空隙形成板(13)の曲面からなる板内面(13a)を対面させ、正弦波状に変化する角度信号を得る構成である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による角度検出器は、輪状固定子板(5)上の複数の固定子巻線(4)に対し、輪状回転子板(6)の内面(6a)に設けた空隙形成板(13)の曲面からなる板内面(13a)を対面させ、正弦波状に変化する角度信号を得る構成である。
【選択図】図1
Description
本発明は、角度検出器に関し、特に、輪状固定子板上に複数の固定子巻線を設け、この固定子巻線に対し空隙を介して輪状回転子板を回転自在に面対向させて設け、輪状回転子板の回転による空隙の変化により角度信号を検出し、超薄型の構成とす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薄型のレゾルバとしては、図4及び図5で示される回転トランスを用いた構成、および、図6で示される特許文献1のバリアブルリラクタンス型のレゾルバの構成を挙げることができる。
すなわち、図4及び図5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。
すなわち、図4及び図5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6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。
また、前述の図4、図5及び図6におけるレゾルバの巻線の配線図は図8で示されるように構成され、励磁巻線R1,R2は1相よりなり、検出側の出力巻線S1〜S4は2相で構成されている。
また、前記各出力巻線S1〜S4による出力電圧曲線及び出力電圧方程式は図7で示される。
また、前記各出力巻線S1〜S4による出力電圧曲線及び出力電圧方程式は図7で示される。
従来の薄型のレゾルバは、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、図4及び図5に開示された従来構成においては、レゾルバ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、より扁平な形状とすることは極めて困難であった。
また、図6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、ステータに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置によって厚さが厚く(10mmが最小)なり、前述と同様に、扁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。
また、従来構成においては、ロータの外周とステータの各磁極の内周とのギャップパーミアンスの変化により回転検出を行うため、回転軸振れが発生すると空隙変動に影響していた。
また、固定子が一体構造であるため、励磁巻線により発生する磁界分布が検出用回転子極の機械的な位置により影響を受けていた。
すなわち、図4及び図5に開示された従来構成においては、レゾルバ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、より扁平な形状とすることは極めて困難であった。
また、図6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、ステータに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置によって厚さが厚く(10mmが最小)なり、前述と同様に、扁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。
また、従来構成においては、ロータの外周とステータの各磁極の内周とのギャップパーミアンスの変化により回転検出を行うため、回転軸振れが発生すると空隙変動に影響していた。
また、固定子が一体構造であるため、励磁巻線により発生する磁界分布が検出用回転子極の機械的な位置により影響を受けていた。
本発明による角度検出器は、磁性材からなる輪状固定子板の面上に突出して形成された複数の巻線磁芯と、前記各巻線磁芯に設けられた固定子巻線と、前記輪状固定子板の面上に突出して設けられ前記固定子巻線の内側又は外側に設けられた磁束帰路台と、前記磁束帰路台上でかつ前記固定子巻線と非接触に対向して回転自在に設けられた輪状回転子板と、前記輪状回転子板の内面に設けられ波状に突出状態が変化する板内面を有する空隙形成板と、を備え、前記輪状回転子板の回転により、前記巻線磁芯と前記空隙形成板の板内面との間の空隙が変化するようにした構成であり、また、前記空隙形成板の板内面は、正弦波状に変化する曲面が回転方向に沿って形成されている構成であり、また、前記固定子巻線は、シートコイル、プリント基板コイル、整列巻線の何れかよりなる構成であり、また、前記空隙形成板の曲面が、複数の周期で形成されている構成であり、また、前記輪状回転子板の内部又は前記板内面には、永久磁石が設けられている構成であり、また、請求項1ないし5の何れかの前記角度検出器が軸方向に複数個重合して配設されている構成である。
本発明による角度検出器は、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、磁性材よりなる輪状固定子板の面上に複数の固定子巻線を設け、この固定子巻線に対して空隙を介して輪状回転子板を回転自在に面対向させ、輪状回転子板の回転による空隙の変化により角度信号を検出しているため、面対向による超薄型の角度検出器を得ることができる。
また、輪状固定子板に磁束帰路台が設けられているため、各固定子巻線、すなわち、各磁極毎の磁束分布が安定化し、検出精度の向上に寄与することができる。
すなわち、磁性材よりなる輪状固定子板の面上に複数の固定子巻線を設け、この固定子巻線に対して空隙を介して輪状回転子板を回転自在に面対向させ、輪状回転子板の回転による空隙の変化により角度信号を検出しているため、面対向による超薄型の角度検出器を得ることができる。
また、輪状固定子板に磁束帰路台が設けられているため、各固定子巻線、すなわち、各磁極毎の磁束分布が安定化し、検出精度の向上に寄与することができる。
本発明は、輪状固定子板上に複数の固定子巻線を設け、この固定子巻線に対し空隙を介して輪状回転子板を回転自在に面対向させて設け、輪状回転子板の回転による空隙の変化により角度信号を検出し、超薄型の構成とした角度検出器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角度検出器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5で示されるものは輪状固定子板であり、この輪状固定子板5の面上には、周期的あるいは非周期的に複数の巻線磁芯11が突出し互いに独立して形成されている。
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5で示されるものは輪状固定子板であり、この輪状固定子板5の面上には、周期的あるいは非周期的に複数の巻線磁芯11が突出し互いに独立して形成されている。
前記各巻線磁芯11の周囲には、励磁巻線4aと出力巻線4bとからなる固定子巻線4が設けられており、この固定子巻線4の内側位置には、輪状で所定の高さを有する突条形状の磁性材からなる磁束帰路台12が軸方向に所定の高さを有して設けられ、磁束帰路の役割をなし、磁束のクロストークを防止し、検出精度の向上に寄与している。
尚、この磁束帰路台12は、輪状固定子板5上の内側に設けられているが、前記固定子巻線4の外側位置に配設しても前述と同様の作用を有している。
尚、この磁束帰路台12は、輪状固定子板5上の内側に設けられているが、前記固定子巻線4の外側位置に配設しても前述と同様の作用を有している。
前記磁束帰路台12の面上には、これに摺動する状態で、かつ、固定子巻線4と非接触で輪状回転子板6が回転自在に設けられており、この輪状回転子板6の内面6aに設けられた輪状の空隙形成板13の板内面13aには、正弦波状に変化する波形の曲面(図示せず)が回転方向に沿って単周期又は複数周期で形成され、この波状の突出形状が変化する輪状の空隙14が空隙形成板13の板内面13aと固定子巻線4の巻線磁芯11との間に形成されている。
尚、前記輪状回転子板6の内部又は対向面に永久磁石(図示せず)を設けると、検出感度を一層向上させることができる。
尚、前記輪状回転子板6の内部又は対向面に永久磁石(図示せず)を設けると、検出感度を一層向上させることができる。
次に、前述の構成において、4個の各励磁巻線4aに励磁信号を供給した状態で、輪状回転子板6を回転させると、前記輪状固定子板5の巻線磁芯11に対面した前記板内面13aの波状の突出形状が変化(周知のバリアブルリラクタンス型(VR型)レゾルバにおけるギャップパーミアンスの変化と同様の磁気作用)することにより、この変化に応じた正弦波状の電圧変化が出力信号(レゾルバ出力)として出力巻線4bより得られる。
尚、この固定子巻線4の数(整数m)及び板内面13aの曲面の周期の数(周期n)は、角度検出器の用途等に応じて設定できる。
また、前述の図1の角度検出器20の軸方向の厚さtは、実験のプロトタイプにおいても4mmであり、従来構成に比較すると、約1/4であり、超薄型の角度検出器を得ることができる。
また、前述の図1及び図3では、輪状回転子板6を一部断面にして示しているが、説明を容易とするためで、実際には完全な輪状に形成されている。
また、前述の図1の角度検出器20の軸方向の厚さtは、実験のプロトタイプにおいても4mmであり、従来構成に比較すると、約1/4であり、超薄型の角度検出器を得ることができる。
また、前述の図1及び図3では、輪状回転子板6を一部断面にして示しているが、説明を容易とするためで、実際には完全な輪状に形成されている。
4 固定子巻線
4a 励磁巻線
4b 出力巻線
5 輪状固定子板
6 輪状回転子板
6a 内面
11 巻線磁芯
12 磁束帰路台
13 空隙形成板
13a 板内面(曲面)
20 角度検出器
4a 励磁巻線
4b 出力巻線
5 輪状固定子板
6 輪状回転子板
6a 内面
11 巻線磁芯
12 磁束帰路台
13 空隙形成板
13a 板内面(曲面)
20 角度検出器
Claims (6)
- 磁性材からなる輪状固定子板(5)の面上に突出して形成された複数の巻線磁芯(11)と、前記各巻線磁芯(11)に設けられた固定子巻線(4)と、前記輪状固定子板(5)の面上に突出して設けられ前記固定子巻線(4)の内側又は外側に設けられた磁束帰路台(12)と、前記磁束帰路台(12)上でかつ前記固定子巻線(4)と非接触に対向して回転自在に設けられた輪状回転子板(6)と、前記輪状回転子板(6)の内面(6a)に設けられ波状に突出状態が変化する板内面(13a)を有する空隙形成板(13)と、を備え、
前記輪状回転子板(6)の回転により、前記巻線磁芯(11)と前記空隙形成板(13)の板内面(13a)との間の空隙(14)が変化するようにしたことを特徴とする角度検出器。 - 前記空隙形成板(13)の板内面(13a)は、正弦波状に変化する曲面が回転方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項1記載の角度検出器。
- 前記固定子巻線(4)は、シートコイル、プリント基板コイル、整列巻線の何れかよりなることを特徴とする請求項1又は2記載の角度検出器。
- 前記空隙形成板(13)の曲面が、複数の周期で形成されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の角度検出器。
- 前記輪状回転子板(6)の内部又は前記板内面(13a)には、永久磁石が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の角度検出器。
- 請求項1ないし5の何れかの前記角度検出器(20)が軸方向に複数個重合して配設されていることを特徴とする角度検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006196582A JP2008029070A (ja) | 2006-07-19 | 2006-07-19 | 角度検出器 |
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Publication Number | Publication Date |
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2006
- 2006-07-19 JP JP2006196582A patent/JP2008029070A/ja active Pending
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