JP2008116353A - Flexible substrate resolver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、巻線の生産性を高め、巻き回数をアナログ的に選択できるフレキシブル基板レゾルバに関する。 The present invention relates to a flexible substrate resolver capable of increasing the productivity of winding and selecting the number of windings in an analog manner.
回転角度検出器である可変リラクタンス型レゾルバとして特許文献1,2に記載されたものが知られている。
As a variable reluctance resolver that is a rotation angle detector, those described in
図4に示されるように、特許文献1の可変リラクタンス型レゾルバ41は、中心にロータ42を配し、その外周にリング状のステータ44を配し、ステータ44からロータ42に向けて突き出た突起43に励磁コイル45と出力コイル46,47の巻線として電線を線巻きしたものである。ロータ42とステータ44の突起43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よう構成されている。従って、励磁電圧を励磁コイル45にかけることにより、ロータ42の回転角度変化に対して正弦波状に変化する出力電圧を出力コイル46,47から取り出せる。
As shown in FIG. 4, the
巻線の種類と巻き方向は、図5に示されるように、0°の突起に励磁コイルの正巻線とCOS出力コイルの正巻線を施し、90°の突起に励磁コイルの逆巻線とSIN出力コイルの逆巻線を施すというように突起ごとに組み合わせが異なる。 As shown in FIG. 5, the winding type and winding direction are as follows. The positive winding of the exciting coil and the positive winding of the COS output coil are applied to the 0 ° protrusion, and the reverse winding of the exciting coil is applied to the 90 ° protrusion. And different combinations for each projection, such as reverse winding of the SIN output coil.
図6に示されるように、特許文献2の可変リラクタンス型レゾルバ61は、中心にロータ(図示せず)を配し、その外周にステータ64を配し、ステータ64の突起63に励磁コイル、出力コイルの巻線65を線巻きしたものである。
As shown in FIG. 6, the variable reluctance resolver 61 of
巻線65の巻き方は、ステータ64の両端面に突起63間に位置するピン66を立てておき、このピン66に巻線65を掛けて突起63に案内するものである。 The winding 65 is wound in such a manner that pins 66 positioned between the protrusions 63 are raised on both end faces of the stator 64 and the windings 65 are hung on the pins 66 and guided to the protrusions 63.
複数本の突起43がリングの内周に突き出ている可変リラクタンス型レゾルバ41は、ステータ内部44の空間が狭く、込み入っている。この空間内で突起43に機械巻きで巻線を施すことは困難である。仮に機械巻きができるように機械を工夫しても、巻き速度に限界があるため、生産性が悪い。 The variable reluctance resolver 41 in which a plurality of protrusions 43 protrude from the inner periphery of the ring has a narrow space inside the stator 44 and is complicated. It is difficult to wind the protrusion 43 by mechanical winding in this space. Even if the machine is devised so that the machine can be wound, the winding speed is limited, so the productivity is poor.
また、ピン66で巻線65を案内する可変リラクタンス型レゾルバ61は、突起63に対して0.5回(半周)単位でしか巻線が巻けないため、巻き回数が0.5回刻みにしかできない。よって、0.6回とか0.7回といった巻き回数は実現できず、例えば、14.3回巻きたいときでも、14回もしくは14.5回にするしかない。このため、正弦波形状、余弦波形状の出力電圧特性を高精度に得ることができない。 In addition, the variable reluctance resolver 61 that guides the winding 65 with the pin 66 can wind the winding only about 0.5 times (half circle) around the protrusion 63, so that the number of windings is only 0.5 increments. Can not. Therefore, the number of windings such as 0.6 times and 0.7 times cannot be realized. For example, even when 14.3 times of winding is desired, the number of windings is only 14 times or 14.5 times. For this reason, the output voltage characteristic of a sine wave shape or a cosine wave shape cannot be obtained with high accuracy.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、巻線の生産性を高め、巻き回数をアナログ的に選択できるフレキシブル基板レゾルバを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flexible substrate resolver that solves the above-described problems, increases the productivity of windings, and can select the number of windings in an analog manner.
上記目的を達成するために本発明は、ロータと、そのロータの径方向に向けて突き出た突起を周方向に複数個並べたステータと、上記ロータと上記突起の間にて基板面が上記ロータの外周面に対向し励磁コイル及び出力コイルがパターンで形成されているフレキシブル基板とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotor, a stator in which a plurality of protrusions protruding in the radial direction of the rotor are arranged in the circumferential direction, and a substrate surface between the rotor and the protrusions. And a flexible substrate on which an exciting coil and an output coil are formed in a pattern.
上記パターンに上記突起の先端面が正対していてもよい。 The tip surface of the protrusion may face the pattern.
上記フレキシブル基板に上記コイル状パターンが多層に形成されていてもよい。 The coiled pattern may be formed in multiple layers on the flexible substrate.
複数個のパターンが共通のフレキシブル基板に一列に並べて形成され、このフレキシブル基板が上記ロータの外周を覆うように設けられていてもよい。 A plurality of patterns may be formed in a line on a common flexible substrate, and the flexible substrate may be provided so as to cover the outer periphery of the rotor.
各突起の先端に接する円筒状の基板支持体が各突起に取り付けられ、その基板支持体に沿わせて上記フレキシブル基板が支持されてもよい。 A cylindrical substrate support in contact with the tip of each protrusion may be attached to each protrusion, and the flexible substrate may be supported along the substrate support.
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
(1)巻線の生産性を高めることができる。 (1) The productivity of windings can be increased.
(2)巻き回数をアナログ的に選択することができる。 (2) The number of windings can be selected in an analog manner.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1(a)及び図1(b)に示されるように、本発明に係るフレキシブル基板レゾルバ1は、ロータ2と、そのロータ2に向けて径方向に突き出た突起3を周方向に複数個並べたステータ4と、上記ロータ2に径方向から基板面を臨ませ励磁コイル5及び出力コイル6,7がパターンで形成されたフレキシブル基板8とを備えたものである。出力コイル6はCOS出力コイル6であり、出力コイル7はSIN出力コイル7であり、個々の突起3ごとに励磁コイル5とCOS出力コイル6との組み合わせか、励磁コイル5とSIN出力コイル7との組み合わせのいずれかがパターンで形成される。
As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, a
この実施形態では、ロータ2は、断面の輪郭が等間隔に頂点を有する五枚歯の歯車状(図では五角形とした)になっている。そのロータ2がステータ4の内側に配置される。ステータ4は、ロータ2の外側を囲むリング部4aを有し、そのリング部4aの内周面から径方向内方へ向けて突起3が突き出している。リング部4aの内周面から突起3の先端までを突起3の長さという。突起3は8本あり、長さはどれも同じであり、等間隔に設けられる。突起3は、その先端にロータ2の外周面と対向する先端面3aを有する。
In this embodiment, the
ロータ2やステータ4は、透磁率の高い薄い鋼板(ケイ素鉄など)を貼り合わせたものが好ましい。
The
励磁コイル5、出力コイル6,7のパターンは、平面渦巻状に形成されている。この実施形態では、各パターンは、直線状の四辺が中心部より外にいくほど順次長くなる角形渦巻状に形成されている。このパターンに突起3の先端面3aが正対している。すなわち、パターンの中心部8aに突起3の先端面3aが一致する。パターンには正巻きと逆巻きとがある。
The patterns of the
フレキシブル基板8は、ポリイミドなどの樹脂からなるシートに銅箔を付け、その銅箔を所望のパターンに整形し、その上に別の同様のシートを付けたものである。フレキシブル基板8は可とう性が良く、ポリイミドなどの耐熱性に優れた樹脂からなるシートを用いれば耐熱性を良くすることができる。
The
このようなフレキシブル基板8を複数枚貼り合わせて多層フレキシブル基板9が形成されている。この実施形態では、1枚のフレキシブル基板8に励磁コイル5のパターンを形成し、別のフレキシブル基板8にCOS出力コイル6のパターンを形成し、さらに別のフレキシブル基板8にSIN出力コイル7のパターンを形成し、各パターンを同じ位置に重ねるようにして多層フレキシブル基板9を形成している。
A multilayer
なお、多層フレキシブル基板9はパターンを多層化して形成してもよい。
Note that the multilayer
この実施形態では、複数個のパターンが短冊状の共通のフレキシブル基板8に長手方向一列に並べて形成されている。このフレキシブル基板8がロータ2の外周を覆うように設けられており、各パターンに各突起3の先端面3aが正対している。つまり、フレキシブル基板8におけるパターンの配置ピッチはステータ4における突起3の先端面3aの配置ピッチに等しい。
In this embodiment, a plurality of patterns are formed side by side in the longitudinal direction on a strip-like common
この実施形態では、各突起3の先端に接する円筒状の基板支持体が各突起3に取り付けられ、その基板支持体に沿わせてフレキシブル基板8が支持されている。基板支持体が円筒状であるので、丸められたフレキシブル基板8を支持するのに好適である。
In this embodiment, a cylindrical substrate support in contact with the tip of each
詳しくは図示しないが、基板支持体の外周に軸方向に伸びた溝が形成されており、この溝に突起3の先端が嵌合するようになっている。これにより、基板支持体を軸方向からアクセスして突起3に嵌合させて取り付けることができる。
Although not shown in detail, a groove extending in the axial direction is formed on the outer periphery of the substrate support, and the tip of the
ここで、ステータ4の突起3とロータ2とのギャップパーミアンスがロータ2の回転角度Θに対して正弦波状に変化するようになっているので、ロータ2が回転すると、励磁コイル5に流れる電流によって作られた磁路が変化する。このため、各出力コイル6,7から出力される出力電圧は位相が互いに90度ずれた2つの正弦波(正弦波と余弦波)となる。従って、本発明のフレキシブル基板レゾルバ1は、従来の可変リラクタンス型レゾルバと同等の回転角度検出機能を有する。
Here, since the gap permeance between the
これに加え、本発明のフレキシブル基板レゾルバ1は、従来の可変リラクタンス型レゾルバには無い優れた特長を有する。
In addition to this, the
すなわち、従来は巻線を機械巻きで施すことが困難で、生産性が悪かったが、本発明によれば電線を巻いて巻線を施すのではなく、コイルのパターンが形成されたフレキシブル基板8を設置することで巻線を施すので、容易かつ短時間で実施でき、巻線の生産性を高めることができる。特に、円筒状の基板支持体を用いた実施形態では、基板支持体の内周にフレキシブル基板8を貼り付けるだけでフレキシブル基板8が所望した位置及び形状に設置できる。あらかじめ基板支持体にフレキシブル基板8を貼り付け、その基板支持体を突起3に嵌合させることにより、ワンタッチで巻線作業が完了する。
That is, conventionally, it has been difficult to wind the winding by mechanical winding and the productivity is poor. However, according to the present invention, the winding is not performed by winding an electric wire, but the
また、本発明によればフレキシブル基板8にコイルのパターンを形成するので、従来は0.5回刻みに制約されていた巻き回数が刻み無し、つまりアナログ的に選択できる。従って、正弦波形状、余弦波形状の出力電圧特性を高精度に得ることが可能となる。
Further, according to the present invention, since the coil pattern is formed on the
また、本発明によればコイルのパターンをフレキシブル基板8に形成するので、このコイルは巻き軸方向の高さを必要としない。よって、突起3の長さを短くすることができる。突起3の長さが短くなることでステータ4の外径が小さくなる。これにより、本発明のフレキシブル基板レゾルバ1は、径方向の寸法を小さくすることができる。
Further, according to the present invention, since the coil pattern is formed on the
次に、コイルの種類と巻き方向の組み合わせについて2種類の実施形態を説明する。突起3の個数は、いずれも12個とし、突起3の番号#1〜#12は周方向の並び順とする。
Next, two types of embodiments will be described for combinations of coil types and winding directions. The number of the
図2(a)に示されるように、第1タイプは、番号#1〜3の突起3に励磁コイル5の正巻きのパターンとCOS出力コイル6の正巻きのパターンを配置し、番号#4〜6の突起3に励磁コイル5の逆巻きのパターンとSIN出力コイル7の逆巻きのパターンを配置し、以下、図示の通り、3個の突起3ごとに組み合わせを変える配置としたものである。
As shown in FIG. 2A, in the first type, the positive winding pattern of the
図2(b)に示されるように、第2タイプは、番号#1の突起3に励磁コイル5の正巻きのパターンとCOS出力コイル6の正巻きのパターンを配置し、番号#2の突起3に励磁コイル5の逆巻きのパターンとSIN出力コイル7の逆巻きのパターンを配置し、以下、図示の通り、1個の突起3ごとに組み合わせを変える配置としたものである。
As shown in FIG. 2 (b), the second type has a
第1又は第2タイプの配置に従い、図1(b)に示した3枚のフレキシブル基板8にそれぞれパターンを形成し、これらのフレキシブル基板8を貼り合わせて多層フレキシブル基板9とする。
A pattern is formed on each of the three
図3に突起の個数を変えた実施形態のフレキシブル基板レゾルバ31を示す。このフレキシブル基板レゾルバ31のステータ34には、ロータ32に向けて突き出た12個の突起33が円周角30度の間隔で設けられる。これに伴いロータ2の形状を、例えば、7枚歯の歯車状、8枚歯の歯車状などとし、ロータ2の頂点の数がステータの突起の約数にならないように適切に変更する。
FIG. 3 shows a flexible substrate resolver 31 of an embodiment in which the number of protrusions is changed. The stator 34 of the flexible substrate resolver 31 is provided with twelve protrusions 33 protruding toward the rotor 32 at intervals of a circumferential angle of 30 degrees. Accordingly, the shape of the
なお、シート状にコイルを巻くのと、フレキシブル基板にエッチング工程でコイルを形成するのとでは、フレキシブル基板にコイルを形成するほうが生産性が遥かに高い。 Note that productivity is much higher when the coil is formed on the flexible substrate than when the coil is wound in a sheet shape and the coil is formed on the flexible substrate by an etching process.
1 フレキシブル基板レゾルバ
2 ロータ
3 突起
4 ステータ
5 励磁コイル
6 COS出力コイル
7 SIN出力コイル
8 フレキシブル基板
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006300479A JP2008116353A (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Flexible substrate resolver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006300479A JP2008116353A (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Flexible substrate resolver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008116353A true JP2008116353A (en) | 2008-05-22 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006300479A Pending JP2008116353A (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Flexible substrate resolver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008116353A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011239506A (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Rotation angle detection or rotation synchronizer |
JP2012159495A (en) * | 2011-01-10 | 2012-08-23 | Aisan Ind Co Ltd | Position sensor |
-
2006
- 2006-11-06 JP JP2006300479A patent/JP2008116353A/en active Pending
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