JP2008191073A

JP2008191073A - レゾルバ装置

Info

Publication number: JP2008191073A
Application number: JP2007027799A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yoshida; 一弘吉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: JP5176335B2

Abstract

【課題】対象物の回転位置を検出するために２種類のレゾルバを用い、それらが設置される対象物の軸方向におけるスペースを軽減することにより、設計自由度の向上を図ったレゾルバ装置を提供する。
【解決手段】対象物の回転位置を検出するレゾルバ装置において、対象物と一体に回転するように固定されるとともに、外周面に配設された第１被検出部および内周面に配設された第２被検出部を有する環状の回転子と、第１被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第１ステータポールを有する第１固定子と、第２被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第２ステータポールを有する第２固定子とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、対象物の回転角度や回転速度を検出するレゾルバ装置に関し、特に、１つの回転子に対して複数種類のレゾルバ（検出部）を備えるレゾルバ装置の薄型化、軽量化、製造コストの低減化を図るための改良技術に関する。

複数種類の検出部（レゾルバ）を備えたレゾルバ装置としては、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１のレゾルバ装置は、励磁コイルと検知コイルとを有して対象物の位置を磁気的に検出する検出部を複数用いる場合に、それら複数の検出部間における磁気的な干渉を抑制し、複数の検出部が、互いに同軸にかつ相対回転可能に配置されて構成されている。

また、このような複数種類のレゾルバを電動機内に組み込んだものが、例えば特許文献２に開示されている。この特許文献２の電動機では、上下のレゾルバステータを相互に仕切って磁気的に干渉しないようにするべく上方遮蔽円板を載置支持しすることによって、レゾルバ装置の電動機の回転子の回転角度等の検出操作を容易にし、かつ、検出精度を向上を図っている。

特開２００５−３６２０号公報特開平６−４６５５２号公報

ところで、このように検出対象物である１つの回転軸に対して複数種類のレゾルバ（検出部）を備える場合、上述した特許文献１および特許文献２のように、同軸上にレゾルバを重ねて配置する方法があるが、この方法では軸方向の長さに余裕がない場合に、レゾルバ装置の設計や組込が難しくなってしまう、という問題があった。

また、上記方法では、軸方向に複数種類のレゾルバを重ねて配置することにより、軸方向の設置スペースを確保する必要性とともに、部品点数の増大や全体重量の増加が生じてしまい、この結果、製造コストが嵩んでしまう、という問題があった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対象物の回転位置を検出するために２種類のレゾルバを用い、それらが設置される対象物の軸方向におけるスペースを軽減することにより、設計自由度の向上を図ったレゾルバ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、対象物の回転位置を検出するレゾルバ装置において、前記対象物と一体に回転するように固定されるとともに、外周面に配設された第１被検出部および内周面に配設された第２被検出部を有する環状の回転子と、前記第１被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第１ステータポールを有する第１固定子と、前記第２被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第２ステータポールを有する第２固定子とを備えたことにより、達成される。

また、上記目的は、前記回転子、前記第１固定子、および前記第２固定子が、前記対象物の軸方向に対して垂直な同一平面上に配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバ、および前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバが、相対角度を検出するタイプであり、かつ、前記第１レゾルバと前記第２レゾルバの極数が、互いの公約数がない組み合わせであることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバが、相対角度を検出するタイプであり、かつ、前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバが、絶対角度を検出するタイプであることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバが、絶対角度を検出するタイプであり、かつ、前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバが、相対角度を検出するタイプであることにより、効果的に達成される。

本発明に係るレゾルバ装置よれば、回転子の外周面に配設された第１被検出部に対向するように第１固定子を設け、かつ、回転子の内周面に配設された第２被検出部に対向するよう第２固定子を設けた。これにより、対象物の軸方向におけるレゾルバ装置の設置スペースを増加することなく、１つの回転子を２種類のレゾルバで共有することができる。この結果、設計、組込における軸方向の長さ制限が緩和され、堅牢性や耐環境性を維持しつつ、製造コストの軽減および装置の薄型化・軽量化を図ることができる。

本発明に係るレゾルバ装置は、インナーローター型であるため、周辺機器との接触や干渉に関しての懸念材料が少なく、回転部を出力軸（回転軸）の一端側のみにできる。これにより、周辺機器やケーブルと回転部との接触をほぼ防止することができ、アウターローター型に比べて、組込、固定に関する制限を少なくすることができる。

また、回転子、第１固定子、および第２固定子を、対象物の軸方向に対して垂直な同一平面上に配すことにより、対象物の軸方向に対してレゾルバ装置全体を薄型化することができ、より効果的に省スペース化を図ることができる。

また、第１被検出部と第１固定子とからなる第１レゾルバ、および第２被検出部と第２固定子とからなる第２レゾルバが、ともに相対角度を検出するタイプ（ＩＮＣ：インクリメント方式）である場合、２つのレゾルバの極数（分解能）を公約数のない組み合わせにすることにより、その出力パルス差から絶対位置検出が可能となり、絶対角度を検出するタイプ（ＡＢＳ：アブソリュート式）のレゾルバとして使用することができる。

さらに、第１レゾルバと第２レゾルバのうち、一方をＡＢＳレゾルバにして、他方をＩＮＣレゾルバにすることにより、絶対位置検出が可能になるとともに、装置稼動開始時の原点復帰が不要になる。

以下、図面を参照にしながら、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るレゾルバ装置を備えたモータの概略構成を示す軸方向に沿った断面図である。なお、図１に示すモータは、本発明に係るレゾルバ装置の組付例として示すものであり、本発明に係るレゾルバ装置の適用を限定するものではない。

図１において、モータ１は、全体が略筒状に形成されたモータケーシング２と、該モータケーシング２の内側で軸受３，４を介して回転自在に支持されたモータ回転軸５と、該モータ回転軸５と一体に回転するようにモータ回転軸５の周囲に固設されたモータ回転子６と、該モータ回転子６に対向するようにケーシング２の内周面に固設されたモータ固定子７と、モータ回転子６およびモータ固定子７より先端側（図１右側）に組付けられ、モータ回転軸３の回転位置（回転角度）を検出するレゾルバ装置１００とを備えている。

ケーシング２の先端側（図１右側）には、開口を閉塞するようにフランジ部材８がボルト９を介して固定されている。このフランジ部材８の内周開口部８ａには、軸受４が支持固定されるとともに、開口を閉塞するようにカバー部材１０が取り付けられている。また、フランジ部材８の凹部外縁部８ｂの内周面および凹部内縁部８ｃの外周面には、後で詳述するレゾルバ装置１００の第１ステータ１０１および第２ステータ１０２が、それぞれ固設されている。

また、モータ回転軸５の先端側（図１右側）には、ホイール部材１１がモータ回転軸５と一体に回転するように嵌合固定されている。このホイール部材１１の一側面（図１右側）の周縁部には、軸方向に沿って突出した突条部１１ａが形成され、該突条部１１ａの先端には、後で詳述するレゾルバ装置１００の回転子１０３が固設されている。すなわち、このレゾルバ装置１００の回転子１０３は、ホイール部材１１を介して検出対象物であるモータ回転軸５と一体に回転するように固定されている。

図２は、図１中のII−II線に沿った本発明の実施形態に係るレゾルバ装置１００を示す断面図である。

同図において、レゾルバ装置１００は、中空環状の回転子１０３と、該回転子１０３の外周側に配された中空環状の第１固定子１０１と、回転子１０３の内周側に配された環状の第２固定子１０２とを備えたインナーローター型のレゾルバ装置である。回転子１０３の外周面には、突極状の第１被検出部（外側歯）１０３ａが円周方向に沿って等間隔に複数形成され、かつ、回転子１０３の内周面には、突極状の第２被検出部（内側歯）１０３ｂが円周方向に沿って等間隔に複数形成されている。

また、第１固定子１０１は、回転子１０３の外側歯１０３ａと対向するように配された複数の第１ステータポール１０１ａを備え、該第１ステータポール１０１ａは、第１固定子１０１のステータ基部であるフランジ部材８の凹部外縁部８ｂの内周面に、円周方向に沿って均等に配設されている。一方、第２固定子１０２は、回転子１０３の内側歯１０３ｂと対向するように配された複数の第２ステータポール１０２ａを備え、該第２ステータポール１０２ａは、第２固定子１０２のステータ基部であるフランジ部材８の凹部内縁部８ｃの外周面に、円周方向に沿って均等に配設されている。

このような構成からなる本実施形態に係るレゾルバ装置１００は、図１および図２からわかるように、回転子１０３、第１固定子１０１、および第２固定子１０２が検出対象物であるモータ回転軸５の軸方向に対して垂直な同一平面上に配される配置構造になっている。

また、レゾルバ装置１００は、外側歯１０３ａおよび第１固定子１０１からなる相対角度を検出するタイプ（ＩＮＣ：インクリメント方式）の第１レゾルバと、内側歯１０３ｂと第２固定子１０２とからなる相対角度を検出するタイプの第２レゾルバとから構成され、２種類のＩＮＣレゾルバを備えている。そして、この第１レゾルバと第２レゾルバの極数（分解能）は、互いの公約数がない組み合わせになっている。

表１は、第１レゾルバと第２レゾルバの極数の組み合わせ例を示すものである。

上記（例１），（例２）のように、２つのＩＮＣレゾルバの極数を公約数のない組み合わせにすることで、その出力パルス差から絶対位置検出が可能となり、絶対角度を検出するタイプ（ＡＢＳ：アブソリュート式）のレゾルバとして使用することができる。

次に、本実施形態に係るレゾルバ装置の変形例について、図３を参照にしながら説明する。

図３は、本実施形態に係るレゾルバ装置の変形例を示す断面図である。同図のおいて、レゾルバ装置１００´は、第１被検出部１０３ａと第１固定子１０１とからなる第１レゾルバが相対角度を検出するＩＮＣレゾルバであり、第２被検出部１０３ｂ´と第２固定子１０２´からなる第２レゾルバが絶対角度を検出するＡＢＳレゾルバになっている。このように、第１レゾルバ、第２レゾルバのうちのいずれか一方をＡＢＳレゾルバとすることにより、絶対位置検出が可能となり、装置稼動開始時の原点復帰が不要になる。

なお、本変形例では、回転子１０３´の内側の第２レゾルバをＡＢＳレゾルバとしたが、これに限定されず、回転子１０３´の外側の第１レゾルバをＡＢＳレゾルバとしても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施形態に係るレゾルバ装置１００では、検出対象物であるモータ回転軸５と一体に回転するように固設された環状の回転子１０３の外周面および内周面に第１被検出部１０３ａおよび第２被検出部１０３ｂを配設し、第１被検出部１０３ａに対向するように第１固定子１０１を設け、かつ、第２被検出部１０３ｂに対向するよう第２固定子１０２を設けた。そして、回転子１０３、第１固定子１０１、および第２固定子１０２が、検出対象物であるモータ回転軸５の軸方向に対して垂直な同一平面上に配される構造とした。これにより、モータ回転軸５の軸方向におけるレゾルバ装置１００の設置スペースを増加することなく、１つの回転子１０３を２種類のレゾルバで共有することができるので、製造コストの軽減および装置の薄型化・軽量化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係るレゾルバ装置を備えたモータの概略構成を示す軸方向に沿った断面図である。図１のII−II線に沿った本発明の実施形態に係るレゾルバ装置の断面図である。本発明の実施形態に係るレゾルバ装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１００レゾルバ装置
１０１第１固定子
１０１ａ第１ステータポール
１０２第２固定子
１０２ａ第２ステータポール
１０３回転子
１０３ａ第１被検出部（外側歯）
１０３ｂ第２被検出部（内側歯）

Claims

対象物の回転位置を検出するレゾルバ装置であって、
前記対象物と一体に回転するように固定されるとともに、外周面に配設された第１被検出部および内周面に配設された第２被検出部を有する環状の回転子と、
前記第１被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第１ステータポールを有する第１固定子と、
前記第２被検出部に対向するように円周方向に沿って均等に配された複数の第２ステータポールを有する第２固定子と
を備えたことを特徴とするレゾルバ装置。
前記回転子、前記第１固定子、および前記第２固定子は、前記対象物の軸方向に対して垂直な同一平面上に配された請求項１に記載のレゾルバ装置。
前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバ、および前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバは、相対角度を検出するタイプであり、かつ、
前記第１レゾルバと前記第２レゾルバの極数は、互いの公約数がない組み合わせである請求項１または２に記載のレゾルバ装置。
前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバは、相対角度を検出するタイプであり、かつ、
前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバは、絶対角度を検出するタイプである請求項１または２に記載のレゾルバ装置。
前記第１被検出部と前記第１固定子とからなる第１レゾルバは、絶対角度を検出するタイプであり、かつ、
前記第２被検出部と前記第２固定子とからなる第２レゾルバは、相対角度を検出するタイプである請求項１または２に記載のレゾルバ装置。