JP2008292469A - Variable reluctance rotational angle detector - Google Patents

Variable reluctance rotational angle detector Download PDF

Info

Publication number
JP2008292469A
JP2008292469A JP2008106083A JP2008106083A JP2008292469A JP 2008292469 A JP2008292469 A JP 2008292469A JP 2008106083 A JP2008106083 A JP 2008106083A JP 2008106083 A JP2008106083 A JP 2008106083A JP 2008292469 A JP2008292469 A JP 2008292469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
rotor
rotation angle
variable reluctance
stators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008106083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Kikuchi
良巳 菊池
Tadashi Okada
匡史 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tamagawa Seiki Co Ltd filed Critical Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority to JP2008106083A priority Critical patent/JP2008292469A/en
Publication of JP2008292469A publication Critical patent/JP2008292469A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable reluctance rotational angle detector capable of improving the detection precision of a rotational angle, as compared with a conventional variable reluctance type resolver. <P>SOLUTION: The rotational angle detector comprises a rotor that is made of a magnetic material and has at least one chevron section changing periodically along a circumferential direction; and a plurality of stators for holding one portion of the outer-periphery region of the rotor from both the sides, allowing a magnetic gap to remain. The stator comprises an upper stator board and a lower stator board; a winding core for connecting them; and excitation winding and output winding wound outside the winding core, and a projection is formed on an inner surface that opposes the upper stator board and the lower stator board. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は可変リラクタンス型の回転角検出装置に関する。特に周期的に変化する山形部を外周部に備えたロータの外周領域の一部を、磁気間隙を介して複数個の固定子で挟み、検出対象としての回転体の回転角に対応した出力電圧の変化を検出するようにした可変リラクタンス型の回転角検出装置に関する。   The present invention relates to a variable reluctance type rotation angle detection device. In particular, an output voltage corresponding to the rotation angle of a rotating body to be detected by sandwiching a part of the outer peripheral region of a rotor having a chevron that changes periodically on the outer periphery with a plurality of stators via a magnetic gap. The present invention relates to a variable reluctance type rotation angle detection device that detects a change in the angle.

一般に回転体の回転軸の回転角度を測定する機器としてレゾルバが知られている。このレゾルバは、ステータとロータとから構成され、回転軸の回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが正弦波状に変化する現象を利用して回転角度を検出するようにした電子機器である。   In general, a resolver is known as a device for measuring a rotation angle of a rotating shaft of a rotating body. This resolver is an electronic device that includes a stator and a rotor, and detects the rotation angle by utilizing a phenomenon in which the mutual inductance between the stator and the rotor changes in a sine wave shape depending on the rotation position of the rotation shaft. .

この種のレゾルバのうち回転体の回転角度に対応して、磁路中に設けたギャップの変動によりトランスの効率が変化することを利用して回転角度を測定するレゾルバとして、可変リラクタンス型レゾルバが知られている。   Among these types of resolvers, a variable reluctance resolver is used as a resolver that measures the rotation angle by utilizing the fact that the efficiency of the transformer changes depending on the gap provided in the magnetic path in accordance with the rotation angle of the rotating body. Are known.

特開2001−349749号公報JP 2001-349749 A

この従来の可変リラクタンス型レゾルバは、励磁巻線と出力巻線とを固定子に設け、この固定子の内側にロータを回転可能に組み込んでいる。このロータは、固定子との間のギャップパーミアンスが回転角度に対して正弦波状に変化するように、偏心円盤として構成するか、あるいは外周領域に周期的に変化する複数個の山形部を備えている。   In this conventional variable reluctance resolver, an excitation winding and an output winding are provided in a stator, and a rotor is rotatably incorporated inside the stator. This rotor is configured as an eccentric disk so that the gap permeance with the stator changes sinusoidally with respect to the rotation angle, or includes a plurality of chevron portions that periodically change in the outer peripheral region. Yes.

この種のレゾルバはロータの側に巻線を設ける必要がないので、構造が簡単になるという利点を備えている。   This type of resolver has the advantage of simplifying the structure because it is not necessary to provide a winding on the rotor side.

しかしながら、従来の可変リラクタンス型のレゾルバにおいては、回転軸の軸振れによって、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じるため、回転角の検出精度を向上させるのが容易ではないという問題があった。また、ステータ中に設けられた磁路を通る磁束の一部が外部に漏洩してしまうため、これによっても回転角の検出精度を向上させるのが容易ではないという問題があった。   However, in the conventional variable reluctance type resolver, the amount of air gap in the magnetic path of the detecting portion of the opposing magnetic pole varies due to the axial deflection of the rotating shaft, so that it is easy to improve the detection accuracy of the rotation angle. There was a problem that was not. In addition, since a part of the magnetic flux passing through the magnetic path provided in the stator leaks to the outside, there is a problem that it is not easy to improve the rotation angle detection accuracy.

そこで、本発明の目的は、従来の可変リラクタンス型のレゾルバが有する問題点を解消し、従来の可変リラクタンス型のレゾルバよりも回転角の検出精度を向上させることができる可変リラクタンス型の回転角検出装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional variable reluctance type resolver and to detect the rotation angle of the variable reluctance type that can improve the detection accuracy of the rotation angle as compared with the conventional variable reluctance type resolver. To provide an apparatus.

上記目的を達成するために、本発明による可変リラクタンス型の回転角検出装置は、磁性材料からなり円周方向に沿って周期的に変化する少なくとも一個の山形部を有するロータと、磁気間隙を残して前記ロータの外周領域の一部を両側から挟み込んだ複数個のステータと、これらのステータを支持する環状の固定子枠とからなり、前記ステータは、矩形状の上部固定子板および下部固定子板と、前記上部固定子板および前記下部固定子板を連結する巻線磁芯と、この巻線磁芯の外側に巻装された励磁巻線および出力巻線とからなり、前記上部固定子板および前記下部固定子板の先端の対向する内側の面に突起部を形成したことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a variable reluctance type rotation angle detection device according to the present invention leaves at least a rotor made of a magnetic material and having at least one chevron that periodically changes along the circumferential direction, and a magnetic gap. A plurality of stators sandwiching a part of the outer peripheral area of the rotor from both sides, and an annular stator frame that supports these stators, and the stator includes a rectangular upper stator plate and a lower stator. A plate, a winding magnetic core connecting the upper stator plate and the lower stator plate, and an excitation winding and an output winding wound around the winding magnetic core, and the upper stator Projections are formed on the inner surfaces of the plate and the lower stator plate facing each other.

本発明の一実施形態によれば、前記ロータは偏心円盤として構成することができる。   According to an embodiment of the present invention, the rotor can be configured as an eccentric disk.

また、本発明の他の実施形態によれば、前記ロータは、円周方向に周期的に変化する少なくとも一個の山形部を備えることができる。この場合、山形部を2個備えたものは、楕円形の円盤であり、山形部を3個備えたものは三角形状の円盤であり、また、山形部を4個備えたものは十字形状の円盤である。
さらに、前記固定子枠は、同形同大の上側固定子枠と下側固定子枠とから構成され、これらの固定子枠の間に複数個のステータが挟持される。
According to another embodiment of the present invention, the rotor may include at least one chevron that periodically changes in a circumferential direction. In this case, the one having two chevron portions is an elliptical disk, the one having three chevron portions is a triangular disc, and the one having four chevron portions is a cross shape. It is a disk.
The stator frame is composed of an upper stator frame and a lower stator frame having the same shape and the same size, and a plurality of stators are sandwiched between the stator frames.

本発明によれば、上部固定子板および下部固定子板の先端の対向する内面にそれぞれ突起部を形成したので、回転軸の軸振れによっても、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じなくなるため、回転体の検出精度を向上させることができる。また、ステータ中に設けられた磁路を通る磁束の漏洩を少なくし磁束の集中を図ることができるため、これによっても回転角の検出精度を向上させることができる。   According to the present invention, since the protrusions are formed on the opposing inner surfaces of the tips of the upper stator plate and the lower stator plate, the gaps in the magnetic path of the detection unit of the opposing magnetic poles are also caused by the axial deflection of the rotating shaft. Therefore, the detection accuracy of the rotating body can be improved. In addition, since leakage of magnetic flux passing through a magnetic path provided in the stator can be reduced and concentration of magnetic flux can be achieved, this also improves the detection accuracy of the rotation angle.

以下、本発明による可変リラクタンス型の回転角検出装置の実施形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of a variable reluctance type rotation angle detection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による可変リラクタンス型の回転角検出装置の一実施形態を示した斜視図ある。図2は、下側固定子枠を示した斜視図である。図3は、4個のステータとロータとの配置関係を示した斜視図である。図4は、図1のA―A 線に沿って切断して示した縦断面図である。図5は、下部固定子板と励磁巻線とを示した斜視図である。図6は、1つのステータと励磁巻線および出力巻線を示した斜視図である。図7は、巻線磁芯と励磁巻線および出力巻線を示した斜視図である。図8は、図1のB―B 線に沿って切断して示した縦断面図である。図9は、下側固定子枠と4個のステータとの組み立て状態を示した平面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a variable reluctance type rotation angle detection device according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the lower stator frame. FIG. 3 is a perspective view showing the positional relationship between the four stators and the rotor. 4 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the lower stator plate and the excitation winding. FIG. 6 is a perspective view showing one stator, an excitation winding, and an output winding. FIG. 7 is a perspective view showing a winding magnetic core, an excitation winding, and an output winding. FIG. 8 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 9 is a plan view showing an assembled state of the lower stator frame and the four stators.

図1において、符号1は複数個のステータを固定保持する環(リング)状の固定子枠を示し、この固定子枠1は上側固定子枠2と下側固定子枠3とから構成されている。これらの上側固定子枠2および下側固定子枠3は、非磁性材料、例えば、ステンレス鋼やプラスチック材料で構成することが好ましい。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a ring-shaped stator frame for fixing and holding a plurality of stators. The stator frame 1 is composed of an upper stator frame 2 and a lower stator frame 3. Yes. The upper stator frame 2 and the lower stator frame 3 are preferably made of a nonmagnetic material such as stainless steel or plastic material.

上側固定子枠2および下側固定子枠3は、同一形状同一寸法に形成されており、図2はそのうちの下側固定子枠3を示している。図2中には、詳細な構成を後述する4個のステータ4A,4B,4C,4Dの一部が仮想線で図示されている。   The upper stator frame 2 and the lower stator frame 3 are formed in the same shape and the same size, and FIG. 2 shows the lower stator frame 3 thereof. In FIG. 2, a part of four stators 4A, 4B, 4C, and 4D, whose detailed configuration will be described later, is illustrated by phantom lines.

下側固定子枠3は環状の形態を有し、その内側には、4個の矩形状の凹所5A,5B,5C,5Dが円周方向に等間隔をおいて形成されている。すなわち、これらの凹所5A,5B,5C,5Dは、互いに円周方向に90度の位相角をおいて配置されている。
なお、上側固定子枠2の構成は、下側固定子枠3の構成と同一であるので説明を省略する。
The lower stator frame 3 has an annular shape, and four rectangular recesses 5A, 5B, 5C, 5D are formed at equal intervals in the circumferential direction. That is, these recesses 5A, 5B, 5C, and 5D are arranged with a phase angle of 90 degrees in the circumferential direction.
Note that the configuration of the upper stator frame 2 is the same as the configuration of the lower stator frame 3, and a description thereof will be omitted.

固定子枠1の内側には、図1から明らかなように、回転中心Oを中心として回転可能なロータ6が配置されている。このロータ6は、磁性材料あるいは複数枚の電磁鋼板を積層することによって構成することが好ましい。また、このロータ6は、円周方向に等しい間隔をおいて形成された4個の山形部7a,7b,7c,7dを有している。この実施形態における山形部は、円周方向に等間隔を置いて配置されているので位相角は90度である。しかしながら、これらの山形部は、図示のように、4個に限定されるものではなく、円周方向に周期的に変化するものであれば、任意の数の山形部を備えることができる。   As is apparent from FIG. 1, a rotor 6 that can rotate around the rotation center O is disposed inside the stator frame 1. The rotor 6 is preferably configured by laminating a magnetic material or a plurality of electromagnetic steel plates. The rotor 6 has four chevron portions 7a, 7b, 7c, 7d formed at equal intervals in the circumferential direction. Since the chevron portions in this embodiment are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the phase angle is 90 degrees. However, these chevron portions are not limited to four as shown in the figure, and any number of chevron portions can be provided as long as they change periodically in the circumferential direction.

山形部が1個の場合には真円の回転中心を所定量ずらした偏心円盤として構成することができる。また、山形部が2個の場合には楕円形の円盤として構成することができる。   When there is only one chevron, it can be configured as an eccentric disk in which the center of rotation of the perfect circle is shifted by a predetermined amount. Further, when there are two chevron portions, it can be configured as an elliptical disk.

ステータ4A,4B,4C,4Dのそれぞれは、図3〜図9から明らかなように、間隔を置いて平行に配置された上部固定子板8と下部固定子板10とを有し、これらは平面形状が矩形状に構成されている。上部固定子板8および下部固定子板10の内側の面上の外周位置には、等しい大きさの直方体状の巻線磁芯11および12が一体的に突出して形成されている。上部固定子板8および下部固定子板10は、互いの巻線磁芯11および12を突き合わせるようにしたうえで、複数個のビス14によって互いに締め付け固定されている。上部固定子板8および下部固定子板10は、磁性材料あるいは複数枚の電磁鋼板を積層することによって構成することもできるし、あるいは、珪素を含む鋼材を使ってモールド焼結により構成することもできる。   Each of the stators 4A, 4B, 4C, and 4D has an upper stator plate 8 and a lower stator plate 10 that are arranged in parallel at a distance, as is apparent from FIGS. The planar shape is a rectangular shape. At the outer peripheral positions on the inner surfaces of the upper stator plate 8 and the lower stator plate 10, rectangular parallelepiped winding magnetic cores 11 and 12 are formed so as to protrude integrally. The upper stator plate 8 and the lower stator plate 10 are fastened and fixed to each other by a plurality of screws 14 after the winding cores 11 and 12 are abutted against each other. The upper stator plate 8 and the lower stator plate 10 can be configured by laminating a magnetic material or a plurality of electromagnetic steel plates, or can be configured by mold sintering using a steel material containing silicon. it can.

本発明にとって重要なことは、上部固定子板8および下部固定子板10の先端部の相対向する内側の面にはそれぞれ突起部15,16が一体的に形成されていることである。このため、本発明によれば、回転軸の軸振れによっても、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じなくなるため、回転角の検出精度を向上させることができる。また、ステータ内に形成される磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため磁束の漏洩を少なくすることができ、これによっても、回転角の検出精度を向上させることができる。さらにまた、磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため、出力電圧を高くすることができる。   What is important for the present invention is that the protrusions 15 and 16 are integrally formed on the opposing inner surfaces of the front end portions of the upper stator plate 8 and the lower stator plate 10, respectively. For this reason, according to the present invention, fluctuations in the amount of air gaps in the magnetic path of the detection unit of the opposing magnetic poles do not occur even when the rotation axis of the rotating shaft is shaken, so that the detection accuracy of the rotation angle can be improved. Further, since the magnetic flux passing through the magnetic path formed in the stator is easily concentrated on the projections 15 and 16, leakage of the magnetic flux can be reduced, and this also improves the accuracy of detecting the rotation angle. Can do. Furthermore, since the magnetic flux passing through the magnetic path is easily concentrated on the protrusions 15 and 16, the output voltage can be increased.

巻線磁芯11および巻線磁芯12の外側には、図7から明らかなように、励磁巻線17と出力巻線18とが軸方向に重なり合うようにして巻装されている。励磁巻線17には、1相の交流電圧が印加される一方、出力巻線18からは1相の出力電圧が検出される。   As is apparent from FIG. 7, an excitation winding 17 and an output winding 18 are wound around the winding magnetic core 11 and the winding magnetic core 12 so as to overlap in the axial direction. A single-phase AC voltage is applied to the excitation winding 17, while a one-phase output voltage is detected from the output winding 18.

ステータを構成する上部固定子板8および下部固定子板10の突起部15,16は、板の先端部を二重に折り曲げて局部的に厚さを2倍にすることにより形成しても良いし、あるいは、固定子板の先端近くにダボを形成しておき、そこに別途用意された同一材料の磁極片をカシメ固定してすることにより形成しても良い。   The protrusions 15 and 16 of the upper stator plate 8 and the lower stator plate 10 constituting the stator may be formed by double-folding the tip portions of the plates and locally doubling the thickness. Alternatively, a dowel may be formed near the tip of the stator plate, and a separately prepared magnetic pole piece made of the same material may be caulked and fixed.

本発明は上記のように構成されているので、回転軸の軸振れによっても、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じなくなるため、回転体の検出精度を向上させることができる。また、ステータ中に設けられた磁路を通る磁束の漏洩を少なくし磁束の集中を図ることができるため、これによっても回転角の検出精度を向上させることができる。   Since the present invention is configured as described above, fluctuations in the amount of air gaps in the magnetic path of the detection unit of the opposing magnetic pole do not occur even when the rotation axis of the rotating shaft is shaken, thereby improving the detection accuracy of the rotating body. be able to. In addition, since leakage of magnetic flux passing through a magnetic path provided in the stator can be reduced and concentration of magnetic flux can be achieved, this also improves the detection accuracy of the rotation angle.

なお、上記の実施形態では、例えばステータ4A,4Cの出力巻線から取り出した出力信号とステータ4B,4Dの出力巻線から取り出した出力信号が同相である例を説明したが、本発明に係る可変リラクタンス型の回転角検出装置はこれに限定されるものではない。本発明に係る上記の実施形態の第1の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置は、例えばステータ4A,4Cの出力巻線から取り出した出力信号の位相(例えばSIN相)とステータ4B,4Dの出力巻線から取り出した出力信号の位相(例えばCOS相)とが異なる出力信号を出力でき、これらの出力信号に対する信号処理によって回転角の検出精度をより一層向上させることができるようになる。   In the above embodiment, for example, the output signal extracted from the output windings of the stators 4A and 4C and the output signal extracted from the output windings of the stators 4B and 4D have been described as being in phase. The variable reluctance type rotation angle detection device is not limited to this. The variable reluctance type rotation angle detection device in the first modification of the above-described embodiment according to the present invention includes, for example, the phase (for example, SIN phase) of the output signal extracted from the output windings of the stators 4A and 4C and the stator 4B, Output signals having different phases (for example, COS phase) of output signals taken out from the 4D output winding can be output, and the detection accuracy of the rotation angle can be further improved by signal processing on these output signals. .

図10は、本実施形態の第1の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置を示した斜視図である。図10において、図1と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 10 is a perspective view showing a variable reluctance type rotation angle detection device in a first modification of the present embodiment. 10, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

第1の変形例における回転角検出装置が上記の実施形態における回転角検出装置と異なる点は、ロータである。即ち、上記の実施形態における回転角検出装置ではロータ6が円周方向に等しい間隔をおいて形成された4個の山形部7a,7b,7c,7dを有していたが、第1の変形例における回転角検出装置ではロータ106が平面視において真円であり回転軸が回転中心Oからシフトした位置にある回転中心O´を中心として回転可能に設けられている(図10参照。)。このロータ106もまた、ロータ6と同様に、磁性材料あるいは複数枚の電磁鋼板を積層することによって構成されることが好ましい。   The rotation angle detection device in the first modification is different from the rotation angle detection device in the above embodiment in the rotor. That is, in the rotation angle detection device in the above embodiment, the rotor 6 has the four chevron portions 7a, 7b, 7c, 7d formed at equal intervals in the circumferential direction. In the rotation angle detection device in the example, the rotor 106 is a perfect circle in a plan view, and the rotation axis is provided to be rotatable around a rotation center O ′ at a position shifted from the rotation center O (see FIG. 10). The rotor 106 is also preferably configured by laminating a magnetic material or a plurality of electromagnetic steel plates, like the rotor 6.

このような構成を有する第1の変形例における回転角検出装置では、平面視において、ステータ4Aがロータ106と重なる面積が大きくなると、ステータ4Aと対をなすステータ4Cがロータ106と重なる面積が小さくなる。同様に、平面視において、ステータ4Aがロータ106と重なる面積が小さくなると、ステータ4Cがロータ106と重なる面積が大きくなる。   In the rotation angle detection device according to the first modified example having such a configuration, when the area where the stator 4A overlaps the rotor 106 increases in plan view, the area where the stator 4C paired with the stator 4A overlaps the rotor 106 decreases. Become. Similarly, when the area where the stator 4 </ b> A overlaps the rotor 106 decreases in plan view, the area where the stator 4 </ b> C overlaps the rotor 106 increases.

更に、平面視において、ステータ4Bがロータ106と重なる面積が大きくなると、ステータ4Bと対をなすステータ4Dがロータ106と重なる面積が小さくなる。同様に、平面視において、ステータ4Bがロータ106と重なる面積が小さくなると、ステータ4Dがロータ106と重なる面積が大きくなる。   Furthermore, in plan view, when the area where the stator 4B overlaps the rotor 106 increases, the area where the stator 4D paired with the stator 4B overlaps the rotor 106 decreases. Similarly, in plan view, when the area where the stator 4B overlaps the rotor 106 decreases, the area where the stator 4D overlaps the rotor 106 increases.

従って、回転中心O´を中心とするロータ106の回転により、ステータ4A,4Cの出力巻線間の電圧と、ステータ4B,4Dの出力巻線間の電圧とがそれぞれ大きくなり、各相について出力信号の差分増幅等の信号処理を行うことで、ロータ106の回転角度に応じた出力信号を精度良く検出できるようになる。   Accordingly, the rotation of the rotor 106 around the rotation center O ′ causes the voltage between the output windings of the stators 4A and 4C and the voltage between the output windings of the stators 4B and 4D to increase, and output for each phase. By performing signal processing such as differential amplification of signals, an output signal corresponding to the rotation angle of the rotor 106 can be detected with high accuracy.

更に、第1の変形例においても、上記の実施形態と同様に、上部固定子板8および下部固定子板10の先端部の相対向する内側の面にはそれぞれ突起部15,16が一体的に形成されている。このため、第1の変形例によれば、回転軸の軸振れによっても、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じなくなるため、回転角の検出精度を向上させることができる。また、ステータ内に形成される磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため磁束の漏洩を少なくすることができ、これによっても、回転角の検出精度を向上させることができる。さらにまた、磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため、出力電圧を高くすることができる。   Further, also in the first modified example, similar to the above-described embodiment, the protrusions 15 and 16 are integrally formed on the opposing inner surfaces of the front end portions of the upper stator plate 8 and the lower stator plate 10, respectively. Is formed. For this reason, according to the first modification, the amount of the air gap in the magnetic path of the detection unit of the opposing magnetic pole does not change even when the shaft swings, so that the detection accuracy of the rotation angle is improved. Can do. Further, since the magnetic flux passing through the magnetic path formed in the stator is easily concentrated on the projections 15 and 16, leakage of the magnetic flux can be reduced, and this also improves the accuracy of detecting the rotation angle. Can do. Furthermore, since the magnetic flux passing through the magnetic path is easily concentrated on the protrusions 15 and 16, the output voltage can be increased.

なお、上記の実施形態及び第1の変形例では、円周方向に等間隔に4個のステータ4A,4B,4C,4Dが配置される例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る上記の実施形態の第2の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置は、例えばステータ4A,4Cの出力巻線から取り出した出力信号の位相(例えばSIN相)とステータ4B,4Dの出力巻線から取り出した出力信号の位相(例えばCOS相)とが異なる出力信号を出力でき、これらの出力信号に対する信号処理によって回転角の検出精度をより一層向上させることができるようになる。   In the above-described embodiment and the first modification, the example in which the four stators 4A, 4B, 4C, and 4D are arranged at equal intervals in the circumferential direction has been described. However, the present invention is limited to this. It is not a thing. The variable reluctance type rotation angle detection device in the second modification of the above embodiment according to the present invention includes, for example, the phase of the output signal (for example, SIN phase) taken from the output windings of the stators 4A and 4C and the stator 4B, Output signals having different phases (for example, COS phase) of output signals taken out from the 4D output winding can be output, and the detection accuracy of the rotation angle can be further improved by signal processing on these output signals. .

図11は、本実施形態の第2の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置を示した斜視図である。図12は、第2の変形例における下側固定子枠を示した斜視図である。図13は、第2の変形例における4個のステータとロータとの配置関係を示した斜視図である。図14は、第2の変形例における下側固定子枠と4個のステータとの組み立て状態を示した平面図である。図15は、第2の変形例におけるロータ6の回転角度と出力信号との関係を示した説明図である。図11〜図14において、図1〜図3、図9と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 11 is a perspective view showing a variable reluctance type rotation angle detection device in a second modification of the present embodiment. FIG. 12 is a perspective view showing a lower stator frame in the second modified example. FIG. 13 is a perspective view showing the positional relationship between the four stators and the rotor in the second modification. FIG. 14 is a plan view showing an assembled state of the lower stator frame and the four stators in the second modification. FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor 6 and the output signal in the second modification. 11 to 14, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 and 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

第2の変形例における回転角検出装置が上記の実施形態における回転角検出装置と異なる点は、4個のステータ4A,4B,4C,4Dの位置関係である。即ち、上記の実施形態における回転角検出装置では4個のステータ4A,4B,4C,4Dが互いに円周方向に90度の配置角度をおいて等間隔に配置されている(図1参照。)のに対し、第2の変形例における回転角検出装置ではステータ4C、4Dが円周方向(時計回り)にθ(0<θ<90)度の配置角度、ステータ4D、4Aが円周方向(時計回り)にθ度の配置角度、ステータ4A,4Bが円周方向(時計回り)にθ度の配置角度をそれぞれおいて配置されている(図11参照。)。   The difference between the rotation angle detection device in the second modification and the rotation angle detection device in the above embodiment is the positional relationship between the four stators 4A, 4B, 4C, 4D. That is, in the rotation angle detecting device in the above embodiment, the four stators 4A, 4B, 4C, 4D are arranged at equal intervals with an arrangement angle of 90 degrees in the circumferential direction (see FIG. 1). On the other hand, in the rotation angle detection device according to the second modification, the stators 4C and 4D are arranged in the circumferential direction (clockwise) at an arrangement angle of θ (0 <θ <90) degrees, and the stators 4D and 4A are arranged in the circumferential direction ( The arrangement angle of θ degrees is arranged clockwise (clockwise), and the stators 4A and 4B are arranged at an arrangement angle of θ degrees circumferentially (clockwise) (see FIG. 11).

より具体的には、第2の変形例における回転角検出装置は、複数個のステータを固定保持する環(リング)状の固定子枠201を有し、この固定子枠201は上側固定子枠202と下側固定子枠203とから構成されている。そして、図12に示すように、下側固定子枠203は環状の形態を有し、その内側には、4個の矩形状の凹所205C,205Dが円周方向(時計回り)にθ度の配置角度、凹所205D,205Aが円周方向(時計回り)にθ度の配置角度、凹所205A,205Bが円周方向(時計回り)にθ度の配置角度をおいて形成されている。上側固定子枠202および下側固定子枠203は、同一形状同一寸法に形成されており上側固定子枠202の構成は、下側固定子枠203の構成と同一であるので説明を省略する。   More specifically, the rotation angle detection device according to the second modification has a ring-shaped stator frame 201 for fixing and holding a plurality of stators, and the stator frame 201 is an upper stator frame. 202 and a lower stator frame 203. As shown in FIG. 12, the lower stator frame 203 has an annular shape, and four rectangular recesses 205C and 205D are disposed at the inner side thereof by θ degrees in the circumferential direction (clockwise). The recesses 205D and 205A are formed with an arrangement angle of θ degrees in the circumferential direction (clockwise), and the recesses 205A and 205B are formed with an arrangement angle of θ degrees in the circumferential direction (clockwise). . The upper stator frame 202 and the lower stator frame 203 are formed in the same shape and the same size, and the configuration of the upper stator frame 202 is the same as the configuration of the lower stator frame 203, and thus the description thereof is omitted.

固定子枠201の内側には、図11に示すように、回転中心Oを中心として回転可能なロータ6が配置されている。このロータ6は、円周方向に等しい間隔をおいて形成された4個の山形部7a,7b,7c,7dを有している。この実施形態における山形部は、円周方向に等間隔を置いて配置されているので位相角は90度である。   Inside the stator frame 201, as shown in FIG. 11, a rotor 6 that is rotatable about a rotation center O is disposed. The rotor 6 has four chevron portions 7a, 7b, 7c, 7d formed at equal intervals in the circumferential direction. Since the chevron portions in this embodiment are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the phase angle is 90 degrees.

しかしながら、これらの山形部は、図示のように、4個に限定されるものではなく、円周方向に周期的に変化するものであれば、任意の数の山形部を備えることができる。この場合、山形部の数に対応した配置角度をおいてステータが配置される。   However, these chevron portions are not limited to four as shown in the figure, and any number of chevron portions can be provided as long as they change periodically in the circumferential direction. In this case, the stator is arranged at an arrangement angle corresponding to the number of angle portions.

このような構成を有する第2の変形例における回転角検出装置では、平面視において、ステータ4Aがロータ6の山形部と重なる面積が最大のときに、ステータ4Aと対をなすステータ4Cがロータ6の山形部と重なる面積が最小となるように、ロータ6の輪郭形状に応じてステータ4A,4B,4C,4Dが配置される。同様に、平面視において、ステータ4Aがロータ6の山形部と重なる面積が最小のときに、ステータ4Cがロータ6の山形部と重なる面積が最大となるように、ロータ6の輪郭形状に応じてステータ4A,4B,4C,4Dが配置される。   In the rotation angle detection device in the second modified example having such a configuration, when the area where the stator 4A overlaps the chevron of the rotor 6 is the maximum in plan view, the stator 4C paired with the stator 4A is the rotor 6 The stators 4A, 4B, 4C, and 4D are arranged in accordance with the contour shape of the rotor 6 so that the area overlapping the chevron is minimized. Similarly, in plan view, when the area where the stator 4A overlaps the chevron of the rotor 6 is the smallest, the area where the stator 4C overlaps the chevron of the rotor 6 is maximized according to the contour shape of the rotor 6. Stator 4A, 4B, 4C, 4D is arrange | positioned.

更に、平面視において、ステータ4Bがロータ6の山形部と重なる面積が最大のときに、ステータ4Bと対をなすステータ4Dがロータ6の山形部と重なる面積が最小となるように、ロータ6の輪郭形状に応じてステータ4A,4B,4C,4Dが配置される。同様に、平面視において、ステータ4Bがロータ6の山形部と重なる面積が最小のときに、ステータ4Dがロータ6の山形部と重なる面積が最大となるように、ロータ6の輪郭形状に応じてステータ4A,4B,4C,4Dが配置される。   Further, in plan view, when the area where the stator 4B overlaps the chevron portion of the rotor 6 is maximum, the area of the rotor 6 so that the area where the stator 4D paired with the stator 4B overlaps the chevron portion of the rotor 6 is minimized. Stator 4A, 4B, 4C, 4D is arrange | positioned according to an outline shape. Similarly, in plan view, when the area where the stator 4B overlaps the chevron of the rotor 6 is the smallest, the area where the stator 4D overlaps the chevron of the rotor 6 is maximized according to the contour shape of the rotor 6. Stator 4A, 4B, 4C, 4D is arrange | positioned.

従って、ロータ6の回転により、ステータ4A,4Cの出力巻線間の電圧と、ステータ4B,4Dの出力巻線間の電圧とがそれぞれ最大となり、図15に示すように、各相について出力信号の差分増幅等の信号処理を行うことで、ロータ6の回転角度に応じた出力信号を精度良く検出できるようになる。   Therefore, the rotation of the rotor 6 maximizes the voltage between the output windings of the stators 4A and 4C and the voltage between the output windings of the stators 4B and 4D. As shown in FIG. By performing signal processing such as differential amplification, an output signal corresponding to the rotation angle of the rotor 6 can be accurately detected.

更に、第2の変形例においても、上記の実施形態と同様に、上部固定子板8および下部固定子板10の先端部の相対向する内側の面にはそれぞれ突起部15,16が一体的に形成されている。このため、第2の変形例によれば、回転軸の軸振れによっても、対向する磁極の検出部の磁路中の空隙の量に変動が生じなくなるため、回転角の検出精度を向上させることができる。また、ステータ内に形成される磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため磁束の漏洩を少なくすることができ、これによっても、回転角の検出精度を向上させることができる。さらにまた、磁路を通る磁束が突起部15および16に集中して通りやすくなるため、出力電圧を高くすることができる。   Further, also in the second modified example, similar to the above-described embodiment, the protruding portions 15 and 16 are integrally formed on the mutually opposing inner surfaces of the tip portions of the upper stator plate 8 and the lower stator plate 10, respectively. Is formed. For this reason, according to the second modification, since the amount of the air gap in the magnetic path of the detecting portion of the opposite magnetic pole does not change even if the shaft swings, the rotation angle detection accuracy can be improved. Can do. Further, since the magnetic flux passing through the magnetic path formed in the stator is easily concentrated on the projections 15 and 16, leakage of the magnetic flux can be reduced, and this also improves the accuracy of detecting the rotation angle. Can do. Furthermore, since the magnetic flux passing through the magnetic path is easily concentrated on the protrusions 15 and 16, the output voltage can be increased.

以上、本発明の可変リラクタンス型の回転角検出装置を上記の実施形態、第1又は第2の変形例に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As described above, the variable reluctance type rotation angle detection device of the present invention has been described based on the above-described embodiment and the first or second modification. However, the present invention is not limited to this, and the gist thereof is as follows. The present invention can be implemented without departing from the scope, and for example, the following modifications are possible.

(1)上記実施形態、第1又は第2の変形例においては、上部固定子板および下部固定子板の平面形状が矩形状である場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上部固定子板および下部固定子板の平面形状が扇形状その他の形状であってもよい。 (1) In the above embodiment and the first or second modification, the present invention has been described by taking the case where the planar shape of the upper stator plate and the lower stator plate is rectangular as an example. It is not limited to. For example, the planar shape of the upper stator plate and the lower stator plate may be a fan shape or other shapes.

本発明による可変リラクタンス型の回転角検出装置の一実施形態を示した斜視図。The perspective view which showed one Embodiment of the variable reluctance type rotation angle detection apparatus by this invention. 下側固定子枠を示した斜視図。The perspective view which showed the lower side stator frame. 4個のステータとロータとの配置関係を示した斜視図。The perspective view which showed the arrangement | positioning relationship between four stators and a rotor. 図1のA―A 線に沿って切断して示した縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 1. 下部固定子板と励磁巻線とを示した斜視図。The perspective view which showed the lower stator board and the excitation winding. 一つのステータと励磁巻線および出力巻線とを示した斜視図。The perspective view which showed one stator, the exciting winding, and the output winding. 巻線磁芯と励磁巻線および出力巻線とを示した斜視図。The perspective view which showed the coil | winding magnetic core, the excitation coil | winding, and the output coil | winding. 図1のB―B 線に沿って切断して示した縦断面図。The longitudinal cross-sectional view cut | disconnected and shown along the BB line of FIG. 下側固定子枠と4個のステータとの組み立て状態を示した平面図。The top view which showed the assembly state of a lower side stator frame and four stators. 本実施形態の第1の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置を示した斜視図。The perspective view which showed the variable reluctance type rotation angle detection apparatus in the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第2の変形例における可変リラクタンス型の回転角検出装置を示した斜視図。The perspective view which showed the variable reluctance type rotation angle detection apparatus in the 2nd modification of this embodiment. 第2の変形例における下側固定子枠を示した斜視図。The perspective view which showed the lower side stator frame in the 2nd modification. 第2の変形例における4個のステータとロータとの配置関係を示した斜視図。The perspective view which showed the arrangement | positioning relationship between four stators and a rotor in a 2nd modification. 第2の変形例における下側固定子枠と4個のステータとの組み立て状態を示した平面図。The top view which showed the assembly state of the lower side stator frame and four stators in a 2nd modification. 第2の変形例におけるロータの回転角度と出力信号との関係を示した説明図。Explanatory drawing which showed the relationship between the rotation angle of the rotor in a 2nd modification, and an output signal.

符号の説明Explanation of symbols

1,201…固定子枠、 2,202…上側固定子枠、 3,203…下側固定子枠、
4A,4B,4C,4D…ステータ、
5A,5B,5C,5D,205A,205B,205C,205D…凹所、
6,106…ロータ、 7a,7b,7c,7d…山形部、 8…上部固定子板、
10…下部固定子板、 11,12…巻線磁芯、 15,16…突起部、
17…励磁巻線、 18…出力巻線
1, 201 ... Stator frame, 2, 202 ... Upper stator frame, 3, 203 ... Lower stator frame,
4A, 4B, 4C, 4D ... stator,
5A, 5B, 5C, 5D, 205A, 205B, 205C, 205D ... recess,
6, 106 ... rotor, 7a, 7b, 7c, 7d ... chevron, 8 ... upper stator plate,
10 ... Lower stator plate 11, 12 ... Winding core, 15, 16 ... Projection,
17 ... Excitation winding, 18 ... Output winding

Claims (6)

磁性材料からなり円周方向に沿って周期的に変化する少なくとも一個の山形部を有するロータと、磁気間隙を残して前記ロータの外周領域の一部を両側から挟み込んだ複数個のステータと、これらのステータを固定保持する環状の固定子枠とからなり、
前記ステータは、上部固定子板および下部固定子板と、前記上部固定子板および前記下部固定子板を連結する巻線磁芯と、この巻線磁芯の外側に巻装された励磁巻線および出力巻線とからなり、前記上部固定子板および前記下部固定子板の先端の対向する内側の面に突起部を形成したことを特徴とする、可変リラクタンス型の回転角検出装置。
A rotor made of a magnetic material and having at least one chevron that periodically changes along the circumferential direction, a plurality of stators sandwiching a part of the outer peripheral region of the rotor from both sides, leaving a magnetic gap, and It consists of an annular stator frame that holds and holds the stator of
The stator includes an upper stator plate and a lower stator plate, a winding magnetic core connecting the upper stator plate and the lower stator plate, and an excitation winding wound around the outer side of the winding magnetic core. And a variable reluctance type rotation angle detecting device, characterized in that a protrusion is formed on the inner surface of the upper stator plate and the lower stator plate facing each other.
前記ロータが偏心円盤であることを特徴とする請求項1に記載の可変リラクタンス型の回転角検出装置。   The variable reluctance type rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotor is an eccentric disk. 前記ロータが楕円形の円盤であることを特徴とする請求項1に記載の可変リラクタンス型の回転角検出装置。   The variable reluctance type rotation angle detecting device according to claim 1, wherein the rotor is an elliptical disk. 前記ロータがほぼ三角形状の円盤であることを特徴とする請求項1に記載の可変リラクタンス型の回転角検出装置。   The variable reluctance type rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotor is a substantially triangular disk. 前記ロータがほぼ十字形状の円盤であることを特徴とする請求項1に記載の可変リラクタンス型の回転角検出装置。   The variable reluctance type rotation angle detecting device according to claim 1, wherein the rotor is a substantially cross-shaped disk. 前記固定子枠は、上側固定子枠と下側固定子枠とからなり、前記上側固定子枠および前記下側固定子枠の間に複数個のステータを挟持したことを特徴とする請求項1に記載の可変リラクタンス型の回転角検出装置。   2. The stator frame according to claim 1, wherein the stator frame includes an upper stator frame and a lower stator frame, and a plurality of stators are sandwiched between the upper stator frame and the lower stator frame. The variable reluctance type rotation angle detection device described in 1.
JP2008106083A 2007-04-27 2008-04-15 Variable reluctance rotational angle detector Withdrawn JP2008292469A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008106083A JP2008292469A (en) 2007-04-27 2008-04-15 Variable reluctance rotational angle detector

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007120299 2007-04-27
JP2008106083A JP2008292469A (en) 2007-04-27 2008-04-15 Variable reluctance rotational angle detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008292469A true JP2008292469A (en) 2008-12-04

Family

ID=40167312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008106083A Withdrawn JP2008292469A (en) 2007-04-27 2008-04-15 Variable reluctance rotational angle detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008292469A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055295A (en) * 2009-11-09 2011-05-11 爱三工业株式会社 Rotation angle sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055295A (en) * 2009-11-09 2011-05-11 爱三工业株式会社 Rotation angle sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4862118B2 (en) Angle detector
JP2012231648A (en) Motor rotor and motor
JP4696209B2 (en) Angle detector
CN111527383B (en) Rotation angle sensor
JP5086223B2 (en) Rotation detector
JP4639281B2 (en) Flat type resolver
JP4654368B2 (en) Resolver and angle detection device
JP2008029070A (en) Angle detector
JP2008292469A (en) Variable reluctance rotational angle detector
JP2008233032A (en) Rotation angle detector
WO2018131693A1 (en) Sensor magnet assembly and motor
JP2007051909A (en) Resolver
JP2007114074A (en) Variable reluctance type resolver
US20230221148A1 (en) Variable reluctance position sensor
JP2008032623A (en) Finite angle detector
JP4862122B2 (en) Angle detector
JP2018102089A (en) Resolver stator
WO2022124415A1 (en) Resolver
JP2008175553A (en) Angle detector
JP5197456B2 (en) Rotation angle detector
JP2022112231A (en) Stepping motor
JP5188379B2 (en) Rotation angle sensor
JP2008128653A (en) Angle detector
JP2012175787A (en) Motor
JP2011232122A (en) Rotation angle sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110705