JP2009002749A - 回転型有限角度検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、輪状ステータの内面の対向位置に第1、第2突出磁極を設け、ロータの外面に設けた第3、第4突出磁極を対面させて一対のチャンネルセンサを形成し、各出力信号の和を用いることにより、取付誤差による出力信号の精度向上を目的とする。
【解決手段】本発明による回転型有限角度検出器は、輪状ステータ(1)の内面に対向配置された第1、第2突出磁極(2,2A)と、ロータ(4)の外面に対向配置された第3、第4突出磁極(10,10A)とにより、第1、第2チャンネルセンサ(20,30)を形成し、各チャンネルセンサ(20,30)からの出力信号の和を用いて回転位置信号を得る構成である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による回転型有限角度検出器は、輪状ステータ(1)の内面に対向配置された第1、第2突出磁極(2,2A)と、ロータ(4)の外面に対向配置された第3、第4突出磁極(10,10A)とにより、第1、第2チャンネルセンサ(20,30)を形成し、各チャンネルセンサ(20,30)からの出力信号の和を用いて回転位置信号を得る構成である。
【選択図】図1
Description
本発明は、回転型有限角度検出器に関し、特に、輪状ステータのステータ内面の一対の180度対称位置で、巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設すると共に、ロータのロータ外面に一対の180度対称位置で巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設して、一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサの出力信号の和を用いることにより、輪状ステータ及びロータの軸ずれや傾き等の取付誤差の影響を低減させ、高精度の有限角回転位置を検出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回転型有限角度検出器としては、例えば、図2に示される構成を挙げることができるが、本出願人が社内で開発したのみで特許出願を行っていないため、ここでは、その構成を示す特許文献は開示していない。
図2において符号1で示されるものは、例えば、100度の範囲の予め設定された有限角を有する円弧状の有限角ステータであり、この有限角ステータ1の内面1aには、複数の第1突出磁極2が所定角度間隔で配設されている。
図2において符号1で示されるものは、例えば、100度の範囲の予め設定された有限角を有する円弧状の有限角ステータであり、この有限角ステータ1の内面1aには、複数の第1突出磁極2が所定角度間隔で配設されている。
前記各第1突出磁極2には、第1巻線3が所定巻数巻回され、励磁又は出力が可能に構成されている。
前記有限角ステータ1の内側には、有限角で円弧状に形成された有限角ロータ4が所定有限角の範囲で回転自在に設けられ、この有限角ロータ4の外面4aには、前記第1巻線3と同様に形成された第2巻線6を有する複数の第3突出磁極5が外方へ突出して設けられている。
前記有限角ステータ1の内側には、有限角で円弧状に形成された有限角ロータ4が所定有限角の範囲で回転自在に設けられ、この有限角ロータ4の外面4aには、前記第1巻線3と同様に形成された第2巻線6を有する複数の第3突出磁極5が外方へ突出して設けられている。
従って、前記第1巻線3又は第2巻線6のうちの第1巻線3に励磁信号を印加した状態で、前記有限角ロータ4を有限角回転させると、この有限角ロータ4の第2巻線6に誘起される出力信号(出力圧力)が各突出磁極2、5間の磁気結合度の変化に応じて変化し、有限角ロータ4の回転角度(位置)を検出することができる。
従来の回転型有限角度検出器は、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、1個の有限角ステータに対して1個の有限角ロータが組合せられた構成であるため、有限角ステータ又は有限角ロータの一方又は両方に取付位置ずれ、軸ずれや傾き等が発生すると、有限角回転位置検出の精度誤差が発生し、高精度の位置検出を行うには限界があった。
すなわち、1個の有限角ステータに対して1個の有限角ロータが組合せられた構成であるため、有限角ステータ又は有限角ロータの一方又は両方に取付位置ずれ、軸ずれや傾き等が発生すると、有限角回転位置検出の精度誤差が発生し、高精度の位置検出を行うには限界があった。
本発明による回転型有限角度検出器は、輪状をなす輪状ステータと、前記輪状ステータの少なくとも所定の第1角度範囲に形成された複数の第1突出磁極と、前記輪状ステータの前記第1角度範囲と対向する少なくとも所定の第2角度範囲に形成された複数の第2突出磁極と、前記各第1突出磁極に巻回された第1チャンネル用の第1巻線と、前記各第2突出磁極に巻回された第2チャンネル用の第2巻線と、前記輪状ステータの内側に回転自在に設けられたロータと、前記ロータの外周で前記第1角度範囲に対応する第3角度範囲に形成された複数の第3突出磁極と、前記ロータの外周で前記第2角度範囲に対応する第4角度範囲に形成された複数の第4突出磁極と、前記各第3突出磁極に巻回された前記第1チャンネル用の第3巻線と、前記各第4突出磁極に巻回された前記第2チャンネル用の第4巻線と、を備え、前記各第1、第3突出磁極と各第1、第3巻線により第1チャンネルセンサを形成し、前記各第2、第4突出磁極と各第2、第4巻線により第2チャンネルセンサを形成し、前記各第1、第3突出磁極と各第2、第4突出磁極とは、互いに180度対称に配置され、前記ロータの有限角回転により前記第1チャンネルセンサから得られる第1出力信号と、前記第2チャンネルセンサから得られる第2出力信号との和を用いて、前記ロータの有限角回転位置を検出する構成であり、また、前記輪状ステータのステータ内面の前記第1突出磁極と第2突出磁極との間及び前記ロータのロータ外面の前記第3突出磁極と第4突出磁極との間には、突出磁極が形成されていない構成であり、また、前記輪状ステータのステータ内面の前記第1突出磁極と第2突出磁極との間及び前記ロータのロータ外面の前記第3突出磁極と第4突出磁極との間には、巻線を有しない複数の突出磁極が形成されている構成であり、また、前記各第1と第2突出磁極及び第3と第4突出磁極の各数は、各々同一である構成であり、また、前記各第1巻線同志、各第2巻線同志、各第3巻線同志、及び、各第4巻線同志は、互いに直列接続されているか、又は、並列に接続されている構成である。
本発明による回転型有限角度検出器は、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、輪状ステータのステータ内面の180度対称位置に巻線を有する複数の突出磁極を所定の角度範囲に配置し、ロータのロータ外面の180度対称位置に巻線を有する複数の突出磁極を配置することにより、一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサから出力される各出力信号の和を用いてロータの有限角度を検出するため、輪状ステータ及びロータに軸ずれや傾きがある場合でも、軸ずれや傾きのない状態とほぼ一致した出力信号(出力電圧)となり、その結果、軸ずれや傾きによる出力信号(出力電圧)変化を従来よりも大幅に低減し、高精度の有限角回転位置検出を行うことができる。
また、輪状ステータは従来の有限角ステータと異なり輪状に形成されているため、輪状ステータの強度が高く、取付剛性を上げることができ、車輌等に搭載する場合には高い信頼性を得ることができる。
また、輪状ステータのステータ内面の第1、第2突出磁極間及びロータのロータ外面の第3、第4突出磁極間に突出磁極を有しない場合には、輪状ステータ及びロータの材料の節約をすることができる。
また、輪状ステータのステータ内面の第1、第2突出磁極間及びロータのロータ外面の第3、第4突出磁極間に、巻線を有しない突出磁極のみが形成されている場合には、輪状ステータ及びロータを積層して形成する場合、転積が可能となり、輪状ステータ及びロータの磁気的特性を向上できる。
すなわち、輪状ステータのステータ内面の180度対称位置に巻線を有する複数の突出磁極を所定の角度範囲に配置し、ロータのロータ外面の180度対称位置に巻線を有する複数の突出磁極を配置することにより、一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサから出力される各出力信号の和を用いてロータの有限角度を検出するため、輪状ステータ及びロータに軸ずれや傾きがある場合でも、軸ずれや傾きのない状態とほぼ一致した出力信号(出力電圧)となり、その結果、軸ずれや傾きによる出力信号(出力電圧)変化を従来よりも大幅に低減し、高精度の有限角回転位置検出を行うことができる。
また、輪状ステータは従来の有限角ステータと異なり輪状に形成されているため、輪状ステータの強度が高く、取付剛性を上げることができ、車輌等に搭載する場合には高い信頼性を得ることができる。
また、輪状ステータのステータ内面の第1、第2突出磁極間及びロータのロータ外面の第3、第4突出磁極間に突出磁極を有しない場合には、輪状ステータ及びロータの材料の節約をすることができる。
また、輪状ステータのステータ内面の第1、第2突出磁極間及びロータのロータ外面の第3、第4突出磁極間に、巻線を有しない突出磁極のみが形成されている場合には、輪状ステータ及びロータを積層して形成する場合、転積が可能となり、輪状ステータ及びロータの磁気的特性を向上できる。
本発明は、輪状ステータのステータ内面の一対の180度対称位置で、巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設すると共に、ロータのロータ外面に一対の180度対称位置で巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設して、一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサの出力信号の和を用いることにより、輪状ステータ及びロータの軸ずれや傾き等の取付誤差の影響を低減させ、高精度の有限角回転位置を検出するようにした回転型有限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回転型有限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1で示されるものは全体形状が輪状をなす輪状ステータであり、この輪状ステータ1のステータ内面1aの所定の第1角度範囲θ1には、複数の第1突出磁極2が所定の角度間隔毎に内方へ向けて突出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1で示されるものは全体形状が輪状をなす輪状ステータであり、この輪状ステータ1のステータ内面1aの所定の第1角度範囲θ1には、複数の第1突出磁極2が所定の角度間隔毎に内方へ向けて突出して形成されている。
前記輪状ステータ1のステータ内面1aの前記第1角度範囲θ1に対して180度対向する第2角度範囲θ2には、複数の第2突出磁極2Aが所定の角度間隔毎に内方へ向けて突出して形成されている。
前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとは、図1に示す直径方向線Aからみて180度対称となるように構成されている。
前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとは、図1に示す直径方向線Aからみて180度対称となるように構成されている。
前記各第1突出磁極2及び各第2突出磁極2Aには、第1チャンネル用の第1巻線3及び第2チャンネル用の第2巻線3Aが巻回されおり、励磁用又は出力用に用いることができる。
前記輪状ステータ1の内側には、輪状に形成されたロータ4が図示しない回転軸等を介して回転自在に設けられている。
前記輪状ステータ1の内側には、輪状に形成されたロータ4が図示しない回転軸等を介して回転自在に設けられている。
前記ロータ4のロータ外面4aの前記第1角度範囲θ1に対応する第3角度範囲θ3には、複数の第3突出磁極10が外方へ向けて突出して形成されている。
前記ロータ4のロータ外面4aの前記第3角度範囲θ3に対して180度対向する第4角度範囲θ4には、複数の第4突出磁極10Aが所定の角度間隔毎に外方へ向けて突出して形成されている。
前記各第3突出磁極10と各第4突出磁極10Aとは、図1に示す直径方向線Aからみて180度対称となるように構成されている。
前記ロータ4のロータ外面4aの前記第3角度範囲θ3に対して180度対向する第4角度範囲θ4には、複数の第4突出磁極10Aが所定の角度間隔毎に外方へ向けて突出して形成されている。
前記各第3突出磁極10と各第4突出磁極10Aとは、図1に示す直径方向線Aからみて180度対称となるように構成されている。
前記各第3突出磁極10には、励磁用又は出力用としての第1チャンネル用の第3巻線6が巻回されていると共に、前記各第4突出磁極10Aには、励磁用又は出力用としての第2チャンネル用の第4巻線6Aが巻回されている。
また、前記輪状ステータ1とロータ4とは、互いに同一軸芯Pで回転自在に配設されている。
また、前記輪状ステータ1とロータ4とは、互いに同一軸芯Pで回転自在に配設されている。
前記各第1突出磁極2及び前記各第1巻線3と前記各第3突出磁極10及び各第3巻線6とは、互いに対向して相対回転自在に配設されると共に、第1チャンネルセンサ20を構成している。
また、前記各第2突出磁極5及び前記各第2巻線3Aと前記各第4突出磁極10A及び各第4巻線6Aとは、互いに対向して相対回転自在に配設されると共に第2チャンネルセンサ30を構成している。
また、前記各第2突出磁極5及び前記各第2巻線3Aと前記各第4突出磁極10A及び各第4巻線6Aとは、互いに対向して相対回転自在に配設されると共に第2チャンネルセンサ30を構成している。
前記輪状ステータ1のステータ内面1aに形成された前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとは、互いに同一の数で形成され、前記ロータ4の各第3突出磁極10と第4突出磁極10Aとは、互いに同一の数で形成されている。
また、前記各第1突出磁極2の数は前記各第3突出磁極10の数よりも大であり、前記各第2突出磁極2Aの数は前記各第4突出磁極10Aの数よりも大となるように構成されている。
また、前記各第1突出磁極2の数は前記各第3突出磁極10の数よりも大であり、前記各第2突出磁極2Aの数は前記各第4突出磁極10Aの数よりも大となるように構成されている。
前記輪状ステータ1のステータ内面1aにおいて、前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとの間の位置、及び、前記ロータ4のロータ外面4aの各第3突出磁極10と第4突出磁極10Aとの間には、突出磁極が何ら形成されていないが、巻線を有しない突出磁極をプレス加工時に同時形成した場合には、輪状ステータ1及びロータ4を積層して形成する場合に、周知の転積による積層を行うことができ、輪状ステータ1及びロータ4の磁気的な特性を向上させることができる。
次に、前述の構成において、前記各第1、第2巻線3、3A、又は、各第3、第4巻線6、6Aに励磁信号を印加した状態で、前記ロータ4を回転させると、周知の巻線型レゾルバと同様に、輪状ステータ1とロータ4の各突出磁極2、2Aと10、10A間の磁気的結合の変化によって、第1、第2巻線3、3A又は第3、第4巻線6、6Aから出力信号(出力電圧)が出力され、第1、第2チャンネルセンサ20、30からの回転位置検出信号として出力される。
尚、前述の場合、第1、第2巻線3、3Aと第3、第4巻線10、10Aは、励磁用及び出力用の何れにも適用可能である。
尚、前述の場合、第1、第2巻線3、3Aと第3、第4巻線10、10Aは、励磁用及び出力用の何れにも適用可能である。
前述の場合、各チャンネルセンサ20、30から出力される一対の出力信号は、合成されて和信号として処理されるため、例えば、輪状ステータ1とロータ4の軸中心が取付等の関係で同一軸芯Pから偏芯又は傾斜していたとしても、偏芯や傾斜のない状態とほぼ一致した出力信号(出力圧力)となり、その結果、図2の従来例に比較して、前述の偏芯や傾きによる出力信号の電圧レベルの変化を低減することができる。
尚、前述と逆に、前記ロータ4を固定側とし、輪状ステータ1を可動側とすることも可能である。また、各第1巻線3同志、各第2巻線3A同志、各第3巻線6同志、各第4巻線6A同志は、互いに直列接続されるか、又は、並列に接続して用いることができる。
尚、前述と逆に、前記ロータ4を固定側とし、輪状ステータ1を可動側とすることも可能である。また、各第1巻線3同志、各第2巻線3A同志、各第3巻線6同志、各第4巻線6A同志は、互いに直列接続されるか、又は、並列に接続して用いることができる。
1 輪状ステータ
1a ステータ内面
2 第1突出磁極
2A 第2突出磁極
3 第1巻線
3A 第2巻線
4 ロータ
4a ロータ外面
6 第3巻線
6A 第4巻線
10 第3突出磁極
10A 第4突出磁極
20 第1チャンネルセンサ
30 第2チャンネルセンサ
A 直径方向線
P 同一軸芯
θ1〜θ4 第1〜第4角度範囲
1a ステータ内面
2 第1突出磁極
2A 第2突出磁極
3 第1巻線
3A 第2巻線
4 ロータ
4a ロータ外面
6 第3巻線
6A 第4巻線
10 第3突出磁極
10A 第4突出磁極
20 第1チャンネルセンサ
30 第2チャンネルセンサ
A 直径方向線
P 同一軸芯
θ1〜θ4 第1〜第4角度範囲
Claims (5)
- 輪状をなす輪状ステータ(1)と、前記輪状ステータ(1)の少なくとも所定の第1角度範囲(θ1)に形成された複数の第1突出磁極(2)と、前記輪状ステータ(1)の前記第1角度範囲(θ1)と対向する少なくとも所定の第2角度範囲(θ2)に形成された複数の第2突出磁極(2A)と、前記各第1突出磁極(2)に巻回された第1チャンネル用の第1巻線(3)と、前記各第2突出磁極(2A)に巻回された第2チャンネル用の第2巻線(3A)と、前記輪状ステータ(1)の内側に回転自在に設けられたロータ(4)と、前記ロータ(4)の外周で前記第1角度範囲(θ1)に対応する第3角度範囲(θ3)に形成された複数の第3突出磁極(10)と、前記ロータ(4)の外周で前記第2角度範囲(θ2)に対応する第4角度範囲(θ4)に形成された複数の第4突出磁極(10A)と、前記各第3突出磁極(10)に巻回された前記第1チャンネル用の第3巻線(6)と、前記各第4突出磁極(10A)に巻回された前記第2チャンネル用の第4巻線(6A)と、を備え、
前記各第1、第3突出磁極(2,10)と各第1、第3巻線(3,6)により第1チャンネルセンサ(20)を形成し、
前記各第2、第4突出磁極(2A,10A)と各第2、第4巻線(3A,6A)により第2チャンネルセンサ(30)を形成し、
前記各第1、第3突出磁極(2,10)と各第2、第4突出磁極(2A,10A)とは、互いに180度対称に配置され、前記ロータ(4)の有限角回転により前記第1チャンネルセンサ(20)から得られる第1出力信号と、前記第2チャンネルセンサ(30)から得られる第2出力信号との和を用いて、前記ロータ(4)の有限角回転位置を検出することを特徴とする回転型有限角度検出器。 - 前記輪状ステータ(1)のステータ内面(1a)の前記第1突出磁極(2)と第2突出磁極(2A)との間及び前記ロータ(4)のロータ外面(4a)の前記第3突出磁極(10)と第4突出磁極(10A)との間には、突出磁極が形成されていないことを特徴とする請求項1記載の回転型有限角度検出器。
- 前記輪状ステータ(1)のステータ内面(1a)の前記第1突出磁極(2)と第2突出磁極(2A)との間及び前記ロータ(4)のロータ外面(4a)の前記第3突出磁極(10)と第4突出磁極(10A)との間には、巻線を有しない複数の突出磁極が形成されていることを特徴とする請求項1記載の回転型有限角度検出器。
- 前記各第1と第2突出磁極(2,2A)、及び、第3と第4突出磁極(10,10A)の各数は、各々同一であることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の回転型有限角度検出器。
- 前記各第1巻線(3)同志、各第2巻線(3A)同志、各第3巻線(6)同志、及び、各第4巻線(6A)同志は、互いに直列接続されているか、又は、並列に接続されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の回転型有限角度検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007162954A JP2009002749A (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 回転型有限角度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007162954A JP2009002749A (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 回転型有限角度検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009002749A true JP2009002749A (ja) | 2009-01-08 |
Family
ID=40319298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007162954A Pending JP2009002749A (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 回転型有限角度検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009002749A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018533029A (ja) * | 2015-11-09 | 2018-11-08 | エルエス オートモーティブ テクノロジーズ カンパニー リミテッドLs Automotive Technologies Co., Ltd. | レゾルバ |
-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007162954A patent/JP2009002749A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018533029A (ja) * | 2015-11-09 | 2018-11-08 | エルエス オートモーティブ テクノロジーズ カンパニー リミテッドLs Automotive Technologies Co., Ltd. | レゾルバ |
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