JP2009174925A - Rotation angle detector - Google Patents

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JP2009174925A JP2008012031A JP2008012031A JP2009174925A JP 2009174925 A JP2009174925 A JP 2009174925A JP 2008012031 A JP2008012031 A JP 2008012031A JP 2008012031 A JP2008012031 A JP 2008012031A JP 2009174925 A JP2009174925 A JP 2009174925A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detector that can have the detection accuracy further improved of its rotation angle. <P>SOLUTION: This rotation angle detector 1 includes a stator 100, comprising a plurality of stator cores disposed at given spaces on a support substrate made of a nonmagnetic material and each being equipped with a winding member; a rotor 160 provided rotatably in relation to the stator 100; and a converter for converting an output signal of each winding member into a digital signal, with the output signal changing according to the rotation of the rotor, and the converter is mounted on the support substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転角度検出装置に関し、特にいわゆる可変リラクタンス型の回転角度検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device, and more particularly to a so-called variable reluctance type rotation angle detection device.

従来、この種の回転角度検出装置は、レゾルバと、R/D(レゾルバ/デジタル)変換器とを備える。レゾルバは、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータ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変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角度に応じた出力信号を出力する。R/D変換器は、レゾルバからの出力信号をデジタル信号に変換する。これにより、回転角度検出装置は、ステータに対するロータの回転位置に応じたデジタル信号を出力することができる。   Conventionally, this type of rotation angle detection device includes a resolver and an R / D (resolver / digital) converter. The resolver includes a stator and a rotor, and outputs an output signal corresponding to the rotation angle of the rotor with respect to the stator by utilizing the fact that the mutual inductance between the stator and the rotor changes depending on the rotation position of the rotor with respect to the stator. The R / D converter converts the output signal from the resolver into a digital signal. Thereby, the rotation angle detection device can output a digital signal corresponding to the rotational position of the rotor with respect to the stator.

図13は、従来のレゾルバを説明するために示す図である。図13(a)は従来のレゾルバの構造を示す図であり、図13(b)は従来のレゾルバからの出力電圧を示す図である。   FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional resolver. FIG. 13A is a diagram showing the structure of a conventional resolver, and FIG. 13B is a diagram showing the output voltage from the conventional resolver.

従来のレゾルバ800は、図13(a)に示すように、1相の励磁巻線804及び2相の出力巻線(SIN出力巻線806及びCOS出力巻線807)が突極803に巻回されたステータ801と、ステータ801に対して回転自在に設けられたロータ805とを備える可変リラクタンス型のレゾルバである。ロータ805は、鉄心のみで巻線を有しない偏心ロータであり、ロータ805とステータ801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。このため、従来のレゾルバ800によれば、図13(b)に示すように、上記したギャップパーミアンスを測定することにより回転角度を高精度で検出することができる。   In the conventional resolver 800, as shown in FIG. 13A, a one-phase excitation winding 804 and a two-phase output winding (SIN output winding 806 and COS output winding 807) are wound around a salient pole 803. This is a variable reluctance resolver including the stator 801 and a rotor 805 that is rotatably provided to the stator 801. The rotor 805 is an eccentric rotor having only an iron core and no windings, and the gap permeance between the rotor 805 and the stator 801 changes in a sinusoidal shape with respect to the rotation angle θ. Therefore, according to the conventional resolver 800, as shown in FIG. 13B, the rotation angle can be detected with high accuracy by measuring the gap permeance described above.

図14は、従来のレゾルバを説明するために示す図である。図14(a)は従来のレゾルバの構造を示す図であり、図14(b)は従来のレゾルバの各スロットにおける巻線構造を説明するために示す図である。   FIG. 14 is a diagram for explaining a conventional resolver. FIG. 14A is a view showing a structure of a conventional resolver, and FIG. 14B is a view shown for explaining a winding structure in each slot of the conventional resolver.

従来のレゾルバ900は、図14(a)に示すように、1相の励磁巻線904及び2相の出力巻線(SIN出力巻線906及びCOS出力巻線907(図14(a)では図示せず。))が突極903に巻回されたステータ901と、ステータ901に対して回転自在に設けられたロータ905とを備える可変リラクタンス型のレゾルバである。ロータ905は、鉄心のみで巻線を有しない偏心ロータであり、従来のレゾルバ800の場合と同様に、ロータ905とステータ901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。このため、従来のレゾルバ900によれば、図14(b)に示すように、上記したギャップパーミアンスを測定することにより回転角度を高精度で検出することができる。   As shown in FIG. 14A, a conventional resolver 900 includes a one-phase excitation winding 904 and a two-phase output winding (a SIN output winding 906 and a COS output winding 907 (FIG. 14A shows a diagram). (Not shown))) is a variable reluctance resolver including a stator 901 wound around a salient pole 903 and a rotor 905 provided to be rotatable with respect to the stator 901. The rotor 905 is an eccentric rotor that has only an iron core and does not have windings. As in the case of the conventional resolver 800, the gap permeance between the rotor 905 and the stator 901 changes sinusoidally with respect to the rotation angle θ. . For this reason, according to the conventional resolver 900, as shown in FIG. 14B, the rotation angle can be detected with high accuracy by measuring the gap permeance described above.

また、従来のレゾルバ900においては、2相の出力巻線(SIN出力巻線906及びCOS出力巻線907)が各スロット902に1スロットピッチ(スロット飛びを伴うことなく、各スロットに順次巻線を入れる状態)で巻回されており(図14(a)では図示せず。)、さらに、図14(b)に示すように、その誘起電圧分布が各々正弦波分布となるように分布巻き(その巻線の巻き数(量)も正弦波分布状となる。)されている。   Further, in the conventional resolver 900, two-phase output windings (SIN output winding 906 and COS output winding 907) are wound sequentially in each slot 902 by one slot pitch (without slot skipping). (Not shown in FIG. 14 (a)), and further, as shown in FIG. 14 (b), distributed winding is performed so that each of the induced voltage distributions is a sine wave distribution. (The number of turns (amount) of the windings is also a sinusoidal distribution).

このため、従来のレゾルバ900によれば、出力電圧に含まれている低次から高次にわたる高周波次数を低減させることにより、回転角度の検出精度を向上することができる。   For this reason, according to the conventional resolver 900, the detection accuracy of the rotation angle can be improved by reducing the high-frequency order from the low order to the high order included in the output voltage.

回転角度検出装置は、以上のような構成を有するレゾルバからの出力信号をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を出力することができる。   The rotation angle detection device can convert the output signal from the resolver having the above configuration into a digital signal and output the converted digital signal.

特開平8−178611号公報JP-A-8-178611

しかしながら、従来の回転角度検出装置のレゾルバにおいては、回転角度の検出精度を高めるためには、励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回する必要があるため、回転角度の検出精度の向上には限界がある。また、回転角度検出装置のレゾルバは、信号の伝搬環境が良くない環境に配置されるため、たとえレゾルバの励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回したとしても、レゾルバからの出力信号が信号線を介してR/D変換器に伝送する際にノイズ等で出力信号の信頼性が低下し、回転角度の検出精度の向上には限界がある。   However, in the resolver of the conventional rotation angle detection device, in order to increase the detection accuracy of the rotation angle, it is necessary to wind the excitation winding and the output winding with high accuracy, so that the detection accuracy of the rotation angle is improved. There are limits. In addition, since the resolver of the rotation angle detector is placed in an environment where the signal propagation environment is not good, the output signal from the resolver is a signal even if the excitation winding and output winding of the resolver are wound with high accuracy. When the signal is transmitted to the R / D converter via a line, the reliability of the output signal is reduced due to noise or the like, and there is a limit to the improvement of the rotation angle detection accuracy.

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より一層の回転角度の検出精度の向上を図ることができる回転角度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device capable of further improving the detection accuracy of the rotation angle. It is in.

上記課題を解決するために本発明は、非磁性材料からなる支持基板上に所与の間隔を置いて配置されそれぞれが巻線部材を備える複数のステータコアを有するステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、前記ロータの回転に応じて変化する前記巻線部材の出力信号をデジタル信号に変換する変換器とを含み、前記変換器が、前記支持基板に搭載されている回転角度検出装置に関係する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a stator having a plurality of stator cores arranged on a support substrate made of a nonmagnetic material at a given interval, each having a winding member, and rotating with respect to the stator. A rotor provided freely, and a converter that converts an output signal of the winding member that changes according to the rotation of the rotor into a digital signal, and the rotation angle of the converter mounted on the support substrate Related to the detection device.

本発明によれば、ステータ及びロータを備え、ステータに対するロータの回転角度に応じて変化する出力信号を、変換器によりデジタル信号に変換する場合に、該変換器を、ステータを構成するステータコアを備える支持基板に搭載して一体化する構成を採用したので、回転角度に応じた出力信号がノイズ等の影響を大幅に削減することができる。これにより、出力信号を受け取る変換器において、インピーダンス整合のための付加回路を不要にする構成を採用することができるようになる。   According to the present invention, the converter includes the stator and the rotor, and when the output signal that changes according to the rotation angle of the rotor with respect to the stator is converted into a digital signal by the converter, the converter includes the stator core that constitutes the stator. Since the configuration of mounting on the support substrate and integrating is adopted, the output signal according to the rotation angle can greatly reduce the influence of noise and the like. As a result, the converter that receives the output signal can employ a configuration that eliminates the need for an additional circuit for impedance matching.

或いは、本発明に係る回転角度検出装置の設計段階において、出力信号を伝送する信号線のインピーダンス特性がわかるので、このインピーダンス特性に応じた整合回路を変換器に作り込むことで、低コストで、信頼性を備え、且つ高精度な回転角度の検出精度を得ることができるようになる。   Alternatively, at the design stage of the rotation angle detection device according to the present invention, the impedance characteristic of the signal line for transmitting the output signal can be known, so by creating a matching circuit corresponding to this impedance characteristic in the converter, at a low cost, It is possible to obtain a reliable and highly accurate rotation angle detection accuracy.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記ロータは、その外形輪郭線の径が周期的に変化する形状を有することができる。   In the rotation angle detection device according to the present invention, the rotor may have a shape in which the diameter of the outer contour line changes periodically.

本発明によれば、各ステータコアの巻線部材の巻線数を変化させる構成が不要となり、各ステータコアの巻線部材の巻線数を一定にすることができるようになる。これにより、巻線の精度に起因した検出精度の劣化をなくすことができるようになる。   According to the present invention, it is not necessary to change the number of windings of the winding members of each stator core, and the number of windings of the winding members of each stator core can be made constant. As a result, it is possible to eliminate degradation in detection accuracy due to the accuracy of the winding.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記支持基板は、平面視において、所与の角度範囲を切り欠いた略C字状の形状を有していてもよい。   Further, in the rotation angle detection device according to the present invention, the support substrate may have a substantially C-shape with a given angle range cut out in a plan view.

本発明によれば、製造工程においてロータを組み込む際に、製造工程の制約がなくなり、例えば横方向からロータを挿入させることができるようになり、製造工程の自由度が高くなり、製造工程の低コスト化を図ることができるようになる。   According to the present invention, when incorporating a rotor in a manufacturing process, there is no restriction on the manufacturing process, for example, the rotor can be inserted from the lateral direction, the degree of freedom in the manufacturing process is increased, and the manufacturing process is reduced. Cost can be reduced.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記支持基板は、前記変換器の搭載領域の周囲の少なくとも一部に、シールド領域が設けられてもよい。   In the rotation angle detection apparatus according to the present invention, the support substrate may be provided with a shield region at least at a part around the mounting region of the converter.

本発明によれば、変換器に対する各ステータコアの巻線部材の電磁気的な影響を少なくすることができ、回転角度の検出精度を向上させることができるようになる。   According to the present invention, the electromagnetic influence of the winding member of each stator core on the converter can be reduced, and the detection accuracy of the rotation angle can be improved.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記支持基板は、渦巻き状の導電層が各ステータコアの巻線磁芯に巻回されるように形成されたコイル部を有する基板が複数積層された多層基板であり、各層のコイル部が、スルーホールを介して電気的に接続され、前記多層基板の最上層の基板に、前記変換器が搭載されてもよい。   Further, in the rotation angle detection device according to the present invention, the support substrate is a multilayer in which a plurality of substrates each having a coil portion formed so that a spiral conductive layer is wound around the winding core of each stator core. It is a board | substrate, the coil part of each layer is electrically connected through a through hole, and the said converter may be mounted in the board | substrate of the uppermost layer of the said multilayer board | substrate.

本発明によれば、励磁巻線の巻線数や出力巻線の巻線数を積層させる基板の数で調整することができ、巻線比を容易に調整することができるようになる。   According to the present invention, the number of excitation windings and the number of output windings can be adjusted by the number of substrates to be stacked, and the winding ratio can be easily adjusted.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記変換器が搭載される基板を除く他の層の基板は、前記変換器の搭載領域に対応したシールド領域を有することができる。   In the rotation angle detection device according to the present invention, the substrate of the other layer excluding the substrate on which the converter is mounted may have a shield region corresponding to the mounting region of the converter.

本発明によれば、変換器に対する各ステータコアの巻線部材の電磁気的な影響を少なくすることができ、より一層、回転角度の検出精度を向上させることができるようになる。   According to the present invention, the electromagnetic influence of the winding member of each stator core on the converter can be reduced, and the detection accuracy of the rotation angle can be further improved.

また本発明に係る回転角度検出装置では、前記複数のステータコアを構成する各ステータコアは、上部固定子板と、下部固定子板と、前記上部固定子板及び前記下部固定子板を連結し、その外側に励磁巻線及び出力巻線からなる前記巻線部材が巻装される巻線磁芯とを含み、前記上部固定子板及び前記下部固定子板は、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むように設けられてもよい。   Further, in the rotation angle detection device according to the present invention, each stator core constituting the plurality of stator cores connects an upper stator plate, a lower stator plate, the upper stator plate and the lower stator plate, A winding magnetic core on which the winding member composed of an excitation winding and an output winding is wound outside, and the upper stator plate and the lower stator plate leave a magnetic gap, and It may be provided so as to sandwich a part of the outer peripheral region from both sides.

本発明においては、ステータコアの上部固定子板及び下部固定子板の隙間にロータが挿入されるため、ロータの回転により、上面視においてロータとステータコアの重なり合う面積が変化し、ステータ内に形成される磁路を通る磁束が変化して出力信号が変化する。従って、本発明によれば、上記のいずれかの発明による効果に加えて、回転角度検出装置を偏平型の構造にできるため、回転角度検出装置の実装の自由度を高めることができる。   In the present invention, since the rotor is inserted into the gap between the upper stator plate and the lower stator plate of the stator core, the overlapping area of the rotor and the stator core in the top view changes due to the rotation of the rotor and is formed in the stator. The magnetic flux passing through the magnetic path changes and the output signal changes. Therefore, according to the present invention, in addition to the effects of any one of the above-described inventions, the rotation angle detection device can be a flat type structure, so that the degree of freedom in mounting the rotation angle detection device can be increased.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

以下では、本発明に係る実施形態における回転角度検出装置を構成するレゾルバが、1相励磁2相出力型であるものとして説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではない。   Below, although the resolver which comprises the rotation angle detection apparatus in embodiment which concerns on this invention is demonstrated as what is a 1 phase excitation 2 phase output type, this embodiment is not limited to this.

図1は、本発明に係る実施形態における回転角度検出装置の構成例の機能ブロック図を表す。   FIG. 1 is a functional block diagram of a configuration example of a rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention.

本実施形態における回転角度検出装置1は、レゾルバ10と、R/D変換器(広義には変換器、変換装置)500とを含む。レゾルバ10は、ステータ及び該ステータに対して回転可能に設けられたロータとを含み、1相の励磁信号R1、R2により励磁された状態で、ステータに対するロータの回転角度に応じた2相の出力信号S1〜S4を出力する。R/D変換器500は、レゾルバ10に対する励磁信号R1、R2を生成すると共に、レゾルバ10からの2相の出力信号S1〜S4に対応したデジタル信号を生成し、シリアルデータ又はパラレルデータとして出力する。   The rotation angle detection device 1 in this embodiment includes a resolver 10 and an R / D converter (converter or conversion device in a broad sense) 500. The resolver 10 includes a stator and a rotor provided to be rotatable with respect to the stator, and in a state excited by one-phase excitation signals R1 and R2, a two-phase output corresponding to the rotation angle of the rotor with respect to the stator. Signals S1-S4 are output. The R / D converter 500 generates excitation signals R1 and R2 for the resolver 10, and also generates digital signals corresponding to the two-phase output signals S1 to S4 from the resolver 10, and outputs them as serial data or parallel data. .

図2は、本実施形態における回転角度検出装置1の斜視図を表す。図2では、本実施形態における回転角度検出装置1を構成するレゾルバ10のロータの軸倍角が4Xであるものとして説明する。
図3は、本実施形態における回転角度検出装置1の上面図を表す。図3において、図2と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 2 is a perspective view of the rotation angle detection device 1 according to this embodiment. In FIG. 2, the description will be made assuming that the axial multiplication angle of the rotor of the resolver 10 constituting the rotation angle detection device 1 in the present embodiment is 4 ×.
FIG. 3 shows a top view of the rotation angle detection device 1 in the present embodiment. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.

回転角度検出装置1は、ステータ100と、ステータ100に対して回転自在に配設されたロータ160とを備えたレゾルバ10を有する。   The rotation angle detection device 1 includes a resolver 10 that includes a stator 100 and a rotor 160 that is rotatably arranged with respect to the stator 100.

ステータ100は、非磁性材料からなる輪状(又は図2に示すように、その一部を切り欠いた略C字状)の支持基板上に所与の間隔(所与の角度間隔)を置いて配置されそれぞれが巻線部材を備える複数のステータコアを有する。ステータコアは、磁性材料からなる。図2では、2相の出力信号を出力するため、ステータ100は、4つのステータコア162a、162b、162c、162dを有するが、ステータコア数に本発明が限定されるものではない。   The stator 100 is provided with a given interval (a given angular interval) on a ring-shaped support substrate made of a non-magnetic material (or as shown in FIG. 2, a substantially C shape with a part thereof cut out). It has a plurality of stator cores arranged and each having a winding member. The stator core is made of a magnetic material. In FIG. 2, the stator 100 includes four stator cores 162a, 162b, 162c, and 162d in order to output a two-phase output signal, but the present invention is not limited to the number of stator cores.

ロータ160は、磁性材料からなり、上面視においてその外形輪郭線の径が周期的に変化する形状を有している。図2では、軸倍角が4Xであるため、ロータ160の外形輪郭線の径の変化が4周期となる形状を有している。   The rotor 160 is made of a magnetic material, and has a shape in which the diameter of the outer contour line changes periodically in a top view. In FIG. 2, since the shaft angle multiplier is 4 ×, the outer contour line of the rotor 160 has a shape in which the change in diameter is four cycles.

ステータ100は、輪状(又は図2に示すように、その一部を切り欠いた略C字状)の支持体200を有し、支持体200にステータコア162a、162b、162c、162dが固定される。本実施形態におけるステータコアの巻線部材は、ステータコアを構成する巻線磁芯の外側に巻装されるシート状のコイル部であり、ステータコア162a、162b、162c、162dのコイル部172a、172b、172c、172dが非磁性材料からなる輪状(又は図2に示すように、その一部を切り欠いた略C字状)の支持基板180上に形成される。   The stator 100 has a ring-shaped (or substantially C-shaped support part cut out as shown in FIG. 2) support 200, and stator cores 162a, 162b, 162c, 162d are fixed to the support 200. . The winding member of the stator core in the present embodiment is a sheet-like coil portion wound around the outer side of the winding core constituting the stator core, and the coil portions 172a, 172b, 172c of the stator cores 162a, 162b, 162c, 162d. , 172d are formed on a ring-shaped support substrate 180 made of a non-magnetic material (or a substantially C shape with a part cut away as shown in FIG. 2).

更に、これらのコイル部が形成される支持基板180上には、R/D変換器500が搭載されている。より具体的には、支持基板180上に、R/D変換器500の機能を実現する集積回路装置の端子が支持基板180に形成された導電性の配線パターンと電気的に接続された状態で搭載される。   Further, an R / D converter 500 is mounted on the support substrate 180 on which these coil portions are formed. More specifically, the terminal of the integrated circuit device that realizes the function of the R / D converter 500 is electrically connected to the conductive wiring pattern formed on the support substrate 180 on the support substrate 180. Installed.

レゾルバ10では、支持体200が、支持基板180を支持する。支持基板180は、渦巻き状の導電層が各ステータコアの巻線磁芯に巻回されるように形成されたコイル部を有する基板が複数積層された多層基板である。そして、各層のコイル部が、スルーホールを介して電気的に接続される。巻線部材は、励磁巻線用のコイル部と、出力巻線用のコイル部とを含む。こうすることで、励磁巻線の巻線数や出力巻線の巻線数を積層させる基板の数で調整することができ、巻線比を容易に調整することができるようになる。   In the resolver 10, the support 200 supports the support substrate 180. The support substrate 180 is a multilayer substrate in which a plurality of substrates each having a coil portion formed so that a spiral conductive layer is wound around a winding magnetic core of each stator core. And the coil part of each layer is electrically connected through a through hole. The winding member includes a coil portion for exciting winding and a coil portion for output winding. By doing so, the number of excitation windings and the number of output windings can be adjusted by the number of substrates to be stacked, and the winding ratio can be easily adjusted.

また、この支持基板180は、図3に示すように、R/D変換器(より具体的には、R/D変換器と回路素子)500の搭載領域の周囲の少なくとも一部に、シールド領域が設けられ、巻線部材との間の電磁気的な影響をできるだけ少なくしている。   Further, as shown in FIG. 3, the support substrate 180 has a shield region at least at a part around the mounting region of the R / D converter (more specifically, the R / D converter and the circuit element) 500. Is provided to minimize electromagnetic influence between the winding members.

なお、支持基板180は、図2又は図3に示すように、平面視において、所与の角度範囲を切り欠いた略C字状の形状を有していることが望ましい。こうすることで、レゾルバ10の製造工程においてロータ160を組み込む際に、製造工程の制約がなくなり、例えば横方向からロータ160を挿入させることができるようになる。これにより、製造工程の自由度が高くなり、製造工程の低コスト化を図ることができるようになる。   As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the support substrate 180 desirably has a substantially C-shape with a given angle range cut out in plan view. By doing so, when incorporating the rotor 160 in the manufacturing process of the resolver 10, there is no restriction in the manufacturing process, and for example, the rotor 160 can be inserted from the lateral direction. Thereby, the freedom degree of a manufacturing process becomes high and it becomes possible to aim at the cost reduction of a manufacturing process.

また、図3に示すように、レゾルバ10は、取り付け孔220により図示しない固定板に固定され、回転角度検出装置を搭載する装置に取り付け可能に構成されている。   As shown in FIG. 3, the resolver 10 is fixed to a fixing plate (not shown) through an attachment hole 220 and can be attached to a device on which a rotation angle detection device is mounted.

図4は、本実施形態におけるステータコアの斜視図を表す。ただし、図4では、支持基板180を構成する多層基板のうち1層の基板のみ図示している。
図5は、図4のステータコアの別の斜視図を表す。図4及び図5では、ステータコア162aの構成例を示すが、ステータコア162b、162c、162dも同様に構成することができる。
FIG. 4 is a perspective view of the stator core in the present embodiment. However, in FIG. 4, only one layer of the multilayer substrate constituting the support substrate 180 is illustrated.
FIG. 5 shows another perspective view of the stator core of FIG. 4 and 5 show a configuration example of the stator core 162a, the stator cores 162b, 162c, and 162d can be similarly configured.

ステータコア162aは、上部固定子板196a、下部固定子板190a、巻線磁芯194aを含む。図4では、上部固定子板196aの図示を省略している。巻線磁芯194aは、上部固定子板196a及び下部固定子板190aを連結し、その外側に励磁巻線及び出力巻線からなる巻線部材が巻装される。図4では、巻線部材は、支持基板180に形成されたコイル部である。そして、図5に示すように、上部固定子板196a及び下部固定子板190aの先端部の相対向する内側の面にはそれぞれ突起部198a、192aが一体的に形成されている。   The stator core 162a includes an upper stator plate 196a, a lower stator plate 190a, and a winding magnetic core 194a. In FIG. 4, the illustration of the upper stator plate 196a is omitted. The winding magnetic core 194a connects the upper stator plate 196a and the lower stator plate 190a, and a winding member composed of an excitation winding and an output winding is wound on the outside thereof. In FIG. 4, the winding member is a coil portion formed on the support substrate 180. And as shown in FIG. 5, the protrusion parts 198a and 192a are integrally formed in the inner surface which the front-end | tip part of the upper stator plate 196a and the lower stator plate 190a mutually opposes, respectively.

図6は、図5のA−A線断面図の模式的に表す。図6において、図3、図4又は図5と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   6 schematically shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 3, FIG. 4, or FIG.

図6に示すように、支持体200が、支持基板180を支持し、支持基板180は、渦巻き状の導電層が各ステータコアの巻線磁芯に巻回されるように形成されたコイル部を有する基板が複数積層された多層基板である。そして、突起部198a、192aが対向する空隙に、ロータ160が挿入される。即ち、上部固定子板196a及び下部固定子板190aは、磁気間隙を残して、ロータ160の外周領域の一部を両側から挟み込むように設けられている。   As shown in FIG. 6, the support 200 supports the support substrate 180, and the support substrate 180 includes a coil portion formed so that a spiral conductive layer is wound around the winding core of each stator core. It is a multilayer substrate in which a plurality of substrates are stacked. And the rotor 160 is inserted in the space | gap which protrusion part 198a, 192a opposes. That is, the upper stator plate 196a and the lower stator plate 190a are provided so as to sandwich a part of the outer peripheral region of the rotor 160 from both sides, leaving a magnetic gap.

本実施形態によれば、ロータ160の外形輪郭線の径が周期的に変化する形状を有しており、ステータコアの上部固定子板及び下部固定子板の隙間に挿入されるため、ロータ160の回転により、上面視においてロータ160とステータコアの重なり合う面積が変化し、ステータ100内に形成される磁路を通る磁束が変化して出力信号が変化する。従って、各ステータコアの巻線部材の巻線数を変化させる構成が不要となり、各ステータコアの巻線部材の巻線数を一定にすることができるようになる。   According to this embodiment, the diameter of the outer contour line of the rotor 160 has a shape that changes periodically and is inserted into the gap between the upper stator plate and the lower stator plate of the stator core. Due to the rotation, the overlapping area of the rotor 160 and the stator core in the top view changes, the magnetic flux passing through the magnetic path formed in the stator 100 changes, and the output signal changes. Therefore, a configuration for changing the number of windings of the winding members of each stator core is not required, and the number of windings of the winding members of each stator core can be made constant.

また、本実施形態によれば、回転角度検出装置を偏平型の構造にできるため、回転角度検出装置の実装の自由度を高めることができる。   Moreover, according to this embodiment, since the rotation angle detection device can be a flat structure, the degree of freedom in mounting the rotation angle detection device can be increased.

また、このような構成において、ロータ160を回転させることで、ステータ100内に形成される磁路を通る磁束が突起部198a、192aに集中して通りやすくなり、磁束の漏洩を少なくすることができる。従って、より一層、回転角度の検出精度を向上させることができるようになる。   Further, in such a configuration, by rotating the rotor 160, the magnetic flux passing through the magnetic path formed in the stator 100 can be easily concentrated on the protrusions 198a and 192a, and the leakage of the magnetic flux can be reduced. it can. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle can be further improved.

図7は、本実施形態におけるレゾルバ10の励磁巻線の説明図を表す。
図8は、本実施形態におけるレゾルバ10の出力巻線の説明図を表す。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the excitation winding of the resolver 10 in the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the output winding of the resolver 10 in the present embodiment.

本実施形態におけるレゾルバ10では、図7及び図8に示す向きの渦巻き状の導電層からなるコイル部が設けられた基板を複数重ね合わせて実装される。そして、支持基板180を構成する多層基板のいずれかの基板に、励磁巻線としてのコイル部や出力巻線としてのコイル部が設けられる。図7及び図8では、多層基板を構成する1つの基板を模式的に表している。   In the resolver 10 in the present embodiment, a plurality of substrates provided with a coil portion made of a spiral conductive layer oriented in the direction shown in FIGS. A coil portion as an excitation winding and a coil portion as an output winding are provided on any of the multilayer substrates constituting the support substrate 180. 7 and 8 schematically show one substrate constituting the multilayer substrate.

図9は、多層基板を構成する1つの基板の平面図を表す。
図10は、多層基板を構成する別の基板の平面図を表す。
FIG. 9 shows a plan view of one substrate constituting the multilayer substrate.
FIG. 10 shows a plan view of another substrate constituting the multilayer substrate.

図9及び図10に示す基板には、各ステータコアの外側に巻装されるコイル部が形成されている。図9及び図10に示す基板のように、多層基板を構成する各基板は、その平面形状がほぼ同じである。多層基板を構成する複数の基板のうち、最上層の基板には、図9に示すようにR/D変換器500が搭載されている。R/D変換器500は、この基板にて、各ステータコアの励磁巻線や出力巻線と電気的に接続される。そして、この基板には、R/D変換器500の搭載領域410の周囲(該周囲の少なくとも一部)にシールド領域420が設けられている。このシールド領域420は、各ステータコアの励磁巻線や出力巻線の電磁気的な影響を少なくするように設けられている。シールド領域420には、導電パターンが形成されており、所与の接地電位に電圧が印加されている。   9 and 10 are formed with coil portions wound around the outer sides of the stator cores. Like the substrates shown in FIGS. 9 and 10, the substrates constituting the multilayer substrate have substantially the same planar shape. The R / D converter 500 is mounted on the uppermost substrate among the plurality of substrates constituting the multilayer substrate as shown in FIG. The R / D converter 500 is electrically connected to the excitation winding and output winding of each stator core on this substrate. The substrate is provided with a shield region 420 around the mounting region 410 of the R / D converter 500 (at least a part of the periphery). The shield region 420 is provided so as to reduce the electromagnetic influence of the excitation winding and output winding of each stator core. A conductive pattern is formed in the shield region 420, and a voltage is applied to a given ground potential.

なお、多層基板を構成する複数の基板のうち、例えば最上層及び最下層の基板に励磁巻線として機能するコイル部が形成され、最上層及び最下層の間の中間層の基板に出力巻線として機能するコイル部が形成される。この場合、R/D変換器500は、励磁巻線として機能するコイル部が形成された基板に搭載される。   Of the plurality of substrates constituting the multilayer substrate, for example, a coil portion functioning as an excitation winding is formed on the uppermost layer and the lowermost substrate, and an output winding is formed on the intermediate layer substrate between the uppermost layer and the lowermost layer. As a result, a coil portion is formed. In this case, the R / D converter 500 is mounted on a substrate on which a coil portion that functions as an excitation winding is formed.

また、多層基板を構成する複数の基板のうち、R/D変換器500が搭載される基板を除く他の層の基板は、R/D変換器の搭載領域410に対応したシールド領域430を有する。即ち、図10に示すように、図9の基板と重ね合わせたときに図9の基板のR/D変換器500の搭載領域410の下層領域に、シールド領域430が設けられる。シールド領域430は、上面視において、図9の基板のR/D変換器500の搭載領域410の全体と重複する領域であることが望ましい。これにより、R/D変換器500と、各ステータコアの励磁巻線や出力巻線の電磁気的な影響をより一層少なくすることができるようになる。   In addition, among the plurality of substrates constituting the multilayer substrate, the substrate of the other layer excluding the substrate on which the R / D converter 500 is mounted has a shield region 430 corresponding to the mounting region 410 of the R / D converter. . That is, as shown in FIG. 10, the shield region 430 is provided in the lower layer region of the mounting region 410 of the R / D converter 500 on the substrate of FIG. The shield region 430 is desirably a region that overlaps with the entire mounting region 410 of the R / D converter 500 of the substrate in FIG. As a result, the electromagnetic influences of the R / D converter 500 and the excitation winding and output winding of each stator core can be further reduced.

図11は、本実施形態におけるR/D変換器500の機能ブロック図を表す。   FIG. 11 shows a functional block diagram of the R / D converter 500 in the present embodiment.

R/D変換器500は、差動増幅器DIF1、DIF2、乗算器MUL1〜MUL3、加算器ADD1、ループフィルタ502、バイポーラVCO(Voltage Controlled Oscillator)504、アップダウンカウンタ506、読み出し専用メモリ(Read Only Memory)508、デジタルアナログ変換器DAC1、DAC2、出力処理回路510、信号発生回路512を含む。   The R / D converter 500 includes a differential amplifier DIF1, DIF2, multipliers MUL1 to MUL3, an adder ADD1, a loop filter 502, a bipolar VCO (Voltage Controlled Oscillator) 504, an up / down counter 506, a read only memory (Read Only Memory). 508, digital-analog converters DAC1 and DAC2, output processing circuit 510, and signal generation circuit 512.

信号発生回路512は、励磁信号R1、R2を生成し、レゾルバ10に対する励磁信号ER1−R2を出力する。次式において、Vは振幅電圧であり、ωは周波数、tは時間である。

Figure 2009174925
The signal generation circuit 512 generates excitation signals R1 and R2 and outputs excitation signals E R1 to R2 for the resolver 10. In the following equation, V E is an amplitude voltage, ω 0 is a frequency, and t is time.
Figure 2009174925

このような励磁信号で例示された状態で、レゾルバ10は、回転角度θ(t)に応じた2相の出力信号を出力する。2相の出力信号のうち出力信号S1、S3の差分ES1−S3は、次式のように表される。また、2相の出力信号のうち出力信号S2、S4の差分ES2−S4は、次式のように表される。次式において、Kは変圧比である。

Figure 2009174925
In the state exemplified by such an excitation signal, the resolver 10 outputs a two-phase output signal corresponding to the rotation angle θ (t). Of the two-phase output signals, the difference E S1 -S3 between the output signals S1 and S3 is expressed by the following equation. Further, of the two-phase output signals, the difference E S2 -S4 between the output signals S2 and S4 is expressed by the following equation. In the following equation, K is a transformation ratio.
Figure 2009174925

差動増幅器DIF1は、レゾルバ10からの第1相の出力信号S1、S3の差分を増幅し、増幅後の信号ES1−S3を出力する。差動増幅器DIF2は、レゾルバ10からの第2相の出力信号S2、S4の差分を増幅し、増幅後の信号ES2−S4を出力する。 The differential amplifier DIF1 amplifies the difference between the first-phase output signals S1 and S3 from the resolver 10 and outputs the amplified signal ES1 -S3 . The differential amplifier DIF2 amplifies the difference between the second-phase output signals S2 and S4 from the resolver 10 and outputs the amplified signal ES2 -S4 .

ROM508には、任意の角度φ(t)に対応するsin信号及びcos信号のデジタル値が格納されており、デジタルアナログ変換器DAC1は、角度φ(t)に対応するsin信号のアナログ値を出力し、デジタルアナログ変換器DAC2は、角度φ(t)に対応するcos信号のアナログ値を出力する。従って、乗算器MUL1、MUL2は、それぞれ次式のような信号V1、V2を出力する。

Figure 2009174925
The ROM 508 stores the digital values of the sin signal and the cos signal corresponding to an arbitrary angle φ (t), and the digital-analog converter DAC1 outputs the analog value of the sin signal corresponding to the angle φ (t). The digital-analog converter DAC2 outputs an analog value of the cos signal corresponding to the angle φ (t). Accordingly, the multipliers MUL1 and MUL2 output signals V1 and V2 as shown in the following equations, respectively.
Figure 2009174925

そして、加算器ADD1は、乗算器MUL1、MUL2により生成された信号V1、V2を用いて、信号V3(=V1−V2)を生成する。その結果、加算器ADD1は、次式のような信号V3を出力する。次式において、「sinωt」を「−cos(ωt+π/2)」に変換している。

Figure 2009174925
Then, the adder ADD1 generates a signal V3 (= V1-V2) using the signals V1, V2 generated by the multipliers MUL1, MUL2. As a result, the adder ADD1 outputs a signal V3 as shown in the following equation. In the following formula, it is converted to "sinω 0 t" to "-cos (ω 0 t + π / 2) ".
Figure 2009174925

次に、信号V3は、乗算器MUL3を用いて同期検波を行う。同期検波は、信号発生回路512によって生成されたcos(ωt+π/2)を信号V3に乗算することで得られる信号V4を生成する。信号V4は、次式のように表される。

Figure 2009174925
Next, the signal V3 is subjected to synchronous detection using the multiplier MUL3. The synchronous detection generates a signal V4 obtained by multiplying the signal V3 by cos (ω 0 t + π / 2) generated by the signal generation circuit 512. The signal V4 is expressed as follows:
Figure 2009174925

ループフィルタ502は、信号V4の高周波成分をカットした信号V5を出力する。これにより、信号V5は、上式においてcos項が高周波成分としてカットされた結果、次式のようになる。

Figure 2009174925
The loop filter 502 outputs a signal V5 obtained by cutting the high frequency component of the signal V4. As a result, the signal V5 is expressed by the following equation as a result of the cos term being cut as a high frequency component in the above equation.
Figure 2009174925

バイポーラVCO504は、ループフィルタ502の出力信号である信号V5の絶対値に比例した周波数を有するパルス信号と、信号V5の極性に対応した極性信号を出力する。アップダウンカウンタ506は、バイポーラVCO504からの極性信号が正極性を示しているときパルス信号のアクティブ期間にアップカウントを行い、バイポーラVCO504からの極性信号が負極性を示しているときパルス信号のアクティブ期間にダウンカウントを行う。このアップダウンカウンタ506のカウント値は、角度φ(t)のデジタル値となる。   Bipolar VCO 504 outputs a pulse signal having a frequency proportional to the absolute value of signal V5, which is an output signal of loop filter 502, and a polarity signal corresponding to the polarity of signal V5. The up / down counter 506 performs an up-count during the active period of the pulse signal when the polarity signal from the bipolar VCO 504 indicates a positive polarity, and the active period of the pulse signal when the polarity signal from the bipolar VCO 504 indicates a negative polarity. Count down. The count value of the up / down counter 506 is a digital value of the angle φ (t).

上述のようにROM508は、角度φ(t)に応じたsin信号のデジタル値とcos信号のデジタル値を出力する。このように角度φ(t)がθ(t)に応じて変化することを利用して、出力処理回路510は、角度φ(t)のデジタル値(デジタル信号)をシリアルクロックSCKに同期したシリアルデータとして出力したり、パラレルデータとして出力したりする。   As described above, the ROM 508 outputs the digital value of the sin signal and the digital value of the cos signal according to the angle φ (t). By utilizing the fact that the angle φ (t) changes in accordance with θ (t) in this way, the output processing circuit 510 uses a serial value in which the digital value (digital signal) of the angle φ (t) is synchronized with the serial clock SCK. Output as data or output as parallel data.

以上のように、R/D変換器500の出力値であるシリアルデータ又はパラレルデータに基づいて、後段の処理回路はレゾルバ10の回転角度に応じた処理を行うことができる。   As described above, based on the serial data or parallel data that is the output value of the R / D converter 500, the subsequent processing circuit can perform processing according to the rotation angle of the resolver 10.

本実施形態によれば、レゾルバ10とR/D変換器500とを一体化する構成を採用したので、レゾルバ10の回転角度θに応じた2相の出力信号がノイズ等の影響を大幅に削減することができる。これにより、従来ではレゾルバからの信号を受け取るR/D変換器に必須となるインピーダンス整合のための付加回路を不要にすることができる。   According to the present embodiment, since the resolver 10 and the R / D converter 500 are integrated, the two-phase output signal corresponding to the rotation angle θ of the resolver 10 greatly reduces the influence of noise and the like. can do. This eliminates the need for an additional circuit for impedance matching, which is conventionally required for an R / D converter that receives a signal from a resolver.

或いは、本実施形態の回転角度検出装置1の設計段階において、レゾルバ10からの信号を伝送する信号線のインピーダンス特性がわかるので、このインピーダンス特性に応じた整合回路を作り込むことで、低コストで、信頼性を備え、且つ高精度な回転角度の検出精度を得ることができるようになる。   Alternatively, since the impedance characteristic of the signal line for transmitting the signal from the resolver 10 can be known at the design stage of the rotation angle detection device 1 of the present embodiment, a matching circuit corresponding to this impedance characteristic can be built at low cost. Thus, it is possible to obtain a highly reliable rotation angle detection accuracy with high reliability.

なお、R/D変換器500の構成及び処理の内容に、本発明が限定されるものではない。本発明に係るR/D変換器は、レゾルバ10からの信号をデジタル信号(デジタル値)に変換するものであればよい。   Note that the present invention is not limited to the configuration and processing contents of the R / D converter 500. The R / D converter according to the present invention only needs to convert a signal from the resolver 10 into a digital signal (digital value).

また、本実施形態における多層基板を構成する基板の平面形状が、図9又は図10に示す形状である必要はなく、本発明は、多層基板を構成する基板の形状に限定されるものではない。   Further, the planar shape of the substrate constituting the multilayer substrate in the present embodiment is not necessarily the shape shown in FIG. 9 or FIG. 10, and the present invention is not limited to the shape of the substrate constituting the multilayer substrate. .

図12は、図9の基板の別の形状の一例を示す平面図を表す。図12において、図9と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 12 is a plan view showing an example of another shape of the substrate of FIG. In FIG. 12, the same parts as those in FIG.

本実施形態における多層基板を構成する基板は、図12に示すように、R/D変換器500の搭載領域を設けるために突出領域を設ける必要はなく、基板に形成されるコイル部の隙間の領域にR/D変換器500の搭載領域が設けられてもよい。この場合、基板上に形成されるコイル部からの距離がほぼ等距離となる領域に、R/D変換器500の搭載領域が設けられることが望ましい。こうすることで、R/D変換器500と各コイル部とを電気的に接続する信号線の負荷がほぼ同一となるので、負荷の違いに起因した設計が不要になると共に、信頼性を向上させて検出精度の向上が容易となる。   As shown in FIG. 12, the substrate constituting the multilayer substrate in this embodiment does not need to have a protruding region in order to provide a mounting region for the R / D converter 500, and a gap between coil portions formed on the substrate. A mounting area for the R / D converter 500 may be provided in the area. In this case, it is desirable that the R / D converter 500 mounting area be provided in an area where the distance from the coil portion formed on the substrate is substantially equal. By doing so, the load of the signal line that electrically connects the R / D converter 500 and each coil portion becomes almost the same, so the design due to the difference in load becomes unnecessary and the reliability is improved. Thus, the detection accuracy can be easily improved.

以上、本発明に係る回転角度検出装置を上記の実施形態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 mentioned above, although the rotation angle detection apparatus based on this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to this, It is possible to implement in the range which does not deviate from the summary, for example, The following modifications are also possible.

(1)上記の実施形態では、回転角度検出装置を構成するレゾルバが、1相励磁2相出力型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の実施形態における回転角度検出装置を構成するレゾルバが、励磁信号が1相以外の相を有する信号であったり、出力信号が2相以外の相を有する信号であってもよい。   (1) In the above-described embodiment, the resolver constituting the rotation angle detection device has been described as the one-phase excitation two-phase output type, but the present invention is not limited to this. The resolver constituting the rotation angle detection device in the above embodiment may be a signal having an excitation signal having a phase other than one phase, or an output signal having a phase other than two phases.

(2)上記の実施形態では、回転角度検出装置を構成するレゾルバのロータの軸倍角が4Xであるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の実施形態におけるレゾルバのロータの軸倍角が、例えば1X、5X、7X等の4X以外のものであっても良い。   (2) In the above-described embodiment, the resolver rotor constituting the rotation angle detecting device has been described as having a shaft angle multiplier of 4X, but the present invention is not limited to this. The axial multiplication angle of the rotor of the resolver in the above embodiment may be other than 4X such as 1X, 5X, and 7X.

(3)上記の実施形態におけるレゾルバにおいて、巻線部材としてシート状のコイルを例に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、巻線部材として、支持基板に導電層が渦巻き状に形成されたものであってもよいし、支持基板に、いわゆるシート状コイルを搭載して形成されたものであってもよい。   (3) In the resolver in the above embodiment, a sheet-like coil is described as an example of the winding member, but the present invention is not limited to this. For example, the winding member may be one in which a conductive layer is spirally formed on a support substrate, or may be formed by mounting a so-called sheet-like coil on a support substrate.

(4)上記の実施形態におけるレゾルバが、ロータの両面をステータコアで挟み込み、ロータの回転により上面視においてステータコアとロータとが重なり合う面積が変化するようにし、この面積の変化に応じて出力信号が変化するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ロータの回転により、ロータの表面とステータの表面との間の隙間が変化するようにし、この隙間の変化に応じて出力信号が変化するレゾルバにも本発明を適用できる。   (4) The resolver in the above embodiment sandwiches both sides of the rotor with the stator core, and the rotation of the rotor causes the area where the stator core and the rotor overlap in the top view to change, and the output signal changes according to the change in the area. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a resolver in which a gap between the rotor surface and the stator surface is changed by rotation of the rotor, and an output signal is changed in accordance with the change in the gap.

本発明に係る実施形態における回転角度検出装置の構成例の機能ブロック図。The functional block diagram of the structural example of the rotation angle detection apparatus in embodiment which concerns on this invention. 本実施形態における回転角度検出装置の斜視図。The perspective view of the rotation angle detection apparatus in this embodiment. 本実施形態における回転角度検出装置の上面図。The top view of the rotation angle detection apparatus in this embodiment. 本実施形態におけるステータコアの斜視図。The perspective view of the stator core in this embodiment. 図4のステータコアの別の斜視図。FIG. 5 is another perspective view of the stator core of FIG. 4. 図5のA−A線断面図の模式的に示す図。The figure which shows typically the AA sectional view taken on the line of FIG. 本実施形態におけるレゾルバの励磁巻線の説明図。Explanatory drawing of the exciting winding of the resolver in this embodiment. 本実施形態におけるレゾルバの出力巻線の説明図Explanatory drawing of the output winding of the resolver in this embodiment 多層基板を構成する1つの基板の平面図。The top view of one board | substrate which comprises a multilayer board | substrate. 多層基板を構成する別の基板の平面図Plan view of another substrate constituting the multilayer substrate 本実施形態におけるR/D変換器の機能ブロック図。The functional block diagram of the R / D converter in this embodiment. 図9の基板の別の形状の一例を示す平面図。The top view which shows an example of another shape of the board | substrate of FIG. 図13(a)は従来のレゾルバの構造を示す図。図13(b)は従来のレゾルバからの出力電圧を示す図。FIG. 13A shows the structure of a conventional resolver. FIG. 13B is a diagram showing an output voltage from a conventional resolver. 図14(a)は従来のレゾルバの構造を示す図。図14(b)は従来のレゾルバの各スロットにおける巻線構造を説明するために示す図。FIG. 14A shows a structure of a conventional resolver. FIG.14 (b) is a figure shown in order to demonstrate the winding structure in each slot of the conventional resolver.

符号の説明Explanation of symbols

1…回転角度検出装置、 10…レゾルバ、 100…ステータ、 160…ロータ、
162a、162b、162c、162d…ステータコア、
172a、172b、172c、172d…コイル部、 180…支持基板、
190a…下部固定子板、 192a、198a…突起部、 194a…巻線磁芯、
196a…上部固定子板、 200…支持体、 410…搭載領域、
420,430…シールド領域 500…R/D変換器、 502…ループフィルタ、
504…バイポーラVCO、 506…アップダウンカウンタ、 508…ROM、
510…出力処理回路、 512…信号発生回路、 ADD1…加算器、
DAC1,DAC2…デジタルアナログ変換器、 DIF1,DIF2…差動増幅器、
MUL1,MUL2,MUL3…乗算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation angle detection apparatus, 10 ... Resolver, 100 ... Stator, 160 ... Rotor,
162a, 162b, 162c, 162d ... stator core,
172a, 172b, 172c, 172d ... coil part, 180 ... support substrate,
190a ... Lower stator plate, 192a, 198a ... Projection, 194a ... Winding magnetic core,
196a ... Upper stator plate, 200 ... Support, 410 ... Mounting area,
420, 430 ... shield region 500 ... R / D converter, 502 ... loop filter,
504 ... Bipolar VCO, 506 ... Up / down counter, 508 ... ROM,
510 ... Output processing circuit, 512 ... Signal generation circuit, ADD1 ... Adder,
DAC1, DAC2 ... digital-to-analog converter, DIF1, DIF2 ... differential amplifier,
MUL1, MUL2, MUL3 ... Multiplier

Claims (7)

非磁性材料からなる支持基板上に所与の間隔を置いて配置されそれぞれが巻線部材を備える複数のステータコアを有するステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、
前記ロータの回転に応じて変化する前記巻線部材の出力信号をデジタル信号に変換する変換器とを含み、
前記変換器が、
前記支持基板に搭載されていることを特徴とする回転角度検出装置。
A stator having a plurality of stator cores arranged at given intervals on a support substrate made of a non-magnetic material, each comprising a winding member;
A rotor provided rotatably with respect to the stator;
A converter that converts an output signal of the winding member that changes according to rotation of the rotor into a digital signal;
The converter is
A rotation angle detection device mounted on the support substrate.
請求項1において、
前記ロータは、
その外形輪郭線の径が周期的に変化する形状を有することを特徴とする回転角度検出装置。
In claim 1,
The rotor is
A rotation angle detecting device having a shape in which the diameter of the outer contour line changes periodically.
請求項1又は2において、
前記支持基板は、
平面視において、所与の角度範囲を切り欠いた略C字状の形状を有していることを特徴とする回転角度検出装置。
In claim 1 or 2,
The support substrate is
A rotation angle detection device characterized by having a substantially C-shape with a given angle range cut out in plan view.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記支持基板は、
前記変換器の搭載領域の周囲の少なくとも一部に、シールド領域が設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The support substrate is
A rotation angle detection device, wherein a shield region is provided at least at a part of a periphery of the mounting region of the converter.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記支持基板は、
渦巻き状の導電層が各ステータコアの巻線磁芯に巻回されるように形成されたコイル部を有する基板が複数積層された多層基板であり、各層のコイル部が、スルーホールを介して電気的に接続され、
前記多層基板の最上層の基板に、前記変換器が搭載されることを特徴とする回転角度検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The support substrate is
A multilayer substrate in which a plurality of substrates each having a coil portion formed so that a spiral conductive layer is wound around a winding core of each stator core is laminated, and the coil portion of each layer is electrically connected through a through hole. Connected,
The rotation angle detecting device, wherein the converter is mounted on the uppermost substrate of the multilayer substrate.
請求項5において、
前記変換器が搭載される基板を除く他の層の基板は、
前記変換器の搭載領域に対応したシールド領域を有することを特徴とする回転角度検出装置。
In claim 5,
Substrates other than the substrate on which the converter is mounted are as follows:
A rotation angle detecting device having a shield region corresponding to a mounting region of the converter.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記複数のステータコアを構成する各ステータコアは、
上部固定子板と、
下部固定子板と、
前記上部固定子板及び前記下部固定子板を連結し、その外側に励磁巻線及び出力巻線からなる前記巻線部材が巻装される巻線磁芯とを含み、
前記上部固定子板及び前記下部固定子板は、
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むように設けられていることを特徴とする回転角度検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
Each stator core constituting the plurality of stator cores,
An upper stator plate;
A lower stator plate,
The upper stator plate and the lower stator plate are connected, and a winding core around which the winding member consisting of an excitation winding and an output winding is wound is included.
The upper stator plate and the lower stator plate are
A rotation angle detection device characterized in that a part of the outer peripheral region of the rotor is sandwiched from both sides while leaving a magnetic gap.
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