JP2010043908A - Angle detection device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、角度検出装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an angle detection device and a manufacturing method thereof.
従来、この種のレゾルバは、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。 Conventionally, this type of resolver has a stator and a rotor, and utilizes the fact that the mutual inductance between the stator and the rotor varies depending on the rotational position of the rotor with respect to the stator, and outputs according to the rotational angle of the rotor with respect to the stator. Output a signal.
図29は、従来のレゾルバを説明するために示す図である。図29(a)は従来のレゾルバの構造を示す図であり、図29(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. 29 is a diagram for explaining a conventional resolver. FIG. 29A is a diagram showing a structure of a conventional resolver, and FIG. 29B is a diagram shown for explaining a winding structure in each slot of the conventional resolver.
従来のレゾルバ10は、図29(a)に示すように、1相の励磁巻線14及び2相の検出巻線(SIN検出巻線16及びCOS検出巻線17(図29(a)では図示せず。))が突極13に巻回されたステータ11と、ステータ11に対して回転自在に設けられたロータ15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15は、鉄心のみで巻線を有しない偏心ロータであり、ロータ15とステータ11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10によれば、図29(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. 29A, the
また、従来のレゾルバ10においては、2相の検出巻線(SIN検出巻線16及びCOS検出巻線17)が各スロット12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29(a)では図示せず。)、さらに、図29(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。
In the
このため、従来のレゾルバ10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
ところが、従来のレゾルバ10は、図29(a)に示す構造を有しているため、励磁巻線及び検出巻線を突極に巻回することが困難となり、例えば自動巻線機の構造が複雑になる。そこで、例えば特許文献1及び特許文献2では、ステータ側に設けたボビンに励磁巻線及び検出巻線を設けたり、ステータ側に励磁巻線及び検出巻線を多層プリント基板に印刷して設けたりする一方で、突極及びロータを金属板等で形成するようにした角度検出装置が開示されている。
However, since the
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示された角度検出装置では、部品点数が多く、角度検出装置の製造コストの低減や信頼性の向上が困難になるという問題があった。また、特許文献1及び特許文献2に開示された角度検出装置では、ステータのヨークを切り起こして形成する等によって、ステータの内径側に突起が存在してしまい、ステータ間の磁気効率の向上を図れず、検出精度をより一層向上させることが困難であった。 However, the angle detection devices disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 have a problem that the number of parts is large, and it is difficult to reduce the manufacturing cost and improve the reliability of the angle detection device. In addition, in the angle detection devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, protrusions are present on the inner diameter side of the stator, for example, by cutting and raising the yoke of the stator, thereby improving the magnetic efficiency between the stators. It was difficult to improve the detection accuracy.
更に、特許文献1及び特許文献2に開示された角度検出装置では、一般的に、相対角度が検出可能であり、高精度な絶対角度検出を行うためには、他の絶対角度検出手段と併用する必要があった。そのため、上記の角度検出装置では、零点の位置を決める微調整が必要となったり、角度の検出精度の低下を招いていたりしていた。 Furthermore, in the angle detection devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, generally, a relative angle can be detected, and in order to perform highly accurate absolute angle detection, it is used in combination with other absolute angle detection means. There was a need to do. For this reason, in the angle detection device described above, fine adjustment for determining the position of the zero point is necessary, or the angle detection accuracy is lowered.
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、その目的の1つは、部品点数を削減して低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させることが可能な角度検出装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and one of its purposes is to reduce the number of parts to reduce cost and improve reliability, and to further improve detection accuracy. An object of the present invention is to provide an angle detection device that can be improved and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために本発明は、磁性材である環状の平板の内周側に形成され折り曲げ加工により起こされた第1の突極部群と、前記平板の外周側に形成され折り曲げ加工により起こされた第2の突極部群とを有し、前記第1及び第2の突極部群を構成する各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータと、磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記第1の突極部群を構成する各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられた第1のロータと、磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記第2の突極部群を構成する各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられた第2のロータとを含み、前記ステータが、前記第1の突極部群と前記第1のロータとにより形成される磁気回路と、前記第2の突極部群と前記第2のロータとにより形成される磁気回路との間の磁気的干渉度を低減する磁気的干渉度低減手段を含む角度検出装置に関係する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first salient pole group formed on the inner peripheral side of an annular flat plate, which is a magnetic material, and caused by bending, and the bending formed on the outer peripheral side of the flat plate. A second salient pole part group raised by the first and second salient pole part groups, with each salient pole part constituting the first and second salient pole part groups as a winding core, and a winding member for excitation and a detection The gap permeance changes between the stator provided with the winding member and the inner peripheral surface of each salient pole part which is made of a magnetic material and which forms the first salient pole part group by rotation around the rotation axis. A first rotor rotatably provided to the stator and a magnetic material, on the outer peripheral side of each salient pole part constituting the second salient pole part group by rotation around the rotation axis Rotating relative to the stator so that the gap permeance with the surface changes A magnetic circuit formed by the first salient pole portion group and the first rotor, the second salient pole portion group, and the second rotor. The present invention relates to an angle detection device including magnetic interference reduction means for reducing the magnetic interference between the rotor and the magnetic circuit formed by the rotor.
本発明においては、環状の平板の内周側及び外周側に形成された第1及び第2の突極部群を有するステータを折り曲げて該第1及び第2の突極部群を起こしている。そして、回転軸回りの回転により第1の突極部群の内周側の面と第1のロータの外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータに対して回転可能に第1のロータを設けると共に、回転軸回りの回転により第2の突極部群の外周側の面と第2のロータの内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータに対して回転可能に第2のロータを設けている。これにより、検出精度をより一層向上させつつ、部品点数を大幅に削減し、低コスト化及び信頼性を向上させる角度検出装置を提供できるようになる。 In the present invention, the first and second salient pole part groups are raised by bending a stator having first and second salient pole part groups formed on the inner and outer peripheral sides of the annular flat plate. . Then, the rotation around the rotation axis allows rotation relative to the stator so that the gap permeance between the inner peripheral surface of the first salient pole group and the outer peripheral surface of the first rotor changes. In addition to providing the first rotor, the gap permeance between the outer peripheral surface of the second salient pole group and the inner peripheral surface of the second rotor is changed by rotation around the rotation axis. A second rotor is provided so as to be rotatable. As a result, it is possible to provide an angle detection device that can greatly improve the detection accuracy, significantly reduce the number of components, and reduce costs and improve reliability.
また本発明に係る角度検出装置では、前記磁気的干渉度低減手段が、前記平板の内周側と外周側とを分離するように形成された非磁性材であってもよい。 In the angle detection device according to the present invention, the magnetic interference degree reducing means may be a nonmagnetic material formed so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate.
本発明によれば、第1の突極部群と第1のロータとにより形成される磁気回路と、第2の突極部群と第2のロータとにより形成される磁気回路との間の磁気的干渉度をほとんど無視できる程度に低減させることができ、角度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。 According to the present invention, between the magnetic circuit formed by the first salient pole part group and the first rotor, and the magnetic circuit formed by the second salient pole part group and the second rotor. The degree of magnetic interference can be reduced to an almost negligible level, and the angle detection accuracy can be further improved.
また本発明に係る角度検出装置では、前記磁気的干渉度低減手段が、前記平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部であってもよい。 Further, in the angle detection device according to the present invention, the magnetic interference reduction means has a plurality of lobe-shaped hollows formed in the circumferential direction of the flat plate so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate. Part.
本発明によれば、例えばプレス加工によって磁気的干渉度低減手段を実現できるようになるので、検出精度をそれほど低下させることなく、角度検出装置のより一層の低コスト化が可能となる。 According to the present invention, since the magnetic interference reduction means can be realized by, for example, press working, the cost of the angle detection device can be further reduced without significantly reducing the detection accuracy.
また本発明に係る角度検出装置では、前記第1及び第2のロータの一方は、軸倍角が「1」のロータであってもよい。 In the angle detection device according to the present invention, one of the first and second rotors may be a rotor having an axial multiplication angle of “1”.
本発明によれば、絶対角度を検出することができるようになるので、検出精度をより一層向上させた角度検出装置を提供できるようになる。 According to the present invention, since an absolute angle can be detected, an angle detection device with further improved detection accuracy can be provided.
また本発明に係る角度検出装置では、前記第1及び第2の突極部群の少なくとも1つの突極部群を構成する各突極部の先端形状がT字型形状を有し、該各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられてもよい。 In the angle detection device according to the present invention, the tip shape of each salient pole part constituting at least one salient pole part group of the first and second salient pole part groups has a T-shape, The excitation winding member and the detection winding member may be provided around a support portion that supports the tip of the salient pole portion.
本発明によれば、巻線部材が設けられる突極部の先端形状をT字型形状とすることで、ロータのスラスト方向ずれに対して磁気効率の変動を低減できるようになる。これにより、巻線部材近傍の磁束変化の影響を低減し、ステータに対するロータの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。また、突極部の先端形状としてT字型形状を採用することで、突極部の数を増加させた場合でも巻線磁芯を通る磁束の減少を抑えることができるので、検出精度の低下を抑えることができるようになる。 According to the present invention, by making the tip shape of the salient pole portion provided with the winding member a T-shaped shape, it is possible to reduce the variation in magnetic efficiency with respect to the thrust direction deviation of the rotor. Thereby, the influence of the magnetic flux change in the vicinity of the winding member can be reduced, and the detection accuracy of the rotation angle of the rotor relative to the stator can be improved. In addition, by adopting a T-shaped shape as the tip shape of the salient pole part, even when the number of salient pole parts is increased, it is possible to suppress a decrease in magnetic flux passing through the winding core, resulting in a decrease in detection accuracy. Can be suppressed.
また本発明に係る角度検出装置では、前記ステータの材質は、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cであってもよい。 In the angle detection device according to the present invention, the material of the stator may be SPCC which is ordinary steel or S10C which is carbon steel for machine structure.
本発明によれば、曲げによる加工精度や信頼性を維持しやすいSPCCやS10Cをステータの材質として採用することで、安価な材料でステータを用意し、低コスト且つ信頼性の高い角度検出装置を提供できるようになる。 According to the present invention, by using SPCC and S10C, which are easy to maintain processing accuracy and reliability by bending, as a stator material, a stator is prepared with an inexpensive material, and a low-cost and highly reliable angle detection device is provided. Can be provided.
また本発明に係る角度検出装置では、前記ステータに対する前記第1及び第2のロータの一方の回転角に応じた前記巻線部材からの検出信号に基づいて零点を検出する零点検出部と、前記ステータに対する前記第1及び第2のロータの他方の回転角に応じた前記巻線部材からの検出信号に基づいて相対角度を検出する相対角度検出部とを含むことができる。 In the angle detection device according to the present invention, a zero point detection unit that detects a zero point based on a detection signal from the winding member according to one rotation angle of the first and second rotors with respect to the stator; And a relative angle detector that detects a relative angle based on a detection signal from the winding member corresponding to the other rotation angle of the first and second rotors with respect to the stator.
本発明によれば、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させ、ロータの回転角度に応じた高精度な制御が可能な角度検出装置を提供できるようになる。 According to the present invention, it is possible to provide an angle detection device capable of reducing the cost and improving the reliability, further improving the detection accuracy, and performing highly accurate control according to the rotation angle of the rotor.
また本発明は、磁性材料である環状の平板からなるステータの内周側に形成された第1の突極部群と前記平板の外周側に形成された第2の突極部群とを、平板面に対して起こすように折り曲げ加工する折り曲げ工程と、前記第1及び第2の突極部群を構成する各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記第1の突極部群を構成する各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能な第1のロータと、磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記第2の突極部群を構成する各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能な第2のロータとを取り付けるロータ取り付け工程とを含み、前記ステータが、前記第1の突極部群と前記第1のロータとにより形成される磁気回路と、前記第2の突極部群と前記第2のロータとにより形成される磁気回路との間の磁気的干渉度を低減する磁気的干渉度低減手段を含む角度検出装置の製造方法に関係する。 The present invention also includes a first salient pole part group formed on the inner peripheral side of a stator made of an annular flat plate made of a magnetic material and a second salient pole part group formed on the outer peripheral side of the flat plate. A bending step of bending the plate so as to occur with respect to the flat plate surface, and each salient pole part constituting the first and second salient pole part groups as winding cores, and exciting windings on each salient pole part Winding member attaching step for winding the member and the detecting winding member, and an inner peripheral surface of each salient pole portion that is made of a magnetic material and constitutes the first salient pole portion group by rotation around the rotation axis A first rotor that is rotatable relative to the stator so that a gap permeance between the first and second stators changes, and each salient pole part that is made of a magnetic material and constitutes the second salient pole part group by rotation around a rotation axis Rotate relative to the stator so that the gap permeance with the outer peripheral surface of the stator changes. A rotor attachment step of attaching a second rotor that is possible, the magnetic circuit formed by the first salient pole part group and the first rotor, and the second salient pole part The present invention relates to a method of manufacturing an angle detection device including a magnetic interference degree reducing unit that reduces a magnetic interference degree between a group and a magnetic circuit formed by the second rotor.
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記磁気的干渉度低減手段が、前記平板の内周側と外周側とを分離するように形成された非磁性材であってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the angle detection apparatus according to the present invention, the magnetic interference degree reducing means may be a nonmagnetic material formed so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate.
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記磁気的干渉度低減手段が、前記平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部であってもよい。 In the angle detection device manufacturing method according to the present invention, the magnetic interference reduction means includes a plurality of lobes formed in the circumferential direction of the flat plate so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate. The hollow part of a shape may be sufficient.
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記第1及び第2のロータの一方は、軸倍角が「1」のロータであってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the angle detection apparatus according to the present invention, one of the first and second rotors may be a rotor having an axial multiplication angle of “1”.
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記第1及び第2の突極部群の少なくとも1つの突極部群を構成する各突極部の先端形状がT字型形状を有し、該各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the angle detection device according to the present invention, the tip shape of each salient pole part constituting at least one salient pole part group of the first and second salient pole part groups has a T-shape. The excitation winding member and the detection winding member may be provided around a support portion that supports the tip of each salient pole portion.
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記ステータの材質は、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cであってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the angle detection apparatus which concerns on this invention, the material of the said stator may be SP10 which is ordinary steel, or S10C which is carbon steel for machine structures.
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、本発明に係る角度検出装置として、レゾルバを例に説明するが、本発明はレゾルバに限定されるものではない。 Hereinafter, a resolver will be described as an example of the angle detection device according to the present invention, but the present invention is not limited to the resolver.
〔実施形態1〕
図1は、本発明に係る実施形態1におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図1において、配線の図示を省略している。なお、図1では、外側に24個の突極部を有する1相励磁2相出力型のレゾルバを備え、内側に10個の突極部を有する1相励磁2相出力型のレゾルバを備える例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a perspective view of a configuration example of a resolver according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, illustration of wiring is omitted. In FIG. 1, an example is provided with a one-phase excitation two-phase output type resolver having 24 salient poles on the outside and a one-phase excitation two-phase output type resolver having ten salient poles on the inside. However, the present invention is not limited to this.
実施形態1におけるレゾルバ100は、内側に備えられた、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置と、外側に備えられた、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とが一体化された構成を有している。ここで、平面視において環状体(ロータ又はステータ)の内径を構成する縁部(円周部)を内周側(内径側、環状の中心部から近い側)、該環状体の外径を構成する縁部(円周部)を外周側(外径側、環状の中心部から遠い側)とすると、アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置では、環状のロータの外周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の内周側の面(内周面)がロータの外周側の面(外周面)と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。また、インナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置では、環状のロータの内周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の外周側の面がロータの内周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。なお、アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置とインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とは、互いに磁気的に完全に遮断されているか、又は互いに磁気的な影響を無視できる状態となっている。
In the
実施形態1におけるレゾルバ100は、ステータ(固定子)200と、第1及び第2のロータ(回転子)300、400とを含む。ステータ200は、磁性材料である環(リング)状の平板の内周側(環状の平板の中心部に近い側)に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた10個の突極部2101〜21010(第1の突極部群)と、該平板の外周側(環状の平板の中心部に遠い側)に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた24個の突極部2401〜24024(第2の突極部群)とを有する。突極部2101〜21010は、環状の平板の内側(内径側)の縁部に形成され、ロータ300と対向する各突極部の内周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。突極部2401〜24024は、環状の平板の外側(外径側)の縁部に形成され、ロータ400と対向する各突極部の外周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。
The
また、各突極部には、巻線磁芯として、励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられている。即ち、突極部2101には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2201が設けられ、突極部2102には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2202が設けられ、突極部2103には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2203が設けられ、突極部2104には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2204が設けられ、突極部2105には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2205が設けられる。同様に、突極部2106には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2206が設けられ、突極部2107には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2207が設けられ、突極部2108には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2208が設けられ、突極部2109には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2209が設けられ、突極部21010には、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材22010が設けられる。 Each salient pole portion is provided with a winding member for excitation and a winding member for detection as winding cores. That is, the salient pole portions 210 1, as the winding magnetic core, the winding member 220 1 for excitation and detection are mounted on the salient pole portion 210 2, which works as the winding magnetic core, for excitation and detection of the winding member 220 2 are mounted on the salient pole portion 210 3, which works as the winding magnetic core, excitation and winding member 220 3 for detection mounted on the salient pole portion 210 4, Makisen磁as the core excitation and winding member 220 4 for detection are mounted on the salient pole portion 210 5, which works as the winding magnetic core, the winding member 220 5 for excitation and detection are provided. Similarly, on the salient pole portion 210 6, as the winding magnetic core, the winding member 220 6 for excitation and detection are mounted on the salient pole portion 210 7, which works as the winding magnetic core, excitation and detection winding member 220 7 is provided for use on the salient pole portion 210 8, as the winding magnetic core, the winding member 220 8 for excitation and detection are mounted on the salient pole portion 210 9, winding as the magnetic core, the winding member 220 9 for excitation and detection are mounted on the salient pole portion 210 10, as the winding magnetic core, the winding member 220 10 for excitation and detection are provided.
同様に、突極部2401〜24024のそれぞれには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2501〜25024のそれぞれが設けられる。 Similarly, each of the salient pole portions 240 1 to 240 24, which works as the winding magnetic core, each winding member 250 1-250 24 for excitation and detection are provided.
ステータ200が有する突極部2101〜21010、2401〜24024は、予め平板に形成された後に、折り曲げプレス加工(広義には折り曲げ加工)により、平板面に対してほぼ垂直となるように起こされている。
Salient pole portions 210 1 to 210 10, 240 1 to 240 24 with the
また、ステータ200には、平板の内周側と外周側との間の磁気的干渉度を低減させる磁気的干渉度低減手段500として、非磁性材が平板の円周方向に形成されている。この非磁性材としては、例えばアルミニウムを採用することができる。この磁気的干渉度低減手段500を設けることで、ロータ300の回転により突極部2101〜21010の各突極部を構成要素として形成される磁気回路と、ロータ400の回転により突極部2401〜24024の各突極部を構成要素として形成される磁気回路との間の磁気的な影響をほとんど無くすことができるようになっている。
In addition, a nonmagnetic material is formed on the
ロータ300は、磁性材料からなり、ステータ200に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ300は、ロータ300の回転軸回りの回転によりステータ200の突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ200に対して回転可能に設けられる。実施形態1では、ロータ300の軸倍角が「6」であるものとする。即ち、上面視において、ロータ300の外周側の外形輪郭線の径が6周期で変化する。
The
ロータ400は、磁性材料からなり、ステータ200に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ400は、ロータ400の回転軸回りの回転によりステータ200の突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ200に対して回転可能に設けられる。実施形態1では、ロータ400の軸倍角が「1」であるものとする。実施形態1では、ロータ400が、偏心ロータであるものとする。偏心ロータとすることで、高調波成分が少ない信号を取り出すことができるので、角度の検出精度を高めることができる。
The
ここで、ロータ300、400の回転によって検出巻線から出力される検出信号を取り出すための励磁用及び検出用の巻線部材について説明する。
Here, the exciting and detecting winding members for extracting the detection signals output from the detection windings by the rotation of the
図2は、ステータ200の突極部に設けられる励磁用の巻線部材の説明図を表す。図2は、図1のロータ300又はロータ400の回転軸方向にステータ200を見た平面図であり、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。なお、図2では、ロータ300、400の図示を省略している。図2では、励磁用の巻線部材としての励磁巻線の巻き方向を模式的に示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a winding member for excitation provided at the salient pole portion of the
図2に示すように、突極部2101〜21010には、励磁用の巻線部材が、隣接する突極部に設けられる巻線部材の巻線方向が互いに反対方向となるように設けられる。この励磁用の巻線部材を構成する巻線R1i、R2i間に、励磁信号が与えられる。また、突極部2401〜24024には、励磁用の巻線部材が、隣接する突極部に設けられる巻線部材の巻線方向が互いに反対方向となるように設けられる。この励磁用の巻線部材を構成する巻線R1o、R2o間に、励磁信号が与えられる。各突極部に設けられる励磁用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。 As shown in FIG. 2, the salient pole portions 210 1 to 210 10 are provided with exciting winding members such that the winding directions of the winding members provided on the adjacent salient pole portions are opposite to each other. It is done. An excitation signal is given between the windings R 1i and R 2i constituting the exciting winding member. Furthermore, the salient pole portions 240 1 to 240 24, the winding member for excitation is provided as the winding direction of the winding member provided adjacent salient pole portions become opposite to each other. An excitation signal is given between the windings R 1o and R 2o constituting the winding member for excitation. The winding member for excitation provided in each salient pole part can be a coil winding, for example.
図3は、ステータ200の突極部2101〜21010に設けられる検出用の巻線部材の説明図を表す。図3は、図1のロータ300又はロータ400の回転軸方向にステータ200を見た平面図であり、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。なお、図3では、ロータ300、400の図示を省略している。図3では、検出用の巻線部材としての励磁巻線の巻き方向を模式的に示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a winding member for detection provided in the salient pole portions 210 1 to 210 10 of the
各ロータの回転により2相の検出信号を得るために、検出用の巻線部材はそれぞれ2組の巻線部材からなる。そこで、図3に示すように、突極部2101〜21010に設けられ2相の検出信号の第1相(例えばSIN相)の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部2101から反時計回りに突極部2109まで、1つおきに各突極部に巻回される。一方、2相の検出信号の第2相(例えばCOS相)の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部21010から反時計回りに突極部2108まで、1つおきに各突極部に巻回される。第1相の検出信号は、巻線S1i、S3i間の信号として検出され、第2相の検出信号は、巻線S2i、S4i間の信号として検出される。各突極部に設けられる検出用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。 In order to obtain a two-phase detection signal by the rotation of each rotor, the detection winding members are each composed of two sets of winding members. Therefore, as shown in FIG. 3, the winding member for detection for obtaining the detection signal of the first phase (for example, SIN phase) of the two-phase detection signals provided in the salient pole portions 210 1 to 210 10 is, for example, from the salient pole portion 210 1 to the salient pole portion 210 9 counterclockwise, wound around each salient pole portion every other one. On the other hand, the winding member for detection for obtaining a detection signal of the second phase of the two-phase detection signals (e.g., COS phase), for example, from the salient pole portion 210 10 to the salient pole portion 210 8 counterclockwise, 1 Every other winding is wound around each salient pole. The detection signal of the first phase is detected as a signal between the windings S 1i and S 3i , and the detection signal of the second phase is detected as a signal between the windings S 2i and S 4i . The winding member for detection provided in each salient pole portion can be, for example, a coil winding.
図4は、ステータ200の突極部2401〜24024に設けられる検出用の巻線部材の説明図を表す。図4は、図1のロータ300又はロータ400の回転軸方向にステータ200を見た平面図であり、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。なお、図4では、ロータ300、400の図示を省略している。図4では、検出用の巻線部材としての励磁巻線の巻き方向を模式的に示す。
Figure 4 represents an illustration of the winding member for detection which is mounted on salient pole portions 240 1 to 240 24 of the
図4に示すように、突極部2401〜24024に設けられ2相の検出信号を得るために、検出用の巻線部材は2組の巻線部材からなる。2相の検出信号の第1相(例えばSIN相)の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部2401から反時計回りに突極部24023まで、1つおきに各突極部に巻回される。一方、2相の検出信号の第2相(例えばCOS相)の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部24024から反時計回りに突極部24022まで、1つおきに各突極部に巻回される。第1相の検出信号は、巻線S1o、S3o間の信号として検出され、第2相の検出信号は、巻線S2o、S4o間の信号として検出される。各突極部に設けられる検出用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。 As shown in FIG. 4, in order to obtain a two-phase detection signals provided salient pole portions 240 1 to 240 24, the winding member for detection is composed of two pairs of windings member. Winding member for detection for obtaining a detection signal of the first phase of the two-phase detection signals (e.g., SIN phase), for example, from the salient pole portion 240 1 to the salient pole portion 240 23 counterclockwise, every Is wound around each salient pole part. On the other hand, the detection winding member for obtaining the detection signal of the second phase (for example, the COS phase) of the two-phase detection signals is, for example, from the salient pole part 240 24 to the salient pole part 240 22 counterclockwise. Every other winding is wound around each salient pole. The first phase detection signal is detected as a signal between the windings S 1o and S 3o , and the second phase detection signal is detected as a signal between the windings S 2o and S 4o . The winding member for detection provided in each salient pole portion can be, for example, a coil winding.
なお、実施形態1では、励磁用の巻線部材の巻き方向は、図2に示す方向に限定されるものではない。また、実施形態1では、検出用の巻線部材の巻き方向は、図3、図4に示す方向に限定されるものではない。 In the first embodiment, the winding direction of the exciting winding member is not limited to the direction shown in FIG. In the first embodiment, the winding direction of the winding member for detection is not limited to the directions shown in FIGS.
以上のような構成を有するレゾルバ100では、ステータ200に対するロータ300、400の回転によって、次のような磁気回路が形成される。
In the
図5は、図1のレゾルバ100に形成される磁気回路の説明図を表す。図5は、図1のロータ300又はロータ400の回転軸方向にレゾルバ100を見た平面図であり、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. 5 is an explanatory diagram of a magnetic circuit formed in the
図5は、ステータ200に対してロータ300、400が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示している。図5において、巻線磁芯としての各突極部を通る磁束の向きを模式的に示すと共に、突極部間の磁束の向きを模式的に示している。
FIG. 5 schematically shows the direction of the magnetic flux at a certain time when the
ステータ200の各突極部には巻線部材が設けられており、ロータ300が回転すると、突極部2101〜21010において、ロータ300を介して隣接する突極部間で磁気回路が形成される。同様に、ロータ400が回転すると、突極部2401〜24024において、ロータ400を介して隣接する突極部間で磁気回路が形成される。実施形態1では、図5に示すように、隣接する突極部を通る磁束の向きが反対方向となるように各突極部に巻線部材が設けられている。この結果、ロータ300、400の回転によって、各突極部との間のギャップパーミアンスの変化に応じて、各突極部に巻回される巻線部材に発生する電流もまた変化し、例えば巻線部材に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。
Each salient pole part of the
図6は、実施形態1におけるレゾルバ100の検出用の巻線部材から取り出された検出信号の波形の一例を表す。図6では、横軸に角度、縦軸に振幅を表す。
FIG. 6 illustrates an example of a waveform of a detection signal extracted from the winding member for detection of the
図6において、検出信号Esoは図5の巻線S1o、S3o間の信号、検出信号Ecoは図5の巻線S2o、S4o間の信号、検出信号Esiは図4の巻線S1i、S3i間の信号、検出信号Eciは図4の巻線S2i、S4i間の信号である。例えば、検出信号Esoの振幅がY1、検出信号Ecoの振幅がY2であるとき、絶対角度AA1を特定することができる。更に、検出信号Esiの振幅がy1、検出信号Eciの振幅がy2であるとき、絶対角度AA1付近の角度AA2をより精度良く特定できるようになる。 6, the detection signal Eso is a signal between the windings S 1o and S 3o in FIG. 5, the detection signal Eco is a signal between the windings S 2o and S 4o in FIG. 5, and the detection signal Esi is the winding S in FIG. 1i, signal between S 3i, detection signal Eci is a signal between the windings S 2i, S 4i in Fig. For example, when the amplitude of the detection signal Eso is Y1 and the amplitude of the detection signal Eco is Y2, the absolute angle AA1 can be specified. Furthermore, when the amplitude of the detection signal Esi is y1 and the amplitude of the detection signal Eci is y2, the angle AA2 near the absolute angle AA1 can be specified with higher accuracy.
以上のような構成を有するレゾルバ100において、磁性材料からなるステータ200の材質は、積層電磁鋼板よりも、普通鋼であるSPCC(1枚の鋼板)又は機械構造用炭素鋼であるS10C(1枚の鋼板)であることが望ましい。SPCC(Steel Plate Cold Commercial)は、JIS G3141に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。S10Cは、JIS G 4051で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、0.10%程度の炭素を含有している。
In the
図7は、ステータの材質の磁化特性の説明図を表す。図7の横軸は磁場の強さ(単位はH[A/m])であり、縦軸は磁束密度(単位はB[T])である。 FIG. 7 is an explanatory diagram of the magnetization characteristics of the stator material. In FIG. 7, the horizontal axis represents the magnetic field strength (unit: H [A / m]), and the vertical axis represents the magnetic flux density (unit: B [T]).
積層電磁鋼板、SPCCやS10Cのような鋼板の場合、磁場が強くなると、ある磁場以上では磁束密度が飽和する。但し、積層電磁鋼板では高い磁束密度を得ることができるのに対し(T1)、SPCCやS10Cでは、より低い磁束密度で飽和してしまう(T2)。即ち、積層電磁鋼板をステータ200の材料として採用する方が、より高い磁束密度を得られる結果、検出信号の検出レベルを高くすることができる。従って、SPCCやS10Cをステータ200の材料として採用した場合、磁束密度が低いために検出信号の検出レベルが低くなる。
In the case of laminated electromagnetic steel sheets, steel sheets such as SPCC and S10C, when the magnetic field becomes stronger, the magnetic flux density is saturated above a certain magnetic field. However, while high magnetic flux density can be obtained with laminated electrical steel sheets (T1), SPCC and S10C are saturated with lower magnetic flux density (T2). That is, when the laminated electromagnetic steel sheet is adopted as the material of the
ところが、積層電磁鋼板は、材料費として高価であるばかりか、折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくいという性質がある。一方、SPCCやS10Cでは、材料費として安価であり、折り曲げプレス加工による曲げに強く、曲げによる加工精度や信頼性を維持しやすいという性質がある。従って、SPCCやS10Cをステータ200の材質として採用し、折り曲げ加工によって図1に示すように突極部を起こすように形成することで、安価な材料でステータ200を用意することができるようになる。また、検出レベルが低くても、検出精度が低下するわけではなく、検出信号の検出レベルを増幅するなどすることで、検出精度を低下させることなく、レゾルバの低コスト化を実現できるようになる。
However, the laminated electrical steel sheet is not only expensive as a material cost, but also has a property that it is difficult to bend by bending press processing, and it is difficult to maintain processing accuracy and reliability by bending. On the other hand, SPCC and S10C have the property of being inexpensive as a material cost, resistant to bending by bending press processing, and easily maintaining processing accuracy and reliability by bending. Therefore, by adopting SPCC or S10C as the material of the
また、実施形態1では、各突極部の先端形状がT字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられることが望ましい。 In the first embodiment, the tip shape of each salient pole portion has a T-shape, and an excitation winding member and a detection winding are provided around a support portion that supports the tip portion of each salient pole portion. Desirably, a member is provided.
図8は、実施形態1における突極部の形状を模式的に表した説明図である。図8は、環状の平板面に設けられる突極部2101の先端部の平面図を示すが、突極部2101〜21010の他の突極部や突極部2401〜24024の他の突極部の形状も図8と同様である。 FIG. 8 is an explanatory view schematically showing the shape of the salient pole part in the first embodiment. 8, the salient pole portions 210 1 provided in a flat surface of the annular shows a plan view of the tip portion, the salient pole portion 210 1-210 other of 10 salient poles and the salient pole portions 240 1 to 240 24 The shape of the other salient poles is the same as in FIG.
突極部2101は、先端部2121と、支持部2141とを有し、突極部2101の先端形状がT字型形状となるように形成されている。このような先端部2121及び支持部2141が、折り曲げ加工によって平板面に対して起こされる。平板面に対して起こされたとき、ロータ300と対向する先端部2121の面の幅(ロータ300の回転方向の幅)W1は、ロータ300と対向する支持部2141の面の幅(ロータ300の回転方向の幅)W2より大きい。図2に示す励磁用の巻線部材及び図3に示す検出用の巻線部材は、支持部2141の外側に巻回されるように設けられる。
The salient pole portion 210 1 has a tip end portion 212 1 and a support portion 214 1, and the tip end shape of the salient pole portion 210 1 is formed in a T shape. Such tip 212 1 and the support portion 214 1 is raised surface of the flat sheet by bending. When raised surface of the flat sheet, (the rotational direction of the width of the rotor 300)
同様に、例えば突極部2401は、先端部2421と、支持部2441とを有し(図示せず)、突極部2401の先端形状がT字型形状となるように形成されている。このような先端部2421及び支持部2441が、折り曲げ加工によって平板面に対して起こされる。平板面に対して起こされたとき、ロータ400と対向する先端部2421の面の幅(ロータ400の回転方向の幅)W3は、ロータ400と対向する支持部2441の面の幅(ロータ400の回転方向の幅)W4より大きい。図2に示す励磁用の巻線部材及び図4に示す検出用の巻線部材は、支持部2441の外側に巻回されるように設けられる。
Similarly, for example, the salient pole portion 240 1 has a tip portion 242 1 and a support portion 244 1 (not shown), and the tip shape of the salient pole portion 240 1 is formed in a T-shape. ing. Such tip 242 1 and the support portion 244 1 is raised surface of the flat sheet by bending. When raised surface of the flat sheet, (the rotational direction of the width of the rotor 400)
このように、巻線部材が設けられる突極部の先端形状をT字型形状とすることで、ロータ300、400のスラスト方向ずれに対して磁気効率の変動を低減できるようになる。これにより、巻線部材近傍の磁束変化の影響を低減し、ステータ200に対するロータ300、400の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。また、突極部の先端形状としてT字型形状を採用することで、突極部の数を増加させた場合でも巻線磁芯を通る磁束の減少を抑えることができるので、検出精度の低下を抑えることができるようになる。
Thus, by making the tip shape of the salient pole portion provided with the winding member a T-shaped shape, it is possible to reduce the variation in magnetic efficiency with respect to the thrust direction deviation of the
以上のように、実施形態1におけるレゾルバ100は、ステータ200、ロータ300、400及び巻線部材により構成されるため、特許文献1又は特許文献2のように多くの部品点数で複雑な構成のレゾルバを製造する場合に比べて、部品点数を大幅に削減でき、低コスト化と、信頼性の向上とを図ることができるようになる。
As described above, since the
また、薄型で偏平タイプのレゾルバでありながら、ロータ400を偏心ロータとすることで絶対角度を検出できるようになり、零点の位置を決定して、精度良く角度を検出できるようになる。
Moreover, although it is a thin and flat type resolver, the absolute angle can be detected by making the
更に、ステータ200の材質として、折り曲げ加工に対して加工精度や信頼性の高い安価な磁性材料を採用するようにしたので、レゾルバ100の低コスト化を実現できる。
Furthermore, as the material of the
図9は、実施形態1におけるステータ200の上面図を表す。図9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. 9 illustrates a top view of the
実施形態1におけるステータ200は、図9に示すように、折り曲げプレス加工によって突極部を平板面に対して起こすことで、ステータ200の内径側に突起P1が存在しない。即ち、折り曲げ加工後のステータ200の最小内径が、各突極部における内径d1である。より具体的には、ステータ200の内径のうち、各突極部における内径d1が、ステータ200の内径のうち隣接する2つの突極部間における内径d2より小さい。このように、ステータ200の内径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、内側に設けられる突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、レゾルバ100の変圧比を増大させることができるようになる。
As shown in FIG. 9, the
また実施形態1におけるステータ200は、図9に示すように、折り曲げプレス加工によって突極部を平板面に対して起こすことで、ステータ200の外径側に突起P2が存在しない。即ち、折り曲げ加工後のステータ200の最大外径が、各突極部における外径d10である。より具体的には、ステータ200の外径のうち、各突極部における外径d10が、ステータ200の外径のうち隣接する2つの突極部間における外径d11より大きい。このように、ステータ200の外径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、外径側に設けられる突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、レゾルバ100の変圧比を増大させることができるようになる。
Further, as shown in FIG. 9, the
以上のように、実施形態1によれば、検出精度を低下させることなく、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、変圧比を増大させることができるようになる。 As described above, according to the first embodiment, the cost can be reduced and the reliability can be improved and the transformation ratio can be increased without reducing the detection accuracy.
図10は、図9のA−B断面図を表す。 FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG.
磁性材料の平板からなるステータ200には、内径側に形成される磁気回路と外径側に形成される磁気回路とが互いに影響させないようにする磁気的干渉度低減手段500として、非磁性材料の例えばアルミニウムが形成されている。これにより、両磁気回路の磁気的な遮断を図る。これにより、1つの平板の内径側と外径側とで独立して互いに影響することなく回転角度を検出できるようになり、薄型で偏平型の複速式レゾルバを提供できるようになる。
The
次に、上記のような構成を有し、上記した効果を奏することができる実施形態1におけるレゾルバ100の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
図11は、実施形態1におけるレゾルバ100の製造方法の一例のフロー図を表す。例えば、レゾルバ100の製造装置が図11に示すフローに従って各工程の処理を実行する。
図12は、折り曲げプレス加工前の実施形態1におけるステータ200の斜視図を表す。図12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。
図13は、折り曲げプレス加工後の実施形態1におけるステータ200の斜視図を表す。図13において、図12と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図14は、巻線部材取り付け工程後の実施形態1におけるステータ200の斜視図を表す。図14において、図1又は図13と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図15は、実施形態1におけるロータ取り付け工程の説明図を表す。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing the
FIG. 12 is a perspective view of the
FIG. 13 is a perspective view of the
FIG. 14 is a perspective view of the
FIG. 15 is an explanatory diagram of a rotor attachment process in the first embodiment.
実施形態1におけるレゾルバ100は、まず、ステータ形状加工工程においてステータ200の形状を加工した(ステップS10)後に、折り曲げプレス加工工程(折り曲げ工程)において、平板状のステータ200の突極部を折り曲げて、複数の突極部が平板面に対して起こされる(ステップS12)。そして、巻線部材取り付け工程として、ステップS12で起こされた突極部2101〜21010、2401〜24024の各突極部を巻線磁芯として、各突極部の外側に巻線部材が設けられる(ステップS14)。
The
即ち、ステップS10のステータ形状加工工程では、ステップS12の折り曲げプレス加工を行うために、図12に示すように、プレス加工により、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cを材質とする環状の磁性材料からなる平板の内径側の縁部に突極部2101〜21010、外径側の縁部に突極部2401〜24024が設けられて、ステータ200の形状が形成される。なお、この平板には、その内径側の領域と外径側の領域とを分離するように円周方向に非磁性材からなる磁気的干渉度低減手段500が形成されている。ここで、図8で説明したように、突極部2101〜21010、2401〜24024の各突極部の先端形状がT字型形状を有するように、ステータ200が形成される。
That is, in the stator shape processing step of step S10, in order to perform the bending press processing of step S12, as shown in FIG. 12, by using press processing, SPCC that is ordinary steel or S10C that is carbon steel for mechanical structure is used as a material. edge salient pole portions 210 1 to 210 10 in the inner diameter side of the flat plate made of a magnetic material ring and the salient pole portions 240 1 to 240 24 to the edges of the outer diameter side is provided, the shape of the
そして、ステップS12では、図13に示すように、ステータ200は、折り曲げプレス加工により、ステップS10において形成された複数の突極部を起こすように加工される。この結果、突極部2101〜21010、2401〜24024は、ステータ200の平板面に対してほぼ垂直となるように起こされる。これにより、折り曲げ加工後のステータ200の最小内径が突極部2101〜21010の各突極部における内径となり、且つ折り曲げ加工後のステータ200の最大内径が突極部2401〜24024の各突極部における外径となるように、ステータ200が形成される。なお、図13では、突極部2101〜21010が平板面に対して起こされる方向が、突極部2401〜24024平板面に対して起こされる方向と同じであるが、これらの方向が互いに反対方向であってもよい。
In step S12, as shown in FIG. 13, the
ステップS14では、図14に示すように、ステップS12において起こされた突極部のそれぞれに、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられる。励磁用の巻線部材は、図2に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられ、検出用の巻線部材は、図3及び図4に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられる。 In step S14, as shown in FIG. 14, each of the salient poles raised in step S12 is provided with an exciting winding member and a detection winding around the support part that supports the tip of each salient pole part. A wire member is provided. The exciting winding member is attached to each salient pole portion so as to be in the winding direction shown in FIG. 2, and the detecting winding member is arranged in each winding direction as shown in FIGS. It is attached to the salient pole part.
次に、別工程で、図15に示すロータ300、400がプレス加工により形成される。実施形態1では、ロータ300は、環状の平板であるが、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の1周につき、平面視において外径側の外形輪郭線が6周期で変化する形状を有している。また、実施形態1では、ロータ400は、偏心ロータである。
Next, in a separate process, the
そして、ロータ取り付け工程として、図15に示すような形状を有するロータ300が、ステータ200に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面とロータ300の外周側(外径側)の面とが対向するように設けられ、ロータ400が、ステータ200に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面とロータ400の内周側(内径側)の面とが対向するように設けられる(ステップS16)。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ300は、ロータ300の回転軸回りの回転によりロータ300の外側とステータ200の突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ200に対して回転可能に設けられる。また、ロータ取り付け工程において、ロータ400は、ロータ400の回転軸回りの回転によりロータ400の内側とステータ200の突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ200に対して回転可能に設けられる。以上のように、図1に示すような実施形態1におけるレゾルバ100が製造される。
Then, as the rotor mounting step, the
以上説明したように、実施形態1によれば、検出精度を低下させることなく、簡素な方法で、部品点数が少ないレゾルバ100を低コストで製造できるようになる。また、ロータ400とステータ200の突極部2401〜24024によって形成される磁気回路によって絶対角度を検出でき、ロータ300とステータ200の突極部2101〜21010によって形成される磁気回路によって精度良く角度を検出できるようになる。従って、レゾルバ100を取り付け後の微調整(零点位置を決定するための微調整)が不要となり、低コストでレゾルバ100を取り付けることができるようになる。しかも、内側よりも外側に位置する多くの突極部を用いて絶対角度を検出できるので、内側で絶対角度を検出する場合に比べて検出精度を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施形態1では、上記の実施形態1におけるレゾルバ100からの2組の2相の検出信号に基づいて、回転角度に対応した出力データを出力することができる。
In the first embodiment, output data corresponding to the rotation angle can be output based on the two sets of two-phase detection signals from the
図16は、実施形態1における角度検出システムの構成例の機能ブロック図を表す。 FIG. 16 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the angle detection system according to the first embodiment.
実施形態1における角度検出システム700は、上記のレゾルバ100と、レゾルバ処理部600とを含む。レゾルバ処理部600は、励磁信号生成部610と、零点検出部620と、相対角度検出部630と、角度処理部640とを含む。
The
励磁信号生成部610は、レゾルバ100のロータ300により構成される内側のレゾルバの巻線R1i、R2i(図2参照)間の励磁信号を生成すると共に、レゾルバ100のロータ400により構成される外側のレゾルバの巻線R1o、R2o間の励磁信号を生成する。巻線R1i、R2i間の励磁信号と、巻線R1o、R2o間の励磁信号とは、互いに非同期の信号であってもよい。
The
零点検出部620は、レゾルバ100の外側のレゾルバの巻線S1o、S2o、S3o、S4o(図4参照)からの検出信号に基づいて絶対角度を検出し、該絶対角度を零点位置として決定する。零点検出部620は、図6に示すように、巻線S1o、S3o間の検出信号Esoと、巻線S2o、S4o間の検出信号Ecoにより、絶対角度を検出する。
The zero
相対角度検出部630は、レゾルバ100の内側のレゾルバの巻線S1i、S2i、S3i、S4i(図3参照)からの検出信号に基づいて相対角度を検出する。相対角度検出部630は、図6に示すように、巻線S1i、S3i間の検出信号Esiと、巻線S2i、S4i間の検出信号Eciにより、相対角度を検出する。
The
角度処理部640は、零点検出部620によって検出された零点位置と、相対角度検出部630によって検出された相対角度とに基づいて、検出角度を算出し、該検出角度に基づいて所与の処理を行うことができる。これにより、レゾルバ処理部600は、レゾルバ100のロータの回転によって変化する検出信号に基づいて高精度に検出された角度に基づいて所与の制御処理を行うことができる。このような角度検出システム700による処理後の出力データに対応した処理を実行することで、ステータに対するロータの回転角度に応じた処理を実現できる。
The
なお、図16では、レゾルバ処理部600がレゾルバ100とは独立に設けられていたが、レゾルバ100がレゾルバ処理部600のブロックの一部又は全部を内蔵するようにしてもよい。
In FIG. 16, the
〔実施形態2〕
実施形態1におけるレゾルバ100では、ステータ200に設けられた突極部の先端形状がT字型形状を有してい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。ステータの突極部がいわゆるI字型形状を有していてもよい。
[Embodiment 2]
In the
図17は、本発明に係る実施形態2におけるステータの構成例の斜視図を表す。図17において、図14と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。 FIG. 17 is a perspective view of a configuration example of a stator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same parts as those in FIG.
実施形態2におけるステータ800は、磁性材料である環状の平板の内周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた10個の突極部8101〜81010(第1の突極部群)と、該平板の外周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた24個の突極部8401〜84024(第2の突極部群)とを有する。突極部8101〜81010は、環状の平板の内側の縁部に形成され、ロータ300と対向する各突極部の内周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。突極部8401〜84024は、環状の平板の外側の縁部に形成され、ロータ400と対向する各突極部の外周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。そして、突極部8101〜81010、8401〜84024の各突極部は、いわゆるI字型形状を有し、突極部の先端部の幅と、該突極部の支持部の幅とがほぼ等しい。
The
なお、図17においても、ステータ800の内径側に、突極部間に突起が形成されておらず、折り曲げ加工後のステータ800の最小内径が、突極部8101〜81010の各突極部における内径となるように形成される。また、ステータ800の外径側に、突極部間に突起が形成されておらず、折り曲げ加工後のステータ800の最大外径が、突極部8401〜84024の各突極部における外径となるように形成される。
Also in FIG. 17, no protrusion is formed between the salient pole portions on the inner diameter side of the
図18は、実施形態2におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図18において、配線の図示を省略している。なお、図18において、図1又は図17と同一の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。 FIG. 18 is a perspective view of a configuration example of a resolver according to the second embodiment. In FIG. 18, illustration of wiring is omitted. In FIG. 18, the same parts as those in FIG. 1 or FIG.
実施形態2におけるレゾルバ900は、内側に備えられた、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置と、外側に備えられた、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とが一体化された構成を有している。アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置では、環状のロータ300の外周側において環状のステータ800の突極部8101〜81010との間で磁路が形成され、且つステータ800の突極部8101〜81010の内周側の面(内周面)がロータ300の外周側の面(外周面)と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータ800に設けられた検出巻線からの信号が変化する。また、インナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置では、環状のロータ400の内周側において環状のステータ800の突極部8401〜84024との間で磁路が形成され、且つステータ800の突極部8401〜84024の外周側の面がロータ400の内周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータ800に設けられた検出巻線からの信号が変化する。なお、アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置とインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とは、互いに磁気的に完全に遮断されているか、又は互いに磁気的な影響を無視できる状態となっている。
In the
実施形態2におけるレゾルバ900が実施形態1におけるレゾルバ100と異なる点は、ステータの突極部の先端形状がI字型形状を有している点である。実施形態2におけるレゾルバ900の製造工程において、ステータ800の突極部の先端形状がI字型形状である点を除けば、図11と同様の手順である。
The
このような実施形態2によれば、実施形態1のステータを加工するよりも加工工程を簡素化でき、実施形態1と同様に、部品点数を削減しながら、低コスト化及び信頼性の向上を図ることができるようになる。また、この実施形態2によれば、巻線磁芯を通る磁束を増加させることができるので、突極部の数が少ない場合には、検出精度をより一層向上させることができる。 According to the second embodiment as described above, the machining process can be simplified as compared with the case of processing the stator of the first embodiment, and as in the first embodiment, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced and the reliability can be improved. It becomes possible to plan. Further, according to the second embodiment, since the magnetic flux passing through the winding core can be increased, the detection accuracy can be further improved when the number of salient pole portions is small.
なお、図16に示す角度検出システム700において、レゾルバ100に代えて実施形態2におけるレゾルバ900を適用することができる。実施形態2では、突極部8101〜81010及び突極部8401〜84024の先端形状がI字型形状であるものとして説明したが、突極部8101〜81010及び突極部8401〜84024の一方の突極部群を構成する各突極部の先端形状が、T字型形状であってもよい。
In the
〔実施形態3〕
実施形態1におけるレゾルバ100では、ステータ200に設けられた突極部を巻線磁芯として、巻線部材としてのコイル巻線を設ける例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステータの内側の突極部に設けられる巻線部材及び該ステータの外側の突極部に設けられる巻線部材の少なくとも一方は、例えば各層にコイル部が形成された多層基板により実現されてもよい。
[Embodiment 3]
In the
図19は、実施形態3におけるレゾルバの説明図を表す。図19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。図19では、ステータの内側及び外側の突極部に設けられる巻線部材が、各層にコイル部が形成された多層基板により実現された例を表している。 FIG. 19 is an explanatory diagram of a resolver according to the third embodiment. 19, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. FIG. 19 shows an example in which the winding members provided on the salient pole portions on the inner side and the outer side of the stator are realized by a multilayer substrate in which a coil portion is formed on each layer.
実施形態3におけるレゾルバ1000では、図19に示すように、図11のステップS14の巻線部材取り付け工程において、ステータ1100の突極部2101〜21010の各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材として、多層基板1110が取り付けられる。多層基板1110は、各層に、ステータ1100の突極部2101〜21010の各突極部の励磁用のコイル部及び検出用のコイル部として機能する渦巻き状の導電層が設けられた絶縁基板を積層させたものである。そして、各層のコイル部が、各層の絶縁基板に設けられたスルーホールを介して電気的に接続されるようになっている。このような多層基板1110には、ステータ1100に設けられた突極部2101〜21010がそれぞれ通る貫通孔が設けられる。各突極部を貫通孔に通すことで、図19に示すように、各突極部の外側に励磁用のコイル部及び検出用のコイル部が巻回されるように設けられる。
In the
また、図19に示すように、図11のステップS14の巻線部材取り付け工程において、ステータ1100の突極部2401〜24024の各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材として、多層基板1120が取り付けられる。多層基板1120は、各層に、ステータ1100の突極部2401〜24024の各突極部の励磁用のコイル部及び検出用のコイル部として機能する渦巻き状の導電層が設けられた絶縁基板を積層させたものである。そして、各層のコイル部が、各層の絶縁基板に設けられたスルーホールを介して電気的に接続されるようになっている。このような多層基板1120には、ステータ1100に設けられた突極部2401〜24024がそれぞれ通る貫通孔が設けられる。各突極部を貫通孔に通すことで、図19に示すように、各突極部の外側に励磁用のコイル部及び検出用のコイル部が巻回されるように設けられる。
Further, as shown in FIG. 19, the winding in winding member mounting step in step S14 of FIG. 11, wound around the outside of the support portion of each salient pole portion of the salient pole portions 240 1 to 240 24 of the stator 1100
その後、図7のステップS16において、図19に示すロータ300、400を図19のステータ1100に取り付けることで、実施形態3におけるレゾルバ1000を製造できる。
Thereafter, in step S16 of FIG. 7, the
即ち、実施形態3におけるレゾルバ1000が実施形態1におけるレゾルバ100と異なる点は、ステータの突極部の各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材がコイル巻線ではなく多層基板である点である。
That is, the
実施形態3によれば、実施形態1の効果に加えて、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材を規格通りに精度良く形成できるようになり、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材のコンダクタンスのばらつきを極めて小さくして、検出精度を高めることができるようになる。また、励磁用の巻線数や検出用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 third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the exciting winding member and the detecting winding member can be accurately formed according to the standard, and the exciting winding member and the detecting winding member can be formed. The variation in conductance of the winding members can be made extremely small, and the detection accuracy can be increased. Further, the number of exciting windings and the number of detecting windings can be adjusted by the number of substrates to be stacked, and the winding ratio can be easily adjusted.
なお、図16に示す角度検出システム700において、レゾルバ100に代えて実施形態3におけるレゾルバ1000を適用することができる。
In the
〔実施形態4〕
実施形態1におけるレゾルバ100では、ステータ200の内径側と外径側とを分離する磁気的干渉度低減手段500として非磁性材を平板の円周方向に設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態4におけるレゾルバでは、磁気的干渉度低減手段として、環状の平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部を採用している。
[Embodiment 4]
In the
図20は、本発明に係る実施形態4におけるレゾルバ1200の構成例の斜視図を表す。図20において、配線の図示を省略している。なお、図20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. 20 is a perspective view of a configuration example of the
実施形態4におけるレゾルバ1200は、内側に備えられた、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置と、外側に備えられた、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とが一体化された構成を有している。ここで、アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置では、環状のロータの外周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の内周側の面(内周面)がロータの外周側の面(外周面)と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。また、インナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置では、環状のロータの内周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の外周側の面がロータの内周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。
In the
アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置とインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とは、互いに磁気的な影響を無視できる状態となっている。 The angle detection device of the outer stator type / inner rotor type and the angle detection device of the inner stator type / outer rotor type are in a state where the magnetic influence can be ignored.
実施形態4におけるレゾルバ1200は、ステータ1300と、第1及び第2のロータ300、400とを含む。ステータ1300は、磁性材料からなる環状の平板の内周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた10個の突極部2101〜21010と、該平板の外周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた24個の突極部2401〜24024とを有する。突極部2101〜21010は、環状の平板の内側の縁部に形成され、ロータ300と対向する各突極部の内周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。突極部2401〜24024は、環状の平板の外側の縁部に形成され、ロータ400と対向する各突極部の外周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。
A
突極部2101〜21010、2401〜24024のそれぞれには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2201〜22010、2501〜25024のそれぞれが設けられる。 Each salient pole portion 210 1-210 10, 240 1 to 240 24, which works as the winding magnetic core, each winding member 220 220 1 -220 10, 250 1 to 250 24 for excitation and detection are provided .
ステータ1300が有する突極部2101〜21010、2401〜24024は、予め平板に形成された後に、折り曲げプレス加工により、平板面に対してほぼ垂直となるように起こされている。実施形態4では、実施形態1の磁気的干渉度低減手段500の機能が、平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部により実現されている。これにより、実施形態1の効果に加えて、磁気的干渉度低減手段を、簡素なプレス加工で実現でき、より一層の低コスト化を図ることができるようになる。
Salient pole portions 210 1 to 210 10, 240 1 to 240 24
このような実施形態4におけるレゾルバ1200は、実施形態1と同様に図11に示す手順で製造することができる。
The
図21は、折り曲げプレス加工前の実施形態4におけるステータ1300の斜視図を表す。図21において、図20と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図22は、折り曲げプレス加工後の実施形態4におけるステータ1300の斜視図を表す。図22において、図21と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図23は、巻線部材取り付け工程後の実施形態4におけるステータ1300の斜視図を表す。図23において、図20又は図21と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図24は、実施形態4におけるロータ取り付け工程の説明図を表す。
FIG. 21 is a perspective view of the
FIG. 22 is a perspective view of the
FIG. 23 shows a perspective view of the
FIG. 24 is an explanatory diagram of a rotor attachment process in the fourth embodiment.
実施形態4におけるレゾルバ1200は、まず、ステータ形状加工工程においてステータ1300の形状を加工した(ステップS10)後に、折り曲げプレス加工工程(折り曲げ工程)において、平板状のステータ1300の突極部2101〜21010、2401〜24024を折り曲げて、複数の突極部が平板面に対して起こされる(ステップS12)。ステップS10では、既に、平板の内周側と外周側とを分離するように、その円周方向にローブ形状の中空部13101〜131010が形成されている。そして、巻線部材取り付け工程として、ステップS12で起こされた突極部2101〜21010、2401〜24024の各突極部を巻線磁芯として、各突極部の外側に巻線部材が設けられる(ステップS14)。
The
即ち、ステップS10のステータ形状加工工程では、ステップS12の折り曲げプレス加工を行うために、図21に示すように、プレス加工により、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cを材質とする環状の磁性材料からなる平板の内径側及び外径側の縁部に突極部2101〜21010、2401〜24024及び中空部13101〜131010が形成されて、ステータ1300の形状が形成される。このとき、図8で説明したように、突極部2101〜21010、2401〜24024の各突極部の先端形状がT字型形状を有するように、ステータ1300が形成される。
That is, in the stator shape processing step of step S10, in order to perform the bending press processing of step S12, as shown in FIG. 21, by pressing, SPCC that is ordinary steel or S10C that is carbon steel for mechanical structure is used as a material. salient pole portions 210 1 to 210 10 to the edge of the inner diameter side and outer diameter side of the flat plate made of an annular magnetic material 240 1-240 24 and the hollow portion 1310 1-1310 10 is formed, the shape of the
そして、ステップS12では、図22に示すように、折り曲げプレス加工により、ステップS10において形成された複数の突極部を起こすように加工される。この結果、突極部2101〜21010、2401〜24024は、ステータ1300の平板面に対してほぼ垂直となるように起こされる。これにより、折り曲げ加工後のステータ1300の最小内径が突極部2101〜21010の各突極部における外径となり、折り曲げ加工後のステータ1300の最大外径が突極部2401〜24024の各突極部における内径となるように、ステータ1300が形成される。
And in step S12, as shown in FIG. 22, it processes so that the several salient pole part formed in step S10 may be raised by bending press processing. As a result, the salient pole portions 210 1 to 210 10 and 240 1 to 240 24 are raised so as to be substantially perpendicular to the flat plate surface of the
ステップS14では、図23に示すように、ステップS12において起こされた突極部のそれぞれに、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられる。励磁用の巻線部材は、図2に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられ、検出用の巻線部材は、図3及図4に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられる。 In step S14, as shown in FIG. 23, on each of the salient pole portions raised in step S12, a winding member for excitation and a winding for detection are provided around the support portion supporting the tip of each salient pole portion. A wire member is provided. The exciting winding member is attached to each salient pole portion so as to be in the winding direction shown in FIG. 2, and the detecting winding member is arranged in each winding direction as shown in FIGS. It is attached to the salient pole part.
次に、別工程で、図24に示すロータ300、400がプレス加工により形成される。実施形態4では、ロータ300は、環状の平板であるが、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の1周につき、平面視において外径側の外形輪郭線が6周期で変化する形状を有している。ロータ400は、偏心ロータである。そして、ロータ取り付け工程として、図24に示すような形状を有するロータ300が、ステータ1300に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面とロータ300の外周側の面とが対向するように設けられる(ステップS16)。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ300は、ロータ300の回転軸回りの回転によりロータ300の外側とステータ1300の突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ1300に対して回転可能に設けられる。
Next, in a separate process, the
また、ロータ取り付け工程として、図24に示すような形状を有するロータ400が、ステータ1300に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面とロータ400の内周側の面とが対向するように設けられる(ステップS16)。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ400は、ロータ400の回転軸回りの回転によりロータ400の内側とステータ1300の突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ1300に対して回転可能に設けられる。
Further, as the rotor mounting step, the
以上のように、図20に示すような実施形態4におけるレゾルバ1200が製造される。
As described above, the
以上説明したように、実施形態4によれば、検出精度を低下させることなく、より一層低コスト且つ簡素な方法で、部品点数が少ないレゾルバ1200を低コストで製造できるようになる。このような実施形態4においても、実施形態1と同様に、レゾルバ1200からの2組の2相の検出信号に基づいて、高精度に角度に対応した出力データを出力することができる。実施形態4におけるレゾルバ1200が適用された角度検出システムは、図12と同様であるため、図示及び説明を省略する。
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to manufacture the
〔実施形態5〕
実施形態4におけるレゾルバを構成するステータでは、平板の内周側と外周側とを分離するように円周方向に1列の複数のローブ形状の中空部を形成していたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態5におけるレゾルバを構成するステータでは、平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に2列(広義には複数列)の複数のローブ形状の中空部を形成している。
[Embodiment 5]
In the stator constituting the resolver in the fourth embodiment, a plurality of lobe-shaped hollow portions in a row are formed in the circumferential direction so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate. It is not limited to. In the stator constituting the resolver according to the fifth embodiment of the present invention, a plurality of lobe shapes in two rows (a plurality of rows in a broad sense) in the circumferential direction of the flat plate so as to separate the inner peripheral side and the outer peripheral side of the flat plate The hollow part is formed.
図25は、折り曲げプレス加工前の実施形態5におけるステータ1400の斜視図を表す。図25において、図21と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 25 is a perspective view of the
ステップS10のステータ形状加工工程では、ステップS12の折り曲げプレス加工を行うために、図25に示すように、プレス加工により、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cを材質とする環状の磁性材料からなる平板の内径側及び外径側の縁部に突極部2101〜21010、2401〜24024及び中空部14101〜141010、14201〜142010が形成されて、ステータ1400の形状が形成される。即ち、環状の平板の円周方向に2列に複数の中空部が形成されている。
In the stator shape processing step of step S10, in order to perform the bending press processing of step S12, as shown in FIG. 25, an annular made of SPCC, which is ordinary steel, or S10C, which is carbon steel for mechanical structure, is formed by press processing. Salient pole portions 210 1 to 210 10 , 240 1 to 240 24 and hollow portions 1410 1 to 1410 10 , 1420 1 to 1420 10 are formed on the inner diameter side and outer diameter side edges of the flat plate made of the above magnetic material, The shape of the
ここで、ステータ1400の平板内においてその内周側と外周側とを最短距離で結ぶ直線が、中空部14101〜141010、14201〜142010の少なくとも1つを通るように、中空部14101〜141010、14201〜142010が設けられていることが望ましい。こうすることで、内周側と外周側との間の磁気的干渉度を、より一層確実に低減させることができる。
Here, so as to pass the straight line connecting the inner circumferential side and the outer peripheral side in a
このようなステータ1400を用いることで、実施形態4と同様にレゾルバを製造することができる。実施形態5におけるステータ1400によれば、実施形態4に比べて、平板の外周側に形成される磁気回路と、該平板の内遊側に形成される磁気回路との影響をより一層低減させることができるようになる。これにより、実施形態4に比べて、より精度良く角度を検出できるようになる。
By using such a
〔実施形態6〕
実施形態4では、外側のロータ400の軸倍角が「1」、内側のロータ300の軸倍角が「6」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。本発明に係る実施形態6では、外側のロータの軸倍角が「6」、内側のロータの軸倍角が「1」である。
[Embodiment 6]
In the fourth embodiment, the axial multiplier of the
図26は、本発明に係る実施形態6におけるレゾルバ1500の構成例の斜視図を表す。図26において、配線の図示を省略している。なお、図26において、図20と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 26 is a perspective view of a configuration example of the
実施形態6におけるレゾルバ1500は、内側に備えられた、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置と、外側に備えられた、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とが一体化された構成を有している。アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置では、環状のロータの外周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の内周側の面(内周面)がロータの外周側の面(外周面)と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。また、インナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置では、環状のロータの内周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の外周側の面がロータの内周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。
In the
アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置とインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とは、互いに磁気的な影響を無視できる状態となっている。 The angle detection device of the outer stator type / inner rotor type and the angle detection device of the inner stator type / outer rotor type are in a state where the magnetic influence can be ignored.
実施形態6におけるレゾルバ1500は、ステータ1300と、第1及び第2のロータ1600、1700とを含む。ステータ1300は、磁性材料からなる環状の平板の内周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた10個の突極部2101〜21010と、該平板の外周側に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた24個の突極部2401〜24024を有する。突極部2101〜21010は、環状の平板の内側の縁部に形成され、ロータ1600と対向する各突極部の内周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。突極部2401〜24024は、環状の平板の外側の縁部に形成され、ロータ1700と対向する各突極部の外周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。
The
突極部2101〜21010、2401〜24024のそれぞれには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材2201〜22010、2501〜25024のそれぞれが設けられる。 Each salient pole portion 210 1-210 10, 240 1 to 240 24, which works as the winding magnetic core, each winding member 220 220 1 -220 10, 250 1 to 250 24 for excitation and detection are provided .
ステータ1300が有する突極部2101〜21010、2401〜24024は、予め平板に形成された後に、折り曲げプレス加工により、平板面に対してほぼ垂直となるように起こされている。
Salient pole portions 210 1 to 210 10, 240 1 to 240 24
ロータ1600は、磁性材料からなり、ステータ1300に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ1600は、ロータ1600の回転軸回りの回転によりステータ1300の突極部2101〜21010の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ1300に対して回転可能に設けられる。実施形態6では、ロータ1600の軸倍角が「1」であるものとする。即ち、ロータ1600は、偏心ロータである。
The
ロータ1700は、磁性材料からなり、ステータ1300に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ1700は、ロータ1700の回転軸回りの回転によりステータ1300の突極部2401〜24024の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ1300に対して回転可能に設けられる。実施形態6では、ロータ1700の軸倍角が「6」であるものとする。即ち、上面視において、ロータ1700の内周側の外形輪郭線の径が6周期で変化する。
The
このような実施形態6におけるレゾルバ1500は、実施形態4と同様に図11に示す手順で製造することができる。
Such a
実施形態6では、レゾルバ1500からの2組の2相の検出信号に基づいて、回転角度に対応した出力データを出力することができる。
In the sixth embodiment, output data corresponding to the rotation angle can be output based on two sets of two-phase detection signals from the
図27は、実施形態6における角度検出システムの構成例の機能ブロック図を表す。 FIG. 27 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the angle detection system according to the sixth embodiment.
実施形態6における角度検出システム1800が、図16に示す実施形態1における角度検出システム700と異なる点は、零点検出部620が巻線S1i、S3i間の検出信号、巻線S2i、S4i間の検出信号に基づいて絶対角度を検出し、相対角度検出部630が巻線S1o、S3o間の検出信号、巻線S2o、S4o間の検出信号に基づいて相対角度を検出する点である。
The
以上のような角度検出システム1800からの出力データに対応した処理を実行することで、ステータに対するロータの回転角度に応じた処理を実現できるようになる。
By executing the processing corresponding to the output data from the
なお、図27では、レゾルバ処理部600がレゾルバ1500とは独立に設けられていたが、レゾルバ1500がレゾルバ処理部600のブロックの一部又は全部を内蔵するようにしてもよい。
In FIG. 27, the
〔実施形態7〕
実施形態6におけるレゾルバ1500では、ステータ1300に設けられた突極部の先端形状がT字型形状を有してい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。ステータの突極部がいわゆるI字型形状を有していてもよい。
[Embodiment 7]
In the
図28は、実施形態7におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図28において、配線の図示を省略している。なお、図28において、図18又は図26と同一の部分には同符号を付し、適宜説明を省略する。 FIG. 28 is a perspective view of a configuration example of a resolver in the seventh embodiment. In FIG. 28, illustration of wiring is omitted. In FIG. 28, the same parts as those in FIG. 18 or FIG.
実施形態7におけるレゾルバ1900は、内側に備えられた、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置と、外側に備えられた、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とが一体化された構成を有している。アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置では、環状のロータ1600の外周側において環状のステータ2000の突極部8101〜81010との間で磁路が形成され、且つステータ2000の突極部8101〜81010の内周側の面(内周面)がロータ1600の外周側の面(外周面)と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータ2000に設けられた検出巻線からの信号が変化する。また、インナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置では、環状のロータ1700の内周側において環状のステータ2000の突極部8401〜84024との間で磁路が形成され、且つステータ2000の突極部8401〜84024の外周側の面がロータ1700の内周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータ2000に設けられた検出巻線からの信号が変化する。なお、アウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置とインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置とは、複数の中空部によって、互いに磁気的に完全に遮断されているか、又は互いに磁気的な影響を無視できる状態となっている。
In the
実施形態7におけるレゾルバ1900が実施形態6におけるレゾルバ1500と異なる点は、ステータの突極部の先端形状がI字型形状を有している点である。実施形態7におけるレゾルバ1900の製造工程において、ステータ2000の突極部の先端形状がI字型形状である点を除けば、図11と同様の手順である。
The
このような実施形態7によれば、実施形態6のステータを加工するよりも、加工工程を簡素化でき、実施形態6と同様に、部品点数を削減しながら、低コスト化及び信頼性の向上を図ることができるようになる。また、この実施形態7によれば、巻線磁芯を通る磁束を増加させることができるので、突極部の数が少ない場合には、検出精度をより一層向上させることができる。 According to the seventh embodiment, the machining process can be simplified as compared with the case of processing the stator of the sixth embodiment, and as in the sixth embodiment, the number of parts is reduced and the cost is reduced and the reliability is improved. Can be planned. Further, according to the seventh embodiment, since the magnetic flux passing through the winding core can be increased, the detection accuracy can be further improved when the number of salient pole portions is small.
なお、図27に示す角度検出システム1800において、レゾルバ1500に代えて実施形態7におけるレゾルバ1900を適用することができる。実施形態7では、突極部8101〜81010及び突極部8401〜84024の先端形状がI字型形状であるものとして説明したが、突極部8101〜81010及び突極部8401〜84024の一方の突極部群を構成する各突極部の先端形状が、T字型形状であってもよい。
In the
以上、本発明に係る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 angle detection device concerning the present invention was explained based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to this, and can be implemented in the range which does not deviate from the gist, for example, The following modifications are possible.
(1)上記の各実施形態では、角度検出装置としてのレゾルバが、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。上記の各実施形態におけるレゾルバが、励磁信号が1相以外の相を有する信号であったり、検出信号が2相以外の相を有する信号であってもよい。 (1) In each of the above embodiments, the resolver as the angle detection device has been described as one-phase excitation two-phase output type, but the present invention is not limited to this. The resolver in each of the above embodiments may be a signal having an excitation signal having a phase other than one phase, or a detection signal having a phase other than two phases.
(2)上記の各実施形態では、磁性材料からなるステータの材質が普通鋼や機械構造用炭素鋼鋼材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。本発明に係るステータは、折り曲げプレス加工に対する信頼性を有している材質で形成されていればよい。 (2) In each of the above embodiments, the stator material made of a magnetic material has been described as being a normal steel or a carbon steel material for mechanical structure, but the present invention is not limited to this. The stator which concerns on this invention should just be formed with the material which has the reliability with respect to bending press work.
(3)上記の各実施形態では、軸倍角「1」のロータを偏心ロータで実現していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ロータの回転軸を偏心させることなく、環状の平板であるロータの形状が、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の1周につき、平面視において内径側又は外径側の外形輪郭線を1周期で変化する形状とするようにしてもよい。 (3) In each of the above embodiments, the rotor having the shaft angle multiplier “1” is realized by the eccentric rotor, but the present invention is not limited to this. For example, without making the rotation axis of the rotor eccentric, the shape of the rotor, which is an annular flat plate, can be set to the inner diameter side or the outer side in a plan view with respect to the circumference of a given radius. The outer contour line on the radial side may have a shape that changes in one cycle.
(4)上記の実施形態3で説明した巻線部材として多層基板を採用する態様は、実施形態3に限定されるものではなく、上記の他の実施形態の巻線部材に適用してもよい。
(4) The aspect which employ | adopts a multilayer substrate as a winding member demonstrated in said
(5)上記の実施形態4又は実施形態5で説明した1又は複数列の複数の中空部により磁気干渉度低減手段の機能を実現する態様は、実施形態4又は実施形態5に限定されるものではなく、上記の他の実施形態に適用してもよい。 (5) A mode in which the function of the magnetic interference reduction means is realized by one or a plurality of rows of hollow portions described in the fourth embodiment or the fifth embodiment is limited to the fourth embodiment or the fifth embodiment. Instead, it may be applied to the other embodiments described above.
(6)上記の各実施形態では、外側の突極部数を「24」、内側の突極部数を「10」として説明したが、本発明はこれらの突極部数に限定されるものではない。 (6) In each of the embodiments described above, the number of outer salient pole parts is “24” and the number of inner salient pole parts is “10”, but the present invention is not limited to these salient pole part numbers.
(7)上記の各実施形態では、軸倍角が「1」のロータと、軸倍角が「6」のロータとを用いた複速式レゾルバを例に説明したが、軸倍角が「1」、「6」以外の「2」、「3」、「4」、「5」、「7」、「8」、「10」、「12」であってもよい。また、軸倍角が「1」以外のロータを2種類組み合わせた複速式レゾルバであってもよい。 (7) In each of the above embodiments, a double-speed resolver using a rotor with a shaft angle multiplier of “1” and a rotor with a shaft angle multiplier of “6” has been described as an example. It may be “2”, “3”, “4”, “5”, “7”, “8”, “10”, “12” other than “6”. Further, it may be a double speed resolver in which two types of rotors having a shaft angle multiplier other than “1” are combined.
100,900,1000,1200,1500,1900…レゾルバ、
200,800,1100,1300,1400…ステータ、
300,400,1600,1700…ロータ、
2101〜21010,2401〜24024,8101〜81010,8401〜84024…突極部、
2121…先端部、 2141…支持部、
2201〜22010,2501〜25024…巻線部材、
500…磁気的干渉度低減手段、 600…レゾルバ処理部、
610…励磁信号生成部、 620…零点検出部、 630…相対角度検出部、
640…角度処理部、 700,1800…角度検出システム、
1110,1120…多層基板、
13101〜131010,14101〜141010,14201〜142010…中空部
100, 900, 1000, 1200, 1500, 1900 ... resolver,
200, 800, 1100, 1300, 1400 ... stator,
300, 400, 1600, 1700 ... rotor,
210 1 to 210 10 , 240 1 to 240 24 , 810 1 to 810 10 , 840 1 to 840 24 ... salient pole part,
212 1 ... tip portion, 214 1 ... support portion,
220 1 to 220 10 , 250 1 to 250 24 ... winding members,
500 ... Magnetic interference reduction means 600 ... Resolver processing unit,
610 ... excitation signal generation unit, 620 ... zero point detection unit, 630 ... relative angle detection unit,
640 ... Angle processing unit, 700, 1800 ... Angle detection system,
1110, 1120 ... multilayer substrate,
1310 1 to 1310 10 , 1410 1 to 1410 10 , 1420 1 to 1420 10 ... Hollow portion
Claims (13)
磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記第1の突極部群を構成する各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられた第1のロータと、
磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記第2の突極部群を構成する各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられた第2のロータとを含み、
前記ステータが、
前記第1の突極部群と前記第1のロータとにより形成される磁気回路と、前記第2の突極部群と前記第2のロータとにより形成される磁気回路との間の磁気的干渉度を低減する磁気的干渉度低減手段を含むことを特徴とする角度検出装置。 A first salient pole group formed on the inner peripheral side of an annular flat plate made of magnetic material and raised by bending, and a second salient pole group formed on the outer peripheral side of the flat plate and raised by bending A stator provided with a winding member for excitation and a winding member for detection, with each salient pole part constituting the first and second salient pole part groups as a winding core;
It is made of a magnetic material, and can rotate with respect to the stator so that the gap permeance between the salient pole portions constituting the first salient pole portion group and the inner peripheral surface changes by rotation around the rotation axis. A first rotor provided in
It is made of a magnetic material and is rotatable with respect to the stator so that the gap permeance between the salient pole portions constituting the second salient pole portion group and the outer peripheral surface changes by rotation around the rotation axis. A second rotor provided,
The stator is
Magnetic between a magnetic circuit formed by the first salient pole group and the first rotor, and a magnetic circuit formed by the second salient pole group and the second rotor An angle detection apparatus comprising a magnetic interference degree reducing means for reducing the interference degree.
前記磁気的干渉度低減手段が、
前記平板の内周側と外周側とを分離するように形成された非磁性材であることを特徴とする角度検出装置。 In claim 1,
The magnetic interference reduction means is
An angle detection device comprising a nonmagnetic material formed so as to separate an inner peripheral side and an outer peripheral side of the flat plate.
前記磁気的干渉度低減手段が、
前記平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部であることを特徴とする角度検出装置。 In claim 1,
The magnetic interference reduction means is
An angle detection device comprising a plurality of lobe-shaped hollow portions formed in a circumferential direction of the flat plate so as to separate an inner peripheral side and an outer peripheral side of the flat plate.
前記第1及び第2のロータの一方は、
軸倍角が「1」のロータであることを特徴とする角度検出装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
One of the first and second rotors is
An angle detection device characterized in that the rotor has a shaft angle multiplier of “1”.
前記第1及び第2の突極部群の少なくとも1つの突極部群を構成する各突極部の先端形状がT字型形状を有し、該各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられることを特徴とする角度検出装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The tip shape of each salient pole part constituting at least one salient pole part group of the first and second salient pole part groups has a T-shape, and support for supporting the tip part of each salient pole part An angle detection device comprising the winding member for excitation and the winding member for detection provided around a portion.
前記ステータの材質は、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cであることを特徴とする角度検出装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The stator is made of SPCC, which is ordinary steel, or S10C, which is carbon steel for mechanical structure.
前記ステータに対する前記第1及び第2のロータの一方の回転角に応じた前記巻線部材からの検出信号に基づいて零点を検出する零点検出部と、
前記ステータに対する前記第1及び第2のロータの他方の回転角に応じた前記巻線部材からの検出信号に基づいて相対角度を検出する相対角度検出部とを含むことを特徴とする角度検出装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
A zero point detection unit for detecting a zero point based on a detection signal from the winding member in accordance with one rotation angle of the first and second rotors with respect to the stator;
An angle detection device comprising: a relative angle detection unit configured to detect a relative angle based on a detection signal from the winding member corresponding to the other rotation angle of the first and second rotors with respect to the stator; .
前記第1及び第2の突極部群を構成する各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、
磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記第1の突極部群を構成する各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能な第1のロータと、磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記第2の突極部群を構成する各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能な第2のロータとを取り付けるロータ取り付け工程とを含み、
前記ステータが、
前記第1の突極部群と前記第1のロータとにより形成される磁気回路と、前記第2の突極部群と前記第2のロータとにより形成される磁気回路との間の磁気的干渉度を低減する磁気的干渉度低減手段を含むことを特徴とする角度検出装置の製造方法。 A first salient pole part group formed on the inner peripheral side of a stator made of an annular flat plate, which is a magnetic material, and a second salient pole part group formed on the outer peripheral side of the flat plate, with respect to the flat plate surface A bending process of bending to wake up,
A winding member in which each salient pole part constituting the first and second salient pole part groups is used as a winding magnetic core, and a winding member for excitation and a winding member for detection are wound around each salient pole part. Installation process;
It is made of a magnetic material and is rotatable with respect to the stator so that a gap permeance between each of the salient pole portions constituting the first salient pole portion group and a surface on the inner peripheral side is changed by rotation around the rotation axis. In the stator, the gap permeance between the first rotor and the outer surface of each salient pole part constituting the second salient pole part group is changed by rotation around the rotation axis made of a magnetic material. A rotor mounting step for mounting a second rotor rotatable relative to the rotor;
The stator is
Magnetic between a magnetic circuit formed by the first salient pole group and the first rotor, and a magnetic circuit formed by the second salient pole group and the second rotor A method of manufacturing an angle detection apparatus, comprising: a magnetic interference degree reducing means for reducing the interference degree.
前記磁気的干渉度低減手段が、
前記平板の内周側と外周側とを分離するように形成された非磁性材であることを特徴とする角度検出装置の製造方法。 In claim 8,
The magnetic interference reduction means is
A method of manufacturing an angle detection device, wherein the angle detection device is a nonmagnetic material formed so as to separate an inner peripheral side and an outer peripheral side of the flat plate.
前記磁気的干渉度低減手段が、
前記平板の内周側と外周側とを分離するように該平板の円周方向に形成された複数のローブ形状の中空部であることを特徴とする角度検出装置の製造方法。 In claim 8,
The magnetic interference reduction means is
A method of manufacturing an angle detection device, comprising: a plurality of lobe-shaped hollow portions formed in a circumferential direction of the flat plate so as to separate an inner peripheral side and an outer peripheral side of the flat plate.
前記第1及び第2のロータの一方は、
軸倍角が「1」のロータであることを特徴とする角度検出装置の製造方法。 In any one of Claims 8 thru | or 10.
One of the first and second rotors is
A method for manufacturing an angle detecting device, wherein the rotor has a shaft angle multiplier of “1”.
前記第1及び第2の突極部群の少なくとも1つの突極部群を構成する各突極部の先端形状がT字型形状を有し、該各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられることを特徴とする角度検出装置の製造方法。 In any of claims 8 to 11,
The tip shape of each salient pole part constituting at least one salient pole part group of the first and second salient pole part groups has a T-shape, and support for supporting the tip part of each salient pole part A method for manufacturing an angle detection device, wherein the winding member for excitation and the winding member for detection are provided around a portion.
前記ステータの材質は、普通鋼であるSPCC又は機械構造用炭素鋼であるS10Cであることを特徴とする角度検出装置の製造方法。 In any one of Claims 8 thru | or 12.
The method of manufacturing an angle detection device according to claim 1, wherein the stator is made of SPCC, which is plain steel, or S10C, which is carbon steel for mechanical structure.
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