JP2013113835A - 無線出力機能を備えたレゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ロータに設けたＲ／Ｄ変換器及び回転角度出力信号無線出力部を介し、回転トランスを用いることなく、かつ、クロストークのない回転角度出力信号を無線で外部に取り出すことができることを目的とする。
【解決手段】本発明による無線出力機能を備えたレゾルバは、ロータ(8)に設けられＲ／Ｄ変換器(12)と回転角度出力信号無線出力部(41)を有する信号処理部(40)を有し、前記ロータ巻線(7)から得られる回転角度出力信号(10)は、前記Ｒ／Ｄ変換器(12)でＲ／Ｄ変換された後、前記回転角度出力信号無線出力部(41)を介して外部に送信されるため、レゾルバの固定側における励磁信号(12a)と回転角度出力信号(10)とのクロストークを防止して回転角度出力信号(10)を出力することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線出力機能を備えたレゾルバに関し、特に、ロータに設けたＲ／Ｄ変換器及び回転角度出力信号無線出力部を介し、回転トランスを用いることなく、かつ、クロストークのない回転角度出力信号を無線で外部に取り出すことができるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のレゾルバとしては、例えば、非特許文献１に開示されているブラシ型レゾルバの構成を図４及び図５で挙げることができる。
すなわち、図４及び図５において符号１で示されるものは筒状をなすケースであり、このケース１の内壁１ａにはＲ／Ｄ変換器１２からの励磁信号１２ａが入力されるステータ巻線２を有する輪状ステータ３がステータ押え３ａを介して設けられている。

前記ケース１内には、その両端のベアリング押え４を有する軸受５を介して回転軸６が回転自在に設けられ、この回転軸６にはロータ巻線７を有するロータ８が回転軸６と共に回転するように構成されている。
前記回転軸６の端部には、摺動環９とブラシ(図示せず)が設けられ、前記ロータ巻線７で得られた回転角度出力信号１０は、前記摺動環９及びケース１の端子１１を介してＲ／Ｄ変換器１２に入力され、Ｒ／Ｄ変換されてデジタル回転角度出力信号１３として外部に出力されている。

次に、図６で示される構成は、例えば、特許文献１及び２に開示されている回転トランスを用いた回転トランス型レゾルバ２０であり、ケース１の内壁１ａにはレゾルバステータ巻線２を有する輪状ステータ３が設けられている。
前記ケース１の両端に設けられた一対の軸受５には、前記輪状ステータ３に対応するロータ８を備えた回転軸６が回転自在に設けられ、前記輪状ステータ３及びロータ８によって周知のレゾルバ部２１が構成されている。

前記輪状ステータ３にはレゾルバステータ巻線２が設けられ、前記ロータ８にはレゾルバロータ巻線７が設けられている。
前記レゾルバ部２１の隣接位置には、回転トランス２２が設けられており、この回転トランス２２は、前記ケース１側に設けられステータトランス巻線３０を有するステータトランス３１と、前記回転軸６の前記ステータトランス３１に対応する位置に設けられロータトランス巻線３２を有するロータトランス３３とによって構成されている。

前述の従来構成の回転トランス型レゾルバ２０において、図４と同様のＲ／Ｄ変換器１２から供給された励磁信号１２ａは、回転トランス２２のステータトランス３１からロータトランス３３のロータトランス巻線３２から図示しないリード線を介してレゾルバロータ巻線７側へ送られ、この励磁信号１２ａでレゾルバ部２１のレゾルバステータ巻線２を励磁することにより、回転角度θに依存する回転角度出力信号が前記レゾルバステータ巻線２から出力される。

特開２００３−７５１９７号公報 特開平８−１８９８０５号公報

１９６０年発行の「自動制御ＶｏＬ.７，Ｎｏ.２」の「レゾルバを用いたディジタルーアナログ変換器とその応用」

従来のレゾルバは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の図４及び図５のブラシ型レゾルバ１９の場合、ロータ８に設けられたロータ巻線７に対する給電又は角度信号の取り出しについては、摺動環９とブラシを用いて行うため、摺動環９とブラシの信頼性に課題が存在することもあり、かつ、軸方向長さを短縮することが困難であった。

また、前述の図６の回転トランス型レゾルバ２０の場合、回転トランス２２の形状自体が前述の摺動環９とブラシを用いた構成より大型となり小型化への障害となっていた。
また、回転トランス型レゾルバの固定子側に回転角度出力信号１０と励磁信号１２ａが存在するため、クロストークを生じ易く、回転角度出力信号１３の高精度化には不利であった。

本発明による無線出力機能を備えたレゾルバは、ケースの内壁に設けられ励磁信号を入力するためのステータ巻線を有する輪状ステータと、前記ケースに回転軸を介して回転自在に設けられ回転角度出力信号を出力するためのロータ巻線を有するロータと、よりなるレゾルバにおいて、前記ロータに設けられＲ／Ｄ変換器と回転角度出力信号無線出力部を有する信号処理部を有し、前記ロータ巻線から得られる回転角度出力信号は、前記Ｒ／Ｄ変換器でＲ／Ｄ変換された後、前記回転角度出力信号無線出力部を介して外部に無線送信されるようにした構成であり、また、前記Ｒ／Ｄ変換器及び回転角度出力信号無線出力部の電源は、前記回転角度出力信号を整流して得られる構成であり、また、前記信号処理部は、前記ロータの一端面に設けられている構成である。

本発明による無線出力機能を備えたレゾルバは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ケースの内壁に設けられ励磁信号を入力するためのステータ巻線を有する輪状ステータと、前記ケースに回転軸を介して回転自在に設けられ回転角度出力信号を出力するためのロータ巻線を有するロータと、よりなるレゾルバにおいて、前記ロータに設けられＲ／Ｄ変換器と回転角度出力信号無線出力部を有する信号処理部を有し、前記ロータ巻線から得られる回転角度出力信号は、前記Ｒ／Ｄ変換器でＲ／Ｄ変換された後、前記回転角度出力信号無線出力部を介して外部に無線送信されるように構成したことにより、ステータ側で励磁、ロータ側で回転角度出力信号と云う本来のレゾルバの形態を保った状態で、ロータ側に設けたレゾルバ信号無線出力部から回転角度出力信号を無線で外部に出力することができ、レゾルバの固定側における励磁信号と回転角度出力信号とのクロストークがなくなり、角度検出精度を向上させることができる。
また、回転トランスを使用しなくて済むため、軸方向長さを短縮させた薄形のブラシレスレゾルバを得ることができる。

本発明による無線出力機能を備えたレゾルバを示す概略構成図である。 図１の要部を示す斜視図である。 本発明による無線出力機能を備えたレゾルバを適用して構成した実機を示す一部切欠き状の斜視図である。 従来のブラシ型レゾルバを示す一部切欠き状の斜視図である。 図４の要部の断面図である。 従来の回転トランス型レゾルバを示す要部の断面図である。

本発明は、ロータに設けたＲ／Ｄ変換器及びレゾルバ信号無線出力部を介し、回転トランスを用いることなく回転角度出力信号を外部に取り出すことができるようにした無線出力機能を備えたレゾルバを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による無線出力機能を備えたレゾルバの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは、筒状をなすケースであり、このケース１の内壁１ａには、ステータ巻線２を有する輪状ステータ３が設けられている。

図３に示されるように、前記ケース１の両端にベアリング押え４を介して設けられた一対の軸受５には、ロータ巻線７を有するロータ８を備えた回転軸６が回転自在に設けられ、前記輪状ステータ３とロータ８とは互いに径方向に沿って対応して配設されている。
前記ロータ８の一端面８ａには、全体形状が円板状をなす信号処理部４０が設けられ、この信号処理部４０内には、Ｒ／Ｄ変換器１２及び回転角度出力信号無線出力部４１が内設されている。

前記信号処理部４０内の前記Ｒ／Ｄ変換器１２には、前記ロータ巻線７から得られたアナログ信号からなる二相の回転角度出力信号１０は、図２で示されるように、前記Ｒ／Ｄ変換器１２に入力され、このＲ／Ｄ変換器１２からＲ／Ｄ変換後に出力されたデジタル回転角度出力信号１３は、回転角度出力信号無線出力部４１を経て無線デジタル回転角度出力信号１０Ａとして外部機器に送信することができる。

尚、前述の信号処理部４０におけるＲ／Ｄ変換器１２及び回転角度出力信号無線出力部４１の各電源は、前記信号処理部４０に設けられた整流回路(図示せず)を用いて前記回転角度出力信号１０を整流して所定の電圧を取り出し、前述の各電源として用いることができる。

従って、前述の本発明による無線出力機能を備えたレゾルバは、図１と図２に示される概略構成の構造を実機のレゾルバとして構成すると、図３で示されるレゾルバの構造となる。
すなわち、図３で示される本発明の無線出力機能を備えたレゾルバ５０においては、前記ロータ８の一端面８ａに信号処理部４０が設けられているため、従来のブラシ及び回転トランス２２を用いた図４及び図６の構成に比較すると、レゾルバ自体の軸方向長さを従来よりも大幅に短縮することができる。

また、前述の無線出力機能を備えたレゾルバ５０においては、前記輪状ステータ３のステータ巻線２に励磁信号１２ａである（sin ωt）が供給された状態で前記ロータ８が回転すると、前記ロータ巻線７からは、回転角度（θ）に依存した二相の回転角度出力信号１０である（sinθ・sinωt,cosθ・sinωt)が出力され、この回転角度出力信号１０が前述のＲ／Ｄ変換器１２及び回転角度出力信号無線出力部４１を経て無線デジタル回転角度出力信号１０Ａとして前記デジタル回転角度出力信号１３を外部機器に無線で送信することができる。

本発明による無線出力機能を備えたレゾルバは、ロータに設けたＲ／Ｄ変換器及びレゾルバ信号無線出力部を介し、従来の回転トランスを用いないで、かつ、クロストークの発生のない回転角度出力信号を外部に取り出すことを目的とする。

１ ケース
１ａ 内壁
２ ステータ巻線
３ 輪状ステータ
４ ベアリング押え
５ 軸受
６ 回転軸
７ ロータ巻線
８ ロータ
８ａ 一端面
１０ 回転角度出力信号
１０Ａ 無線デジタル回転角度出力信号
１１ 端子
１２ Ｒ／Ｄ変換器
１３ デジタル回転角度出力信号
４０ 信号処理部
４１ 回転角度出力信号無線出力部
４２ アンテナ
５０ 無線出力機能を備えたレゾルバ

Claims (3)

1. ケース(1)の内壁(1a)に設けられ励磁信号(12a)を入力するためのステータ巻線(2)を有する輪状ステータ(3)と、前記ケース(1)に回転軸(6)を介して回転自在に設けられ回転角度出力信号(10)を出力するためのロータ巻線(7)を有するロータ(8)と、よりなるレゾルバにおいて、
   前記ロータ(8)に設けられＲ／Ｄ変換器(12)と回転角度出力信号無線出力部(41)を有する信号処理部(40)を有し、前記ロータ巻線(7)から得られる回転角度出力信号(10)は、前記Ｒ／Ｄ変換器(12)でＲ／Ｄ変換された後、前記回転角度出力信号無線出力部(41)を介して外部に無線送信されるように構成したことを特徴とする無線出力機能を備えたレゾルバ。
2. 前記Ｒ／Ｄ変換器(12)及び回転角度出力信号無線出力部(41)の電源は、前記回転角度出力信号(10)を整流して得られることを特徴とする請求項１記載の無線出力機能を備えたレゾルバ。
3. 前記信号処理部(40)は、前記ロータ(8)の一端面(8a)に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線出力機能を備えたレゾルバ。

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