JP2013219851A

JP2013219851A - セグメント型レゾルバ

Info

Publication number: JP2013219851A
Application number: JP2012085994A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sakai; 雅宏酒井; Yonezo Kubota; 米蔵久保田
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: JP5994063B2

Abstract

【課題】本発明は、四個のティースを互いに離間させた状態でセグメント保持体に並設し、各ティースのステータ巻線から回転角度信号を得ることにより、大型モータに対して着脱自在なレゾルバを得ることを目的とする。
【解決手段】本発明によるセグメント型レゾルバは、セグメント保持体(10)の内側に並設された少なくとも四個の第１〜第４ティース(2A〜2D)と、各ティース(2A〜2D)に設けられたステータ巻線(12)とよりなり、前記各ティース(2A〜2D)は、歯部(21)と、前記歯部(21)と一体に形成されたレゾルバステータ部(20)と、前記レゾルバステータ部(20)の両側に一体に設けられ前記歯部(21)の両端の近傍位置に延接された一対の舌片(22)とからなる構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、セグメント型レゾルバに関し、特に、四個のティースを互いに離間させた状態でセグメント保持体に並設し、各ティースのステータ巻線から出力される出力信号により回転角度信号を得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、特許文献１に示されている構成を挙げることができるが、図３で示されるようにレゾルバ１の輪状ステータ１Ａの内側には、複数の磁極歯２がその全周にわたり所定角度間隔で内方に向けて突出して形成されている。

前記輪状ステータ１Ａの両面には、一対の輪状絶縁カバー３,４が一体又は別体にて形成されている。
前記各磁極歯２の外面には、前記各輪状絶縁カバー３,４を介してステータ巻線(図示せず)が巻回されている。
従って、ステータ巻線の励磁巻線に励磁信号が印加された状態で、図示しないロータ(図示せず)が回転することにより、ロータと各磁極歯２とのギャップパーミアンスの変化により、出力巻線から二相の回転角度出力信号を得ることができるように構成されている。

米国特許第６，８３８，８０４号明細書

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、前述のレゾルバでは、隣り合うティース間で励磁コイルによる磁路を形成しているため、全ての磁路のバランスを合わせるためには、円周上に図３のように各ティースを３６０度配置する必要があった。
そのため、輪状ステータの円周上の一部分を切り出したいわゆるセグメント型のレゾルバを製作した場合には、各ティース毎の磁束数のバランスが悪化するため、高い精度の回転検出信号を得ることはできなかった。

また、近年、エコカーとしてモータを用いたハイブリッドカーが多く用いられているが、大型のハイブリッドカーの場合、モータの直径も大型化するため従来のレゾルバを用いると、このモータの直径に比較して大型化し、コスト面でも不利となる。
また、前述の輪状ステータを用いた全周にティースを有するレゾルバでは、例えば、車輌搭載後に不具合が発生した場合、車輌からレゾルバを取り外して交換する作業も、エンジンの周囲に一体状に取り付けられているため、その交換作業に要する労力も容易ではなく、交換コストも膨大なものとなる可能性があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、四個のティースを互いに離間させた状態でセグメント保持体に並設し、各ティースのステータ巻線から出力される出力信号により回転角度信号を得るようにしたセグメント型レゾルバを提供することを目的とする。

本発明によるセグメント型レゾルバは、長手形状のセグメント保持体と、前記セグメント保持体の内側に所定角度間隔で並設された少なくとも四個の第１〜第４ティースと、前記各ティースに巻回され励磁巻線及び出力巻線からなるステータ巻線と、前記各ティースの内側に回転自在に設けられたロータと、を備え、前記各ティースは、歯部と、前記歯部と一体に形成されたレゾルバステータ部と、前記レゾルバステータ部の両側に一体に設けられ前記歯部の両端の近傍位置に延設された一対の舌片と、からなる構成であり、また、前記セグメント保持体は、円弧状よりなる構成であり、また、前記セグメント保持体に設けられた前記第１〜第４ティースは、電気角で９０度毎に配設され、前記第１、第３ティースはＣｏｓ用、前記第２、第４ティースはＳｉｎ用であり、前記第１、第２ティースの出力巻線の巻線方向は正巻き、前記第３、第４ティースの出力巻線の巻線方向は前記正巻きに対して逆の逆巻きとした構成である。

本発明によるセグメント型レゾルバは、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、長手形状のセグメント保持体と、前記セグメント保持体の内側に所定角度間隔で並設された少なくとも四個の第１〜第４ティースと、前記各ティースに巻回され励磁巻線及び出力巻線からなるステータ巻線と、前記各ティースの内側に回転自在に設けられたロータと、を備え、前記各ティースは、歯部と、前記歯部と一体に形成されたレゾルバステータ部と、前記レゾルバステータ部の両側に一体に設けられ前記歯部の両端の近傍位置に延設された一対の舌片と、からなることにより、簡単な構成で大型モータの回転角度検出を行い、かつ、低コストで取り換え可能なセグメント型レゾルバを得ることができる。
また、前記セグメント保持体は、円弧状よりなることにより、各ティースの向きをロータの中心に向けて容易に配置することができる。
また、前記セグメント保持体に設けられた前記第１〜第４ティースは、電気角で９０度毎に配設され、前記第１、第３ティースはＣｏｓ用、前記第２、第４ティースはＳｉｎ用であり、前記第１、第２ティースの出力巻線の巻線方向は正巻き、前記第３、第４ティースの出力巻線の巻線方向は前記正巻きに対して逆の逆巻きであることにより、Ｃｏｓ同志、Ｓｉｎ同志の出力コイルを互いに直列接続することにより、Ｓｉｎ，Ｃｏｓの二相回転角度検出信号を出力することができる。

本発明によるセグメント型レゾルバを示す平面構成図である。図１のティースの磁束の流れを示す拡大平面構成図である。従来のレゾルバを示す斜視図である。

本発明は、四個のティースを互いに離間させた状態でセグメント保持体に並設し、各ティースのステータ巻線から出力される出力信号により回転角度信号を得るようにしたセグメント型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セグメント型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で示されるものは長手形状のセグメント型レゾルバであり、このセグメント型レゾルバ１は、少なくとも四個の第１〜第４ティース２Ａ〜２Ｄを有するセグメント保持体１０と、このセグメント保持体１０の内側に回転自在に設けられたロータ１１とから構成されている。

前記セグメント保持体１０は絶縁材より形成されると共に、全体形状が円弧状に形成され、前記各ティース２Ａ〜２Ｄは前記セグメント保持体１０の内側すなわち内面１０ａに所定角度間隔で配設されている。
前記各ティース２Ａ〜２Ｄの向きは、前記ロータ１１の回転中心Ｐに向かうように構成されている。

前記各ティース２Ａ〜２Ｄの構造は、ステータ巻線１２の励磁巻線１２ａと出力巻線１２ｂのうちの前記出力巻線１２ｂの巻き方向を除いて全て同一であり、図２に示される通りである。
すなわち、図２において符号２０で示されるものは磁性材料で形成されたレゾルバステータ部であり、このレゾルバステータ部２０の中央位置には内方へ向けて突出し全体形状が平面でみてＴ字型をなす歯部２１が形成され、この歯部２１には前記ステータ巻線１２が設けられている。

前記レゾルバステータ部２０の両側には、このレゾルバステータ部２０と一体に設けられ前記歯部２１の両端の近傍位置に延接される一対の舌片２２が形成されている。

前記セグメント保持体１０に設けられた前記第１〜第４ティース２Ａ〜２Ｄは、図１で示されるように電気角で９０度毎に配設され、前記第１、第３ティース２Ａ，２ＣはＣｏｓ用、前記第２、第４ティース2Ｂ，２ＤはＳｉｎ用であり、前記第１、第２ティース２Ａ，２Ｂの出力巻線１２ｂは正巻き、前記第３、第４ティース２Ｃ，２Ｄの出力巻線１２ｂの巻線方向は前記正巻きに対して逆の逆巻きに巻回されている。
尚、前記各ティース２Ａ〜２Ｄにおける磁束の流れは、図２の矢印Ａ，Ｂで示されるように、前記歯部２１から各舌片２２及びレゾルバステータ部２０を介して再び前記歯部２１へ戻る磁路を形成するため、各ティース２Ａ〜２Ｄ内で磁路が完結されている。従って、各ティース２Ａ〜２Ｄ毎の磁路のバラツキを抑え、最小で四個のティース２Ａ〜２Ｄで二相のレゾルバ信号（回転角検出信号）を出力することができるように構成されている。

次に、以上の構成において、前記各ティース２Ａ〜２Ｄにおける励磁巻線１２ａは、同じターン数で巻回され、各出力巻線１２ｂの巻線方向は前述のように、各ティース２Ａ〜２Ｄにおいて、前記第１、第２ティース２Ａ，２Ｂは正巻き、第３、第４ティース２Ｃ，２Ｄは逆巻きで構成されているため、前記各ティース２Ａ〜２Ｄの各励磁巻線１２ｂ（各々同一のターン数）に対して、図示しない周知のＲ／Ｄ変換器を介して励磁信号を印加すると共に、ロータ１１が回転すると、図１の第１、第３ティース２Ａ，２ＣのＣｏｓ同志が直列に接続され、かつ、第２、第４ティース２Ｂ，２ＤのＳｉｎ同志が直列に接続されているため、ロータ11と各ティース２Ａ〜２Ｄ間のギャップパーミアンスの変化に応じてＳｉｎ，Ｃｏｓの二相の回転角度信号が出力されて前述のＲ／Ｄ変換器に送られてデジタル信号化される。

本発明によるセグメント型レゾルバは、四個のティースを互いに離間させた状態でセグメント保持体に並設し、各ティースのステータ巻線から出力される回転角度信号を得ることができ、大型のモータに対して取り換えが極めて容易なレゾルバを得ることができる。

１セグメント型レゾルバ
２Ａ〜２Ｄ第１〜第４ティース
１０セグメント保持体
１０ａ内面
１１ロータ
１２ステータ巻線
１２ａ励磁巻線
１２ｂ出力巻線
２０レゾルバステータ部
２１歯部
２２舌片
Ａ，Ｂ磁束の流れ
Ｐ回転中心

Claims

長手形状のセグメント保持体(10)と、前記セグメント保持体(10)の内側に所定角度間隔で並設された少なくとも四個の第１〜第４ティース(2A〜2D)と、前記各ティース(2A〜2D)に巻回され励磁巻線(12a)及び出力巻線(12b)からなるステータ巻線(12)と、前記各ティース(12A〜12D)の内側に回転自在に設けられたロータ(11)と、を備え、
前記各ティース(2A〜2D)は、歯部(21)と、前記歯部(21)と一体に形成されたレゾルバステータ部(20)と、前記レゾルバステータ部(20)の両側に一体に設けられ前記歯部(21)の両端の近傍位置に延設された一対の舌片(22)と、からなることを特徴とするセグメント型レゾルバ。
前記セグメント保持体(10)は、円弧状よりなることを特徴とする請求項１記載のセグメント型レゾルバ。
前記セグメント保持体(10)に設けられた前記第１〜第４ティース(2A〜2D)は、電気角で９０度毎に配設され、前記第１、第３ティース(2A,2C)はＣｏｓ用、前記第２、第４ティース(2B,2D)はＳｉｎ用であり、前記第１、第２ティース(2A,2B)の出力巻線(12b)の巻線方向は正巻き、前記第３、第４ティース(2C,2D)の出力巻線(12b)の巻線方向は前記正巻きに対して逆の逆巻きであることを特徴とする請求項１又は２記載のセグメント型レゾルバ。