JP2014048243A - Linear resolver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリニアレゾルバに係り、特に、磁束の伝達効率を高め、変圧比を高くすることのできるリニアレゾルバに関するものである。 The present invention relates to a linear resolver, and more particularly to a linear resolver capable of increasing the transmission efficiency of magnetic flux and increasing the transformation ratio.
従来のレゾルバは回転型(ロータリー型)であり、回転方向の変位である角度を検出するセンサである。回転型のレゾルバは、構造的に下記のように大別、分類できる。
(ア)ロータに巻線(コイル)があり、巻線に接続された信号線が引き出されているタイプ。ロータの回転範囲は、有限角である。
(イ)ロータに巻線があり、ブラシ付きのタイプ。ロータへの信号伝達はブラシによる接触式である。ロータの回転範囲に制限はない。
(ウ)ロータに巻線があり、ブラシレスのタイプ。回転トランスによってロータへ信号を伝達する、非接触式である。ロータの回転範囲に制限はない。
(エ)ロータに巻線がない、VR(Variable Reluctance)タイプ。非接触式である。ロータの回転範囲に制限はない。
A conventional resolver is a rotary type (rotary type), and is a sensor that detects an angle that is a displacement in the rotational direction. Rotating resolvers can be broadly classified and classified as follows.
(A) A type in which the rotor has windings (coils) and the signal lines connected to the windings are drawn. The rotation range of the rotor is a finite angle.
(B) The rotor has windings and has a brush. Signal transmission to the rotor is a contact type using a brush. There is no limit on the rotation range of the rotor.
(C) Brushless type with windings on the rotor. It is a non-contact type in which a signal is transmitted to the rotor by a rotary transformer. There is no limit on the rotation range of the rotor.
(D) VR (Variable Reluctance) type with no windings on the rotor. Non-contact type. There is no limit on the rotation range of the rotor.
一方、直線方向の変位を検出するためのセンサとしてリニアレゾルバがある(特許文献1、2)。これらのリニアレゾルバは、直線方向に構成された固定部と、その上に配置され作動する可動部とからなり、上述の回転型レゾルバにおける分類に従えば、(エ)VRタイプである。つまり、可動部に巻線が設けられていない。また、同種のセンサであるリニア巻線型検出器も、従来公知である(特許文献3)。これは上記分類に従えば、(ア)回転範囲が有限である有限タイプ、または(エ)VRタイプである。
On the other hand, there is a linear resolver as a sensor for detecting a displacement in a linear direction (
さて、従来のリニアレゾルバやリニア巻線型検出器には問題点があった。すなわち、従来のリニアレゾルバは検出精度が劣る。またリニア巻線型検出器は、VRタイプである場合は検出精度が劣り、有限タイプである場合は動作に伴い信号線が揺すられるために金属疲労が発生し、断線の危険性がある。そこで本願発明者は、検出精度が高く、また信号線における金属疲労による断線発生が防止され、故障しにくく製品寿命の長いリニアレゾルバを提供することを目的として、下記のとおりブラシレスタイプのものを発明し、特許出願した。
「直線方向の変位を検出するためのセンサである可動部と固定部とからなるリニアレゾルバにおいて、該可動部にはトランスコイルとレゾルバコイルが設けられ、これに対応して該固定部にはトランスコイルとレゾルバコイルが設けられ、該可動部から引き出される信号線がない、リニアレゾルバ。」(特許文献4)。)
There are problems with conventional linear resolvers and linear winding detectors. That is, the conventional linear resolver has poor detection accuracy. Further, when the linear winding type detector is a VR type, the detection accuracy is inferior. When the linear winding type detector is a finite type, the signal line is swayed during operation, so that metal fatigue occurs and there is a risk of disconnection. Therefore, the inventors of the present invention invented the brushless type as described below for the purpose of providing a linear resolver that has high detection accuracy, prevents disconnection due to metal fatigue in the signal line, and is less likely to fail and has a long product life. And filed a patent application.
“In a linear resolver composed of a movable part and a fixed part, which are sensors for detecting displacement in the linear direction, the movable part is provided with a transformer coil and a resolver coil, and a corresponding transformer is provided in the fixed part. A linear resolver in which a coil and a resolver coil are provided and there is no signal line drawn out from the movable part ”(
図7に、特許文献4記載のリニアレゾルバの基本構成を示す。図示するようにこのリニアレゾルバ9910において磁束を発生する部位は、(a)固定部996のトランスコイル部997と、(b)可動部991のレゾルバコイル部993 の2個所である。一方、磁束を受ける部位は、(c)可動部991のトランスコイル部992と、(d)固定部996のレゾルバコイル部998 の2個所である。そして、(a)と(c)が対となってトランス部を構成し、また、(b)と(d)が対となってレゾルバ部を構成する。
FIG. 7 shows a basic configuration of the linear resolver described in
ここで、レゾルバ部の(b)と(d)を比較すると、(b)よりも(d)が寸法的に長い。すなわち、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位が寸法的に長い。磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位が寸法的に長い場合には、発生させた磁束の大部分を受けることができ、磁束の伝達効率が高い。したがって、変圧比が高い。 Here, when (b) and (d) of the resolver part are compared, (d) is dimensionally longer than (b). That is, the part that receives the magnetic flux is dimensionally longer than the part that generates the magnetic flux. When the part that receives the magnetic flux is longer in dimension than the part that generates the magnetic flux, most of the generated magnetic flux can be received, and the transmission efficiency of the magnetic flux is high. Therefore, the transformation ratio is high.
一方、トランス部の(a)と(c)を比較すると、(a)よりも(c)が寸法的に短い。すなわち、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位が寸法的に短い。磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位が寸法的に短い場合には、発生させた磁束の中で受けられない分が生じるため、磁束の伝達効率が低い。よって、変圧比が低くなってしまう。 On the other hand, when (a) and (c) of the transformer part are compared, (c) is dimensionally shorter than (a). That is, the part that receives the magnetic flux is shorter in dimension than the part that generates the magnetic flux. When the part that receives the magnetic flux is shorter in dimension than the part that generates the magnetic flux, there is a portion that cannot be received in the generated magnetic flux, and thus the transmission efficiency of the magnetic flux is low. Therefore, the transformation ratio becomes low.
そこで本発明が解決しようとする課題は、レゾルバ部、トランス部のいずれにおいても磁束の伝達効率を高めることができ、変圧比を高くすることのできる、リニアレゾルバを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a linear resolver that can increase the transmission efficiency of magnetic flux in both the resolver section and the transformer section and increase the transformation ratio.
本願発明者は上記課題について検討した結果、レゾルバ部もトランス部も磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の寸法を長くする構成とすることによって課題を解決できることに想到し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。 As a result of studying the above problems, the inventor of the present application has conceived that the problem can be solved by making the size of the part that receives the magnetic flux longer than the part that generates the magnetic flux in both the resolver part and the transformer part. It was. That is, the invention claimed in the present application, or at least the disclosed invention, as means for solving the above-described problems is as follows.
(1) 固定部およびこれに対応する可動部からなるブラシレスタイプのリニアレゾルバであって、該固定部は固定部トランスおよび固定部レゾルバを備えてなり、該可動部は可動部トランスおよび可動部レゾルバを備えてなり、該固定部トランスおよび該可動部トランス各部位からトランス部が構成され、該固定部レゾルバおよび該可動部レゾルバ各部位からレゾルバ部が構成され、該トランス部および該レゾルバ部のいずれにおいても、移動方向の寸法は磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の方が長く形成されていることを特徴とする、リニアレゾルバ。
(2) 前記固定部および前記可動部はいずれも板状であることを特徴とする、(1)に記載のリニアレゾルバ。
(3) 前記固定部は、固定部コイル保持体と、該固定部コイル保持体上に配置された固定部トランスコイルおよび固定部レゾルバコイルとからなり、前記可動部は、可動部コイル保持体と、該可動部コイル保持体上に配置された可動部トランスコイルおよび可動部レゾルバコイルとからなることを特徴とする、(2)に記載のリニアレゾルバ。
(1) A brushless type linear resolver comprising a fixed part and a movable part corresponding thereto, wherein the fixed part comprises a fixed part transformer and a fixed part resolver, and the movable part is a movable part transformer and a movable part resolver. Each of the fixed part transformer and the movable part transformer comprises a transformer part, and each of the fixed part resolver and the movable part resolver comprises a resolver part, and any of the transformer part and the resolver part. In the linear resolver, the dimension in the moving direction is longer in the part receiving the magnetic flux than in the part generating the magnetic flux.
(2) The linear resolver according to (1), wherein both the fixed portion and the movable portion are plate-shaped.
(3) The fixed part includes a fixed part coil holding body, a fixed part transformer coil and a fixed part resolver coil arranged on the fixed part coil holding body, and the movable part includes a movable part coil holding body and The linear resolver according to (2), comprising a movable part transformer coil and a movable part resolver coil arranged on the movable part coil holder.
(4) 前記固定部トランスは固定部トランス鉄心に固定部トランスコイルが巻かれて構成され、該固定部トランス鉄心には後記可動部がそこを移動するための間隙部が形成されており、前記固定部レゾルバは固定部コアに設けられたティース(固定部ティース)に固定部レゾルバコイルが巻かれて構成され、前記可動部は前記可動部トランスと前記可動部レゾルバが一体に形成され、該可動部レゾルバは可動部コアに設けられたティース(可動部ティース)に可動部レゾルバコイルが巻かれて構成されており、該可動部トランスが該間隙部を通り、該可動部ティースが該固定部ティースと対向するよう各構成要素が配置されていることを特徴とする、(1)に記載のリニアレゾルバ。
(5) 前記固定部または前記可動部の少なくともいずれか一方の平面形状が、長方形またはカギ型であることを特徴とする、(2)または(3)に記載のリニアレゾルバ。
(4) The fixed part transformer is configured by winding a fixed part transformer coil around a fixed part transformer iron core, and a gap part is formed in the fixed part transformer iron core to move the movable part described later, The fixed part resolver is configured by winding a fixed part resolver coil around a tooth (fixed part teeth) provided in a fixed part core, and the movable part is formed integrally with the movable part transformer and the movable part resolver. The part resolver is configured by winding a movable part resolver coil around a tooth (movable part tooth) provided in a movable part core, the movable part transformer passes through the gap, and the movable part tooth is fixed to the fixed part tooth. The linear resolver according to (1), wherein each component is arranged so as to oppose to the linear resolver.
(5) The linear resolver according to (2) or (3), wherein a planar shape of at least one of the fixed portion and the movable portion is a rectangle or a key shape.
本発明のリニアレゾルバは上述のように構成されるため、これによれば、直線方向の変位を検出するためのセンサであるリニアレゾルバにおいて、レゾルバ部、トランス部のいずれにおいても磁束の伝達効率を高めることができ、それによって変圧比を高くすることができる。 Since the linear resolver of the present invention is configured as described above, according to this, in the linear resolver that is a sensor for detecting the displacement in the linear direction, the transmission efficiency of the magnetic flux is improved in both the resolver unit and the transformer unit. Can be increased, thereby increasing the transformation ratio.
以下、図面により本発明を詳細に説明する。本発明リニアレゾルバには平面型と立体型があり、これらを順に説明する。
図1は、本発明のリニアレゾルバ(平面型)の基本構成を示すブロック図である。図示するように本リニアレゾルバ10は、固定部1およびこれに対応する可動部5からなるブラシレスタイプのリニアレゾルバであって、固定部1は固定部トランス2および固定部レゾルバ3を備えてなり、可動部5は可動部トランス6および可動部レゾルバ7を備えてなり、固定部トランス2および可動部トランス6各部位からトランス部Tが構成され、固定部レゾルバ3および可動部レゾルバ7各部位からレゾルバ部Rが構成され、トランス部Tおよびレゾルバ部Rのいずれにおいても、移動方向の寸法は磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の方が長く形成されていることを、主たる構成とする。このようにトランス部T、レゾルバ部Rのいずれにおいても、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の寸法を長くすることによって、磁束の伝達効率を高くし、変圧比を高くするものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The linear resolver of the present invention includes a planar type and a three-dimensional type, which will be described in order.
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a linear resolver (planar type) according to the present invention. As shown in the figure, the
図2A、2B、2Cは、図1に示したリニアレゾルバにおける動作、すなわち可動部の移動の様子を示す平面視および側面視の説明図である。図2Aが、可動部5が固定部1に対してより左側に位置している状態であり、後続の各図は可動部5が右方に移動する過程を示している。まず各図の側面図によりトランス部(図1のT)について説明する。可動部トランス6の移動方向寸法は固定部トランス2のそれよりも長い。つまり、磁束を発生する部位である固定部トランス2よりも磁束を受ける部位である可動部トランス6の方が寸法的に長いため、固定部1に対する可動部5の移動中、可動部トランス6は固定部トランス2にて発生した磁束を最大限受けることができ、磁束の伝達効率が高くなり、変圧比が高くなる。
2A, 2B, and 2C are explanatory views of a plan view and a side view showing the operation of the linear resolver shown in FIG. 1, that is, how the movable part moves. FIG. 2A shows a state in which the
次に各図の平面図によりレゾルバ部(図1のR)について説明する。固定部レゾルバ3の移動方向寸法は可動部レゾルバ7のそれよりも長い。つまり、磁束を発生する部位である可動部レゾルバ7よりも磁束を受ける部位である固定部レゾルバ3の方が寸法的に長いため、固定部1に対する可動部5の移動中、固定部レゾルバ3は可動部レゾルバ7にて発生した磁束を最大限受けることができ、磁束の伝達効率が高くなり、変圧比が高くなる。
Next, the resolver portion (R in FIG. 1) will be described with reference to plan views of the respective drawings. The moving direction dimension of the fixed
このように本発明リニアレゾルバ10においては、トランス部T、レゾルバ部Rのいずれにおいても、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の寸法が長いことによって、磁束の伝達効率を高め、変圧比を高めることができる。なお、平面型の本リニアレゾルバ10は各図に示すように、固定部1および可動部5がいずれも板状の形態として構成される。
Thus, in the
図3は、本発明のリニアレゾルバ(平面型)の具体的な構成例を示す説明図図であり、左に可動部、右に固定部の各平面図および側面図を示す。これらに図示するように本リニアレゾルバ210は、固定部21が固定部コイル保持体24とその上に配置された固定部トランスコイル22および固定部レゾルバコイル23とから構成され、一方、可動部25が可動部コイル保持体28とその上に配置された可動部トランスコイル26および可動部レゾルバコイル27とから構成される。
FIG. 3 is an explanatory view showing a specific configuration example of the linear resolver (planar type) of the present invention, and shows a plan view and a side view of the movable portion on the left and the fixed portion on the right. As shown in the figure, in the present
図4は、図3のリニアレゾルバにおける配線図である。なお図示した配線構造は、後述する立体型のリニアレゾルバにおいても共通する。上述のとおり本発明においては、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の寸法を長くすることが必要であるため、レゾルバの信号処理形式としては1相励磁2相出力タイプとなる。 FIG. 4 is a wiring diagram of the linear resolver of FIG. The wiring structure shown in the figure is common to a three-dimensional linear resolver described later. As described above, in the present invention, it is necessary to make the dimension of the part that receives the magnetic flux longer than the part that generates the magnetic flux, so the signal processing format of the resolver is a one-phase excitation two-phase output type.
以上説明した平面型のリニアレゾルバにおける平面形状は、図示したものに限定されない。たとえば図5に例示ように固定部または可動部の少なくともいずれか一方の平面形状が、長方形またはカギ型であるようにしてもよい。 The planar shape of the planar linear resolver described above is not limited to the illustrated one. For example, as illustrated in FIG. 5, the planar shape of at least one of the fixed portion and the movable portion may be a rectangle or a key shape.
図6Aは、本発明のリニアレゾルバ(立体型)の構成例を示す説明図である。また、
図6Bは、図6Aのリニアレゾルバの側面図である。これらに図示するように本発明の立体型のリニアレゾルバ610は、固定部トランス62ならびに固定部レゾルバ63に分けて設けられた固定部、および可動部65とから構成される。
FIG. 6A is an explanatory diagram showing a configuration example of a linear resolver (three-dimensional type) according to the present invention. Also,
6B is a side view of the linear resolver of FIG. 6A. As shown in these figures, the three-dimensional
固定部トランス62は、固定部トランス鉄心621に固定部トランスコイル622が巻かれて構成され、固定部トランス鉄心621には可動部65がそこを移動するための間隙部629が形成されている。また、固定部レゾルバ63は、固定部コア631に設けられたティース(固定部ティース)638に固定部レゾルバコイル633が巻かれて構成されている。
The
さらに可動部65は、可動部トランス66と可動部レゾルバ67が一体に形成されており、可動部レゾルバ67は可動部コア671に設けられたティース(可動部ティース)678に可動部レゾルバコイル677が巻かれて構成されている。そして、可動部トランス66が間隙部629を通り、可動部ティース678が固定部ティース638と対向するように、固定部トランス62、固定部レゾルバ63および可動部65が配置されて、リニアレゾルバ610全体が構成される。なお、固定部トランス62および可動部トランス66によりトランス部が構成され、固定部レゾルバ63および可動部レゾルバ67によりレゾルバ部が構成される。
Further, the
かかる構成により本リニアレゾルバ610の作用を述べる。まずトランス部においては、可動部トランス66の移動方向寸法は固定部トランス62のそれよりも長い。つまり、磁束を発生する部位である固定部トランス62よりも磁束を受ける部位である可動部トランス66の方が寸法的に長いため、固定部(62、63)に対する可動部65の移動中、可動部トランス66は固定部トランス62にて発生した磁束を最大限受けることができ、磁束の伝達効率が高くなり、変圧比が高くなる。
The operation of this
次にレゾルバ部においては、固定部レゾルバ63の移動方向寸法は可動部レゾルバ67のそれよりも長い。つまり、磁束を発生する部位である可動部レゾルバ67よりも磁束を受ける部位である固定部レゾルバ63の方が寸法的に長いため、固定部(62、63)に対する可動部65の移動中、固定部レゾルバ63は可動部レゾルバ67にて発生した磁束を最大限受けることができ、磁束の伝達効率が高くなり、変圧比が高くなる。
Next, in the resolver part, the moving direction dimension of the fixed
このように、立体型の本発明リニアレゾルバ610においても平面型と同様に、トランス部、レゾルバ部のいずれにおいても、磁束を発生する部位よりも磁束を受ける部位の寸法が長いことによって、磁束の伝達効率を高め、変圧比を高めることができる。
As described above, in the three-dimensional
本発明のリニアレゾルバによれば、直線方向の変位を検出するためのセンサであるリニアレゾルバにおいて磁束の伝達効率を高めることができ、それによって変圧比を高くすることができる。したがって、センサ製造・利用の全分野において産業上利用性が高い発明である。 According to the linear resolver of the present invention, the magnetic flux transmission efficiency can be increased in the linear resolver which is a sensor for detecting the displacement in the linear direction, and thereby the transformation ratio can be increased. Therefore, the present invention is highly industrially applicable in all fields of sensor manufacture and use.
1、21、31、41…固定部
2、32、42…固定部トランス
3、33、43…固定部レゾルバ
4、24、34、44…固定部コイル保持体
5、25、35、45…可動部
6、36、46…可動部トランス
7、37、47…可動部レゾルバ
8、28、38、48…可動部コイル保持体
10、210、310、410…リニアレゾルバ
22…固定部トランスコイル
23C…固定部レゾルバコイル(COS側)
23S…固定部レゾルバコイル(SIN側)
26…可動部トランスコイル
27…可動部レゾルバコイル
29R1、29R2…入力信号線
29S1、29S2、29S3、29S4…出力信号線
1, 21, 31, 41 ... fixed
23S: Fixed part resolver coil (SIN side)
26 ... movable part transformer coil 27 ... movable part resolver coil 29R1, 29R2 ... input signal lines 29S1, 29S2, 29S3, 29S4 ... output signal lines
610…リニアレゾルバ
62…固定部トランス
621…固定部トランス鉄心
622…固定部トランスコイル
629…間隙部
63…固定部レゾルバ
631…固定部コア
633…固定部レゾルバコイル
638…固定部ティース
65…可動部
66…可動部トランス
662…可動部トランスコイル
67…可動部レゾルバ
671…可動部コア
677…可動部レゾルバコイル
678…可動部ティース
T、3T、4T…トランス部
R、3R、4R…レゾルバ部
991…可動部
992…トランスコイル部
993…レゾルバコイル部
996…固定部
997…トランスコイル部
998…レゾルバコイル部
9910…リニアレゾルバ
610 ...
Claims (4)
The fixed part transformer is configured by winding a fixed part transformer coil around a fixed part transformer iron core, and a gap part is formed in the fixed part transformer iron core to move the movable part described later. Is formed by winding a fixed part resolver coil around teeth (fixed part teeth) provided in a fixed part core, the movable part is formed integrally with the movable part transformer and the movable part resolver, and the movable part resolver is A movable part resolver coil is wound around a tooth (movable part tooth) provided in the movable part core, the movable part transformer passes through the gap, and the movable part tooth faces the fixed part tooth. The linear resolver according to claim 1, wherein the constituent elements are arranged as described above.
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