JP2015175703A - バリアブルリラクタンス型レゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度の向上を図るバリアブルリラクタンス型レゾルバを提供する。
【解決手段】バリアブルリラクタンス型レゾルバ１０において、ロータ１４の外形形状を、ロータの回転角度（機械角度）θと、回転角度θにおけるロータとステータ１２とのギャップδθと、ギャップの最小値である最小ギャップδｍｉｎと、ロータの外形振幅ｒと、軸倍角Ｎと、補正係数Ｋと、ステータのスロット数Ｓと、ステータのスロット次数成分誤差の位相角φと、を用いて式（１）を満たすように定める。

【選択図】図１

Description

本発明は、バリアブルリラクタンス型レゾルバに関し、詳しくは、ステータの内側に配置される非真円形状のロータを備えるバリアブルリラクタンス型レゾルバに関する。

従来、この種のバリアブルリラクタンス型レゾルバとしては、ステータの内側に配置される非真円形状のロータを備えるものにおいて、ロータの回転角度をθ、回転角度θにおけるロータとステータとのギャップをδθ、ギャップの最小値である最小ギャップをδｍｉｎ、ロータの外形振幅をｒ、軸倍角をＮとしたときに、ロータの外形形状を次式（１）を満たす形状とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２２１７７４号公報

上述の式（１）は、磁束がロータとステータとのギャップをロータの中心に向かって直線的に進むことを前提として構成された式であるが、実際には、磁束は、ステータのティースの周方向の端部付近では湾曲しながらロータの中心に向かって進む。このため、式（１）を満たすようにロータの外形形状を定めると、前提（磁束の進み方）の相違に起因する誤差によってレゾルバの検出精度が低下する（向上の余地がある）ことが分かった。

本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバは、検出精度の向上を図ることを主目的とする。

本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバは、
ステータの内側に配置される非真円形状のロータを備えるバリアブルリラクタンス型レゾルバであって、
前記ロータの回転角度をθ、該回転角度θにおける前記ロータと前記ステータとのギャップをδθ、該ギャップの最小値である最小ギャップをδｍｉｎ、前記ロータの外形振幅をｒ、軸倍角をＮ、補正係数をＫ、前記ステータのスロット数をＳ、前記ステータのスロット次数成分誤差の位相角をφとしたときに、前記ロータの外形形状が次式（２）を満たす形状となる、
ことを特徴とする。

この本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバでは、上述の式（１）の分母に補正項［−Ｋｓｉｎ｛(Ｓ−Ｎ)θ＋φ｝］を追加した式（２）を満たすようにロータの外形形状を定める。これにより、軸倍角やステータのスロット数に拘わらずにより適正なロータの外形形状を定めることができ、レゾルバの検出精度をより向上させることができる。

本発明の一実施例としてのバリアブルリラクタンス型レゾルバ１０の構成の概略を示す構成図である。 補正項を用いない式（１）と、補正項を用いた式（３）と、における機械角とスロット次数成分誤差との関係（解析結果）の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのバリアブルリラクタンス型（以下、「ＶＲ型」という）レゾルバ１０の構成の概略を示す構成図である。実施例のＶＲ型レゾルバ１０は、図示するように、ステータ１２と、ステータ１２の内側に回転可能に配置されるロータ１４と、を備える。

ステータ１２は、磁性体により形成されており、ロータ１４の回転中心に向かって突出する複数の図示しない磁極（ティース）を有する。この複数のティースには、図示しない励磁巻線および出力巻線（ＳＩＮ巻線，ＣＯＳ巻線）が巻回されている。このステータ１２の内形は、ロータ１４の回転中心を中心とする円形に形成されている。

ロータ１４は、磁性体により形成されている。このロータ１４の外形は、ステータ１２の内形のある１点を観測したときに、ロータ１４の回転に伴ってロータ１４とステータ１２との間のギャップが周期的に変化し得る形状に形成されている。具体的には、このロータ１４の外形は、ロータ１４の回転角度（機械角度）をθ、回転角度θにおけるロータ１４とステータ１２とのギャップをδθ、ギャップの最小値である最小ギャップをδｍｉｎ、ロータ１４の外形振幅（ロータ１４の半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差の１／２）をｒ、軸倍角をＮ、補正係数をＫ、ステータ１２のスロット数をＳ、ステータ１２のスロット次数成分誤差におけるＶＲ型レゾルバ１０の原点からの位相角をφとしたときに、次式（３）を満たす形状に形成されている。なお、ギャップδθは、ステータ１２の内径をＲｓ、回転角度θにおけるロータ１４の外径（半径）をＲθとしたときに、式（４）の関係を満たす。また、図１では、軸倍角Ｎ＝４のときを示している。さらに、補正係数Ｋは、値０〜値０．１の範囲で実験や解析の結果を踏まえて適宜設定可能である。

この式（３）の補正項は、これまでにロータ１４の外形形状を定めるのに用いられていた式（１）に補正項［−Ｋｓｉｎ｛(Ｓ−Ｎ)θ＋φ｝］を加えた式である。式（１）を用いてロータ１４の外形形状を定めると、式（１）では磁束がロータとステータとのギャップをロータの中心に向かって直線的に進むことを前提とするのに対して実際には磁束はステータのティースの周方向の端部付近では湾曲しながらロータの中心に向かって進むことから、これに起因する誤差が生じ、ＶＲ型レゾルバ１０の検出精度の低下を招いていることが実験や解析によって分かった。そして、この誤差は、ステータ１２のスロット数Ｓや軸倍角Ｎなどに依存することも分かった。実施例では、これらを踏まえて、式（１）に補正項［−Ｋｓｉｎ｛(Ｓ−Ｎ)θ＋φ｝］を加えた式（３）を用いてロータ１４の外形形状を定めるものとした。図２は、機械角とスロット次数成分誤差との関係（解析結果）の一例を示す説明図である。図中、実線は、補正項を加えた式（３）を用いてロータ１４の外形形状を定める実施例の関係を示し、一点鎖線は、補正項を考慮しない式（１）を用いてロータ１４の外形形状を定める比較例（従来例）の関係を示す。図２から分かるように、実施例では、補正項を加えたことにより、スロット次数成分誤差の変動（絶対値）を小さくすることができた。これにより、軸倍角Ｎやステータ１２のスロット数Ｓに拘わらず、より適正なロータ１４の外形形状とすることができる。この結果、ＶＲ型レゾルバ１０の検出精度をより向上させることができる。

以上説明した実施例のバリアブルリラクタンス型（ＶＲ型）レゾルバ１０によれば、ロータ１４の外形形状を、ロータ１４の回転角度（機械角度）θと、回転角度θにおけるロータ１４とステータ１２とのギャップδθと、ギャップの最小値である最小ギャップδｍｉｎと、ロータ１４の外形振幅（ロータ１４の半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差の１／２）ｒと、軸倍角Ｎと、補正係数Ｋと、ステータ１２のスロット数Ｓと、ステータ１２のスロット次数成分誤差の位相角φと、を用いて上述の式（３）を満たすように定めるから、軸倍角Ｎやステータ１２のスロット数Ｓに拘わらず、より適正なロータ１４の外形形状とすることができ、検出精度をより向上させることができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータ１２が「ステータ」に相当し、ロータ１４が「ロータ」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、バリアブルリラクタンス型レゾルバの製造産業などに利用可能である。

１０ バリアブルリラクタンス型（ＶＲ型）レゾルバ、１２ ステータ、１４ ロータ。

Claims (1)

1. ステータの内側に配置される非真円形状のロータを備えるバリアブルリラクタンス型レゾルバであって、
   前記ロータの回転角度をθ、該回転角度θにおける前記ロータと前記ステータとのギャップをδθ、該ギャップの最小値である最小ギャップをδｍｉｎ、前記ロータの外形振幅をｒ、軸倍角をＮ、補正係数をＫ、前記ステータのスロット数をＳ、前記ステータのスロット次数成分誤差の位相角をφとしたときに、前記ロータの外形形状が次式（１）を満たす形状となる、
   ことを特徴とするバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
   

   

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