JP2024044891A - Axial direction counter resolver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は軸方向対向レゾルバに係り、特に、レゾルバの電気誤差を低減する技術に関するものである。 The present invention relates to an axially opposed resolver, and particularly to a technique for reducing electrical errors in a resolver.
図4は、従来のレゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように従来のレゾルバ510は、軸Aを中心として内側にロータ59R、その外側にステータ59Sが配置され、ロータ59Rにはロータ鉄芯53とロータトランス58、ステータ59Sにはステータ鉄芯51とステータトランス56が備えられている構成である。ロータ鉄芯53にはコイル54が、またステータ鉄芯51にはコイル52がそれぞれ巻回され、またロータトランス58にはコイル57が、ステータトランス56に収容されたボビンBにはコイル55がそれぞれ巻き付けられている。そして、ロータ鉄芯53とステータ鉄芯51、ロータトランス58とステータトランス56はそれぞれ、径方向(ラジアル方向)Rで対向し、角度検出のための磁束のやりとりは径方向Rでなされる。 FIG. 4 is an explanatory side sectional view showing the configuration of a conventional resolver. As shown in the figure, a conventional resolver 510 has a rotor 59R on the inside and a stator 59S on the outside of the rotor 59R, with the rotor 59R having a rotor core 53 and a rotor transformer 58, and the stator 59S having a stator core 51. This configuration includes a stator transformer 56 and a stator transformer 56. A coil 54 is wound around the rotor iron core 53, a coil 52 is wound around the stator iron core 51, a coil 57 is wound around the rotor transformer 58, and a coil 55 is wound around the bobbin B housed in the stator transformer 56. wrapped around it. The rotor core 53 and the stator core 51 and the rotor transformer 58 and the stator transformer 56 face each other in the radial direction R, and magnetic flux is exchanged in the radial direction R for angle detection.
レゾルバにおける誤差低減技術については従来、特許出願等もなされている。たとえば後掲特許文献1には、検出角度位置情報に含まれる誤差を低減できるレゾルバとして、サーチコイルにおける1層目のサーチコイル部とロータ側ロータリートランスとを接続する第1渡り線と、サーチコイルにおける2層目のサーチコイル部同士を接続する第2渡り線と、第1渡り線が第1コイル形成層に形成されているときに、第2渡り線を第2コイル形成層から第1コイル形成層へ誘導して第2渡り線の少なくとも一部を第1コイル形成層に形成するランドを有する、という構造が開示されている。 Patent applications have been filed for techniques to reduce errors in resolvers. For example, Patent Document 1, listed below, discloses a resolver capable of reducing errors contained in detected angle position information, which has a structure including a first jumper wire that connects a search coil section in the first layer of the search coil to a rotor-side rotary transformer, a second jumper wire that connects search coil sections in the second layer of the search coil, and a land that guides the second jumper wire from the second coil-forming layer to the first coil-forming layer when the first jumper wire is formed in the first coil-forming layer, thereby forming at least a portion of the second jumper wire in the first coil-forming layer.
図4に示した従来のレゾルバ510は、軸Aの回転中心とロータ59Rとの同軸度を厳格に管理しないと、性能を満足に発揮することができない。同軸度が低い場合、回転中にコア同士の距離が変化し、電気誤差の要因となる。かかる問題の解決が求められる。 The conventional resolver 510 shown in Figure 4 cannot perform satisfactorily unless the coaxiality between the center of rotation of the shaft A and the rotor 59R is strictly controlled. If the coaxiality is low, the distance between the cores changes during rotation, which causes electrical errors. A solution to this problem is required.
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく角度検出可能なレゾルバ構造を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to eliminate the problems of the conventional technology and provide a resolver structure that can detect angles without being affected by eccentricity caused by the misalignment between the center of the rotating shaft and the center of the resolver rotor, which is a cause of resolver errors.
本願発明者は上記課題について検討した結果、対向するコア同士の距離が取り付いた位置のまま一定となり、コア同士の距離の変化が抑えられるよう、磁束のやり取りをスラスト方向で行う方式に想到した。さらには、ステータティースの面積がロータティースの面積よりも大きくなるように形成し、偏芯が生じた場合であってもロータティースの対向面がステータティースの対向面の範囲内に収まるような構造にも想到し、これらに基づいて本発明を完成するに至った。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 considering the above-mentioned problem, the inventor of the present application came up with a method in which magnetic flux is exchanged in the thrust direction so that the distance between opposing cores remains constant at the attached position and changes in the distance between the cores are suppressed. Furthermore, the area of the stator teeth is formed to be larger than the area of the rotor teeth, so that even if eccentricity occurs, the opposing surfaces of the rotor teeth are within the range of the opposing surfaces of the stator teeth. Based on these ideas, the present invention was completed. That is, the invention claimed or at least disclosed in this application as a means for solving the above problems is as follows.
〔1〕 ステータ鉄芯、ロータ鉄芯、ステータトランス、およびロータトランスを備えてなるレゾルバであって、該ステータ鉄芯-ロータ鉄芯、該ステータトランス-ロータトランスがそれぞれ軸方向上に対向して配置され、それにより角度検出のための磁束のやりとりが軸方向で行われることを特徴とする、軸方向対向レゾルバ。
〔2〕 前記ロータ鉄芯に対して前記ステータ鉄芯の対向面の面積が大きく、かつ前記ロータトランスに対して前記ステータトランスの対向面の面積が大きく形成されていることを特徴とする、〔1〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔3〕 前記ステータ鉄芯およびステータトランスの各面積の大きさは、ロータに偏芯が生じても対向面積が変化しない程度の大きさであることを特徴とする、〔2〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
[1] An axially opposed resolver comprising a stator core, a rotor core, a stator transformer, and a rotor transformer, the stator core-rotor core and the stator transformer-rotor transformer being arranged opposite each other in the axial direction, whereby magnetic flux for angle detection is exchanged in the axial direction.
[2] The axially opposed resolver according to [1], characterized in that the area of the opposing surface of the stator iron core is larger than that of the rotor iron core, and the area of the opposing surface of the stator transformer is larger than that of the rotor transformer.
[3] The axially opposed resolver according to [2], characterized in that the area of each of the stator core and the stator transformer is large enough that the opposing area does not change even if eccentricity occurs in the rotor.
〔4〕 前記ステータ鉄芯およびロータ鉄芯は、複数の鉄芯用板の積層により形成されていることを特徴とする、〔3〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔5〕 前記鉄芯用板は、二つのティースを有する略U字型板であることを特徴とする、〔4〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔6〕 前記U字型板の積層により形成されている鉄芯は、該U字型板の内側に嵌装される腕部と、所要数の該腕部が周設される環部とからなる鉄芯支持体に固定されていることを特徴とする、〔5〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
[4] The axially opposed resolver according to [3], wherein the stator core and the rotor core are formed by laminating a plurality of core plates.
[5] The axially opposed resolver according to [4], wherein the iron core plate is a substantially U-shaped plate having two teeth.
[6] The axially opposed resolver described in [5], characterized in that the iron core formed by stacking the U-shaped plates is fixed to an iron core supporter consisting of an arm portion fitted inside the U-shaped plates and a ring portion around which a required number of the arm portions are arranged.
本発明の軸方向対向レゾルバは上述のように構成されるため、これらによれば、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく、角度検出することができる。すなわち本発明の軸方向対向レゾルバでは、ロータの偏芯が起きた場合でも、コアの動きは径方向(ラジアル方向)においてのみであり、コア間の距離の変化には繋がらない構造のため、2次の誤差成分を有効に低減することができる。 The axially opposed resolver of the present invention is configured as described above, and therefore can detect angles without being affected by eccentricity caused by a misalignment between the center of the rotating shaft and the center of the resolver rotor, which is a cause of resolver error. In other words, with the axially opposed resolver of the present invention, even if eccentricity of the rotor occurs, the movement of the cores is only in the radial direction, and does not lead to a change in the distance between the cores, so the second-order error components can be effectively reduced.
また、ステータとロータで対向面の面積に差を設ける構成とすることにより、ロータ偏芯によるコア同士の対向面積の変化を防止することができ、偏芯があっても出力電圧の変化が起きず、検出精度への悪影響を及ぼさないようにすることができる。 In addition, by creating a configuration in which the area of the facing surfaces of the stator and rotor differ, it is possible to prevent changes in the facing area of the cores due to rotor eccentricity, and even if there is eccentricity, a change in the output voltage will not occur. First, it is possible to prevent an adverse effect on detection accuracy.
以上により本発明は、従来よりも、ロータと回転中心の同軸度に関してラフな公差設定が可能で、取り付け側の加工コストを下げることができる。また、削り出しによらず積層鉄芯でコアを製造する場合、それによってもコストダウンを図ることができる。 As a result, the present invention allows for rougher tolerance setting for the concentricity of the rotor and the center of rotation than ever before, reducing the processing costs on the mounting side. In addition, if the core is manufactured using a laminated iron core rather than by machining, this can also reduce costs.
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバ10は、軸Aを中心として軸A方向上すなわちスラスト方向Tにロータ9R、ステータ9Sが配置されて構成される(図ではロータ9Rが上、スタータ9Sが下である)。ロータ9Rにはロータ鉄芯3とロータトランス8、ステータ9Sにはステータ鉄芯1とステータトランス6が備えられている。
The present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
1 is an explanatory side cross-sectional view showing the configuration of an axially opposed resolver of the present invention. As shown in the figure, this axially opposed resolver 10 is configured with a rotor 9R and a stator 9S arranged on the axis A, i.e., in the thrust direction T, with the axis A as the center (in the figure, the rotor 9R is on the top and the stator 9S is on the bottom). The rotor 9R is equipped with a rotor core 3 and a rotor transformer 8, and the stator 9S is equipped with a stator core 1 and a stator transformer 6.
ロータ鉄芯3にはコイル4が、またステータ鉄芯1にはコイル2がそれぞれ巻回され、また、コイル7が巻かれたボビンBはロータトランス8に、コイル5が巻かれたボビンBはステータトランス6にそれぞれ収容されている。そして、ステータ鉄芯1-ロータ鉄芯3、ステータトランス6-ロータトランス8はそれぞれ、軸A方向上に対向して配置され、それにより角度検出のための磁束のやりとりは軸A方向で、すなわちスラスト方向Tで行われる。 Coil 4 is wound around rotor core 3, and coil 2 is wound around stator core 1. Bobbin B wound with coil 7 is housed in rotor transformer 8, and bobbin B wound with coil 5 is housed in stator transformer 6. Stator core 1-rotor core 3, and stator transformer 6-rotor transformer 8 are arranged facing each other on axis A, so that magnetic flux for angle detection is exchanged in the direction of axis A, i.e., thrust direction T.
かかる構成の本発明軸方向対向レゾルバ10によれば、ラジアル方向ではなく、スラスト方向Tの磁束のやり取りによって角度を検出することができる。前出図4に示した従来のレゾルバ510は、磁束をラジアル方向Rにやりとりしており、偏芯によってコア同士の距離が変化すると誤差の二次成分が増加する。しかし、本発明のように磁束のやりとりを軸方向で行うような構造とすることで、偏芯が起きてもコア同士の距離が変化しなくなるため、従来よりも偏芯を気にせずに取り付け、使用することができる。 According to the axially opposed resolver 10 of the present invention having such a configuration, an angle can be detected by exchanging magnetic flux in the thrust direction T rather than in the radial direction. The conventional resolver 510 shown in FIG. 4 exchanges magnetic flux in the radial direction R, and when the distance between the cores changes due to eccentricity, the secondary component of the error increases. However, by creating a structure in which magnetic flux is exchanged in the axial direction as in the present invention, the distance between the cores does not change even if eccentricity occurs, so it is easier to install without worrying about eccentricity than before. , can be used.
図1-2は、ロータとステータで対向面積に差を設けた本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバ210は、図1により説明した構成に加え、ロータ鉄芯23に対してステータ鉄芯21の対向面の面積が大きく、かつロータトランス28に対してステータトランス26の対向面の面積が大きく形成されているものとすることができる。ステータ鉄芯21およびステータトランス26の各面積の大きさは、ロータに偏芯が生じても対向面積が変化しない程度の大きさとする。 FIG. 1-2 is an explanatory side sectional view showing the configuration of the axially opposed resolver of the present invention in which the rotor and the stator have different opposing areas. As shown in the figure, in addition to the configuration described with reference to FIG. The area of the opposing surfaces may be formed to be large. The area of each of the stator core 21 and the stator transformer 26 is set to such a degree that the facing area does not change even if eccentricity occurs in the rotor.
かかる構成により本軸方向対向レゾルバ210では、仮にロータ偏芯が生じた場合であっても、より大きなステータ鉄芯21の対向面によってロータ鉄芯23の対向面がカバーされ、かつ、より大きなステータトランス26の対向面によってロータトランス28の対向面がカバーされる。したがって、偏芯があっても、ロータ鉄芯23-ステータ鉄芯21間の対向面積にも、ロータトランス28-ステータトランス26間の対向面積にも変化が生じない。よって出力電圧の変化が起きず、検出精度に対し悪影響を及ぼすことがない。したがって、ロータと回転中心の同軸度に関してラフな公差設定が可能となる。 With this configuration, even if rotor eccentricity occurs in this axially opposed resolver 210, the opposing surface of the rotor iron core 23 is covered by the opposing surface of the larger stator iron core 21, and the opposing surface of the rotor transformer 28 is covered by the opposing surface of the larger stator transformer 26. Therefore, even if eccentricity occurs, there is no change in the opposing area between the rotor iron core 23 and the stator iron core 21, or between the rotor transformer 28 and the stator transformer 26. As a result, there is no change in the output voltage, and there is no adverse effect on detection accuracy. This makes it possible to roughly set tolerances for the concentricity of the rotor and the center of rotation.
図2は、本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯構成例を示す斜視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバのステータ鉄芯およびロータ鉄芯の形成方法は、複数の鉄芯用板K、K、・・・の積層によるものとすることができる。鉄芯用板Kとしては電磁鋼板を好適に用いることができる。また、図示するように鉄芯用板Kとしては、二つのティースKt、Ktを有する略U字型板を用い、その積層によって鉄芯を形成することができる。 FIG. 2 is a perspective explanatory diagram showing an example of the iron core configuration of the axially opposed resolver of the present invention. As shown in the figure, the stator core and rotor core of the axially opposed resolver can be formed by laminating a plurality of core plates K, K, . . . . As the iron core plate K, an electromagnetic steel plate can be suitably used. Further, as shown in the figure, as the iron core plate K, a substantially U-shaped plate having two teeth Kt, Kt can be used, and the iron core can be formed by laminating the plates.
図3は、本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯固定方法例を示す平面視の説明図である。すなわち、上記U字型板Kの積層による鉄芯13は、所定の構造を有する鉄芯支持体Jを用いてケースに固定する方式とすることができる。図示するように鉄芯支持体Jは、U字型板の内側に嵌装される所要数の腕部Jaと、それら腕部Ja、Ja、・・・が周設される環部Jcとから形成される。 FIG. 3 is an explanatory plan view showing an example of a method for fixing an iron core of an axially opposed resolver according to the present invention. That is, the iron core 13 formed by stacking the U-shaped plates K may be fixed to the case using an iron core support J having a predetermined structure. As shown in the figure, the iron core support J is made up of a required number of arm parts Ja fitted inside a U-shaped plate and a ring part Jc around which the arm parts Ja, Ja, . . . It is formed.
本発明の軸方向対向レゾルバによれば、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく、角度検出することができる。したがって、レゾルバ製造分野、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。 The axially opposed resolver of the present invention can detect angles without being affected by eccentricity caused by a misalignment between the center of the rotation axis and the center of the resolver rotor, which is a cause of resolver error. Therefore, this invention has high industrial applicability in the fields of resolver manufacturing, use, and all related fields.
1、21…ステータ鉄芯
2、22…コイル
3、23…ロータ鉄芯
4、24…コイル
5、25…コイル
6、26…ステータトランス
7、27…コイル
8、28…ロータトランス
9R、29R…ロータ
9S、29S…ステータ
10、210…軸方向対向レゾルバ
13…鉄芯
A…軸
B…ボビン
J…鉄芯支持体
Ja…腕部
Jc…環部
K…鉄芯用板
Kt…ティース
T…スラスト方向(軸方向)
1, 21... Stator core 2, 22... Coil 3, 23... Rotor core 4, 24... Coil 5, 25... Coil 6, 26... Stator transformer 7, 27... Coil 8, 28... Rotor transformer 9R, 29R... Rotor 9S, 29S...Stator 10, 210...Axially opposed resolver 13...Iron core A...Axis B...Bobbin J...Iron core support Ja...Arm Jc...Annular part K...Iron core plate Kt...Teeth T...Thrust Direction (axial)
51…ステータ鉄芯
52…コイル
53…ロータ鉄芯
54…コイル
55…コイル
56…ステータトランス
57…コイル
58…ロータトランス
59R…ロータ
59S…ステータ
510…レゾルバ
A…軸
B…ボビン
R…径方向(ラジアル方向)
51... Stator core 52... Coil 53... Rotor core 54... Coil 55... Coil 56... Stator transformer 57... Coil 58... Rotor transformer 59R... Rotor 59S... Stator 510... Resolver A... Axis B... Bobbin R... Radial direction ( radial direction)
Claims (6)
該ステータ鉄芯-ロータ鉄芯、該ステータトランス-ロータトランスがそれぞれ軸方向上に対向して配置され、
それにより角度検出のための磁束のやりとりが軸方向で行われる
ことを特徴とする、軸方向対向レゾルバ。 A resolver comprising a stator core, a rotor core, a stator transformer, and a rotor transformer,
The stator core and the rotor core, and the stator transformer and the rotor transformer are arranged to face each other in the axial direction,
An axially opposed resolver characterized in that magnetic flux for angle detection is exchanged in the axial direction.
6. The axially opposed resolver according to claim 5, wherein the iron core formed by stacking the U-shaped plates is fixed to an iron core support comprising an arm portion fitted inside the U-shaped plates and a ring portion around which a required number of the arm portions are arranged.
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