JP3024972B1

JP3024972B1 - 角度検出装置

Info

Publication number: JP3024972B1
Application number: JP11095135A
Authority: JP
Inventors: 完治北沢
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: JP2000292120A

Abstract

【要約】【課題】従来のバリアブルリラクタンス型レゾルバに
おいては、固定子に設けられた各スロット間のヨークに
巻線を施すため、巻線機の構造が複雑となり、回転子も
焼結構成であるため、レゾルバのコストを低下させるこ
とが困難であった。【解決手段】本発明による角度検出装置は、板状の固
定子(1)に設けたピン(10)に巻線(4,6,7)として多層プリ
ント基板(30)パターンで構成するため、巻線機が不要と
なり、かつ、固定子(1)、ヨーク(3)及び回転子(5)がプ
レス加工又は成形金属加工による金属板で可能となり、
大幅なコストダウンが可能な構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角度検出装置に関
し、特に、励磁巻線と出力巻線を固定子に設けた多層プ
リント基板に印刷して設け、ヨーク及び回転子を金属板
等で形成することにより、従来のレゾルバよりも大幅な
コストダウンを達成すると共に、構造の簡略化及び製造
の容易化を達成するための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のバリアブ
ルリラクタンス型レゾルバとしては、例えば、図２４及
び図２５で示される特開平８−１７８６１１号公報に開
示された構成を挙げることができる。すなわち、図２４
において符号１で示されるものは、１２個の突極３間に
各々形成された１２個のスロット２を有する輪状の固定
子であり、各突極３には、各スロット２内に位置するよ
うに１相の励磁巻線４が巻回されている。なお、この励
磁巻線４の極数はスロット２の数と同一である。この固
定子１の中心位置には、巻線を有しない鉄心のみよりな
る回転子が回転自在に設けられ、この回転子５の中心が
固定子１の中心とずれて偏心しているため、この回転子
５と固定子１の突極３との間のギャップパーミアンスは
角度θに対して正弦波状に変化するように前記回転子５
は構成されている。なお、この回転子５は、偏心構成に
限らず、同心で形状が円でなく変形して凹凸形等とした
場合も同じ作用を有するものである。

【０００３】また、２相で互いに電気角が９０°異なっ
て各スロット２に１スロットピッチ（スロット飛びを伴
うことなく、各スロットに順次巻線を入れる状態）で巻
かれたＳＩＮ出力巻線６及びＣＯＳ出力巻線７は、図２
４には示していないが図２５で示される状態のように、
その誘起電圧分布が各々正弦波分布となるように分布巻
き（その巻線の巻き数（量）も正弦波分布状となる）で
構成されている。前記各出力巻線６，７の巻数は、ＳＩ
Ｎθ（ＣＯＳθ）に比例したターン数でかつその極性
（正極又は逆巻）は、ＳＩＮ出力電圧８とＣＯＳ出力電
圧９の各スロット２位置での極性に合うように、励磁巻
線４の極性を考慮しつつ決定する。

【０００４】すなわち、図２５に示すように、励磁巻線
４が正巻で出力巻線６，７が正巻の場合は同相出力、励
磁巻線４が正巻で出力巻線６，７が逆巻の場合は逆相出
力、励磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が正巻の場合は
逆相出力、励磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が逆巻の
場合は同相出力となる巻線構造を前提として、ＳＩＮ出
力電圧８及びＣＯＳ出力電圧９がＳＩＮ状及びＣＯＳ状
となるように各出力巻線６，７の極性（正巻か逆巻）を
決める。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のバリアブルリラ
クタンス型レゾルバは、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、固定子
のヨークである突極が内側に一体に突出して形成されて
いるため、励磁巻線と出力巻線を自動巻線機により各突
極に巻回するための作業が難しく、自動巻線機の構造が
複雑となっていた。また、回転子は積層板により形成さ
れていたため、非真円形状に構成することが難しく、歩
留まりの向上が困難であった。

【０００６】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、励磁巻線と出力巻線を固定
子に設けた多層プリント基板に印刷して設け、ヨーク及
び回転子を金属板等で形成することにより、従来のレゾ
ルバよりも大幅なコストダウンを達成すると共に、構造
の簡略化及び製造の容易化を達成するようにした角度検
出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による角度検出装
置は、輪状の固定子に励磁巻線とｎ相の出力巻線を設
け、前記固定子に対して回転自在に設けられ前記固定子
との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正
弦波状に変化する非真円形を有すると共に鉄心のみで巻
線を有しない構成の回転子を用いたバリアブルリラクタ
ンス型レゾルバ方式の角度検出装置において、前記固定
子の面に前記各巻線を印刷した多層プリント基板を設
け、前記多層プリント基板に設けられ板状をなす複数の
ヨークを有する構成であり、また、前記固定子及びヨー
クはプレス加工による金属板からなり、前記回転子は断
面コ字形をなす構成であり、また、前記回転子はプレス
加工による金属板からなる構成であり、また、前記固定
子、ヨーク及び回転子は、成形金属からなる構成であ
り、また、前記固定子には所定角度間隔で複数のピンが
一体又は別体により設けられ、前記多層プリント基板が
前記ピンを介して前記固定子に設けられている構成であ
り、また、前記ヨークはＬ字型をなす構成であり、ま
た、前記ヨークは直線状の平板よりなる構成であり、ま
た、前記ヨークは、互いに一体に形成されかつ前記固定
子の一部を切り起こして形成されている構成であり、ま
た、前記ヨークは、前記固定子の面に対して垂直形状の
みによりなる構成であり、また、前記ヨークは、Ｌ字型
に形成されていると共に前記ヨークの先端には軸方向に
沿う垂直片が曲折して形成され、前記回転子は断面コ字
型をなす構成であり、また、前記ヨークは、Ｌ字型に形
成され、前記回転子は平板状よりなる構成であり、ま
た、前記ヨークは、輪状平板に一体接続された輪状ヨー
ク体よりなり、前記輪状ヨーク体は、前記固定子を用い
て前記多層プリント基板を挟むように配設されている構
成である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による角
度検出装置の好適な実施の形態について説明する。な
お、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で示されるものは全
体が輪状をなすと共にプレス加工又は周知の成形金属加
工等により加工された板状の固定子であり、この固定子
１の面１ａ上には、この面１ａと直交する垂直方向に軸
方向を有するように所定角度間隔でピン１０が設けられ
ている。前記面１ａ上には、輪状の多層プリント基板３
０が前記ピン１０と係合する孔３１を介して設けられて
いる。

【０００９】前記各ピン１０の上部すなわち端部１０ａ
には、Ｌ字型又は平板状をなすと共にプレス加工又は成
形金属加工した金属板等からなる極をなすヨーク３がカ
シメ又は接着等によって固定され、各ヨーク３の曲折部
３ａが固定子１の内側に向いて配設されている。

【００１０】前記多層プリント基板３０は、図１及び図
２に示されるように、全体形状が輪状をなすと共に、複
数のプリント基板が積層されてなる周知の構造よりな
り、各ピン１０に対応しかつこのピン１０の外周位置に
プリントコイルパターンが形成されている。従って、励
磁巻線４と２相の出力巻線６，７は、図６の模式図で示
されるように構成されており、励磁巻線４は前記多層プ
リント基板３０において周知の巻線を巻回した構成と同
じ容量となるように各ピン１０の外周にプリントコイル
パターンにより形成され、リード線又は端子等により外
部に導出されている。また、前記出力巻線６，７は、前
記各ピン１０に対して１個飛び状態で形成されて外部に
リード線又は端子等で導出されている。さらに、この多
層プリント基板３０の各巻線４，６，７は周知のよう
に、多層プリント基板３０の各プリント基板に形成され
たプリントコイルパターンを周知のスルーホール等の手
段により直列接続して実際のコイルを巻回したのと同じ
巻数分布を得るように構成されていると共に、励磁巻線
４は各ヨーク３間をスロットすると図２５のように正巻
と逆巻に構成され、出力巻線６，７は図２５の正弦波出
力電圧８，９が得られるように分布巻状構成することも
できる。

【００１１】なお、前記固定子１に対する多層プリント
基板３０の組立て方は、図５に示されるように、固定子
１の筒状の各ピン１０に多層プリント基板３０の孔３１
を係合させ、このピン１０の端部１０ａにヨーク３を取
付け、この端部１０ａをカシメ処理することにより、多
層プリント基板３０とヨーク３が固定子１上に固定され
る。

【００１２】前記回転子５は、図３及び図４に示される
ように、回転軸（図示せず）を接続するための穴２０を
有すると共にプレス加工等によって得られた断面コ字型
又は平板状をなすと共に非真円形に形成され、この回転
子５を回転させた場合に、前記固定子１の内側との間の
ギャップパーミアンスが回転角度θに対して周知のよう
に正弦波状に変化するように構成されている。

【００１３】次に、前述の図１から図６で示される角度
検出装置の形態とは別に、他の形態として、図７から図
２３にて示される構成について述べる。なお、図１から
図６と同じ部分には同一符号を付して説明する。まず、
図７から図１０で示される他の形態においては、各ヨー
ク３が平板状をなして各ピン１０に取付けられ、図９の
断面で示されるように構成され、回転子５は一例として
４Ｘ（Ｘは軸倍角を示す）型の平板状にて形成されてい
る。なお、他の構成は、図１及び図２の構成と同じであ
るため、符号のみを付し、その説明は省略する。

【００１４】次に、図１１から図１４で示す他の形態の
場合、固定子１の内側の各一部が切り起こされて垂直形
状のみからなるヨーク３が所定の角度間隔で形成され、
このヨーク３に多層プリント基板３０を重合させ、平板
状の回転子５が固定子１の内側に配設されている。な
お、このヨーク３は垂直状のみの形状で用いられる。

【００１５】次に、図１５から図１８で示す他の形態の
場合、固定子１の内側の各一部が切り起こされて垂直状
のヨーク３が所定の角度間隔で形成され、このヨーク３
に多層プリント基板３０を重合させ、図１８で示される
ように各ヨーク３がＬ字型に形成されてその先端に軸方
向に沿う垂直片３Ａを曲折して有し、回転子５は断面コ
字型をなす平板状（図１７で示す）で形成されている。

【００１６】次に、図１９及び図２０で示される他の形
態の構成は、固定子１の構成は前述の図１５から図１８
における垂直片３Ａを有しない構造と同一に形成されて
おり、回転子５はコ字型でなく、平板状のみで形成され
ている。

【００１７】次に、図２１から図２３で示される他の形
態の構成は、ピン１０を有する固定子１の上に、巻線
４，６，７を有する多層プリント基板３０を重合させ、
この各ピン１０の上に、各ヨーク３が輪状平板に一体に
形成された輪状ヨーク体３Ｂが取り付けられてカシメ等
で固定されている。前記第１固定板１２には各ヨーク３
に対応した舌片１２ａが形成されていることにより、図
２１、図２２で示されるように、多層プリント基板３０
が輪状ヨーク体３Ｂと固定子１とによって挟持されてい
る。なお、この場合は、回転子５は積層型又はプレス加
工、成形金属のものを用いることができる。なお、前述
の各形態における構成は図示したものに限らず、コアと
巻線を有するボビンを単体で構成して固定子に各々取付
けるようにすることもできる。さらに、コアと固定板及
びボビンと固定板も一体に限らず別体として構成するこ
ともできると共に、プレス加工及び成形金属加工の何れ
もできる。

【００１８】従って、ＳＩＮ用及びＣＯＳ用からなる前
記出力巻線６，７は、その誘起電圧分布が各々正弦波分
布となるように周知の分布巻き（その巻数及び量も正弦
波分布状となる）で構成されているため、励磁巻線４が
正巻で出力巻線６，７が正巻の場合は同相出力、励磁巻
線４が正巻で出力巻線６，７が逆巻の場合は逆相出力、
励磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が正巻の場合は逆相
出力、励磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が逆巻の場合
は同相出力となるように設定されていることによって、
ＳＩＮ出力電圧及びＣＯＳ出力電圧がＳＩＮ状及びＣＯ
Ｓ状となる。尚、前述の２相出力１Ｘ（Ｘは軸倍角）の
場合に限らず、ｎ相出力のｎＸとすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明による角度検出装置は、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、固定子の面に設けたピンに対して励
磁巻線及び出力巻線をプリントコイルパターンで有する
多層プリント基板で設けているため、従来のスロットを
有する固定子の各ヨークに巻線を巻回させるよりも、組
立作業が大幅に容易化され、エッチングによる大量自動
生産が可能となる。また、各ボビンにプレス加工又は金
属成形加工等の金属板よりなるヨークを取り付けるた
め、固定子の製造が従来よりも大幅に容易となる。さら
に、回転子がプレス加工又は金属成形加工等による金属
板で形成することができるため、従来のコアの積層によ
る製造に比べて製造が大幅に容易化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による角度検出装置の固定子を示す分解
斜視図である。

【図２】本発明による角度検出装置の分解斜視図であ
る。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図３の断面図である。

【図５】図１の固定子の製造工程を示す工程図である。

【図６】図１の固定子に設けられた多層プリント基板の
励磁巻線と出力巻線の巻回状態を模式的に示す構成図で
ある。

【図７】図１の他の形態を示す分解斜視図である。

【図８】図７の組立後を示す斜視図である。

【図９】図８の要部を示す断面図である。

【図１０】図８の固定子に用いる４Ｘ型の回転子を示す
斜視図である。

【図１１】図１の他の形態を示す斜視図である。

【図１２】図１１の固定板を用いた固定子を示す斜視図
である。

【図１３】図１２の固定子に回転子を組合わせた状態の
斜視図である。

【図１４】図１３の要部の断面図である。

【図１５】図１の他の形態を示す斜視図である。

【図１６】図１５の固定板を用いた固定子を示す斜視図
である。

【図１７】図１６の要部を示す断面図である。

【図１８】図１６の構成を用いた固定子を示す斜視図で
ある。

【図１９】図１７の他の形態を示す断面図である。

【図２０】図１９の状態を示す斜視図である。

【図２１】図１の他の形態を示す分解斜視図である。

【図２２】図２１の断面図である。

【図２３】図２２の状態を示す分解斜視図である。

【図２４】従来のバリアブルリラクタンス型レゾルバを
示す構成図である。

【図２５】図２４及び本発明における各巻線と出力電圧
との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１固定子１ａ面３ヨーク４励磁巻線５回転子６，７出力巻線１０ピン１０ａ端部３０多層プリント基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】輪状の固定子(1)に励磁巻線(4)とｎ相の
出力巻線(6,7)を設け、前記固定子(1)に対して回転自在
に設けられ前記固定子(1)との間のギャップパーミアン
スが回転角度θに対して正弦波状に変化する非真円形を
有すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子
(5)を用いたバリアブルリラクタンス型レゾルバ方式の
角度検出装置において、前記固定子(1)の面(1a)に前記
各巻線(4.6.7)を印刷した多層プリント基板(30)を設
け、前記多層プリント基板(30)に設けられ板状をなす複
数のヨーク(3)を有することを特徴とする角度検出装
置。
【請求項２】前記固定子(1)及びヨーク(3)はプレス加
工による金属板からなり、前記回転子(5)は断面コ字形
をなすことを特徴とする請求項１記載の角度検出装置。
【請求項３】前記回転子(5)はプレス加工による金属
板からなることを特徴とする請求項１又は２記載の角度
検出装置。
【請求項４】前記固定子(1)、ヨーク(3)及び回転子
(5)は、成形金属からなることを特徴とする請求項１記
載の角度検出装置。
【請求項５】前記固定子(1)には所定角度間隔で複数
のピン(10)が一体又は別体により設けられ、前記多層プ
リント基板(30)が前記ピン(10)を介して前記固定子(1)
に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の
何れかに記載の角度検出装置。
【請求項６】前記ヨーク(3)はＬ字型をなすことを特
徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の角度検出装
置。
【請求項７】前記ヨーク(3)は直線状の平板よりなる
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の角
度検出装置。
【請求項８】前記ヨーク(3)は、互いに一体に形成さ
れかつ前記固定子(1)の一部を切り起こして形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載
の角度検出装置。
【請求項９】前記ヨーク(3)は、前記固定子(1)の面に
対して垂直形状のみによりなることを特徴とする請求項
８記載の角度検出装置。
【請求項１０】前記ヨーク(3)は、Ｌ字型に形成され
ていると共に前記ヨーク(3)の先端には軸方向に沿う垂
直片(3A)が曲折して形成され、前記回転子(5)は断面コ
字型をなすことを特徴とする請求項８記載の角度検出装
置。
【請求項１１】前記ヨーク(3)は、Ｌ字型に形成さ
れ、前記回転子(5)は平板状よりなることを特徴とする
請求項８記載の角度検出装置。
【請求項１２】前記ヨーク(3)は、輪状平板に一体接
続された輪状ヨーク体(3B)よりなり、前記輪状ヨーク体
(3B)は、前記固定子(1)を用いて前記多層プリント基板
(30)を挟むように配設されていることを特徴とする請求
項１ないし５の何れかに記載の角度検出装置。