JP3318468B2 - 回転角度検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転角度検出器に
関し、特に、ロータは巻線を有しないロータコアのみで
形成し、ステータに励磁及び出力巻線を設けることによ
り調整不要で出力電圧を大きく得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回転角度
検出器は、例えば、一般にインダクトシン方式と呼称さ
れる構成が採用されていた。すなわち、図９から図１２
において符号１で示されるものは全体形状が輪状円板形
に形成されたステータであり、このステータ１の内面に
は、図１０及び図１１で示す３相構成の出力巻線２がプ
リント式等によって形成されている。前記ステータ１に
対抗して輪状円板形に形成されたロータ３が回転自在に
設けられ、このロータ３の内面には前記出力巻線２に対
応するように励磁巻線４がプリント式等によって形成さ
れている。前記ロータ３の外面には前記励磁巻線４と接
続されたトランス用回転巻線５が設けられ、このロータ
３の近傍位置には前記トランス用回転巻線５と磁気結合
するトランス用固定巻線６が配設されていると共に、こ
の各巻線５，６によってロータリートランス７を構成し
ている。次に動作を説明する。まず、ロータリートラン
ス７を介して励磁巻線４に励磁電圧を印加した状態にお
いて、ロータ３を回転させると、ステータ１の出力巻線
２からは、図４で示す３相の正弦波状の出力電圧Ｖｏｕ
ｔを出力することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転角度検出器
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、励磁電圧の印加用としてロ
ータリートランスを必要とするため、部品点数が多くな
っていた。また、ロータ巻線及びステータ巻線がプリン
ト式に構成されていたため、出力電圧のレベルがコイル
を用いた構成に比較すると極めて低く、Ｓ／Ｎ比を向上
させることが困難であった。また、ロータとステータ間
のギャップが高精度に保たれる必要があるが、このギャ
ップの調整は極めて難しく、量産時の障害となってい
た。

【０００４】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、ロータは巻線を用いずロー
タコアのみで形成し、ステータに励磁及び出力巻線を設
けることにより調整不要で出力電圧を大きく得るように
した回転角度検出器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による回転角度検
出器は、ロータの回転状態を、ステータに設けられた３
相以上の複数相Ｐの出力巻線から複数相の正弦波出力信
号として出力するようにした回転角度検出器において、
磁性材よりなる前記ロータの外周面に形成された軸倍角
Ｘと同じ数の山部と、磁性材よりなる前記ステータの内
周面に設けられたＰ・Ｘ／２又はＰ・Ｘの数のスロット
と、前記各スロットに対して正巻部と逆巻部が交互に繰
り返して設けられた励磁巻線とを備え、前記出力巻線は
前記各スロットに巻回され、前記ロータはロータコアの
みからなり、前記出力巻線(2)から出力される３相以上
の正弦波出力信号は全て同一符号のオフセット電圧を有
する構成である。

【０００６】本発明による回転角度検出器においては、
外周面に凹凸部を有して可変リラクタンス型にロータが
構成されているため、ステータの励磁巻線に対して励磁
電圧を印加した状態でこのロータが回転すると、周知の
電磁作用により出力巻線からは図４で示す３相の正弦波
状の出力電圧Ｖｏｕｔが得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による回
転角度検出器の好適な実施の形態について詳細に説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を
付して説明する。図１及び図２において符号１で示され
るものは全体形状が輪状をなす周知の積層コアよりなる
ステータであり、このステータ１の内周面には複数（こ
こでは２４個）のスロット１０が形成されている。すな
わち、このスロット１０は、周知の軸倍角Ｘと後述の出
力巻線２の相Ｐの数との関係からＰ・Ｘ／２又はＰ・Ｘ
の数より構成されている。

【０００８】前記各スロット１０には、図７で示す励磁
巻線４及び図８で示す出力巻線２が設けられている。す
なわち、励磁巻線４は、図７で示されているように、全
てのスロット１０に対して正巻部４ａと逆巻部４ｂが交
互に繰り返して直列接続状に巻回して設けられている。
また、前記出力巻線２は図８で示されるように、複数相
Ｐである例えば３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）よりなり、各相共、
１スロット飛びで正巻部２ａと逆巻部２ｂが交互に繰り
返して設けられており、その出力電圧Ｖｏｕｔはｓｉｎ
（ｍθ）に比例して変動する正弦波出力信号の波形とな
り、この３相の出力電圧Ｖｏｕｔをモニターすることに
よって全周（１回転）の１／ｍの範囲（ｍはロータ３の
山部３ａの数）の角度を絶対位置検出することができ
る。

【０００９】前記ロータ３は、図５に特に示されている
ように、巻線を有しないロータコアのみでなり、その全
外周面（全部でない場合もある）に複数（ここでは１６
個）の山部３ａが連続して形成され、各山部３ａ間には
谷部３ｂが形成されている。すなわち、この山部３ａは
前記軸倍角Ｘと同じ数で構成されている。

【００１０】次に、動作について述べる。まず、図１の
状態で、励磁巻線４に励磁電圧を印加した後に、ロータ
３を回転させると、ロータ３の外周の各山部３ａの周知
の磁気的作用によって図４に示される出力電圧Ｖｏｕｔ
の波形図の３相出力ａ，ｂ，ｃが出力される。

【００１１】

【発明の効果】本発明による回転角度検出器は、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、従来のようなロータリートランス
を用いることなく励磁ができるため、部品点数が大幅に
少なくなり、コストダウン及び信頼性の向上が得られ
る。また、従来構成のように軸方向における磁気的な結
合がないため、各部品の軸方向ずれを許容でき、組立が
容易となる。また、従来のプリントコイルに代えて通常
の巻線を用いることができるため、出力電圧のレベルを
大きくすることができＳ／Ｎ比を大幅に改善することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転角度検出器を示す構成図であ
る。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図１の結線図である。

【図４】出力電圧の特性図である。

【図５】ロータを示す構成図である。

【図６】ステータを示す構成図である。

【図７】励磁巻線の結線図である。

【図８】出力巻線の結線図である。

【図９】従来の回転角度検出器を示す断面図である。

【図１０】図９のステータとロータを示す構成図であ
る。

【図１１】図９の結線図である。

【符号の説明】

１ ステータ ２ 出力巻線 ３ ロータ ３ａ 山部 ４ 励磁巻線 ４ａ 正巻部 ４ｂ 逆巻部 １０ スロット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ(3)の回転状態を、ステータ(1)に
   設けられた３相以上の複数相(P)の出力巻線(2)から複数
   相の正弦波出力信号として出力するようにした回転角度
   検出器において、磁性材よりなる前記ロータ(3)の外周
   面に形成された軸倍角Ｘと同じ数の山部(3a)と、磁性材
   よりなる前記ステータ(1)の内周面に設けられたＰ・Ｘ
   ／２又はＰ・Ｘの数のスロット(10)と、前記各スロット
   (10)に対して正巻部(4a)と逆巻部(4b)が交互に繰り返し
   て設けられた励磁巻線(4)とを備え、前記出力巻線(2)は
   前記各スロット(10)に巻回され、前記ロータ(3)はロー
   タコアのみからなり、前記出力巻線(2)から出力される
   ３相以上の正弦波出力信号は全て同一符号のオフセット
   電圧を有する構成よりなることを特徴とする回転角度検
   出器。