JP3349623B2 - 回転型差動変圧器 - Google Patents
回転型差動変圧器Info
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- JP3349623B2 JP3349623B2 JP21501695A JP21501695A JP3349623B2 JP 3349623 B2 JP3349623 B2 JP 3349623B2 JP 21501695 A JP21501695 A JP 21501695A JP 21501695 A JP21501695 A JP 21501695A JP 3349623 B2 JP3349623 B2 JP 3349623B2
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- Japan
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- teeth
- stator
- winding
- differential transformer
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転型差動変圧器
に関し、特に、互いに機械的に９０°ずれた一対の歯を
有し、小型で巻線が容易な構成を得るための新規な改良
に関する。
に関し、特に、互いに機械的に９０°ずれた一対の歯を
有し、小型で巻線が容易な構成を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型差
動変圧器としては、一般に図７〜図９で示すような構成
が採用されていた。すなわち、図７において符号１で示
されるものは全体形状が輪状に形成され、符号２，３，
４，５で示す４極構成よりなるステータであり、この４
極により符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成さ
れている。励磁巻線１０は、図８にも示されるように、
対向配置の第１極２及び第３極４に巻回され、出力巻線
１１は、対向配置の第４極５及び第２極３に巻回されて
いる。前記ステータ１の内側には、回転軸１２を介して
ロータ１３が回転自在に設けられており、このロータ１
３は、大径部１３ａと小径部１３ｂが半円（１８０°）
形状で構成されている。従って、このロータ１３は、ス
テータ１との間のギャップパーミアンスが回転角度θに
比例する形状に構成され、このロータ１３を回転した時
の出力電圧ＶＯＵＴは図９で示すように、−１８０°か
ら０°を経て＋１８０°迄の角度範囲において、変化部
分としては−４５°から＋４５°迄の直線範囲となって
いた。
動変圧器としては、一般に図７〜図９で示すような構成
が採用されていた。すなわち、図７において符号１で示
されるものは全体形状が輪状に形成され、符号２，３，
４，５で示す４極構成よりなるステータであり、この４
極により符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成さ
れている。励磁巻線１０は、図８にも示されるように、
対向配置の第１極２及び第３極４に巻回され、出力巻線
１１は、対向配置の第４極５及び第２極３に巻回されて
いる。前記ステータ１の内側には、回転軸１２を介して
ロータ１３が回転自在に設けられており、このロータ１
３は、大径部１３ａと小径部１３ｂが半円（１８０°）
形状で構成されている。従って、このロータ１３は、ス
テータ１との間のギャップパーミアンスが回転角度θに
比例する形状に構成され、このロータ１３を回転した時
の出力電圧ＶＯＵＴは図９で示すように、−１８０°か
ら０°を経て＋１８０°迄の角度範囲において、変化部
分としては−４５°から＋４５°迄の直線範囲となって
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転型差動変圧
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、ステータの全周に固定子
巻線である励磁巻線と出力巻線が巻回されているため、
近時のように超小型化された回転型差動変圧器が要求さ
れてくると、輪状のステータを用いた構成では、ステー
タの内径が小さくなり、巻線作業が極めて困難となって
いた。
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、ステータの全周に固定子
巻線である励磁巻線と出力巻線が巻回されているため、
近時のように超小型化された回転型差動変圧器が要求さ
れてくると、輪状のステータを用いた構成では、ステー
タの内径が小さくなり、巻線作業が極めて困難となって
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、互いに機械的に９０°ずれ
た一対の歯を有し、小型で巻線が容易な回転型差動変圧
器を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、互いに機械的に９０°ずれ
た一対の歯を有し、小型で巻線が容易な回転型差動変圧
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】本発明による回転型差動
変圧器は、互いに機械的に９０°ずれた位置に設けられ
た一対の歯を有するステータと、前記各歯に巻回された
励磁巻線及び出力巻線と、前記各歯に対面するように回
転自在に設けられたロータとを備え、前記各歯と前記ロ
ータとのギャップパーミアンスが前記ロータの回転角度
（２×θ）に比例する形状よりなる構成である。
変圧器は、互いに機械的に９０°ずれた位置に設けられ
た一対の歯を有するステータと、前記各歯に巻回された
励磁巻線及び出力巻線と、前記各歯に対面するように回
転自在に設けられたロータとを備え、前記各歯と前記ロ
ータとのギャップパーミアンスが前記ロータの回転角度
（２×θ）に比例する形状よりなる構成である。
【０００６】さらに詳細には、前記ロータは、ステータ
と、ロータ間のギャップが(6)式なる条件を満足する構
成である。
と、ロータ間のギャップが(6)式なる条件を満足する構
成である。
【数２】
【０００７】本発明による回転型差動変圧器において
は、機械的に互いに９０°ずれた一対の歯がステータに
設けられ、この各歯に励磁巻線と出力巻線が設けられて
いるため、ギャップパーミアンスがロータの回転角度
（２×θ）に比例する形状のロータが回転すると、出力
巻線からは図４で示す鋸歯状の出力電圧が得られる。ま
た、各歯が９０°方向に形成されているため、各巻線の
巻線又は装着が極めて容易であり、超小型化された構成
を極めて容易に得ることができる。
は、機械的に互いに９０°ずれた一対の歯がステータに
設けられ、この各歯に励磁巻線と出力巻線が設けられて
いるため、ギャップパーミアンスがロータの回転角度
（２×θ）に比例する形状のロータが回転すると、出力
巻線からは図４で示す鋸歯状の出力電圧が得られる。ま
た、各歯が９０°方向に形成されているため、各巻線の
巻線又は装着が極めて容易であり、超小型化された構成
を極めて容易に得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による回
転型差動変圧器の好適な実施例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
ものは全体形状がほぼＣ字型に形成された板状のステー
タであり、このステータ１の両端には一対の歯２，３が
一体状に形成されている。前記各歯２，３は、その中心
軸方向線２ａ，３ａが互いに９０°ずれて直交するよう
に構成され、各歯２，３には図３で示す励磁巻線１０及
び出力巻線１１がボビン２０を介して設けられている。
転型差動変圧器の好適な実施例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
ものは全体形状がほぼＣ字型に形成された板状のステー
タであり、このステータ１の両端には一対の歯２，３が
一体状に形成されている。前記各歯２，３は、その中心
軸方向線２ａ，３ａが互いに９０°ずれて直交するよう
に構成され、各歯２，３には図３で示す励磁巻線１０及
び出力巻線１１がボビン２０を介して設けられている。
【０００９】前記ステータ１は一対の歯２，３による２
極構成であるため、スリットは１個であるが、ここでは
説明を容易とするために３個のスリットＡ，Ｂ，Ｃがあ
るとして各巻線１０，１１の巻線の結線状態を説明す
る。すなわち、図３に示すように、各スリットＡ，Ｂ，
Ｃ及び各歯２，３にたいして各巻線１０，１１が直接又
はボビン２０を介して巻回され、励磁端子Ｒ１，Ｒ２か
ら励磁電圧が印加され、出力端子Ｓ１，Ｓ２から出力電
圧（図４で示す）が出力される構成である。
極構成であるため、スリットは１個であるが、ここでは
説明を容易とするために３個のスリットＡ，Ｂ，Ｃがあ
るとして各巻線１０，１１の巻線の結線状態を説明す
る。すなわち、図３に示すように、各スリットＡ，Ｂ，
Ｃ及び各歯２，３にたいして各巻線１０，１１が直接又
はボビン２０を介して巻回され、励磁端子Ｒ１，Ｒ２か
ら励磁電圧が印加され、出力端子Ｓ１，Ｓ２から出力電
圧（図４で示す）が出力される構成である。
【００１０】前記各歯２，３の近傍位置には、前記各中
心軸方向線２ａ，３ａが交差する交点３０を回転中心と
するロータ１３が回転軸４０を介して回転自在に設けら
れている。このロータ１３は、前記各歯２，３に対面す
る状態で設けられており、このロータ１３と各歯２，３
とのギャップパーミアンスはロータ１３の回転角度（２
×θ）に比例するように前記ロータ１３の形状が偏心し
た非真円状の状態で構成されている。
心軸方向線２ａ，３ａが交差する交点３０を回転中心と
するロータ１３が回転軸４０を介して回転自在に設けら
れている。このロータ１３は、前記各歯２，３に対面す
る状態で設けられており、このロータ１３と各歯２，３
とのギャップパーミアンスはロータ１３の回転角度（２
×θ）に比例するように前記ロータ１３の形状が偏心し
た非真円状の状態で構成されている。
【００１１】次に、前述の図１に示したロータ１３の形
状は、非真円状であればよく、図１の楕円形又は図５の
ように凹部を有する円形でもよく、その形状を非真円状
としたロータ形状計算検討結果について述べる。なお、
ここでは非真円状のロータとして図５の形状について述
べるが、図１も同様である。まず、図５及び図６におい
て、ギャップのパーミアンスをＰｇ（θ）とすると、Ｐ
ｇ（θ）＝Ｐ００＋Ｐ０１・θ・・・(1)式で変化する
構造となる。ここで、ロータ１３の任意の位置θにおけ
るギャップ長δθとすると、パーミアンスは(1)式に等
しく、Ｂｇ＝μ０／δθ（δθ＝μ０／Ｂｇ）であるか
らδθ＝μ０／Ｐ００＋Ｐ０１・θ・・・(2)式、θ＝
０の時にδ０＝μ０／Ｐ００、Ｐ００＝μ０／δ０・・
・(3)式また、θ＝π／２の時、ステータ１とロータ１
３間のギャップが最小ギャップとなるので、次の(4)式
及び(5)式並びに(6)式となる。
状は、非真円状であればよく、図１の楕円形又は図５の
ように凹部を有する円形でもよく、その形状を非真円状
としたロータ形状計算検討結果について述べる。なお、
ここでは非真円状のロータとして図５の形状について述
べるが、図１も同様である。まず、図５及び図６におい
て、ギャップのパーミアンスをＰｇ（θ）とすると、Ｐ
ｇ（θ）＝Ｐ００＋Ｐ０１・θ・・・(1)式で変化する
構造となる。ここで、ロータ１３の任意の位置θにおけ
るギャップ長δθとすると、パーミアンスは(1)式に等
しく、Ｂｇ＝μ０／δθ（δθ＝μ０／Ｂｇ）であるか
らδθ＝μ０／Ｐ００＋Ｐ０１・θ・・・(2)式、θ＝
０の時にδ０＝μ０／Ｐ００、Ｐ００＝μ０／δ０・・
・(3)式また、θ＝π／２の時、ステータ１とロータ１
３間のギャップが最小ギャップとなるので、次の(4)式
及び(5)式並びに(6)式となる。
【００１２】
【数３】
【００１３】
【数４】
【００１４】次に、動作について述べる。まず、励磁巻
線１０から励磁電圧を印加した状態でロータ１３を回転
させると、ロータ１３の回転角度（２×θ）に比例した
図４で示す出力電圧が、＋４５°から−４５°の範囲を
直線範囲として出力される。なお、このロータ１３の形
状は、前述の非円真状の偏心構造に限ることなく、例え
ば、非真円状としてはハート形、三角形等の形状を用い
ることができる。なお、前述の実施例のように、各歯
２，３の設置角度を９０°とし、ロータ１３の形状を
（２×θ）タイプすなわち２×タイプとしたのは、励磁
側からみた入力インピーダンスがロータ１３の角度に関
係なく常に一定であることが必要であるからである。す
なわち、出力電圧の直線性を上げるために必要であり、
直線性の範囲が小さくてよい場合は、 直線範囲＋−３０° 歯間隔６０° ロータ３×θ 直線範囲＋−２２.５° 歯間隔４５° ロータ４×θ 直線範囲＋−１８° 歯間隔３６° ロータ５×θ となる。すなわち、各歯２，３の角度間隔は、９０°が
最適であるが、６０°，４５°，３６°等とすることも
可能である。
線１０から励磁電圧を印加した状態でロータ１３を回転
させると、ロータ１３の回転角度（２×θ）に比例した
図４で示す出力電圧が、＋４５°から−４５°の範囲を
直線範囲として出力される。なお、このロータ１３の形
状は、前述の非円真状の偏心構造に限ることなく、例え
ば、非真円状としてはハート形、三角形等の形状を用い
ることができる。なお、前述の実施例のように、各歯
２，３の設置角度を９０°とし、ロータ１３の形状を
（２×θ）タイプすなわち２×タイプとしたのは、励磁
側からみた入力インピーダンスがロータ１３の角度に関
係なく常に一定であることが必要であるからである。す
なわち、出力電圧の直線性を上げるために必要であり、
直線性の範囲が小さくてよい場合は、 直線範囲＋−３０° 歯間隔６０° ロータ３×θ 直線範囲＋−２２.５° 歯間隔４５° ロータ４×θ 直線範囲＋−１８° 歯間隔３６° ロータ５×θ となる。すなわち、各歯２，３の角度間隔は、９０°が
最適であるが、６０°，４５°，３６°等とすることも
可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明による回転型差動変圧器は、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、ステータに形成された歯が１対
であるため、形状が従来の輪状に比較して大幅に小型化
された構成を得ることができる。また、歯が１対で各歯
間が開放されているため、各巻線を歯に直接巻回するこ
と、又は、ボビンに巻回したものを直接嵌入することも
でき、巻線の巻回及び取付けが極めて容易となり、生産
性の向上及びコストダウンを容易に達成することができ
る。
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、ステータに形成された歯が１対
であるため、形状が従来の輪状に比較して大幅に小型化
された構成を得ることができる。また、歯が１対で各歯
間が開放されているため、各巻線を歯に直接巻回するこ
と、又は、ボビンに巻回したものを直接嵌入することも
でき、巻線の巻回及び取付けが極めて容易となり、生産
性の向上及びコストダウンを容易に達成することができ
る。
【図１】本発明による回転型差動変圧器を示す平面構成
図である。
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】図３の出力電圧特性図である。
【図５】図１のロータの他側を示す構成図である。
【図６】図５のパーミアンス変化を示す特性図である。
【図７】従来の回転型差動変圧器を示す構成図である。
【図８】第５の結線図である。
【図９】図６の出力電圧特性図である。
１ ステータ ２，３ 歯 １０ 励磁巻線 １１ 出力巻線 １３ ロータ
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに機械的に９０°ずれた位置に設け
られた一対の歯(2,3)を有するステータ(1)と、前記各歯
(2,3)に巻回された励磁巻線(10)及び出力巻線(11)と、
前記各歯(2,3)に対面するように回転自在に設けられた
ロータ(13)とを備え、前記各歯(2,3)と前記ロータ(13)
とのギャップパーミアンスが前記ロータ(13)の回転角度
（２×θ）に比例する形状で構成されていることを特徴
とする回転型差動変圧器。 - 【請求項２】 前記ロータ(13)は、ステータ(1)と、ロ
ータ(13)間のギャップδ θ が(6)式なる条件を満足する
ことを特徴とする請求項１記載の回転型差動変圧器。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501695A JP3349623B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501695A JP3349623B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0965631A JPH0965631A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3349623B2 true JP3349623B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=16665337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21501695A Expired - Fee Related JP3349623B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349623B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4336070B2 (ja) * | 2001-10-10 | 2009-09-30 | 株式会社アミテック | 回転型位置検出装置 |
| FR2854456B1 (fr) * | 2003-05-02 | 2005-08-05 | Precilec | Capteur inductif de position angulaire |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21501695A patent/JP3349623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0965631A (ja) | 1997-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |