JP4147469B2

JP4147469B2 - シンクロレゾルバ

Info

Publication number: JP4147469B2
Application number: JP2003007030A
Authority: JP
Inventors: 昌樹桑原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: JP2003279378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシンクロレゾルバの巻線のバラツキを補正し、製品間の互換性を確保するための改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平７−４４８１３号（特許文献１）に示すように、サーボモータシステムの角度位置検出器として、シンクロレゾルバが用いられている。シンクロレゾルバは、ロータ鉄心がステータ鉄心に対して相対的に角度変位することにより、両者の空隙中のリラクタンスが変化することを利用してその回転角度位置を検出するものであり、シンクロレゾルバステータには１２０°の電気角の位相差をもつＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号用の巻線が巻回されている。各相の巻線の巻数、インダクタンス、抵抗値等にバラツキがあると、３相の信号に不平衡が生じ、真値に対して誤差を生じるため、位置検出器としての精度が低下する。かかる問題点を解決するため、従来では、特開２０００−２６２０８１（特許文献２）に開示されているように、レゾルバ装置の各相のバラツキを補正するための補正データをドライブユニット内に予め記憶しておき、レゾルバ装置からの多相出力信号を相変換回路で２相出力信号に変換し、Ｒ／Ｄコンバータと上記補正データによりデジタル位置信号を得る等することで、モータ部とドライブユニットとの互換性を保つように構成していた。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−４４８１３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６２０８１号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の特許文献２に開示されている技術では、最低限、モータ部に補正データを予め記憶しておき、システム起動時にドライブユニット側のメモリに当該補正データをロードする必要があるため、モータ部には補正データ記憶用のROMを実装する必要があり、ドライブユニットには補正データ読み込み用のメモリの実装が必要となる。つまり、ダイレクトドライブモータシステムの部品点数が増大し、コストが高くなる。さらに、同文献には、モータ部に補正データに加えて相変換回路とＲ／Ｄコンバータをも実装することで、補正データを加味した位置検出信号をドライブユニットに出力する構成も開示されているが、モータ部の構成がさらに複雑になる。また、何れの場合も個々のモータ毎のレゾルバの形状のわずかな誤差の相違による影響や、ステータコイルの巻数の相違などに起因するバラツキを補正するには必ずしも十分ではなかった。
【０００４】
そこで、本発明はより高精度な絶対精度を確保しつつ、簡易な構成で製品間の互換性を実現するためのシンクロレゾルバを提案することを課題とする。また、本発明は簡易な方法で精度よく巻線の位置調整を可能とする方法を提案することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するべく、本発明のシンクロレゾルバは、環状ステータ基部の円周方向にわたって等間隔に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータに対して相対的に角度変位し、前記ステータとの間隙中のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたシンクロレゾルバにおいて、前記ステータポールに巻回される各相の巻線位置を調整するための位置調整手段を備えたことを特徴とする。かかる構成により、高精度な絶対精度を確保しつつ、製品間の互換性を実現することができる。
【０００６】
好ましくは、前記位置調整手段は、ステータポールに挿嵌可能な形状を成すコイルボビンである。コイルボビンを用いることにより、巻線の取り付け位置を高精度に調整することができる。
【０００７】
好ましくは、前記コイルボビンは、取り付け位置の緩み防止機構を備えている。取り付け位置の緩み防止機構として、例えば、ボビン中空内部に凸設された突起部等が好適である。
【０００８】
本発明の位置調整方法では、前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られる２相信号をオシロスコープに入力して得られるリサージュ図形が略真円となるように前記位置調整手段の位置調整を行う。２相信号を利用することで、巻線位置の調整を容易に行える。
【０００９】
本発明の位置調整方法では、前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られる速度信号が略一直線となるように前記位置調整手段の位置調整を行う。速度信号を利用することで、巻線位置の調整を容易に行える。
【００１０】
本発明の位置調整方法では、前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られるデジタル位置信号と、前記シンクロレゾルバの角度位置の基準を示す位置検出器が出力する位置信号（基準信号）との偏差が所定値以下となるように前記位置調整手段の位置調整を行う。レゾルバが出力するデジタル位置信号と位置検出器が出力する基準信号とを比較することで、巻線位置の調整を容易に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
図１は本実施形態のダイレクトドライブモータシステムの構成図である。同図に示すように、同システムは、主に、回転軸１１を回転駆動するためのダイレクトドライブモータ１０と、ダイレクトドライブモータ１０の駆動制御を行うドライブユニット２０と、モータの角度位置を検出するレゾルバ（絶対位置検出用レゾルバ、及び相対位置検出用レゾルバ）へ励磁信号を供給するとともに当該レゾルバから出力される多相レゾルバ信号を伝達するレゾルバ用信号ケーブル４１と、モータ駆動電力を供給するモータケーブル４２から構成される。
【００１３】
ドライブユニット２０は、多相レゾルバ信号を２相信号（ＳＩＮ信号，ＣＯＳ信号）に変換し、さらに励磁信号の周波数による同期整流等を施した上で、補正ＲＯＭ２２に内蔵されている補正データを取り込んで補正後の信号をＲ／Ｄ変換し、デジタル位置信号をコントローラ３０へ出力するコントローラ回路２１と、コントローラ３０からのフィードバック制御により、ダイレクトドライブモータ１０の回転角度位置を正確に制御するため、モータケーブル４２を介してモータ端子３２へ励磁電流を供給するためのパワーアンプ回路２３とを備えている。
【００１４】
尚、補正ＲＯＭ２２には個々のモータによる各相のバランスのずれに起因する誤差を修正するための補正データが記憶されているのではなく、レゾルバの種類によって定まる誤差を修正するための補正データが記憶されている。
【００１５】
図２はダイレクトドライブモータ１０の断面図である。同図に示すように、ダイレクトドライブモータ１０には中空筒型のハウジング１２内に収容された回転軸１１がクロスローラ軸受１９を介して回転自在に軸支されている。クロスローラ軸受１９は、ハウジング１２に固設された内輪１８と、回転軸１１の下端部内周面に固設された外輪１６と、両者の間を転動する転動体１７から構成されている。内輪１８の外周面には互いに直交する第１傾斜軌道面と第２傾斜軌道面とから成る断面が直角二等辺三角形状の外方軌道凹溝が形成され、外輪１６の内周面には互いに直交する第３傾斜軌道面と第４軌道面とから成る断面が直角二等辺三角形状の内方軌道凹溝が形成されている。転動体１７は、第１傾斜軌道面と第４傾斜軌道面にそれぞれ転接する複数の第１の転動体１７と、隣り合う第１の転動体１７の間に位置して第２傾斜軌道面と第３傾斜軌道面に転接する第２の転動体１７から成る。
【００１６】
回転軸１１の下端部外周面には珪素鋼板を積層し、半径方向外側に向かって突出する複数の極歯を有する環状のモータロータ１５が嵌着固定されており、これと対向するハウジング１２内周面には珪素鋼板を積層し、半径方向内側に向かって突出する複数の磁極を備えるモータステータ１３が配置されている。当該磁極は略Ｔ字状の形状を成し、モータケーブル４２を介してパワーアンプ回路２３から供給される励磁電流により回転磁界を発生するためのステータコイル１４が巻回されるとともに、モータロータ１５の極歯と所定の間隙をおいて対峙する位置に多数の磁極歯が形成されている。
【００１７】
回転軸１１には回転軸１１の絶対角度位置を検出するためのレゾルバ５０と、相対角度位置を検出するためのレゾルバ６０が設けられている。レゾルバ５０は回転軸１１の内周面に固接された環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ５４と、ハウジング１２に固設されレゾルバロータ５４と対峙する環状の成層鉄心からなるレゾルバステータ５１と、レゾルバステータ５１のステータポールに巻回された巻線（ステータコイル）８１から構成される単極レゾルバである。レゾルバ６０は回転軸１１の内周面に固接された環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ６４と、ハウジング１２に固設されレゾルバロータ６４と対峙する環状の成層鉄心からなるレゾルバステータ６１と、レゾルバステータ６１のステータポールに巻回された巻線（ステータコイル）８２から構成される多極レゾルバである。
【００１８】
図３は絶対位置検出用レゾルバ５０の断面図である。同図に示すように、レゾルバ５０は３相バリアブルリラクタンス型レゾルバであり、レゾルバステータ５１とレゾルバロータ５４との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ５４の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ５４の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる構造を備えている。つまり、レゾルバステータ５１の外径中心、内径中心、及びレゾルバロータ５４の外径中心はダイレクトドライブモータの回転中心Ｏ₁と一致するが、レゾルバロータ５４の内径中心Ｏ₂は回転中心Ｏ₁に対してΔｘだけわずかに偏心するように、レゾルバロータ５４の径方向の肉厚を連続的に変化させている。
【００１９】
レゾルバステータ５１には、１２０°間隔でＡ相、Ｂ相及びＣ相を構成する各々６つ（計１８個）のステータポール５２が環状の成層鉄心からなるステータ基部５１ａの円周方向にわたって等間隔に配置されている。ステータポール５２は角柱状の形状をなし、ステータ基部５１ａに対して直立している。また、その断面形状は長手方向に一様であり、巻線８１が型巻きされているコイルボビン７０が挿着自在となるよう加工されている。ステータポール５２の先端にはコイルボビン７０の脱落防止用のつば５３が溶接等の接合手段で接合されており、つば５３の下端部に凸設された凸部５３ａと、ステータポール５２の先端に凹設された凹部５２ａが嵌合している。つば５３をステータポール５２に接合する方法としては、溶接に限らず、例えば、かしめ等でもよく、導電性を損なわないものであれば、接着剤による接着等でもよい。上記の構成において、巻線８１の共通線に励磁信号を印加し、レゾルバロータ５４を１回転させると、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線８１からは１サイクル毎に１２０°位相がずれた多相レゾルバ信号が各々出力される。
【００２０】
図５はコイルボビン７０を装着したステータポール５２の拡大図である。同図に示すように、コイルボビン７０は巻線８１を巻回するための巻枠部７０ｂと、巻枠部７０ｂの上下外周から外方延出形成された２つの鍔部７０ａからなり、巻枠部７０ｂには巻線８１が均一に巻回されている。コイルボビン７０の材質として、適度な弾力性のある非磁性体であれば、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂であれば、射出成形が容易である。ステータポール５２はステータ基部５１ａの外周面に対して垂直に凸設された角柱体であり、湾曲のない直立形状をなしている。巻線８１が予め型巻きされたコイルボビン７０をステータポール５２に挿着し、巻線８１に所定の交流信号を印加した状態で、ＳＩＮ信号とＣＯＳ信号の２相に変換された信号、同期整流後の信号、又は速度信号等をオシロスコープで観察し、各相のレゾルバ信号のバランスがとれるようにコイルボビン７０の取り付け位置を調整することにより、巻線８１の取り付け誤差等に起因するバランスの不整合を解消することができる。各相について、少なくともコイルボビン７０を１ヶ所ずつ位置調整すれば、全体的にバランスが良くなることが本発明者の実験により確認できている。コイルボビン７０の装着位置の調整手順については後述する。
【００２１】
ステータポール５２は長手方向（高さ方向）にわたって断面形状が略一定の形状をなしているため、コイルボビン７０を挿着した後でも上下方向に微調整が可能である。各相のバランスの整合性がとれた状態で、接着剤によりコイルボビン７０をステータポール５２に固着すれば、製品間でばらつきのない、つまり、互換性のあるシンクロレゾルバを得ることができる。従来のように型巻きされた空芯コイルをステータポール５２に挿入、固定する場合や巻線をステータポール５２に直巻きする場合では巻線とステータポール５２との間に微小な間隙を生じ、巻線の取り付け精度を高めることが困難であるが、樹脂成型されたコイルボビン７０を用いれば、弾力性のある樹脂を介して巻線８１がステータポール５２に巻回されるため、適度な圧着力により、かかる間隙の発生を抑止し、高精度な位置決めを可能にできる。
【００２２】
図６はコイルボビン７０の断面図である。コイルボビン７０にはステータポール５２を挿嵌するための中空部が長手方向に沿って形成されており、緩み防止用の突起部７０ｃが中空内部に向けて凸設されている。突起部７０ｃの先端は断面半円形となっており、適度な圧着力でステータポール５２に当接し、コイルボビン７０の上下方向の位置ずれを防止している。図７はコイルボビン７０の透視図であり、突起部７０ｃがコイルボビン７０の長手方向に沿って内筒に凸設されている状態を示している。突起部７０ｃの形状は同図に示した形状に限らず、例えば、断面Ｖ字状若しくはＵ字状の凸部又は凹部でもよい。
【００２３】
尚、コイルボビン７０の材質は樹脂に限らず、非磁性体で弾性に富み、適度な圧着力のある素材であれば、プラスチック等の他の素材でもよい。また、つば５３は必ずしも必須ではなく、コイルボビン７０をステータポール５２に対して確実に固着できる場合には不要である。また、ステータポール５２につば５３を取り付ける場合には、上記のようにステータポール５２とつば５３を別体とした構成とする他、例えば、つば付きのステータポールの下端部に凹部（若しくは凸部）を設け、ステータ基部５１ａにこれに嵌合する凸部（若しくは凹部）を設け、両者を嵌合した状態で接着剤等の適宜の方法を用いて接合してもよい。また、コイルボビン７０を縦に分割しておき、ステータポール５２を両者の間に挿嵌した状態で、両者を挟着し、巻線８１を直巻きするように構成してもよい。
【００２４】
また、上記の説明ではコイルボビン７０に突起部２０ｃを設ける構成を例示したが、コイルボビン７０の樹脂の弾力性により緩みを防止できれば、突起部２０ｃを省略してもよい。また、位置調整のしやすさ、取り付け精度の向上、巻線の損傷防止のためにはコイルボビン７０を介するのが好ましいが、絶縁材等を介して巻線をステータポール５２に直接巻回する場合や、絶縁材を介して型巻きコイルを挿入する場合にも、本発明を適用することができる。
【００２５】
図４は相対位置検出用レゾルバ６０の断面図である。同図に示すように、レゾルバステータ６１の内径中心Ｏはレゾルバロータ６４の内径中心Ｏと一致しており、レゾルバステータ６１とレゾルバロータ６４との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ６４の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ６４の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。レゾルバステータ６１の外周面にはＡ相、Ｂ相及びＣ相が１２０°の電気角でずれるようにステータポール６２が交互して等間隔に、この例では計１８個配置されている。ステータポール６２はステータ基部６１ａの外周面に対して垂直に凸設された角柱体であり、くびれのないストレート形状をなしている点は上述したステータポール５２の構成と同様である。各々のステータポール６２には巻線８２が巻回されたコイルボビン７０が装着固定されており、その上端部にはコイルボビン７０の脱落防止用のつば６３が溶接等の接合手段で接合されている。ステータポール６２に装着されるコイルボビン７０の具体的構成は上述した通りであり、ステータポール６２上での巻線８２の位置を微調整できるように構成されている。
【００２６】
尚、ステータポール６２の数は相数（この例では３）の倍数であればよく、１８個に限定されるものではない。また、この例では、レゾルバロータ６４の内周面には所定のピッチで形成された突極状の極歯が２４個形成されているが、この極歯の数はモータロータ１５の歯数の整数分の１に設定されていればよく、２４に限定されるものではない。また、上記極歯をさらに電気的に細分割することにより、相対位置検出用レゾルバ６０の分解能をさらに向上させることもできる。巻線８２の共通線に励磁信号が供給されると、レゾルバロータ６４が１回転する間に各相毎に２４サイクルの交流信号が多極レゾルバ信号として出力される。
【００２７】
図８はレゾルバ信号の伝達経路を中心とする電気系統の概略構成図である。ここでは、説明の便宜上、絶対位置検出用レゾルバの電気系統を示すが、相対位置検出用レゾルバの電気系統も同様の構成となっている。レゾルバ用信号ケーブル４１には、A相、B相及びC相を構成する各巻線８１に励磁信号を伝達するための励磁信号線（共通線）COMと、Ａ相のレゾルバ信号φＡを伝達するための検出信号線４１ａと、Ｂ相のレゾルバ信号φＢを伝達するための検出信号線４１ｂと、Ｃ相のレゾルバ信号φＣを伝達するための検出信号線４１ｃとが各々螺旋状に配線されている。ドライブユニット２０に内蔵されているコントローラ回路２１は、励磁信号線COMに励磁信号を供給するための励磁信号源２１ａと、各相のレゾルバ信号を検出するためのセンス抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含んで構成されている。
【００２８】
図９はA相のレゾルバ信号波形図である。励磁信号源２１ａの発信角周波数をωとし、高次成分を無視すると、各相のレゾルバ信号は下記の（１）式〜（３）式に示す通りとなる。ここでは、説明の便宜上、A相を基準としてB相及びC相の位相がそれぞれ１２０度遅れる場合を例示する。同図において、λは絶対位置検出用のレゾルバロータ５４が一回転するときに検出される一周期分のレゾルバ信号である。相対位置検出用のレゾルバロータ６４が一歯分回転するときも同様の波形パターンとなる。コントローラ回路２１はこれら３相のレゾルバ信号を２相信号（ＳＩＮ信号，ＣＯＳ信号）に変換する。２相変換後のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を下記の（４）式〜（５）式に示す。（５）式において、ｓｑｒ（ｘ）は引数ｘの平方根を返す関数とする。これらの２相信号をＲ／Ｄ変換することで、デジタル位置信号が得られる。２相信号をＲ／Ｄ変換する際に、レゾルバの形式、仕様等に応じて固有の高次成分誤差を補正するための補正データを加味すると、デジタル位置信号の精度向上に好適である。
φA＝（Ａ₁＋Ａ₂ＳＩＮθ）・ＳＩＮωｔ …（１）
φＢ＝｛Ｂ₁＋Ｂ₂ＳＩＮ（θ−２π／３）｝・ＳＩＮωｔ …（２）
φＣ＝｛Ｃ₁＋Ｃ₂ＳＩＮ（θ−４π／３）｝・ＳＩＮωｔ …（３）
ＳＩＮ信号＝φA−（φＢ＋φＣ）／２ …（４）
ＣＯＳ信号＝ｓｑｒ（３／４）・（φＢ−φＣ） …（５）
巻線８１の巻数の相違やレゾルバの形状の微小な誤差のバラツキにより、（１）式〜（３）式の包絡線の直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキが生じる。直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバラツキは上述した補正ROM２２を用いた補正では不十分であるが、巻線８１が巻回されているコイルボビン７０のステータポール５２上での装着位置を微調整することで、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバラツキを効果的に改善できることが本発明者の実験により明らかとなった。以下に絶対位置検出用レゾルバ５０におけるコイルボビン７０の装着位置を調整するための具体的な手法について説明するが、相対位置検出用レゾルバ６０についても同様にステータポール６２上でのコイルボビン７０の装着位置を微調整することで、相対位置検出用レゾルバ６０から出力されるレゾルバ信号の包絡線の直流成分のバラツキを補正できる。そのためには、ハウジング１２及び回転軸１１に絶対位置検出用レゾルバ５０を組み込んだ状態でレゾルバロータ５４を手動、或いはモータにより回転させ、「所定の信号」を観察しながら手動でコイルボビン７０の装着位置を微調整する。「所定の信号」として、上述の２相信号、当該２相信号が入力されるＲ／Ｄ変換のための回路に含まれる同期整流部での発振角周波数ωによる同期整流処理後の速度信号、Ｒ／Ｄ変換後のデジタル位置信号などが好適である。
【００２９】
第１の調整手法として、２相信号を観察しながらコイルボビン７０の位置調整を行うには、上述のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号をオシロスコープに取り込み、Ｘ＝ＣＯＳ信号，Ｙ＝ＳＩＮ信号として、リサージュ図形を観察しながら観察波形が略円形となるように、コイルボビン７０の装着位置を微調整する。図１０は直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランスがとれた状態で観察されるリサージュ図形である。同図において、リサージュ図形が真円とならないのは、レゾルバ固有の高次成分の影響があるためである。直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランスがとれた状態では２つの略円形状の包絡線が略同心円となるように表示される。これに対し、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキが生じると、リサージュ図形が変形する。リサージュ図形の変形は各々の直流成分のバラツキに固有の特徴的な変化となって現れる。
【００３０】
例えば、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁と比較してバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝ｋ：１：１（ｋ≠１）のときは、包絡線のずれがＸ軸方向に拡大（ｋ＞１）又は縮小（０＜ｋ＜１）する。同様に、Ｂ₁のみがＣ₁及びＡ₁と比較してバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１：ｎ：１（ｎ≠１）のときは、包絡線のずれがＸ軸に対して１２０度の方向に拡大（ｎ＞１）又は縮小（０＜ｎ＜１）する。また、Ｃ₁のみがＡ₁及びＢ₁と比較してバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１：１：ｍ（ｍ≠１）のときは、包絡線のずれがＸ軸に対して２４０度の方向に拡大（ｍ＞１）又は縮小（０＜ｍ＜１）することが本発明者の実験で確認されている。図１１は、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁と比較して１％のバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１０１：１００：１００のときのリサージュ図形である。このように、包絡線のずれの方向とずれの大きさを観察することにより、どのコイルボビン７０をどの程度に位置調整すればよいか簡単に判断できる。
【００３１】
第２の調整手法として、速度信号の大きさの変動（いわゆる速度脈動）を観察しながらコイルボビン７０の位置調整を行うには、速度信号の脈動が略一直線状（すなわち、ほぼ速度脈動がない状態）となるように調整する。図１２は、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランスがとれた状態で観察される速度信号の波形である。同図において、横軸は絶対位置検出用のレゾルバロータ５４の回転角度を示し、縦軸は信号レベル（速度脈動の大きさ）を示している。レゾルバロータ５４が一回転すると、相数分（ここでは、３相レゾルバのため、３周期分）の速度信号が観察される。相対位置検出用のレゾルバロータ６４が一歯分だけ回転した場合も、同様の波形パターンとなる。レゾルバ固有の高次成分の影響があるため、速度信号は一直線とはならず、略正弦波状にわずかに屈曲する。これに対し、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキが生じると、速度信号の波形が変形する。速度信号波形の変形は各々の直流成分のバラツキに固有の特徴的な変化となって現れ、相数分の周期波形とはならない。図１３は、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁と比較して１％のバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１０１：１００：１００のときの速度信号の波形図である。同図に示すように、回転角が９０度のときと２７０度のときの速度信号のレベルが大きく変化している。このように、速度信号が変形するレゾルバロータ５４の回転角度とその大きさを観察することで、どのコイルボビン７０をどの程度に位置調整すればよいか簡単に判断できる。もとより、本調整手法において、速度信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル信号を基にコイルボビン７０の位置調整を行ってもよい。
【００３２】
第３の調整手法として、Ｒ／Ｄ変換後のデジタル位置信号を観察しながらコイルボビン７０の位置調整を行うには、角度位置検出の基準となる位置検出器（例えば、高分解能のロータリエンコーダ）を組み立て完成後のダイレクトドライブモータ１０に連結し、位置検出器の出力信号（基準信号）と絶対位置検出用レゾルバ５０から得られるデジタル位置信号を比較する。具体的には、基準となる位置検出器の角度位置を横軸に設定し、偏差を縦軸に設定してデジタル位置信号と基準信号の偏差をみると、バランスがとれた状態では常に縦軸の値は０となるのに対し、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキがあると、上述の第２の調整手法と同様の波形パターンの変化を観察できるため、レゾルバロータ５４を回転させながら両者の偏差が小さくなるようにコイルボビン７０の位置調整を行う。
【００３３】
尚、上述の調整手法と併用して、図８に示すように、各相の巻線８１に可変抵抗ＲＸ，ＲＹ，ＲＺを追加し、これらの抵抗値を微調整することで、レゾルバ信号の包絡線の直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランス調整をすることも可能である。可変抵抗ＲＸ，ＲＹ，ＲＺを追加するだけで精度よく直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランス調整が可能となるため、バランス調整の自由度が向上する。さらに、コイルボビン７０の装着位置が経時的に微小変化した場合でも、ダイレクトドライブモータ１０を分解等することなく、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）を簡便に再調整できる。
【００３４】
但し、本発明は上述の構成に限られるものではなく、例えば、絶対位置検出用レゾルバ５０及び相対位置検出用レゾルバ６０のステータポール数は任意である。また、ステータポール５２，６２はステータ基部５１ａ，６１ａに対して外歯となる構成を例示したが、内歯となる構成であってもよい。レゾルバ信号の相数についても、３相レゾルバに限らず、例えば、２相レゾルバ、４相レゾルバ、６相（差動）レゾルバなどを用いることができる。６相レゾルバでは、上述の（１）式〜（３）式のレゾルバ信号に対して−１８０度電気角が遅れた相信号が存在し、差動アンプを通して３相信号に変換される。また、レゾルバ信号を相変換回路、Ｒ／Ｄ変換回路により処理し、デジタル位置信号を得る代わりにレゾルバ信号をＡ／Ｄ変換し、これらの回路と同等の処理を演算装置を用いてソフトウエアにより行うようにしてもよい。その場合、上述の第１の調整手法又は第２の調整手法を適用する場合には、途中で得られるＳＩＮ信号、ＣＯＳ信号、速度信号に相当する演算結果をＤ／Ａ変換して得られる信号を用いればよい。
【００３５】
本実施形態によれば、複雑な構成を付加することなく、より高精度な絶対精度を確保した上で、製品の互換性を確保することが可能となる。また、メカ部であるシンクロレゾルバと、電気回路制御部である演算回路部とを個別に生産、管理することができるため、各々の製造工程においてシンクロレゾルバのバラツキ補正工程を不要とし、最終製品の製造工程まで独立に生産することが可能となる。また、本実施形態のシンクロレゾルバは互換性があるため、メンテナンス、修理等の保全においても有利である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、高精度な絶対精度を確保しつつ、製品間の互換性を実現するためのシンクロレゾルバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイレクトドライブモータシステムの構成図である。
【図２】ダイレクトドライブモータの断面構造図である。
【図３】絶対位置検出用レゾルバの断面構造図である。
【図４】相対位置検出用レゾルバの断面構造図である。
【図５】コイルボビンの説明図である。
【図６】コイルボビンの断面図である。
【図７】コイルボビンの透視図である。
【図８】レゾルバ信号の伝達経路を中心とする電気系統の概略構成図である。
【図９】A相レゾルバ信号の波形図である。
【図１０】オシロスコープで観察されるリサージュ図形である。
【図１１】オシロスコープで観察されるリサージュ図形である。
【図１２】速度信号の波形図である。
【図１３】速度信号の波形図である。
【符号の説明】
５０…絶対位置検出用レゾルバ
６０…相対位置検出用レゾルバ
５１，６１…レゾルバステータ
５１ａ，６１ａ…ステータ基部
５２，６２…ステータポール
５４，６４…レゾルバロータ
７０…コイルボビン

Claims

環状ステータ基部の円周方向にわたって等間隔に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータに対して相対的に角度変位し、前記ステータとの間隙中のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたシンクロレゾルバにおいて、
前記ステータポールに巻回される各相の巻線の位置を調整するための位置調整手段を備え、前記位置調整手段は、前記ステータポールに挿嵌可能な形状を成すコイルボビンである、シンクロレゾルバ。
前記コイルボビンは、取り付け位置の緩み防止機構を備えている、請求項１に記載のシンクロレゾルバ。
請求項１又は請求項２に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、
前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られる２相信号をオシロスコープに入力して得られるリサージュ図形が略真円となるように前記位置調整手段の位置調整を行う、位置調整方法。
請求項１又は請求項２に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、
前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られる速度信号が略一直線となるように前記位置調整手段の位置調整を行う、位置調整方法。
請求項１又は請求項２に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、
前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られるデジタル位置信号と、前記シンクロレゾルバの角度位置の基準を示す位置検出器が出力する位置信号との偏差が所定値以下となるように前記位置調整手段の位置調整を行う、位置調整方法。