JP4199826B2 - 鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器およびその鉄心巻線の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的な固定子鉄心および回転子鉄心に適用可能な鉄心巻線および各種ロボット、ＦＡ機器等の位置決めを必要とする機器に広く用いられる前記鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器に関し、特に、１ターンになるように巻線を巻回した鉄心巻線と、その鉄心巻線を用いた出力巻線を各スロットルに対して同じ巻線数巻回し、固定子に対する回転子の形状を所定の形状に形成することにより、正弦波の誘起電圧の発生を可能とするバリアブルリラクタンス型角度検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レゾルバ又はシンクロ等の検出器はその出力信号形態が（主にＳＩＮ波形又はＣＯＳ波形に）決まっていることから、そのような出力を得る手段が種々提案されている。
【０００３】
(従来例１)
例えば、各スロットピッチ毎に順次巻回した巻線グループを直列接続して１相分巻線群を構成したものにおいて、正弦波磁束分布を得るために、１相分巻線群の各スロットにおける巻回数を、１相分巻線群の各スロットの位置毎に正弦波の値を求め、全体の巻線数を前記スロットの位置毎の正弦波の値で分割するようにした検出器が下記特許文献１に示されている。具体的に説明する。図４（ａ）は特許文献１の前記従来の正弦波磁束を得る手段を説明する図である。
【０００４】
図４（ａ）で示す輪状コア２９のスロット３０が１０個即ちＳ＝１０で歯部３１の数が１０個、かつ、１極対数Ｐの２Ｐ極のレゾルバの１相分巻線群ｙの場合、各スロット３０において、１スロットピッチ毎に順次巻線３２を巻回し、各スロット３０毎に巻線グループｘを前記数Ｓ＝１０と一致するＳ個として直列接続し、この１０個の巻線グループｘにより１相分の１相分巻線群ｙを形成し、この１相分巻線群ｙをｎ個形成することによりｎ相分巻線群Ｚを形成する。従って、このｎ相分巻線群Ｚの形成により、輪状コア２９の全周２πラジアンにおいては、各スロット３０における各巻線グループｘ（各スロット３０毎に巻線が異なる）毎にパルス状の起磁力が図４（ａ）に示す棒グラフのように発生し、各起磁力を近似線で接続すると正弦波磁束Ａを得ることができる。
【０００５】
前記各巻線グループｘと、各巻線グループｘを直列接続した構成の１相分巻線群ｙをｎ相分巻回したｎ相分巻線群Ｚは、一般式で表すと、下記の式になる。
【式１】

（従来例２）
上記従来技術の他に、１相分の出力巻線に発生する誘起電圧分布を正弦波分布とするために、出力巻線を各スロットに対して１スロットピッチでかつ正弦波分布状に分布巻きする技術が特許文献２に示されている。具体的に説明する。図４（ｂ）は特許文献２の前記従来の正弦波磁束を得る手段を説明する図である。
【０００６】
図４（ｂ）のバリアブルリラクタンス型角度検出器では、回転子は固定子との間のギャップパーミアンスが角度θに対して正弦波状に変化する形状を有すると共に鉄心のみで巻線を有しない構成を有し、励磁巻線の極数はスロットの数と同一とし、出力巻線は１相分の出力巻線に発生する誘起電圧分布が正弦波分布となるように巻回され、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３６及びＣＯＳ出力巻線３７は、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３６，３７の巻数は、ＳＩＮθ（ＣＯＳθ）に比例したターン数でかつその極性（正極又は逆極）は、ＳＩＮ出力電圧３８とＣＯＳ出力電圧３９の各スロット２位置での極性に合うように、励磁巻線４０の極性を考慮しつつ決定する。
【０００７】
（従来例３）
また、前記特許文献１および特許文献２に示されている固定子巻線は１スロットピッチ毎に順次巻回する巻線グループを直列接続するので、この従来例は、基本的に図２（ｃ）に示すように、磁極２１から磁極２５に向かって、１磁極毎に順番に磁極の極性を切り替える巻線を連続的に巻回する場合、磁極２１を左巻きで逆巻（ＣＣＷ）するときは、入口側巻線と出口側巻線が完全に交差するので換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。
【０００８】
図２（ｃ）は、本発明の鉄心巻線の巻線方法を説明する説明図中に対比のために例示されている従来の巻線方法の説明図である。
【０００９】
この磁極２１の巻線２１ｗから出た渡り線２１２ｗは、次の磁極２２に右巻きで正巻（ＣＷ）され巻線２２Wを形成し更に次の磁極２３に向かって出るように巻回されるので、入口側巻線と出口側巻線は図示のようにＰの長さ分の隙間を生じ、換算で１ターンにはならなくなる。
【００１０】
次に、巻線２２Wから出た渡り線２２３Wは、磁極２３を左巻きで逆巻（ＣＣＷ）して巻線２３Wを形成し、更に次の磁極２４に向かって出るように巻回されるので、前記磁極２１の場合と同様に換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。
【００１１】
次に、巻線２３Wから出た渡り線２３４Wは、次の磁極２４に右巻きで正巻（ＣＷ）され巻線２４Wを形成し更に次の磁極２５に向かって出るように巻回されるので、入口側巻線と出口側巻線は前記磁極２２と同様にＰの長さ分の隙間を生じ、換算で１ターンにはならなくなる。
【００１２】
次に、巻線２４Wから出た渡り線２４５Wは、磁極２５を左回りで逆巻（ＣＣＷ）して巻線２５Wを形成し、更に次の磁極に向かって出るように巻回されるので、前記磁極２１の場合と同様に換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特許第３１７１７３７号公報（特開平６−２２９７８０号）
【００１４】
【特許文献２】
特許第３１８２４９３号公報（特開平８−１７８６１１号）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例１においては、正弦波磁束分布を得るために、１相分巻線群の各スロットにおける巻回数を、１相分巻線群の各スロットの位置毎に正弦波の値を求め、全体の巻線数を前記スロットの位置毎の正弦波の値で分割するようにしている。
【００１６】
また、前記従来例２においては、１相分の出力巻線に発生する誘起電圧分布を正弦波分布とするために、出力巻線を各スロットに対して１スロットピッチでかつ正弦波分布状に分布巻きしている。
【００１７】
前記従来例１および従来例２においては、固定子の各磁極に巻回する出力巻線はターン数が多くなると磁極自体から離れて巻回されることになり、それに伴って１相分巻線群が発生する磁束分布が２Ｐ極の正確な正弦波分布とはなりにくく、実用上も補正を要することが多くなる。また、誘起電圧分布を正弦波分布とすることも同様に困難であり、実用上も補正を要することが多くなる。
【００１８】
また、前記従来例１および従来例２においては、出力巻線の巻回数を正弦波分布にする必要上から、特定の磁極に巻回する巻線グループの最高巻回数が決まれば、他の突極の巻回数は前記最高巻回数より少なくなり、それに伴って、出力巻線の誘導電圧が小さな値に減少することになる。この結果、各巻線群の誘起電圧出力が小さな値のレベルになり、ノイズレベルとの間隔がとりにくくなる。
【００１９】
前記ノイズレベルとの間隔を大きくしてダイナミックレンジを大きく確保するために、前記最高巻回数をさらに多くすると、出力巻線は磁極自体から離れて巻回されることになり、それに伴って１相分巻線群が発生する磁束分布が２Ｐ極の正確な正弦波分布とはなりにくく、実用上も補正を要することが多くなると共に、巻回数が多くなって膨らんだ巻線グループは、隣接の巻線グループとの間隔を広くとらねばならず、そのため、全磁極の数が制限され、相数が制限されることになる。さらには、隣接の巻線グループとの間隔がとれない場合には巻線機の使用が困難になる。
【００２０】
また、磁極に巻回する巻線の巻回数が換算で１ターン毎にならなかったため、磁気特性および出力電圧特性に歪みがでる傾向を有していた。
【００２１】
また、前記従来例３においては、上でのべたように巻回されていたので、磁極の極性を前の巻線の極性と逆にする場合には、隙間Ｐの長さだけ１ターンより短くなり、ターン数での巻線の設計、製造および補正が困難となる問題があった。また、巻線の仕方が連続的ではなく磁極の跳び越しを行うとしても、磁極に対する入口側巻線と出口側巻線の関係が前記従来例のようになっている場合には、上で述べたと同じ問題があった。
【００２２】
本発明は、上記各問題点に鑑み、磁極に巻回する巻線の巻回数が換算で１ターン毎に形成でき、出力巻線の巻回数に差を設けずに、正弦波の誘起電圧出力を得ることができる鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器およびその鉄心巻線の製造方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の解決手段を採用する。
【００２４】
本発明の鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器は、励磁巻線と出力巻線が同一磁極に巻回される鉄心巻線を具備しており、鉄心の周方向に配置した磁極に励磁巻線と２相の出力巻線を設けた固定子と、前記固定子との間のギャップパーミアンスが回転角θに対して正弦波状に変化する形状を有する回転子とからなるバリアブルリラクタンス型角度検出器であって、前記磁極に、同極性の巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の一方向に連続巻きし、前記同極性の磁極の巻回が終了したら一度だけ各磁極における巻回方向を反転して、残りの逆極性の巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の、前記一方向とは逆方向に連続巻きする出力巻線を設け、前記出力巻線の巻回数を同じにしたことを特徴とする。
【００２６】
また、前記出力巻線の巻回数を、前記励磁巻線の巻回数に変圧比を掛けた値として求めることを特徴とする。
【００２７】
また、前記変圧比を０．２８または０．５とすることが好ましい。
【００２８】
本発明の請求項１記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器の鉄心巻線の製造方法は、前記励磁巻線の極数は前記磁極の数と同一に巻線する工程と、前記出力巻線の巻回数を同じにし、同極性の出力巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の一方向に連続巻きする工程と、前記同極性の磁極の巻回が終了したら一度だけ各磁極における巻回方向を反転する工程と、残りの逆極性の出力巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の、前記一方向とは逆方向に連続巻きする工程と、を有することを特徴とする。「交差」とは、後述する図３に示すように、磁極の周りに設けたスロットに巻線を巻回した状態を、磁極断面図で表したとき、入口側巻線（巻き始め）と出口側巻線（巻き終わり）が重なることを意味する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
(第１実施例)
図１は本発明の固定子と回転子の構成図であり、図１（ａ）は固定子と回転子を組み合わせた状態の断面図（一部省略）、図１（ｂ）は回転子の断面図を示す。
【００３１】
（固定子）
固定子１７には、環状のヨークの内周に磁極１７ｂを挟んで等間隔にスロット１７ａが必要数形成されている。固定子１７の磁極１７ｂおよびスロット１７ａは、その内周に必要数設けられるが、図１（ａ）では、その一部だけが示され、他は省略されている。
【００３２】
回転子１８は、鉄心のみで巻線を有しない構成とする。
【００３３】
固定子１７のスロット１７ａには、励磁巻線と出力巻線を収納する。励磁巻線の極数は磁極１７ｂの数と同一にする。
【００３４】
本発明では出力巻線の巻回数をすべて同じにすることを特徴とする。この図１（ａ）の実施例においても、固定子１７の各磁極１７ｂに巻回される出力巻線の巻回数はすべての磁極１７ｂで同じ巻回数に設定される。前記出力巻線の巻回数は、出力巻線の最大出力電圧と励磁巻線の励磁電圧との比である変圧比によって求める。前記「変圧比」は、日本電機工業会技術資料ＪＥＭ−ＴＲ１８７に定義されている。実用上、変圧比を０．２８又は０．５およびその周辺の値とすることが好ましい。これにより出力巻線の誘起電圧を実用上ノイズを問題としなくてもよい程度の値にすることが可能となる。
【００３５】
(第２実施例)
次に、固定子１７のスロットの数が１６スロットの第２実施例について説明する。磁極とコイル巻数の関係を表１から表３に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
【表３】

【００３９】
（巻回方法）
第２実施例は、１スロット毎に順次巻かないで、N極を最初に全部巻き、次に巻く順序を逆にしてＳ極を巻回する。
図２は本発明の巻線の巻回方法を説明する説明図である。図２（ａ）は前記表２の出力巻線（ｃｏｓ）の巻回方法を説明し、図２（ｂ）は前記表３の出力巻線（ｓｉｎ）の巻回方法を説明する。また、図２（ｃ）は従来例である１磁極毎に順番に磁極の極性を切り替える固定子巻線を連続的に巻回する方法を示し、図２（ｄ）は１磁極毎に順番に磁極の極性を切り替える固定子巻線を連続的に巻回する本発明の巻回方法を示す。
【００４０】
従来は、上で述べたとおり、図２（ｃ）に示されるように巻回されていたので、磁極の極性を前の巻線の極性と逆にする場合には、隙間Ｐの長さだけ１ターンより短くなり、ターン数での巻線の設計、製造および補正が困難となる問題があった。
【００４１】
また、巻線の仕方が連続的ではなく磁極の跳び越しを行うとしても、磁極に対する入口側巻線と出口側巻線の関係が前記従来例のようになっている場合には、前記と同じ問題があった。本発明はこれらの問題点を解消する。以下、具体的に説明する。
【００４２】
（第３実施例）
（本発明の巻回方法）
本発明の巻回方法は、一般的な固定子鉄心の磁極および回転子鉄心の磁極のいずれにも適用可能である。第３実施例では固定子鉄心の磁極における実施の形態を説明する。まず、巻線の巻き始めと巻き終わりとに前記隙間Ｐができないように巻回方向が同じになる磁極を一方向に連続的に巻回し、一巡したらそこで一度だけ巻回方向を反転し、同じように入口側巻線（巻き始め）と出口側巻線（巻き終わり）とに前記隙間Ｐができないように巻回方向が同じになる磁極を逆方向に連続的に巻回する。即ち、同極性の巻線をその巻き始めと巻き終わりが交差するようにして一方向に連続巻きし、前記同極性の巻線の巻回が終了した状態で巻回方向を反転して残りの逆極性の巻線を同じくその巻き始めと巻き終わりが交差するようにして逆方向に連続巻きする固定子巻線の巻線方法にある。
【００４３】
本発明の巻回方法を図２（ｄ）に基づいて説明する。ただし、磁極の極性は図２（ｃ）の従来例と同じとする。
【００４４】
図２（ｄ）では、まず、磁極２１を逆巻（ＣＣＷ）する。磁極２１を左巻きで逆巻（ＣＣＷ）した巻線２１Ｗは、入口側巻線と出口側巻線が完全に交差するので換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。次に、巻線２１Ｗから出る渡り線２１３Ｗを巻回する磁極２３も前記磁極２１と同じに左巻きで逆巻（ＣＣＷ）となるので入口側巻線と出口側巻線が完全に交差するので換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。巻線２３Ｗから出る渡り線２３５Ｗを巻回する磁極２５も同様に左巻きで逆巻（ＣＣＷ）する。この磁極２５が左巻きの逆巻（ＣＣＷ）の最後の磁極の場合、磁極２５の巻線２５Ｗから出た渡り線２５６Ｗは、次の磁極２６に右巻きで正巻（ＣＷ）することで、巻回方向を反転する。磁極２６の巻線２６Ｗから巻回方向を反転して出る渡り線２６４Ｗは磁極２４に右巻きで正巻（ＣＷ）され巻線２４Ｗを形成する。前記渡り線２４６Ｗの渡り方向は、前記右巻きの場合の渡り方向、例えば、渡り線２１３Ｗの渡り方向と逆になっているので、入口側巻線と出口側巻線が完全に交差することになり換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。
【００４５】
巻線２４Ｗから出る渡り線２４２Ｗは、同じように磁極２２に右巻きで正巻（ＣＷ）し巻線２２Ｗを形成する。巻線２２Ｗも同様に入口側巻線と出口側巻線が完全に交差するので換算で１ターンを形成でき、１ターン単位で必要巻線数巻回することができる。図２（ｄ）に示した本発明の巻回方法は、巻回方向が反転する磁極２６のところで１ターンにならない隙間ｑが発生するが、入口側巻線と出口側巻線が重なるので、前記隙間ｑは前記重なりにより補完され、実用上問題がない程度に換算で１ターンを形成できる。
【００４６】
本発明は以上述べた巻回方法を基本とするが、更に第４実施例および第５実施例を前記表２および表３に基づいて説明する。
【００４７】
（第４実施例）
（出力巻線（ｃｏｓ）について（表２参照））
図２（ａ）は表２のｃｏｓ出力用出力巻線（ｃｏｓ）の巻回方法を説明する説明図である。コサイン波形を得るための１相分巻線群を各極毎に４巻線グループで構成する第４実施例について説明する。図２（ａ）は、磁極１７ｂが１６スロット（１６磁極）の場合で、右回りに番号をふってある。各極毎の巻線グループは、磁極１〜４のグループ、磁極５〜８のグループ、磁極９〜１２のグループ、磁極１３〜１６のグループに分けられている。
【００４８】
巻線群の巻き始めＡ１は、磁極４の左側から入り、磁極４を左巻きで逆巻（ＣＣＷ）し、入口側巻線と出口側巻線が交差するように渡り線を出し、次の磁極３の巻回も磁極４の場合と同様に磁極３を左巻きで逆巻（ＣＣＷ）し、入口側巻線と出口側巻線が交差するように渡り線を出す。同極の残りの磁極２および磁極１も同様に左巻きで逆巻（ＣＣＷ）し渡り線Ａ２を出す。この巻線グループを磁極４から磁極１の順に巻線するのは、左巻きの渡り線が図で左側に出る都合上左向きに巻線することによる。渡り線Ａ２は、前記磁極４〜１の巻線グループの巻線方向と同じ巻線グループにとぶ。換言すると、磁極４〜１の極性Ｎ又はＳと同極の巻線グループにとぶ。従って、渡り線Ａ２は、渡り線Ａ３へとぶ。渡り線Ａ３は、磁極１２の左側から入り、前記磁極４〜１の巻線の場合と同じに、各磁極１２、１１、１０、９の順に、必要ターン数左巻きで逆巻（ＣＣＷ）した後次の磁極へ渡りまた同じに巻回左巻きで逆巻（ＣＣＷ）し、これを繰り返して磁極９を必要ターン数左巻きで逆巻（ＣＣＷ）する。
【００４９】
この段階で左巻きすべき同極性の磁極はなくなったので、今度は逆極性の磁極に右巻きの正巻（ＣＷ）をすることになる。右巻きの場合、渡り線は巻線の右側に出ることになる。このため、磁極９の巻線の渡り線は左側に出るが、次の右巻きの巻線の渡り線が右に出る都合上、磁極９の巻線の渡り線は、逆極性の巻線グループの最も左側の磁極５の右側へとぶ。磁極５を右巻きに正巻（ＣＷ）することで巻回方向を反転した後、磁極５の巻線の渡り線は巻回方向を反転して同じ巻線グループの磁極６の右側へとび、同じく右巻きに正巻（ＣＷ）する。磁極６の巻線の渡り線は同じく磁極７へとび、同様に右巻きに正巻（ＣＷ）し、磁極７の巻回が終わると渡り線を磁極８へ出し、磁極８も同じく右巻きに正巻（ＣＷ）する。磁極８の巻線の渡り線は、同極性の巻線グループの最も左側の磁極１３の右側にとび、この巻線グループの磁極１３、１４、１５、１６を前記磁極５〜８の場合と同じに右巻きに正巻（ＣＷ）し、巻き終わりＡ４として巻線端子へ引き出される。
【００５０】
この図２（ａ）の巻線方法の場合、巻き方向を反転する磁極５の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分が交差しないのを除けば、他の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は交差するので、巻回数は１ターン単位で考えることができ、１ターンに満たない隙間ｐを考慮する必要が基本的になくなる。また、前記磁極５の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は、実質的に１ターンを形成しているということができ、１ターン単位で考えても実質的に問題が発生しない。
【００５１】
（第５実施例）
（出力巻線（ｓｉｎ）について（表３参照））
図２（ｂ）は出力巻線（ｓｉｎ）の巻線方法を示すものであり、前記図２（ａ）の場合と巻線方法の基本は同じである。異なる点は、巻き初めの磁極と巻き終わりの磁極の位置が前記図２（ａ）の場合と異なっている点である。
巻き初めＢ１は、磁極１４の左側から入り、磁極１４、磁極１３、磁極１２、磁極１１、磁極６、磁極５、磁極４、磁極３の順に左巻きで逆巻（ＣＣＷ）していく。次に巻き方向を逆転するために、磁極３の巻線の渡り線Ｂ２は渡り線Ｂ３へとび、磁極１５の右側から入り、磁極１５を右巻きで正巻（ＣＷ）することで巻回方向を反転した後、磁極１５の巻線の渡り線を巻回方向を反転して磁極１６の右側に出し、その後、磁極１６、磁極１、磁極２、磁極７、磁極８、磁極９、磁極１０の順に右巻きで正巻（ＣＷ）していき、巻き終わりＢ４が巻線端子へ引き出される。
【００５２】
この図２（ｂ）の巻線方法の場合、巻き方向を反転する磁極１５の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分が交差しないのを除けば、他の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は交差するので、巻回数は１ターン単位で考えることができ、１ターンに満たない隙間ｐを考慮する必要が基本的になくなる。また、前記磁極１５の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は、実質的に１ターンを形成しているということができ、１ターン単位で考えても実質的に問題が発生しない。
（回転子）
回転子１８は、その周縁部の形状が、固定子１７との間のギャップパーミアンスを角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。
【００５３】
図１（ｂ）の回転子１８は、磁極が２極の場合の例を示し、磁極となる部分１８ａが後述する数式により形成されている。前記磁極部分１８ａから軸１９中心で９０°ずれている部分１８ｂは、軸１９から前記δがδｍｉｎになる回転子位置までの長さを半径として図１（ｂ）のように点線で円を描いたとき、部分１８ｂ付近が前記点線から最も離れることになる。
【００５４】
ロータ形状はエアギャップの逆数が正弦波状に変化するように決定する。これはステータのコイルの誘起電圧が正弦波状に変化するようにするためである。
誘起電圧はパーミアンスの変化に比例、すなわちギャップの逆数に比例するためである。
ここで、前記「ギャップ」は、図１（ａ）に示す固定子１７と回転子１８の対向する間隔「δ」を意味し、例えば、固定子１７の磁極の先端面と、これと対向する回転子１８の磁極の外周面との間隔をいう。但し、「Ｓｒ」は、ステータ内周半径であり、軸１９からステータ１の内周面までの長さをいう。「δｍｉｎ」は、前記「δ」の最小の値を意味する。「δｍａｘ」は、前記「δ」の最大の値を意味する。「Ｒｒ」は軸１９から回転子１８の外周面までの長さを意味する。これらの関係を表すと図３に示す関係になる。図３に示すように、δは電気角０°と３６０°でδｍｉｎの値をとり、電気角１８０°と−１８０°でδｍａｘの値をとることが確認できる。
【００５５】
ここで、エアギャップの逆数を正弦波状に変化させるためエアギャップδを
δ＝１／（α＋βｃｏｓθ）
と表す。また、エアギャップはステータ半径とロータ半径の差であるから、
δ＝Ｓｒ−Ｒｒ
と表せる。これよりロータ半径Ｒｒは
Ｒｒ＝Ｓｒ−δ＝Ｓｒ−１／（α＋βｃｏｓθ）
となる。
ここで、θ＝０の時のδをδｍｉｎ、θ＝１８０の時のδをδｍａｘと表すと
δｍｉｎ＝１／（α＋β）
δｍａｘ＝１／（α−β）
となる。これより、
α＝（（１／δｍｉｎ）＋（１／δｍａｘ））／２
β＝（（１／δｍｉｎ）−（１／δｍａｘ））／２
となる。
【００５６】
回転子の形状を前記ロータ半径Ｒｒにより制御することにより、固定子の磁極の巻線数をすべて同じに形成しても、出力巻線からｓｉｎ波出力およびｃｏｓ波出力を実用上問題なく出力することが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の鉄心巻線およびその製造方法は、巻き方向を反転する巻線の入口側巻線（巻き始め）と出口側巻線（巻き終わり）の重なり部分が交差しないのを除けば、他の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は交差するので、巻回数は１ターン単位で考えることができ、１ターンに満たない隙間ｐを考慮する必要が基本的になくなる。また、前記巻線の入口側巻線と出口側巻線の重なり部分は、実質的に１ターンを形成しているということができ、１ターン単位で考えても実質的に問題が発生しない。
【００５８】
また、本発明の鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器は、各出力巻線の巻回数を比較的大きな値の巻回数に統一、即ち、同じ巻回数にできるので、出力巻線の誘起電圧をノイズを問題としなくてもよい程の比較的大きな値にできるとともに、巻線の膨らみが同じにできるので、隣接巻線間の間隔を均一にでき、磁極の数が従来のような最大巻線数の磁極に影響されることが無くなる。
【００５９】
また、出力巻線の巻回数がすべて同じなので、回転子の形状の精度を上げることにより、即ち、回転子を固定子との間のギャップパーミアンスが角度θに対して正弦波状に変化する形状の精度を上げることにより、他の要因を検討するまでもなく、誘起電圧を正弦波状に整形することが可能になる。
【００６０】
また、励磁巻線と出力巻線との変圧比を実用上好ましい値に特定することにより、出力巻線の誘起電圧をノイズを問題としなくてもよい程の値にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固定子と回転子の構成図である。
【図２】本発明の巻線の巻回方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の回転子の形状を説明する説明図である。
【図４】従来例の固定子巻線を説明する説明図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、２１、２２、２３、２４、２５、２６ 磁極
１７ 固定子
１７ａ スロット
１７ｂ 磁極
１８ 回転子
１８ａ 磁極部分
１８ｂ 部分
１９ 軸
２０ 真円
２１Ｗ、２２Ｗ、２３Ｗ、２４Ｗ、２５Ｗ、２６Ｗ 磁極
２１３Ｗ、２３５Ｗ、２５６Ｗ、２６４Ｗ、２４２Ｗ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ 渡り線
ｐ、ｑ 隙間

Claims (5)

1. 励磁巻線と出力巻線が同一磁極に巻回される鉄心巻線を具備しており、鉄心の周方向に配置した磁極に励磁巻線と２相の出力巻線を設けた固定子と、前記固定子との間のギャップパーミアンスが回転角θに対して正弦波状に変化する形状を有する回転子とからなる、鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器であって、
   前記磁極に、同極性の巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の一方向に連続巻きし、前記同極性の磁極の巻回が終了したら一度だけ各磁極における巻回方向を反転して、残りの逆極性の巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の、前記一方向とは逆方向に連続巻きする出力巻線を設け、前記出力巻線の巻回数を同じにしたことを特徴とする、鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器。
2. 前記出力巻線の巻回数を、前記励磁巻線の巻回数に変圧比を掛けた値として求めることを特徴とする請求項１に記載の鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器。
3. 前記変圧比を０．２８としたことを特徴とする請求項２記載の鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器。
4. 前記変圧比を０．５としたことを特徴とする請求項２記載の鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器。
5. バリアブルリラクタンス型角度検出器の鉄心巻線の製造方法であって、
   前記励磁巻線の極数は前記磁極の数と同一に巻線する工程と、
   前記出力巻線の巻回数を同じにし、同極性の出力巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の一方向に連続巻きする工程と、
   前記同極性の磁極の巻回が終了したら一度だけ各磁極における巻回方向を反転する工程と、
   残りの逆極性の出力巻線を各磁極における巻き初めと巻き終わりが交差するようにして前記固定子の周方向の、前記一方向とは逆方向に連続巻きする工程と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の、鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器の鉄心巻線の製造方法。

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