JP4644055B2 - High precision angle detector - Google Patents
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本発明は、電源供給用のトランス巻線と回転角度検出用のレゾルバ巻線の間に磁気シールド板を備えた高精度角度検出器に関し、特にトランス巻線用のケース取り付け手段に特徴を有する高精度角度検出器に関する。 The present invention relates to a high-precision angle detector provided with a magnetic shield plate between a transformer winding for supplying power and a resolver winding for detecting a rotation angle, and more particularly, a high-characteristic characteristic of case mounting means for a transformer winding. The present invention relates to an accuracy angle detector.
図4は、従来のトランス巻線を有するレゾルバ等の角度検出器100の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an
従来、トランス用ステータ101に対向してトランス用ロータ102を設け、計測用ロータ103に対向して計測用ステータ104を設け、トランス用ロータ102に設けたロータコイル105に誘起される電力を計測用ロータ103のロータコイル106に給電する。
Conventionally, a
その際、断面コ字形状のトランス用ロータヨーク107に対向して、断面コ字形状のトランス用ステータヨーク108を配置する。
トランス用ステータヨーク108は、環状板のトランス用上ステータヨーク109と、断面略L字状のトランス用下ステータヨーク110からなる。
これらを収納するケース111には、その内側に2段の段部112、113が形成されている。
ケース111の各段部112と113とには、トランス用ステータヨーク108と計測用ステータヨーク115とを個別にそれぞれ当接載置する(例えば、下記特許文献1参照)。小型の角度検出器の場合、ケース111の厚さ自体が薄いので、段部112と113の段の幅もそれに伴って薄くなる。
At this time, a
The
In the
In each
トランス用ステータヨーク108を薄板鋼板のプレス成形で形成するとき、段部113に載るトランス用下ステータヨーク110の角Dに段部113の段の幅よりも広い幅の丸み(プレス成形時の丸み)がついていると、トランス用下ステータヨーク110が段部113から滑り落ち、ガタついたり、それに伴って振動したり、また、トランス用ステータヨーク108が正しくトランス用ロータヨーク107に対向せず、トランス巻線の出力が変動したりする。
When the
また、トランス用ロータヨーク107とトランス用ステータヨーク108の間が離れているため、両者の間に漏洩磁束が発生する。更に、ヨークの磁束密度が飽和すると、漏洩磁束が多くなる。
Further, since the
そのため、トランス用ステータヨーク108と計測用ステータヨーク115の間に距離をおいて環状のシールド板116を配置する。シールド板116の位置決めは、計測用ステータヨーク115に連設したカラー117により行う必要があった。
このような構成をとるため、従来は、トランス用ステータヨークの角がケースの段部に載るように、角に丸みのない形状および角に丸みのつかない製造方法を用いなければならないという制約があり、また、ケースの形状が軸方向に長くなり、小型化を困難にするという問題があった。 In order to adopt such a configuration, conventionally, there has been a restriction that a shape with no rounded corners and a manufacturing method without rounded corners must be used so that the corners of the transformer stator yoke are placed on the stepped portion of the case. In addition, the shape of the case becomes longer in the axial direction, which makes it difficult to reduce the size.
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、トランス用ステータヨークの製造方法に制約を有することなく、シールド作用を有しながら、トランス用ステータヨークの角に多少丸みがあってもケースの段部に該段部からずれることなく搭載できるようにした高精度角度検出器を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to provide a shielding effect without limiting the manufacturing method of the transformer stator yoke, and even if the corner of the transformer stator yoke is somewhat rounded, the step portion of the case It is another object of the present invention to provide a highly accurate angle detector that can be mounted without shifting from the stepped portion.
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。
(1)電源供給用のトランス巻線と回転角度検出用のレゾルバ巻線との間に磁気シールド板を備えてなる高精度角度検出器が、円筒体の内側に環状の段部を設けたケースと、磁性体からなる環状のシールド板と、トランス用ステータコイルを収納した断面略コ字状のトランス用ステータヨークとを有し、前記トランス用ステータヨークは、環状板の上トランス用ステータヨークと、断面略L字状であってプレス成形されて構成されている下トランス用ステータヨークとからなり、前記段部に前記シールド板を載置し、前記シールド板に接して前記下トランス用ステータヨークを載置し、互いに接する前記シールド板と前記下トランス用ステータヨークとの断面積が透過磁束密度を飽和しないようにしたことを特徴とする。
(2)上記(1)記載の高精度角度検出器は、前記シールド板と前記下トランス用ステータヨークとを連結部により一体に形成したことを特徴とする。
The present invention adopts the following solutions in order to achieve the above object.
(1) A case in which a high-precision angle detector having a magnetic shield plate between a transformer winding for power supply and a resolver winding for detecting a rotation angle is provided with an annular step inside a cylindrical body When an annular shield plate made of a magnetic material, and a substantially U-shaped cross section of the transformer stator yokes housing the transformer stator coil, the transformer stator yoke includes a transformer stator yoke on the annular plate consists of a lower transformer stator yoke a substantially L-shaped cross-section is constructed by press-forming, placing the shield plate to the stepped portion, the lower transformer stator yoke in contact with the shield plate The sectional area of the shield plate and the lower transformer stator yoke that are in contact with each other is prevented from saturating the transmitted magnetic flux density.
(2) above (1) accurate angle detector according is characterized in that integrally formed by the connecting portion and the shield plate and the front SL under the transformer stator yoke.
本発明は、以下の効果を奏する。
(1)本発明の高精度角度検出器は、円筒体の内側に環状の段部を設けたケースと、磁性体からなる環状のシールド板と、トランス用ステータコイルを収納した断面略コ字状のトランス用ステータヨークとを有し、前記トランス用ステータヨークは、環状板の上トランス用ステータヨークと、断面略L字状であってプレス成形されて構成されている下トランス用ステータヨークとからなり、前記段部に前記シールド板を載置し、前記シールド板に接して前記下トランス用ステータヨークを載置したので、トランス用ステータコイルで発生した磁束を、シールド板とトランス用ステータヨークからなる磁路を透過させることにより、検出用ステータコイルおよび検出用ロータコイルへ漏洩させないようにすることができる。また、下トランス用ステータヨークの角にプレス成形等による丸みが付いたとしても、ケースの段部に正しく位置決め固定することができる。
また、互いに接する前記シールド板と前記下トランス用ステータヨークの合計の断面積が透過磁束密度を飽和しないようにしたので、トランス用ステータコイルで発生した磁束を、シールド板とトランス用ステータヨークからなる磁路を透過させることにより、さらに良く検出用ステータコイルおよび検出用ロータコイルへ漏洩させないようにすることができる。
(2)上記(1)記載の高精度角度検出器は、前記シールド板と、前記下トランス用ステータヨークとを連結部により一体に形成したので、シールド板とトランス用ステータヨークの位置決め工程を省略することができる。
The present invention has the following effects.
(1) The high-precision angle detector of the present invention has a substantially U-shaped cross-section in which a case in which an annular step is provided inside a cylindrical body, an annular shield plate made of a magnetic material, and a transformer stator coil and a transformer stator yoke, the transformer stator yoke, from a transformer stator yoke on the annular plate, and a lower transformer stator yoke a substantially L-shaped cross-section is constructed by press-forming Since the lower plate stator yoke is placed in contact with the shield plate and the lower transformer stator yoke is placed on the stepped portion, the magnetic flux generated by the transformer stator coil is transferred from the shield plate and the transformer stator yoke. By allowing the magnetic path to pass through, it is possible to prevent leakage to the detection stator coil and the detection rotor coil. Further, even rounded by press molding or the like on the corner of the lower transformer stator yokes, it can be correctly positioned and fixed to the stepped portion of the case.
Further , since the total cross-sectional area of the shield plate and the lower transformer stator yoke that are in contact with each other does not saturate the transmitted magnetic flux density, the magnetic flux generated in the transformer stator coil is composed of the shield plate and the transformer stator yoke. by transmitting a magnetic path, it is possible to not leak to better detection stator coils and the detecting rotor coil.
(2) above (1) accurate angle detector described, and the shield plate, since the integrally formed by a front SL under transformer stator yoke connecting portion, the shield plate and the transformer stator yoke positioning step Can be omitted.
本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1の高精度角度検出器の断面図である。
高精度角度検出器1のケース2は、非磁性材料製、好ましくは非磁性ステンレス製で、円筒体の内側に深さの異なる環状の段部3と4を2段離間して設けた構成を有する。半径方向で見て深い方の段部3には検出用ステータ5のsine巻線やcosine巻線等の検出用ステータコイル6を備えた検出用ステータヨーク7を載置する。
ケース2の内側の半径方向で見て浅い方の段部4には、磁性材料製で環状のシールド板8を載置し、そのシールド板8の上面に接して磁性材料製のトランス用ステータ9の内の断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10を載置する。これにより、このシールド板8と断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10の両方が磁路を構成する。
1 is a cross-sectional view of a high-precision angle detector according to a first embodiment of the present invention.
The
An
環状のシールド板8の外径は、該シールド板8が段部4から抜け落ちないように、ケース2の中心からケース2の内側の浅い方の段部4の内側の角4aまでの径以上で、該段部4の外側の角4bまでの径以下の範囲とする。
トランス用ステータヨーク12は、磁性材料製で、例えば、プレス加工で形成した、環状板の上トランス用ステータヨーク11と、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10から全体で略コ字状に構成する。トランス用ステータ9は、環状板の上トランス用ステータヨーク11と、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10と、それら両ヨーク間に収納されるトランス用ステータコイル13からなる。
上記のように接合させた断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10とシールド板8の合計の断面積(軸方向の面で切った断面積)は、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10だけの断面積よりも格段に大きくなる。トランス用ステータコイル13で磁束を発生したとき、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10単体の断面積では磁束密度が飽和してギャップ間等で磁束漏洩してしまうことがあっても、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10とシールド板8の合計の断面積では磁束密度が飽和しないようにでき、磁束漏洩が発生しないようにできる。ただし、上トランス用ステータヨーク11には、シールド板8を設けていないが、漏洩磁束により影響がでる対象が近くにないので、問題は発生しない。
The outer diameter of the
The
The total cross-sectional area of the lower transformer stator yoke 10 and the
トランス用ロータ14は、トランス用ロータヨーク15とトランス用ロータコイル16からなり、そのトランス用ロータヨーク15の端面S1は、トランス用ステータ9で発生した磁束を受ける側なので、トランス用ステータ9の両トランス用ステータヨーク10と11の端面S2と同じかそれより大きい面積に形成され、ステータ側端面に対向している。
The
このトランス用ロータ14のトランス用ロータヨーク15を透過する磁束は、トランス用ロータコイル16に電圧を誘起しながら断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10とシールド板8を飽和しないで透過する。このため、トランス用ロータ14のトランス用ロータヨーク15の端面S1で多少磁束密度の飽和が生じたとしても、距離が離れている検出用ステータコイル6および検出用ロータコイル17への磁束漏洩はなくなる。検出用ロータ18は検出用ロータヨーク19と検出用ロータコイル17からなる。トランス用ロータ14と検出用ロータ18をシャフトに固定する。
The magnetic flux passing through the
また、ケース2の内側の浅い方の段部4には、磁性材料製のシールド板8を載置し、そのシールド板8上に接して磁性材料製のトランス用ステータ9の内の断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10を載置したので、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10を薄板鋼板のプレス成形手段等によりその角Aに丸みがついてしまうように形成したとしても、シールド板8によりケース2の前記段部4に正しく位置決め固定され、従来のように段部4から落ちて故障の原因になるようなことがない。
In addition, a
上記で説明した実施例は、段部に載置したシールド板8上に、トランス用ステータヨーク12の内の断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10を載置した例で説明したが、トランス用ステータコイル13で発生した磁束を検出用ステータコイル6や検出用ロータコイル17に影響を与えないように、即ち、漏洩させないようにするためには、シールド板8上に環状板の上トランス用ステータヨーク11を設けても良い。
In the embodiment described above, the lower transformer stator yoke 10 having a substantially L-shaped cross section in the
図2は本発明の実施例2の高精度角度検出器の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a high-precision angle detector according to the second embodiment of the present invention.
図2において、図1の高精度角度検出器1の構成要素と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
In FIG. 2, the same components as those of the high-
図2の高精度角度検出器20のトランス用ステータ21は、トランス用ステータヨーク22とトランス用ステータコイル13からなる。トランス用ステータヨーク22は、環状板の上トランス用ステータヨーク11と、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク成形体23からなり、図1の実施例1における断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10に相当する断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部25と、図1の実施例1における環状のシールド板8に相当する環状のシールド板部26とを連結部24により一体に連結形成した構成に特徴を有する。この構成は、図1の断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10に構成および材質を含めて相当する断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部25と、図1の環状のシールド板8に構成および材質を含めて相当する環状のシールド板部26を、連結部24により一体に連結した展開構成にして、薄板鋼板の連続プレス工程により打ち抜き、曲げ加工等の成形加工を施すことにより、容易に製造でき、従来のように略L字状の角Bに丸みが生じて段部4から落ちて位置が変わる問題を連結部に連設したシールド板部26により解消することができる。また断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部25と環状のシールド板部26を連結部24により一体に連結するので、プレス等の連続成型により容易に形成でき、ケース2の段部4への位置決めが容易になり、組立工程を短縮することができる。
The
また、図1の実施例のように断面略L字状の下トランス用ステータヨーク10と環状のシールド板8を別体に形成する場合には、それらをケース2内に組み込むとき、それらの端面を揃えることが困難となるが、図2の実施例のように連結部24により断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部25と環状のシールド板部26を一体に連結形成する場合には、当然のことながら、それら両部25と26の端面が連結部24として揃っているので揃える工程が省略でき、また、端面の不揃いによる磁界の不均一な分布を避けることができる。
Further, when the lower transformer stator yoke 10 and the
また、連結部24を起点として角Bよりシールド板部26の端部を半径方向外側まで延ばすことにより、角Bが浅い方の段部4をすべり落ちることがなくなり、下トランス用ステータヨーク成形体23が段部4に位置決め固定される。
Further, by extending the end of the
トランス用ステータヨーク22は、そのシールド板部26がケース2の段部4に載置されたとき、連結部24がトランス用ロータ14のトランス用ロータヨーク15の一方に対向するように設けられる。
The
図3は本発明の実施例3の高精度角度検出器の断面図である。 FIG. 3 is a sectional view of a high-precision angle detector according to the third embodiment of the present invention.
図3において、図1および図2の高精度角度検出器1、20の構成要素と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
In FIG. 3, the same components as those of the high-
図3のトランス用ステータ31は、トランス用ステータヨーク32とトランス用ステータコイル13からなる。トランス用ステータヨーク32は、環状板の上トランス用ステータヨーク11と、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク成形体33からなり、磁性材料製である。
The
断面略L字状の下トランス用ステータヨーク成形体33は、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部34の一端に第1連結部35を設け、該第1連結部35を起点として環状のシールド板部37を折り返し断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部34に接するように設ける。一方、下トランス用ステータヨーク部34の他端に第2連結部36を設け、該第2連結部36を起点として円筒状の環状係止部38を折り返し下トランス用ステータヨーク部34に接するように設ける。
The lower transformer stator yoke molded
円筒状の環状係止部38は、断面略L字状の下トランス用ステータヨーク成形体33の最も外周側(ケース2側)に設けられるため、その先端が、ケース2の浅い方の段部4に確実に係止される。これにより、シールド板部37がケース2内側の段部4から外れることがあっても、ケース2内側に最も近い位置の環状係止部38が確実にケース2の内側の段部4に係止される。
Since the cylindrical
これにより、略L字状のトランス用ステータヨーク部34と、環状のシールド板部37と、円筒状の環状係止部38を一体に連設することができ、プレス等の連続成型により容易に形成でき、位置決めが容易になり、組立工程を短縮することができる。
As a result, the substantially L-shaped transformer
円筒状の環状係止部38の先端をケース2の段部4に当接したとき、第1連結部35をトランス用ロータヨーク15の一方に対向させ、シールド板部37を前記段部4に載置するかまたは前記段部4から外れるように配置する。これにより、下トランス用ステータヨーク部34をケース2の段部に確実に載置することができるようになる。
When the tip of the cylindrical
本発明は、磁路を形成する部材により磁路構成対象を段部に係止させる技術であり、同様の構成を有する分野に適用可能である。 The present invention is a technique for locking a magnetic path configuration object to a stepped portion by a member that forms a magnetic path, and is applicable to a field having a similar configuration.
1、20、30 高精度角度検出器
2 ケース
3 深い方の段部
4 浅い方の段部
5 検出用ステータ
6 検出用ステータコイル
7 検出用ステータヨーク
8 シールド板
9、21、31 トランス用ステータ
10 断面略L字状の下トランス用ステータヨーク
11 上トランス用ステータヨーク
12、22、32 トランス用ステータヨーク
13 トランス用ステータコイル
14 トランス用ロータ
15 トランス用ロータヨーク
16 トランス用ロータコイル
17 検出用ロータコイル
18 検出用ロータ
19 検出用ロータヨーク
23、33 断面略L字状の下トランス用ステータヨーク成形体
24 連結部
25、34 断面略L字状の下トランス用ステータヨーク部
26、37 シールド板部
35 第1連結部
36 第2連結部
38 環状係止部
1, 20, 30 High-
13
25, 34
Claims (2)
円筒体の内側に環状の段部を設けたケースと、磁性体からなる環状のシールド板と、トランス用ステータコイルを収納した断面略コ字状のトランス用ステータヨークとを有し、
前記トランス用ステータヨークは、環状板の上トランス用ステータヨークと、断面略L字状であってプレス成形されて構成されている下トランス用ステータヨークとからなり、
前記段部に前記シールド板を載置し、前記シールド板に接して前記下トランス用ステータヨークを載置し、
互いに接する前記シールド板と前記下トランス用ステータヨークとの断面積が透過磁束密度を飽和しないようにした
ことを特徴とする高精度角度検出器。 A high-precision angle detector comprising a magnetic shield plate between a transformer winding for power supply and a resolver winding for rotation angle detection,
Includes a case having a step portion of the annular inner cylinder, an annular shield plate made of a magnetic material, and a substantially U-shaped cross section of the transformer stator yokes housing the transformer stator coil,
The transformer stator yoke includes an upper transformer stator yoke having an annular plate and a lower transformer stator yoke having a substantially L-shaped cross section and press-molded.
Placing the shield plate on the stepped portion, placing the lower transformer stator yoke in contact with the shield plate;
A high-precision angle detector characterized in that a cross-sectional area between the shield plate and the lower transformer stator yoke that are in contact with each other does not saturate a transmitted magnetic flux density.
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