JP4975082B2 - 角度検出装置 - Google Patents
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Description
一般的なレゾルバの基本構成では、レゾルバのロータには、磁性体が一体的かつ偏心して設けられている。ロータの外周部には、ステータが近接設置されており、ステータには励磁巻線が設けられている。
ロータが回転すると、回転角θに応じて、ロータ側に設置された磁性体と、ステータ側に設置された出力用巻線との間の空隙が相補的に変化する。
さらに、巻き線辺を180°対向する巻き線で構成するため精度向上が期待でき、ロータ形状との組み合わせで、角度と出力間に直線性を持つ出力特性を得ることができる。
実施の形態1.
以下、図1および図4を参照しながら、この発明の実施の形態1に係る角度検出装置について説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る角度検出装置を示すブロック図であり、主に信号処理回路の構成を示している。図2は、この発明の実施の形態1に係る角度検出装置のステータ、ロータである。図3は、図2内の巻き線仕様である。
発振回路1は、巻線L1を含み、発振回路2は、巻線L1に対して90°の位相差を有するように巻回された巻線L3を含む。
巻線L4は、巻線L1に対して135°の位相差を有し、巻線L2は、巻線L3に対して45°の位相差を有する。
発振回路1〜4では、巻線L1、L2、L3、L4と抵抗R1、R2、R3、R4は直列に接続されて直列回路を構成している。この直列回路の一端に電源Eが接続され、他端にスイッチSW1、Sw2、SW3、SW4の一方の端子が接続されている。
巻線L1、L2、L3、L4と抵抗R1、R2、R3、R4で構成された直列回路の一端に配設されたSW1〜SW4がONになった後、巻線L1、L2、L3、L4と抵抗R1、R2、R3、R4の接合点の電位が所定の電位Vthを横切ることで、同辺のSWをOFFするとともに、次段のSWをONすることで、自励発振動作を行う。
LPF5から出力される第1信号V1は、差動増幅器9の一方の入力端子に入力され、LPF6から出力される第3信号V3は、差動増幅器9の他方の入力端子に入力される。
LPF7から出力される第2信号V2は、差動増幅器12の一方の入力端子に入力され、LPF8から出力される第4信号V4は、差動増幅器12の他方の入力端子に入力される。
差動増幅器12は、第2信号V2と第4信号V4とを差動増幅し、差動増幅して得たsin信号V6(=V4−V2)を、正負判定器11およびゲイン変更器14に入力する。
正負判定器11は、sin信号V6の正負(第2信号V2と第4信号V4との大小関係)を検出し、正負検出信号をゲイン変更器13に入力する。
ゲイン変更器14は、正負判定器10からの正負検出信号に基づき、sin信号V6を+1倍または−1倍とゲイン変更し、ゲイン変更して得た信号V8を差動増幅器15の他方の入力端子に入力する。
これにより、角度検出信号V9の出力電圧とロータ角度との関係は、ほぼ線形性を示すことになる。
さらに、励磁コイルも不要なため、図3に示すように、各巻線はsin信号またはcos信号のどちらかのみとした、同一巻き方向、略同一の巻き数とすることができ、巻き仕様の簡素化により安価にできる。
図7は、この発明の実施の形態2に係る角度検出装置のロータとステータを示す図である。図8は、この発明の実施の形態2に係る動作信号をブロック図内に示す波形図である。
この発明の実施の形態2に係る角度検出装置は、この発明の実施の形態1に係る角度検出装置とロータの形状が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分は同じ符号を付記し説明する。
実施の形態1に係るロータ17は形状を楕円として、出力信号V1〜V4の波形をsin、cos関数に近づけたものとしたが、実施の形態2に係るロータ17Bは、形状がひし形としている。このようにロータ17Bの形状をひし形にすると、図8に示すように、出力波形V11〜V14が略三角波となる。
なお、ロータ17Cの形状を略ひし形にしても良い。
Claims (3)
- ロータの回転に応じて、互いに所定の位相差を有してインダクタンスが周期的に変化するように配置された複数の巻線群を備える角度検出装置において、
上記ロータの極数およびステータのスロットの数が偶数であり、
各上記巻線群に個々に抵抗が直列接続されるとともに発振信号を生成する複数の直列回路と、
各上記直列回路を個々に発振駆動する複数の駆動回路と、
上記複数の直列回路からの各発振信号に基づいて上記複数の巻線群のインダクタンス比を検出する信号処理回路と、
を備え、
上記駆動回路は、上記複数の直列回路のうちの1つの直列回路の上記巻線群および上記抵抗の分圧電圧が所定値に達した時点で、隣接する他の上記直列回路を発振駆動し、
上記巻線群は、偶数個の巻線を含むとともに上記ロータを中心にして点対称な位置に配設される巻線を直列または並列に接続して構成されることを特徴とする角度検出装置。 - 上記ステータの8の整数倍のスロットに巻回される各上記巻線は巻方向が等しく、巻数は略同一であり、
上記ステータの各スロットに巻回される巻線は、sin信号またはcos信号のどちらか一方だけであることを特徴とする請求項1に記載の角度検出装置。 - 上記ロータの形状は、楕円またはひし形であり、
上記ロータの回転に伴う出力より差動増幅した信号が90°位相がずれた波形となることを特徴とする請求項1または2に記載の角度検出装置。
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