JP5162435B2 - Rotation angle detector - Google Patents

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Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な回転角検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device suitable for being applied to vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.

従来から、ハイブリッド車両や電気自動車に用いられるモータ、モータジェネレータ、通常の乗用車にも用いられるEPS(Electronic Power Steering)用のモータ等の回転電機において、ロータの回転角を検出する回転角検出装置を備えて、検出された回転角に応じて適切な制御を行うことにより、回転電機の効率を高めることが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a rotating electrical machine such as a motor, a motor generator used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, and an EPS (Electronic Power Steering) motor used in a normal passenger car, a rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotor has been provided. In addition, the efficiency of the rotating electrical machine is increased by performing appropriate control according to the detected rotation angle.

このような回転角検出装置においては一般に、耐熱性、耐振動性を含む高い耐環境性が要求されているため、光学式エンコーダや磁気抵抗素子を使用した磁気式エンコーダに換えて、耐環境性が高いレゾルバが使用されることが一般的になっている。   Such rotation angle detectors generally require high environmental resistance including heat resistance and vibration resistance. Therefore, instead of magnetic encoders using optical encoders or magnetoresistive elements, environmental resistance It is common to use a resolver with a high value.

このようなレゾルバとしては、例えば特許文献1に記載されたようなものがある。このレゾルバは、回転電機の含むロータのシャフトに駆動結合された、周方向に周期的に径が変化する誘導子型の被検出用のロータと、ロータの外周側に円弧状に位置するステータと、ステータの周方向に等間隔に配置されてロータの径方向内側に指向する複数のティースと、複数のティースに巻回される励磁コイルと正弦及び余弦を検出する検出コイルとを備えている。   As such a resolver, there exists a thing as described in patent document 1, for example. The resolver includes an inductor-type rotor to be detected that is drive-coupled to a rotor shaft included in a rotating electrical machine, the diameter of which is periodically changed in the circumferential direction, and a stator that is positioned in an arc shape on the outer circumferential side of the rotor. And a plurality of teeth arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator and directed radially inward of the rotor, an excitation coil wound around the plurality of teeth, and a detection coil for detecting sine and cosine.

この特許文献1に記載されたようなレゾルバにおいては、励磁コイルに励磁電圧を印加すると、ロータの回転に伴い複数のティースのそれぞれとロータとの間のエアギャップすなわち磁気抵抗が変化するため、検出コイルに発生する出力信号の変化を検出することによって、この正弦及び余弦の二組の出力信号の商のアークタンジェントをR/D(Resolver Digital)コンバータにより演算して回転角を求めることができる。   In the resolver as described in Patent Document 1, when an excitation voltage is applied to the excitation coil, an air gap, that is, a magnetic resistance between each of the plurality of teeth and the rotor changes as the rotor rotates. By detecting a change in the output signal generated in the coil, the arc tangent of the quotient of the two sets of output signals of sine and cosine can be calculated by an R / D (Resolver Digital) converter to obtain the rotation angle.

このようなレゾルバは、エアギャップのロータの回転に伴う変動により検出コイルに発生する出力信号の変化により、回転角を求めるので、トランス型、又は可変リラクタンス型と呼称される。   Such a resolver is referred to as a transformer type or a variable reluctance type because a rotation angle is obtained by a change in an output signal generated in a detection coil due to a change accompanying rotation of an air gap rotor.

特に特許文献1に記載のようなレゾルバにおいては、ステータを円弧状としていることから、ステータを円環状とすることに比べて、ティースの本数を励磁及び検出に当たって必要最低限のものとし、ステータの体積を低減して、製造にあたってのコスト低減や製品としての重量低減を図っている。
特開2002−168652号公報
In particular, in the resolver as described in Patent Document 1, since the stator has an arc shape, the number of teeth is the minimum necessary for excitation and detection compared to the stator having an annular shape. The volume is reduced to reduce manufacturing costs and product weight.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-168652

ところがこのようなステータが円弧状であるレゾルバにおいては、ステータが円環状のものに比べて以下のような問題点が生じる。円弧状のステータは例えば回転電機の筐体の軸方向端面又は外周面に例えば嵌合、締結等の手段により設けられることとなり、設置にあたって組付け誤差や作動ガタ等の様々な理由により理想的な位置からはずれが生じる。また、ロータについても、回転電機側のロータのシャフトに嵌合されて設けられることとなり、設置にあたってこれも理想的な位置からはずれが生じる。このため、円弧状のステータの円弧中心がロータの中心軸線に対して一致しない、又は傾斜することにより、偏心が発生することとなる。   However, in a resolver in which such a stator has an arc shape, the following problems occur as compared with an annular stator. The arc-shaped stator is provided, for example, by means such as fitting and fastening on the axial end surface or outer peripheral surface of the casing of the rotating electrical machine, and is ideal for various reasons such as assembly errors and operation play during installation. Deviation from position occurs. Further, the rotor is also provided by being fitted to the shaft of the rotor on the rotating electrical machine side, and this also deviates from an ideal position upon installation. For this reason, when the arc center of the arc-shaped stator does not coincide with or is inclined with respect to the central axis of the rotor, eccentricity occurs.

ステータが円環状のものである場合には、このような偏心が生じても、ステータの含む複数のティースは周方向全周にわたって設けられているため、相互に径方向反対側に位置する一対のティースに巻回される一対の検出コイルの巻線が相互に接続されていれば、偏心に起因して、ティースとロータとのエアギャップが変化してティースに巻回された検出コイルの出力電圧が変化しても、一対の検出コイルのうち一方の出力電圧は高くなるが、他方の出力電圧は低くなるため、トータルとしての出力電圧の変化は径方向反対側相互間においてキャンセルされて問題とならないが、円弧状のステータの場合にはこのようなキャンセル力が作用しないため、出力電圧の変化に伴って検出精度が低下するという問題が生じる。   When the stator is annular, even if such eccentricity occurs, the plurality of teeth included in the stator are provided over the entire circumference, so a pair of teeth positioned on the opposite sides in the radial direction. If the windings of the pair of detection coils wound around the teeth are connected to each other, the output voltage of the detection coil wound around the teeth due to the change in the air gap between the teeth and the rotor due to eccentricity Even if changes, the output voltage of one of the pair of detection coils becomes high, but the output voltage of the other becomes low, so the change in the total output voltage is canceled between the opposite sides in the radial direction. However, in the case of an arc-shaped stator, since such a canceling force does not act, there arises a problem that the detection accuracy decreases with a change in output voltage.

本発明は、上記問題に鑑み、より検出精度を高めることができる回転角検出装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the rotation angle detection apparatus which can raise detection accuracy more in view of the said problem.

上記の問題を解決するため、本発明による回転角検出装置は、
ロータと、励磁コイルと、検出コイルと、複数のティースを含むステータと、を備え、前記複数のティースは前記励磁コイル及び/又は前記検出コイルが巻回されて前記ロータの外周側に位置して前記ロータの径方向内側に延びるとともに、前記ロータの中心軸線に垂直な断面内における前記複数のティースの前記径方向内側の輪郭形状が、前記径方向内側に凸である凸形状を含むこととし、前記凸形状が、円形状、楕円形状、二次曲線形状、指数関数形状、のいずれかを含む曲線形状であることを特徴とする
In order to solve the above problem, the rotation angle detection device according to the present invention is:
A rotor, an excitation coil, a detection coil, and a stator including a plurality of teeth, wherein the plurality of teeth are positioned on an outer peripheral side of the rotor around which the excitation coil and / or the detection coil are wound. The contour shape on the radially inner side of the plurality of teeth in a cross section perpendicular to the central axis of the rotor and extending radially inward of the rotor includes a convex shape that is convex radially inward . The convex shape is a curved shape including any one of a circular shape, an elliptical shape, a quadratic curve shape, and an exponential function shape .

ここで前記ロータは周方向に周期的に径が変化する誘導子型の被検出用のロータであり、例えば検出対象となる回転電機のロータの含むシャフトに駆動結合されるものである。   Here, the rotor is an inductor-type rotor to be detected whose diameter periodically changes in the circumferential direction, and is, for example, drivingly coupled to a shaft included in a rotor of a rotating electrical machine to be detected.

これによれば、前記励磁コイルに励磁電圧が印加された場合に、前記励磁コイルが巻回された前記ティースの前記径方向内側の端面から前記励磁電圧に伴う磁束が放出され、放出された磁束は前記ロータに進入した後、前記ロータから放出された前記磁束は前記検出コイルが巻回された前記ティースの前記径方向内側の端面に進入することとなる。   According to this, when an excitation voltage is applied to the excitation coil, a magnetic flux associated with the excitation voltage is released from the radially inner end face of the teeth around which the excitation coil is wound, and the released magnetic flux After entering the rotor, the magnetic flux emitted from the rotor enters the radially inner end face of the tooth around which the detection coil is wound.

この場合において、前記ティースの前記径方向内側の端面は、前記輪郭形状が前記径方向内側に凸である前記凸形状であることから、前記輪郭形状が前記径方向内側に向けて凸である前記ロータの軸方向に連続して形成される鞍型形状又は略U字形状となり、前記磁束は前記端面の周方向中央近傍から集中的に放出されるとともに、放出された前記磁束は前記ロータを通過した後に前記端面の周方向中央近傍から集中的に前記検出コイルが巻回された前記ティース内部に進入することとなる。   In this case, the radially inner end surface of the tooth is the convex shape in which the contour shape is convex inward in the radial direction, and thus the contour shape is convex inward in the radial direction. A saddle shape or a substantially U shape is formed continuously in the axial direction of the rotor, and the magnetic flux is intensively emitted from the vicinity of the center in the circumferential direction of the end face, and the emitted magnetic flux passes through the rotor. After that, the detection coil is intensively entered from the vicinity of the center in the circumferential direction of the end face into the tooth around which the detection coil is wound.

ところで、本発明が適用されない通常のレゾルバのティースの前記径方向内側の端面の形状は、前記ロータの中心軸線の周りに形成される前記径方向内側に向けて凹の円筒面形状となるが、このような円筒面形状の端面では、放出される又は進入してくる磁束が前記円筒面形状の端面の周方向の全領域にわたって均一に通過することとなる。   By the way, the shape of the end surface on the radially inner side of the teeth of the normal resolver to which the present invention is not applied becomes a concave cylindrical surface shape toward the radially inner side formed around the central axis of the rotor. With such a cylindrical end surface, the magnetic flux that is released or enters will pass uniformly over the entire circumferential region of the cylindrical end surface.

このため、前記ティースと前記ロータとのエアギャップは、前記ステータと前記ロータの相互位置関係が理想的な位置から偏心している場合において、前記ティースの周方向端部におけるエアギャップと、前記ティースの周方向中央におけるエアギャップとが大きく異なることとなり、前記エアギャップの変化量が大きくなる。   For this reason, the air gap between the teeth and the rotor, when the mutual positional relationship between the stator and the rotor is eccentric from an ideal position, the air gap at the circumferential end of the teeth and the teeth The air gap at the center in the circumferential direction is greatly different, and the amount of change in the air gap increases.

ところが、本発明の回転角検出装置によれば、前記端面が前記径方向内側に向けて凸であり、放出される又は進入してくる磁束が前記端面の周方向中央近傍を集中的に通過させることとなる。このため、前記ティースと前記ロータとのエアギャップは、前記ティースの前記径方向内側の前記端面の周方向中央を含む狭い領域と前記ロータとの隙間における最短距離とすることができるので、前記偏心が発生している場合でも、前記エアギャップの変化量を小さくすることができる。   However, according to the rotation angle detection device of the present invention, the end face is convex toward the inside in the radial direction, and the emitted or entering magnetic flux intensively passes near the center in the circumferential direction of the end face. It will be. For this reason, the air gap between the teeth and the rotor can be the shortest distance in the gap between the rotor and the narrow region including the center in the circumferential direction of the end surface on the radially inner side of the teeth. Even when this occurs, the amount of change in the air gap can be reduced.

このように本発明の回転角検出装置においては、前記端面の形状を前記径方向内側に向けて凸とすることにより、前記偏心が発生している場合でも前記エアギャップの変化量を小さくすることができるため、前記検出コイルの出力電圧が変化することも抑制でき、検出精度をより高めることができる。   As described above, in the rotation angle detection device according to the present invention, the amount of change in the air gap can be reduced even when the eccentricity occurs by making the shape of the end surface convex inward in the radial direction. Therefore, the change in the output voltage of the detection coil can be suppressed, and the detection accuracy can be further increased.

なお、前記回転角検出装置において
前記凸形状が、円形状、楕円形状、二次曲線形状、指数関数形状、のいずれかを含む曲線形状であることとしている。
Incidentally, in the rotation angle detecting device,
The convex shape is a curved shape including any one of a circular shape, an elliptical shape, a quadratic curve shape, and an exponential function shape .

いずれも前記凸形状が前記径方向内側に指向させることができるが、これらのいずれを選択するかは、それぞれの形状における前記回転角検出装置の効率、前記ティースの成形容易性に基づいて適宜決定することができる。   In any case, the convex shape can be oriented inward in the radial direction. Which of these is selected is appropriately determined based on the efficiency of the rotation angle detection device in each shape and ease of forming the teeth. can do.

さらに、前記回転角検出装置において、
前記凸形状が前記輪郭形状の周方向中央を挟んで対称であることを特徴としてもよい。
Furthermore, in the rotation angle detection device,
The convex shape may be symmetric with respect to a circumferential center of the contour shape.

そもそも前記回転角検出装置においては、前記ティースは前記ステータに対して周方向に等間隔に設置されることが要求されており、これにより、前記ティースから前記励磁コイルに励磁電圧が付与されることに基づき発生する磁束を、前記検出コイルが巻回された複数の前記ティースに対してより均一に配分している。   In the first place, in the rotation angle detection device, the teeth are required to be installed at equal intervals in the circumferential direction with respect to the stator, and thereby an excitation voltage is applied from the teeth to the excitation coil. Is more evenly distributed to the plurality of teeth around which the detection coil is wound.

この前提条件において、前記凸形状を前記輪郭形状の周方向中央を挟んで対称とすることに基づいて、前記凸形状を前記ティースの周方向中央に一致させることにより、主に磁束の放出と吸収の機能を果たす前記ティースのそれぞれの前記凸形状の周方向中央を周方向に等間隔に位置させることができ、これにより、前記ティースから前記励磁コイルに励磁電圧が付与されることに基づき発生する磁束を、前記検出コイルが巻回された複数の前記ティースに対してより均一に配分することを、本発明においても確保することができる。   Under this precondition, based on the fact that the convex shape is symmetric with respect to the circumferential center of the contour shape, the convex shape is made coincident with the circumferential center of the teeth, thereby mainly releasing and absorbing magnetic flux. The circumferential center of each convex shape of each of the teeth that fulfills the above function can be positioned at equal intervals in the circumferential direction, thereby generating an excitation voltage from the teeth to the excitation coil. Even in the present invention, it is possible to ensure that the magnetic flux is more evenly distributed to the plurality of teeth around which the detection coil is wound.

加えて、前記回転角検出装置において、
前記凸形状が前記輪郭形状の周方向長さよりも短い所定範囲に形成され、前記所定範囲外の前記輪郭形状は直線形状であることを特徴としてもよい。
In addition, in the rotation angle detection device,
The convex shape may be formed in a predetermined range shorter than a circumferential length of the contour shape, and the contour shape outside the predetermined range may be a linear shape.

上述したように、前記凸形状の周方向中央を含む狭い領域が主に前記磁束を放出し前記磁束を吸収する機能を有し、当該周方向中央を含む所定領域以外は前記機能に大きくは寄与しないことから、当該所定領域以外の前記輪郭形状は直線形状とすることができる。   As described above, a narrow region including the convex center in the circumferential direction has a function of mainly releasing the magnetic flux and absorbing the magnetic flux, and greatly contributes to the function except for the predetermined region including the circumferential center. Therefore, the contour shape other than the predetermined region can be a linear shape.

このように前記輪郭形状の前記周方向中央を含む前記所定領域については前記曲線形状とし、前記所定領域以外の前記周方向端部近傍においては前記直線形状とすることにより、前記輪郭形状を全て前記曲線形状とすることに比べて、前記ティースの体積をより容易に削減することができる。   As described above, the predetermined region including the circumferential center of the contour shape is the curved shape, and the vicinity of the circumferential end other than the predetermined region is the linear shape. Compared with the curved shape, the volume of the teeth can be more easily reduced.

さらに、前記回転角検出装置において、
前記ステータが前記ロータの周方向の一部にわたって円弧状に延在することを特徴とすることが好ましい。
Furthermore, in the rotation angle detection device,
It is preferable that the stator extends in an arc shape over a part of the rotor in the circumferential direction.

つまり、本発明の前記回転角検出装置は、前記ステータが円弧状である所謂C型タイプである場合に適用することが好ましい。   In other words, the rotation angle detection device of the present invention is preferably applied when the stator is a so-called C-type that has an arc shape.

さらに、前記回転角検出装置において、
前記複数のティースのうち前記検出コイルが巻回されるティースの前記輪郭形状が、前記凸形状を含むことが好ましい。
Furthermore, in the rotation angle detection device,
It is preferable that the contour shape of the teeth around which the detection coil is wound out of the plurality of teeth includes the convex shape.

これによれば、前記検出精度に影響を与える前記偏心による出力電圧の変化は、前記検出コイルが巻回された前記ティースと前記ロータとのエアギャップの変化量による寄与率が高いことから、前記輪郭形状が前記凸形状を含むことを前記検出コイルが巻回される前記ティースに適用することで、より効果的に検出精度を高めることができる。   According to this, the change in the output voltage due to the eccentricity that affects the detection accuracy has a high contribution rate due to the amount of change in the air gap between the teeth around which the detection coil is wound and the rotor. By applying the contour shape including the convex shape to the teeth around which the detection coil is wound, the detection accuracy can be improved more effectively.

なお、前記回転角検出装置で前述した所謂C型タイプのものは、そもそも前記円環型のものに比べて前記ステータの周方向の延在範囲を円弧状に限定して、前記ステータの長さを短くし前記ティースの数も必要最低限とすることを目的とするものであって、90度位相のずれるsin、cosを検出可能とするためには前記ティースは四本必要で、これに加えて、前記検出コイルの検出精度を高めるため設けられる励磁専用のティースが、四本のティースの周方向両側に一対必要となることから、六本のティースを有するものが主流となっている。   Note that the so-called C type type of the rotation angle detecting device described above is limited to the length of the stator by limiting the extension range in the circumferential direction of the stator to an arc shape compared to the annular type in the first place. The number of teeth is intended to be as short as possible, and four teeth are required to detect sin and cos that are 90 degrees out of phase. Thus, a pair of teeth exclusively for excitation provided for increasing the detection accuracy of the detection coil is required on both sides in the circumferential direction of the four teeth, and therefore, those having six teeth are mainstream.

このことに対応して、前記回転角検出装置においては、
前記複数のティースのうち前記ステータの周方向両端に位置する一対のティース以外の前記輪郭形状が、前記凸形状を含むことが好ましい。
In response to this, in the rotation angle detection device,
It is preferable that the contour shape other than the pair of teeth positioned at both ends in the circumferential direction of the stator among the plurality of teeth includes the convex shape.

すなわち、前記検出精度に影響を与える前記偏心による出力電圧の変化は、前記検出コイルが巻回された前記ティースと前記ロータとのエアギャップの変化量による寄与率が高いことから、前記輪郭形状が前記凸形状を含むことを前記検出コイルが巻回される前記一対のティース以外の前記ティースに適用することで、より効果的に検出精度を高めることができる。   That is, the change in the output voltage due to the eccentricity that affects the detection accuracy has a high contribution rate due to the amount of change in the air gap between the tooth around which the detection coil is wound and the rotor. By applying the convex shape to the teeth other than the pair of teeth around which the detection coil is wound, the detection accuracy can be more effectively increased.

ここで、前記回転角検出装置において、
前記複数のティースのうち前記ステータの周方向両端に位置する一対のティースの前記輪郭形状は、前記ロータの中心軸線を中心とする円弧形状とすることが好ましい。
Here, in the rotation angle detection device,
Of the plurality of teeth, the contour shape of the pair of teeth positioned at both ends in the circumferential direction of the stator is preferably an arc shape centered on the central axis of the rotor.

つまりC型タイプの前記回転角検出装置においては、前記一対のティースは励磁専用のティースであることから、前記輪郭形状を前記凸形状とすることにより前記検出精度をより高くする効果は比較的薄いことから、前記一対のティースについては、従来の前記周方向内側に対して凹をなす前記円弧形状として、励磁専用のティースとして磁束を発生する効率をむしろ高めることとすることができる。   That is, in the C-type rotation angle detection device, the pair of teeth are teeth dedicated to excitation, and thus the effect of increasing the detection accuracy by making the contour shape the convex shape is relatively thin. For this reason, the pair of teeth can have rather high efficiency in generating magnetic flux as teeth dedicated to excitation, with the arc shape being concave with respect to the conventional circumferential inner side.

本発明によれば、より検出精度を高めることができる回転角検出装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotation angle detection apparatus which can raise detection accuracy more can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態を示す模式図であり、なお、C型のレゾルバの一般的な構成は周知であるため、ここでは、本発明に係わる構成要素のみを図示して、それ以外の構成要素の図示は省略している。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a rotation angle detecting device, that is, a resolver according to the present invention. Since the general configuration of a C-type resolver is well known, the configuration according to the present invention is shown here. Only the elements are shown, and the other components are not shown.

図1に示すように、本実施例のレゾルバ1は、ロータ2と、励磁コイル3と、検出コイル4s、4cと、励磁コイル3のみが巻回される一対のティース51、ティース56と、励磁コイル3及び検出コイル4sが巻回されるティース52、54と、検出コイル4cが巻回されるティース53、55と、ティース51〜56を部分として含むステータ6を備える。   As shown in FIG. 1, the resolver 1 of this embodiment includes a rotor 2, an excitation coil 3, detection coils 4 s and 4 c, a pair of teeth 51 and teeth 56 around which only the excitation coil 3 is wound, Teeth 52 and 54 around which the coil 3 and the detection coil 4s are wound, teeth 53 and 55 around which the detection coil 4c is wound, and a stator 6 including the teeth 51 to 56 as parts.

ロータ2は図示しない回転電機のロータのシャフトに駆動結合されており、外径が周方向に中心軸線Cを中心として一回転に付き五周期において増減するような五つの花びらを具備する花びら状に形成されており、図示しない回転電機のロータの回転に伴って、ステータ6及びティース51〜56に対して、周方向に回転することによりティース51〜56とのエアギャップを一回転に付き五周期変化させる。   The rotor 2 is drive-coupled to a shaft of a rotor of a rotating electric machine (not shown), and has a petal shape having five petals whose outer diameter increases and decreases in five cycles per rotation around the central axis C in the circumferential direction. As the rotor of the rotating electrical machine (not shown) is formed, the air gap between the stator 61 and the teeth 51 to 56 is rotated in the circumferential direction so that the air gap with the teeth 51 to 56 per rotation is five cycles. Change.

ステータ6は、中心軸線Cを中心とする円環形状の一部をなす円弧状をなす円弧状部分6aと、ロータ2の外周側に位置する円弧状部分6aの内周面からロータ2の径方向内側に指向して延びる複数のティース51〜56を含む。ティース51〜56と円弧状部分6aとは、プレス加工等の機械加工により一体的に成形された例えばケイ素鋼板を中心軸線C方向に積層して一体的に構成される。なお、ティース51〜56は図1中時計回りの順番に符号を付している。   The stator 6 has a diameter of the rotor 2 from an arcuate portion 6a having an arcuate shape that forms a part of an annular shape centering on the central axis C, and an inner circumferential surface of the arcuate portion 6a located on the outer peripheral side of the rotor 2. A plurality of teeth 51 to 56 extending inward in the direction is included. The teeth 51 to 56 and the arc-shaped portion 6a are integrally configured by laminating, for example, silicon steel plates integrally formed by machining such as press working in the central axis C direction. In addition, the teeth 51-56 are attached | subjected the code | symbol in the clockwise order in FIG.

励磁コイル3はティース51〜56の全てに図示しないボビン等の絶縁樹脂を介して巻線が巻回されることにより構成されており、この巻線に図示しない励磁回路により励磁電圧が印加されることにより磁束を発生させて、磁束はそれぞれのティース51〜56の径方向内側の端面から放出され、放出された磁束はエアギャップを介してロータ2に進入する。ロータ2に進入した磁束は再びエアギャップを介して、ティース52〜55の径方向内側の端面からティース52〜55内部に進入する。   The exciting coil 3 is formed by winding a winding around an insulating resin such as a bobbin (not shown) on all the teeth 51 to 56, and an excitation voltage is applied to the winding by an exciting circuit (not shown). Thus, a magnetic flux is generated, and the magnetic flux is released from the radially inner end surfaces of the respective teeth 51 to 56, and the released magnetic flux enters the rotor 2 through the air gap. The magnetic flux that has entered the rotor 2 again enters the teeth 52 to 55 from the radially inner end face of the teeth 52 to 55 through the air gap.

検出コイル4sはティース52、54に図示しないボビン等の絶縁樹脂を介して巻線が巻回されることにより構成されており、ティース52、54の径方向内側の端面に入力される磁束に基づいて、正弦の出力信号を出力するものである。なお、ティース52、54には励磁コイル3と検出コイル4sの双方が巻回されることとなるが、励磁コイル3がボビン側すなわち内層側に配置され、検出コイル4sがボビンと反対側すなわち外層側に配置される。   The detection coil 4s is configured by winding a winding around the teeth 52 and 54 via an insulating resin such as a bobbin (not shown), and is based on magnetic flux input to the radially inner end faces of the teeth 52 and 54. Thus, a sine output signal is output. In addition, although both the exciting coil 3 and the detection coil 4s are wound around the teeth 52 and 54, the exciting coil 3 is arranged on the bobbin side, that is, the inner layer side, and the detection coil 4s is opposite to the bobbin, that is, the outer layer. Placed on the side.

同様に、検出コイル4cはティース53、55に図示しないボビン等の絶縁樹脂を介して巻線が巻回されることにより構成されており、径方向内側の端面に入力される磁束に基づいて余弦の出力信号を出力するものである。ここでも、ティース53、55には励磁コイル3と検出コイル4cの双方が巻回されることとなるが、励磁コイル3がボビン側すなわち内層側に配置され、検出コイル4cがボビンと反対側すなわち外層側に配置される。
なお、検出コイル4s及び4cの出力端子はともに図示しないR/Dコンバータに接続されて、R/Dコンバータに出力信号が出力される。
Similarly, the detection coil 4c is configured by winding a winding around the teeth 53 and 55 via an insulating resin such as a bobbin (not shown), and the cosine is generated based on the magnetic flux input to the radially inner end face. The output signal is output. Here, both the exciting coil 3 and the detecting coil 4c are wound around the teeth 53 and 55, but the exciting coil 3 is arranged on the bobbin side, that is, the inner layer side, and the detecting coil 4c is opposite to the bobbin, that is, It is arranged on the outer layer side.
The output terminals of the detection coils 4s and 4c are both connected to an R / D converter (not shown), and an output signal is output to the R / D converter.

回転電機が図示しないインバータ等の駆動回路により駆動されてロータが回転している状態において、図示しない励磁回路により励磁コイル3に高周波の励磁電圧が印加されると、ロータに駆動結合されたロータ2もそれに伴い回転されて、ティース52〜55の径方向内側の端面とロータ2の花びら状の外周部分との隙間の最短距離すなわちエアギャップが一回転に付き五周期において増減し、これにより、検出コイル4s、4cに発生する出力信号が変化する。この出力信号の変化に基づいてR/Dコンバータにより、回転角を演算する。   In a state where the rotating electrical machine is driven by a drive circuit such as an inverter (not shown) and the rotor is rotating, when a high-frequency excitation voltage is applied to the excitation coil 3 by an excitation circuit (not shown), the rotor 2 that is drivingly coupled to the rotor. Is rotated accordingly, and the shortest distance of the gap between the radially inner end face of the teeth 52 to 55 and the petal-like outer peripheral portion of the rotor 2, that is, the air gap increases or decreases in five cycles per rotation, thereby detecting The output signal generated in the coils 4s and 4c changes. Based on the change in the output signal, the rotation angle is calculated by the R / D converter.

このような本実施例のC型のレゾルバ1においては、それぞれのティース51〜56の形状を以下のように形成する。図2は、本発明に係るレゾルバの一実施形態の一部を示す模式断面図であり、図1に示した模式図のそれぞれのティース51〜56を中心軸線Cに垂直かつ中心軸線C方向の任意の位置の断面において示すものである。   In such a C-type resolver 1 of this embodiment, the shapes of the respective teeth 51 to 56 are formed as follows. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of an embodiment of the resolver according to the present invention. Each of the teeth 51 to 56 in the schematic view shown in FIG. 1 is perpendicular to the central axis C and in the direction of the central axis C. It is shown in a cross section at an arbitrary position.

図1に示すように、レゾルバ1のステータ6が、円弧状部分6aの内周面において周方向等間隔に六つ備えるティース51〜56のうち、励磁コイル3のみが設けられる周方向両端の一対のティース51、56の径方向内側の端面の中心軸線C方向に垂直な断面内の輪郭形状51E、56Eについては、図2中破線で示すように従来から用いられている、中心軸線Cを中心とする円弧形状とし、径方向内側すなわちロータ2に指向する方向に凹となる形状をなし、ティース51、56の端面はこの円弧形状が中心軸線C方向に延在された部分円筒形状をなす。   As shown in FIG. 1, among the teeth 51 to 56 that the stator 6 of the resolver 1 has six teeth 51 to 56 provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the arc-shaped portion 6 a, a pair of circumferential ends at which only the exciting coil 3 is provided. 2, the contour shapes 51E and 56E in the cross section perpendicular to the central axis C direction of the radially inner end faces of the teeth 51 and 56 are centered on the central axis C conventionally used as shown by the broken line in FIG. The arc shape is a concave shape in the radial direction, that is, the direction toward the rotor 2, and the end surfaces of the teeth 51 and 56 form a partial cylindrical shape in which the arc shape extends in the central axis C direction.

また、ティース51〜56のうち、励磁コイル3と検出コイル4s又は検出コイル4cが設けられるティース52〜55の径方向内側の端面の中心軸線C方向に垂直な断面内の輪郭形状52E〜55Eについては、図2中実線で示すように、径方向内側すなわちロータ2に指向する方向に凸となる凸形状52a〜55aを含む。この凸形状52a〜55aは、円形状、楕円形状、二次曲線形状、指数関数形状のいずれの曲線形状でもよいが、ここでは円形状のものとしている。   Further, among the teeth 51 to 56, the contour shapes 52E to 55E in the cross section perpendicular to the central axis C direction of the radially inner end surfaces of the teeth 52 to 55 provided with the excitation coil 3 and the detection coil 4s or the detection coil 4c. Includes convex shapes 52 a to 55 a that are convex radially inward, that is, in a direction toward the rotor 2, as indicated by a solid line in FIG. 2. The convex shapes 52a to 55a may be any curved shape such as a circular shape, an elliptical shape, a quadratic curve shape, and an exponential function shape.

さらに、輪郭形状52E〜55Eについて詳細に説明する。図3は、図2に示した本発明に係わるレゾルバの一実施形態の一部を示す模式断面図であり、図2に示した模式断面図のそれぞれのティース52〜55の輪郭形状52E〜55Eのみについて示したものである。   Further, the contour shapes 52E to 55E will be described in detail. 3 is a schematic cross-sectional view showing a part of an embodiment of the resolver according to the present invention shown in FIG. 2, and the contour shapes 52E-55E of the respective teeth 52-55 in the schematic cross-sectional view shown in FIG. It is only shown.

図3に示すように、この凸形状52a〜55aは、輪郭形状52E〜55Eの周方向中央φを挟んで対称に形成されるとともに、輪郭形状52E〜55Eの周方向長さLよりも短い所定範囲Sに形成され、所定範囲S外の輪郭形状52E〜55Eは直線形状52b〜55bとなるように形成される。   As shown in FIG. 3, the convex shapes 52a to 55a are formed symmetrically with respect to the circumferential center φ of the contour shapes 52E to 55E, and are shorter than the circumferential length L of the contour shapes 52E to 55E. The contour shapes 52E to 55E that are formed in the range S and outside the predetermined range S are formed to be linear shapes 52b to 55b.

上述した本実施例のレゾルバ1によれば、以下のような作用効果を得ることができる。下記においてその作用効果について図を用いて説明する。図3〜図12は、本発明に係わるレゾルバの一実施形態の作用効果を示す模式図である。   According to the resolver 1 of the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained. The operation and effect will be described below with reference to the drawings. 3 to 12 are schematic views showing the operational effects of an embodiment of the resolver according to the present invention.

本実施例のようなC型のレゾルバ1においても、ステータ6の円弧状部分6aを周方向に延長して構成される円環の中心と、ロータ2の中心軸線Cが現実には組付け誤差や作動ガタ等の様々な要因により偏心することが生じる。このような偏心が生じた場合、ティース52〜55の径方向内側の端面の輪郭形状52E〜55Eが上述したような凸形状52a〜55aを含まない場合は、偏心によりエアギャップの変化量が大きくなり、検出コイル4s、4cの出力電圧が変動してトータルとしての検出誤差が大きくなる。   Also in the C-type resolver 1 as in this embodiment, the center of the circular ring formed by extending the arc-shaped portion 6a of the stator 6 in the circumferential direction and the center axis C of the rotor 2 are actually assembly errors. Eccentricity may occur due to various factors such as backlash and operating play. When such eccentricity occurs, if the contour shapes 52E to 55E on the radially inner end faces of the teeth 52 to 55 do not include the convex shapes 52a to 55a as described above, the amount of change in the air gap is large due to the eccentricity. Thus, the output voltage of the detection coils 4s and 4c varies, and the total detection error increases.

本実施例のレゾルバ1においては、それぞれのティース52〜55の輪郭形状52E〜55Eが凸形状52a〜55aを有することにより、輪郭形状52E〜55Eの周方向中央φ近傍に磁束を集中させることにより、エアギャップの変化量が大きくなることを回避することができる。   In the resolver 1 of the present embodiment, the contour shapes 52E to 55E of the teeth 52 to 55 have the convex shapes 52a to 55a, respectively, so that the magnetic flux is concentrated in the vicinity of the circumferential center φ of the contour shapes 52E to 55E. It is possible to avoid an increase in the amount of change in the air gap.

以下にこの効果について図を用いてより詳細に説明する。図4は、本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における磁路、すなわち磁束の流れを示す模式断面図である。図5〜図10は、本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態におけるエアギャップを従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。   Hereinafter, this effect will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the magnetic path, that is, the flow of magnetic flux, in an embodiment of the rotation angle detecting device or resolver according to the present invention. 5 to 10 are schematic cross-sectional views showing an air gap in an embodiment of a rotation angle detecting device, that is, a resolver according to the present invention based on comparison with the prior art.

図4においては、図1における磁路構成のうち、ティース53と励磁コイル3、ティース54と検出コイル4sを代表的にピックアップして示している。すなわち、励磁側のティース53が凸形状53aを備えることにより、励磁コイル3に励磁電圧が印加されることにより発生した磁束は凸形状53aの周方向中央φ近傍を中心として放出されてエアギャップAを通過してロータ2に進入し、ロータ2に進入した磁束は周方向五個の花びら部分のうち例えば一の花びら部分を通過してロータ2から放出されてエアギャップBを通過して、検出側のティース54の備える凸形状54aの周方向中央φ近傍を中心として進入する。   4, the tooth 53 and the excitation coil 3, and the tooth 54 and the detection coil 4s are representatively picked up from the magnetic path configuration in FIG. That is, when the exciting tooth 53 has the convex shape 53a, the magnetic flux generated by applying the excitation voltage to the exciting coil 3 is released around the vicinity of the center φ in the circumferential direction of the convex shape 53a, and the air gap A The magnetic flux that has entered the rotor 2 passes through the rotor 2, and the magnetic flux that has entered the rotor 2 passes through the air gap B through the air gap B after being discharged from the rotor 2, for example, through one petal portion in the circumferential direction. The convex shape 54a provided on the side tooth 54 enters around the vicinity of the circumferential center φ.

これらのことはティース51〜56の他の組合せにおいても基本的に同様であるが、励磁専用のティース51及び56から放出される磁束については、端部51E、56Eの周方向全体から放出される。   These are basically the same in other combinations of the teeth 51 to 56, but the magnetic flux emitted from the teeth 51 and 56 dedicated for excitation is emitted from the entire circumferential direction of the end portions 51E and 56E. .

ここで、図5においては、従来技術における凸形状53a及び54aを含まないレゾルバを示す図5(a)と、本実施例による凸形状53a及び54aを含む径方向内側の先端が丸型であるレゾルバ1を示す図5(b)の双方において、理想的な状態すなわち偏心がない場合のロータ2の外接円を通常ロータ2位置として破線で示しており、ロータ2が通常ロータ2位置に対して図5中UPで示す上方すなわちピックアップして図示したティース53、54に接近する方向すなわち偏心方向と同方向にずれて偏心が発生した場合において、偏心後のロータ2の外接円をエアギャップが狭まるロータ2位置として示し、偏心後のロータ2の外接円の中心軸線Cを示している。   Here, in FIG. 5, the resolver which does not include the convex shapes 53a and 54a in the prior art and FIG. 5A and the radially inner tip including the convex shapes 53a and 54a according to the present embodiment are round. In both of FIGS. 5 (b) showing the resolver 1, the circumscribed circle of the rotor 2 in the ideal state, that is, when there is no eccentricity, is indicated by a broken line as the position of the normal rotor 2, and the rotor 2 is positioned relative to the position of the normal rotor 2 When the eccentricity is generated in the upper direction indicated by UP in FIG. 5, that is, in the direction approaching the teeth 53 and 54 illustrated as picked up, that is, in the same direction as the eccentric direction, the air gap narrows the circumscribed circle of the rotor 2 after the eccentricity. The center axis C of the circumscribed circle of the rotor 2 after eccentricity is shown as the rotor 2 position.

図5(a)に示すように、従来技術においては通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップAが短くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップBも短くなる。   As shown in FIG. 5A, in the prior art, the post-change air gap A after the eccentricity, that is, after the position has changed, is shortened with respect to the normal air gap A corresponding to the tooth 53 at the normal rotor 2 position. With respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the position of the normal rotor 2, the post-change air gap B after the eccentricity, that is, after the position is changed, is also shortened.

これに対して、本実施例によれば、図5(b)に示すように、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップAが従来技術よりも低い比率で短くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップBも従来技術よりも低い比率で短くなる。   On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5 (b), with respect to the normal air gap A corresponding to the teeth 53 at the position of the normal rotor 2, the change after eccentricity, that is, after the position has changed. The rear air gap A is shortened at a lower ratio than the prior art, and the post-change air gap B after the eccentricity, that is, after the position is changed, is also the prior art with respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position. Shorter at a lower rate.

このことにより図5(a)における通常エアギャップAと通常エアギャップBの和は、図6中左側の矢印に示すH1となり、図5(a)における変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図6中左右中央の矢印に示すH2となり、図5(b)に示す変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図6中右側の矢印に示すH3となり、H1>H3>H2となり、これらの和の大小関係は、エアギャップの変化量の差を示すものであるので、エアギャップの変化量を図5(a)に示す従来技術よりも、図5(b)で示す本実施例において少ないものとして、エアギャップの変化量を抑制し緩和することができる。   As a result, the sum of the normal air gap A and the normal air gap B in FIG. 5A becomes H1 indicated by the arrow on the left side in FIG. 6, and the changed air gap A and the changed air gap B in FIG. Is the H2 indicated by the left and right center arrows in FIG. 6, and the sum of the changed air gap A and the changed air gap B shown in FIG. 5B is H3 indicated by the right arrow in FIG. , H1> H3> H2, and the magnitude relationship between these sums indicates the difference in the amount of change in the air gap. Therefore, the amount of change in the air gap is greater than that in the prior art shown in FIG. As a small amount in the present embodiment shown in (b), the amount of change in the air gap can be suppressed and alleviated.

また、図7においては、従来技術における凸形状53a及び54aを含まないレゾルバを示す図7(a)と、本実施例による凸形状53a及び54aを含む径方向内側の先端が丸型であるレゾルバ1を示す図7(b)の双方において、理想的な状態すなわち偏心がない場合のロータ2の外接円を通常ロータ2位置として破線で示しており、ロータ2が通常ロータ2位置に対して図7中Bで示す下方すなわちピックアップして図示したティース53、54から離隔する方向すなわち偏心方向と反対側にずれて偏心が発生した場合において、偏心後のロータ2の外接円をエアギャップが狭まるロータ2位置として示し、偏心後のロータ2の外接円の中心軸線Cを示している。   7 shows a resolver that does not include the convex shapes 53a and 54a in the prior art, and a resolver having a round inner tip including the convex shapes 53a and 54a according to the present embodiment. In FIG. 7B showing 1, the circumscribed circle of the rotor 2 in the ideal state, that is, when there is no eccentricity, is indicated by a broken line as the position of the normal rotor 2, and the rotor 2 is illustrated with respect to the position of the normal rotor 2. 7 in which the air gap is narrowed in the circumscribed circle of the rotor 2 after eccentricity when the eccentricity occurs in the downward direction indicated by B in FIG. 7, that is, in the direction away from the teeth 53 and 54 shown in FIG. The center axis C of the circumscribed circle of the rotor 2 after eccentricity is shown as two positions.

図7(a)に示すように、従来技術においては通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後において位置が変化した後の変化後エアギャップAが長くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後の変化後エアギャップBも長くなる。   As shown in FIG. 7 (a), in the prior art, the post-change air gap A after the position change after eccentricity becomes longer than the normal air gap A corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position, With respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the position of the normal rotor 2, the post-eccentric change air gap B also becomes longer.

これに対して、本実施例によれば、図7(b)に示すように、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップAが従来技術よりもほぼ同等の比率で長くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップBも従来技術よりもほぼ同等の比率で長くなる。   On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7 (b), with respect to the normal air gap A corresponding to the teeth 53 at the position of the normal rotor 2, the change after the eccentricity, that is, the position is changed. The rear air gap A becomes longer at a ratio substantially equal to that of the prior art, and the post-change air gap B after the eccentricity, that is, after the position is changed, with respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position, It becomes longer at a ratio almost the same as that of the prior art.

このことにより図7(a)における通常エアギャップAと通常エアギャップBの和は、図8中左側の矢印に示すH4となり、図7(a)における変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図8中左右中央の矢印に示すH5となり、図7(b)に示す変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図8中右側の矢印に示すH7となり、H4<H5≒H6となり、エアギャップの変化量を図5(a)に示す従来技術とほぼ同等とすることができる。   As a result, the sum of the normal air gap A and the normal air gap B in FIG. 7A becomes H4 indicated by the left arrow in FIG. 8, and the changed air gap A and the changed air gap B in FIG. The sum of the changed air gap A and the changed air gap B shown in FIG. 7B is H7 shown in the right arrow in FIG. H4 <H5≈H6, and the amount of change in the air gap can be made substantially equal to that of the prior art shown in FIG.

さらに、図9においては、従来技術における凸形状53a及び54aを含まないレゾルバを示す図9(a)と、本実施例による凸形状53a及び54aを含む径方向内側の先端が丸型であるレゾルバ1を示す図9(b)の双方において、理想的な状態すなわち偏心がない場合のロータ2の外接円を通常ロータ2位置として破線で示しており、ロータ2が通常ロータ2位置に対して図9中Rで示す右方すなわちピックアップして図示したティース53から離隔するとともに、ティース54に接近する方向、つまりは偏心方向に垂直な方向にずれて偏心が発生した場合において、偏心後のロータ2の外接円をエアギャップが狭まるロータ2位置として示し、偏心後のロータ2の外接円の中心軸線Cを示している。   Further, FIG. 9 shows a resolver that does not include the convex shapes 53a and 54a in the prior art, and a resolver having a round inner tip including the convex shapes 53a and 54a according to the present embodiment. 9B, the circumscribed circle of the rotor 2 in the ideal state, that is, when there is no eccentricity, is indicated by a broken line as the position of the normal rotor 2, and the rotor 2 is illustrated with respect to the position of the normal rotor 2. 9, the rotor 2 after the eccentricity when the eccentricity is generated in the right direction, that is, picked up and separated from the tooth 53 shown in the figure, and deviated in the direction approaching the tooth 54, that is, the direction perpendicular to the eccentric direction. The circumscribed circle is shown as the position of the rotor 2 where the air gap is narrowed, and the center axis C of the circumscribed circle of the rotor 2 after eccentricity is shown.

図9(a)に示すように、従来技術においては通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後において位置が変化した後の変化後エアギャップAが長くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後の変化後エアギャップBが短くなる。   As shown in FIG. 9A, in the prior art, the post-change air gap A after the change in position after the eccentricity becomes longer than the normal air gap A corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position, With respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position, the post-eccentric change air gap B becomes shorter.

これに対して、本実施例によれば、図9(b)に示すように、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップAに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップAが従来技術よりも低い比率で長くなり、通常ロータ2位置のティース53に対応する通常エアギャップBに対して、偏心後すなわち位置が変化した後の変化後エアギャップBも従来技術よりも低い比率で短くなる。   On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 9B, the change after the eccentricity, that is, after the position is changed, with respect to the normal air gap A corresponding to the tooth 53 at the position of the normal rotor 2. The rear air gap A becomes longer at a lower ratio than the prior art, and the post-change air gap B after the eccentricity, that is, after the position has changed, is also the prior art with respect to the normal air gap B corresponding to the teeth 53 at the normal rotor 2 position. Shorter at a lower rate.

このことにより図9(a)における通常エアギャップAと通常エアギャップBの和は、図10中左側の矢印に示すH7となり、図9(a)における変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図9中左右中央の矢印に示すH8となり、図9(b)に示す変化後エアギャップAと変化後エアギャップBとの和は、図9中右側の矢印に示すH9となり、H7>H8>H9となり、エアギャップの変化量は図9(a)に示す従来技術よりも小さくなる。このことは、図9中Rで示す方向と反対方向つまり左方向に移動した時も同様である。   As a result, the sum of the normal air gap A and the normal air gap B in FIG. 9A becomes H7 indicated by the left arrow in FIG. 10, and the changed air gap A and the changed air gap B in FIG. 9A. The sum of the changed air gap A and the changed air gap B shown in FIG. 9B is H9 shown in the right arrow in FIG. , H7> H8> H9, and the amount of change in the air gap is smaller than that in the prior art shown in FIG. This is the same when moving in the direction opposite to the direction indicated by R in FIG.

以上のことにより、ロータ2の偏心方向がステータ6に近接する方向、近接又は離隔する方向と垂直な方向である場合において、エアギャップの変化量を従来技術よりも抑制し、ロータ2の偏心方向がステータ6から離隔する方向である場合においても、従来技術と同等として、考えられる偏心方向をトータルした場合に、エアギャップの変化量を抑制し緩和することができる。これにより、本実施例のレゾルバ1においては、出力電圧の変動を抑制して緩和し、検出精度を高めることができる。この緩和効果をシミュレーションすると10%程度となる。   As described above, when the eccentric direction of the rotor 2 is a direction close to the stator 6, a direction perpendicular to the direction approaching or separating from the stator 6, the amount of change in the air gap is suppressed compared to the prior art, and the eccentric direction of the rotor 2 Even in the direction away from the stator 6, the amount of change in the air gap can be suppressed and alleviated when the possible eccentric directions are totaled, as in the prior art. Thereby, in the resolver 1 of a present Example, the fluctuation | variation of an output voltage can be suppressed and relieved and detection accuracy can be improved. When this relaxation effect is simulated, it becomes about 10%.

つまり、上述したように本実施例のレゾルバ1によれば、励磁コイル3に励磁電圧が励磁回路により印加された場合において、例えば、励磁コイル3が巻回されたティース52〜55の径方向内側の端面から励磁電圧に伴う磁束が放出され、放出された磁束はロータ2に進入してロータ2から放出されて、磁束は検出コイル4s又は4cが巻回されたティース52〜55の径方向内側の端面に進入することとなる。   That is, as described above, according to the resolver 1 of the present embodiment, when an excitation voltage is applied to the excitation coil 3 by the excitation circuit, for example, radially inward of the teeth 52 to 55 around which the excitation coil 3 is wound. The magnetic flux accompanying the excitation voltage is released from the end face of the coil, the released magnetic flux enters the rotor 2 and is released from the rotor 2, and the magnetic flux is radially inward of the teeth 52 to 55 around which the detection coils 4s or 4c are wound. It will enter the end face of.

この磁束の経路において、ティース52〜55の径方向内側の端面は、輪郭形状52E〜55Eが径方向内側に凸である凸形状52a〜55aを含むので、輪郭形状52E〜55Eが径方向内側に向けて凸であるロータ2の軸方向に連続して形成される鞍型形状となり、ティース52〜55自身から放出される磁束とロータ2から放出されて進入してくる磁束はともに、磁束がもっとも短い経路を進行すると言う性質を有することから、ティース52〜55の端面の周方向中央φ近傍を集中的に通過することとなる。   In this magnetic flux path, the radially inner end faces of the teeth 52 to 55 include convex shapes 52a to 55a in which the contour shapes 52E to 55E are convex radially inward, so that the contour shapes 52E to 55E are radially inward. It is a saddle shape formed continuously in the axial direction of the rotor 2 that is convex, and the magnetic flux emitted from the teeth 52 to 55 itself and the magnetic flux emitted and entered from the rotor 2 are both the highest. Since it has a property of traveling along a short route, it passes through the vicinity of the center φ in the circumferential direction of the end faces of the teeth 52 to 55 in a concentrated manner.

このため、本実施例のレゾルバ1によれば、端面の輪郭形状52E〜55Eが径方向内側に向けて凸であり、放出する磁束も進入してくる磁束も端面の周方向中央φ近傍を集中的に通過させることとなる。特には進入してくる磁束を周方向中央φ近傍に収束させることができるため、ティース52〜55とロータ2とのエアギャップは、ティース52〜55の径方向内側の端面の周方向中央φを含む狭い領域とロータ2との隙間における最短距離とすることができるので、ロータ2がステータ6に対して偏心している場合でも、エアギャップの変化量を小さくすることができる。   For this reason, according to the resolver 1 of the present embodiment, the contour shapes 52E to 55E of the end surface are convex toward the inner side in the radial direction, and the magnetic flux to be emitted and the incoming magnetic flux concentrate in the vicinity of the center φ in the circumferential direction of the end surface. Will be allowed to pass through. In particular, since the incoming magnetic flux can be converged in the vicinity of the circumferential center φ, the air gap between the teeth 52 to 55 and the rotor 2 is equal to the circumferential center φ of the radially inner end face of the teeth 52 to 55. Since the shortest distance in the gap between the narrow region including the rotor 2 can be set, the amount of change in the air gap can be reduced even when the rotor 2 is eccentric with respect to the stator 6.

また、本実施例のC型のレゾルバ1においても、ティース51〜56はステータ6の円弧状部分6aの内周面において周方向に等間隔に設置されており、これによって、ティース51〜56から励磁コイル3に励磁回路により励磁電圧が印加されることに基づき発生する磁束を、検出コイル4s又は4cが巻回されているティース52〜55に対して可能な限り均一に配分している。   Also in the C-type resolver 1 of the present embodiment, the teeth 51 to 56 are installed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the arcuate portion 6a of the stator 6, and thereby, from the teeth 51 to 56. Magnetic flux generated by applying an excitation voltage to the excitation coil 3 by the excitation circuit is distributed as uniformly as possible to the teeth 52 to 55 around which the detection coils 4s or 4c are wound.

このように周方向に等間隔に配置されたティース52〜55において、凸形状52a〜55aを輪郭形状52E〜55Eの周方向中央φを挟んで対称とするように形成することによって、凸形状52a〜55aをティース52〜55の周方向中央φに一致させることができ、このことにより、主に磁束の放出と吸収の機能を果たすティース52〜55のそれぞれの凸形状52a〜55aの周方向中央を周方向に等間隔に位置させることができる。これにより、本実施例のように凸形状52a〜55aを備えていても、ティース52〜55から発生されて放出される磁束を、検出コイル4s、4cが巻回されたティース52〜55に対してより均一に配分することを確保することができる。   In the teeth 52 to 55 arranged at equal intervals in the circumferential direction as described above, the convex shapes 52a to 55a are formed symmetrically with respect to the circumferential center φ of the contour shapes 52E to 55E. ˜55a can be made to coincide with the circumferential center φ of the teeth 52 to 55, and thereby the circumferential centers of the convex shapes 52a to 55a of the teeth 52 to 55 that mainly perform the function of releasing and absorbing the magnetic flux. Can be positioned at equal intervals in the circumferential direction. Thereby, even if it has convex shape 52a-55a like a present Example, with respect to the teeth 52-55 by which the detection coils 4s and 4c were wound, the magnetic flux generate | occur | produced and discharge | released from the teeth 52-55 is radiated | emitted. More evenly distributed.

さらに、本実施例のレゾルバ1において、凸形状52a〜55aが輪郭形状52E〜55Eの周方向長さLよりも短い所定範囲Sに形成されて、所定範囲S外すなわち周方向両側の輪郭形状52E〜55Eは直線形状52b〜55bとすることにより、以下のような有利な作用効果を得ることができる。   Further, in the resolver 1 of the present embodiment, the convex shapes 52a to 55a are formed in a predetermined range S shorter than the circumferential length L of the contour shapes 52E to 55E, and the contour shapes 52E outside the predetermined range S, that is, both sides in the circumferential direction. The following advantageous effects can be obtained by setting the linear shapes 52b to 55b to -55E.

すなわち、凸形状52a〜55aの周方向中央φを含む狭い領域である所定領域Sが主に磁束を放出し磁束を吸収する機能を有し、周方向中央φを含む所定領域S以外は磁束を放出し吸収する機能にあまり寄与しないことから、所定領域S以外の輪郭形状52E〜55Eはより成形が容易な直線形状52b〜55bとすることができる。   That is, the predetermined region S, which is a narrow region including the circumferential center φ of the convex shapes 52a to 55a, has a function of mainly releasing the magnetic flux and absorbing the magnetic flux. Since it does not contribute much to the function of releasing and absorbing, the contour shapes 52E to 55E other than the predetermined region S can be linear shapes 52b to 55b that are easier to mold.

さらに、輪郭形状52E〜55Eの周方向中央φを含む所定領域Sについては円形状の曲線形状52a〜55aとし、所定領域S以外の周方向端部近傍において直線形状52bとすることにより、輪郭形状52Eを全て円形状の曲線形状とすることに比べて、ティース52〜55の周方向両端部の径方向寸法を小さくしてティース52〜55の体積をより大きく削減することができる。   Further, the predetermined region S including the circumferential center φ of the contour shapes 52E to 55E is formed into circular curved shapes 52a to 55a, and the linear shape 52b is formed in the vicinity of the circumferential end other than the predetermined region S, thereby forming the contour shape. Compared with making all 52E into circular curvilinear shape, the radial direction dimension of the circumferential direction both ends of teeth 52-55 can be made small, and the volume of teeth 52-55 can be reduced further.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

例えば、本実施例における凸形状52a〜55aを曲線形状とする場合に円形状のものとしているが、この円形状の曲線形状の半径R1については、R1の値を小さくするほど磁束を周方向中央φに収束させる効果が高いので、エアギャップの変化量を抑制し緩和する効果をより高めることができる。   For example, when the convex shapes 52a to 55a in the present embodiment are curved, they are circular, but for the radius R1 of this circular curved shape, the magnetic flux is centered in the circumferential direction as the value of R1 is decreased. Since the effect of converging to φ is high, the effect of suppressing and mitigating the amount of change in the air gap can be further enhanced.

本発明は、車両に適用して好適な回転角検出装置に関するものであり、より検出精度を高めることができる回転角検出装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。   The present invention relates to a rotation angle detection device suitable for being applied to a vehicle, and can provide a rotation angle detection device that can further improve detection accuracy, so that various vehicles such as passenger cars, trucks, and buses can be provided. It is also useful to apply to.

本発明に係る回転角検出装置の一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a rotation angle detecting device concerning the present invention. 本発明に係る回転角検出装置の一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a rotation angle detecting device concerning the present invention. 本発明に係る回転角検出装置の一実施形態の作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of one Embodiment of the rotation angle detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る回転角検出装置の一実施形態の作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of one Embodiment of the rotation angle detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向側のエアギャップの変化量を従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the variation | change_quantity of the air gap of the eccentric direction side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus, ie, resolver, concerning this invention based on a comparison with a prior art. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向側のエアギャップを従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the air gap of the eccentric direction side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus, ie, resolver, concerning this invention based on a comparison with a prior art. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向反対側のエアギャップの変化量を従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the variation | change_quantity of the air gap of the eccentric direction opposite side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus based on this invention, ie, a resolver, based on a comparison with a prior art. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向反対側のエアギャップを従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the air gap of the eccentric direction opposite side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus, ie, resolver concerning this invention, based on a comparison with a prior art. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向側方側のエアギャップの変化量を従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the variation | change_quantity of the air gap of the eccentric direction side side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus, ie, resolver concerning this invention, based on a comparison with a prior art. 本発明に係わる回転角検出装置すなわちレゾルバの一実施形態における偏心方向側方側のエアギャップを従来技術との比較に基づいて示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the air gap of the eccentric direction side in one Embodiment of the rotation angle detection apparatus, ie, resolver concerning this invention, based on a comparison with a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 レゾルバ
2 ロータ
3 励磁コイル
4s 検出コイル
4c 検出コイル
51 ティース
52 ティース
52E 輪郭形状
52a 凸形状
52b 直線形状
53 ティース
53E 輪郭形状
53a 凸形状
53b 直線形状
54 ティース
54E 輪郭形状
54a 凸形状
54b 直線形状
55 ティース
55E 輪郭形状
55a 凸形状
55b 直線形状
56 ティース
6 ステータ
6a 円弧状部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resolver 2 Rotor 3 Excitation coil 4s Detection coil 4c Detection coil 51 Teeth 52 Teeth 52E Contour shape 52a Convex shape 52b Linear shape 53 Teeth 53E Contour shape 53a Convex shape 53b Linear shape 54 Teeth 54E Contour shape 54b Straight shape 54b Contour shape 54b 55E Contour shape 55a Convex shape 55b Linear shape 56 Teeth 6 Stator 6a Arc-shaped part

Claims (7)

ロータと、励磁コイルと、検出コイルと、複数のティースを含むステータと、を備え、前記複数のティースは前記励磁コイル及び/又は前記検出コイルが巻回されて前記ロータの外周側に位置して前記ロータの径方向内側に延びるとともに、前記ロータの中心軸線に垂直な断面内における前記複数のティースの前記径方向内側の輪郭形状が、前記径方向内側に凸である凸形状を含むこととし、前記凸形状が、円形状、楕円形状、二次曲線形状、指数関数形状、のいずれかを含む曲線形状であることを特徴とする回転角検出装置。 A rotor, an excitation coil, a detection coil, and a stator including a plurality of teeth, wherein the plurality of teeth are positioned on an outer peripheral side of the rotor around which the excitation coil and / or the detection coil are wound. The contour shape on the radially inner side of the plurality of teeth in a cross section perpendicular to the central axis of the rotor and extending radially inward of the rotor includes a convex shape that is convex radially inward . The rotation angle detecting device , wherein the convex shape is a curved shape including any one of a circular shape, an elliptical shape, a quadratic curve shape, and an exponential function shape . 前記凸形状が前記輪郭形状の周方向中央を挟んで対称であることを特徴とする請求項1に記載の回転角検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 1 , wherein the convex shape is symmetric with respect to a circumferential center of the contour shape. 前記凸形状が前記輪郭形状の周方向長さよりも短い所定範囲に形成され、前記所定範囲外の前記輪郭形状は直線形状であることを特徴とする請求項2に記載の回転角検出装置。 The rotation angle detecting device according to claim 2 , wherein the convex shape is formed in a predetermined range shorter than a circumferential length of the contour shape, and the contour shape outside the predetermined range is a linear shape. 前記ステータが前記ロータの周方向の一部にわたって円弧状に延在することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転角検出装置。 The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stator extends in an arc shape over a part of the circumferential direction of the rotor. 前記複数のティースのうち前記検出コイルが巻回されるティースの前記輪郭形状が、前記凸形状を含むことを特徴とする請求項4に記載の回転角検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 4 , wherein the contour shape of the teeth around which the detection coil is wound out of the plurality of teeth includes the convex shape. 前記複数のティースのうち前記ステータの周方向両端に位置する一対のティース以外の前記輪郭形状が、前記凸形状を含むことを特徴とする請求項5に記載の回転角検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 5 , wherein the contour shape other than the pair of teeth positioned at both ends of the stator in the circumferential direction of the plurality of teeth includes the convex shape. 前記複数のティースのうち前記ステータの周方向両端に位置する一対のティースの前記輪郭形状は、前記ロータの中心軸線を中心とする円弧形状であることを特徴とする請求項6に記載の回転角検出装置。 The rotation angle according to claim 6 , wherein the contour shape of a pair of teeth positioned at both ends in the circumferential direction of the stator among the plurality of teeth is an arc shape centering on a central axis of the rotor. Detection device.
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