JP5764785B2 - セグメントレゾルバ - Google Patents

Description

本発明は、セグメントレゾルバに関し、特に、ロータコアの軸方向に沿って配設した一対の磁極間にスロットを有することにより、磁束の流れを各スロット毎に完結することによって、磁束の流れを安定させるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたレゾルバとしては、例えば、特許文献１に開示されている構成があるが、このレゾルバの輪状ステータの一部をカットし、ロータの外周面に対応する所定角度範囲のみを残したセグメントステータコアを用いた構成が、図４に示されるように、特許文献２として開示されている。
すなわち、図４において符号１で示されるものは、バリアブルリラクタンス型のロータコア２に対応して所定角度範囲のみの形状からなるセグメントステータコアであり、このセグメントステータコア１の内面１ａには、内方へ向けて突出する複数の磁極３が所定の角度間隔で設けられている。

前記各磁極３には、図示しない絶縁カバーを介してステータ巻線４が設けられ、前記ロータコア２の軸心位置は、前記セグメントステータコア１の軸心位置からずらせて設定されていることにより、偏心して配設されている。
尚、前記ステータ巻線４は、周知のように、図示しない励磁巻線と出力巻線の組合せによって構成されている。

従って、前述の従来構成において、前記ロータコア２が回転すると、このロータコア２の外周２ａと各磁極３との間のギャップにおけるギャップパーミアンスが変化し、このギャップパーミアンスの変化による各磁極３の磁束の変化による出力電圧の変化を検出することによってロータコア２の回転角度等を検出していた。

特開２００２−１６８６５２号公報

従来のセグメントレゾルバは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、セグメントステータコア１が所定の角度範囲に対応しているのみであるため、各磁極３とロータコア２との間で流れる磁束流れＡは、セグメントステータコア１の両端以外のスロット１Ａでは磁束流れＡが完結して正常な流れとなるが、セグメントステータコア１の両端のスロット１Ｂにおいては、磁束流れＢで示されるように、磁束の流れのバランスが悪くなり、前記磁束流れＡのように磁束の流れが完結せず、回転角度検出の精度に対する悪影響が大であった。

本発明によるセグメントレゾルバは、ロータコア２の外周面２ａに接近した状態で配設されたステータコアと、前記ステータコアに設けられたステータ巻線４と、を備え、前記ステータコアは前記ロータコア2の外周面２ａの一部の角度範囲θのみに対応して配設されたセグメントステータコア1よりなり、
前記セグメントステータコア１は、前記外周面２ａの軸方向Cに沿って互いに離間して設けられた一対の磁極3間に形成された第１スロット１Ａを有する１個のＳＩＮ出力用ステータコア１Ｍと、前記外周面２ａの軸方向Ｃに沿って互いに離間して設けられた一対の磁極３間に形成された第２スロット１Ｃを有する１個のＣＯＳ出力用ステータコア１Ｎと、前記ＳＩＮ出力用ステータコア１Ｍと前記ＣＯＳ出力用ステータコア１Ｎとを接続するための接続体１０と、からなり、前記各スロット１Ａ，１Ｃ毎に磁束の流れＡが完結するようにして二相の出力を得るようにしたセグメントレゾルバにおいて、
前記ＳＩＮ出力用ステータコア１Ｍと前記ＣＯＳ出力用ステータコア１Ｎは、全体形状がコ字形よりなり、前記ロータコア２は、前記外周面２ａに円周方向２Ｂに沿って形状が変化する凹凸面２Ａを有するバリアブルリラクタンス型ロータよりなり、前記ＳＩＮ出力用ステータコア１Ｍと前記ＣＯＳ出力用ステータコア１Ｎとは全く同一形状に形成され、前記接続体１０は前記ＳＩＮ出力用ステータコア１Ｍと前記ＣＯＳ出力用ステータコア１Ｎ間に位置している構成である。

本発明によるセグメントレゾルバは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ロータコアの外周面に接近した状態で配設されたステータコアと、前記ステータコアに設けられたステータ巻線と、を備え、前記ステータコアは前記ロータコアの外周面の一部の角度範囲のみに対応して配設されたセグメントステータコアよりなるセグメントレゾルバにおいて、前記セグメントステータコアは、前記外周面の軸方向に沿って互いに離間して設けられた一対の磁極間に形成された第１スロットを有する１個のＳＩＮ出力用ステータコアと、前記外周面の軸方向に沿って互いに離間して設けられた一対の磁極間に形成された第２スロットを有する１個のＣＯＳ出力用ステータコアと、前記ＳＩＮ出力用ステータコアと前記ＣＯＳ出力用ステータコアとを接続するため前記ＳＩＮ，ＣＯＳ出力用ステータコア間に位置する１個の接続体と、からなり、前記各スロット毎に磁束の流れが完結することにより、各スロットの磁束量の不均一化を解消することができ、更に、円周方向にステータコアを設置するのに必要なスペースを大幅に低減することが可能となり、レゾルバの塔載位置の制約が厳しい構成への適用が広がり、セグメントレゾルバのメンテナンス性の向上に大きく貢献できる。
また、前記ＳＩＮ出力用ステータコアと前記ＣＯＳ出力用ステータコアは、全く同一形状で全体形状がコ字形よりなることにより、セグメントステータコアの形状を必要最小限の構成とすることができ、セグメントレゾルバの全体形状を大幅に小型化できる。
また、前記ロータコアは、前記外周面に円周方向に沿って形状が変化する凹凸面を有するバリアブルリラクタンス型ロータよりなることにより、巻線の少ない、かつ、構造が簡単で安価な構成を得ることができる。

本発明によるセグメントレゾルバの全体構成を示す斜視図である。 図１の要部の断面図である。 図１の拡大平面図である。 従来のセグメントレゾルバを示す要部の平面図である。

本発明は、ロータコアの軸方向に沿って配設した一対の磁極間にスロットを有することにより、磁束の流れを各スロット毎に完結することによって、磁束の流れを安定させるようにしたセグメントレゾルバを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるセグメントレゾルバの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は、同等部分には同一符号を付して説明する。
図１において、符号２で示されるものは、周知のバリアブルリラクタンス（ＶＲ）型のロータコアであり、このロータコア２の外周面２ａには、所要の軸倍角（ｎＸ）で検出するための円周方向２Ｂに沿って形状が変化する凹凸面２Ａが形成されている。

前記ロータコア２の外周面２ａに接近する近傍位置には、１個のＳＩＮ出力用ステータコア1Ｍと１個のＣＯＳ出力用ステータコア1Ｎとを有するセグメントステータコア１が配設されている。
前記各ステータコア１Ｍと１Ｎは、全く同一形状に構成され、図１及び図２に示されるように、全体形状がコ字形に形成され、その両端に一対の磁極３が互いに離間して一体に形成されている。

前記各磁極３には、周知のように、励磁巻線４ａ及び出力巻線４ｂとからなるステータ巻線４が巻回され、各磁極３の先端面３ａは前記ロータコア２の外周面２ａに接近して配設されている。
前記各ステータコア1Ｍ，1Ｎは、図１及び図２で示されるように、各１個よりなると共に一対の各磁極３間に１個の第１又は第２スロット１Ａ又は１Ｃが形成され、各ステータコア１Ｍ、１Ｎの長さ方向Ｌはロータコア２の軸方向Ｃに沿って設けられている。

前記各ステータコア１Ｍ，１Ｎは、図３で示されるように、各ステータコア１Ｍ，１Ｎ間に位置している長手形状の接続体１０で互いにロータコア２の円周方向２Ｂに沿って離間した状態で接続されており、前記各ステータコア１Ｍ，１Ｎと接続体１０とは、図３のように、セグメントレゾルバ１１を平面的にみた場合、全体形状がコ字形をなしており、前記セグメントステータコア１は、ロータコア２の外周面２ａの一部の角度範囲θのみに対応して配設されている。

前述の構成において、本発明のセグメントレゾルバ１１を作動させる場合、前記ステータ巻線４の励磁巻線４ａに励磁信号を印加して発生する磁束流れＡは、図２で示されるように、各ステータコア1Ｍ，1Ｎの各スロット１Ａ，１Ｃ毎にループを描いて流れることにより完結し、ロータコア２の回転に供い変化する磁束流れＡの強弱変化を出力巻線４ｂによって二相の出力電圧として検出し、周知のように、ロータコア２の回転角度の検出を行うことができる。
尚、前述の二相に構成されたセグメントステータコア１を、前記ロータコア２の外周面２ａの円周方向に沿って複数個配設することにより、多重冗長系のセグメントレゾルバ１１を構成することができる。また、複数個用いることのメリットとして高精度化に貢献する。

本発明によるセグメントレゾルバは、１ＸからｎＸまでのセグメントレゾルバ及び冗長系のセグメントレゾルバを簡単に構成することができる。

１ セグメントステータコア
１ａ 内面
１Ａ，１Ｃ 第１、第２スロット
１Ｍ ＳＩＮ出力用ステータコア
１Ｎ ＣＯＳ出力用ステータコア
Ｌ 長さ方向
Ｃ 軸方向
Ａ 磁束流れ
２ ロータコア
２ａ 外周面
２Ｂ 円周方向
３ 磁極
３ａ 先端面
４ ステータ巻線
４ａ 励磁巻線
４ｂ 出力巻線
１０ 接続体
１１ セグメントレゾルバ
θ 角度範囲

Claims (1)

1. ロータコア(2)の外周面(2a)に接近した状態で配設されたステータコアと、前記ステータコアに設けられたステータ巻線(4)と、を備え、前記ステータコアは前記ロータコア(2)の外周面(2a)の一部の角度範囲(θ)のみに対応して配設されたセグメントステータコア(1)よりなり、
   前記セグメントステータコア(1)は、前記外周面(2a)の軸方向(C)に沿って互いに離間して設けられた一対の磁極(3)間に形成された第１スロット(1A)を有する１個のＳＩＮ出力用ステータコア(1M)と、前記外周面(2a)の軸方向(C)に沿って互いに離間して設けられた一対の磁極(3)間に形成された第２スロット(1C)を有する１個のＣＯＳ出力用ステータコア(1N)と、前記ＳＩＮ出力用ステータコア(1M)と前記ＣＯＳ出力用ステータコア(1N)とを接続するための接続体(10)と、からなり、前記各スロット(1A,1C)毎に磁束の流れ(A)が完結するようにして二相の出力を得るようにしたセグメントレゾルバにおいて、
   前記ＳＩＮ出力用ステータコア(1M)と前記ＣＯＳ出力用ステータコア(1N)は、全体形状がコ字形よりなり、前記ロータコア(2)は、前記外周面(2a)に円周方向(2B)に沿って形状が変化する凹凸面(2A)を有するバリアブルリラクタンス型ロータよりなり、前記ＳＩＮ出力用ステータコア(1M)と前記ＣＯＳ出力用ステータコア(1N)とは全く同一形状に形成され、前記接続体(10)は前記ＳＩＮ出力用ステータコア(1M)と前記ＣＯＳ出力用ステータコア(1N)間に位置していることを特徴とするセグメントレゾルバ。

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