JPH02196922A - 近接二極レゾルバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インダクタ形レゾルバに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のインダクタ形二極レゾルバの機構構成を第４図に
示す。固定子２は二極レゾルバの場合、４個のティース
１４をもち、そのティース１４にはそれぞれ励磁巻線（
α相９．β相１Ｇ）　　と検出巻線１１が第４図のよう
に巻かれている。回転子ｌは、固定子２の中央の回転中
心７上に配置されている。

回転子ｌの側面１３は、第５図（（ａ）は斜視図、（ハ
）は展開図、（Ｃ）は断面図）のように正弦波白線１２
を境にして斜線部分側が掘り下げられている。

励磁巻線９．ｌＯにより励磁された磁気回路において、
回転子１０回転により、そのパーミアンスが正弦波状に
変化することにより、励磁巻線９゜１０と検出巻線１１
の相互インダクタンスが正弦波状に変化する。このため
、検出巻ｍ１ｌｌからは、１回転に１周期の正弦波出力
が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の構成において、その検出精度と安定、
性は、磁気回路の正確なパーミアンスの変化と励磁、検
出巻線の特性の均一化によって決定されるため、回転子
１の側面の正弦波状の堀り込みの形状精度、固定子２の
ティース１４の形状精度、励磁巻線９．ｌＯ１検出巻線
１１０巻き込み特性に大きく依存する。

しかし、回転子ｌの側面の正弦波曲線の堀り込みは通常
ＮＣ工作機械で行うが、工作機のガタ、指令の遅れなど
により、正確に溝を堀り込むのは非常に困難である（第
６図参照） また、励磁巻１９．１０、検出巻線１１の巻き込みに関
しても、その特性を均一にするために、ティース１４の
形状、巻き回数、巻き長さ、巻き込む位置などに十分注
意を払う必要がある。

さらに、回転子１．固定子２は磁気回路を構成するため
磁性材料を使用しなければならず、アルミニウム等の非
磁性材で軽い材料を使用することができなかった。

固定子２は巻線を巻くために、第７図に示すように、セ
ンサの軸方向の長さはコイルエンドの幅１８で制約され
ることになる。このため、レゾルバの偏平化には限度が
あった。

また、信号処理回路内に９０°位相の異なる２つの正弦
波とその反転波の励磁回路を必要とする。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、回転子の外形精度が多少ラフであっても、検
出精度の安定したレゾルバを実現することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明のレゾルバは、回転軸
心と偏心させて回転軸に取り付けられた回転円板と、こ
の回転円板外周に対向させて互いに直交して配置された
２つの近接センサとを備えたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の二極近接レゾルバの実施例を示してい
る。その構成は、回転子１．固定子２とうず電流センサ
や静電容量形等の近接センサ３６４からなる。回転子ｌ
は中心点１５を中心とした厚さｆ、の円板であり、回転
中心７からあるオフセット８を持つように設置されてい
る。回転子１の周辺には、近接センサ３，４が、その先
端が回転中心７から等距離になるように、また回転子１
とのギャップ間隔が近接センサ３．４の測定範囲内に必
ず入るように配置されている。

回転子１０軸端には、回転円板中心１５が距離ａのオフ
セット８を以て回転中心７上に取り付けられている。回
転子１が回転することにより、回転子１の側面と近接セ
ンサヘッド間の検出圧ｓＬが変化する。

ここで、偏心量をａ１偏心円板（回転子１）の半径をす
、近接センサＰ、の出力をＬ’、偏心円板の回転角度を
θとして、出力り、　とθとの関係を求める。

第１図の八〇ＡＢに右いて、余弦定理より、Ａ［］ｌ　
　２＝ｌ　　ロＡｌ　　２＋ｌ［ｌＢｌ”−２１へＨＩ
ＩＡロ　１ｃｏｓ（７ｒ−のこれより、ｂ’＝ａ’＋ｃ
２−２ａｃ　ｃｏｓ（π−θ）ｃ　＝ａ　ｃｏｓ（ｙｒ
−θ）±Ｊａ　ＣＯ８（ｚｒ　−−ａ　　十ｂ＝ａ　ｃ
ｏｓ（π−の±Ｊａ　　　ｃｏｓ　（π−−１＋ｂ２＝
ａ　ｃｏｓ（ｚｒ−の±Ｊｂ　−ａ　　ｓｉｎ　（π−
）ｂ−ａ≦Ｃ≦ｂより、 ｃ　＝ａ　ｃｏｓ（ｚｒ−の＋Ｊｂ　−ａ　　ｓｉｎ　
（π−の故に、近接センサＰ１　の出力り、は、Ｌ、＝
　（ａ十ｂ）　−ｃ ＝ａ十ｂ　−ａ　ｃｏｓ（π−の−Ｊｂ　　−ａ　　ｓ
ｉｎ　（π−θ近接センサＰ、の出力Ｌ１　は、 Ｌ２＝ａ＋ｂ　−ａ　ｃｏｓ　（π−（θ＋Ｔ））＝ａ
＋ｂ−ａ　ｃｏｓ（−一の一〇”　−ａ’　５ｉｎ２（
Ｔ−θ）となる。

このようにして、近接センサＰＩ、Ｐ２の出力１−＋。

Ｌ２　が回転角θの関数として得られる。この回転角θ
は、ＰＬＬ　（フェーズロックループ）　回路等を利用
して検出することができる。

第２図は近接センサ各々の出力波形を示す。第２図（ａ
）は、回転子１を第１図の状態から反時計回りにθ回転
させたときの近接センサＰＩ、Ｐ２　の出力を示す。わ
）は第１図の寸法ａ：ｂ＝ｌ：５の場合の近、接センサ
Ｐ、、Ｐ、の出力（実、腺）と通常のレゾルバによる出
力（破線）を示す。近接センサの出力は、正弦曲線にな
らず、誤差を含んでいるが、これはＣＰＵ処理により十
分補正することができ、回転角と対応することは可能で
ある。、第２図（Ｃ）は、（ｂ）図による近接センサＰ
、、Ｐ２　の出力とレゾルバの出力の誤差をそれぞれ示
している。

また回転子Ｉの出力が正弦波になるように回転子ｌの円
周を機械加工する方法も可能である。

この実施例においては、回転子１は中心点１５を中心と
した円板であり、側面には何も加工を施す必要がないた
め、真円度の良い工作機で容易に制作できる。また固定
子２は近接センサ３，４を固定するだけでよいため、加
工精度は必要ない。また、回転子ｌ、固定子２とも非磁
性体材料でよいため、アルミニウム合金等で製作すれば
軽量化が可能である。

また、近接センサは直径が例えば３　ｍｍ程度と小さい
ため、センサの軸方向の幅１９は回転円板で決まる。そ
のため、薄形のセンサが可能である。

さらに、近接センサを使用しているため、励磁回路が不
要である。センサの分解能は、近接センサの測定スパン
と距離分解能で決まるため、回転子１の偏心量（オフセ
ット８）　を任意にとることにより、容易に最適値に調
節することができる。

すなわち、回転円板外周と近接センサの距離が回転軸の
回転角に従い、周期的に変化し、対向して設けた近接セ
ンサの出力が９０°ずれた正弦波及び余弦波となる。

第３図に、本発明のレゾルバをモータに組み込んだ例を
示す。回転子ｌはモータ回転子２２にオフセット８をも
って取り付けられている。近接センサ３，４はモータフ
レーム２３に取り付けられ、回転子１との側面に先端が
接触しないように設置されている。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば下記の効果があ
る。

（１）　　部品製作精度が従来のものに比べて非常にラ
フでよいので、製作段階の手間を省くことができ、容易
に、！ｌ！作できる。

（２）非磁性の軽量化材料が使用できるため、全体重量
を軽くできる。

（３）　　ステータ輻でセンサの幅が決まるため、偏平
小型のセンサができる。

（４）　　励磁回路及び励磁・検出巻線を省略すること
、ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は本発明
のレゾルバの出力波形を示す波形図、第３図は本発明の
レゾルバをモータに取り付けた実施例を示す断面図、第
４図は従来のレゾルバの例を示す概略図、第５図は従来
のレゾルバにおいて用いられている回転子の説明図、第
６図は従来のレゾルバの加工誤差を示す波形図、第７図
は従来のレゾルバの寸法関係の説明図である。 ｌ：回転子　　　　　　２：固定子 ３．４：近接センサ ７：回転中心　　　　　８：オフセット１５：回転円板
中心点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転軸心と偏心させて回転軸に取り付けられた回転
   円板と、この回転円板外周に対向させて互いに直交して
   配置された２つの近接センサとを備えたことを特徴とす
   る近接二極レゾルバ。