JPH0646552A - 検出器付き電動機 - Google Patents
検出器付き電動機Info
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- JPH0646552A JPH0646552A JP2950291A JP2950291A JPH0646552A JP H0646552 A JPH0646552 A JP H0646552A JP 2950291 A JP2950291 A JP 2950291A JP 2950291 A JP2950291 A JP 2950291A JP H0646552 A JPH0646552 A JP H0646552A
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- JP
- Japan
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- resolver
- phase
- rotor
- signal
- electric motor
- Prior art date
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レゾルバ装置の電動機の回転子の回転角度位
置等の検出操作を容易にし、且つ、検出精度を向上させ
る。 【構成】 電動機1の回転子11に単極レゾルバ14の
ロータ12及び多極レゾルバ15のロータ13を夫々接
続し、単極レゾルバ系の信号がディジタル変換されたデ
ィジタル位置信号の値と、多極レゾルバ系の信号がディ
ジタル変換されたディジタル位置信号の値とを成分とし
て、所定の演算を行ない、回転子の絶対位置を検出す
る。また、単極レゾルバ14と多極レゾルバ15とは磁
束を通しにくいホルダ22、及び遮蔽部材24で互いに
隔離して相互の磁束の磁気的干渉が起きないようにす
る。 【効果】 これにより、回転子の回転角度位置の検出操
作が自動的に行われると共に、夫々ディジタル変換され
るディジタル位置信号は相互に干渉されずに処理され、
回転子の絶対位置の検出精度の向上を図ることができ
る。
置等の検出操作を容易にし、且つ、検出精度を向上させ
る。 【構成】 電動機1の回転子11に単極レゾルバ14の
ロータ12及び多極レゾルバ15のロータ13を夫々接
続し、単極レゾルバ系の信号がディジタル変換されたデ
ィジタル位置信号の値と、多極レゾルバ系の信号がディ
ジタル変換されたディジタル位置信号の値とを成分とし
て、所定の演算を行ない、回転子の絶対位置を検出す
る。また、単極レゾルバ14と多極レゾルバ15とは磁
束を通しにくいホルダ22、及び遮蔽部材24で互いに
隔離して相互の磁束の磁気的干渉が起きないようにす
る。 【効果】 これにより、回転子の回転角度位置の検出操
作が自動的に行われると共に、夫々ディジタル変換され
るディジタル位置信号は相互に干渉されずに処理され、
回転子の絶対位置の検出精度の向上を図ることができ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転子の回転角度位
置や回転速度を磁気的に検出するレゾルバ検出器付き電
動機の改良に関する。
置や回転速度を磁気的に検出するレゾルバ検出器付き電
動機の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電動機では、図18に示
すように、回転子の回転角度位置等を磁気的に高分解能
で検出するため検出器として、円周方向の複数の位置に
おける信号を平均して高精度化を図った多極レゾルバ1
5を採用しアウタハウジング7の内部に直接組み込んで
いる。そして、このような電動機を例えばNC工作機械
用インデックステーブルに使用したものでは、回転子の
基準位置たる原点を決定すべく原点用リミットスイッ
チ、原点用近接スイッチ又は光学的検知センサ等を設け
て、電源投入後、原点復帰動作を行った後に、プログラ
ム動作をさせるようになっている。
すように、回転子の回転角度位置等を磁気的に高分解能
で検出するため検出器として、円周方向の複数の位置に
おける信号を平均して高精度化を図った多極レゾルバ1
5を採用しアウタハウジング7の内部に直接組み込んで
いる。そして、このような電動機を例えばNC工作機械
用インデックステーブルに使用したものでは、回転子の
基準位置たる原点を決定すべく原点用リミットスイッ
チ、原点用近接スイッチ又は光学的検知センサ等を設け
て、電源投入後、原点復帰動作を行った後に、プログラ
ム動作をさせるようになっている。
【0003】また、このような電動機では、アウタハウ
ジング7の材質として価格の低廉な鉄を用いている。
ジング7の材質として価格の低廉な鉄を用いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電動機に
原点用リミットスイッチを設けることは、構造を複雑に
するし、電源をONとした直後には必ず原点復帰をさせ
る動作を必要とすることから、操作が煩雑となると共に
ロボット等に用いたものでは作業中に停電とか非常停止
した場合、電源ON時に旋回動作するとアームがワーク
にぶつかってしまい事故を起す場合があり、このような
事故を起さずに原点復帰させることが困難なことも多
い。
原点用リミットスイッチを設けることは、構造を複雑に
するし、電源をONとした直後には必ず原点復帰をさせ
る動作を必要とすることから、操作が煩雑となると共に
ロボット等に用いたものでは作業中に停電とか非常停止
した場合、電源ON時に旋回動作するとアームがワーク
にぶつかってしまい事故を起す場合があり、このような
事故を起さずに原点復帰させることが困難なことも多
い。
【0005】また、レゾルバを組込むアウタハウジング
7の材質が鉄となっているので、レゾルバ15の磁束が
アウタハウジング7にもれ、渦電流損が大きいため、レ
ゾルバの検出精度が劣化してしまう。
7の材質が鉄となっているので、レゾルバ15の磁束が
アウタハウジング7にもれ、渦電流損が大きいため、レ
ゾルバの検出精度が劣化してしまう。
【0006】この発明は、このような従来技術の課題を
解決するために創案されたもので、回転子の回転角度位
置等の検出操作が容易で、且つ検出精度が良好なレゾル
バ検出器付き電動機を提供することを目的とする。
解決するために創案されたもので、回転子の回転角度位
置等の検出操作が容易で、且つ検出精度が良好なレゾル
バ検出器付き電動機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、固定子が取付けられたアウタハウジン
グ内に、回転子が回転自在に組込まれている検出器付き
電動機において、前記回転子にレゾルバロータが接続さ
れ該レゾルバロータに対向して単極レゾルバ及び多極レ
ゾルバとが磁束を通しにくい材質のレゾルバホルダに支
持されると共に遮蔽部材により隔離されている検出器付
き電動機を提供するものである。
に、この発明は、固定子が取付けられたアウタハウジン
グ内に、回転子が回転自在に組込まれている検出器付き
電動機において、前記回転子にレゾルバロータが接続さ
れ該レゾルバロータに対向して単極レゾルバ及び多極レ
ゾルバとが磁束を通しにくい材質のレゾルバホルダに支
持されると共に遮蔽部材により隔離されている検出器付
き電動機を提供するものである。
【0008】
【作用】上記構成において、レゾルバ装置は、単極レゾ
ルバ系の信号がディジタル変換されたディジタル位置信
号の値と、多極レゾルバ系の信号がディジタル変換され
たディジタル位置信号の値とを成分として、所定の演算
を行い、回転子の絶対位置を検出する。これにより、従
来のごとき原点復帰の動作は不要となり、回転子の回転
角度位置の検出操作が、自動的に行われる。
ルバ系の信号がディジタル変換されたディジタル位置信
号の値と、多極レゾルバ系の信号がディジタル変換され
たディジタル位置信号の値とを成分として、所定の演算
を行い、回転子の絶対位置を検出する。これにより、従
来のごとき原点復帰の動作は不要となり、回転子の回転
角度位置の検出操作が、自動的に行われる。
【0009】その際、単極レゾルバと多極レゾルバとが
磁束を通しにくい材質のホルダに支持され遮蔽部材で互
いに隔離されていることから、夫々ディジタル変換され
るディジタル位置信号は相互に干渉されずに出力され、
回転子の絶対位置の検出精度は良好である。
磁束を通しにくい材質のホルダに支持され遮蔽部材で互
いに隔離されていることから、夫々ディジタル変換され
るディジタル位置信号は相互に干渉されずに出力され、
回転子の絶対位置の検出精度は良好である。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【0011】図1及至図17は本発明の一実施例を示
す。図1及至図3に示すように、このレゾルバ検出器付
きの電動機1は、機枠2と、該機枠2内に組み込まれる
モータ部本体3と、該機枠2に組付けられる単極レゾル
バ14および多極レゾルバ15から成る検出器4とで主
に構成されている。
す。図1及至図3に示すように、このレゾルバ検出器付
きの電動機1は、機枠2と、該機枠2内に組み込まれる
モータ部本体3と、該機枠2に組付けられる単極レゾル
バ14および多極レゾルバ15から成る検出器4とで主
に構成されている。
【0012】機枠2は、具体的には、ハウジングベース
5にインナハウジング6とアウタハウジング7とが同芯
にボルト8で固定して組付けられている。アウタハウジ
ング7等の材質は価格低廉化のため鉄が選定されてい
る。
5にインナハウジング6とアウタハウジング7とが同芯
にボルト8で固定して組付けられている。アウタハウジ
ング7等の材質は価格低廉化のため鉄が選定されてい
る。
【0013】モータ部本体3は、インナハウジング6と
アウタハウジング7との間に、インナハウジング6側に
内部固定子9を、アウタハウジング7側に外部固定子1
0を組み付け、それら内部固定子9と外部固定子10の
間に回転子11が位置して回転自在に軸支されている点
で従来公知のものと同様である。従って詳細な説明は省
略する。
アウタハウジング7との間に、インナハウジング6側に
内部固定子9を、アウタハウジング7側に外部固定子1
0を組み付け、それら内部固定子9と外部固定子10の
間に回転子11が位置して回転自在に軸支されている点
で従来公知のものと同様である。従って詳細な説明は省
略する。
【0014】各レゾルバ14、15のレゾルバロータ1
2、13は、図3に示すように、ロータ間座18を介装
してボルト19で前記回転子11に固定され、そして、
各レゾルバ14、15のステータ20、21はレゾルバ
ホルダ22を介してボルト23でアウタハウジング7側
に固定されている。そして、該ホルダ22には張出し部
25が一体に設けられ、上下のステータ20、21を相
互に仕切って磁気的に干渉しないようにするべく上方遮
蔽円板24を載置支持している。ロータ間座18はSU
S(ステンレス鋼)製の間座であり磁束を通しにくい非
磁性体で透磁率は空気の透磁率をもっている。これに対
して、遮蔽円板24は磁束を通しやすいけい素鋼板であ
りレゾルバのステータ及びロータを通った磁束がこのけ
い素鋼板を通るようにして、磁束が空気中に漏れるのを
防止している。また、多極レゾルバ15とモータの外部
固定子10との間にはけい素鋼板製の遮蔽円板24′が
張出部7bに支持されて配され検出器とモータの磁気的
干渉がないようにされている。遮蔽円板24′に対向す
るロータの部分にはけい素鋼板製の円板24″が設けら
れている。
2、13は、図3に示すように、ロータ間座18を介装
してボルト19で前記回転子11に固定され、そして、
各レゾルバ14、15のステータ20、21はレゾルバ
ホルダ22を介してボルト23でアウタハウジング7側
に固定されている。そして、該ホルダ22には張出し部
25が一体に設けられ、上下のステータ20、21を相
互に仕切って磁気的に干渉しないようにするべく上方遮
蔽円板24を載置支持している。ロータ間座18はSU
S(ステンレス鋼)製の間座であり磁束を通しにくい非
磁性体で透磁率は空気の透磁率をもっている。これに対
して、遮蔽円板24は磁束を通しやすいけい素鋼板であ
りレゾルバのステータ及びロータを通った磁束がこのけ
い素鋼板を通るようにして、磁束が空気中に漏れるのを
防止している。また、多極レゾルバ15とモータの外部
固定子10との間にはけい素鋼板製の遮蔽円板24′が
張出部7bに支持されて配され検出器とモータの磁気的
干渉がないようにされている。遮蔽円板24′に対向す
るロータの部分にはけい素鋼板製の円板24″が設けら
れている。
【0015】前記レゾルバホルダ22は、アウタハウジ
ング7の上方内周壁面7aにその外周壁面22aが密着
するような外径に形成され、且つ、上下2段にレゾルバ
ステータ20、21を支持すべく上下に分割されてい
る。26、27はレゾルバステータ載置用段部である。
ング7の上方内周壁面7aにその外周壁面22aが密着
するような外径に形成され、且つ、上下2段にレゾルバ
ステータ20、21を支持すべく上下に分割されてい
る。26、27はレゾルバステータ載置用段部である。
【0016】レゾルバホルダ22の上方レゾルバホルダ
28の張出し部25に載置される遮蔽円板24の上方に
は単極レゾルバ14を収容する部屋29が天井カバー3
0で上方を区画することにより画成されている。また、
前記上方遮蔽円板24の下方には、多極レゾルバ15を
収容する部屋31がハウジング7の内壁に突出する張出
し部7bに載置される下方遮蔽円板24′で下方を区画
することにより画成されている。従って、単極レゾルバ
14及び多極レゾルバ15は相互に磁束が干渉しない独
立した部屋29、31に各々隔離収容された状態に保持
されている。
28の張出し部25に載置される遮蔽円板24の上方に
は単極レゾルバ14を収容する部屋29が天井カバー3
0で上方を区画することにより画成されている。また、
前記上方遮蔽円板24の下方には、多極レゾルバ15を
収容する部屋31がハウジング7の内壁に突出する張出
し部7bに載置される下方遮蔽円板24′で下方を区画
することにより画成されている。従って、単極レゾルバ
14及び多極レゾルバ15は相互に磁束が干渉しない独
立した部屋29、31に各々隔離収容された状態に保持
されている。
【0017】また、レゾルバホルダ22自体は、単極レ
ゾルバ14及び多極レゾルバ15の各ステータ20、2
1を支持する本来的な機能に加えて、各レゾルバ14、
15の磁束が外部の鉄製アウタハウジング7に漏れるの
を妨げる機能をも有する。
ゾルバ14及び多極レゾルバ15の各ステータ20、2
1を支持する本来的な機能に加えて、各レゾルバ14、
15の磁束が外部の鉄製アウタハウジング7に漏れるの
を妨げる機能をも有する。
【0018】図4に示す如くここで使用しているSUS
(ステンレス鋼)アはすべて非磁性体のもので磁束を通
しにくい材質である(空気に近い透磁率をもってい
る)。ケイ素鋼板イ自体はSUSと逆に磁束を通しやす
い材質となっている(磁性体)。但し表面にコーティン
グ処理を施しているため、上下方向では電気的導通はな
い(絶縁してある)。ここで行なっている磁束を遮断す
る手段は、絶縁性の材質を使用しているからではなく、
非磁性体と磁性体の組み合わせにより遮断しているから
である。単極、多極レゾルバ及びモータステータから発
生した磁束は、主に、磁束の通りやすいケイ素鋼板イで
構成されるロータステータを通すが、低い透磁率を持つ
空気中にも漏れていく。この漏れ磁束を他のレゾルバス
テータに影響させない様にステータ同士の間に磁束を通
しやすいケイ素鋼板イをおき、この中に漏れ磁束を通す
様にして遮断している。従って遮蔽円板がないと図5の
様に漏れ磁束は広く分布する。しかし、遮蔽円板24を
使用すると図6のように下方の漏れ磁束をなくすことが
できる。
(ステンレス鋼)アはすべて非磁性体のもので磁束を通
しにくい材質である(空気に近い透磁率をもってい
る)。ケイ素鋼板イ自体はSUSと逆に磁束を通しやす
い材質となっている(磁性体)。但し表面にコーティン
グ処理を施しているため、上下方向では電気的導通はな
い(絶縁してある)。ここで行なっている磁束を遮断す
る手段は、絶縁性の材質を使用しているからではなく、
非磁性体と磁性体の組み合わせにより遮断しているから
である。単極、多極レゾルバ及びモータステータから発
生した磁束は、主に、磁束の通りやすいケイ素鋼板イで
構成されるロータステータを通すが、低い透磁率を持つ
空気中にも漏れていく。この漏れ磁束を他のレゾルバス
テータに影響させない様にステータ同士の間に磁束を通
しやすいケイ素鋼板イをおき、この中に漏れ磁束を通す
様にして遮断している。従って遮蔽円板がないと図5の
様に漏れ磁束は広く分布する。しかし、遮蔽円板24を
使用すると図6のように下方の漏れ磁束をなくすことが
できる。
【0019】よって、本実施例では、鉄製アウタハウジ
ング7の上半部内側に画成される検出器4の2つの部屋
29、31は各レゾルバ14、15を夫々隔離し、相互
の磁束が干渉しない絶縁状態とし、回転子11の絶対位
置の検出精度を高めるようになっている。
ング7の上半部内側に画成される検出器4の2つの部屋
29、31は各レゾルバ14、15を夫々隔離し、相互
の磁束が干渉しない絶縁状態とし、回転子11の絶対位
置の検出精度を高めるようになっている。
【0020】前記単極レゾルバ14のロータ12とステ
ータ20は、図7に示すように、3相バリアブルリラク
タンス形レゾルバであり、ロータ鉄心12aとステータ
鉄心20aの空隙35がロータ鉄心12aの円周位置に
より変化し、ロータ鉄心12aの1回転でリラクタンス
変化の基本波成分が1周期となる構造を有しているもの
である。即ち、ロータ12の内径中心O1はステータ2
0の内径中心と一致しているが、ロータ12の外径中心
O2がその内径中心O1から一定の偏心量Aだけ偏心する
ようにロータ鉄心12aの肉厚を変化させてあり、これ
によってリラクタンスがロータ鉄心12aの回転位置に
より変化する。
ータ20は、図7に示すように、3相バリアブルリラク
タンス形レゾルバであり、ロータ鉄心12aとステータ
鉄心20aの空隙35がロータ鉄心12aの円周位置に
より変化し、ロータ鉄心12aの1回転でリラクタンス
変化の基本波成分が1周期となる構造を有しているもの
である。即ち、ロータ12の内径中心O1はステータ2
0の内径中心と一致しているが、ロータ12の外径中心
O2がその内径中心O1から一定の偏心量Aだけ偏心する
ようにロータ鉄心12aの肉厚を変化させてあり、これ
によってリラクタンスがロータ鉄心12aの回転位置に
より変化する。
【0021】前記ステータ20は、120°間隔で配置
されたA相、B相及びC相の3相の磁極と、該A相、B
相及びC相に対して夫々180°ずれた所に配置された
Aバー相(Aの頭部に水平線を付した相をいう)、Bバ
ー相(Bの頭部に水平線を付した相をいう)及びCバー
相(Cの頭部に水平線を付した相をいう)の磁極とが配
置されている。これら各相には、夫々3つの磁極が配置
されており、全部で18個の磁極361〜3618がステ
ータ20に設けられている。各磁極361〜3618に
は、1種類の巻線C1〜C18が巻回されている。そし
て、図11に示すように、A相の3本の巻線C1,C2,
C3は直列に接続されており、他の各相の3本の巻線も
A相と同様に直列に接続されている。また、A相の3本
の巻線C1〜C3は、共通端子37と電流検出用抵抗R1
の一端との間に接続されている。他の各相の3本の巻線
も、A相と同様に共通端子37と電流検出用抵抗R2〜
R6の一端との間に夫々接続されている。R1〜R6の各
他端は内部でアースされている。
されたA相、B相及びC相の3相の磁極と、該A相、B
相及びC相に対して夫々180°ずれた所に配置された
Aバー相(Aの頭部に水平線を付した相をいう)、Bバ
ー相(Bの頭部に水平線を付した相をいう)及びCバー
相(Cの頭部に水平線を付した相をいう)の磁極とが配
置されている。これら各相には、夫々3つの磁極が配置
されており、全部で18個の磁極361〜3618がステ
ータ20に設けられている。各磁極361〜3618に
は、1種類の巻線C1〜C18が巻回されている。そし
て、図11に示すように、A相の3本の巻線C1,C2,
C3は直列に接続されており、他の各相の3本の巻線も
A相と同様に直列に接続されている。また、A相の3本
の巻線C1〜C3は、共通端子37と電流検出用抵抗R1
の一端との間に接続されている。他の各相の3本の巻線
も、A相と同様に共通端子37と電流検出用抵抗R2〜
R6の一端との間に夫々接続されている。R1〜R6の各
他端は内部でアースされている。
【0022】上記構成を有する単極レゾルバ14では、
共通端子37にある周波数の正弦波が励磁信号として印
加されると、ロータ12が1回転する間に、A相、B相
及びC相の各巻線からは、各相毎に120°ずつ位相の
ずれた1サイクルの交流信号で、前記リラクタンス変化
に応じて電流値が変化した単極レゾルバ信号が、Aバー
相、Bバー相及びCバー相の各巻線からは、A相、B相
及びC相の信号に対し夫々180°位相のずれた単極レ
ゾルバ信号が夫々出力される。
共通端子37にある周波数の正弦波が励磁信号として印
加されると、ロータ12が1回転する間に、A相、B相
及びC相の各巻線からは、各相毎に120°ずつ位相の
ずれた1サイクルの交流信号で、前記リラクタンス変化
に応じて電流値が変化した単極レゾルバ信号が、Aバー
相、Bバー相及びCバー相の各巻線からは、A相、B相
及びC相の信号に対し夫々180°位相のずれた単極レ
ゾルバ信号が夫々出力される。
【0023】前記多極レゾルバ15のロータ13とステ
ータ21は、図9に示すように、該ロータ13の外径中
心がステータ21の内径中心と一致している。ロータ1
3の外周面には、多数(例えば150個)の突極状の歯
13aが形成されている。ステータ21の内周部には、
A相、B相及びC相の各磁極が所定の間隔で交互に配置
されており、各相の磁極には巻線Ca,Cb,Ccが夫
々巻回されている。ステータ21の内周面には、各相が
120°ずつ電気角でずれるように、多数(例えば、ロ
ータ13の歯13aが150個の場合には144個)の
突極状の歯が形成されている。各相の巻線Ca,Cb,
Ccは、図12に示すように、共通端子38と電流検出
用抵抗Ra,Rb,Rcの一端との間に夫々接続されて
いる。Ra,Rb,Rcの他端はアースされている。
ータ21は、図9に示すように、該ロータ13の外径中
心がステータ21の内径中心と一致している。ロータ1
3の外周面には、多数(例えば150個)の突極状の歯
13aが形成されている。ステータ21の内周部には、
A相、B相及びC相の各磁極が所定の間隔で交互に配置
されており、各相の磁極には巻線Ca,Cb,Ccが夫
々巻回されている。ステータ21の内周面には、各相が
120°ずつ電気角でずれるように、多数(例えば、ロ
ータ13の歯13aが150個の場合には144個)の
突極状の歯が形成されている。各相の巻線Ca,Cb,
Ccは、図12に示すように、共通端子38と電流検出
用抵抗Ra,Rb,Rcの一端との間に夫々接続されて
いる。Ra,Rb,Rcの他端はアースされている。
【0024】上記構成を有する多極レゾルバ15では、
共通端子38にある周波数の正弦波が励磁信号として印
加されると、ロータ13が1回転する間に、3相の各相
毎に150サイクルの交流信号が多極レゾルバ信号とし
て前記各巻線Ca,Cb,Ccから出力される。
共通端子38にある周波数の正弦波が励磁信号として印
加されると、ロータ13が1回転する間に、3相の各相
毎に150サイクルの交流信号が多極レゾルバ信号とし
て前記各巻線Ca,Cb,Ccから出力される。
【0025】検出器4は、図13に示すように、上述し
た単極レゾルバ14及び多極レゾルバ15と、各レゾル
バ14、15の巻線Cに励磁信号を与えると共に、各レ
ゾルバ14、15の巻線Cに流れる電流値を検出し、こ
の検出した電流値を用いてデジタル位置信号及びアナロ
グ速度信号を検出するサーボドライバ16と、該サーボ
ドライバ16から出力されるデジタル位置信号から前記
回転子11の回転角度位置を演算してその位置信号を出
力する制御手段(CPU)17とで構成されている。
た単極レゾルバ14及び多極レゾルバ15と、各レゾル
バ14、15の巻線Cに励磁信号を与えると共に、各レ
ゾルバ14、15の巻線Cに流れる電流値を検出し、こ
の検出した電流値を用いてデジタル位置信号及びアナロ
グ速度信号を検出するサーボドライバ16と、該サーボ
ドライバ16から出力されるデジタル位置信号から前記
回転子11の回転角度位置を演算してその位置信号を出
力する制御手段(CPU)17とで構成されている。
【0026】前記サーボドライバ16は、図13に示す
ように、例えば6KHZ程度の正弦波を出力する発振器3
9と、アンプ40とを有し、該アンプ40で増幅された
正弦波が励磁信号として前記単極レゾルバ14及び多極
レゾルバ15の各共通端子37及び38に同時に印加さ
れる。また、このサーボドライバ16は、2つの電流/
電圧変換器41,42と、減算器43と、2つの3/2
相変換器44,45と、アナログスイッチ46と、レゾ
ルバ・ディジタル変換器(RDC)47と、移相器48
とを有している。
ように、例えば6KHZ程度の正弦波を出力する発振器3
9と、アンプ40とを有し、該アンプ40で増幅された
正弦波が励磁信号として前記単極レゾルバ14及び多極
レゾルバ15の各共通端子37及び38に同時に印加さ
れる。また、このサーボドライバ16は、2つの電流/
電圧変換器41,42と、減算器43と、2つの3/2
相変換器44,45と、アナログスイッチ46と、レゾ
ルバ・ディジタル変換器(RDC)47と、移相器48
とを有している。
【0027】電流/電圧変換器41は、前記電流検出用
抵抗R1〜R6を有し、単極レゾルバ14のA相、B相、
C相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の各巻線に流れ
る電流信号を電流検出用抵抗R1〜R6により電圧信号に
変換するものである。具体的には、この変換器41か
ら、電圧信号が減算器43に出力される。 ここで、ω=2πfで、fはキャリア周波数である。
抵抗R1〜R6を有し、単極レゾルバ14のA相、B相、
C相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の各巻線に流れ
る電流信号を電流検出用抵抗R1〜R6により電圧信号に
変換するものである。具体的には、この変換器41か
ら、電圧信号が減算器43に出力される。 ここで、ω=2πfで、fはキャリア周波数である。
【0028】前記減算器43は、下記の減算を行ない、
下記〜の電圧信号を3相の単極レゾルバ信号(AB
S信号)として3/2相変換器44に出力するようにな
っている。
下記〜の電圧信号を3相の単極レゾルバ信号(AB
S信号)として3/2相変換器44に出力するようにな
っている。
【0029】電流/電圧変換器42は、前記電流検出用
抵抗Ra,Rb,Rcを有し、多極レゾルバ15のA相、
B相及びC相の各巻線に流れる電流信号(3相の交流信
号)を電流検出用抵抗Ra,Rb,Rcにより電圧信号に
変換し、この電圧信号を3相の多極レゾルバ信号(IN
C信号)として3/2相変換器45に出力するものであ
る。
抵抗Ra,Rb,Rcを有し、多極レゾルバ15のA相、
B相及びC相の各巻線に流れる電流信号(3相の交流信
号)を電流検出用抵抗Ra,Rb,Rcにより電圧信号に
変換し、この電圧信号を3相の多極レゾルバ信号(IN
C信号)として3/2相変換器45に出力するものであ
る。
【0030】前記3/2相変換器44は、前記〜で
表わされる3相のABS信号を、2相の信号(cos信
号及びsin信号)に変換し、この2相の信号をアナロ
グスイッチ46に出力するようになっている。
表わされる3相のABS信号を、2相の信号(cos信
号及びsin信号)に変換し、この2相の信号をアナロ
グスイッチ46に出力するようになっている。
【0031】前記3/2相変換器45も、3/2相変換
器44と同様のもので、電流/電圧変換器42から出力
される前記3相の多極レゾルバ信号(INC信号)を2
相の信号(cos信号及びsin信号)に変換し、この
2相の信号をアナログスイッチ46に出力するようにな
っている。
器44と同様のもので、電流/電圧変換器42から出力
される前記3相の多極レゾルバ信号(INC信号)を2
相の信号(cos信号及びsin信号)に変換し、この
2相の信号をアナログスイッチ46に出力するようにな
っている。
【0032】前記アナログスイッチ46は、ABS/I
NC切リ換え信号により切り換わるスイッチで、ドライ
バ電源投入時には3/2相変換器44からの2相の信号
を選択して通し、その後3/2相変換器45からの2相
の信号を選択して通すようになっている。
NC切リ換え信号により切り換わるスイッチで、ドライ
バ電源投入時には3/2相変換器44からの2相の信号
を選択して通し、その後3/2相変換器45からの2相
の信号を選択して通すようになっている。
【0033】前記移相器48は、前記アンプ40からの
励磁信号の位相を遅らせ、前記ABS又はINCの各co
s信号及びsin信号のうちのキャリア信号の位相と同期さ
せたRef信号(sinωt)をレゾルバ・ディジタル変
換器47に出力するものである。
励磁信号の位相を遅らせ、前記ABS又はINCの各co
s信号及びsin信号のうちのキャリア信号の位相と同期さ
せたRef信号(sinωt)をレゾルバ・ディジタル変
換器47に出力するものである。
【0034】前記レゾルバ・ディジタル変換器47は、
2相の信号をディジタル信号に変換するもので、一般に
市販されているものである。この変換器47として、例
えば12ビット仕様のものを用いると、前記2相のAB
S信号は、4096(パルス/ロータ1回転)のディジ
タル位置信号φに変換される。即ち、この位置信号φ
は、単極レゾルバ14のロータ12が1回転する間に、
0から4095までカウントアップされたディジタル値
(図14(b)を参照)となる。
2相の信号をディジタル信号に変換するもので、一般に
市販されているものである。この変換器47として、例
えば12ビット仕様のものを用いると、前記2相のAB
S信号は、4096(パルス/ロータ1回転)のディジ
タル位置信号φに変換される。即ち、この位置信号φ
は、単極レゾルバ14のロータ12が1回転する間に、
0から4095までカウントアップされたディジタル値
(図14(b)を参照)となる。
【0035】一方、前記2相のINC信号は、12ビッ
ト仕様の変換器47の場合、4096×150(前記突
極状の歯13aの数)=614400(パルス/ロータ1
回転)のディジタル位置信号φに変換される。即ち、こ
の位置信号φは、多極レゾルバ15のロータ13が1回
転する間に、0から4095までのカウントアップが1
50回されたディジタル値(図14(a)を参照)とな
る。
ト仕様の変換器47の場合、4096×150(前記突
極状の歯13aの数)=614400(パルス/ロータ1
回転)のディジタル位置信号φに変換される。即ち、こ
の位置信号φは、多極レゾルバ15のロータ13が1回
転する間に、0から4095までのカウントアップが1
50回されたディジタル値(図14(a)を参照)とな
る。
【0036】そして、前記制御手段(CPU)17は、
前記ABSのcos信号及びsin信号がレゾルバ・ディジタ
ル変換器47でディジタル変換されたディジタル位置信
号φの値をabsとし、前記INCのcos信号及びsin信
号が変換器47でディジタル変換されたディジタル位置
信号φの値をincとすると、
前記ABSのcos信号及びsin信号がレゾルバ・ディジタ
ル変換器47でディジタル変換されたディジタル位置信
号φの値をabsとし、前記INCのcos信号及びsin信
号が変換器47でディジタル変換されたディジタル位置
信号φの値をincとすると、
【0037】 abs×150+(2048−inc)+offset
値 の演算を行なって回転角度位置を算出するようになって
いる。
値 の演算を行なって回転角度位置を算出するようになって
いる。
【0038】次に、上記一実施例の作動を説明する。
【0039】電動機1の回転子11がある回転角度位置
まで回転すると、単極レゾルバ14のA相、B相、C
相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の各巻線には、そ
の回転角度位置θに応じたリラクタンス変化が電流値の
変化として表れた電流が流れ、この6つの電流信号が電
流/電圧変換器41により電圧信号に変換され、A相、
B相、C相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の前記各
相信号が該変換器41から減算器43に出力される。該
変換器43は、上記減算を行ない、前記〜の電圧信
号を3相のABS信号として3/2相変換器44に出力
する。該3相のABS信号が、3/2相変換器44によ
り、2相のcos信号及びsin信号に変換され、この2
相のABS信号がアナログスイッチ46に出力される。
まで回転すると、単極レゾルバ14のA相、B相、C
相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の各巻線には、そ
の回転角度位置θに応じたリラクタンス変化が電流値の
変化として表れた電流が流れ、この6つの電流信号が電
流/電圧変換器41により電圧信号に変換され、A相、
B相、C相、Aバー相、Bバー相及びCバー相の前記各
相信号が該変換器41から減算器43に出力される。該
変換器43は、上記減算を行ない、前記〜の電圧信
号を3相のABS信号として3/2相変換器44に出力
する。該3相のABS信号が、3/2相変換器44によ
り、2相のcos信号及びsin信号に変換され、この2
相のABS信号がアナログスイッチ46に出力される。
【0040】一方、多極レゾルバ15の各巻線Ca,C
b,Ccからは、前記回転角度位置θに応じたサイクルの
交流信号がA相、B相及びC相の3相の各相毎に出力さ
れ、この3相の交流信号が電流/電圧変換器42により
電圧信号に変換され、さらに、この3相の交流信号が3
/2相変換器45で2相のcos信号及びsin信号に
変換され、この2相のINC信号がアナログスイッチ4
6に出力される。
b,Ccからは、前記回転角度位置θに応じたサイクルの
交流信号がA相、B相及びC相の3相の各相毎に出力さ
れ、この3相の交流信号が電流/電圧変換器42により
電圧信号に変換され、さらに、この3相の交流信号が3
/2相変換器45で2相のcos信号及びsin信号に
変換され、この2相のINC信号がアナログスイッチ4
6に出力される。
【0041】該アナログスイッチ46は、ドライバ電源
投入時には3/2相変換器44からの2相のABS信号
を選択して通し、その後3/2相変換器45からの2相
のINC信号を選択して通す。
投入時には3/2相変換器44からの2相のABS信号
を選択して通し、その後3/2相変換器45からの2相
のINC信号を選択して通す。
【0042】前記2相のABS信号がレゾルバ・ディジ
タル変換器47に入力されたとき、該変換器47は、こ
の2相のABS信号(cos信号及びsin信号)を上
述したようにディジタル変換してディジタル位置信号φ
を制御手段17に出力する。このときのφの値がabs
である。
タル変換器47に入力されたとき、該変換器47は、こ
の2相のABS信号(cos信号及びsin信号)を上
述したようにディジタル変換してディジタル位置信号φ
を制御手段17に出力する。このときのφの値がabs
である。
【0043】一方、前記2相のINC信号が前記変換器
47に入力されたとき、該変換器47は、この2相のI
NC信号(cos信号及びsin信号)を上述したよう
にディジタル変換してディジタル位置信号φを制御手段
17に出力する。このときのφの値がincである。
47に入力されたとき、該変換器47は、この2相のI
NC信号(cos信号及びsin信号)を上述したよう
にディジタル変換してディジタル位置信号φを制御手段
17に出力する。このときのφの値がincである。
【0044】そして、制御手段17は、前記abs及び
incを用いてabs×150+(2048−inc)
+offset値の演算を行ない、回転角度位置θを算
出する。
incを用いてabs×150+(2048−inc)
+offset値の演算を行ない、回転角度位置θを算
出する。
【0045】従って、単極レゾルバ14のロータ鉄心1
2aの1回転でリラクタンス変化の基本波成分が図14
(b)に示すように1周期となるようロータ12の構造
を設定したので、その基本波成分の始点に相当する回転
角0°を基準位置として、図14(a)に示すような、
多極レゾルバ15のロータ鉄心13aの1回転でリラク
タンス変化の基本波成分が150周期となるもののうち
の一つの基本波成分の始点とのずれをoffset値と
して設定すれば、abs×150+(2048−in
c)+offset値が算出されることになり、回転子
11の回転角度位置θが自動的に算出される。これによ
り、電動機1に単極レゾルバ14と多極レゾルバ15と
の二種類のレゾルバを内蔵させて、回転子11の絶対位
置を検出する機能を持たせることができ、従来のごとく
原点復帰の動作は不要となり、回転子の回転角度位置の
検出操作が自動的に行われる。
2aの1回転でリラクタンス変化の基本波成分が図14
(b)に示すように1周期となるようロータ12の構造
を設定したので、その基本波成分の始点に相当する回転
角0°を基準位置として、図14(a)に示すような、
多極レゾルバ15のロータ鉄心13aの1回転でリラク
タンス変化の基本波成分が150周期となるもののうち
の一つの基本波成分の始点とのずれをoffset値と
して設定すれば、abs×150+(2048−in
c)+offset値が算出されることになり、回転子
11の回転角度位置θが自動的に算出される。これによ
り、電動機1に単極レゾルバ14と多極レゾルバ15と
の二種類のレゾルバを内蔵させて、回転子11の絶対位
置を検出する機能を持たせることができ、従来のごとく
原点復帰の動作は不要となり、回転子の回転角度位置の
検出操作が自動的に行われる。
【0046】図15乃至図17は、図1に示す実施例の
変形例である。この変形例では、図17に最良に示すよ
うに、ホルダ22自体の外周壁面22aがアウタハウジ
ング7の外周壁面7cと面一をなし、且つ、ホルダ22
自体が該アウタハウジング7の上方へ延びるようにボル
ト33を介してつぎたされてアウタハウジング延長部を
構成すると共にその内側に張り出すホルダ本体22bを
形成し、該ホルダ本体22bに上下二段に各レゾルバ1
4、15の夫々のステータ20、21をボルト34で固
定して組付けるようになっている。このホルダ22は、
勿論非磁性体の材料から形成されている。そして、該ホ
ルダ本体22b部分の中間に遮蔽円板24を載置する張
出し部22cが形成されている。
変形例である。この変形例では、図17に最良に示すよ
うに、ホルダ22自体の外周壁面22aがアウタハウジ
ング7の外周壁面7cと面一をなし、且つ、ホルダ22
自体が該アウタハウジング7の上方へ延びるようにボル
ト33を介してつぎたされてアウタハウジング延長部を
構成すると共にその内側に張り出すホルダ本体22bを
形成し、該ホルダ本体22bに上下二段に各レゾルバ1
4、15の夫々のステータ20、21をボルト34で固
定して組付けるようになっている。このホルダ22は、
勿論非磁性体の材料から形成されている。そして、該ホ
ルダ本体22b部分の中間に遮蔽円板24を載置する張
出し部22cが形成されている。
【0047】この変形例によれば、モータと検出器とが
分離構造となり、部品点数を少なくすることができる。
これにより、検出器を組込んだ電動機の組立工程を少な
くすると共に、組み込み作業を容易にすることができ
る。
分離構造となり、部品点数を少なくすることができる。
これにより、検出器を組込んだ電動機の組立工程を少な
くすると共に、組み込み作業を容易にすることができ
る。
【0048】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る検出器
付き電動機は、回転子にレゾルバロータが接続され該レ
ゾルバロータに対向して単極レゾルバ及び多極レゾルバ
が磁束を通しにくい材質のレゾルバホルダに支持される
と共に遮蔽部材により隔離されているので、単極レゾル
バ系の信号がディジタル変換されたディジタル位置信号
の値と、多極レゾルバ系の信号がディジタル変換された
ディジタル位置信号の値とから、電動機の回転子の絶対
位置を検出する機能を持たせることができ、従来のよう
にリミットスイッチにより基準位置(原点)を確認する
復帰動作は不要となり、回転子の回転角度位置の検出操
作がモータを回転させることなく自動的に行われる。
付き電動機は、回転子にレゾルバロータが接続され該レ
ゾルバロータに対向して単極レゾルバ及び多極レゾルバ
が磁束を通しにくい材質のレゾルバホルダに支持される
と共に遮蔽部材により隔離されているので、単極レゾル
バ系の信号がディジタル変換されたディジタル位置信号
の値と、多極レゾルバ系の信号がディジタル変換された
ディジタル位置信号の値とから、電動機の回転子の絶対
位置を検出する機能を持たせることができ、従来のよう
にリミットスイッチにより基準位置(原点)を確認する
復帰動作は不要となり、回転子の回転角度位置の検出操
作がモータを回転させることなく自動的に行われる。
【0049】また、本発明に係る検出器付き電動機によ
れば、単極レゾルバと多極レゾルバとを磁束を通しにく
い材質のレゾルバホルダにより支持すると共に単極レゾ
ルバと多極レゾルバとを遮蔽部材で互いに隔離したの
で、相互の磁束が干渉せず、アウタハウジングに鉄を材
料とする部材を用いても、磁束が外部にもれず渦電流に
よる損失を除去できて、回転子の絶対位置の検出精度を
向上することができる。
れば、単極レゾルバと多極レゾルバとを磁束を通しにく
い材質のレゾルバホルダにより支持すると共に単極レゾ
ルバと多極レゾルバとを遮蔽部材で互いに隔離したの
で、相互の磁束が干渉せず、アウタハウジングに鉄を材
料とする部材を用いても、磁束が外部にもれず渦電流に
よる損失を除去できて、回転子の絶対位置の検出精度を
向上することができる。
【図1】本発明に係る検出器付き電動機の一部破断斜視
図である。
図である。
【図2】同電動機の一部破断側面図である。
【図3】同電動機の要部を示す一部破断拡大側面図であ
る。
る。
【図4】同電動機の要部の材質の関係を示す側面図であ
る。
る。
【図5】遮蔽円板を設けない場合のレゾルバステータの
磁界分布図である。
磁界分布図である。
【図6】遮蔽円板を設けた場合のレゾルバステータの磁
界分布図である。
界分布図である。
【図7】単極レゾルバの平面図である。
【図8】同側面図である。
【図9】多極レゾルバの平面図である。
【図10】同側面図である。
【図11】単極レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線
図である。
図である。
【図12】多極レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線
図である。
図である。
【図13】レゾルバ装置の信号処理、制御部の概略構成
図である。
図である。
【図14(a)】ディジタル変換された多極レゾルバ信
号を示すグラフである。
号を示すグラフである。
【図14(b)】ディジタル変換された単極レゾルバ信
号を示すグラフである。
号を示すグラフである。
【図15】図1の変形例を示す一部破断斜視図である。
【図16】図15の電動機の一部破断側面図である。
【図17】図15の電動機の要部を示す一部破断拡大側
面図である。
面図である。
【図18】従来のレゾルバ装置の電動機の一部破断側面
図である。
図である。
1 電動機 3 モータ部本体 4 検出器 7 アウタハウジング 9 内部固定子 10 外部固定子 11 回転子 12、13 レゾルバロータ 14 単極レゾルバ 15 多極レゾルバ 18 ロータ間座 20、21 ステータ 22 レゾルバホルダ 24、24′、24″ 遮蔽円板(遮蔽部材)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検出器付き電動機の一部破断斜視
図である。
図である。
【図2】同電動機の一部破断側面図である。
【図3】同電動機の要部を示す一部破断拡大側面図であ
る。
る。
【図4】同電動機の要部の材質の関係を示す側面図であ
る。
る。
【図5】遮蔽円板を設けない場合のレゾルバステータの
磁界分布図である。
磁界分布図である。
【図6】遮蔽円板を設けた場合のレゾルバステータの磁
界分布図である。
界分布図である。
【図7】単極レゾルバの平面図である。
【図8】同側面図である。
【図9】多極レゾルバの平面図である。
【図10】同側面図である。
【図11】単極レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線
図である。
図である。
【図12】多極レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線
図である。
図である。
【図13】レゾルバ装置の信号処理、制御部の概略構成
図である。
図である。
【図14】(a)はディジタル変換された多極レゾルバ
信号を示すグラフである。(b)はディジタル変換され
た単極レゾルバ信号を示すグラフである。
信号を示すグラフである。(b)はディジタル変換され
た単極レゾルバ信号を示すグラフである。
【図15】図1の変形例を示す一部破断斜視図である。
【図16】図15の電動機の一部破断側面図である。
【図17】図15の電動機の要部を示す一部破断拡大側
面図である。
面図である。
【図18】従来のレゾルバ装置の電動機の一部破断側面
図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 固定子が取付けられたアウタハウジング
内に、回転子が回転自在に組込まれている検出器付き電
動機において、前記回転子にレゾルバロータが接続され
該レゾルバロータに対向して単極レゾルバ及び多極レゾ
ルバが磁束を通しにくい材質のレゾルバホルダに支持さ
れると共に遮蔽部材により隔離されていることを特徴と
する検出器付き電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2950291A JPH0646552A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 検出器付き電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2950291A JPH0646552A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 検出器付き電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0646552A true JPH0646552A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=12277862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2950291A Pending JPH0646552A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 検出器付き電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0646552A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2002199648A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Topcon Corp | 小型回転モータ |
JP2006288159A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Nsk Ltd | レゾルバ装置及びレゾルバ装置を搭載したモータ装置 |
US7301333B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-11-27 | Nsk Ltd. | Angle position detection apparatus |
JP2007318998A (ja) * | 2007-08-28 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置用永久磁石型ブラシレスモータ |
CN100384064C (zh) * | 2004-03-22 | 2008-04-23 | 通用汽车公司 | 电动机解角器组件和测量电动机转子的速度及位置的方法 |
JP2008180362A (ja) * | 2006-12-29 | 2008-08-07 | Nsk Ltd | 充填剤による固定構造を有する転がり軸受装置 |
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