JPH0716104U - Magnetic resolver - Google Patents

Magnetic resolver

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JPH0716104U
JPH0716104U JP5144193U JP5144193U JPH0716104U JP H0716104 U JPH0716104 U JP H0716104U JP 5144193 U JP5144193 U JP 5144193U JP 5144193 U JP5144193 U JP 5144193U JP H0716104 U JPH0716104 U JP H0716104U
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JP
Japan
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magnetic
resolver
pole teeth
stator portion
stator
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JP5144193U
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Japanese (ja)
Inventor
伸二 柴田
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Okuma Corp
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Okuma Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気レゾルバにおいて、誘起電圧の振幅の変化
を大きくし、高分解能で回転位置を検出する。 【構成】非磁性体であって良導電体である導電部分1
3、14を、ステータ部1の極歯50、52を囲むよう
に配置する。
(57) [Abstract] [Purpose] To detect the rotational position with high resolution by increasing the amplitude change of the induced voltage in a magnetic resolver. [Structure] Conductive portion 1 which is a non-magnetic material and a good conductor
3, 14 are arranged so as to surround the pole teeth 50, 52 of the stator part 1.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、工作機械のサーボモータ等の位置検出に用いられる磁気レゾルバに 関する。 The present invention relates to a magnetic resolver used for detecting the position of a servomotor of a machine tool.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

図5は従来技術の磁気レゾルバの一例を示す図であり、図6は図5のCーC’ の断面図であり、図3は図5の磁気レゾルバの電気回路の一例を示すブロック図 であり、図4はそのタイミングチャートである。 図3、図4において、タイミング発生器4は、同期した2つの信号である、ク ロック信号CLKとホールド信号HDを発生する。励磁信号発生器5はクロック 信号CLKに同期した矩形波信号である励磁信号eを発生する。この励磁信号e は三角関数に相当する信号でもよい。 図5において、フタ60、61は、ステータ部1をはさみ固定されていると共 に、軸受70、71を介して回転軸3を支えている。 図6において、ステータ部1は、円周方向に沿って90度の間隔で配された4 つの相E〜Hに対応する4つの硅素鋼鈑等の磁性体からなる極歯50〜53を持 つ。各極歯50〜53には一次巻線30〜33と二次巻線40〜43が巻かれて いる。各極歯50〜53の端部は内側に向いており、この端部によって囲まれた 空間内にギャップを介してロータ部2が配されている。ロータ部2は回転軸3に 対して偏心した円筒状の磁性体部分2aからなる。この磁性体部分2aの偏心形 状により、ロータ部2が回転すると、磁性体部分2aの円筒側面と各極歯50〜 53の端部との間のエアーギャップが回転角度θに応じて変化し、このギャップ の変化によって、ロータ部2の1回転につき1周期分の三角関数に相当する磁気 抵抗変化が各相E〜Hにもたらされる。これにより二次巻線40〜43の誘起電 圧の振幅が変化する。例えば図6のE相では、極歯50と磁性体部分2aとのエ アーギャップが最小になった状態で磁気抵抗が最小となり、この極歯50におけ る二次巻線40の誘起電圧VEの振幅が最大となる。そして、ロータ部2が回転 するにしたがって、エアーギャップが広がり、それとともに磁気抵抗が増加する ので、図4の破線部分のように二次巻線40の誘起電圧VEの振幅が減少する。 こうして、ロータ部2の1回転につき1周期分の三角関数に相当する誘起電圧の 変化がE相にもたらされる。 5 is a diagram showing an example of a conventional magnetic resolver, FIG. 6 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 5, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of an electric circuit of the magnetic resolver of FIG. Yes, and FIG. 4 is a timing chart thereof. In FIGS. 3 and 4, the timing generator 4 generates a clock signal CLK and a hold signal HD which are two synchronized signals. The excitation signal generator 5 generates an excitation signal e which is a rectangular wave signal synchronized with the clock signal CLK. The excitation signal e may be a signal corresponding to a trigonometric function. In FIG. 5, the lids 60 and 61 sandwich and fix the stator portion 1, and support the rotary shaft 3 through bearings 70 and 71. In FIG. 6, the stator portion 1 has four pole teeth 50 to 53 made of a magnetic material such as silicon steel plate corresponding to the four phases E to H arranged at intervals of 90 degrees along the circumferential direction. One. A primary winding 30-33 and a secondary winding 40-43 are wound around each pole tooth 50-53. The ends of the pole teeth 50 to 53 are directed inward, and the rotor portion 2 is arranged in the space surrounded by the ends via a gap. The rotor portion 2 is composed of a cylindrical magnetic body portion 2 a that is eccentric with respect to the rotating shaft 3. Due to the eccentric shape of the magnetic body portion 2a, when the rotor portion 2 rotates, the air gap between the cylindrical side surface of the magnetic body portion 2a and the end portions of the pole teeth 50 to 53 changes according to the rotation angle θ. The change in the gap causes a change in the magnetic resistance corresponding to a trigonometric function for one cycle per one rotation of the rotor portion 2 in each of the phases E to H. As a result, the amplitude of the induced voltage in the secondary windings 40 to 43 changes. For example, in the E phase of FIG. 6, the magnetic resistance becomes the minimum when the air gap between the pole tooth 50 and the magnetic body portion 2a becomes the minimum, and the induced voltage VE of the secondary winding 40 at the pole tooth 50 becomes small. Has the maximum amplitude. Then, as the rotor portion 2 rotates, the air gap widens, and the magnetic resistance increases accordingly, so that the amplitude of the induced voltage VE of the secondary winding 40 decreases as shown by the broken line in FIG. In this way, a change in the induced voltage corresponding to a trigonometric function for one cycle per rotation of the rotor portion 2 is introduced in the E phase.

【0003】 位置検出信号a、bは増幅器6、7により増幅されサンプル・アンド・ホール ド回路8、9に入力される。サンプル・アンド・ホールド回路8、9は、ホール ド信号HDが”H”レベルのとき入力される信号をホールドし、”L”レベルの ときサンプルする。A/D変換器10、11は、ホールド信号の立ち上がりで、 サンプル・アンド・ホールド回路8、9から出力されるアナログ信号をデジタル 信号A、Bに変換する。内挿回路12は、デジタル信号A、Bを割り算した結果 のアークタンジェントをとることにより目的の角度θを算出し出力する。The position detection signals a and b are amplified by the amplifiers 6 and 7 and input to the sample and hold circuits 8 and 9. The sample and hold circuits 8 and 9 hold the input signal when the hold signal HD is at "H" level, and sample when the hold signal HD is at "L" level. The A / D converters 10 and 11 convert the analog signals output from the sample and hold circuits 8 and 9 into digital signals A and B at the rising edge of the hold signal. The interpolation circuit 12 calculates and outputs the target angle θ by taking the arc tangent of the result of dividing the digital signals A and B.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

近年、サーボモーターの小型化が進み、モーターに内蔵される磁気レゾルバの 薄型化(軸方向の小型化)が要求されるようになった。磁気レゾルバを薄型化す ると、ロータ部2の円筒側面と各極歯50〜53の端部との間のエアーギャップ 部分の磁気抵抗が増加し、ロータ部2を通らない磁束、つまり、図5や図6のよ うな漏れ磁束i、jが増大する。このため、励磁信号eにより発生する磁束に対 して、二次巻線40〜43の誘起電圧の振幅の変化が小さくなり、ノイズ成分の ため位置検出分解能が低下するという問題点があった。 本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであり、誘起電圧 の振幅の変化を大きくし、高分解能で回転位置を検出できる小型の磁気レゾルバ を実現することを目的とする。 In recent years, miniaturization of servo motors has progressed, and there has been a demand for a thinner magnetic resolver built in the motor (downsizing in the axial direction). When the magnetic resolver is made thin, the magnetic resistance in the air gap between the cylindrical side surface of the rotor part 2 and the ends of the pole teeth 50 to 53 increases, and the magnetic flux that does not pass through the rotor part 2, that is, FIG. And leakage fluxes i and j as shown in FIG. 6 increase. Therefore, there is a problem in that the change in the amplitude of the induced voltage in the secondary windings 40 to 43 is small with respect to the magnetic flux generated by the excitation signal e, and the position detection resolution is reduced due to the noise component. The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to realize a small magnetic resolver capable of detecting a rotational position with high resolution by increasing a change in amplitude of an induced voltage. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、工作機械のサーボモータ等の位置検出に用いられる磁気レゾルバに 関するものであり、本考案の上記目的は、交流信号によって励磁される一次巻線 及び二次出力を取り出すための二次巻線を備えた磁性体から成る極歯を持つステ ータ部と、このステータ部に対して相対的に回転変位可能に配され、前記ステー タ部に対する相対回転変位に応じて、前記二次巻線を通る磁気回路の磁気抵抗を 変化せしめる形状を成した磁性体部分を持つロータ部とを有する磁気レゾルバに おいて、非磁性体であって良導電体である導電部分を、前記ステータ部の極歯を 囲むように配置することにより達成される。 The present invention relates to a magnetic resolver used for position detection of a servomotor of a machine tool, and the above object of the present invention is to provide a secondary winding for extracting a primary winding and a secondary output excited by an AC signal. A stator part having pole teeth made of a magnetic material with a winding, and a stator part arranged so as to be relatively rotatable and displaceable relative to the stator part. In a magnetic resolver having a rotor portion having a magnetic body portion shaped to change the magnetic resistance of a magnetic circuit passing through a winding, a conductive portion that is a non-magnetic body and a good conductor is It is achieved by arranging so as to surround the pole teeth of.

【0006】[0006]

【作用】[Action]

本考案にあっては、導電部分に渦電流を生じさせて磁束を入りにくくし、漏れ 磁束を低減するので、誘起電圧の振幅の変化が大きくなり、その結果、ノイズの 割合が小さくなり高分解能で回転位置を検出できるようになる。 In the present invention, an eddy current is generated in the conductive part to make it difficult for the magnetic flux to enter and the leakage magnetic flux to be reduced, so that the change in the amplitude of the induced voltage becomes large, resulting in a small noise ratio and high resolution. The rotational position can be detected with.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

以下、図面に基づいて本考案の実施例について詳細に説明する。 図1は本考案の磁気レゾルバの一例を示す図であり、図2は図1のDーD’の 断面図である。図1、図2で図5、図6と同一のものは同一符号を付ける。 図1において、導電部分13、14はアルミなどの金属からなり、ステータ部 1の極歯50を囲むように近接して配している。このような磁気レゾルバでは、 図1、図2で示すように極歯50からロータ部2に向かっては磁束が流入しやす いが、一次巻線30や極歯50から導電部分13、14に向かっては、磁束が流 入しにくくなっている。 これをさらに詳しく説明する。一次巻線30や極歯50から導電部分13、1 4に向かって漏れ磁束i,jが通り抜けようとすると、漏れ磁束i,jが通り抜 けようとする導電部分13、14に渦電流が生じる。その渦電流により、漏れ磁 束i,jを打ち消すような方向に磁束m,nが生じる。その結果、漏れ磁束i, jと磁束m,nは打ち消し合うので、一次巻線30や極歯50から導電部分13 、14に向かっては、磁束が流入しにくくなるのである。 したがって、磁束の大部分はロータ部に流入することになり、漏れ磁束は少な くなる。漏れ磁束が少なくなると極歯50と磁性体部分2aとのエアーギャップ が最小になった状態の二次巻線を通る磁束と、ロータ部2が回転するにしたがっ て、エアーギャップが広がったときの二次巻線を通る磁束の差が大きくなり、誘 起電圧の振幅の変化が大きくなる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an example of the magnetic resolver of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line D-D 'of FIG. 1 and 2 that are the same as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, the conductive portions 13 and 14 are made of a metal such as aluminum, and are arranged close to each other so as to surround the pole teeth 50 of the stator portion 1. In such a magnetic resolver, magnetic flux easily flows from the pole teeth 50 toward the rotor portion 2 as shown in FIGS. 1 and 2, but from the primary winding 30 or the pole teeth 50 to the conductive portions 13 and 14. It is difficult for the magnetic flux to flow in. This will be described in more detail. When the leakage magnetic fluxes i and j try to pass from the primary winding 30 and the pole teeth 50 toward the conductive portions 13 and 14, eddy currents are generated in the conductive portions 13 and 14 through which the leakage magnetic fluxes i and j pass. Occurs. Due to the eddy current, magnetic fluxes m and n are generated in a direction that cancels the leakage magnetic fluxes i and j. As a result, the leakage magnetic fluxes i, j and the magnetic fluxes m, n cancel each other, so that it becomes difficult for the magnetic flux to flow from the primary winding 30 or the pole teeth 50 toward the conductive portions 13, 14. Therefore, most of the magnetic flux will flow into the rotor, and the leakage flux will be small. When the leakage magnetic flux decreases, the magnetic flux passing through the secondary winding in the state where the air gap between the pole tooth 50 and the magnetic body portion 2a is minimized and the air gap when the rotor portion 2 is rotated The difference in the magnetic flux passing through the secondary winding increases, and the change in the amplitude of the induced voltage increases.

【0008】[0008]

【考案の効果】[Effect of device]

以上のように本考案の磁気レゾルバによれば、導電部分に渦電流を生じさせて 磁束を入りにくくし、漏れ磁束を低減するので、誘起電圧の振幅の変化が大きく なり、その結果、ノイズの割合が小さくなり、高分解能に回転位置を検出する小 型の磁気レゾルバを実現でき、適用範囲を拡大することができる。 尚、ここでは、回転位置を検出する磁気レゾルバについて述べたが、直線位置 を検出する磁気レゾルバについても、導電部分をステータ部の極歯を囲むように 配置することで、同様の効果が得られることは言うまでない。 As described above, according to the magnetic resolver of the present invention, an eddy current is generated in the conductive portion to make it difficult for the magnetic flux to enter and the leakage magnetic flux to be reduced, resulting in a large change in the amplitude of the induced voltage. The ratio becomes smaller, and a small magnetic resolver that detects the rotational position with high resolution can be realized, and the applicable range can be expanded. Although the magnetic resolver that detects the rotational position has been described here, the same effect can be obtained for the magnetic resolver that detects the linear position by disposing the conductive portion so as to surround the pole teeth of the stator. Needless to say.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の磁気レゾルバの一実施例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a magnetic resolver of the present invention.

【図2】図1のDーD’断面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a D-D ′ cross section of FIG. 1;

【図3】本考案及び従来の磁気レゾルバの電気回路の一
例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an electric circuit of the present invention and a conventional magnetic resolver.

【図4】図3のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of FIG.

【図5】従来技術の磁気レゾルバの一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional magnetic resolver.

【図6】図5のCーC’断面を示す図である。6 is a diagram showing a cross section taken along the line C-C ′ of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータ部 2 ロータ部 3 回転軸 4 タイミング発生器 5 励磁信号発生器 6、7 増幅器 8、9 サンプル・アンド・ホールド回路 10、11 A/D変換器 12 内挿回路 13、14 導電部分 30〜33 一次巻線 40〜43 二次巻線 50〜53 極歯 60、61 フタ 70、71 軸受 1 Stator part 2 Rotor part 3 Rotating shaft 4 Timing generator 5 Excitation signal generator 6, 7 Amplifier 8, 9 Sample and hold circuit 10, 11 A / D converter 12 Interpolation circuit 13, 14 Conductive part 30- 33 primary winding 40-43 secondary winding 50-53 pole teeth 60, 61 lid 70, 71 bearing

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】交流信号によって励磁される一次巻線及び
二次出力を取り出すための二次巻線を備えた磁性体から
成る極歯を持つステータ部と、このステータ部に対して
相対的に回転変位可能に配され、前記ステータ部に対す
る相対回転変位に応じて、前記二次巻線を通る磁気回路
の磁気抵抗を変化せしめる形状を成した磁性体部分を持
つロータ部とを有する磁気レゾルバにおいて、非磁性体
であって良導電体ある導電部分を、前記ステータ部の極
歯を囲むように配置するようにしたことを特徴とする磁
気レゾルバ。
1. A stator portion having pole teeth made of a magnetic material, which has a primary winding excited by an AC signal and a secondary winding for taking out a secondary output, and a stator portion relative to the stator portion. A magnetic resolver having a rotor portion that is arranged so as to be rotationally displaceable and that has a magnetic body portion having a shape that changes the magnetic resistance of a magnetic circuit that passes through the secondary winding in accordance with relative rotational displacement with respect to the stator portion. A magnetic resolver characterized in that a conductive portion which is a non-magnetic material and is a good conductor is arranged so as to surround the pole teeth of the stator portion.
JP5144193U 1993-08-27 1993-08-27 Magnetic resolver Pending JPH0716104U (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19628286B4 (en) * 1995-07-12 2007-01-04 Okuma Corp., Nagoya Angular position transmitter with stator and specially shaped rotor using voltage pulses and current measurements for position determination
JP2010169416A (en) * 2009-01-20 2010-08-05 Tamagawa Seiki Co Ltd Resolver structure
JP2013033069A (en) * 2012-11-20 2013-02-14 Tamagawa Seiki Co Ltd Resolver structure

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