JPH11201776A - 電磁式回転検出器 - Google Patents
電磁式回転検出器Info
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- JPH11201776A JPH11201776A JP1772698A JP1772698A JPH11201776A JP H11201776 A JPH11201776 A JP H11201776A JP 1772698 A JP1772698 A JP 1772698A JP 1772698 A JP1772698 A JP 1772698A JP H11201776 A JPH11201776 A JP H11201776A
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- rotor
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- coils
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で位置検出精度の高い電磁式回転検出器
を提供する。 【解決手段】 円周方向に等間隔に複数対の凸極部２１
と、凸極部２１の両側に開口する複数のスロット２の中
に挿入した励磁コイル３を有する回転子１と、回転子１
に空隙を介して対向し、機械的に９０度位相がずれた位
置に設けた二つの検出コイル５ａ，５ｂを有する固定子
４とを備えた電磁式回転検出器において、励磁コイル３
は、集中巻きに巻回した複数対の単位コイル３１〜３８
を円周方向に順次スロット２に挿入し、単位コイル３１
〜３８の磁束発生に有効な巻数を、円周方向に移動する
に従って正弦波状に変化させたものである。したがっ
て、励磁コイル３は、正弦波に比例した高調波成分のな
い正弦波波形の磁界を発生するので、検出電圧から回転
子１の１回転中の正確な絶対位置を検出することができ
る。
を提供する。 【解決手段】 円周方向に等間隔に複数対の凸極部２１
と、凸極部２１の両側に開口する複数のスロット２の中
に挿入した励磁コイル３を有する回転子１と、回転子１
に空隙を介して対向し、機械的に９０度位相がずれた位
置に設けた二つの検出コイル５ａ，５ｂを有する固定子
４とを備えた電磁式回転検出器において、励磁コイル３
は、集中巻きに巻回した複数対の単位コイル３１〜３８
を円周方向に順次スロット２に挿入し、単位コイル３１
〜３８の磁束発生に有効な巻数を、円周方向に移動する
に従って正弦波状に変化させたものである。したがっ
て、励磁コイル３は、正弦波に比例した高調波成分のな
い正弦波波形の磁界を発生するので、検出電圧から回転
子１の１回転中の正確な絶対位置を検出することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転子側に励磁巻
線を、固定子側に検出巻線を備えた電磁式回転検出器に
関する。
線を、固定子側に検出巻線を備えた電磁式回転検出器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電磁式回転検出器は、例えば図１
１の回転子の説明図および図１２の構成図に示すよう
に、回転子１の外周に設けた複数のスロット２（スロッ
ト番号ｎ1 〜ｎ8 ）の中に励磁コイル３を設け、回転子
１に空隙を介して対向する固定子４に機械的に９０度位
相がずれたα相検出コイル５ａ，β相検出コイル５ｂを
設けてある。励磁コイル３には回転トランス６を介して
無接触で電圧を印加するようにしてある。励磁コイル３
を正弦波（ｓｉｎωｔ）の電圧で励磁し、回転角θのと
き、検出コイル５ａ，５ｂにそれぞれ位相の異なる正弦
波状のα相およびβ相の検出電圧（Ｖα＝Ｋｃｏｓθ・
ｓｉｎωｔと，Ｖβ＝Ｋｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ）を出力
し、それぞれの検出電圧から検出回路７により回転子２
の回転角を求めるようにしたものが開示されている（例
えば、実開平７−２６７１８号公報）。回転子１に設け
た励磁コイル３は、１極対では検出精度が低いため、検
出精度を高めるために多極対コイルを設けている。例え
ば、回転子１の外周に８個のスロット２を設け、順次多
相電源から励磁された多相コイルｃ1 〜ｃ8 をスロット
２に挿入し、多極対の励磁を行うようにしてある。励磁
コイル３は検出コイル５ａ，５ｂに磁束が効率的に鎖交
するように、スロット２を数個飛びに挿入してある。ま
た、１回転中の絶対位置を検出するためには、１極対の
励磁コイル３ｘと検出コイル５ｘ，５ｙを設けた絶対位
置検出器を別に備えて、検出コイル５ｘ，５ｙの検出信
号から絶対位置を検出している。
１の回転子の説明図および図１２の構成図に示すよう
に、回転子１の外周に設けた複数のスロット２（スロッ
ト番号ｎ1 〜ｎ8 ）の中に励磁コイル３を設け、回転子
１に空隙を介して対向する固定子４に機械的に９０度位
相がずれたα相検出コイル５ａ，β相検出コイル５ｂを
設けてある。励磁コイル３には回転トランス６を介して
無接触で電圧を印加するようにしてある。励磁コイル３
を正弦波（ｓｉｎωｔ）の電圧で励磁し、回転角θのと
き、検出コイル５ａ，５ｂにそれぞれ位相の異なる正弦
波状のα相およびβ相の検出電圧（Ｖα＝Ｋｃｏｓθ・
ｓｉｎωｔと，Ｖβ＝Ｋｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ）を出力
し、それぞれの検出電圧から検出回路７により回転子２
の回転角を求めるようにしたものが開示されている（例
えば、実開平７−２６７１８号公報）。回転子１に設け
た励磁コイル３は、１極対では検出精度が低いため、検
出精度を高めるために多極対コイルを設けている。例え
ば、回転子１の外周に８個のスロット２を設け、順次多
相電源から励磁された多相コイルｃ1 〜ｃ8 をスロット
２に挿入し、多極対の励磁を行うようにしてある。励磁
コイル３は検出コイル５ａ，５ｂに磁束が効率的に鎖交
するように、スロット２を数個飛びに挿入してある。ま
た、１回転中の絶対位置を検出するためには、１極対の
励磁コイル３ｘと検出コイル５ｘ，５ｙを設けた絶対位
置検出器を別に備えて、検出コイル５ｘ，５ｙの検出信
号から絶対位置を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、励磁コイル３がスロット２を数個飛びに挿入す
るため、スロット２の飛び角が機械角で１８０度以上に
なり、コイルをスロット２に挿入する時、各多相コイル
ｃ1 〜ｃ8 の間で重なりが多くなり、最初に挿入したコ
イルの下に最後のコイルを挿入するというように、コイ
ル挿入作業が複雑で多くの作業工数を必要とするという
問題があった。また、１回転中の絶対位置検出のため
に、別に絶対位置検出器を設ける必要があり、コストが
高くなるという問題があった。本発明は、コイル挿入作
業が容易となる安価で位置検出精度の高い電磁式回転検
出器を提供することを目的とする。
術では、励磁コイル３がスロット２を数個飛びに挿入す
るため、スロット２の飛び角が機械角で１８０度以上に
なり、コイルをスロット２に挿入する時、各多相コイル
ｃ1 〜ｃ8 の間で重なりが多くなり、最初に挿入したコ
イルの下に最後のコイルを挿入するというように、コイ
ル挿入作業が複雑で多くの作業工数を必要とするという
問題があった。また、１回転中の絶対位置検出のため
に、別に絶対位置検出器を設ける必要があり、コストが
高くなるという問題があった。本発明は、コイル挿入作
業が容易となる安価で位置検出精度の高い電磁式回転検
出器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、円周方向に等間隔に複数対の凸極部と、
前記凸極部の両側に開口する偶数のスロットの中に挿入
した励磁コイルを有する回転子と、前記回転子に空隙を
介して対向し、機械的に９０度位相がずれた位置に設け
た二つの検出コイルを有する固定子とを備えた電磁式回
転検出器において、前記励磁コイルは、前記凸極部の回
りに集中巻きに巻回した複数の単位コイルを円周方向に
順次前記スロットに挿入し、前記各スロットにおける前
記単位コイルの磁束発生に有効な巻数を円周方向に移動
するに従って正弦波状に変化させたものである。また、
前記単位コイルの磁束発生に有効な巻数は、前記単位コ
イルの巻き方向の一方の符号を＋、他方の符号を−とし
て各スロットの中の巻数を加算した値である。したがっ
て、励磁コイルによって１回転が１周期となる正弦波に
近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生する
ことができ、それにともない、検出電圧も正弦波状とな
る。
め、本発明は、円周方向に等間隔に複数対の凸極部と、
前記凸極部の両側に開口する偶数のスロットの中に挿入
した励磁コイルを有する回転子と、前記回転子に空隙を
介して対向し、機械的に９０度位相がずれた位置に設け
た二つの検出コイルを有する固定子とを備えた電磁式回
転検出器において、前記励磁コイルは、前記凸極部の回
りに集中巻きに巻回した複数の単位コイルを円周方向に
順次前記スロットに挿入し、前記各スロットにおける前
記単位コイルの磁束発生に有効な巻数を円周方向に移動
するに従って正弦波状に変化させたものである。また、
前記単位コイルの磁束発生に有効な巻数は、前記単位コ
イルの巻き方向の一方の符号を＋、他方の符号を−とし
て各スロットの中の巻数を加算した値である。したがっ
て、励磁コイルによって１回転が１周期となる正弦波に
近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生する
ことができ、それにともない、検出電圧も正弦波状とな
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例の回転子を
示す正断面図、図２は構成図、図３は励磁コイルとスロ
ットの関係を示す説明図である。図において、１は磁性
体からなる回転子で、円周方向に等間隔に開口する８個
のスロット２（スロット番号ｎ1 〜ｎ8 ）を設けてあ
り、それぞれ隣り合うスロット２の間に挟まれた凸極部
２１を８極形成している。３は励磁コイルで、各凸極部
２１に集中巻きで巻回した８個の単位コイル３１〜３８
から構成されている。４は回転子１に空隙を介して対向
する固定子で、機械的に９０度位相がずれた検出コイル
５ａ，５ｂを設けてある。６は回転トランスで、無接触
で励磁コイル３に電圧を印加するようにしてある。７は
検出コイルの出力から回転子１の回転角を演算する検出
回路である。
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例の回転子を
示す正断面図、図２は構成図、図３は励磁コイルとスロ
ットの関係を示す説明図である。図において、１は磁性
体からなる回転子で、円周方向に等間隔に開口する８個
のスロット２（スロット番号ｎ1 〜ｎ8 ）を設けてあ
り、それぞれ隣り合うスロット２の間に挟まれた凸極部
２１を８極形成している。３は励磁コイルで、各凸極部
２１に集中巻きで巻回した８個の単位コイル３１〜３８
から構成されている。４は回転子１に空隙を介して対向
する固定子で、機械的に９０度位相がずれた検出コイル
５ａ，５ｂを設けてある。６は回転トランスで、無接触
で励磁コイル３に電圧を印加するようにしてある。７は
検出コイルの出力から回転子１の回転角を演算する検出
回路である。
【０００６】各凸極部２１に発生する磁束密度は、各凸
極部２１両側のスロット２の中に挿入されたコイル巻数
と、そのコイルに流れる電流の方向によって決まる。し
たがって、一つのスロットの中に挿入されたコイルによ
って発生する磁束は、そのコイルに流れる電流の方向
（＋，−）を付したコイル巻数の加算値に比例し、その
加算値が磁束を発生させるために有効なコイル巻数とな
る。そこで、単位コイル３１〜３８の巻き回数は、各ス
ロット２の中に挿入されたコイルの巻数に、そのコイル
に流れる電流の方向の符号（＋、−）を付し、スロット
の中のコイルの巻数の加算値が円周方向に移動するに従
って、正弦波状に変化するように巻回してある。すなわ
ち、図４に示すように、スロット番号ｎ1 〜ｎ8 に挿入
した単位コイル３１〜３８の磁束発生に有効な巻数が正
弦波状に変化するように、１回転の回転角３６０度をス
ロット数８で分割した４５度毎に区分してスロット２の
中の巻線数を加算する。また、各単位コイル３１〜３８
の巻数比の種類を、９０度を４５度で分割した数の２グ
ループ（ＡグループおよびＢグループ）に分け、コイル
の巻き方向を正方向（＋）と逆方向（−）に分ける。そ
の上で、図４に示すように、ｓｉｎ９０°＝２Ａ＝１、
ｓｉｎ４５°＝−Ａ＋Ｂ≒０．７となるようにＡ，Ｂ
の値を決定する。したがって、Ａ＝０．５，Ｂ＝０．７
＋０．５＝１．２となり、Ａ：Ｂ＝０．５：１．２
の巻数比となる。
極部２１両側のスロット２の中に挿入されたコイル巻数
と、そのコイルに流れる電流の方向によって決まる。し
たがって、一つのスロットの中に挿入されたコイルによ
って発生する磁束は、そのコイルに流れる電流の方向
（＋，−）を付したコイル巻数の加算値に比例し、その
加算値が磁束を発生させるために有効なコイル巻数とな
る。そこで、単位コイル３１〜３８の巻き回数は、各ス
ロット２の中に挿入されたコイルの巻数に、そのコイル
に流れる電流の方向の符号（＋、−）を付し、スロット
の中のコイルの巻数の加算値が円周方向に移動するに従
って、正弦波状に変化するように巻回してある。すなわ
ち、図４に示すように、スロット番号ｎ1 〜ｎ8 に挿入
した単位コイル３１〜３８の磁束発生に有効な巻数が正
弦波状に変化するように、１回転の回転角３６０度をス
ロット数８で分割した４５度毎に区分してスロット２の
中の巻線数を加算する。また、各単位コイル３１〜３８
の巻数比の種類を、９０度を４５度で分割した数の２グ
ループ（ＡグループおよびＢグループ）に分け、コイル
の巻き方向を正方向（＋）と逆方向（−）に分ける。そ
の上で、図４に示すように、ｓｉｎ９０°＝２Ａ＝１、
ｓｉｎ４５°＝−Ａ＋Ｂ≒０．７となるようにＡ，Ｂ
の値を決定する。したがって、Ａ＝０．５，Ｂ＝０．７
＋０．５＝１．２となり、Ａ：Ｂ＝０．５：１．２
の巻数比となる。
【０００７】ここで、図１および図３に示すように、単
位コイル３１、３４を逆方向のＡグループ、単位コイル
３５、３８を正方向のＡグループ、単位コイル３２、３
３を逆方向のＢグループ、３６、６７を正方向のＢグル
ープとする。例えば、スロット番号ｎ1 〜ｎ4 につい
て、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算から、磁束
発生に有効な巻数比を求めると、次のような値となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：−Ｂ＋Ａ＝−１．２＋０．５＝−０．７ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｂ＝−１．２＋１．２＝０ ｎ4 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．２＝０．７ これは図４に示した正弦波状の曲線上の値となる また巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３１、３
４、３５、３８の巻数を２０ターンとすると、Ｂグルー
プの単位コイル３２、３３、３６、３７の巻数は ２０×（１．２／０．５）＝４８ターンとなる。
位コイル３１、３４を逆方向のＡグループ、単位コイル
３５、３８を正方向のＡグループ、単位コイル３２、３
３を逆方向のＢグループ、３６、６７を正方向のＢグル
ープとする。例えば、スロット番号ｎ1 〜ｎ4 につい
て、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算から、磁束
発生に有効な巻数比を求めると、次のような値となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：−Ｂ＋Ａ＝−１．２＋０．５＝−０．７ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｂ＝−１．２＋１．２＝０ ｎ4 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．２＝０．７ これは図４に示した正弦波状の曲線上の値となる また巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３１、３
４、３５、３８の巻数を２０ターンとすると、Ｂグルー
プの単位コイル３２、３３、３６、３７の巻数は ２０×（１．２／０．５）＝４８ターンとなる。
【０００８】このように、単位コイル３１〜３８によっ
て構成された励磁コイル３は、図３に示したように、回
転子１に固有の位置を基準とした１回転が１周期となる
正弦波に近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を
発生することができ、それにともない、検出電圧も正弦
波状となる。すなわち、１極対の励磁コイルを持つもの
では、円周方向に対して正弦波状に変化する磁束分布が
得られないので、α相およびβ相の検出電圧は、 Ｖα’＝（ΣＫn ｃｏｓｎθ）・ｓｉｎωｔ Ｖβ’＝（ΣＫn ｓｉｎｎθ）・ｓｉｎωｔ で表されるように、高調波成分を含んでいるが、本発明
では、 Ｖα＝Ｋｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ Ｖβ＝Ｋｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ で表されるように、高調波成分のない、正弦波の検出電
圧が得られる。したがって、検出コイル５ａ，５ｂによ
って検出される検出電圧Ｖα，Ｖβから、回転角θは、
θ＝ｔａｎ-1（Ｖα／Ｖβ）として、回転子１の１回転
中の正確な絶対位置が検出される。また、各単位コイル
３１〜３８は、集中巻きで巻回すればよいので、自動巻
線機による自動化が容易となりとともに、巻数の増減が
容易であるため、検出精度を任意に設定することができ
る。また、各単位コイル３１〜３８が集中巻きであるた
め、他の単位コイルに影響されることなくスロットに挿
入できるので、各スロットに励磁コイルを挿入する作業
が極めて簡単となる。さらに、毎極毎相のスロット数を
増やして検出精度を高めるようにしても、作業工数が極
端に増えることがない。
て構成された励磁コイル３は、図３に示したように、回
転子１に固有の位置を基準とした１回転が１周期となる
正弦波に近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を
発生することができ、それにともない、検出電圧も正弦
波状となる。すなわち、１極対の励磁コイルを持つもの
では、円周方向に対して正弦波状に変化する磁束分布が
得られないので、α相およびβ相の検出電圧は、 Ｖα’＝（ΣＫn ｃｏｓｎθ）・ｓｉｎωｔ Ｖβ’＝（ΣＫn ｓｉｎｎθ）・ｓｉｎωｔ で表されるように、高調波成分を含んでいるが、本発明
では、 Ｖα＝Ｋｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ Ｖβ＝Ｋｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ で表されるように、高調波成分のない、正弦波の検出電
圧が得られる。したがって、検出コイル５ａ，５ｂによ
って検出される検出電圧Ｖα，Ｖβから、回転角θは、
θ＝ｔａｎ-1（Ｖα／Ｖβ）として、回転子１の１回転
中の正確な絶対位置が検出される。また、各単位コイル
３１〜３８は、集中巻きで巻回すればよいので、自動巻
線機による自動化が容易となりとともに、巻数の増減が
容易であるため、検出精度を任意に設定することができ
る。また、各単位コイル３１〜３８が集中巻きであるた
め、他の単位コイルに影響されることなくスロットに挿
入できるので、各スロットに励磁コイルを挿入する作業
が極めて簡単となる。さらに、毎極毎相のスロット数を
増やして検出精度を高めるようにしても、作業工数が極
端に増えることがない。
【０００９】図５は本発明の第２の実施例の回転子を示
す正断面図、図６は構成図、図７は励磁コイルとスロッ
トの関係を示す説明図である。上記第１の実施例では凸
極部２１を８極にした例について説明したが、第２の実
施例では凸極部２１を１２個にした場合を示している。
すなわち、回転子１の円周方向に等間隔に開口する１２
個のスロット２（スロット番号ｎ1 〜ｎ12）を設けてあ
り、それぞれ隣り合うスロット２の間に挟まれた凸極部
２１を１２極形成している。３は励磁コイルで、各凸極
部２１に集中巻きで巻回した１２個の単位コイル３０１
〜３１２から構成されている。４は回転子１に空隙を介
して対向する固定子で、機械的に９０度位相がずれた検
出コイル５ａ，５ｂを設けてある。６は回転トランス
で、無接触で励磁コイル３に電圧を印加するようにして
ある。７は検出コイルの出力から回転子１の回転角を演
算する検出回路である。
す正断面図、図６は構成図、図７は励磁コイルとスロッ
トの関係を示す説明図である。上記第１の実施例では凸
極部２１を８極にした例について説明したが、第２の実
施例では凸極部２１を１２個にした場合を示している。
すなわち、回転子１の円周方向に等間隔に開口する１２
個のスロット２（スロット番号ｎ1 〜ｎ12）を設けてあ
り、それぞれ隣り合うスロット２の間に挟まれた凸極部
２１を１２極形成している。３は励磁コイルで、各凸極
部２１に集中巻きで巻回した１２個の単位コイル３０１
〜３１２から構成されている。４は回転子１に空隙を介
して対向する固定子で、機械的に９０度位相がずれた検
出コイル５ａ，５ｂを設けてある。６は回転トランス
で、無接触で励磁コイル３に電圧を印加するようにして
ある。７は検出コイルの出力から回転子１の回転角を演
算する検出回路である。
【００１０】一つのスロットの中に挿入されたコイルに
よって発生する磁束は、そのコイルに流れる電流の方向
（＋，−）を付したコイル巻数の加算値に比例し、その
加算値が磁束を発生させるために有効なコイル巻数とな
る。そこで、単位コイル３０１〜３１２の巻き回数は、
各スロット２の中に挿入されたコイルの巻数に、そのコ
イルに流れる電流の方向の符号（＋、−）を付し、スロ
ットの中のコイルの巻数の加算値が円周方向に移動する
に従って、正弦波状に変化するように巻回してある。す
なわち、図６に示すように、スロット番号ｎ1 〜ｎ12に
挿入した単位コイル３０１〜３１２の磁束発生に有効な
巻数が正弦波状に変化するように、１回転の回転角３６
０度をスロット数１２で分割した３０度毎に区分して、
スロット２の中の巻線数を加算する。各単位コイル３０
１〜３１２の巻数比の種類を、９０度を３０度毎に分割
した数である３個のグループ（Ａグループ、Ｂグループ
およびＣグループ）に分ける。また、コイルの巻き方向
を正方向（＋）と逆方向（−）に分ける。その上で、図
７に示すように、 ｓｉｎ９０°＝２Ａ＝１、 ｓｉｎ６０°＝−Ａ＋Ｂ≒０．９ ｓｉｎ３０°＝−Ｂ＋Ｃ＝０．５、 ｓｉｎ０°＝−Ｃ＋Ｃ＝０ となるように、Ａ、Ｂ、Ｃの値を決定する。 したがって、Ａ＝０．５ Ｂ＝０．９＋０．５＝１．４ Ｃ＝０．５＋１．４＝１．９となり、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．５：１．４：１．９ の巻数比とな
る。
よって発生する磁束は、そのコイルに流れる電流の方向
（＋，−）を付したコイル巻数の加算値に比例し、その
加算値が磁束を発生させるために有効なコイル巻数とな
る。そこで、単位コイル３０１〜３１２の巻き回数は、
各スロット２の中に挿入されたコイルの巻数に、そのコ
イルに流れる電流の方向の符号（＋、−）を付し、スロ
ットの中のコイルの巻数の加算値が円周方向に移動する
に従って、正弦波状に変化するように巻回してある。す
なわち、図６に示すように、スロット番号ｎ1 〜ｎ12に
挿入した単位コイル３０１〜３１２の磁束発生に有効な
巻数が正弦波状に変化するように、１回転の回転角３６
０度をスロット数１２で分割した３０度毎に区分して、
スロット２の中の巻線数を加算する。各単位コイル３０
１〜３１２の巻数比の種類を、９０度を３０度毎に分割
した数である３個のグループ（Ａグループ、Ｂグループ
およびＣグループ）に分ける。また、コイルの巻き方向
を正方向（＋）と逆方向（−）に分ける。その上で、図
７に示すように、 ｓｉｎ９０°＝２Ａ＝１、 ｓｉｎ６０°＝−Ａ＋Ｂ≒０．９ ｓｉｎ３０°＝−Ｂ＋Ｃ＝０．５、 ｓｉｎ０°＝−Ｃ＋Ｃ＝０ となるように、Ａ、Ｂ、Ｃの値を決定する。 したがって、Ａ＝０．５ Ｂ＝０．９＋０．５＝１．４ Ｃ＝０．５＋１．４＝１．９となり、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．５：１．４：１．９ の巻数比とな
る。
【００１１】ここで、図１および図３に示すように、単
位コイル３０１、３０６を逆方向のＡグループ、単位コ
イル３０７、３１２を正方向のＡグループ、単位コイル
３０２、３０５を逆方向のＢグループ、３０８、３１１
を正方向のＢグループ、単位コイル３０３、３０４を逆
方向のＣグループ、単位コイル３０９、３１０を正方向
のＣグループとする。例えば、スロット番号ｎ1 〜ｎ7
について、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算か
ら、磁束発生に有効な巻数比を求めると、次のような値
となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：＋Ａ−Ｂ＝＋０．５−１．４＝−０．９ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｃ＝＋１．４−１．９＝０．５ ｎ4 ：＋Ｃ−Ｃ＝＋１．９−１．９＝０ ｎ5 ：−Ｂ＋Ｃ＝−１．４＋１．９＝０．５ ｎ6 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．４＝０．９ ｎ7 ：＋Ａ＋Ａ＝＋０．５＋０．５＝１．０ これは図４に示した正弦波状の曲線上の値となる また巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３０１、
３０６、３０７、３１２の巻数を２０ターンとすると、
Ｂグループの単位コイル３０２、３０５、３０８、３１
１の巻数は ２０×（１．４／０．５）＝５６ターンとなる。 同様に、Ｃグループの単位コイル３０３、３０４、３０
９、３１０の巻数は ２０×（１．９／０．５）＝７６ターンとなる。 このように、単位コイル３０１〜３１２によって構成さ
れた励磁コイル３は、図７に示したように、回転子１に
固有の位置を基準とした１回転が１周期となる正弦波に
近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生する
ことができ、それにともない、検出電圧も正弦波状とな
る。
位コイル３０１、３０６を逆方向のＡグループ、単位コ
イル３０７、３１２を正方向のＡグループ、単位コイル
３０２、３０５を逆方向のＢグループ、３０８、３１１
を正方向のＢグループ、単位コイル３０３、３０４を逆
方向のＣグループ、単位コイル３０９、３１０を正方向
のＣグループとする。例えば、スロット番号ｎ1 〜ｎ7
について、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算か
ら、磁束発生に有効な巻数比を求めると、次のような値
となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：＋Ａ−Ｂ＝＋０．５−１．４＝−０．９ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｃ＝＋１．４−１．９＝０．５ ｎ4 ：＋Ｃ−Ｃ＝＋１．９−１．９＝０ ｎ5 ：−Ｂ＋Ｃ＝−１．４＋１．９＝０．５ ｎ6 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．４＝０．９ ｎ7 ：＋Ａ＋Ａ＝＋０．５＋０．５＝１．０ これは図４に示した正弦波状の曲線上の値となる また巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３０１、
３０６、３０７、３１２の巻数を２０ターンとすると、
Ｂグループの単位コイル３０２、３０５、３０８、３１
１の巻数は ２０×（１．４／０．５）＝５６ターンとなる。 同様に、Ｃグループの単位コイル３０３、３０４、３０
９、３１０の巻数は ２０×（１．９／０．５）＝７６ターンとなる。 このように、単位コイル３０１〜３１２によって構成さ
れた励磁コイル３は、図７に示したように、回転子１に
固有の位置を基準とした１回転が１周期となる正弦波に
近似した高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生する
ことができ、それにともない、検出電圧も正弦波状とな
る。
【００１２】図８は本発明の第３の実施例の回転子を示
す正断面図、図９は構成図、図１０は励磁コイルとスロ
ットの関係を示す説明図である。第３の実施例は凸極部
２１を１０個にした場合を示している。１回転の回転角
３６０度をスロット数１０で分割した３６度毎に区分し
て、スロット２の中の巻線数を加算する。各単位コイル
３０１〜３１０の巻数比の種類を、３個のグループ（Ａ
グループ、ＢグループおよびＣグループ）に分ける。ま
た、コイルの巻き方向を正方向（＋）と逆方向（−）に
分ける。その上で、図１０に示すように、 ｓｉｎ90°＝２Ａ＝１、 ｓｉｎ(90-36) °＝−Ａ＋Ｂ≒０．８ ｓｉｎ(90-36-36)°＝−Ｂ＋Ｃ＝０．３ となるように、Ａ、Ｂ、Ｃの値を決定する。 したがって、Ａ＝０．５ Ｂ＝０．８＋０．５＝１．３ Ｃ＝０．３＋１．３＝１．６となり、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．５：１．３：１．６ の巻数比とな
る。
す正断面図、図９は構成図、図１０は励磁コイルとスロ
ットの関係を示す説明図である。第３の実施例は凸極部
２１を１０個にした場合を示している。１回転の回転角
３６０度をスロット数１０で分割した３６度毎に区分し
て、スロット２の中の巻線数を加算する。各単位コイル
３０１〜３１０の巻数比の種類を、３個のグループ（Ａ
グループ、ＢグループおよびＣグループ）に分ける。ま
た、コイルの巻き方向を正方向（＋）と逆方向（−）に
分ける。その上で、図１０に示すように、 ｓｉｎ90°＝２Ａ＝１、 ｓｉｎ(90-36) °＝−Ａ＋Ｂ≒０．８ ｓｉｎ(90-36-36)°＝−Ｂ＋Ｃ＝０．３ となるように、Ａ、Ｂ、Ｃの値を決定する。 したがって、Ａ＝０．５ Ｂ＝０．８＋０．５＝１．３ Ｃ＝０．３＋１．３＝１．６となり、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．５：１．３：１．６ の巻数比とな
る。
【００１３】例えば、スロット番号ｎ1 〜ｎ6 につい
て、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算から、磁束
発生に有効な巻数比を求めると、次のような値となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：＋Ａ−Ｂ＝＋０．５−１．３＝−０．８ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｃ＝＋１．３−１．６＝−０．３ ｎ4 ：−Ｂ＋Ｃ＝−１．３＋１．６＝＋０．３ ｎ5 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．３＝＋０．８ ｎ6 ：＋Ａ＋Ａ＝＋０．５＋０．５＝＋１．０ これは図１０に示した正弦波状の曲線上の値となる．ま
た巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３０１、３
０５、３０６、３１０）の巻数を２０ターンとすると、
Ｂグループの単位コイル３０２、３０４、３０７、３０
９）の巻数は ２０×（１．３／０．５）＝５２ターンとなる。同様
に、Ｃグループの単位コイル３０３、３０８の巻数は ２０×（１．６／０．５）＝６４ターンとなる。このよ
うに、単位コイル３０１〜３１０によって構成された励
磁コイル３は、図７に示したように、回転子１に固有の
位置を基準とした１回転が１周期となる正弦波に近似し
た高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生することが
でき、それにともない、検出電圧も正弦波状となる。
て、コイルの巻き方向を考慮した巻数の加算から、磁束
発生に有効な巻数比を求めると、次のような値となる。 ｎ1 ：−Ａ−Ａ＝−０．５−０．５＝−１．０ ｎ2 ：＋Ａ−Ｂ＝＋０．５−１．３＝−０．８ ｎ3 ：＋Ｂ−Ｃ＝＋１．３−１．６＝−０．３ ｎ4 ：−Ｂ＋Ｃ＝−１．３＋１．６＝＋０．３ ｎ5 ：−Ａ＋Ｂ＝−０．５＋１．３＝＋０．８ ｎ6 ：＋Ａ＋Ａ＝＋０．５＋０．５＝＋１．０ これは図１０に示した正弦波状の曲線上の値となる．ま
た巻数は、例えば、Ａグループの単位コイル３０１、３
０５、３０６、３１０）の巻数を２０ターンとすると、
Ｂグループの単位コイル３０２、３０４、３０７、３０
９）の巻数は ２０×（１．３／０．５）＝５２ターンとなる。同様
に、Ｃグループの単位コイル３０３、３０８の巻数は ２０×（１．６／０．５）＝６４ターンとなる。このよ
うに、単位コイル３０１〜３１０によって構成された励
磁コイル３は、図７に示したように、回転子１に固有の
位置を基準とした１回転が１周期となる正弦波に近似し
た高調波成分のない正弦波波形の磁界を発生することが
でき、それにともない、検出電圧も正弦波状となる。
【００１４】上記実施例からわかるように、本発明は、
回転子１の表面に設ける凸極部２１の数は偶数とし、各
凸極部２１の回りにはそれぞれ単位コイルを集中巻きの
方法によって巻回して、凸極部２１の両側に形成された
スロット２に装着する。それぞれの単位コイルの巻数
は、一つのスロット２の中に装着された単位コイル３の
巻き方向を考慮して加算した数、すなわちコイルの巻き
方向の正方向を（＋）、逆方向を（−）としてコイル巻
数を加算した、いわゆる磁束発生に有効な巻数数を、回
転子１の円周方向に順次正弦波に近似した値に変化する
ように設定したものである。したがって、凸極部２１の
数は上記実施例で説明した８個、１０個、１２個の場合
に限るものではなく、凸極部２１が２極対以上の多極対
を形成するものであれば可能である。
回転子１の表面に設ける凸極部２１の数は偶数とし、各
凸極部２１の回りにはそれぞれ単位コイルを集中巻きの
方法によって巻回して、凸極部２１の両側に形成された
スロット２に装着する。それぞれの単位コイルの巻数
は、一つのスロット２の中に装着された単位コイル３の
巻き方向を考慮して加算した数、すなわちコイルの巻き
方向の正方向を（＋）、逆方向を（−）としてコイル巻
数を加算した、いわゆる磁束発生に有効な巻数数を、回
転子１の円周方向に順次正弦波に近似した値に変化する
ように設定したものである。したがって、凸極部２１の
数は上記実施例で説明した８個、１０個、１２個の場合
に限るものではなく、凸極部２１が２極対以上の多極対
を形成するものであれば可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
転子に複数対の凸極部を設け、各凸極部にそれぞれ巻回
した単位コイルからなる励磁コイルを設け、単位コイル
の巻数を、円周方向に移動するに従って磁束発生に有効
な巻数が正弦波状に変化するように設定してあるので、
回転子の１回転中の絶対位置が正確に検出できると共
に、励磁コイルを回転子のスロットに挿入する作業が極
めて簡単になり、安価で位置検出精度の高い電磁式回転
検出器を提供できる効果がある。
転子に複数対の凸極部を設け、各凸極部にそれぞれ巻回
した単位コイルからなる励磁コイルを設け、単位コイル
の巻数を、円周方向に移動するに従って磁束発生に有効
な巻数が正弦波状に変化するように設定してあるので、
回転子の１回転中の絶対位置が正確に検出できると共
に、励磁コイルを回転子のスロットに挿入する作業が極
めて簡単になり、安価で位置検出精度の高い電磁式回転
検出器を提供できる効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す回転子の説明図
である。
である。
【図２】 本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図３】 本発明の第１の実施例を示す単位コイルの装
着状態を示す説明図である。
着状態を示す説明図である。
【図４】 本発明の第１の実施例のスロット位置と磁束
発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の第２の実施例を示す回転子の説明図
である。
である。
【図６】 本発明の第２の実施例を示す単位コイルの装
着状態を示す説明図である。
着状態を示す説明図である。
【図７】 本発明の第２の実施例のスロット位置と磁束
発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
【図８】 本発明の第３の実施例を示す回転子の説明図
である。
である。
【図９】 本発明の第３の実施例を示す単位コイルの装
着状態を示す説明図である。
着状態を示す説明図である。
【図１０】 本発明の第３の実施例のスロット位置と磁
束発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
束発生に有効な巻数との関係を示す説明図である。
【図１１】 従来例を示す回転子の説明図である。
【図１２】 従来例を示す構成図である。
１：回転子、２：スロット、３：励磁コイル、３１〜３
８、３０１〜３１２：単位コイル、４：固定子、５ａ，
５ｂ：検出コイル、６：回転トランス、７：検出回路、
ｎ1 〜ｎ12：スロット番号
８、３０１〜３１２：単位コイル、４：固定子、５ａ，
５ｂ：検出コイル、６：回転トランス、７：検出回路、
ｎ1 〜ｎ12：スロット番号
Claims (2)
- 【請求項１】 円周方向に等間隔に複数対の凸極部と、
前記凸極部の両側に開口する偶数のスロットの中に挿入
した励磁コイルを有する回転子と、前記回転子に空隙を
介して対向し、機械的に９０度位相がずれた位置に設け
た二つの検出コイルを有する固定子とを備えた電磁式回
転検出器において、 前記励磁コイルは、前記凸極部の回りに集中巻きに巻回
した複数の単位コイルを円周方向に順次前記スロットに
挿入し、前記各スロットにおける前記単位コイルの磁束
発生に有効な巻数を円周方向に移動するに従って正弦波
状に変化させたことを特徴とする電磁式回転検出器。 - 【請求項２】 前記単位コイルの磁束発生に有効な巻数
は、前記単位コイルの巻き方向の一方の符号を＋、他方
の符号を−として各スロットの中の巻数を加算した値と
したことを特徴とする請求項１記載の電磁式回転検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01772698A JP3562616B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 電磁式回転検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01772698A JP3562616B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 電磁式回転検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201776A true JPH11201776A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3562616B2 JP3562616B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=11951761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01772698A Expired - Fee Related JP3562616B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 電磁式回転検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562616B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100370218C (zh) * | 2004-11-17 | 2008-02-20 | 三菱电机株式会社 | 可变磁阻型角度检测器 |
| CN106464109A (zh) * | 2014-05-16 | 2017-02-22 | 电装多利牡株式会社 | 内燃机用旋转电机及其制造方法 |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP01772698A patent/JP3562616B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100370218C (zh) * | 2004-11-17 | 2008-02-20 | 三菱电机株式会社 | 可变磁阻型角度检测器 |
| CN106464109A (zh) * | 2014-05-16 | 2017-02-22 | 电装多利牡株式会社 | 内燃机用旋转电机及其制造方法 |
| CN106464109B (zh) * | 2014-05-16 | 2018-12-07 | 电装多利牡株式会社 | 内燃机用旋转电机及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3562616B2 (ja) | 2004-09-08 |
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| Date | Code | Title | Description |
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