JPS62226012A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は角度位置を検出できるレゾルバの改良に関する
。

（従来の技術） 工場の自動化及びロボットの急速な発達により高性能の
サーボモータが必要とされてきた。将に高精度の位置決
めの必要がじまられており、サーボモータのダイレクト
・ドライブの開発もおこなわれている。そこで高精度の
位置決めをするには、モータの回転子の角度位置を高精
度に知る必要がある。この角度位置は、モータに取付け
られた角度位置センサの信号により知らされるので、高
分解能の角度位置センサを必要とする。ダイレクト・ド
ライブモータにおいては、数１０万〜１００万ｐｐｒの
分解能のセンイノが必要であるといわれている。

（発明が解決しようとする問題点） 第６図に示すように、固定子銖心１０．固定子巻線１１
、回転子鉄心１２、回転子巻線１３から構成されている
巻線型レゾルバでは、回転子が１回転することにより１
周期ずれた正弦波信号が出る（以下、１Ｘと称す）のが
主流であり、この正弦波信号を電子回路内でさらに分割
して分解能をあげている。しかし、電子回路内での分割
はある範囲までしか信頼性がない。そこで数周波の正弦
波信号（数Ｘ）の高分解能レゾルバが要求されるが、巻
線型レゾルバでは、固定子巻線１１と回転子＠１ｉ１１
３があるため多極に製作することは困難であり、しかも
多極にした場合にはその外形が相当大きくなり、およそ
サーボモータに使用不可能である。

そこで、木光明は、高分解能の角度位置検出がでさ、か
つ容易に製作でき、外形を小形にできるレゾルバを提供
することを目的とする。

〔発明の構成１ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、回転子鉄心の外周面
に多極着磁されたリング状の永久磁石を固着した回転子
と、この回転子の外周面に対して所定の空隙を隔てて配
設されたリング状の固定子鉄心と、上記回転子の永久磁
石と対面する上記固定子鉄心の内周面に複数個配列され
るとともに各々に交流信号を入力したときホール効果に
より出力が得られるホール素子とを備え、このホール素
子の出力から上記回転子の角度位置を検出可能にしたも
のである。

（作用） 上記のように構成することにより、高分解能の角度位置
検出ができる。

［光明の構成］ （実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図および第２図は本発明によるレゾルバの一実施
例の軸方向断面図および直径方向拡大断面図である。回
転子１は、磁性材料を円形リング状にし、かつ半径方向
に等配に多極着磁された永久磁石２を、独楽（こま）状
の回転子鉄心３の外周面に固着したものである。上記回
転子１の外周面に所定交際９を隔てて配設された円形リ
ング状の固定子４は、円形リング状の鋼板５とこの鋼板
５の内周面に密着された円筒状の樹脂体６とからなる固
定子鉄心と、次の述べるように固定子鉄心の樹脂体６に
配設した複数個のホール素子７とから構成されている。

すなわち、上記樹脂体６の内周面の上記永久磁石２と対
面する部分に複数個くここでは８個）のホール素子７を
所定間隔を存して配設しである。上記ホール索子７は例
えば４１１！ｉｆ″′）分けて２グループとし、各グル
ープの配置関係は電気角（永久磁石２に対して）で９０
”ずらすとともに各グループ毎のホール素子７は等間隔
に配設されている。これは回転子１の偏心の影響を小さ
くするためである。　。

上記ホール素子７の電気的接続は第３図のように、４個
のホール索子７の入力端をプリン（−配線によって電気
的に並列に接続し、これを１つのグループとし、同じよ
うに残りの４個のホール索子７の入力端もプリント配線
によって電気的に接続して他のグループとする。そして
両グループのホール素子７の出力端をすべてプリント配
線により直列に接続する。

このにうに構成したものにおいて、グループ毎のホール
素子７の入力端にそれぞれＣ０８（１）ｔ。

ＳＩＮｗｔの２相交流を入力すると、ホール素子が生じ
る。

ＶＨ−ＫＸＢＸ■　　　　　（１） ただしＢは永久磁石２により生ずる磁束密度で、ＳＩＮ
分布となる。■　は電流、Ｋは定数である。

第２図のように上記２グループのホール索子７をａ引用
ホール素子７（ａ相〉ｂ相用ホール素子７（ｂ相）とす
ると 回転子１が角度θで変位するとａ相用ボール素子７（ａ
相）七の磁束密度ＢはＡ　Ｓｉｎθとなり、残りのし引
用ホール素子７＜ｌ）相）上の磁束密度ＢはＡ　ＣＯ５
θとなる。またホール素子７（ａ相）、７（ｂ相）の電
流ＩはそれぞれＣｏｓ　ωｔ、Ｓｉｎ　ωｔであるから
、出力は（２）式のにうになる。

ｏｕｔ　　＝４　　（Ｋ　−Ｓｉｎ　　ωｔ−Ａｃｏｓ
　　θ−に−ＣＯ３ωｔ　　−ＡＳｉｎ　　θ） ＝４Ｋ　−（Ｓｉｎ　ωｔ−θ）（２）（ただし、Ｋ−
＝ＡＫである。） そしてホール素子７の出力信号の振幅値を入力信号の振
幅１直と一致するよう調整し、入力信号に″・Ｓｉｎω
ｔと出力信号Ｋ”・５ｉｎ（ωｔ−θ）を比較すると、
第４図のようになる。入力信号と出力信号の位相差は、
回転子１の変位θと一致するので、位相差を検出するこ
とにより角度位置が検出できる。

またこの位相差θを電子回路を組んでさらに分割して分
解能をあげることができる。さらに回転子１の永久磁石
２は半径方向に等配に多極＠磁されており、またギャッ
プ９をある程度大ぎくすることにより、６極の磁束分布
をＳＩＮ波形とすることができる。

以上述べた実施例によれば、永久磁石２の極数をＰとす
ると（Ｐ／２）Ｘの分解能を持つレゾルバを自由に作る
ことができ、従来の１×のレゾルバより高分解能のもの
が得られる。また巻線型レゾルバとバーニヤ型レゾルバ
は固定子に巻線を必要とするので、重量が重く、かつ製
作が困難であるが、上記した実施例のレゾルバは、巻線
を必要としないので、容易に製作ができ、しかも外形を
小形化できる。さらに上記実施例の場合、２相交流入力
で、各相内のホール素子７は、９０’等配としているの
で、回転子１が偏心しても、出力が平均化されるので、
回転子１の偏心の影響が小さい。また、２つのホール素
子７が鋼板５の内周面に対面する位置すなわち回転子１
の直径の延長線上に配置したので、回転子１が偏心して
も、ホール素子７の出力が平均化される。

上記実施例の各相のホール素子７の４ｆｌ！Ｉからさら
に数を増やし等配にすることにより、回転子１の偏心の
影響をさらに小さくすることができる。

また上記実施例は、２相八力１相出力であるが、第５図
の様に３相入力１相出力とすることができる。この場合
、ホール素子７の位置関係は、電気角（永久磁石２の極
数に対し）で１２０°ずつずれた位置となり、−粗のホ
ール素子７の個数は３個以上となる。

その他、本発明は上記した実施例に限定されるものでな
く、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施でき
ることは勿論である。

［発明の効！Ｊ！１ 以上述べた本発明によれば回転子鉄心の外周面に多極着
磁されたリング状の永久磁石を固着した回転子と、この
回転子の外周面に対して所定の交際を隔てて配設された
リング状の固定子鉄心と、上記回転子の永久磁石と対面
する上記固定子鉄心の内周面に複数個配列されるととも
に各々に交流信号を入力したときホール効果により出力
が得られるホール素子とを備え、このホール素子の出力
から上記回転子の角度位置を検出可能にしたので、高分
解能の角度位置ができ、かつ容易に製作でき、外形を小
型にできるレゾルバを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のレゾルバの一実施例を示
す軸方向断面図およびその半径方向に断面した拡大断面
図、第３図は第１図のホール素子の接続図、第４図は第
１図の入力信号と出力信号の関係図、第５図は本発明の
レゾルバの他の実施例を示す軸方向断面図、第６図は従
来の巻線型レゾルバの一例を断面して示す斜視図である
。 １・・・回転子、２・・・永久磁石、３・・・回転子鉄
心、４・・・固定子、５・・・鋼板、６・・・樹脂体、
７・・・ホール素子、１０・・・固定子鉄心、１１・・
・固定子巻線、１２・・・回転子鉄゛心、１３・・・回
転子巻線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転子鉄心の外周面に多極着磁されたリング状の
   永久磁石を固着した回転子と、この回転子の外周面に対
   して所定の空隙を隔てて配設されたリング状の固定子鉄
   心と、上記回転子の永久磁石と対面する上記固定子鉄心
   の内周面に複数個配設されるとともに各々に交流信号を
   入力したときホール効果により出力が得られるホール素
   子とを備え、このホール素子の出力から上記回転子の角
   度位置を検出可能にしたことを特徴とするレゾルバ。
2. （２）複数個のホール素子は固定子鉄心の内周面に対面
   する位置に配置した特許請求の範囲第１項記載のレゾル
   バ。
3. （３）複数個のホール素子はグループ毎あるいは相毎に
   等配置とした特許請求の範囲第１項記載のレゾルバ。