WO2000042389A1

WO2000042389A1 - Resolveur utilisant une bobine en couches

Info

Publication number: WO2000042389A1
Application number: PCT/JP1999/004542
Authority: WO
Inventors: Toru Shikayama; Akihiko Maemura; Takashi Katsuma
Original assignee: Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2000-07-20
Also published as: EP1152223A4; KR20010101517A; US6628038B1; DE69930643D1; DE69930643T2; EP1152223B1; CN1153954C; CN1339101A; KR100611630B1; EP1152223A1

Description

明細書

シ一トコィル开レゾルバ

[技術分野]

本発明は、例えば F A機器や O A機器の分野でサーボモータの速度検出 '位置検出などに用いられると共に、シートコイルで構成された小型 ·薄型のシ一トコィル形レゾルバに関するものである。

[背景技術]

従来のシ一トコィル形レゾルバには、 1相からなる励磁相の平面状シ一トコィルと 2相からなる検出相の平面状シートコイルが空隙を介して配置されて構成されるものがある ₃ 検出相は薄膜の絶縁シート層を挟んで、表側と裏側に銅箔で形成された渦巻き状パターンからなる検出相と、同じく薄膜の絶縁シ一ト層を挟んで、裏側には同一のパターンであるが前記検出相と電気角 9 0度の位相差を持つもう一つの検出相が配置されており、一方、励磁相は薄膜の絶縁シ一ト層を挟んで、表側と裏側に同一の渦巻き状パターンが位相差なく配置されている。このシートコイル形レゾルバは、エッチング等により精密にパターン化された渦巻き状パターンによって、検出相の鎖交磁束が回転角度によって精度良く正弦波状に変化し、角度誤差の小さいレゾルバとなっている（例えば、特開平 8— 8 4 4 4 9号公報）。

また、シートコイル形レゾルバと同等の機能を有するものとして、次のような回転トランスが開示されている。この回転トランスは、絶縁体よりなる薄膜状の基板の表裏に形成した一対の二次側の導 ί本パターンを、円の一部に間隙を設けた同心円状で多段の薄膜導体により形成して、薄膜導体間の端部をジヤンパ線で接続するように構成しており、この 2次側を、スル一ホールを介してトランスの 1次側に空隙を介して対向配置したものである（例えば、特平 8 - 3 0 6 5 6 2号公報）。

また、他の従来のシートコイル形レゾルバには、回転トランスのパターンをレゾルバのバタ一ンの内側に設け、回転卜ランスのバタ一ンとレゾルバのバタ一ンを一体化したものがある（特開平 8— 1 3 6 2 1 1号公報） _c

し力しな力；ら、従来技術では次のような問題点があつた.： ( 1 ) 特開平 8— 1 3 6 2 1 1号記載の回転トランス形レゾ/レバは、回転トランスのパターンとレゾルバのパターンを一体化したため、加工工数を低减し低コスト化は得られるものの、小型にするときは外径を小さくしなければならず、そのため回転トランスのパターンが非常に小さくなってしまい、磁束と巻数の减少に伴う変圧比の低下が生じ、所定の検出電圧を得ることができなかった。また、検出相パターンが回転トランスの作る磁束を鎖交するので、大きな残留 ¾]Ξが発生し角度誤差が大きなものとなっていた。

( 2 ) 特開平 8 - 8 4 4 4 9号記載のレゾルバ、特開平 8— 3 0 6 5 6 2号記載の回転トランスは、導体のシートコイル貼り付け時の芯ずれによって、 1次側と 2次側の中心が一致しなくなり、そして、そのシートコイルが回転すると、鎖交磁束の振幅に機械角 3 6 0度の変動成分が現れるようになった。このように従来技術では、シートコイル貼り付け時に若干の芯ずれを起こしただけで、大きな角度誤差を引き起こすという問題があった。また、シートコイル貼り付け精度や組立精度を向上すれば角度誤差を低減できるものの、これはかえつてコスト高となり、本来の安価を目的とした効果を失うという問題があつた。そこで、本発明は、検出電圧の低下を招くことなく小型化できると共に、シ一トコイル貼り付け時に芯ずれが生じても鎖交磁束の振幅変動を抑えることができる、角度誤差の小さい、安価なシートコイル形レゾルバを提供することを目的とする。

[発明の開示]

本発明は、上記問題を解決するためになされた手段であり、本発明に係る第 1の実施例のシ一トコィル形レゾルバは、請求の範囲第 1項〜第 5項に記載したとおりである。

すなわち、本発明は、円板状の回転子と、前記回転子の軸方向に空隙を介して挟み込むように配置された 2個の円板状の固定子が備えられ、前記回転子は、円板状の軟磁性体の両面に、各々回転トランス 2次側パターンとレゾルバ励磁相パターンを形成した回転側シ一卜コイルが貼り付けられ、前記回転卜ランス 2次側パターンに対向すろ一方の前記固定子は、円板状の軟磁性体に回転卜ランス 1次側パターンを形成した固定側シ一卜コイルが貼り付けられ、前記レゾルバ励磁相パターンに対向する他方の前記固定子は、円板状の軟磁性体にレゾルバ検出相バターンを形成した固定側シ一卜コィルが貼り付けられたものである。

また、本発明は、前記回転側シートコイルは、前記レゾルバ励磁相パターンを形成した円板部と、前記回転トランス 2次側パターンを形成した円板部と、前記レゾルバ励磁相パターンと前記回転トランス 2次側パターンを接続する渡り線を形成した直線部とが 1枚のシ一トで形成されたものである

また、本発明は、前記固定側シートコイルは、前記レゾルバ検出相パターンを形成した円板部と、前記回転トランス 1次側パターンを形成した円板部と、該 2つの円板部を繋ぐ直線部とが 1枚のシ一トで形成されたものである。

また、本発明は、円板部の両面に形成された前記回転トランス 2次側パターンは外側から内側に渦巻くパターンであって、互いに直列接続されており、円板部の両面に形成された前記レゾルバ励磁相パターンは両面とも周方向に Nを自然数とする 2 N個の渦卷くパターンが配置されるとともに、表面と裏面の渦巻きの中心が周方向の同じ位置に配置され、 4 N個の渦巻きが直列接続されて軸倍角 NXとなっている。

また、本発明は、円板部の両面に形成された前記回転トランス 1次側パターンは外側から内側に渦巻くパターンであって互いに直列接続されており、円板部の両面に形成された前記レゾルバ検出相パターンは、一方の面が α相、他方の面が jS相であって、それぞれ周方向に 2 N個の渦巻くパターンが配置されるとともに、 α相と i3相の渦巻きの中心位置が互いに周方向に 9 0 ZN度ずれており、 2 N個の渦巻きがそれぞれ直列接続されて軸倍角 N Xとなっている：したがって、請求項第 1項から第 5項までの本発明は、外径を小さくしても回転トランスの面積は従来のものより大きくできるので、検出電圧は従来のものより低下することはない：また回転トランスのパターンとレゾルバのバタ一ンが同一面にないので、回転卜ランスの作る磁束はレゾルバの検出相バタ一ンに全く鎮交することがない... よって、残留電圧の問題が解消され、より角度誤差の小さいシー卜コイル形レゾルバを捉-供できろ.：そして、消費電力を大きく低减することができ、停電時のノッテリ運転の際に非常に有効なものとなろ。次に、本発明に係る第 2の実施例のシ一トコィル形レゾ /レバは、請求の範囲第 6項、第 7項に記載したとおりである：

すなわち、本発明は、前記回転トランス 2次側パターンの^ ¾と前記回転卜ランス 1次側パターンの外径は、何れか一方が他方に比べて大きくしたものである。

また、本発明は、前記回転トランス 2次側パターンのバターンピッチを； 1 ₂、前記回転トランス 1次側バタ一ンのパターンピッチをとした場合、前記回転トランス 2次側パタ―ンの最外径導 ί本の半径 r ,と前記回転トランス 1次側ノターンの最タ導体の半径が、 0 < r , - r ,≤4 X λ ₂, もしくは、 0く r【一 r ₂≤ 4 Xえ【の関係にしたものである。

次に、本発明に係る第 3の実施例のシートコイル形レゾルバは、請求の範囲第 8項、第 9項に記載したとおりである：

すなわち、本発明は、前記レゾルバ励磁相パターンの外径が前記レゾルバ検出相パターンの外径より大きく、かつ前記レゾルバ励磁相パターンの内径が前記レゾルバ検出相パターンの内径より小さいか、若しくは、前記検出相パターンの外径が前記励磁相パターンの外径より大きく、かつ前記検出相パターンの内径が前記励磁相パターンの内径より小さくしたものである。

また、本発明は、前記レゾルバ励磁相パターンのパターンピッチを; I _β、前記レゾルバ検出相パターンのパターンピッチをえ _αとし、前記レゾルバ励磁相パタ —ンの最タ導体の半径 r _s。と前記回転トランス 1次側パターンの最外径導 (本の ¾ r _α0、前記レゾルバ励磁相パターンの最内径導 ί本の半径 r _{fl I}と前記回転トランス 1次側パターンの最内径導 (本の半径 r が、 0 < r _α。― r _β。 4 Xえ"で、力つ 0く r _{e i}- r _{α ί} ≤ 4 X Α _{α Ν} もしくは、 0く r _{e 0}— r _α0 ≤ 4 Xえ _Ηで、かつ 0 < r _{a i} — r _{H i} 4 X λ _βの関係にしたものである：

これにより、請求項第 6項から第 9項に記載した本発明は、シートコィ/レ貼り付け時に芯ずれが生じても、鎖交磁束の振幅変動を抑えることができ、角度誤差を小さく保つことができる.：また、むやみに組み立て精度を上げる必要がなし、ので、安価なレゾルバを提供することができる .

[図面の簡単な説明] 図 1は、本発明の第 1の実施例を示すシ一トコイル形レゾルバの断面図である。図 2は、固定側シートコイルのパターンの平面図を展開したものであって、

( a ) は表面のパターンを示しており、（b ) は ( a ) の表面から透視した裏面のパターンを示している。図 3は、回転側シートコイルのバタ一ンを示す平面図を展開したものであって、（a ) は表面のパターンを示しており、（b ) は（a ) の表面から透視した裏面のパターンを示している。図 4は、本発明の第 2の実施例を示すシートコイル形レゾルバのそれぞれ同一方向から見たバターンの図であって、（a ) は回転トランスの 1次側パターン、（b ) は回転トランスの 2次側パターンであって、図中実線はシートコイルの表側のパターン、点線は表側から透視した裏側のパターンであり、（ c ) は回転トランスの 1次側と 2次側が対向したときの各パターンの最^ @の輪郭を図示したものである: 図 5は、回転子が固定子の中心に対して、芯ずれを起こした際の回転トランス 1次側パターンと 1次側パターンの最外径の輪郭を示す図であって、（a ) は回転子が静止した場合、（b ) は回転子が 9 0度回転した場合、（c ) は回転子が 1 8 0度回転した場合、（d ) は回転子が 2 7 0度回転した場合を示すものである。図 6は、本発明の第 3の実施例を示すシートコイル形レゾルバのそれぞれ同一方向から見たパターンの図であって、（a ) はレゾルバ部検出相パターン、（b ) はレゾルバ部の励磁相パターンであって、図中実線はシ一トコィルの表側のパターン、点線は表側から透視した裏側のパターンであり、（c ) はレゾルバ部の励磁相と検出相が対向したときの各パターンの最外径と最内径の輪郭を図示したものである。図 7は、回転子が固定子の中心に対して、芯ずれを起こした際のレゾルバ検出相パターンと励磁相バタ一ンの最外径と最内径の輪郭を示す図であって、（a ) は回転子が静止した場合、（b ) は回転子が 9 0度回転した場合、（c ) は回転子が 1 8 0度回転した場合、（d ) は回転子が 2 7 0度回転した場合を示すものである。図 8は、軸倍角 3 X、外径 0 :3 5 m m程度のシ一トコィル形レゾルバにおける芯ずれ量 δと角度誤差の関係を示す図である。

[発明を実施すろための最良の形態]

以下、本発明の実施例を図に基づし、て説明する： [第 1の実施例]

図 1は本発明の第 1の実施咧を示すシ一トコイル形レゾルバの断面図である図 2は固定側シートコイルのバタ一ンの平面図を展開したものであって、（a ) は表面のパターンを示しており、（b ) は（a ) の表面から透視した裏面のバターンを示している。図 3は回転側シートコイルのパターンの平面図を展開したものであって、（a ) は表面のパターンを示しており、（b ) は ( a ) の表面から透視した裏面のパターンを示している。これらの図では軸倍角 2 X、 1 相励磁 2相出力形のレゾルバを例としている： 2 Xとは、極対数 2のレゾルバであり、軸倍角として表示する場合は通常 Xを付記する。

本発明のシートコイル形レゾルバの特徴を以下に説明する。

図 1において、回転子 4とその軸方向両側面に設けた 2個の固定子 2、 3から構成されている。回転子 4は薄い円板のフェライ卜でできたバックヨーク 4 1 の両面に回転側シートコイル 6のそれぞれ円板部 6 1、 6 2が貼り付けられている。回転側シートコイル 6は、導体として銅箔を用い、薄膜の絶縁シート層の両面にコイルパターンが形成されている ₃ また回転子 4のバックヨーク 4 1 の一方の面には、中央にシャフト 1が接着等によって垂直に固着されており、固定子 2を構成するバックヨーク 2 1の中央にはシャフト 1を通すための穴が設けられている。

まず、固定側シートコイルについて、図 2を用いて説明する。

固定側シ一トコイル 5は、 2つの円板部 5 1、 5 2と、それをつなぐ直線部 5 3と、直線部 5 3の中央付近の一方から側方に伸びる突起部 5 4とで形成されており、円板部 5 1、 5 2にはそれぞれ回転トランス 1次側パターン 5 5とレゾルバ検出相パターン 5 6、 5 7が形成されている。レゾルバ検出相パターン 5 6、 5 7は、表面のパターンが α相 5 6であり、裏面のパターンが相 5 7である。回転トランス 1次側パターン 5 5は円板部 5 1の中央付近から外側に向う渦卷きとなつており、その端子 5 8は突起部 5 4の両面に 2つ（十、一）設けられている。端子 5 8の表面の（+ ) と裏面の（―）は、それぞれ表面の渦巻きの外側と裏面の渦巻きの外側に槃がつており、さらに中央付近のスル一ホール 5 9で互いに繋がっている：. 表面と裏面のパターンは同じ表面から見ろと同じ方向に渦卷いており、 1つのコイルをなしている。

レゾルバ検出相パターン 5 6、 5 7はそれぞれ周方向に 4個の渦巻き状パタ —ンが形成されており、互いに周方向に半ピッチずれているしたがって電気角で 9 0度ずれ、機械角で 4 5度ずれた配置となっている。

レゾルバ検出相パターン（ひ相） 5 6の端子 5 8は突起部 5 4の裏面に 2つ ( S A 1.、 S A 2 ) 設けられており、裏面の渦巻きコイルパターンの間のスル —ホール 5 0を通って表面の渦巻きパターンの中心に接続されている。その渦巻きの外側は渡り線によつて隣の渦卷きの外側に繋がっており、さらに、その中心はスルーホール 5 0を通じて裏面で互レ、に繋がっている。

レゾルバ検出相パターン（0相） 5 7の端子 5 8は突起部 5 4の表面に 2つ ( S B 1、 S B 2 ) 設けられており、表面の渦巻きコイルパターンの間のスル —ホール 5 0を通って裏面の渦巻きパターンの中心に接続されている。その渦巻きの外側は渡り線によって隣の渦巻きの外側に繋がっており、さらに、その中心はスル一ホール 5 0を通じて表面で互レ、に繋がっている。

次に、回転側シートコイルについて、図 3を用いて説明する。

回転側シ一トコイル 6は 2つの円板部 6 1、 6 2とそれをつなぐ直線部 6 3 とで構成されており、円板部 6 1、 6 2には、それぞれ回転トランス 2次側パターン 6 4とレゾルバ励磁側パターン 6 5が形成されている。レゾルバ励磁相パターン 6 5は両面とも周方向に 4個の渦巻き状バタ一ンが形成されており、両面の周方向位置は同じになっているつこれらのパターンは全てが直列に接続されており、次のようになっている。直線部 6 3の両面には、それぞれ回転トランス 2次側パターン 6 4とレゾルバ励磁側パターン 6 5を繋ぐ渡り線が形成されている。それぞれ回転トランス 2次側パターン 6 4の両面に形成された渦巻きの外側に繋がっており、渦巻きの内側ではスル一ホール 6 6を介して互いに接続されている，直線部 6 3の表面の渡り線は、レゾルバ励磁側パターン 6 5の表面にある 1つの渦巻きの外側に繫がっており、その中央でスルーホール 6 7を介して裏面の渦巻きの中央に繁がっている，裏面の渦巻きの外側はその隣の渦巻きの外側に繫がっており、更にその渦きの中心でスル一ホール 6 7 を介して表面の渦巻きに繋がっている，同じような繋ぎ方が繰返され、 ¾後は直線部 6 3の裏面の渡り線に繋がっている。

以上のように形成された固定側シートコイル 5と回転側シートコイル 6は、直線部 5 3、 6 3で折り曲げられ、それぞれ固定子 2、 3のバックョ一ク 2 1、 3 1と回転子のバックョ一ク 4 1に貼付けられている。そして、固定側シートコイル 5の回転トランス 1次側パターン 5 5と回転側シートコイル 6の回転トランス 2次側パターン 6 4とが対向し、固定側シ一トコイル 5のレゾルバ検出相パターン 5 6、 5 7と回転側シ一トコイル 6のレゾルバ励磁側バターン 6 5 とが対向するよう配置されている：

次に動作について説明する。

このように構成されたシ一トコイル形レゾルバにおいて、固定側にある回転トランス 1次側パターン 5 5の端子 5 8 ( +、 -) から高周波の電圧を印加することにより、まず回転側の回転トランス 2次側パターン 6 4に電圧が誘起される。その ¾]Ξによってレゾルバ励磁相パターン 6 5に電流が流れ、周方向に山と谷を持つ磁束分布を作る。その磁束が固定側のレゾルバ検出相パターン 5 6、 5 7に鎖交すると、回転角に応じて振幅が変化する検出電圧を得ることができる。また α相のレゾルバ検出相パターン 5 6と相のレゾルバ検出相パタ —ン 5 7が電気角で 9 0度の位相差をもって配置されているため、その検出電圧の振幅も電気角で 9 0度の位相差で変化し、 1相励磁 Z 2相出力形のレゾルバとして機能している。

本発明の第 1の実施例は、回転トランス 2次側パターンとレゾルバ励磁相バターンを両面に備えた回転子と、回転子の軸方向両側に空隙を介して挟むように回転トランス 1次側パターンとレゾルバ検出相パターンを備えた固定子を配置するレゾルバを構成したので、本発明に対して、従来の回転トランスのパターンをレゾルバのパターンの内側に設けたものと比較すると、本発明の回転トランスのパターンは、従来と同じ外径の場合、約 4倍の面積となる。その結果、ターン数が 1次側と 2次側を合わせて 8倍になり、さらにパ一ミアンスの増加によって回転トランスの 2次側が鎖交する磁束は格段に大きくなる.：すなわち、所定の検出電圧を得る場合は、本実施例の方が従 ¾に比べ大きく消費 ¾力を低减すろことができるつまた、回転卜ランスのパターンとレゾルバ検出相のパタ —ンが従来と違い同一面上にないため、回転トランスによって発生した磁束はレゾルバ検出相パターンに全く鎖交することがない。すなわち、従来発生していた残留電圧の問題が本発明によって解消され、精度の良いシートコイル形レゾルバを得ることが出来る

[第 2の実施例]

次に、本発明の第 2の実施例を説明する：

図 4は本発明の第 2の実施例を示すシ一トコィル形レゾルバのそれぞれ同一方向から見たパターンの図であって、（a ) は回転トランスの 1次側パターン、

( b ) は回転トランスの 2次側パターンである。図中の実線はシートコイルの表側のパターンであり、点線は表側から透視した裏側のパターンを意味する。また、（ c ) は回転トランスの 1次側と 2次側が対向したときの各パターンの最夕^の輪郭を図示したものである。

図において、この第 2の実施例が第 1の実施例と異なるのは、 2次側バタ一ンの最外径導体の半径 r ₂が 1次側パターンの最外径導体の半径 r ,よりも大きくなっていることである。このタの差 r ₂— ^は、 2次側バターンのパターンピッチを λ ₂とした場合、

0 < r ,- r _L≤ 4 X λ

の関係にある。

なお、このような条件としたのは、シートコイル貼り付け時の芯ずれ量は、組立の容易性を考慮したとしても ± 0 . 2 m m以下であり、また、パターンピツチは最小で 0 . 0 5 mm程度であるので、 4 Χ λ ₂は最小で 0 . 2 mmであり、 r ,- r ,が 0 . 2 m mであるとすれば、芯ずれ量が ± 0 . 2 mmであったとしても 1次側パターンが 2次側パターンの外側にでることがないという理由からである

次に動作にっレ、て説明する：

図 5は、回転子が固定子の中心に対して、芯ずれを起こした際の回転トランス 1次側パターンと 2次側パターンの最外怪の輪郭を示す図であって、（ a ) は回転子が静止した場合、（ b ) は回転子が 9 0度回転した場合、（ c ) は回転子が 1 8 0度回転した場合、（ d ) は回転子が 2 7 0度回転した場合を示すのである。このように構成されたシートコイル形レゾルバにおいて、シートコィル貼り付け時の芯ずれが起こると、回転子側シ一卜コイルが固定側シートコィルに対して芯回転が起き、回転トランス 2次側バタ一ン 6 4は、図 5 ( a ) 〜（d ) に示すように、回転卜ランス 1次側パターン 5 5上を回転する 1次側パターン 5 5の最外径は 2次側パターン 6 4の最外径の内側に必ず入るので、鎖交磁束の振幅変動が小さくなる。

本発明の第 2の実施例はこのような構成にしたので、シ一トコイル貼り付け時の芯ずれや回転子の芯回転、芯ずれが起きても、鎖交磁束の振幅の変動が小さく、角度誤差が大きくなることがない。

[第 3の実施例]

次に、第 3の実施例について説明する ₂

図 6は本発明の第 3の実施例を示すシ一トコイル形レゾルバのそれぞれ同一方向から見たパターンの図であって、（a ) はレゾルバ部検出相パターン、（b ) はレゾルバ部の励磁相パターンである。図中の実線はシ一トコイルの表側のパターンであり、点線は表側から透視した裏側のパターンを意味する：また、（ c ) はレゾルバ部の励磁相と検出相が対向したときの各パターンの最外径と最内径の輪郭を図示したものであるこの第 3の実施例では、軸倍角 3 X、 1相励磁 2相検出形のレゾルバの電気角 3 6 0 ° 分の渦巻パターンを例とする極対数 3 のレゾルバで説明する _c

図において、この第 3の実施例が第 1の実施例と異なるのは、検出相パターンの最外径導体の半径]:。。が励磁相パターンの最外径導の半径 r _s。よりも大きく、検出相パターンの最内径導 ί本の半径 r _{u i}が励磁相パターンの最内径導体の半径 r _{9 i}より小さくなつていることである。この半径の差 r _a。一 r _Η。と r _{8 i}— r _{rt i}は、検出相パターンのパターンピッチをえ„とした場合、

0 < r _a0- r ,₀ ≤4 X λ _α

で、カゝつ、

0 < r _e - r _{a i} ≤ 4 X λ ,_t

の関係にある点である

次に動作につし、て説明すろ図 7は、回転子が固定子の中心に対して、芯ずれを起こした際のレゾルバ検出相パターンと励磁相パターンの最外径と最内径の輪郭を示す図であって、（ a ) は回転子が静止した場合、（b) は回転子が 90度回転した場合、（c) は回転子が 1 80度回転した場合、（d) は回転子が 270度回転した場合を示すものである。このように構成されたシートコイル形レゾルバにおいて、シートコイル貼り付け時の芯ずれが起こると、回転子側シ一トコィルが固定側シートコイルに対して芯回転が起き、レゾルバ励磁相パターン 65は図 7 (a) 〜（d) に示すようにレゾルバ検出相パターン 56、 57上を回転する e 励磁相パターン 65の最外径は検出相バタ一ン 56、 57の最外径の内側に必ず入り、励磁相パターン 65の最内径は検出相パターン 56、 57の最内径の外側に入るので、鎖交磁束の振幅変動が小さくなる ₃

ここで、軸倍角 3 Xのシートコイル形レゾルバにおける芯ずれ量 δと角度誤差の関係を図 8に示す。これは最小パターンピッチ 50 μ mにおいて、 r _a0—

^Γ 90一 0ゝ i αθ― ^Γ Θ0―え αヽで αθ一 ^Γ S0⁼ 2 Xえ _a、 Γ _ο0― Γ _θ0一。え _αゝ r _α0- r _β0=4 Xえ _αの角度誤差を表したものである- 図からもわかるように、従来技術の場合（ r„。一 r ,₀=0) は芯ずれ量 δが大きくなるにつれて極端に角度誤差が増加した。しカゝし、本発明によれば芯ずれ量 δが 0. 2 mmあったとしても r _α0- r _so=4 Xえ。、かつ r _e。一 r _α。=4 X λ _a、つまり検出相の外側の半径を励磁相よりも 4ピッチ分大きくし、検出相の内側の半径を励磁相よりも 4ピッチ分小さくしておけば角度誤差は小さいままである ₃ また、軸倍角 3 Xのレゾルバにおいて角度誤差は 5分以下であれば十分であるとすれば、 r _tt0- r _β0= 2 Xえ _α、かつ r _β。一 r _aQ= 2 Xえ _α、つまり検出相の外側の半径を励磁相よりも 2ピッチ分大きくし、検出相の内側の半径を励磁相よりも 2 ピッチ分小さくしておけば良いことになる。

以上の実施例では、シ一トコイルが大きくなるために小型化を目的とする場合短所となるように見えるが、大きくしたとしても最大で ±0. 2mmであり、全体の大きさから見れば何ら問題になるほど大きくならないつ

また、一方のパターンを大きくするためにターン数を多くするが、これにより抵抗増加による損失増加が懸念される: し力ゝし、そのターン数の増加は本発明によると 4本以下であり、 1個の渦巻パターンのタ一ン数に対する割合は最大で 5 %である。つまり、レゾルバ全体の損失のうちで占める増加分としては非常に小さく、ほとんど問題になることはなレ、。

本発明の第 3の実施例はこのような構成にしたので、第 2の実施例と同様にシ —トコイル貼り付け時の芯ずれや回転子の芯回転、芯ずれが起きても、鎖交磁束の振幅の変動が小さく、角度誤差が大きくなることがなレ、。

なお、第 1の実施例において、回転子もしくは固定子のバックヨークは、図 1 では厚さを適当にとっている力；、回転トランスゃレゾルバのパターンが作る磁束は非常に小さいため、これらのバックヨークの厚みを 2〜3 m m程度まで薄くしても何ら問題となることはない。また、回転子の両面のパターンによって作られる磁束は同様の理由で干渉することがない。

また、第 2、第 3の実施例では、回転トランス部においては 2次側パターンの最外径導体の半径 r ₂が 1次側パターンの最外径導体の半径ょりも大きい場合であり、レゾルバ部にぉレ、ては検出相パターンの最^ 導の^^ r _a。が励磁相パターンの最外径導体の半径 _{r fl}。よりも大きく、検出相パターンの最内径導体の^ _{a i}が励磁相パターンの最内径導体の r _{e i}より小さい場合を示した力各々大小関係は逆であっても差し支えないことは言うまでもない ₃ また、本実施例では回転トランス部とレゾルバ部を別個に取り扱つたが、どちらも一体としたシートコイルとして構成しても何ら差し支えない。

また、上記実施例では軸倍角 2 Xと 3 Xの場合を説明したが、他の軸倍角を用いても良いことは言うまでもなく、同じ効果が得られる。

[産業上の利用可能性]

本発明は、 F A機器や O A機器の分野でサーボモータの速度検出 ·位置検出などに用いられるレゾルバに適用して、検出電圧の低下を招く二となく小型化できると共に、シ一卜コイル貼り付け時に芯ずれが生じても鎖交磁束の振幅変動を抑えることができる、しかも角度誤差の小さい、安価なシートコイル形レゾルバを提供する分野に利用できる

Claims

請求の範囲

1 . 円板状の回転子と、前記回転子の軸方向に空隙を介して挟み込むように配置された 2個の円板状の固定子が備えられ、

前記回転子は、円板状の軟磁性体の両面に各々回転トランス 2次側パターンとレゾルノく励磁相パターンを形成した回転側シ一トコィルが貼り付けられ、前記回転トランス 2次側パターンに対向する一方の前記固定子は、円板状の軟磁性体に回転トランス 1次側パターンを形成した固定側シ一トコィルが貼り付けられ、

前記レゾルバ励磁相パターンに対向する他方の前記固定子は、円板状の軟磁性体にレゾルバ検出相パターンを形成した固定側シ一卜コィルが貼り付けられていることを特徴とするシ一トコィル形レゾルバ：

2 . 前記回転側シートコイルは、前記レゾルバ励磁相パターンを形成した円板部と、前記回転トランス 2次側パターンを形成した円板部と、前記レゾルバ励磁パターンと前記回転トランス 2次側パターンを接続する渡り線を形成した直線部とが 1枚のシートで形成されていることを特徴とする請求項 1記載のシ —トコィル开レゾ /レバ。

3 . 前記固定側シートコイルは、前記レゾルバ検出相パターンを形成した円板部と、前記回転トランス 1次側パターンを形成した円板部と、該 2つの円板部を繋ぐ直線部とが 1枚のシ一トで形成されていることを特徴とする請求項 1 記載のシ一トコィル形レゾルバ。

4 . 円板部の両面に形成された前記回転トランス 2次側パターンは、外側から内側に渦卷くパターンであって互レ、に直列接続されており、

円板部の両面に形成された前記レゾルバ励磁相パターンは、両面とも周方向に Nを自然数とする 2 N個の渦巻くパターンが配置されるとともに、表面と裏面の渦卷きの中心が周方向の同じ位置に配置され、

4 N個の渦卷きが直列接続されて軸倍角 N Xとなってレ、ることを特徴とする請求項 1または 2に記載のシートコィル形レゾ /レ/

5 . 円板部の両面に形成された前記回転トランス t次側ハターンは外側から内側に渦巻くパターンであって互レ、に直列接続されており、円板部の両面に形成された前記レゾルバ検出相バタ一ンは、一方の面が α相、他方の面が e相であって、それぞれ周方向に 2 N個の渦巻くパターンが配置されるとともに、 α相と ]3相の渦卷きの中心位置が互いに周方向に 9 0 / Ν度ずれており、

2 Ν個の渦巻きがそれぞれ直列接続されて軸倍角 N Xとなっていることを特徴とする請求項 1または 3に記載のシ一トコィル形レゾルバ。

6 . 前記回転トランス 2次側パターンの^ gと前記回転トランス 1次側パタ —ンの外径は、何れか一方が他方に比べて大きくしてあることを特徴とする請求項 1から 5までの ί可れか 1項に記載のシ一トコィル形レゾルバ。

7 . 前記回転トランス 2次側パタ一ンのパターンピッチを λ ₂、前記回転卜ランス 1次側パターンのパターンピッチをえした場合、前記回転トランス 2次側バタ―ンの最外径導体の半径 r ₂と前記回転トランス 1次側パタ一ンの最タ g 導体の半径 r _tが、

0く τ ,- r _t≤4 X λ ₂

もしくは、

0 < r！ - r ,≤ 4 X

であることを特徴とする請求項 1から 6までの何れか 1項に記載のシートコィル形レゾルバ。

8 . 前記レゾルバ励磁相パターンの外径が前記レゾルバ検出相パターンの外径より大きく、かつ前記レゾルバ励磁相パターンの内径が前記レゾルバ検出相パターンの内径より小さレ、か、若しくは、前記検出相バタ一ンの外径が前記励磁相パターンの外径より大きく、かつ前記検出相パターンの内径が前記励磁相パターンの内径より小さいことを特徴とする請求項 1カゝら 5までの何れか 1項に記載のシ一トコィル形レゾルバ

9 . 前記レゾルバ励磁相バタ一ンのパターンピッチをえい前記レゾルバ検出相パターンのパターンピッチをえ _aとし、前記レゾルバ励磁相パターンの最外径導 ί本の半径 r _a。と前記回転トランス 1次側パターンの最外径導体の半径 r ,,。、前記レゾルバ励磁相バタ一ンの最内怪導体の半径 _{r tf I}と前記回転トランス 1次側パターンの最内径導 ί本の半径 r _{Λ 1}が、 0< r _α0- r _θ0 ≤4 X Α_α

で、カゝっ

0 < r _9i- r _ai ≤ 4 X λ _α

もしくは、

0< r _eo- r_a0 ≤4Χλ₉

で、力つ

0< r _ai - r _fli ≤4 X λ _θ

であることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5、 8の何れか 1項に記載のシートコィル形レゾルバ。