(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなり、所定の回転軸周りに偏心して固定されたロータ部の前記回転軸と、巻線を巻いた極歯を具備するステータ部の前記極歯の内周中心との相対位置を軸ずれ量として検出する検出器と、前記検出器が検出した軸ずれ量に基づいて前記相対位置を調整する調整器とを具備するレゾルバの組立装置において、
前記検出器は、前記ロータ部の回転により前記ステータ部の前記巻線に生じたインダクタンスの変化を検出してフーリエ変換し、当該インダクタンス変化のレゾルバ１回転あたりの３周期成分の振幅と位相とを検出するフーリエ変換器と、
前記フーリエ変換器が出力する振幅と位相とに基づいて、前記ロータ部の回転軸に対する軸ずれ量を検出する演算器とを含むことを特徴とするレゾルバの組立装置。
【請求項２】
磁性体からなり、所定の回転軸周りに偏心して固定されたロータ部の前記回転軸と、巻線を巻いた極歯を具備するステータ部の前記極歯の内周中心との相対位置を軸ずれ量として検出する検出器と、前記検出器が検出した軸ずれ量に基づいて前記相対位置を調整する調整器とを具備するレゾルバの組立装置において、
組立の対象となるレゾルバが出力するデジタル信号Ａ，Ｂに基づいて計算を行い、振幅Ｒを出力する振幅計算器と、前記デジタル信号Ａ，Ｂに基づいて回転位置Ｐを演算する内挿演算器と、前記回転位置Ｐとそれに対する振幅Ｒとを対応づけてＮ個記憶し、このＮ個のデータが全てセットされると完了信号Ｑを出力する記憶器と、前記完了信号Ｑを受けると振幅Ｒに含まれるレゾルバ１回転あたりの３周期成分の振幅Ｇと位相βを算出し出力するフーリエ変換器と、Ｘ軸方向の軸ずれ量Ｘを、前記振幅Ｇと位相βとレゾルバの構造によって決定される単位変換係数Ｋより
Ｘ＝Ｋ・Ｇ・ＳＩＮ（β）
によって算出する第１の演算器と、Ｙ方向の軸ずれ量Ｙを  
Ｙ＝Ｋ・Ｇ・ＣＯＳ（β）
によって算出する第２の演算器と
前記軸ずれ量Ｘ，Ｙを指令値としてロータ部に対してステータ部を移動させ、この軸ずれを修正するＸＹテーブルとを含むことを特徴とするレゾルバの組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の位置検出器に用いられているレゾルバを組み立てるレゾルバの組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リラクタンス型レゾルバは、図２に示すように、所定の回転軸に対して偏心して取り付けられた円筒状の磁性体からなるロータ部２０と、このロータ部２０の外周に配置され、回転軸２１にて直交する２方向にそれぞれ４つの極歯を持った磁性体からなるステータ部３０とから構成されている。ここで、ステータ部３０の極歯には、それぞれ巻線３２，３３，３４，３５が巻回され、それぞれに対応する電流検出抵抗４２，４３，４４，４５が接続されている。また、ロータ部２０の所定の回転軸は、このステータ部３０の極歯の内周の中心（形状中心３１）になるように組み立てられる。従来、このリラクタンス型レゾルバは、ステータ部３０とロータ部２０のハウジングの外周を機械的に位置あわせして組み立てていた。つまり、ステータ部３０の加工精度の公差を管理し、この加工精度を基に基準面にロータ部とステータ部とのハウジング外周を当てて組み付け、その後、製品検査により良品を選別していた。
【０００３】
以下、このリラクタンス型レゾルバを用いた位置検出について具体的に説明する。図２は、ロータ部２０が形状中心３１（本来回転軸となるべき位置）からΔｘだけずれた回転軸２１に固定されたリラクタンス型レゾルバの正面図であり、図３はリラクタンス型レゾルバの位置検出を行う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図である。
【０００４】
図３において、タイミング発生器４０は、同期した励磁タイミング信号ＥＸ１とＡＤスタート信号ＳＴの２信号を発生する。励磁回路４１は励磁タイミング信号ＥＸ１を電流増幅した矩形波信号である励磁信号ＥＸ２を発生する。
【０００５】
円筒形のロータ部２０は、回転軸２１を中心にして回転するようにハウジングに偏心して固定されている。ステータ部３０は、珪素鋼板等の磁性体からなり、４つの極歯としての凸部を持つ。また、極歯にはそれぞれ巻線３２〜３５が巻回され、ロータ部２０が回転すると、ロータ部２０と、ステータ部３０の各極歯との間のエアギャップが変化し、ロータ部２０の１回転につき１周期分の三角関数に相当するインダクタンス変化が各巻線３２〜３５にもたらされる。
【０００６】
図３に示すように、巻線３２〜３５の一方の端には、励磁信号ＥＸ２が入力され、もう一方の端には、対応する電流検出抵抗４２〜４５が接続されている。巻線３２〜３５は、ロータ部２０の回転に伴うインダクタンスの変化を電流の変化とし、電流検出抵抗４２〜４５は、この電流の変化を電圧の変化として検出する。電流検出抵抗４２〜４５に発生した出力電圧は、それぞれ差動増幅器４６、４７に入力され、差動増幅され信号Ａ１，Ｂ１になる。Ａ／Ｄ変換器４８，４９は、ＡＤスタート信号ＳＴの立ち下がりで、信号Ａ１，Ｂ１をデジタル信号Ａ，Ｂに変換する。内挿演算器５０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（逆正接）をとることにより目的の検出角度θを算出し出力する。
【０００７】
ここで、リラクタンス型レゾルバの組立時に、ロータ部２０の回転軸２１がステータ部３０の極歯の形状中心３１からずれていると、この軸ずれにより検出角度の誤差が生じる。すなわち、本来ならば、レゾルバ検出信号であるデジタル信号Ａ，Ｂは、正確な正弦関数（ｓｉｎ）となるはずであるが、軸ずれがあると次の［数１］のように、２次高調波を含む関数となる。
【０００８】
【数１】
Ａ＝Ｖ１・ＳＩＮ（θ）−Ｖ２・ＣＯＳ（θ・２＋α）
Ｂ＝Ｖ１・ＣＯＳ（θ）＋Ｖ２・ＣＯＳ（θ・２＋α）
ここで、θは、レゾルバの入力軸の回転角度であり、Ｖ１は、レゾルバの特性により決定される基本波成分の振幅を示す係数であり、Ｖ２は、レゾルバの２次高調波成分の振幅を示す係数であり、αは、レゾルバの２次高調波成分の位相を示す係数である。ここで、Ｖ２とαは、レゾルバのステータ部３０とロータ部２０の軸ずれの特性により決定される。従って、このデジタル信号Ａ，Ｂに基づいて、割り算を行い、逆正接を演算すると、ロータ部２０が一回転するときに、その回転周期に対して、１周期の誤差と１回転あたりの３周期成分の誤差とを含むことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のレゾルバの組立では、レゾルバの部品加工の公差を管理し、加工精度を基に基準面にロータ部とステータ部とのハウジングの外周を位置あわせして組立てているため、ロータ部の回転軸は、ステータ部外周の中心となる。ここでステータ部の加工誤差等により、ステータ部の外周の中心と極歯の内周の中心（形状中心）とがずれていると、ステータ部の形状中心に対し、ロータ部の回転軸がずれることになり、レゾルバによる検出角度に誤差を生じ、このレゾルバは、良品でないものとして選別されることになる。これでは、バリ等の予期せぬ加工精度不良により歩留まりが悪くなるという問題点があった。
【００１０】
歩留まりを高めるためには、ステータ部の形状を高い精度で加工すればよいが、そうするとコストがかかるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、コストを増大させることなく、歩留まりを改善できるレゾルバの組立装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、磁性体からなり、所定の回転軸周りに偏心して固定されたロータ部の前記回転軸と、巻線を巻いた極歯を具備するステータ部の前記極歯の内周中心との相対位置を軸ずれ量として検出する検出器と、前記検出器が検出した軸ずれ量に基づいて前記相対位置を調整する調整器とを具備するレゾルバの組立装置において、前記検出器は、前記ロータ部の回転により前記ステータ部の前記巻線に生じたインダクタンスの変化を検出してフーリエ変換し、当該インダクタンス変化のレゾルバ１回転あたりの３周期成分の振幅と位相とを検出するフーリエ変換器と、前記フーリエ変換器が出力する振幅と位相とに基づいて、前記ロータ部の回転軸に対する軸ずれ量を検出する演算器とを含むことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係るレゾルバの組立装置を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係るレゾルバの組立装置は、振幅計算器２と、内挿演算器３と、記憶器４と、フーリエ変換器５と、第１の演算器６と、第２の演算器７と、ＸＹテーブル８とから構成されている。ここで、振幅計算器２と、内挿演算器３と、記憶器４と、フーリエ変換器５と、第１の演算器６と、第２の演算器７とが検出器に相当し、ＸＹテーブル８が調整器に相当する。
【００１５】
以下、これらの各部を説明すると、振幅計算器２は、組立の対象となるレゾルバ１が出力するデジタル信号Ａ，Ｂに基づいて、［数２］に示される計算を行い、振幅Ｒを出力する。
【００１６】
【数２】
Ｒ＝√（Ａ２＋Ｂ２）
内挿演算器３は、組立の対象となるレゾルバ１が出力するデジタル信号Ａ，Ｂに基づいて、［数３］に示される演算をし、回転位置Ｐを出力する。
【００１７】
【数３】
Ａ≧０  かつ  Ｂ＞０  のとき
Ｐ＝ＴＡＮ−１（Ａ／Ｂ）／（２・π）・Ｎ
Ｂ＜０  のとき
Ｐ＝（π＋ＴＡＮ−１（Ａ／Ｂ））／（２・π）・Ｎ
Ａ＜０  かつ  Ｂ≧０  のとき
Ｐ＝（３／２・π−ＴＡＮ−１（Ｂ／Ａ））／（２・π）・Ｎ
ただし、Ｎはレゾルバ１回転当たりのサンプル数
【００１８】
記憶器４は、レゾルバの回転位置Ｐと、それに対する振幅Ｒとを対応づけてＮ個記憶し、このＮ個のデータが全てセットされると完了信号Ｑを出力する。
【００１９】
フーリエ変換器５は、完了信号Ｑを受けると、一般に良く知られた方法により振幅Ｒに含まれるレゾルバ１回転あたりの３周期成分の振幅Ｇと位相βを算出し出力する。ここで求められた振幅Ｇは、ロータ部に対するステータ部の軸ずれ量に比例し、位相βはその軸ずれの方向を示すので、第１、第２の演算器６，７が単位変換およびＸＹ平面座標に変換する。
【００２０】
すなわち、第１の演算器６は、［数４］に示される演算を行い、Ｘ軸方向の軸ずれ量Ｘを出力する。
【００２１】
【数４】
Ｘ＝Ｋ・Ｇ・ＳＩＮ（β）
第２の演算器７は、［数５］に示される演算を行い、Ｙ軸方向の軸ずれ量Ｙを出力する。
【００２２】
【数５】
Ｙ＝Ｋ・Ｇ・ＣＯＳ（β）
この［数４］及び［数５］で、Ｋは、レゾルバの構造によって決定される単位変換係数である。ＸＹテーブル８は、軸ずれ量Ｘ，Ｙを指令値としてロータ部２０に対してステータ部３０を移動させ、この軸ずれを修正する。
【００２３】
すなわち、本発明の実施の形態に係るレゾルバの組立装置は、ＸＹテーブル８上でレゾルバ１を仮に組み付けておき、このレゾルバ１が出力する信号をフーリエ変換して、高調波成分を取得し、高調波成分に基づいて軸ずれ量を検出してレゾルバ１のロータ部２０とステータ部３０との相対位置を調整して実際の組み付けをする。
【００２４】
このように本発明の実施の形態に係るレゾルバの組立装置によれば、レゾルバが出力する信号の振幅のレゾルバ１回転あたりの３周期成分によってロータ部２０に対するステータ部３０の軸ずれ量を算出して修正するので、軸ずれを低減でき、位置検出誤差の低いレゾルバを組立できる。また、実際の部品を用いて検出した値で軸ずれを修正するようにしているので、高精度の部品加工を必要とせず、レゾルバの部品を安価にできる。また、部品に加工不良があっても、その影響を受けず、高精度に組付けができ、組み立てたレゾルバの位置検出の精度を向上でき、歩留まりを向上できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータ部とステータ部との軸ずれ量を検出する検出器が、組立の対象となるレゾルバが出力する信号のレゾルバ１回転あたりの３周期成分に基づいて軸ずれ量を検出し、軸ずれを修正するので、部品に加工不良があっても、高精度の組み付けができ、部品加工のコストを高めることなく、歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態におけるレゾルバ組立装置の構成ブロック図である。
【図２】  ロータ部とステータ部との芯ずれがある１Ｘリラクタンスレゾルバの構造を表す説明図である。
【図３】  一般的なリラクタンスレゾルバの位置検出回路の一例を示す構成ブロック図である。
【図４】  一般的なリラクタンスレゾルバの位置検出回路における信号のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１  レゾルバ、２  振幅計算器、３  内挿演算器、４  記憶器、５  フーリエ変換器、６  第１の演算器、７  第２の演算器、８  ＸＹテーブル、２０  ロータ部、２１  回転軸、３０  ステータ部、３１  形状中心、３２〜３５  巻線、４０  タイミング発生器、４１  励磁回路、４２〜４５  電流検出抵抗、４６，４７  差動増幅器、４８，４９  ＡＤ変換器、５０  内挿演算器。
【図１】
0003693280.tif 000002
【図２】
0003693280.tif 000003
【図３】
0003693280.tif 000004
【図４】
0003693280.tif 000005