(57)【要約】【課題】本発明は高精度ＶＲ型レゾルバの小径化・薄型化を可能とするレゾルバの鉄心構造を提案することを課題の一つとする。【解決手段】ＶＲ型レゾルバは、環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、ステータとの相対的な角度位置を変化させることでステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備える。ステータとロータのうち少なくとも何れか一方は、複数のラミネーションを回転積層した積層構造として構成され、ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、各層のラミネーションの積層角度は３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定されている。【選択図】図３６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状ステータが複数の極片を有し、複数のコイル巻線が個別のステータ極片上に巻回され複数の相に電気的に接続されており、ロータ手段がステータ極片の巻線のインダクタンスをステータ極片に対するロータ手段の回転位置の関数として変えるためステータ極片に隣接して配置され、各コイル巻線相の他のコイル巻線相に対するインダクタンスの変化を検出し、ロータ手段の回転位置を決め、それを示す出力シグナルを発生する手段を有して成る位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、ステータのコイル巻線の各々に接続される交流源と、コイルの各相を通って流れる交流を検出し、各コイル相内の電流間の差を増幅するための差動増幅手段と、それぞれ電流差を有する相を交流源の相と比較し、ロータ手段の回転位置を示す出力信号を発生する手段と、を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の位置検出装置において、ステータ極片は各々複数の極片歯を有し、ロータ手段がステータ極片歯に対応してその周周りに等間隔に離間された複数の歯を有する回転自在に配設される環状部材であり、ステータの極片はステータ歯の非整数倍の距離だけ離間して配置されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の位置検出装置において、装置のロータとステータとはそれぞれ類似の構成のモータのロータとステータに接続されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の位置検出装置と、ロータ手段を駆動するため接続されるモータと、入力信号に対応してモータを駆動するための駆動回路と、入力信号を駆動回路に合わせて正しく相調整し命令入力信号と検出信号の出力信号に応答する整流回路と、検出手段の出力信号に部分的に応答し命令入力信号を整流回路に供給するための制御手段と、を組み合わせてなる装置。
【請求項６】
出力軸を有する多相サーボモータと、出力軸の回転位置を表す位置信号を発生するためモータに接続される位置検出装置と、駆動信号に応答してモータを駆動し、出力軸の回転位置の関数としてモータの各相を励磁するため位置信号に応答する整流手段を含んでいる駆動手段とを組み合わせてなる装置。
【請求項７】
請求項６の組合せにおいて、出力軸の所定位置を示す位置信号と制御信号に応答し駆動手段への駆動信号を発生し、モータがその出力軸を所定位置まで回転させるための制御手段を更に含む装置。
【請求項８】
請求項７の組合せにおいて、位置検出装置は、ステータが複数のステータ極片を有し、個別の巻線が各ステータ極片に電気的に異なる相に接続され、ロータがステータの極片に対するロータの回転位置の関数として、ステータ極片の巻線のインダクタンスを変えるため居にステータ極片に隣接して配置され、出力軸の回転位置の変化がロータの相対回転位置に対応する変化を発生させるよう、ロータとモータが接続され、各コイル巻線の相の他のコイル巻線の相に対するインダクタンスの変化を検出し、ロータの回転位置を決め且つロータの該回転位置を示す出力シグナルを発生する手段を有している装置。
【請求項９】
請求項６〜８の何れかに記載の組合せで、モータが周回りに配設されたステータ極片を有する環状のステータ組立体と環状のロータ組立体とを有するタイプの交流多相同期リラクタンス型モータであり、位置検出装置はモータのロータ及びステータ組立体の対応する阻止と実質的に同一の構成の素子よりなることを特徴とする装置。
【請求項１０】
先端部に複数の極片歯を有する極片を円周方向に等間隔に複数設けた環状の検出器ステータと、該検出器ステータの各極片に巻回されたコイルと、前記検出器ステータの極片歯に対向し円周方向に凹部凸部を有して前記極片歯と同じピッチで形成された歯列を有し、前記検出器ステータと同心とされて相対回転自在に支持された環状の検出器ロータと、前記各コイルに交流電力を供給するオシレータと、前記夫々のコイルに直列に接続された電流検知抵抗とを備え、前記検出器ロータの前記歯列に対して電気的に隣合う前記極片各々の位相は互いに電気的に１２０度となるように前記歯列の歯に対向する前記極片相互の極片歯は歯のピッチの整数倍から１/３ピッチずらされておりかつ前記電流検知抵抗夫々の両端に生ずる夫々の電圧から各コイル巻線相に対する他のコイル巻線相のインダクタンスの変化を夫々差動増幅することにより３相のレゾルバ信号を得る差動増幅手段とを備えた位置検出器。
【請求項１１】
ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置により変化するロータとステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ装置において、
前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、
前記ステータは、１２０゜間隔で配置された少なくとも３相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有し、且つ
前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励磁手段と、
前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段とが設けられ、
該検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するように構成されていることを特徴とするレゾルバ装置。
【請求項１２】
前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加え、少なくとも３相の磁極及び各磁極に巻回された１種類の巻線を有するステータを備え、ロータ鉄心１回転でリラクタンスの基本波成分が複数周期となる構造の多極レゾルバを備え、且つ
検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバの各巻線の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられていることを特徴とする請求項１０記載のレゾルバ装置。
【請求項１３】
先端部に複数の極片歯を有する極片を円周等分に複数有して固定支持されると共に各極片に相数Ｎのコイルを各相毎に直列に巻回してなる環状のステータと、このステータの前記極片歯に対向して円周方向に形成された歯列を有してステータと同心に配し相対回転自在に支持された環状のロータとを備えたＮ相ＶＲ型レゾルバにおいて、前記ロータの歯数に対するステータの極数を、全周精度を向上させるために、相数Ｎの倍数でなる偶数とし、且つ下記（１）式及び（２）式の何れかにより算出した極数とし、ＤＤモータに組込まれたことを特徴とする高精度ＶＲ型レゾルバ。
ステータ極数＝ロータ歯数／（Ｍ＋１／Ｎ）―――（１）
ステータ極数＝ロータ歯数／｛Ｍ＋（Ｎ−１）／Ｎ｝―――（２）
但し、Ｍは１〜３の整数である。
【請求項１４】
前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝３に設定すると共に、電気角＋１２０°毎のステータ極配置をする場合に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（１）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする請求項１３に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【請求項１５】
前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝１に設定すると共に、電気角−１２０°毎のステータ極配置をする場合に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（２）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする請求項１３に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【請求項１６】
前記ロータ歯数を１６０に設定し、前記ステータ歯数４８に設定するか又は前記ロータ歯数を１２０に設定し、前記ステータ歯数を３６に設定することを特徴とする請求項１５に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【請求項１７】
前記ステータのステータ極片形状をコイル巻線の整列型巻可能なくびれのない形状としたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【請求項１８】
環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバの鉄心構造であって、
前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方は、複数のラミネーションを回転積層した積層構造として構成され、ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、各層のラミネーションの回転積層角度は３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定されている、ＶＲ型レゾルバの鉄心構造。
【請求項１９】
請求項１８に記載の鉄心構造を具備するＶＲ型レゾルバを角度位置検出器として備えたダイレクトドライブモータ。
【請求項２０】
環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバであって、
ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方を構成するラミネーションの回転積層角度を３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度で回転積層する、ＶＲ型レゾルバ。
【請求項２１】
モータと組み合わせて当該モータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバにおいて、レゾルバ側ロータの歯数をモータ側ロータの歯数より少なくしたことを特徴とするＶＲ型レゾルバ。
【請求項２２】
円環状に形成されたレゾルバ側ステータと、該ステータの内周面または外周面から突出する複数のステータ磁極と対向する複数のロータ歯を有する円環状のレゾルバ側ロータとからなり、モータと組み合わせて当該モータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバにおいて、モータ側ロータの歯数に対してレゾルバ側ロータの歯数を１／Ｎ倍（但し、Ｎ：２以上の整数）にし、かつレゾルバ側ロータの外周面または内周面をｓｉｎ波状に加工して前記ロータ歯を形成したことを特徴とするＶＲ型レゾルバ。
【請求項２３】
レゾルバ装置へ励磁信号を供給するための少なくとも１以上の励磁信号線、及び前記レゾルバ装置から出力される多相レゾルバ信号を伝送するための複数の検出信号線を配してなる多芯構造のレゾルバ信号用ケーブルにおいて、
前記複数の検出信号線の各々と励磁信号線間の静電容量の平均値が概略等しく、かつ、隣り合う相の検出信号線間の静電容量の平均値が概略等しくなるように、前記励磁信号線及び検出信号線を配した、レゾルバ用信号ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ駆動システムの駆動装置に関し、特にモータ駆動システムの位置検出器に関し、より詳細には、ブラシの無いＤＣリアクタンス整流型サーボモータシステムの位置検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、直接駆動型サーボシステムはロボットのようなシステムに広く利用されている。直接駆動モータを使うサーボシステムは、バックラッシを排除し、信頼性を増し、ギアやベルトやカップリングより生起するメインテナンスの問題を減じて機構を簡単にしている。しかしながら、多くの従来のサーボモータシステムは不必要な製造コストに加え多くの操作上の問題を有しており、又望ましくない重量や空間を必要としている。
【０００３】
例えば、従来のリラクタンス型モータのトルクは磁束密度の２乗に比例しており、入力信号に対してモータのトルク出力が非線形と成る。それによってエラー信号を処理するために必要な回路はより複雑なものと成ってしまう。更なる問題は、他のサーボモータはコイルに流す電流の方向を切換える２極電流を必要とし、それにより駆動アンプと電力供給装置の相方ともが複雑なものと成ることである。又、あるモータではフルブリッヂ整流装置を必要とするが、この装置は、可変トランジスタの遅延や逆バイアス等の問題のため高電力レベルでの誘導電流による信頼性の問題がある。又、かかる電力供給には大型の変圧器を必要とするものが常であり、この変圧器がサーボシステムのサイズ、重量及びコストに付加されることになる。更に、従来のサーボシステムの他の問題の一例はモータ中のリップル電流の影響と駆動電源供給のＡＣラインの絶縁性能である。
【０００４】
モータに接続される従来のシンクロ・レゾルバのごとき位置検出器は、１次及び２次巻線を必要とし、スリップリング等の機構を有しており、メインテナンスや信頼性の問題を抱えている。更に、サーボシステムに使用される従来のシンクロ・レゾルバは、デジタル直動式サーボ位置検出装置に必要とされる程の高分解能又は正確さを有していない場合が多い。ある場合には、シンクロ・レゾルバの出力信号は、モータの巻線と干渉することもある。
【０００５】
更に、従来のサーボシステムの他の問題は、モータの整流を比例的に行える場合のみではないことである。即ち、負荷が増す時、モータに供給されねばならない電力量がモータの全軸位置に対し均一ではない。それ故、駆動制御のための信号波の形状、期間及び相等のモータ制御に必要な入力信号はモータのロータ軸位置によって変化することになる。従来のレゾルバではこれらの問題に対する解決策は十分には与えられていない。
【０００６】
本考案は、上記問題を解決することを課題の一つとしている。
【０００７】
さらに、従来のレゾルバ装置としては、例えば、ロータ鉄心とステータ歯間の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置により変化し、ロータ鉄心１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる構造のステータとロータを持ち、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出する２極バリアブルリラクタンス型レゾルバにおいて、３相交流励磁巻線と出力巻線をそれぞれ別に持つ３個のステータ歯を１２０゜間隔で設け、各相ステータ歯の１８０゜対称位置に同様の励磁巻線と逆向きの出力巻線を持つステータ歯を設けてＡ組のステータ歯とし、これらの６個のＡ組のステータ歯に対し各々９０゜ずれた位置に６個のＡ組と同様な巻線を持つＢ組のステータ歯を設けたことを特徴とするレゾルバが知られている（特許文献２：特願平１−２１８３４４号公報）。
【０００８】
このレゾルバ装置では、各出力巻線からの出力信号を合成した出力電圧と各励磁巻線に印加される励磁電圧の位相差（θ＋π／４）を検出し、−π／４の位置に基準点を置くことにより、ロータの回転角度位置θが検出される。
【０００９】
しかしながら、上記従来技術では、３相の各ステータ歯には、磁界を形成するための励磁巻線と、ロータ位置により回転角度分だけ位相変調された出力信号を検出するための出力巻線の２種類の巻線が巻回されているので、巻線のための広いスペースが必要であると共に、前記各ステータ歯において前記２種類の巻線間を絶縁する必要があるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に着目して為されたもので、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のためのスペースを小さくすることができると共に、巻線間を絶縁する必要のないレゾルバ装置を提供することも目的の一つとしている。
【００１１】
また、本発明はＶＲ型レゾルバに関し、特に、ダイレクトドライブモータ（ＤＤモータ）の位置検出器として好適な高精度のＶＲ型シンクロレゾルバにも関係する。
【００１２】
従来のこの種の位置検出器としては、例えば特許文献５に記載されたものがある。このＶＲ型シンクロレゾルバは、図３３に示すように、環状のレゾルバステータ２１０の内側に、環状のレゾルバロータ２２０を組み合わせたインナロータタイプのもので、ステータ２１０は先端部に複数の極片歯２１１を有する極片（ポール）２１２を円周方向に等間隔に複数（例えば１８ポール）設けると共に各極片２１２にコイル２１３を巻回して固定支持されている。
【００１３】
前記ロータ２２０は、ステータ２１０の極片歯２１１に対向して円周方向に極片歯と同じピッチで形成された多数の歯２２１（例えば１５０歯）を有してステータ２１０同心に配し相対回転自在に支持されている。そして、レゾルバステータ２１０の各極片２１２に巻かれたコイル巻線２１３が、図３４に示すように電気的に１２０°位相を異ならせた３相交流のＡ相，Ｂ相，Ｃ相にそれぞれ接続され、モータのコイルの相に対応している。このレゾルバステータ１０の電気的に隣り合う極片２１２，２１２のそれぞれの位相が互いに１２０°となるように、レゾルバステータ２１０の各極片歯１１は、レゾルバロータ２２０の歯２２１のピッチの整数倍から１／３ピッチずらされている。
【００１４】
いま、レゾルバロータ２２０が図外のモータロータと同期回転すると、レゾルバロータ２２０の歯２１とレゾルバステータ２１０の極片歯１２との間の空隙（エアギャップ）中のリラクタンスがレゾルバロータ２２０の位置の変化に応じて変化し、その変化に応じた電流がレゾルバステータ２１０のコイル巻線２１３に流れる。その電流を変調信号として検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出する。レゾルバロータ２２０がその１歯分回転すると、レゾルバステータ２１０側では電気角３６０°相当の次のような変調信号が検出される。
【００１５】
Ａ相＝ａ・ｓｉｎ（θ）ｓｉｎ（ｗｔ）
Ｂ相＝ａ・ｓｉｎ（θ−１２０）ｓｉｎ（ｗｔ）
Ｃ相＝ａ・ｓｉｎ（θ−２４０）ｓｉｎ（ｗｔ）
【００１６】
例えば、レゾルバロータ２２０の歯数が１５０の場合は、その１回転で上記Ａ，Ｂ，Ｃ相の信号が１５０サイクル得られる。得られた３相の信号を電気回路で２相変換してｃｏｓ信号とｓｉｎ信号としたものをＲＤＣ（レゾルバデジタルコンバータ）に入力して位置信号とし、これをＤＤモータにフィードバックすることにより、その回転速度や回転角度（位置）を正確に制御することができる。
【００１７】
このようなＶＲ型レゾルバにあっては、高分解能を得るためにそのロータの歯数が１２０，１５０，１６０などと多くしてあり、しかもレゾルバのラミネーションの歯先形状はＶＲモータラミネーションと同様の角形状をしているために、レゾルバが小径であるほど加工精度が厳しくなって歯ピッチ誤差等が生じやすい。歯のピッチ誤差は累積して回転位置検出の全周累積精度を悪化させ、レゾルバの静止角度誤差の原因になる場合がある。
【００１８】
図３５は、上記従来のレゾルバロータ２２０の歯数１５０、レゾルバステータ２１０の極片２１２の数（以下、単に極数という）を１８ポールとしたＶＲ型レゾルバにおける、ロータ１回転の全周（絶対）精度を、ロータリーエンコーダを使用して測定し、Ｘ−Ｙプロッタにて記録した例である。その精度は３１．６６秒すなわち約３２秒であった。この精度をより向上させる手段としては、円周等分に配設したレゾルバステータの極数を増やすことが考えられる。
【００１９】
これにより、レゾルバロータの歯ピッチ誤差等の影響が平均化されて少なくなり、全周精度の一層の高精度化が達成される筈である。そこで、次の二点に留意して、上記ＶＲ型レゾルバにおけるレゾルバステータの極数（１８ポール）の増加の可否を検討してみる。
（１）３相レゾルバを構成するステータの極数は、３の倍数で且つ偶数である。必ず偶数になる理由は、ステータのコイル巻線の巻き方向が各極片毎にＣＷ（時計巻き），ＣＣＷ（反時計巻き），ＣＷ，ＣＣＷ・・・・・・と交互になるためである。
（２）レゾルバステータの隣合う極片同士の位相が±１２０°（±１／３ピッチ）でなければならない。
レゾルバロータの歯数が１５０歯である場合に、この条件を満たし得るレゾルバステータの１８ポール以上のポール数と位相差との関係を、表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１から明らかなように、３相レゾルバが構成できるステータ極数は、１８ポールと９０ポールのみである。しかし９０ポールとすると、レゾルバステータの極片の幅がレゾルバロータの歯幅（１５０歯の歯幅は０．７８７ｍｍ）と同じ程度になってしまう結果、強度的に製造上の問題が生じて実現は難しい。
【００２２】
すなわち、ＶＲ型レゾルバの検出精度をより一層向上させるのに、レゾルバステータの極数を増やすことが好ましいが、レゾルバロータの歯数如何により当該極数の増加に限界があり、高精度安定化が困難になるという問題点がある。
【００２３】
そこで本発明は、このような従来のＶＲ型レゾルバにおける一層の精度向上に関する未解決の課題を解決することも目的の一つとしている。すなわち、Ｎ相ＶＲ型レゾルバのロータ歯数に対するステータの極数を選定することにより容易に製造できる高精度のＶＲ型レゾルバを提供することも目的としている。
【００２４】
また、本発明は高精度ＶＲ型レゾルバの鉄心構造及びその製造技術にも関連する。
【００２５】
減速器を用いずに負荷を直接駆動するダイレクトドライブモータは、バックラッシュ、ロストモーションのない高精度な位置決めが可能であるため、ＮＣ工作機などのインデックステーブル、搬送装置、組み立て装置のロボットアームなどの各種の用途に用いられており、より小型で高精度な位置決めを可能とするダイレクトドライブモータの開発が望まれている。
【００２６】
特許文献３（特開２０００−８１３４４号公報）では、ステータ極数を限界まで増加させることなく、絶対精度１０秒以下での位置決めが可能という極めて高精度のＶＲ型レゾルバを得る技術が開示されている
【００２７】
しかし、小型・薄型のダイレクトドライブモータ内にＶＲ型レゾルバを組み込むためにＶＲ型レゾルバを小径化すると、構造的な問題からステータポール数には限界がある。即ち、小型化と高精度化の両立を図るために多ポール化を進めるには構造的な限界がある。さらに、レゾルバが小径であるほど加工精度が厳しくなるため、歯ピッチ誤差等が生じ易い。歯ピッチの誤差は累積して位置検出精度を低下させる原因となる。
【００２８】
そこで、本発明は高精度ＶＲ型レゾルバの小径化・薄型化を可能とするレゾルバの鉄心構造及びその製造方法を提案することを目的の一つとする。
【００２９】
また、本発明は、モータに装着してその角度位置や回転速度の検出を行うＶＲ型（可変リラクタンス型）レゾルバに関し、特に、そのロータ歯数を調整して角度精度の向上を図ったものにも関連する。
【００３０】
ＶＲ型レゾルバは、そのロータ鉄心とステータ磁極との間の空隙（エアギャップ）中のリラクタンスがロータ位置により変化し、ロータ鉄心の１回転でリラクタンス変化の基本波成分がＮ周期となるように構成し、そのリラクタンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出するものである。
【００３１】
その用途は広範にわたり、例えばロボットや搬送機器等の回転駆動ユニット、自動組立機，計測機等のインデックステーブル、ＮＣ工作機械，専用機等の加工用インデックスなど種々の機器にダイレクトドライブモータ（ＤＤモータ）として多用されているステップモータの回転角度を閉ループでフィードバック制御して高精度の位置決めを行う場合の回転検出手段などに利用されている。
【００３２】
図５７に示したものは、先行技術文献４（特願平３−１５００４１号公報）に開示されたＤＤモータに用いられている従来例である。図示のＤＤモータは、ＶＲ型ステップモータＭからなるもので、モータケーシング５０１に固定された電磁石で構成したステータ５０２の外側に、内周面に多数の歯が突設されている鉄心で構成したロータ５０３をエアギャップを介し対向させている。
【００３３】
このステップモータＭのロータ５０３に、モータ出力軸５０４（モータケーシング５０１に軸受５０５，５０６を介して回転自在に支持されている）と共に、回転検出器であるレゾルバＲのロータ５０７が固定して装着されモータロータ５０３と同期回転するようになっている。
【００３４】
一方、レゾルバＲのステータ５０８は、前記レゾルバのロータ５０７（図示のものはアウターロータタイプであり、ロータ内周面に歯を有する）にエアギャップを介して対向配置され、モータケーシング５０１に固定して装着されている。
【００３５】
上記従来のレゾルバＲにあっては、レゾルバ側ステータ５０８の磁極はモータ側ステータ５０２と同様の極歯を有し、各磁極にレゾルバのコイルＣＬが巻回されている。また、レゾルバ側ロータ５０７には多数の歯が突設されており、そのロータ歯数は例えば１００ケ，１２０ケ，１６０ケなど各種あるが、いずれにしてもモータ側ロータ５０３と同じ歯数（同ピッチ）とされている。
【００３６】
なお、図示のＤＤモータは、超高真空雰囲気中で使用できる密閉型アクチュエータであって、モータＭのステータ５０２やレゾルバＲのステータ５０８のコイルＣＬ等からの放出ガスで真空雰囲気が汚染されることを防止するべく、モータステータ５０２とモータロータ５０３との間の及びレゾルバロータ５０７とレゾルステータ５０８との間のエアギャップ内にステンレス鋼等の非磁性金属製の隔壁５０９を配設して、ステータ側を気密に覆いロータ側とは隔絶してある。
【００３７】
このようなＤＤモータにＶＲ型レゾルバを搭載して、当該レゾルバの検出信号をフィードバックすることにより、アクチュエータの回転速度や回転角度（位置）を正確に制御することが可能である。
【００３８】
しかしながら、従来のＶＲ型レゾルバにあっては、高分解能を得るためにそのロータの歯数が１００ケ，１２０ケ，１６０ケなどと多数であり、しかもレゾルバのラミネーションの歯先形状はＶＲモータラミネーションと同様の角形状をしているために、レゾルバが小径であるほど加工精度が厳しくなって歯ピッチ誤差等が生じやすくなり、且つ組立時のエアギャップ管理も難しくなるという問題点がある。
【００３９】
歯のピッチ誤差は累積して回転位置検出の全周累積精度を悪化させる。また、エアギャップが不均一になると、レゾルバの静止角度誤差や振動，騒音増大の原因になる。
【００４０】
また、ＤＤモータにレゾルバを装着した場合、モータ制御装置ではレゾルバからフィードバックされる位置検出信号を常に読み取り現在位置を確認しながら回転指令を与えているので、レゾルバの検出位置に誤差があるとモータロータの現在位置と回転指令とが食い違って振動発生の原因となる。
【００４１】
その際、レゾルバロータの歯数が多い程に発生する振動周波数が高くなり大きな振動が発生するという問題点がある。例えば、歯数１２０のモータが１ｒｐｓで回転しているとき、このモータに搭載されたレゾルバのロータ歯数がモータと同じく１２０歯であれば、１２０Ｈｚ／ｒｐｓの振動周波数が発生する。
【００４２】
なお、上述したような真空用ＤＤモータ（密閉型アクチュエータ）のように、モータ及びレゾルバの各ステータとロータとのエアギャップの間に隔壁を設けたものにあっては、従来のエアギャップは非常に小さいので当該隔壁の肉厚を極薄にする必要がある。そのため、超高真空状態での使用時に隔壁が膨らむなどの不具合が生じる可能性もあり改良の余地がある。
【００４３】
そこで本発明は、このような従来のＶＲ型レゾルバの種々の未解決の課題を解決することも目的の一つとしている。すなわち、高精度，低振動で且つ小型化も容易な、しかも超高真空仕様にも好適なＶＲ型レゾルバを提供することも目的の一つである。
【００４４】
また、本発明はモータ等の回転角度位置を検出するために用いられるレゾルバ信号を伝達するためのケーブルの配線構造にも関連する。
【００４５】
ダイレクトドライブモータ等の回転角度位置を検出するための装置として、レゾルバ装置が用いられている。一例として挙げるレゾルバ装置は、ロータ鉄心とステータ歯間の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置により変化することを利用したものであり、１相励磁３相出力タイプのものでは、ステータポールに巻回された巻線に励磁信号を供給すると、位相が１２０°ずつずれた１サイクルの交流信号Ａ相、Ｂ相及びＣ相が検出される。
【００４６】
従来のダイレクトドライブモータシステムでは、レゾルバに励磁信号を供給するとともに、レゾルバ信号を得るためのレゾルバ用信号ケーブルがドライブユニットとダイレクトドライブモータ間を結線していた。アナログ信号の伝送に使用されるレゾルバ用信号ケーブルは、その選定にあたって、線径が太いものの他に、ケーブル内の線間静電容量が小さいものが好ましい。
【００４７】
しかし、従来のレゾルバ用信号ケーブルでは、図５６乃至図５８に示すように、励磁信号線と各相検出信号線間の配置、及び各相検出信号線間の配置について、何らの配慮もなく結線されていたため、励磁信号線と各相検出信号線間の静電容量、及び各相検出信号線間の静電容量に不平衡が生じていた。
【００４８】
図５６は１相励磁３相出力のレゾルバ用信号ケーブルの断面図であり、６５０はレゾルバ用信号ケーブル、６５１はＡ相検出信号線、６５２はＢ相検出信号線、６５３はＣ相検出信号線、６５４はドライブユニットからレゾルバ装置へ励磁信号を供給するための励磁信号線（共通信号線）である。
【００４９】
この形態のレゾルバ用信号ケーブルでは、励磁信号線６５４とＡ相検出信号線６５１、Ｂ相検出信号線６５２、Ｃ相検出信号線６５３間の静電容量を各々ＣＡ，ＣＢ，ＣＣとすれば、ＣＡ＝ＣＢ≠ＣＣとなり、不平衡である。さらに、Ａ相検出信号線６５１とＢ相検出信号線６５２間の静電容量をＣＡＢ、Ｂ相検出信号線６５２とＣ相検出信号線６５３間の静電容量をＣＢＣ、Ｃ相検出信号線６５３とＡ相検出信号線６５１間の静電容量をＣＣＡとすれば、ＣＡＢ＝ＣＢＣ≠ＣＣＡとなり、不平衡である。この不平衡は、例えばケーブルの長さが変更されたときなどにも生じる。この場合も、各相の検出信号線に影響が及び、レゾルバ用信号ケーブルの絶対精度に誤差を生じる原因となっている。
【００５０】
図５７は１相励磁で２種類の３相出力を得るレゾルバ用信号ケーブルの断面図であり、６６０はレゾルバ用信号ケーブル、６６１〜６６３は各々第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６６４〜６６６は第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線である。６６７は励磁信号線（共通信号線）である。
【００５１】
この形態のレゾルバ用信号ケーブルでは、励磁信号線６７と第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６６１〜６６３との間の静電容量を各々Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ，Ｃ１Ｃとし、励磁信号線６６７と第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６６４〜６６６との間の静電容量を各々Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ，Ｃ２Ｃとすれば、Ｃ１Ａ≠Ｃ１Ｂ≠Ｃ１Ｃ且つＣ２Ａ≠Ｃ２Ｂ≠Ｃ２Ｃと成り、不平衡である。
【００５２】
また、各相の検出信号線相互間においても、第１のＡ相及びＢ相間、第１のＢ相及びＣ相間、第１のＣ相及びＡ相間の検出信号線間の静電容量を各々Ｃ１ＡＢ，Ｃ１ＢＣ，Ｃ１ＣＡとし、第２のＡ相及びＢ相間、第２のＢ相及びＣ相間、第２のＣ相及びＡ相間の検出信号線間の静電容量を各々Ｃ２ＡＢ，Ｃ２ＢＣ，Ｃ２ＣＡとすれば、Ｃ１ＡＢ＝Ｃ１ＢＣ≠Ｃ１ＣＡかつＣ２ＡＢ＝Ｃ２ＢＣ≠Ｃ２ＣＡとなり、不平衡である。
【００５３】
図５８は１相励磁で２種類の３相出力を得るレゾルバ用信号ケーブルの他の構造の断面図であり、６７０はレゾルバ用信号ケーブル、６７１〜６７３は各々第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６７４〜６７６は第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線である。６７７は励磁信号線（共通信号線）である。この形態のレゾルバ用信号ケーブルでは、励磁信号線６７７と第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６７１〜６７３との間の静電容量を各々Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ，Ｃ１Ｃとし、励磁信号線６７７と第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６７４〜６７６との間の静電容量を各々Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ，Ｃ２Ｃとすれば、Ｃ１Ａ＝Ｃ１Ｂ＝Ｃ１Ｃ且つＣ２Ａ＝Ｃ２Ｂ＝Ｃ２Ｃとなり、バランスのとれた配置となっている。
【００５４】
しかしながら、第１のＡ相及びＢ相間、第１のＢ相及びＣ相間、第１のＣ相及びＡ相間の検出信号線間の静電容量を各々Ｃ１ＡＢ，Ｃ１ＢＣ，Ｃ１ＣＡとし、第２のＡ相及びＢ相間、第２のＢ相及びＣ相間、第２のＣ相及びＡ相間の検出信号線間の静電容量を各々Ｃ２ＡＢ，Ｃ２ＢＣ，Ｃ２ＣＡとすれば、Ｃ１ＡＢ＝Ｃ１ＢＣ≠Ｃ１ＣＡかつＣ２ＡＢ＝Ｃ２ＢＣ≠Ｃ２ＣＡとなり、不平衡である。
【００５５】
上記のように、レゾルバ用信号ケーブル内の励磁信号線及び各相の検出信号線相互間の静電容量が不均衡であると、ケーブルの長さを自由自在に変更したい場合や、極長にしたい場合には、静電容量の不均衡に起因して、各信号線間に電気的な干渉が生じ、レゾルバの測定誤差の原因となる。
【００５６】
したがって、従来のように単に線間静電容量の小さいケーブルの選定だけでは機能を満足できない場合が生じていた。特に、レゾルバ用信号ケーブルを流れる信号は微少なアナログ電流であるため、ケーブル長の長短に影響されて、レゾルバの精度を劣化させ易い。
【００５７】
そこで、本考案は上記問題点を解決し、レゾルバ用信号ケーブル内の励磁信号線と各相の検出信号線間の静電容量、及び各相の検出信号線間の静電容量のバランスを確保することにより、レゾルバ用信号ケーブルの性能向上を図ることも目的の一つとする。
【００５８】
さらに、上記例示したものも含め、本考案の技術分野に関する先行技術としては下記の特許文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】米国特許出願３８５０３４号
【特許文献２】特願平１−２１８３４４号公報
【特許文献３】特開２０００−８１３４４号公報
【特許文献４】特願平３−１５００４１号公報
【特許文献５】特公平７−４４８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００６０】
本発明は、上記した課題のうち、少なくとも一つを解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
上記した課題の解決手段は、以下の記載より明らかである。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば、上記した課題のうち、少なくとも一つを解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本考案による位置検出器を用いたサーボモータ制御システムのブロック図である。
【図２】第１図の実施例に使用されるモータの縦断面図である。
【図３】第２図の線３−３に沿う一部を除去した拡大縦断面図である。
【図４】第２図の線４−４に沿う拡大縦断面図である。
【図５】第２図の線５−５に沿う拡大縦断面図である。
【図６】第１図のブロック図のモータドライバー回路の略図である。
【図７】第１図の整流回路の略ブロック図である。
【図８】第１図の位置検出器の検出回路の略図である。
【図９】シンクロ・レゾルバの他の実施例を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るレゾルバ装置に使用される単極レゾルバを示す断面図である。
【図１１】同レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線図である。
【図１２】本考案の一実施例に係るレゾルバ装置を示す概略構成図である。
【図１３】同レゾルバ装置に使用される多極レゾルバを示す断面図である。
【図１４】同レゾルバの磁極に巻回された巻線の結線図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は単極レゾルバのＡ相の各巻線から得られる電流信号を夫々電圧信号に変換したＡ相信号，相信号を示す波形図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は単極レゾルバから得られる３相のレゾルバ信号を２相の信号に変換したｃｏｓ信号，ｓｉｎ信号を夫々示す波形図である。
【図１７】レゾルバ・ディジタル変換器を示す概略構成図である。
【図１８】（ａ）はディジタル変換された多極レゾルバ信号を示すグラフ、（ｂ）はディジタル変換された単極レゾルバ信号を示すグラフである。
【図１９】本発明の一実施の形態におけるレゾルバロータとステータとの組合せを説明する模式図である。
【図２０】図１９のＶＲ型レゾルバの全周精度測定結果を示すグラフである。
【図２１】第１の実施例のレゾルバロータラミネーションの略図である。
【図２２】そのレゾルバステータの組立図である。
【図２３】図２２の巻線結線図である。
【図２４】比較例のレゾルバステータの組立図である。
【図２５】その巻線結線図である。
【図２６】第１の実施例の全周精度測定結果を示すグラフである。
【図２７】その比較例の全周精度測定結果を示すグラフである。
【図２８】第２の実施例のレゾルバステータの組立図である。
【図２９】その巻線結線図である。
【図３０】第２の実施例の全周精度測定結果を示すグラフである。
【図３１】その比較例の全周精度測定結果を示すグラフである。
【図３２】レゾルバステータの巻線とステータ極片形状との関係を説明する模式図で、（ａ）は本発明の２歯極片、（ｂ）は一般的な多数歯極片である。
【図３３】従来のレゾルバロータとステータとの組合せを説明する模式図である。
【図３４】レゾルバロータの回転でレゾルバステータの巻線を流れるＡ，Ｂ，Ｃ相の変調信号を示す概要図である。
【図３５】従来のＶＲ型レゾルバの全周精度測定結果を示すグラフである。
【図３６】第１実施形態のＶＲ型レゾルバの平面図である。
【図３７】第１実施形態のダイレクトドライブモータの断面図である。
【図３８】レゾルバステータのノッチ部分を中心とする拡大図である。
【図３９】第２実施形態のＶＲ型レゾルバの平面図である。
【図４０】第３実施形態のＶＲ型レゾルバの平面図である。
【図４１】本発明にかかるＶＲ型レゾルバの第１の実施形態で、（ａ）は一部を省略して示すロータの平面図、（ｂ）はその歯形の部分拡大図である。
【図４２】（ａ）は図１のロータと組み合わせるステータのラミネーション平面図、（ｂ）はその巻線仕様図である。
【図４３】レゾルバの歯数と回転位置測定精度との関係を示すグラフであり、（ａ）は本発明に係る３０歯レゾルバの全周精度測定結果、（ｂ）は従来の１２０歯レゾルバの全周精度測定結果である。
【図４４】本発明にかかるＶＲ型レゾルバの第２の実施形態で、（ａ）はロータの平面図、（ｂ）はその歯形の部分拡大図である。
【図４５】（ａ）は図５のロータと組み合わせるステータのラミネーション平面図、（ｂ）はその巻線仕様図である。
【図４６】（ａ）は本発明にかかる第２の実施形態（２５歯レゾルバ）における全周精度の測定結果、（ｂ）は従来の１００歯レゾルバの全周精度の測定結果である。
【図４７】従来のＶＲ型レゾルバの使用態様の一例を示す半断面図である。
【図４８】第１の実施形態に係わるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図４９】第２の実施形態に係わるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図５０】第３の実施形態に係わるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図５１】第４の実施形態に係わるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図５２】第１の実施形態に係わるダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。
【図５３】第２の実施形態に係わるダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。
【図５４】第３の実施形態に係わるダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。
【図５５】第４の実施形態に係わるダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。
【図５６】第１の従来例におけるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図５７】第２の従来例におけるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【図５８】第３の従来例におけるレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１において、ＡＣ同期リラクタンス型モータ１０はパワードライバー回路板１３と整流回路基板（変換回路板）１１とより成るパワードライバーユニット１２により励磁される。更にパワードライバーユニット装置１２は、コントローラ・サーボボード１４とモータに接続されるシンクロ・レゾルバ１６の検出装置１７とより入力信号を受ける。
【００６５】
検出装置１７の出力はシンクロ−デジタル変換器７４により処理された後、コントローラ・サーボボード１４へも、フィードバック信号として与えられる。
【００６６】
図２、図３及び図４に示す通り、モータは高トルクロボット用モータとして上述の米国特許出願番号３８５，０３４に詳述されている。コントローラ・サーボ基板は公知のもので、ファイネルシステム社（Ｆｉｎｅｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ、１１９０−ｓ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｖｉｅｕ  Ａｌｖｉｓｏ  Ｒｏａｄ、Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  ９４０８６．）によるＦＰＣ−１８００モデル等が市販されているものである。この装置ではエラー信号を受けるためのデコーダや、読取られたエラー信号と比較される入力位置制御信号を受けるためのマイクロコンピュータと、アナログ制御信号をサーボパワードライバー装置に出力するためのデジタル−アナログ変換装置及び基準信号源とを有している。
【００６７】
図２、図３、及び図４において、モータ１０は円筒形の外側ステータ組立体１８と、円筒形内側ステータ組立体２０と、カップ形ロータ組立体２２とより成っている。ロータ組立体２２は軸受マウント２４に支持され、そのロータ２２の円筒形状部はロータの回転軸と同心とされ内側ステータ組立体１８と外側ステータ組立体２０の間の環状の空間に入り込んでいる。
【００６８】
図３及び図４に従い、ステータ及びロータ組立体の構成をより詳細に説明する。外側ステータ組立体１８は複数の環状積層板２６より成り、各積層板２６は積層板の内周沿いに等間隔に離間され半径方向内側に突出する複数の極片２８を有している。各極片２８はその上に巻回される電気コイル３２を有し、半径方向に突出する複数のステータ極片歯３０を内周面に具備している。
【００６９】
内側ステータ組立体２０は同様に、複数の環状積層板３４より成り、各積層板３４は積層板の外周沿いに等間隔に離間され半径方向外側に突出する複数の極片３６を有している。各極片３６はその上に巻回されるコイル４０を有し、半径方向に突出する複数の極片歯３８を外周面に具備している。
【００７０】
極片２８及び３６は半径方向に延びる線沿いに対向して配置されている。巻線３２及び４０はこの両巻線３２及び４０を通って流れる電流が対向するステータ極片２８及び３６の極片歯３０及び３８に反対の極性の磁極を作るような連結巻線を形成するよう巻回され互いに接続される。
【００７１】
更に、各ステータ組立体の周回りの一連の巻線３２及び４０は複数の相例えば３相モータでは相Ａ、Ｂ、Ｃに接続される。次に隣接する相のコイルに付与される電流は前と相とは反対の極性の極片を作る。各相の巻線は以後相Ａ、Ｂ、Ｃに対しそれぞれ３５ａ、３５ｂ、３５ｃで表わすものとする。
【００７２】
ロータ２２は環状の積層板より成り、この積層板は外周回りに等間隔に形成された歯４４そして内周回りに等間隔に形成された歯４６を半径方向に突出して有している。歯４４及び４６は歯３０及び３８に対向している。
【００７３】
第４図に示す如く、相Ｂのステータ極片とその後の３番目毎のステータ極片を取り巻くコイルが励磁される時、磁束路４８が発生する。この磁束路４８は相Ｂの内側ステータ極片３６より、相Ｂのステータ極片２８及び３６間のロータ２２の一部を横切り、ステータ極片２８を通って走っている。この磁束路４８は更に、その外周に沿って外側ステータ１８を通り、２つの非励磁巻線を過ぎ次の相Ｂの外側ステータ極片２８を通って戻り、更にロータ２２を通って、次に隣接する相Ｂの内側ステータ極片３６を通るように続き、内側ステータ２０に沿って相Ｂの元のステータ極片３６へと戻り閉ループを完成する。
【００７４】
重要なことは、ロータの中を通って円周方向に走り次のステータ極片への近道をとる磁束が無いことである。その代りに、全磁束はロータを貫通して半径方向外側あるいは半径方向内側に走っている。更に、他相の励磁されないステータ極片２８又は３６を通って走る磁束も無い。このような磁束を作ることにより、磁束がロータを通って磁束路を完成させねばならないこの種の従前のモータにおけるロータをずっと薄くできる。更に、ステータ極片は、ロータの内外両面上に磁力を付与するので、この種の従前の多くのモータの２倍のトルクを発生する。
【００７５】
この実施例の３相モータの場合一時に、６つの同一の磁束路が形成される。即ち、第１及びその後の３番目毎のステータコイルが同時に励磁され、１８極片モータでは、常時、６つのコイルが同時に励磁される。
【００７６】
モータとしての回転力は次の事実より発生する。引き続く各ステータ極片セット上の歯は、隣接するステータ極片間の間隔のためロータの対向する歯とわずかにずれている。それ故例えば、相Ｂの極片が励磁される時、励磁される極片間に存在するロータ上の歯４４及び４６は励磁されるステータ極片上の歯３０及び３８と整合するように成る。この時、次に隣接し励磁されない極片間に位置するロータの歯は、極片が歯の整数倍の間隔とは異なる距離で離間されているので、ステータ極片と整合していない。外側ステータの歯数と外側ステータの歯に面するロータの歯数との差は相の数で割れ、外側ステータ極片の数に等しい。一方、これは内側ステータ極片歯に面するロータについても同じである。
【００７７】
必要なことはロータ歯に対して相隣るステータ極片相互の歯が、ロータ歯のピッチの整数倍とは異なる配置となっていることである。動力が連結する各相のコイルに供給されると、ロータはその歯を引き続き励磁される各相のステータの歯に整合するように移動する。
ある場合には、例えば、分割したステップが必要であるような場合には一時に１相以上の相を部分的に励磁するのが望ましい。それ故相Ｂのコイルが主に励磁され相Ｃのコイルが一部励磁されると、相ＢとＣの隣接する極片２８及び３６を通り半径方向に延び内側及び外側ステータ組立体１８及び２０を通り周方向に走り、それぞれ、相Ｃの極片を通って戻る、第２の磁束路５０が発生する。隣接する相のコイル巻線は反対の極性の磁極片がある相から次の相へと現われるようよう選ばれる。即ち、相Ｂの極片２８がＳ極であるなら相Ｃの極片２８はＮ極となる。
【００７８】
図２、及び図５において、内側及び外側ステータ組立体１８及び２０は、シンクロ・レゾルバ１６の外側ステータ組立体５４をも支持するカップ形の支持体５２により固定支持されている。シンクロ・レゾルバ１６は複数の環状積層板５５より成り、各積層板は複数の規則的に周回りに離間され半径方向内側に突出するステータ極片５６を有している。各ステータ極片５６はその上に巻回される個別のコイル５８を有し、又半径方向に突出する複数の極片歯６０を内周面に具備している。
【００７９】
それ故、シンクロ・レゾルバのステータ組立体５４の構成はモータの外側ステータ１８と実質的に同一である。コイル５８は相Ａ、Ｂ、Ｃに夫々接続され、モータのコイルの相に対応している。ロータ２２は、モータのステータ１８及び２０を越えて延び検出器ステータ５４の内側に対向する先端部４２を有し検出器ステータ５４と同軸に配置されており、ロータの歯４４はシンクロ・レゾルバのステータ極片歯６０と同じピッチの歯列として形成され極片歯６０に対向している。
【００８０】
なお、３相はＡ相、Ｂ相、Ｃ相が電気的に１２０°位相を異ならせている。したがって電気的に隣合う極ｂ片各々の位相は互いに電気的に１２０°となるようにロータの歯４４に対向する極片５６相互の極片歯６０は歯のピッチの整数倍から１／３ピッチずらされている。本実施例の場合、極数は１８極となっているので、実角度で言うと、６０°が電気角の３６０°に相当する。
【００８１】
図８において、シンクロ・レゾルバは、モータにおけるように磁気抵抗の変化を利用してトルクを発生する代わりに、磁気抵抗の変化に応じた電流が巻線５８に流れることを利用している。そしてコイル５８が巻回されたステータ極片５６に対向するロータ２２が回転する時その先端部４２との誘導リアクタンスの変化は検知回路１７によりモニタされる。歯６０と４４が整合されると、励磁されたステータ極片の巻線５８のインダクタンスは、歯が非整合の時より高くなる。インダクタンスのこの変化は、定交流定電圧源に接続された交流負荷の変動により検知される。この交流電流は各相に直列になっている電流検知抵抗器における電圧降下として現われる。これについて以下に詳述する。
【００８２】
図８において、検知回路１７は交流源即ち、オシレータ６２を含み、その出力端の一方は抵抗６４を通し接地されている。ある相の各巻線、例えば図８で５８ａと示した相Ａの全巻線５８は電流検知抵抗６６ａを通して接地されている。同様に、相Ｂの巻線５８ｂ及び相Ｃの巻線５８ｃの一方も、個別の電流検知抵抗６６ｂ及び６６ｃを通り接地されている。巻線５８ａ、５８ｂ及び５８ｃの他端はオシレータ６２の接地されない端子に接続されている。
【００８３】
電流検知抵抗６６ａの両端に発生する電圧は差動増幅器７０ｃの非反転入力端子と入力抵抗６８ａを経て差動増幅器７０ａの反転入力端子に供給される。電流検知抵抗６６ｂ両端に発生する電圧は差動増幅器７０ａの非反転入力端子と入力抵抗６８ｂを経て差動増幅器７０ｂの反転入力端子に供給される。更に、電流検知抵抗６６ｃの両端に発生する電圧は差動増幅器７０ｂの非反転入力端子と入力抵抗６８ｃを経て差動増幅器７０ｃの反転入力端子に供給される。各増幅器７０ａ、７０ｂ及び７０ｃは、それぞれフィードバック抵抗７２ａ、７２ｂ及び７２ｃを有している。
【００８４】
アンプ７０ａ、７０ｂ及び７０ｃの出力は個別の相入力としてシンクロ−デジタル変換モジュール７４へと与えられる。かかる装置は従来公知で市販されており、その１つにＩＬＣデータデバイス社（ＩＬＣ  Ｄａｔｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，１０５  Ｗｉｌｂｕｒ  Ｐｌａｃｅ，Ｂｏｈｅｍｉａ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  １１７１６）のモデルＸＤＣ１９１０９−３０１がある。この装置はその出力としてデジタルシンクロ位置信号を発生する。
【００８５】
デジタル変化モジュール７４は、又基準信号を必要とする。これは抵抗７６を経て非反転入力端子が接地されている差動増幅器７８の反転入力端子へと供給して与えられる。フィードバック抵抗８０は増幅器７８の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。増幅器７８の出力端子はデジタル変換モジュール７４の基準信号入力に接続されている。
【００８６】
リアクタンス検知回路１７の動作を以下に説明する。巻線５８ａ、５８ｂ及び５８ｃ内の漏れインダクタンスのため、電流検知抵抗６６ａ、６６ｂ及び６６ｃを通る出力信号は約３０乃至４０％変調され増幅器７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃにより差動増幅されねばならない。両相に共通の漏れインダクタンス及びリアクタンスがキャンセルされ抵抗６６ａと６６ｂの両端に発生する電圧の差が信号となる。
【００８７】
３相の夫々は、この方法で３相全てが相Ａ′、相Ｂ′、及び相Ｃ′に出力を供給するため補正されるまである相を次の相と比較して処理される。基準の相は増幅器７８の出力として、電流信号の形で与えられ各相の電流検知抵抗６６ａ、６６ｂ及び６６ｃにより発生される９０°の相エラーをキャンセルする。相Ａ′、相Ｂ′及び相Ｃ′の出力と基準信号は標準のシンクロ・レゾルバ出力の様になり、そして一般のシンクロ・レゾルバ−デジタル変換器７４に適合する。
【００８８】
図８の実施例は、検出器ステータが図５の如き外側ステータのみか、又は、内側ステータのみか、又はより大きな信号とより高い精度を得るため内外にステータを配したもののいずれにも用いることができる。
【００８９】
光学式エンコーダ等を使用したような従来のレゾルバでは、歯又は極片を整合するためモータの一相をまず励磁して基準点を与えることが必要である。その後、モータが回転すると、光学式エンコーダは、モータがその基準点よりどの程度回転したかを示す一連のデジタルパルスを供給する。モータが高負荷を受けたり、そのプリセット開始点を始めに得られない場合は、この技術ではうまく作動しない。しかしながら第５図に示す如き本発明では、１整流ピッチに対しある絶対位置が得られ、常に正しい関係にある。
【００９０】
本発明によるシンクロ・レゾルバは各相に共通の洩れインダクタンス及びリアクタンスをキャンセルできるため高分解能にできるので、低速回転でも速度情報を得ることができる。
【００９１】
モータとシンクロ・レゾルバには同じ積層板を使用してモータ駆動のための比例整流にそのシンクロ・レゾルバの出力を使っているので更なる利点が得られる。シンクロ・レゾルバのステータ歯の形状は波形や周期や相が、モータの必要性に自動的に合った信号電流を発生する。それ故、モータの歯巾が変えられあるいはロータとステータ間のギャップがモータの設計時に変更されると、モータの歯と同一形状で形成されるシンクロ・レゾルバも又、対応して変更され、新しい設計条件のもとで正しく作動する整流信号を発生する。モータ要素に磁気挙動を有しない光学式エンコーダのような機械的な整流装置とは違って、あたかもモータの歯がレゾルバ自身を調整しているようである。
【００９２】
第６図によりモータ用パワードライバー基板１３を説明する。それは連続６アンペア、各相９アンペアのピークまで供給できる３相ユニポーラスイッチングレギュレータアンプ８６（チョッパ）を有している。回路１３は最大トルクが正しい関係にある３つの個別の波形、相Ａ、相Ｂ、及び相Ｃを受ける。これら波形の巾は命令電流入力により設定されるが、この点について以下に詳述する。第１図のサーボループ構成において、命令電流入力はサーボアンプ１４からの出力であり、又、モータ内の電流を制御して負荷トルクと平衡に達する。
【００９３】
相Ａ、相Ｂ、及び相Ｃの信号は個別の入力デジタルオプトカプラ８２ａ、８２ｂ及び８２ｃを通してアナログ電流レベルを伝えるよう変調されたパルス巾である。これらオプトカプラはラインの分離と接地保護を与える。変調周波数は特定のものではないが、１０ＫＨｚと１００ＫＨｚの間でなければならない。オプトカプラ８２ａ、８２ｂ及び８２ｃの出力は個別の積分器８４ａ、８４ｂ及び８４ｃに与えられるが、積分器の出力はそれぞれ個別のスイッチングアンプ８６ａ、８６ｂ、８６ｃの入力に接続される。続いてスイッチングアンプ８６ａ、８６ｂ、８６ｃの出力はモータ１０の個別の相の巻線３５ａ、３５ｂ及び３５ｃの両端に接続される。
【００９４】
スイッチングアンプ８６ａ、８６ｂ及び８６ｃは低音響ノイズのために２０ＫＨｚでスイッチされるＶＭＯＳ電界効果トランジスタと高速回復ダイオードより成っている。モータ内のリップル電流は各相内の電流フィードバックループにより除去される。入力のデューティサイクルは０％から１００％まで変化するので、モータ巻線への出力は最低から最大出力電流まで直線的に変化する。
【００９５】
モータの極の励磁は唯一つの極性（Ｓ又はＮ）のみ必要であるのでパワードライバー回路１３は修正された半波長ブリッジを与えられている。電源８８はブリッジ整流器及びコンデンサフィルタを使って、直接ライン作動され、必要な１５０Ｖの電圧を提供する。電源は変圧器が無いので、サイズ重量及びコストを低減できるが、２重の分離のため絶縁トランスを付加することも可能である。障害検知回路９０は過少及び過大の電圧条件とパワードライバー回路の最大回生の超過に関してラインを監視している。
【００９６】
第７図により整流回路基板１１を説明する。第８図のシンクロ・レゾルバより与えられる相信号、相Ａ′、相Ｂ′、及び相Ｃ′はオシレータ６２からの基準相入力をも与えられる同期検知器９２への入力である。検知器９２より同期的に検知される出力は積分器９４により個別に積分され電流変調器９６への入力となる。積分器９４は同期検知器の出力をフィルタするため設定されている。電流変調器９６はコントローラ・サーボボード１４からの命令入力信号に応答してこれら信号を変調する。電流変調器９６からの個別の相信号出力は個別のパルス巾変調器９８ａ、９８ｂ、及び９８ｃによりパルス巾変調されアナログ電流レベルをパワードライバー回路１３のデジタルオプトカプラ８２ａ、８２ｂ、８２ｃへと伝えるため使用されるパルス巾変調信号を発生する。
【００９７】
整流回路基板１１はシンクロ・レゾルバの信号を操作検知し、サーボループ用にそのレベルを標準レベルまで増幅し、パワードライブの相入力を制御し、モータを整流するという３つの機能を有している。シンクロ・レゾルバ１６の１回転当り１５０の出力サイクルがモータの極数に対応しており、同期整流の情報に容易に使用でき、ブラシの無いＤＣモータを形成するのに使用される。この様に、ドライバー回路１３は最大トルクに対し正しい相で３つの波形を受ける一方、波形の振幅は命令入力電流により設定されている。
【００９８】
シンクロ・レゾルバの検出出力を使って、整流回路１１はモータの相を正弦加重された電流で連続的かつ比例的に作動する。結果として、モータは従来のＤＣサーボシステムにおけると同時にアナログ入力信号に応答する。しかしながら正弦加重入力は又ソフトウエア内でも処理でき、この場合、整流回路１１とデジタル−アナログ変換器とを排除できる。
【００９９】
コントローラ・サーボボード１４内のサーボループマイクロプロセッサの出力レジスタは、わずかな回路基板外のデジタル“カウンタ・タイマ”集積回路によりデューティサイクルを命令し、パワードライバーオプトカプラを直接駆動するのに使用できる。このように、サーボループは単純で、コストが低く、全てがデジタルである。
【０１００】
モータの巻線３５に供給される実際の波形は、最小のトルクリップルのためクリップされ又は圧縮された半波の正弦波でなければならない。その相は電流特性に対し最大トルクを与えるに必要な回転方向に、電気的に１２０°進めるか遅らされなければならない。より高い回転速度が必要で、トルクの低下が許される場合、モータの相励磁タイミングを更に進めることができる。この相タイミングの変調はＤＣ分巻モータにおける界磁弱めに似ている。それはモータの逆起電力を効果的に減じより低トルクでより高速を与える。
【０１０１】
また、本発明は、このような従来の問題点に着目して為されたもので、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のためのスペースを小さくすることができると共に、巻線間を絶縁する必要のないレゾルバ装置を提供することを目的としている。
【０１０２】
上記課題を解決するために、本発明は、ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置により変化するロータとステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ装置において、前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、前記ステータは、１２０゜間隔で配置された少なくとも３相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有し、且つ前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励磁手段と、前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段とが設けられ、該検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するように構成されているものである。
【０１０３】
好ましくは、この課題を達成するために、本考案における前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加え、少なくとも３相の磁極及び各磁極に巻回された１種類の巻線を有するステータを備え、ロータ鉄心１回転でリラクタンスの基本波成分が複数周期となる構造の多極レゾルバを備え、且つ検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバの各巻線の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられているものである。
【０１０４】
上記レゾルバ装置では、ステータの各相の磁極に巻回された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が検出される。
【０１０５】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１１図は、一実施例に係るレゾルバ装置を示す概略構成図である。
このレゾルバ装置１２１には、第３図に示すように、メガトルクモータ１２２（メガトルクは登録商標）の回転子にロータが夫々接続された単極レゾルバ１２３及び多極レゾルバ１２４と、該各レゾルバ１２３，１２４の巻線に励磁信号を与えると共に、各レゾルバ１２３，１２４の巻線に流れる電流値を検出し、この検出した電流値を用いてデジタル位置信号φ及びアナログ速度信号を検出するサーボドライバ１２５と、該サーボドライバ１２５から出力されるデジタル位置信号φからメガトルクモータ１２２の回転角度位置を演算してその位置信号を出力するマイクロコンピュータ等の制御手段（ＣＰＵ）１２６とが設けられている。
【０１０６】
前記単極レゾルバ１２３は、第１８図に示すように、３相バリアブルリラクタンス形レゾルバであり、ロータ鉄心１３０ａとステータ鉄心１３１ａの空隙１３２中のリラクタンスがロータ鉄心１３０ａの位置により変化し、ロータ鉄心１３０ａの１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる構造のロータ１３０とステータ１３１を備えているものである。即ち、ロータ１３０の内径中心Ｏ１はステータ１３１の内径中心と一致しているが、ロータ１３０の外径中心Ｏ２がその内径中心Ｏ１から一定の偏心量Ａだけ偏心するようにロータ鉄心１３０ａの肉厚を変化させてあり、これによって前記リラクタンスが上述したようにロータ鉄心３０ａの位置により変化する。
【０１０７】
前記ステータ１３１は、１２０゜間隔で配置されたＡ相、Ｂ相及びＣ相の３双の磁極と、該Ａ相、Ｂ相及びＣ相に対して夫々１８０゜ずれた所に配置された相、相及び相の磁極とが配置されている。これら各相には、夫々３つの磁極が配置されており、全部で１８個の磁極１３３１〜１３３１８がステータ１３１に設けられている。各磁極１３３１〜１３３１８には、１種類の巻線Ｃ１〜Ｃ１８が巻回されている。そして、第１１図に示すように、Ａ相の３本の巻線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は直列に接続されており、他の各相の３本の巻線もＡ相と同様に直列に接続されている。また、Ａ相の３本の巻線Ｃ１〜Ｃ３は、共通端子１３４と電流検出用抵抗Ｒ１の一端との間に接続されている。他の各相の３本の巻線も、Ａ相と同様に共通端子１３４と電流検出用抵抗Ｒ２〜Ｒ６の一端との間に夫々接続されている。Ｒ１〜Ｒ６の各他端は内部でアースされている。
【０１０８】
上記構成を有する単極レゾルバ１２３では、共通端子１３４にある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロータ１３０が１回転する間に、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線からは、各相毎に１２０゜ずつ位相のずれた１サイクルの交流信号で、前記リラクタンス変化に応じて電流値が変化した単極レゾルバ信号が、相、相及び相の各巻線からは、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の信号に対し夫々１８０゜位相のずれた単極レゾルバ信号が夫々出力される。
【０１０９】
前記多極レゾルバ１２４は、第１２図に示すように、円筒状のロータ１４０とステータ１４１とを有し、該ロータ１４０の外径中心はステータ１４１の内径中心と一致している。ロータ１４０の外周面には、多数（例えば１５０個）の突極状の歯１４０ａが形成されている。ステータ１４１の内周部には、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各磁極が所定の間隔で交互に配置されており、各相の磁極には巻線ＣＡ，ＣＢ，ＣＣが夫々巻回されている。
【０１１０】
ステータ１４１の内周面には、各相が１２０゜ずつ電気角でずれるように、多数（例えば、ロータ１４０の歯１４０ａが１５０個の場合には１４４個）の突極状の歯が形成されている。各相の巻線ＣＡ，ＣＢ，ＣＣは、第１３図に示すように、共通端子１４２と電流検出用抵抗ＲＡ，ＲＢ，ＲＣの一端との間に夫々接続されている。ＲＡ，ＲＢ，ＲＣの他端はアースされている。
【０１１１】
上記構成を有する多極レゾルバ１２４では、共通端子１４２にある周波数の正弦波が励磁信号として印加されると、ロータ１４０が１回転する間に、３相の各相毎に１５０サイクルの交流信号が多極レゾルバ信号として前記各巻線ＣＡ，ＣＢ，ＣＣから出力される。
【０１１２】
前記サーボドライバ１２５は、例えば６ｋＨｚ程度の正弦波を出力する発振器１５０と、アンプ１５１とを有し、該アンプ１５１で増幅された正弦波が励磁信号として前記単極レゾルバ１２３及び多極レゾルバ１２４の各共通端子１３４及び１４２に同時に印加される。また、このサーボドライバ１２５は、２つの電流／電圧変換器１５２，１５３と、減算器１５４と、２つの３／２相変換器１５５，１５６と、アナログスイッチ１５７と、レゾルバ・ディジタル変換器（ＲＤＣ）１５８と、移相器１５９とを有している。
【０１１３】
電流／電圧変換器１５２は、前記電流検出用抵抗Ｒ１〜Ｒ６を有し、単極レゾルバ３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相及び相の各巻線に流れる電流信号を電流検出用抵抗Ｒ１〜Ｒ６により電圧信号に変換するものである。具体的には、この変換器１５２から、下記の電圧信号が減算器１５４に出力される。Ａ相信号は第１４図（ａ）で、相信号は第１４図（ｂ）で夫々示されている。
【０１１４】
Ａ相信号＝（Ａ０＋Ａ１ｃｏｓθ）・ｓｉｎωｔ
Ａ０相信号＝（Ａ０−Ａ１ｃｏｓθ）・ｓｉｎωｔ
Ｂ相信号＝｛Ａ０＋Ａ１ｃｏｓ（θ＋（２）／３π）｝・ｓｉｎωｔ
Ｂ０相信号＝｛Ａ０−Ａ１ｃｏｓ（θ＋（２）／３π）｝・ｓｉｎωｔ
Ｃ相信号＝｛Ａ０＋Ａ１ｃｏｓ（θ＋４／３π）｝・ｓｉｎωｔ
Ｃ０相信号＝｛Ａ０−Ａ１ｃｏｓ（θ＋４／３π）｝・ｓｉｎωｔ
ここで、ω＝２πｆで、ｆはキャリア周波数である。
前記減算器１５４は、下記の減算を行ない、下記（１）〜（３）の電圧信号を３相の単極レゾルバ信号（ＡＢＳ信号）として３／２相変換器１５５に出力するようになっている。
【０１１５】
Ａ相−Ａ０相＝２Ａ１ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ                 （１） 
Ｂ相−Ｂ０相＝２Ａ１ｃｏｓ（θ＋２／３π）・ｓｉｎωｔ    （２） 
Ｃ相−Ｃ０相＝２Ａ１ｃｏｓ（θ＋４／３π）・ｓｉｎωｔ    （３）
【０１１６】
電流／電圧変換器１５３は、前記電流検出用抵抗ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有し、多極レゾルバ４のＡ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線に流れる電流信号（３相の交流信号）を電流検出用抵抗ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにより電圧信号に変換し、この電圧信号を３相の多極レゾルバ信号（ＩＮＣ信号）として３／２相変換器１５６に出力するものである。
【０１１７】
前記３／２相変換器５５は、前記（１）〜（３）で表わされる３相のＡＢＳ信号を、２相の信号（下記のｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ５７に出力するようになっている。ｃｏｓ信号は第１６図（ａ）で、ｓｉｎ信号は第１６図（ｂ）で夫々示されている。
ｃｏｓ信号＝Ｋ・ｃｏｓθ×ＳＩＮωｔ
ｓｉｎ信号＝Ｋ・ｓｉｎθ×ＳＩＮωｔ
【０１１８】
前記３／２相変換器１５６も、３／２相変換器１５５と同様のもので、電流／電圧変換器１５３から出力される前記３相の多極レゾルバ信号（ＩＮＣ信号）を２相の信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）に変換し、この２相の信号をアナログスイッチ１５７に出力するようになっている。
【０１１９】
前記アナログスイッチ１５７は、ＡＢＳ／ＩＮＣ切り換え信号により切り換わるスイッチで、ドライバ電源投入時には３／２相変換器１５５から２相の信号を選択して通し、その後３／２相変換器１５６からの２相の信号を選択して通すようになっている。
【０１２０】
前記移相器１５９は、前記アンプ１５１からの励磁信号の位相を遅らせ、前記ＡＢＳ又はＩＮＣの各ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号のうちのキャリア信号の位相と同期させたＲｅｆ信号（ｓｉｎωｔ）をレゾルバ・ディジタル変換器１５８に出力するものである。
【０１２１】
前記レゾルバ・ディジタル変換器１５８は、２相の信号をディジタル信号に変換するもので、一般に市販されているものである。この変換器１５８として、例えば１２ビット仕様のものを用いると、前記２相のＡＢＳ信号は、４０９６（パルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに変換される。即ち、この位置信号φは、単極レゾルバ３のロータ１３０が１回転する間に、０から４０９５までカウントアップされたディジタル値（第１７図（ｂ）を参照）となる。
【０１２２】
一方、前記２相のＩＮＣ信号は、１２ビット仕様の変換器５８の場合、４０９６×１５０（前記突極状の歯４０ａの数）＝６１４４００（パルス／ロータ１回転）のディジタル位置信号φに変換される。即ち、この位置信号φは、多極レゾルバ１０４のロータ１４０が１回転する間に、０から４０９５までのカウントアップが１５０回されたディジタル値（第１８図（ａ）を参照）となる。
【０１２３】
具体的には、レゾルバ・ディジタル変換器５８は、第８図に示すように、高速ｓｉｎ／ｃｏｓ乗算器１８１と、減算器１８２と、エラーアンプ１８３と、同期整流器１８４と、積分器１８５と、電圧／周波数変換器１８６と、カウンター１８７と、Ｄ／Ａ変換器１８８とを有している。
【０１２４】
前記高速ｓｉｎ／ｃｏｓ乗算器１８１は、前記ＡＢＳ又はＩＮＣ信号のｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号を、
ｃｏｓ信号＝ｃｏｓθ×ｓｉｎωｔ
ｓｉｎ信号＝ｓｉｎθ×ｓｉｎωｔ
とすると、
ｃｏｓθ×ｓｉｎωｔ×ｃｏｓφの乗算、及び
ｓｉｎθ×ｓｉｎωｔ×ｓｉｎφの乗算を行ない、前者の乗算値を減算値１８２のプラス側入力端子に、後者の乗算値をそのマイナス側入力端子に夫々出力するようになっている。ここで、ｃｏｓφ及びｓｉｎφは、カウンター１８７のカウント値φがＤ／Ａ変換器１８８で２相のアナログ信号に変換された信号である。
【０１２５】
減算器８２は、
ｃｏｓθ×ｓｉｎωｔ×ｃｏｓφ−ｓｉｎθ×ｓｉｎωｔ×ｓｉｎφ＝ｓｉｎωｔ×ｓｉｎ（θ−φ）の減算を行なう。
【０１２６】
この減算値の信号が、エラーアンプ１８３を介して同期整流器１８４に入る。該同期整流器１８４には、前記移相器１５９からＲｅｆ信号（ｓｉｎωｔ）が入力されているので、該同期整流器１８４からは、ｓｉｎ（θ−φ）の信号が積分器１８５に出力されるようになっている。
【０１２７】
積分器１８５は、前記ｓｉｎ（θ−φ）の信号を積分してアナログ速度信号を不図示の表示手段に出力するようになっている。
【０１２８】
前記電圧／周波数変換器１８６は、前記アナログ速度信号の電圧値に応じた周波数のパルス列をカウンター１８７に出力するものである。
【０１２９】
そして、カウンター１８７は、電圧／周波数変換器１８６から出力されるパルスをカウントする。
【０１３０】
上記レゾルバ・ディジタル変換器１５８では、前記高速ｓｉｎ／ｃｏｎ乗算器１８１からＤ／Ａ変換器１８８までのサーボ系が、ｓｉｎ（θ−φ）＝０となるように、即ちθ＝φとなるように追従するトラッキング型の信号処理部を採用しており、θ＝φとなったときのカウンター１８７のカウント値をディジタル位置信号φとして出力するようになっている。
【０１３１】
そして、前記制御手段（ＣＰＵ）１２６は、前記ＡＢＳのｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号がレゾルバ・ディジタル変換器１５８でディジタル変換されたディジタル位置信号φの値をａｂｓとし、前記ＩＮＣのｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号が変換器１５８でディジタル変換されたディジタル位置信号φの値をｉｎｃとすると、
ａｂｓ×１５０＋（２０４８−ｉｎｃ）＋ｏｆｆｓｅｔ値
の演算を行って回転角度位置を算出するようになっている。
【０１３２】
次に、上記一実施例の作動を説明する。
メガトルクモータ１２２の回転子がある回転角度位置まで回転すると、単極レゾルバ１２３のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ０相、Ｂ０相及びＣ０相の各巻線には、その回転角度位置θに応じたリラクタンス変化が電流値の変化として表された電流が流れ、この６つの電流信号が電流／電圧変換器１５２により電圧信号に変換され、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、相、相及び相の前記各信号が該変換器１５２から減算器１５４に出力される。該変換器１５２は、上記減算を行ない、前記（１）〜（３）の電圧信号を３相のＡＢＳ信号として３／２相変換器１５５に出力する。該３相のＡＢＳ信号が、３／２相変換器１５５により、２相のｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号に変換され、この２相のＡＢＳ信号がアナログスイッチ１５７に出力される。
【０１３３】
一方、多極レゾルバ１２４の各巻線ＣＡ，ＣＢ，ＣＣからは、前記回転角度位置θに応じたサイクルの交流信号がＡ相、Ｂ相及びＣ相の３相の各相毎に出力され、この３相の交流信号が電流／電圧変換器１５３により電圧信号に変換され、さらに、この３相の交流信号が３／２相変化器で２相のｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号に変換され、この２相のＩＮＣ信号がアナログスイッチ１５７に出力される。
【０１３４】
該アナログスイッチ１５７は、ドライバ電源投入時には３／２相変換器１５５からの２相のＡＢＳ信号を選択して通し、その後３／２相変換器１５６からの１２相のＩＮＣ信号を選択して通す。
【０１３５】
前記２相のＡＢＳ信号がレゾルバ・ディジタル変換器１５８に入力されたとき、該変換器１５８は、この２相のＡＢＳ信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）を上述したようにディジタル変換してディジタル位置信号φを制御手段１２６に出力する。このときのφの値がａｂｓである。
【０１３６】
一方、前記２相のＩＮＣ信号が前記変換器１５８に入力されたとき、該変換器１５８は、この２相のＩＮＣ信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）を上述したようにディジタル変換してディジタル位置信号φを制御手段１２６に出力する。このときのφの値がｉｎｃである。
【０１３７】
そして、制御手段６は、前記ａｂｓ及びｉｎｃを用いてａｂｓ×１５０＋（２０４８−ｉｎｃ）＋ｏｆｆｓｅｔ値の演算を行ない、回転角度位置θを算出する。
【０１３８】
なお、上記一実施例のレゾルバ装置１の回転角度位置θ検出の分解能は、以下の通りである。
【０１３９】
レゾルバ・ディジタル変換器５８が１２ビット仕様の場合で、
多極レゾルバ１２４のロータ４０の
突極状の歯１４０ａが１５０個のとき、分解能は６１４４００（パルス／１回転）
突極状の歯１４０ａが１２０個のとき、分解能は４９１５２０（パルス／１回転）
突極状の歯１４０ａが１００個のとき、分解能は４０９６００（パルス／１回転）
となる。
【０１４０】
また、レゾルバ・ディジタル変換器１５８が１４ビット仕様の場合には、分解能は１２ビット仕様の場合の４倍になる。
【０１４１】
上記一実施例によれば、前記単極レゾルバ１２３において、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ０相、Ｂ０相及びＣ０相の各相には、夫々３つの磁極が配置されており、且つＡ相、Ｂ相及びＣ相に対して夫々１８０゜ずれた所に配置された相、相及び相の磁極が配置されている構造により、該レゾルバ１２３のロータ１３０の外径形状の製造誤差等による悪影響を受けにくく、その分だけ回転角度位置の検出精度が向上する。なお、前記各相の磁極の数は３つに限られず、その数は例えば２つであってもよい。
【０１４２】
また、上記一実施例によれば、前記レゾルバ・ディジタル変換器１５８では、その内部のサーボ系として、上述したようなトラッキング型の信号処理部を採用しているので、ディジタル変換の高精度化を容易に図ることができる。
【０１４３】
なお、上記一実施例では、前記単極レゾルバ１２３を３相構造にしてあるが、これを６相構造にしてもよい。
【０１４４】
以上詳述した如く、本考案に係るレゾルバ装置によれば、ステータの各相の磁極に巻回された１種類の各巻線に流れる電流値を検出し、この検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度が検出される。従って、ステータの各相の磁極に巻回される巻線のためのスペースを小さくすることができると共に、巻線間を絶縁する必要がなく、これによって、製造工数及び製造コストを削減できる。
【０１４５】
また、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備えているので、ロータとステータとの間の絶対的な位置関係である回転角位置を検出することができる。
【０１４６】
さらに、単極レゾルバの他に多極レゾルバを備え、両方のレゾルバから得られた電流値に基づき、回転角度位置や回転速度を検出するので、高分解能な回転角度位置を検出することができる。
【０１４７】
更に本考案は、このような従来のＶＲ型レゾルバにおける一層の精度向上に関する未解決の課題を解決するためになされたものであり、Ｎ相ＶＲ型レゾルバのロータ歯数に対するステータの極数を選定することにより容易に製造できる高精度のＶＲ型レゾルバを提供することを目的とする。
【０１４８】
上記の目的を達成するための高精度ＶＲ型レゾルバの発明は、先端部に複数の極片歯を有する極片を円周等分に複数有して固定支持されると共に各極片に相数Ｎのコイルを各相毎に直列に巻回してなる環状のステータと、このステータの前記極片歯に対向して円周方向に形成された歯列を有してステータと同心に配し相対回転自在に支持された環状のロータとを備えＮ相ＶＲ型レゾルバにおいて、前記ロータの歯数に対するステータの極数を、全周精度を向上させるために、相数Ｎの倍数でなる偶数とし、且つ下記（１１）式及び（１２）式の何れかにより算出した極数とし、ＤＤモータに組込まれたことを特徴とする高精度ＶＲ型レゾルバ。
ステータ極数＝ロータ歯数／（Ｍ＋１／Ｎ）―――（１１）
ステータ極数＝ロータ歯数／｛Ｍ＋（Ｎ−１）／Ｎ｝―――（１２）
但し、Ｍは１〜３の整数である。
【０１４９】
また、本考案に係る高精度ＶＲ型レゾルバは、前記考案において、前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝３に設定すると共に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（１１）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする。
【０１５０】
さらに、本考案に係る高精度ＶＲ型レゾルバは、前記考案において、前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝１に設定すると共に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（１２）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする。
【０１５１】
更に、本考案に係る高精度ＶＲ型レゾルバは、前記考案に記載の高精度ＶＲ型レゾルバにおいて、前記ロータ歯数を１６０に設定し、前記ステータ歯数４８に設定するか又は前記ロータ歯数を１２０に設定し、前記ステータ歯数を３６に設定することを特徴とする。
【０１５２】
更に、本考案に係る高精度ＶＲ型レゾルバは、前記の高精度ＶＲ型レゾルバにおいて、前記ステータのステータ極片形状をコイル巻線の整列型巻可能なくびれのない形状としたことを特徴とする。
【０１５３】
以上説明したように、本考案によれば、Ｎ相ＶＲ型レゾルバにおいて、レゾルバロータの歯数に対するレゾルバステータの極数を、
ステータ極数＝ロータ歯数／（Ｍ＋１／Ｎ）―――（１１）
ステータ極数＝ロータ歯数／｛Ｍ＋（Ｎ−１）／Ｎ｝―――（１２）
但し、ステータ極数はＮの倍数で且つ偶数、Ｍは１〜３の整数である
の何れかの式により算出した極数としたことにより、レゾルバステータの極数を限界まで増やすことなく、絶対精度１０秒以下での位置決めが可能という極めて高精度のＶＲ型レゾルバが容易に得られるという効果を奏する。
【０１５４】
また、ＶＲ型レゾルバのリップルは、その加減速時や一定速度時に発生する振動に影響するのであるが、レゾルバの精度を上記のように向上させたことにより、当該リップルの発生が抑制できて低振動化が達成できるという効果が得られる。
【０１５５】
さらに、高精度が得られることから、検出器誤差に起因するモータ駆動時の騒音が大幅に低減できるという効果も得られる。
【０１５６】
またさらに、レゾルバステータの極片歯数を減らすことができて、レゾルバ巻線方法の簡素化が可能になると共に、均一な巻線になるために３相のバランスの崩れも最小限に抑えることができるという効果も得られる。
【０１５７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
いま、相数Ｎ＝３相とし、変数Ｍ＝３とした場合につき、上記（１）式を適用して求めたレゾルバステータの極数及びレゾルバロータ歯数を表２に示す。
【０１５８】
【表２】
2014085135.tif 000004
【０１５９】
この表２の値からロータ数及びステータ極数を選定することにより、高精度３相ＶＲ型レゾルバの構成が簡単に得られる。因みに、選定するロータ歯数が多いほど、ステータ極数が増加するためレゾルバの全周精度が向上する。図１９に示すレゾルバロータ（アウタロータである）２２０は、表２の値に基づいて選定した歯数１６０歯を有する。このロータ歯数１６０に対応するレゾルバステータ２１０の極片２１２の数（極数）は４８ポールである。このロータ２２０とステータ２１０との組み合わせ図である図１９に示すように、ステータ２１０の極片２１２は、ロータ２２０の歯数（３＋１／３）ケごとに１ポールづつ存在している。
【０１６０】
それらの各極片２１２には、コイル巻線２１３が巻かれるため、その巻線スペースを考慮したステータ２１０の各極片２１２には、１ポールにつき２ケずつの極片歯２１１が突設されている。このように（１１）式によるステータ極数とロータ歯数との関係を用いてステータ２１０の極数を増やすことにより、隣合うステータの極片２１２，２１２同士の中心角度を小さくできるから、ＶＲ型レゾルバの多極化が容易に実現できる。
【０１６１】
なお、コイル巻線２１３のスペースに問題がなければ、ステータ２１０の各極片２１２の極片歯２１１の数は３ケであっても差し支えない。
【０１６２】
この場合、ロータ２２０の歯２２１に対するステータ極片歯２１１のピッチずれ量は、１／Ｎであり、それぞれ電気角０°で０／３歯（すなわち、ずれ無し）、電気角＋１２０°で１／３歯、電気角＋２４０°で２／３歯、電気角＋３６０°（すなわち、次の０°の始点）で３／３歯（１歯）となる。したがって、この３相ＶＲ型レゾルバでは、１／３ピッチで電気角＋１２０°（３６０／３）毎にずれた３相信号を検出する。
【０１６３】
図１９のレゾルバロータ２２０の歯数１６０歯、レゾルバステータ２１０の極数を４８ポールとした本実施の形態のＶＲ型レゾルバの全周精度をロータリーエンコーダを使用して測定し、Ｘ−Ｙプロッタにて記録した例を図２０に示す。その精度は３．７７秒と極めて高精度であった。
【０１６４】
また、上記実施形態においては、変数Ｍ＝３に設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、変数Ｍ＝２に設定したときには、ロータ歯数１４０でステータ磁極数６０、ロータ歯数２８０でステータ磁極数１２０を設定することができ、変数Ｍ＝１に設定すると、下記表３に示すように条件を満足するロータ歯数８０、１２０、１６０、２００、２４０及び２８０でステータ磁極数を設定することができる。
【０１６５】
【表３】
2014085135.tif 000005
【０１６６】
さらに、上記実施形態においては、３相レゾルバで、電気角＋１２０°毎のステータ極配置をする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電気角−１２０°毎のステータ極配置をする場合も可能であり、この場合には、前述した（１２）式を適用してステータ極数を決定する。
【０１６７】
この場合、変数Ｍ＝３と設定した場合には、前述した表３におけるロータ歯数で、（１２）式を満足し、ステータ極数がＮの倍数で且つ偶数であることの条件を満足するのは、ロータ歯数２２０のときのステータ磁極数６０のみであるが、変数Ｍ＝２と設定した場合には、ロータ歯数８０でステータ磁極数３０、ロータ歯数１６０でステータ磁極数６０、ロータ歯数２４０でステータ磁極数９０の３つを選択することが可能となり、さらに、変数Ｍ＝１と設定した場合には、下記表４に示すように全てのロータ歯数で条件を満足するステータ磁極数を決定することができる。
【０１６８】
【表４】
2014085135.tif 000006
【０１６９】
この場合、ロータ２２０の歯２２１に対するステータ極片歯２１１のピッチずれ量は、−１／Ｎであり、それぞれ電気角０°で０／３歯（すなわち、ずれ無し）、電気角−１２０°で−１／３歯、電気角−２４０°で−２／３歯、電気角−３６０°（すなわち、次の０°の始点）で−３／３歯（−１歯）となる。したがって、この３相ＶＲ型レゾルバでは、−１／３ピッチで電気角−１２０°（−３６０／３）毎にずれた３相信号を検出する。
【０１７０】
本発明のＮ相ＶＲ型レゾルバは、上述のように、±１／Ｎピッチで電気角（±３６０／Ｎ）°毎にずれたＮ相の信号を検出するものであり、３相以外の構成にも適用できる。例えば、４相レゾルバの場合は±１／４ピッチで電気角±９０°毎にずれた４相の信号を検出し、６相レゾルバの場合は±１／６ピッチで電気角±６０°毎にずれた６相の信号を検出する。かくして、本実施形態によれば、変数Ｍを小さくする程、ステータ磁極数を増加させて、レゾルバの全周精度を向上させることができる。
【０１７１】
なお、前記実施の形態では、ＶＲ型レゾルバのロータ及びステータに、ＤＤモータのロータ及びステータと同一の積層板を用いているが、レゾルバロータとモータロータとの歯数が同一歯数であれば、特にレゾルバステータの積層板をモータステータの積層板と同一にする必要はない。
【０１７２】
また、ロータ歯数としては、上記に限定されるものではなく、６８、１０４、１２４、１３２等の任意の歯数を選択することができ、前記（１１）式又は（１２）式で条件を満足するステータ磁極数を算出可能であればよい。
【０１７３】
（実施例）
以下に、本発明の効果を明確にするために、実施例と比較例とを対比して説明する。
実施例１：図２１〜図２３に、本発明の第１の実施例を示す。
この実施例では、図２１に示すレゾルバロータ２２０の歯２２１の歯数を１２０歯とした。これに対し、レゾルバステータ２１０の極数は（１１）式に基づいて３６ポールに設定し、その１ポール当たりの極片歯２１１の歯数は３ケとした。こうして製作した極数３６ポールのレゾルバステータ２１０の組立図を図２２、その巻線結線図を図２３に示す。
【０１７４】
比較例１：一方、レゾルバステータ２１０の極片１２の数が異なる比較例を製作して対比した。その比較例１のＶＲ型レゾルバは、レゾルバロータ２２０の歯２２１の歯数を上記第１の実施例のもの（図２１）と同じく１２０歯としたが、レゾルバステータ２１０の極数は１８ポールと少なくし、かつ１ポール当たりの極片歯１１の歯数を６ケとした。図２４にそのレゾルバステータの組立図を、図２５にその巻線結線図を示した。
【０１７５】
本実施例１のＶＲ型レゾルバの全周精度をロータリーエンコーダを使用して測定し、Ｘ−Ｙプロッタにて記録した例を図２６に示す。その精度は１６．５３秒と非常に高精度であった。これに対して、上記比較例１の場合の精度は図２７に示す通り３９．０８秒となり、実施例１に比べて半分以下であった。
【０１７６】
実施例２：レゾルバロータ２２０は、実施例１と同じく歯数１２０歯とした。レゾルバステータ２１０の方は、その極数は３６ポールであるが、ただし１ポール当たりの極片歯１１の歯数を２ケとしたものを、別に製作した。図２８にそのレゾルバステータ２１０の組立図を、図２９にその巻線結線図を示した。
【０１７７】
比較例２：これに対比する比較例２として、比較例１と同じく歯数１２０歯のアウタロータタイプのレゾルバロータ２２０に、極数１８ポールで１ポール当たりの極片歯の歯数を６ケとしたレゾルバステータ２１０を組み合わせた従来タイプのＶＲ型レゾルバを別に製作した。
【０１７８】
本実施例２のＶＲ型レゾルバの全周精度をロータリーエンコーダを使用して測定し、Ｘ−Ｙプロッタにて記録したものを図３０に示す。その精度は８．２８秒と極めて高精度であった。これに対して、上記比較例２の場合の精度は図３１に示す通り３２．７８秒となり、実施例２の略１／４近くにすぎなかった。
【０１７９】
以上、実施例１，２と比較例１，２とを比べてわかるように、例えば、３相ＶＲ型レゾルバを構成するのに、レゾルバ及びモータのロータ歯数を１２０とした時、レゾルバステータの極数を従来のように１８ポールとするよりも、本発明の前記（１１）式を適用してレゾルバステータの極数を３６ポールとした方が、より高精度の全周精度を実現することができる。
【０１８０】
ここで、本発明のＶＲ型レゾルバの製造上の利点を説明する。例えば上記実施例２のレゾルバステータ２１０（１ポール当たりの極片歯１１の歯数を２ケとしたもの）の場合、図３２（ａ）に示すように、その極片１２の形状は、コイル巻線２１３の整列型巻きの採用を可能にする。すなわち、形状にくびれがないので、型巻きされたコイル巻線２１３（ボビン，空芯コイルなど）を差し込む形で構成することができ、巻線方法の簡素化が図れる。また、均一な巻線になるために、３相のバランスの崩れも最小限に抑えることができる。これに対し、図３２（ｂ）に示すような、極片１ポール当たりの極片歯２１１の歯数の多い一般的なレゾルバステータの場合には、コイル巻線２１３が極片２１２の根元に直巻きされており、均一な巻線形状が出来にくい。
【０１８１】
更に本発明は、高精度ＶＲ型レゾルバの小径化・薄型化を可能とするレゾルバの鉄心構造及びその製造方法を提案することも課題とする。
【０１８２】
上記の課題を解決するため、本発明のＶＲ型レゾルバの鉄心構造は、環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバの鉄心構造であって、前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方は、複数のラミネーションを回転積層した積層構造として構成され、ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、各層のラミネーションの回転積層角度は３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定されている。
【０１８３】
ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定することで、特定の相にのみピッチ誤差が集中することを回避し、ピッチ誤差を全体的に分散させることで、ＶＲ型レゾルバの高精度化を図ることができる。
【０１８４】
本発明のダイレクトドライブモータは、本発明の鉄心構造を具備するＶＲ型レゾルバを角度位置検出器として備える。本発明のＶＲ型レゾルバは薄型化・小型化が可能であるため、小型のダイレクトドライブモータの角度位置検出器として好適である。
【０１８５】
本発明のＶＲ型レゾルバの製造方法は、環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバの製造方法であって、ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方を構成するラミネーションの回転積層角度を３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度で回転積層する。
【０１８６】
ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に調整するだけでピッチ誤差を平均化できるため、非常に簡便かつ低コストで高精度ＶＲ型レゾルバを得ることができる。
【０１８７】
本発明によれば、ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定することで、特定の相にのみピッチ誤差が集中することを回避し、ピッチ誤差を全体的に分散させることで、ＶＲ型レゾルバの高精度化を図ることができる。さらに、ラミネーションの積層数を減少させることができ、ＶＲ型レゾルバの薄型化・小型化を実現できる。
【０１８８】
［発明の実施形態１］
以下、各図を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
【０１８９】
図３７は角度位置検出機能を備えたダイレクトドライブモータの断面図である。同図に示すように、ダイレクトドライブモータには中空筒型のハウジング４４４内に収容された回転軸４４３が転がり軸受４４５を介して回転自在に軸支されている。回転軸４４３の下端部外周面には鋼板（或いは磁性体であれば他の素材のものに代えてもよい。）で成る薄板を積層し半径方向外側に向かって突出する複数の極歯を有する環状の回転子４４７が固定されており、これと対向するハウジング内周面には同様の薄板を積層し、半径方向内側に向かって突出する複数の磁極を備える固定子４４６が配置されている。
【０１９０】
回転軸４４３には、回転軸４４３の絶対角度位置を検出するための単極レゾルバ４４０と、相対角度位置を検出するための多極レゾルバ４１０が組み込まれている。単極レゾルバ４４０は回転軸４４３の内周面に固定された環状の成層鉄心（モータ部の回転子４４７や固定子４４６と同様に銅板等の磁性体で成る薄板を積層したもの。以下同様。）から成るレゾルバロータ４４２と、ハウジング４４４に固定されてレゾルバロータ４４２と対峙する環状の成層鉄心からなるレゾルバステータ４４１から成る。多極レゾルバ４１０は回転軸４４３の内周面に固定された環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ４３０と、ハウジング４４４に固定されてレゾルバロータ４３０と対峙する環状の成層鉄心からなるレゾルバステータ４２０から成る。
【０１９１】
図３６は多極レゾルバ４１０の平面図である。同図に示すように、レゾルバロータ４３０の内径中心はレゾルバステータ４２０の内径中心と一致しており、レゾルバロータ４３０とレゾルバステータ４２０との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ４３０の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ４３０の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。
【０１９２】
レゾルバロータ４３０の内周面には等間隔に径方向に向けて内歯状に凸設された歯４３１が計１６０歯形成されている。レゾルバステータ４２０の環状ステータ基部４２１には、Ａ相、Ｂ相及びＣ相のステータポール４２２が等間隔に径方向に向けて外歯状に４８ポール凸設されている。ステータポール４２２の配列ピッチは、ロータ４３０の歯数（３＋１／３）毎に１ポールとなるように調整されている。
【０１９３】
各々のステータポール４２２の先端には突起状の２つの歯４２４が形成されている。ステータポール４２２の胴体部には各相毎に直列的に結線されたステータコイル４２３が巻回されている。ロータ４３０の歯４３１に対する歯４２４のピッチずれ量は１／３であり、それぞれ電気角０度で０／３歯、電気角＋１２０度で１／３歯、電気角＋２４０度で２／３歯、電気角＋３６０度で３／３歯となる。つまり、多極レゾルバ４１０は、１／３ピッチで電気角１２０度毎にずれた３相信号を検出するように構成されている。
【０１９４】
ステータ極数（ステータポール数）とロータ歯数（歯４３１の歯数）は上述の値に限定されるものではなく、任意の値に調整できる。高精度のＮ相ＶＲ型レゾルバを実現するために、ステータ極数としては、相数Ｎの倍数でなる偶数とし、且つ下記（２１）式又は（２２）式の何れかにより算出した値とすることが望ましい。ここで、Ｍは１〜３の整数である。
ステータ極数＝ロータ歯数／（Ｍ＋１／Ｎ）  （２１）
ステータ極数＝ロータ歯数／｛Ｍ＋（Ｎ−１）／Ｎ｝  （２２）
【０１９５】
この多極レゾルバは、±１／Ｎピッチで電気角±３６０度／Ｎ毎にずれたＮ相の信号を出力するものであり、３相以外の構成にも適用できる。例えば、４相レゾルバの場合は、±１／４ピッチで電気角±９０度毎にずれた４相の信号を検出し、６相レゾルバの場合は、±１／６ピッチで電気角±６０度毎にずれた６相の信号を検出する。
【０１９６】
レゾルバロータ３０とレゾルバステータ２０は上述の例えば、金型プレスにより歯型形状に加工された複数のラミネーション（珪素鋼板等の薄板）を回転積層して得られた成層鉄心である。ラミネーション１枚あたりの厚みは０．５ｍｍ以下が好ましい。ここで、回転積層について説明する。上述の通り、一枚一枚の薄板の成形には通常、金型プレスが用いられる（必要に応じてバリ取り等の仕上げ加工も施される。）。しかし、金型の有する形状誤差、プレス加工時に生じる加工誤差、その他により、加工されたものの形状には、例えば、歯のピッチ誤差などの誤差を含んでいる。このような一枚一枚の鋼板を金型により打ち抜いたときの位置関係を維持したまま積層してしまうと、上記のような形状誤差等の影響が完成後のレゾルバの検出精度の低下に反映してしまうことになる。その影響は本発明が対象とするような、特に高精度を必要とされるダイレクトドライブモータ用等として用いられるものの場合、無視できない場合がある。
【０１９７】
そこで、上記の形状誤差等の影響を縮小することを目的として、薄板を積層する際に意図的に一枚一枚の薄板の位置関係を金型により打ち抜いたときの位置関係に対して１歯の角度の倍数だけ回転方向にずらすことが行われており、これを回転積層と称する。薄板の積層枚数が多い場合であれば、例えば、１歯ずつ回転して重ねていく、或いはランダムな回転角度で回転積層した場合でも、平均化効果により十分に高精度なレゾルバを得ることができる場合もある。
【０１９８】
しかし、モータの小型化・薄型化を図るため、積層枚数を少なくする必要がある場合、これらのようなやり方では不十分である。少ない積層枚数で効率よく上記の形状誤差等の影響の抑制を図ることが望まれる。また、一枚の薄板の上に次の薄板を重ねる際の回転角度（回転積層角度）を任意に設定すればよいわけではなく、選んだ回転積層角度によっては多数重ねても効果の小さい場合があることがわかった。
【０１９９】
そこで、本発明においては、レゾルバロータ４３０とレゾルバステータ４２０を構成する各層のラミネーションの回転積層角度として、下記（２３）式の倍数角を除く角度に設定する。ここで、Ｐはステータポール数、Ｎは相数である。また、回転積層角度とは第１層目を基準とした回転角度のことをいう。
３６０度／（Ｐ／Ｎ）  （２３）
【０２００】
Ｎ相多極レゾルバでは、同一相のステータポールが（２３）式の角度おきに配置されているため、レゾルバステータ４２０を構成する各層の回転積層角度として、（２３）式の倍数角を除く角度に設定することで、特定の相にのみ歯４２４のピッチ誤差が集中することを回避できる。このように、特定の相にピッチ誤差の影響が集中するのを避け、歯４２４のピッチ誤差等を全周にわたって各相に均等に分散させることが完成後のレゾルバの検出精度の向上に特に効果のあることがわかった。
【０２０１】
レゾルバステータ４２０のみならず、レゾルバロータ４３０についても同様にラミネーションの回転積層角度として、（２３）式の倍数角を除く角度に設定することで、完成後、レゾルバロータ４３０をレゾルバステータ４２０に対向させた場合に、歯４３１のピッチ誤差等をＮ相全てに均等に配分できるため、平均効果により高精度な位置検出精度を得ることができる。
【０２０２】
例えば、４８ポールの３相レゾルバの場合では、ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（４８／３）＝２２．５度の倍数を除く角度に設定する。同図に示す例では、レゾルバステータ２０の回転積層角度として、２層目の回転積層角度θ１を６０度、３層目の回転積層角度θ２を１２０度、４層目の回転積層角度θ３を１８０度、５層目の回転積層角度θ４を２４０度、６層目の回転積層角度θ５を３００度としている。このように、各層の回転積層角度は２２．５度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分θｎ+１・θｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２０３】
一方、レゾルバロータ４３０の回転積層角度としては、同図に示すように、２層目の回転積層角度φ１を７２度、３層目の回転積層角度φ２を１４４度、４層目の回転積層角度φ3を２１６度、５層目の回転積層角度φ４を２８８度としている。このように、各層の回転積層角度は２２．５度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分φｎ+１-φｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２０４】
尚、レゾルバステータ４２０やレゾルバロータ４３０について回転積層を施す場合には、例えば、図３８のレゾルバステータ４２０の例に示すように、全周中の一箇所の内周面にノッチ４２５を施し、所定の回転角度で積層が行われているか否かを積層時に、或いは積層後にチェックし易くするのが好ましい。
【０２０５】
同図（Ａ）はラミネーションが表面を向いている場合の平面図であり、同図（Ｂ）はラミネーションが裏面を向いている場合の平面図である。このように、ノッチ４２５を施すことで、ラミネーションの表裏を判別できるため、回転積層に好適である。同図に示す例では、ラミネーションが表面を向いている状態でのステータポール４２２の中心線をＸ線とし、ステータポール間の中心線をＹ線とした場合、例えば、Ｘ線とＹ線の中心線Ｚ上にノッチ４２５を施している。レゾルバロータ４３０の場合は同様の要領で外周面にノッチを設ければよい。
【０２０６】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ステータ極数の比較的多い高精度レゾルバをさらに高精度化することが可能となる。また、ラミネーションの回転積層角度を上述のようにして適宜調整することで、例えば、金型プレス加工により打ち抜かれて得られる一枚一枚のラミネーション（薄板）の有する形状誤差等がレゾルバの検出精度に及ぼす影響を低減できるため、ラミネーションの積層枚数を少なくできる上に小径化にも有効である。ラミネーション１枚あたりの厚みを０．５ｍｍ以下に抑えれば、薄型・小型のＶＲ型レゾルバを得ることができる。このような薄型・小型のＶＲ型レゾルバは、ＮＣ工作機などのインデックステーブル、搬送装置、組み立て装置のロボットアームなどに組み込まれる小型のダイレクトドライブモータの位置検出装置に好適である。
【０２０７】
［発明の実施形態２］
以下、各図を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
【０２０８】
図３９は第２実施形態のＶＲ型レゾルバ４５０の平面図である。同図に示すように、同レゾルバ４５０のレゾルバロータ４７０の内径中心はレゾルバステータ４６０の内径中心と一致しており、レゾルバロータ４７０とレゾルバステータ４６０との間隙のリラクタンスがレゾルバロータの回転角度位置により変化し、レゾルバロータ４７０の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。
【０２０９】
レゾルバロータ４７０の内周面には等間隔に径方向に向けて内歯状に凸設された歯４７１が多数形成されている。レゾルバステータ４６０の環状ステータ基部４６１には、Ａ相、Ｂ相及びＣ相のステータポール４６２が等間隔に径方向に向けて外歯状に１８ポール凸設されている。各々のステータポール４６２にはステータコイル４６３が巻回されている。
【０２１０】
同図に示すような１８ポールの３相レゾルバの場合では、ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（１８／３）＝６０度の倍数を除く角度に設定する。ここでは、レゾルバステータ４２０の回転積層角度として同図に示すように、２層目の回転積層角度θ１を８０度、３層目の回転積層角度θ２を１６０度、４層目の回転積層角度θ３を２４０度、５層目の回転積層角度θ４を３２０度、６層目の回転積層角度θ５を４００度としている。このように、各層の回転積層角度は６０度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分θｎ+１-θｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２１１】
一方、レゾルバロータ３０の回転積層角度としては、同図に示すように、２層目の回転積層角度φ１を７２度、３層目の回転積層角度φ２を１４４度、４層目の回転積層角度φ３を２１６度、５層目の回転積層角度φ４を２８８度としている。このように、各層の回転積層角度は６０度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分φｎ+１-φｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２１２】
以上、説明したように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態の効果に加えて、ステータ極数の比較的少ないレゾルバのピッチ誤差を平均化することで、位置検出精度の向上を図ることができる。
【０２１３】
［発明の実施形態３］
以下、各図を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
【０２１４】
図４０は第３実施形態のＶＲ型レゾルバ４８０の平面図である。同図に示すように、同レゾルバ４８０のレゾルバロータ４００の内径中心はレゾルバステータ４９０の内径中心と一致しており、レゾルバロータ４００とレゾルバステータ４９０との間隙のリラクタンスがレゾルバロータの回転角度位置により変化し、レゾルバロータ４００の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。
【０２１５】
レゾルバロータ４００の内周面には等間隔に径方向に向けて内歯状に凸設された歯４０１が多数形成されている。レゾルバステータ４９０の環状ステータ基部４９１には、Ａ相、Ｂ相及びＣ相のステータポール４９２が等間隔に径方向に向けて外歯状に３０ポール凸設されている。各々のステータポール４９２には図示しないステータコイルが巻回される。
【０２１６】
同図に示すような３０ポールの３相レゾルバの場合では、ラミネーションの回転積層角度として、３６０度／（３０／３）＝３６度の倍数を除く角度に設定する。ここでは、レゾルバステータ４９０の回転積層角度として同図に示すように、２層目の回転積層角度θ１を６０度、３層目の回転積層角度θ２を１２０度、４層目の回転積層角度θ３を１８０度、５層目の回転積層角度θ４を２４０度、６層目の回転積層角度θ５を３００度としている。このように、各層の回転積層角度は３６度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分θｎ+１-θｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２１７】
一方、レゾルバロータ１００の回転積層角度としては、同図に示すように、２層目の回転積層角度φ１を５７．６度、３層目の回転積層角度φ２を１１５．２度、４層目の回転積層角度φ３を１７２．８度、５層目の回転積層角度φ４を２３０．４度、６層目の回転積層角度φ５を２８８度、７層目の回転積層角度φ６を３４５．６度、８層目の回転積層角度φ７を４０３．２度としている。このように、各層の回転積層角度は３６度の倍数を除く角度に設定されていればよく、同図に示す例に限定されるものではない。また、隣接層の回転積層角度の差分φｎ+１-φｎは必ずしも一定である必要はない。
【０２１８】
尚、本実施形態ではレゾルバステータ４９０に形成されるボルト挿通孔４９４の角度間隔を６０度、レゾルバロータ４００に形成されるボルト挿通孔４０２の角度間隔を１４．４としており、これらについても３６度の倍数とは一致しないように選定されている。また、レゾルバステータ４９０に形成されるノッチ４９３はステータポール４９２の中間に位置しているが、ボルト挿通孔４９４との位置関係から表裏を判別できる。レゾルバロータ４００に形成されているノッチ４０３についても同様にボルト挿通孔４０２との相対的な位置関係から表裏を判別できる。
【０２１９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態の効果に加えて、ステータ極数の比較的少ないレゾルバのピッチ誤差を平均化することで、位置検出精度の向上を図ることができる。
【０２２０】
以上、３つの実施形態について述べたが、回転積層角度についてまとめるとともに、より好ましい回転積層角度の決め方について補足する。まず、上記の通り、レゾルバステータ、レゾルバロータとも３６０度／（Ｐ／Ｎ）の角度を避けることは基本である。レゾルバステータとレゾルバロータの何れか一方の回転積層角度のみについて、３６０度／（Ｐ／Ｎ）の角度を避けるように構成してもある程度の効果を得ることができる。しかし、双方の回転積層角度について、３６０度／（Ｐ／Ｎ）の角度を避けるように構成するのがより好ましい。レゾルバステータの場合はともかく、対向するレゾルバロータについても同様であることは注目すべき点である。
【０２２１】
特に、レゾルバステータに関しては、上記の条件に加え、上記の各実施形態に示したように、ステータポールの形状誤差、ピッチ誤差等が各相に均等に分散されるように回転積層角度及び積層枚数を決めるのが好ましい。上記の各実施形態では何れも回転積層角度の決め方はこの方法に沿っている。即ち、図１を例にとると、基準角＝０度、θ１＝６０度、θ２＝１２０度、θ３＝１８０度、θ４＝２４０度、θ５＝３００度のそれぞれに対応するステータポールの符号が順にＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，Ｃとなっている。従って、例えば、１層目の図１で基準角に対応するステータポール（ここではＡ相）の歯が形状誤差、或いは隣のステータポールの歯との間にピッチ誤差があるとすると、その誤差を含むステータポールの歯は、２層目に付いてはＣ相に、３層目についてはＢ相に、４層目に付いては再びＡ相に、５層目に付いてはＣ相に、そして６層目に付いてはＢ相に位置することになる。即ち、誤差を有する歯が各相に２枚ずつ割り振られる。このようにして１つの歯の有する誤差を影響が効率的に、効果的に除去できることがわかった。
【０２２２】
さらに、特にレゾルバステータについては、上記の条件に加え、回転積層角度については、３６０度を等分した角度に設定するのがより好ましい。また、少ない枚数で効率よく誤差の影響を分散するために、６層程度で３６０度に達するように回転積層角度を選ぶのがより好ましい。
【０２２３】
また、第３の実施形態のレゾルバロータのように、多少枚数を増やすことが可能であり、最後の薄板の積層角度が３６０度を超える（２周目に入る）場合、回転積層角度が３６０度の約数とならないように選ぶことで、即ち、２周目が１周目と歯がずれるように配分することにより、レゾルバロータの歯の有する形状誤差等を効果的に除去可能となる。
【０２２４】
上記の各実施形態ではレゾルバロータがレゾルバステータの外周側に配されるアウタロータ型の場合について述べたが、勿論、インナロータ型のレゾルバについても適用可能である。
【０２２５】
また、レゾルバロータをボルトで固定する場合にも、本件で示している３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く（ロータ回転位相角と同じ）角度指定で固定することがさらに好ましく、ボルト固定時に発生するロータの歪みの影響やボルトに起因する渦電流の影響を低減する事に寄与される
【０２２６】
更に本発明は、上記の目的を達成するために、本発明に係るＶＲ型レゾルバは、モータと組み合わせて当該モータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバにおいて、レゾルバ側ロータの歯数をモータ側ロータの歯数より少なくしたことを特徴とする。
【０２２７】
ここに、前記レゾルバ側ロータの歯形状は、角形にかえて例えばｓｉｎ波状などの曲線状にすることができる。
【０２２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４１〜図４２は、アウタロータタイプのＶＲ型レゾルバの一実施形態を示したもので、図４１（ａ）はロータの概略平面図（歯形状は省略）、（ｂ）はその歯形状の拡大図、図４２（ａ）はステータのラミネーションの平面図、（ｂ）は当該ステータの巻線仕様図である。
【０２２９】
このＶＲ型レゾルバは、図４１（ａ）のような形状のロータラミネーションを複数枚積層してなる回転自在のロータ鉄心１１と、その内側に固定して配設される図４２（ａ）のような形状のステータラミネーションを複数枚積層してなるステータ１２とで構成されている。
【０２３０】
回転体に一体に取り付けられるロータ５１１の内周面には、ｓｉｎ波状の同一形状の山からなる複数個のロータ歯ＴＲ
が全周にわたり等間隔で形成されている。そのロータ歯ＴＲの歯数は、本レゾルバを搭載する図示しないＤＤモータのロータの歯数より少なくしてある（即ち、レソルバのロータ歯ＴＲのピッチをモータのそれより拡大してある）。この実施形態では、モータのロータ歯１２０に対してレゾルバのロータ歯数が１／４の３０歯になっている。
【０２３１】
一方、レゾルバのステータ５１２の外周面に突設した磁極の数は、レゾルバのロータ５１１の歯数の６／５に設定してある。即ち、レゾルバのステータ極数＝レゾルバロータ歯数×６／５とし、本実施形態の例では３０歯×６／５＝３６極になっている。ロータ歯数とステータ極数との関係をこのように規定することにより、６相差動レゾルバが構成できる。
【０２３２】
図示のステータ５１２は、３０歯６相差動レゾルバのものであり、半径方向に突出する３相１８極の第１の磁極Ａ１+〜Ａ６+，Ｂ１+〜Ｂ６+，Ｃ１+〜Ｃ６+が所定の間隔を保ってその順に形成され、これら第１の磁極Ａ１+〜Ａ６+，Ｂ１+〜Ｂ６+，Ｃ１+〜Ｃ６+のそれぞれの磁極の中間位置に３相１８極の第２の磁極Ａ１−〜Ａ６−，Ｂ１−〜Ｂ６−，Ｃ１−〜Ｃ６−が形成され、結局各磁極がＡ１+─Ｃ１−─Ｂ１+─Ａ１−─Ｃ１+─Ｂ１−─Ａ２+─Ｃ２−─・・・・・・の順序で配列されている。そして、各磁極Ａ１＋〜Ｃ６−には、励磁巻線ＬＡ１＋〜ＬＣ６−が巻装されている。
【０２３３】
各磁極Ａ１＋〜Ｃ６−の励磁巻線ＬＡ１+〜ＬＣ６−は、図４１（ｂ）に示すように、各第１の磁極Ａ１+〜Ａ６＋，Ｂ１＋〜Ｂ６＋，Ｃ１＋〜Ｃ６＋の励磁巻線ＬＡ１＋〜ＬＡ６＋，ＬＢ１＋〜ＬＢ６＋，ＬＣ１＋〜ＬＣ６＋がそれぞれ直列に接続されてその励磁巻線ＬＡ１＋，ＬＢ１＋，ＬＣ１＋側が単相の交流電源に繋がれると共に、励磁巻線ＬＡ６＋，ＬＢ６＋，ＬＣ６＋側が抵抗を介して接地されるようになっている。
【０２３４】
また、残りの第２の磁極Ａ１−〜Ａ６−，Ｂ１−〜Ｂ６−，Ｃ１−〜Ｃ６−の励磁巻線ＬＡ１−〜ＬＡ６−，ＬＢ１−〜ＬＢ６−，ＬＣ１−〜ＬＣ６−がそれぞれ直列に接続されてその励磁巻線ＬＡ１−，ＬＢ１−，ＬＣ１−側が同様に単相の交流電源に繋がれると共に、励磁巻線ＬＡ６−，ＬＢ６−，ＬＣ６−側が抵抗を介して接地されるようになっている。
【０２３５】
このレゾルバの回路構成は、本出願人が先に出願した特開平５−１２２９１６号公報に開示のものと同様であり、その詳細な説明は省くが、前記各励磁巻線励磁巻線ＬＡ６＋，ＬＢ６＋，ＬＣ６＋及びＬＡ６−，ＬＢ６−，ＬＣ１−とこれらに接続された抵抗との間から導出した出力端子から、レゾルバのステータとロータ歯ＴＲとの間でのリアクタンス変化に応じた電流変化を電圧として検出し、これらのうち同相の検出電流を差動増幅回路に供給して差値を算出し、その出力を相変換回路で２相に変換してパーミアンスの高調波歪みを除去し、これを信号処理回路で信号処理することにより、正確な回転角度又は回転速度を検出するようにしている。
【０２３６】
前記信号処理回路は、２相に変換された信号が被乗数として個別に入力されると共に、カウンタからのディジタル回転角度検出値が乗数として入力される２台の乗算器とこれらの乗算出力が入力される減算器と、その減算出力が入力され且つ励磁用単相交流電源からの交流電圧が同期信号として入力される同期整流器と、その出力が入力される電圧制御発振器と、その発振出力パルスが入力されるカウンタとを備えており、同期整流器の出力が速度信号として出力されると共に、カウンタから回転角度を表すディジタル値が出力されるものである。
【０２３７】
しかし、レゾルバはそのロータの歯数を減らすと分解能が悪化するのであるが、本発明のレゾルバの場合は、当該カウンタ処理時にステータコイルからの出力信号を逓倍することでロータ歯ＴＲの歯数を減少による分解能の低下を補うようにしている。すなわち、レゾルバロータの歯数を従来の１／４（１／ｎ）にした場合、レゾルバステータコイルからの出力信号をカウンタ処理する際に４（ｎ）逓倍することで従来と同等の分解能を確保するようにしている。
【０２３８】
次に作用を述べる。本実施形態のレゾルバのロータ１１の歯ＴＲの歯数は３０歯であり、本レゾルバを搭載するＤＤモータのロータの歯数１２０の１／４にすぎない。このようにレゾルバのロータの歯数が少ないと、一つ一つの歯のピッチ誤差が累積する回転位置検出の全周累積精度は良くなる。いま、ロータの歯数１２０のＤＤモータが１ｒｐｓで回転しているものとすると、このＤＤモータに搭載したレゾルバのロータ歯数がモータと同じく１２０歯であれば、１２０Ｈｚ／ｒｐｓの振動周波数が発生する。ところが、この実施形態のレゾルバのロータ歯数は１／４の３０歯であるから、レゾルバの位置検出誤差に起因して発生する振動周波数も１／４の３０Ｈｚ／ｒｐｓになり、低振動化する。この低振動化に伴い、レゾルバの全周精度が向上する。
【０２３９】
図４３は、歯数の異なるレゾルバについて、それぞれの全周精度をロータリーエンコーダを使用して比較測定し、Ｘ−Ｙプロッタにて記録したものであり、同図（ａ）は本発明の第１の実施形態である３０歯レゾルバの全周精度、（ｂ）は従来の１２０歯レゾルバの全周精度である。３０歯レゾルバの全周精度が２８．４７秒であるのに対し、１２０歯レゾルバの場合は５４．６０秒となり、前者は歯数を後者の１／４にしたことにより全周精度はおよそ２倍に向上している。
【０２４０】
歯数を少なくした本実施形態のレゾルバは、このように回転位置を高精度に検出できるのみでなく、レゾルバのロータ５１１の歯数が少ない（歯のピッチが大きい）分、レゾルバステータのピッチが大きくでき、歯先面積も増やすことができる。歯先の面積が増えることによって磁束も増えるので、レゾルバのエアギャップを大きく設定することが可能である。かくして、小径のレゾルバでも、そのエアギャップを従来より大きく設定できるから、加工や組立が従来より容易になる。したがって歯ピッチ誤差等が少なくなり位置検出の全周累積精度が向上するという効果を奏する。
【０２４１】
また、真空用ＤＤモータに搭載してステータとロータとのエアギャップの間に隔壁を設け、ステータ側を大気中、ロータ側を真空雰囲気中においた状態で使用する場合にも、従来のように隔壁を極薄にする必要はなく、超高真空状態での使用にも隔壁が膨らむなどの不具合は防止できる。さらに、本実施形態のレゾルバのロータ５１１の歯ＴＲの形状はｓｉｎ波状であるから、従来の角形状の歯より単純化され、加工容易である。
【０２４２】
図４４〜図４５は、本発明の第２の実施形態であるインナロータタイプのＶＲ型レゾルバを示したもので、図４４（ａ）はロータの概略平面図、（ｂ）はその歯形状の拡大図、図４５（ａ）はステータのラミネーションの平面図、（ｂ）は当該ステータの巻線仕様図である。この実施形態のＶＲ型レゾルバは、ロータ１１の歯が外周側に形成されており且つその歯数がモータロータ歯数１００に対して１／４の２５歯になっている点、及びステータ１２の磁極が内周面に突設され且つその極数が、ロータ１１の歯数２５の６／５即ち３０極になっている点が、上記第１の実施形態とは異なっている。
【０２４３】
このレゾルバの場合、第１の磁極としてＡ１＋〜Ａ５＋，Ｂ１＋〜Ｂ５+，Ｃ１＋〜Ｃ５＋が所定の間隔を保ってその順に形成され、これら第１の磁極それぞれの中間位置に第２の磁極Ａ１−〜Ａ５−，Ｂ１−〜Ｂ５−，Ｃ１−〜Ｃ５−が形成され、これらの各磁極がＡ１＋─Ｃ１−─Ｂ１＋─Ａ１−─Ｃ１＋─Ｂ１−─Ａ２＋─Ｃ２−─・・・・・・の順序で配列されている。そして、各磁極Ａ１＋〜Ｃ５−には、励磁巻線ＬＡ１＋〜ＬＣ５−が巻装されている。
【０２４４】
各磁極Ａ１＋〜Ｃ５−の励磁巻線ＬＡ１＋〜ＬＣ５−は、図４５（ｂ）に示すように、各第１の磁極Ａ１＋〜Ａ５＋，Ｂ１＋〜Ｂ５＋，Ｃ１＋〜Ｃ５＋の励磁巻線ＬＡ１＋〜ＬＡ５＋，ＬＢ１＋〜ＬＢ５＋，ＬＣ１＋〜ＬＣ５＋がそれぞれ直列に接続されてその励磁巻線ＬＡ１＋，ＬＢ１＋，ＬＣ１＋側が単相の交流電源に繋がれると共に、励磁巻線ＬＡ５＋，ＬＢ５＋，ＬＣ５＋側が抵抗を介して接地されるようになっている。
【０２４５】
また、残りの第２の磁極Ａ１−〜Ａ５−，Ｂ１−〜Ｂ５−，Ｃ１−〜Ｃ５−の励磁巻線ＬＡ１−〜ＬＡ５−，ＬＢ１−〜ＬＢ５−，ＬＣ１−〜ＬＣ５−がそれぞれ直列に接続されてその励磁巻線ＬＡ１−，ＬＢ１−，ＬＣ１−側が同様に単相の交流電源に繋がれると共に、励磁巻線ＬＡ５−，ＬＢ５−，ＬＣ５−側が抵抗を介して接地されるようになっている。
【０２４６】
その他の構成は上記第１の実施形態の場合と同様である。図４６（ａ）は、このｓｉｎ波形状の２５歯のロータを有する６相差動レゾルバの精度測定例を示したもので、全周精度は６３．３４秒である。これに対して図４６（ｂ）は従来の１００歯レゾルバの例で、その全周精度は１２６．００秒であった。
【０２４７】
本実施形態のその他の作用効果は第１の実施形態とほぼ同様であるが、歯数が少なくなっている分より顕著になる。なお、上記各実施形態ではレゾルバロータの歯形をｓｉｎ波状とした場合を示したが、本発明のレゾルバのロータ歯形は必ずしもｓｉｎ波状に限らず、角形とすることもできる。
【０２４８】
また、本発明は６相差動レゾルバ以外のものにも適用可能である。
【０２４９】
以上説明したように、本発明に係るＶＲ型レゾルバによれば、従来はモータロータと同歯数とされているレゾルバ側ロータの歯数をより少なくしたことにより、歯のピッチ誤差の累積による回転位置検出の全周累積精度が従来より向上するという効果を奏する。
【０２５０】
また、歯数に比例して発生するレゾルバの振動の周波数が低くなる結果、低振動化が達成できるという効果が得られる。また、レゾルバロータとステータとのエアギャップを従来より広くとることができて、その結果、より小径のレゾルバの製作が可能になり小型化も容易にできるという効果が得られる。更に、広くしたエアギャップを利用して真空用レゾルバの遮断用隔壁の厚さを従来より厚くすることが可能になり、その結果、より高度の真空度（超高真空）にも耐えうる真空用レゾルバを提供できるという効果も得られる。
【０２５１】
なお、レゾルバの歯数をモータロータ歯数の１／ｎに減少させたことに伴うレゾルバの分解能の低下に対しては、制御回路におけるカウンタ処理時にｎ逓倍することでカバーすることができる。
【０２５２】
本発明に係るＶＲ型レゾルバにあっては、従来はモータロータと同歯形の角形に限定されているレゾルバロータの歯形を曲線状、特にｓｉｎ波状に単純化することにより、設計，加工，組立等の製造工程を簡略化することができるという効果が得られる。
【０２５３】
更に、上記の課題を解決するため、本発明のレゾルバ用信号ケーブルは、レゾルバ装置へ励磁信号を供給するための少なくとも１以上の励磁信号線、及びレゾルバ装置から出力される多相レゾルバ信号を伝送するための複数の検出信号線を含む多芯構造のレゾルバ信号用ケーブルにおいて、前記複数の検出信号線の各々と励磁信号線間の静電容量の平均値が概略等しく、かつ、隣り合う相の検出信号線の各々の静電容量の平均値が概略等しくなるように、前記励磁信号線及び検出信号線が配されてなる。かかる構成により、励磁信号線と検出信号線の不平衡、及び多相検出信号線間の不平衡を解消することができ、ケーブル長の変更や極長の使用において、信号の性能が左右されないレゾルバ用信号ケーブルを提供することができる。また、ケーブル内の各信号線の配置まで考慮することにより、ケーブル長の長短や個体差による影響を極力低減することができる。
【０２５４】
［発明の実施の形態１］
図４８は１相励磁３相出力のレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。同図において、６１０はレゾルバ用信号ケーブル、６１１，６１２，及び６１３は各々Ａ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６１４は励磁信号線（共通信号線）であり、４芯構造を成している。各信号線は軸方向に撚れており、どの断面においても正確に同図に示す断面構造となっているわけではないが、平均化すると各信号線の配置は同図に示す位置関係を保っている。
【０２５５】
各相の信号線６１１，６１２，及び６１３は各々正三角形の頂点に位置し、励磁信号線６１４は当該正三角形の重心に位置している。このため、信号線６１１と信号線６１２の距離、信号線６１２と信号線６１３の距離、信号線６１３と信号線６１１の距離は等しく、さらに、各信号線６１１，６１２，及び６１３と励磁信号線６１４との距離も等しい。このため、各信号線６１１，６１２，及び６１３と励磁信号線６１４間の静電容量をＣＡ，ＣＢ，ＣＣとし、信号線６１１と信号線６１２間の静電容量をＣＡＢ、信号線６１２と信号線６１３間の静電容量をＣＢＣ、信号線６１３と信号線６１１間の静電容量をＣＣＡとすれば、ＣＡ＝ＣＢ＝ＣＣ且つＣＡＢ＝ＣＢＣ＝ＣＣＡとなり、各相の検出信号線と励磁信号線間の静電容量、及び各相の検出信号線間の静電容量のバランスを確保することができる。
【０２５６】
図５２はレゾルバ用信号ケーブル６１０を中心とするダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。同図において、６８０はレゾルバ信号に基づいて位置検出を行うドライブユニット、６９０はレゾルバ装置を含むモータ部である。励磁信号電源６８１から出力される励磁信号は励磁信号線６１４を伝達してレゾルバ装置の巻線６９１に供給される。各相の巻線６９１からは検出信号線６１１，６１２，６１３を介してレゾルバ信号が出力され、センス抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して検出される。
【０２５７】
本実施形態によれば、ケーブル長が自在に選択でき、かつ使用する信号の保証範囲を広げることができる、極長のケーブル長選択が可能となる、生産向上の現場において、信号線の検査に製品と同等品ケーブルを使用する必要がなくなる、線間の静電容量がより小さいものを選定しなくてよい、出荷検査時に使用したケーブルをセットにして管理する必要がない、といったメリットがあり、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルをダイレクトドライブモータシステムに採用することで、位置決め精度の向上と安定、低振動化、低騒音化の面で格段の向上を図ることができる。本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルは、例えば、相対位置検出用レゾルバを備えたダイレクトドライブモータのレゾルバ用信号ケーブルとして使用できる。また、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブル２本を１組として、相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの双方を備えたモータに適用し、相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバのレゾルバ信号用ケーブルとして使用できる。
【０２５８】
尚、本実施形態は、励磁信号線と検出信号線の不平衡、及び多相検出信号線間の不平衡を解消することのできる配置であれば、芯数、レゾルバ信号の相数等に制限されるものではなく、また、ツイストペア線、ツイストシールド線等にも適用できる。以下に説明する各実施形態においても同様である。
【０２５９】
［発明の実施の形態２］
図４９は３相励磁３相出力のレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。同図において、６２０はレゾルバ用信号ケーブル、６２１，６２２，及び６２３は各々Ａ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６２４，６２５，及び６２６は各々Ａ相、Ｂ相、及びＣ相の励磁信号線（共通信号線）であり、６芯構造を成している。各信号線は軸方向に撚れており、どの断面においても正確に同図に示す断面構造となっているわけではないが、平均化すると各信号線の配置は同図に示す位置関係を保っている。
【０２６０】
各相の信号線６２１，６２２，及び６２３は第１の正三角形の各頂点に位置し、励磁信号線６２４，６２５，及び６２６は第２の正三角形の各頂点に位置する。第１の正三角形と第２の正三角形は同形同大であり、その重心は各々レゾルバ用信号ケーブル６２０の中心点に一致し、かつ当該中心点において点対称となっている。
【０２６１】
図形の対称性から、信号線６２１と６２４の距離、信号線６２２と６２５の距離、信号線６２３と６２６の距離は各々等しく、また、信号線６２１と６２２の距離、信号線６２２と６２３の距離、信号線６２３と６２１の距離は各々等しい。
【０２６２】
このため、信号線６２１と６２４間の静電容量をＣＡ、信号線６２２と６２５間の静電容量をＣＢ、信号線６２３と６２６間の静電容量をＣＣとし、信号線６２１と信号線６２２間の静電容量をＣＡＢ、信号線６２２と信号線６２３間の静電容量をＣＢＣ、信号線６２３と信号線２１間の静電容量をＣＣＡとすれば、ＣＡ＝ＣＢ＝ＣＣかつＣＡＢ＝ＣＢＣ＝ＣＣＡとなり、各相の検出信号線と励磁信号線間の静電容量、及び各相の検出信号線間の静電容量のバランスを確保することができる。
【０２６３】
図５３はレゾルバ用信号ケーブル６２０を中心とするダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。同図において、６８０はレゾルバ信号に基づいて位置検出を行うドライブユニット、６９０はレゾルバ装置を含むモータ部である。励磁信号線６２０１はドライブユニット６８０内において一本に収束しており、３本の励磁信号線６２４，６２５，６２６に分岐した状態でレゾルバ信号用ケーブル６２０内に配線され、モータ部６９０内において再び一本に収束している。
【０２６４】
このように、励磁信号線６２０１を３本に分けることで、レゾルバ用信号ケーブル６２０の作成が容易となる。図４７に示されているように、上述の実施形態１の構成では検出信号線間の距離が大きくなるため、隣接する検出信号線間の距離を略等間隔にして撚り線を形成することが困難となるが、本実施形態によれば、近接した位置に励磁信号線と検出信号線を配置できるため、撚り線の形成が容易となる。
【０２６５】
励磁信号電源６８１から出力される励磁信号は励磁信号線６２０１を伝達してレゾルバ装置の巻線６９１に供給される。各相の巻線６９１からは検出信号線６２１，６２２，６２３を介してレゾルバ信号が出力され、センス抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して検出される。
【０２６６】
本実施形態によれば、上記のメリットがあり、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルをダイレクトドライブモータシステムに採用することで、位置決め精度の向上と安定、低振動化、低騒音化の面で格段の向上を図ることができる。本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルは、例えば、相対位置検出用レゾルバを備えたダイレクトドライブモータのレゾルバ用信号ケーブルとして使用できる。また、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブル２本を１組として、相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの双方を備えたモータに適用し、相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバのレゾルバ信号用ケーブルとして使用できる。
【０２６７】
［発明の実施の形態３］
図５０は１相励磁３相出力のレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。本実施形態では、レゾルバ信号は２種類の３相出力となっており、６３０はレゾルバ用信号ケーブル、６３１，６３２，及び６３３は各々第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６３４，６３５，及び６３６は各々第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６３７は励磁信号線（共通信号線）であり、７芯構造を成している。
【０２６８】
レゾルバ用信号ケーブル６３０は相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの双方を備えたモータ１台、或いは相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの何れか一方を備えたモータ２台への接続用に用いることができる。
【０２６９】
各信号線は軸方向に撚れており、どの断面においても正確に同図に示す断面構造となっているわけではないが、平均化すると各信号線の配置は同図に示す位置関係を保っている。第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６３１，６３２，及び６３３は第１の正三角形の各頂点に位置し、第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６３４，６３５，及び６３６は第２の正三角形の各頂点に位置している。
【０２７０】
第１の正三角形と第２の正三角形は同形同大であり、その重心は各々レゾルバ用信号ケーブル６３０の中心点に一致し、かつ当該中心点において点対称となっている。また、レゾルバ用信号ケーブル６３０の中心点は励磁信号線６３７の中心点に一致する。図形の対称性から、信号線６３１〜６３６の各々と励磁信号線６３７との距離は等しく、また、信号線６３１と６３２の距離、信号線６３２と６３３の距離、信号線６３３と６３１の距離、信号線６３４と６３５の距離、信号線６３５と６３６の距離、信号線６３６と６３４の距離は全て等しい。
【０２７１】
このため、信号線３１と３７間の静電容量をＣ１Ａ、信号線３２と３７間の静電容量をＣ１Ｂ、信号線３３と３７間の静電容量をＣ１Ｃ、信号線３４と３７間の静電容量をＣ２Ａ、信号線３５と３７間の静電容量をＣ２Ｂ、信号線３６と３７間の静電容量をＣ２Ｃ、信号線３１と３２間の静電容量をＣ１Ａ１Ｂ、信号線３２と３３間の静電容量をＣ１Ｂ１Ｃ、信号線３３と３１間の静電容量をＣ１Ｃ１Ａ、信号線３４と３５間の静電容量をＣ２Ａ２Ｂ、信号線３５と３６間の静電容量をＣ２Ｂ２Ｃ、信号線３６と３４間の静電容量をＣ２Ｃ２Ａとすれば、Ｃ１Ａ＝Ｃ１Ｂ＝Ｃ１Ｃ＝Ｃ２Ａ＝Ｃ２Ｂ＝Ｃ２ＣかつＣ１Ａ１Ｂ＝Ｃ１Ｂ１Ｃ＝Ｃ１Ｃ１Ａ＝Ｃ２Ａ２Ｂ＝Ｃ２Ｂ２Ｃ＝Ｃ２Ｃ２Ａとなる。
【０２７２】
図５４はレゾルバ用信号ケーブル６３０を中心とするダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。同図において、６８０はレゾルバ信号に基づいて位置検出を行うドライブユニット、６９０はレゾルバ装置を含むモータ部である。励磁信号電源６８１から出力される励磁信号は励磁信号線６３７を伝達してレゾルバ装置の巻線６９１に供給される。各相の巻線６９１からは検出信号線６３１〜６３６を介してレゾルバ信号が出力され、センス抵抗Ｒ１〜Ｒ６を介して検出される。
【０２７３】
本実施形態によれば、上記メリットがあり、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルをダイレクトドライブモータシステムに採用することで、位置決め精度の向上と安定、低振動化、低騒音化の面で格段の向上を図ることができる。
【０２７４】
［発明の実施の形態４］
【０２７５】
図５１は１相励磁３相出力のレゾルバ用信号ケーブルの断面構造図である。本実施形態では、レゾルバ信号は２種類の３相出力となっており、６４０はレゾルバ用信号ケーブル、６４１，６４２，及び６４３は各々第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６４４，６４５，及び６４６は各々第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線、６４７，６４８，及び６４９は励磁信号線（共通信号線）であり、９芯構造を成している。
【０２７６】
レゾルバ用信号ケーブル６４０は相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの双方を備えたモータ１台、或いは相対位置検出用レゾルバ及び絶対位置検出用レゾルバの何れか一方を備えたモータ２台への接続用に用いることができる。
【０２７７】
各信号線は軸方向に撚れており、撚りのピッチ或いは撚りの方向を外側の６本（符号６４４〜６４９）と内側の３本（符号６４１〜６４３）とで異なるようにしている。
【０２７８】
このことにより、どの断面においても正確に同図に示す断面構造となっているわけではないが、平均化すると各信号線の配置は同図に示す位置関係を保っている。
【０２７９】
励磁信号線を３本に分けて図５１のように構成したことにより、実施形態３の効果に加えて、２組の検出線同士のクロストークの発生を抑制できる効果が得られる。このような効果を得るべく、励磁信号線を３本に分けるのは、ケーブル部分のみで十分なため、ドライバ装置とモータ部の内部では励磁信号線は１本に収束されている。
【０２８０】
第１のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６４１，６４２，及び６４３は第１の正三角形の各頂点に位置し、第２のＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信号線６４４，６４５，及び６４６は第２の正三角形の各頂点に位置している。また、励磁信号線６４７，６４８，及び６４９は第３の正三角形の各頂点に位置している。第１、第２及び第３の正三角形の各々の重心はレゾルバ用信号ケーブル６４０の中心点に一致し、第２の正三角形と第３の正三角形は同形同大で前記中心点に関して点対称である。
【０２８１】
また、検出信号線６４１，６４２，及び６４３は内円６４０Ａに内接し、検出信号線６４４，６４５，及び６４６、励磁信号線６４７，６４８，及び６４９は内円６４０Ａに外接している。図形の対称性から、信号線６４１と６４７の距離、信号線６４２と６４８の距離、信号線６４３と６４９の距離は等しく、信号線６４７と６４４の距離、信号線６４９と６４５の距離、信号線６４８と６４６の距離も等しい。また、信号線６４１と６４２の距離、信号線６４２と６４３の距離、信号線６４３と６４１の距離も等しく、信号線６４４と６４５、信号線６４５と６４６、信号線６４６と６４４の距離も等しい。
【０２８２】
このため、信号線６４７と６４１間の静電容量をＣ１Ａ、信号線６４８と６４２間の静電容量をＣ１Ｂ、信号線６４９と６４３間の静電容量をＣ１Ｃ、信号線６４７と６４４間の静電容量をＣ２Ａ、信号線６４９と６４５間の静電容量をＣ２Ｂ、信号線６４８と６４６間の静電容量をＣ２Ｃ、信号線６４１と６４２間の静電容量をＣ１Ａ１Ｂ、信号線６４２と４３間の静電容量をＣ１Ｂ１Ｃ、信号線６４３と６４１間の静電容量をＣ１Ｃ１Ａ、信号線６４４と６４５間の静電容量をＣ２Ａ２Ｂ、信号線６４５と６４６間の静電容量をＣ２Ｂ２Ｃ、信号線６４６と６４４間の静電容量をＣ２Ｃ２Ａとすれば、Ｃ１Ａ＝Ｃ１Ｂ＝Ｃ１Ｃ且つＣ２Ａ＝Ｃ２Ｂ＝Ｃ２ＣかつＣ１Ａ１Ｂ＝Ｃ１Ｂ１Ｃ＝Ｃ１Ｃ１ＡかつＣ２Ａ２Ｂ＝Ｃ２Ｂ２Ｃ＝Ｃ２Ｃ２Ａとなる。
【０２８３】
図５５はレゾルバ用信号ケーブル６４０を中心とするダイレクトドライブモータシステムの概略構成図である。同図において、６８０はレゾルバ信号に基づいて位置検出を行うドライブユニット、６９０はレゾルバ装置を含むモータ部である。励磁信号線６４０１はドライブユニット６８０内において一本に収束しており、３本の励磁信号線６４７，６４８，６４９に分岐した状態でレゾルバ信号用ケーブル６４０内に配線され、モータ部６９０内において再び一本に収束している。
【０２８４】
励磁信号電源６８１から出力される励磁信号は励磁信号線６４０１を伝達してレゾルバ装置の巻線６９１に供給される。各相の巻線６９１からは検出信号線６４１〜６４６を介してレゾルバ信号が出力され、センス抵抗Ｒ１〜Ｒ６を介して検出される。
【０２８５】
本実施形態によれば、上記メリットがあり、本実施形態のレゾルバ用信号ケーブルをダイレクトドライブモータシステムに採用することで、位置決め精度の向上と安定、低振動化、低騒音化の面で格段の向上を図ることができる。
【０２８６】
本発明によれば、励磁信号線と検出信号線間の静電容量の不平衡、及び多相検出信号線間の静電容量の不平衡を解消し、ケーブル長の変更や極長の使用において、信号の性能が左右されないレゾルバ用信号ケーブルを提供することができる。
【０２８７】
最後に、本発明の趣旨の説明のために以下要旨を記載する。
【０２８８】
（１）：
環状ステータが複数の極片を有し、複数のコイル巻線が個別のステータ極片上に巻回され複数の相に電気的に接続されており、ロータ手段がステータ極片の巻線のインダクタンスをステータ極片に対するロータ手段の回転位置の関数として変えるためステータ極片に隣接して配置され、各コイル巻線相の他のコイル巻線相に対するインダクタンスの変化を検出し、ロータ手段の回転位置を決め、それを示す出力シグナルを発生する手段を有して成る位置検出装置。
【０２８９】
（２）：
（１）に記載の位置検出装置において、ステータのコイル巻線の各々に接続される交流源と、コイルの各相を通って流れる交流を検出し、各コイル相内の電流間の差を増幅するための差動増幅手段と、それぞれ電流差を有する相を交流源の相と比較し、ロータ手段の回転位置を示す出力信号を発生する手段と、を有することを特徴とする位置検出装置。
【０２９０】
（３）：
（１）に記載の位置検出装置において、ステータ極片は各々複数の極片歯を有し、ロータ手段がステータ極片歯に対応してその周周りに等間隔に離間された複数の歯を有する回転自在に配設される環状部材であり、ステータの極片はステータ歯の非整数倍の距離だけ離間して配置されていることを特徴とする位置検出装置。
【０２９１】
（４）：
（３）に記載の位置検出装置において、装置のロータとステータとはそれぞれ類似の構成のモータのロータとステータに接続されていることを特徴とする位置検出装置。
【０２９２】
（５）：
（１）または（２）に記載の位置検出装置と、ロータ手段を駆動するため接続されるモータと、入力信号に対応してモータを駆動するための駆動回路と、入力信号を駆動回路に合わせて正しく相調整し命令入力信号と検出信号の出力信号に応答する整流回路と、検出手段の出力信号に部分的に応答し命令入力信号を整流回路に供給するための制御手段と、を組み合わせてなる装置。
【０２９３】
（６）：
出力軸を有する多相サーボモータと、出力軸の回転位置を表す位置信号を発生するためモータに接続される位置検出装置と、駆動信号に応答してモータを駆動し、出力軸の回転位置の関数としてモータの各相を励磁するため位置信号に応答する整流手段を含んでいる駆動手段とを組み合わせてなる装置。
【０２９４】
（７）：
（６）の組合せにおいて、出力軸の所定位置を示す位置信号と制御信号に応答し駆動手段への駆動信号を発生し、モータがその出力軸を所定位置まで回転させるための制御手段を更に含む装置。
【０２９５】
（８）：
（７）の組合せにおいて、位置検出装置は、ステータが複数のステータ極片を有し、個別の巻線が各ステータ極片に電気的に異なる相に接続され、ロータがステータの極片に対するロータの回転位置の関数として、ステータ極片の巻線のインダクタンスを変えるため居にステータ極片に隣接して配置され、出力軸の回転位置の変化がロータの相対回転位置に対応する変化を発生させるよう、ロータとモータが接続され、各コイル巻線の相の他のコイル巻線の相に対するインダクタンスの変化を検出し、ロータの回転位置を決め且つロータの該回転位置を示す出力シグナルを発生する手段を有している装置。
【０２９６】
（９）：
（６）〜（８）の何れかに記載の組合せで、モータが周回りに配設されたステータ極片を有する環状のステータ組立体と環状のロータ組立体とを有するタイプの交流多相同期リラクタンス型モータであり、位置検出装置はモータのロータ及びステータ組立体の対応する阻止と実質的に同一の構成の素子よりなることを特徴とする装置。
【０２９７】
（１０）：
先端部に複数の極片歯を有する極片を円周方向に等間隔に複数設けた環状の検出器ステータと、該検出器ステータの各極片に巻回されたコイルと、前記検出器ステータの極片歯に対向し円周方向に凹部凸部を有して前記極片歯と同じピッチで形成された歯列を有し、前記検出器ステータと同心とされて相対回転自在に支持された環状の検出器ロータと、前記各コイルに交流電力を供給するオシレータと、前記夫々のコイルに直列に接続された電流検知抵抗とを備え、前記検出器ロータの前記歯列に対して電気的に隣合う前記極片各々の位相は互いに電気的に１２０度となるように前記歯列の歯に対向する前記極片相互の極片歯は歯のピッチの整数倍から１/３ピッチずらされておりかつ前記電流検知抵抗夫々の両端に生ずる夫々の電圧から各コイル巻線相に対する他のコイル巻線相のインダクタンスの変化を夫々差動増幅することにより３相のレゾルバ信号を得る差動増幅手段とを備えた位置検出器。
【０２９８】
（１１）：
ロータ鉄心とステータ鉄心の空隙中のリラクタンスがロータ鉄心位置により変化するロータとステータから成るレゾルバを備え、前記リラクタンス変化を検出することにより回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ装置において、
前記レゾルバは、ロータ鉄心の１回転でリラクタンスの基本波成分が１周期となる構造の単極レゾルバを備え、
前記ステータは、１２０゜間隔で配置された少なくとも３相の磁極と、該各磁極に巻回された１種類の巻線とを有し、且つ
前記各巻線に通電して前記各磁極を励磁する励磁手段と、
前記各巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段とが設けられ、
該検出された電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するように構成されていることを特徴とするレゾルバ装置。
【０２９９】
（１２）：
前記レゾルバは、前記単極レゾルバに加え、少なくとも３相の磁極及び各磁極に巻回された１種類の巻線を有するステータを備え、ロータ鉄心１回転でリラクタンスの基本波成分が複数周期となる構造の多極レゾルバを備え、且つ
検出された前記単極レゾルバ及び多極レゾルバの各巻線の前記電流値を用いて回転角度位置又は回転速度を検出するレゾルバ・ディジタル変換器が設けられていることを特徴とする（１１）記載のレゾルバ装置。
【０３００】
（１３）：
先端部に複数の極片歯を有する極片を円周等分に複数有して固定支持されると共に各極片に相数Ｎのコイルを各相毎に直列に巻回してなる環状のステータと、このステータの前記極片歯に対向して円周方向に形成された歯列を有してステータと同心に配し相対回転自在に支持された環状のロータとを備えたＮ相ＶＲ型レゾルバにおいて、前記ロータの歯数に対するステータの極数を、全周精度を向上させるために、相数Ｎの倍数でなる偶数とし、且つ下記（１）式及び（２）式の何れかにより算出した極数とし、ＤＤモータに組込まれたことを特徴とする高精度ＶＲ型レゾルバ。
ステータ極数＝ロータ歯数／（Ｍ＋１／Ｎ） …………（１）
ステータ極数＝ロータ歯数／｛Ｍ＋（Ｎ−１）／Ｎ｝ …………（２）
但し、Ｍは１〜３の整数である。
【０３０１】
（１４）：
前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝３に設定すると共に、電気角＋１２０°毎のステータ極配置をする場合に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（１）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする（１３）に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【０３０２】
（１５）：
前記環状のステータのコイル相数Ｎ＝３、変数Ｍ＝１に設定すると共に、電気角−１２０°毎のステータ極配置をする場合に、ロータ歯数を８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０及び３００の何れか１つに設定し、ステータ極数を、前記（２）式に従って算出して全周精度を向上させたことを特徴とする（１３）に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【０３０３】
（１６）：
前記ロータ歯数を１６０に設定し、前記ステータ歯数４８に設定するか又は前記ロータ歯数を１２０に設定し、前記ステータ歯数を３６に設定することを特徴とする（１５）に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【０３０４】
（１７）：
前記ステータのステータ極片形状をコイル巻線の整列型巻可能なくびれのない形状としたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の高精度ＶＲ型レゾルバ。
【０３０５】
（１８）：
環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバの鉄心構造であって、
前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方は、複数のラミネーションを回転積層した積層構造として構成され、ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、各層のラミネーションの回転積層角度は３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度に設定されている、ＶＲ型レゾルバの鉄心構造。
【０３０６】
（１９）：
（１８）に記載の鉄心構造を具備するＶＲ型レゾルバを角度位置検出器として備えたダイレクトドライブモータ。
【０３０７】
（２０）：
環状ステータ基部の円周方向に沿って均等に配されたステータポールを備えるステータと、前記ステータとの相対的な角度位置を変化させることで前記ステータとの間隙のリラクタンス成分を変化せしめるロータとを備えたＶＲ型レゾルバのであって、
ステータポール数をＰ、相数をＮとしたとき、前記ステータとロータのうち少なくとも何れか一方を構成するラミネーションの回転積層角度を３６０度／（Ｐ／Ｎ）の倍数角を除く角度で回転積層しているＶＲ型レゾルバ。
【０３０８】
（２１）：
モータと組み合わせて当該モータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバにおいて、レゾルバ側ロータの歯数をモータ側ロータの歯数より少なくしたことを特徴とするＶＲ型レゾルバ。
【０３０９】
（２２）：
円環状に形成されたレゾルバ側ステータと、該ステータの内周面または外周面から突出する複数のステータ磁極と対向する複数のロータ歯を有する円環状のレゾルバ側ロータとからなり、モータと組み合わせて当該モータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバにおいて、モータ側ロータの歯数に対してレゾルバ側ロータの歯数を１／Ｎ倍（但し、Ｎ：２以上の整数）にし、かつレゾルバ側ロータの外周面または内周面をｓｉｎ波状に加工して前記ロータ歯を形成したことを特徴とするＶＲ型レゾルバ。
【０３１０】
（２３）：
レゾルバ装置へ励磁信号を供給するための少なくとも１以上の励磁信号線、及び前記レゾルバ装置から出力される多相レゾルバ信号を伝送するための複数の検出信号線を配してなる多芯構造のレゾルバ信号用ケーブルにおいて、
前記複数の検出信号線の各々と励磁信号線間の静電容量の平均値が概略等しく、かつ、隣り合う相の検出信号線間の静電容量の平均値が概略等しくなるように、前記励磁信号線及び検出信号線を配した、レゾルバ用信号ケーブル。
【符号の説明】
【０３１１】
１０・・・モータ
１１・・・変換回路板
１２・・・パワードライバーユニット
１３・・・パワードライバー回路
１４・・・コントローラ・サーボボード
１６・・・シンクロ・レゾルバ
１７・・・検出装置
１８・・・外側ステータ組立体
２０・・・内側ステータ組立体
３２・・・外側ステータの極片上のコイル巻線
４０・・・内側ステータの極片上のコイル巻線
２８・・・外側ステータの極片
３６・・・内側ステータの極片
３０・・・外側ステータの極片歯
３８・・・内側ステータの極片歯
２２・・・ロータ
４４・・・ロータの歯
４６・・・ロータの歯
７４・・・シンクロ−デジタル変換器
１０１・・・レゾルバ装置
１０３・・・単極レゾルバ（レゾルバ）
１３０・・・ロータ
１３０ａ・・・ロータ鉄心、
１３１・・・ステータ
１３１ａ・・・ステータ鉄心
３３１〜３３１８・・・磁極
Ｃ１〜Ｃ１８・・・巻線
１５０・・・発振器（励磁手段）
１５２・・・電流／電圧変換器（電流検出手段）
１５８・・・レゾルバ・ディジタル変換器
４１０，４５０，４８０…ＶＲ型レゾルバ
４２０，４６０，４９０…レゾルバステータ
４２１，４６１…ステータ基部
４２２，４６２…ステータポール
４２３，４６３…ステータコイル
４３０，４７０，４００…レゾルバロータ
５０７，５１１    レゾルバのロータ
５０８，５１２    レゾルバのステータ
６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０，６７０  レゾルバ用信号ケーブル
６１１，６２１，６３１，６３４，６４１，６４４  Ａ相検出信号線
６１２，６２２，６３２，６３５，６４２，６４５  Ｂ相検出信号線
６１３，６２３，６３３，６３６，６４３，６４６  Ｃ相検出信号線
６１４，６２４，６２５，６２６，６３７，６４７，６４８，６４９  励磁信号線
【図１】
2014085135.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014085135.tif 000014
【図９】
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【図１０】
2014085135.tif 000016
【図１１】
2014085135.tif 000017
【図１２】
2014085135.tif 000018
【図１３】
2014085135.tif 000019
【図１４】
2014085135.tif 000020
【図１５】
2014085135.tif 000021
【図１６】
2014085135.tif 000022
【図１７】
2014085135.tif 000023
【図１８】
2014085135.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2014085135.tif 000031
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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