(57)【要約】【課題】本発明は、従来の１相励磁／２相出力型のレゾルバのわずかな改良により、冗長系とすることである。【解決手段】本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法は、励磁巻線(50)は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線(40,41)からなると共に励磁信号(100)は２相よりなり、前記第１、第２励磁巻線(40,41)及び第１、第２出力巻線(43,44)のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号(101)を得ることができるようにした構成と方法である。【選択図】図１
2018040660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＲ型ロータ(20)が内設された輪状ステータ(21)の励磁巻線(50)に対して、励磁信号(100)が印加され、前記輪状ステータ(21)に設けられた第１、第２出力巻線(43,44)から２相の出力信号(101)を出力するようにした２相出力型レゾルバにおいて、
前記励磁巻線(50)は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線(40,41)からなると共に前記励磁信号(100)は２相よりなり、
前記第１、第２励磁巻線(40,41)及び前記第１、第２出力巻線(43,44)のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号を得ることができる構成としたことを特徴とする位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ。
【請求項２】
前記第１、第２出力巻線(43,44)の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線(43)又は第２出力巻線(44)から１相の出力信号(101)を得ることができるように構成したことを特徴とする請求項１記載の位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ。
【請求項３】
前記第１、第２励磁巻線(40,41)の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線(43,44)から２相の出力信号を得ることができるように構成したことを特徴とする請求項１記載の位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ。
【請求項４】
ＶＲ型ロータ(20)が内設された輪状ステータ(21)の励磁巻線(50)に対して、励磁信号(100)が印加され、前記輪状ステータ(21)に設けられた第１、第２出力巻線(43,44)から２相の出力信号(101)を出力するようにした２相出力型レゾルバの信号出力方法において、
前記励磁巻線(50)は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線(40,41)からなると共に前記励磁信号(100)は２相よりなり、
前記第１、第２励磁巻線(40,41)及び前記第１、第２出力巻線(43,44)のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号を得ることを特徴とする位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバの信号出力方法。
【請求項５】
前記第１、第２出力巻線(43,44)の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線(43)又は第２出力巻線(44)から１相の出力信号(101)を得ることを特徴とする請求項４記載の位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバの信号出力方法。
【請求項６】
前記第１、第２励磁巻線(40,41)の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線(43,44)から２相の出力信号(101)を得ることを特徴とする請求項４記載の位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバの信号出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法に関し、特に、２相励磁／２相出力のレゾルバとすることにより、冗長系を保つことができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のレゾルバとしては、例えば、特許文献１の「レゾルバ」及び特許文献２の「冗長系角度検出構造」の各構成を挙げることができる。
まず、特許文献１の「レゾルバ」の構成においては、図３、図４及び図５に示されるように、ティース３０が周方向に間隔をおいて形成されたステータコア２１と、各ティース３０に導線が巻回して構成された、１相の励磁巻線４０,４１及び２相の出力巻線と、ステータコア２１の中心に回転可能に設けられ、回転角度に応じてステータコア２１との間でのギァップパーミアンスが正弦波状に変化する外周曲線を有するロータ(図４のＶＲ型ロータ２０に相当とを備え、ロータの回転に伴うギャップパーミアンスの変化を出力巻線からの出力電圧として検出し、この出力電圧からロータの回転角度を検出するレゾルバにおいて、ステータコア２１には、励磁電圧がそれぞれに印加される２組の励磁巻線４０,４１が組み込まれている。
【０００３】
すなわち、図４で示した周知の振幅変調方式のレゾルバの励磁巻線は、２組の１相の第１励磁巻線４０及び第２励磁巻線４１からなる励磁巻線５０と、２相の第１出力巻線４３及び第２出力巻線４４とから構成されており、図３のように、ステータコア２１には、第１励磁巻線４０、第２励磁巻線４１が装着された後に、第１出力巻線４３、第２出力巻線４４が装着されている。
【０００４】
従って、前記ステータコアに設けられたインシュレータ３４に形成された隔壁４２を境にしてティース３０の外径側には、第１の励磁巻線４０が配設されている。
また、前記隔壁４２を境にしてティース３０の内径側には、第２の励磁巻線４１が配設されている。
前記各励磁巻線４０,４１は、その巻き数が同一であると共に、互いに結線されていないため、各１相で互いに独立し、各々１相の冗長系をなす励磁巻線４０,４１として設けられている。
従って、図４の構成において、前記ＶＲ型ロータ２０を回転させることにより、前記第１出力巻線４３及び第２出力巻線４４からは、図５で示されるように、２相の出力信号ＳｃｏｓとＳｓｉｎを得ることができる。
また、前述の特許文献２の冗長型角度検出構造においては、図示していない２個のレゾルバが並設、又は、直列配設された構成である。
【０００５】
また、図２で示される従来構成は、従来から主流として用いられている従来周知の振幅変調方式による非冗長系のレゾルバの構成であり、１相励磁の２相出力構成である。
すなわち、励磁巻線５０は、１個の第１励磁巻線４０のみで構成され、輪状ステータ２１の内側には、巻線を有しないＶＲ型ロータ２０が回転自在に内設されている。
【０００６】
前記第１励磁巻線４０に対応する出力巻線６０は、２相出力を構成する第１、第２出力巻線４３,４４より形成されている。
従って、図２の従来構成によれば、周知の下記出力電圧方程式により、振幅変調方式による２相の第１、第２出力電圧ＥＳ1−Ｓ3，ＥＳ2−Ｓ4を得ることができる。
すなわち、図４の構成における１相入力／２相出力の出力電圧方程式は下記に示す通りである。
出力電圧方程式
励磁電圧        ER1−R2＝Ｅsinωt
第１出力電圧    ES1−S3＝kER1-R2 cos Nθ
第２出力電圧    ES2−S4＝kER1-R2 sin Nθ
Ｅ：電圧
ω：励磁周波数（角速度）
ｔ：時間
ｋ：変圧比
Ｎ：軸倍角
θ：回転角度
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２７８６８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３３６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のレゾルバは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の特許文献１のレゾルバの場合、図３から図５で示されるように、励磁巻線５０として、一対の第１、第２励磁巻線４０,４１が設けられているが、１相励磁の冗長系を構成しているのみであった。
また、特許文献２のレゾルバの場合、一対のレゾルバを並列又は直列配置としているため、冗長系レゾルバとしては、全体形状が大きくなり、小型化が必要とされる傾向に対して逆の傾向となるものであった。
また、図２の従来構成の場合、励磁側が１相のみの励磁巻線５０であるため、励磁巻線５０に断線が発生すると、レゾルバ自体が機能不全となっていた。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、２相励磁／２相出力のレゾルバとすることにより、励磁側及び出力側の各巻線の何れか１つのみが断線した場合でも冗長系を保つことができるようにした位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバは、ＶＲ型ロータが内設された輪状ステータの励磁巻線に対して、励磁信号が印加され、前記輪状ステータに設けられた第１、第２出力巻線から２相の出力信号を出力するようにした２相出力型レゾルバにおいて、前記励磁巻線は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線からなると共に前記励磁信号は２相よりなり、前記第１、第２励磁巻線及び前記第１、第２出力巻線のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号を得ることができるようにした構成であり、また、前記第１、第２出力巻線の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線又は第２出力巻線から１相の出力信号を得ることができるようにした構成であり、また、前記第１、第２励磁巻線の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線から２相の出力信号を得ることができるようにした構成であり、また、本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバの信号出力方法は、ＶＲ型ロータが内設された輪状ステータの励磁巻線に対して、励磁信号が印加され、前記輪状ステータに設けられた第１、第２出力巻線から２相の出力信号を出力するようにした２相出力型レゾルバの信号出力方法において、前記励磁巻線は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線からなると共に前記励磁信号は２相よりなり、前記第１、第２励磁巻線及び前記第１、第２出力巻線のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号を得る方法であり、また、前記第１、第２出力巻線の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線又は第２出力巻線から１相の出力信号を得る方法であり、また、前記第１、第２励磁巻線の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線から２相の出力信号を得る方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ＶＲ型ロータが内設された輪状ステータの励磁巻線に対して、励磁信号が印加され、前記輪状ステータに設けられた第１、第２出力巻線から２相の出力信号を出力するようにした２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法において、前記励磁巻線は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線からなると共に前記励磁信号は２相よりなり、前記第１、第２励磁巻線及び前記第１、第２出力巻線のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号を得ることができるようにした構成と方法であるため、励磁系、出力系の何れにおいて断線が発生した場合でもレゾルバ出力を得ることができ、レゾルバの信頼性を大きく向上させることができる。
また、前記第１、第２出力巻線の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線又は第２出力巻線から１相の出力信号を得ることができることにより、信頼性の向上が得られる。
また、前記第１、第２励磁巻線の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線から２相の出力信号を得ることができることにより、従来と同様のレゾルバ出力を得ることができ、冗長系を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバを示す結線図である。
【図２】従来の振幅変調方式のレゾルバを示す結線図である。
【図３】従来の冗長系励磁巻線を有するレゾルバの平面構成図である。
【図４】図３のレゾルバの結線図である。
【図５】図４の出力巻線６０からの２相の出力信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法は、２相励磁／２相出力のレゾルバとすることにより、冗長系を保つことができるようにすることである。
【実施例】
【００１４】
以下、図面と共に本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号２０で示されるものは、輪状ステータ２１の内側で回転自在に内設されて軸支されたＶＲ型ロータであり、前記輪状ステータ２１の図示しない各磁極には、励磁信号１００を印加するための２相の励磁巻線５０及び出力信号１０１を得るための２相の出力巻線６０が設けられている。
【００１５】
前記励磁巻線５０は、互いに９０度位相が異なる２相配置の第１、第２励磁巻線４０,４１によって構成され、前記第１励磁巻線４０の両端の入力端には、第１励磁電圧ＥＳ１−Ｓ３が入力されている。
前記第２の励磁巻線４１の両端の入力端には、第２励磁電圧ＥＳ２−ＥＳ４が入力されている。
【００１６】
前記出力巻線６０は、互いに９０度位相が異なる２相配置の第１、第２出力巻線４３,４４によって構成され、前記第１出力巻線４３の両端の出力端からは第１出力電圧ＥＲ１−Ｒ３が出力されるように構成されている。
前記第２出力巻線４４の両端の出力端からは第２出力電圧ＥＲ２−Ｒ４が出力されるように構成されている。
【００１７】
前述の図１の本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバにおいて、２相出力を得る状態を、次の出力電圧方程式によって説明する。
すなわち、図１の構成における２相入力／２相出力の出力電圧方程式は、下記に示す通りである。
出力電圧方程式
第１励磁電圧  ES1-S3＝Esin ωt
第２励磁電圧  ES2-S4＝Ecos ωt
第１出力電圧  ER1-R3＝kES1-S3 cos Nθ-kES2-S4 sin Nθ
＝kE sin ωt・cos Nθ-kE cos ωt・sin Nθ
＝kE sin(ωt- Nθ)
第２出力電圧  ER2-R4＝kES1-S3 cos Nθ+kES2-S4 sin Nθ
＝kE sin ωt・cos Nθ+kE cos ωt・sin Nθ
＝kE cos(ωt- Nθ)
従って、２相の励磁信号である前記第１、第２励磁電圧を前記励磁巻線５０に入力することにより、前記出力巻線６０から２相出力信号である前記第１、第２出力電圧を前述の出力電圧方程式によって得ることができる。
【００１８】
また、前述の図１の回路図及び出力電圧方程式において、第１、第２出力電圧ＥＲ１−Ｒ３，ＥＲ２−Ｒ４は各々において、角度信号を出力することができるため、第１、第２出力電圧ＥＲ１−Ｒ３，ＥＲ２−Ｒ４の何れか一方が断線となった場合、他方の第１、第２出力電圧ＥＲ１−Ｒ３，ＥＲ２−Ｒ４から角度検出を行うことが可能である。
また、前述の第１、第２励磁電圧ＥＳ１−Ｓ３，ＥＳ2−Ｓ４の何れか一方が断線によって励磁電圧０（ゼロ）となった場合には、第１、第２出力電圧ＥＲ１−Ｒ３，ＥＲ２−Ｒ４の何れかの項が０（ゼロ）となるため、従来の１相入力／２相出力の振幅変調方式と同じとなり、角度検出が可能となる。
従って、図１の回路構成において、励磁巻線５０及び出力巻線６０の何れか１相のみの巻線４０,４１,４３,４４が断線した場合でも、角度検出が可能であるため、図１の回路構成は、冗長系を有していると云うことができる。
【００１９】
本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、ＶＲ型ロータ２０が内設された輪状ステータ２１の励磁巻線５０に対して、励磁信号１００が印加され、前記輪状ステータ２１に設けられた第１、第２出力巻線４３，４４から２相の出力信号１０１を出力するようにした２相出力型レゾルバにおいて、前記励磁巻線５０は、互いに位相が異なる第１、第２励磁巻線４０，４１からなると共に前記励磁信号１００は２相よりなり、前記第１、第２励磁巻線４０，４１及び前記第１、第２出力巻線４３，４４のうちの何れか１つのみが断線した場合でも少なくとも１相の出力信号１０１を得ることができるようにした構成と方法であり、また、前記第１、第２出力巻線４３，４４の何れか一方が断線した場合、他方の第１出力巻線４３又は第２出力巻線４４から１相の出力信号１０１を得ることができるようにした構成と方法であり、また、前記第１、第２励磁巻線４０，４１の何れか一方が断線した場合、前記第１、第２出力巻線４３，４４から２相の出力信号１０１を得ることができるようにした構成と方法である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明による位相変調方式の冗長系２相出力型レゾルバ及びその信号出力方法は、各励磁巻線及び各出力巻線の何れか１つのみの巻線に断線が発生した場合でも、少なくとも１相の出力信号を得ることができるため、信頼性の高い冗長系を得ることかできる。
【符号の説明】
【００２１】
２０    ＶＲ型ロータ
２１    輪状ステータ
４０    第１励磁巻線
４１    第２励磁巻線
４３    第１出力巻線
４４    第２出力巻線
５０    励磁巻線
６０    出力巻線
１００    励磁信号
１０１    出力信号
ＥＳ１−Ｓ３    第１励磁巻線
ＥＳ２−Ｓ４    第２励磁巻線
ＥＲ１−Ｒ３    第１出力電圧
ＥＲ２−Ｒ４    第２出力電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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