(57)【要約】【課題】本発明は、固定子枠に設けた各磁性固定子に対し、磁性体回転子を非重合状態で設け、軸振れに影響されず、小型で薄型とすることを目的とする。【解決手段】本発明による回転角度検出器は、固定子枠(1)に分割して設けられた複数の磁性固定子(5A)と、前記各磁性固定子(5A)に形成された弧状空隙(10)と、前記固定子枠(1)内に設けられた磁性体回転子(6)と、を備え、前記磁性体回転子(6)と各磁性固定子(5A)とが互いに非接触で非重合状態とした構成である。【選択図】図１
2008233032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子枠(1)と、前記固定子枠(1)内に設けられその円周方向に周期的あるいは非周期的に分割配置された複数の磁性固定子(5A)からなる固定子体(5)と、前記各磁性固定子(5A)を形成するためステータ巻線(4)を有する巻線磁芯(4c)と、前記巻線磁芯(4c)の両端面に設けられ前記巻線磁芯(4c)を挟持する第１、第２固定子片(5a,5b)と、前記固定子体(5)の内側に設けられ偏芯したあるいは半径方向に周期的に変化した外周面(6a)を有する磁性体回転子(6)と、を備え、
前記磁性体回転子(6)の軸方向厚さ(T2)と、前記各磁性固定子(5A)の軸方向固定子厚さ(T1)と、は等しく形成され、前記磁性体回転子(6)の前記外周面(6a)は、前記各磁性固定子(5A)の内周面(30)に対して常時非重合状態であることを特徴とする回転角度検出器。
【請求項２】
前記各磁性固定子(5A)の巻線磁芯(4c)及び各固定子片(5a,5b)は、弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転角度検出器。
【請求項３】
前記各固定子片(5a,5b)間には、弧状空隙(10)が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転角度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度検出器に関し、特に、固定子枠にステータ巻線を有する磁性固定子を複数設け、各磁性固定子の内側に磁性体回転子を各磁性固定子と非重合状態で回転自在に配設することにより、回転子の軸触れによる空隙変動の影響をなくす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薄型のレゾルバとしては、図５及び図６で示される回転トランスを用いた構成、及び、図７で示される特許文献１のバリアブルリラクタンス型のレゾルバの構成を挙げることができる。
すなわち、図５及び図６で示される従来構成のケーシング１内には、レゾルバ部２と回転トランス部３とが軸方向に沿って重合して配設されている。
【０００３】
また、図７において示される他の従来構成のレゾルバ部２は、輪状でレゾルバステータコイル４を有するステータ５と、前記ステータ５内に設けられコイルを有しない輪状のロータ６が回転自在に内設されている。
【０００４】
また、前述の図５、図６及び図７におけるレゾルバの巻線の配線図は図９で示されるように構成され、励磁巻線Ｒ１，Ｒ２は１相よりなり、検出側の出力巻線Ｓ１〜Ｓ４は２相で構成されている。
また、前記各出力巻線Ｓ１〜Ｓ４による出力電圧曲線及び出力電圧方程式は、図８で示されている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５９２０１３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の薄型のレゾルバは、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、図５及び図６に開示された従来構成においては、レゾルバ部と回転トランス部とが軸方向に重合されているため、レゾルバ自体の厚さが厚く（１６ｍｍ        が最小）なり、前述と同様に、偏平状に構成することは極めて困難であった。
【０００７】
また、図７の他の従来構成においては、コイルとしてはレゾルバステータコイルのみで済むが、ステータに巻回したレゾルバステータコイルがステータの両面に突出するため、このレゾルバステータコイルの絶縁用の絶縁カバー及びコイルカバー等を必要とし、これらのステータへの装置によって厚さが厚く（１０ｍｍが最小）なり、前述と同様に、偏平状に構成することが極めて困難であった。
また、ロータにコイルを有していないため、検出精度には限界があった。
また、従来構成においては、ロータの外周とステータの各磁極の内周とのギャップパーミアンスの変化により回転検出を行うため、回転軸振れが発生すると空隙変動に影響していた。
また、固定子が一体構造であるため、励磁巻線により発生する磁界分布が検出用回転子極の機械的な位置により影響を受けていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による回転角度検出器は、固定子枠と、前記固定子枠内に設けられその円周方向に周期的あるいは非周期的に分割配置された複数の磁性固定子からなる固定子体と、前記各磁性固定子を形成するためステータ巻線を有する巻線磁芯と、前記巻線磁芯の両端面に設けられ前記巻線磁芯を挟持する第１、第２固定子と、前記固定子体の内側に設けられ偏芯したあるいは半径方向に周期的に変化した外周面を有する磁性体回転子と、を備え、前記磁性体回転子の軸方向厚さと、前記各磁性固定子の軸方向固定子厚さと、は等しく形成され、前記磁性体回転子の前記外周面は、前記各磁性固定子の内周面に対して常時非重合状態である構成であり、また、前記各磁性固定子の巻線磁芯及び各固定子片は、弧状に形成されている構成であり、また、前記各固定子片間には、弧状空隙が形成されている構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による回転角度検出器は、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、固定子枠に分割配置された各磁性固定子の一対の固定子片間の空隙に対して非重合状態として設けた磁性体回転子を回転自在に設けることにより、超薄型のインナーロータ型の角度検出器を得ることができる。
また、一対の各固定子片間の空隙が固定されているため、磁性体回転子に軸振れがある場合でも、回転に伴う角度信号は安定しており、高精度の回転角度信号を得ることができる。
また、固定子枠に設けられた各磁性固定子が分割して配置されることによって固定子体が互いに独立して分割されているため、隣接するステータ巻線との磁気的干渉も少なく、高精度の回転角度信号を得ることができる。
また、固定子の構造を従来よりも大幅に薄く、かつ、小径化することができるため、極めて小空間での高精度の角度検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、固定子枠にステータ巻線を有する磁性固定子を複数設け、各磁性固定子の内側に磁性体回転子を各磁性固定子と非重合状態で回転自在に配設することにより、回転子の軸振れによる空隙変動の影響をなくすようにした回転角度検出器を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による回転角度検出器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ついては、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは非磁性体で輪状に形成された固定子枠であり、この固定子枠１内には、その円周方向に沿って周期的あるいは非周期的に独立して分割配置された複数の磁性固定子５Ａが設けられている。
【００１２】
前記各磁性固定子5Ａは、図２に示されるように、検出巻線４ａと励磁巻線４ｂを積層して有するステータ巻線４を挟持する状態で互いに対向配置された一対の固定子片５ａ，５ｂにより構成されている。
前記各磁性固定子５Ａのステータ巻線４は、図３で示されるように、全体形状が弧状をなす板状に形成されると共に、板状で弧状に形成された巻線磁芯４ｃの周囲に巻回又は嵌合式に形成されている。
【００１３】
前記各固定子片５ａ，５ｂは、全体形状が弧状の板形状よりなると共に、磁性体で形成され、セクター形状の内側の一部を切除した残りの部分で形成された形状をなしている。
【００１４】
前記各磁性固定子５Ａよりなる固定子体５の内側には、磁性体回転子６が軸６Ａを介して回転自在に設けられており、この磁性体回転子６の外周面６ａは、その半径方向に周期的に変化している。
また、他の形態としては、真円からなる前記磁性体回転子６を前記軸６Ａを介して前記固定子体５に対して偏芯して設けることもできる。
【００１５】
前記各固定子片５ａ，５ｂ間には、弧状をなす弧状空隙１０が形成されており、この弧状空隙１０は前記各固定子片５ａ，５ｂ及び巻線磁芯４ｃと同様に弧状に形成されている。
前記磁性体回転子６の外周面６ａは、前記磁性体回転子６が回転する時に、前記各固定子片５ａ，５ｂの内周面３０とは非接触状態であると共に、常に非重合状態となるように構成されている。
【００１６】
さらに、前記磁性体回転子６の軸方向厚さＴ１と、前記磁性固定子５Ａの軸方向固定子厚さＴ２と、は、等しくなるように構成され、各磁性固定子５Ａと磁性体回転子６とのギャップパーミアンスの変化に伴う磁気的変化による検出巻線４ａへの誘起電圧を効率よく検出することができるように構成されている。
【００１７】
従って、本発明によれば、各固定子片５ａ，５ｂ間の弧状空隙１０が固定されているため、従来構成のように、各固定子片５ａ，５ｂと磁性体回転子６の鎖交する量に依存して回転角度を検出していた構成に比較すると、磁性体回転子６に設けた軸６Ａの軸振れに依存することのない高精度の回転検出を行うことができる。
尚、前記磁性固定子５Ａの数（極数ｍ）及び磁性体回転子６の外周面６ａの形状変化の周期の数（周期ｎ）は、回転角度検出器の用途等に応じて設定できる。
また、前述の図１の回転角度検出器の軸方向の厚さは、実験によるプロトタイプにおいても４ｍｍであり、従来構成に比較すると、約１／４であり、超薄型の回転角度検出器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による回転角度検出器を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】図１の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】図２の要部を示す拡大斜視図である。
【図４】図１の要部を示す拡大斜視図である。
【図５】従来のレゾルバを示す半断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】従来のＶＲ型レゾルバの断面図である。
【図８】レゾルバの出力電圧曲線及び出力電圧方程式である。
【図９】レゾルバの結線を示す配線図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    固定子枠
４    ステータ巻線
４ａ    検出巻線
４ｂ    励磁巻線
５    固定子体
５Ａ    磁性固定子
５ａ    第１固定子片
５ｂ    第２固定子片
６    磁性体回転子
６Ａ    軸
１０    弧状空隙
３０    内周面
【図１】
2008233032.tif 000003
【図２】
2008233032.tif 000004
【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】
2008233032.tif 000009
【図８】
2008233032.tif 000010
【図９】
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