(57)【要約】【課題】本発明は、固定子共通下部板に設けたステータ巻線を有する巻線磁芯に固定子上部板を設け、各板間の空隙部内に磁性体回転子の外縁を位置させ、軸振れに関係なく高精度の検出を行うことを目的とする。【解決手段】本発明による角度検出器は、固定子共通下部板(10)の周縁部(11)に設けたステータ巻線(4)を有する巻線磁芯(12)と、この巻線磁芯(12)に設けた固定子上部板(15)と、前記各板(10,15)間の固定子空隙部(16)内に外縁(6a)が出入りする磁性体回転子(6)とからなる構成である。【選択図】図１
2008131667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる板で形成された固定子共通下部板(10)と、前記固定子共通下部板(10)の周縁部(11)に沿って周期的又は非周期的に設けられた複数の巻線磁芯(12)と、前記各巻線磁芯(12)に設けられ励磁巻線(13)及び検出巻線(14)からなるステータ巻線(4)と、前記各巻線磁芯(12)に設けられ前記固定子共通下部板(10)に対向して配設された複数の固定子上部板(15)と、前記固定子共通下部板(10)と前記各固定子上部板(15)との間に形成された複数の固定子空隙部(16)と、前記固定子共通下部板(10)の軸心位置に形成された軸孔(21)に回転自在に設けられた回転軸(20)と、前記回転軸(20)に設けられ偏芯あるいはその外縁(6a)を半径方向に周期的に変化させ、かつ、前記各固定子空隙部(16)内に前記外縁(6a)が回転自在に位置する板形状の磁性体回転子(6)と、を備え、
前記磁性体回転子(6)を回転させることにより、前記磁性体回転子(6)の前記外縁(6a)が前記固定子空隙部(16)内で前記固定子共通下部板(10)の半径方向に沿って変化する構成としたことを特徴とする角度検出器。
【請求項２】
前記固定子共通下部板(10)は、一体に形成された一枚の磁性板で形成されていることを特徴とする請求項１記載の角度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出器に関し、特に、一枚構成の固定子共通下部板に設けた複数のステータ巻線の巻線磁芯に固定子上部板を設け、この固定子共通下部板と各固定子上部板間の固定子空隙部内に磁性体回転子を回転自在とし、回転軸振れによる空隙変動の影響をなくし、各固定子上部板を独立して分割配置することにより、磁性体回転子極の機械的な位置による磁界分布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４及び図５で示される回転トランスを用いた構成、及び、図６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４及び図５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６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４、図５及び図６におけるレゾルバの巻線の配線図は図８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７で示される。
【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４及び図５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、より扁平な形状とすることは極めて困難であった。
また、図６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、扁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】
【０００７】
本発明による角度検出器は、磁性材料からなる板で形成された固定子共通下部板と、前記固定子共通下部板の周縁部に沿って周期的又は非周期的に設けられた複数の巻線磁芯と、前記各巻線磁芯に設けられ励磁巻線及び検出巻線からなるステータ巻線と、前記各巻線磁芯に設けられ前記固定子共通下部板に対向して配設された複数の固定子上部板と、前記固定子共通下部板と前記各固定子上部板との間に形成された複数の固定子空隙部と、前記固定子共通下部板の軸心位置に形成された軸孔に回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ偏芯あるいはその外縁を半径方向に周期的に変化させ、かつ、前記各固定子空隙部内に前記外縁が回転自在に位置する板形状の磁性体回転子と、を備え、前記磁性体回転子を回転させることにより、前記磁性体回転子の前記外縁が前記固定子空隙部内で前記固定子共通下部板の半径方向に沿って変化するようにした構成であり、また、前記固定子共通下部板は、一体に形成された一枚の磁性板で形成されている構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による角度検出器は、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、一枚構成の固定子共通下部板に設けた複数のステータ巻線の巻線磁芯に固定子上部板を設け、この固定子共通下部板と各固定子上部板間の固定子空隙部内に磁性体回転子を回転自在としているため、回転に伴う角度情報は、固定子上部板と磁性体回転子の鎖交する量に依存し、例え、回転軸の軸振れが生じた場合でも、固定子側からみた固定子空隙部は機械的に一定となり、軸振れに影響されることなく安定した高精度な角度検出を行うことができる。
また、固定子を構成する各固定子上部板が固定子共通下部版上で分割して独立していることにより、他の磁性体回転子極の機械的な位置による励磁磁界分布のゆがみをなくすことが可能となり、従来より小空間でより高精度の角度検出が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、一枚構成の固定子共通下部板に設けた複数のステータ巻線の巻線磁芯に固定子上部板を設け、この固定子共通下部板と各固定子上部板間の固定子空隙部内に磁性体回転子を回転自在とし、回転軸振れによる空隙変動の影響をなくし、各固定子上部板を独立して分割配置することにより、磁性体回転子極の機械的な位置による磁界分布の影響をなくすようにした角度検出器を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１０】
以下、図面と共に本発明による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は同一符号を付して説明する。
図１において符号５で示されるものはステータであり、このステータ５は、一枚の一体に形成された磁性板よりなる円板状の固定子共通下部板１０と、この固定子共通下部板１０の周縁部１１に所定角度毎である周期的又は非周期的に分割して、かつ、各々独立して設けられた複数の巻線磁芯１２（図３で示す）と、弧状をなす前記巻線磁芯１２の外周に二段状に重合して巻回装着された励磁巻線１３及び検出巻線１４からなるステータ巻線４と、前記各巻線磁芯１２上に装着して設けられた固定子上部板１５とから構成されている。
【００１１】
前記各固定子上部板１５は、図示のように、全体形状が扇形をなす磁性板の内側を切除した形状よりなり、前記ステータ巻線４よりも内方へ突出すると共に前記固定子共通下部板１０と対向している。
従って、前記固定子共通下部板１０と固定子上部板１５との間には、前記巻線磁芯１２の高さに等しい空隙からなる複数の固定子空隙部１６が形成されている。
【００１２】
前記固定子共通下部板１０の磁心位置には、回転軸２０を回転自在に設けるための軸孔２１が形成され、この回転軸２０には、一体焼成又は積層構成からなる磁性体回転子６が設けられ、この回転軸２０の回転により、この磁性体回転子６が回転するように構成されている。
【００１３】
前記磁性体回転子６は、その外縁６ａがその半径方向又は固定子共通下部板１０の半径方向に周期的に変化し、かつ、前記固定子空隙部１６内に位置した板体で形成されている。
尚、図１では、その外縁６ａが互いに連続した四個の突出部６ａＡと四個の凹部６ａＢの組合せで構成されているが、この外縁６ａは、前記固定子空隙部１６内に出入りするように、その半径方向に周期的に大きさが変化する形状、例えば、周知のハート型、三葉、四葉型等の形状とし、この磁性体回転子６の回転により前記各板１０，１５と鎖交する面積が変化し、周知のように、前記検出巻線１４に誘起電圧からなるレゾルバ信号を得ることができる。
【００１４】
従って、前記磁性体回転子６は、巻線を有しない周知のバリアブルリアクタンス型（ＶＲ型）レゾルバを構成している。
また、前記磁性体回転子６が真円で形成されている場合は、前記回転軸２０に対して偏芯させることにより、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
従って、前述の本発明の構成によれば、従来構成のように、軸振れが発生した場合でも、固定子空隙部１６の隙間が固定されているため、高精度の角度検出を行うことができる。
また、前記磁性体回転子６の回転に伴う角度情報は、固定子共通下部板１０上の固定子上部板１５と、磁性体回転子６の鎖交する量に依存するため、回転軸２０の振れによる誤差の発生を防止することができる。
【００１６】
また、前記各固定子上部板１５は、電気的には固定子共通下部板１０を介して一体化するが、磁気的には互いに分離して分割配置されているため、対向する他の回転子からの検出信号成分が遮断され、検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による角度検出器を示す斜視図である。
【図２】図１の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】図１のステータ巻線を示す斜視図である。
【図４】従来のレゾルバを示す半断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】従来のＶＲ型レゾルバの断面図である。
【図７】レゾルバの出力電圧曲線及び出力電圧方程式である。
【図８】レゾルバの結線を示す配線図である。
【符号の説明】
【００１８】
５    ステータ
６    磁性体回転子
６ａ    外縁
６ａＡ    突出部
６ａＢ    凹部
１０    固定子共通下部板
１１    周縁部
１２    巻線磁芯
１３    励磁巻線
１４    検出巻線
１５    固定子上部板
１６    固定子空隙部
２０    回転軸
２１    軸孔
【図１】
2008131667.tif 000003
【図２】
2008131667.tif 000004
【図３】
2008131667.tif 000005
【図４】
2008131667.tif 000006
【図５】
2008131667.tif 000007
【図６】
2008131667.tif 000008
【図７】
2008131667.tif 000009
【図８】
2008131667.tif 000010