(57)【要約】本発明の一実施例によるレゾルバは、１相以上の励磁コイル及び１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含み、前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部を含み、前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、前記バックヨーク部及び前記突極が、下記の数式１を満たす関係を有することで、レゾルバの測定精度を改善し、製造コストを節減することに加え、開発者の設計を容易にする。  ＜数式１＞  Ｗｂ≧０．６６×Ｗｒ（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含むレゾルバであって、
前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、
前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式１を満たす関係を有することを特徴とするレゾルバ。
＜数式１＞
Ｗｂ≧０．６６×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項２】
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式２を満たす関係を有することを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
＜数式２＞
０．６６×Ｗｒ≦Ｗｂ≦８×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項３】
前記回転子部または前記固定子部は、一定厚さの磁性鋼板を積層した積層鋼板からなることを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバ。
【請求項４】
前記固定子部の歯が、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のレゾルバ。
【請求項５】
少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含むレゾルバであって、
前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、
前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式３を満たす関係を有することを特徴とするレゾルバ。
＜数式３＞
Ｗｂ≧０．７２×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項６】
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式４を満たす関係を有することを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
＜数式４＞
０．７２×Ｗｒ≦Ｗｂ≦１×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項７】
前記回転子部または前記固定子部が、一定厚さの磁性体鋼板を積層した積層鋼板からなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のレゾルバ。
【請求項８】
前記固定子部の歯は、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のレゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバに関し、より詳しくは、モータなどのような回転運動装置の回転角度及び回転速度を測定するレゾルバに関する。
【０００２】
本出願は、２０１５年１１月１１日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−０１５８１９０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
一般に、レゾルバ（ｒｅｓｏｌｖｅｒ）は、モータなどのような回転運動装置の回転角度及び回転速度を測定する一種のセンサである。最近、レゾルバは多様な技術分野において広範囲に用いられており、特に、車両の電動パワーステアリングシステム（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）などのように高度の正確度をもって回転角度及び回転速度を測定及び制御しなくてはならない高精度制御システムに適用されている。したがって、レゾルバの測定性能に影響を及ぼす多様な要因を正確に把握し分析してレゾルバの設計に反映することで、レゾルバの測定誤差率を最小化し、測定精度を最大限に改善する必要がある。
【０００４】
しかし、従来技術は、特開第１９９６−１７８６１１号公報などに開示されたように、レゾルバの固定子（ｓｔａｔｏｒ）に配置される励磁コイル及び出力コイルの構成を変更してレゾルバの測定性能を改善するが、特開第２００５−４９１８３号公報などに開示されたように、レゾルバの回転子（ｒｏｔｏｒ）の形状を変形してレゾルバの測定性能を改善するだけで、固定子のバックヨーク（ｂａｃｋ  ｙｏｋｅ）と回転子との幅関係をレゾルバの測定性能に影響を及ぼす要因として考慮していない。即ち、従来技術は、回転子の幅に対して固定子のバックヨーク幅が一定範囲を超え狭く設計される場合、固定子の磁束が過密化しすぎるか、磁束飽和（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）が発生することによって磁束の流れを妨害し、その結果、レゾルバの測定性能が劣る点をレゾルバの設計に反映していない。
【０００５】
さらに、従来技術は、回転子の幅とバックヨーク部の幅とをパラメータとして考慮し両者間の関係を最適化してレゾルバの設計に反映することで、レゾルバの設計を容易にする技術を一切提示していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、磁束の過密化または磁束飽和を防止することで、測定精度を改善して製造コストを節減し、開発者の設計を容易にするレゾルバ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】
【０００７】
上記の課題を達成するため、本発明の一実施例によるレゾルバは、少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンス（ｇａｐ  ｐｅｒｍｅａｎｃｅ）を変化させる回転子部と、を含み、前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式１を満たす関係を有することを特徴とするレゾルバ。
【０００８】
＜数式１＞
Ｗｂ≧０．６６×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【０００９】
一実施例において、前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式２を満たす関係を有し得る。
【００１０】
＜数式２＞
０．６６×Ｗｒ≦Ｗｂ≦８×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【００１１】
一実施例において、前記回転子部または前記固定子部は、一定厚さの磁性鋼板を積層した積層鋼板からなり得る。
【００１２】
一実施例において、前記固定子部の歯が、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことができる。
【００１３】
本発明の他の実施例によるレゾルバは、少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含み、前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式３を満たす関係を有する。
【００１４】
＜数式３＞
Ｗｂ≧０．７２×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【００１５】
一実施例において、前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式４を満たす関係を有し得る。
【００１６】
＜数式４＞
０．７２×Ｗｒ≦Ｗｂ≦１×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【００１７】
一実施例において、前記回転子部または前記固定子部が、一定厚さの磁性体鋼板を積層した積層鋼板からなり得る。
【００１８】
一実施例において、前記固定子部の歯は、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レゾルバを構成する固定子部のバックヨーク部幅と回転子部の突極幅との割合を最適化することで、レゾルバにおける磁束の過密化または磁束飽和を防止して測定精度を改善することに加え、製造コストを節減することができる。
【００２０】
また、固定子部のバックヨーク部幅と回転子部の突極幅とを一種のパラメーターとして考慮し両者間の幅比を最適化する数値範囲を提供してレゾルバの設計に反映することで、レゾルバの設計を容易にし、設計ミスを防止することができる。
【００２１】
ひいては、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、本発明による実施例が、以上で言及されないさらに他の技術的課題を解決できることは、以下の説明から自明に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例によるレゾルバを示した横断面図である。
【図２】図１のＸ部分を拡大した拡大図である。
【図３】本発明の一実施例によるレゾルバのテスト環境を示した図である。
【図４ａ】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【図４ｂ】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【図４ｃ】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【図４ｄ】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【図４ｅ】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【図５】回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比による最大測定誤差を示した表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。但し、本発明に関連する公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その詳細な説明を略する。また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、設計者、製造者などの意図または慣例などによって変わり得る。したがって、その定義は、本明細書全般に亘る内容に基づきなされるべきものであろう。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例によるレゾルバの横断面図である。
【００２５】
図１に示したように、レゾルバ１００は、固定子部１１０及び回転子部１２０を含む。固定子部１１０は、全体的に環状の構造を有し、内周に、少なくとも１相以上の励磁コイル（図示せず）及び少なくとも１相以上の出力コイル（図示せず）が配置される。最近は、１相の励磁コイル及び２相の出力コイルが配置された固定子部１１０が広く使われている。かかる固定子部１１０は、固定子部１１０のリング状本体を形成するバックヨーク部１１２と、前記バックヨーク部１１２の内周に形成される複数の歯１１４と、を有することができる。固定子部１１０の歯の間には、それぞれコイルが収容されるスロット１１６が形成され、励磁コイル及び出力コイルは、それぞれの歯１１４に巻き取られてスロット１１６に配置される。この場合、固定子部１１０の歯１１４は、Ｔ字形状を有する先端部１１４ａと、バックヨーク部１１２の内周面から突出して先端部１１４ａを支持し、励磁コイルまたは出力コイルが巻き取られる支持部１１４ｂと、を含むことができる。
【００２６】
回転子部１２０は、前記固定子部１１０に対応する形状を有し、固定子部１１０から所定の間隙を置いて固定子部１１０の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転するようになる。この場合、回転子部１２０は、固定子部１１０と協働して固定子部１１０とのギャップパーミアンスを変化させる。このために、回転子部１２０は、回転軸が挿通する中空１２６を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極１２２と、突極同士を連結する連結部１２４と、を含むことができる。例えば、レゾルバが電動パワーステアリング装置に適用される場合、回転子部１２０は、中空１２６を介して電動パワーステアリング装置に組み立てられたモータのシャフト端部に押し込まれ得る。また、固定子部１１０や回転子部１２０は、それぞれ一定厚さの強磁性鋼板が複数積層された積層鋼板からなるか、所定厚さを有する単一の強磁性鋼板からなり得る。
【００２７】
一方、固定子部１１０に配置された励磁コイルに励磁電圧が印加され、回転子部１２０が、中空１２６に結合した回転軸によって回転すれば、回転子部１２０は、突極１２２及び連結部１２４によって固定子部１１０とのギャップパーミアンスを変化させる。その結果、固定子部１１０の出力コイルを介してｓｉｎ及びｃｏｓ波形の電圧信号が出力される。レゾルバ１００は、このような出力信号を用いて回転軸の回転角度及び回転速度などを測定する。
【００２８】
この場合、回転子部１２０の幅に対して固定子部１１０のバックヨーク部１１２の幅が一定範囲を超え狭く設計される場合、磁束経路が細くなりバックヨーク部１１２を通る磁束が過密化しすぎるか、磁束飽和が発生することによって磁束の流れを妨害し、その結果、レゾルバの測定性能が劣る。また、回転子部１２０の幅に対して固定子部１１０のバックヨーク部１１２の幅が一定範囲を超え広く設計される場合、測定性能の改善程度は大きくない一方、製品サイズが無駄に大きくなり、製造コストが増加するようになる。
【００２９】
したがって、本発明によるレゾルバ１００は、固定子部１１０のバックヨーク部１１２と回転子部１２０との最適化した幅比を適用して設計される。
【００３０】
図２は、図１のＸ部分の拡大図である。
【００３１】
図１及び図２を参照すれば、本発明は、固定子部１１０のバックヨーク部幅Ｗｂと、回転子部１２０の最大幅にあたる突極幅Ｗｒとをレゾルバの測定性能に影響を及ぼすパラメータとして考慮し両者間の関係を最適化することで、レゾルバの測定性能を改善する。
【００３２】
ここで、バックヨーク部幅Ｗｂは、バックヨーク部１１２の外側半径Ｒ２からバックヨーク部１１２の内側半径Ｒ１を減算した値（Ｒ２−Ｒ１）と定義される。即ち、バックヨーク部幅Ｗｂは、下記の数式１のように定義することができる。
【００３３】
＜数式１＞
Ｗｂ＝Ｒ２−Ｒ１
【００３４】
ここで、Ｗｂは、バックヨーク部１１２の幅を示し、Ｒ１は、バックヨーク部１１２の内側半径を示し、Ｒ２は、バックヨーク部１１２の外側半径を示す。この際、バックヨーク部１１２の内側半径Ｒ１は、バックヨーク部１１２と歯１１４との境界線を連結する仮想円の半径となる。
【００３５】
また、突極幅Ｗｒは、回転子部１２０の最大外側半径Ｒ４から回転子部１２０の内側半径Ｒ３を減算した値（Ｒ４−Ｒ３）と定義することができる。即ち、突極幅Ｗｒは、下記の数式２のように定義することができる。
【００３６】
＜数式２＞
Ｗｒ＝Ｒ４−Ｒ３
【００３７】
ここで、Ｗｒは、突極幅を示し、Ｒ３は、回転子部１２０の内側半径を示し、Ｒ４は、回転子部１２０の最大外側半径を示す。この際、回転子部１２０の最大外側半径Ｒ４は、突極１２２の頂点（ｐｅａｋ  ｐｏｉｎｔ）を連結する仮想円の半径となり、回転子部１２０の内側半径Ｒ３は、中空１２６の半径となる。したがって、突極幅Ｗｒは、回転子部１２０の突極１２２の頂点から中空１２６に至る最短距離としても定義することができる。
【００３８】
本発明の一実施例によるレゾルバは、このような突極幅Ｗｒに対するバックヨーク部幅Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６６以上の所定の値を有するように設計される。即ち、突極幅Ｗｒとバックヨーク部幅Ｗｂとの関係は、下記の数式３のように表すことができる。
【００３９】
＜数式３＞
Ｗｂ≧０．６６×Ｗｒ
【００４０】
ここで、Ｗｂは、バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、突極の幅を示す。
【００４１】
この際、バックヨーク部幅Ｗｂが、突極幅Ｗｒの０．６６倍よりも小くなれば、固定子部１１０の歯１１４で発生する磁束がバックヨーク部１１２で飽和しやすく、磁束間の干渉などが発生して、レゾルバの測定誤差が増加するようになる。したがって、レゾルバの測定誤差が精密測定分野において求められる最大許容限界値である±０．５゜未満になるためには、バックヨーク部幅Ｗｂが突極幅Ｗｒの０．６６倍以上となるべきである。このように、本発明の一実施例によれば、固定子部１１０のバックヨーク部１１２は、突極幅Ｗｒの０．６６倍以上の幅を有するように設計することが望ましい。
【００４２】
なお、バックヨーク部幅Ｗｂが突極幅Ｗｒの８倍を超過すれば、レゾルバの測定精度はほぼ増加しないことに加え、製品サイズが無駄に大きくなり、かつ製造コストが増加するようになり経済的ではなくなる。したがって、本発明の一実施例によるレゾルバは、突極幅Ｗｒに対するバックヨーク部幅Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６６以上かつ８以下の範囲になるように設計することがさらに望ましい。即ち、突極幅Ｗｒとバックヨーク部幅Ｗｂとの関係は、下記の数式４のように表すことができる。
【００４３】
＜数式４＞
０．６６×Ｗｒ≦Ｗｂ≦８×Ｗｒ
【００４４】
ここで、Ｗｂは、バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは突極の幅を示す。
【００４５】
このように、本発明の一実施例によれば、固定子部１１０のバックヨーク部１１２は、回転子部１２０の突極幅Ｗｒの０．６６倍以上かつ８倍以下の幅を有するように設計することが測定精度及び経済的観点で望ましい。
【００４６】
また、本発明の他の一実施例によるレゾルバは、このような突極幅Ｗｒに対するバックヨーク部幅Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｒ）が、０．７２以上の所定の値を有するように設計することができる。即ち、突極幅Ｗｒとバックヨーク部幅Ｗｂとの関係は、下記の数式５のように表すことができる。
【００４７】
＜数式５＞
Ｗｂ≧０．７２×Ｗｒ
【００４８】
ここで、Ｗｂは、バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、突極の幅を示す。
【００４９】
バックヨーク部幅Ｗｂが突極幅Ｗｒの０．７２倍以上になるように設計する場合、レゾルバの最大測定誤差が０．３５゜以下に減少し、レゾルバの高精度化が可能となる。
【００５０】
なお、バックヨーク部幅Ｗｂが突極幅Ｗｒよりも広くなる場合、製品サイズが大きくなり、製造コストが増加するにも係わらず、レゾルバの測定性能の改善程度が大きくなく、製品の効率性が劣るようになる。
【００５１】
したがって、本発明の他の実施例によるレゾルバは、突極幅Ｗｒに対するバックヨーク部幅Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．７２以上かつ１以下の範囲となるように設計することができる。即ち、突極幅Ｗｒとバックヨーク部幅Ｗｂとの関係は、下記の数式６のように表すことができる。
【００５２】
＜数式６＞
０．７２×Ｗｒ≦Ｗｂ≦１×Ｗｒ
【００５３】
ここで、Ｗｂは、バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、突極の幅を示す。
【００５４】
このように、バックヨーク部幅Ｗｂが突極幅Ｗｒの０．７２倍から１倍程度になるよう設計する場合、最大測定誤差０．３５゜以下の高精度を確保しながらも、製品の小型化が可能となり、製造コストを節減することができる。
【００５５】
以下、上述の回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比によるレゾルバの測定性能を、以下の実験例を通じて検証する。
【００５６】
図３は、本発明の一実施例によるレゾルバのテスト環境を示した図である。
【００５７】
図３に示したように、本実験例では、モータ１０の回転軸の一端に本発明の一実施例によるレゾルバサンプル２０を締結し、モータ１０の回転軸の他端にはエンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）３０を締結した後、演算器（ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ）４０でレゾルバサンプル２０及びエンコーダ３０の出力波形を分析し、レゾルバサンプル２０の誤差を測定した。
【００５８】
レゾルバサンプルの製作
突極幅Ｗｒが７．８ｍｍである回転子と、回転子の突極幅Ｗｒに対するバックヨーク部幅Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６から１２に至る固定子から構成される複数のレゾルバサンプルを製作した。各サンプルの固定子部及び回転子部は、鉄損などの損失を最小化するために０．５ｍｍ厚さの強磁性鋼板を積層して製造した。また、固定子部は、２４個の歯を有し、回転子部は１０個の突極を有するように製造した。
【００５９】
誤差測定
実験条件は、実験温度２４．５℃、印加電圧７Ｖｒｍｓ、周波数１０ｋＨｚ、回転子部の回転速度を６０ｒｐｍに設定し、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）以外の実験条件は、全てのレゾルバサンプルにおいて同一に維持した。モータ１０の回転軸を駆動しながら、演算器４０でレゾルバサンプル２０の回転角度プロファイルを演算し、レゾルバサンプル２０の回転角度プロファイルをエンコーダ３０の回転角度プロファイルと比較することで、各サンプルの測定誤差を算出した。また、本実験例における目標とするレゾルバの最大許容誤差は±０．５゜と設定した。最大許容誤差±０．５゜を満たす測定性能を有するレゾルバは、技術的に多様な精密制御システムに適用することができ、測定精度とともに汎用性を確保することができる。
【００６０】
図４ａ〜図４ｅは、回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）による測定誤差を概略的に示したグラフである。
【００６１】
まず、図４ａを参照すれば、突極幅に対するバックヨーク部の幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６である場合（ケース０１）、回転子部の回転が続くにつれ、測定誤差値が最大値０．５６４゜と最小値−０．５５７゜との間で変化し、絶対値である最大測定誤差は０．５６４゜に達したことが分かる。また、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６４である場合（ケース０２）、回転子部の回転が続くにつれ、測定誤差値が最大値０．５２４゜と最小値−０．５３６゜との間で変化したことが分かる。
【００６２】
また、図４ｂを参照すれば、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６５である場合（ケース０３）、回転子部の回転が続くにつれ、測定誤差値が最大値０．４４７゜と最小値−０．５１２゜との間で変化したことが分かる。即ち、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６５である場合（ケース０３）、測定誤差の最大値は許容誤差範囲に収まるが、最小値は許容誤差範囲から外れ、望ましくない。
【００６３】
なお、図４ｂを参照すれば、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６６に至る場合（ケース０４）、回転子部の回転が続くことにより、測定誤差値が最大値０．４゜と最小値−０．４６゜との間で変化し、最大測定誤差が０．４６゜となり最大許容誤差である０．５゜以下に低下したことが分かる。
【００６４】
また、図４ｃを参照すれば、突極に対するバックヨーク部の幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．７２である場合（ケース０５）及び１である場合（ケース０６）、最大測定誤差がそれぞれ０．３４６゜及び０．３４３゜となり、高精度を示す。
【００６５】
しかし、図４ｄ及び図４ｅを参照すれば、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が２、４、８に大きく増加する場合（ケース０７、ケース０８、ケース０９）も、最大測定誤差がそれぞれ０．３２９゜、０．３２３゜、０．３１６゜に小幅改善した程度に止まる。特に、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が８を超過して１２になる場合（ケース１０）は、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）の大きい増加にも最大測定誤差は０．３１６゜であって何ら変化がなかったことが分かる。即ち、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が１以上になれば、固定子部のバックヨーク部幅が増加してレゾルバの全体サイズと重さ、製造コストなどが増加するにも係わらず、レゾルバの測定性能の改善程度は大きくないことから、製品の効率性が劣ることが分かる。
【００６６】
図５は、回転子部の突極と固定子部のバックヨーク部との幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）による最大測定誤差を示した表である。ここで、最大測定誤差は、回転子の回転によって変化する測定誤差値のうち絶対値が最も大きい値を示す。
【００６７】
図５を参照すれば、突極幅に対するバックヨーク部幅の比（Ｗｂ／Ｗｒ）が  ０．６から１２まで増加する場合、レゾルバの最大測定誤差は次第に減少する。特に、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．６６以上となる場合、最大測定誤差が０．５゜以下に低下して目標許容誤差範囲を満足するようになる。また、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が０．７２以上となる場合、最大測定誤差が０．３５゜以下に低下してレゾルバの高精度化が可能となる。ただ、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が１を超過して増加する場合、最大測定誤差の減少率が大幅緩くなったことが分かる。特に、幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）が８を超過する場合は、最大測定誤差がほぼ減少しない。この場合、レゾルバの測定精度に係わり、突極に対するバックヨーク部の幅比（Ｗｂ／Ｗｒ）は、他の要因に比べてレゾルバの測定性能に大きい影響を及ぼさないことが分かる。
【００６８】
上述のように、本発明によれば、レゾルバを構成する固定子部のバックヨーク部幅と回転子部の突極幅との割合を最適化することで、レゾルバにおける磁束の過密化または磁束飽和を防止して測定精度を改善することに加え、製造コストを節減することができる。また、固定子部のバックヨーク部幅と回転子部の突極幅とを一種のパラメーターとして考慮し、両者間の幅比を最適化する数値範囲を提供してレゾルバの設計に反映することで、レゾルバの設計を容易にし、設計ミスを防止することができる。ひいては、本発明による実施例が、当該技術分野は勿論、関連の技術分野においても本明細書に言及されないさらに他の技術的課題を解決できることは言うまでもない。
【００６９】
以上、本発明について具体的な実施例を挙げて説明した。しかし、当業者であれば、本発明の技術的範囲において多様な変形実施例を具現できることを明確に理解できるだろう。したがって、上述の実施例は、限定的な観点ではなく説明的な観点から考慮されるべきである。即ち、本発明の真正な技術的思想は請求範囲に示されており、その均等範囲内における全ての相違点は本発明に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
2018535635.tif 000003
【図２】
2018535635.tif 000004
【図３】
2018535635.tif 000005
【図４ａ】
2018535635.tif 000006
【図４ｂ】
2018535635.tif 000007
【図４ｃ】
2018535635.tif 000008
【図４ｄ】
2018535635.tif 000009
【図４ｅ】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月26日(2016.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含むレゾルバであって、
前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、
前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式１を満たす関係を有することを特徴とするレゾルバ。
＜数式１＞
Ｗｂ≧０．６６×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項２】
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式２を満たす関係を有することを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
＜数式２＞
０．６６×Ｗｒ≦Ｗｂ≦８×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項３】
前記回転子部または前記固定子部は、一定厚さの磁性鋼板を積層した積層鋼板からなることを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバ。
【請求項４】
前記固定子部の歯が、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のレゾルバ。
【請求項５】
少なくとも１相以上の励磁コイル及び少なくとも１相以上の出力コイルが配置される固定子部と、前記固定子部から所定の間隙を置いて前記固定子部の内側中心空間に配置され、回転軸を中心に回転しながら前記固定子部とのギャップパーミアンスを変化させる回転子部と、を含むレゾルバであって、
前記固定子部は、リング状本体を形成するバックヨーク部と、前記バックヨーク部の内周に形成され、前記励磁コイル及び出力コイルが巻き取られる複数の歯と、を含み、
前記回転子部は、前記回転軸が挿通する中空を有するリング状本体と、前記リング状本体の外周に形成される複数の突極と、を含み、
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式３を満たす関係を有することを特徴とするレゾルバ。
＜数式３＞
Ｗｂ≧０．７２×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項６】
前記固定子部のバックヨーク部と前記回転子部の突極とが、下記の数式４を満たす関係を有することを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
＜数式４＞
０．７２×Ｗｒ≦Ｗｂ≦１×Ｗｒ
（ここで、Ｗｂは、前記バックヨーク部の幅を示し、Ｗｒは、前記突極の幅であって、前記突極の頂点から前記中空に至る距離を示す。）
【請求項７】
前記回転子部または前記固定子部が、一定厚さの磁性体鋼板を積層した積層鋼板からなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のレゾルバ。
【請求項８】
前記固定子部の歯は、Ｔ字形状を有する先端部と、前記バックヨーク部の内周面から突出して前記先端部を支持し、前記励磁コイルまたは前記出力コイルが巻き取られる支持部と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のレゾルバ。
【国際調査報告】
2018535635.tif 000012
2018535635.tif 000013
2018535635.tif 000014
2018535635.tif 000015