(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(10)に設けられステータ巻線(3)を有する輪状ステータ(1)の内側に、磁性材で形成され巻線を有しない輪状ロータ(4)を回転自在に配設し、前記輪状ロータ(4)の回転によりレゾルバ出力信号(20)を得るようにしたレゾルバ構造において、
前記ハウジング(10)にボールねじよりなるねじ部(12)を介して回転及び軸方向(7)に移動自在に設けられ前記輪状ロータ(4)を有する回転軸(5)と、前記回転軸(5)の後端部(6)に形成された輪状凹形の溝部(6a)と、前記ハウジング(10)の後蓋(13)に形成され軸方向(7)に沿って延設されると共に前記溝部(6a)にオス・メス式に遊嵌される筒状のすべり部(14)とを有し、前記回転軸(5)の回転によって前記輪状ロータ(4)と輪状ステータ(1)の前記軸方向(7)における相対位置が変化することで、径方向における前記輪状ステータ(1)と前記輪状ロータ(4)との磁気結合率ｋが変化し、前記磁気結合率ｋの変化に応じて変わる前記レゾルバ出力信号(20)を得る構成としたことを特徴とするレゾルバ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバ構造に関し、特に、輪状ロータを有する回転軸をねじ部を介してハウジングに対して回転及び軸方向移動させ、輪状ステータと輪状ロータの軸方向における相対位置を変化させることによる出力電圧レベルの変化によって回転数が検出できる多回転アブソリュート信号を得ることができるようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のレゾルバ構造としては、スラスト方向の移動量の検出としてはリニアセンサ等が用いられており、多回転のアブソリュート信号の検出としては、複速(nx)タイプを用いる構成、及び、ギヤで結合したｎ個のレゾルバを用いることにより、１回転及び多回転の検出を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレゾルバ構造は、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、複数タイプの場合には１回転を複速として検出することはできるが、多回転のアブソリュート信号を得ることはできなかった。
また、ギヤ結合したｎ個のレゾルバを組合わせたアブソリュート信号を得る構成の場合、ｎ個のレゾルバをギヤ結合するために、全体形状が大形化し、小形化された構成を得ることは極めて困難であった。
【０００４】
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、輪状ロータを有する回転軸をねじ部を介してハウジングに対して回転及び軸方向移動させ、輪状ステータと輪状ロータの軸方向における相対位置を変化させることによる出力電圧レベルの変化によって回転数が検出できる多回転アブソリュート信号を得ることができるようにしたレゾルバ構造及び多回転アブソリュートデジタル信号出力方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレゾルバ構造は、ハウジングに設けられステータ巻線を有する輪状ステータの内側に、磁性材で形成され巻線を有しない輪状ロータを回転自在に配設し、前記輪状ロータの回転によりレゾルバ出力信号を得るようにしたレゾルバ構造において、前記ハウジングにボールねじよりなるねじ部を介して回転及び軸方向に移動自在に設けられ前記輪状ロータを有する回転軸と、前記回転軸の後端部に形成された輪状凹形の溝部と、前記ハウジングの後蓋に形成され軸方向に沿って延設されると共に前記溝部にオス・メス式に遊嵌される筒状のすべり部とを有し、前記回転軸の回転によって前記輪状ロータと輪状ステータの前記軸方向における相対位置が変化することで、径方向における前記輪状ステータと前記輪状ロータとの磁気結合率ｋが変化し、前記磁気結合率ｋの変化に応じて変わる前記レゾルバ出力信号を得る構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるレゾルバ構造の好適な実施の形態について説明する。
図１から図４において符号１で示されるものは積層型等よりなり各磁極２すなわちスロット（図示せず）に巻回されたステータ巻線３を有する輪状ステータであり、この輪状ステータ１は全体形状が箱型をなすハウジング１０に設けられている。
【０００７】
前記ハウジング１０の前蓋１１には、ボールねじからなるねじ部１２を介して回転自在かつ軸方向７に移動自在に中空状の回転軸５が設けられており、この回転軸５の後端部６の輪状凹形の溝部６ａは、前記ハウジング１０の後蓋１３に形成され軸方向７に沿って延設された筒状のすべり部１４にオス・メス式に摺動自在に遊嵌している。
【０００８】
前記回転軸５の外周には、輪状をなし例えば周知の巻線を有しないリラクタンス型（真円ではない形状）の輪状ロータ４が設けられ、この輪状ロータ４は前記輪状ステータ１に対応することができるように構成されている。尚、この回転軸５の内周の一部にはキー溝からなるカップリング機構５Ａが形成されている。
【０００９】
図２は、回転軸５が最も右側に位置しかつ輪状ステータ１と輪状ロータ４が互いに完全に対応し径方向における輪状ステータ１と輪状ロータ４との最も磁気結合率ｋ（＝図５の変圧比）の高い状態を示しており、図４は、回転軸５を回転させて最も左側に位置させ最も磁気結合率ｋの低い状態を示している。
【００１０】
次に、動作について説明する。まず、回転軸５の回転による軸方向７の移動に応じた輪状ステータ１と輪状ロータ４の相対位置による軸方向ずれ量と変圧比ｋの関係は、図５で示される通りであり、その移動量に応じて変圧比ｋ（前記磁気結合率ｋに等しい）が変化し、その輪状ロータ４の移動状態は図２及び図４に示される通りである。
【００１１】
図６は、前記輪状ロータ４の回転及び軸方向移動により発生するレゾルバ出力信号２０の１回転目から４回転目迄の出力電圧Ｖの電圧レベルが変化する状態を示している。
すなわち、１回転目〜４回転目の電圧幅が各回転目に応じて小さくなる（すなわち、前記輪状ロータ４が図４のように左側へ移動する状態に応じて）状態が示され、この各電圧幅の電圧レベルを検出することによって何回転目のレゾルバ出力信号２０であるかが判明する。
【００１２】
尚、図７の構成によれば、レゾルバ３０から出力されるレゾルバ出力信号２０に基づいて磁気結合レベル検出部４０で得られた多回転信号４０ａをＡ／Ｄ変換部３１でＡ／Ｄ変換して何回転目かを示す多回転デジタル信号３１ａを得ると共に、前記レゾルバ出力信号２０をＲ／Ｄ変換部３２でＲ／Ｄ変換して１回転中の回転角度を示すレゾルバデジタル信号３２ａを得て、前記多回転デジタル信号３１ａとレゾルバデジタル信号３２ａをミキシング部３３でミキシング処理することにより多回転アブソリュートデジタル信号３４が得られる。
【００１３】
従って、輪状ロータ４が回転しつつ軸方向に移動することにより、レゾルバ３０の出力信号は、図５のように磁気結合率ｋが低下し電圧レベルが前述のように低下する。磁気結合レベル検出部４０はレゾルバ出力信号２０に基づいて磁気結合率ｋの大きさを示す多回転信号を出力する。この多回転信号をＡ／Ｄ変換し、電圧レベルによってしきい値を設けたデジタル信号とすることで多回転デジタル信号３１ａが得られると共に、前記レゾルバ出力信号２０をＲ／Ｄ変換部３２でデジタル信号化することでレゾルバデジタル信号３２ａが得られ、この２つの信号３１ａと３２ａをミキシング部３３でミキシング処理することによって完全な前記多回転アブソリュートデジタル信号３４を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によるレゾルバ構造は、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、輪状ロータを有する回転軸をねじ部を介して軸方向移動自在とし、回転軸の輪状凹形の溝部に対して後蓋に形成された筒状のすべり部１４をオス・メス式に遊嵌させ、輪状ステータと輪状ロータとのずれによって磁気的結合度を可変とし、回転に応じて回転角度信号の出力電圧のレベルが変化し、この変化を検出することにより何転目であるかを示す回転数を含む多回転アブソリュート信号を得ることができ、かつ、従来のように複数のレゾルバ及びギヤを用いることがなく、全体形状を大幅に小型化できるものである。
また、従来構成に比べると、コストも大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるレゾルバ構造を示す図２の左側面図である。
【図２】  図１の縦断面図である。
【図３】  図２の右側面図である。
【図４】  図２の輪状ロータ移動状態を示す断面図である。
【図５】  図２の軸方向のずれと変圧比ｋを示す特性図である。
【図６】  図２の輪状ロータの移動による出力電圧の変化を示す特性図である。
【図７】  図２のレゾルバを用いた多回転アブソリュートデジタル信号出力方法の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    輪状ステータ
３    ステータ巻線
４    輪状ロータ
５    回転軸
６    後端部
６ａ    溝部
７    軸方向
１０    ハウジング
１２    ねじ部
１３    後蓋
１４    すべり部
Ｖ    出力電圧
２０    レゾルバ出力信号
３０    レゾルバ
ｋ    磁気結合率
３１ａ    多回転デジタル信号
３２ａ    レゾルバデジタル信号
３３    ミキシング部
３４    多回転アブソリュートデジタル信号
４０    磁気結合レベル検出部
【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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【図６】
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【図７】
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