(57)【要約】【課題】本発明は、冗長系のＲＶＤＴにおいて、検出範囲の一部の角度を冗長系及び高精度検出とすることである。【解決手段】本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置は、一対の第１、第２ＲＶＤＴ部(3,7)を回転軸(10)上で回転させ、一方の第１、又は第２ＲＶＤＴ部(3か7)の検出範囲を他よりも小さくし、検出電圧Ｖ１，Ｖ２の一方の検出電圧Ｖ１又はＶ２の電圧／回転角度特性の傾斜を大とすることにより、冗長系の検出範囲を他よりも高精度とする構成である。【選択図】図１
2017187415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング(1)内に互いに離間して設けられた第１、第２輪状ステータ(22,24)と、前記第１輪状ステータ(22)に設けられた第１ステータ巻線(21)と、前記第２輪状ステータ(24)に設けられた第２ステータ巻線(23)と、前記ケーシング(1)の両端に保持された第１、第２軸受(25,26)と、前記第１、第２軸受(25,26)を介して回転自在に設けられた回転軸(10)と、前記回転軸(10)に互いに離間して設けられ前記第１、第２輪状ステータ(22,24)に対応する第１、第２ロータ(27,28)と、前記第１輪状ステータ(22)、第１ステータ巻線(21)及び第１ロータ(27)によって構成される第１ＲＶＤＴ部(3)と、前記第２輪状ステータ(24)、第２ステータ(24)及び第２ロータ(28)によって構成される第２ＲＶＤＴ部(7)と、からなり、
前記第１ＲＶＤＴ部(3)及び第２ＲＶＤＴ部(7)は、互いに検出角度が異なり、前記検出角度が他に対して小さい範囲の角度のみを検出する第１又は第２ＲＶＤＴ部(3又は7)を冗長系とし、
前記第１ステータ巻線(21)の第１検出電圧(V1)及び前記第２ステータ巻線(23)の第２検出電圧(V2)の電圧／回転角度特性は互いに異なり、前記第１検出電圧(V1)及び第２検出電圧(V2)の変化特性の傾斜が大、小として互いに異なるように構成したことを特徴とする冗長系ＲＶＤＴ装置。
【請求項２】
前記検出電圧(V1,V2)の変化特性の傾斜が大である方の前記第１ＲＶＤＴ部(3)又は前記第２ＲＶＤＴ部(7)は、前記傾斜が小である方の前記第１ＲＶＤＴ部(3)又は前記第２ＲＶＤＴ部(7)よりも、一部の角度範囲において高精度で検出できるように構成したことを特徴とする請求項１記載の冗長系ＲＶＤＴ装置。
【請求項３】
前記第１ＲＶＤＴ部(3)は±８０°の検出範囲であり、前記第２ＲＶＤＴ部(7)は、±４０°の検出範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の冗長系ＲＶＤＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長系ＲＶＤＴ（回転型差動変圧器）装置に関し、特に、第１ＲＶＤＴ部と第２ＲＶＤＴ部の一方の検出角度範囲を他方の検出角度範囲より小とし、一部の検出角度範囲で冗長系かつ高精度の測定を行う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冗長系回転角度検出器としては、特許文献１に開示された構成を図３及び図４に挙げることができる。
すなわち、図３において符号１で示されるものは筐体であり、この筐体１の下段２には、レゾルバ又はＲＶＤＴ等からなる第１回転角度検出器３が設けられている。
【０００３】
前記第１回転角度検出器３の金属からなる第１回転軸４には、第１回転ギア５が設けられ、前記第１回転角度検出器３の上方の位置である前記筐体１の上段６には、前記回転角度検出器３と同一の第２回転角度検出器７が設けられている。
前記第２回転角度検出器７の第２回転軸８には金属からなる第２回転ギア９が設けられている。
【０００４】
前記筐体１の前記各回転角度検出器３,７間には、主軸１０が回転自在に設けられており、この主軸１０の先端に設けられた金属からなる主軸ギア１１は前記各回転ギア５,９と噛合している。
前記各回転ギア５,９の軸方向に沿うギア厚さｔ１は、前記主軸ギア１１の軸方向に沿う主軸ギア厚さｔ２よりも十分に厚く形成され、例えば、主軸ギア厚さｔ２はギア厚さｔ１の２倍以上に設定されている。
【０００５】
前記第１回転ギア５と第２回転ギア９は、前記主軸ギア１１の軸方向に沿って互いに異なる位置に配設されて噛合している。
すなわち、前記第１回転ギア５は前記主軸ギア１１の先端側に噛合し、前記第２回転ギア９は前記主軸ギア１１の後端側に噛合していることにより、前記主軸ギア１１の直径方向から見た場合、前記各回転ギア５,９は互いに重合しないように構成されている。
【０００６】
次に、動作について説明する。前述の構成において、主軸１０が回転すると、前記主軸ギア１１の軸方向に沿う異なる位置で前記各回転ギア５,９が噛合しているため、図４に示されるように、上段に位置する前記第２回転ギア９と主軸ギア１１との噛合によって金属粉２０等が下方へ落下した場合でも、この金属粉２０等は前記第１回転ギア５が噛合していない主軸ギア１１の後端側に落下するため、第１回転ギア５には金属粉２０等がふりかかることはなく、第１、第２回転角度検出器３,７による冗長系をなす高精度の回転検出を維持することができる。
【０００７】
また、図示していないが、冗長系回転角度検出器としては、一対の回転検出器を直列し、各回転検出器は同じ回転検出角度で回転し、同じ回転角度検出信号が２チャンネルで出力されて冗長系が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４９３０９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の冗長系回転角度検出器は、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、前述の図３及び図４で示される従来構成においては、一対の回転角度検出器をギア結合させて冗長系としているため、同じ回転角度検出信号であると共に、装置全体の形状の小型化が困難であった。
また、一対の回転角度検出器を直列接続した前述の構成においては、装置全体の構成は小型化できるが、各回転角度検出器の検出角度を異ならせると云う思想はなく、同一の回転角度検出信号を冗長系として出力しているだけの構成であった。
【００１０】
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、第１ＲＶＤＴ部と第２ＲＶＤＴ部の一方の検出角度範囲を他方の検出角度範囲より小とし、一部の検出角度範囲で冗長系かつ高精度の測定を行うことができるようにした冗長系ＲＶＤＴ装置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】
【００１１】
本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置は、ケーシング内に互いに離間して設けられた第１、第２輪状ステータと、前記第１輪状ステータに設けられた第１ステータ巻線と、前記第２輪状ステータに設けられた第２ステータ巻線と、前記ケーシングの両端に保持された第１、第２軸受と、前記第１、第２軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に互いに離間して設けられ前記第１、第２輪状ステータに対応する第１、第２ロータと、前記第１輪状ステータ、第１ステータ巻線及び第１ロータによって構成される第１ＲＶＤＴ部と、前記第２輪状ステータ、第２ステータ及び第２ロータによって構成される第２ＲＶＤＴ部と、からなり、前記第１ＲＶＤＴ部及び第２ＲＶＤＴ部は、互いに検出角度が異なり、前記検出角度が他に対して小さい範囲の角度のみを検出する第１又は第２ＲＶＤＴ部を冗長系とし、前記第１ステータ巻線の第１検出電圧及び前記第２ステータ巻線の第２検出電圧の電圧／回転角度特性は互いに異なり、前記第１検出電圧及び第２検出電圧の変化特性の傾斜が大、小として互いに異なるようにした構成であり、また、前記検出電圧の変化特性の傾斜が大である方の前記第１ＲＶＤＴ部又は前記第２ＲＶＤＴ部は、前記傾斜が小である方の前記第１ＲＶＤＴ部又は前記第２ＲＶＤＴ部よりも、一部の角度範囲において高精度で検出できるようにした構成であり、また、前記第１ＲＶＤＴ部は±８０°の検出範囲であり、前記第２ＲＶＤＴ部は、±４０°の検出範囲である構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置は、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、ケーシング内に互いに離間して設けられた第１、第２輪状ステータと、前記第１輪状ステータに設けられた第１ステータ巻線と、前記第２輪状ステータに設けられた第２ステータ巻線と、前記ケーシングの両端に保持された第１、第２軸受と、前記第１、第２軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に互いに離間して設けられ前記第１、第２輪状ステータに対応する第１、第２ロータと、前記第１輪状ステータ、第１ステータ巻線及び第１ロータによって構成される第１ＲＶＤＴ部と、前記第２輪状ステータ、第２ステータ及び第２ロータによって構成される第２ＲＶＤＴ部と、からなり、前記第１ＲＶＤＴ部及び第２ＲＶＤＴ部は、互いに検出角度が異なり、前記検出角度が他に対して小さい範囲の角度のみを検出する第１又は第２ＲＶＤＴ部を冗長系とし、前記第１ステータ巻線の第１検出電圧及び前記第２ステータ巻線の第２検出電圧の電圧／回転角度特性は互いに異なり、前記第１検出電圧及び第２検出電圧の変化特性の傾斜が大、小として互いに異なるように構成したことにより、一方の第１又は第２ＲＶＤＴ部により、所定の角度範囲のみ、高精度の冗長検出ができると共に、角度全体での通常の角度範囲の回転角度検出をおこなうことができる。
また、前記検出電圧の変化特性の傾斜が大である方の前記第１ＲＶＤＴ部又は前記第２ＲＶＤＴ部は、前記傾斜が小である方の前記第１ＲＶＤＴ部又は前記第２ＲＶＤＴ部よりも、一部の角度範囲において高精度で検出できるように構成したことにより、通常の回転角度範囲の例えば数分の１の範囲を高精度に検出することができる。
また、前記第１ＲＶＤＴ部は±８０°の検出範囲であり、前記第２ＲＶＤＴ部は、±４０°の検出範囲であることにより、±４０°の回転角度範囲において、冗長系の高精度回転角度検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置を示す断面図である。
【図２】図１の第１、第２ＲＶＤＴ部の回転検出信号の電圧特性を示す特性図である。
【図３】従来の冗長系ＲＶＤＴ装置を示す構成図である。
【図４】図３の要部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置は、第１ＲＶＤＴ部と第２ＲＶＤＴ部の一方の検出角度範囲を他方の検出角度範囲より小とし、一部の検出角度範囲で冗長系かつ高精度の測定を行うことができるようにすることである。
【実施例】
【００１５】
以下、図面と共に本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置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１で示されるものは全体形状が円筒状をなすケーシングであり、このケーシング１の開口１ａには、端栓２０が前記ケーシング１の一部として設けられている。
【００１６】
前記ケーシング１の内壁１ｂには、第１ステータ巻線２１を有する第１輪状ステータ２２が設けられ、前記第１輪状ステータ２２とは離間した位置に、第２ステータ巻線２３を有する第２輪状ステータ２４が設けられている。
【００１７】
前記ケーシング１の前部１Ａに設けられた第１軸受２５と前記端栓２０に設けられた第２軸受２６との間には、互いに離間して設けられた第１ロータ２７及び第２ロータ２８を有する回転軸１０が回転自在に設けられている。
従って、前述の第１輪状ステータ２２と、第１ステータ巻線２１及び第１ロータ２７とによって第１ＲＶＤＴ部３が構成され、前述の第２輪状ステータ２４と第２ステータ巻線２３及び第２ロータ２８とによって第２ＲＶＤＴ部７が構成されている。
【００１８】
前記第１、第２ロータ２７,２８間は、その間隔Ｄが変化することのないようにするために、前記回転軸１０と同軸にカラー３０が設けられている。
前記ケーシング１には、第１孔３１及び第２孔３２が形成され、前記第１ステータ巻線２１の第１リード線２１Ａが入出力線として前記第１孔３１を介して外部に引出されている。
前記第２ステータ巻線２３の第２リード線２３Ａが入出力線として前記第２孔を介して外部に引出されている。
【００１９】
次に動作について説明する。尚、ここでは、仮に、前記第１ＲＶＤＴ部３は±８０°にわたって回転角度を検出することができるように前記第１ステータ巻線２１の図示しない励磁巻線及び出力巻線の巻線構造が周知のように形成されていると共に第１ロータ２７も有限角に形成されている。
また、前記第２ＲＶＤＴ部７は、±４０°にわたって回転角度を検出することができるように前記第２ステータ巻線２３の図示しない励磁巻線及び出力巻線の巻線構造が周知のように形成されていると共に、第２ロータ２８の形状も有限角に形成されている。
また、ここでは、第１ＲＶＤＴ部３が±８０°検出とし、第２ＲＶＤＴ部７が±４０°検出としたが、これに限らず、逆の構成とすることもできる。
【００２０】
前述の状態で、前記回転軸１０を回転させると、図２で示されるように、第１、第２ＲＶＤＴ部３,７から出力される第１、第２検出電圧Ｖ１，Ｖ２の各ロータ２７,２８の回転に対する変化特性は、前記第１検出電圧Ｖ１の傾斜の度合いに対して前記第２検出電圧Ｖ２の傾斜の度合いの方が急傾斜、すなわち、大である。
【００２１】
そのため、前記第１ＲＶＤＴ部３の第１検出電圧Ｖ１の回転角度における変化の任意の一部分の領域における検出精度を大幅に向上できると共に、その領域（すなわち、±４０°の範囲）の検出精度及びＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができる。
【００２２】
尚、図２における（Ｖａ−Ｖｂ）は、周知のように、前記第１、第２ステータ巻線２１,２３の２相の出力巻線(図示せず)から出力される２相の検出電圧Ｖａ，Ｖｂであり、この検出電圧Ｖａ，Ｖｂの演算結果を、前述の第１、第２検出電圧Ｖ１，Ｖ２としている。
【００２３】
前述の本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置の要旨とするところは、次の通りである。
ケーシング１内に互いに離間して設けられた第１、第２輪状ステータ２２，２４と、前記第１輪状ステータ２２に設けられた第１ステータ巻線２１と、前記第２輪状ステータ２４に設けられた第２ステータ巻線２３と、前記ケーシング１の両端に保持された第１、第２軸受２５，２６と、前記第１、第２軸受２５，２６を介して回転自在に設けられた回転軸１０と、前記回転軸１０に互いに離間して設けられ前記第１、第２輪状ステータ２２，２４に対応する第１、第２ロータ２７，２８と、前記第１輪状ステータ２２、第１ステータ巻線２１及び第１ロータ２７によって構成される第１ＲＶＤＴ部３と、前記第２輪状ステータ２４、第２ステータ２４及び第２ロータ２８によって構成される第２ＲＶＤＴ部７と、からなり、前記第１ＲＶＤＴ部３及び第２ＲＶＤＴ部７は、互いに検出角度が異なり、前記検出角度が他に対して小さい範囲の角度のみを検出する第１又は第２ＲＶＤＴ部３又は７を冗長系とし、前記第１ステータ巻線２１の第１検出電圧Ｖ１及び前記第２ステータ巻線２３の第２検出電圧Ｖ２の電圧／回転角度特性は互いに異なり、前記第１検出電圧Ｖ１及び第２検出電圧Ｖ２の変化特性の傾斜が大、小として互いに異なるようにした構成であり、また、前記検出電圧Ｖ１,Ｖ２の変化特性の傾斜が大である方の前記第１ＲＶＤＴ部３又は前記第２ＲＶＤＴ部７は、前記傾斜が小である方の前記第１ＲＶＤＴ部３又は前記第２ＲＶＤＴ部７よりも、一部の角度範囲において高精度で検出できるようにした構成であり、また、前記第１ＲＶＤＴ部３は±８０°の検出範囲であり、前記第２ＲＶＤＴ部７は、±４０°の検出範囲である構成である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明による冗長系ＲＶＤＴ装置は、第１ＲＶＤＴ部と第２ＲＶＤＴ部の一方の検出角度範囲を他方の検出角度範囲より小とし、一部の検出角度範囲で冗長系かつ高精度の測定を行うことができるため、冗長系の範囲においては、高精度の回転角度検出を行うことができ、ロボットや工作機における回転検出の精度を大幅に向上できる。
【符号の説明】
【００２５】
１    ケーシング
１Ａ    前部
１ａ    開口
１ｂ    内壁
３    第１ＲＶＤＴ部
７    第２ＲＶＤＴ部
１０    回転軸
２０    端栓
２１    第１ステータ巻線
２２    第１輪状ステータ
２３    第２ステータ巻線
２４    第２輪状ロータ
２５,２６    第１、第２軸受
２７,２８    第１、第２ロータ
３０    カラー
Ｖ１，Ｖ２    第１、第２検出電圧
Ｖａ，Ｖｂ    二相の検出電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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