(57)【要約】      （修正有）【課題】ステータトランスコアの一部を薄板で積層した構成において、積層間の隙間を均一にして、回転角度の検出精度を向上させ、プレス材の圧延方向の角度を９０度ずらすことにより磁気抵抗を全周に渡り均一にして角度精度誤差を低減する手段を提供する。【解決手段】ステータトランスコア１３は、断面がＬ字状で、円環状の第１のステータトランスコア１１と、平板で円環状の第２のステータトランスコア１２で構成し、第１のステータトランスコア１１の第２のステータトランスコア１２に対向する面の素材の圧延方向と、第２のステータトランスコア１２の素材の圧延方向を９０度ずらした回転位置検出器。【選択図】図１
2017138222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がコの字状で、円環状のステータトランスコアと、巻線ボビンに巻線を施したステータトランス巻線を含むステータトランスを備えた回転位置検出器であって、
前記ステータトランスコアは、断面がＬ字状で、円環状の第１のステータトランスコアと、平板で円環状の第２のステータトランスコアで構成し、
前記第１のステータトランスコアの前記第２のステータトランスコアに対向する面の素材の圧延方向と、前記第２のステータトランスコアの素材の圧延方向を９０度ずらしたことを特徴とする回転位置検出器。
【請求項２】
前記第１のステータトランスコアと前記第２のステータトランスコアの接合面の外周全周を溶接したことを特徴とする請求項１に記載の回転位置検出器。
【請求項３】
前記第１のステータトランスコアの内径寸法と、前記第２のステータトランスコアの内径寸法と、前記巻線ボビンの内径寸法を同一にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転位置検出器。
【請求項４】
前記ステータトランス巻線は融着電線であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転位置検出器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転位置検出器を備えた電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転位置を検出するための回転位置検出器（「レゾルバ」とも言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転位置検出器は、産業用ロボットなどの位置決め装置の駆動部や、高速でネジ締めを行うネジ締め装置の駆動部などに用いられる。回転位置検出器で検出された位置信号は、サーボアンプや専用コントローラに送られる。位置信号はサーボアンプや専用コントローラで回転位置情報として演算され、電動機の制御部に送られる。制御部ではその回転位置情報に基づいて、電動機を所定の回転位置となるように制御する。
【０００３】
回転位置検出器は、サーボアンプや専用コントローラの制御構成により、１相入力２相出力方式や、２相入力１相出力方式等がある。サーボアンプや専用コントローラには、レゾルバ−デジタルコンバータ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ。以下、「ＲＤコンバータ」という。）が含まれる。
【０００４】
１相入力２相出力方式では、回転位置検出器から２相の信号が出力される。出力される２相の信号は、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号である。ＲＤコンバータは、回転位置検出器から出力された２相の信号を用いて、回転位置情報を算出する。
【０００５】
一方、２相入力１相出力方式では、回転位置検出器に２相の入力信号が入力され、回転位置検出器から正弦波状の信号が出力される。入力される２相の信号は、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号である。回転位置情報は、入力される２相のうち１相の信号、例えば、ｓｉｎ信号と、出力された正弦波状の信号を用いて算出される。
【０００６】
特許文献１には、回転位置検出器に用いられるステータトランスが開示されており、ステータトランスを構成する一部が複数のプレス板を積層した構成となっている。また、複数のプレス材を組み合わせたステータトランスが特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０―３０９０６６号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ステータトランスは原理的に回転角度に応じた正弦波状の出力信号を出力する必要がある。そのため、ロータトランスから鎖交される磁束を、円環状のステータトランスの全周にわたって同じ磁気抵抗で構成して、鎖交磁束から正弦波状の出力信号に変換する必要がある。しかし、特許文献１のように、複数のプレス板を積層した構成では、積層間の隙間を全周にわたって均一にすることは困難であるため、角度（位置）によっては磁気抵抗が大きい箇所と小さい箇所が発生してしまう。これにより、ステータトランスから出力される正弦波状の出力信号が歪んでしまい、角度精度誤差が大きくなってしまうという課題があった。
【０００９】
また、特許文献２のように、複数のプレス材を組み合わせる構成では、プレス材の圧延方向の影響は苦慮されておらず、ステータトランスコア全体で磁気抵抗を均一にすること
が困難であり、角度精度誤差を悪化させるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の回転位置検出器は、断面がコの字状で、円環状のステータトランスコアと、巻線ボビンに巻線を施したステータトランス巻線を含むステータトランスを備えた回転位置検出器であって、ステータトランスコアは、断面がＬ字状で、円環状の第１のステータトランスコアと、平板で円環状の第２のステータトランスコアで構成し、第１のステータトランスコアの第２のステータトランスコアに対向する面の素材の圧延方向と、第２のステータトランスコアの素材の圧延方向を９０度ずらしたことを特徴とする。
【００１１】
これによって、プレス材の積層間の隙間の違いが発生しないばかりか、ステータトランスコアの圧延方向をずらすことで、ステータトランスコア全周で磁束の流れやすさを均一にすることができ、角度精度誤差を低減することができる。よって、位置検出精度の向上をはかることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転位置検出器によれば、角度精度誤差を低減することができ、位置検出精度の向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における回転位置検出器の断面図
【図２】（ａ）同回転位置検出器のステータトランスコアＡの平面図と側面図（ｂ）同回転位置検出器のステータトランスコアＢの平面図と側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態における回転位置検出器の断面を示した構造図である。本実施の形態では、電気機器としてのＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）用サーボモータである電動機に搭載され角度位置を検出するための回転位置検出器の一例を挙げて説明する。
【００１６】
固定子３０は、筒状のフレーム３１と、フレーム３１の内周に接着剤等により固定されたステータトランス１０を含む。また、検出器用ステータ巻線５１を備えた検出器用ステータコア５２を含む。
【００１７】
ステータトランス１０は、断面がＬ字状のステータトランスコアＡ１１（第１のステータトランスコア）と、平板形状のステータトランスコアＢ１２（第２のステータトランスコア）からなるステータトランスコア１３と、鎖交磁束量に応じて正弦波状の出力信号を取り出すためのステータトランス巻線１４と、そのステータトランス巻線１４とステータトランスコア１３とを絶縁するための巻線ボビン１５で構成される。ステータトランス巻線１４は、巻線ボビン１５にボビン状に巻回されている。
【００１８】
固定子３０の内側には、空隙を介して回転子４０が挿入されている。回転子４０は、筒状のシャフト４１と、シャフト４１の外周に固定されたロータトランス２０を含む。また検出器用ロータ巻線５３を備えた検出器用ロータコア５４を含む。
【００１９】
ロータトランス２０は、断面がコの字形状であるロータトランスコア２１と、ロータト
ランス巻線２２で構成されている。ロータトランス２０の外周面は、ステータトランス１０の内周面と対向している。
【００２０】
図２（ａ）はステータトランスコアＡ１１の平面図と側面図、図２（ｂ）はステータトランスコアＢ１２の平面図と側面図を示している。ステータトランスコアＡ１１は、断面がＬ字状の円環で、中央に内径寸法Ｒ３の穴があいた形状である。ステータトランスコアＢ１２は平板で、中央に内径寸法Ｒ１の穴があいた形状である。これらを組み合わせることで、断面がコの字状の円環のステータトランスコア１３が完成する。なお、図１において、ステータトランスコアＡ１１とステータトランスコアＢ１２は上下逆に組み合わせてもよい。
【００２１】
ステータトランスコアＡ１１、ステータトランスコアＢ１２の内周面は、ロータトランスコア２１の外周面とギャップを介して、同一のスラスト高さ位置に配置されている。ロータトランスコア２１に鎖交される磁束をギャップを介して、ステータトランスコア１３に鎖交させる。
【００２２】
ここで、ステータトランスコアＡ１１はプレス材であり、そのステータトランスＢ１２に対向する面の素材は、図２（ａ）矢印に示すように、紙面の上下方向に圧延されている。逆に、ステータトランスコアＢ１２はプレス材であり、素材は、図２（ｂ）に示すように紙面の左右方向に圧延されている。つまり、ステータトランスコアＡ１１のステータトランスＢ１２に対向する面と、ステータトランスコアＢ１２の素材の圧延方向が９０度ずれた位置関係で組み合わされるこことでステータトランス１３が完成する。
【００２３】
ステータトランスコアＡ１１とステータトランスコアＢ１２の圧延方向が同じであると、組み合わせたときに、ステータトランス全体で磁束が流れやすい方向と磁束が流れにくい方向のアンバランスが生じてしまい、角度精度誤差が大きくなってしまうという課題があったが、圧延方向の角度を９０度ずらすことで、ステータトランスコア全体の磁気抵抗を全周にわたり均一にすることができ、角度精度誤差を低減することができる。
【００２４】
ところで、ステータトランスコア１３の内側に配置されたステータトランス巻線１４から正弦波状の出力信号を外部に出力するためのリード線１７がステータトランス巻線１４の端部にはんだ付けされている。リード線１７は、ステータトランスコアＡ１１とステータトランスコアＢ１２の外周側に設けたＤカット部１６を通り、フレーム３１の外側に引き出されている。Ｄカット部１６は磁束がほとんど流れないステータトランスコア１３の外周側に設けており、鎖交する磁束の流れに悪影響を及ぼすことはない。
【００２５】
また、ステータトランスコアＡ１１とステータトランスコアＢ１２は、組み合わせた際の接触面の外周部の全周がレーザ溶接されている。これにより全周に渡って磁気的な隙間がない状態で磁路を構成できるため、回転角度の検出精度を向上させることができる。
【００２６】
また、溶接の際に、ステータトランスコアＡ１１の内径寸法Ｒ３と、ステータトランスコアＢ１２の内径寸法Ｒ１と巻線ボビン１５の内径寸法Ｒ２が同一で、かつ同心となるように治具で加圧固定した後、レーザ溶接がされている。ステータトランス巻線１４とステータトランスコア１３の同心位置がずれてしまうと、ステータトランスコア１３に鎖交される磁束からステータトランス巻線１４に出力信号を出力する際に、正弦波が歪んでしまい角度精度誤差が悪化する要因となっていたが、本構成とすることで角度精度誤差を悪化させることはない。
【００２７】
また、巻線ボビン１５に巻き回されたステータトランス巻線１４は、導体と、導体の外周部に塗布された絶縁層と、絶縁層の外周部に塗布された融着層で構成される融着電線を
用いている。加熱して温度を上げることで融着層が軟化し、巻線間を容易に固定することができる。従来のワニスで固定する方法では、ワニスの塗布ムラにより巻線間でワニスの層とワニスが含浸されていない空気層が混在してしまうため、誘電率の差が発生し、角度精度誤差を悪化させる要因となっていたが、本構成とすることで、角度検出誤差を悪化させることがなく、検出精度を向上することができる。
【００２８】
ここで、融着層の厚みは、厚すぎると加熱硬化時に、融着層の厚い箇所と薄い箇所が発生してしまう。その結果、誘電率の差が発生し、角度精度誤差を悪化させる要因となるため、融着層の厚みは１０μｍ以下とすることが望ましい。逆に、融着層の厚みが薄すぎると加熱硬化時に巻線間を十分に固定できず、外部振動等により巻線間の固定が外れてしまうため、２μｍ以上とすることが望ましい。つまり、融着層の厚みｔを、２μｍ＜ｔ＜１０μｍの範囲とすることで、巻線間を十分に固定でき、かつ角度精度誤差を低減させることができる。
【００２９】
なお、角度検出方式は、１相入力２相出力方式でも２相入力１相出力方式でも本実施形態の構成による効果は発揮できるが、２相入力１相出力方式では、入力される１相の正弦波信号と出力された正弦波信号を直接、回転位置情報として算出するため、正弦波信号に歪が生じてしまうと、回転位置情報の誤差が大きくなる。そのため、２相入力１相出力方式の方がより大きい改善効果が望める。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明の回転位置検出器は角度精度誤差が低減され回転角度の検出精度を向上することができるので、例えばモータの回転軸の回転角度を検出するレゾルバとして利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ステータトランス
１１  ステータトランスコアＡ
１２  ステータトランスコアＢ
１３  ステータトランスコア
１４  ステータトランス巻線
１５  巻線ボビン
１６  Ｄカット部
１７  リード線
２０  ロータトランス
２１  ロータトランスコア
２２  ロータトランス巻線
３０  固定子
３１  フレーム
４０  回転子
４１  シャフト
【図１】
2017138222.tif 000003
【図２】
2017138222.tif 000004