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JP3182493B2 - バリアブルリラクタンス型角度検出器 - Google Patents

バリアブルリラクタンス型角度検出器

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Publication number
JP3182493B2
JP3182493B2 JP32549394A JP32549394A JP3182493B2 JP 3182493 B2 JP3182493 B2 JP 3182493B2 JP 32549394 A JP32549394 A JP 32549394A JP 32549394 A JP32549394 A JP 32549394A JP 3182493 B2 JP3182493 B2 JP 3182493B2
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JP
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slot
stator
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完治 北沢
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Tamagawa Seiki Co Ltd
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Tamagawa Seiki Co Ltd
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
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    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2046—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バリアブルリラクタン
ス型角度検出器に関し、特に、出力巻線を各スロットに
対して１スロットピッチでかつ正弦波分布状に分布巻す
ることにより、高周波成分の除去、精度の向上及び機械
巻きを可能と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角度検出
器としては、図３から図５で示すレゾルバを挙げること
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、４個の突極３間に形成された４個のスロット２を
有する輪状の固定子であり、各突極３には、各スロット
２内に位置するように１相の励磁巻線４が巻回されてい
る。この固定子１の中心位置には、巻線を有しない鉄心
のみよりなる回転子５が回転自在に設けられ、この回転
子５の中心が固定子１の中心とずれて偏心しているた
め、この回転子５と固定子１の突極３との間のギャップ
パーミアンスは角度θに対して正弦波状に変化するよう
に前記回転子は構成されている。
【０００３】前記固定子１の各突極３には、互いに電気
角で９０°ずれた構成のＳＩＮ，ＣｏＳ出力巻線６，７
が各スロット２に対して各々位置して巻かれた１スロッ
トピッチで巻かれ、ＳＩＮ出力巻線６からはＳＩＮ波の
ＳＩＮ出力電圧８が出力され、ＣＯＳ出力巻線７からは
ＣＯＳ波のＣＯＳ出力電圧９が出力される。なお、前記
ＳＩＮ出力巻線６とＣＯＳ出力巻線７は、図４で示すよ
うに、各スロット２に１スロット励磁して設けられ、前
記励磁巻線４は各スロット２に順次すなわち１スロット
ピッチで設けられている。従って、図５で示すように、
励磁巻線４を介して供給された励磁電圧により、回転子
５の回転と共に、ＳＩＮ出力巻線６及びＣＯＳ出力巻線
７からは、図３の略記号ａ，Ｂ，ｃ，Ｄに応じた波形を
図５で示すように、回転子５の回転に応じて、ａ＋Ｂの
ＣＯＳ出力電圧９及びｃ＋ＤのＳＩＮ出力電圧８が出力
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバリアブルリラ
クタンス型角度検出器は、以上のように構成されている
ため、次のような課題が存在していた。すなわち、回転
子と固定子間のギャップの変化によって出力巻線をクロ
スする磁束の変化量を電圧の出力変化として検出してい
るため、出力電圧はＳＩＮθ及びＣＯＳθに比例して変
化する構成であるが、この回転子の形状の誤差分の影響
を受け、高周波成分が発生し、出力精度を向上させるこ
とが極めて困難であった。また、コイルで高周波成分を
除去するとすれば図５のように出力巻線を短節巻きにす
る手段がとれるがこの方法は励磁巻線と出力巻線が各ス
ロットに飛越し巻きであるため、機械巻が不可能であっ
た。
【０００５】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、出力巻線を各スロットに対
して１スロットピッチでかつ正弦波分布状に分布巻する
ことにより、高周波成分の除去、精度の向上及び機械巻
きを可能としたバリアブルリラクタンス型角度検出器を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるバリアブル
リラクタンス型角度検出器は、固定子のスロット内に励
磁巻線とｎ相の出力巻線を設け、前記固定子に対して回
転自在に設けられ、前記固定子との間のギャップパーミ
アンスが角度θに対して正弦波状に変化する形状を有す
ると共に鉄心のみで巻線を有しない構成の回転子を用い
たバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記
励磁巻線の極数は前記スロットの数と同一であり、前記
ｎ相の出力巻線の１相分の出力巻線に発生する誘起電圧
分布が正弦波分布となるように前記出力巻線が巻かれ、
かつ、前記励磁巻線及び出力巻線は前記スロットに対し
て１スロットピッチ毎に分布巻きとされ、ｎ相出力及び
多極出力型も可能な構成である。
【０００７】さらに詳細には、前記励磁巻線を出力用
に、前記出力巻線を励磁用とすることにより、ｎ相励磁
／１相出力をなす構成である。
【０００８】
【作用】本発明によるバリアブルリラクタンス型角度検
出器においては、各スロットに対して１スロットピッチ
で、励磁巻線及び出力巻線が巻かれていると共に、出力
巻線は、発生する誘起電圧分布が正弦波分布となるよう
に分布巻きにされているため、各スロットに対して１ス
ロットピッチで巻かれているにも拘わらず、各出力巻線
からは回転子の回転に応じてＳＩＮ出力電圧及びＣＯＳ
出力電圧が得られる。従って、この各出力電圧に含まれ
る低次から高次にわたる高周波次数を低減させることが
できる。また、各スロットに１スロットピッチで巻線を
巻くため、巻線機による機械巻きが可能である。
【０００９】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるバリアブルリ
ラクタンス型角度検出器の好適な実施例について詳細に
説明する。なお、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、１２個の突極３間に各々形成された１２個のスロ
ット２を有する輪状の固定子であり、各突極３には、各
スロット２内に位置するように１相の励磁巻線４が巻回
されている。なお、この励磁巻線４の極数はスロット２
の数と同一である。この固定子１の中心位置には、巻線
を有しない鉄心のみよりなる回転子が回転自在に設けら
れ、この回転子５の中心が固定子１の中心とずれて偏心
しているため、この回転子５と固定子１の突極３との間
のギャップパーミアンスは角度θに対して正弦波状に変
化するように前記回転子５は構成されている。なお、こ
の回転子５は、偏心構成に限らず、同心で形状が円でな
く変形して凹凸形等とした場合も同じ作用を有するもの
である。
【００１０】また、２相で互いに電気角が９０°異なっ
て各スロット２に１スロットピッチ（スロット飛びを伴
うことなく、各スロットに順次巻線を入れる状態）で巻
かれたＳＩＮ出力巻線６及びＣＯＳ出力巻線７は、図１
には示していないが図２で示される状態のように、その
誘起電圧分布が各々正弦波分布となるように分布巻き
（その巻線の巻き数（量）も正弦波分布状となる）で構
成されている。前記各出力巻線６，７の巻数は、ＳＩＮ
θ（ＣＯＳθ）に比例したターン数でかつその極性（正
極又は逆巻）は、ＳＩＮ出力電圧８とＣＯＳ出力電圧９
の各スロット２位置での極性に合うように、励磁巻線４
の極性を考慮しつつ決定する。
【００１１】すなわち、図２に示すように、励磁巻線４
が正巻で出力巻線６，７が正巻の場合は同相出力、励磁
巻線４が正巻で出力巻線６，７が逆巻の場合は逆相出
力、励起磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が正巻の場合
は逆相出力、励磁巻線４が逆巻で出力巻線６，７が逆巻
の場合は同相出力となる巻線構造を前提として、ＳＩＮ
出力電圧８及びＣＯＳ出力電圧９がＳＩＮ状及びＣＯＳ
状となるように各出力巻線６，７の極性（正巻が逆巻）
を決める。
【００１２】なお、前述の図１の構成は、２相出力の１
Ｘ（Ｘは軸倍角）の場合を示しているが、ｎ相出力及び
多極出力型（２Ｘ以上）も可能であることは述べるまで
もなく、前述の１２スロットの場合に限ることなく、１
２以外の何れのスロット数も可能である。また、図１の
構成は、１相励磁／ｎ相（２相）出力の場合を示してい
るが、励磁側と出力側を逆とし、ｎ相（２相）励磁／１
相出力とすることも可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によるバリアブルリラクタンス型
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、出力巻線を
１スロットピッチでかつ巻数（量）が正弦波分布となる
ように設けられているため、出力電圧に設けられている
ため、出力電圧（誘起電圧）に含まれている低次から高
次にわたる高周波次数を低減させることができる。この
ため、従来構成に比べて角度検出精度を改善（誤差を1/
2〜1/5）することができる。また、この正弦波分布を１
スロットピッチの分布巻きにより作っているため、巻線
機による機械巻を用いた自動化が達成でき、従来よりも
大幅なコストダウンを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバリアブルリラクタンス型角度検
出器を示す概略構成図である。
【図２】図１の各スロットの巻線構造を示す説明図であ
る。
【図３】従来の角度検出器の構成図である。
【図４】図３の各スロットの巻線構造を示す説明図であ
る。
【図５】従来の巻線構造を示す説明図である。
【図６】図６の出力電圧を示す波形図である。
【符号の説明】
１ 固定子 ２ スロット ４ 励磁巻線 ５ 回転子 ６，７ 出力巻線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定子(1)のスロット(2)内に励磁巻線
    (4)とｎ相の出力巻線(6,7)を設け、前記固定子(1)に対
    して回転自在に設けられ、 前記固定子(1)との間のギャップパーミアンスが角度θ
    に対して正弦波状に変化する形状を有すると共に鉄心の
    みで巻線を有しない構成の回転子(5)を用いたバリアブ
    ルリラクタンス型角度検出器において、前記励磁巻線
    (4)の極数は前記スロット(2)の数と同一であり、前記ｎ
    相の出力巻線(6,7)の１相分の出力巻線(6,7)に発生する
    誘起電圧分布が正弦波分布となるように前記出力巻線
    (6,7)が巻かれ、かつ、前記励磁巻線(4)及び出力巻線
    (6,7)は前記スロット(2)に対して１スロットピッチ毎に
    分布巻きとされ、ｎ相出力及び多極出力型も可能である
    ように構成したことを特徴とするバリアブルリラクタン
    ス型角度検出器。
  2. 【請求項２】 前記励磁巻線(4)を出力用に、前記出力
    巻線(6,7)を励磁用とすることにより、ｎ相励磁／１相
    出力を構成することを特徴とする請求項１記載のバリア
    ブルリラクタンス型角度検出器。
JP32549394A 1994-12-27 1994-12-27 バリアブルリラクタンス型角度検出器 Expired - Lifetime JP3182493B2 (ja)

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