JP3429464B2 - 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Info
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- 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
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- 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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- G—PHYSICS
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、励磁巻線を各磁極に
対して１つおきの磁極ピッチで巻回することにより、高
調波成分の除去、精度の向上、コストの低減および機械
巻きを可能とするための新規な改良に関する。
タンス型角度検出器に関し、特に、励磁巻線を各磁極に
対して１つおきの磁極ピッチで巻回することにより、高
調波成分の除去、精度の向上、コストの低減および機械
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】従来のこの種の角度検出器としては、図
３〜５に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、固定子１は、４個の突極３間に形成
された４個のスロット２を有する輪状の磁性体であり、
各突極（磁極）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。
３〜５に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、固定子１は、４個の突極３間に形成
された４個のスロット２を有する輪状の磁性体であり、
各突極（磁極）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】また、 sin， cos出力巻線６，７が各磁極
３に対して各々１つおきの磁極ピッチで巻かれ、 sin出
力巻線６からは sin波の sin出力電圧８が出力され、 c
os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、図４に示すように、前記励磁巻線４は各磁極
３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に示すように、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に示すａ，Ｂ，
ｃ，Ｄに応じた波形を、図６に示すように、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 s
in出力電圧８が出力される。
３に対して各々１つおきの磁極ピッチで巻かれ、 sin出
力巻線６からは sin波の sin出力電圧８が出力され、 c
os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、図４に示すように、前記励磁巻線４は各磁極
３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に示すように、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に示すａ，Ｂ，
ｃ，Ｄに応じた波形を、図６に示すように、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 s
in出力電圧８が出力される。
【０００４】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が、この回転子の
形状の誤差分の影響を受け、高調波成分が発生し、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
イルで高調波成分を除去するとすれば図５に示すように
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、機械巻が非常に困難であった。
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が、この回転子の
形状の誤差分の影響を受け、高調波成分が発生し、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
イルで高調波成分を除去するとすれば図５に示すように
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、機械巻が非常に困難であった。
【０００５】このような問題を解決するために、例え
ば、特開平８−１７８６１１号公報に示されるようなバ
リアブルリラクタンス型角度検出器が提案されている。
この文献に記載されているバリアブルリラクタンス型角
度検出器は、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を巻
回している。しかしながら、励磁巻線は各磁極にその磁
極に対応した巻線が巻回されることとなるので、巻線数
（量）を減らすことは困難であり、製造コストの低減を
困難なものにしていた。
ば、特開平８−１７８６１１号公報に示されるようなバ
リアブルリラクタンス型角度検出器が提案されている。
この文献に記載されているバリアブルリラクタンス型角
度検出器は、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を巻
回している。しかしながら、励磁巻線は各磁極にその磁
極に対応した巻線が巻回されることとなるので、巻線数
（量）を減らすことは困難であり、製造コストの低減を
困難なものにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽量
かつ低コストで高調波成分の除去、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
を提供することである。
かつ低コストで高調波成分の除去、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
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明により達成される。 （１） 固定子（１）のスロット（２）内に励磁巻線
（４）と２相以上のｎ相の出力巻線（６，７）を有し、
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磁性部材の
みで巻線を有しない構成の回転子（５）を有するバリア
ブルリラクタンス型角度検出器であって、前記励磁巻線
（４）は全磁極（３）のうち１つの磁極おきに一方の極
性の側にのみ正巻きあるいは逆巻の同一方向に巻回さ
れ、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）が巻かれているバリアブ
ルリラクタンス型角度検出器。 （２） 前記励磁巻線（４）の極数は全磁極（３）の数
の１／２である上記（１）のバリアブルリラクタンス型
角度検出器。 （３） 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、２相以上のｎ相
励磁／１相出力を構成する上記（１）または（２）のバ
リアブルリラクタンス型角度検出器。
明により達成される。 （１） 固定子（１）のスロット（２）内に励磁巻線
（４）と２相以上のｎ相の出力巻線（６，７）を有し、
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磁性部材の
みで巻線を有しない構成の回転子（５）を有するバリア
ブルリラクタンス型角度検出器であって、前記励磁巻線
（４）は全磁極（３）のうち１つの磁極おきに一方の極
性の側にのみ正巻きあるいは逆巻の同一方向に巻回さ
れ、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）が巻かれているバリアブ
ルリラクタンス型角度検出器。 （２） 前記励磁巻線（４）の極数は全磁極（３）の数
の１／２である上記（１）のバリアブルリラクタンス型
角度検出器。 （３） 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、２相以上のｎ相
励磁／１相出力を構成する上記（１）または（２）のバ
リアブルリラクタンス型角度検出器。
【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、励磁巻線が各磁極に対して１つおきの
磁極ピッチで巻かれ、出力巻線は、各磁極に対して１磁
極ピッチで巻かれている。そして、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、かつ固定
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の回転子が回動自在に設けられてい
るため、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
力電圧に含まれる高調波成分を低減させることができ
る。また、各磁極に１磁極ごとに巻線を巻くため、巻線
機による機械巻きが可能である。
出器においては、励磁巻線が各磁極に対して１つおきの
磁極ピッチで巻かれ、出力巻線は、各磁極に対して１磁
極ピッチで巻かれている。そして、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、かつ固定
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の回転子が回動自在に設けられてい
るため、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
力電圧に含まれる高調波成分を低減させることができ
る。また、各磁極に１磁極ごとに巻線を巻くため、巻線
機による機械巻きが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のバリアブルリラクタンス
型角度検出器は、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を有し、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
有すると共に磁性部材のみで巻線を有しない構成の回転
子５を有するバリアブルリラクタンス型角度検出器であ
って、前記励磁巻線４の極数は、全磁極３のうち一方の
極性の側にのみ、１つの磁極おきに巻回されるので全磁
極３の数の１／２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が巻かれている
ものである。
型角度検出器は、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を有し、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
有すると共に磁性部材のみで巻線を有しない構成の回転
子５を有するバリアブルリラクタンス型角度検出器であ
って、前記励磁巻線４の極数は、全磁極３のうち一方の
極性の側にのみ、１つの磁極おきに巻回されるので全磁
極３の数の１／２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が巻かれている
ものである。
【００１０】このように、励磁巻線４の極数が全磁極３
のうち一方の極性の側にのみ、１つの磁極おきに、つま
り磁極３の数の１／２となるように巻回することで、換
言すれば、一つおきの磁極に巻線を巻回することによ
り、約半分程度の巻線量で、全ての磁極に励磁巻線を巻
回したのと略同等の効果が得られる。
のうち一方の極性の側にのみ、１つの磁極おきに、つま
り磁極３の数の１／２となるように巻回することで、換
言すれば、一つおきの磁極に巻線を巻回することによ
り、約半分程度の巻線量で、全ての磁極に励磁巻線を巻
回したのと略同等の効果が得られる。
【００１１】本発明の固定子１は、中空輪状の磁性体で
あって、その中心方向には突出した複数の磁極を有し、
これらの磁極間に巻線が巻回されるスロットを有する構
成となっている。
あって、その中心方向には突出した複数の磁極を有し、
これらの磁極間に巻線が巻回されるスロットを有する構
成となっている。
【００１２】このような固定子の磁極には、励磁巻線と
出力巻線とが巻回される。励磁巻線は磁界発生用の巻線
であり、出力巻線はこの励磁巻線により発生し、回転子
の回転移動によって変化する磁界により励起される励起
電圧を取り出す巻線である。本発明では、励磁巻線を１
つの磁極おきに巻回する。また、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する。
そして、この励磁巻線に励磁電圧を加えると、巻線が巻
回された磁極に、例えばＮ極が表れるように巻回する
と、励磁巻線が巻回されていない磁極にはＳ極が表れ
る。このため、全ての磁極に励磁巻線を巻回したのと同
等の効果が得られ、しかも、巻線数は略半分近くまで減
らすことができるので、製造コストと重量を大幅に低減
することができる。
出力巻線とが巻回される。励磁巻線は磁界発生用の巻線
であり、出力巻線はこの励磁巻線により発生し、回転子
の回転移動によって変化する磁界により励起される励起
電圧を取り出す巻線である。本発明では、励磁巻線を１
つの磁極おきに巻回する。また、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する。
そして、この励磁巻線に励磁電圧を加えると、巻線が巻
回された磁極に、例えばＮ極が表れるように巻回する
と、励磁巻線が巻回されていない磁極にはＳ極が表れ
る。このため、全ての磁極に励磁巻線を巻回したのと同
等の効果が得られ、しかも、巻線数は略半分近くまで減
らすことができるので、製造コストと重量を大幅に低減
することができる。
【００１３】回転子５は、変形した円筒ないし円盤状の
磁性体であって、その外側面と、固定子１の各磁極との
ギャップが回転動作により変化し、励磁巻線、出力巻線
により回転変位量に応じた出力信号が得られるように形
成されている。この形状は、その中心軸が固定子の中心
軸とずれた円盤状、あるいは円筒状の回転体としてもよ
いが、後述のように、高調波歪を除去するために、所定
の極数の突部を有する形状とすることが好ましい。
磁性体であって、その外側面と、固定子１の各磁極との
ギャップが回転動作により変化し、励磁巻線、出力巻線
により回転変位量に応じた出力信号が得られるように形
成されている。この形状は、その中心軸が固定子の中心
軸とずれた円盤状、あるいは円筒状の回転体としてもよ
いが、後述のように、高調波歪を除去するために、所定
の極数の突部を有する形状とすることが好ましい。
【００１４】回転子５、固定子１を構成する材料として
は、磁性材料であれば特に限定されるものではなく、通
常のレゾルバに使用されている材料を用いることが可能
であるが、なかでもケイ素鋼板、電磁軟鉄等が好まし
く、特にケイ素鋼板が好ましい。
は、磁性材料であれば特に限定されるものではなく、通
常のレゾルバに使用されている材料を用いることが可能
であるが、なかでもケイ素鋼板、電磁軟鉄等が好まし
く、特にケイ素鋼板が好ましい。
【００１５】次に、回転子５のより詳細な形状について
説明する。回転子５の形状は、通常のバリアブルリラク
タンス型レゾルバの回転子の形状を決定する手法を用い
ることができるが、好ましくは、特許第２６９８０１３
号に記載されている手法を用いる。
説明する。回転子５の形状は、通常のバリアブルリラク
タンス型レゾルバの回転子の形状を決定する手法を用い
ることができるが、好ましくは、特許第２６９８０１３
号に記載されている手法を用いる。
【００１６】回転子５はＮ個の突極を有する磁性材で巻
線を設けない構造において、励磁巻線の電流によって生
ずる起磁力と突極によるギャップパーミアンスの変動と
の作用で、回転子が全円周の１／Ｎ動くときに、その磁
束密度のピーク値の空間的位置は全円周の１／Ｎ動くこ
とを利用する。
線を設けない構造において、励磁巻線の電流によって生
ずる起磁力と突極によるギャップパーミアンスの変動と
の作用で、回転子が全円周の１／Ｎ動くときに、その磁
束密度のピーク値の空間的位置は全円周の１／Ｎ動くこ
とを利用する。
【００１７】この磁束密度による出力巻線への誘導電圧
は、励磁巻線を単相とし、出力巻線を２相または３相と
した場合には、回転子の全円周の１／Ｎの動きを１周期
とする正弦波形の２相または３相電圧となり、励磁巻線
を２相とし、出力巻線を単相とした場合には、回転子が
全円周の１／Ｎ動くときに位相が２π変化する正弦波電
圧となる。これらの電圧と回転子位置との関係は、現在
使用されているレゾルバあるいはシンクロの場合と同一
であるので、この出力電圧をＲ／Ｄ変換手段で処理する
ことによって、構造簡単で安価なレゾルバあるいはシン
クロとして使用することができる。
は、励磁巻線を単相とし、出力巻線を２相または３相と
した場合には、回転子の全円周の１／Ｎの動きを１周期
とする正弦波形の２相または３相電圧となり、励磁巻線
を２相とし、出力巻線を単相とした場合には、回転子が
全円周の１／Ｎ動くときに位相が２π変化する正弦波電
圧となる。これらの電圧と回転子位置との関係は、現在
使用されているレゾルバあるいはシンクロの場合と同一
であるので、この出力電圧をＲ／Ｄ変換手段で処理する
ことによって、構造簡単で安価なレゾルバあるいはシン
クロとして使用することができる。
【００１８】この方式においては、誤差の原因となる出
力巻線の誘導電圧に含まれる高調波成分を最小にするこ
とが重要である。本発明では、Ｎ個の突極によるギャッ
プパーミアンス係数の回転子位置θによる変動がｃｏｓ
（Ｎθ)に比例する値となり、これに対する高調波成分
が極めて小さくなるような突極形状とすることによっ
て、これを実現できる。
力巻線の誘導電圧に含まれる高調波成分を最小にするこ
とが重要である。本発明では、Ｎ個の突極によるギャッ
プパーミアンス係数の回転子位置θによる変動がｃｏｓ
（Ｎθ)に比例する値となり、これに対する高調波成分
が極めて小さくなるような突極形状とすることによっ
て、これを実現できる。
【００１９】本発明のバリアブルリラクタンス型角度検
出器は、角度検出のみならず、角速度（回転速度）の検
出や回転方向の検出に用いることができる。その用途も
自動車のステアリング回転角検出のみならず、種々の回
転体の回転角検出に用いることができる。
出器は、角度検出のみならず、角速度（回転速度）の検
出や回転方向の検出に用いることができる。その用途も
自動車のステアリング回転角検出のみならず、種々の回
転体の回転角検出に用いることができる。
【００２０】
【実施例】＜実施例１＞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において固定子
１は、１２個の突極３間に各々形成された１２個のスロ
ット２を有する輪状の磁性材であり、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の極数は磁極３の数
の１／２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。
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において固定子
１は、１２個の突極３間に各々形成された１２個のスロ
ット２を有する輪状の磁性材であり、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の極数は磁極３の数
の１／２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。
【００２１】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、 sinθ（ cos
θ）に比例したターン数でかつその極性（正巻又は逆
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によって誘起
される磁束の極性を考慮しつつ決定する。
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、 sinθ（ cos
θ）に比例したターン数でかつその極性（正巻又は逆
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によって誘起
される磁束の極性を考慮しつつ決定する。
【００２２】すなわち、図２に示すように、励磁巻線４
が正極（Ｎ）で出力巻線６，７が正巻の場合は正相出
力、励磁巻線４が正極（Ｎ）で出力巻線６，７が逆巻の
場合は逆相出力、励起磁巻線４が逆極（Ｓ）で出力巻線
６，７が正巻の場合は逆相出力、励磁巻線４が逆極
（Ｓ）で出力巻線６，７が逆巻の場合は正相出力となる
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。
が正極（Ｎ）で出力巻線６，７が正巻の場合は正相出
力、励磁巻線４が正極（Ｎ）で出力巻線６，７が逆巻の
場合は逆相出力、励起磁巻線４が逆極（Ｓ）で出力巻線
６，７が正巻の場合は逆相出力、励磁巻線４が逆極
（Ｓ）で出力巻線６，７が逆巻の場合は正相出力となる
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。
【００２３】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。
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。
【００２４】＜実施例２＞本発明の出力巻線は分布巻と
することが好ましい。このような分布巻の具体的な構成
例を以下の表１に示す。表１に示す分布巻は、図１に示
すような固定子に巻線を巻回したものであって、この例
では磁極数が１２となっている。
することが好ましい。このような分布巻の具体的な構成
例を以下の表１に示す。表１に示す分布巻は、図１に示
すような固定子に巻線を巻回したものであって、この例
では磁極数が１２となっている。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１において励磁コイルはＮ極を形成する
磁極部分にのみ巻回され、Ｓ極を形成する磁極には巻回
されていない。また、出力コイルの各出力は、その巻数
に応じた励磁電圧が発生し、これらがそれぞれ重ね合わ
されて正弦波状の出力波形が得られる。
磁極部分にのみ巻回され、Ｓ極を形成する磁極には巻回
されていない。また、出力コイルの各出力は、その巻数
に応じた励磁電圧が発生し、これらがそれぞれ重ね合わ
されて正弦波状の出力波形が得られる。
【００２７】このような分布巻の励磁コイル（２０Ω）
に１０kHz、７V（rms）を加えたところ、各出力コイル
から、それぞれ２V（rms）の正弦波状の出力電圧が得ら
れた。なお、このときの出力コイルＡ，Ｂはそれぞれ４
０Ωであり、得られた出力波形は２サイクルで歪みの少
ない sin、 cos波形であった。
に１０kHz、７V（rms）を加えたところ、各出力コイル
から、それぞれ２V（rms）の正弦波状の出力電圧が得ら
れた。なお、このときの出力コイルＡ，Ｂはそれぞれ４
０Ωであり、得られた出力波形は２サイクルで歪みの少
ない sin、 cos波形であった。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明のバリアブルリラ
クタンス型角度検出器は、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、励磁巻線の数（量）が従来の半分で済み、軽
量化と大幅なコストダウンを実現できる。また、出力電
圧（誘起電圧）に含まれている高調波成分を低減させる
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
化が達成できる。
クタンス型角度検出器は、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、励磁巻線の数（量）が従来の半分で済み、軽
量化と大幅なコストダウンを実現できる。また、出力電
圧（誘起電圧）に含まれている高調波成分を低減させる
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
化が達成できる。
【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。
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。
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。
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。
１ 固定子
２ スロット
４ 励磁巻線
５ 回転子
６，７ 出力巻線
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−178611（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−65631（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−230063（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−239010（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01D 5/00 - 5/62
G01B 7/00 - 7/34
G01P 1/00 - 3/80
Claims (3)
- 【請求項１】 固定子（１）のスロット（２）内に励磁
巻線（４）と２相以上のｎ相の出力巻線（６，７）を有
し、 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磁性部材の
みで巻線を有しない構成の回転子（５）を有するバリア
ブルリラクタンス型角度検出器であって、前記励磁巻線（４）は全磁極（３）のうち１つの磁極お
きに一方の極性の側にのみ正巻きあるいは逆巻の同一方
向に巻回され、 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）が巻かれてい
るバリアブルリラクタンス型角度検出器。 - 【請求項２】 前記励磁巻線（４）の極数は全磁極
（３）の数の１／２である請求項１のバリアブルリラク
タンス型角度検出器。 - 【請求項３】 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、２相以上
のｎ相励磁／１相出力を構成する請求項１または２のバ
リアブルリラクタンス型角度検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34741699A JP3429464B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
| PCT/JP2000/003989 WO2001042743A1 (fr) | 1999-12-07 | 2000-06-19 | Detecteur d'angle de type a reluctance variable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34741699A JP3429464B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001165706A JP2001165706A (ja) | 2001-06-22 |
| JP3429464B2 true JP3429464B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=18390086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34741699A Expired - Fee Related JP3429464B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3429464B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001042743A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4199826B2 (ja) * | 2003-02-19 | 2008-12-24 | ミネベア株式会社 | 鉄心巻線を用いたバリアブルリラクタンス型角度検出器およびその鉄心巻線の製造方法 |
| JP4521700B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2010-08-11 | 康雄 飯島 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
| WO2007029678A1 (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | レゾルバ |
| JP4790478B2 (ja) * | 2006-04-19 | 2011-10-12 | 康雄 飯島 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
| JP4696209B2 (ja) * | 2006-07-05 | 2011-06-08 | 多摩川精機株式会社 | 角度検出器 |
| DE102009021444A1 (de) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Tyco Electronics Belgium Ec Bvba | Magnetoelektronischer Winkelsensor, insbesondere Reluktanzresolver |
| CN109459069B (zh) * | 2018-12-17 | 2023-11-07 | 焦明 | 差分绝对式圆感应同步器及其测角方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06241831A (ja) * | 1993-02-20 | 1994-09-02 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 位置検出装置 |
| US5949359A (en) * | 1997-05-09 | 1999-09-07 | Kollmorgen Corporation | Variable reluctance resolver to digital converter |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34741699A patent/JP3429464B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-19 WO PCT/JP2000/003989 patent/WO2001042743A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001165706A (ja) | 2001-06-22 |
| WO2001042743A1 (fr) | 2001-06-14 |
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