JP3534206B2 - シートコイル型レゾルバ - Google Patents
シートコイル型レゾルバInfo
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- JP3534206B2 JP3534206B2 JP12077195A JP12077195A JP3534206B2 JP 3534206 B2 JP3534206 B2 JP 3534206B2 JP 12077195 A JP12077195 A JP 12077195A JP 12077195 A JP12077195 A JP 12077195A JP 3534206 B2 JP3534206 B2 JP 3534206B2
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Description
ットなどのモータの回転検出器、またはリニアモータの
変位検出器として用いられ、励磁巻線と検出巻線がシー
トコイルで構成されたレゾルバに関する。
シートを挟んで、その両面に平面渦巻き状の導体(以
下、渦巻きコイルという)を対応させ、それらの内側ど
うしをスルーホールを通して接続した構成をしているも
のが開示されている(例えば、特公昭61−56700
号)。具体的例として、1相励磁2相検出方式軸倍角3
Xのレゾルバを図10、図11に基づいて説明する。図
10は励磁相の平面状シートコイルを示す平面図であ
る。1は励磁相コイルで、薄膜の絶縁シート層11の表
側に渦巻きコイル12aを設け、裏側には同一方向から
見ると逆方向の渦巻きコイル(以下、逆渦巻きコイルと
いう)12bを設けて渦巻きコイル12aと対向させて
おり、表側に6個の渦巻きコイル12a、裏側に6個の
逆渦巻きコイル12bを形成してある。渦巻きコイル1
2aと逆渦巻きコイル12bの内側どうしをスルーホー
ル13を通して接続し、この両側の2コイルを合わせて
1極としている。3Xのレゾルバでは、極ピッチは機械
角で60度であり、励磁相の渦巻きコイル12a、逆渦
巻きコイル12bの1個が占める角度は機械角で60度
となっている。図11は検出相の平面状シートコイルを
示す平面図である。2は検出相コイルで、絶縁シート層
21の表側に渦巻きコイル22aを設け、裏側には渦巻
きコイル22aと電気的に90度の位相差を持つ逆渦巻
きコイル22bを設けてある。二つの隣り合う渦巻きコ
イル22aは連続して接続してあり、渦巻きコイル22
aの内側はスルーホール23を通り、裏側の渡線24b
の一方端に接続され、渡線24bの他方端からスルーホ
ール23を通り、再び表側の別の渦巻きコイル22aの
内側に接続され、A相検出コイル2Aを形成してある。
同様に、二つの隣り合う逆渦巻きコイル22bは連続し
て接続してあり、逆渦巻きコイル22bの内側はスルー
ホール23を通り、表側の渡線24aの一方端に接続さ
れ、渡線24aの他方端からスルーホール23を通り、
再び裏側の別の逆渦巻きコイル22bの内側に接続さ
れ、B相検出コイル2Bを形成してある。検出相のそれ
ぞれ1個の渦巻きコイル22a、逆渦巻きコイル22b
が占める角度は機械角で60度となっており、表側には
6個のA相検出コイル2A、裏側には6個のB相検出コ
イル2Bを形成してある。また、渦巻きコイル、逆渦巻
きコイルの形状は励磁相コイル、検出相コイル共に、円
弧と直線を順に接続した渦巻き状になっている。また、
円弧の中心角は60度より小さい角で、渦巻きの外側か
ら内側になるほど小さくなっている。
は、次のような問題がある。励磁相コイル1が回転し、
検出相コイル2は固定されているとする。ここで、励磁
相コイル1は渦巻きコイル12aの1ターンとその隣に
ある逆渦巻きコイル12bの1ターンで構成された1極
対と、検出相コイル2の渦巻きコイル22aの1ターン
について、回転角に対する磁束の鎖交部分の変化を示す
図12に基づいて説明する。検出相コイル2の渦巻きコ
イル22aの1ターンは、励磁相コイル1の渦巻きコイ
ル12aの1ターンによる磁束と逆渦巻きコイル12b
の1ターンによる磁束と鎖交するが、励磁コイル1の渦
巻きコイル12aの1ターンによる磁束と鎖交した場合
は、正の鎖交磁束であり、逆渦巻きコイル12bについ
ては負の鎖交磁束となる。よって、回転角に対する鎖交
磁束の振幅の大きさは、図13に示すように、三角波状
に変化する。したがって、励磁相を数ターンと検出相を
数ターンで構成した場合も、回転角に対する鎖交磁束の
振幅の大きさは、正弦波状に変化せず、検出相の誘起電
圧の変化も高調波成分を含むこととなり、検出出力の角
度誤差が発生するという問題があった。。本発明は、検
出相の出力波形を正弦波に近いものにして、角度誤差の
小さいシートコイル型レゾルバを提供することを目的と
するものである。
に、本発明は、一方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイ
ルを設け、裏側には表側と同一方向から見たときに逆向
きに巻かれた渦巻きコイルを設けた励磁相コイルと、他
方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイルを設け、裏側に
前記表側の渦巻きコイルと電気的に90度の位相差を持
つ渦巻きコイルを設けた検出相コイルとを備え、前記励
磁相コイルと前記検出相コイルとを空隙を介して対向さ
せて相対的に移動し得るようにしたシートコイル型レゾ
ルバにおいて、前記励磁相コイルの渦巻きコイルを円弧
状と直線状の導体のつなぎ合わせ、または直線状の導体
を接続した渦巻き状に形成し、前記検出相コイルの渦巻
きコイルを半波正弦波形状の導体と円弧状または直線状
の導体とを順に接続した渦巻き状に形成したものであ
る。また、一方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイルを
設け、裏側には表側と同一方向から見たときに逆向きに
巻かれた渦巻きコイルを設けた励磁相コイルと、他方の
絶縁シート層を第1の絶縁シート層と第2の絶縁シート
層の2枚の絶縁シート層で構成し、前記第1の絶縁シー
ト層の表側と裏側にそれぞれA相検出コイルを設け、前
記第2の絶縁シート層の表側と裏側にそれぞれB相検出
コイルを設けると共に、前記A相検出コイルと前記B相
検出コイルとを絶縁層を介して電気的に90度の位相差
を持つように配置した検出相コイルとを備え、、前記励
磁相コイルと前記検出相コイルとを空隙を介して対向さ
せて相対的に移動し得るようにしたシートコイル型レゾ
ルバにおいて、前記励磁相コイルの渦巻きコイルを円弧
状と直線状の導体のつなぎ合わせ、または直線状の導体
を接続した渦巻き状に形成し、前記検出相コイルの渦巻
きコイルを半波正弦波形状の導体と円弧状または直線状
の導体とを順に接続した渦巻き状に形成したものであ
る。また、前記検出相コイルは、半波正弦波形状の導体
を移動方向に垂直な方向を軸として対称形となるよう
に、かつ前記半波正弦波形状の導体の中央部が外径側に
なるように配置し、前記半波正弦波形状の導体相互間を
内径側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成したも
のである。また、前記検出相コイルは、半波正弦波形状
の導体を移動方向に垂直な方向を軸として対称形となる
ように、かつ前記半波正弦波形状の導体の中央部が内径
側になるように配置し、前記半波正弦波形状の導体相互
間を外径側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成し
たものである。また、前記励磁コイルおよび前記検出コ
イルをリング状に配置したものである。また、前記励磁
コイルおよび前記検出コイルを直線状に配置したもので
ある。
の表側と裏側に渦巻きコイルを、円弧状と直線状の導体
を順につなぎ合わせて接続し、または直線状の導体で渦
巻き状に形成し、検出相コイルは表側と裏側に設けた渦
巻きコイルを半波正弦波形状の導体と円弧状または直線
状の導体とを順に接続した渦巻き状に形成して、回転角
または変位に対する鎖交磁束の振幅の大きさが正弦波状
に変化するようにしてあるので、変位誤差を大幅に低減
できる。また、検出相コイルのA相、B相検出コイルを
それぞれ表、裏の2層に形成してあるので、検出電圧を
大きくすることができる。
式(軸倍角)3Xのレゾルバの実施例について説明す
る。図1(a)は本発明の第1の実施例の回転形レゾル
バに適用した励磁相コイルの表側を示す平面図、(b)
は表側と同一方向から見た裏側を示す平面図、図2
(a)は検出相コイルの表側を示す平面図、(b)は表
側と同一方向から見た裏側を示す平面図である。図1に
おいて、1は励磁相コイルで、図10で説明した従来例
と同様に、薄膜の絶縁シート層11の表側に渦巻きコイ
ル12aを設け、裏側には同一方向から見ると逆方向の
渦巻きコイル(以下、逆渦巻きコイルという)12bを
設けて渦巻きコイル12aと対向させており、表側に6
個の渦巻きコイル12a、裏側に6個の逆渦巻きコイル
12bをリング状に形成してある。渦巻きコイル12a
と逆渦巻きコイル12bの内側どうしをスルーホール1
3を通して接続し、この両側の2コイルを合わせて1極
としている。(軸倍角)3Xのレゾルバでは、極ピッチ
は機械角で60度であり、励磁相の渦巻きコイル12
a、逆渦巻きコイル12bの1個が占める角度は機械角
で60度となっている。また、励磁相コイルの渦巻きコ
イル、逆渦巻きコイルの形状は、円弧状と直線状の導体
を順につなぎ合わせて接続した渦巻き状になっている。
また、円弧の中心角は60度より小さい角で、渦巻きの
外側から内側になるほど小さくなっている。したがっ
て、励磁相コイル1は、それぞれ1個の渦巻きコイルお
よび逆渦巻きコイルを円弧の中心を合わせて6個を平面
に配置し、裏表で12個の渦巻きコイルと逆渦巻きコイ
ルで構成してある。
シート層31の表側にA相検出コイル3Aを形成する渦
巻きコイル32aを設け、裏側には渦巻きコイル32a
と電気的に90度の位相差を持ち、B相検出コイル3B
を形成する渦巻きコイル32bを設けてある。渦巻きコ
イル32a、渦巻きコイル32bの形状は、平面を極座
標とした場合の角度を変数とする正弦波のうちの半波の
形状、すなわち半波正弦波形状の導体321を、回転方
向に垂直な方向を軸として対称形となるように、かつ導
体321の中央部が外径側になるように配置し、半波正
弦波形状の導体321相互間を内径側で円弧状の導体3
22で接続して渦巻き状に形成してある。二つの隣り合
う渦巻きコイル32aは、図2(a)に示すように、連
続して接続してあり、渦巻きコイル32aの内側はスル
ーホール33を通り、裏側の渡線34bの一方端に接続
され、渡線34bの他方端からスルーホール33を通
り、再び表側の別の渦巻きコイル32aの内側に接続さ
れ、A相検出コイル3Aを形成してある。同様に、二つ
の隣り合う渦巻きコイル32bは、図2(b)に示すよ
うに、連続して接続してあり、渦巻きコイル32bの内
側はスルーホール33を通り、表側の渡線34aの一方
端に接続され、渡線34aの他方端からスルーホール3
3を通り、再び裏側の別の渦巻きコイル32bの内側に
接続され、B相検出コイル3Bを形成してある。 検出
相のそれぞれ1個の渦巻きコイル32a、渦巻きコイル
32bが占める角度は機械角で60度となっており、表
側には6個のA相検出コイル3A、裏側には6個のB相
検出コイル3Bをリング状に形成してある。
2aと逆渦巻きコイル12bの1極対と、検出相コイル
3の渦巻きコイル32aの1コイルを取り上げて、図3
に基づいて、回転角が0°から90°まで変化した時の
状態を示す動作を説明する。検出相コイル3の渦巻きコ
イル32aの1ターンは、励磁相コイル1の渦巻きコイ
ル12aの1ターンによる磁束と、逆渦巻きコイル12
bの1ターンによる磁束と鎖交するが、励磁相コイル3
の渦巻きコイル32aの1ターンによる磁束と鎖交した
場合は正の鎖交磁束であり、渦巻きコイル32bについ
ては負の鎖交磁束となる。ここで、検出相コイル3の渦
巻きコイル32aの形状が半波正弦波形状となっってい
るので、回転角に対する磁束の鎖交部分(斜線で示した
部分)の変化は、図3に示すように、正弦波で囲まれた
面積の中で変化する。したがって、回転角に対する鎖交
磁束の振幅の大きさは、図4に示すように、正弦波状に
変化する。励磁相コイルが数ターンと検出コイルが数タ
ーンで構成した場合も、回転角に対する検出相の誘起電
圧の変化は高調波成分が小さいものとなり、角度誤差を
大幅に低減できる。
平面図である。上記第1の実施例では検出相コイル3の
渦巻きコイル32a、渦巻きコイル32bの形状は、半
波正弦波形状の導体を、導体中央部が外径側になるよう
に配置し、円弧状の導体を内径側に配置していたが、こ
の場合は半波正弦波形状の導体を、導体中央部が内径側
になるように配置し、半波正弦波形状の導体相互間を外
径側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成したもの
である。これにより、第1の実施例の場合より鎖交磁束
を増やすことができる。図6、図7は第3の実施例を示
す平面図で、励磁相コイルと検出相コイルとが相対的に
直線方向に移動するリニア型レゾルバに適用した場合を
示すものである。励磁相コイル4は、図6(a)に示す
ように、絶縁シート層41の表側に長方形状の導体を順
に接続して形成した渦巻きコイル42aを設け、(b)
に示すように、裏側には同様に形成した逆渦巻きコイル
42bを渦巻きコイル42aと1ピッチずらして設け、
スルーホール43を介して渦巻きコイル42aと逆渦巻
きコイル42bとを接続してある。検出相コイル5は、
図7(a),(b)に示すように、絶縁シート層51の
表裏の両面に半波正弦波形状の導体と直線状の導体とを
順に接続して渦巻きコイル52aと渦巻きコイル52b
とを電気角で90度位相差を持つように移動方向に配置
し、スルーホール53により渡り線54a,54bを介
してA相検出コイル5A,B相検出コイル5Bを形成し
てある。これにより、リニア型レゾルバの場合でも、直
線的変位に対する鎖交磁束の振幅の大きさは正弦波状に
変化し、変位誤差を大幅に低減できる。
示す平面図である。第1の実施例では、A相検出コイ
ル、B相検出コイルをそれぞれ絶縁シート層の片側に渦
巻きコイルによって形成したが、この場合は、2枚の絶
縁シート層の表側および裏側にそれぞれA相検出コイ
ル、B相検出コイルを形成したものである。すなわち、
図8(a)に示すように、第1の絶縁シート層61の表
側に半波正弦波形状の導体621相互間を内径側で円弧
状の導体622で接続して渦巻きコイル62aを形成
し、裏側には図8(b)に示すように、第1の実施例の
励磁相コイル1と同様に、表側と同一方向から見ると逆
方向の逆渦巻きコイル62bを設けて渦巻きコイル62
aと対向させ、スルーホール63により渦巻きコイル6
2aと逆渦巻きコイル62bとを接続してA相検出コイ
ル6Aを形成してある。B相検出コイル6Bについても
同様に、図9(a)に示すように、第2の絶縁シート層
64の表側に半波正弦波形状の導体651相互間を内径
側で円弧状の導体652で接続して渦巻きコイル65a
を形成し、裏側には図9(b)に示すように、第1の実
施例の励磁相コイル1と同様に、表側と同一方向から見
ると逆方向の逆渦巻きコイル65bを設けて渦巻きコイ
ル65aと対向させ、スルーホール66により渦巻きコ
イル65aと逆渦巻きコイル62bとを接続してある。
A相検出コイル6AとB相検出コイル6Bは電気的に9
0度の位相差を持つように、絶縁シートあるいは絶縁皮
膜からなる絶縁層を介して接着により固定し、検出相コ
イル6を形成する。このように、A相、B相検出コイル
ともにそれぞれ表裏の2相のコイル構成にすることによ
り、検出相コイル6の巻数が第1の実施例の場合より大
きくなり、検出電圧を高くすることができるので、検出
精度も高くすることができる。なお、第2の実施例で説
明した、半波正弦波形状の導体を導体中央部が内径側に
なるように配置し、半波正弦波形状の導体相互間を外径
側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成した検出相
コイルについても、また第3の実施例で説明したリニア
型レゾルバに適用した場合も、同様に、A相、B相検出
コイルをそれぞれ表裏の2相のコイル構成にすることが
できる。
磁相コイルは渦巻きコイル、逆渦巻きコイルを、円弧状
と直線状の導体を順につなぎ合わせて接続した渦巻き状
に形成し、検出相コイルは渦巻きコイル、逆渦巻きコイ
ルを半波正弦波形状の導体と円弧状または直線状の導体
とを順に接続した渦巻き状に形成して、回転角または変
位に対する鎖交磁束の振幅の大きさが正弦波状に変化す
るようにしてあるので、変位誤差を大幅に低減でき、角
度誤差の小さいシートコイル型レゾルバを提供できる効
果がある。
平面図である。
平面図である。
ある。
す説明図である。
平面図である。
平面図である。
平面図である。
検出コイルを示す平面図である。
検出コイルを示す平面図である。
る。
る。
る。
ト層、12a、22a,32a,32b,42a、62
a,65a 渦巻きコイル、12b,22b,42b,
62b,65b 逆渦巻きコイル、13、23、33、
43、53、63、66 スルーホール、24a,24
b、34a,34b、54a,54b渡線、61 第1
の絶縁シート層、64 第2の絶縁シート層
Claims (6)
- 【請求項1】一方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイル
を設け、裏側には表側と同一方向から見たときに逆向き
に巻かれた渦巻きコイルを設けた励磁相コイルと、 他方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイルを設け、裏側
に前記表側の渦巻きコイルと電気的に90度の位相差を
持つ渦巻きコイルを設けた検出相コイルとを備え、 前記励磁相コイルと前記検出相コイルとを空隙を介して
対向させて相対的に移動し得るようにしたシートコイル
型レゾルバにおいて、 前記励磁相コイルの渦巻きコイルを円弧状と直線状の導
体のつなぎ合わせ、または直線状の導体を接続した渦巻
き状に形成し、前記検出相コイルの渦巻きコイルを半波
正弦波形状の導体と円弧状または直線状の導体とを順に
接続した渦巻き状に形成したことを特徴とするシートコ
イル型レゾルバ。 - 【請求項2】 一方の絶縁シート層の表側に渦巻きコイ
ルを設け、裏側には表側と同一方向から見たときに逆向
きに巻かれた渦巻きコイルを設けた励磁相コイルと、 他方の絶縁シート層を第1の絶縁シート層と第2の絶縁
シート層の2枚の絶縁シート層で構成し、前記第1の絶
縁シート層の表側と裏側にそれぞれA相検出コイルを設
け、前記第2の絶縁シート層の表側と裏側にそれぞれB
相検出コイルを設けると共に、前記A相検出コイルと前
記B相検出コイルとを絶縁層を介して電気的に90度の
位相差を持つように配置した検出相コイルとを備え、 前記励磁相コイルと前記検出相コイルとを空隙を介して
対向させて相対的に移動し得るようにしたシートコイル
型レゾルバにおいて、 前記励磁相コイルの渦巻きコイルを円弧状と直線状の導
体のつなぎ合わせ、または直線状の導体を接続した渦巻
き状に形成し、前記検出相コイルの渦巻きコイルを半波
正弦波形状の導体と円弧状または直線状の導体とを順に
接続した渦巻き状に形成したことを特徴とするシートコ
イル型レゾルバ。 - 【請求項3】 前記検出相コイルは、半波正弦波形状の
導体を移動方向に垂直な方向を軸として対称形となるよ
うに、かつ前記半波正弦波形状の導体の中央部が外径側
になるように配置し、前記半波正弦波形状の導体相互間
を内径側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成した
請求項1または2記載のシートコイル型レゾルバ。 - 【請求項4】 前記検出相コイルは、半波正弦波形状の
導体を移動方向に垂直な方向を軸として対称形となるよ
うに、かつ前記半波正弦波形状の導体の中央部が内径側
になるように配置し、前記半波正弦波形状の導体相互間
を外径側で円弧状の導体で接続して渦巻き状に形成した
請求項1または2記載のシートコイル型レゾルバ。 - 【請求項5】 前記励磁コイルおよび前記検出コイルを
リング状に配置した請求項1〜4までののいずれか1項
に記載のシートコイル型レゾルバ。 - 【請求項6】 前記励磁コイルおよび前記検出コイルを
直線状に配置した請求項1〜4までのいずれか1項に記
載のシートコイル型レゾルバ。
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JPH08292066A (ja) | 1996-11-05 |
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