JP5629955B2 - Rotation angle detection or rotation synchronization device - Google Patents
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Description
本発明は、レゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a rotation angle detection or rotation synchronization device such as a resolver and a synchro.
従来、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータの回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角度に応じた検出信号を出力する回転角検出装置としてのレゾルバが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１４は、従来のレゾルバの構造を示した図である。図１４のレゾルバ９００は、内周面９１０ａから内方へ突出する複数のステータティース９２０が形成された輪状のステータ９１０を備える。また、ステータ９１０の内側には、ロータ９８０がそのステータ９１０に対して回転可能に設けられる。
Conventionally, a rotation angle that has a stator and a rotor and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotor with respect to the stator by utilizing the fact that the mutual inductance between the stator and the rotor changes depending on the rotation position of the rotor with respect to the stator. A resolver as a detection device is known (see, for example, Patent Document 1). Here, FIG. 14 is a diagram showing the structure of a conventional resolver. The
各ステータティース９２０には、ステータ巻線９５０が巻回される。そのステータ巻線９５０は、複数相のコイル巻線から構成される。具体的には、ステータ巻線９５０は、励磁信号が入力されてステータティース９２０を励磁する励磁巻線９５１と、ロータ９８０の回転にともなって変化するギャップパーミアンスに応じた検出信号が出力される出力巻線９５２とを有する。
A stator winding 950 is wound around each
また、ステータ巻線９５０とステータティース９２０との絶縁を確保する等のために、各ステータティース９２０には、その外側を覆うように樹脂製のボビン９４１が設けられる。すなわち、ステータ巻線９５０は、各ボビン９４１の外側に巻回されて、ボビン９４１を介してステータティース９２０に巻回される。そして、これらボビン９４１が一体に形成された絶縁キャップ９４０が、ステータ９１０に装着される。
Further, in order to ensure insulation between the stator winding 950 and the
このような構成のレゾルバ９００では、コネクタピン９７０から励磁巻線９５１に対して励磁信号を入力してステータティース９２０を励磁し、ロータ９８０の回転にともなってギャップパーミアンスが変化すると、出力巻線９５２には、そのギャップパーミアンスに応じた検出信号が発生する。そして、出力巻線９５２と接続されたコネクタピン９７０から出力される検出信号に基づいて、ロータ９８０の回転角が検出される。
In the
また従来、レゾルバと同様の構造を有する回転同期装置としてのシンクロが知られている。このシンクロは、レゾルバと同様のステータ及びロータを有し、ステータティースに巻回される出力巻線からロータの回転角に応じて正弦波状に変化する互いに位相角が１２０度ずれた３相の信号を出力する。そして、同じ構造の２つのシンクロを接続すると、各シンクロから出力される信号の差に基づいて、一方のシンクロのロータが、他方のシンクロのロータと同じ回転角となるように回転される。すなわち、これら２つのシンクロが同期される。このように、シンクロは、一般的に、２個１組で用いられ、この場合、一方をシンクロ発信機と称し、他方をシンクロ受信機と称する。 Conventionally, synchronization as a rotation synchronization device having the same structure as a resolver is known. This synchronizer has a stator and rotor similar to those of a resolver, and is a three-phase signal whose phase angle is shifted by 120 degrees from the output winding wound around the stator teeth and changes in a sine wave shape according to the rotation angle of the rotor. Is output. When two syncs having the same structure are connected, the rotor of one sync is rotated so as to have the same rotation angle as the rotor of the other sync based on the difference between signals output from the syncs. That is, these two syncs are synchronized. Thus, the synchros are generally used in pairs of two, and in this case, one is called a synchro transmitter and the other is called a sync receiver.
ところで、レゾルバ、シンクロにおいては、回転角の検出精度を高めるためには、励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されたレゾルバ９００では、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、励磁巻線９５１や出力巻線９５２を精度良く巻回ための機構が複雑になる。また、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、巻回するためのスペースが狭くなる。また、従来のステータ２１０は、複数の電磁鋼板を積層するなどして、十分な厚さで構成されていたので、レゾルバ、シンクロの製造工程が複雑化するという問題があった。
By the way, in the resolver and the synchro, in order to improve the detection accuracy of the rotation angle, it is necessary to wind the excitation winding and the output winding with high accuracy. However, in the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、構造を簡素化するとともに、ステータ巻線を精度良く巻回できる回転角検出又は回転同期装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection or rotation synchronization device capable of simplifying the structure and winding the stator winding with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明の回転角検出又は回転同期装置は、磁性材料の輪状平板から構成され、その輪状平板の周方向に沿って複数のステータティースが形成されてステータと、
磁性材料から構成され、回転軸回りの回転により前記ステータティースとのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記複数のステータティースに対応する位置に複数の挿入孔が形成され、各挿入孔に各ステータティースが挿入されて前記ステータに装着されるフレキシブル基板であって、各挿入孔の周りに渦巻き状の導電体パターンがステータ巻線としてプリントされたフレキシブル基板と、を備え、
前記複数のステータティースは、前記ステータの内周縁部において、内方に向くように形成され、
前記フレキシブル基板は、帯状の板が前記ステータの内周に沿って湾曲されたときの形状である湾曲形状とされ、前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面と自身の基板面とが交差するように、前記ステータに装着され、
前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面に対して起立するように設けられ、前記フレキシブル基板の基板面と当接する当接面を有する起立部を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the rotation angle detection or rotation synchronization device of the present invention is composed of a ring-shaped flat plate of magnetic material, and a plurality of stator teeth are formed along the circumferential direction of the ring-shaped flat plate,
A rotor made of a magnetic material and provided so as to be rotatable with respect to the stator so that a gap permeance with the stator teeth is changed by rotation around a rotation axis;
A plurality of insertion holes are formed at positions corresponding to the plurality of stator teeth, and each stator tooth is inserted into each insertion hole and is mounted on the stator. The flexible board has a spiral shape around each insertion hole. And a flexible substrate on which a conductor pattern is printed as a stator winding ,
The plurality of stator teeth are formed to face inward at an inner peripheral edge of the stator,
The flexible substrate has a curved shape that is a shape when a belt-like plate is curved along the inner periphery of the stator, and the flat plate surface of the stator and the substrate surface of the stator are formed at the inner peripheral edge of the stator. It is attached to the stator so as to intersect,
The inner peripheral edge portion of the stator is provided with an upright portion provided so as to stand upright with respect to the flat plate surface of the stator and having a contact surface that comes into contact with the substrate surface of the flexible substrate .
これによれば、ステータが輪状平板から構成されているので、従来の厚いステータに比べて、ステータの構造を簡素化できる。その結果、回転角検出又は同期装置の製造工程も簡素化できる。また、フレキシブル基板には、各ステータティースに対応する位置に複数の挿入孔が形成されているので、各ステータティースを各挿入孔に挿入することで、フレキシブル基板をステータに装着することができる。そして、フレキシブル基板の各挿入口の周囲には、渦巻き状の導電体パターンがプリントされているので、その導電体パターンによって、各ステータティースに対してステータ巻線が巻回されたとすることができる。よって、導線をコイル状に巻回してステータ巻線を構成する場合よりも、簡易にステータ巻線をステータティースに装着することができる。また、フレキシブル基板にステータ巻線をプリントすることで、図１４に示すようなボビンを省略することができる。さらに、フレキシブル基板は柔軟性を有するので、容易にフレキシブル基板をステータに装着することができる。 According to this, since the stator is comprised from the ring-shaped flat plate, the structure of a stator can be simplified compared with the conventional thick stator. As a result, the manufacturing process of the rotation angle detection or synchronization device can be simplified. In addition, since a plurality of insertion holes are formed in the flexible substrate at positions corresponding to the respective stator teeth, the flexible substrate can be mounted on the stator by inserting the respective stator teeth into the respective insertion holes. And since the spiral conductor pattern is printed around each insertion opening of the flexible substrate, it can be assumed that the stator winding is wound around each stator tooth by the conductor pattern. . Therefore, it is possible to easily attach the stator winding to the stator teeth as compared with the case where the stator winding is configured by winding the conducting wire in a coil shape. Moreover, the bobbin as shown in FIG. 14 can be omitted by printing the stator winding on the flexible substrate. Furthermore, since the flexible substrate has flexibility, the flexible substrate can be easily attached to the stator.
また、本発明において、前記ステータは、１６以上の前記ステータティースが形成され、
前記ステータ巻線は、前記ステータティースを励磁するための励磁信号が入力される励磁巻線と、前記ロータの回転角に応じた信号が出力される出力巻線と、を含み、
前記励磁巻線は、各ステータティースあたりの巻回数が１０ターン以下とされたとするのが好ましい。
In the present invention, the stator is formed with 16 or more stator teeth.
The stator winding includes an excitation winding to which an excitation signal for exciting the stator teeth is input, and an output winding from which a signal corresponding to the rotation angle of the rotor is output,
It is preferable that the number of turns per stator tooth be 10 turns or less in the exciting winding.
これによれば、多くのステータティースを形成して各ステータティースにおいてロータの回転角に応じた検出信号を発生させることで、検出信号の分解能を向上、すなわち検出信号の精度を向上できるところ、１６以上のステータティースが形成されているので、検出信号の精度を向上できる。また、励磁巻線が、各ステータティースあたりの巻回数が１０ターン以下とされているので、変圧比を大きくすることができる。この場合、ステータティースが１６以上とされているので、励磁巻線の総巻回数は、ある程度の多い巻回数とすることができる。よって、ステータに対する励磁能力は損なうことがない。特に、フレキシブル基板にステータ巻線をプリントする場合に、励磁巻線の各ステータティースあたりの巻回数を少なくすることは好適である。フレキシブル基板にステータ巻線をプリントする場合には、基板内に巻回しなければならず巻回数に限界があるからである。 According to this, by forming a large number of stator teeth and generating a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotor in each stator tooth, the resolution of the detection signal can be improved, that is, the accuracy of the detection signal can be improved. Since the above stator teeth are formed, the accuracy of the detection signal can be improved. Moreover, since the number of turns per stator tooth of the exciting winding is 10 turns or less, the transformation ratio can be increased. In this case, since the stator teeth are 16 or more, the total number of turns of the excitation winding can be set to a certain number of turns. Therefore, the excitation capability for the stator is not impaired. In particular, when printing stator windings on a flexible substrate, it is preferable to reduce the number of turns of each excitation winding per stator tooth. This is because when the stator winding is printed on the flexible substrate, it must be wound in the substrate and the number of turns is limited.
また、本発明において、前記複数のステータティースは、前記ステータの内周縁部において、内方に向くように形成され、
前記フレキシブル基板は、帯状の板が前記ステータの内周に沿って湾曲されたときの形状である湾曲形状とされ、前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面と自身の基板面とが交差するように、前記ステータに装着される。
Further, in the present invention, the plurality of stator teeth are formed so as to face inward at an inner peripheral edge portion of the stator,
The flexible substrate has a curved shape that is a shape when a belt-like plate is curved along the inner periphery of the stator, and the flat plate surface of the stator and the substrate surface of the stator are formed at the inner peripheral edge of the stator. so as to intersect, Ru is mounted on the stator.
このように、ステータティースがステータの内方に向いていた場合であっても、フレキシブル基板を湾曲形状として、ステータの平板面と交差するように装着することで、各ステータティースの周囲でステータ巻線が巻回された形とすることができる。この場合、フレキシブル基板は柔軟性を有するので、湾曲したフレキシブル基板をステータの平板面と交差させる形の装着に好適である。 As described above, even when the stator teeth are directed inward of the stator, the flexible substrate is formed in a curved shape and mounted so as to intersect the flat plate surface of the stator, so that the stator winding is wound around each stator tooth. The wire may be wound. In this case, since the flexible substrate has flexibility, it is suitable for mounting in a form in which the curved flexible substrate intersects the flat plate surface of the stator.
また、この場合、前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面に対して起立するように設けられ、前記フレキシブル基板の基板面と当接する当接面を有する起立部を備える。
In this case, the inner peripheral edge of the stator, said provided so as to stand against the flat surface of the stator, Ru includes a standing portion having a substrate surface and abutting the abutting surface of the flexible substrate.
これによれば、起立部の当接面において、フレキシブル基板の基板面を当接させることができるので、そのフレキシブル基板を安定させることができ、確実にステータに装着できる。 According to this, since the substrate surface of the flexible substrate can be brought into contact with the contact surface of the upright portion, the flexible substrate can be stabilized and can be reliably attached to the stator.
また、この場合、前記起立部は、前記ステータの両側の平板面のうち、一方の平板面側に起立された第一の起立部と、他方の平板面側に起立された第二の起立部とを有するとするのが、さらに好ましい。 Further, in this case, the upright portion includes a first upright portion that is erected on one flat plate surface side and a second upright portion that is erected on the other flat plate surface side among the flat plate surfaces on both sides of the stator. It is more preferable to have
これによれば、第一、第二の起立部によって、ステータの両側の平板面側において、フレキシブル基板を当接させることができるので、より一層、フレキシブル基板を安定させることができる。 According to this, since the flexible substrate can be brought into contact with the flat plate surfaces on both sides of the stator by the first and second upright portions, the flexible substrate can be further stabilized.
また、前記起立部は、前記ステータの内周縁部の前記複数のステータティースの間において、前記ステータを構成する前記輪状平板が折り曲げられて形成されたものとすることができる。 The upright portion may be formed by bending the ring-shaped flat plate constituting the stator between the plurality of stator teeth on the inner peripheral edge of the stator.
これによれば、起立部がステータを構成する輪状平板で形成されることになるので、部品点数を減らすことができ、構造を簡素化することができる。 According to this, since the upright portion is formed by the ring-shaped flat plate constituting the stator, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
また、前記起立部は、前記ステータを構成する前記輪状平板とは別部材で構成されたとしてもよい。 Further, the upright portion may be formed of a member different from the ring-shaped flat plate constituting the stator.
このように、起立部を別部材とすることにより、上記のように輪状平板を折り曲げる必要がないので、ステータの輪状平板の加工工程を簡素化することができる。 In this way, by using the upstanding portion as a separate member, it is not necessary to bend the annular flat plate as described above, so that the process of processing the annular flat plate of the stator can be simplified.
また、前記フレキシブル基板は、スルーホールを介して、両面に前記ステータ巻線がプリントされたものである。 The flexible substrate is one in which the stator windings are printed on both sides through through holes.
これによれば、フレキシブル基板の両面を使用することができるので、より多くのステータ巻線をプリントすることができる。換言すれば、ステータ巻線の巻回数を固定とすると、フレキシブル基板を小さくすることができる。 According to this, since both surfaces of a flexible substrate can be used, more stator windings can be printed. In other words, if the number of turns of the stator winding is fixed, the flexible substrate can be made smaller.
（第一実施形態）
以下、本発明に係る回転角検出又は同期装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態の回転角検出装置としてのレゾルバ１を示した図である。具体的に、図１（ａ）は、レゾルバ１の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の、Ａ−Ａ線断面図を示している。なお、Ａ−Ａ線は、ステータ１０の中心（ロータ３５０の回転軸）を通る線とされる。また、図２は、ステータ１０の平面図である。また、図３は、フレキシブル基板２０の平面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a rotation angle detection or synchronization device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a
図１に示すように、レゾルバ１は、ステータ１０、フレキシブル基板２０及びロータ３５０を備える。ステータ１０は、図１、図２に示すように、磁性材料の輪状平板１１から構成される。また、ステータ１０は、輪状平板１１の周方向に沿って複数のステータティース１２が、その輪状平板１１の平板面に対して直角に起立するように形成される。より具体的には、７２個のステータティース１２が、所与の円の全周に渡って等間隔となるように形成される。また、各ステータティース１２は、輪状平板１１の内周縁部が折り曲げ加工されて形成されたものである。なお、図１（ｂ）、図２では、ステータティース１２の先端面にハッチングを付して示している。
As shown in FIG. 1, the
このように、ステータティース１２が形成されることで、輪状平板１１のステータティース１２よりも内周側の内周部分１１２が、輪状平板１１の内方に向いた複数のティースが連なった歯車状とされる。この内周部分１１２及び輪状平板１１のステータティース１２よりも外周側の外周部分１１１の面が、後述するフレキシブル基板２０の基板面と当接される面とされる。
Thus, by forming the
このような磁性材料からなるステータ１０の輪状平板１１の材質は、電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃであることが望ましい。ＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）は、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。Ｓ４５Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．４５％程度の炭素を含有している。Ｓ１０Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．１０％程度の炭素を含有している。
The material of the ring-shaped
以上のような構成を有するステータ１０は、磁性材料として１枚の電磁鋼板により構成されるため、材料費として高価である上に折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくい積層電磁鋼板を採用する場合に比べて、低コストで、曲げによる加工精度や信頼性を維持できるようになる。しかも、曲げ加工による磁性材料の粒状破壊を防止し、曲げ加工前の磁気特性を確保することにより高精度な角度検出を可能とする。
The
図１のロータ３５０は、電磁鋼板等の磁性材料の平板から構成され、ステータ１０の内側に、ステータ１０に対して回転可能に設けられるインナーロータである。より具体的には、ロータ３５０は、その回転軸回りの回転により各ステータティース１２との間のギャップパーミアンスが変化するように、ステータ１０に対して回転可能に設けられる。例えば、ロータ３０は、軸倍角が「３」であり、所与の半径の円周線を基準に、その円周線の１周につき、平面視おける外形輪郭線が３周期で変化する形状を有している。そして、各ステータティース１２の内側の面と対向するロータ３５０の外周側の面が、ロータ３５０の１回転につき３周期でギャップパーミアンスが変化するようになっている。また、ロータ３５０は、その回転軸と交差する中心付近において貫通されており、その貫通部にモータ等の回転角度の計測対象物を取り付けることができるようになっている。
The
また、図１に示すように、ステータ１０には、フレキシブル基板２０が装着される。より具体的には、平面視においてステータ１０と同じ輪郭線を有するフレキシブル基板２０が、ステータ１０の輪状平板１１の上に載置される形で設けられる。このフレキシブル基板２０は、図３に示すように、ステータ１０と同様に輪状とされ、その周方向に沿って複数の孔２１が形成される。これら孔２１はそれぞれ、各ステータティース１２が挿入される挿入孔である。すなわち、挿入孔２１は、ステータティース１２の個数と同じ７２個形成されており、各ステータティース１２に対応する位置に形成されている。また、各挿入孔２１の形状は、ステータティース１２の根元側の断面と略同じとされる。つまり、ステータティース１２が丁度挿入孔２１にはまるようになっており、フレキシブル基板２０がステータ１０に装着された際に、そのフレキシブル基板２０ががたつくのを防止している。
As shown in FIG. 1, a
このフレキシブル基板２０は、フィルム状の絶縁体の上に導電体パターンがプリントされた、いわゆる柔軟性を有するプリント基板である。本発明におけるフレキシブル基板２０は、ステータティース１２に巻回されるステータ巻線としての導電体パターンがプリントされる。ここで、図４は、フレキシブル基板２０の挿入孔付近の構造を説明する図である。具体的には、図４（ａ）は、任意の挿入孔２１付近の拡大図として、図３の破線部３００の拡大図を示している。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の挿入孔２１を通るＢ−Ｂ線断面図を示している。
The
図４（ａ）に示すように、挿入孔２１の周囲には、ステータ巻線として、渦巻き状の導電体パターン２２がプリントされている。その導電体パターン２２は、導電材料から形成され、その導電材料として例えば銅材料を採用することができる。また、銅材料の他に、アルミニウムを主成分としてアルミニウム材料を採用してもよい。アルミニウム材料は、銅材料に比べて、比重が軽いので、レゾルバの軽量化や低コスト化を図ることができる。なお、以下導電体パターン２２をステータ巻線２２と言う場合もある。
As shown in FIG. 4A, a
また、フレキシブル基板２０は、図４（ｂ）に示すように、複数層が積層された多層基板とされる。より具体的には、フレキシブル基板２０は、励磁巻線形成層２４、第１の出力巻線形成層２５及び第２の出力巻線形成層２６の３層が積層された多層基板とされる。励磁巻線形成層２４は、ステータ巻線２２として、励磁巻線の導電体パターンがプリントされる形成層である。励磁巻線は、外部から励磁信号が入力されて、ステータティース１２を励磁するための巻線である。より具体的には、励磁巻線形成層２４は、絶縁体のベースフィルム２４１を有する。そのベースフィルム２４１は、そのフィルム面が、励磁巻線の導電体パターンがプリントされる面とされ、具体的には、挿入孔２１の周囲に、励磁巻線の導電体パターン２２１がプリントされている。さらに詳細には、ベースフィルム２４１には、両フィルム面に励磁巻線の導電体パターン２２１ａ、２２１ｂがプリントされている。そして、これら導電体パターン２２１ａ、２２１ｂは、第１のスルーホール２３１を介して電気的に接続されている。また、ベースフィルム２４１には、別の第２のスルーホール２３２が形成され、その第２のスルーホール２３２を介して、隣りの挿入孔２１の周囲にプリントされた励磁巻線の導電体パターン２２１と電気的に接続される。以下、励磁巻線の導電体パターン２２１を励磁巻線２２１と言う場合もある。
The
また、励磁巻線２２１は、その巻回数が、例えば各ステータティース１２あたり８ターンとされる。つまり、この場合、各挿入孔２１の周囲に、励磁巻線２２１が８ターン分プリントされる。この場合、ベースフィルム２４１の両フィルム面にプリントされた励磁巻線２２１ａ、２２１ｂの合計の巻回数が８ターンとされ、例えば、一方の励磁巻線２２１ａが４ターン分、他方の励磁巻線２２１ｂが４ターン分とされる。
Further, the number of turns of the excitation winding 221 is, for example, 8 turns for each
このように、巻回数を８ターンとした場合、７２個全てのステータティース１２に巻回される総巻回数は、８×７２で５７６ターンとなる。これは、ステータティースが８個の場合において、各ステータティースあたりに７０ターンを巻回したときの総巻回数（８×７０＝５６０ターン）と同等の巻回数である。よって、ステータティースが８個で、各ステータティースあたりに７０ターンを巻回したときと同等の励磁能力を有することができる。また、８ターンの巻回数とすることで、各ステータティースあたりに７０ターンを巻回したときに比べて、変圧比を大きくとることができる。特に、本発明のように、フレキシブル基板２０にステータ巻線２２をプリントする場合に、ステータティース１２あたりの巻回数を少なくすることは好適である。フレキシブル基板２０に巻線をプリントする場合、２次元の基板平面内にプリントしなければならないので、その巻回数にも自ずと限界があるからである。
As described above, when the number of turns is 8 turns, the total number of turns wound around all 72
なお、励磁巻線２２１の巻回数は８ターンに限定されるものではなく、変圧比、励磁能力、ステータティースの個数を考慮したり、また、フレキシブル基板２０にプリントできる巻回数を考慮したりして、適宜決定することができる。すなわち、ステータティースあたりの励磁巻線の巻回数が少なくすると、変圧比を大きくとれるというメリットがある。一方、励磁巻線の巻回数が多くすると、ステータティースをより強く励磁できるというメリットがある。ただし、上記説明したように、本実施形態のように、ステータティース１２の個数が多い場合には、励磁巻線２２１の巻回数を少なくすることで、励磁能力を損なうことがなく、変圧比を大きくとれるというメリットがある。よって、励磁巻線２２１の巻回数は１０ターン以下の少ない巻回数とするのが好ましい。
Note that the number of turns of the excitation winding 221 is not limited to eight turns, and may take into account the transformation ratio, excitation capability, the number of stator teeth, and the number of turns that can be printed on the
図４（ｂ）に示すように、励磁巻線形成層２４のベースフィルム２４１の両フィルム面には、励磁巻線２２１を保護するとともに他から絶縁するための絶縁層２７が接合される。このように、励磁巻線形成層２４は、ベースフィルム２４１及び絶縁層２７から構成される。
As shown in FIG. 4B, an insulating
図４に示す励磁巻線２２１は、フレキシブル基板２０の他の挿入孔２１の周囲にも上記と同様にプリントされる。すなわち、各挿入孔２１に周囲において、励磁巻線２２１が、第１のスルーホール２３１を介して、両フィルム面に例えば８ターン分プリントされる。そして、各挿入孔２１の励磁巻線２２１は、第２のスルーホール２３２を介して、直列に電気的に接続される。ただし、励磁巻線２２１は、隣り合う挿入孔２１の励磁巻線間で、巻回方向が互いに反対方向となるように、プリントされる。これは、後述するように、ステータティース１２を励磁したときに、隣り合うステータティース１２間で磁気回路を生成させるためである。
The excitation winding 221 shown in FIG. 4 is also printed around the
フレキシブル基板２０は、励磁巻線形成層２４の他に、第１の出力巻線形成層２５及び第２の出力巻線形成層２６を有する。これら出力巻線形成層２５、２６は、ステータ巻線２２として、ロータ３５０の回転角に応じた検出信号が出力される出力巻線の導電体パターンがプリントされる形成層である。より具体的には、第１の出力巻線形成層２５は、ロータ３５０の回転角に応じて正弦波状に変化する第１の検出信号が出力される第１相の出力巻線の導電体パターンがプリントされる。この第１の出力巻線形成層２５は、図４（ｂ）に示すように、励磁巻線形成層２４と第２の出力巻線形成層２６の間に設けられ、上記の励磁巻線形成層２４と同様に、ベースフィルム２５１及び絶縁層２７から構成される。ベースフィルム２５１には、挿入孔２１の周囲に、第１相の出力巻線の導電体パターン２２２がプリントされている。なお、以下導電体パターン２２２を第１相の出力巻線２２２と言う場合もある。その第１相の出力巻線２２２は、上記と同様に、銅材料やアルミニウム材料から形成され、第１のスルーホール２３１を介して、両フィルム面にプリントされた導電体パターン２２２ａ及び導電体パターン２２２ｂから構成される。また、第１相の出力巻線２２２は、第２のスルーホール２３２を介して、他の挿入孔２１の周囲にプリントされた第１相の出力巻線２２２と電気的に接続されている。また、ベースフィルム２５１の両フィルム面には、第１相の出力巻線２２２を保護するとともに他から絶縁するための絶縁層２７が接合される。
The
一方、第２の出力巻線形成層２６は、ロータ３５０の回転角に応じて正弦波状に変化する第２の検出信号が出力される第２相の出力巻線の導電体パターンがプリントされる。この第２の検出信号は、第１の検出信号と位相角が異なる信号とされる。具体的には、例えば、第１の検出信号がｓｉｎ波状に変化する信号とされ、第２の検出信号が、ｓｉｎ波に対して位相角が９０度ずれたｃｏｓ波状に変化する信号とされる。
On the other hand, the second output winding forming
この第２の出力巻線形成層２６は、図４（ｂ）に示すように、第１の出力巻線形成層２５の下に設けられ、上記と同様に、ベースフィルム２６１及び絶縁層２７から構成される。ベースフィルム２６１には、挿入孔２１の周囲に、第２相の出力巻線の導電体パターン２２３がプリントされている。なお、以下導電体パターン２２３を第２相の出力巻線２２３と言う場合もある。その第２相の出力巻線２２３は、上記と同様に、銅材料やアルミニウム材料から形成され、第１のスルーホール２３１を介して、両フィルム面にプリントされた導電体パターン２２３ａ及び導電体パターン２２３ｂから構成される。また、第２相の出力巻線２２３は、第２のスルーホール２３２を介して、他の挿入孔２１の周囲にプリントされた第２相の出力巻線２２３と電気的に接続されている。また、ベースフィルム２６１の両フィルム面には、第２相の出力巻線２２３を保護するとともに他から絶縁するための絶縁層２７が接合される。
As shown in FIG. 4B, the second output winding forming
これら第１相の出力巻線２２２、第２相の出力巻線２２３は、それぞれ所望の検出信号（ｓｉｎ波状に変化する検出信号、ｃｏｓ波状に変化する検出信号）が出力されるように、各挿入孔２１の周囲にプリントされる巻線の巻回数及び巻回方向が調節されている。また、第１相の出力巻線２２２は、各挿入孔２１にプリントされる各出力巻線２２２が第２のスルーホール２３２を介して直列接続され、第２相の出力巻線２２３も、各挿入孔２１にプリントされる各出力巻線２２３が第２のスルーホール２３２を介して直列接続される。
Each of the first phase output winding 222 and the second phase output winding 223 outputs a desired detection signal (a detection signal that changes in a sin wave shape and a detection signal that changes in a cos wave shape). The number of windings and the winding direction of the winding printed around the
上記の構成のフレキシブル基板２０は、例えば、以下のように製造することができる。すなわち、先ず（１）各形成層２４〜２６のベースフィルム２４１、２５１、２６１に、公知のプリント技術により、励磁巻線２２１、第１相の出力巻線２２２、第２相の出力巻線２２３をプリントする。次いで、（２）各ベースフィルム２４１、２５１、２６１のそれぞれの両フィルム面に、絶縁層２７を接合させて、励磁巻線形成層２４、第１の出力巻線形成層２５、第２の出力巻線形成層２６を形成する。次いで、（３）これら形成層２４〜２６を重ねた状態で熱圧縮して、形成層２４〜２６を一つの基板にする。その後、（４）挿入孔２１を形成する。なお、挿入孔２１は、形成層２４〜２６を一つの基板にする前に形成してもよい。
The
なお、各巻線２２１、２２２、２２３をそれぞれ別のフレキシブル基板にプリントしてもよい。この場合、各形成層２４〜２６をそれぞれ一つの基板と考えることができる。この場合、各基板同士は、例えば接着剤で接合すればよい。 The windings 221, 222, and 223 may be printed on different flexible boards. In this case, each of the formation layers 24 to 26 can be considered as one substrate. In this case, the substrates may be joined with an adhesive, for example.
このフレキシブル基板２０は、各挿入孔２１に各ステータティース１２が挿入されて、ステータ１０の輪状平板１１の上方から載置する形で、ステータ１０に装着される。よって、フレキシブル基板２０をステータ１０に簡易に装着できる。この際、各挿入孔２１の周囲にはステータ巻線２２が渦巻き状にプリントされているので、各挿入孔２１に挿入された各ステータティース１２の周囲でステータ巻線２２が巻回されたとすることができる。
The
ステータ１０に装着されたフレキシブル基板２０は、その基板面と輪状平板１１（外周部分１１１及び内周部分１１２（図２参照））の平板面とが例えば接着剤によって固定される。これによって、フレキシブル基板２０が、ステータ１０から外れてしまうのを防止できる。
The
また、フレキシブル基板２０にプリントされたステータ巻線２２は、図示しないコネクタピン（図１４のコネクタピン９７０参照）に電気的に接続される。そして、コネクタピンを介して、ステータ巻線２２に対して信号の入出力が行われる。具体的には、ステータ巻線２２を構成する励磁巻線２２１に対しては、コネクタピンから励磁信号が入力される。また、ステータ巻線２２を構成する第１相、第２相の出力巻線２２２、２２３に対しては、それらに発生される第１、第２の検出信号が、コネクタピンを介して出力される。
Further, the
以上のような構成を有するレゾルバ１では、励磁巻線２２１に励磁信号が入力されることで、各ステータティース１２が励磁される。この際、隣り合うステータティース１２間で、巻回方向が互いに反対方向となるように励磁巻線２２１が巻回されているので、隣り合うステータティース１２間で磁界の向きが反対方向となるように、各ステータティース１２が励磁される。そのため、隣り合う２つのステータティース１２及びロータ３５０間でそれぞれ磁気回路が生成される。この際、ロータ３５０の回転角度に応じて、各ステータティース１２とロータ３５０との間のギャップパーミアンスが変化するので、各磁気回路に発生する磁束が変化する。また、出力巻線２２２、２２３の各ステータティース１２における巻回数及び巻回方向が調節されているので、出力巻線２２２、２２３には、ロータ３５０の回転に応じてｓｉｎ波状、ｃｏｓ波状に変化する検出信号が発生される。よって、第１相の出力巻線２２２からの第１の検出信号と第２相の出力巻線２２３からの第２の検出信号に基づいて、ロータ３５０の回転角度の絶対値を一意に求めることができる。例えば、ロータ３５０をブラシレスモータの回転軸に固定することにより、そのブラシレスモータの回転角度を求めることができる。
In the
以上説明したように、本実施形態のレゾルバ１では、ステータ巻線２２がプリントされたフレキシブル基板２０を採用しているので、ステータティース１２に直接導線を巻回する場合よりも、簡易にステータティース１２に対してステータ巻線２２を装着できる。特に、本実施形態のようにステータティース１２の個数が多い場合には、ステータティース１２に直接導線を巻回するのは迂遠であるので、フレキシブル基板２０は好適である。また、本実施形態では、ステータティース１２の７２個形成されているので、検出信号の分解能を向上、すなわち検出信号の精度を向上できる。また、上記したように、変圧比を大きくとることができる。
As described above, the
（変形例１）
上記実施形態では、フレキシブル基板２０とステータ１０とは接着剤で固定していたが、別の手段で固定してもよい。ここで、図５は、この変形例１に係るステータ１００及びフレキシブル基板２００が固定された状態を示した図である。具体的には、図５（ａ）は、ステータ１００及びフレキシブル基板２００の平面図を示しており、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図を示している。なお、図５において、上記実施形態と変更がない部品には同一符号を付している。また、図５（ａ）では、第１実施形態におけるステータ１０（輪状平板１１）及びフレキシブル基板２０の外周輪郭線３０１を破線で示している。
(Modification 1)
In the said embodiment, although the
図５に示すように、ステータ１００及びフレキシブル基板２００は、第１実施形態のそれよりも一回り大きくされる。そして、その大きくされた部分において、ボルト等の締結部材３０２で、ステータ１００及びフレキシブル基板２００が固定される。なお、図５の場合では、周方向において、９０度間隔の４箇所で固定されているが、何箇所で固定されたとしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
（第二実施形態）
次に、本発明に係る回転角検出装置としてのレゾルバの第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心にして説明する。ここで、図６は、本実施形態のレゾルバ２を示した図である。具体的に、図６（ａ）は、レゾルバ２の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）中の、Ｄ−Ｄ線断面図を示している。また、図７は、レゾルバ２を構成するステータ４０を示した図である。具体的には、図７（ａ）は、ステータ４０の斜視図、図７（ｂ）は、ステータ４０の平面図を示している。また、図８は、レゾルバ２を構成するフレキシブル基板５０を示した図である。具体的には、図８（ａ）は、フレキシブル基板５０の斜視図、図８（ｂ）は、フレキシブル基板５０の構造を説明する図であり、帯状のフレキシブル基板５３を示している。なお、図６〜図８において、上記実施形態と変更がない部品には同一符号を付している。また、図６、図７において、交差する２方向斜線のハッチングを付した部材は第一の起立部４３１を示しており、一方向の斜線のハッチングを付した部材は第二の起立部４３２を示している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of a resolver as a rotation angle detection device according to the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. Here, FIG. 6 is a diagram showing the
図６に示すように、レゾルバ２は、第一実施形態のレゾルバ１と同様に、ステータ４０、フレキシブル基板５０及びロータ３５０を備える。本実施形態のレゾルバ２は、ロータ３５０が第一実施形態と同じとされる一方、ステータ４０及びフレキシブル基板５０が第一実施形態と異なる。ステータ４０は、磁性材料の輪状平板４１から構成される（図６、図７参照）。その輪状平板４１は、その内周縁部において、周方向に沿って複数のステータティース４２が形成される。より具体的には、７２個のステータティース４２が、内周縁部において等間隔となるように形成される。また、各ステータティース４２は、輪状平板４１と同一平板面内に形成され、先端が、輪状平板４１の内方（中心）に向いている。これらステータティース４２の先端面４２ａ（図７（ａ）参照）が、ロータ３５０の外周側の面と対向し、それらの面の間で磁束がやり取りされる。
As shown in FIG. 6, the
また、ステータ４０の輪状平板４１には、その内周縁部の各ステータティース４２の間において、輪状平板４１の平板面に対して直角に起立したティース状の第一、第二の起立部４３１、４３２が設けられる。これら起立部４３１、４３２は、輪状平板４１の内周縁部が折り曲げ加工されて形成されたものである。つまり、輪状平板４１と起立部４３１、４３２とが一体化されている。また、これら起立部４３１、４３２のうち、第一の起立部４３１は、輪状平板４１の両側の平板面のうち、一方の平板面側に起立される一方で、第二の起立部４３２は、他方の平板面側に起立される。
In addition, the annular
また、これら第一、第二の起立部４３１、４３２は、それぞれ複数形成される。ただし、図７（ｂ）に示すように、全てのステータティース１２間に形成されているわけではなく、３個のステータティース１２おきに形成される。すなわち、ステータティース１２、第一、第二の起立部４３１、４３２の形成位置を、任意の第一の起立部４３１を基準として時計回りの方向に見ていくと、その第一の起立部４３１の隣りにステータティース４２が形成され、そのステータティース４２の隣りに第二の起立部４３２が形成される。そして、その第二の起立部４３２から３個のステータティース１２を挟んで、次の第一の起立部４３１が形成される。その他の第一、第二の起立部４３１、４３２も上記と同様に形成される。
Further, a plurality of these first and second
このように、第一、第二の起立部４３１、４３２は、ステータ４０（輪状平板４１）の内周縁部において、その内周を均等するように複数形成されることになる。そして、これら第一、第二の起立部４３１、４３２の内側にフレキシブル基板５０が設けられ、第一、第二の起立部４３１、４３２の内方（中心）に向いた面４３１ａ、４３２ａ（図７（ａ）参照）が、フレキシブル基板５０の基板面と当接する当接面とされる。
Thus, a plurality of first and second
フレキシブル基板５０は、図６に示すように、ステータ４０（輪状平板４１）の内周縁部に設けられる。そのフレキシブル基板５０は、図８（ａ）に示すように、筒状（輪状）とされており、その筒面の周方向に沿って複数の挿入孔５１が形成されている。また、フレキシブル基板５０は、図８（ｂ）に示す帯状のフレキシブル基板５３が、ステータ４０（輪状平板４１）の内周に沿って湾曲されたときの形状（湾曲形状）と考えることもできる。この場合、帯状のフレキシブル基板５３の両端部５４ａ、５４ｂが互いに結合されると、図８（ａ）に示す筒状のフレキシブル基板５０とされる。なお、フレキシブル基板５０は、ステータ４０に装着された状態で筒状とされておればよく、ステータ１０に装着される前は、図８（ｂ）に示すように、帯状とされていてもよい。また、フレキシブル基板５０の筒（帯）の高さＨは、例えば第一の起立部４３１と第二の起立部４３２の先端間の長さと同じとされる。
As shown in FIG. 6, the
このフレキシブル基板５０に形成された挿入孔５１は、各ステータティース４２に対応する位置に形成される。つまり、挿入孔５１は７２個形成される。また、各挿入孔５１の形状は、各ステータティース４２の断面の形状と略同じとされる。また、各挿入孔５１の周囲には、ステータ巻線としての渦巻き状の導電体パターン５２がプリントされている。なお、以下、導電体パターン５２をステータ巻線５２と言う場合もある。このステータ巻線５２は、第一実施形態と同様に、励磁巻線、第一相の出力巻線及び第二相の出力巻線から構成される。そして、フレキシブル基板５０は、第一実施形態と同様に、各巻線の形成層が積層された多層基板とされる（図４参照）。なお、励磁巻線、第一相の出力巻線、第二相の出力巻線の巻回数や巻回方向は、第一実施形態と同じである。
The
このフレキシブル基板５０は、ステータ４０（輪状平板４１）の内周縁部において、各挿入孔５１に各ステータティース４２が挿入されて、輪状平板４１の平板面と自身の基板面とが交差するように、ステータ４０に装着される（図６参照）。なお、フレキシブル基板５０をステータ４０に装着する際には、筒状のフレキシブル基板５０を、装着しやすいように変形させればよい。また、フレキシブル基板５０が図８（ｂ）に示すように帯状とされている場合には、輪状平板４１の内周に沿って、帯状のフレキシブル基板５０を湾曲させながら、ステータ４０に装着すればよい。このように、ステータティース４２が内方に向いて形成されていたとしても、フレキシブル基板５０は柔軟性を有するので、フレキシブル基板５０をステータ４０に容易に装着できる。
In the
フレキシブル基板５０がステータ４０に装着されると、図９に示すように、各ステータティース４２が、フレキシブル基板５０から突出された形となる。この際、各挿入孔５１の周囲にはステータ巻線５２が渦巻き状にプリントされているので、各挿入孔５１に挿入された各ステータティース４２の周囲でステータ巻線５２が巻回されたとすることができる。
When the
また、フレキシブル基板５０がステータ４０に装着されると、フレキシブル基板５０の基板面と第一、第二の起立部４３１、４３２の当接面４３１ａ、４３２ａとが当接される。そして、その当接面において、フレキシブル基板５０が例えば接着剤によって固定される。これによって、フレキシブル基板５０が、ステータ４０から外れてしまうのを防止できる。また、輪状平板４１の両平板面側に第一、第二の起立部４３１、４３２が形成されているので、フレキシブル基板５０を確実にステータ４０に固定することができる。
When the
以上説明したように、本実施形態のレゾルバ２では、フレキシブル基板５０をステータ４０に装着することで、ステータ巻線５２を巻回したとすることができるので、第一実施形態と同様に、ステータ巻線の装着工程を簡素化できる。また、各ステータティース４２が内方に向いており、第一実施形態のように起立させる必要がないので、ステータティースを起立させるための曲げ加工工程を省略できる。さらに、フレキシブル基板５０を固定するための第一、第二の起立部４３１、４３２が、ステータ４０を構成する輪状平板４１で形成されるので、部品点数を減らすことができ、構造を簡素化することができる。
As described above, in the
（第三実施形態）
次に、本発明に係る回転角検出装置としてのレゾルバの第三実施形態について、第一、第二実施形態と異なる部分を中心にして説明する。ここで、図９は、本実施形態のレゾルバ３を示した図である。具体的に、図９（ａ）は、レゾルバ３の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）中のＥ−Ｅ線断面図、図９（ｃ）は、図９（ａ）中の破線部３０３の拡大図を示している。また、図１０は、レゾルバ３を構成するステータ６０の平面図である。また、図１１は、レゾルバ３を構成する基板保持部８０を示した図である。具体的には、図１１（ａ）は、基板保持部８０の平面図、図１１（ｂ）は、基板保持部８０の図１１（ａ）中のＦ−Ｆ線断面図である。なお、図９〜図１１において、上記実施形態と変更がない部品には同一符号を付している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of a resolver as a rotation angle detection device according to the present invention will be described with a focus on differences from the first and second embodiments. Here, FIG. 9 is a diagram showing the resolver 3 of the present embodiment. Specifically, FIG. 9 (a) is a plan view of the resolver 3, FIG. 9 (b) is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 9 (a), and FIG. 9 (c) is FIG. 9 (a). The enlarged view of the
図９に示すように、レゾルバ３は、ステータ６０、フレキシブル基板５０及びロータ３５０を備える点で、第一、第二実施形態と同じである。また、レゾルバ３は、フレキシブル基板５０を保持するための基板保持部８０を備える点で、第一、第二実施形態と異なる。さらに、レゾルバ３は、ロータ３５０が第一、第二実施形態のそれと同じとされ、フレキシブル基板５０が第二実施形態のそれと同じとされる一方で、ステータ６０が第一、第二実施形態と異なる。
As shown in FIG. 9, the resolver 3 is the same as the first and second embodiments in that it includes a
ステータ６０は、磁性材料の輪状平板６１から構成される（図１０参照）。その輪状平板６１は、その内周縁部において、周方向に沿って複数のステータティース６２が形成される。より具体的には、７２個のステータティース６２が、内周縁部において等間隔となるように形成される。また、各ステータティース６２は、輪状平板６１と同一平板面内に形成され、先端が、輪状平板６１の内方（中心）に向いている。これらステータティース６２の先端面が、ロータ３５０の外周側の面と対向し、それらの面の間で磁束がやり取りされる。なお、第二実施形態と異なり、ステータ６０は、輪状平板６１の各ステータティース６２の間には、何も形成されていない。
The
基板保持部８０は、非磁性体ＳＵＳ（非磁性体ステンレス鋼）等の非磁性材料から形成される。その基板保持部８０は、ステータ６０（輪状平板６１）の内周と同じ形状の内周を有する輪状で平板状の本体部８２を備える。その本体部８２は、その内周縁部において、本体部８２の平板面に対して直角に起立した複数の起立部８１が形成される。それら起立部８１は、隣り合う２つのステータティース６２間に形成された各スロット６３（図１０参照）に対応する位置に形成される。すなわち、起立部８１は、本体部８２の内周に沿って等間隔に７２個形成されている。なお、第二実施形態のように、間隔を空けて（例えば、３個のステータティース６２おきに）起立部を形成してもよい。
The
また、各起立部８１は、本体部８２の両平板面のうち、一方の平板面側に起立した第一の起立部８１１と他方の平板面側に起立した第二の起立部８１２とを含む。これら起立部８１（第一の起立部８１１、第二の起立部８１２）は、第二実施形態における起立部４３１、４３２に相当するものとされる。すなわち、第一、第二の起立部８１１、８１２の内方に向いた面（当接面）８１１ａ、８１２ａにおいて、フレキシブル基板５０が固定されることになる。
In addition, each standing
また、本体部８２の外周縁部には、基板保持部８０自体を保持するための保持部８３が設けられる。さらに、その保持部８３は、設置面に固定される設置面固定部８３１と、設置面固定部８３１と本体部８２とを接続する接続部８３２とを含む。設置面固定部８３１は、本体部８２の平板面と平行とされる一方で、接続部８３２は、本体部８２や設置面固定部８３１に対して斜めとされる。これによって、本体部８２及び起立部８１を、設置面に対して上方に持ち上げた形で保持することができる。また、設置面側に起立した第二の起立部８１２が、設置面に当たってしまうのを防止できる。
In addition, a holding
このような構成の基板保持部８０は、例えば金型に非磁性材料を流し込んで鋳物を形成する鋳造によって形成することができる。
The
この基板保持部８０は、ステータ６０（輪状平板６１）の一方の平板面側から、各起立部８１が各スロット６３の根元側の領域６３１（図１０、図９（ｃ）参照）に挿入される形で、ステータ６０に装着される。基板保持部８０を基準とすると、ステータ６０は、基板保持部８０の本体部８２に載置される形で、基板保持部８０に装着される。この際、本体部８２の平板面とステータ６０（輪状平板６１）の平板面とが当接される。そして、その当接面において、ステータ６０と基板保持部８０とが例えば接着剤で固定される。
In this
なお、基板保持部８０がステータ６０に装着された状態では、第二実施形態のように、輪状平板６１の各ステータティース６２の間において起立部が形成されたようにすることができる。
In the state in which the
そして、この状態で、図８に示すフレキシブル基板５０が、第二実施形態と同様にして、各挿入孔５１に各ステータティース６２が挿入されて、輪状平板６１の平板面と自身の基板面とが交差するように、ステータ６０に装着される。そして、フレキシブル基板５０の基板面と第一、第二の起立部８１１、８１２の当接面８１１ａ、８１２ａとが当接されて、その当接面において、フレキシブル基板５０が例えば接着剤によって固定される。
Then, in this state, the
以上説明したように、本実施形態のレゾルバ３では、フレキシブル基板５０を保持する起立部８１を含む基板保持部８０を、ステータ６０とは別部材としたので、起立部を形成するためにステータ６０（輪状平板６１）を折り曲げ加工する必要がなく、ステータ６０の加工工程を簡素化することができる。また、基板保持部８０を非磁性材料で形成してので、その基板保持部８０によって磁気的に悪影響を与えるのを防止できる。
As described above, in the resolver 3 of the present embodiment, the
（変形例２）
上記第三実施形態では、基板保持部８０を予め形成しておき、形成後に基板保持部８０をステータ６０に装着していた。しかし、以下に説明するように、ステータと基板保持部とを一体成形してもよい。ここで、図１２は、変形例２に係るレゾルバ４の側面断面図（図９（ｂ）に対応する図）を示している。なお、図１２において、上記実施形態と変更がない部品には同一符号を付している。
(Modification 2)
In the third embodiment, the
図１２に示すように、レゾルバ４は、第三実施形態と同じステータ６０、ロータ３５０、フレキシブル基板５０を備える。一方、基板保持部９０は、ステータ６０の外周側の一部を覆う形で設けられ、その内周側において、ステータ６０の平板面に対して直角の壁９１を有する。その壁９１が、起立部（当接面）として機能する。すなわち、フレキシブル基板５０は、基板保持部９０の壁９１と当接されて、その壁９１において固定される。この基板保持部９０は、樹脂で形成され、インサート成型により、ステータ６０に対して一体成形されたものである。これにより、基板保持部９０をステータ６０に装着する工程を簡素化でき、基板保持部９０とステータ６０とを強固に固定できる。
As shown in FIG. 12, the resolver 4 includes the
（第四実施形態）
上記実施形態ではレゾルバに本発明を適用した例について説明したが、回転同期装置としてのシンクロに本発明を適用してもよい。このシンクロは、ステータとロータとステータティースに巻回されたステータ巻線（励磁巻線、出力巻線）とを備えており、その出力巻線から、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力する点で、レゾルバと同じである。また、シンクロは、３相分の出力巻線がステータティースに巻回され、各出力巻線から出力される出力信号が、互いに位相角が１２０度ずれている点で、レゾルバと異なっている。このように、シンクロは、ステータ巻線の巻線構造以外はレゾルバと同じと考えることができるので、上記実施形態はそのままシンクロにも適用することができる。すなわち、ステータ巻線がプリントされたフレキシブル基板を採用することで、ステータ巻線を簡易にステータティースに装着できる。また、変圧比を大きくでき、検出精度を向上できる。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the resolver has been described. However, the present invention may be applied to synchronization as a rotation synchronization device. This synchro includes a stator, a rotor, and a stator winding (excitation winding, output winding) wound around the stator teeth. From the output winding, a sine wave signal that changes according to the rotation of the rotor Is the same as the resolver. The synchro is different from the resolver in that the output windings for three phases are wound around the stator teeth, and the output signals output from the respective output windings are shifted from each other by 120 degrees in phase angle. As described above, the synchro can be considered to be the same as the resolver except for the winding structure of the stator winding, and therefore the above embodiment can be applied to the synchro as it is. That is, by adopting a flexible substrate on which the stator winding is printed, the stator winding can be easily attached to the stator teeth. Further, the transformation ratio can be increased, and the detection accuracy can be improved.
ここで、図１３は、シンクロの用途例を示した図である。シンクロは、図１３に示すように、主に、複数の機器間でそれらの運転を同期させるために用いられ、一般的に、同じ構造のシンクロ発信機とシンクロ受信機のセットで用いられる。具体的には、図１３において、シンクロとしてのシンクロ発信機７０２は、その回転軸７０１が、一方の機器（発信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ発信機７０２は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。また、同様に、シンクロとしてのシンクロ受信機７０３は、その回転軸７０４が他方の機器（受信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ受信機７０３は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。そして、これらシンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３の各相が接続される。これらの動作について、（１）シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３でロータの位置が異なると、それらの間で電位差が生じ、各相に電流が流れる。（２）その電流によって、シンクロ受信機７０３のロータが回転する。すなわち、トルクが発生する。（３）シンクロ受信機７０３のロータ（回転軸７０４）の回転にともなって、それに接続された受信側の機器が回転される。（４）シンクロ受信機７０３のロータの位置がシンクロ発信機７０２のロータの位置と同じになると、各相に電流が流れなくなる。（５）電流が流れなくなると、シンクロ受信機７０３のロータの回転が停止される。よって、シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３のロータの位置が同じ、つまり発信側の機器と受信側に機器の運転が同期される。このように、レゾルバと同様に、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力するシンクロ発信機及びシンクロ受信機に対して本発明を適用しても、ステータ巻線を簡易にステータティースに装着でき、なおかつ、変圧比を大きくでき、検出精度を向上できるので、好適である。
Here, FIG. 13 is a diagram showing an application example of the synchro. As shown in FIG. 13, the synchronization is mainly used to synchronize their operations among a plurality of devices, and is generally used in a set of a synchronization transmitter and a synchronization receiver having the same structure. Specifically, in FIG. 13, a
なお、本発明に係る回転角検出又は回転同期装置は、上記実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができる。例えば、上記実施形態では、ステータティースが７２個形成された例について説明したが、これに限定されるものではなく、何個形成されたとしてもよい。ただし、上述したように、ステータティースの個数が多ければ、その分、ステータティースあたりの励磁巻線の巻回数を少なくすることができるので、変圧比を大きくとることができる。また、ステータティースの個数が多ければ、検出信号の精度を向上できる。そのため、例えば１６以上の多数のステータティースを形成するのが好ましい。 The rotation angle detection or rotation synchronization device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, an example in which 72 stator teeth are formed has been described. However, the present invention is not limited to this, and any number of stator teeth may be formed. However, as described above, when the number of stator teeth is large, the number of turns of the excitation winding per stator tooth can be reduced accordingly, so that the transformation ratio can be increased. Moreover, if the number of stator teeth is large, the accuracy of the detection signal can be improved. Therefore, it is preferable to form a large number of stator teeth, for example, 16 or more.
また、上記実施形態では、ステータの内側にロータが設けられたインナーロータ型のレゾルバ、シンクロについて説明したが、ステータの外側にロータが設けられたアウターロータ型のレゾルバ、シンクロにも適用できる。また、上記実施形態では、軸倍角「３」のロータを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば軸倍角「５」のロータであってもよい。また、ロータは、電磁鋼板等の磁性材料の平板が複数積層された積層板で構成してもよい。 In the above-described embodiment, the inner rotor type resolver and synchro provided with the rotor inside the stator have been described. However, the present invention can also be applied to an outer rotor type resolver and synchro provided with the rotor outside the stator. In the above embodiment, the rotor having the shaft angle multiplier “3” has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be a rotor having the shaft angle multiplier “5”, for example. The rotor may be formed of a laminated plate in which a plurality of flat plates of magnetic material such as electromagnetic steel plates are laminated.
１〜４ レゾルバ（回転角検出装置）
１０、１００、４０、６０ ステータ
１１、４１、６１ 輪状平板
１２、４２、６２ ステータティース
６３ スロット
１２ ステータティース
２０、２００、５０ フレキシブル基板
２１、５１ 挿入孔
２２、５２ ステータ巻線
２２１ 励磁巻線
２２２ 第１相の出力巻線
２２３ 第２相の出力巻線
２３１ 第１のスルーホール
２３２ 第２のスルーホール
２４ 励磁巻線形成層
２５ 第１の出力巻線形成層
２６ 第２の出力巻線形成層
２４１、２５１、２６１ ベースフィルム
３０２ 締結部材
４３１ 第一の起立部
４３１ａ 第一の起立部４３１の当接面
４３２ 第二の起立部
４３２ａ 第二の起立部４３２の当接面
８０、９０ 基板保持部
８１ 起立部
８１１ 第一の起立部
８１１ａ 第一の起立部８１１の当接面
８１２ 第二の起立部
８１２ａ 第二の起立部８１２の当接面
８２ 本体部
８３ 保持部
８３１ 設置面固定部
８３２ 接続部
９１ 基板保持部９０の壁（起立部）
３５０ ロータ
７０２ シンクロ発信機（シンクロ、回転同期装置）
７０３ シンクロ受信機（シンクロ、回転同期装置）
1-4 Resolver (Rotation angle detector)
10, 100, 40, 60
350
703 Synchro receiver (synchronizer, rotation synchronizer)
Claims (6)
磁性材料から構成され、回転軸回りの回転により前記ステータティースとのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記複数のステータティースに対応する位置に複数の挿入孔が形成され、各挿入孔に各ステータティースが挿入されて前記ステータに装着されるフレキシブル基板であって、各挿入孔の周りに渦巻き状の導電体パターンがステータ巻線としてプリントされたフレキシブル基板と、を備え、
前記複数のステータティースは、前記ステータの内周縁部において、内方に向くように形成され、
前記フレキシブル基板は、帯状の板が前記ステータの内周に沿って湾曲されたときの形状である湾曲形状とされ、前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面と自身の基板面とが交差するように、前記ステータに装着され、
前記ステータの内周縁部において、前記ステータの平板面に対して起立するように設けられ、前記フレキシブル基板の基板面と当接する当接面を有する起立部を備えることを特徴とする回転角検出又は回転同期装置。 It is composed of an annular flat plate of magnetic material, and a plurality of stator teeth are formed along the circumferential direction of the annular flat plate,
A rotor made of a magnetic material and provided so as to be rotatable with respect to the stator so that a gap permeance with the stator teeth is changed by rotation around a rotation axis;
A plurality of insertion holes are formed at positions corresponding to the plurality of stator teeth, and each stator tooth is inserted into each insertion hole and is mounted on the stator. The flexible board has a spiral shape around each insertion hole. And a flexible substrate on which a conductor pattern is printed as a stator winding ,
The plurality of stator teeth are formed to face inward at an inner peripheral edge of the stator,
The flexible substrate has a curved shape that is a shape when a belt-like plate is curved along the inner periphery of the stator, and the flat plate surface of the stator and the substrate surface of the stator are formed at the inner peripheral edge of the stator. It is attached to the stator so as to intersect,
Rotation angle detection or characterized in that an inner peripheral edge portion of the stator is provided so as to stand upright with respect to the flat plate surface of the stator, and has an upright portion having a contact surface that comes into contact with the substrate surface of the flexible substrate. Rotation synchronizer.
前記ステータ巻線は、前記ステータティースを励磁するための励磁信号が入力される励磁巻線と、前記ロータの回転角に応じた信号が出力される出力巻線と、を含み、
前記励磁巻線は、各ステータティースあたりの巻回数が１０ターン以下とされたことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出又は回転同期装置。 The stator is formed with 16 or more stator teeth,
The stator winding includes an excitation winding to which an excitation signal for exciting the stator teeth is input, and an output winding from which a signal corresponding to the rotation angle of the rotor is output,
2. The rotation angle detection or rotation synchronization device according to claim 1, wherein the excitation winding has a number of turns per stator tooth of 10 turns or less.
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