(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
VR型レゾルバにおいて、回転角を高精度で検出するためには、「nX」を増やす必要がある。上述されたN=4nの関係によると、「nX」を増やすためには、それに応じてステータスロットの数を増やす必要がある。ステータスロットの数を増やすと、VR型レゾルバの大型化や高コスト化を招く。
【0007】
ステータスロットの内周側から外周側に向けて3層のコイル(励磁コイル、第1相目の出力コイル、及び第2相目の出力コイル)を設けることで、限られたステータスロット数(4n個未満)の範囲で「nX」を大きくする方法が知られている。しかしながら、2つの出力コイルが何層目に巻回されるかによってコイルの外径が異なるため、2つの出力コイルの位相やインピーダンスが不平衡となり、電気誤差が大きくなる。電気誤差が大きくなると、回転角の検出精度が低下する。VR型レゾルバの用途が拡がるにつれて、高い検出精度が求められるようになり、低コストかつ電気誤差の小さなVR型レゾルバが望まれている。
【0008】
本発明は上述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、限られたステータスロット数で回転角を高精度に検出することが可能なVR型レゾルバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(1) 本発明は、1相入力かつ2相出力のバリアブルリラクタンス型レゾルバである。本発明は、2以上の整数Pと4との積に等しい個数のステータスロットが周方向に沿って等間隔に形成された環状のステータと、上記ステータスロットの全てに設けられおり、電圧の印加によって磁界を生じさせる励磁コイルと、上記ステータスロットに選択的に設けられおり、上記磁界に基づいて第1波形の電気信号を出力する第1出力コイルと、上記ステータスロットのうち上記第1出力コイルが設けられていないものに設けられ、上記磁界に基づいて第2波形の電気信号を出力する第2出力コイルと、3以上の奇数mと上記整数Pとの積に等しい個数の凸部が周方向に沿って設けられており、上記ステータの内側で回転するロータと、を備えている。
【0010】
励磁コイルに電圧が印加されると、励磁コイルは磁界を発生させる。第1出力コイル及び第2出力コイルとロータとの間には一定の空間(ギャップ)が介在している。ロータが回転すると、第1出力コイル及び第2出力コイルに対する凸部の配置が変化する。例えば凸部が各出力コイルに近づく位置においては凸部の長さ分だけギャップは短くなり、遠ざかる位置においてはギャップは長くなる。このギャップの長さの変化によって磁路中の磁気抵抗が変化する。第1出力コイル及び第2出力コイルは、当該磁界に基づく互いに異なる波形の電気信号を出力する。「nX」における軸倍角数nは、ロータが有する凸部の数に等しい。本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバによると、限られたステータスロット数において「nX」を大きくすることができる。従って、機械誤差が小さくなり、回転角の検出精度が向上する。
【0011】
また、1つのステータスロットに第1出力コイル及び上記第2出力コイルの双方が巻回されることがないため、第1出力コイル及び上記第2出力コイルの外径を全て等しくすることができる。従って、第1出力コイル及び第2出力コイルは、電気的及び機械的にバランスが取れた状態となる。それにより、回転角の検出精度がさらに向上する。
【0012】
(2) 上記整数Pが4以下であり、上記奇数mが5以下であってもよい。
【0013】
スロット数や凸部の数が多くなりすぎると第1出力コイル及び第2出力コイルからの出力が低下する。そのため、十分な出力を得るために各コイルの巻数を増やす必要がある。整数Pが4以下であり、奇数mが5以下の場合には、巻数を過大に増やすことなく十分な出力を得ることができる。
【0014】
(3) 上記第1出力コイル及び上記第2出力コイルの巻数が全て等しくてもよい。
【0015】
上記第1出力コイル及び上記第2出力コイルの巻数を全て等しくすることで、レゾルバのステータやロータの磁気特性に若干の方向性があったとしても、第1出力コイル及び上記第2出力コイルの出力がそれぞれ積分されて電気誤差が平均化される。
【0016】
(4) 上記ステータの中心に対して180度対称な一対の上記ステータスロットにおいて、上記励磁コイルは、上記ステータの中心から見て互いに同じ向きに巻回されていてもよい。
【0017】
(5) 上記励磁コイルは、隣接する2つの上記ステータスロットにおいて、上記ステータの中心から見て互いに反対向きに巻回されていてもよい。
【0018】
(6) 上記第1出力コイルと上記第2出力コイルとは、周方向に隣接する上記ステータスロットにおいて交互に配置されていてもよい。
【0019】
(7) 隣り合う2つの上記第1出力コイルは、上記ステータの中心から見て互いに反対向きに巻回されており、隣り合う2つの上記第2出力コイルは、上記ステータの中心から見て互いに反対向きに巻回されていいてもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係るVR型レゾルバによると、限られたステータスロット数で回転角を高精度に検出することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態が適宜変更できることは言うまでもない。
【0023】
[第1実施形態]
図1,2に示されるように、VR型レゾルバ30(本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバに相当)は、レゾルバステータ32(本発明のステータに相当)と、レゾルバロータ31とから構成されている。VR型レゾルバ30が例えば回転駆動ユニット等に搭載される際、レゾルバロータ31は、回転駆動ユニットのシャフト26に固定される。レゾルバロータ31は、シャフト26と一体にレゾルバステータ32に対して回転可能な状態となる。
【0024】
図1に示されるように、レゾルバステータ32は、略円筒形状である。レゾルバステータ32の内周面から径方向の内側へ16個のティース33A〜33Pが突出されている。これにより、16個のティース33A〜33Pが円環状に配列されている。ここで、隣接するティース33A〜33Pにより形成されるレゾルバステータ32内周側の空間が、本発明のステータスロットに相当する。レゾルバステータ32は、例えば所定厚みの無方向性電気鋼板を
図1に示される平面視形状にプレス加工し、該鋼板が複数枚積層されてカシメ等により一体に固定されたものである。レゾルバロータ31は、レゾルバステータ32の各ティース33A〜33Pの内側に配置される。レゾルバロータ31は、平面視で20個の突起(本発明の凸部に相当)が放射線状に突出された形状の無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されたものである。レゾルバロータ31の外周は、レゾルバロータ31とレゾルバステータ32とのキャップパーミアンスが、レゾルバロータ31の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。軸倍角数nは、レゾルバロータ31に形成された突起の数に等しい。本実施形態におけるレゾルバロータ31は、正弦波が1サイクルするに必要な角度θが、360/20=18°である。つまり、レゾルバロータ31が1回転すると、20サイクルの正弦波が出力される「20X」である。
【0025】
各ティースの個数は、2以上の整数Pと4との積によって決定されている。また、レゾルバロータの突起の個数は、3以上の奇数mと上記整数Pとの積によって決定されている。即ち、本実施形態は、P=4、m=5の例が示されたものである。もちろん、整数P及び奇数mには異なる値が使用されてもよい。例えばm=3の場合、レゾルバロータ31の突起の個数は12個となる。好適には、整数Pの値は2〜6の範囲であり、奇数mの値は3又は5である。
【0026】
図3においては、レゾルバステータ32の各ティース33A〜33Pの位置がアルファベットA〜Pのみによって示されている。また、最も内側の円を示す線上に各励磁コイル34A〜34Pが示されており、中央の円を示す線上に各第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oが示されており、最も外側の円を示す線上に各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pが示されている。
図3に示されるように、レゾルバステータ32の各ティース33A〜33Pには、励磁コイル34A〜34P、第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O(本発明の第1出力コイルに相当)、及び第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36P(本発明の第2出力コイルに相当)が所定の巻線方向で巻回されている。第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oにおける巻数はほぼ同じであり、各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pにおける巻数はほぼ同じである。
【0027】
励磁コイル34A〜34P、第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O、及び第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pの巻線には、例えばフライヤ式又はノズル式の巻線機が用いられる。
【0028】
励磁コイル34A〜34Pは、各ティース33A〜33Pにそれぞれ巻回されている。励磁コイル34A〜34Pに電流が流されることによって、各励磁コイル34A〜34Pにおいて正極性又は逆極性の磁界が形成される。励磁コイル34A〜34Pには交流電流が流されるので、各励磁コイル34A〜34Pにおける極性は所定の周波数で入れ替わる。ティース33A,33C,33E,33G,33I,33K,33M,33Oには、正極性の励磁コイル34A,34C,34E,34G,34I,34K,34M,34Oが巻回されている。ティース33B,33D,33F,33H,33J,33L,33N,33Pには、逆極性の励磁コイル34B,34D,34F,34H,34J,34L,34N,34Pが巻回されている。なお、
図3においては、正極性となるコイルが「○」で示されており、逆極性となるコイルが「●」で示されているが、極性が正であるか逆であるかは相対的なものであり、これらが逆であってもよいことは言うまでもない。これにより、励磁コイル34A,34C,34E,34G,34I,34K,34M,34Oが正極性又は逆極性の一方を励磁するとき、励磁コイル34B,34D,34F,34H,34J,34L,34N,34Pは正極性又は逆極性の他方を励磁する。
【0029】
励磁コイル34A〜34Rは、レゾルバロータ31の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各励磁コイル34A〜34Rにおいて、対向配置された一対のコイルの極性は同極となる。
【0030】
第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oは、各ティース33A,33C,33E,33G,33I,33K,33M,33Oにそれぞれ巻回されている。励磁コイル34A〜34Pの磁界を受けて、各第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oに誘導電圧が発生する。ティース33A,33E,33I,33Mには、第1コイル35A,35E,35I,35Mが正極性に巻回されている。ティース33C,33G,33K,33Oには、第1コイル35C,35G,35K,35Oが逆極性に巻回されている。これにより、第1コイル35C,35G,35K,35Oは、各々が対向する励磁コイル34C,34G,34K,34Oにより励磁される極性に対して同極となる。第1コイル35A,35E,35I,35Mは、各々が対向する励磁コイル34A,34E,34I,34Mにより励磁される極性に対して異極となる。
【0031】
第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oは、レゾルバロータ31の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各一対の第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oにおいて、各々が対向する励磁コイル34A,34C,34E,34G,34I,34K,34M,34Oに対する極性に対して同極である。
【0032】
第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pは、各ティース33B,33D,33F,33H,33J,33L,33N,33Pにそれぞれ巻回されている。励磁コイル34A〜34Rの磁界を受けて、各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pに誘導電圧が発生する。ティース33D,33H,33L,33Pには、第2コイル36D,36H,36L,36Pが正極性に巻回されている。ティース33B,33F,33J,33Nには、第2コイル36B,36F,36J,36Nが逆極性に巻回されている。これにより、第2コイル36D,36H,36L,36Pは、各々が対向する励磁コイル34D,34H,34L,34Pにより励磁される極性に対して同極となる。第2コイル36B,36F,36J,36Nは、各々が対向する励磁コイル34B,34F,34J,34Nにより励磁される極性に対して異極となる。
【0033】
第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pは、レゾルバロータ31の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pにおいて、各々が対向する励磁コイル34B,34D,34F,34H,34J,34L,34N,34Pにより励磁される極性に対して同極となる。
【0034】
[VR型レゾルバ30の動作]
各励磁コイル33A〜33Rに交流電流が流されたとき、第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oは、例えばsin20θで表現される波形(本発明の第1波形に相当)を出力する、また、第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pは、 第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oとは位相がずれた波形、例えばcos20θで表現される波形(本発明の第2波形に相当)を出力する。「θ」は、レゾルバロータ31の回転角である。なお、上記の出力は、振幅成分が省略されたものである。
【0035】
第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O及び第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pが出力した波形は、外部の信号処理回路によって処理される。第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oの出力の変化が、
図4のグラフ中のG1に示される。ここで、グラフの横軸がレゾルバロータ31の回転角θ、縦軸が出力である。また、グラフ中には、G1との比較対象としてG2及びG3が示されている。G2は、軸倍角数nが2、即ち「2X」の特性のVR型レゾルバの出力の変化を示すものである。G3は、軸倍角数nが1、即ち「1X」の特性のVR型レゾルバの出力の変化を示すものである。以下、G1、G2、及びG3の出力を0.5から0.6まで変化させるためのレゾルバロータの回転量をそれぞれ比較する。
【0036】
G1において、縦軸の0.5から0.6に対応する横軸の範囲が、AからBで示される。ここで、A=1.5°B=1.843°である(D1を参照)。即ち、G1においては、レゾルバロータの角度がAからBまで0.343°変化すると、出力が0.5から0.6まで変化する。また、G2において、縦軸の0.5から0.6に対応する横軸の範囲が、CからDで示される。ここで、C=15°D=18.43°である(D1を参照)。即ち、G2においては、レゾルバロータの角度がCからDまで3.43°変化すると、出力が0.5から0.6まで変化する。また、G3において、縦軸の0.5から0.6に対応する横軸の範囲が、EからFで示される。ここで、E=30°D=36.87°である(D1を参照)。即ち、G3においては、レゾルバロータの角度がEからFまで6.87°変化すると、出力が0.5から0.6まで変化する。
【0037】
以上より、G1、G2、及びG3において、0.5から0.6までの出力の変化に対応する角度の変化は、それぞれ、0.343°、3.43°及び6.87°である。この角度の比率は、G3を100%とすると、G1が5%、G2が50%である(D2を参照)。即ち、信号処理回路が検出可能な出力の変化の最小値が一定であるとすると、G2のVR型レゾルバによっては、G3のVR型レゾルバよって検出可能な最小の角度変化のさらに半分の角度変化を検出可能である。また、本実施形態に係るG1のVR型レゾルバ30よっては、G3のVR型レゾルバよって検出可能な最小の角度変化のさらに20分の1の角度変化を検出可能である。
【0038】
[実施形態の作用効果]
本実施形態に係るVR型レゾルバ30では、限られたステータスロット数において「20X」が実現され、従来のVR型レゾルバよりも高い検出精度を得ることができる。
【0039】
また、1つのステータスロットに第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O及び第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pの双方が巻回されることがないため、各第1コイルと各第1第2コイルとの外径を全て等しくすることができる。従って、第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O及び第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pは、電気的及び機械的にバランスが取れた状態となる。それにより、回転角の検出精度がさらに向上する。
【0040】
また、円環状に配置されたティース33A〜33Pのすべてに第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35O、又は各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pの一方が巻回されているので、レゾルバステータ32やレゾルバロータ31の磁気特性に若干の方向性があったとしても、全周のティース33A〜33Pに巻回された各コイルからの出力が積分されて、電気誤差が平均化される。
【0041】
また、各第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oのうち、レゾルバロータ31の回転中心に対して対向配置された一対は、各々が対向する励磁コイル34A,34C,34E,34G,34I,34K,34M,354により励磁される極性に対して同極となる。仮に、レゾルバロータ31の回転中心がレゾルバステータ32の中心に対して偏芯して、各第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oのうち、レゾルバロータ31の回転中心に対して対向配置された一対の一方に近づき、他方から遠ざかったとしても、その偏芯により対向配置された一対の各第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oに生じる電圧変動は、一対の一方が上昇すれば他方が低下することになる。つまり、レゾルバロータ31の偏芯により第1コイル35A,35C,35E,35G,35I,35K,35M,35Oに生ずる電圧変動が、対向する一対においてキャンセルされる。
【0042】
また、各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pのうち、レゾルバロータ31の回転中心に対して対向配置された一対は、各々が対向する励磁コイル34B,34D,34F,34H,34J,34L,34N,34Pにより励磁される極性に対して同極となる。仮に、レゾルバロータ31の回転中心がレゾルバステータ32の中心に対して偏芯して、各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pのうち、レゾルバロータ31の回転中心に対して対向配置された一対の一方に近づき、他方から遠ざかったとしても、その偏芯により対向配置された一対の各第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pに生じる電圧変動は、一対の一方が上昇すれば他方が低下することになる。つまり、レゾルバロータ31の偏芯により第2コイル36B,36D,36F,36H,36J,36L,36N,36Pに生ずる電圧変動が、対向する一対においてキャンセルされる。
【0043】
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態が以下に説明される。上述された通り、各ティースの個数は、2以上の整数Pと4との積によって決定されている。また、レゾルバロータの突起(本発明の凸部に相当)の個数は、3以上の奇数mと上記整数Pとの積によって決定されている。上述された第1実施形態は、P=4、m=5の例が示されたものであるが、第2実施形態では、P=3、m=5の例が示される。
【0044】
図5に示されるように、VR型レゾルバ40(本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバに相当)は、合計12個のティース43A〜43Lが突出されたレゾルバステータ42(本発明のステータに相当)と、平面視で15個の突起が放射線状に突出されたレゾルバロータ41とから構成されている。もちろん、整数P及び奇数mには異なる値が使用されてもよい。例えばm=3の場合、レゾルバロータ41の突起の個数は9個となる。好適には、整数Pの値は2〜6の範囲であり、奇数mの値は3又は5である。
【0045】
VR型レゾルバ40が例えば回転駆動ユニット等に搭載される際、レゾルバロータ41は、回転駆動ユニットのシャフト26に固定される。レゾルバロータ41は、シャフト26と一体にレゾルバステータ42に対して回転可能な状態となる。なお、レゾルバロータ41の断面図は
図2に示されたものと同様であるため、図面は省略される。
【0046】
レゾルバステータ42は、略円筒形状である。レゾルバステータ42の内周面から径方向の内側へ12個のティース43A〜43Lが突出されている。これにより、12個のティース43A〜43Lが円環状に配列されている。ここで、隣接するティース43A〜43Lにより形成されるレゾルバステータ42内周側の空間が、本発明のステータスロットに相当する。レゾルバステータ42は、例えば所定厚みの無方向性電気鋼板を
図5に示される平面視形状にプレス加工し、該鋼板が複数枚積層されてカシメ等により一体に固定されたものである。レゾルバロータ41は、レゾルバステータ42の各ティース43A〜43Lの内側に配置される。レゾルバロータ41は、平面視で15個の突起が放射線状に突出された形状の無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されたものである。レゾルバロータ41の外周は、レゾルバロータ41とレゾルバステータ42とのキャップパーミアンスが、レゾルバロータ41の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。軸倍角数nは、レゾルバロータ41に形成された突起の数に等しい。本実施形態におけるレゾルバロータ41は、正弦波が1サイクルするに必要な角度θが、360/15=24°である。つまり、レゾルバロータ31が1回転すると、15サイクルの正弦波が出力される「15X」である。
【0047】
図6においては、レゾルバステータ42の各ティース43A〜43Lの位置がアルファベットA〜Lのみによって示されている。また、最も内側の円を示す線上に各励磁コイル44A〜44Lが示されており、中央の円を示す線上に各第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kが示されており、最も外側の円を示す線上に各第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lが示されている。
図6に示されるように、レゾルバステータ42の各ティース43A〜43Lには、励磁コイル44A〜44L、第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45K(本発明の第1出力コイルに相当)、及び第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46L(本発明の第2出力コイルに相当)が所定の巻線方向で巻回されている。第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kにおける巻数はほぼ同じであり、各第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lにおける巻数はほぼ同じである。
【0048】
励磁コイル44A〜44L、第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45K、及び第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lの巻線には、例えばフライヤ式又はノズル式の巻線機が用いられる。
【0049】
励磁コイル44A〜44Lは、各ティース43A〜43Lにそれぞれ巻回されている。励磁コイル44A〜44Lに電流が流されることによって、各励磁コイル44A〜44Lにおいて正極性又は逆極性の磁界が形成される。励磁コイル44A〜44Lには交流電流が流されるので、各励磁コイル44A〜44Lにおける極性は所定の周波数で入れ替わる。ティース43A,43C,43E,43G,43I,43Kには、正極性の励磁コイル44A,44C,44E,44G,44I,44Kが巻回されている。ティース43B,43D,43F,43H,43J,43Lには、逆極性の励磁コイル44B,44D,44F,44H,44J,44Lが巻回されている。なお、
図6においては、正極性となるコイルが「○」で示されており、逆極性となるコイルが「●」で示されているが、極性が正であるか逆であるかは相対的なものであり、これらが逆であってもよいことは言うまでもない。これにより、励磁コイル44A,44C,44E,44G,44I,44Kが正極性又は逆極性の一方を励磁するとき、励磁コイル44B,44D,44F,44H,44J,44Lは正極性又は逆極性の他方を励磁する。
【0050】
励磁コイル44A〜44Lは、レゾルバロータ41の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各励磁コイル44A〜44Lにおいて、対向配置された一対のコイルの極性は同極となる。
【0051】
第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kは、各ティース43A,43C,43E,43G,43I,43Kにそれぞれ巻回されている。励磁コイル44A〜44Lの磁界を受けて、各第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kに誘導電圧が発生する。ティース43A,43E,43Iには、第1コイル45A,45E,45Iが正極性に巻回されている。ティース43C,43G,43Kには、第1コイル45C,45G,45Kが逆極性に巻回されている。これにより、第1コイル43C,43G,43Kは、各々が対向する励磁コイル44C,44G,44Kにより励磁される極性に対して同極となる。第1コイル45A,45E,45Iは、各々が対向する励磁コイル44A,44E,44Iにより励磁される極性に対して異極となる。
【0052】
第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kは、レゾルバロータ41の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各一対の第1コイル45A,45C,45E,45G,45I,45Kにおいて、各々が対向する励磁コイル44A,44C,44E,44G,44I,44Kに対する極性に対して同極である。
【0053】
第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lは、各ティース43B,43D,43F,43H,43J,43Lにそれぞれ巻回されている。励磁コイル44A〜44Lの磁界を受けて、各第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lに誘導電圧が発生する。ティース43D,43H,43Lには、第2コイル46D,46H,46Lが正極性に巻回されている。ティース43B,43F,43Jには、第2コイル46B,46F,46Jが逆極性に巻回されている。これにより、第2コイル46D,46H,46Lは、各々が対向する励磁コイル44D,44H,44Lにより励磁される極性に対して同極となる。第2コイル46B,46F,46Jは、各々が対向する励磁コイル44B,44F,44Jにより励磁される極性に対して異極となる。
【0054】
第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lは、レゾルバロータ31の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各一対の第2コイル46B,46D,46F,46H,46J,46Lにおいて、各々が対向する励磁コイル44B,44D,44F,44H,44J,44Lに対する極性に対して同極である。
【0055】
本実施形態に係るVR型レゾルバ40においても、第1実施形態に係るVR型レゾルバ30と同様の効果を奏することができる。特に、限られたステータスロット数において「15X」が実現されるため、従来のVR型レゾルバよりも高い検出精度を得ることができる。
【0056】
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態が以下に説明される。上述された通り、各ティースの個数は、2以上の整数Pと4との積によって決定されている。また、レゾルバロータの突起(本発明の凸部に相当)の個数は、3以上の奇数mと上記整数Pとの積によって決定されている。上述された第1実施形態は、P=4、m=5の例が示されたものであるが、第2実施形態では、P=2、m=5の例が示される。
【0057】
図7に示されるように、VR型レゾルバ50(本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバに相当)は、合計8個のティース53A〜53Hが突出されたレゾルバステータ52(本発明のステータに相当)と、平面視で10個の突起が放射線状に突出されたレゾルバロータ51とから構成されている。もちろん、整数P及び奇数mには異なる値が使用されてもよい。例えばm=3の場合、レゾルバロータ51の突起の個数は6個となる。好適には、整数Pの値は2〜6の範囲であり、奇数mの値は3又は5である。
【0058】
VR型レゾルバ50が例えば回転駆動ユニット等に搭載される際、レゾルバロータ51は、回転駆動ユニットのシャフト26に固定される。レゾルバロータ51は、シャフト26と一体にレゾルバステータ52に対して回転可能な状態となる。なお、レゾルバロータ51の断面図は
図2に示されたものと同様であるため、図面は省略される。
【0059】
レゾルバステータ52は、略円筒形状である。レゾルバステータ52の内周面から径方向の内側へ8個のティース53A〜53Hが突出されている。これにより、8個のティース53A〜53Hが円環状に配列されている。ここで、隣接するティース53A〜53Hにより形成されるレゾルバステータ52内周側の空間が、本発明のステータスロットに相当する。レゾルバステータ52は、例えば所定厚みの無方向性電気鋼板を
図7に示される平面視形状にプレス加工し、該鋼板が複数枚積層されてカシメ等により一体に固定されたものである。レゾルバロータ51は、レゾルバステータ52の各ティース53A〜53Hの内側に配置される。レゾルバロータ51は、平面視で10個の突起が放射線状に突出された形状の無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されたものである。レゾルバロータ51の外周は、レゾルバロータ51とレゾルバステータ52とのキャップパーミアンスが、レゾルバロータ51の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。軸倍角数nは、レゾルバロータ51に形成された突起の数に等しい。本実施形態におけるレゾルバロータ51は、正弦波が1サイクルするに必要な角度θが、360/10=36°である。つまり、レゾルバロータ51が1回転すると、10サイクルの正弦波が出力される「10X」である。
【0060】
図8において、最も内側の円を示す線上に各励磁コイル54A〜54Hが示されており、中央の円を示す線上に各第1コイル55A,55C,55E,55Gが示されており、最も外側の円を示す線上に各第2コイル56B,56D,56F,56Hが示されている。また、レゾルバステータ52の各ティース53A〜53Hには、励磁コイル54A〜54H、第1コイル55A,55C,55E,55G(本発明の第1出力コイルに相当)、及び第2コイル56B,56D,56F,56H(本発明の第2出力コイルに相当)が所定の巻線方向で巻回されている。第1コイル第1コイル55A,55C,55E,55Gにおける巻数はほぼ同じであり、各第2コイル56B,56D,56F,56Hにおける巻数はほぼ同じである。
【0061】
励磁コイル54A〜54H、第1コイル55A,55C,55E,55G、及び第2コイル56B,56D,56F,56Hの巻線には、例えばフライヤ式又はノズル式の巻線機が用いられる。なお、
図8においては、レゾルバステータ52の各ティース53A〜53Hの位置がアルファベットA〜Hのみによって示されている。
【0062】
励磁コイル54A〜54Hは、各ティース53A〜53Hにそれぞれ巻回されている。励磁コイル54A〜54Hに電流が流されることによって、各励磁コイル54A〜54Hにおいて正極性又は逆極性の磁界が形成される。励磁コイル54A〜54Hには交流電流が流されるので、各励磁コイル54A〜54Hにおける極性は所定の周波数で入れ替わる。ティース53A,53C,53E,53Gには、正極性の励磁コイル54A,54C,54E,54Gが巻回されている。ティース53B,53D,53F,53Hには、逆極性の励磁コイル54B,54D,54F,54Hが巻回されている。なお、
図8においては、正極性となるコイルが「○」で示されており、逆極性となるコイルが「●」で示されているが、極性が正であるか逆であるかは相対的なものであり、これらが逆であってもよいことは言うまでもない。これにより、励磁コイル54A,54C,54E,54Gが正極性又は逆極性の一方を励磁するとき、励磁コイル54B,54D,54F,54Hは正極性又は逆極性の他方を励磁する。
【0063】
励磁コイル54A〜54Hは、レゾルバロータ51の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各励磁コイル54A〜54Hにおいて、対向配置された一対のコイルの極性は同極となる。
【0064】
第1コイル55A,55C,55E,55Gは、各ティース53A,53C,53E,53Gにそれぞれ巻回されている。励磁コイル54A〜54Hの磁界を受けて、各第1コイル55A,55C,55E,55Gに誘導電圧が発生する。ティース53A,53Eには、第1コイル55A,55Eが正極性に巻回されている。ティース53C,53Gには、第1コイル55C,55Gが逆極性に巻回されている。これにより、第1コイル53C,53Gは、各々が対向する励磁コイル54C,54Gにより励磁される極性に対して同極となる。第1コイル55A,55Eは、各々が対向する励磁コイル54A,54Eにより励磁される極性に対して異極となる。
【0065】
第1コイル55A,55C,55E,55Gは、レゾルバロータ51の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各一対の第1コイル第1コイル55A,55C,55E,55Gにおいて、各々が対向する励磁コイル54A,54C,54E,54Gに対する極性に対して同極である。
【0066】
第2コイル56B,56D,56F,56Hは、各ティース53B,53D,53F,53Hにそれぞれ巻回されている。励磁コイル54A〜54Hの磁界を受けて、各第2コイル56B,56D,56F,56Hに誘導電圧が発生する。ティース53D,53Hには、第2コイル56D,56Hが正極性に巻回されている。ティース53B,53Fには、第2コイル56B,56Fが逆極性に巻回されている。これにより、第2コイル56D,56Hは、各々が対向する励磁コイル54D,54Hにより励磁される極性に対して同極となる。第2コイル56B,56Fは、各々が対向する励磁コイル54B,54Fにより励磁される極性に対して異極となる。
【0067】
第2コイル56B,56D,56F,56Hは、レゾルバロータ51の回転中心に対して180°の回転角度を介してそれぞれ一対をなすように対向配置されている。これら各第2コイル56B,56D,56F,56Hにおいて、各々が対向する励磁コイル54B,54D,54F,54Hにより励磁される極性に対して同極となる。
【0068】
本実施形態に係るVR型レゾルバ50においても、第1実施形態に係るVR型レゾルバ30と同様の効果を奏することができる。特に、限られたステータスロット数において「10X」が実現されるため、従来のVR型レゾルバよりも高い検出精度を得ることができる。