特開 2024-44891 軸方向対向レゾルバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044891

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】軸方向対向レゾルバ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/20 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 110E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150701

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119264

【弁理士】

【氏名又は名称】富沢 知成

(72)【発明者】

【氏名】留目 勇樹

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA46

2F077AA47

2F077FF34

2F077PP26

2F077VV02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく角度検出可能なレゾルバ構造を提供する。
【解決手段】軸Ａを中心として軸Ａ方向上すなわちスラスト方向Ｔにロータ９Ｒ、ステータ９Ｓが配置されて構成される軸方向対向レゾルバ１０とする。ロータ９Ｒにはロータ鉄芯３とロータトランス７、ステータ９Ｓにはステータ鉄芯１とステータトランス５が備えられている。ロータ鉄芯３にはコイル４が、ステータ鉄芯１にはコイル２が巻回され、またロータトランス７はボビン８に、ステータトランス５はボビン６に収容されている。ステータ鉄芯１－ロータ鉄芯３、ステータトランス５－ロータトランス７はそれぞれ、軸Ａ方向上に対向して配置され、それにより角度検出のための磁束のやりとりはスラスト方向Ｔで行われる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータ鉄芯、ロータ鉄芯、ステータトランス、およびロータトランスを備えてなるレゾルバであって、
該ステータ鉄芯－ロータ鉄芯、該ステータトランス－ロータトランスがそれぞれ軸方向上に対向して配置され、
それにより角度検出のための磁束のやりとりが軸方向で行われる
ことを特徴とする、軸方向対向レゾルバ。

【請求項2】

前記ロータ鉄芯に対して前記ステータ鉄芯の対向面の面積が大きく、かつ前記ロータトランスに対して前記ステータトランスの対向面の面積が大きく形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の軸方向対向レゾルバ。

【請求項3】

前記ステータ鉄芯およびステータトランスの各面積の大きさは、ロータに偏芯が生じても対向面積が変化しない程度の大きさであることを特徴とする、請求項２に記載の軸方向対向レゾルバ。

【請求項4】

前記ステータ鉄芯およびロータ鉄芯は、複数の鉄芯用板の積層により形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の軸方向対向レゾルバ。

【請求項5】

前記鉄芯用板は、二つのティースを有する略Ｕ字型板であることを特徴とする、請求項４に記載の軸方向対向レゾルバ。

【請求項6】

前記Ｕ字型板の積層により形成されている鉄芯は、該Ｕ字型板の内側に嵌装される腕部と、所要数の該腕部が周設される環部とからなる鉄芯支持体に固定されていることを特徴とする、請求項５に記載の軸方向対向レゾルバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は軸方向対向レゾルバに係り、特に、レゾルバの電気誤差を低減する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図４は、従来のレゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように従来のレゾルバ５１０は、軸Ａを中心として内側にロータ５９Ｒ、その外側にステータ５９Ｓが配置され、ロータ５９Ｒにはロータ鉄芯５３とロータトランス５８、ステータ５９Ｓにはステータ鉄芯５１とステータトランス５６が備えられている構成である。ロータ鉄芯５３にはコイル５４が、またステータ鉄芯５１にはコイル５２がそれぞれ巻回され、またロータトランス５８にはコイル５７が、ステータトランス５６に収容されたボビンＢにはコイル５５がそれぞれ巻き付けられている。そして、ロータ鉄芯５３とステータ鉄芯５１、ロータトランス５８とステータトランス５６はそれぞれ、径方向（ラジアル方向）Ｒで対向し、角度検出のための磁束のやりとりは径方向Ｒでなされる。

【0003】

レゾルバにおける誤差低減技術については従来、特許出願等もなされている。たとえば後掲特許文献１には、検出角度位置情報に含まれる誤差を低減できるレゾルバとして、サーチコイルにおける１層目のサーチコイル部とロータ側ロータリートランスとを接続する第１渡り線と、サーチコイルにおける２層目のサーチコイル部同士を接続する第２渡り線と、第１渡り線が第１コイル形成層に形成されているときに、第２渡り線を第２コイル形成層から第１コイル形成層へ誘導して第２渡り線の少なくとも一部を第１コイル形成層に形成するランドを有する、という構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１９０９６８号公報「レゾルバ」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図４に示した従来のレゾルバ５１０は、軸Ａの回転中心とロータ５９Ｒとの同軸度を厳格に管理しないと、性能を満足に発揮することができない。同軸度が低い場合、回転中にコア同士の距離が変化し、電気誤差の要因となる。かかる問題の解決が求められる。

【0006】

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく角度検出可能なレゾルバ構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明者は上記課題について検討した結果、対向するコア同士の距離が取り付いた位置のまま一定となり、コア同士の距離の変化が抑えられるよう、磁束のやり取りをスラスト方向で行う方式に想到した。さらには、ステータティースの面積がロータティースの面積よりも大きくなるように形成し、偏芯が生じた場合であってもロータティースの対向面がステータティースの対向面の範囲内に収まるような構造にも想到し、これらに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

【0008】

〔１〕 ステータ鉄芯、ロータ鉄芯、ステータトランス、およびロータトランスを備えてなるレゾルバであって、該ステータ鉄芯－ロータ鉄芯、該ステータトランス－ロータトランスがそれぞれ軸方向上に対向して配置され、それにより角度検出のための磁束のやりとりが軸方向で行われることを特徴とする、軸方向対向レゾルバ。
〔２〕 前記ロータ鉄芯に対して前記ステータ鉄芯の対向面の面積が大きく、かつ前記ロータトランスに対して前記ステータトランスの対向面の面積が大きく形成されていることを特徴とする、〔１〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔３〕 前記ステータ鉄芯およびステータトランスの各面積の大きさは、ロータに偏芯が生じても対向面積が変化しない程度の大きさであることを特徴とする、〔２〕に記載の軸方向対向レゾルバ。

【0009】

〔４〕 前記ステータ鉄芯およびロータ鉄芯は、複数の鉄芯用板の積層により形成されていることを特徴とする、〔３〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔５〕 前記鉄芯用板は、二つのティースを有する略Ｕ字型板であることを特徴とする、〔４〕に記載の軸方向対向レゾルバ。
〔６〕 前記Ｕ字型板の積層により形成されている鉄芯は、該Ｕ字型板の内側に嵌装される腕部と、所要数の該腕部が周設される環部とからなる鉄芯支持体に固定されていることを特徴とする、〔５〕に記載の軸方向対向レゾルバ。

【発明の効果】

【0010】

本発明の軸方向対向レゾルバは上述のように構成されるため、これらによれば、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく、角度検出することができる。すなわち本発明の軸方向対向レゾルバでは、ロータの偏芯が起きた場合でも、コアの動きは径方向（ラジアル方向）においてのみであり、コア間の距離の変化には繋がらない構造のため、２次の誤差成分を有効に低減することができる。

【0011】

また、ステータとロータで対向面の面積に差を設ける構成とすることにより、ロータ偏芯によるコア同士の対向面積の変化を防止することができ、偏芯があっても出力電圧の変化が起きず、検出精度への悪影響を及ぼさないようにすることができる。

【0012】

以上により本発明は、従来よりも、ロータと回転中心の同軸度に関してラフな公差設定が可能で、取り付け側の加工コストを下げることができる。また、削り出しによらず積層鉄芯でコアを製造する場合、それによってもコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。

【図1-2】ロータとステータで対向面積に差を設けた本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。

【図2】本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯構成例を示す斜視の説明図である。

【図3】本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯固定方法例を示す平面視の説明図である。

【図4】従来のレゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバ１０は、軸Ａを中心として軸Ａ方向上すなわちスラスト方向Ｔにロータ９Ｒ、ステータ９Ｓが配置されて構成される（図ではロータ９Ｒが上、スタータ９Ｓが下である）。ロータ９Ｒにはロータ鉄芯３とロータトランス８、ステータ９Ｓにはステータ鉄芯１とステータトランス６が備えられている。

【0015】

ロータ鉄芯３にはコイル４が、またステータ鉄芯１にはコイル２がそれぞれ巻回され、また、コイル７が巻かれたボビンＢはロータトランス８に、コイル５が巻かれたボビンＢはステータトランス６にそれぞれ収容されている。そして、ステータ鉄芯１－ロータ鉄芯３、ステータトランス６－ロータトランス８はそれぞれ、軸Ａ方向上に対向して配置され、それにより角度検出のための磁束のやりとりは軸Ａ方向で、すなわちスラスト方向Ｔで行われる。

【0016】

かかる構成の本発明軸方向対向レゾルバ１０によれば、ラジアル方向ではなく、スラスト方向Ｔの磁束のやり取りによって角度を検出することができる。前出図４に示した従来のレゾルバ５１０は、磁束をラジアル方向Ｒにやりとりしており、偏芯によってコア同士の距離が変化すると誤差の二次成分が増加する。しかし、本発明のように磁束のやりとりを軸方向で行うような構造とすることで、偏芯が起きてもコア同士の距離が変化しなくなるため、従来よりも偏芯を気にせずに取り付け、使用することができる。

【0017】

図１－２は、ロータとステータで対向面積に差を設けた本発明の軸方向対向レゾルバの構成を示す側断面視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバ２１０は、図１により説明した構成に加え、ロータ鉄芯２３に対してステータ鉄芯２１の対向面の面積が大きく、かつロータトランス２８に対してステータトランス２６の対向面の面積が大きく形成されているものとすることができる。ステータ鉄芯２１およびステータトランス２６の各面積の大きさは、ロータに偏芯が生じても対向面積が変化しない程度の大きさとする。

【0018】

かかる構成により本軸方向対向レゾルバ２１０では、仮にロータ偏芯が生じた場合であっても、より大きなステータ鉄芯２１の対向面によってロータ鉄芯２３の対向面がカバーされ、かつ、より大きなステータトランス２６の対向面によってロータトランス２８の対向面がカバーされる。したがって、偏芯があっても、ロータ鉄芯２３－ステータ鉄芯２１間の対向面積にも、ロータトランス２８－ステータトランス２６間の対向面積にも変化が生じない。よって出力電圧の変化が起きず、検出精度に対し悪影響を及ぼすことがない。したがって、ロータと回転中心の同軸度に関してラフな公差設定が可能となる。

【0019】

図２は、本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯構成例を示す斜視の説明図である。図示するように本軸方向対向レゾルバのステータ鉄芯およびロータ鉄芯の形成方法は、複数の鉄芯用板Ｋ、Ｋ、・・・の積層によるものとすることができる。鉄芯用板Ｋとしては電磁鋼板を好適に用いることができる。また、図示するように鉄芯用板Ｋとしては、二つのティースＫｔ、Ｋｔを有する略Ｕ字型板を用い、その積層によって鉄芯を形成することができる。

【0020】

図３は、本発明の軸方向対向レゾルバの鉄芯固定方法例を示す平面視の説明図である。すなわち、上記Ｕ字型板Ｋの積層による鉄芯１３は、所定の構造を有する鉄芯支持体Ｊを用いてケースに固定する方式とすることができる。図示するように鉄芯支持体Ｊは、Ｕ字型板の内側に嵌装される所要数の腕部Ｊａと、それら腕部Ｊａ、Ｊａ、・・・が周設される環部Ｊｃとから形成される。

【産業上の利用可能性】

【0021】

本発明の軸方向対向レゾルバによれば、レゾルバの誤差の要因となる回転軸中心とレゾルバロータ中心のずれから生じる偏芯の影響を受けることなく、角度検出することができる。したがって、レゾルバ製造分野、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

【符号の説明】

【0022】

１、２１…ステータ鉄芯
２、２２…コイル
３、２３…ロータ鉄芯
４、２４…コイル
５、２５…コイル
６、２６…ステータトランス
７、２７…コイル
８、２８…ロータトランス
９Ｒ、２９Ｒ…ロータ
９Ｓ、２９Ｓ…ステータ
１０、２１０…軸方向対向レゾルバ
１３…鉄芯
Ａ…軸
Ｂ…ボビン
Ｊ…鉄芯支持体
Ｊａ…腕部
Ｊｃ…環部
Ｋ…鉄芯用板
Ｋｔ…ティース
Ｔ…スラスト方向（軸方向）

【0023】

５１…ステータ鉄芯
５２…コイル
５３…ロータ鉄芯
５４…コイル
５５…コイル
５６…ステータトランス
５７…コイル
５８…ロータトランス
５９Ｒ…ロータ
５９Ｓ…ステータ
５１０…レゾルバ
Ａ…軸
Ｂ…ボビン
Ｒ…径方向（ラジアル方向）

【図1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図4】