JPH02179252A - 多回転位置検出器 - Google Patents

多回転位置検出器

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JPH02179252A
JPH02179252A JP63330926A JP33092688A JPH02179252A JP H02179252 A JPH02179252 A JP H02179252A JP 63330926 A JP63330926 A JP 63330926A JP 33092688 A JP33092688 A JP 33092688A JP H02179252 A JPH02179252 A JP H02179252A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 a、産業上の利用分野 本発明は、多回転位置検出器に関し、特に、ステータを
有するケーシングを回転軸と連動して回転させることに
より、回転軸の多回転数に対する絶対値を検出できるよ
うにするための新規な改良に関する。
b、従来の技術 従来、用いられていたこの種のレゾルバ又はシンクロ等
の回転位置検出器としては狸々あるが、その中で代表的
な構成について述べると、第7図にて示される本出願人
が社内で製造していたレゾルバの構成を開示することが
できる。
すなわち、第8図において符号1で示されるものは全体
形上がほぼ筒形をなずケーシングであり、このケーシン
グ1の両端に設けられた一対の軸受2及び3には回転軸
4が回転自在に設けられている。
前記回転軸4には、回転トランス用ロータ巻線5aを有
する回転トランス用ロータ5及びレゾルバ用ロー2巻a
6mを有するレゾルバ用ロータ6が間隔部材7によって
所定の間隔を保持した状態で設けられている。
さらに、前記ケーシング1の内壁1aにおける前記回転
トランス用ロータ5と対応する位置には、回転l・ラン
ス用ステータ巻線8aを有する回転トランス用ステータ
8が設けられ、前記回転トランス用ロータ巻線5aと回
転トランス用ステータ巻線81Iは互いに誘導結合して
いる。
又、前記ケーシング1の内’j11 aの前記レゾルバ
用ロータ6に対応する位置には、レゾルバ用ステータ巻
線9aを有するレゾルバ用ステータ9が設けられ、前記
回転トランス用ステータ8とレゾルバ用ステータ9との
間は間隔部材10によって所定の間隔に保たれていると
共に、前記レゾルバ用ロータ6とレゾルバ用ステータ9
によってレゾルバ部11を形成している。
従来のレゾルバは前述したように構成されており、以下
に、その動作について説明する。
まず、回転トランス用ステータ巻線8aがら励磁信号を
供給すると、この励磁信号は回転トランス用ロータ巻線
5aから、図示しない接続線を介してレゾルバ用ロータ
巻線6aに供給され、このレゾルバ用ロータ巻線6aが
励磁される。
前述の状態で、回転軸4が、図示しない工作機等の回転
部材に接続された状態で回転されると、この回転軸4の
回転角度に応じた回転角度信号が得られる。
C1発明が解決しようとする課題 従来のレゾルバは、以上のように構成されていたため、
次のような課題を有していた。
すなわち、被検出側の回転軸の複数回転状態を絶対値で
常時検出しようとする場合、減速機構を介して他のレゾ
ルバを結合させなければならず、全体の構成が大形化す
ると共に、コストアップとなり、最近の小形化及び低酒
格化のニーズに対応することはできず、逆行する状態と
なっていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、ステータを有するケーシングを回転軸と
連動して回転させることにより、回転軸の多回転数に対
する絶対値を検出できるようにした多回転位置検出器を
提供することを目的とする。
d、課題を解決するための手段 本発明による多回転位置検出器は、ケーシングに収付け
られたステータに形成されたステータ巻線と、前記ケー
シングに回転自在に設けられた回転軸に取付けられロー
タ巻線を有するロータとを(!1ffえ、前記ロータと
ステータとの相対回転によって回転位置を検出するよう
にしたものにおいて、前記回転軸とケーシングとの間を
結合する減速機f14と、前記ケーシングを回転自在に
保持するための外部軸受とを備え、前記回転軸の回転に
より前記ケーシングが回転し、前記ゲージングは前記回
転軸の回転より小なる角度で回転するようにした構成で
ある。
又、他の発明である多回転位置検出器は、ケーシングに
回転自在に設けられステータ巻線を有するステータと、
前記ケーシング内に回転自在に設けられ前記ステータと
対応してロータ巻線を有するロータと、前記ロータを保
持し前記ケーシングに回転自在に設けられた回転軸と、
前記回転軸の回転を任意の回転比で前記ステータに伝達
するための回転伝達機構とを備え、前記回転軸が1回転
した場合、前記ステータは1回転以下で回転するように
した構成である。
81作用 本発明による多回転位置検出器においては、回転軸と同
時に回転するロータに連動して、任意の回転比の減速v
1楕を介してステータが回転自在に連動しているため、
例えば、回転比Nで減速v1横を構成した場合、回転軸
の1回転(360” )に対してステータは360°x
(1−N>回転となり、N=0.75  とした場合に
は、出力回転角度信号としては、回転軸の1回転につき
90°の信号となり、回転軸を4回転した場合に360
°の出力信号となって、4回転の検出を行うことができ
る。
f、実施例 以下、図面と共に本発明による多回転位置検出器の好適
な実施例について詳細に説明する。
尚、従来例と同−又は同等部分については、同一符号を
用いて説明する。
第1図から第7国道は、本発明による多回転位置検出器
を示すためのもので、第1図は全体構成を示す断面図、
第2図は第1図の他の実施例を示すための断面図、第3
図及び第4図は第1図の他の実施例を示す断面図、第5
図は各巻線の電気結線図、第6図は入出力電圧を表わす
ベクトル図、第7[21は第1図の他の実施例を示す断
面図である。
まず、第1図において符号1で示されるものは全体形状
がほぼ筒形をなすケーシングであり、このケーシング1
の外周面1bは、基部20に設けられた一対の外部軸受
21及び22によって回転自在に設けられていると共に
、このケーシング1の外周面1bには非接触型の回転ト
ランスからなる回転式外部信号取出手段23が設けられ
ている。
前記回転式外部信号取出手段23は、前記基部20に設
けられ外部回転トランス用ステータ巻線24aを有する
外部回転トランス用ステータ24及び前記ケーシング1
の外周面1bに設けられ外部回転トランス用ロータ巻線
25aを有する外部回転トランス用ロータ25とから構
成されている。
前記ケーシング1の内壁1&の前記回転式外部信号取出
手段23に対応する位置には、回転トランス用ステータ
巻線8&を有する回転トランス用ステータ8が設けられ
ていると共に、この内壁1aの下方位置には間隔部材1
0を介してステータ巻線9aを有するステータ9が設け
られている。
前記ゲージング1の両端に設けられた一対の軸受2及び
3には、回転軸4が回転自在に設けられており、この回
転軸4には1回転トランス用ロニタ巻線5aを有する回
転トランス用ロータ5及びロータ巻線6aを有するロー
タ6が、間隔部材7を介して設けられ、前記回転トラン
ス用ロータ5及び回転トランス用ステータ8とによって
回転トランス26を構成すると共に、前記ロータ6とス
テータ9によって回転位置検出器27としてのレゾルパ
スはシンクロを構成している。
さらに、前記回転軸4とケーシング1との間には、任意
の減速比を有する歯車からなる減速機構30が設けられ
、回転軸4を1回転させるとケーシング1は360°以
下の回転となるように構成されている。
又、第2図は、第1図の構成とほぼ同一のもので、第1
図の構成と異なることは、前記回転式外部信号収出手段
23が回転トランス構成ではなく。
ブラシ18と導電リング29とからなることで、他の部
分は全く同一に構成されているため、同一部分には同一
符号を付し、その具体的説明は重複を避けるために省略
する。
さらに、第3図に示す他の実施例の構成においては、第
1図及び第2図に示す構成とほぼ同一であるが、第1図
及び第2図が回転トランス26を介してロータ巻線6a
に励磁信号を印加する構成であるのに対し、ステータ巻
線9aに励磁信号を印加し、このステータ巻線9aから
出力信号を取り出すようにした公知の構成の可変リラク
タンス型レゾルバ(又はシンクロ)による構成であり、
このステータ巻線9aは、第3A図のように1人力で2
出力の場合、第3B図のように、2人力で1出力の場合
を用いることができる。
尚、第3図の構成では、第1図及び第2図と同一部分に
は同一符号を付して、その説明は重複を避けるために省
略している。
又、第4図は他の実施例を示すための構成であり、前述
の各実施例と異なる点は、ケーシングの構成を変更し、
箱体IAを固定とすると共に、ステータ9を軸40の保
持部40aに設けて回転自在とし、回転軸4の回転は、
この回転軸4に接続された複数のギヤ30a、301+
及び30cを介して軸40の駆動ギヤ30dに伝達され
、これらの各ギヤ30a〜30dによって減速機構30
を構成している。
尚、第4図の構成では、第1図及び第2図と同一部分に
は同一符号を付して、その説明は重複を避けるために省
略している。
本発明による多回転位置検出器は、以上のように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。
まず、一般に、レゾルバ(又はシンクロ)よりなる回転
位置検出器の場合、第5図及び第6図で示されるように
、レゾルバのステータ巻線9a及びロータ巻116 a
は、各々互いに電気的に90度ずれた2個の巻線よりな
り、第5図の結線構成では、ステータ巻線9aは単相、
ロータ巻a6aは直交二相巻線を有していることを示し
ている。
ここで、ステータ巻線9aのS、−S3端子に一定の交
流電圧が加えられると、電磁誘導により、ロータ巻線6
aには鎖交磁束により電圧が生じる。
この出力電圧の大きさは、ステータ巻線9 aに加えら
れる電圧の振幅、ロータ6の角度によって決まるステー
タ巻線9aとロータ巻arの磁気的結合度によるもので
、各ロータ巻線6aに鎖交する磁束はロータ6の角度の
sin及びeogに比例する。
従って、ロータ6の角度θを定め、ステータ9人力ES
I−3、ロータ6出力ER+−3、E R2−4、最大
結き係数1(とすれば、出力電圧は次式の通りとなる。
E  R1−3=  K  E  Bl −3cos 
θE R2−4= K Est−3sinθ又、第6図
は、前式を用いて電気的表示をベクトルを用いて表示し
たもので、これによってレゾルバの励磁電圧は直交電圧
に分解されたものであることが明らかである。
従って、前述の第1図及び第2図の構成の場合、回転式
外部信号取出手段23から入力された励磁信号は、回転
トランス26を介してロータ巻線6aに供給され、回転
位置信号はステータ巻線9aから、図示しない接続線を
介して回転式外部信号取出手段23から取出すことがで
きる。
又、第3図及び第4図の構成の場合には、ステータ巻線
9aが入力と出力の二tm成となっているため、ステー
タ巻線9a励磁で、このステータ巻線9aから出力信号
を出力することができる。
次に、前述の構成におけるロータ6とステータ9の相対
回転動作について述べる。
まず、回転軸4とステータ9の回転を伝達するための減
速a楕30の回転比をNとした場合、回転軸4の1回転
(360°)に対してステータ9は360°x(1−N
)回転となり、N=0.75  とした場合には、出力
回転角度信号としては、回転軸4の1回転につき90°
の信号となり、回転軸4を4回転した場合に360°の
出力信号となって、第4A図に示すように、4回転の検
出を行うことができる。
従って、前述の回転比Nを任意の値とすることによって
、任意に回転軸4のアブソリュート回転位置信号を得る
ことができる。
又、第7図に示すように、ケーシング1の外部に設けた
外部取付体40に前記減速fifl130を設けた場合
も同等の作用を得ることができる。
尚、第1図の構成を第1段とし、この第1段のケーシン
グにロータを設け、その外側にステータを設け、この第
2段のロータとステータ間に減速a横を設けるとさらに
上位のアブソリュート回転位置信号が得られる。又、第
2段のロータを第1段の前又は後へ置き、第1段のケー
シングと結合し、第1段と同様の構成とすると前述と同
性能が得られる。
g8発明の効果 本発明による多回転位置検出器は、以上のように構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ロータとステータとが相互回転し、任意の回
転比でもって回転軸の多回転状態を検出することができ
るため、全体形状を従来のように大きくすることなく、
且つ、1個の検出器のみで構成でき、全体形状を小形化
し、大11なコストダウンを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第6国道は、本発明による多回転位置検出器
を示すためのもので、第1図は全体構成を示す断面図、
第2図は第1図の他の実施例を示す断面図、第3図及び
第4図は第1図の他の実施例を示す断面図、第3A図及
び第3B図は結線図、第4A図は波形図、第5図は各巻
線の電気結線図。 第6図は入出力電圧を表わすベクトル図、第7図は第1
図の他の実施例を示す断面図、第8図は従来構成を示す
断面図である。 1はクーリング、4は回転軸、6はロータ、6uはロー
タ巻線、9はステータ、9aはステータ巻線、23は回
転式外部信号取出手段、30は減速機構である。 第3図 第3A図 第3B図 (シンタロレゾルバのI!気的表示) 第4図 第4A図 0c′ 360’ 720’ +080’ +440’ 第8図 第7図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、ケーシング(1)に取付けられたステータ(9
    )に形成されたステータ巻線(9a)と、前記ケーシン
    グ(1)に回転自在に設けられた回転軸(4)に取付け
    られたロータ巻線(6a)を有するロータ(6)とを備
    え、前記ロータ(6)とステータ(9)との相対回転に
    よって回転位置を検出するようにしたアブソリュート回
    転位置検出器において、前記回転軸(4)とケーシング
    (1)との間を結合する減速機構(30)と、前記ケー
    シング(1)を回転自在に保持するための外部軸受(2
    1)とを備え、前記回転軸(4)の回転により前記ケー
    シング(1)が回転し、前記ケーシング(1)は前記回
    転軸(4)の回転より小なる角度で回転するようにした
    ことを特徴とする多回転位置検出器。
  2. (2)、箱体(1A)に回転自在に設けられステータ巻
    線(9a)を有するステータ(9)と、前記箱体(1A
    )内に回転自在に設けられ前記ステータ(9)と対応し
    てロータ巻線(6a)を有するロータ(6)と、前記ロ
    ータ(6)を保持し前記箱体(1A)に回転自在に設け
    られた回転軸(4)と、前記回転軸(4)の回転を任意
    の回転比で前記ステータ(9)に伝達するための減速機
    構(30)とを備え、前記回転軸(4)が1回転した場
    合、前記ステータ(9)は1回転以下で回転するように
    したことを特徴とする多回転位置検出器。
  3. (3)、前記減速機構(30)は、前記ケーシング(1
    )の外側に設けられた外部取付体(40)に保持されて
    いるように構成したことを特徴とする請求項1記載の多
    回転位置検出器。
  4. (4)、前記ケーシング(1)の外側に設けられた回転
    式外部信号取出手段(23)を有し、前記回転式外部信
    号取出手段(23)によって前記ステータ巻線(9a)
    又はロータ巻線(6a)への信号の出入れを行うように
    構成したことを特徴とする請求項1記載の多回転位置検
    出器。
JP63330926A 1988-12-29 1988-12-29 多回転位置検出器 Expired - Lifetime JP2733504B2 (ja)

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