JPH0898486A

JPH0898486A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH0898486A
Application number: JP6229237A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishizaki; 彰石崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】パラボラアンテナ、ロボット、インデックス
テーブル等の高精度の位置決めを必要とする機械装置に
広く利用される位置検出装置に関し、簡単な構造で高い
精度が得られるようにする。【構成】Ｚ₁個のスロットを有する固定子鉄心と、Ｚ
₂個のスロットを有する回転子鉄心からなり、固定子の
スロットには極数２Ｐ₁の単相または２相の励磁巻線
と、極数２Ｐ₂の２相、３相または単相の出力巻線が納
められ、回転子には巻線を有しない構造において、Ｚ₁
とＺ₂との差の絶対値がＰ₁とＰ₂の差の絶対値又は和
に等しくなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信用パラボラアンテ
ナ、ロボット、インデックステーブル等の高精度の位置
決めを必要とする機械装置に広く利用される、構造簡単
で保守の不要な、検出精度の高い位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から上記用途には、多極レゾルバが
用いられてきた。多極レゾルバは固定子及び回転子に多
数の巻線を有するため製造コストが高価となり、また連
続的に回転する用途の場合には、回転子巻線に電流を供
給するためにスリップリングとブラシを用いる必要があ
るので、構造が複雑になり、保守上の問題も生ずる。一
方、従来のバーニア形レゾルバは、各歯ごとに集中巻線
を有し、回転子位置による巻線のインダクタンスの変化
を利用する構造で、高調波磁束成分による誤差を生じや
すいという欠点がある。

【０００３】本発明は上記の問題に鑑み、励磁巻線及び
出力巻線を異なった極数２Ｐ₁及び２Ｐ₂の巻線とする
とともに、Ｚ₁個のスロットを有する固定子鉄心と、Ｚ
₂個のスロットを有する回転子鉄心からなり、回転子に
は巻線を有しない構造で、Ｚ₁とＺ₂の差の絶対値がＰ
₁とＰ₂の差の絶対値又は和に等しくなるようにすると
ともに、出力巻線の誘導電圧に含まれる高調波成分を最
小とすることによって、高精度の位置検出の可能な位置
検出装置を供給することを目的とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、精度の
高い多極レゾルバは構造が複雑で高価であり、他方構造
が簡単で安価なバーニア形レゾルバは高調波成分のため
に精度において問題がある。従って回転子に巻線を有し
ない構造の簡単なレゾルバにおいて、いかに精度を向上
するかということが解決すべき最も重要な課題である。
本発明はこれらの課題を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従来のバーニア形レゾル
バにおける上記の問題点は、励磁巻線及び出力巻線がと
もに歯に巻かれた集中巻線で回転子位置による巻線のイ
ンダクタンス変化を利用するものであるために生ずるこ
とに鑑み、発明者はこれらの巻線を、通常の回転機と同
様な極数Ｐの分布巻線とし、かつ短節巻の効果を有する
巻線とするとともに、固定子及び回転子のスロット数と
極数との関係をＺ₂＝Ｚ₁±Ｐとすることによって、回
転子の１スロットピッチの動きを１周期とするｃｏｓ及
びｓｉｎ関数に比例した電圧を出力巻線に誘導すること
を特徴とする発明を既に出願した。

【０００６】しかし、この発明は励磁電源を電流源とす
る必要があるため電源が複雑になり、また２相出力巻線
のうち１相には位置に無関係の一定電圧が誘導されるの
で、これを除去するための回路を必要とする等の欠点が
あることが明らかとなった。この欠点は励磁巻線と出力
巻線の極数を同一としたために生ずることに鑑み、本発
明は励磁巻線と出力巻線の極数を異なったものとして、
それぞれの極数を２Ｐ₁及び２Ｐ₂として表すとき、固
定子スロット数Ｚ₁と回転子スロット数Ｚ₂との差の絶
対値がＰ₁とＰ₂との差の絶対値又は和に等しくなるよ
うにすることを特徴とする。

【０００７】バーニア形レゾルバにおいては、スロット
数を多くするほど位置検出精度が高くなるが、そのため
に巻線を納める固定子スロットを多くすることは、巻線
の数が多くなり、コスト高となるので、歯に小スロット
を設けることによって、巻線の数を増加することなく、
回転子スロット数を増加して、安価で高精度なレゾルバ
を実現することを特徴とする。

【０００８】有力な検出誤差は出力巻線の誘導電圧に含
まれる高調波成分によって生ずるので、本発明では次に
述べるように出力電圧のｃｏｓ及びｓｉｎ波形に含まれ
る高調波成分を最小にするための手段を理論解析に基づ
いて確立した。まず、本発明は回転子スロットによるギ
ャップパーミアンス脈動を利用しているが、誘導電圧に
含まれる高調波成分に対して最も影響があるのは、回転
子スロットの形状である。そこで、回転子歯の中央を原
点として回転子外周の位置を表す空間角をθ₂とすると
き、回転子スロットによる単位面積当りのギャップパー
ミアンス（以後ギャップパーミアンス係数という）の脈
動がｃｏｓ（Ｚ₂・θ₂）となるようなスロット形状と
したことを特徴とする。

【０００９】通常の単相巻線に電流を流したときに生ず
る起磁力にも、また単相巻線の誘電電圧にもすべての奇
数次の高調波成分を含んでいて、これらのうち低次高調
波成分が出力巻線の誘電電圧に高調波成分を生ずる有力
な原因の一つである。そこで、本発明では３の整数倍の
次数の高調波成分を除去するために、単相及び２相巻線
においては３相巻線の２相分を１相の巻線として用いる
とともに、分布巻でかつ短節巻として低次高調波成分に
対する巻線係数が小さくなる巻線方式とすることを特徴
とする。

【００１０】通常、短節巻は２層巻によって実施され、
単層巻では不可能とされているが、一般に２層巻の場合
に使用されるダイアモンドコイルは、鉄心外に突出する
コイル端の寸法が長くなる欠点があり、これは極数の小
さい場合に特に著しい。これに対し、同心コイルを使用
する単層巻では、極数の小さい場合でもコイル端の寸法
を短くすることができる。本発明では２相分を単層巻と
する場合には、単層巻でも短節巻と同じ巻線係数を有す
る巻線方式とすることができることを理論的に明らかに
し、コイル端の寸法を短縮して、バーニア形レゾルバの
外形を小形化することを特徴とする。

【００１１】以上は回転体の角度位置の検出を目的とす
るものであるが、同じ原理で直線的な移動に対する位置
検出を行うことができる。上記の固定子鉄心を１個所で
切断して直線状にした鉄心Ａと、回転子鉄心を１個所で
切断して直線状にした鉄心Ｂとが、互いにスロットの面
が対向し、一定のエアギャップを保って、そのいずれか
一方が移動し得るようにした構造において、上記回転位
置検出装置のエアギャップにおける全円周に等しい長さ
をＬとするとき、この寸法Ｌのなかに鉄心ＡではＺ
₁個、鉄心ＢではＺ₂個のスロットが存在するように
し、鉄心Ａのスロットには極数２Ｐ₁の単相又は２相の
励磁巻線と極数２Ｐ₂の２相，３相又は単相の出力巻線
を設けるとともに、Ｚ₁とＺ₂の差の絶対値がＰ₁とＰ
₂の差の絶対値または和に等しくなるようにすることに
よって直線位置を高精度に検出することを特徴とする。

【００１２】

【作用】励磁巻線の極対数Ｐ₁と出力巻線の極対数Ｐ₂
ならびに、固定子及び回転子のスロット数Ｚ₁及びＺ₂
との間に｜Ｚ₁−Ｚ₂｜＝｜Ｐ₁−Ｐ₂｜又は｜Ｚ₁−Ｚ₂｜＝Ｐ₁＋Ｐ₂ の関係がある場合には、極対数Ｐ₁の単相励磁巻線に流
れる電流によって生ずるギャップ磁束密度には、回転子
の１スロットピッチ分回転子が移動するとき、極対数Ｐ
₂の１極対の間隔を移動する成分が含まれることを利用
して、極対数Ｐ₂の電気角で９０°空間的に離れた巻線
軸を有する極対数Ｐ₂の２相巻線を出力巻線として固定
子に設けることによって、回転子の１スロットピッチの
回転子の移動に対して１周期となるｃｏｓ及びｓｉｎ波
形の電圧を誘導することができるので、この信号をＲ／
Ｄ変換器で処理することによって高精度の位置検出を行
うことができる。この場合出力巻線として３相巻線を固
定子に設け、その出力電圧をスコットトランスによって
２相に変換することによっても同じ結果を得ることがで
きる。

【００１３】また逆に励磁巻線を２相巻線とした場合に
は、単相の出力巻線に誘導される電圧は回転子の位置に
よって位相が変化し、その位相は回転子の１スロットピ
ッチの動きに対して２π変化することを利用して、この
信号をＲ／Ｄ変換器で処理することによって高精度の位
置検出を行うことができる。回転子には巻線を設けなく
ても良いので、構造簡単で安価とすることができるが、
検出誤差を少なくする対策が必要である。本発明では以
下の実施例に示すように検出電圧のｃｏｓ及びｓｉｎ波
形に含まれる高調波成分を最小にするための手段を理論
解析に基づいて確立した。

【００１４】この高精度な回転角度位置の検出の原理
は、固定子鉄心及び回転子鉄心を直線状とし、両鉄心の
スロット面が対向し、一定のエアギャップを保って、い
ずれか一方の鉄心が直線的に移動し得る構造とすること
によって、直線位置の高精度な検出にも適用することが
できる。

【００１５】

【実施例】図１ないし図９を参照して本発明の実施例を
原理とともに説明する。図１は固定子１０及び回転子１
１を示している。図１において、固定子にはその内周全
体に等間隔にスロット１０ａが形成される（図にはスロ
ットの一部のみが示されている）。このスロットには極
数２Ｐ₁の単相の励磁巻線と極数２Ｐ₂の２相出力巻線
がいずれも分布巻として納められている。また回転子に
はその外周全体に等間隔にスロット１１ａが形成されて
いる。固定子のスロット数をＺ₁、回転子スロット数を
Ｚ₂とするとき｜Ｚ₁−Ｚ₂｜＝｜Ｐ₁−Ｐ₂｜（１）または｜Ｚ₁−Ｚ₂｜＝Ｐ₁＋Ｐ₂ （２）のいずれかを満足するように選ぶ。ギャップパーミアン
ス係数は

【００１６】

【数１】

【００１７】として表される。ここでα及びγは０を含
む正、負の整数を表すものとし、θ₁は一つの極に含ま
れる励磁巻線のコイル辺全体の中央を原点として固定子
内周の任意の点の位置を空間角で示す座標であり、θ₂
はｔ＝０の瞬間にθ₁の原点に最も近い位置にある回転
子スロットの中央を原点として回転子に固定された座標
であって、θ₁と同様に空間角で表される。回転子が静
止している場合に、θ₂とθ₁の両原点の間の空間角を
ξφ₂とすれば、これらの関係は図２から明らかなよう
に、 θ₂＝θ₁−ξφ₂ （４）となる。ここでφ₂は回転子スロットピッチでφ₂＝２
π／Ｚ₂であり、ξは上記のθ₂の原点についての定義
から明らかなように −０．５≦ξ≦０．５（５）の範囲内の値をとる。（４）式を（３）式に代入する
と、

【００１８】

【数２】

【００１９】となる。励磁巻線に流れる電流の実効値を
Ｉ₁とし、角周波数をωとすると、この電流による基本
波起磁力は

【００２０】

【数３】

【００２１】として表される。ここでＷｅは励磁巻線の
巻数、Ｐ₁は励磁巻線の極対数、ｋ_W1は基本波成分に対
する巻線係数である。（７）式と（６）式との積として
磁束密度が求められる。

【００２２】

【数４】

【００２３】ここで磁束密度の次数（Ｐ₁＋αＺ₁＋γ
Ｚ₂）について検討してみる。α＝γ＝０の場合に（Ｐ
₁＋αＺ₁＋γＺ₂）＝Ｐ₁となるが、このほかに
（１）式または（２）式が満足される場合には（Ｐ₁＋
αＺ₁＋γＺ₂）の値がＰ₂又は−Ｐ₂となるようなα
＝１，γ＝−１又はα＝−１，γ＝１の組合せが必ず存
在する。これらの項のみを取り出して磁束密度の式を表
すと、γ及びＰ₂の正負の組合せによって、

【００２４】

【数５】

【００２５】または

【００２６】

【数６】

【００２７】のいずれかの式で表される。（９）及び
（１０）式の第２項は極対数がＰ₂の基本波磁束密度を
表している。また、Ｚ₂φ₂＝２πであるので、ξが−
０．５から＋０．５まで変化するとき、すなわち回転子
が１スロットピッチ動くとき、そのピーク値の位置は１
極対分動くことを示している。従って極対数がＰ₂の出
力巻線を固定子スロットに設けておけば、出力巻線との
鎖交磁束の大きさが回転子スロットの位置によって変化
するので、出力巻線の誘導電圧の大きさによって回転子
位置を検出することができる。具体的には二つの出力巻
線を固定子スロットに設ける。

【００２８】すなわち一つは出力巻線の一つの極に含ま
れるコイル辺全体の中央がθ₁の原点の位置に、他の一
つは前記出力巻線の巻線軸から極対数Ｐ₂の電気角で９
０°離れた位置に設ける。前者を出力巻線１、後者を出
力巻線２ということとする。ただし、ここに示した出力
巻線の配置は説明の便宜のためであって、必ずしも出力
巻線１を励磁巻線と同一の位置に設けなくてもよい。２
組の出力巻線が電気角で９０°離れた位置であれば、こ
れらは固定子スロットの任意の位置に配置することがで
きる。

【００２９】Ｐ₁がＰ₂の偶数倍及び３の奇数倍の場
合、又はＰ₁がＰ₂の整数倍でない場合、（９）または
（１０）式の磁束密度によって、出力巻線１には √２・Ｅ_d1ｃｏｓ（Ｚ₂ξφ₂）・ｓｉｎ（ωｔ）（１１）の電圧が誘導され、出力巻線２には √２・Ｅ_d1ｓｉｎ（Ｚ₂ξφ₂）・ｓｉｎ（ωｔ）（１２）の電圧が誘導される。従って上記の２組の出力巻線には
回転子がその１スロットピッチ移動したときに１周期と
なるｃｏｓ及びｓｉｎ関数に比例した電圧が誘導され
る。この電圧は、従来の多極レゾルバにおいて回転子が
その１極ピッチ移動したときに出力巻線に誘導する電圧
と同一であるので、Ｒ／Ｄ変換器で処理することによっ
て位置検出を行うことができる。これが本発明の基本原
理である。

【００３０】Ｐ₁とＰ₂との関係が上記以外の場合には
（１１）及び（１２）式の電圧に加えて、回転子位置に
無関係な一定電圧も誘導されるが、この一定電圧は回路
処理によって除去できる。この場合Ｚ₂を増加して回転
子のスロットピッチを小さくするほど、１周期の電圧を
発生する回転子の移動距離が小さくなるので、分解能及
び検出精度が上がることは明らかである。しかし（１）
または（２）式の関係を満足しなくてはならないので、
Ｚ₁も増加することが必要である。すべての固定子スロ
ットに巻線を納める通常の方式では、Ｚ₁を増加すると
コイル数も増加してコスト高となる。そこで、第３図の
ように固定子の歯部に巻線スロット１０ａのほかに巻線
を納めない小スロット１０ｂを設け、巻線スロットと小
スロットとの合計のＺ₁と回転子スロット数Ｚ₂との間
に（１）または（２）式が成り立つようにすれば、コイ
ル数を増加することなくＺ₂を増加して検出精度を向上
することができる。

【００３１】出力巻線の誘導電圧をＲ／Ｄ変換器で処理
して位置検出を行う場合に、検出誤差を最小にするに
は、電圧波形に含まれる高調波成分を最小とし、できる
だけ完全なｃｏｓ及びｓｉｎ波形とすることが必要であ
る。これまでは原理の説明のために、基本波のみを考慮
した理論を述べてきたが、本発明における検出誤差を最
小にするための手段を以下の実施例について述べる。

【００３２】ここで実施例として、Ｚ₁＝２４，Ｚ₂＝
２２，Ｐ₁＝４，Ｐ₂＝２の場合について示す。この場
合（１）式の条件を満足し、Ｐ₁はＰ₂の２倍であるの
で出力巻線１及び２には（１１）式及び（１２）式の電
圧が誘導される。電圧波形に含まれる高調波成分を最小
にするためには、まず起磁力に含まれる高調波成分を最
小にする必要がある。起磁力を示す（７）式は基本波成
分のみを示すが、一般にはすべての奇数次の高調波成分
を含む。しかし励磁巻線として３相巻線の２相分を単相
巻線として用いることによって、起磁力に３の整数倍の
次数を含まないようにすることができる。この場合ｍを
零及び正、負の整数とし、ｎ₁＝１＋６ｍとすれば起磁
力の一般式は

【００３３】

【数７】

【００３４】となる。この起磁力によって生ずるギャッ
プ磁束密度分布は

【００３５】

【数８】

【００３６】として表される。ここで（ｎ₁Ｐ₁＋αＺ
₁＋γＺ₂）は磁束密度の空間分布の次数である。この
場合ｎ₁Ｐ₁＋αＺ₁＋γＺ₂＝ｎ₂Ｐ₂ （１５）と置くことができることは下記のように証明される。

【００３７】３相巻線としては分数スロットとすること
もできるが、ここでは整数スロットとして考えると、出
力巻線の毎極毎相のスロット数をｑ₂とすれば、Ｚ₁＝６ｑ₂Ｐ₂ （１６）として表される。また（１）式及びＰ₁＝２Ｐ₂の関係
からＺ₂＝（６ｑ₂−１）Ｐ₂ （１７）となる。（１５）式に（１６）及び（１７）式の関係を
代入すればｎ₂＝２−γ＋６｛２ｍ＋（α＋γ）ｑ₂｝（１８）となる。

【００３８】この磁束密度によって出力巻線１に誘導さ
れる電圧は絶対値が１以上のγに対して、

【００３９】

【数９】

【００４０】として、また出力巻線２に誘導される電圧
は

【００４１】

【数１０】

【００４２】として表される。これらの式から明らかな
ようにγ＝±１の場合が有効成分で、これ以外の項は含
まれないことが望ましい。γ＝２以上の値に対しては、
（１８）式のｎ₂が奇数となる場合に出力巻線に電圧が
誘導され、検出誤差の原因になる。本発明では、以下の
実施例に示すような方法によってこの誘導電圧を最小に
している。まず、出力巻線として３相巻線の２相分を用
いることによって、３の整数倍の次数の磁束密度による
誘導電圧を零とすることができる。また、特に有害な次
数の巻線係数を小さくすることを目的として、分布巻で
かつ適切なコイルピッチの短節巻とすることによって、
高調波磁束密度による誘導電圧を極力小さくするような
巻線方式とする。

【００４３】巻線方式の１例を図４ないし図７に示す。
この例では励磁巻線、出力巻線１及び２のいずれも３相
巻線のＵ相のコイル１２とＶ相のコイル１３を図４のよ
うに接続して用いるものとし、励磁巻線は毎極毎相のス
ロット数が１で２／３の短節巻、出力巻線は毎極毎相の
スロット数が２の分布巻で、５／６の短節巻としてスロ
ットに納められた状態を展開図の形で図５に示す。

【００４４】図５においてスロット番号１から１２まで
が出力巻線の１極対である。この図５に示されるよう
に、励磁巻線はスロットの開口部に最も近く、出力巻線
１は中間部に、また出力巻線２はスロット底部に納めら
れている。このような短節巻は通常図６のような２層巻
としてダイヤモンド形コイルが用いられるが、コイル端
の寸法が長くなるという欠点がある。

【００４５】そこでスロット内のコイル辺の配置はその
ままとして、図７のように同心形コイルとしても巻線係
数は図６の巻線と同一であることは理論的に証明でき
る。図７の場合にはコイル端の寸法を小さくして、機器
を小型にすることができる。図６及び図７は出力巻線に
ついて示したが、励磁巻線についても全く同様である。
さらに、回転子スロットによるパーミアンス脈動は、γ
＝２以上の項を含まないスロット形状とすることによっ
て、検出誤差を最小とすることを実現することができ
る。このためには、回転子スロットによるギャップパー
ミアンス係数をＰ₀₀＋Ｐ₀₁ｃｏｓ（Ｚ₂・θ₂）（２３）とすることが必要で、これを実現するスロット形状につ
いて理論的に研究した結果、座標θ₂の位置における回
転子鉄心の外周と中心との距離ｒθ₂を

【００４６】

【数１１】

【００４７】とすればよいことが明らかになった。図８
にその１例を示すが、ｒ₁は固定子鉄心の内周の半径で
ある。またｈを０からＺ₂−１の整数とすると、δ₁は
θ₂＝２ｈπ／Ｚ₂におけるギャップ長で、最小ギャッ
プ長に相当する。またδ₀は θ₂＝（１＋２ｈ）π／２Ｚ₂ におけるギャップ長である。従って、δ₀及びδ₁の寸
法を決めれば回転子外周の形状、すなわちスロット形状
を確定することができる。この場合のギャップパーミア
ンス係数は

【００４８】

【数１２】

【００４９】となる。この式から明らかなように、Ｐ₀₀
はδ₀によって決まり、Ｐ₀₁／Ｐ₀₀はδ₀／δ₁によっ
て決まって、ギャップパーミアンス係数は（２３）式で
表される。ただし、（２４）式を導出した理論は、磁束
線が半径方向に通るという仮定のもとに展開されている
ので、ギャップパーミアンス係数にγ＝２以上の項を含
む場合がある。これが有害な大きさになる場合には、
（２４）式の回転子形状を基本として、有限要素法等の
磁界解析結果に基づいて回転子形状を修正し、ギャップ
パーミアンス係数が（２３）式となるようにする。この
ようにしてγ＝２以上の項をギャップパーミアンス係数
から完全に除去できれば、（１９）式及び（２０）式は
γ＝１に対応するもののみとなり、検出誤差を零とする
ことができる。

【００５０】これまでは回転角度位置を高精度に検出す
るレゾルバについて説明してきたが、固定子鉄心を極の
境目の１個所で切断して直線状に展開した形を考える
と、その断面は図９のようになる。図９において、２０
は鉄心Ａ、２０ａはスロットである。この実施例におい
ては端効果の影響を避けるために両端にはコイルを嵌め
込まれていない鉄心を有するとともに、出力巻線は端効
果の影響を受けない位置に配置されている。前述の回転
子鉄心に対応するものとして、図９に示すように鉄心Ａ
より長い鉄心Ｂが鉄心Ａに対向して設けられ、一定のエ
アギャップを保っていずれか一方が移動し得るようにな
っている。

【００５１】鉄心Ｂには一定の間隔でスロット２１ａが
設けられている。回転位置検出装置のエアギャップにお
ける全円周に相当する長さをＬとするとき、この長さＬ
のなかに含まれる鉄心Ａのスロット数をＺ₁、鉄心Ｂの
スロット数をＺ₁とし、且つ鉄心Ａにおいては長さＬの
なかのスロットに極数２Ｐ₁の励磁巻線と極数２Ｐ₂の
出力巻線を納め、鉄心Ｂには巻線を設けないようにした
構成において、Ｚ₁，Ｚ₂，Ｐ₁及びＰ₂の間に（１）
式又は（２）式の関係が成立つようにすれば、上記の回
転角度位置検出のレゾルバに関する理論はこの構造の場
合にも全く同様に成立することになり、直線位置を高精
度に検出することができる。

【００５２】以上の説明は単相の励磁巻線と２相の出力
巻線の場合について述べたが、出力巻線を３相として、
その出力電圧をスコットトランスによって２相に変換す
ることによっても同じ結果を得ることができる。また逆
に励磁巻線を２相巻線とした場合には、単相の出力巻線
に誘導される電圧は回転子の位置によって位相が変化
し、その位相は回転子の１スロットピッチの動きに対し
て２π変化することを利用して、この信号をＲ／Ｄ変換
器で処理することによっても、高精度の位置検出を行う
ことができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は励磁巻線
及び出力巻線をすべて固定子に設け、回転子は小スロッ
トを有する鉄心のみの簡単な構造で、回転子の１スロッ
トピッチの動きに対して高調波成分を殆ど含まないｃｏ
ｓ及びｓｉｎの信号を得ることができるので、安価で高
精度のレゾルバを実現することが可能となった。

【００５４】従来の多極レゾルバは高精度であるが高価
であり、一方、ＶＲ形レゾルバは精度に問題があるた
め、本発明による安価で高精度なレゾルバの実現は、精
度の高い位置制御の性能を有するロボットやＦＡ機器を
経済的に実用化し、産業設備の高度化に貢献するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄心断面図

【図２】θ₁，θ₂及びξφ₂の関係を示す説明図

【図３】本発明の固定子鉄心に小スロットを設けた場合
の鉄心の一部の断面図

【図４】本発明の巻線構成の基本的考え方を示した説明
図

【図５】本発明による励磁巻線、出力巻線１及び２のス
ロット内の配置の１例を示した説明図

【図６】本発明で２相巻とした励磁巻線の１例を示した
説明図

【図７】本発明で単相巻とした励磁巻線の１例を示した
説明図

【図８】本発明で高調波成分を低減する回転子スロット
形状の１例を示した説明図

【図９】本発明による直線位置検出用レゾルバの１実施
例を示した断面図

【符号の説明】

１０：固定子鉄心１０ａ：巻線スロット１０ｂ：小スロット１１：回転子鉄心１１ａ：回転子スロット１２：Ｕ相巻線１３：Ｖ相巻線２０：直線状鉄心Ａ２０ａ：鉄心Ａスロット２１：直線状鉄心Ｂ２１ａ：鉄心Ｂスロット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｚ₁個のスロットを有する固定子鉄心と、
Ｚ₂個のスロットを有する回転子鉄心からなり、固定子
のスロットには極数２Ｐ₁の単相または２相の励磁巻線
と、極数２Ｐ₂の２相、３相または単相の出力巻線が納
められ、回転子には巻線を有しない構成において、Ｚ₁
とＺ₂の差の絶対値が、Ｐ₁とＰ₂の差の絶対値または
和に等しくなるようにすることを特徴とする位置検出装
置。
【請求項２】請求項１記載の位置検出装置に於いて、固
定子鉄心には巻線用スロットの他に歯部にも等間隔に巻
線を有しない小スロットを設け、これらの両スロットの
総数をＺ₁とし、回転子スロット数Ｚ₂との間にＺ₁と
Ｚ₂の差の絶対値がＰ₁とＰ₂の差の絶対値または和に
等しくなるようにすることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の位置検出装置に於い
て、回転子スロットの中央を原点として回転子外周の位
置を表す空間角をθ₂とするとき、回転子スロットによ
る単位面積当りのギャップパーミアンスの脈動がｃｏｓ
（Ｚ₂・θ₂）となるようなスロット形状またはこれに
近似したスロット形状としたことを特徴とする位置検出
装置。
【請求項４】請求項１，２又は３記載の位置検出装置に
於いて、励磁電流による起磁力に３の整数倍の次数の高
調波成分を含まない励磁巻線と、３の整数倍の次数のギ
ャップ磁束密度による誘導電圧を生じない出力巻線を有
するとともに、励磁巻線並びに出力巻線を、低次高調波
に対する短節係数が小さくなる巻線方式とすることを特
徴とする位置検出装置。
【請求項５】請求項１，２，３又は４記載の位置検出装
置に於いて、単相または２相の励磁巻線及び出力巻線を
２層巻と同一の短節係数を有する単層巻としたことを特
徴とする位置検出装置。
【請求項６】断面が長方形で、一定間隔のスロットを設
けた二つの鉄心Ａ及びＢを、そのスロット面が対向し、
一定のエアギャップを保っていずれか一方が直線的に移
動し得る構造とし、鉄心の対向面の特定の長さＬのなか
に、鉄心ＡにおいてはＺ₁個、鉄心ＢにおいてはＺ₂個
のスロットが含まれるものとし、且つ鉄心Ａにおいては
長さＬのなかのスロットに極数２Ｐ₁の励磁巻線と極数
２Ｐ₂の出力巻線を納め、鉄心Ｂには巻線を設けないよ
うにした構成においてＺ₁とＺ₂の差の絶対値がＰ₁と
Ｐ₂の差の絶対値または和に等しくなるようにして、請
求項１，２，３，４又は５の回転位置検出装置を直線位
置の検出に使用可能としたことを特徴とする位置検出装
置。