JP3343466B2 - 回転型差動変圧器 - Google Patents
回転型差動変圧器Info
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- JP3343466B2 JP3343466B2 JP21501595A JP21501595A JP3343466B2 JP 3343466 B2 JP3343466 B2 JP 3343466B2 JP 21501595 A JP21501595 A JP 21501595A JP 21501595 A JP21501595 A JP 21501595A JP 3343466 B2 JP3343466 B2 JP 3343466B2
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- Japan
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- stator
- rotor
- differential transformer
- winding
- gap
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転型差動変圧器
に関し、特に、その出力電圧特性をプラスマイナス９０
度にわたり直線となるようにするための新規な改良に関
する。
に関し、特に、その出力電圧特性をプラスマイナス９０
度にわたり直線となるようにするための新規な改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の回転型差
動変圧器としては、例えば、図９で示すような構成が採
用されていた。すなわち、図９において符号１で示され
るものは全体形状が輪状に形成され、符号２，３，４，
５で示す４極構成よりなるステータであり、この４極に
より符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成されて
いる。励磁巻線１０は、図１０にも示されるように、対
向配置の第１極２及び第３極４に巻回され、出力巻線１
１は、対向配置の第４極５及び第２極３に巻回されてい
る。前記ステータ１の内側には、回転軸１２を介してロ
ータ１３が回転自在に設けられており、このロータ１３
は、大径部１３ａと小径部１３ｂが半円（１８０°）形
状で構成されている。従って、このロータ１３は、ステ
ータ１との間のギャップパーミアンスが回転角度θに比
例する形状に構成され、このロータ１３を回転した時の
出力電圧ＶＯＵＴは図１１で示すように、−１８０°か
ら０°を経て＋１８０°迄の角度範囲において、変化部
分としては−４５°から＋４５°迄の直線範囲となって
いた。
動変圧器としては、例えば、図９で示すような構成が採
用されていた。すなわち、図９において符号１で示され
るものは全体形状が輪状に形成され、符号２，３，４，
５で示す４極構成よりなるステータであり、この４極に
より符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成されて
いる。励磁巻線１０は、図１０にも示されるように、対
向配置の第１極２及び第３極４に巻回され、出力巻線１
１は、対向配置の第４極５及び第２極３に巻回されてい
る。前記ステータ１の内側には、回転軸１２を介してロ
ータ１３が回転自在に設けられており、このロータ１３
は、大径部１３ａと小径部１３ｂが半円（１８０°）形
状で構成されている。従って、このロータ１３は、ステ
ータ１との間のギャップパーミアンスが回転角度θに比
例する形状に構成され、このロータ１３を回転した時の
出力電圧ＶＯＵＴは図１１で示すように、−１８０°か
ら０°を経て＋１８０°迄の角度範囲において、変化部
分としては−４５°から＋４５°迄の直線範囲となって
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転型差動変圧
器は、以上のように構成されていたため、次のような課
題が存在していた。すなわち、図９及び図１０で示す巻
線構造においては、図１１で示すように、０°＋又は−
４５°（又は１８０°＋又は−４５°）をはずれる範囲
は、出力電圧が飽和してしまう特性であるため、この角
度範囲以上の角度検出を必要とするものについては検出
不能となっていた。そのため、４５°以上の角度検出を
必要とする場合には、ギヤを用いて回転軸の回転を減速
させて使用しなければならず、ギヤを用いることによる
コストの上昇、あるいは、減速構造による感度の劣化等
の問題が発生していた。
器は、以上のように構成されていたため、次のような課
題が存在していた。すなわち、図９及び図１０で示す巻
線構造においては、図１１で示すように、０°＋又は−
４５°（又は１８０°＋又は−４５°）をはずれる範囲
は、出力電圧が飽和してしまう特性であるため、この角
度範囲以上の角度検出を必要とするものについては検出
不能となっていた。そのため、４５°以上の角度検出を
必要とする場合には、ギヤを用いて回転軸の回転を減速
させて使用しなければならず、ギヤを用いることによる
コストの上昇、あるいは、減速構造による感度の劣化等
の問題が発生していた。
【０００４】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、その出力電圧特性をプラス
マイナス９０°にわたり直線となるようにした回転型差
動変圧器を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、その出力電圧特性をプラス
マイナス９０°にわたり直線となるようにした回転型差
動変圧器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による回転型差動
変圧器は、ステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線
を有し、前記ステータの内側に、前記ステータとのギャ
ップパーミアンスが回転角度θに比例するような形状の
ロータを有する回転型差動変圧器において、前記励磁巻
線は４×ｎ極（ｎ＝正数）であり、前記ロータは、ステ
ータとロータ間 のギャップδ θ が次式による条件を満足
する構成である。
変圧器は、ステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線
を有し、前記ステータの内側に、前記ステータとのギャ
ップパーミアンスが回転角度θに比例するような形状の
ロータを有する回転型差動変圧器において、前記励磁巻
線は４×ｎ極（ｎ＝正数）であり、前記ロータは、ステ
ータとロータ間 のギャップδ θ が次式による条件を満足
する構成である。
【数４】
【０００６】本発明の他の形態に係る回転型差動変圧器
は、ステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線を有
し、前記ステータの内側に、前記ステータとのギャップ
パーミアンスが回転角度θに比例するような形状のロー
タを有する回転型差動変圧器において、前記励磁巻線は
４×ｎ極（ｎ＝正数）であり、前記ロータは、ステータ
とロータ間のギャップδ θ が次式による条件を満足する
構成である。
は、ステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線を有
し、前記ステータの内側に、前記ステータとのギャップ
パーミアンスが回転角度θに比例するような形状のロー
タを有する回転型差動変圧器において、前記励磁巻線は
４×ｎ極（ｎ＝正数）であり、前記ロータは、ステータ
とロータ間のギャップδ θ が次式による条件を満足する
構成である。
【数５】
【０００７】また、ｎ極を有しその半径が同一に形成さ
れたステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線を有
し、前記ステータの外側に、前記ステータとのギャップ
パーミアンスが回転角度θに比例するような形状のアウ
タロータを有する回転型差動変圧器において、前記励磁
巻線は４×ｎ極（ｎ＝正数）である構成である。
れたステータに設けられた励磁巻線及び出力巻線を有
し、前記ステータの外側に、前記ステータとのギャップ
パーミアンスが回転角度θに比例するような形状のアウ
タロータを有する回転型差動変圧器において、前記励磁
巻線は４×ｎ極（ｎ＝正数）である構成である。
【０００８】さらに、前記アウタロータは、ステータと
ロータ間のギャップδ θ が次式による条件を満足する構
成である。
ロータ間のギャップδ θ が次式による条件を満足する構
成である。
【数６】
【０００９】本発明による回転型差動変圧器において
は、ステータの各極に励磁巻線が施され、ロータの形状
が１個の谷部を有するほぼ円形で構成されているため、
このロータを回転させると、出力電圧は−９０°から＋
９０°において直線範囲となり、従来の４５°以上の角
度範囲における角度検出を行うことができる。
は、ステータの各極に励磁巻線が施され、ロータの形状
が１個の谷部を有するほぼ円形で構成されているため、
このロータを回転させると、出力電圧は−９０°から＋
９０°において直線範囲となり、従来の４５°以上の角
度範囲における角度検出を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による回
転型差動変圧器の好適な実施の形態について詳細に説明
する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を
用いて説明する。図１において符号１で示されるものは
全体形状が輪状に形成され、符号２，３，４，５で示す
４極構成よりなるステータであり、この４極により符号
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成されている。励
磁巻線１０は、図２に示されるように第１極２から第４
極５にかけて直列に接続した状態で巻回して設けられて
おり、出力巻線１１は対向配置の第１極２及び第４極４
に巻回されている。従って、励磁巻線１０は４×ｎ極
（ｎは正数）に設けられ、出力巻線１１は２×ｎ極（ｎ
は正数）に各々設けられている。
転型差動変圧器の好適な実施の形態について詳細に説明
する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を
用いて説明する。図１において符号１で示されるものは
全体形状が輪状に形成され、符号２，３，４，５で示す
４極構成よりなるステータであり、この４極により符号
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４スロットが形成されている。励
磁巻線１０は、図２に示されるように第１極２から第４
極５にかけて直列に接続した状態で巻回して設けられて
おり、出力巻線１１は対向配置の第１極２及び第４極４
に巻回されている。従って、励磁巻線１０は４×ｎ極
（ｎは正数）に設けられ、出力巻線１１は２×ｎ極（ｎ
は正数）に各々設けられている。
【００１１】前記ステータ１の内側には、回転軸１２を
介してロータ１３が回転自在に設けられており、このロ
ータ１３は、その外周に１個所の谷部２０を有するほぼ
円形（図７で示す）に構成されている。また、他の実施
例として、このロータ１３は、図４のように、その外周
に対向して形成された１対の谷部３０ａを有する構成と
することができる。前述の図１のロータ１３形状では、
その出力巻線１１からの出力電圧ＶＯＵＴの特性は、図
３に示すように、＋９０°から−９０°までの間が直線
範囲となる。また、図４のロータ１３の形状の場合に
は、ステータ１の極数もｎ＝２であるため、出力巻線１
１の出力電圧ＶＯＵＴの特性は、図５で示すように従来
と同じ範囲であるが、その直線性を向上させることがで
きる。
介してロータ１３が回転自在に設けられており、このロ
ータ１３は、その外周に１個所の谷部２０を有するほぼ
円形（図７で示す）に構成されている。また、他の実施
例として、このロータ１３は、図４のように、その外周
に対向して形成された１対の谷部３０ａを有する構成と
することができる。前述の図１のロータ１３形状では、
その出力巻線１１からの出力電圧ＶＯＵＴの特性は、図
３に示すように、＋９０°から−９０°までの間が直線
範囲となる。また、図４のロータ１３の形状の場合に
は、ステータ１の極数もｎ＝２であるため、出力巻線１
１の出力電圧ＶＯＵＴの特性は、図５で示すように従来
と同じ範囲であるが、その直線性を向上させることがで
きる。
【００１２】次に、前述の図１に示したロータ１３の形
状を特定したロータ形状計算検討結果について述べる。
まず、図７及び図８において、ギャップのパーミアンス
をＰｇ（θ）とすると、Ｐｇ（θ）＝Ｐ００＋Ｐ０１・
θ・・・（１）式で変化する構造となる。ここで、ロー
タ１３の任意の位置θにおけるギャップ長δθとする
と、パーミアンスは（１）式に等しく、Ｂｇ＝μ０／δ
θ（δθ＝μ０／Ｂｇ）であるからδθ＝μ０／Ｐ００
＋Ｐ０１・θ・・・（２）式、θ＝０の時にδ０＝μ０
／Ｐ００、Ｐ００＝μ０／δ０・・・（３）式また、θ
＝π／２の時、ステータ１とロータ１３間のギャップが
最小ギャップとなるので、次の（４）式及び（５）式と
なる。
状を特定したロータ形状計算検討結果について述べる。
まず、図７及び図８において、ギャップのパーミアンス
をＰｇ（θ）とすると、Ｐｇ（θ）＝Ｐ００＋Ｐ０１・
θ・・・（１）式で変化する構造となる。ここで、ロー
タ１３の任意の位置θにおけるギャップ長δθとする
と、パーミアンスは（１）式に等しく、Ｂｇ＝μ０／δ
θ（δθ＝μ０／Ｂｇ）であるからδθ＝μ０／Ｐ００
＋Ｐ０１・θ・・・（２）式、θ＝０の時にδ０＝μ０
／Ｐ００、Ｐ００＝μ０／δ０・・・（３）式また、θ
＝π／２の時、ステータ１とロータ１３間のギャップが
最小ギャップとなるので、次の（４）式及び（５）式と
なる。
【００１３】
【数７】
【００１４】
【数８】
【数９】 従って、ステータ１の内径（半径）をγ１とすると、角
度θにおけるロータ１３の外周と中心との距離γ（θ）
は、次の（７）式
度θにおけるロータ１３の外周と中心との距離γ（θ）
は、次の（７）式
【００１５】
【数１０】 となる。
【００１６】また、図４の構成の場合、ｎ＝２であるた
め、ステータスロット数＝４×ｎスロットであり、ロー
タ形状は、次の（８）式
め、ステータスロット数＝４×ｎスロットであり、ロー
タ形状は、次の（８）式
【００１７】
【数１１】 となる。
【００１８】また、図６に示すアウタロータ型の場合、
外周の半径が同一に形成されたステータ１がインナ型に
構成されていると共に、輪状のアウタロータ１３Ａの内
周に１個所の谷部２０が形成され、アウタロータ１３Ａ
が回転することにより、前述の図３と同様の出力特性を
得ることができる。なお、この図６の構成におけるアウ
タロータ１３Ａの形状は数１の（５）式を満足する構成
である。また、図６の場合、ステータ１の内径（半径）
をγ１とすると、角度θにおけるロータ１３の外周と中
心との距離γ（θ）は、次の（９）式
外周の半径が同一に形成されたステータ１がインナ型に
構成されていると共に、輪状のアウタロータ１３Ａの内
周に１個所の谷部２０が形成され、アウタロータ１３Ａ
が回転することにより、前述の図３と同様の出力特性を
得ることができる。なお、この図６の構成におけるアウ
タロータ１３Ａの形状は数１の（５）式を満足する構成
である。また、図６の場合、ステータ１の内径（半径）
をγ１とすると、角度θにおけるロータ１３の外周と中
心との距離γ（θ）は、次の（９）式
【００１９】
【数１２】 となる。
【００２０】
【発明の効果】本発明による回転型差動変圧器は、以上
のように構成されているため、プラス９０°からマイナ
ス９０°まで広範囲な直線性を得ることができ、ローコ
ストで感度のよい角度検出を行うことができる。
のように構成されているため、プラス９０°からマイナ
ス９０°まで広範囲な直線性を得ることができ、ローコ
ストで感度のよい角度検出を行うことができる。
【図１】本発明による回転型差動変圧器を示す構成図で
ある。
ある。
【図２】図１の巻線の結線図である。
【図３】図１の出力電圧の特性図である。
【図４】図１の他の実施例を示す構成図である。
【図５】図４の出力電圧の特性図である。
【図６】図１の他の実施例を示す構成図である。
【図７】図１のロータのギャップパーミアンスを示す構
成図である。
成図である。
【図８】図７のパーミアンス変化を示す特性図である。
【図９】従来の構成を示す構成図である。
【図１０】図９の結線図である。
【図１１】図９の出力電圧の特性図である。
１ ステータ １０ 励磁巻線 １１ 出力巻線 １３ ロータ ２０ 谷部 ３０ａ，３０ｂ 谷部 １３Ａ アウタロータ
Claims (4)
- 【請求項１】 ステータ(1)に設けられた励磁巻線(10)
及び出力巻線(11)を有し、前記ステータ(1)の内側に、
前記ステータ(1)とのギャップパーミアンスが回転角度
θに比例するような形状のロータ(13)を有する回転型差
動変圧器において、前記励磁巻線(10)は４×ｎ極（ｎ＝
正数）であり、前記ロータ(13)は、ステータ(1)とロー
タ(13)間のギャップδ θ が次式による条件を満足するこ
とを特徴とする回転型差動変圧器。 【数１】 - 【請求項２】 ステータ(1)に設けられた励磁巻線(10)
及び出力巻線(11)を有し、前記ステータ(1)の内側に、
前記ステータ(1)とのギャップパーミアンスが回転角度
θに比例するような形状のロータ(13)を有する回転型差
動変圧器において、前記励磁巻線(10)は４×ｎ極（ｎ＝
正数）であり、前記ロータ(13)は、ステータ(1)とロー
タ(13)間のギャップδ θ が次式による条件を満足するこ
とを特徴とする回転型差動変圧器。 【数２】 - 【請求項３】 ｎ極を有しその半径が同一に形成された
ステータ(1)に設けられた励磁巻線(10)及び出力巻線(1
1)を有し、前記ステータ(1)の外側に、前記ステータ(1)
とのギャップパーミアンスが回転角度θに比例するよう
な形状のアウタロータ(13A)を有する回転型差動変圧器
において、前記励磁巻線(10)は４×ｎ極（ｎ＝正数）で
あることを特徴とする回転型差動変圧器。 - 【請求項４】 前記アウタロータ(13A)は、ステータ(1)
とロータ(13)間のギャップδ θ が次式による条件を満足
することを特徴とする請求項３記載の回転型差動変圧
器。 【数３】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501595A JP3343466B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501595A JP3343466B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0965630A JPH0965630A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3343466B2 true JP3343466B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=16665318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21501595A Expired - Lifetime JP3343466B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 回転型差動変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3343466B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007174834A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Ｖｒ型レゾルバ構造 |
| JP4797917B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2011-10-19 | 日本電産株式会社 | レゾルバ、モータおよびパワーステアリング装置 |
| CN105529168A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-27 | 上海赢双电机有限公司 | 耐高电压可靠性高的磁阻式旋转变压器 |
| JP2018110498A (ja) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 多摩川精機株式会社 | 回転型差動変圧器 |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21501595A patent/JP3343466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0965630A (ja) | 1997-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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