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技術 冗長系回転型有限角度検出器

出願人 多摩川精機株式会社
発明者 三村尚史
出願日 2007年6月14日 (13年4ヶ月経過) 出願番号 2007-157351
公開日 2008年12月25日 (11年10ヶ月経過) 公開番号 2008-309618
状態 特許登録済
技術分野 感知要素の出力の伝達及び変換 特殊な電動機、発電機
主要キーワード チャンネルセンサ 各励磁巻線 所定角度間隔 突出磁極 角度範囲θ 径方向線 各出力巻線 バリアブルリラクタンス型
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年12月25日)のものです。
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図面 (3)

課題

本発明は、輪状ステータ対称位置に複数の突出磁極を設け、ロータに2ケ所の凸部を設け、VR型で二週冗長系を得ることを目的とする。

解決手段

本発明による冗長系回転型有限角度検出器は、輪状ステータ(1)の対称位置に設けられた各々複数の第1、第2突出磁極(2,2A)と、前記輪状ステータ(1)の内側に回転自在に設けられ少なくとも第1、第2凸部(4A,4B)を有するロータ(4)と、を用いて、第1、第2チャンネルセンサ(10,11)を形成し、二重冗長系を形成する構成である。

概要

背景

従来、用いられていたこの種の回転型有限角度検出器としては、例えば、図2に示される構成を挙げることができるが、本出願人が社内で開発したのみで特許出願を行っていないため、ここでは、その構成を示す特許文献は開示していない。
図2において符号1で示されるものは、例えば、100度の範囲の予め設定された有限角を有する円弧状の有限角ステータであり、この有限角ステータ1の内面1aには、複数の突出磁極2が所定角度間隔で配設されている。

前記各突出磁極2には、周知の励磁巻線3aと出力巻線3bとからなる巻線3が巻回されている。
前記有限角ステータ1の内側には、有限角に形成された扇形コア鉄芯等)のみからなる有限角ロータ4が所定有限角の範囲で回転自在に設けられ、この有限角ロータ4の有限角回転に応じて、有限角ロータ4の回転角度位置を検出することができる。

概要

本発明は、輪状ステータ対称位置に複数の突出磁極を設け、ロータに2ケ所の凸部を設け、VR型で二週冗長系を得ることを目的とする。本発明による冗長系回転型有限角度検出器は、輪状ステータ(1)の対称位置に設けられた各々複数の第1、第2突出磁極(2,2A)と、前記輪状ステータ(1)の内側に回転自在に設けられ少なくとも第1、第2凸部(4A,4B)を有するロータ(4)と、を用いて、第1、第2チャンネルセンサ(10,11)を形成し、二重冗長系を形成する構成である。

目的

本発明は、輪状ステータの一対の180度対称位置で、巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設して一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサからの一対の同一の出力信号を用いることにより、二重冗長系を形成する冗長系回転型有限角度検出器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

輪状をなす輪状ステータ(1)と、前記輪状ステータ(1)の少なくとも所定の第1角度範囲(θ)に形成された複数の第1突出磁極(2)と、前記輪状ステータ(1)の前記第1角度範囲(θ)と対向する少なくとも所定の第2角度範囲(θ')に形成された複数の第2突出磁極(2A)と、前記各第1突出磁極(2)に巻回された第1チャンネル用の第1巻線(3)と、前記各第2突出磁極(2A)に巻回された第2チャンネル用の第2巻線(3A)と、前記輪状ステータ(1)の内側に回転自在に設けられコアのみからなると共に外周が半径方向に沿って凹凸状に変化する少なくとも第1、第2凸部(4A,4B)を有するロータ(4)と、を備え、前記各第1突出磁極(2)と前記各第1巻線(3)及び前記第1凸部(4A)により第1チャンネルセンサ(10)を形成し、前記各第2突出磁極(2A)と前記各第2巻線(3A)及び前記第2凸部(4B)により第2チャンネルセンサ(11)を形成し、前記輪状ステータ(1)とロータ(4)とは同一軸芯(P)に配設され、前記各第1突出磁極(2)と各第2突出磁極(2A)とは互いに180度対称に配置され、前記ロータ(4)の前記第1凸部(4A)と第2凸部(4B)とは互いに180度対称に配置され、前記ロータ(4)の有限角回転により前記第1チャンネルセンサ(10)から得られる第1出力信号と、前記第2チャンネルセンサ(11)から得られ前記第1出力信号と同一の第2出力信号と、を用いて二重冗長系を構成することを特徴とする冗長系回転型有限角度検出器

請求項2

前記輪状ステータ(1)の内面(1a)の前記第1突出磁極(2)と第2突出磁極(2A)との間には、突出磁極が形成されていないことを特徴とする請求項1記載の冗長系回転型有限角度検出器。

請求項3

前記輪状ステータ(1)の内面(1a)の前記第1突出磁極(2)と第2突出磁極(2A)との間には、巻線を有しない複数の突出磁極が形成されていることを特徴とする請求項1記載の冗長系回転型有限角度検出器。

請求項4

前記第1突出磁極(2)と第2突出磁極(2A)の数は同一であることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の冗長系回転型有限角度検出器。

請求項5

前記各第1巻線(3)同志、及び、前記各第2巻線(3A)同志は、互いに直列接続されているか、又は、並列に接続されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の冗長系回転型有限角度検出器。

技術分野

0001

本発明は、冗長系回転型有限角度検出器に関し、特に、輪状ステータの一対の180度対称位置で、巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設して一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサからの一対の同一の出力信号を用いることにより、二重冗長系を構成するための新規な改良に関する。

背景技術

0002

従来、用いられていたこの種の回転型有限角度検出器としては、例えば、図2に示される構成を挙げることができるが、本出願人が社内で開発したのみで特許出願を行っていないため、ここでは、その構成を示す特許文献は開示していない。
図2において符号1で示されるものは、例えば、100度の範囲の予め設定された有限角を有する円弧状の有限角ステータであり、この有限角ステータ1の内面1aには、複数の突出磁極2が所定角度間隔で配設されている。

0003

前記各突出磁極2には、周知の励磁巻線3aと出力巻線3bとからなる巻線3が巻回されている。
前記有限角ステータ1の内側には、有限角に形成された扇形コア鉄芯等)のみからなる有限角ロータ4が所定有限角の範囲で回転自在に設けられ、この有限角ロータ4の有限角回転に応じて、有限角ロータ4の回転角度位置を検出することができる。

発明が解決しようとする課題

0004

従来の回転型有限角度検出器は、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、1個の有限角ステータに対して1個の有限角ロータが組合せられた構成であるため、1チャンネルセンサしか構成されておらず、例えば、冗長系要望に対しては、図2で示される有限角センサを積層させる方法もあるが、積層させた場合には、各々の有限角センサの各出力信号を一致させて同一とすることは困難であると共に、各有限角センサ間の磁気的なクロストークを防止することも困難であった。

課題を解決するための手段

0005

本発明による回転型有限角度検出器は、輪状をなす輪状ステータと、前記輪状ステータの少なくとも所定の第1角度範囲に形成された複数の第1突出磁極と、前記輪状ステータの前記第1角度範囲と対向する少なくとも所定の第2角度範囲に形成された複数の第2突出磁極と、前記各第1突出磁極に巻回された第1チャンネル用の第1巻線と、前記各第2突出磁極に巻回された第2チャンネル用の第2巻線と、前記輪状ステータの内側に回転自在に設けられコアのみからなると共に外周が半径方向に沿って凹凸状に変化する少なくとも第1、第2凸部を有するロータと、を備え、前記各第1突出磁極と前記各第1巻線及び前記第1凸部により第1チャンネルセンサを形成し、前記各第2突出磁極と前記各第2巻線及び前記第2凸部により第2チャンネルセンサを形成し、前記輪状ステータとロータとは同一軸芯に配設され、前記各第1突出磁極と各第2突出磁極とは互いに180度対称に配置され、前記ロータの前記第1凸部と第2凸部とは互いに180度対称に配置され、前記ロータの有限角回転により前記第1チャンネルセンサから得られる第1出力信号と、前記第2チャンネルセンサから得られ前記第1出力信号と同一の第2出力信号と、を用いて二重冗長系をなす構成であり、また、前記輪状ステータの内面の前記第1突出磁極と第2突出磁極との間には、突出磁極が形成されていない構成であり、また、前記輪状ステータの内面の前記第1突出磁極と第2突出磁極との間には、巻線を有しない複数の突出磁極が形成されている構成であり、また、前記各第1突出磁極と第2突出磁極の数は同一である構成であり、また、前記各第1巻線同志、及び、前記各第2巻線同志は、互いに直列接続されるか、又は、並列に接続されている構成である。

発明の効果

0006

本発明による冗長系回転型有限角度検出器は、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、輪状ステータの180度対称位置に巻線を有する複数の突出磁極を所定の角度範囲に配置して有限角度検出することで、一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサから出力される一対の同一の出力信号によって二重冗長系の検出を行うことができる。
また、輪状ステータは従来の有限角ステータと異なり輪状に形成されているため、輪状ステータの強度が高く取付剛性を上げることができ、車輌等に搭載する場合には高い信頼性を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明は、輪状ステータの一対の180度対称位置で、巻線を有する突出磁極を所定の角度範囲のみに配設して一対のチャンネルセンサを形成し、各チャンネルセンサからの一対の同一の出力信号を用いることにより、二重冗長系を形成する冗長系回転型有限角度検出器を提供することを目的とする。

0008

以下、図面と共に本発明による冗長系回転型有限角度検出器の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図1において符号1で示されるものは全体形状が輪状をなす輪状ステータであり、この輪状ステータ1の内面1aの所定の第1角度範囲θには、複数の第1突出磁極2が所定の角度間隔毎に内方へ向けて突出して形成されている。

0009

前記輪状ステータ1の内面1aの前記第1角度範囲θに対して180度対向する第2角度範囲θ’には、複数の第2突出磁極2Aが所定の角度間隔毎に内方へ向けて突出して形成されている。
前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとは、図1に示す直径方向線Aからみて180度対称となるように構成されている。

0010

前記各第1突出磁極2には、周知のバリアブルリラクタンス型VR型)のレゾルバと同様な巻線である励磁巻線3aと出力巻線3bとからなる第1チャンネル用の第1巻線3が巻回されている。
また、前記各第2突出磁極2Aには、前述と同様の励磁巻線3aと出力巻線3bとからなる第2チャンネル用の第2巻線3Aが巻回されている。

0011

前記輪状ステータ1の内側には、その外周が半径方向に沿って凹凸状に変化する少なくとも第1、第2凸部4A、4Bを有する周知のコアのみ(巻線を有しない)からなる輪状のロータ4が図示しない回転軸を介して前記輪状ステータ1と同一軸芯Pで回転自在に設けられている。

0012

前記各第1突出磁極2と前記第1巻線3及び前記第1凸部4Aにより有限角検出器としての第1チャンネルセンサ10が形成され、前記各第2突出磁極2Aと前記第2巻線3A及び前記第2凸部4Bにより有限角検出器としての第2チャンネルセンサ11が形成されている。

0013

尚、前記輪状ステータ1の内面1aにおいて、前記各第1突出磁極2と各第2突出磁極2Aとの間の位置には、図1では、各突出磁極2、2Aと同一等の突出磁極は何ら形成されていない構成としているが、例えば、プレス加工時に前記内面1aの全周にわたり所定間隔で前記各突出磁極2、2Aと同一の突出磁極(図示せず)を形成し、前記第1、第2角度範囲θ、θ’のみの各突出磁極2、2Aに前記第1巻線3と第2巻線3Aを巻回すると、図1に示される第1巻線3を有する各第1突出磁極2と、第2巻線3Aを有する各第2突出磁極2Aを形成することができる。

0014

従って、前述の場合、前記内面1aの各第1、第2突出磁極2、2A間には巻線を有しない突出磁極が残ることになるが、有限角検出には何ら支障はなく、積層型の輪状ステータ1の場合には、その積層時の転積が可能となる。

0015

次に、前述の構成において、各励磁巻線3a、3aに励磁信号印加した状態で、前記ロータ4に接続された回転軸(図示せず)を所定の有限角に沿って回転させると、周知のVR型レゾルバの動作と同様に、輪状ステータ1とロータ4との間の間隙Dによるギャップパーミアンスの変化に従って、第1チャンネルセンサ10と第2チャンネルセンサ11における第1、第2巻線3、3Aの各出力巻線3b、3bから出力される有限角回転位置を示す同一の一対の出力信号を得ることにより、冗長系を構成することができる。尚、冗長系であるため、通常は一方の出力信号を用い、緊急時に他方の出力信号を用いる。

0016

前述の各チャンネルセンサ10、11の各巻線3、3Aから出力される前記各出力信号(出力電圧)は、前記輪状ステータ1、すなわち、各突出磁極2、2Aとロータ4との間の間隙Dが大きくなった状態で減少となり、間隙Dが小さくなった状態で増加となるように構成されている。

0017

尚、前記第1突出磁極2と第2突出磁極2Aの数は同一に形成され、前記各第1巻線3同志、各第2巻線3A同志は、互いに直列接続されるか、又は、並列に接続されて用いられる。

0018

また、前記輪状ステータ1は、従来の有限角ステータとは異なって輪状に形成されているため、輪状ステータ1を他の装置に取付ける際の取付剛性を向上させることができ、さらに、ロータ4を回転させるだけでなく、ロータ4を固定側とし、輪状ステータ1を回転側とすることも可能である。

図面の簡単な説明

0019

本発明による冗長系回転型有限角度検出器を示す平面図である。
従来の有限角度検出器を示す平面図である。

符号の説明

0020

1輪状ステータ
1a内面
2 第1突出磁極
2A 第2突出磁極
3 第1巻線
3A 第2巻線
3a励磁巻線
3b出力巻線
4ロータ
4A 第1凸部
4B 第2凸部
10 第1チャンネルセンサ
11 第2チャンネルセンサ
A 直径方向線
θ 第1角度範囲
θ’ 第2角度範囲
D間隙
P 同一軸芯

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