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角度検出装置 NEW

国内特許コード P160013460
整理番号 (S2012-1160-N0)
掲載日 2016年11月4日
出願番号 特願2014-534364
出願日 平成25年9月3日(2013.9.3)
国際出願番号 JP2013073686
国際公開番号 WO2014038551
国際出願日 平成25年9月3日(2013.9.3)
国際公開日 平成26年3月13日(2014.3.13)
優先権データ
  • 特願2012-194561 (2012.9.4) JP
発明者
  • 笹田 一郎
  • 田中 康平
出願人
  • 国立大学法人九州大学
発明の名称 角度検出装置 NEW
発明の概要 ロータとステータとがアキシャルに積層されて構成される角度検出装置において、角度検出の精度を保ちつつ、回転角の基準となる基準位置を正確に特定する角度検出装置を提供する。磁性体を含む円板体の透磁率が全体として一軸の異方性を有し、当該異方性に沿って形成され前記円板体の電磁気特性と異なる電磁気特性を有する一の基準検出部8を備え、前記円板体が中心点5aを中心として円板面内で回動するロータ5と、磁界を発生させる励磁コイル4b,4d、当該励磁コイル4b,4dで励磁された磁界と鎖交してロータ5の回転角度に応じた電圧を検出する角度検出コイル4a,4c、及び、基準検出部8における電磁気特性の変化を検出する基準検出コイル8を有するステータ3とを備え、ステータ3が、ロータ5の円板体の板面に対向して略同一外形で近接配設され、ステータ3の板面に沿って複数の扇状の励磁コイル4b,4d及び角度検出コイル4a,4cが交互に配設されると共に、ロータ5における基準検出部7の配設位置に対応するステータ3の対応位置に基準検出コイル8が配設されている。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


例えば、自動車、ロボット等の駆動に用いられる駆動モータを制御する場合には、ロータの回転角を高精度に検出する必要がある。ロータの回転角を検出する装置としてレゾルバが広く用いられている。このようなレゾルバに関する技術として、例えば、特許文献1に示す技術が開示されている。



特許文献1に示す技術は、一軸磁気異方性を有する磁性体からなる円板体で形成され、当該円板体が中心点を中心として円板面内で回動するロータと、ロータの円板体の板面に対向して略同一外形で配設され、扇状に複数に分割し、分割領域の外周に沿って励磁コイル又は検出コイルを巻回しているステータと、ステータを挟んでロータが配設される面と反対の方向に、ステータの円板体に対向して略同一外形で配設されるバックヨークとを備えるものである。



また、回転角度や特定位置を検出する技術として、例えば、特許文献2ないし6に示す技術が開示されている。特許文献2には、回転部材の形状変化が他と異なる箇所を1箇所設けることで、クランク角の基準位置を判別することが記載されている。特許文献3には、シャフトの回転により対向する面積が変化する一対の導電性部材を具備し、対向面積の変化によるコイルのインダクタンス変化から変位を検出することが記載されている。特許文献4には、スリットリングに等間隔で穴をあけ、そのうち1つだけ大きい穴に形成することで、原点を特定することが記載されている。特許文献5には、パルサリングに複数の小窓と一つの大窓を設け、この大窓により波形振幅を変化させることで回転体の1回転の周期を検出することが記載されている。特許文献6には、軸の一部分の被検出部において磁気的性質を異ならせることで、被検出部を検出したか否かを判定することが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、角度検出を行うための角度検出装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
磁性体を含む円板体の透磁率が全体として一軸の異方性を有し、前記円板体の電磁気特性と異なる電磁気特性を有する一の基準検出部を含み、前記円板体が中心点を中心として円板面内で回動するロータと、
磁界を発生させ前記ロータを励磁する励磁コイル、当該励磁コイルで励磁されたロータを通過した磁界と鎖交して前記ロータの回転角度に応じた電圧を検出する角度検出コイル、及び、前記基準検出部における前記電磁気特性の変化を検出する基準検出コイルを有するステータとを備え、
前記ステータが、前記ロータの円板体の板面に対向し、前記ロータの中心点を通る軸と同軸に略同一外形で近接配設され、前記ステータの板面に沿って複数の扇状の前記励磁コイル及び前記角度検出コイルが交互に配設されると共に、前記ロータにおける前記基準検出部の配設位置に対応する前記ステータの対応位置に前記基準検出コイルが配設されていることを特徴とする角度検出装置。

【請求項2】
請求項1に記載の角度検出装置において、
前記基準検出部が細長形状であり、当該基準検出部の長手方向が前記磁気異方性に沿って形成されていることを特徴とする角度検出装置。

【請求項3】
請求項2に記載の角度検出装置において、
前記基準検出部が、前記ロータの中心から放射方向に沿って形成されていることを特徴とする角度検出装置。

【請求項4】
請求項1ないし3のいずれかに記載の角度検出装置において、
前記ステータにおける前記励磁コイル、前記角度検出コイル及び前記基準検出コイルが一の円板体内に一体的に形成されていることを特徴とする角度検出装置。

【請求項5】
請求項1ないし4のいずれかに記載の角度検出装置において、
前記基準検出コイルが、8の字状に巻回された8の字コイルであることを特徴とする角度検出装置。

【請求項6】
請求項1ないし5のいずれかに記載の角度検出装置において、
前記ステータが、前記基準検出コイルと鎖交するように前記励磁コイルと異なる周波数で励磁磁界を発生させる基準検出励磁コイルを備えることを特徴とする角度検出装置。

【請求項7】
請求項1ないし6のいずれかに記載の角度検出装置において、
前記基準検出コイルの出力結果と前記角度検出コイルの出力結果とを乗算して前記基準検出部を検出することを特徴とする角度検出装置。

【請求項8】
請求項1ないし7のいずれかに記載の角度検出装置において、
前記ステータが、前記ロータが配設される面と反対方向に対向する略同一外形のバックヨークを備えることを特徴とする角度検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014534364thum.jpg
出願権利状態 公開
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