JP2003279378A - シンクロレゾルバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な絶対精度を確保しつつ、製品間の互
換性を実現するためのシンクロレゾルバを提供する。 【解決手段】 環状ステータ基部（５１ａ）の円周には
ステータポール（５２）が等間隔に配されている。Ａ
相、Ｂ相、及びＣ相のレゾルバ信号を出力するための巻
線（８１）を型巻きしたコイルボビン（７０）を、ステ
ータポール（５２）に挿嵌し、各相のレゾルバ信号を２
相信号に変換して得られるＳＩＮ信号，ＣＯＳ信号をオ
シロスコープに入力してリサージュ図形を観察し、リサ
ージュ図形が略真円となるように、コイルボビン（７
０）の取り付け位置を微調整することにより、各相のレ
ゾルバ信号における包絡線の直流成分のバランス調整を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシンクロレゾルバの
巻線のバラツキを補正し、製品間の互換性を確保するた
めの改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平７−４４８１３号（特許文献１）
に示すように、サーボモータシステムの角度位置検出器
として、シンクロレゾルバが用いられている。シンクロ
レゾルバは、ロータ鉄心がステータ鉄心に対して相対的
に角度変位することにより、両者の空隙中のリラクタン
スが変化することを利用してその回転角度位置を検出す
るものであり、シンクロレゾルバステータには１２０°
の電気角の位相差をもつＡ相、Ｂ相、及びＣ相の検出信
号用の巻線が巻回されている。各相の巻線の巻数、イン
ダクタンス、抵抗値等にバラツキがあると、３相の信号
に不平衡が生じ、真値に対して誤差を生じるため、位置
検出器としての精度が低下する。かかる問題点を解決す
るため、従来では、特開２０００−２６２０８１（特許
文献２）に開示されているように、レゾルバ装置の各相
のバラツキを補正するための補正データをドライブユニ
ット内に予め記憶しておき、レゾルバ装置からの多相出
力信号を相変換回路で２相出力信号に変換し、Ｒ／Ｄコ
ンバータと上記補正データによりデジタル位置信号を得
る等することで、モータ部とドライブユニットとの互換
性を保つように構成していた。

【０００３】

【特許文献１】特公平７−４４８１３号公報

【特許文献２】特開２０００−２６２０８１号公報

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特許文
献２に開示されている技術では、最低限、モータ部に補
正データを予め記憶しておき、システム起動時にドライ
ブユニット側のメモリに当該補正データをロードする必
要があるため、モータ部には補正データ記憶用のROMを
実装する必要があり、ドライブユニットには補正データ
読み込み用のメモリの実装が必要となる。つまり、ダイ
レクトドライブモータシステムの部品点数が増大し、コ
ストが高くなる。さらに、同文献には、モータ部に補正
データに加えて相変換回路とＲ／Ｄコンバータをも実装
することで、補正データを加味した位置検出信号をドラ
イブユニットに出力する構成も開示されているが、モー
タ部の構成がさらに複雑になる。また、何れの場合も個
々のモータ毎のレゾルバの形状のわずかな誤差の相違に
よる影響や、ステータコイルの巻数の相違などに起因す
るバラツキを補正するには必ずしも十分ではなかった。

【０００４】そこで、本発明はより高精度な絶対精度を
確保しつつ、簡易な構成で製品間の互換性を実現するた
めのシンクロレゾルバを提案することを課題とする。ま
た、本発明は簡易な方法で精度よく巻線の位置調整を可
能とする方法を提案することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するべ
く、本発明のシンクロレゾルバは、環状ステータ基部の
円周方向にわたって等間隔に配されたステータポールを
備えるステータと、前記ステータに対して相対的に角度
変位し、前記ステータとの間隙中のリラクタンス成分を
変化せしめるロータとを備えたシンクロレゾルバにおい
て、前記ステータポールに巻回される各相の巻線位置を
調整するための位置調整手段を備えたことを特徴とす
る。かかる構成により、高精度な絶対精度を確保しつ
つ、製品間の互換性を実現することができる。

【０００６】好ましくは、前記位置調整手段は、ステー
タポールに挿嵌可能な形状を成すコイルボビンである。
コイルボビンを用いることにより、巻線の取り付け位置
を高精度に調整することができる。

【０００７】好ましくは、前記コイルボビンは、取り付
け位置の緩み防止機構を備えている。取り付け位置の緩
み防止機構として、例えば、ボビン中空内部に凸設され
た突起部等が好適である。

【０００８】本発明の位置調整方法では、前記巻線から
出力されるレゾルバ信号を変換して得られる２相信号を
オシロスコープに入力して得られるリサージュ図形が略
真円となるように前記位置調整手段の位置調整を行う。
２相信号を利用することで、巻線位置の調整を容易に行
える。

【０００９】本発明の位置調整方法では、前記巻線から
出力されるレゾルバ信号を変換して得られる速度信号が
略一直線となるように前記位置調整手段の位置調整を行
う。速度信号を利用することで、巻線位置の調整を容易
に行える。

【００１０】本発明の位置調整方法では、前記巻線から
出力されるレゾルバ信号を変換して得られるデジタル位
置信号と、前記シンクロレゾルバの角度位置の基準を示
す位置検出器が出力する位置信号（基準信号）との偏差
が所定値以下となるように前記位置調整手段の位置調整
を行う。レゾルバが出力するデジタル位置信号と位置検
出器が出力する基準信号とを比較することで、巻線位置
の調整を容易に行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、各図を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。

【００１２】図１は本実施形態のダイレクトドライブモ
ータシステムの構成図である。同図に示すように、同シ
ステムは、主に、回転軸１１を回転駆動するためのダイ
レクトドライブモータ１０と、ダイレクトドライブモー
タ１０の駆動制御を行うドライブユニット２０と、モー
タの角度位置を検出するレゾルバ（絶対位置検出用レゾ
ルバ、及び相対位置検出用レゾルバ）へ励磁信号を供給
するとともに当該レゾルバから出力される多相レゾルバ
信号を伝達するレゾルバ用信号ケーブル４１と、モータ
駆動電力を供給するモータケーブル４２から構成され
る。

【００１３】ドライブユニット２０は、多相レゾルバ信
号を２相信号（ＳＩＮ信号，ＣＯＳ信号）に変換し、さ
らに励磁信号の周波数による同期整流等を施した上で、
補正ＲＯＭ２２に内蔵されている補正データを取り込ん
で補正後の信号をＲ／Ｄ変換し、デジタル位置信号をコ
ントローラ３０へ出力するコントローラ回路２１と、コ
ントローラ３０からのフィードバック制御により、ダイ
レクトドライブモータ１０の回転角度位置を正確に制御
するため、モータケーブル４２を介してモータ端子３２
へ励磁電流を供給するためのパワーアンプ回路２３とを
備えている。

【００１４】尚、補正ＲＯＭ２２には個々のモータによ
る各相のバランスのずれに起因する誤差を修正するため
の補正データが記憶されているのではなく、レゾルバの
種類によって定まる誤差を修正するための補正データが
記憶されている。

【００１５】図２はダイレクトドライブモータ１０の断
面図である。同図に示すように、ダイレクトドライブモ
ータ１０には中空筒型のハウジング１２内に収容された
回転軸１１がクロスローラ軸受１９を介して回転自在に
軸支されている。クロスローラ軸受１９は、ハウジング
１２に固設された内輪１８と、回転軸１１の下端部内周
面に固設された外輪１６と、両者の間を転動する転動体
１７から構成されている。内輪１８の外周面には互いに
直交する第１傾斜軌道面と第２傾斜軌道面とから成る断
面が直角二等辺三角形状の外方軌道凹溝が形成され、外
輪１６の内周面には互いに直交する第３傾斜軌道面と第
４軌道面とから成る断面が直角二等辺三角形状の内方軌
道凹溝が形成されている。転動体１７は、第１傾斜軌道
面と第４傾斜軌道面にそれぞれ転接する複数の第１の転
動体１７と、隣り合う第１の転動体１７の間に位置して
第２傾斜軌道面と第３傾斜軌道面に転接する第２の転動
体１７から成る。

【００１６】回転軸１１の下端部外周面には珪素鋼板を
積層し、半径方向外側に向かって突出する複数の極歯を
有する環状のモータロータ１５が嵌着固定されており、
これと対向するハウジング１２内周面には珪素鋼板を積
層し、半径方向内側に向かって突出する複数の磁極を備
えるモータステータ１３が配置されている。当該磁極は
略Ｔ字状の形状を成し、モータケーブル４２を介してパ
ワーアンプ回路２３から供給される励磁電流により回転
磁界を発生するためのステータコイル１４が巻回される
とともに、モータロータ１５の極歯と所定の間隙をおい
て対峙する位置に多数の磁極歯が形成されている。

【００１７】回転軸１１には回転軸１１の絶対角度位置
を検出するためのレゾルバ５０と、相対角度位置を検出
するためのレゾルバ６０が設けられている。レゾルバ５
０は回転軸１１の内周面に固接された環状の成層鉄心か
らなるレゾルバロータ５４と、ハウジング１２に固設さ
れレゾルバロータ５４と対峙する環状の成層鉄心からな
るレゾルバステータ５１と、レゾルバステータ５１のス
テータポールに巻回された巻線（ステータコイル）８１
から構成される単極レゾルバである。レゾルバ６０は回
転軸１１の内周面に固接された環状の成層鉄心からなる
レゾルバロータ６４と、ハウジング１２に固設されレゾ
ルバロータ６４と対峙する環状の成層鉄心からなるレゾ
ルバステータ６１と、レゾルバステータ６１のステータ
ポールに巻回された巻線（ステータコイル）８２から構
成される多極レゾルバである。

【００１８】図３は絶対位置検出用レゾルバ５０の断面
図である。同図に示すように、レゾルバ５０は３相バリ
アブルリラクタンス型レゾルバであり、レゾルバステー
タ５１とレゾルバロータ５４との間隙のリラクタンスが
レゾルバロータ５４の回転角度位置により変化し、レゾ
ルバロータ５４の１回転でリラクタンス変化の基本波成
分が１周期となる構造を備えている。つまり、レゾルバ
ステータ５１の外径中心、内径中心、及びレゾルバロー
タ５４の外径中心はダイレクトドライブモータの回転中
心Ｏ₁と一致するが、レゾルバロータ５４の内径中心Ｏ₂
は回転中心Ｏ₁に対してΔｘだけわずかに偏心するよう
に、レゾルバロータ５４の径方向の肉厚を連続的に変化
させている。

【００１９】レゾルバステータ５１には、１２０°間隔
でＡ相、Ｂ相及びＣ相を構成する各々６つ（計１８個）
のステータポール５２が環状の成層鉄心からなるステー
タ基部５１ａの円周方向にわたって等間隔に配置されて
いる。ステータポール５２は角柱状の形状をなし、ステ
ータ基部５１ａに対して直立している。また、その断面
形状は長手方向に一様であり、巻線８１が型巻きされて
いるコイルボビン７０が挿着自在となるよう加工されて
いる。ステータポール５２の先端にはコイルボビン７０
の脱落防止用のつば５３が溶接等の接合手段で接合され
ており、つば５３の下端部に凸設された凸部５３ａと、
ステータポール５２の先端に凹設された凹部５２ａが嵌
合している。つば５３をステータポール５２に接合する
方法としては、溶接に限らず、例えば、かしめ等でもよ
く、導電性を損なわないものであれば、接着剤による接
着等でもよい。上記の構成において、巻線８１の共通線
に励磁信号を印加し、レゾルバロータ５４を１回転させ
ると、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の各巻線８１からは１サイク
ル毎に１２０°位相がずれた多相レゾルバ信号が各々出
力される。

【００２０】図５はコイルボビン７０を装着したステー
タポール５２の拡大図である。同図に示すように、コイ
ルボビン７０は巻線８１を巻回するための巻枠部７０ｂ
と、巻枠部７０ｂの上下外周から外方延出形成された２
つの鍔部７０ａからなり、巻枠部７０ｂには巻線８１が
均一に巻回されている。コイルボビン７０の材質とし
て、適度な弾力性のある非磁性体であれば、特に限定さ
れるものではなく、例えば、スチレン系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイ
ロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性
樹脂であれば、射出成形が容易である。ステータポール
５２はステータ基部５１ａの外周面に対して垂直に凸設
された角柱体であり、湾曲のない直立形状をなしてい
る。巻線８１が予め型巻きされたコイルボビン７０をス
テータポール５２に挿着し、巻線８１に所定の交流信号
を印加した状態で、ＳＩＮ信号とＣＯＳ信号の２相に変
換された信号、同期整流後の信号、又は速度信号等をオ
シロスコープで観察し、各相のレゾルバ信号のバランス
がとれるようにコイルボビン７０の取り付け位置を調整
することにより、巻線８１の取り付け誤差等に起因する
バランスの不整合を解消することができる。各相につい
て、少なくともコイルボビン７０を１ヶ所ずつ位置調整
すれば、全体的にバランスが良くなることが本発明者の
実験により確認できている。コイルボビン７０の装着位
置の調整手順については後述する。

【００２１】ステータポール５２は長手方向（高さ方
向）にわたって断面形状が略一定の形状をなしているた
め、コイルボビン７０を挿着した後でも上下方向に微調
整が可能である。各相のバランスの整合性がとれた状態
で、接着剤によりコイルボビン７０をステータポール５
２に固着すれば、製品間でばらつきのない、つまり、互
換性のあるシンクロレゾルバを得ることができる。従来
のように型巻きされた空芯コイルをステータポール５２
に挿入、固定する場合や巻線をステータポール５２に直
巻きする場合では巻線とステータポール５２との間に微
小な間隙を生じ、巻線の取り付け精度を高めることが困
難であるが、樹脂成型されたコイルボビン７０を用いれ
ば、弾力性のある樹脂を介して巻線８１がステータポー
ル５２に巻回されるため、適度な圧着力により、かかる
間隙の発生を抑止し、高精度な位置決めを可能にでき
る。

【００２２】図６はコイルボビン７０の断面図である。
コイルボビン７０にはステータポール５２を挿嵌するた
めの中空部が長手方向に沿って形成されており、緩み防
止用の突起部７０ｃが中空内部に向けて凸設されてい
る。突起部７０ｃの先端は断面半円形となっており、適
度な圧着力でステータポール５２に当接し、コイルボビ
ン７０の上下方向の位置ずれを防止している。図７はコ
イルボビン７０の透視図であり、突起部７０ｃがコイル
ボビン７０の長手方向に沿って内筒に凸設されている状
態を示している。突起部７０ｃの形状は同図に示した形
状に限らず、例えば、断面Ｖ字状若しくはＵ字状の凸部
又は凹部でもよい。

【００２３】尚、コイルボビン７０の材質は樹脂に限ら
ず、非磁性体で弾性に富み、適度な圧着力のある素材で
あれば、プラスチック等の他の素材でもよい。また、つ
ば５３は必ずしも必須ではなく、コイルボビン７０をス
テータポール５２に対して確実に固着できる場合には不
要である。また、ステータポール５２につば５３を取り
付ける場合には、上記のようにステータポール５２とつ
ば５３を別体とした構成とする他、例えば、つば付きの
ステータポールの下端部に凹部（若しくは凸部）を設
け、ステータ基部５１ａにこれに嵌合する凸部（若しく
は凹部）を設け、両者を嵌合した状態で接着剤等の適宜
の方法を用いて接合してもよい。また、コイルボビン７
０を縦に分割しておき、ステータポール５２を両者の間
に挿嵌した状態で、両者を挟着し、巻線８１を直巻きす
るように構成してもよい。

【００２４】また、上記の説明ではコイルボビン７０に
突起部２０ｃを設ける構成を例示したが、コイルボビン
７０の樹脂の弾力性により緩みを防止できれば、突起部
２０ｃを省略してもよい。また、位置調整のしやすさ、
取り付け精度の向上、巻線の損傷防止のためにはコイル
ボビン７０を介するのが好ましいが、絶縁材等を介して
巻線をステータポール５２に直接巻回する場合や、絶縁
材を介して型巻きコイルを挿入する場合にも、本発明を
適用することができる。

【００２５】図４は相対位置検出用レゾルバ６０の断面
図である。同図に示すように、レゾルバステータ６１の
内径中心Ｏはレゾルバロータ６４の内径中心Ｏと一致し
ており、レゾルバステータ６１とレゾルバロータ６４と
の間隙のリラクタンスがレゾルバロータ６４の回転角度
位置により変化し、レゾルバロータ６４の１回転でリラ
クタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備え
ている。レゾルバステータ６１の外周面にはＡ相、Ｂ相
及びＣ相が１２０°の電気角でずれるようにステータポ
ール６２が交互して等間隔に、この例では計１８個配置
されている。ステータポール６２はステータ基部６１ａ
の外周面に対して垂直に凸設された角柱体であり、くび
れのないストレート形状をなしている点は上述したステ
ータポール５２の構成と同様である。各々のステータポ
ール６２には巻線８２が巻回されたコイルボビン７０が
装着固定されており、その上端部にはコイルボビン７０
の脱落防止用のつば６３が溶接等の接合手段で接合され
ている。ステータポール６２に装着されるコイルボビン
７０の具体的構成は上述した通りであり、ステータポー
ル６２上での巻線８２の位置を微調整できるように構成
されている。

【００２６】尚、ステータポール６２の数は相数（この
例では３）の倍数であればよく、１８個に限定されるも
のではない。また、この例では、レゾルバロータ６４の
内周面には所定のピッチで形成された突極状の極歯が２
４個形成されているが、この極歯の数はモータロータ１
５の歯数の整数分の１に設定されていればよく、２４に
限定されるものではない。また、上記極歯をさらに電気
的に細分割することにより、相対位置検出用レゾルバ６
０の分解能をさらに向上させることもできる。巻線８２
の共通線に励磁信号が供給されると、レゾルバロータ６
４が１回転する間に各相毎に２４サイクルの交流信号が
多極レゾルバ信号として出力される。

【００２７】図８はレゾルバ信号の伝達経路を中心とす
る電気系統の概略構成図である。ここでは、説明の便宜
上、絶対位置検出用レゾルバの電気系統を示すが、相対
位置検出用レゾルバの電気系統も同様の構成となってい
る。レゾルバ用信号ケーブル４１には、A相、B相及びC
相を構成する各巻線８１に励磁信号を伝達するための励
磁信号線（共通線）COMと、Ａ相のレゾルバ信号φＡを
伝達するための検出信号線４１ａと、Ｂ相のレゾルバ信
号φＢを伝達するための検出信号線４１ｂと、Ｃ相のレ
ゾルバ信号φＣを伝達するための検出信号線４１ｃとが
各々螺旋状に配線されている。ドライブユニット２０に
内蔵されているコントローラ回路２１は、励磁信号線CO
Mに励磁信号を供給するための励磁信号源２１ａと、各
相のレゾルバ信号を検出するためのセンス抵抗Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３を含んで構成されている。

【００２８】図９はA相のレゾルバ信号波形図である。
励磁信号源２１ａの発信角周波数をωとし、高次成分を
無視すると、各相のレゾルバ信号は下記の（１）式〜
（３）式に示す通りとなる。ここでは、説明の便宜上、
A相を基準としてB相及びC相の位相がそれぞれ１２０度
遅れる場合を例示する。同図において、λは絶対位置検
出用のレゾルバロータ５４が一回転するときに検出され
る一周期分のレゾルバ信号である。相対位置検出用のレ
ゾルバロータ６４が一歯分回転するときも同様の波形パ
ターンとなる。コントローラ回路２１はこれら３相のレ
ゾルバ信号を２相信号（ＳＩＮ信号，ＣＯＳ信号）に変
換する。２相変換後のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を下記
の（４）式〜（５）式に示す。（５）式において、ｓｑ
ｒ（ｘ）は引数ｘの平方根を返す関数とする。これらの
２相信号をＲ／Ｄ変換することで、デジタル位置信号が
得られる。２相信号をＲ／Ｄ変換する際に、レゾルバの
形式、仕様等に応じて固有の高次成分誤差を補正するた
めの補正データを加味すると、デジタル位置信号の精度
向上に好適である。 φA＝（Ａ₁＋Ａ₂ＳＩＮθ）・ＳＩＮωｔ …（１） φＢ＝｛Ｂ₁＋Ｂ₂ＳＩＮ（θ−２π／３）｝・ＳＩＮωｔ …（２） φＣ＝｛Ｃ₁＋Ｃ₂ＳＩＮ（θ−４π／３）｝・ＳＩＮωｔ …（３） ＳＩＮ信号＝φA−（φＢ＋φＣ）／２ …（４） ＣＯＳ信号＝ｓｑｒ（３／４）・（φＢ−φＣ） …（５） 巻線８１の巻数の相違やレゾルバの形状の微小な誤差の
バラツキにより、（１）式〜（３）式の包絡線の直流成
分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキが生じる。直流成分
（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバラツキは上述した補正ROM２２を
用いた補正では不十分であるが、巻線８１が巻回されて
いるコイルボビン７０のステータポール５２上での装着
位置を微調整することで、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）
のバラツキを効果的に改善できることが本発明者の実験
により明らかとなった。以下に絶対位置検出用レゾルバ
５０におけるコイルボビン７０の装着位置を調整するた
めの具体的な手法について説明するが、相対位置検出用
レゾルバ６０についても同様にステータポール６２上で
のコイルボビン７０の装着位置を微調整することで、相
対位置検出用レゾルバ６０から出力されるレゾルバ信号
の包絡線の直流成分のバラツキを補正できる。そのため
には、ハウジング１２及び回転軸１１に絶対位置検出用
レゾルバ５０を組み込んだ状態でレゾルバロータ５４を
手動、或いはモータにより回転させ、「所定の信号」を
観察しながら手動でコイルボビン７０の装着位置を微調
整する。「所定の信号」として、上述の２相信号、当該
２相信号が入力されるＲ／Ｄ変換のための回路に含まれ
る同期整流部での発振角周波数ωによる同期整流処理後
の速度信号、Ｒ／Ｄ変換後のデジタル位置信号などが好
適である。

【００２９】第１の調整手法として、２相信号を観察し
ながらコイルボビン７０の位置調整を行うには、上述の
ＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号をオシロスコープに取り込
み、Ｘ＝ＣＯＳ信号，Ｙ＝ＳＩＮ信号として、リサージ
ュ図形を観察しながら観察波形が略円形となるように、
コイルボビン７０の装着位置を微調整する。図１０は直
流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバランスがとれた状態で観
察されるリサージュ図形である。同図において、リサー
ジュ図形が真円とならないのは、レゾルバ固有の高次成
分の影響があるためである。直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，
Ｃ₁）のバランスがとれた状態では２つの略円形状の包
絡線が略同心円となるように表示される。これに対し、
直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）にバラツキが生じると、リ
サージュ図形が変形する。リサージュ図形の変形は各々
の直流成分のバラツキに固有の特徴的な変化となって現
れる。

【００３０】例えば、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁と比較して
バラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝ｋ：
１：１（ｋ≠１）のときは、包絡線のずれがＸ軸方向に
拡大（ｋ＞１）又は縮小（０＜ｋ＜１）する。同様に、
Ｂ₁のみがＣ₁及びＡ₁と比較してバラツキがあるとき、
つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１：ｎ：１（ｎ≠１）のとき
は、包絡線のずれがＸ軸に対して１２０度の方向に拡大
（ｎ＞１）又は縮小（０＜ｎ＜１）する。また、Ｃ₁の
みがＡ₁及びＢ₁と比較してバラツキがあるとき、つま
り、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁＝１：１：ｍ（ｍ≠１）のときは、
包絡線のずれがＸ軸に対して２４０度の方向に拡大（ｍ
＞１）又は縮小（０＜ｍ＜１）することが本発明者の実
験で確認されている。図１１は、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁
と比較して１％のバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：
Ｂ₁：Ｃ₁＝１０１：１００：１００のときのリサージュ
図形である。このように、包絡線のずれの方向とずれの
大きさを観察することにより、どのコイルボビン７０を
どの程度に位置調整すればよいか簡単に判断できる。

【００３１】第２の調整手法として、速度信号の大きさ
の変動（いわゆる速度脈動）を観察しながらコイルボビ
ン７０の位置調整を行うには、速度信号の脈動が略一直
線状（すなわち、ほぼ速度脈動がない状態）となるよう
に調整する。図１２は、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）の
バランスがとれた状態で観察される速度信号の波形であ
る。同図において、横軸は絶対位置検出用のレゾルバロ
ータ５４の回転角度を示し、縦軸は信号レベル（速度脈
動の大きさ）を示している。レゾルバロータ５４が一回
転すると、相数分（ここでは、３相レゾルバのため、３
周期分）の速度信号が観察される。相対位置検出用のレ
ゾルバロータ６４が一歯分だけ回転した場合も、同様の
波形パターンとなる。レゾルバ固有の高次成分の影響が
あるため、速度信号は一直線とはならず、略正弦波状に
わずかに屈曲する。これに対し、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，
Ｃ₁）にバラツキが生じると、速度信号の波形が変形す
る。速度信号波形の変形は各々の直流成分のバラツキに
固有の特徴的な変化となって現れ、相数分の周期波形と
はならない。図１３は、Ａ₁のみがＢ₁及びＣ₁と比較し
て１％のバラツキがあるとき、つまり、Ａ₁：Ｂ₁：Ｃ₁
＝１０１：１００：１００のときの速度信号の波形図で
ある。同図に示すように、回転角が９０度のときと２７
０度のときの速度信号のレベルが大きく変化している。
このように、速度信号が変形するレゾルバロータ５４の
回転角度とその大きさを観察することで、どのコイルボ
ビン７０をどの程度に位置調整すればよいか簡単に判断
できる。もとより、本調整手法において、速度信号をＡ
／Ｄ変換して得られるデジタル信号を基にコイルボビン
７０の位置調整を行ってもよい。

【００３２】第３の調整手法として、Ｒ／Ｄ変換後のデ
ジタル位置信号を観察しながらコイルボビン７０の位置
調整を行うには、角度位置検出の基準となる位置検出器
（例えば、高分解能のロータリエンコーダ）を組み立て
完成後のダイレクトドライブモータ１０に連結し、位置
検出器の出力信号（基準信号）と絶対位置検出用レゾル
バ５０から得られるデジタル位置信号を比較する。具体
的には、基準となる位置検出器の角度位置を横軸に設定
し、偏差を縦軸に設定してデジタル位置信号と基準信号
の偏差をみると、バランスがとれた状態では常に縦軸の
値は０となるのに対し、直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）に
バラツキがあると、上述の第２の調整手法と同様の波形
パターンの変化を観察できるため、レゾルバロータ５４
を回転させながら両者の偏差が小さくなるようにコイル
ボビン７０の位置調整を行う。

【００３３】尚、上述の調整手法と併用して、図８に示
すように、各相の巻線８１に可変抵抗ＲＸ，ＲＹ，ＲＺ
を追加し、これらの抵抗値を微調整することで、レゾル
バ信号の包絡線の直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁）のバラン
ス調整をすることも可能である。可変抵抗ＲＸ，ＲＹ，
ＲＺを追加するだけで精度よく直流成分（Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ
₁）のバランス調整が可能となるため、バランス調整の
自由度が向上する。さらに、コイルボビン７０の装着位
置が経時的に微小変化した場合でも、ダイレクトドライ
ブモータ１０を分解等することなく、直流成分（Ａ₁，
Ｂ₁，Ｃ₁）を簡便に再調整できる。

【００３４】但し、本発明は上述の構成に限られるもの
ではなく、例えば、絶対位置検出用レゾルバ５０及び相
対位置検出用レゾルバ６０のステータポール数は任意で
ある。また、ステータポール５２，６２はステータ基部
５１ａ，６１ａに対して外歯となる構成を例示したが、
内歯となる構成であってもよい。レゾルバ信号の相数に
ついても、３相レゾルバに限らず、例えば、２相レゾル
バ、４相レゾルバ、６相（差動）レゾルバなどを用いる
ことができる。６相レゾルバでは、上述の（１）式〜
（３）式のレゾルバ信号に対して−１８０度電気角が遅
れた相信号が存在し、差動アンプを通して３相信号に変
換される。また、レゾルバ信号を相変換回路、Ｒ／Ｄ変
換回路により処理し、デジタル位置信号を得る代わりに
レゾルバ信号をＡ／Ｄ変換し、これらの回路と同等の処
理を演算装置を用いてソフトウエアにより行うようにし
てもよい。その場合、上述の第１の調整手法又は第２の
調整手法を適用する場合には、途中で得られるＳＩＮ信
号、ＣＯＳ信号、速度信号に相当する演算結果をＤ／Ａ
変換して得られる信号を用いればよい。

【００３５】本実施形態によれば、複雑な構成を付加す
ることなく、より高精度な絶対精度を確保した上で、製
品の互換性を確保することが可能となる。また、メカ部
であるシンクロレゾルバと、電気回路制御部である演算
回路部とを個別に生産、管理することができるため、各
々の製造工程においてシンクロレゾルバのバラツキ補正
工程を不要とし、最終製品の製造工程まで独立に生産す
ることが可能となる。また、本実施形態のシンクロレゾ
ルバは互換性があるため、メンテナンス、修理等の保全
においても有利である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、高精度な絶対精度を確
保しつつ、製品間の互換性を実現するためのシンクロレ
ゾルバを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイレクトドライブモータシステムの構成図で
ある。

【図２】ダイレクトドライブモータの断面構造図であ
る。

【図３】絶対位置検出用レゾルバの断面構造図である。

【図４】相対位置検出用レゾルバの断面構造図である。

【図５】コイルボビンの説明図である。

【図６】コイルボビンの断面図である。

【図７】コイルボビンの透視図である。

【図８】レゾルバ信号の伝達経路を中心とする電気系統
の概略構成図である。

【図９】A相レゾルバ信号の波形図である。

【図１０】オシロスコープで観察されるリサージュ図形
である。

【図１１】オシロスコープで観察されるリサージュ図形
である。

【図１２】速度信号の波形図である。

【図１３】速度信号の波形図である。

【符号の説明】

５０…絶対位置検出用レゾルバ ６０…相対位置検出用レゾルバ ５１，６１…レゾルバステータ ５１ａ，６１ａ…ステータ基部 ５２，６２…ステータポール ５４，６４…レゾルバロータ ７０…コイルボビン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状ステータ基部の円周方向にわたって
   等間隔に配されたステータポールを備えるステータと、
   前記ステータに対して相対的に角度変位し、前記ステー
   タとの間隙中のリラクタンス成分を変化せしめるロータ
   とを備えたシンクロレゾルバにおいて、 前記ステータポールに巻回される各相の巻線の位置を調
   整するための位置調整手段を備えたことを特徴とする、
   シンクロレゾルバ。
2. 【請求項２】 前記位置調整手段は、ステータポールに
   挿嵌可能な形状を成すコイルボビンである、請求項１に
   記載のシンクロレゾルバ。
3. 【請求項３】 前記コイルボビンは、取り付け位置の緩
   み防止機構を備えている、請求項２に記載のシンクロレ
   ゾルバ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項
   に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、 前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られ
   る２相信号をオシロスコープに入力して得られるリサー
   ジュ図形が略真円となるように前記位置調整手段の位置
   調整を行う、位置調整方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項
   に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、 前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られ
   る速度信号が略一直線となるように前記位置調整手段の
   位置調整を行う、位置調整方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項
   に記載の位置調整手段の位置調整方法であって、 前記巻線から出力されるレゾルバ信号を変換して得られ
   るデジタル位置信号と、前記シンクロレゾルバの角度位
   置の基準を示す位置検出器が出力する位置信号との偏差
   が所定値以下となるように前記位置調整手段の位置調整
   を行う、位置調整方法。