JP2011047672A - シートコイル型レゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】軸倍角数が比較的少ないレゾルバにおいても、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布となるようにコイルパターンを形成して、検出角度精度の高いシートコイル型レゾルバを提供する。
【解決手段】レゾルバロータコイル２１７を構成する励磁コイル４２０を外周側パターン部４２１、内周側パターン部４２２、折り返しパターン部４２３により構成する。ここで、折り返しパターン部４２３を、そこだけ幅広とした折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０により構成し、折り返ししパターン部４２３の幅を外周側パターン部４２１および内周側パターン部４２２よりも大きくする。これにより、コイル両端における磁束の変化の集中が緩和され、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布となり、検出角度精度が向上する。
【選択図】図６

Description

本発明は、導体をシートコイルによって構成したシートコイル型レゾルバに関する。

従来のシートコイル型レゾルバとしては、極対数Ｘの各１極分の角度が電気角で１８０°となるように平面状シートコイルによって形成した１相からなる励磁コイルと、励磁コイルに空隙を介して対向する平面状シートコイルによって形成した互いに電気角で９０°の位相差を持つＡ相およびＢ相コイルの２相からなる検出コイルとを備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この構成において、励磁コイルは、ロータ側に配置される。そして、励磁コイルに励磁電流を供給するためのトランスコイル（２次巻線）が、ロータにおける励磁コイルの内側に配置される。また、これら２つのコイルは、円盤形状のロータコアに面して配置されている。また、ロータ側のトランスコイル（２次巻線）に対向する位置にステータ側のトランスコイル（１次巻線）が配置され、両方のトランスコイルによりトランスコイル部が形成されている。また、ステータには、ロータの励磁コイルに対応する位置に上述したＡ相の検出コイルとＢ相の検出コイルとが２層構造で配置され、励磁コイルとＡ相およびＢ相の検出コイルによりレゾルバコイル部が形成されている。

特開平８−１３６２１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているようなレゾルバにおいては以下のような問題点があった。すなわち、軸倍角数が比較的少ないレゾルバ、例えば、軸倍角１Ｘのレゾルバを構成した場合、α相コイルおよびβ相コイルのそれぞれは、２個の渦巻き状コイルパターンのそれぞれが円周上の半周にわたって長く形成され、周方向の両サイドの部分で折り曲げられるコイルパターンとされる。すなわち、周方向に同心円状に配置される中央部分の配線パターンと、両サイドの折り曲げられた配線パターンとを備えたコイル形状となる。

このコイル形状では、当該コイルに流れる電流が作る磁束を考えた場合に、中央部分の配線パターンの磁束の変化がほぼ一定であるのに対して、両サイドの折り曲げられた配線パターンに磁束の変化が集中している。これは、両サイドの部分では、周方向に延在する配線パターンに加えて、ラジアル方向に延在する配線パターンが存在し、その部分が作る磁束の寄与が生じるからである。この傾向は、軸倍角数が小さいほど顕著になる。

上記の現象は、検出相のコイルの各軸角度に対する出力電圧分布が正弦波分布からずれる要因となる。具体的には、相の中央部分における検出出力の変化がほぼ一定となるため、波形が正弦波分布から外れる現象が発生する。この現象が発生すると、レゾルバの検出角度精度が低下する。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、軸倍角数が比較的少ないレゾルバにおいても、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布となるようにコイルパターンを形成して、検出角度精度の高いシートコイル型レゾルバを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、平面形状を有する複数のステータコイルパターンが同一面上の円周上に配置された構造を有するレゾルバステータコイル部と、前記レゾルバステータコイル部に対して軸方向において隙間を有した状態で対向して配置され、平面形状を有する複数のロータコイルパターンが同一面上の円周上に配置された構造を有するレゾルバロータコイル部とを備え、前記複数のステータコイルパターンおよび前記複数のロータコイルパターンの少なくとも一方のそれぞれは、円周方向に配列される外周側パターン部および内周側パターン部と、前記外周側パターン部と前記内周側パターン部を連結する折り返しパターン部とにより略渦巻き形状に形成されており、前記外周側パターン部および内周側パターン部の幅に比較して、前記折り返しパターン部の幅が広いことを特徴とするシートコイル型レゾルバ。

請求項１に記載の発明によれば、ステータおよびロータの少なくとも一方が備えた複数のレゾルバコイルパターンに電流を流した場合に、当該コイルパターンの折り返しパターン部は、外周側パターン部および内周側パターン部に比較してより広い範囲において、磁束を生成する。この際、折り返しパターン部、外周側パターン部および内周側パターン部に流れる電流の値は、同じであるので、折り返しパターン部が生成する磁束の密度が低下する。これにより、コイルパターンの両端に磁束が集中する現象が緩和され、ロータの回転に対する検出出力が正弦波形からずれる要因の影響が低減される。なお、本発明におけるレゾルバコイルパターンは、励磁コイルおよび検出コイルのいずれであってもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のロータコイルパターンのそれぞれは、円周方向に配列される外周側パターン部および内周側パターン部と、前記外周側パターン部と前記内周側パターン部を連結する折り返しパターン部とにより略渦巻き形状に形成されており、前記外周側パターン部および内周側パターン部の幅に比較して、前記折り返しパターン部の幅が広いことを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、ロータ側のレゾルバコイルにおけるコイルパターンの両端への磁束の変化の集中が緩和されるので、角度検出精度を高める作用が得られる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ロータの回転角に応じて振幅が変化する出力信号波形が正弦波状となるように、前記ステータコイルパターンのパターン形状に応じて、前記折り返しパターン部のそれぞれの折り返しパターンの配置がパターン幅およびパターン間の距離の少なくとも一方により調整されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、折り返しパターン部のそれぞれの折り返しパターンの配置がパターン幅およびパターン間の距離の少なくとも一方により調整されることで、ロータの回転角に応じて振幅が変化する出力信号波形が正弦波状となるようにされる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、 前記それぞれの折り返しパターンの配置は、前記折り返しパターンのパターン幅で調整されることを特徴とする。請求項４に記載の発明では、折り返しパターンの幅が調整されることで、ロータの回転に対する出力が正弦波状となるようにされる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記パターン幅は、前記それぞれの折り返しパターンによって異なることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、折り返しパターン毎に異なる値に設定されたパターン幅によって、ロータの回転に対する出力が正弦波状となるようにされる。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、 前記それぞれの折り返しパターンの配置は、前記隣接する折り返しパターン間の距離で調整されることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、折り返しパターン間の距離が調整されることで、ロータの回転に対する出力が正弦波状となるようにされる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記距離は、前記それぞれの折り返しパターン間によって異なることを特徴とする。請求項７に記載の発明によれば、パラメータのより細かい調整が可能となり、ロータの回転に対する出力が正弦波状となるようにされる調整をより厳密に行うことができる。

本発明によれば、ロータコイルパターンに電流を流した場合に生成される磁束密度の均一性が改善され、軸倍角数が比較的少ないレゾルバにおいても、検出相に誘起される電圧分布を正弦波分布に近付けることができる。このため、検出角度精度の高いシートコイル型レゾルバが提供される。

実施形態のシートコイル型レゾルバを備えたＡＣサーボモータの概要を示す断面図である。 実施形態のシートコイル型レゾルバの概要を示す断面図である。 実施形態のシートコイル型レゾルバの構造を示す分解斜視図である。 ステータ側の検出コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 比較例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 検出コイルに誘起される電圧をシミュレーションによって求めた結果を示すグラフであり、比較例における誘起電圧（ａ）と、発明を利用した構造における誘起電圧（ｂ）である。 他の実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 他の実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 他の実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 他の実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。 他の実施例におけるロータ側の励磁コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た構造図である。

（１）第１の実施形態
（モータの構成）
以下、本発明を利用した軸倍角１Ｘのシートコイル型レゾルバを備えたモータを説明する。図１は、本発明を利用したシートコイル型レゾルバを搭載したモータの概要を示す断面図である。図１には、モータ１００が示されている。モータ１００は、ＡＣサーボモータであり、回転軸となるシャフト１０１を備えている。シャフト１０１は、ベアリング１０２および１０３によって支持されている。ベアリング１０２は、モータハウジング１０４に取り付けられ、ベアリング１０３は、モータハウジング１０４の上部に固定されたエンドキャップ１０８に取り付けられている。この構造により、シャフト１０１は、モータハウジング１０４に対して回転自在な状態で取り付けられている。またシャフト１０１には、複数の磁極に着磁された構造を有する永久磁石により構成されるモータロータ１０５が取り付けられている。

ラジアル方向においてモータロータ１０５に対向して、モータステータコア１０６が配置されている。モータステータコア１０６は、珪素鋼等の磁性材料により形成され、モータハウジング１０４に固定されている。モータステータコア１０６は、磁極の数に応じた突極を備えた構造を有し、複数の突極がモータロータ１０５を周囲から取り囲むようにして配置されている。このあたりは、通常のＡＣサーボモータと同じであるので、詳しい説明は省略する。

モータステータコア１０６には、モータ巻線１０７が巻かれている。モータ巻線１０７の端部は、モータハウジング１０４外に引き出され（図示省略）、図示省略されたモータ駆動回路に接続されている。モータ１００は、上部に軸倍角１Ｘのシートコイル型レゾルバ２００が一体化され、シャフト１０１の回転角を電気的に検出することが可能とされている。

（シートコイル型レゾルバの構成）
図２は、図１の符号Ａの部分を拡大した断面図である。図３は、図１および図２に示すシートコイル型レゾルバを分解した状態を示す分解斜視図である。図２には、軸倍角が１Ｘのシートコイル型レゾルバ２００が示されている。シートコイル型レゾルバ２００は、ロータ部２０１とステータ部２０２を備えている。ロータ部２０１とステータ部２０２とは、隙間を有して軸方向に離間して配置されており、相対的に回転が可能な状態とされている。

ロータ部２０１は、中央に孔の開いた円盤形状（薄型のドーナツ構造）を有している。ロータ部２０１は、断面で見て凹型の窪みを有する円盤形状のロータヨーク２１１を備えている。ロータヨーク２１１は、中央に孔が形成され、そこをシャフト１０１（図１参照）が貫通した状態でシャフト１０１に固定されている。ロータヨーク２１１は、非磁性材料により構成され、その窪みの部分にロータコア２１２が取り付けられている。ロータコア２１２は磁性材料により構成され、図３に示すような中央に孔が形成された円盤形状（薄型のドーナツ型）を有している。

ロータコア２１２の下面（ロータヨーク２１１と反対側の面）には、絶縁シート２１３と２１４が固定されている。絶縁シート２１３と２１４は、それぞれ薄い円環形状（ドーナツ形状）に成形された樹脂性のシートである。ここで、ラジアル方向で見て、絶縁シート２１３は絶縁シート２１４の内側（シャフト１０１側）に配置されている。

絶縁シート２１３の一方の面（下面）にはロータトランスコイル２１５ａが埋設され、他方の面（上面）にはロータトランスコイル２１５ｂが埋設されている。ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂは、絶縁シート２１３の内部に形成されたプリント配線により構成され、シャフト１０１を軸中心とした渦巻き形状を有している。ロータトランスコイル２１５ａと２１５ｂとは、同じ向きの磁束に対して同じ向きの誘導電流が流れるように直列接続（同位相接続）され、その巻線の両端は、後述するレゾルバロータコイルに接続されている。ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂは、電磁誘導により後述するステータトランスコイルから励磁電流を伝達され、それを後述するレゾルバロータコイルに供給する役割を有している。

絶縁シート２１３のラジアル方向で見た外側において、ロータコア２１２には、絶縁シート２１４が取り付けられている。絶縁シート２１４も樹脂製のシートであり、その一方の面（図２の下面）にレゾルバロータコイル２１６が設けられ、他方の面（図２の上面）にレゾルバロータコイル２１７が設けられている。レゾルバロータコイル２１６、２１７は、プリント配線により構成され、後述するパターンを有している。この例では、レゾルバロータコイル２１６と２１７は、励磁コイルとして機能する。

図２に示すようにステータ部２０２は、ステータヨーク２３１を備えている。ステータヨーク２３１は、非磁性材料により構成され、中央に孔が形成された円盤形状を有している。ステータヨーク２３１は、モータハウジング１０４と一体となったエンドキャップ１０８に固定されている。ステータヨーク２３１には、磁性材料により構成される中央に孔を有した円盤形状のステータコア２３２（図３参照）が固定されている。

ステータコア２３２には、絶縁シート２３３と２３４が固定されている。絶縁シート２３３と２３４は、薄い円環形状（ドーナツ形状）に成形された樹脂性のシートである。ここで、ラジアル方向で見て、絶縁シート２３３は絶縁シート２３４の内側（シャフト１０１側）に配置されている。

絶縁シート２３３の一方の面（図２の上面）にはステータトランスコイル２３５ａが埋設され、他方の面（図２の下面）にはステータトランスコイル２３５ｂが埋設されている。ステータトランスコイル２３５ａ、２３５ｂは、絶縁シートの内部に形成されたプリント配線により構成され、シャフト１０１を軸中心とした渦巻き形状を有している。ステータトランスコイル２３５ａと２３５ｂとは、同じ向きの磁束を生成する向きで直列に接続され、その巻線の両端は、図示省略する励磁電流を出力する駆動回路に接続されている。

ステータトランスコイル２３５ａ、２３５ｂとロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂとは磁気的に結合している。ステータトランスコイル２３５ａ、２３５ｂに励磁電流を流すと、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂに誘導電流が誘起され、それがレゾルバロータコイル２１６、２１７に励磁電流として供給される。

絶縁シート２３４の一方の面（図２の上面）にはレゾルバステータコイル２３６が設けられ、他方の面（図２の下面）にはレゾルバステータコイル２３７が設けられている。レゾルバステータコイル２３６、２３７は、プリント配線により構成され、後述するパターンを有している。この例では、レゾルバステータコイル２３６と２３７は、検出コイルとして機能する。

図４は、ステータ側のコイルパターンを示す構造図である。図４に示すように、レゾルバステータコイル２３６は、ｓｉｎ相の検出コイルパターン４０１および４０２、ｃｏｓ相の検出コイルパターン４０３および４０４により構成されている。レゾルバステータコイル２３６の内側には、ステータトランスコイル２３５ａが配置されている。

図４には示されていないが、軸方向から見て、ｓｉｎ相の検出コイル４０１、４０２に重なる位置に、レゾルバステータコイル２３７（図２参照）を構成する同様なコイルパターンを有したｓｉｎ相の検出コイルが２つ配置されている。この２つのｓｉｎ相の検出コイルのそれぞれは、軸方向において重なる位置にあるｓｉｎ相の検出コイル４０１、４０２と直列に接続されている。

また同様に、図４には示されていないが、軸方向から見て、ｃｏｓ相の検出コイル４０３、４０４に重なる位置に、レゾルバステータコイル２３７（図２参照）を構成する同様なコイルパターンを有したｃｏｓ相の検出コイルが２つ配置されている。この２つのｃｏｓ相の検出コイルのそれぞれは、軸方向において重なる位置にあるｃｏｓ相の検出コイル４０３、４０４と直列に接続されている。

（回転角の検出動作）
シャフト１０１が回転すると、ロータ部２０１がステータ部２０２に対して回転し、その回転の影響が、各相の検出コイル群に誘起されるｓｉｎ相出力成分とｃｏｓ相出力成分に現れる。例えば、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂにＶext＝Ｅｓｉｎωｔの励磁信号を供給すると、基準位置からのシャフト１０１の回転角θに応じてレゾルバステータコイル２３６、２３７のｓｉｎ相の検出コイル群に数１で示される出力が現れ、ｃｏｓ相の検出コイル群に数２で示される出力が現れる。

ここで、ｋは比例定数、Ｅは励磁信号の振幅、ωは励磁周波数、αは位相ずれ角、ｎは１以上の任意の整数である。数１と数２は、Ｖsin／Ｖcos＝ｔａｎ（ｎθ）の関係があるから、ＶsinとＶcosの値に基づいて図示しないＲ／Ｄコンバータにおいて、θが算出される。

（比較例の構成）
図５は、比較例を示すもので、仮に実施形態においてロータ側に従来技術による励磁コイルを採用した場合におけるコイルパターンを示す構造図である。図５には、レゾルバロータコイル２１７が示されている。図５に示すように、レゾルバロータコイル２１７は、励磁コイル４１１、４１２により構成されている。レゾルバロータコイル２１７の内側には、ロータトランスコイル２１５ｂが配置されている。

図５には示されていないが、軸方向から見て、励磁コイル４１１、４１２に重なる位置に、レゾルバロータコイル２１６（図２参照）を構成する同様なコイルパターンを有した励磁コイルが２つ配置されている。この２つの励磁コイルのそれぞれは、軸方向において重なる位置にある励磁コイル４１１、４１２と直列に接続されている。

励磁コイル４１１は、外周側パターン部４１１ａと内周側パターン部４１１ｂとを備えている。外周側パターン部４１１ａと内周側パターン部４１１ｂとは、２箇所（両サイド）の折り返しパターン部４１１ｃ、４１１ｄにより接続され、略渦巻形状のコイルとされている。励磁コイル４１２も上下が反転するだけで、励磁コイル４１１と同様な構造を有している。

ここで、外周側パターン部４１１ａの幅（全体幅）をＡ１、内周側パターン部４１１ｂの幅（全体幅）をＢ１、折り返しパターン部４１１ｃ、４１１ｄの幅（全体幅）をＣ１とした場合、Ａ１≒Ｂ１≒Ｃ１とされている。つまり、励磁コイル４１１の幅は、各部で略同じとされている。この点は、励磁コイル４１２も同じである。

励磁コイル４１１、４１２のパターン構成では、パターンの集中する渦巻状コイルパターンの両サイド（折り返しパターン部４１１ｃ、４１１ｄの部分）に磁束の変化の大きさが片寄り、それより内側では一定の磁束の強さの領域が広がる。このため、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布とはならなくなり、その結果、検出角度精度が低下する。

（実施例の構成）
図６、図７は、軸倍角１Ｘのレゾルバ２００におけるロータ側のコイルパターンを示す構造図である。図６、図７には、図２、図３に示すレゾルバロータコイル２１７の一例が示されている。図６、図７に示すレゾルバロータコイル２１７は、励磁コイル４２０、４３０により構成されている。図６、図７には示されていないが、軸方向から見て、励磁コイル４２０、４３０に重なる位置に、レゾルバロータコイル２１６（図２参照）を構成する同様なコイルパターンを有した励磁コイルが２つ配置されている。この２つの励磁コイルのそれぞれは、軸方向において重なる位置にある励磁コイル４２０、４３０と直列に接続されている。

励磁コイル４２０は、外周側パターン部４２１、内周側パターン部４２２、外周側パターン部４２１と内周側パターン部４２２とを接続する折り返しパターン部４２３を備えた略渦巻き形状のコイル形状を有している。なお、折り返しパターン部は、２箇所あるが、もう一つの折り返しパターン部の符号は図示省略されている。

折り返しパターン部４２３は、複数の折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０により構成されている。それぞれの折り返しパターンのパターン幅は、外周側パターン部４２１および内周側パターン部４２２の各パターンと比較して、円周方向に幅広く形成されており、それぞれの折り返しパターンの配置は、パターン幅によって調整されている。

折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０の一つのパターン幅について説明する。図７に示すように、折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０それぞれのパターン幅は、角度で考えて角度ｃ（°）＝ｂ（°）（折り返し部全体のパターン幅角度）／パターン本数、となるように、均等に割り振られている。この構成では、外周側パターン部４２１の幅（全体幅）をＡ２、内周側パターン部４２２の幅（全体幅）をＢ２、折り返しパターン部４２３の幅（全体幅）をＣ２とした場合、Ａ２≒Ｂ２＜Ｃ２となる関係とされている。すなわち、折り返しパターン部４２３の幅が、外周側パターン部４２１および内周側パターン部４２２よりも大きくなる設定とされている。これらの点は、励磁コイル４３０においても同じである。

励磁コイル４２０のデザインでは、折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０のパターン幅が、外周側パターン部４２１および内周側パターン部４２２のパターン幅に比較して、大きな寸法とされている。このため、コイルを構成するパターンが渦巻状コイルパターンの両サイドに集中していない構造が得られる。この構造によれば、コイルパターンの両サイドにおける磁束の変化の集中を是正でき、磁束の両サイドへの片寄りを抑えることができる。このため、ロータの回転に伴い検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布からずれる現象を緩和することができる。さらに、検出相のコイルパターンのパターン形状に応じて、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布となるようにそれぞれの折り返しパターンの配置が調整されることで、より正確な正弦波を得ることができ、検出角度精度を向上させることができる。

すなわち、レゾルバロータコイル２１７を構成する励磁コイル４２０を外周側パターン部４２１、内周側パターン部４２２、折り返しパターン部４２３により構成し、折り返しパターン部４２３を、そこだけ幅広とした折り返しパターンＰｒ１〜Ｐｒ１０により構成する。この構成によれば、折り返ししパターン部４２３の幅が外周側パターン部４２１および内周側パターン部４２２よりも大きくなり、コイル両端における磁束の変化の集中が緩和される。このため、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布に近づき、検出角度精度が向上する。

（性能評価）
図８は、比較例と実施例の出力波形を示すグラフである。図８（ａ）には、図５に示すロータの構造を採用した比較サンプルであるレゾルバの軸角度に対する出力電圧の変化が示され、図８（ｂ）には、図６、図７に示すロータの構造を採用したレゾルバの軸角度に対する出力電圧の変化が示されている。なお、図８に示すのは、シミュレータを用いて算出したシミュレーション値である。尚、ステータは、図４に示す構造を用いている。

図８（ａ）に示すように、図５に示すロータの構成とした場合、正弦波分布からのズレが生じ、台形状に歪んだ出力波形となる。一方、図８（ｂ）に示すように、図６、図７に示すロータの構成とした場合、略正弦波分布を有した出力波形が得られる。これは、折り返しパターン部４２０付近における磁束の変化の集中が緩和され、それにより、励磁コイル４２０、４３０が生成する磁束の磁束分布がより理想的な状態に近づいたことを裏付けている。

（変形例）
図９には、一部の折り返しパターン（Ｐｒ１）のパターン幅が他の折り返しパターンのパターン幅よりも長い（角度では、ｄ（°）大きい）構造としたコイルパターンが示されている。図１０には、折り返しパターンＰｒｎ（ｎ＝１、２・・））のパターン幅が順次長くなるように形成したコイルパターンが示されている。図１０は、最外周の折り返しパターンＰｒ１０から、コイルの中心に向ってパターン幅を徐々に長くしていく例が示されている。この場合、外周ｎ番目の折り返しパターンの角度は、下記数３により示される。

但し、ｘはターン数のｎ番目、ｔはターン数、θａは均等割り振り分の調整角度、θｂは変動分角度、Σはｋ＝１からｔまでの和を表している。

図１１には、それぞれの折り返しパターンを、軸中心方向ではなく、最も外側の折り返しパターンの向きに対して平行に形成した構成が記載されている。図９〜図１１に示した構成は、どれも第１の実施形態と同様な効果が得られる。このような数々の態様を採用することで、個々のレゾルバの設計により検出相のコイルパターンのパターン形状が異なる場合に、そのパターン形状に応じて、検出相に誘起される電圧分布が正弦波分布となるようにそれぞれの折り返しパターンの配置を微調整することが可能となる。このため、設計の自由度を高くできる。

（２）第２の実施形態
折り返しパターン部を構成する複数の折り返しパターンのパターン幅を、外周側パターン部および内周側パターン部のパターン幅（パターン一つの幅）と同じであるが、折り返しパターン部のそれぞれの折り返しパターン間の距離を、外周側パターン部および内周側パターン部のパターン間距離よりも広くする構成も可能である。この場合も折り返しパターン部の幅（全体幅）が、外周側パターン部および内周側パターン部の幅（全体幅）よりも大きくなる（隣接するパターン間の隙間が大きくなることで、パターン部として捉えた幅は大きくなる）。

図１２には、それぞれの折り返しパターン部５００を構成する各配線のパターンである折り返しパターン５０１、５０２、５０３、５０４・・・５１０の幅を、外周側パターン部５２０および内周側パターン部５３０の配線パターンと同じ幅とし、隣接する折り返しパターン間の隙間部分５１１、５１２、５１３・・・５１９の寸法（＝それぞれの折り返しパターン間の距離）を調整することで、折り返しパターン部５００の幅（全体幅）を外周側パターン部５２０の幅（全体幅）および内周側パターン部５３０の幅（全体幅）よりも大きくした例が示されている。図１３は、図１２の構成の変形例であり、それぞれの折り返しパターンが、最も外側の折り返しパターンの向きに対して平行に形成されている構成が示されている。

本実施形態の構成とした場合、第１の実施形態と同様な効果が得られる。また、パターン全体の抵抗値が高くできるため（一つのパターンで見た場合の電流の経路の幅は狭くなるため）、出力電圧を高くすることが可能となる。

本実施形態の構成において、折り返しパターン部のそれぞれの折り返しパターン間の距離を同じとせず、複数の値とすることもできる。すなわち、折り返しパターン間によってパターン間隔の値が異なる構成も可能である。この構成は、例えば、出力を正弦波に近付けるための調整に利用することができる。

（３）第３の実施形態
折り返しパターン部の幅（全体幅）を、外周側パターン部および内周側パターン部の幅（全体幅）よりも大きくする構成の態様として、折り返しパターン部を構成する各パターンの幅と、隣接するパターン間の距離の両方を外周側パターン部および内周側パターン部における対応する部分の寸法よりも大きくする構成が挙げられる。この場合も出力波形を正弦波に近付けることができる優位性が得られる。

（４）その他
それぞれの折り返しパターンのパターン幅およびパターン間の距離の組合せは、実施形態に限定されない。出力がより正弦波に近づくようにするのであれば、自由な組合せが可能である。ステータ側のコイルパターンの構成は実施形態に限定されない。例えば、従来例（特開平８−１３６２１１号公報）のように、ｓｉｎ相とｃｏｓ相のコイルパターンの層が別々である２層構造で構成されていても適用可能である。

軸倍角は１Ｘに限定されない。２Ｘ以上であってもよい。ただし、軸倍角が大きくなると、コイルの周方向の長さが短くなり、両サイドの部分に磁束が偏る現象の影響が相対的に低下する。このため、軸倍角がより小さい（２Ｘ以下、特に１Ｘ）シートコイル型レゾルバの場合に特に顕著な優位性を得ることができる。

レゾルバの構成は、内側がトランスコイル部、外側がレゾルバコイル部の構成に限定されない。内側がレゾルバコイル部、外側がトランスコイル部であってもよい。また、折り返しパターンの形状は、実施形態の形状に限定されない。例えば、エッジ形状が楕円形状などであってもよい。また、各コイルパターンの構成は２層に限定されず、１層でもよく、また３層以上であってもよい。

実施形態では、ロータ側を励磁し、ステータ側でｓｉｎ相とｃｏｓ相の出力を得る「一相入力−二相出力」であるが、ステータ側のｓｉｎ相コイルとｃｏｓ相コイルとにｓｉｎ励磁信号とｃｏｓ励磁信号を入力し、ロータ側で２相の信号が合成された波形を検出する「二相入力−一相出力」であってもよい。

図６に示す折り返しパターン部４２３の構成をレゾルバステータコイル２３６（図４参照）に適用してもよい。この場合、レゾルバロータコイル２１７は、通常の構成であってもよい。勿論、図示する構成であってもよい。図６に示す折り返しパターン部４２３の構成をレゾルバステータコイル２３６に適用した場合、折り返し部の細かい寸法関係は、軸回転に対する出力が正弦波形となるように調整し、設定すればよい。

本発明は、シートコイル型のレゾルバに利用することができる。

１００…モータ、１０１…シャフト、１０２，１０３…ベアリング、１０４…モータハウジング、１０５…モータロータ、１０６…モータステータコア、１０７…モータ巻線、１０８…エンドキャップ、２００…シートコイル型レゾルバ、２０１…ロータ部、２０２…ステータ部、２１１…ロータヨーク、２１２…ロータコア、２１３，２１４…絶縁シート、２１５ａ，２１５ｂ…ロータトランスコイル、２１６，２１７…レゾルバロータコイル、２３１…ステータヨーク、２３２…ステータコア、２３３，２３４…絶縁シート、２３５ａ，２３５ｂ…ステータトランスコイル、２３６，２３７…レゾルバステータコイル、４０１，４０２…ｓｉｎ相の検出コイルパターン、４０３，４０４…ｃｏｓ相の検出コイルパターン、４１１…励磁コイル、４１１ａ…外周側パターン部、４１１ｂ…内周側パターン部、４１１ｃ…折り返しパターン部、４１１ｄ…折り返しパターン部、４１２…励磁コイル、４２０…励磁コイル、４２１…外周側パターン部、４２２…内周側パターン部、４２３…折り返しパターン部、Ｐｒ１〜Ｐｒ１０…折り返しパターン、４３０…励磁コイル、５００…折り返しパターン部、５０１〜５１０…折返しパターン、５１１〜５１９…隣接する折り返しパターンの隙間部分、５２０…外周側パターン部、５３０…内周側パターン部。

Claims (7)

1. 平面形状を有する複数のステータコイルパターンが同一面上の円周上に配置された構造を有するレゾルバステータコイル部と、
   前記レゾルバステータコイル部に対して軸方向において隙間を有した状態で対向して配置され、平面形状を有する複数のロータコイルパターンが同一面上の円周上に配置された構造を有するレゾルバロータコイル部と
   を備え、
   前記複数のステータコイルパターンおよび前記複数のロータコイルパターンの少なくとも一方のそれぞれは、円周方向に配列される外周側パターン部および内周側パターン部と、前記外周側パターン部と前記内周側パターン部を連結する折り返しパターン部とにより略渦巻き形状に形成されており、
   前記外周側パターン部および内周側パターン部の幅に比較して、前記折り返しパターン部の幅が広いことを特徴とするシートコイル型レゾルバ。
2. 前記複数のロータコイルパターンのそれぞれは、円周方向に配列される外周側パターン部および内周側パターン部と、前記外周側パターン部と前記内周側パターン部を連結する折り返しパターン部とにより略渦巻き形状に形成されており、
   前記外周側パターン部および内周側パターン部の幅に比較して、前記折り返しパターン部の幅が広いことを特徴とする請求項１に記載のシートコイル型レゾルバ。
3. ロータの回転角に応じて振幅が変化する出力信号波形が正弦波状となるように、前記ステータコイルパターンのパターン形状に応じて、前記折り返しパターン部のそれぞれの折り返しパターンの配置がパターン幅およびパターン間の距離の少なくとも一方により調整されていることを特徴とする請求項２に記載のシートコイル型レゾルバ。
4. 前記それぞれの折り返しパターンの配置は、前記折り返しパターンのパターン幅で調整されることを特徴とする請求項３に記載のシートコイル型レゾルバ。
5. 前記パターン幅は、前記それぞれの折り返しパターンによって異なることを特徴とする請求項４に記載のシートコイル型レゾルバ。
6. 前記それぞれの折り返しパターンの配置は、前記隣接する折り返しパターン間の距離で調整されることを特徴とする請求項３に記載のシートコイル型レゾルバ。
7. 前記距離は、前記それぞれの折り返しパターン間によって異なることを特徴とする請求項６に記載のシートコイル型レゾルバ。

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