JP2012163521A - レゾルバ - Google Patents

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和弘 中村
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Abstract

【課題】励磁コイル平板や検出コイル平板自体が、円周方向において、波打ち等の変形を成している場合であっても、高精度を維持できるレゾルバを提供すること。
【解決手段】(a)SIN信号検出コイル10が、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にSIN第1コイル11とSIN第2コイル12が配置され、内周側にSIN第3コイル13とSIN第4コイル14が配置されていること、(b)SIN第1コイル11とSIN第3コイル13が円周方向で対向して配置され、SIN第2コイル12とSIN第4コイル14が円周方向で対向して配置されていること、(c)SIN第1コイル11とSIN第4コイル14が第1コイル層5に配置され、SIN第2コイル12とSIN第3コイル13が第2コイル層3に配置されていること、を特徴とする。
【選択図】 図2

Description

この発明は、平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバであって、平板上に形成された第1コイル層、及び第2コイル層と、第1コイル層と第2コイル層との間に形成された絶縁層と、を有するレゾルバに関するものである。
ハイブリッド自動車や電気自動車においては、高出力のブラシレスモータが使用されており、今後もハイパワー化が予想されている。ハイブリッド自動車のブラシレスモータを制御するためには、モータの出力軸の回転角度を正確に把握する必要がある。ステータの各コイルへの通電切替えを制御するには、ロータの回転位置を正確に把握している必要があるからである。
このため、モータにはレゾルバが備えられ、正確に角度検出されることが望ましい。自動車の駆動機構に用いられるレゾルバには、耐環境性などに加えて駆動機構の回転数が高い為に高精度化が要求されることになる。そして、他の車載部品と同様にレゾルバにも小型化と共に低コスト化が要求されている。
本出願人は、特許文献1において、高精度のレゾルバを提案している。すなわち、平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバにおいて、平板上に形成された第1コイル層、及び第2コイル層と、第1コイル層と第2コイル層との間に形成された絶縁層とを有し、SINコイルが、第1コイル層に形成されたSIN第1コイルと、第2コイル層に形成されたSIN第2コイルとを備えること、COSコイルが、第1コイル層に形成されたCOS第1コイルと、第2コイル層に形成されたCOS第2コイルとを備えることにより、レゾルバの取付で発生する恐れのある励磁コイルと検出コイルの間のギャップが変動した場合でも、高い検出精度を維持できるレゾルバを提案している。
特開2010-237077号公報
しかしながら、特許文献1の技術には、次のような問題があった。レゾルバの取付により、励磁コイル平板と検出コイル平板との距離が変動した場合には、特許文献1の技術は、対応できて高精度のレゾルバを提供できるが、励磁コイル平板や検出コイル平板自体が、円周方向において、波打ち等の変形(平面度におけるうねり)を成している場合には、誤差が発生し精度が低下する問題があった。
すなわち、円周方向で波打ち等の変形によるギャップの変化があると、検出コイルが受ける磁束密度が変化し、発生する誘導電圧に誤差が生じるため、検出角度誤差が発生するのである。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、励磁コイル平板や検出コイル平板自体が、円周方向において、波打ち等の変形を成している場合であっても、高精度を維持できるレゾルバを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のレゾルバは、次の構成を有する。
(1)平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバであって、平板上に形成された第1コイル層、及び第2コイル層と、第1コイル層と第2コイル層との間に形成された絶縁層と、を有するレゾルバにおいて、(a)SINコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にSIN第1コイルとSIN第2コイルが配置され、内周側にSIN第3コイルとSIN第4コイルが配置されていること、(b)SIN第1コイルとSIN第3コイルが円周方向で対向して配置され、SIN第2コイルとSIN第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、(c)SIN第1コイルとSIN第4コイルが第1コイル層に配置され、SIN第2コイルとSIN第3コイルが第2コイル層に配置されていること、(d)COSコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にCOS第1コイルとCOS第2コイルが配置され、内周側にCOS第3コイルとCOS第4コイルが配置されていること、(e)COS第1コイルとCOS第3コイルが円周方向で対向して配置され、COS第2コイルとCOS第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、(f)COS第1コイルとCOS第4コイルが第1コイル層に配置され、COS第2コイルとCOS第3コイルが第2コイル層に配置されていること、を特徴とする。
(2)(1)に記載するレゾルバにおいて、前記SIN第1コイルと前記SIN第3コイルの組と、前記COS第2コイルと前記COS第4コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること、前記SIN第2コイル前記SIN第4コイルの組と、前記COS第1コイルと前記第3コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること、を特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載するレゾルバにおいて、(g)前記SIN第1コイルと前記SIN第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(h)前記SIN第2コイルと前記SIN第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(i)前記SIN第4コイルと前記SIN第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(j)前記SIN第3コイルと前記SIN第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(k)前記COS第1コイルと前記COS第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(l)前記COS第2コイルと前記COS第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(m)前記COS第4コイルと前記COS第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(n)前記COS第3コイルと前記COS第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、を特徴とする。
(4)(1)乃至(3)に記載するいずれか1つのレゾルバにおいて、前記第1コイル層、及び前記第2コイル層が、導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されたことを特徴とする。
(5)(1)乃至(4)に記載するレゾルバのいずれか1つにおいて、前記SINコイル及び前記COSコイルが、検出コイルであることを特徴とする。
本発明のレゾルバは、上記構成を有することにより、次のような作用、効果を奏する。
(1)平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバであって、平板上に形成された第1コイル層、及び第2コイル層と、第1コイル層と第2コイル層との間に形成された絶縁層と、を有するレゾルバにおいて、(a)SINコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にSIN第1コイルとSIN第2コイルが配置され、内周側にSIN第3コイルとSIN第4コイルが配置されていること、(b)SIN第1コイルとSIN第3コイルが円周方向で対向して配置され、SIN第2コイルとSIN第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、(c)SIN第1コイルとSIN第4コイルが第1コイル層に配置され、SIN第2コイルとSIN第3コイルが第2コイル層に配置されていること、(d)COSコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にCOS第1コイルとCOS第2コイルが配置され、内周側にCOS第3コイルとCOS第4コイルが配置されていること、(e)COS第1コイルとCOS第3コイルが円周方向で対向して配置され、COS第2コイルとCOS第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、(f)COS第1コイルとCOS第4コイルが第1コイル層に配置され、COS第2コイルとCOS第3コイルが第2コイル層に配置されていること、を特徴とするので、SINコイルやCOSコイルが形成されている平板自体が、円周方向において、波打ち等の変形を成している場合であっても、SIN第1コイル(SIN第4コイル)とSIN第2コイル(SIN第3コイル)とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打消し合い、COS第1コイル(COS第4コイル)とCOS第2コイル(COS第3コイル)とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打消し合うため、高精度のレゾルバを実現できる。
すなわち、SIN第1コイルが第1コイル層にあり、SIN第2コイルが第2コイル層にあり、SIN第3コイルが第2コイル層にあり、SIN第4コイルが第1コイル層にあるため、第1コイル層にあるSIN第1コイル・SIN第4コイルと、第2コイル層にあるSIN第2コイル・SIN第3コイルとで、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のSINコイル(SIN第1コイル+SIN第2コイル+SIN第3コイル+SIN第4コイル)として、誤差を相殺することができる。
同様に、COS第1コイルが第1コイル層にあり、COS第2コイルが第2コイル層にあり、COS第3コイルが第2コイル層にあり、COS第4コイルが第1コイル層にあるため、第1コイル層にあるCOS第1コイル・COS第4コイルと、第2コイル層にあるCOS第2コイル・COS第3コイルとで、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のCOS信号検出コイル(COS第1コイル+COS第2コイル+COS第3コイル+COS第4コイル)として、誤差を相殺することができる。
(2)(1)に記載するレゾルバにおいて、前記SIN第1コイルと前記SIN第3コイルの組と、前記COS第2コイルと前記COS第4コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること、前記SIN第2コイルと前記SIN第4コイルの組と、前記COS第1コイルと前記第3コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること、を特徴とするので、SINコイルとCOSコイルとの位置関係を、例えば、励磁コイルまたは検出コイルに対して、常に一定とすることができる。
(3)(1)または(2)に記載するレゾルバにおいて、(g)前記SIN第1コイルと前記SIN第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(h)前記SIN第2コイルと前記SIN第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(i)前記SIN第4コイルと前記SIN第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(j)前記SIN第3コイルと前記SIN第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(k)前記COS第1コイルと前記COS第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(l)前記COS第2コイルと前記COS第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(m)前記COS第4コイルと前記COS第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、(n)前記COS第3コイルと前記COS第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていることを特徴とするので、励磁コイルを容易かつ高い位置精度で製造することができる。それにより、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のSINコイル(SIN第1コイル+SIN第2コイル+SIN第3コイル+SIN第4コイル)として、誤差を確実かつ精確に相殺する
ことができる。
(4)(1)乃至(3)に記載するいずれか1つのレゾルバにおいて、前記第1コイル層、及び前記第2コイル層が、導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されたことを特徴とするので、焼成により、第1コイル層と第2コイル層に偏差がある場合でも、(1)の構成を有しているため、SINコイル及びCOSコイルの抵抗値がそれぞれ平均化され、抵抗値を互いに相殺でき、検出精度を劣化させることが少ない。
(5)(1)乃至(4)に記載するレゾルバのいずれか1つにおいて、前記SINコイル及び前記COSコイルが、検出コイルであることを特徴とするので、励磁コイルで発生する所定の磁界に対して一定の起電力(検出電流)を発生することができ、高精度のレゾルバを得ることができる。
表面にSIN信号検出コイル10とCOS信号検出コイル20が形成されたレゾルバステータ7の分解斜視図である。 図1の(b)の第1コイル層5の平面図である。 図2のSIN第1コイル11とSIN第4コイル14のみを抜き出して拡大した図である。 図1の(d)の第2コイル層3の平面図である。 図4のSIN第3コイル13とSIN第2コイル12のみを抜き出して拡大した図である。 レゾルバロータの構成を示す分解斜視図である。 レゾルバの位置検出制御を示すブロック図である。 第1実施例のモータの構造を簡易に示した断面図である。
以下、この発明のレゾルバを具体化した第1実施例につき図面を参照して詳細に説明する。図8に、第1実施例のモータの構造を簡易に示した断面図を示す。
モータ70は、ケース本体71と、ケースカバー72と、モータステータ73と、モータロータ74と、モータ軸75と、モータ軸受76aと76bと、を備えているブラシレスモータである。
ケース本体71及びケースカバー72はアルミニウム合金などを鋳造して作られており、ケース本体71にはモータ軸受76bが嵌合され、ケースカバー72にはモータ軸受76aが嵌合され、モータ軸75を回転可能に軸支している。
ケース本体71にはその内周にモータステータ73が固定されている。モータステータ73は、コイルが備えられており通電することで、磁力を発生する。
一方、モータ軸75には永久磁石を備えたモータロータ74が固定されている。モータステータ73とモータロータ74は所定距離離れて保持され、モータステータ73に通電することでモータロータ74が回転し、駆動力を発生してモータ軸75に動力を伝える。
ケースカバー72にはレゾルバステータ7が固定され、モータロータ74にはレゾルバロータ8が固定されており、ケース本体71とケースカバー72を組み付けた状態で、レゾルバロータ8とレゾルバステータ7が所定距離だけ離れて配置される。所定距離は近くした方がレゾルバ9の検出精度を向上させることができるが、寸法公差や温度による寸法変化等も考慮された上で、所定距離が決定される。
図7に、レゾルバの位置検出制御を示すブロック図を示す。
レゾルバ9は、回路58及びセンサ部59よりなる。回路58は、SIN信号発生器51、第1検波回路55、第2検波回路56、及び演算機57よりなる。センサ部59は、SIN信号検出コイル10、COS信号検出コイル20、励磁コイル40、ロータ側
ロータリートランス41、及びステータ側ロータリートランス30よりなる。
480kHzのSIN信号波を発生させるSIN信号発生器51は、図7に示すようにステータ側のロータリートランス30に接続している。
また、SIN信号検出コイル10に接続された第1検波回路55、及びCOS信号検出コイル20に接続された第2検波回路56は各々、演算機57に接続されている。
励磁コイル40は、ロータ側ロータリートランス41に接続されている。
次に、SIN信号検出コイル10、COS信号検出コイル20の構造について、詳細に説明する。
図1に、表面にSIN信号検出コイル10とCOS信号検出コイル20が形成されたレゾルバステータ7の分解斜視図を示す。(f)は、PPS樹脂製で高い平面性を持つ基盤であるレゾルバボディ1を示す。(e)は、絶縁膜層2を示す。(d)は、絶縁膜層2の表面に形成された第2コイル層3を示す。(c)は、第1コイル層5と第2コイル層3とを絶縁するための絶縁層4を示す。(b)は、絶縁層4の上に形成された第1コイル層5を示す。(a)は、絶縁樹脂であり、保護膜であるオーバーコート6を示す。
レゾルバボディ1は、(f)に示すように、中心に円形の孔を備える円盤状で、3箇所に取付用の凸部である取付部1a、及び1箇所に端子部1bを備えている。
図1の(b)の第1コイル層5の平面図を図2に示す。第1コイル層5のコイルパターンは、絶縁膜層2の表面に導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されている。
SIN信号検出コイル10は、90度ずつの位相位置に、4箇所形成されており、各々が、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されている。
したがって、SIN信号検出コイル10は、外周側に4個のSIN第1コイル11A,11B,11C,11Dが、90度ずつ異なる位置に配置されている。また、内周側に4個のSIN第4コイル14A,14B,14C,14Dが、90度ずつ異なる位置に配置されている。SIN第4コイル14A,14B,14C,14Dは、SIN第1コイル11A,11B,11C,11Dに対して、反時計回りに45度位相がずれた位置に配置されている。
SIN第1コイル11A,11B,11C,11Dの内周側には、COS第4コイル24A,24B,24C,24Dが配置されている。また、SIN第4コイル14A,14B,14C,14Dの外周側には、COS第1コイル21B,21C,21D,21Aが配置されている。
COS第1コイル21CとSIN第1コイル11Cの中間位置が、端子部1bの中心線と一致している。
図2のSIN第1コイル11とSIN第4コイル14のみを抜き出して拡大した図を図3に示す。なお、図2では、線パターンを塗りつぶして表現しているが、図3では、塗りつぶさないで表現している。
SIN第1コイル11は、略矩形の1/4部分を構成する7本のコイル線111,112,113,114,115,116,117を備えている。コイル線111,112,113,114,115,116,117は、順次内周側から外周側へ配置されている。
同様に、SIN第4コイル14は、略矩形の1/4部分を構成する7本のコイル線141,142,143,144,145,146,147を備えている。コイル線141,142,143,144,145,146,147は、順次内周側から外周側へ配置されている。
図1の(d)の第2コイル層3の平面図を図4に示す。第2コイル層3のコイルパターンは、絶縁層4の表面に導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されている。
SIN信号検出コイル10は、90度ずつの位相位置に、4箇所形成されており、各々が、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されている。
したがって、外周側に4個のSIN第2コイル12A,12B,12C,12Dが、90度ずつ異なる位置に配置されている。また、内周側に4個のSIN第3コイル13A,13B,13C,13Dが、90度ずつ異なる位置に配置されている。SIN第3コイル13A,13B,13C,13Dは、SIN第2コイル12A,12B,12C,12Dに対して、時計回りに45度位相がずれた位置に配置されている。
SIN第2コイル12A,12B,12C,12Dの内周側には、COS第3コイル23A,23B,23C,23Dが配置されている。また、SIN第3コイル13A,13B,13C,13Dの外周側には、COS第2コイル22A,22B,22C,22Dが配置されている。
図4のSIN第3コイル13とSIN第2コイル12のみを抜き出して拡大した図を図5に示す。
SIN第2コイル12は、略矩形の1/4部分を構成する7本のコイル線121,122,123,124,125,126,127を備えている。コイル線121,122,123,124,125,126,127は、順次内周側から外周側へ配置されている。
同様に、SIN第3コイル13は、略矩形の1/4部分を構成する7本のコイル線131,132,133,134,135,136,137を備えている。コイル線131,132,133,134,135,136,137は、順次内周側から外周側へ配置されている。
次に、図1〜4を用いて、SIN信号検出コイル10の構成を説明する。図4に示すように、端子33、端子37がSIN信号検出コイル10用の端子である。
図4に示す端子33は、導線42a、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、図2に示すSIN第2コイル11Bのコイル線117の端部117aに接続している。コイル線117の端部117bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、図4に示すSIN第3コイル13Bのコイル線137の端部137bに接続している。コイル線137の端部117aは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、図2に示すSIN第4コイル14Bのコイル線147の端部147aに接続している。コイル線147の端部147bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、図4に示すSIN第2コイル12Bのコイル線127の端部127bに接続している。これで、最外周のコイル線(117−137−147−127)が構成される。
次に、コイル線127の端部127bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、SIN第1コイル11Bのコイル線116の端部116bに接続している。そして、最外周のコイル線(117−137−147−127)と同様に、次のコイル線(116−136−146−126)が形成される。同様に、最内周のコイル線(111−131−141−121)まで構成される。SIN信号検出コイル10Bは、時計回りの螺旋状コイルを構成している。
SIN信号検出コイル10Bの最内周のコイル線(111−131−141−121)の端部121aは、図2に示す導線42b、図4に示す42c、図2に示す42dを介して、SIN第1コイル12Aの最内周のコイル線121の端部121aに接続している。
コイル線121の端部121bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、SIN第4コイル14Aのコイル線141の端部141bに接続している。コイル線141の端部141bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、SIN第3コイル13Aのコイル線131の端部131bに接続している。コイル線131の端部131bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、SIN第2コイル12Aのコイル線121の端部121bに接続している。これで、最内周のコイル線(111−141−131−121)が構成される。
次に、コイル線121の端部121bは、絶縁層4のスルーホール4aを介して、SIN第1コイル11Aのコイル線112の端部112bに接続している。そして、最内周のコイル線(111−141−131−121)と同様に、次のコイル線(112−142−132−122)が形成される。同様に、最外周のコイル線(117−147−137−127)まで構成される。SIN信号検出コイル10Aは、第1コイル層5と第2コイル層3とを行き来しつつ、反時計回りの螺旋状コイルを構成している。
同様にして、SIN信号検出コイル10Cは、時計回りの螺旋状コイルを構成し、SIN信号検出コイル10Dは、反時計回りの螺旋状コイルを構成している。SIN信号検出コイル10Dの最外周のコイル線127の端部127bは、導線42eを介して、端子37に接続されている。
4個のSIN信号検出コイル10A、10B、10C、10Dにより、SIN信号検出コイル10が構成されている。
COS信号検出コイル20も、4個のCOS信号検出コイル20A、20B、20C、20Dより構成されている。そして、COS信号検出コイル20Aは、COS第1コイル21A、COS第2コイル22A、COS第3コイル23A、及びCOS第4コイルより構成されている。
ここで、COS第1コイル21A、COS第3コイル23Aは、図2に示す第1コイル層に形成され、COS第2コイル22A、COS第3コイル23Aは、図4に示す第2コイル層3に形成されている。
COS信号検出コイル20B、20C、20Dの構成も、基本的には、COS信号検出コイル20Aと同じである。
COS信号検出コイル20は、端子34、端子38に接続されている。COS信号検出コイル20A、20Cは、第1コイル層5と第2コイル層3とを行き来しつつ、時計回りの螺旋状コイルを構成し、COS信号検出コイル20B、20Dは、第1コイル層5と第2コイル層3とを行き来しつつ、反時計回りの螺旋状コイルを構成している。
端子34は、ステータ側ロータリートランス30(31、32)を介して、端子36と接続している。
次に、励磁コイル40が形成されたレゾルバロータについて説明する。図6にレゾルバロータの構成を分解斜視図で示す。(e)は、レゾルバロータ61を示す。(d)は、レゾルバロータ61の表面に形成された第1コイル層62を示す。(c)は、第1コイル層62と第2コイル層64とを絶縁するための層間絶縁層63を示す。(b)は、層間絶縁層63の上に形成された第2コイル層64を示す。(a)は、絶縁樹脂であり、保護膜であるオーバーコート65を示す。
レゾルバロータ61は、(e)に示すように、中心に円形の孔を備える円盤状であり、アルミ、しんちゅう等の非磁性導電性金属製で表面に凹部が形成されたプレート61aの凹部にPPS等の樹脂が充填凝固されたものである。
第1コイル層62は、4個の励磁コイル62a、62b、62c、62dを備えている。第2コイル層64も、4個の励磁コイル64a、64b、64c、64dを備えている。励磁コイル62a、62b、62c、62dの一端は、ロータリィトランス66の一端に接続している。励磁コイル62a、62b、62c、62dの他端は、スルーホールを通って、第2コイル層64の4つの励磁コイル64a、64b、64c、64dの一端と接続している。励磁コイル64a、64b、64c、64dの他端は、ロータリィトランス41Aの一端と接続している。ロータリィトランス41Bの他端とロータリィトランス41Aの他端とは、スルーホールを通って、接続されている。
第1コイル層62の4個の励磁コイル62a、62b、62c、62d、及び第2コイル層64の4個の励磁コイル64a、64b、64c、64dにより、励磁コイル40が構成されている。
これにより、励磁信号発生回路51で発生された励磁信号が、ステータ側のロータリートランス30、及びロータ側のロータリートランス41(41A+41B)を介して、励磁コイル40に入力される。
この励磁電流により発生する磁束により、ステータ側のSIN信号検出コイル10、及びCOS信号検出コイル20に起電力(検出信号)が発生する。SIN信号検出コイル10で発生した起電力(検出信号)の振幅変動と、COS信号検出コイル20で発生した起電力(検出信号)の振幅変動とを解析することにより、レゾルバロータの回転位置が算出できる。
すなわち、第1検波回路55は、SIN信号検出コイル10で発生する検出信号から、励磁信号の高周波成分を除去し、第2検波回路56は、COS信号検出コイル20で発生する検出信号から、励磁信号の高周波成分を除去している。そして、演算機57は、第1検波回路55と第2検波回路56の振幅の比からレゾルバロータの現在角度を算出して、角度データとして出力する。
本実施例によれば、4個の励磁コイル62a、62b、62c、62d、及びロータリィトランス41Bを第1コイル層62に形成し、4個の励磁コイル64a、64b、64c、64d、及びロータリィトランス41Aを第2コイル層64に形成しているので、1つのコイル層における、励磁コイル40、及びロータリィトランスの占有面積を小さくできるため、レゾルバの外形寸法を小さくすることができる。
以上詳細に説明したように、本実施例のレゾルバ9によれば、(1)平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバであって、平板上に形成された第1コイル層5、及び第2コイル層3と、第1コイル層5と第2コイル層3との間に形成された絶縁層4と、を有するレゾルバ9において、(a)SIN信号検出コイル10が、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にSIN第1コイル11とSIN第2コイル12が配置され、内周側にSIN第3コイル13とSIN第4コイル14が配置されていること、(b)SIN第1コイル11とSIN第3コイル13が円周方向で対向して配置され、SIN第2コイル12とSIN第4コイル14が円周方向で対向して配置されていること、(c)SIN第1コイル11とSIN第4コイル14が第1コイル層5に配置され、SIN第2コイル12とSIN第3コイル13が第2コイル層3に配置されていること、(d)COS信号検出コイル20が、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にCOS第1コイル21とCOS第2コイル22が配置され、内周側にCOS第3コイル23とCOS第4コイル24が配置されていること、(e)COS第1コイル21とCOS第3コイル23が円周方向で対向して配置され、COS第2コイル22とCOS第4コイル24が円周方向で対向して配置されていること、(f)COS第1コイル21とCOS第4コイル24が第1コイル層5に配置され、COS第2コイル22とCOS第3コイル23が第2コイル層3に配置されていること、を特徴とするので、レゾルバボディ1自体が、円周方向において、波打ち等の変形を成している場合であっても、SIN第1コイル11(SIN第4コイル14)とSIN第2コイル21(SIN第3コイル13)とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打消し合い、COS第1コイル21(COS第4コイル24)とCOS第2コイル22(COS第3コイル23)とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打消し合うため、高精度のレゾルバを実現できる。
すなわち、SIN第1コイル11が第1コイル層5にあり、SIN第2コイル12が第2コイル層3にあり、SIN第3コイル13が第2コイル層3にあり、SIN第4コイル14が第1コイル層5にあるため、第1コイル層5にあるSIN第1コイル11・SIN第4コイル14と、第2コイル層3にあるSIN第2コイル12・SIN第3コイル13とで、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のSIN信号検出コイル10(SIN第1コイル11+SIN第2コイル12+SIN第3コイル13+SIN第4コイル14)として、誤差を相殺することができる。
同様に、COS第1コイル21が第1コイル層5にあり、COS第2コイル22が第2コイル層3にあり、COS第3コイル23が第2コイル層3にあり、COS第4コイル24が第1コイル層5にあるため、第1コイル層5にあるCOS第1コイル21・COS第4コイル24と、第2コイル層3にあるCOS第2コイル22・COS第3コイル23とで、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のCOS信号検出コイル20(COS第1コイル21+COS第2コイル22+COS第3コイル23+COS第4コイル24)として、誤差を相殺することができる。
(2)SIN第1コイル11とSIN第3コイル13の組と、COS第2コイル22とCOS第4コイル24の組が、円周方向において同じ位置にあること、SIN第2コイル12とSIN第4コイル14の組と、COS第1コイル21と第3コイル23の組が、円周方向において同じ位置にあること、を特徴とするので、SIN信号検出コイル10とCOS信号検出コイル20との位置関係を、検出コイル40に対して、常に一定とすることができる。
(3)(g)SIN第1コイル11とSIN第2コイル12とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(h)SIN第2コイル12とSIN第4コイル14とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(i)SIN第4コイル14とSIN第3コイル13とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(j)SIN第3コイル13とSIN第1コイル11とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(k)COS第1コイル21とCOS第2コイル22とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(l)COS第2コイル22とCOS第4コイル24とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(m)COS第4コイル24とCOS第3コイル23とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていること、(n)COS第3コイル23とCOS第1コイル21とが、絶縁層4に形成されたスルーホール4aを介して、接続されていることを特徴とするので、励磁コイル(10+20)を容易かつ高い位置精度で製造することができる。それにより、円周方向の変形によるギャップにより、受ける磁束密度が異なる場合でも、全体のSIN信号検出コイル10(SIN第1コイル11+SIN第2コイル12+SIN第3コイル13+SIN第4コイル14)として、誤差を確実かつ精確に相殺することができる。
(4)第1コイル層5、及び第2コイル層3が、導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されたことを特徴とするので、焼成により、第1コイル層5と第2コイル層3に偏差がある場合でも、(1)の構成を有しているため、SIN信号検出コイル10及びCOS信号検出コイル20の抵抗値がそれぞれ平均化され、抵抗値を互いに相殺でき、検出精度を劣化させることが少ない。
(5)SIN信号検出コイル10及びCOS信号検出コイル20が、検出コイル(10+20)であることを特徴とするので、所定の磁界に対して一定の誘起電圧を発生することができ、高精度のレゾルバ9を得ることができる。
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
本実施例では、SIN第1コイル11とSIN第4コイルを第1コイル層5に形成し、SIN第2コイル12とSIN第3コイル13とを第2コイル層3に形成したが、SIN第1コイル11とSIN第4コイルを第2コイル層3に形成し、SIN第2コイル12とSIN第3コイル13とを第1コイル層5に形成しても良い。
同様に、本実施例では、COS第1コイル23とCOS第4コイル24を第1コイル層5に形成し、COS第2コイル22とCOS第3コイル23とを第2コイル層3に形成したが、COS第1コイル21とCOS第4コイル24を第2コイル層3に形成し、COS第2コイル22とCOS第3コイル23とを第1コイル層5に形成しても良い。
また、本実施例では、1励磁2出力のレゾルバについて説明したが、本発明を、2励磁1出力のレゾルバに適用できることは、当然である。
3 第2コイル層
5 第1コイル層
7 レゾルバステータ
8 レゾルバロータ
9 レゾルバ
10 SIN信号検出コイル
11 SIN第1コイル
12 SIN第2コイル
13 SIN第3コイル
14 SIN第4コイル
20 COS信号検出コイル
21 COS第1コイル
22 COS第2コイル
23 COS第3コイル
24 COS第4コイル
31,32 ステータ側ロータリートランス
40 励磁コイル
41 ロータ側ロータリートランス
58 回路
59 センサ部
70 モ−タ

Claims (5)

  1. 平板上に形成されたSINコイルとCOSコイルとを有するレゾルバであって、平板上に形成された第1コイル層、及び第2コイル層と、前記第1コイル層と前記第2コイル層との間に形成された絶縁層と、を有するレゾルバにおいて、
    前記SINコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にSIN第1コイルとSIN第2コイルが配置され、内周側にSIN第3コイルとSIN第4コイルが配置されていること、
    前記SIN第1コイルと前記SIN第3コイルが円周方向で対向して配置され、前記SIN第2コイルと前記SIN第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、
    前記SIN第1コイルと前記SIN第4コイルが前記第1コイル層に配置され、前記SIN第2コイルと前記SIN第3コイルが前記第2コイル層に配置されていること、
    前記COSコイルが、円周方向に2分割され、かつ径方向にも2分割されており、外周側にCOS第1コイルとCOS第2コイルが配置され、内周側にCOS第3コイルとCOS第4コイルが配置されていること、
    前記COS第1コイルと前記COS第3コイルが円周方向で対向して配置され、前記COS第2コイルと前記COS第4コイルが円周方向で対向して配置されていること、
    前記COS第1コイルと前記COS第4コイルが前記第1コイル層に配置され、前記COS第2コイルと前記COS第3コイルが前記第2コイル層に配置されていること、
    を特徴とするレゾルバ。
  2. 請求項1に記載するレゾルバにおいて、
    前記SIN第1コイルと前記SIN第3コイルの組と、前記COS第2コイルと前記COS第4コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること、前記SIN第2コイル前記SIN第4コイルの組と、前記COS第1コイルと前記第3コイルの組が、円周方向において同じ位置にあること
    を特徴とするレゾルバ。
  3. 請求項1または請求項2に記載するレゾルバにおいて、
    前記SIN第1コイルと前記SIN第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記SIN第2コイルと前記SIN第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記SIN第4コイルと前記SIN第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記SIN第3コイルと前記SIN第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記COS第1コイルと前記COS第2コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記COS第2コイルと前記COS第4コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記COS第4コイルと前記COS第3コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    前記COS第3コイルと前記COS第1コイルとが、前記絶縁層に形成されたスルーホールを介して、接続されていること、
    を特徴とするレゾルバ。
  4. 請求項1乃至請求項3に記載するいずれか1つのレゾルバにおいて、
    前記第1コイル層、及び前記第2コイル層が、導電性インクを印刷により描画した後、焼成することにより形成されたことを特徴とするレゾルバ。
  5. 請求項1乃至請求項4に記載するレゾルバのいずれか1つにおいて、
    前記SINコイル及び前記COSコイルが、検出コイルであることを特徴とするレゾルバ。
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