JP2013083485A - 角度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】センサステータを構成する順方向の平面コイルと逆方向の平面コイルの磁束密度を均等化させ、検出精度を向上させること。
【解決手段】角度センサは平面コイルが形成されたセンサロータと、その表面に対向して配置され、平面コイル10(10A〜10D)を含むセンサステータとを備える。センサステータのステータ基板上には、順方向平面コイル10B,10D及び逆方向平面コイル10A,10Cが形成される。順方向平面コイル10B,10C及び逆方向平面コイル10A,10Cは、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸L1を中心に対称形状をなし、一端10b及び他端10cを含む。各平面コイル10A〜10Dが接続線15a〜15eを介して直列に接続され、直列に接続された各平面コイル10A〜10Dの一端10b及び他端10cが、対称軸L1上に配置される。
【選択図】 図６

Description

この発明は、モータやエンジンの出力軸の回転角度を検出する角度センサに関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されるシートコイル型レゾルバが知られている。このレゾルバは、励磁相コイルと検出相コイルを備える。励磁相コイルは、絶縁シート層の表側に渦巻きコイル（平面コイル）が設けられ、裏側に表側と同一方向から見たときに逆向きに巻かれた渦巻きコイル（平面コイル）が設けられる。検出相コイルは、絶縁シート層の表側に渦巻きコイル（平面コイル）が設けられ、裏側に表側の渦巻きコイル（平面コイル）と電気的に９０度の位相差を持つ渦巻きコイル（平面コイル）が設けられる。励磁相コイルと検出相コイルは、空隙を介して対向して配置され、相対的に移動し得るように構成される。ここで、励磁相コイルの渦巻きコイルは、円弧状と直線状の導体のつなぎ合わせ、又は、円弧状あるいは直線状の導体を接続した渦巻き状に形成される。また、検出相コイルの渦巻きコイルは、半波正弦波形状の導体と円弧状又は直線状の導体とを順に接続した渦巻き状に形成される。そして、励磁相コイル又は検出相コイルの、順方向に巻かれた渦巻きコイルと逆方向に巻かれた渦巻きコイルは、隣接する渦巻きコイルの外周端同士がそのまま接続され、内周端同士が別の層に設けられた接続線を介して接続される。

特開平８−２９２０６６号公報

ところが、特許文献１に記載のレゾルバでは、順方向に巻かれた渦巻きコイルの形状と、逆方向に巻かれた渦巻きコイルの形状とが非対称となっており、各渦巻きコイルの磁束密度が不均等となり、外部からの電磁ノイズの影響を受け易く、レゾルバの出力誤差の要因となっていた。

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、センサステータを構成する順方向の平面コイルと逆方向の平面コイルの磁束密度を均等化させ、検出精度を向上させることを可能とした角度センサを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転軸に取り付けられ、表面に平面コイルが形成されたセンサロータと、センサロータの表面に対し表面が対向して配置され、表面に平面コイルが形成されたセンサステータとを備えた角度センサであって、センサステータは、ステータ基板と、ステータ基板の上にて周方向に交互に配置され、渦巻状に巻回された順方向平面コイル及び渦巻状に巻回され順方向平面コイルに対し逆相となるように電気的に接続された逆方向平面コイルとを含み、順方向平面コイル及び逆方向平面コイルは、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸を中心に対称形状をなし、一端及び他端を含み、順方向平面コイルと逆方向平面コイルとが接続線を介して直列に接続され、直列に接続された各平面コイルの一端及び他端が、対称軸上に配置されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、接続線を介して直列に接続された順方向平面コイルと逆方向平面コイルのそれぞれが、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸を中心に対称形状をなし、接続線に接続される各平面コイルの一端及び他端が、対称軸上に配置される。従って、各平面コイルに対する電流の出入りに対し、各平面コイルの形状の対称性が良くなる。

上記目的を達成するために、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、直列に接続された各平面コイルにつき、一端が平面コイルの内側に配置され、他端が平面コイルの外側に配置され、平面コイルを構成するコイル線群の配列を対称軸を中心に対称とするために、一端と他端との間にて、コイル線群の配列を径方向へ変位させたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、平面コイルを構成するコイル線群の配列を対称軸を中心に対称とするために、各平面コイルの一端と他端との間にて、コイル線群の配列を径方向へ変位させているので、コイル線群の配列の対称性も良くなる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、接続線が、直列に接続された各平面コイルの外周側に配置され、各平面コイルにつき、接続線へ向けて一端から径方向へ伸びる第１渡り接続線と、接続線へ向けて他端から径方向へ伸びる第２渡り接続線とが設けられ、第１渡り接続線と第２渡り接続線とが絶縁層を介して上下に重なるように配置されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、各平面コイルにつき、外周側に配置された接続線へ向けて一端から伸びる第１渡り接続線と、同じく接続線へ向けて他端から伸びる第２渡り接続線とが絶縁層を介して上下に重なるように配置される。従って、第１渡り接続線と第２渡り接続線との間で電流が逆向きとなり、第１渡り接続線に外部から侵入する電磁ノイズと、第２渡り接続線に外部から侵入する電磁ノイズとが互いに打ち消し合う。

請求項１に記載の発明によれば、センサステータを構成する順方向平面コイルと逆方向の平面コイルの磁束密度を均等化させることができ、角度センサとしての検出精度及び性能を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に対し、順方向平面コイルと逆方向の平面コイルの磁束密度を更に均等化させることができ、角度センサとしての検出精度及び性能を更に向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１渡り接続線と第２渡り接続線の部分で外部からの電磁ノイズの影響を受け難くすることができ、各平面コイルに対する外部からの電磁ノイズの影響を低減することができ、延いては角度センサとしての検出精度及び性能をより一層向上させることができる。

一実施形態に係り、角度センサを取り付けたモータの一部を示す断面図。 同実施形態に係り、角度センサに係る電気的構成を示すブロック図。 同実施形態に係り、センサステータの構成を分解して示す斜視図。 同実施形態に係り、ＳＩＮ信号検出コイルのパターンイメージを示す平面図。 同実施形態に係り、ＣＯＳ信号検出コイルのパターンイメージを示す平面図。 同実施形態に係り、ＳＩＮ信号検出コイルのパターンイメージの概略構成を示す平面図。 同実施形態に係り、ＣＯＳ信号検出コイルのパターンイメージの概略構成を示す平面図。 同実施形態に係り、各円弧状コイルの１つを代表的に抜き出し拡大して示す平面図。 同実施形態に係り、第２コイル層を示す平面図。 同実施形態に係り、図９におけるＳＩＮ第２コイルとＳＩＮ第３コイルのみを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、図９におけるＣＯＳ第２コイルとＣＯＳ第３コイルのみを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、図９及び図１０におけるＳＩＮ第３コイルとＳＩＮ第２コイルの関係につき、その一部のみを抜き出して拡大して示す平面図。 同実施形態に係り、第１コイル層を示す平面図。 同実施形態に係り、図１３におけるＳＩＮ第１コイルとＳＩＮ第４コイルのみを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、図１３におけるＣＯＳ第１コイルとＣＯＳ第４コイルのみを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、図１３及び図１４におけるＳＩＮ第１コイルとＳＩＮ第４コイルの関係につき、その一部のみを抜き出して拡大して示す平面図。 同実施形態に係り、図９に示すコイルを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、図１３に示すコイルを抜き出して示す平面図。 同実施形態に係り、センサロータの構成を分解して示す斜視図。 同実施形態に係り、本実施形態の角度センサにつき、誤差成分と誤差角度との関係を示すグラフ。 同実施形態に係り、対比例の角度センサにつき、誤差成分と誤差角度との関係を示すグラフ。 同実施形態に係り、電気角度に対する角度センサの出力波形の関係を示すグラフ。 別の実施形態に係り、接続線の一部の配置状態を拡大して示す平面図。

以下、本発明の角度センサを具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態における角度センサ９を取り付けたモータ７０の一部を断面図により示す。モータ７０は、モータケース７１と、モータケース７１の開口部を覆うケースカバー７２と、モータケース７１に固定されたモータステータ７３と、モータステータ７３の内側に設けられたモータロータ７４と、モータロータ７４の中心に一体に設けられた回転軸としてのモータシャフト７５と、モータケース７１及びモータカバー７２との間でモータシャフト７５を回転可能に支持する一対の軸受７６，７７とを備える。

モータケース７１及びケースカバー７２は、アルミニウム合金などを鋳造することにより形成される。モータステータ７３は、コイル７８を備え、モータケース７１の内周に固定される。モータステータ７３は、コイル７８が通電されることで励磁され、磁力を発生する。

モータロータ７４は、永久磁石（図示略）を備える。モータロータ７４は、モータステータ７３との間で所定の隙間を介して保持される。通電によりモータステータ７３を励磁することにより、モータロータ７４がモータシャフト７５と一体に回転して駆動力が得られる。

図１に示すように、ケースカバー７２及びモータロータ７４には、角度センサ９が設けられる。ケースカバー７２には、角度センサ９を構成するセンサステータ７が固定される。モータロータ７４には、角度センサ９を構成するセンサロータ８が固定される。モータケース７１とケースカバー７２を組み付けた状態で、センサロータ８とセンサステータ７は、所定の隙間ＧＡを介して互いに表面が対向して配置される。この隙間ＧＡは、狭くすることで角度センサ９の検出精度を向上させることができる。寸法公差や温度による寸法変化等も考慮した上で隙間ＧＡの大きさを決定するのが好ましい。

図２に、角度センサ９に係る電気的構成をブロック図により示す。角度センサ９は、センサステータ７に設けられるＳＩＮ信号検出コイル１０、ＣＯＳ信号検出コイル２０及びステータ側ロータリートランス３０と、センサロータ８に設けられる励磁コイル４０及びロータ側ロータリートランス４１とを備える。ＳＩＮ信号検出コイル１０とＣＯＳ信号検出コイル２０は、所定角度だけ位相をずらして配置される。角度センサ９に接続された信号処理装置５０は、励磁信号生成回路５１、第１検波回路５５、第２検波回路５６及び演算機５７を備える。励磁信号生成回路５１は、ステータ側ロータリートランス３０へ高周波（４８０ｋＨｚ）の励磁信号（ＳＩＮ信号）を出力するようになっている。第１検波回路５５は、ＳＩＮ信号検出コイル１０から出力されるＳＩＮ信号を入力するようになっている。第２検波回路５６は、ＣＯＳ信号検出コイル２０から出力されるＣＯＳ信号を入力するようになっている。演算機５７は、第１及び第２の検波回路５５，５６から出力されるＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号をそれぞれ入力するようになっている。

上記した信号処理装置５０において、励磁信号発生回路５１で励磁信号が発生することにより、ステータ側ロータリートランス３０及びロータ側ロータリートランス４１を介して、ロータ側の励磁コイル４０に励磁信号が入力される。この励磁信号の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（ＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号）が発生する。ＳＩＮ信号検出コイル１０で発生した起電力（ＳＩＮ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（ＣＯＳ信号）の振幅変動とを解析することにより、センサロータ８の回転位置を算出することができる。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ＳＩＮ信号から、励磁信号の高周波成分を除去する。一方、第２検波回路５６は、ＣＯＳ信号検出コイル２０で発生するＣＯＳ信号から、励磁信号の高周波成分を除去する。そして、演算機５７は、第１検波回路５５の出力信号と第２検波回路５６の出力信号との振幅の比から、センサロータ８の現在の角度位置を算出し、その算出結果を角度データとして出力する。

次に、センサステータ７の構成について詳細に説明する。図３に、センサステータ７の構成を分解して斜視図により示す。図３に示すように、センサステータ７は、下から順に、ステータ基板１、第１絶縁層２、第１コイル層３、第２絶縁層４、第２コイル層５及びオーバコート６を備える。ステータ基板１は、ＰＰＳ樹脂により略円環板状に形成され、高い平面性を有する。第１絶縁膜層２は、ステータ基板１の上に形成され、略円環薄膜状をなす。ステータ基板１は、外周に３つの取付部１ａと、１つのコネクタ部１ｂとを含む。第１コイル層３は、第１絶縁膜層２の表面に形成される。第２絶縁層４は、略円環薄膜状をなし、第１コイル層３の上に形成される。第２コイル層５は、第２絶縁層４の上に形成される。オーバコート６は、第２コイル層５の上に形成され、同コイル層５を保護する。

図３において、第１コイル層３、第２絶縁層４及び第２コイル層５により、上記したＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０が構成される。すなわち、第２絶縁層４を間に挟んで上下に重ねて形成された第１コイル層３と第２コイル層５を相互に接続することにより、多Ｘ型の平面コイルとしてのＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０がそれぞれ構成される。そして、センサステータ７は、センサロータ８の表面に対して表面が対向するように配置され、そのセンサステータ７の表面にＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０が形成される。

図４に、本発明の平面コイルとしてのＳＩＮ信号検出コイル１０のパターンイメージを平面図により示す。図５に、本発明の平面コイルとしてのＣＯＳ信号検出コイル２０のパターンイメージを平面図により示す。図４に示すように、ＳＩＮ信号検出コイル１０は、全体として略円環状をなし、電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつの位相位置に配置された４つの円弧状コイル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを備える。各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄは、ステータ基板１の上にて周方向に配置される。周方向に配置された各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄは、それら円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの径方向外側に隣接して配置された接続線１５を介して直列に接続される。この接続線１５の両端は、互いに隣接して配置された正極端子１６及び負極端子１７に接続される。両端子１６，１７は、それぞれ外部に接続可能に設けられる。各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄは、後述するように、円周方向に２分割され、かつ径方向にも２分割されて構成されたものを接続することで形成される。

同様に、図５に示すように、ＣＯＳ信号検出コイル２０は、全体として略円環状をなし、電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつの位相位置に配置された４つの円弧状コイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを備える。各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄは、ステータ基板１の上にて周方向に配置される。周方向に配置された各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄは、それら円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの径方向外側に隣接して配置された接続線２５を介して直列に接続される。この接続線２５の両端は、互いに隣接して配置された正極端子２６及び負極端子２７に接続される。両端子２６，２７は、それぞれ外部に接続可能に設けられる。各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄは、後述するように、円周方向に２分割され、かつ径方向にも２分割されて構成されたものを接続することで形成される。ＳＩＮ信号検出コイル１０とＣＯＳ信号検出コイル２０は、同軸上に配置され、両コイル１０，２０の位相が電気角度で「９０度」（機械角度で「４５度」）ずれるように配置される。

図６に、ＳＩＮ信号検出コイル１０のパターンイメージの概略構成を平面図により示す。図７に、ＣＯＳ信号検出コイル２０のパターンイメージの概略構成を平面図により示す。図６に示すように、ＳＩＮ信号検出コイル１０は、ステータ基板１の上にて周方向に交互に配置され、渦巻状に巻回された順方向平面コイルとしての順方向円弧状コイル１０Ｂ，１０Ｄ及び渦巻状に巻回され順方向平面コイルに対し逆相となるように電気的に接続された逆方向平面コイルとしての逆方向円弧状コイル１０Ａ，１０Ｃと、互いに隣接して配置され、外部に接続可能に設けられた正極端子１６及び負極端子１７とを含む。順方向円弧状コイル１０Ｂ，１０Ｄと逆方向円弧状コイル１０Ａ，１０Ｃとは、中間接続線１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して直列に接続される。直列に接続された一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの両端のうち一端は第１端接続線１５ｄを介して正極端子１６に接続され、他端は第２端接続線１５ｅを介して負極端子１７に接続される。接続線１５を構成する各接続線１５ａ〜１５ｅは、直列に接続された一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの外周にて、それらの配列に沿って１周に満たない範囲で配置される。一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの一端１０ａを折り返し点として、その一端１０ａに接続された折り返し接続線として第２端接続線１５ｅが、その他の接続線である中間接続線１５ａ〜１５ｃ及び第１端接続線１５ｄに沿って配置されて負極端子１７に接続される。この実施形態では、図４に示すように、折り返し接続線である第２端接続線１５ｅは、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに対して第２絶縁層４を介して上下に平行に重ねて配置される（図６では、便宜上横に並んで配置される。）。図４では、図６に示す各接続線１５ａ〜１５ｅを、まとめて接続線１５として示す。

図７に示すように、ＣＯＳ信号検出コイル２０は、ステータ基板１の上にて周方向に交互に配置され、渦巻状に巻回された順方向平面コイルとしての順方向円弧状コイル２０Ｂ，２０Ｄ及び渦巻状に巻回され順方向平面コイルに対し逆相となるように電気的に接続された逆方向平面コイルとしての逆方向円弧状コイル２０Ａ，２０Ｃと、互いに隣接して配置され、外部に接続可能に設けられた正極端子２６及び負極端子２７とを含む。順方向円弧状コイル２０Ｂ，２０Ｄと逆方向円弧状コイル２０Ａ，２０Ｃとは、中間接続線２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して直列に接続される。直列に接続された一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの両端のうち一端は第１端接続線２５ｄを介して正極端子２６に接続され、他端は第２端接続線２５ｅを介して負極端子２７に接続される。各接続線２５ａ〜２５ｅは、直列に接続された一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの外周にて、それらの配列に沿って１周に満たない範囲で配置される。一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの一端２０ａを折り返し点として、その一端２０ａに接続された折り返し接続線として第２端接続線２５ｅが、その他の接続線である中間接続線２５ａ〜２５ｃ及び第１端接続線２５ｄに沿って配置されて負極端子２７に接続される。この実施形態では、図５に示すように、折り返し接続線である第２端接続線２５ｅは、その他の接続線２５ａ〜２５ｄに対して第２絶縁層４を介して上下に平行に重ねて配置される（図７では、便宜上横に並んで配置される。）。図５では、図７に示す接続線２５ａ〜２５ｅを、まとめて接続線２５として示す。

図８に、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄの１つとして、円弧状コイル１０Ａ（２０Ａ）を代表的に抜き出し拡大して平面図により示す。図４、図６及び図８に示すように、ＳＩＮ信号検出コイル１０を構成する各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの一端１０ｂ及び他端１０ｃは、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの周方向の中央の位置に配置される。すなわち、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄは、その周方向の中央の位置にて、半径方向へ伸びる対称軸Ｌ１を中心に左右対称形状をなす。各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの一端１０ｂ及び他端１０ｃは、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの対称軸Ｌ１の上に配置される。そして、各接続線１５ａ〜１５ｅに接続された各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄには、その周方向の中央の位置から電流が入り、その中央の位置から電流が出るように構成される。

図８に示すように、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄにつき、一端１０ｂは円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの内側に配置され、他端１０ｃは円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの外側に配置される。そして、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄを構成するコイル線群１００の配列を対称軸Ｌ１を中心に対称とするために、一端１０ｂと他端１０ｃとの間にて、コイル線群１００の配列を径方向へ変位させ変位部１００ａが形成される。

図６に示すように、ＳＩＮ信号検出コイル１０につき、接続線１５ａ〜１５ｅは、直列に接続された各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの外周側に配置される。各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄにつき、接続線１５ａ〜１５ｅへ向けて一端１０ｂから径方向へ伸びる第１渡り接続線１５ｆと、接続線１５ａ〜１５ｅへ向けて他端１０ｃから径方向へ伸びる第２渡り接続線１５ｇとが設けられる。そして、これら第１渡り接続線１５ｆと第２渡り接続線１５ｇとが、図４に示すように、第２絶縁層４（図３参照）を介して上下に重なるように配置される。

同様に、図５、図７及び図８に示すように、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成する各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの一端２０ｂ及び他端２０ｃは、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの周方向の中央の位置に配置される。すなわち、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄは、その周方向の中央の位置にて、半径方向へ伸びる対称軸Ｌ１を中心に左右対称形状をなす。各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの一端２０ｂ及び他端２０ｃは、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの対称軸Ｌ１の上に配置される。そして、各接続線２５ａ〜２５ｅに接続された各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄには、その周方向の中央の位置から電流が入り、その中央の位置から電流が出るように構成される。

図８に示すように、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄにつき、一端２０ｂは円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの内側に配置され、他端２０ｃは円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの外側に配置される。そして、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄを構成するコイル線群２００の配列を対称軸Ｌ１を中心に対称とするために、一端２０ｂと他端２０ｃとの間にて、コイル線群２００の配列を径方向へ変位させ変位部２００ａが形成される。

図７に示すように、ＣＯＳ信号検出コイル２０につき、接続線２５ａ〜２５ｅは、直列に接続された各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの外周側に配置される。各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄにつき、接続線２５ａ〜２５ｅへ向けて一端２０ｂから径方向へ伸びる第１渡り接続線２５ｆと、接続線２５ａ〜２５ｅへ向けて他端２０ｃから径方向へ伸びる第２渡り接続線２５ｇとが設けられる。そして、これら第１渡り接続線２５ｆと第２渡り接続線２５ｇとが、図５に示すように、第２絶縁層４（図３参照）を介して上下に重なるように配置される。

図９に、第２コイル層５を平面図により示す。第２コイル層５のコイルパターンは、第２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る。図９に示すように、略円環状をなす第２コイル層５は、ＳＩＮ信号検出コイル１０を構成する４個のＳＩＮ第２コイル１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを備え、それらが外周側に電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつ異なる位置に配置される。また、図９に示すように、第２コイル層５は、内周側に４個のＳＩＮ第３コイル１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄを備え、それらが内周側に電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつ異なる位置に配置される。図１０に、図９におけるＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄのみを抜き出して平面図により示す。これらＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄは、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄに対して、時計回りに電気角度で「９０度」（機械角度で「４５度」）だけ位相がずれた位置に配置される。

図９に示すように、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄの内周側には、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成するＣＯＳ第３コイル２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ａ，２３Ｂが配置される。また、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄの外周側には、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成するＣＯＳ第２コイル２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ａが配置される。図１１に、図９におけるＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄのみを抜き出して平面図により示す。これらＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄは、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄに対して、時計回りに電気角度で「９０度」（機械角度で「４５度」）だけ位相がずれた位置に配置される。

図１２に、図９及び図１０におけるＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３ＤとＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄの関係につき、ＳＩＮ第３コイル１３ＡとＳＩＮ第２コイル１２Ａのみを抜き出して拡大して平面図により示す。図１２に示すように、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ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を備える。これらコイル線１２１〜１２７は、内周側から外周側へ順次大きくなるように形成され、配置される。各コイル線１２１〜１２７は、それぞれ第１の端１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ，１２４ａ，１２５ａ，１２６ａ，１２７ａと、第２の端１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ，１２４ｂ，１２５ｂ，１２６ｂ，１２７ｂとを含む。同様に、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ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を備える。これらコイル線１３１〜１３７は、外周側から内周側へ順次大きくなるように形成され、配置される。各コイル線１３１〜１３７は、それぞれ第１の端１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ，１３７ａと、第２の端１３１ｂ，１３２ｂ，１３３ｂ，１３４ｂ，１３５ｂ，１３６ｂ，１３７ｂとを含む。

図１３に、第１コイル層３を平面図により示す。第１コイル層３のコイルパターンは、第１絶縁層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る。図１３に示すように、略円環状をなす第１コイル層３は、ＳＩＮ信号検出コイル１０を構成する４個のＳＩＮ第１コイル１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備え、それらが外周側に電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつ異なる位置に配置される。また、図１３に示すように、第１コイル層３は、ＳＩＮ信号検出コイル１０を構成する４個のＳＩＮ第４コイル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを備え、それらが内周側に電気角度で「１８０度」（機械角度で「９０度」）ずつ異なる位置に配置される。図１４に、図１３におけるＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄのみを抜き出して平面図により示す。これらＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄは、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄに対して反時計回りに電気角度で「９０度」（機械角度で「４５度」）だけ位相がずれた位置に配置される。

図１３に示すように、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄの内周側には、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成するＣＯＳ第４コイル２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ａが配置される。また、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄの外周側には、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成するＣＯＳ第１コイル２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ａ，２１Ｂが配置される。図１５に、図１３におけるＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄのみを抜き出して平面図により示す。これらＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄは、ＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄに対して、時計回りに電気角度で「９０度」（機械角度で「４５度」）だけ位相がずれた位置に配置される。

図１６に、図１３及び図１４におけるＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄの関係につき、ＳＩＮ第１コイル１１ＡとＳＩＮ第４コイル１４Ａのみを抜き出して拡大して平面図により示す。図１６に示すように、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ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を備える。これらコイル線１１１〜１１７は、内周側から外周側へ順次大きくなるように形成され、配置される。各コイル線１１１〜１１７は、それぞれ第１の端１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ，１１５ａ，１１６ａ，１１７ａと、第２の端１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂ，１１５ｂ，１１６ｂ，１１７ｂとを含む。同様に、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ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を備える。これらコイル線１４１〜１４７は、外周側から内周側へ順次大きくなるように形成され、配置される。各コイル線１４１〜１４７は、それぞれ第１の端１４１ａ，１４２ａ，１４３ａ，１４４ａ，１４５ａ，１４６ａ，１４７ａと、第２の端１４１ｂ，１４２ｂ，１４３ｂ，１４４ｂ，１４５ｂ，１４６ｂ，１４７ｂとを含む。

図９に示すように、円環状に配置されたＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄ及びＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄの内側には、ステータ側のロータリートランス３０を構成する円環状のコイル３１が配置される。また、図９に示すように、円環状に配置されたＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄ及びＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄの外側には、上記した各接続線１５ｂ，１５ｃ，２５ｂ，２５ｄ，２５ｅ及び各端子１７，２７が配置される。

同様に、図１３に示すように、円環状に配置されたＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄ及びＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄの内側には、ステータ側のロータリートランス３０を構成する円環状のコイル３２が配置される。また、図１３に示すように、円環状に配置されたＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄ及びＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄの外側には、各接続線１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，２５ａ〜２５ｅ及び各端子１６，２６，３５，３６が配置される。

次に、図３〜図１６を参照してＳＩＮ信号検出コイル１０の構成を更に詳しく説明する。図１０に示す正極端子１６は、ＳＩＮ信号検出コイル１０のための端子である。この正極端子１６は、第１端接続線１５ｄにより、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第２コイル１２Ｂのコイル線１２７の端部１２７ａに接続される。ＳＩＮ第２コイル１２Ｂのコイル線１２７の端部１２７ｂは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第４コイル１４Ｂのコイル線１４７の端部１４７ｂに接続される。ＳＩＮ第４コイル１４Ｂのコイル線１４７の端部１４７ａは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第３コイル１３Ｂのコイル線１３７の端部１３７ａに接続される。ＳＩＮ第３コイル１３Ｂのコイル線１３７の端部１３７ｂは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第１コイル１１Ｂのコイル線１１７の端部１１７ｂに接続される。このようにして、ＳＩＮ第２コイル１２Ｂ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｂ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｂ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｂの最外周のコイル線１２７，１４７，１３７，１１７により、最外周の巻き部（ターン）が構成される。

また、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第１コイル１１Ｂのコイル線１１７の端部１１７ａは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第２コイル１２Ｂのコイル線１２６の端部１２６ａに接続される。そして、上記したＳＩＮ第２コイル１２Ｂ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｂ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｂ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｂの最外周のコイル線１２７，１４７，１３７，１１７と同様に、ＳＩＮ第２コイル１２Ｂ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｂ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｂ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｂのコイル線１２６，１４６，１３６，１１６により、最外周に隣接する内側のターンが構成される。同様に、順次内側のコイルが構成され、最終的に、ＳＩＮ第２コイル１２Ｂ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｂ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｂ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｂの最内周のコイル線１２１，１４１，１３１，１１１により最内周のターンが構成される。このようにして、ＳＩＮ第２コイル１２Ｂ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｂ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｂ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｂにより、円弧状コイル１０Ｂが時計回りの螺旋状コイルとして構成される。

上記した円弧状コイル１０Ｂの最内周のターンを構成するＳＩＮ第１コイル１１Ｂのコイル線１１１の端部１１１ａは、図１３に示す中間接続線１５ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第２コイル１２Ａの最内周のコイル線１２１の端部１２１ａに接続される。ＳＩＮ第２コイル１２Ａのコイル線１２１の端部１２１ｂは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第４コイル１４Ａのコイル線１４１の端部１４１ｂに接続される。ＳＩＮ第４コイル１４Ａのコイル線１４１の端部１４１ａは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第３コイル１３Ａのコイル線１３１の端部１３１ａに接続される。ＳＩＮ第３コイル１３Ａのコイル線１３１の端部１３１ｂは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第１コイル１１Ａのコイル線１１１の端部１１１ｂに接続される。このようにして、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ及びＳＩＮ第１コイル１１Ａの最内周のコイル線１２１，１４１，１３１，１１１により、最内周のターンが構成される。

また、図１３及び図１６に示すＳＩＮ第１コイル１１Ａのコイル線１１１の端部１１１ａは、第２絶縁層４のスルーホール４ａを介して、図９及び図１２に示すＳＩＮ第２コイル１２Ａのコイル線１２２の端部１２２ａに接続される。そして、上記したＳＩＮ第２コイル１２Ａ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ及びＳＩＮ第１コイル１１Ａの最内周のコイル線１２１，１４１，１３１，１１１と同様に、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ及びＳＩＮ第１コイル１１Ａのコイル線１２２，１４２，１３２，１１２により、最内周に隣接する外側のターンが構成される。同様に、順次外側のコイルが構成され、最終的に、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ及びＳＩＮ第１コイル１１Ａの最外周のコイル線１２７，１４７，１３７，１１７により最外周のターンが構成される。このようにして、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ及びＳＩＮ第１コイル１１Ａにより、円弧状コイル１０Ａが反時計回りの螺旋状コイルとして構成される。

同様にして、ＳＩＮ第１コイル１１Ｄ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｄ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｄ及びＳＩＮ第２コイル１２Ｄにより、円弧状コイル１０Ｄが反時計回りの螺旋状コイルとして構成される。また、ＳＩＮ第２コイル１２Ｃ、ＳＩＮ第４コイル１４Ｃ、ＳＩＮ第３コイル１３Ｃ及びＳＩＮ第１コイル１１Ｃにより、円弧状コイル１０Ｃが時計回りの螺旋状コイルとして構成される。

このように構成される４個の円弧状コイル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにより、略円環状をなすＳＩＮ信号検出コイル１０が構成される。

ＣＯＳ信号検出コイル２０についても、円周方向に分割された４個の円弧状コイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄにより構成される。そして、１つの円弧状コイル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２４Ａにより構成される。ここで、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ及びＣＯＳ第４コイル２４Ａは、図１３に示すように第１コイル層３に形成され、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ及びＣＯＳ第３コイル２３Ａは、図９に示すように第２コイル層５に形成される。

残りの円弧状コイル２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの構成についても、基本的には、上記した円弧状コイル２０Ａと同様である。ＣＯＳ信号検出コイル２０は、図９及び図１３に示す正極端子２６及び負極端子２７に接続される。ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成する２つの円弧状コイル２０Ａ，２０Ｃは、第１コイル層３と第２コイル層５とを行き来しつつ、時計回りの螺旋状コイルとして構成される。また、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成する他の２つの円弧状コイル２０Ｂ，２０Ｄは、第１コイル層３と第２コイル層５とを行き来しつつ、反時計回りの螺旋状コイルとして構成される。

図１７に、図９に示すコイル３１を抜き出して平面図により示す。図１８に、図１３に示すコイル３２を抜き出して平面図により示す。これらコイル３１，３２は、ステータ側ロータリートランス３０を構成し、図１８及び図１３に示す端子３５，３６に接続される。

次に、センサロータ８の構成について詳細に説明する。図１９に、センサロータ８の構成を分解して斜視図により示す。図１９に示すように、センサロータ８は、下からロータ基板６１と、ロータ基板６１の表面に形成された第１コイル層６２と、第１コイル層６２の上に形成された絶縁層６３と、絶縁層６３の上に形成された第２コイル層６４と、第２コイル層６４の上に形成された保護膜であるオーバコート６５とを備える。

ロータ基板６１は、アルミ又は真鍮等の非磁性導電性金属により円環板状に形成され、中心に円形の孔６１ａを有する。ロータ基板６１の表面には、凹部６１ｂが形成される。この凹部６１ｂには、ＰＰＳ等の樹脂が充填され、その樹脂が凝固している。

絶縁層６３及びオーバコート６５は、絶縁材料により円環薄膜状に形成される。絶縁層６３には、所々にスルーホール６３ａが形成される。

第１コイル層６２は、全体で円環状をなすように配置された４個の円弧状コイル６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄを備える。第２コイル層６４も、全体で円環状をなすように配置された４個の円弧状コイル６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを備える。第１コイル層６２を構成する円弧状コイル６２ａ〜６２ｄの一端は、ロータ側ロータリートランス４１を構成するコイル４１ａに接続される。４個の円弧状コイル６２ａ〜６２ｄの他端は、絶縁層６３のスルーホール６３ａを通って、第２コイル層６４を構成する円弧状コイル６４ａ〜６４ｄの一端に接続される。４個の円弧状コイル６４ａ〜６４ｄの他端は、ロータ側ロータリートランス４１を構成するコイル４１ｂに接続される。コイル４１ａの他端とコイル４１ｂの他端とは、絶縁層６３のスルーホール６３ａを介して接続されている。

上記した第１コイル層６２を構成する４個の円弧状コイル６２ａ〜６２ｄ及び第２コイル層６４を構成する４個の円弧状コイル６４ａ〜６４ｄにより、励磁コイル４０が構成される。

以上説明したこの実施形態の角度センサ９によれば、図６に示すように、センサステータ７を構成するＳＩＮ信号検出コイル１０につき、ステータ基板１の上にて周方向に交互に配置されて直列に接続された一連の順方向円弧状コイル１０Ｂ，１０Ｄと逆方向円弧状コイル１０Ａ，１０Ｃを備える。これら直列に接続された一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの両端のうち、一端が第１端接続線１５ｄを介して正極端子１６に接続され、他端が第２端接続線１５ｅを介して負極端子１７に接続される。ここで、一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの配列に沿って１周に満たない範囲で各接続線１５ａ〜１５ｅが配置される。また、一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの一端１０ａを折り返し点として、その一端ａに接続された折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅが、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに沿って配置されて負極端子１７に接続される。従って、一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの両端に接続された接続線１５ａ〜１５ｅにつき、その一端１０ａに接続された折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅが、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに沿って配置されるので、接続線１５ａ〜１５ｅの全体が実質的にループアンテナを構成することがない。このため、接続線１５ａ〜１５ｅの全体に対し、外部からの電磁ノイズの影響を受け難くすることができる。また、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅが、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに沿って配置されるので、両者１５ｅ，１５ａ〜１５ｄの間で電流が逆向きとなり、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅに外部から侵入する電磁ノイズと、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに外部から侵入する電磁ノイズとが互いに打ち消し合う。このため、ＳＩＮ信号検出コイル１０に対し、外部からの電磁ノイズの影響を低減することができる。

また、この実施形態の角度センサ９によれば、図７に示すように、センサステータ７を構成するＣＯＳ信号検出コイル２０につき、ステータ基板１の上にて周方向に交互に配置されて直列に接続された一連の順方向円弧状コイル２０Ｂ，２０Ｄと逆方向円弧状コイル２０Ａ，２０Ｃを備える。これら直列に接続された一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの両端のうち、一端が第１端接続線２５ｄを介して正極端子２６に接続され、他端が第２端接続線２５ｅを介して負極端子２７に接続される。ここで、一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの配列に沿って１周に満たない範囲で接続線２５ａ〜２５ｅが配置される。また、一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの一端２０ａを折り返し点として、その一端２０ａに接続された折り返し接続線（第２端接続線）２５ｅが、その他の接続線２５ａ〜２５ｄに沿って配置されて負極端子２７に接続される。従って、一連の円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの両端に接続された接続線２５ａ〜２５ｅにつき、その一端２０ａに接続された折り返し接続線（第２端接続線）２５ｅが、その他の接続線２５ａ〜２５ｄに沿って配置されるので、接続線２５ａ〜２５ｅの全体が実質的にループアンテナを構成することがない。このため、接続線２５ａ〜２５ｅの全体に対し、外部からの電磁ノイズの影響を受け難くすることができる。また、折り返し接続線（第２端接続線）２５ｅが、その他の接続線２５ａ〜２５ｄに沿って配置されるので、両者２５ｅ，２５ａ〜２５ｄの間で電流が逆向きとなり、折り返し接続線（第２端接続線）２５ｅに外部から侵入する電磁ノイズと、その他の接続線２５ａ〜２５ｄに外部から侵入する電磁ノイズとが互いに打ち消し合う。このため、ＣＯＳ信号検出コイル２０に対し、外部からの電磁ノイズの影響を低減することができる。そして、このようにＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０への電磁ノイズの影響を低減できるので、角度センサ１としての検出精度及び性能を向上させることができる。

また、この実施形態では、ＳＩＮ信号検出コイル１０につき、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅ及びその他の接続線１５ａ〜１５ｄが、直列に接続された一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの径方向外側に配置されるので、接続線１５ａ〜１５ｄの内側に配置された一連の円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄに対し、外部から電磁ノイズが侵入し難くなる。また、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅとその他の接続線１５ａ〜１５ｄが上下に隣接して配置されるので、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅとその他の接続線１５ａ〜１５ｄとの間のスペースが小さくなる。この意味で、接続線１５ａ〜１５ｅにつき、外部からの電磁ノイズの影響を更に受け難くすることができる。このことは、ＣＯＳ信号検出コイル２０の接続線２５ａ〜２５ｅについても同様である。

特に、この実施形態では、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅとその他の接続線１５ａ〜１５ｄとが上下に平行に重ねて配置されるので、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅとその他の接続線１５ａ〜１５ｄとの間の面積が実質的にゼロとなる。このため、接続線１５ａ〜１５ｅにつき、外部からの電磁ノイズの影響をより一層受け難くすることができる。このことは、ＣＯＳ信号検出コイル２０の接続線２５ａ〜２５ｅについても同様である。

図２０に、この実施形態の角度センサ１につき、誤差成分（サイクル）と誤差角度（ＤＥＧ）との関係をグラフにより示す。図２１に、対比例の角度センサ（接続線がループアンテナ状に配置されたもの。）につき、誤差成分（サイクル）と誤差角度（ＤＥＧ）との関係をグラフにより示す。図２０と図２１を比較して明らかなように、本実施形態の角度センサ１及び対比例の角度センサとも、誤差成分「０〜２」の間で１次誤差が生じることが分かるが、本実施形態の角度センサ１では、対比例の角度センサに対して、１次誤差を「６０％」ほど低減できたことが分かる。この意味から、本実施形態の角度センサ１によれば、外部からの電磁ノイズの影響を低減できることが分かる。

加えて、この実施形態の角度センサ１によれば、センサステータ７のＳＩＮ信号検出コイル１０につき、接続線１５ａ〜１５ｇを介して直列に接続された各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれが、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸Ｌ１を中心に対称形状をなす。また、接続線１５ａ〜１５ｇに接続される各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの一端１０ｂ及び他端１０ｃが、対称軸Ｌ１の上に配置される。したがって、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄに対する電流の出入りに対し、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄの形状の対称性が良くなる。同様に、センサステータ７のＣＯＳ信号検出コイル２０につき、接続線２５ａ〜２５ｇを介して直列に接続された各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれが、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸Ｌ１を中心に対称形状をなす。また、接続線２５ａ〜２５ｇに接続される各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの一端２０ｂ及び他端２０ｃが、対称軸Ｌ１の上に配置される。したがって、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄに対する電流の出入りに対し、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄの形状の対称性が良くなる。このため、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれにつき、磁束密度を均等化させることができ、ＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０の検出精度を向上させることができ、延いては角度センサ１として検出精度及び性能を向上させることができる。

この実施形態によれば、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄを構成するコイル線群１００，２００の配列を対称軸Ｌ１を中心に対称とするために、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄの一端１０ｂ，２０ｂと他端１０ｃ，２０ｃとの間にて、コイル線群１００，２００の配列を変位部１００ａ，２００ａにて径方向へ変位させているので、コイル線群１００，２００の配列の対称性も良くなる。このため、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄの磁束密度を更に均等化させることができ、ＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０の検出精度を更に向上させることができ、延いては角度センサ１として検出精度及び性能を更に向上させることができる。

この実施形態によれば、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄにつき、外周側に配置された接続線１５ａ〜１５ｅ，２５ａ〜２５ｅへ向けて一端１０ｂ，２０ｂから伸びる第１渡り接続線１５ｆ，２５ｆと、同じく接続線１５ａ〜１５ｅ，２５ａ〜２５ｅへ向けて他端１０ｃ，２０ｃから伸びる第２渡り接続線１５ｇ，２０ｇとが第２絶縁層４（図３参照）を介して上下に重なるように配置される。したがって、第１渡り接続線１５ｆ，２５ｆと第２渡り接続線１５ｇ，２５ｇとの間で電流が逆向きとなり、第１渡り接続線１５ｆ，２５ｆに外部から侵入する電磁ノイズと、第２渡り接続線１５ｇ，２５ｇに外部から侵入する電磁ノイズとが互いに打ち消し合う。このため、第１渡り接続線１５ｆ，２５ｆと第２渡り接続線１５ｇ，２５ｇの部分で外部からの電磁ノイズの影響を受け難くすることができ、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ〜２０Ｄに対する外部からの電磁ノイズの影響を低減することができ、延いては角度センサ１としての検出精度及び性能をより一層向上させることができる。

図２２に、電気角度に対する角度センサの出力波形の関係をグラフより示す。図２２において、太線は本実施形態に係る波形を示し、実線は対比例（各円弧状コイルの対称性が改善されていないタイプ）に係る波形を示し、破線は理想波形を示す。このグラフから明らかなように、本実施形態に係る波形は、理想波形にほぼ一致し、対称性が良く、誤差性能が向上していることが分かる。これに対し、対比例に係る波形は、そのピーク部分が理想波形から大きくずれており、対称性が悪く、誤差性能が良くないことが分かる。この意味から、本実施形態の角度センサ１によれば、誤差性能を改善することができ、検出精度を向上できることが分かる。

この実施形態の角度センサ９によれば、センサステータ７とセンサロータ８を備え、そのセンサステータ７が、ステータ基板１、第１絶縁層２、第１コイル層３、第２絶縁層４、第２コイル層５及びオーバコート６により構成される。ここで、第２絶縁層４を間に挟んで形成された第１コイル層３及び第２コイル層５により、ＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０が構成される。そして、ＳＩＮ信号検出コイル１０を構成する各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄが、円周方向に２分割され、かつ径方向にも２分割されて構成されたものを接続することで形成される。すなわち、各円弧状コイル１０Ａ〜１０Ｄは、外周側にＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄが配置され、内周側にＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄが配置される。また、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄが円周方向において対向して配置され、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄが円周方向において対向して配置される。また、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄが第１コイル層３に配置され、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄが第２コイル層５に配置される。

さらに、ＣＯＳ信号検出コイル２０を構成する各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄが、円周方向に２分割され、かつ径方向にも２分割されて構成されたものを接続することで形成される。すなわち、各円弧状コイル２０Ａ〜２０Ｄは、外周側にＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄが配置され、内周側にＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄが配置される。そして、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄが円周方向において対向して配置され、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄが円周方向において対向して配置される。また、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄが第１コイル層３に配置される。されに、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄが第２コイル層５に配置される。したがって、ステータ基板１それ自体が、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１１Ａ〜１１Ｄ（ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄ）とＳＩＮ第２コイル２１Ａ〜２１Ｄ（ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄ）とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打ち消し合うこととなる。同様に、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄ（ＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄ）とＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄ（ＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄ）とが、波打ち等の変形により発生する誤差を打ち消し合うこととなる。この意味でも、検出誤差の少ない高精度な角度センサ９を実現することができる。

すなわち、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄが第１コイル層３に形成され、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄが第２コイル層５に形成され、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄが第２コイル層５に形成され、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄが第１コイル層３に形成される。このため、第１コイル層３に形成されるＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄ及びＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄと、第２コイル層５に形成されるＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄ及びＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄとで、ステータ基板１の円周方向における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１１Ａ〜１１Ｄ、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄ）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２１Ａ〜２１Ｄが第１コイル層３に形成され、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄが第２コイル層５に形成され、ＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄが第２コイル層５に形成され、ＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄが第１コイル層３に形成される。このため、第１コイル層３に形成されるＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄ及びＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄと、第２コイル層５に形成されるＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄ及びＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄとで、円周方向における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２１Ａ〜２１Ｄ、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄ、ＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄ、ＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄ）として、誤差を相殺することができる。

この実施形態では、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄの組と、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄの組が、円周方向において同じ位置にあり、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄの組と、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄと第３コイル２３Ａ〜２３Ｄの組が、円周方向において同じ位置にある。したがって、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、励磁コイル４０に対して、常に一定とすることができる。

この実施形態では、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。また、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。また、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接される。更に、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３ＤとＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。同様に、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。また、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。また、ＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。更に、ＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３ＤとＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１Ｄとが、第２絶縁層４に形成されたスルーホール４ａを介して接続される。したがって、ＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０を容易かつ高い位置精度で製造することができる。このため、ステータ基板１の円周方向における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１１Ａ〜１１Ｄ、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２Ｄ、ＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄ、ＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄ）として、誤差を確実かつ精確に相殺することができる。

この実施形態では、第１コイル層３及び第２コイル層５が、導電性インクを絶縁層２，４の上に印刷により描画した後、焼成することで形成される。したがって、焼成により、第１コイル層３と第２コイル層５に偏差がある場合でも、上記構成により、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くなる。

この実施形態では、ＳＩＮ信号検出コイル１０及びＣＯＳ信号検出コイル２０が、１つの検出コイルを構成するので、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、高精度の角度センサ９を得ることができる。

なお、この発明は前記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。

例えば、前記実施形態では、ＳＩＮ信号検出コイル１０の接続線１５につき、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅを、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに対して第２絶縁層４を介して上下に平行に重ねて配置した。これに対し、図２３に接続線１５ａ〜１５ｅの一部の配置状態を拡大して平面図により示すように、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅを、その他の接続線１５ａ〜１５ｄに対して第２絶縁層４（図３参照）を介して交互に方向を変えてツイスト状に偶数回交差するように配置することもできる。この場合は、折り返し接続線（第２端接続線）１５ｅとその他の接続線１５ａ〜１５ｄとが交互に方向を変えてツイスト状に交差するように配置されるので、両者１５ｅ，１５ａ〜１５ｄの間のスペースが小さくなり、外部からの電磁ノイズがより有効に打ち消し合う。このため、接続線１５ａ〜１５ｅにつき外部からの電磁ノイズの影響をより一層受け難くすることができる。ＣＯＳ信号検出コイル２０の接続線２５についても同様である。

前記実施形態では、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄを第１コイル層３に形成し、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄとを第２コイル層５に形成した。これに対し、ＳＩＮ第１コイル１１Ａ〜１１ＤとＳＩＮ第４コイル１４Ａ〜１４Ｄを第２コイル層５に形成し、ＳＩＮ第２コイル１２Ａ〜１２ＤとＳＩＮ第３コイル１３Ａ〜１３Ｄとを第１コイル層３に形成しても良い。

前記実施形態では、ＣＯＳ第１コイル２３Ａ〜２３ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄを第１コイル層３に形成し、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄとを第２コイル層５に形成した。これに対し、ＣＯＳ第１コイル２１Ａ〜２１ＤとＣＯＳ第４コイル２４Ａ〜２４Ｄを第２コイル層５に形成し、ＣＯＳ第２コイル２２Ａ〜２２ＤとＣＯＳ第３コイル２３Ａ〜２３Ｄとを第１コイル層３に形成しても良い。

また、前記実施形態では、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することもできる。

この発明は、モータやエンジン等の回転軸の回転角度の検出に利用することができる。

１ ステータ基板
３ 第１コイル層（平面コイル）
４ 第２絶縁層
５ 第２コイル層（平面コイル）
７ センサステータ
８ センサロータ
９ 角度センサ
１０ ＳＩＮ信号検出コイル（平面コイル）
１０ｂ 一端
１０ｃ 他端
１０Ａ （逆方向）円弧状コイル（逆方向平面コイル）
１０Ｂ （順方向）円弧状コイル（順方向平面コイル）
１０Ｃ （逆方向）円弧状コイル（逆方向平面コイル）
１０Ｄ （順方向）円弧状コイル（順方向平面コイル）
１５ 接続線
１５ａ 中間接続線
１５ｂ 中間接続線
１５ｃ 中間接続線
１５ｄ 第１端接続線
１５ｅ 第２端接続線（折り返し接続線）
１５ｆ 第１渡り接続線
１５ｇ 第２渡り接続線
２０ ＣＯＳ信号検出コイル（平面コイル）
２０ｂ 一端
２０ｃ 他端
２０Ａ （逆方向）円弧状コイル（逆方向平面コイル）
２０Ｂ （順方向）円弧状コイル（順方向平面コイル）
２０Ｃ （逆方向）円弧状コイル（逆方向平面コイル）
２０Ｄ （順方向）円弧状コイル（順方向平面コイル）
２５ 接続線
２５ａ 中間接続線
２５ｂ 中間接続線
２５ｃ 中間接続線
２５ｄ 第１端接続線
２５ｅ 第２端接続線（折り返し接続線）
２５ｆ 第１渡り接続線
２５ｇ 第２渡り接続線
４０ 励磁コイル（平面コイル）
６２ 第１コイル層（平面コイル）
６４ 第２コイル層（平面コイル）
７５ モータシャフト（回転軸）
１００ コイル線群
１００ａ 変位部
２００ コイル線群
２００ａ 変位部
Ｌ１ 対称軸

Claims (3)

1. 回転軸に取り付けられ、表面に平面コイルが形成されたセンサロータと、
   前記センサロータの前記表面に対し表面が対向して配置され、前記表面に平面コイルが形成されたセンサステータと
   を備えた角度センサであって、
   前記センサステータは、ステータ基板と、前記ステータ基板の上にて周方向に交互に配置され、渦巻状に巻回された順方向平面コイル及び渦巻状に巻回され前記順方向平面コイルに対し逆相となるように電気的に接続された逆方向平面コイルとを含み、
   前記順方向平面コイル及び前記逆方向平面コイルは、その周方向の中央の位置にて半径方向へ伸びる対称軸を中心に対称形状をなし、一端及び他端を含み、
   前記順方向平面コイルと前記逆方向平面コイルとが接続線を介して直列に接続され、前記直列に接続された各平面コイルの前記一端及び前記他端が、前記対称軸上に配置された
   ことを特徴とする角度センサ。
2. 前記直列に接続された各平面コイルにつき、前記一端が前記平面コイルの内側に配置され、前記他端が前記平面コイルの外側に配置され、前記平面コイルを構成するコイル線群の配列を前記対称軸を中心に対称とするために、前記一端と前記他端との間にて、前記コイル線群の配列を径方向へ変位させたことを特徴とする請求項１に記載の角度センサ。
3. 前記接続線が、前記直列に接続された各平面コイルの外周側に配置され、前記各平面コイルにつき、前記接続線へ向けて前記一端から径方向へ伸びる第１渡り接続線と、前記接続線へ向けて前記他端から径方向へ伸びる第２渡り接続線とが設けられ、前記第１渡り接続線と前記第２渡り接続線とが絶縁層を介して上下に重なるように配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の角度センサ。