JP2013217852A

JP2013217852A - バリアブルリラクタンス型レゾルバ

Info

Publication number: JP2013217852A
Application number: JP2012090414A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kinashi; 好一木梨
Original assignee: ICHINOMIYA DENKI KK; Ichinomiya Denki Co Ltd
Current assignee: ICHINOMIYA DENKI KK; Ichinomiya Denki Co Ltd
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: JP5939868B2

Abstract

【課題】低速回転時には回転角を高精度に検出し、高速回転にも対応可能なバリアブルリラクタンス型レゾルバを提供する。
【解決手段】ティースＴ１〜Ｔ１６は周方向に順次並んでおり、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６は、第１ロータ３０と径方向に対向しており、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５は、第２ロータ４０と径方向に対向しており、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５には、第１ロータ３０の回転角度を検出するための励磁コイル６０、第１出力コイル６１又は第２出力コイル６２の少なくともいずれかが巻回されており、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５には、第２ロータ４０の回転角度を検出するための励磁コイル６０、第３出力コイル６３又は第４出力コイル６４の少なくともいずれかが巻回されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、１相入力２相出力のバリアブルリラクタンス型レゾルバに関する。

ブラシレスモータにおいて、磁界を形成するステータに対して回転されるロータの回転角を検知するバリアブルリラクタンス型レゾルバが設けられたものが知られている。バリアブルリラクタンス型レゾルバは、ロータ及びステータを有している。ロータは、一般的に磁性鋼板を積層して構成されており、ロータ軸に固定されている。ステータは、ロータの周囲に配置された複数のティースに励磁巻線及び出力巻線が巻回されたものである。励磁巻線に励磁電圧が印加されると、励磁巻線の励磁に基づいてロータの回転に応じた位相の異なる出力電圧が出力巻線から出力される。この出力電圧に基づいてロータの回転角、すなわちブラシレスモータのロータの回転角が検知される。検知された回転角に基づいて、ブラシレスモータの回転が制御される。

特許文献１には、ティースに対して励磁巻線及び出力巻線が所定の規則に基づいて巻回されることで、ロータの偏芯による影響を抑制するレゾルバ付きモータが記載されている。

レゾルバの出力信号において、レゾルバロータが１回転する間に出力される電圧の正弦波のサイクルをｎとして、各種のレゾルバが「ｎＸ」と称されて区別されている。例えば、レゾルバロータが１回転する間に２サイクルの正弦波が出力されるレゾルバは、「２Ｘ」と称される。

特開２０１２−３４５６４号公報

ブラシレスモータの極数に応じて、レゾルバに求められる適切な「ｎＸ」の値が異なる。一般に、ｎ＝（モータ極数）／２の関係が成り立つ。たとえば、８極のブラシレスモータにおいては、「４Ｘ」のレゾルバが使用される。ただし、「１Ｘ」のレゾルバは、３６０°（機械角）の絶対位置を検出する機能を有しているため、ブラシレスモータの極数に関わらず使用可能である。しかし、「１Ｘ」のレゾルバは、高次のレゾルバと比較して分解能が低い。そのため、「１Ｘ」のレゾルバのみでは、ブラシレスモータの回転が低速の場合、回転を必要な精度で制御することができないことがある。

一方、特許文献１に係る発明では、１８スロット・１６極のブラシレスモータが使用されるため、レゾルバには、「８Ｘ」のものが使用されている。このような「ｎＸ」の値が大きなレゾルバでは、１万ｒｐｍを超えるような高速回転時の出力が高周波となるため、位相検出回路による回転角の検出が困難となることがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶対位置の検出が可能であり、低速回転時には回転角を高精度に検出し、高速回転にも対応可能なバリアブルリラクタンス型レゾルバを提供することにある。

(1) 本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバは、円筒形状のコアヨークから径方向内向きに１６個のティースが周方向に配置されたステータと、上記ステータの内側に設けられて軸線方向へ延びるロータ軸と、上記ロータ軸に外嵌された１Ｘの第１ロータと、上記ロータ軸に外嵌されて、上記第１ロータと上記ロータ軸の軸線方向に並んで配置された６Ｘ又は１０Ｘの第２ロータと、を備えている。上記１６個のティースは第１のティースから第１６のティースが周方向の位置を変えて順次並んでおり、周方向の順番において第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースは、上記第１ロータと径方向に対向して周方向へ等間隔に配列されており、周方向の順番において第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースは、上記第２ロータと径方向に対向して周方向へ等間隔に配列されており、第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースには、上記第１ロータの回転角度を検出するための励磁コイル、第１出力コイル又は第２出力コイルの少なくともいずれかが巻回されており、第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースには、上記第２ロータの回転角度を検出するための励磁コイル、第３出力コイル又は第４出力コイルの少なくともいずれかが巻回されている。

本発明は、「１Ｘ」の第１ロータ及び「６Ｘ」又は「１０Ｘ」の第２ロータを備えている。回転が高速の場合には、第２ロータの回転に基づく信号が高周波となるため、位相検出回路の性能によっては、回転角の検出が困難となることがある。その場合は、第１ロータに基づく信号を使用することで、回転角を確実に検出することができる。回転が低速の場合には、第２ロータの回転に基づく信号を使用することで、回転角を高精度に検出することができる。

また、本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバは、「１Ｘ」の第１ロータを備えているため、多くのブラシレスモータの極数に対応可能である。

また、第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースと第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースとが周方向に沿って交互に配置されているため、両者が軸線方向に重なることがない。すなわち、レゾルバを単純に２つ設けた場合と比較して軸線方向の寸法を小さくすることができる。

(2) 本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバは、上記第１ロータと上記第２ロータとの間に介設された中間部材をさらに備えていてもよい。上記中間部材の外径の最大寸法は、上記第１ロータ及び上記第２ロータの外径の最小寸法よりも小さい。

中間部材によって、第１ロータと上記第２ロータとの間に一定の間隔が形成されるため、第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースによる磁界が第２ロータの回転によって影響を受けることが低減される。また、第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースによる磁界が第１ロータの回転によって影響を受けることが低減される。

(3) 第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースにおいて隣接するティースに巻回された上記励磁コイルは、巻回の向きが相互に逆向きであり、第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースにおいて隣接するティースに巻回された上記励磁コイルは、巻回の向きが相互に逆向きであってもよい。

(4) 上記励磁コイルは、上記第１から第１６のティースに連続巻されたものであってもよい。

レゾルバを単純に２つ設けた場合、励磁コイルに使用される巻線が２本必要となるが、本構成では一本の励磁巻線によって全ての励磁コイルを励磁することができるため、省スペース化が可能である。

(5) 第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースにおいて径方向に対向するティースに巻回された上記第１出力コイル又は上記第２出力コイルは、巻回の向きが相互に逆向きであり、第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースにおいて径方向に対向するティースに巻回された上記第３出力コイル又は上記第４出力コイルは、巻回の向きが相互に同一であってもよい。

(6) 上記コアヨークは、綱板が積層されて相互に固定されたものであってもよい。

(7) 上記第４のティース及び第６のティースには、上記第１出力コイルが第１向きに巻回されており、上記第１２のティース及び第１４のティースには、上記第１出力コイルが上記第１向きとは逆の第２向きに巻回されており、上記第２のティース及び第１６のティースには、上記第２出力コイルが上記第１向きに巻回されており、上記第８のティース及び第１０のティースには、上記第２出力コイルが上記第２向きに巻回されており、上記第３のティース及び第１１のティースには、上記第３出力コイルが上記第１向きに巻回されており、上記第７のティース及び第１５のティースには、上記第３出力コイルが上記第２向きに巻回されており、上記第１のティース及び第９のティースには、上記第４出力コイルが上記第１向きに巻回されており、上記第５のティース及び第１３のティースには、上記第４出力コイルが上記第２向きに巻回されていてもよい。

本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバによると、絶対位置の検出が可能であり、低速回転時には回転角を高精度に検出し、高速回転にも対応することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るレゾルバ１０の斜視図である。図２は、レゾルバ１０が設置された状態を示す模式図である。図３は、レゾルバ１０の構成部材を軸線Ｌ１に沿って分離して示した斜視図である。図４（Ａ）は、レゾルバ１０の正面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図５は、ティースＴ１〜Ｔ１６における各コイルの配置及び巻回の向きを示している。（Ａ）は励磁コイル６０、（Ｂ）は第１出力コイル６１、（Ｃ）は第２出力コイル６２、（Ｄ）は第３出力コイル６３、（Ｅ）は第４出力コイル６４にそれぞれ対応している。「○」は、コイルが時計周りに巻回されることを示しており、「●」は、コイルが反時計周りに巻回されることを示している。図６は、レゾルバ１０の変形例を示す断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。なお、本実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更され得る。

図１に示されるレゾルバ１０（本発明のバリアブルリラクタンス型レゾルバの一例）は、筒状のステータ２０と、ステータ２０の内部で回転する第１ロータ３０及び第２ロータ４０とを備えている。レゾルバ１０は、第１ロータ３０及び第２ロータ４０が巻線を有していない、いわゆるバリアブル・リラクタンス型のレゾルバである。図２に示されるように、レゾルバ１０は、設置状態において、回転軸５２（本発明のロータ軸の一例）を有した機器５０（たとえばブラシレスモータ）の筐体５１に取り付けられる。レゾルバ１０は、回転軸５２の回転角に基づく信号をケーブル５３を介して検知回路５４へ送信する。なお、図１においては、第１ロータ３０及び第２ロータ４０がステータ２０と分離された状態で示されているが、以下では、図２の設置状態を前提として本実施形態が説明される。

［第１ロータ３０］
図３，４に示されるように、第１ロータ３０は、中央に軸穴３１が開口された略円筒形状である。軸穴３１の内径や形状は、挿入される回転軸５２に応じて適宜変更されるものである。第１ロータ３０は、無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されたものである。

回転軸５２の回転中心となる軸線Ｌ１（図３）から第１ロータ３０の外周面までの距離は、周方向に沿って連続的に変化する。つまり、第１ロータ３０は、第１ロータ３０とステータ２０とのギャップパーミアンスが、第１ロータ３０の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。本実施形態における第１ロータ３０は、正弦波が１サイクルするに必要な角度θが３６０°である。つまり、第１ロータ３０が１回転すると、１サイクルの正弦波が出力される「１Ｘ」である。第１ロータ３０は、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６によって形成される円環の内側に配置される。詳細は後述される。

［第２ロータ４０］
図３，４に示されるように、第２ロータ４０は、中央に軸穴４１が開口された略円筒形状である。軸穴４１の内径や形状は、軸穴３１と同一である。第２ロータ４０は、第１ロータ３０と同様に、無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されたものである。

第２ロータ４０の外周から、平面視で１０個の突起が放射線状に突出されている。各突起の先端は曲面状であり、周方向に沿って軸線Ｌ１から第２ロータ４０の外周面までの距離が連続的に変化する。つまり、第２ロータ４０は、第２ロータ４０とステータ２０とのギャップパーミアンスが、第２ロータ４０の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。本実施形態における第２ロータ４０は１０個の突起を有しているため、正弦波が１サイクルするために必要な角度θが３６０／１０＝３６°である。つまり、第２ロータ４０が１回転すると、１０サイクルの正弦波が出力される「１０Ｘ」である。第２ロータ４０は、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５によって形成される円環の内側に配置される。詳細は後述される。

［ステータ２０］
図３，４に示されるように、ステータ２０は、略円筒形状のコアヨーク２１と、１６個のティースＴ１〜Ｔ１６とを備えている。また、図１，３では省略されているが、ティースＴ１〜Ｔ１６には、励磁コイル６０がそれぞれ券回されている。また、ティースＴ１〜Ｔ１６には、第１出力コイル６１、第２出力コイル６２、第３出力コイル６３、又は第４出力コイル６４のいずれかが券回されている。第１出力コイル６１、第２出力コイル６２、第３出力コイル６３、及び第４出力コイル６４は、ケーブル５３を通じて検知回路５４と電気的に接続されている。ここで、ティースＴ１〜Ｔ１６がそれぞれ、本発明の第１のティースから第１６のティースに対応するものである。つまり、ｘを変数として、ティースＴｘが本発明の第ｘのティースに対応する。

ティースＴ１〜Ｔ１６は、コアヨーク２１から径方向の内側へ突出されている。軸線Ｌ１の方向（本発明の軸線方向の一例）におけるコアヨーク２１の中央よりも一方側（図３の右側）では、周方向に沿ってティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６が円環状に配列されている。中央よりも他方側（図３の側）では、周方向に沿ってティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５が円環状に配列されている。ステータ２０は、例えば所定厚みの無方向性電気綱板（不図示、本発明の鋼板の一例）を図４に示される平面視形状にプレス加工し、該鋼板が複数枚積層されてカシメ等により一体に固定されたものである。

第１ロータ３０は、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６によって形成される円環の内側に配置されている。円環の径方向において、第１ロータ３０の外周面がティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６とそれぞれ対向している。第２ロータ４０は、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５によって形成される円環の内側に配置されている。円環の径方向において、第２ロータ４０の外周面がティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５とそれぞれ対向している。第１ロータ３０と第２ロータ４０とは、軸線Ｌ１の方向に重ねられている。第１ロータ３０と第２ロータ４０とは、カシメ等により固定されて一体とされているが、回転軸５２を介して一体とされてもよい。

ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６と、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５とは、軸線Ｌ１の方向に重ならない位置に配置されている。以下、詳細に説明する。ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６は、軸線Ｌ１を中心に位相が３６０／８＝４５°ずつずらされて配置されている。同様に、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５は、軸線Ｌ１を中心に位相が３６０／８＝４５°ずつずらされて配置されている。ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６を、軸線Ｌ１を中心に４５／２＝２２．５°回転させた位置にティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５がそれぞれ配置されている。つまり、図５に示されるように、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６とティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５とは、周方向に沿って交互に配置されている。

以下、図５を参照して、ティースＴ１〜Ｔ１６における励磁コイル６０、第１出力コイル６１、第２出力コイル６２、第３出力コイル６３、及び第４出力コイル６４の配置及び巻回の向きが説明される。ティースＴ１〜Ｔ１６の延長線上に記載された「○」及び「●」は、当該ティースＴ１〜Ｔ１６におけるコイルの巻回の向きを示している。コイルがステータ２０の中央側から見て時計回りに巻回されている状態が「○」、反時計回りに巻回されている状態が「●」によって示されている。

図５（Ａ）は、励磁コイル６０の配置及び巻回の向きを示している。図５（Ａ）に示されるように、励磁コイル６０は全てのティースＴ１〜Ｔ１６に巻回されている。また、励磁コイル６０は、ティースＴ３，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１６に対して時計回りに巻回され、ティースＴ１，Ｔ２，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１０，Ｔ１３，Ｔ１４に対して反時計回りに巻回されている。つまり、励磁コイル６０は、第１ロータ３０と対向するティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６のうち隣接するティースに対して互いに逆向きに巻回されている。また、励磁コイル６０は、第２ロータ４０と対向するティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５のうち隣接するティースに対して互いに逆向きに巻回されている。

励磁コイル６０は、一本の励磁巻線（不図示）がティースＴ１〜Ｔ１６にそれぞれ巻回されることで形成されている。励磁巻線の巻き始めはティースＴ１であり、巻き終わりはティースＴ１６である。つまり、励磁巻線は、ティースＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ１６の順に巻線されている。励磁巻線の巻き始めと巻き終わりの部分は検知回路５４と電気的に接続されている。検知回路５４から励磁巻線に電圧が印加されることで、各励磁コイル６０は、巻回の向きに対応した磁界を発生させる。

図５（Ｂ）は、第１出力コイル６１の配置及び巻回の向きを示している。図５（Ｂ）に示されるように、第１出力コイル６１はティースＴ４，Ｔ６，Ｔ１２，Ｔ１４に巻回されている。また、第１出力コイル６１は、ティースＴ４，Ｔ６に対して時計回りに巻回され、ティースＴ１２，Ｔ１４に対して反時計回りに巻回されている。つまり、第１出力コイル６１は、径方向に対向するティースとＴ４ティースＴ１２に対して互いに逆向きに巻回されている。また、第１出力コイル６１は、径方向に対向するティースＴ６とティースＴ１４に対して互いに逆向きに巻回されている。

第１出力コイル６１は、一本の第１出力巻線（不図示）がティースＴ４，Ｔ６，Ｔ１２，Ｔ１４にそれぞれ巻回されることで形成されている。第１出力巻線の巻き始めはティースＴ４であり、巻き終わりはティースＴ１４である。つまり、第１出力巻線は、ティースＴ４，Ｔ６，Ｔ１２，Ｔ１４の順に巻回されている。第１出力巻線の巻き始めと巻き終わりの部分は検知回路５４と電気的に接続されている。

図５（Ｃ）は、第２出力コイル６２の配置及び巻回の向きを示している。図５（Ｃ）に示されるように、第２出力コイル６２はティースＴ２，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１６に巻回されている。また、第２出力コイル６２は、ティースＴ２，Ｔ１６に対して時計回りに巻回され、ティースＴ８，Ｔ１０に対して反時計回りに巻回されている。つまり、第２出力コイル６２は、径方向に対向するティースＴ２とティースＴ１０に対して互いに逆向きに巻回されている。また、第２出力コイル６２は、径方向に対向するティースＴ８とティースＴ１６に対して互いに逆向きに巻回されている。

第２出力コイル６２は、一本の第２出力巻線（不図示）がティースＴ２，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１６にそれぞれ巻回されることで形成されている。第２出力巻線の巻き始めはティースＴ２であり、巻き終わりはティースＴ１６である。つまり、第２出力巻線は、ティースＴ２，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１６の順に巻回されている。第２出力巻線の巻き始めと巻き終わりの部分は検知回路５４と電気的に接続されている。

図５（Ｄ）は、第３出力コイル６３の配置及び巻回の向きを示している。図５（Ｄ）に示されるように、第３出力コイル６３はティースＴ３，Ｔ７，Ｔ１１，Ｔ１５に巻回されている。また、第３出力コイル６３は、ティースＴ３，Ｔ１１に対して時計回りに巻回され、ティースＴ７，Ｔ１５に対して反時計回りに巻回されている。つまり、第３出力コイル６３は、径方向に対向するティースＴ３とティースＴ１１に対して互いに同一の向きに巻回されている。また、第３出力コイル６３は、径方向に対向するティースＴ７とティースＴ１５に対して互いに同一の向きに巻回されている。

第３出力コイル６３は、一本の第３出力巻線（不図示）がティースＴ３，Ｔ７，Ｔ１１，Ｔ１５にそれぞれ巻回されることで形成されている。第３出力巻線の巻き始めはティースＴ３であり、巻き終わりはティースＴ１５である。つまり、第３出力巻線は、ティースＴ３，Ｔ７，Ｔ１１，Ｔ１５の順に巻回されている。第２出力巻線の巻き始めと巻き終わりの部分は検知回路５４と電気的に接続されている。

図５（Ｅ）は、第４出力コイル６４の配置及び巻回の向きを示している。図５（Ｅ）に示されるように、第４出力コイル６４はティースＴ１，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１３に巻回されている。また、第４出力コイル６４は、ティースＴ１，Ｔ９に対して時計回りに巻回され、ティースＴ５，Ｔ１３に対して反時計回りに巻回されている。つまり、第４出力コイル６４は、径方向に対向するティースＴ１とティースＴ９に対して互いに同一の向きに巻回されている。また、第４出力コイル６４は、径方向に対向するティースＴ５とティースＴ１３に対して互いに同一の向きに巻回されている。

第４出力コイル６４は、一本の第４出力巻線（不図示）がティースＴ１，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１３にそれぞれ巻回されることで形成されている。第４出力巻線の巻き始めはティースＴ１であり、巻き終わりはティースＴ１３である。つまり、第４出力巻線は、ティースＴ１，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１３の順に巻回されている。第２出力巻線の巻き始めと巻き終わりの部分は検知回路５４と電気的に接続されている。

以上に説明された励磁コイル６０、第１出力コイル６１、第２出力コイル６２、第３出力コイル６３、及び第４出力コイル６４の配置と巻回の向きを纏めたものが表１示される。表１において、「Ｒ」はコイルが時計回りに巻回されていることを示し、「Ｌ」はコイルが反時計回りに巻回されていることを示す。「−」は、コイルが巻回されていないことを示す。

以上より、全てのティースＴ１〜Ｔ１６に、励磁コイル６０といずれかの出力コイルとがそれぞれ巻回されている。本実施形態では、内周側に励磁コイル６０が巻回され、外周側に出力コイルが巻回されている。ただし、この構成は一例であり、内周側に出力コイルが巻回され、外周側に励磁コイル６０が巻回されてもよい。また、励磁コイル６０の巻数は全てのティースＴ１〜Ｔ１６において同一であり、本実施形態では４４巻である。第１出力コイル６１、第２出力コイル６２、第３出力コイル６３、及び第４出力コイル６４の巻数も全てのティースＴ１〜Ｔ１６において同一であり、本実施形態では４００巻である。

［レゾルバ１０の動作］
レゾルバ１０の使用時には、検知回路５４からケーブル５３を介して励磁巻線に交流電圧が印加される。これによりティースＴ１〜Ｔ１６の励磁コイル６０がそれぞれ励磁される。第１ロータ３０が回転軸５２と一体に回転すると、第１ロータ３０とティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６とのギャップパーミアンスが変化し、第１出力巻線からＳＩＮ出力電圧又はＣＯＳ出力電圧の一方が出力され、第２出力巻線から他方が出力される。また、第２ロータ４０が回転軸５２と一体に回転すると、第２ロータ４０とティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５とのギャップパーミアンスが変化し、第３出力巻線からＳＩＮ出力電圧又はＣＯＳ出力電圧の一方が出力され、第４出力巻線から他方が出力される。これらのＳＩＮ・ＣＯＳ出力電圧は、ケーブル５３を介して検知回路５４に出力される。

なお、上述したように、第１ロータ３０は「１Ｘ」の特性を有するため、第１出力巻線及び第２出力巻線から出力される波形は、回転角３６０°につき１サイクルである。また、第２ロータ４０は「１０Ｘ」の特性を有するため、第３出力巻線及び第４出力巻線から出力される波形は、回転角３６０°につき１０サイクルである。

検知回路５４は、第１〜第４出力巻線から出力されるＳＩＮ出力電圧及びＣＯＳ出力電圧に基づいて第１ロータ３０及び第２ロータ４０の回転角、すなわち回転軸５２の回転角を求める。検知回路５４は、回転軸５２の回転数に応じて、第１出力巻線及び第２出力巻線の出力、又は第３出力巻線及び第４出力巻線の出力を選択的に使用してもよい。回転軸５２の回転が高速の場合、たとえば閾地以上の場合は、第１出力巻線及び第２出力巻線からの出力電圧を利用し、回転軸５２の回転が低速の場合、たとえば閾値未満の場合は、第３出力巻線及び第４出力巻線からの出力電圧を利用してもよい。

［実施形態の作用効果］
レゾルバ１０は、「１Ｘ」の第１ロータ３０及び「１０Ｘ」の第２ロータ４０を備えている。回転軸５２の回転が高速の場合には、第１ロータ３０の回転に基づく信号、すなわち、第１出力巻線及び第２出力巻線からの出力電圧を使用することで、回転角を確実に検出することができる。また、回転軸５２の回転が低速の場合には、第２ロータ４０の回転に基づく信号、すなわち、第３出力巻線及び第４出力巻線からの出力電圧を利用することで、回転角を高精度に検出することができる。

また、レゾルバ１０は、「１Ｘ」の第１ロータ３０を備えているため、多くのブラシレスモータの極数に対応可能であり、絶対位置を検出できるため位置の制御が可能である。

また、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６とティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１５とが周方向に沿って交互に配置されているため、両者が軸線Ｌ１の方向に重なることがない。すなわち、レゾルバを単純に２つ設けた場合と比較して軸線Ｌ１の方向の寸法を小さくすることができる。

また、レゾルバを単純に２つ設けた場合、励磁コイルに使用される巻線が２本必要となるが、上述された実施形態に係るレゾルバ１０では一本の励磁巻線によって全ての励磁コイル６０を励磁することができるため、省スペース化が可能である。

［変形例１］
上述された実施形態において、第２ロータ４０は、１０個の突起が放射線状に突出された「１０Ｘ」の特性を有するものであったが、第２ロータ４０は、６個の突起が放射線状に突出された「６Ｘ」の特性を有するものであってもよい。

［変形例２］
図６に示されるように第１ロータ３０と第２ロータ４０との間に中間部材７０が介設されていてもよい。中間部材７０は、概ね円形の無方向性電気綱板である。ただし、径方向における中間部材７０の最大寸法は、第１ロータ３０及び第２ロータ４０の最小寸法よりも小さい。すなわち、軸線Ｌ１の方向から見て、中間部材７０は、径方向における第１ロータ３０及び第２ロータ４０の内側に収まっている。第１ロータ３０、第２ロータ４０、及び中間部材７０は、軸線Ｌ１の方向に積層された状態でカシメ等により固定されて一体とされている。

第１ロータ３０と第２ロータ４０とが直接積層された場合、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６によって生じた磁界が第２ロータ４０の回転によって影響を受け、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５によって生じた磁界が第１ロータ３０の回転によって影響を受けることがある。これにより第１〜第４出力巻線から出力されるＳＩＮ出力電圧及びＣＯＳ出力電圧に誤差が生じることがある。

本変形例では、中間部材７０によって第１ロータ３０と第２ロータ４０との間にギャップが形成されるため、ティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ１６の磁界が第２ロータ４０に届きにくくなり、ティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１５の磁界が第１ロータ３０に届きにくくなる。これにより、上述された問題の影響が低減される。

１０・・・レゾルバ（バリアブルリラクタンス型レゾルバ）
２０・・・ステータ
２１・・・コアヨーク
３０・・・第１ロータ
４０・・・第２ロータ
５２・・・回転軸（ロータ軸）
６０・・・励磁コイル
６１・・・第１出力コイル
６２・・・第２出力コイル
６３・・・第３出力コイル
６４・・・第４出力コイル
７０・・・中間部材
Ｔ１・・・ティース（第１のティース）
Ｔ２・・・ティース（第２のティース）
Ｔ３・・・ティース（第３のティース）
Ｔ４・・・ティース（第４のティース）
Ｔ５・・・ティース（第５のティース）
Ｔ６・・・ティース（第６のティース）
Ｔ７・・・ティース（第７のティース）
Ｔ８・・・ティース（第８のティース）
Ｔ９・・・ティース（第９のティース）
Ｔ１０・・・ティース（第１０のティース）
Ｔ１１・・・ティース（第１１のティース）
Ｔ１２・・・ティース（第１２のティース）
Ｔ１３・・・ティース（第１３のティース）
Ｔ１４・・・ティース（第１４のティース）
Ｔ１５・・・ティース（第１５のティース）
Ｔ１６・・・ティース（第１６のティース）

Claims

円筒形状のコアヨークから径方向内向きに１６個のティースが周方向に配置されたステータと、
上記ステータの内側に設けられて軸線方向へ延びるロータ軸と、
上記ロータ軸に外嵌された１Ｘの第１ロータと、
上記ロータ軸に外嵌されて、上記第１ロータと上記ロータ軸の軸線方向に並んで配置された６Ｘ又は１０Ｘの第２ロータと、を備えており、
上記１６個のティースは第１のティースから第１６のティースが周方向の位置を変えて順次並んでおり、
周方向の順番において第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースは、上記第１ロータと径方向に対向して周方向へ等間隔に配列されており、周方向の順番において第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースは、上記第２ロータと径方向に対向して周方向へ等間隔に配列されており、
第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースには、上記第１ロータの回転角度を検出するための励磁コイル、第１出力コイル又は第２出力コイルの少なくともいずれかが巻回されており、
第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースには、上記第２ロータの回転角度を検出するための励磁コイル、第３出力コイル又は第４出力コイルの少なくともいずれかが巻回されているバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
上記第１ロータと上記第２ロータとの間に介設された中間部材をさらに備えており、
上記中間部材の外径の最大寸法は、上記第１ロータ及び上記第２ロータの外径の最小寸法よりも小さい請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースにおいて隣接するティースに巻回された上記励磁コイルは、巻回の向きが相互に逆向きであり、
第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースにおいて隣接するティースに巻回された上記励磁コイルは、巻回の向きが相互に逆向きである請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
上記励磁コイルは、上記第１から第１６のティースに連続巻されたものである請求項３に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
第２，第４，第６，第８，第１０，第１２，第１４，第１６のティースにおいて径方向に対向するティースに巻回された上記第１出力コイル又は上記第２出力コイルは、巻回の向きが相互に逆向きであり、
第１，第３，第５，第７，第９，第１１，第１３，第１５のティースにおいて径方向に対向するティースに巻回された上記第３出力コイル又は上記第４出力コイルは、巻回の向きが相互に同一である請求項１から４のいずれかに記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
上記コアヨークは、綱板が積層されて相互に固定されたものである請求項１から５のいずれかに記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。
上記第４のティース及び第６のティースには、上記第１出力コイルが第１向きに巻回されており、
上記第１２のティース及び第１４のティースには、上記第１出力コイルが上記第１向きとは逆の第２向きに巻回されており、
上記第２のティース及び第１６のティースには、上記第２出力コイルが上記第１向きに巻回されており、
上記第８のティース及び第１０のティースには、上記第２出力コイルが上記第２向きに巻回されており、
上記第３のティース及び第１１のティースには、上記第３出力コイルが上記第１向きに巻回されており、
上記第７のティース及び第１５のティースには、上記第３出力コイルが上記第２向きに巻回されており、
上記第１のティース及び第９のティースには、上記第４出力コイルが上記第１向きに巻回されており、
上記第５のティース及び第１３のティースには、上記第４出力コイルが上記第２向きに巻回されている請求項１から６のいずれかに記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。