JP4002308B2

JP4002308B2 - 誘導型回転位置検出装置

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Publication number: JP4002308B2
Application number: JP22595395A
Authority: JP
Inventors: 忠敏後藤; 康弘湯浅; 秀一田中; 伸行赤津; 和也坂元; 宏坂本
Original assignee: Amiteq Co Ltd
Current assignee: Amiteq Co Ltd
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2015-08-10
Also published as: EP0759539B1; TW286366B; JPH0953909A; DE69636712D1; EP0759539A1; DE69636712T2; US5903205A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にレゾルバあるいはシンクロと呼ばれる誘導型の回転位置検出装置の技術分野に属するものであり、特にロータの側に巻線及び回転トランスをもたない誘導型回転位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導型の回転位置検出装置として、１相励磁入力で２相出力（サイン相とコサイン相の出力）を生じるものは「レゾルバ」として知られており、１相励磁入力で３相出力（１２０度ずれた３相）を生じるものは「シンクロ」として知られている。最も古いタイプの在来型のレゾルバは、ステータ側に９０度の機械角で直交する２極（サイン極とコサイン極）の２次巻線を配し、ロータ側に１次巻線を配したものである。このようなタイプのレゾルバはロータの１次巻線に電気的にコンタクトするためのブラシを必要としているので、これが欠点となっている。これに対して、ブラシを不要としたブラシレス・レゾルバの存在も知られている。ブラシレス・レゾルバは、ロータ側においてブラシに代わる回転トランスを設けたものである。しかし、このようなブラシレス・レゾルバはロータ側に回転トランスを具備する構成の故に、装置を小型化することが困難であり、小型化には限度があるし、また、回転トランスの分だけ装置構成部品点数が増すので製造コストの上昇にもつながってしまう。
【０００３】
一方、ステータ側の複数の凸極に１次巻線と２次巻線を配し、ロータを所定形状（偏心円形状、あるいは楕円形状、あるいは突起を持つ形状）の磁性体で構成し、ステータ凸極とロータ磁性体との間のギャップが回転位置に応じて変化することに基づき、回転位置に応じた磁気抵抗変化を生成し、これに応じた出力信号を得るようにした、無接触式・可変磁気抵抗型の回転位置検出装置が、古くは商品名「マイクロシン」として知られている。また、同様の可変磁気抵抗原理に基づく回転位置検出装置が、例えば、特開昭５５−４６８６２号、特開昭５５−７０４０６号、特開昭５９−２８６０３号などにおいて示されている。なお、この場合、出力信号に基づく位置検出方式は、位相方式（検出した位置データが出力信号の電気的位相角に対応している方式）と電圧方式（検出した位置データが出力信号の電圧レベルに対応している方式）のどちらもが知られている。例えば、位相方式を採用する場合は、２相励磁入力又は３相励磁入力等、異なる機械角で配置された各１次巻線を位相のずれた複数相で励磁し、回転位置に応じて電気的位相角がずれた１相の出力信号を生ずる。また、電圧方式を採用する場合は、１次巻線と２次巻線の関係が上記位相方式とは逆になり、上記「レゾルバ」や「シンクロ」のように１相励磁入力で複数相出力（若しくは回転位置に応じたピーク振幅レベル値を持つ１相出力）を生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような無接触式・可変磁気抵抗型の回転位置検出装置は、ロータ側において１次又は２次巻線及び回転トランスのような巻線手段を全く設けない構造の故に、在来型のレゾルバに比べて比較的小型化に適しているが、位置検出データのリニアリティや検出精度に難点があった。
本発明者らの考察によると、ロータ側において１次又は２次巻線及び回転トランスのような巻線手段を全く設けない構造からなる従来の回転位置検出装置において検出精度に難点がある理由の１つは、ステータ側において所定の位置関係で固定された１次巻線と２次巻線との間の磁気結合度が、ロータ回転位置に比例して理想的に変化しない点にあると思われる。例えば、従来知られた可変磁気抵抗型の回転位置検出装置においては、磁性体からなるロータの形状を偏心円形状や楕円形状あるいは歯車形状等にし、或るステータ磁極端部とロータ磁性体間のギャップがロータの回転位置に対応して変化することにより該ステータ磁極を通る磁気回路の磁気抵抗が変化し、これに基づき該ステータ磁極における１次巻線と２次巻線との間の磁気結合度が回転位置に対応して変化し、こうして回転位置に対応する出力信号が２次巻線に誘導されるようにしている。このような誘導の形態は、或るステータ磁極の１点におけるギャップ変化に基づく磁気抵抗若しくは磁気結合度の変化が検出精度に影響を及ぼすことになるので、ロータの形状をよほどうまく選定して全回転位置範囲にわたって常に適切な磁気抵抗若しくは磁気結合度の変化を該１点のステータ磁極に及ぼすことができるようにしない限り、１回転全体にわたってリニアリティの良い高精度な検出出力は得られない。現在までのところ、例えば、ロータの形状をハート形に似たような特殊形状とする等の試みがなされているようであるが、そのような試みによって仮に検出精度を上げることができたとしても、設計が面倒であり、また、微妙な加工精度も要求されるので、有利ではないと思われる。また、或るステータ磁極の１点におけるギャップ変化が検出精度に影響を及ぼすということは、ステータにおける各磁極毎にその加工や組立てにかなりの精度が要求されることになり、その点でも不利である。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その課題の１つは、ロータ側において１次又は２次巻線及び回転トランスのような巻線手段を設けない構造の回転位置検出装置において、検出精度を向上させることにある。また、位置検出データのリニアリティを向上させた誘導型回転位置検出装置を提供しようとするものである。また、そのような検出精度の向上若しくはリニアリティの向上を図った誘導型回転位置検出装置を、比較的簡単な構成によって実現することを課題の１つとする。更に、本発明は、誘導型回転位置検出装置において、構成の簡単化及び／または小型化を促進することと、検出精度を向上させることのために、考え得る様々な工夫を案出することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の観点（請求項１）に従えば、１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなる誘導型回転位置検出装置において、所定の回転位置範囲にわたって分散して配置された複数の前記２次巻線からなるグループを少なくとも１つ有し、１グループ内における各２次巻線は前記所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされており、前記１次巻線を少なくとも該グループに対応して１相で励磁し、該グループ内の各２次巻線出力を合計して１つの出力信号を生じるようにしてなり、前記各グループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする。
【０００７】
この第１の観点に従う回転位置検出装置は、「レゾルバ」や「シンクロ」のように１次巻線を１相で少なくとも励磁するタイプの検出装置を本発明に従って定義することを指向している。
すなわち、ステータにおいて、１つのグループをなす複数の２次巻線が、所定の回転位置範囲にわたって分散して配置されており、この１グループ内における各２次巻線は該所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされていることを特徴としている。従って、回転位置に応じてステータ巻線に対して所定の磁気結合変化をもたらすように偏倚した形状を持つロータ（このロータの形状は偏心又は突起等公知又は未公知のどのようなものでもよく、要は回転中心に対して何らかの偏倚を示す形状であればよい）が前記所定の回転位置範囲にわたって回転移動するとき、該所定の回転位置範囲における各２次巻線においてはそのロータ回転位置に応じて磁気結合の変化が生じ、かつ個々の２次巻線に誘導される電圧レベルは、前記インダクタンス分布に従うものとなる。この現象を、ステータの前記所定の回転位置範囲における或る一点（例えば原点）を基準にして検討してみると、その一点における磁気結合がロータの回転位置の関数として変化するのみならず、インダクタンス分布に応じた誘導電圧レベルがロータの回転位置の関数としてグループ内の２次巻線に生じることになる。従って、両現象の相加作用若しくは相乗作用によって、１つのグループ内の各２次巻線出力を合計した１つの出力信号は、ロータの回転位置の関数として精度の高い、またリニアリティの良い、信号として得られることになる。
【０００８】
このように、本発明では、ロータの形状のみに依存して回転位置に応じた誘導係数変化を得るものではないので、ロータの形状設定や設計、加工等が容易となり、また、小型化しても十分な検出精度が得られるものとなる。また、１つの出力信号は、所定の回転位置範囲における所定のインダクタンス分布に従う各２次巻線出力の合計として得られるので、一種の平均化が施されることになり、ステータ及びロータの加工精度や組立て精度に多少のくるいが仮にあったとしても、平均化によって、出力誤差が生じにくいものとなり、極めて良好である。すなわち、組立て、加工の負担を軽減するので、高精度でありながら、低コスト化及び小型化を促進することができる。
【０００９】
各２次巻線のインダクタンス設定は、典型的には、該グループ内の各２次巻線の巻数を所要の自己インダクタンスが得られるようにそれぞれ可変的に設定することにより行なわれるようにしてよい。このインダクタンス分布は、典型的には、サイン関数若しくはコサイン関数のような三角関数の特徴を示す分布であってよい。
【００１０】
２次巻線のグループは、１グループのみ設けただけであっても１相分の回転位置検出出力信号を生じるので、回転位置検出装置としての目的を達成することができる。しかし、好ましくは、そのようなグループを複数グループ設け、各グループ間でそのインダクタンス分布が所定の機械角だけずれるようにしてよく、そうすると、複数相の回転位置検出出力信号を生じることができる。例えば、インダクタンス分布が略９０度の機械角でずれるように２グループ設け、１相励磁で２相出力を生じるようにすれば、公知の「レゾルバ」と同等の回転位置検出装置として本発明装置を応用することができる。また、インダクタンス分布が略１２０度の機械角でずれるように３グループ設け、１相励磁で３相出力を生じるようにすれば、公知の「シンクロ」と同等の回転位置検出装置として本発明装置を応用することができる。その場合、各グループがカバーする前記回転位置範囲は全面的に若しくは少なくとも部分的に重複するものとなっていてよく、そうすると、異なる相つまりグループの２次巻線が同じ場所若しくは範囲で重複して、しかし異なるインダクタンス分布を示して（例えばサイン分布とコサイン分布のように）、複雑に配置される形態を取ることになり、本発明に従う巻線形態がユニークであることがより一層顕らかとなるであろう。
【００１１】
上述したような本発明の技術思想を展開すれば、１次巻線と２次巻線の関係を逆にして、位置検出装置を構成することができることも、理解できるであろう。
そこで、本発明の第２の観点（請求項２）に従えば、１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなり、前記ステータの１次巻線を複数相で励磁する誘導型回転位置検出装置において、所定の回転位置範囲にわたって分散して配置された複数の前記１次巻線からなるグループを、各励磁相に対応して、それぞれ有し、１つのグループ内における各１次巻線は前記所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされており、このインダクタンス分布は各グループ間で所定の機械角だけずれるようにしてなり、前記各グループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする。
【００１２】
この第２の観点に従う回転位置検出装置は、異なる機械角に対応して配置された複数の１次巻線を複数相の交流信号で励磁し、回転位置に対応する電気的位相ずれを示す１相の出力信号を生ずる所謂位相方式の位置検出装置を本発明に従って定義することを指向している。この場合も、上記と同様の理由によって、検出精度の向上等の種々の優れた効果をもたらす。
【００１３】
上述したような本発明の技術思想を更に展開すれば、所定の回転位置範囲をカバーする１つのグループを構成する２次巻線若しくは１次巻線は、分布巻きされた１連の巻線からなっていてもよいことが、原理的には理解できるであろう。
そこで、本発明の第３の観点（請求項３）に従えば、１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなる誘導型回転位置検出装置において、所定の回転位置範囲にわたって所望のインダクタンス分布を示すように前記１次巻線と２次巻線の一方を分布巻きしてなるグループを少なくとも１つ有し、当該少なくとも１つのグループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする。特殊な分布巻きは製作が面倒であるという不利はあるにしても、本発明の変形形態として、実施可能である。
本発明に係る回転位置検出装置は、更にその他種々の新規な特徴を具備するが、それらについては、以下で説明する発明の実施の形態の説明において、その都度の必要に応じて開示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明しよう。
図１〜図４に示された実施の形態は、レゾルバのように、１次巻線を１相で励磁し、２次巻線からサイン相とコサイン相の２相出力を得るようにしたタイプの回転位置検出装置を示している。図１はその検出装置の正面略図、図２は図１のII−II線に沿う断面略図である。
ステータ３においては、回転方向に沿って略６０度の間隔で分散して配置された６つの極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆのそれぞれにおいて、２つの２次巻線２Ａｓ，２Ａｃ；２Ｂｓ，２Ｂｃ；２Ｃｓ，２Ｃｃ；２Ｄｓ，２Ｄｃ；２Ｅｓ，２Ｅｃ；２Ｆｓ，２Ｆｃが重複して設けられている。これらの２次巻線は２つのグループを構成しており、第１のグループの２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓはサイン相に対応し、第２のグループの２次巻線２Ａｃ〜２Ｆｃはコサイン相に対応している。
ここで、第１のグループ内における各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓは所定の回転位置範囲（この例では１回転全域）において所望のインダクタンス分布（この例ではサイン関数に対応する分布）を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされている。同様に、第２のグループ内における各２次巻線２Ａｃ〜２Ｆｃは所定の回転位置範囲（この例では１回転全域）において所望のインダクタンス分布（この例ではコサイン関数に対応する分布）を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされている。
【００１５】
所望のインダクタンス分布の一例を図３に示す。この例では、各グループのＡ極の２次巻線２Ａｓ，２Ａｃの配置が、回転位置の原点つまり回転角０度の位置から略４５度離れた角度位置に設定されていると仮定している。従って、この設定例では、２次巻線の各極Ａ〜Ｆの配置は、機械角の４５度、１０５度、１６５度、２２５度、２８５度、３４５度にそれぞれ対応している。各２次巻線のインダクタンスは、該当するインダクタンス分布関数における各巻線の機械的配置角度位置に対応する値に設定される。すなわち、図３において、サイン関数に沿って白抜き丸でプロットした関数値に対応して、サイン相のグループに対応する各２次巻線２Ａｓ，２Ｂｓ，２Ｃｓ，２Ｄｓ，２Ｅｓ，２Ｆｓのインダクタンスが設定される。また、コサイン関数に沿って黒丸でプロットした関数値に対応して、コサイン相のグループに対応する各２次巻線２Ａｃ，２Ｂｃ，２Ｃｃ，２Ｄｃ，２Ｅｃ，２Ｆｃのインダクタンスが設定される。例えば、それぞれの巻線の所望のインダクタンス設定は、周知のようにコイルの巻数を設定することにより行える。従って、この設例の場合、各２次巻線の基本的なインダクタンス値つまりコイル巻数は下記の関数値を基に設定されることになる。
【００１６】
サイン相の２次巻線：
２Ａｓ：ｓｉｎ４５°
２Ｂｓ：ｓｉｎ１０５°
２Ｃｓ：ｓｉｎ１６５°
２Ｄｓ：ｓｉｎ２２５°
２Ｅｓ：ｓｉｎ２８５°
２Ｆｓ：ｓｉｎ３４５°
コサイン相の２次巻線：
２Ａｃ：ｃｏｓ４５°
２Ｂｃ：ｃｏｓ１０５°
２Ｃｃ：ｃｏｓ１６５°
２Ｄｃ：ｃｏｓ２２５°
２Ｅｃ：ｃｏｓ２８５°
２Ｆｃ：ｃｏｓ３４５°
【００１７】
ここで、マイナス値に対応するインダクタンスは、巻線の巻き方向を逆にすることにより設定される。従って、サイン相の２次巻線グループは、順方向巻きの２次巻線２Ａｓ，２Ｂｓ，２Ｃｓからなるサブグループと、逆方向巻きの２次巻線２Ｄｓ，２Ｅｓ，２Ｆｓからなるサブグループとからなっているということができ、これらの１グループ内の２次巻線は図４に示すように直列接続されてその誘導出力が合計され、サイン相の出力信号（交流成分をsin ωt とし、検出角度をθとすると、sin θ sin ωt）を出力する。同様に、コサイン相の２次巻線グループは、順方向巻きの２次巻線２Ａｃ，２Ｅｃ，２Ｆｃからなるサブグループと、逆方向巻きの２次巻線２Ｂｃ，２Ｃｃ，２Ｄｃからなるサブグループとからなっているということができ、これらの１グループ内の２次巻線は図４に示すように直列接続されてその誘導出力が合計され、コサイン相の出力信号（cos θ sin ωt）を出力する。
【００１８】
なお、上記設定例では、Ａ極が略４５度の配置であると仮定して各２次巻線のインダクタンスを設定したが、これに限らないのは勿論である。すなわち、所望のインダクタンス分布関数における各２次巻線の配置を適宜にずらしてそれぞれのインダクタンス設定をすることができるものである。例えば、Ａ極を原点０度に対応させるとすると、各２次巻線の基本的なインダクタンス値つまりコイル巻数は下記の関数値を基に設定されることになる。
【００１９】
サイン相の２次巻線：
２Ａｓ：ｓｉｎ０°
２Ｂｓ：ｓｉｎ６０°
２Ｃｓ：ｓｉｎ１２０°
２Ｄｓ：ｓｉｎ１８０°
２Ｅｓ：ｓｉｎ２４０°
２Ｆｓ：ｓｉｎ３００°
コサイン相の２次巻線：
２Ａｃ：ｃｏｓ０°
２Ｂｃ：ｃｏｓ６０°
２Ｃｃ：ｃｏｓ１２０°
２Ｄｃ：ｃｏｓ１８０°
２Ｅｃ：ｃｏｓ２４０°
２Ｆｃ：ｃｏｓ３００°
【００２０】
上記の例のような場合、ｓｉｎ０°及びｓｉｎ１８０°の値は０であるから、理論的には、２次巻線２Ａｓと２Ｄｓを設けなくてもよいことになるであろう。このように、所望のインダクタンス分布の形状と２次巻線の配置との関係によっては、自己インダクタンスが０となって巻線を設けなくてもよい場合が有りうるであろう。一方、各巻線の配置は、必ずしも等間隔である必要はないので、理論上の自己インダクタンスが０となるような場合は、その２次巻線の配置を適宜ずらして適宜の自己インダクタンス値をもたせるようにしてもよい。
【００２１】
図１，図２の例では、ステータ３において、２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃが配列された円周よりも大きな径の円周に沿って複数の１次巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆが配置されている。図の例では、各１次巻線１Ａ〜１Ｆの極は、２次巻線の各極Ａ〜Ｆの間に配置されて、１次極と２次極がジクザク状に噛み合って配置されている。このような配置は、限られたステータスペースでコンパクトに１次極と２次極を組み込むことができるので、有利である。各１次巻線１Ａ〜１Ｆは、図４に示すように１相の交流信号（例えばsin ωｔ）で励磁される。
【００２２】
ステータ３における各巻線の取付け形態について図２を参照して説明すると、鉄等の強磁性体からなるピン形状のコア３Ｐを１次巻線１Ａ〜１Ｆの各極及び２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃの各極Ａ〜Ｆ毎に用意し、それぞれのピン状コア３Ｐに各１次巻線１Ａ〜１Ｆ及び各極Ａ〜Ｆ毎の２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃをセットし、これらの巻線セット済みピン状コア３Ｐをステータベース３Ｂに対してネジ３Ｓ等の手段によって図１のような所定の配置で固定する。このようにすると、ステータ３の加工及び組立てを飛躍的に簡単化することができ、製造コストを大きく低減することができる。勿論、本発明の実施にあたっては、このような加工及び組立てによるものに限定されない。なお、上記のようなステータ３の加工及び組立て方を用いた場合、１次巻線１Ａ〜１Ｆの各極の配置、及び２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃの各極Ａ〜Ｆの配置に、組立て誤差が生ずることがあり得るので、誤差のない正確な組立てを行なうことが望ましい。ところで、図２において、ピン状コア３Ｐのエッジ面に接して設けられるように、破線で示されたコアシート５は、そのような組立て誤差の悪影響を受けないようにするための一つの工夫を、オプションとして、例示するものである。このコアシート５については追って説明する。
【００２３】
次に、ロータ４の構成例について説明すると、ロータ４は、全体として面板状からなっており、検出対象の回転運動が伝達される回転軸４Ｃに取り付けられた基板４Ｂと、該基板４Ｂ上に設けられた磁気結合変化部材４Ａとを含む。ロータ４の主要部である磁気結合変化部材４Ａは、その回転位置に応じてステータ３の１次及び２次巻線間の磁気結合を変化させるものであり、一例として、鉄のような強磁性体からなっており、その形状は、その外径輪郭として、図１において４Ａ’として示したように、ステータ３の外周寄りに設けられた１次巻線１Ａ〜１Ｆの配列をカバーしうるサイズの真円輪郭を持ち、その内径輪郭として、図１において４Ａ''として示したように、偏心した輪郭を持つものであり、すなわち、中央が偏心して抜かれた、つば状の形状を成している。このロータ４の磁気結合変化部材４Ａの内径の偏心輪郭４Ａ''は、ステータ３の内周寄りに設けられた２次巻線配列における各磁極Ａ〜Ｆの端面に対する該磁気結合変化部材４Ａの対向面積が、ロータ４の回転位置に応じて変化する（１回転につき１サイクルの変化）ように、適切に形成されている。ロータ４の基板４Ｂは、非磁性体からなっており、例えば銅のような導電体を用いてもよい。
【００２４】
従って、ステータ３の２次巻線の各極Ａ〜Ｆにおける１次−２次巻線間の磁気結合が、ロータ４の回転位置に応じて１回転につき１サイクルの割合で周期関数的に変化する。このようなロータ４の偏倚形状に基づく磁気結合変化は、レゾルバあるいはその他の回転検出器で知られるように、機械角で９０度ずれた配置の２つの２次巻線に対して、一方をサイン相とし、他方をコサイン相とする変化を示すものである。ところで、ロータの形状に基づく磁気結合変化のみでは、よほどその形状をうまく設計しない限り、理想の関数的変化を得ることができず、検出精度やリニアリティに難がある。これに対して、本発明では、所定の回転位置範囲における各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃのインダクタンス分布を、所望の理想の関数的変化を実現するように可変的に設定しているので、容易に検出精度を上げることができるものである。
【００２５】
すなわち、ロータ４が回転移動するとき、各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃにおいてはそのロータ回転位置に応じて磁気結合の変化が生じ、かつ個々の２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃに誘導される電圧レベルは、前記インダクタンス分布に従うものとなる。この現象を、ステータ３の或る一点（例えば原点）を基準にして検討してみると、その一点における磁気結合がロータ４の回転位置の関数として変化するのみならず、各グループのインダクタンス分布に応じた誘導電圧レベルがロータ４の回転位置の関数として各グループ内の２次巻線に生じることになる。従って、両現象の相加作用若しくは相乗作用によって、各グループ内の各２次巻線出力を合計した出力信号は、ロータ４の回転位置の関数として精度の高い、またリニアリティの良い、信号として得られることになる。
【００２６】
例えば、典型的なレゾルバの２相出力信号として、一方のグループの２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓからはサイン相出力信号（例えば、sin θ sin ωt）が出力され、他方のグループの２次巻線２Ａｃ〜２Ｆｃからはコサイン相出力信号（例えば、cos θ sin ωt）が出力されるべきであるところ、本発明によれば、そのような理想的出力信号を容易に得ることができる。すなわち、サイン相に対応する２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓのグループのインダクタンス分布を図３にプロットしたようにサイン関数に対応するようにしたことにより、ロータ４の回転位置θの変化に応じたこのグループのインダクタンスＬの変化は、Ｌ＝sin θに相当するものとなる。実際のインダクタンスＬは、回転位置θの連続的変化に対して連続的には変化せず、図３に示したような６点のプロットで示されるものであるが、この２次巻線インダクタンス分布に基づくインダクタンス変化に加えて、ロータ４の回転に伴う連続的な磁気結合の変化が相加又は相乗されることによって、上記のように理想的出力信号を容易に得ることができる。コサイン相についても同様にである。
【００２７】
このように、本発明では、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａの形状のみに依存して回転位置に応じた誘導係数変化を得るものではないので、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａの形状設定や設計、加工等が容易となり、また、小型化しても十分な検出精度が得られるものとなる。また、出力信号は、所定の回転位置範囲における所定のインダクタンス分布に従う各２次巻線出力の合計として得られるので、一種の平均化が施されることになり、ステータ及びロータの加工精度や組立て精度に多少のくるいが仮にあったとしても、平均化によって、出力誤差が生じにくいものとなり、極めて良好である。すなわち、組立て、加工の負担を軽減するので、高精度でありながら、低コスト化及び小型化を促進することができる。
【００２８】
上記のように、２次巻線のインダクタンス分布を理想的に設定することにより、理想的な出力信号を得ることに、かなり寄与するので、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａは、要するに回転に応じた磁気結合変化を１次−２次巻線間にもたらすものであれば、どのような形状のものを使用してもよい。
図５及び図６は、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａの形状の変形例を示すものである。図５の例では、磁気結合変化部材４Ａの内径の輪郭４Ａ''が、全体として真円であり、その１か所に内向きの突起４Ｐを持つような形状からなっている。この突起４Ｐが近接する２次巻線極（Ａ〜Ｆのいずれか）において１次−２次巻線間の磁気結合が最大となり、回転に応じた周期的な磁気結合変化が得られる。このような単純な突起４Ｐに基づく磁気結合変化であっても、２次巻線のインダクタンス分布により理想の出力特性が確保されるので、十分に実用性がある。図６の例では、磁気結合変化部材４Ａの内径の輪郭４Ａ''が、ハート形に似た形状からなっている。このハートに似た形状によって得られる回転に応じた周期的な磁気結合変化は、図１に示したような偏心形状に基づくものよりも、良好であることが確かめられている。
【００２９】
上記の例では、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａの材質は、鉄等の強磁性体としたが、これに限らず、銅のような良導電体を使用しもよい。銅のような良導電体を磁気結合変化部材４Ａとして使用する場合は、この磁気結合変化部材４Ａが磁極Ａ〜Ｆに接近することにより、良導電体に渦電流が流れ、それによる損失によって磁気結合が低下し、これにより回転位置に応じた磁気結合変化を各極の１次−２次巻線間にもたらす。その場合、ロータ４の基板４Ｂは、不導電体を用いるものとし、例えば鉄等の磁性体であってもよい。
【００３０】
また、図１の実施例におけるステータ３における１次極と２次極の配置の内外を逆にしてもよい。すなわち、図７に示すように、ステータ３において、２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃが配列された極を外周寄りに設け、それよりも小さな径の円周に沿って１次巻線１Ａ〜１Ｆの各極を配置するようにしてもよい。その場合は、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａは、図１のような中抜き形状ではなく、通常の偏心形状とする。
また、図８（ａ），（ｂ）に示すように、１次巻線１Ａ〜１Ｆを各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃの極と同極に配置してもよい。同図（ｂ）は、１つの極Ａを側面から見た略図で、１つのピン３Ｐに１次巻線１Ａと２つの２次巻線２Ａｓ，２Ａｃが重複して設けられていることを示している。この場合は、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａは、図１のような中抜き形状としてもよいし、あるいは通常の偏心形状としてもよい。図８（ａ）では、ロータ４における磁気結合変化部材４Ａが通常の偏心形状として示されている。
【００３１】
更に別の変形例として、図９に示すように、ステータ３において最外周を囲むように１個の１次巻線１Ｓを設け、その内側に各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃの複数極Ａ〜Ｆを設けるようにしてもよい。図１０は図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。このようにすると、ステータ３における１次巻線１Ｓに基づく磁界が１回転の全周で各２次極Ａ〜Ｆに対して均一に及ぼされ、しかも各２次極Ａ〜Ｆにおける磁気結合の効率もよいので、検出精度をより一層向上させることができる。また、１次巻線を配置するための構造が簡単になるので好都合である。この場合、ロータ４の構造は、図１，図２に示したものと同様でよい。
図９，図１０の変形例として、１個の１次巻線１Ｓを、ステータ３の内周寄りに、つまり各２次極Ａ〜Ｆの円周配列の内側に設けるようにしてもよい。
【００３２】
図７乃至図１０を参照して上述したステータ３の変形例において、これに対応して使用するロータ４については、図５，図６等を参照して説明したのと同様に、磁気結合変化部材４Ａの形状及び材質についての各種の変形された実施態様を適宜採用してよいのは勿論である。
【００３３】
図１１は、図２においてステータ３のピン状コア３Ｐのエッジ面に接して設けられるようにしてもよいコアシート５の一例を示す平面図である。このコアシート５は、鉄のような強磁性体のシートをプレス等によって打ち抜き加工してなるものであり、各１次巻線１Ａ〜１Ｆの磁極配置に正確に対応して配置される磁極部５１Ａ〜５１Ｆと、各２次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃの磁極配置に正確に対応して配置される磁極部５２Ａ〜５２Ｆとを有し、各磁極部５１Ａ〜５１Ｆ，５２Ａ〜５２Ｆの間を複数の枝部５３で相互連結して、分離しないようになっている。このようなコアシート５を、ステータ３の１次及び２次各極のピン状コア３Ｐのエッジ面に接して配置し、適宜の手段により固定する。そうすると、ステータ３の１次及び２次各極の配置は、コアシート５における各磁極部５１Ａ〜５１Ｆ，５２Ａ〜５２Ｆの位置に事実上矯正されることになり、正確な磁極配置を実現することができる。これにより、所要の巻線を設けた複数のピン状コア３Ｐをステータベース３Ｂにねじ等で固定することによりステータ３を構成する、という、前述した通りの、極めて加工及び組立てが容易な安価なステータ構成でありながら、その際の組立て誤差に基づく磁極配置の誤差をコアシート５によって自動的に矯正することができるものである。コアシート５は、極めて簡単な１回のプレス加工により、容易且つ安価にしかも正確な磁極配置で、形成することができるものであり、一方、ステータ３の組立てには多少の誤差があっても上記のようにコアシート５によって矯正されるので、該ステータ３の加工及び組立てにそれほどの精度が要求されないことになる、という利点をもたらすものである。
【００３４】
なお、コアシート５においては、外周側のいくつかの個所（図では３か所）にキー係合用の凹部５４が設けられており、該コアシート５をステータ３の１次及び２次各極のピン状コア３Ｐのエッジ面に接して配置する際に、該凹部５４がステータ３側の図示しないキー係合用の凸部にキー係合して所定の配置でセットされるようになっている。
なお、検出装置の径を小型若しくは超小型にした場合は、枝部５３の存在による磁気漏れの影響が出てくることがあるので、コアシート５を設けない方が良い場合もあることに留意されたい。
勿論、ステータ３は、上記で提案したような簡易かつ有利な加工及び組立て構成を採用したものに限らず、従来より知られた構成、例えば、所定形状に加工された多数のコア片を積層体に集積して多極のステータコアを形成し、各磁極に巻線を巻くようにした構成、などを適宜採用してよい。
【００３５】
上記実施例では、ステータ３において１グループを構成する２次巻線数（つまり極数）は６であるが、これに限らないのは勿論である。図１２は、１グループを構成する２次巻線数を４とした例を示し、図１４は１グループを構成する２次巻線数を８とした例を示す。
図１２において、ステータ３は、互いに９０度の間隔の４つの極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各極にサイン相グループの２次巻線２Ａｓ〜２Ｄｓとコサイン相グループの２次巻線２Ａｃ〜２Ｄｃが設けられている。この場合、各グループの２次巻線のインダクタンス分布は、例えば図１３のように設定される。図１３の例では、各極Ａ〜Ｄの配置を機械角の４５°，１３５°，２２５°，３１５°にそれぞれ設定するものとしてそれぞれのインダクタンス設定を行なっているが、前述例と同様にこれに限らず、任意にずらしてよい。
【００３６】
図１４において、ステータ３は、互いに４５度の間隔の８つの極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを有し、各極にサイン相グループの２次巻線２Ａｓ〜２Ｈｓとコサイン相グループの２次巻線２Ａｃ〜２Ｈｃが設けられている。この場合、各グループの２次巻線のインダクタンス分布は、例えば図１５のように設定される。図１５の例では、各極Ａ〜Ｈの配置を機械角の０°，４５°，９０°，１３５°１８０°，２２５°，２７０°，３１５°にそれぞれ設定するものとしてそれぞれのインダクタンス設定を行なっているが、前述例と同様にこれに限らず、任意にずらしてよい。また、前述したように、原理的にインダクタンス値が０の場合（例えば、sin ０°，sin １８０°，cos ９０°，cos ２７０°）は、対応する巻線を省略してよい。若しくは、巻線を省略したくない場合は、各極Ａ〜Ｈの配置角度は等間隔である必要がないが故に、その磁極の配置角度を幾分ずらしてもよい。
【００３７】
なお、図１２，図１４では、ステータ３における１次巻線１Ｓは、図９の例のように１個だけ設けられているが、これに限らず、上述した１次巻線の各種配置例と同様に様々に変形された実施態様を適宜採用してよい。また、図１２，図１４では、ロータの図示は省略してあるが、これについては上述したものと同様に様々な実施態様を適宜採用してよい。
【００３８】
上記では、レゾルバのような２相出力を生ずる装置について示したが、シンクロのような３相出力を生ずる装置についても、同様の手法で、本発明に従う検出装置により構成することができる。すなわち、２次巻線を３つのグループで構成し、各グループのインダクタンス分布が、それぞれ、ｓｉｎθ，ｓｉｎ（θ＋120°），ｓｉｎ（θ＋240°）の特徴を示すように各巻線のインダクタンスを設定すればよい。同様に、更に多相出力を生じるように構成することができる。また、各グループの巻線を、同じ配置の極に重複して巻かずに、ずらして配置された極にそれぞれ巻くようにしてもよい。しかし、各グループの巻線を同じ配置の極に重複して巻くようにしたほうが、極数を節約し、小型化することができるので、有利である。
【００３９】
また、１相出力のみが得られればよい場合は、複数の２次巻線からなる１つのグループのみを設ければよい。例えば、図１の例では、サイン相の２次巻線グループ２Ａｓ〜２Ｆｓのみとし、コサイン相の２次巻線グループ２Ａｃ〜２Ｆｃを省略すればよい。そのような場合は、２次巻線に限らず、１次巻線の方を所望のインダクタンス分布を示すように設定された複数の巻線からなるグループで構成するようにしてもよい。
【００４０】
上記では、１相入力で多相出力又は１相出力を生ずるタイプの検出装置として本発明装置を構成する例について説明したが、これとは逆に多相入力で１相出力を生ずるタイプの所謂位相方式の位置検出装置として本発明装置を構成するようにしてもよい。その場合の本発明検出装置の機械的構成は図１〜図１５を参照して説明した上記実施例と全く同一であってよく、ただし、巻線の１次と２次が逆になるようにするだけでよい。例えば、図１と同様の機械的構成を持つ本発明検出装置の場合、これを２相入力（２相励磁）で１相出力のタイプに変更するには、２つのグループの巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃを１次巻線とし、巻線１Ａ〜１Ｆを２次巻線とし、図１６に示すように２相励磁して１相出力を取り出すようにする。すなわち、この場合、各グループ毎の１次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃが、所定のインダクタンス分布（サイン関数とコサイン関数）に従ってそれぞれのインダクタンス設定が行なわれていることになる。このように、サイン相に対応するグループの１次巻線２Ａｓ〜２Ｆｓを共通の交流信号 sinωｔで励磁し、それより９０度位相のずれた交流信号 cos ωｔでコサイン相に対応するグループの１次巻線２Ａｃ〜２Ｆｃを共通に励磁することにより、２次巻線１Ａ〜１Ｆの誘起電圧を合計した１つの出力信号として、検出対象回転角度θに対応する電気的位相ずれを示す信号 sin（ωｔ±θ）が得られる。
上記のような２相励磁−１相出力のタイプに限らず、３相励磁−１相出力のタイプやその他のタイプの検出装置を本発明に従って構成することができることが理解できるであろう。
【００４１】
上記各実施例では、所定のインダクタンス分布を実現する１グループ内の複数の２次巻線（又は１次巻線）がそれぞれ独立した巻線構造からなるものとしているが、これに限らず、分布巻きされた構造からなっていてもよい。図１７はその一例を略示しており、ステータ３において円周方向に沿って多数のスロット（図示せず）が設けられており、０度〜１８０度の回転位置角度範囲で sin ０°からsin 180°までの範囲の関数特性に対応するインダクタンス分布を実現するようにサイン相の第１サブグループに相当する巻線２Ｓ−１が分布巻きされており、１８０度〜３６０度の回転位置角度範囲で sin 180°からsin 360°までの範囲の関数特性に対応するインダクタンス分布を実現するようにサイン相の第２サブグループに相当する巻線２Ｓ−２が分布巻きされており、両巻線２Ｓ−１と２Ｓ−２を接続してサイン相に対応する１つの出力信号を得るようになっている。
【００４２】
また、２７０度〜９０度の回転位置角度範囲で cos 270°からcos 90°までの範囲の関数特性に対応するインダクタンス分布を実現するようにコサイン相の第１サブグループに相当する巻線２Ｃ−１が分布巻きされており、９０度〜２７０度の回転位置角度範囲で cos ９０°からcos 270°までの範囲の関数特性に対応するインダクタンス分布を実現するようにコサイン相の第２サブグループに相当する巻線２Ｃ−２が分布巻きされており、両巻線２Ｃ−１と２Ｃ−２を接続してコサイン相に対応する１つの出力信号を得るようになっている。図１７の例では、１次巻線１Ｓは最外周に巻かれた１個の巻線からなる。このような分布巻き構造のものにおいても、巻線の１次と２次の関係を逆にする（つまり、分布巻きされている巻線２Ｓ−１，２Ｓ−２，２Ｃ−１，２Ｃ−２を１次巻線とする）ようにしてもよい。
【００４３】
上記各実施例では、１回転全周を１サイクルとして、ロータによる磁気結合変化を実現すると共に、巻線グループのインダクタンス分布を設定するようにしているが、これに限らず、１回転につき複数サイクルからなるロータによる磁気結合変化を実現すると共に、巻線グループのインダクタンス分布も１回転につき複数サイクルの変化特性を示すように設定するようにしてもよい。
図１８はその一例を略示しており、ロータ４は、１回転につき４サイクルの磁気結合変化を実現するように、４つの磁性体突部（又は歯）４Ｐ１，４Ｐ２，４Ｐ３，４Ｐ４を円周方向に等間隔（９０度ピッチ）で設けている。ステータ３は円周方向に沿って１２個の磁極を有しており、各極には、サイン相の２次巻線２Ａｓ１，２Ｂｓ１，２Ｃｓ１，２Ａｓ２，２Ｂｓ２，２Ｃｓ２，２Ａｓ３，２Ｂｓ３，２Ｃｓ３，２Ａｓ４，２Ｂｓ４，２Ｃｓ４と、コサイン相の２次巻線２Ａｃ１，２Ｂｃ１，２Ｃｃ１，２Ａｃ２，２Ｂｃ２，２Ｃｃ２，２Ａｃ３，２Ｂｃ３，２Ｃｃ３，２Ａｃ４，２Ｂｃ４，２Ｃｃ４がそれぞれ配置されている。サイン相の２次巻線２Ａｓ１〜２Ｃｓ４は１回転につき４サイクルのサイン関数に従うインダクタンス分布を示すようにインダクタンス設定される。例えば、図１９に示すように、９０度の回転角度範囲において１サイクルのサイン関数に従うインダクタンス分布を示すように３極（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各巻線（例えば２Ａｓ１，２Ｂｓ１，２Ｃｓ１）のインダクタンスが設定される。同様に、コサイン相の２次巻線２Ａｃ１〜２Ｃｃ４も１回転につき４サイクルのコサイン関数に従うインダクタンス分布を示すようにインダクタンス設定される。例えば、図１９に示すように、９０度の回転角度範囲において１サイクルのコサイン関数に従うインダクタンス分布を示すように３極（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各巻線（例えば２Ａｃ１，２Ｂｃ１，２Ｃｃ１）のインダクタンスが設定される。
このように１回転につき複数サイクルの出力変化特性を示す本発明の回転位置検出装置は、多歯ロータを持つ公知の高分解能タイプの回転位置検出装置と同様に利用することができる。
【００４４】
なお、図１８では、１次巻線を図示していないが、前述と同様に様々な態様で１次巻線を配置してよい。また、前述と同様に、１次と２次の関係を逆にしてもよい。また、ロータ４の形状及び材質も前述と同様に様々に変形可能である。なお、図１８の例の場合、ロータ４の磁性体突部４Ｐ１〜４Ｐ４が直線形状に近いが、ステータ３の各磁極における磁場の強さが円状の分布を示すので、この円状分布の磁界を直線状のロータ磁性体突部４Ｐ１〜４Ｐ４が横切ることにより、該ロータ４によってもたらされる磁気結合変化はサイン波等の三角関数特性に近いものとなり、良好な特性を示す。
１回転につき１サイクルの変化特性を示す検出装置若しくは１回転につき複数サイクルの変化特性を示す検出装置のいずれの場合においても、１つの巻線グループによって所望のインダクタンス分布を設定する回転位置範囲は、ロータによる磁気結合変化の１サイクルに対応する全域をカバーせずに、その一部の範囲をカバーするようにしたものであってもよい。
【００４５】
上記各実施例において、ロータ４は全体としてプレート状の形状をしており、ステータ３に対して軸方向で対向している構造であるが、本発明に係る回転位置検出装置におけるステータとロータの対応構造はこれに限らず、他の構造でもよい。例えば、ロータを全体として円筒形状（又は偏心円筒形状）として、ステータの磁極からロータに対して及ぼされる磁束の向きをラジアル方向とし、ステータの内部空間にロータを挿入して、ロータがステータに対してラジアル方向で対向するような構造であってもよい。
【００４６】
なお、上記各実施例において、２次巻線から得られた出力信号は、レゾルバ又はシンクロ等の公知の装置で知られたように利用されることができるし、公知のように、検出された回転位置に対応する位置データがディジタル又はアナログで得られるように適宜の信号処理若しくはデータ処理を施することができる。例えば、２相のレゾルバ出力をＲＤコンバータで処理して、検出された回転位置に対応する位置データをディジタルで得ることが知られており、そのような検出用回路を本発明において適宜適用することができる。その場合に、２次巻線の出力信号を検出装置から配線で引き出して外部の検出用回路に入力するようにしてもよいし、あるいは検出用回路をＬＳＩ等によって小型化して検出装置の筐体内に収納するようにしてもよい。
更に、検出対象回転軸の回転が異なる変速比で伝達される複数の回転位置検出装置を設けることにより、複数回転にわたる絶対的回転位置を検出可能にする公知の技術を実施する場合においても、本発明の検出装置が利用可能であることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、ステータにおいて１つのグループをなす複数の２次巻線（又は１次巻線）が所定の回転位置範囲にわたって分散して配置されており、この１グループ内における各巻線は該所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされていることを特徴としているものである。従って、回転位置に応じてステータ巻線に対して所定の磁気結合変化をもたらすように偏倚した形状を持つロータが前記所定の回転位置範囲にわたって回転移動するとき、該所定の回転位置範囲における各２次巻線においてはそのロータ回転位置に応じて磁気結合の変化が生じ、かつ個々の２次巻線に誘導される電圧レベルは前記インダクタンス分布に従うものとなり、両現象の相加作用若しくは相乗作用によって、１つのグループ内の各巻線出力を合計した１つの出力信号は、ロータの回転位置の関数として精度の高い、またリニアリティの良い、出力信号として得られることになる。
【００４８】
このように、本発明では、ロータの形状のみに依存して回転位置に応じた誘導係数変化を得るものではないので、ロータの形状設定や設計、加工等が容易となり、また、小型化しても十分な検出精度が得られるものとなる等、種々の優れた効果を奏する。また、１つの出力信号は、所定の回転位置範囲における所定のインダクタンス分布に従う各２次巻線出力の合計として得られるので、一種の平均化が施されることになり、ステータ及びロータの加工精度や組立て精度に多少のくるいが仮にあったとしても、平均化によって、出力誤差が生じにくいものとなり、極めて良好なものとなり、すなわち、組立て、加工の負担を軽減するので、高精度でありながら、低コスト化及び小型化を促進することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転位置検出装置の一実施形態を示す正面略図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面略図。
【図３】図１における２次巻線の２つのグループについて設定されるインダクタンス分布の一例を示すグラフ。
【図４】図１における１次巻線の励磁例及び２次巻線の接続例を示す配線図。
【図５】ロータにおける磁気結合変化部材の形状の変形例を示す正面略図。
【図６】ロータにおける磁気結合変化部材の形状の別の変形例を示す正面略図。
【図７】本発明に係る回転位置検出装置の別の実施形態を示す正面略図。
【図８】本発明に係る回転位置検出装置の更に別の実施形態を示す正面略図及び一部側面図。
【図９】本発明に係る回転位置検出装置の別の一実施形態を示す正面略図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面略図。
【図１１】図２に略示されたコアシートの一例を示す正面略図。
【図１２】本発明に係る回転位置検出装置の更に別の一実施形態をステータについて示す正面略図。
【図１３】図１２における２次巻線の２つのグループについて設定されるインダクタンス分布の一例を示すグラフ。
【図１４】本発明に係る回転位置検出装置の更なる別の実施形態をステータについて示す正面略図。
【図１５】図１４における２次巻線の２つのグループについて設定されるインダクタンス分布の一例を示すグラフ。
【図１６】本発明に係る回転位置検出装置の別の実施形態として、図１の装置の１次巻線と２次巻線の入出力関係を逆にした装置についての、１次巻線の励磁例及び２次巻線の接続例を示す配線図。
【図１７】本発明に係る回転位置検出装置の更に別の実施形態として、分布巻きによって所望のインダクタンス分布を得るようにした実施形態をステータについて示す正面略図。
【図１８】本発明に係る回転位置検出装置の更に別の実施形態として、１回転につき複数サイクルの変化特性を示すインダクタンス分布を得るようにした実施形態を示す正面略図。
【図１９】図１８における２次巻線の２つのグループについて設定されるインダクタンス分布の一例を示すグラフ。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｆ，１Ｓ１次巻線（又は２次巻線）
２Ａｓ〜２Ｆｓ，２Ａｃ〜２Ｆｃ２次巻線（又は１次巻線）
３ステータ
３Ｂステータベース
３Ｐピン状コア
３Ｓネジ
４ロータ
４Ａロータの磁気結合変化部材
４Ｂロータの基板
４Ｃ回転軸
５コアシート

Claims

１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなる誘導型回転位置検出装置において、
所定の回転位置範囲にわたって分散して配置された複数の前記２次巻線からなるグループを少なくとも１つ有し、１グループ内における各２次巻線は前記所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされており、前記１次巻線を少なくとも該グループに対応して１相で励磁し、該グループ内の各２次巻線出力を合計して１つの出力信号を生じるようにしてなり、前記各グループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする誘導型回転位置検出装置。
１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなり、前記ステータの１次巻線を複数相で励磁する誘導型回転位置検出装置において、
所定の回転位置範囲にわたって分散して配置された複数の前記１次巻線からなるグループを、各励磁相に対応して、それぞれ有し、１つのグループ内における各１次巻線は前記所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタンス設定がなされており、このインダクタンス分布は各グループ間で所定の機械角だけずれるようにしてなり、前記各グループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする誘導型回転位置検出装置。
１次巻線と２次巻線とを配置したステータと、前記ステータに対して回転変位し、その回転位置に応じて前記ステータの１次及び２次巻線間の磁気結合を三角関数特性で変化させる形状を成した磁気結合変化部材からなるロータとを具え、前記ロータには巻線が設けられておらず、前記ロータと前記ステータの前記巻線とは非接触的に対向して回転軸方向にギャップが形成されてなる誘導型回転位置検出装置において、
所定の回転位置範囲にわたって所望のインダクタンス分布を示すように前記１次巻線と２次巻線の一方を分布巻きしてなるグループを少なくとも１つ有し、当該少なくとも１つのグループの前記インダクタンス分布の関数が当該グループに対する前記ロータの形状に起因する前記磁気結合変化の前記三角関数特性に対応する三角関数特性からなることを特徴とする誘導型回転位置検出装置。
前記１グループ内における各巻線は前記所定の回転位置範囲において所望のインダクタンス分布を示すようにそれぞれの巻数が設定されている請求項１又は２に記載の誘導型回転位置検出装置。
前記グループが複数グループ設けられており、前記インダクタンス分布は各グループ間で所定の機械角だけずれており、各グループがカバーする前記回転位置範囲には重複する部分がある請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導型回転位置検出装置。
前記ステータにおける各巻線の磁極配置に対応して磁極部がそれぞれ形成されたシート状の磁性体コアシートを、該ステータにおいて、前記ロータとの対向面に具備したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導型回転位置検出装置。