JP6291946B2 - ステータ構造及びレゾルバ - Google Patents

Description

本発明は、ステータ構造及びレゾルバに関する。

従来、回転角検出装置として、ロータの回転角に応じた複数相の電圧信号を出力するレゾルバがある。このようなレゾルバとしては、例えば、特許文献１に記載の磁性体からなるロータと、その周囲を囲むように配置されるステータとを備えたレゾルバがある。

この特許文献１のレゾルバでは、通電に基づき磁束を発生させる励磁巻線がロータに巻回される。また、このレゾルバでは、ステータに設けた複数のティースにｓｉｎ相巻線が巻回され、さらにその外側に重ねてｃｏｓ相巻線が巻回される。そして、このレゾルバでは、ロータが回転すると、励磁巻線が発生させるｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線に鎖交する磁束が変化して各相の巻線に誘起される電圧が変化し、各相の巻線からロータの回転角に応じた電圧信号（電気信号）が出力される。この電圧信号に基づきロータが一体に回転するシャフトといった検出対象の回転角が検出される。

特開２０１３−１１０８１９号公報

ところで、励磁巻線が発生させる磁束は、ステータ内からロータ内へと流れる以外に、ステータ内からロータ内を通ることなく漏れる漏れ磁束といったものが存在する。このような漏れ磁束は、ｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線と鎖交する場合もあり、各巻線に生じる起電力を実際より弱めたり影響を及ぼすこともある。特に、特許文献１のレゾルバのように、複数のティースにｓｉｎ相巻線が巻回され、さらにその外側に重ねてｃｏｓ相巻線が巻回される場合、各巻線が巻回される位置の違いからそれぞれに鎖交する漏れ磁束の量的な違いが生じてしまい、こういった漏れ磁束は、各巻線に生じる起電力のバランスを崩す可能性がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各巻線に生じる起電力のバランスを崩すことを抑制することのできるステータ構造及びレゾルバを提供することにある。

上記課題を解決するステータ構造は、ロータの同心円状に複数のティースが設けられたステータを有し、各ティースには磁束と鎖交することで位相のずれた起電力をそれぞれ生じる複数相の巻線が重ねて巻回されるようにしている。また、ステータ構造は、複数のティース周辺における漏れ磁束の分布に基づいて複数相の巻線に生じる起電力の大きさを近付けるように各巻線を配置するようにしている。

この構成によれば、複数のティース周辺における漏れ磁束があったとしても、そういった漏れ磁束の量的な違いが考慮された各巻線の配置とすることができる。これにより、複数相の巻線のそれぞれに生じる起電力の大きさを近付けることができるようになる。そして、例えば、ティースに巻回される巻線のうち、内側の巻線とその外側の巻線とに生じる起電力の大きさが近付けられるようになり、各巻線の起電力のバランスを崩すことが抑制される。

こういったステータ構造において、ティースに巻回される巻線のうち、内側に位置する巻線については漏れ磁束の分布に基づいて漏れが大きい側に巻数を大きくし、外側に位置する巻線については漏れ磁束の分布に基づいて漏れが小さい側に巻数を大きくして配置することが好ましい。

漏れ磁束の分布は、ティースから離れる程、その漏れが大きくなり易い特性を示す。すなわち、ティースに巻回される巻線のうち、内側と外側とでは、内側に位置する巻線への漏れ磁束の影響が小さい、換言すれば外側に位置する巻線への漏れ磁束の影響が大きいと言える。そこで、上記構成によれば、ティースに巻回される巻線のうち、そもそも漏れ磁束の影響が小さいと言える内側に位置する巻線については漏れ磁束の影響を余計に受けるように漏れが大きい側に巻き数を大きくして配置する。一方、ティースに巻回される巻線のうち、そもそも漏れ磁束の影響が大きいと言える外側に位置する巻線については漏れ磁束の影響を抑えるように漏れが小さい側に巻き数を大きくして配置する。これにより、ティースに巻回される巻線のうち、内側と外側とでは、漏れ磁束の影響の大きさを近付けることができるようになり、複数のティース周辺における漏れ磁束があったとしても、そういった漏れ磁束の量的な違いの発生が抑えられるようになる。その結果、複数相の巻線のそれぞれに生じる起電力の大きさを近付けることができる。

また、こういったステータ構造は、複数のティースのうち、隣り合うティースの先端の間にギャップを形成する場合に適用することができる。さらに、こうしたステータ構造は、複数のティースのうち、隣り合うティースの先端に向かって先細状に形成する場合に適用することができる。

こういった適用例における漏れ磁束の分布は、ティースからギャップ、さらにはその先端に近い程、その漏れが大きくなり易い特性を示す。すなわち、漏れ磁束の影響は、特にロータから離間する側でその影響が小さいと言える。また、漏れ磁束の影響は、特にロータに近接する側、さらにはティースの先端でその影響が大きいと言える。このため、こういった適用例では、ティースに巻回される巻線のうち、内側に位置する巻線についてはロータ側、さらにはティースの先端側に巻き数を大きくする、すなわちステータ側に巻き数を小さくすることになる。また、こういった適用例では、外側に位置する巻線についてはステータ側に巻き数を大きくする、すなわちロータ側、さらにはティースの先端側に巻き数を小さくすることになる。これらにより、ティースに巻回される巻線のうち、内側と外側とでは、漏れ磁束の影響の大きさを近付けることができ、複数のティース周辺における漏れ磁束があったとしても、そういった漏れ磁束の量的な違いの発生が効果的に抑えられる。

そして、ロータと、前記ロータの同心円状に複数のティースが設けられたステータとを有し、各ティースには磁束と鎖交することで位相のずれた起電力をそれぞれ生じる複数相の出力巻線が重ねて巻回され、ロータの回転に基づいて複数相の出力巻線に鎖交する磁束が変化することにより各出力巻線に生じる起電力が変化し、複数相の出力巻線からロータの電気角に応じた電気信号がそれぞれ出力されるレゾルバにおいて、出力巻線の配置を規定するステータ構造として、上記のようなステータ構造が採用されることが好ましい。

この構成によれば、ティースに巻回される出力巻線のうち、内側と外側とでは、漏れ磁束の影響の大きさを近付けることで、各出力巻線に生じる起電力の大きさを近付けたステータ構造を採用することができる。これにより、レゾルバにおいて、内側の出力巻線とその外側の出力巻線とから出力される電気信号の大きさが近付けられ、各出力巻線から出力される電気信号のバランスを崩すことが抑制されるようになる。その結果、ロータの電気角の検出精度を向上することができる。

本発明によれば、各巻線に生じる起電力のバランスを崩すことを抑制することができる。

第１実施形態におけるレゾルバの概略構成を示す図。 第１実施形態における巻線の配置を模式的に示す図。 漏れ磁束の分布を模式的に示す図。 漏れ磁束の影響を模式的に示す図。 第２実施形態におけるレゾルバの概略構成を示す図。 第２実施形態における巻線の配置を模式的に示す図。 別例における巻線の配置を模式的に示す図。 別例における巻線の配置を模式的に示す図。

（第１実施形態）
以下、ステータ構造を採用したレゾルバの第１実施形態を説明する。
図１に示すように、レゾルバ１０は、中心ｍを中心に回転する回転軸２１の回転角を検出する。本実施形態のレゾルバ１０は、可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバであり、回転軸２１の外周面に嵌合される円環状のロータ２０、及びロータ２０の周囲を囲むように配置される円環状のステータ３０を備える。

ロータ２０の外周には、回転角の検出に関わる軸倍角を規定する複数の突極部が形成される。本実施形態の軸倍角では、ロータ２０に５つの突極部が形成されるので「５Ｘ」に設定される。なお、ロータ２０は、回転軸２１を嵌合する孔及び５つの突極部が形成された電磁鋼板を積載してなる。

また、ステータ３０の内周には、その周方向に等間隔を隔ててＴ字状の複数のティース３１がロータ２０に向かって突設される。各ティース３１は、その先端が二股に分かれ、さらに周方向に向かって先細状に延びる各端部３２が形成される。隣り合う各端部３２は、その間にギャップＧ（所定の隙間）を設けて非連続的に形成される。そして、各ティース３１の端部３２とステータ３０とに囲まれる空間には、各ティース３１に巻回される後述する励磁巻線４１、第１出力巻線４２、及び第２出力巻線といった巻線部４０を収容する複数（ティース３１と同数）のスロット３３がそれぞれ形成される。なお、ステータ３０は、Ｔ字状の各ティース３１が形成された電磁鋼板を積載してなる。

レゾルバ１０では、巻線部４０の励磁巻線４１に交流電流を供給することにより該励磁巻線４１が周囲に交番磁界、すなわち磁束を発生させる。この磁束がロータ２０とステータ３０との間に形成される磁路を通じて巻線部４０の第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３と鎖交する。これにより、第１出力巻線４２には電圧が誘起され、該電圧に基づく電圧信号（電気信号）が出力Ａとして出力される。また、第２出力巻線４３には電圧が誘起され、該電圧に基づく電圧信号（電気信号）が出力Ｂとして出力される。

第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３は、例えば、９０°の位相差を持った電圧信号を出力するように構成され、複数相の巻線として構成される。すなわち、例えば、出力Ａがｓｉｎ波形の信号を出力する場合、出力Ｂがｃｏｓ波形の信号を出力する。また、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３は、それぞれのインダクタンスを一致させるようにそれぞれの巻数及び直流抵抗が設定される。

そして、これら出力Ａと出力Ｂとは、演算部５０に取り込まれ、さらに演算処理されることで、ロータ２０の回転角、すなわち電気角として角度検出に用いられる。また、ロータ２０が回転すると、その突極部の位置変化によりロータ２０とステータ３０との間のギャップ（隙間）が周期的に変化する。これにより、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３から出力される出力Ａ及び出力Ｂがロータ２０の回転角に応じて変化し、その変化からロータ２０の回転角の角度検出が演算部５０によってなされる。

ここで、巻線部４０について説明する。
図２に示すように、スロット３３内において、ティース３１には、その内側から励磁巻線４１、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３の順に重ねて巻回される。すなわち、ティース３１には、ティース３１の最も近く（最も内側）に位置するように励磁巻線４１が巻回される。また、ティース３１には、励磁巻線４１の外側に第１出力巻線４２が巻回される。また、ティース３１には、第１出力巻線４２の外側に第２出力巻線４３が巻回される。また、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３は、その巻数が回転軸２１（ロータ２０）の径方向に沿って変化するように配置される。

具体的に、図２に示すように、第１出力巻線４２は、ステータ３０におけるロータ２０の径方向内側（ロータ２０側）程、巻数が大きい、すなわちステータ３０におけるロータ２０の径方向外側（ステータ３０側）程、巻数が小さくなるように巻回される。模式的に示すと、第１出力巻線４２は、ロータ２０側程、太い、すなわちステータ３０側程、細くなるように巻回される。また、第２出力巻線４３は、ロータ２０側程、巻数が小さい、すなわちステータ３０側程、巻数が大きくなるように巻回される。模式的に示すと、第２出力巻線４３は、ロータ２０側程、細い、すなわちステータ３０側程、太くなるように巻回される。

ここで、励磁巻線４１が発生させる磁束について説明する。
例えば、図２に示すように、励磁巻線４１が磁束Ｘを発生させる場合、これに関わっては、ロータ２０とステータ３０との間に形成される磁路（ステータ３０内からロータ２０内へと流れる）以外、すなわちステータ３０からロータ２０内を通ることなく漏れる漏れ磁束Ｙも合わせて発生する。漏れ磁束Ｙは、ステータ３０内からスロット３３内を通過したり、隣り合うティース３１の各端部３２間を通過したりする。こういった漏れ磁束Ｙは、その通過過程で、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３とも鎖交する場合もある。

図３に示すように、スロット３３内の漏れ磁束Ｙの分布は、領域Ｒａ、領域Ｒｂ、領域Ｒｃ、及び領域Ｒｄといった密度に基づき大きく４つの領域に区分することができる。ここでは、領域Ｒｄ＜領域Ｒｃ＜領域Ｒｂ＜領域Ｒａの順に漏れ磁束Ｙの密度、すなわち漏れ量が大きいことを表す。また、ここでは、ティースの片側（図３中、ティース３１の右側）についてのみ漏れ磁束Ｙの分布を例示したが、ティース３１の両側についての漏れ磁束Ｙの分布はティース３１を軸に線対称な分布を表す。

そして、スロット３３内において、ティース３１の端部３２の周辺には領域Ｒａが分布する。これは、ティース３１の端部３２が先細状になっていることに起因し、ステータ３０内を通過する磁束が端部３２付近で飽和した状態で漏れることに起因する。また、スロット３３内において、領域Ｒａからティース３１の根元に向かっては先細状に領域Ｒｂが分布し、さらにティース３１の根元に向かっては先細状に領域Ｒｃが分布し、残りには領域Ｒｄが分布する。このように、スロット３３内の漏れ磁束Ｙの分布は、ティース３１からギャップＧ、さらにはその先端の端部３２に近い程、その漏れが大きくなり易い特性を示す。すなわち、スロット３３内の漏れ磁束Ｙの分布は、ティース３１の根元に近い程、その漏れが小さくなり易い特性を示す。

本実施形態では、図４に示すように、こうした漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３の配置場所を領域Ｒａ〜Ｒｄに対応させるステータ構造を採用する。

具体的に、本実施形態のステータ構造は、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のうち、ティース３１側（内側）に位置する第１出力巻線４２を、領域Ｒｂ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいロータ２０側が比較的に漏れの大きい領域Ｒｂに対応するように配置している。

また、本実施形態のステータ構造は、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のうち、第１出力巻線４２の外側に位置する第２出力巻線４３を、領域Ｒａ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいステータ３０側が比較的に漏れの小さい領域Ｒｃ，Ｒｄに対応するように配置している。

すなわち、第１出力巻線４２では、ロータ２０側及びステータ３０側の巻数を揃えるようにした仮想線Ｚの場合と比較して、領域Ｒｃ，Ｒｄに対応する配置部分が減少し、領域Ｒｂに対応する配置部分が増加する。これにより、本実施形態のレゾルバ１０は、上記仮想線Ｚの場合と比較して、第１出力巻線４２における漏れ磁束Ｙと鎖交する領域（面積）が増えるように配置されるステータ構造を採用している。

また、第２出力巻線４３では、ロータ２０側及びステータ３０側の巻数を揃えるようにした仮想線Ｚの場合と比較して、領域Ｒｂ，Ｒｃに対応する配置部分が減少し、領域Ｒｃ，Ｒｄに対応する配置部分が増加する。これにより、本実施形態のレゾルバ１０は、上記仮想線Ｚの場合と比較して、第２出力巻線４３における漏れ磁束Ｙと鎖交する領域（面積）が減るように配置されるステータ構造を採用している。

次に、本実施形態のステータ構造を採用したレゾルバ１０の作用を説明する。
図３に示すように、本実施形態における漏れ磁束Ｙの分布は、ティース３１からギャップＧ、さらにはその先端の端部３２に近い程、その漏れが大きくなり易い特性を示す。このため、漏れ磁束Ｙの影響は、特にロータ２０から離間する側でその影響が小さいと言える。また、漏れ磁束Ｙの影響は、特にロータ２０に近接する側、さらにはティース３１の先端でその影響が大きいと言える。すなわち、ティース３１に巻回される巻線のうち、内側と外側とでは、内側に位置する第１出力巻線４２への漏れ磁束Ｙの影響が小さい、換言すれば外側に位置する第２出力巻線４３への漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える。

そこで、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のうち、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が小さいと言える内側に位置する第１出力巻線４２については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を余計に受けるように漏れが大きい側、すなわちロータ２０側に巻数を大きくして配置する。このように、そもそも内側にあることから外側に比べて漏れ磁束Ｙと鎖交する領域が小さい第１出力巻線４２については、漏れ磁束Ｙと鎖交する領域を増やし、その領域の大きさを第２出力巻線４３のそれに近付けることができる。

一方、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のうち、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える外側に位置する第２出力巻線４３については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を抑えるように漏れが小さい側、すなわちステータ３０側に巻数を大きくして配置する。このように、そもそも外側にあることから内側に比べて漏れ磁束Ｙと鎖交する領域が大きい第２出力巻線４３については、漏れ磁束Ｙと鎖交する領域を減らし、その領域の大きさを第１出力巻線４２のそれに近付けることができる。

これにより、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のうち、内側と外側とでは、漏れ磁束Ｙの影響の大きさを近付けることができるようになり、複数のティース３１周辺における漏れ磁束Ｙがあったとしても、そういった漏れ磁束Ｙの量的な違いの発生が抑えられるようになる。その結果、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３のそれぞれに生じる起電力の大きさ（ピーク）を近付けることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、内側に位置する出力巻線については漏れ磁束Ｙの影響を余計に受けるように漏れが大きい側に巻き数を大きくして配置するステータ構造とした。一方、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、外側に位置する出力巻線については漏れ磁束Ｙの影響を抑えるように漏れが小さい側に巻き数を大きくして配置するステータ構造とした。こういったステータ構造により、内側及び外側の出力巻線については、これらに生じる起電力の大きさが近付けられるようになり、各巻線の起電力のバランスを崩すことが抑制される。

（２）また、上述したステータ構造により、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３については、漏れ磁束Ｙの影響の大きさが近付けられるようになる。したがって、複数のティース３１周辺における漏れ磁束Ｙがあったとしても、そういった漏れ磁束Ｙの量的な違いの発生が効果的に抑えられる。

（３）また、上述したステータ構造により、レゾルバ１０において、出力Ａ及び出力Ｂといった電気信号の大きさ（ピーク）を近付けることができ、これら電気信号のバランスを崩すことが抑制されるようになる。その結果、ロータ２０の電気角の検出精度を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、ステータ構造を採用したレゾルバの第２実施形態を説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、出力巻線の構成のみである。このため、既に説明した実施形態と同一構成及び同一制御内容などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の軸倍角では、ロータ２０に４つの突極部が形成されるので「４Ｘ」に設定される。なお、ロータ２０は、回転軸２１を嵌合する孔及び４つの突極部が形成された電磁鋼板を積載してなる。

また、各ティース３１には、励磁巻線４１と、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４のうち２種類とがそれぞれ巻回される。
本実施形態のレゾルバ１０では、励磁巻線４１が発生させる磁束がロータ２０とステータ３０との間に形成される磁路を通じて巻線部４０の第１出力巻線４２第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４と鎖交する。これにより、出力Ａ及び出力Ｂに加えて、第３出力巻線４４に電圧が誘起されることに基づく電圧信号（電気信号）が出力Ｃとして出力される。

本実施形態において、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４は、例えば、互いに１２０°の位相差を持った電圧信号を出力するように構成され、複数相の巻線として構成される。すなわち、例えば、出力Ａがｓｉｎ波形の信号を出力する場合、出力Ｂが出力Ａのｓｉｎ波形の位相を１２０°ずらしたｓｉｎ波形の信号を出力し、出力Ｃが出力Ａのｓｉｎ波形の位相を２４０°ずらしたｓｉｎ波形の信号を出力する。また、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４は、それぞれのインダクタンスを一致させるようにそれぞれの巻数及び直流抵抗が設定される。

そして、これら出力Ａと出力Ｂと出力Ｃとは、演算部５０に取り込まれ、さらに演算処理されることで、ロータ２０の回転角、すなわち電気角として角度検出に用いられる。すなわち、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４から出力される出力Ａ、出力Ｂ、及び出力Ｃがロータ２０の回転角に応じて変化し、その変化からロータ２０の回転角の角度検出が演算部５０によってなされる。

ここで、巻線部４０について説明する。
図６に示すように、スロット３３内において、ティース３１には、その内側に励磁巻線４１が巻回される。さらに励磁巻線４１の外側には、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４のうち２種類の出力巻線が内側、外側に巻回される。

すなわち、ティース３１には、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３の順に重ねる巻き方と、第１出力巻線４２、第３出力巻線４４の順に重ねる巻き方と、第２出力巻線４３、第３出力巻線４４の順に重ねる巻き方とがある。本実施形態のステータ３０には、上記各巻き方のティース３１が４つずつ存在し、上述した各巻き方のティース３１が規則的に配置される。また、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４は、その巻数が回転軸２１（ロータ２０）の径方向に沿って変化するように配置される。

例えば、図６中、中心の右側に位置するティース３１のように、第１出力巻線４２、第３出力巻線４４の順に重ねる巻き方の場合、第１出力巻線４２は、ロータ２０側程、巻数が大きい、すなわちステータ３０側程、巻数が小さくなるように巻回される。また、第３出力巻線４４は、ロータ２０側程、巻数が小さい、すなわちステータ３０側程、巻数が大きくなるように巻回される。

そして、図６に示すように、励磁巻線４１が発生させる磁束について、漏れ磁束Ｙは、ステータ３０内からスロット３３内を通過したり、隣り合うティース３１の各端部３２間を通過したりする過程で、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線４４とも鎖交する場合もある。

本実施形態では、こうした漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、各ティース３１に巻回される巻線のうち内側の出力巻線及び外側の巻線の配置場所を領域Ｒａ〜Ｒｄに対応させるステータ構造を採用する。

具体的に、本実施形態のステータ構造は、図６中、中心に位置するティース３１の例であれば、内側に位置する第１出力巻線４２を、領域Ｒｂ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいロータ２０側が比較的に漏れの大きい領域Ｒｂに対応するように配置する。また、この場合には、外側に位置する第２出力巻線４３を、領域Ｒａ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいステータ３０側が比較的に漏れの小さい領域Ｒｃ，Ｒｄに対応するように配置する。このため、図４で示した配置同様、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３を配置する。

また、本実施形態のステータ構造は、図６中、中心の右側に位置するティース３１の例であれば、内側に位置する第１出力巻線４２を、領域Ｒｂ〜Ｒｄに対応して配置し、巻き数が大きいロータ２０側が比較的に漏れの大きい領域Ｒｂに対応するように配置する。また、この場合には、外側に位置する第３出力巻線４４を、領域Ｒａ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいステータ３０側が比較的に漏れの小さい領域Ｒｃ，Ｒｄに対応するように配置する。このため、図４で示した第１出力巻線４２の配置同様、第１出力巻線４２を配置し、図４で示した第２出力巻線４３の配置同様、第３出力巻線４４を配置する。

また、本実施形態のステータ構造は、図６中、中心の左側に位置するティース３１の例であれば、内側に位置する第２出力巻線４３を、領域Ｒｂ〜Ｒｄに対応して配置し、巻き数が大きいロータ２０側が比較的に漏れの大きい領域Ｒｂに対応するように配置する。また、この場合には、外側に位置する第３出力巻線４４を、領域Ｒａ〜Ｒｄに対応して配置し、巻数が大きいステータ３０側が比較的に漏れの小さい領域Ｒｃ，Ｒｄに対応するように配置する。このため、図４で示した第１出力巻線４２の配置同様、第２出力巻線４３を配置し、図４で示した第２出力巻線４３の配置同様、第３出力巻線４４を配置する。

そして、図６中、中心の右側に位置するティース３１の例であれば、図３を用いて既に説明したように、内側に位置する第１出力巻線４２への漏れ磁束Ｙの影響が小さい、換言すれば外側に位置する第３出力巻線４４への漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える。

そこで、上記例において、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が小さいと言える内側に位置する第１出力巻線４２については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を余計に受けるように漏れが大きい側、すなわちロータ２０側に巻数を大きくして配置する。

一方、上記例において、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える外側に位置する第３出力巻線４４については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を抑えるように漏れが小さい側、すなわちステータ３０側に巻数を大きくして配置する。

また、図６中、中心の左側に位置するティース３１の例であれば、図３を用いて既に説明したように、内側に位置する第２出力巻線４３への漏れ磁束Ｙの影響が小さい、換言すれば外側に位置する第３出力巻線４４への漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える。

そこで、上記例において、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が小さいと言える内側に位置する第２出力巻線４３については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を余計に受けるように漏れが大きい側、すなわちロータ２０側に巻数を大きくして配置する。

一方、上記例において、そもそも漏れ磁束Ｙの影響が大きいと言える外側に位置する第３出力巻線４４については、漏れ磁束Ｙの分布を考慮して、漏れ磁束Ｙの影響を抑えるように漏れが小さい側、すなわちステータ３０側に巻数を大きくして配置する。

これにより、各ティース３１において、巻回される出力巻線のうち、内側と外側とでは、漏れ磁束Ｙの影響の大きさを近付けることができる。特に、各ティース３１では、出力巻線として内側と外側に配置する出力巻線の種類が異なる間で、第１出力巻線４２に対する漏れ磁束Ｙの総合的な影響、第２出力巻線４３に対する漏れ磁束Ｙの総合的な影響、及び第３出力巻線４４に対する漏れ磁束Ｙの総合的な影響の大きさを互いに近付けることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）の効果に加え、以下に示す効果を奏することができる。
（４）上述したステータ構造により、第１出力巻線４２、第２出力巻線４３、及び第３出力巻線については、漏れ磁束Ｙの影響の大きさが互いに近付けられるようになる。したがって、複数のティース３１周辺における漏れ磁束Ｙがあったとしても、そういった漏れ磁束Ｙの３相の出力巻線の間での量的な違いの発生が効果的に抑えられる。

（５）また、上述したステータ構造により、レゾルバ１０において、出力Ａ、出力Ｂ、及び出力Ｃといった電気信号の大きさ（ピーク）を近付けることができ、これら電気信号のバランスを崩すことが抑制されるようになる。その結果、３相の出力巻線（３出力信号）を用いる場合におけるロータ２０の電気角の検出精度を向上することができる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態において、図７に示すように、内側に位置する出力巻線（図７では、第１出力巻線４２）については漏れが大きい側の一部の巻数を大きくしたり、外側に位置する出力巻線（図７では、第２出力巻線４３）については漏れが小さい側の一部の巻線を大きくしたりといったステータ構造も考えられる。また、このように巻数を大きくする範囲は、漏れ磁束Ｙの分布により変更してもよい。

・上記第２実施形態では、例えば、図８に示すように、ティース３１に３相の出力巻線を重ねる巻き方を採用することもできる。そして、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３の間に第３出力巻線４４を配置し、さらに漏れ磁束Ｙの分布を考慮して配置するステータ構造も考えられる。この場合、第３出力巻線４４については、回転軸２１（ロータ２０）の径方向の両側に巻数を小さくしたりすることで、各巻線に生じる起電力の大きさを互いに近付けることができる。また、漏れ磁束Ｙの分布によっては、第３出力巻線４４の巻数を一定に設定することができる場合もある。

・上記各実施形態では、図３に示した漏れ磁束Ｙの分布を用いた巻線の配置を例示したが、これは一例に過ぎず、漏れ磁束Ｙが違った分布を示す場合、各巻線の起電力のバランスを崩すことが抑制可能な巻線の配置に変更すればよい。こういった配置として、図７や図８に示すような配置を採用することもできる。

・上記各実施形態は、ＶＲ型レゾルバへの適用例を説明したが、例えば、ロータ２０に励磁巻線４１を固定するタイプのレゾルバに適用してもよい。このタイプのレゾルバでは、ロータ２０が回転すると、励磁巻線４１と各出力巻線との距離が周期的に変化するので、各出力巻線に誘起される起電力の振幅が変化する。そして、このタイプのレゾルバでは、こういった起電力の振幅の変化から回転角を検出することになる。

・上記各実施形態において、ティース３１は、その先端が二股に分かれ、さらに周方向に向かって延びていればよく、例えば、一様な太さ（厚み）にその形状を変更してもよい。

・上記各実施形態において、ステータ３０としては、各ティース３１において、隣り合う各端部３２の間のギャップＧを縮めたり、各端部３２を繋げたりしたものを想定してもよい。

・上記各実施形態において、各出力巻線の巻き方を変更してもよく、例えば、第１実施形態では、第１出力巻線４２及び第２出力巻線４３について内側と外側を交互に入れ替えてもよい。また、第２実施形態では、第１出力巻線４２を外側に配置したり、第３出力巻線４４を内側に配置したりしてもよい。

・上記各実施形態のレゾルバ１０は、こういったレゾルバ１０を２つ備えることで、検出精度を向上させたトルクセンサとしての実現も可能になる。
・上記各実施形態のステータ構造では、インナーロータタイプへの適用例を説明したが、アウターロータタイプに適用することもできる。

・上記各実施形態のステータ構造は、レゾルバへの適用例を説明したが、モータに適用することもできる。

Ａ〜Ｃ…出力（電気信号）、Ｇ…ギャップ、Ｘ…磁束、Ｙ…漏れ磁束、１０…レゾルバ、２０…ロータ、３０…ステータ、３１…ティース、３２…端部（ティースの先端）、４２…第１出力巻線、４３…第２出力巻線、４４…第３出力巻線、５０…演算部。

Claims (4)

1. ロータの同心円状に複数のティースが設けられたステータを有し、各ティースには磁束と鎖交することで位相のずれた起電力をそれぞれ生じる複数相の巻線が重ねて巻回されるステータ構造において、
   前記複数のティース周辺における漏れ磁束の分布に基づいて前記複数相の巻線に生じる起電力の大きさを近付けるように各巻線を配置し、
   前記ティースに巻回される巻線のうち、内側に位置する巻線については前記漏れ磁束の分布に基づいて漏れが大きい側に巻数を大きくし、外側に位置する巻線については前記漏れ磁束の分布に基づいて漏れが小さい側に巻数を大きくして配置することを特徴とするステータ構造。
2. 前記複数のティースのうち、隣り合うティースの先端の間には、ギャップが形成される請求項１に記載のステータ構造。
3. 前記複数のティースは、隣り合うティースの先端に向かって先細状に形成される請求項２に記載のステータ構造。
4. ロータと、前記ロータの同心円状に複数のティースが設けられたステータとを有し、各ティースには磁束と鎖交することで位相のずれた起電力をそれぞれ生じる複数相の出力巻線が重ねて巻回され、前記ロータの回転に基づいて前記複数相の出力巻線に鎖交する磁束が変化することにより各出力巻線に生じる起電力が変化し、前記複数相の出力巻線から前記ロータの電気角に応じた電気信号がそれぞれ出力されるレゾルバにおいて、
   前記出力巻線の配置を規定するステータ構造として、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のステータ構造が採用されることを特徴とするレゾルバ。