JP7334367B2

JP7334367B2 - レゾルバ

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Publication number: JP7334367B2
Application number: JP2022568360A
Authority: JP
Inventors: 曉松縄
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-08-28
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: WO2022124413A1; JPWO2022124413A1; CN116568996B; CN116568996A; US20240035855A1

Description

本発明は、ステータに対するロータの回転角を検出するレゾルバに関する。

従来、ステータに対するロータの回転角を検出するレゾルバにおいて、電気角で９０度の位相差を持つ二相のシートコイルを周方向に隣接配置した構造が知られている。例えば、単相の励磁コイルに対向配置される二相の検出コイル（sin相コイルパターン，cos相コイルパターン）を同一平面上に配置した構造のレゾルバが知られている。このような構造により、励磁コイルに対する二相の検出コイルの距離がほぼ同一となり、角度検出精度が改善されうる（日本特許第5203301号公報参照）。

特許第5203301号公報

特許第5203301号公報に記載の技術では、磁極間の周方向の間隔について、励磁コイル側の間隔と検出コイル側の間隔とが相違している。例えば、特許第5203301号公報に記載の技術におけるレゾルバロータコイル２１６，２１７（励磁コイル）は、各々が円環状の領域を八等分した領域内に配置されている。一方、レゾルバステータコイル２３６，２３７（検出コイル）は、各々が円環状の領域を十六等分した領域内に配置されている。つまり、レゾルバロータコイル２１６，２１７への通電によって生成される磁束が、レゾルバステータコイル２３６，２３７側で誘起電圧を生成するのに有効な領域よりも広い範囲に常時分布することになる。したがって、例えば、正弦波の山頂形状がなだらかになってしまい、出力信号のピークが低下して望ましい正弦波を取得できなくなり、角度情報を正確に判断できなくなる。このような現象は、角度誤差が大きくなるなど、回転角の検出性能を低下させる要因の一つとなる。なお、励磁コイルが配置される領域のサイズと検出コイルが配置される領域のサイズとを入れ替えたとしても、同様の課題が発生しうる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、簡素な構成で回転角の検出性能を改善できるようにしたレゾルバを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

開示のレゾルバは、ロータのステータに対する回転角を検出するレゾルバであって、前記ロータまたは前記ステータに設けられるシート状の励磁コイルと、前記ロータまたは前記ステータに設けられるシート状の検出コイルと、前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか一方において、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号を伝達する複数の正弦コイルおよび余弦コイルと、を備える。前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか他方は、前記ロータおよび前記ステータの対向面で複数の磁極を周方向に隣接配置してなる円環状の磁極群を有する。前記複数の正弦コイルおよび余弦コイルの各々は、前記対向面で周方向に交互に隣接配置される。前記励磁コイルおよび前記検出コイルの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一である。

開示のレゾルバによれば、簡素な構成で回転角の検出性能を改善できる。

第一実施例としてのレゾルバの構造を示す模式図である。図１に示すレゾルバのロータの構造を示す分解斜視図である。図１に示すレゾルバのステータの構造を示す分解斜視図である。図１に示すステータの正面図である。部分円環領域を説明するための模式図である。励磁コイルの配線図である。（Ａ），（Ｂ）は検出コイルの構造を示す模式図である。検出コイルの配線図である。（Ａ），（Ｂ）は検出コイルと励磁コイルとの対応関係を示す模式図である。第二実施例としてのレゾルバの構造を示す模式図である。図１０に示すレゾルバのロータの構造を示す正面図である。図１０に示すレゾルバのステータの構造を示す正面図である。変形例としてのコイル構造を示す配線図である。変形例としてのコイル構造を示す配線図である。変形例としてのレゾルバの構造を示す模式図である。

［１．第一実施例］
［Ａ．構成］
図１は第一実施例としてのレゾルバ１の構造を示す模式図である。このレゾルバ１は二相励磁単相出力型のレゾルバ１であって、振幅変調された交流信号を入力し、それを用いて位相変調された信号から回転角を検出する変調波型レゾルバである。このレゾルバ１は、ロータ２（回転子）とステータ３（固定子）と制御装置４とを備える。ロータ２は、ステータ３に対して回転可能に軸支される円盤状の部材である。また、ステータ３は、図示しないケーシングに対して固定される円盤状の部材である。図２はロータ２の構造を示す分解斜視図であり、図３はステータ３の構造を示す分解斜視図である。図２，図３に示すように、ロータ２，ステータ３の各々にはシート状に形成された複数のシートコイルが設けられる。

制御装置４は、ロータ２のステータ３に対する回転角を演算して出力するものである。制御装置４には、シートコイルに供給される交流信号を生成する信号生成回路５と、シートコイルから返送される出力信号に基づき、回転角に対応する角度情報を出力する信号処理回路６とが内蔵される。信号生成回路５で生成された交流信号は、電磁誘導によりステータ３側からロータ２側へと伝達された後、ロータ２側からステータ３側へと返送されて信号処理回路６へと入力されるようになっている。

図１に示すレゾルバ１のロータ２およびステータ３には、第一コイル群１０と第二コイル群２０とが設けられる。第一コイル群１０は、軸倍角がｎＸの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。言い換えれば、第一コイル群１０の励磁コイルおよび検出コイルは多極コイルであり、磁極対（Ｎ極およびＳ極）がｎ個形成される。また、第一コイル群１０の励磁コイルおよび検出コイルは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置され、それぞれが環状に形成される。なお、レゾルバ１のコイルを流れる電流は交流であることから、ここでいう磁極対の極性（Ｎ極，Ｓ極）は交流の周波数に応じた頻度で反転する。したがって、磁極対の極性は常に固定されている訳ではない。言い換えれば、ある瞬間にＮ極として機能する部位とＳ極として機能する部位とが存在し、各々の部位の極性が時間経過とともに変動する。

これに対して、第二コイル群２０は、軸倍角が１Ｘの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。第二コイル群２０の励磁コイルおよび検出コイルは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置され、それぞれが環状に形成される。第一コイル群１０および第二コイル群２０は、径方向に互いに異なる位置に設けられる。第二コイル群２０の励磁コイルおよび検出コイルも多極コイルであるが、磁極対（Ｎ極およびＳ極）の数は１個である。軸倍角を表すｎの値は、２以上の任意の自然数であればよく、ｎの値が大きいほど角度分解能が向上する。

第一コイル群１０には、第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２，第一検出コイル１３，第一送信アンテナコイル１４，第一受信アンテナコイル１５が含まれる。これらのコイル１１～１５のうち、少なくとも第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２，第一検出コイル１３の軸倍角がｎＸに設定される。図１に示すように、第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２，第一受信アンテナコイル１５は、ステータ３側に設けられる。また、第一検出コイル１３，第一送信アンテナコイル１４は、ロータ２側に設けられる。

第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、ロータ２側の第一検出コイル１３に電圧（ロータ角に応じた電圧）を誘起させるためのシート状のコイルである。これらを区別する必要がない場合には、これらをまとめて第一励磁コイル１１，１２と呼称しても差し支えない。第一励磁コイル１１，１２の各々には、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される。この交流信号は、信号生成回路５で生成された後に、第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２の各々に供給される。交流信号の具体例としては、例えば数十キロヘルツ～数メガヘルツの高周波信号の振幅を周期的に増減するように変調させた変調波が挙げられる。

図３，図４に示すように、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、ロータ２に対するステータ３の対向面において、周方向に交互に隣接するように配置される。第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々が配置される領域の形状は、図５に示すような部分円環領域６５に対応する形状とされる。部分円環領域６５とは、ロータ２の回転軸Ｃを中心とした内円６１および外円６２と回転軸Ｃを通る二直線６３，６４とで囲まれる領域である。図５に示す例では、二直線６３，６４のなす角度が４５度であり、周方向に八つの部分円環領域６５を隣接配置させることが可能である。ｍ個の部分円環領域６５を隣接配置させたい場合には、二直線６３，６４のなす角度を３６０度／ｍに設定すればよい。

第一実施例では、ロータ２およびステータ３の対向面を偶数個（図４中では８個）に等分した領域において、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２が交互に隣接配置される。これにより、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の数が同数となる。また、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、同一平面上において、ロータ２の回転軸Ｃに対して回転対称形状をなすように配索される。図４に示す例では、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２を１組として四回の回転対称形状をなすように配置されている。

ここで、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２のペアの数（組数）について補足的に説明する。組数を１組または２組に設定した場合には、図４中で第一励磁コイル１１，１２が配置される円環状の領域において、左半面と右半面とのバランスが悪くなりやすく、検出器としてのロバスト性が低下する。したがって、組数は好ましくは３組以上とされる。また、組数を奇数に設定した場合にも、左半面と右半面とで第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々の数が相違することになってしまう。したがって、より好ましくは組数が偶数とされる。ただし、組数を増加させすぎると、図４中に示す第一励磁コイル１１，１２同士の隙間に多くのスペースを取られてしまい、特に小径のレゾルバ１では不利となる。これらの点を考慮して、図４に示す第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の組数は、４組に設定されている。

なお、電気角の位相が同一となるような位置に、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２をずらして配置してもよい。例えば、回転対称となる位置から、電気角で３６０度分（すなわち１極対分の機械角）だけ周方向に相違する位置にこれらの第一励磁コイル１１，１２をずらして配置してもよい。このように、第一励磁コイル１１，１２の位置を周方向に、電気角でＮ周期分移動させる（具体的にいえば、電気角で一周期分や、二周期分移動させる）ことで、第一励磁コイル１１，１２間の隙間を広げることができ、内周側からの引き出し線をその隙間に通して同一平面内で配索することが容易となる。隙間の寸法は、少なくとも電気角で１８０度分（すなわち０．５極対分の機械角であって、一つの磁極分）に相当する寸法以上に設定される。したがって、隙間が広い部分に隣接する第一正弦励磁コイル１１に対して隣接する第一余弦コイル１２は、周方向に電気角でN周期±９０度（四分の一周期）相違する位置に設けられる。第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、位置的にN周期±９０度ずれているとともに、それぞれに入力される電気信号も±９０度（sinに対してcosは＋９０度、cosに対してsinは－９０度）ずれている。これにより、以下のような信号が得られる。
sin(wt＋θ)＝sinwt・cosθ＋coswt・sinθ
(信号) (位置) (信号) (位置)

また、図５に示すような一つの部分円環領域６５に含まれる第一励磁コイル１１，１２の周方向の長さは、最小限で一つの磁極対（Ｎ極およびＳ極）が形成されうる長さがあればよい。部分円環領域６５の数がｍ個である場合、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の組数はｍ／２組と表現できる。したがって、一つの第一励磁コイル１１，１２に含まれる磁極対の数は最大で、軸倍角の値ｎを組数で除した数（２ｎ／ｍ個）となり、最小で一個となる。

図６に示すように、第一正弦励磁コイル１１は、磁極対（Ｎ極およびＳ極）の一方を生成するための往路コイル１１Ａ（第一くし型閉コイル）と磁極対の他方を生成するための復路コイル１１Ｂ（第二くし型閉コイル）とを繋いだ形状に形成される。これらの往路コイル１１Ａおよび復路コイル１１Ｂは、図５に示すような部分円環領域６５内において、互いに重ならないように同一平面上に配置される。往路コイル１１Ａは、少なくとも一部が波形状のコイルで構成される。

ここでいう「波形状」には、ロータ２の回転軸Ｃに垂直でその回転軸Ｃを原点とした極座標平面において、偏角の変化に対して径方向の距離が一定の周期で変化する反復形状が含まれる。また、その反復形状を模した形状や、その反復形状に類似した形状が含まれる。例えば、その反復形状と完全に同一であるとはいえないものの、レゾルバ１の性能に支障をきたさない程度にその反復形状を変形させた形状や、実質的にその反復形状と同等であるといえる形状は、ここでいう「波形状」に含まれる。具体例を挙げれば、「波形状」には矩形波形状や正弦波形状や三角波形状が含まれる。また、これらの形状の角が取れた波形状（矩形や三角形の角を丸く鈍した形状）も含まれる。

図６に示す往路コイル１１Ａは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸である円の円周に沿って矩形波を配置するとともに、その矩形波の外周側に沿って導体を配索した形状に形成される。別言すれば、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置された歯車の輪郭をなすように導体を配索するとともに、その歯車の外周側に沿って導体を配索した形状に形成される。言い換えれば、往路コイル１１Ａは内向き歯のくし型に形成され、図５に示す外円６２側の円弧から内円６１側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。

これに対して復路コイル１１Ｂは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸である円の円周に沿って矩形波を配置するとともに、その矩形波の内周側に沿って導体を配索した形状に形成される。別言すれば、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置された歯車の輪郭をなすように導体を配索するとともに、その歯車の内周側に沿って導体を配索した形状に形成される。言い換えれば、復路コイル１１Ｂは外向き歯のくし型に形成され、図５に示す内円６１側の円弧から外円６２側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。往路コイル１１Ａおよび復路コイル１１Ｂを例えば同一平面内で互いに重ならないように組み合わせることで、図６に示すように、周方向に隣接した磁極対（Ｎ極およびＳ極）が形成される。

第一正弦励磁コイル１１と同様に、第一余弦励磁コイル１２は、往路コイル１２Ａ（第一くし型閉コイル）と復路コイル１２Ｂ（第二くし型閉コイル）とを互いに重ならないように繋いだ形状に形成される。図６に示すように、往路コイル１２Ａは、円弧から内向きに歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。また、復路コイル１２Ｂは、円弧から外向きに歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。往路コイル１２Ａおよび復路コイル１２Ｂを例えば同一平面内で互いに重ならないように組み合わせることで、図６に示すように、周方向に隣接した磁極対（Ｎ極およびＳ極）が形成される。

ここで、一つの部分円環領域６５に含まれる第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々に関する磁極構造について詳述する。一つの第一正弦励磁コイル１１において、往路コイル１１Ａおよび復路コイル１１Ｂの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。同様に、一つの第一余弦励磁コイル１２において、往路コイル１２Ａおよび復路コイル１２Ｂの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。

また、第一正弦励磁コイル１１における磁極間の周方向の間隔は、第一余弦励磁コイル１２における磁極間の周方向の間隔と同一である。さらに、第一正弦励磁コイル１１における磁極対の一極あたりの面積は、第一余弦励磁コイル１２における磁極対の一極あたりの面積と同一である。図６に示すように、磁極の半径方向の寸法Ｄは、隣接する磁極間で同一であり、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２でも同一である。また、ロータ２の回転軸Ｃに対する磁極の幅に相当する角度Ｅについても、隣接する磁極間で同一であり、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２でも同一である。

第一検出コイル１３（検出コイル）は、ロータ２およびステータ３の対向面において、第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。この第一検出コイル１３は、複数の磁極を周方向に隣接配置してなる円環状の磁極群を有する。別言すれば、第一検出コイル１３の磁極群は、ロータ２の回転軸Ｃを中心として、回転軸Ｃの周囲全体を３６０度囲繞するように連設される。また、図２に示すように、第一検出コイル１３は、往路コイル１３Ａと復路コイル１３Ｂとを繋いだ形状に形成される。これらの往路コイル１３Ａおよび復路コイル１３Ｂは、円環状の領域内において、互いに重ならないように配置される。

往路コイル１３Ａは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸である円の円周に沿って矩形波を配置するとともに、その矩形波の外周側に沿って導体を配索した形状に形成される。別言すれば、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置された歯車の輪郭をなすように導体を配索するとともに、その歯車の外周側に沿って導体を配索した形状に形成される。往路コイル１３Ａは、図７（Ａ）に示すように、円の内側に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。

復路コイル１３Ｂは、ロータ２の回転軸Ｃと同軸である円の円周に沿って矩形波を配置するとともに、その矩形波の内周側に沿って導体を配索した形状に形成される。別言すれば、ロータ２の回転軸Ｃと同軸に配置された歯車の輪郭をなすように導体を配索するとともに、その歯車の内周側に沿って導体を配索した形状に形成される。復路コイル１３Ｂは、図７（Ｂ）に示すように、円の外側に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状に形成される。往路コイル１３Ａおよび復路コイル１３Ｂを例えば同一平面内で互いに重ならないように組み合わせることで、ｎ個ずつ周方向に隣接した磁極対（Ｎ極およびＳ極）が形成される。

第一検出コイル１３において、往路コイル１３Ａおよび復路コイル１３Ｂの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。また、第一検出コイル１３における磁極間の周方向の間隔は、第一励磁コイル１１，１２における磁極間の周方向の間隔と同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。例えば図８に示すように、磁極の半径方向の寸法Ｄは、隣接する磁極間で同一であり、第一励磁コイル１１，１２および第一検出コイル１３でも同一である。また、ロータ２の回転軸Ｃに対する磁極の幅に相当する角度Ｅについても、隣接する磁極間で同一であり、第一励磁コイル１１，１２および第一検出コイル１３でも同一である。

図９（Ａ），（Ｂ）は、第一励磁コイル１１，１２と第一検出コイル１３との関係を説明するための模式図である。第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２の各々の数は、実際には図４に示すように四つずつであるが、図９（Ａ），（Ｂ）ではこれを省略して二つずつ示している。図中の左右方向は回転角（偏角）方向に相当し、図中の上下方向は半径方向（上が外径側，下が内径側）に相当する。

第一正弦励磁コイル１１，第一余弦励磁コイル１２の各々には、ロータ２の磁極ピッチを基準として各コイル１１，１２の位相が一致することを前提として、励磁による磁束の向きが互いに相違する回転対称形状のコイルが同数含まれる。例えば、図９（Ａ）中の左側の第一正弦励磁コイル１１に着目すると、ある瞬間に往路コイル１１Ａを励磁することで生成される磁束の向きが紙面手前から奥へ向かう方向であるとする。一方、図９（Ａ）中の右側の第一正弦励磁コイル１１における往路コイル１１Ａについて、ある瞬間に往路コイル１１Ａを励磁することで生成される磁束の向きは、紙面奥から手前へ向かう方向になるように形成される。つまり、これらの第一正弦励磁コイル１１の往路コイル１１Ａは、回転対称形状であって、励磁による磁束の向きが互いに相違するように形成される。

第一正弦励磁コイル１１の復路コイル１１Ｂについても同様であり、図９（Ａ）中の左側の第一正弦励磁コイル１１における復路コイル１１Ｂは、ある瞬間に紙面奥から手前へ向かう方向への磁束を生成する。一方、図９（Ａ）中の右側の第一正弦励磁コイル１１における復路コイル１１Ｂは、ある瞬間に紙面手前から奥へ向かう方向への磁束を生成する。ここで、第一正弦励磁コイル１１で生成される磁束を第一検出コイル１３に重ね合わせてみると、往路コイル１３Ａに作用する磁界と復路コイル１３Ｂに作用する磁界との差が小さくなる。したがって、同相内でのコイル形状（くしの向き）による磁束差が平均化され、レゾルバ１の角度検出精度がさらに向上する。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す状態からロータ２が電気角で90°回転した状態を表す模式図である。第一正弦励磁コイル１１だけでなく、第一余弦励磁コイル１２においても、励磁による磁束の向きが互いに相違する回転対称形状のコイルが同数含まれる。このような構造により、第一余弦励磁コイル１２で生成された磁界のうち、往路コイル１３Ａに作用する磁界と復路コイル１３Ｂに作用する磁界との差が小さくなり、コイル形状（くしの向き）による磁束差が平均化される。したがって、レゾルバ１の角度検出精度がさらに向上する。

第一送信アンテナコイル１４は、第一検出コイル１３に生じた交流信号をステータ３側へと返送するための巻線（コイル）であり、ロータ２に設けられる。第一送信アンテナコイル１４は、図２に示すように、その両端が第一検出コイル１３の両端に接続されて閉回路を形成する。また、図２に示す第一送信アンテナコイル１４は、第一検出コイル１３の内側において、ロータ２の回転軸Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。第一送信アンテナコイル１４の具体的な形状は図２に示すものに限定されず、公知のアンテナ形状を適用可能である。

第一受信アンテナコイル１５は、ステータ３に設けられ、第一送信アンテナコイル１４に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。図３に示す第一受信アンテナコイル１５は、第一正弦励磁コイル１１の内側において、ロータ２の回転軸Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成されている。第一受信アンテナコイル１５に伝達された交流信号は信号処理回路６へと入力され、ロータ２のステータ３に対する回転角の演算に用いられる。なお、第一受信アンテナコイル１５の具体的な形状は図３に示すものに限定されず、公知のアンテナ形状を適用可能である。

第二コイル群２０の構成は、軸倍角に関する特徴を除いて第一コイル群１０とほぼ同様である。第二コイル群２０には、第二正弦励磁コイル２１，第二余弦励磁コイル２２，第二検出コイル２３，第二送信アンテナコイル２４，第二受信アンテナコイル２５が含まれる。これらのコイル２１～２５のうち、少なくとも第二正弦励磁コイル２１，第二余弦励磁コイル２２，第二検出コイル２３の軸倍角が１Ｘに設定される。図１に示すように、第二正弦励磁コイル２１，第二余弦励磁コイル２２，第二受信アンテナコイル２５は、ステータ３側に設けられる。また、第二検出コイル２３，第二送信アンテナコイル２４は、ロータ２側に設けられる。

第二正弦励磁コイル２１および第二余弦励磁コイル２２は、ロータ２側の第二検出コイル２３を励磁するためのコイルである。これらを区別する必要がない場合には、これらをまとめて第二励磁コイル２１，２２と呼称しても差し支えない。第二励磁コイル２１，２２には、第一励磁コイル１１，１２と同様に、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号（信号生成回路５で生成された交流信号）が入力される。

図３に示すように、第二正弦励磁コイル２１は、往路コイル２１Ａと復路コイル２１Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル２１Ａは、例えば第二正弦励磁コイル２１が配索される平面で、ロータ２の回転軸Ｃを通る任意の直線Ｐによって二分割された円環領域の一方において、渦巻状に導体を配索した形状に形成される。また、復路コイル２１Ｂは、直線Ｐによって二分割された円環領域の他方において、渦巻状に導体を配索した形状に形成される。往路コイル２１Ａは磁極対の一方を生成するように機能し、復路コイル２１Ｂは磁極対の他方を生成するように機能する。

同様に、第二余弦励磁コイル２２は、往路コイル２２Ａと復路コイル２２Ｂとを繋いだ形状に形成される。ここで、第二正弦励磁コイル２２が配索される平面において、上記の直線Ｐに平行な直線Ｐ′を想定する。往路コイル２２Ａは、第二正弦励磁コイル２２が配索される平面で、ロータ２の回転軸Ｃを通り、直線Ｐ′と直交する直線Ｑによって二分割された円環領域の一方において、渦巻状に導体を配索した形状に形成される。また、復路コイル２２Ｂは、直線Ｑによって二分割された円環領域の他方において、渦巻状に導体を配索した形状に形成される。往路コイル２２Ａは磁極対の一方を生成するように機能し、復路コイル２２Ｂは磁極対の他方を生成するように機能する。なお、第二余弦励磁コイル２２側の磁極対の位置は、第二正弦励磁コイル２１側の磁極対の位置とは異なる位置に設定される。例えば、第二正弦励磁コイル２１側の磁極対の位置を回転軸Ｃについて９０度ずらした位置に、第二余弦励磁コイル２２側の磁極対が配置される。

第二正弦励磁コイル２１および第二余弦励磁コイル２２の巻数は、ロータ２の回転軸Ｃに垂直でその回転軸Ｃを原点とした極座標平面において、偏角を変動させるにつれて段階的に変化するように設定される。図４に示す例では、偏角が９０度（クロックポジションで１２時方向）および２７０度（６時方向）であるときに巻数が０であり、偏角が０度（３時方向）および１８０度（９時方向）であるときに巻数が最大となるように、コイルの巻き形状が設定されている。また、巻数が最大となる偏角の大きさは、第二正弦励磁コイル２１と第二余弦励磁コイル２２とで９０度相違するように設定される。例えば、第二正弦励磁コイル２１の巻数が最大となる偏角が９０度および２７０度であるとき、第二余弦励磁コイル２２の巻数が最大となる偏角は０度および１８０度となる。

第二検出コイル２３は、第一検出コイル１３の内側において、第二正弦励磁コイル２１，第二余弦励磁コイル２２に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。第二検出コイル２３は、往路コイル２３Ａと復路コイル２３Ｂとを繋いだ形状に形成される。ここで、図２に示すように、往路コイル２３Ａが配索される平面において、上記の直線Ｐに平行な直線Ｐ″を想定する。往路コイル２３Ａは、直線Ｐ″によって二分割された円環領域の各々において、渦巻状に導体を配索した形状に形成される。二つの半円環領域に巻回される巻線は互いに接続されている。また、一方の半円環領域に巻回される巻線の巻き方向は、他方の半円環領域に巻回される巻線の巻き方向とは逆方向に設定されている。復路コイル２３Ｂについても同様であるが、回転軸Ｃの軸方向に対抗する巻線の巻き方向が相違するように、往路コイル２３Ａおよび復路コイル２３Ｂが配置されている。

第二送信アンテナコイル２４は、第二検出コイル２３に生じた交流信号をステータ３側へと返送するための巻線（コイル）であり、ロータ２に設けられる。第二送信アンテナコイル２４は、その両端が第二検出コイル２３の両端に接続されて閉回路を形成する。図２に示す第二送信アンテナコイル２４は、第二検出コイル２３の内側において、ロータ２の回転軸Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

第二受信アンテナコイル２５は、ステータ３に設けられ、第二送信アンテナコイル２４に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。図３に示す第二受信アンテナコイル２５は、第二正弦励磁コイル２１の内側において、ロータ２の回転軸Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成されている。第二受信アンテナコイル２５に伝達された交流信号は信号処理回路６へと入力され、ロータ２のステータ３に対する回転角の演算に用いられる。

信号処理回路６は、第一受信アンテナコイル１５に伝達された交流信号と第二受信アンテナコイル２５に伝達された交流信号とに基づき、ロータ２のステータ３に対する回転角（絶対角）を算出する機能を持つ。前者の交流信号は、軸倍角がｎＸのコイル１１～１３を介して伝達された信号であり、後者の交流信号は、軸倍角が１Ｘのコイル２１～２３を介して伝達された信号である。これらの交流信号を併用することで、絶対角を特定しつつ、角度分解能を上昇させることができる。

［Ｂ．作用，効果］
（１）上記のレゾルバ１では、図２に示すように、第一出力コイル１３がロータ２とステータ３との対向面において複数の磁極を周方向に隣接配置してなる円環状の磁極群を有している。また、図４に示すように、第一正弦励磁コイル１１と第一余弦励磁コイル１２とがロータ２とステータ３との対向面において周方向に交互に隣接配置されている。このように、第一励磁コイル１１，１２を同一平面上に配置することで、第一励磁コイル１１，１２の各々に対する第一検出コイル１３の距離を均一にすることができ、信号強度を揃えることができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができる。

また、上記のレゾルバ１では、第一励磁コイル１１，１２および第一検出コイル１３の各々に含まれる磁極間の周方向の間隔が同一に設定される。例えば、図６中に示す磁極の幅に相当する角度Ｅは、図８中の角度Ｅと同一角度である。このように、第一励磁コイル１１，１２および第一検出コイル１３の磁極の幅（周方向の幅）を揃えることで、第一励磁コイル１１，１２側で生成された磁束を効率よく第一検出コイル１３に作用させることができる。つまり、第一検出コイル１３の誘起電圧や励磁電流を大きくすることができ、出力信号のピークを上昇させて、望ましい形状の信号波形を取得することが容易となる。したがって、簡素な構成で角度誤差を小さくすることができるとともに、回転角の検出性能を改善することができる。

また、上記のレゾルバ１では、第一励磁コイル１１，１２および第一検出コイル１３の各々に含まれる磁極の一極あたりの面積が同一である。例えば、図６中に示す磁極の半径方向の寸法Ｄは、図８中の寸法Ｄと同一値である。図６に示す第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の磁極形状は、図８に示す第一検出コイル１３の磁極形状と一致する。これにより、第一励磁コイル１１，１２側で生成された磁束を最も効率よく第一検出コイル１３に作用させることができる。したがって、簡素な構成で回転角の検出性能をさらに改善することができる。

（２）上記のレゾルバ１では、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々が、図５に示すような部分円環領域６５に配置され、少なくとも一部が波形状のコイルで構成される。このような構造により、例えば往路コイル１１Ａと復路コイル１１Ｂとを同一層に形成することができる。これに加えて、第一正弦励磁コイル１１と第一余弦励磁コイル１２とを同一層に形成することもできる。

したがって、第一励磁コイル１１，１２から第一検出コイル１３へと伝達される信号強度のばらつきを抑えることができ、検出性能を改善することができる。また、第一励磁コイル１１，１２の構造を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。さらに、軽薄化された第一励磁コイル１１，１２を重ねることで、信号強度を高めることができ、検出性能をさらに改善することができる。

（３）第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々は、互いに接続された一対のくし型閉コイルを部分円環領域６５内で重ならないように配置した構造を持つ。例えば、第一正弦励磁コイル１１は、往路コイル１１Ａと復路コイル１１Ｂとを部分円環領域６５内で重ならないように接続した構造である。また、第一余弦励磁コイル１２の往路コイル１２Ａおよび復路コイル１２Ｂも、部分円環領域６５内で互いに重ならないように接続される。

また、第一励磁コイル１１，１２には、内向き歯のくし型に形成された第一くし型閉コイルと、外向き歯のくし型に形成された第二くし型閉コイルとが含まれている。例えば、第一正弦励磁コイル１１は、外円６２側の円弧から内円６１側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状の往路コイル１１Ａと、内円６１側の円弧から外円６２側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索した形状の復路コイル１１Ｂとを繋いだ形状に形成される。

このように、内向き歯と外向き歯とを組み合わせることで、磁極対（Ｎ極およびＳ極）を周方向に隣接させることができる。これにより、各磁極とロータ２の回転軸Ｃとの距離を揃えることができ、信号強度を揃えることができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができる。

（４）図３に示すように、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、ロータ２およびステータ３の対向面において、ロータ２の回転軸Ｃを通る直線で対向面を偶数個に等分した領域に交互に隣接配置される。これにより、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の数が同数となり、各コイルから発せられる信号強度を揃えることができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができる。

（５）上記のレゾルバ１では、正弦コイル１１および余弦コイル１２の各々が、励磁による磁束の向きが互いに相違する回転対称形状のコイルを同数含む。これにより、同相内でのコイル形状（くしの向き）による磁束差を平均化することができ、レゾルバ１の角度検出精度をさらに向上させることができる。

（６）上記のレゾルバ１では、第一励磁コイル１１，１２において、隣接する複数のコイル間の隙間のうち、少なくとも１か所が他よりも広く形成される。また、隙間が広い部分に隣接するコイルの一方の始端および終端は、他方のコイルの始端および終端と電気角がＮ周期±９０度相違する位置に設けられる。これにより、第一励磁コイル１１，１２側に生じる磁束の分布を適正化することができ、適切な出力信号を第一検出コイル１３側に誘起させることができる。したがって、回転角の検出性能をさらに改善することができる。

また、少なくとも１か所の隙間を他の箇所の隙間よりも広く形成しておくことで、第一励磁コイル１１，１２の内周側から外周側へと延設される引き出し線をその隙間に通すことができる。つまり、同一平面内で導体を配索することが容易となり、第一励磁コイル１１，１２の構造を簡素化することができる。

（７）図４に示すように、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２は、ロータ２の回転軸Ｃに対して回転対称形状をなすように配索される。このような構成により、周方向について信号強度の分布を適正化することができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができる。

（８）なお、上記のレゾルバ１では、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の組が少なくとも３組設けられる。例えば、図４に示す第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の組数は、４組である。このように、正弦コイルと余弦コイルとのペアを３組以上設けることで、レゾルバ１の検出器としてのロバスト性を向上させることができ、回転角の検出性能をさらに改善することができる。

また、第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の組数を偶数にすることで、例えば図４中で第一励磁コイル１１，１２が配置される円環状の領域において、左半面と右半面とで第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２の各々の数を揃えることができる。したがって、左半面と右半面との磁界分布のバランスを良好に保ちやすくすることができ、回転角の検出性能をさらに改善することができる。

（９）図６に示すように、第一正弦励磁コイル１１の往路コイル１１Ａおよび復路コイル１１Ｂの各々に含まれる隣接する磁極の面積は同一である。同様に、第一余弦励磁コイル１２の往路コイル１２Ａおよび復路コイル１２Ｂの各々に含まれる隣接する磁極の面積も同一である。さらに、第一正弦励磁コイル１１における磁極の面積は、第一余弦励磁コイル１２における磁極の面積と同一である。このような構成により、第一励磁コイル１１，１２側で生じる磁束が存在する領域の大きさを揃えることができ、その磁束が第一検出コイル１３側に作用する領域の大きさを揃えることができるとともに、これらの二種類の領域の大きさを一致させることができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができる。

［２．第二実施例］
図１０は第二実施例としてのレゾルバ７１の構造を示す模式図である。このレゾルバ７１は単相励磁二相出力型のレゾルバ７１であって、交流信号を入力するとともに振幅変調された信号から回転角を検出するインダクティブ型レゾルバ（インダクティブセンサ）である。レゾルバ７１は、ロータ７２（回転子）とステータ７３（固定子）と制御装置７４とを備える。ロータ７２は、ステータ７３に対して回転可能に軸支される円盤状の部材である。ステータ７３は、図示しないケーシングに対して固定される円盤状の部材である。ステータ７３には、励磁コイル８１，８６や検出コイル８２，８３，８７，８８が設けられる。一方、ロータ７２にはコイルが設けられず、導体８４，８９が設けられる。

制御装置７４は、ロータ７２のステータ７３に対する回転角を演算して出力するものである。制御装置７４には、励磁コイル８１，８６に供給される交流信号を生成する信号生成回路７５と、検出コイル８２，８３，８７，８８から返送される信号に基づき、回転角に対応する角度情報を出力する信号処理回路７６とが内蔵される。信号生成回路７５で生成された交流信号は、励磁コイル８１，８６に伝達され、ステータ７３に所定の磁場が形成される。これを受けて、ロータ７２の導体８４，８９の内部には渦電流が流れ、ステータ７３の磁場を打ち消す磁場（反磁界）が生成され、磁場を遮蔽する。そしてロータ７２の導体８４，８９の位置は回転角に応じて変化する。そのため、ステータ７３側の検出コイル８２，８３，８７，８８には、回転角に応じて振幅変調された信号が返送される。この信号は信号処理回路６へと入力される。

図１０に示すレゾルバ７１のロータ７２およびステータ７３には、第一コイル群８０と第二コイル群８５とが設けられる。第一コイル群８０は、軸倍角がｎＸの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。これに対して、第二コイル群８５は、軸倍角が１Ｘの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。第一コイル群８０および第二コイル群８５は、径方向に互いに異なる位置に設けられる。

励磁コイル８１，８６（第一励磁コイル８１，第二励磁コイル８６）は、第一励磁コイル８１，第二励磁コイル８６の間に軸方向の磁界を生じさせるコイルである。ステータ７３と軸方向に対向するロータ７２側の導体８４，８９（第一導体８４，第二導体８９）は励磁コイル８１，８６の磁界を受け、内部に渦電流を生じて励磁コイル８１，８６の磁界を打ち消す反磁界を生じる。このため導体８４，８９は励磁コイル８１，８６の磁界の一部を遮蔽する。励磁コイル８１，８６には、例えば所定振幅の交流信号が入力される。励磁コイル８１，８６に入力される交流信号の振幅は、制御装置７４の指示により変更可能とされる。ここで、励磁コイル８１，８６に入力される交流信号の電圧値を「sinω_ct」と表現する。ω_ctは交流信号の角速度である。

検出コイル８２，８３，８７，８８は、励磁コイル８１，８６の磁界を検出する。軸方向に対向するロータ７２側の導体８４，８９はロータ７２の回転に伴って周方向に移動するため、導体８４，８９が励磁コイル８１，８６の磁界を遮蔽する部分はロータ角に応じて変化する。したがって、検出コイル８２，８３，８７，８８が検出する磁界もロータ角に応じて変化する。

第一コイル群８０の検出コイル８２，８３には、第一正弦検出コイル８２と第一余弦検出コイル８３とが含まれる。同様に、第二コイル群８５の検出コイル８７，８８には、第二正弦検出コイル８７と第二余弦検出コイル８８とが含まれる。第一正弦検出コイル８２および第二正弦検出コイル８７はロータ角の正弦を検出し、第一余弦検出コイル８３および第二余弦検出コイル８８はロータ角の余弦を検出する。

ここで、ロータ角をθとおけば、軸倍角がｎＸである第一正弦検出コイル８２で得られる交流信号の電圧値は「sin(ｎθ)・sinω_ct」と表現され、第一余弦検出コイル８３で得られる交流信号の電圧値は「cos(ｎθ)・sinω_ct」と表現される。同様に、軸倍角が１Ｘである第二正弦検出コイル８７で得られる交流信号の電圧値は「sinθ・sinω_ct」と表現され、第二余弦検出コイル８８で得られる交流信号の電圧値は「cosθ・sinω_ct」と表現される。このように、ロータ角の変化に応じて検出コイル８２，８３，８７，８８の各々で得られる変調波の振幅が変化するため、これらの振幅に基づいてロータ角θを特定可能である。検出コイル８２，８３，８７，８８の各々で検出された信号は、制御装置７４に入力される。

図１１は、ロータ７２に設けられる導体８４，８９のレイアウト例を示す図である。導体８４，８９は、ロータ７２の回転角に応じて、励磁コイル８１，８６で生じた磁場の影響を受ける面積が変化する形状に形成される。具体的には、円環を周方向に多分割するとともに、その多分割された円盤片を周方向に沿って交互に削除したような形状（一つ飛ばしで円盤片を取り除くことによって、残った円盤片も一つ飛ばしで配置される形状）に形成される。図１１に示す第一導体８４は、軸倍角が３２Ｘである場合のレイアウト例である。この第一導体８４は、周方向に６４等分された円環を交互に取り除いたレイアウトを有し、樹脂板上において合計３２箇所に分散配置されている。また、図１１に示す第二導体８９は、軸倍角が１Ｘであるため、周方向に２等分された半円環形状となっている。なお、各導体８４，８９の形状は、図１１に示すような「塗りつぶし状」でなくてもよく、例えば「外周のみを囲った閉じた環形状」であってもよい。

図１２は、ステータ７３に設けられる第一励磁コイル８１，第一正弦検出コイル８２，第一余弦検出コイル８３，第二励磁コイル８６，第二正弦検出コイル８７，第二余弦検出コイル８８のレイアウト例を示す図である。ここでは、第一励磁コイル８１が、円盤状をなすロータ７２との対向面において外周側を複数回にわたって周回する形状に配索されている。一方、第二励磁コイル８６は、この対向面において回転軸Ｃに近い内周側を複数回にわたって周回する形状に配索されている。これらの励磁コイル８１，８６は、それぞれが第一コイル群８０，第二コイル群８５に専用のコイルというわけではなく、合わせて一つの励磁用コイルとして機能している。第一励磁コイル８１よりも外側の領域と第二励磁コイル８６よりも内側の領域では、互いに打ち消し合うような磁場が形成される。一方、第一励磁コイル８１の内側かつ第二励磁コイル８６の外側の領域では、互いに強め合うような磁場が形成される。このように、二つの励磁コイル８１，８６によって生成される磁場が、第一コイル群８０，第二コイル群８５の双方で利用される。また、第一コイル群８０の検出コイル８２，８３は、第一励磁コイル８１と第二励磁コイル８６とに囲まれた円環状の領域のうち外周側に配置されている。一方、第二コイル群８５の検出コイル８７，８８は、この円環状の領域のうち内周側に配置されている。

図１２に示すように、第一正弦検出コイル８２および第一余弦検出コイル８３は、ロータ７２に対するステータ７３の対向面において、周方向に交互に隣接するように配置されている。このレイアウトは、図４における第一正弦励磁コイル１１および第一余弦励磁コイル１２のレイアウトに対応しており、隣接する第一正弦検出コイル８２および第一余弦検出コイル８３を１組として四回の回転対称形状をなすように配置されている。

第一正弦検出コイル８２は、磁極対（Ｎ極およびＳ極）の一方を生成するための往路コイル８２Ａと磁極対の他方を生成するための復路コイル８２Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル８２Ａおよび復路コイル８２Ｂは、互いに重ならないように同一平面上に配置される。第一余弦検出コイル８３についても同様であり、磁極対の一方を生成するための往路コイル８３Ａと磁極対の他方を生成するための復路コイル８３Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル８３Ａおよび復路コイル８３Ｂは、互いに重ならないように同一平面上に配置される。

図１２中に四つ示されている第一正弦検出コイル８２のうちの一つについて着目すると、往路コイル８３Ａおよび復路コイル８３Ｂの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。同様に、一つの第一余弦検出コイル８３において、往路コイル８３Ａおよび復路コイル８３Ｂの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔は同一であり、磁極対の一極あたりの面積も同一である。また、第一正弦検出コイル８２における磁極間の周方向の間隔は、第一余弦検出コイル８３における磁極間の周方向の間隔と同一である。さらに、第一正弦検出コイル８２における磁極対の一極あたりの面積は、第一余弦検出コイル８３における磁極対の一極あたりの面積と同一である。磁極の半径方向の寸法やロータ２の回転軸Ｃに対する磁極の幅に相当する角度についても、隣接する磁極間で同一であり、かつ、第一正弦検出コイル８２と第一余弦検出コイル８３とで同一である。

図１２に示すように、第二正弦検出コイル８７，第二余弦検出コイル８８は、ロータ７２の回転角に応じて巻き数が変化するように形成される。回転角と巻き数との関係は、例えば正弦波における角度と振幅との関係に対応するように設定される。また、第二正弦検出コイル８７の巻き数が最大となる回転角の位相は、第二余弦検出コイル８８の巻き数が最大となる回転角の位相に対して９０度相違するように設定される。

第二実施例のレゾルバ７１では、図１２に示すように、第一正弦検出コイル８２および第一余弦検出コイル８３がロータ２とステータ３との対向面において周方向に交互に隣接配置されている。このように、検出コイル８２，８３を同一平面上に配置することで、第一導体８４に対する検出コイル８２，８３の距離を均一にすることができ、信号強度を揃えることができる。したがって、レゾルバ１の角度検出精度を向上させることができ、第一実施例と同様の効果を獲得しうる。

［３．変形例］
上記の実施例例（第一実施例および第二実施例）はあくまでも例示に過ぎず、上記の実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。上記の実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。

例えば、上記の実施例では図６や図８に示すような形状のくし型閉コイルを例示したが、具体的なコイル形状はこれに限定されない。図１３に示すように、導体の太さを部分的に変更してもよい。このような構成により、簡素な構成で磁極面積を容易に調節することができる。また、上記の実施例では、導体が各磁極の周囲を一回周回する形状のコイルを例示したが、導体を複数回周回させた形状のコイルを使用してもよい。図１４に示すコイルは、導体が各磁極の周囲を二回周回する形状のコイルである。導体の周回回数を増加させることで、磁束密度を増加させることができ、回転角の検出性能を改善することができる。

また、上記の実施例では二相励磁単相出力型のレゾルバ１を例示したが、図１５に示すような単相励磁二相出力型のレゾルバ３１に同様の構造を適用してもよい。レゾルバ３１には、ロータ３２とステータ３３と制御装置３４とが設けられる。制御装置３４には、信号生成回路３５と信号処理回路３６とが内蔵される。また、レゾルバ３１のロータ３２およびステータ３３には、第一コイル群４０と第二コイル群５０とが設けられる。

第一コイル群４０には、第一正弦検出コイル４１，第一余弦検出コイル４２，第一励磁コイル４３，第一受信アンテナコイル４４，第一送信アンテナコイル４５が含まれる。同様に、第二コイル群５０には、第二正弦検出コイル５１，第二余弦検出コイル５２，第二励磁コイル５３，第二受信アンテナコイル５４，第二送信アンテナコイル５５が含まれる。これらのコイル群４０，５０に含まれるコイルのうち、第一正弦検出コイル４１，第一余弦検出コイル４２，第一励磁コイル４３の軸倍角はｎＸに設定され、第二正弦検出コイル５１，第二余弦検出コイル５２，第二励磁コイル５３の軸倍角は１Ｘに設定される。

また、第一励磁コイル４３，第一受信アンテナコイル４４，第二励磁コイル５３，第二受信アンテナコイル５４は、ロータ３２側に設けられる。一方、第一正弦検出コイル４１，第一余弦検出コイル４２，第一送信アンテナコイル４５，第二正弦検出コイル５１，第二余弦検出コイル５２，第二送信アンテナコイル５５は、ステータ３３側に設けられる。信号生成回路３５で生成された交流信号は、第一送信アンテナコイル４５および第二送信アンテナコイル５５に伝達された後に、第一受信アンテナコイル４４および第二受信アンテナコイル５４へと伝達される。この交流信号を受けて第一励磁コイル４３および第二励磁コイル５３が励磁される。その後、第一正弦検出コイル４１，第一余弦検出コイル４２，第二正弦検出コイル５１，第二余弦検出コイル５２がステータ３３に対するロータ３２の回転角に応じた交流信号を出力し、その信号が信号処理回路３６に伝達される。

信号処理回路３６は、二系統のコイルを経由して得られる交流信号を併用してロータ３２のステータ３３に対する回転角を算出し、その角度情報を出力する。このように、単相励磁二相出力型のレゾルバ３１においても、簡素な構成で回転角の検出性能を改善できる。なお、単相励磁二相出力型のレゾルバ３１だけでなく、二相励磁二相出力型のレゾルバに上記の実施例と同様の構造を適用することも可能である。

１，７１レゾルバ
２，７２ロータ（回転子）
３，７３ステータ（固定子）
４，７４制御装置
５，７５信号生成回路
６，７６信号処理回路
１０第一コイル群
１１第一正弦励磁コイル（正弦コイル）
１１Ａ往路コイル（第一くし型閉コイル）
１１Ｂ復路コイル（第二くし型閉コイル）
１２第一余弦励磁コイル（余弦コイル）
１２Ａ往路コイル（第一くし型閉コイル）
１２Ｂ復路コイル（第二くし型閉コイル）
１３第一検出コイル
１３Ａ往路コイル
１３Ｂ復路コイル
１４第一送信アンテナコイル
１５第一受信アンテナコイル
２０第二コイル群
２１第二正弦励磁コイル
２１Ａ往路コイル
２１Ｂ復路コイル
２２第二余弦励磁コイル
２２Ａ往路コイル
２２Ｂ復路コイル
２３第二検出コイル
２３Ａ往路コイル
２３Ｂ復路コイル
２４第二送信アンテナコイル
２５第二受信アンテナコイル
８０第一コイル群
８１第一励磁コイル
８２第一正弦検出コイル
８２Ａ往路コイル
８２Ｂ復路コイル
８３第一余弦検出コイル
８３Ａ往路コイル
８３Ｂ復路コイル
８４第一導体
８５第二コイル群
８６第二励磁コイル
８７第二正弦検出コイル
８８第二余弦検出コイル
８９第二導体
Ｃ回転軸

Claims

ロータのステータに対する回転角を検出するレゾルバであって、
前記ロータまたは前記ステータに設けられるシート状の励磁コイルと、
前記ロータまたは前記ステータに設けられるシート状の検出コイルと、
前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか一方において、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号を伝達する複数の正弦コイルおよび余弦コイルと、を備え、
前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか他方が、前記ロータおよび前記ステータの対向面で複数の磁極を周方向に隣接配置してなる円環状の磁極群を有し、
前記複数の正弦コイルおよび余弦コイルの各々が、前記対向面で周方向に交互に隣接配置されるとともに、
前記励磁コイルおよび前記検出コイルの各々に含まれる磁極間の周方向の間隔が同一である
ことを特徴とする、レゾルバ。
前記正弦コイルおよび前記余弦コイルの各々が、前記対向面において前記ロータの回転軸を中心とした内円および外円と前記中心を通る二直線とで囲まれる部分円環領域に配置されるとともに、少なくとも一部が波形状のコイルで構成された構造を持つ
ことを特徴とする、請求項１記載のレゾルバ。
前記正弦コイルおよび前記余弦コイルの各々が、互いに接続された一対のくし型閉コイルを前記部分円環領域内で重ならないように配置した構造を備え、
前記一対のくし型閉コイルが、前記外円側の円弧から前記内円側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索してなる第一くし型閉コイルと、前記内円側の円弧から前記外円側の円弧に向かって歯を延ばしたくしの輪郭をなすように導体を配索してなる第二くし型閉コイルとを有する
ことを特徴とする、請求項２記載のレゾルバ。
前記正弦コイルおよび前記余弦コイルが、前記対向面において前記ロータの回転軸を通る直線で前記対向面を偶数個に等分した領域に交互に隣接配置される
ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のレゾルバ。
前記正弦コイルおよび前記余弦コイルの各々が、励磁による磁束の向きが互いに相違する回転対称形状のコイルを同数含む
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のレゾルバ。
前記励磁コイルまたは前記検出コイルの隣接する複数のコイル間の隙間のうち、少なくとも１か所が他よりも広く、隙間が広い部分に隣接するコイルの一方の始端および終端は他方のコイルの始端および終端と電気角がＮ周期±９０度相違する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のレゾルバ。
前記正弦コイルおよび前記余弦コイルが、前記ロータの回転軸に対して回転対称形状をなすように配索される
ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のレゾルバ。
請求項１～７のいずれか１項に記載のレゾルバであって、
前記励磁コイルおよび前記検出コイルが、ともに前記ステータに設けられるとともに、
前記ロータが、前記回転角に応じた大きさで前記励磁コイルの磁界を打ち消す方向に反磁界を生成する導体を有する
ことを特徴とする、レゾルバ。
請求項１～７のいずれか１項に記載のレゾルバであって、
前記励磁コイルと前記検出コイルとが、前記ロータと前記ステータとに対向配置される
ことを特徴とする、レゾルバ。