JP7461902B2

JP7461902B2 - レゾルバ

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Publication number: JP7461902B2
Application number: JP2021018247A
Authority: JP
Inventors: 嵩浦▲浜▼; 一博高橋
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2041-02-08
Also published as: DE102022102879A1; US20220252430A1; JP2024056903A; JP2022121085A

Description

本発明は、レゾルバの構造についての技術分野に関する。

出力の位相を９０゜異ならせて固定部に設けられた励磁信号を入力する二相の励磁コイルと、回転部に設けられた検出信号を出力する検出コイルとを有し、励磁信号と検出信号の位相差から回転部の回転角を検出するレゾルバが知られている。

例えば特許文献１には、励磁信号を入力する励磁コイルと検出信号を出力する検出コイルとを有し、励磁コイル又は検出コイルを設けた受動体の変位量に応じて変化する検出信号に基づいて受動体の回転角を検出するレゾルバであって、励磁コイルに励磁信号により高周波信号を変調した変調信号を入力し、検出コイルから出力される変調信号を復調することで検出信号を得るものが開示されている。

特開２０００－２９２２０５号公報

上記特許文献１に示すようなレゾルバにおいては、回転角の検出精度の維持又は向上が望まれているが、ここで、励磁信号を入力する二相の各励磁コイルと、検出信号を出力する検出コイルとの距離関係は検出信号の出力に影響を与え、回転角の検出精度を低下させる一つの要因となることがある。

そこで、本発明では、二相の各励磁コイルと検出コイルとのそれぞれの距離の違いに起因する回転角の検出精度の低下を抑制することのできるレゾルバの構造を提案する。

本発明に係るレゾルバは、励磁信号が入力される励磁コイルと検出信号を出力する検出コイルとを有し、前記励磁コイル又は前記検出コイルの一方を固定部に設け、他方を回転部に設けて構成した本体部と、前記回転部の回転角に応じて変化する前記検出信号に基づいて前記回転角を検出する信号処理部と、を備えるレゾルバにおいて、前記励磁コイルが設けられた前記固定部又は前記回転部は、平面状に形成された第１コイル層及び第２コイル層と、前記第１コイル層と前記第２コイル層との間に形成された第１絶縁層と、を有し、前記励磁コイルは、サインコイルとコサインコイルを有し、前記サインコイルは、前記第１コイル層に形成された第１サインコイル部と、前記第２コイル層に形成された第２サインコイル部と、を前記第１絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、前記コサインコイルは、前記第１コイル層に形成された第１コサインコイル部と、前記第２コイル層に形成された第２コサインコイル部と、を前記第１絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、前記第１コイル層では、前記第１サインコイル部と前記第１コサインコイル部が周方向に交互に設けられ、前記第２コイル層では、前記第２サインコイル部と前記第２コサインコイル部が周方向に交互に設けられているものである。
これにより、検出コイルから第１サインコイルまでの距離と、検出コイルから第１コサインコイルまでの距離が同じになり、検出コイルから第２サインコイルまでの距離と、検出コイルから第２コサインコイルまでの距離が同じになる。

上記したレゾルバにおいては、前記第１サインコイル部と前記第１コサインコイル部が一周期ごとに交互に設けられ、前記第２サインコイル部と前記第２コサインコイル部が一周期ごとに交互に設けられることが考えられる。
これにより、励磁コイルにおけるサインコイルとコサインコイルから生じる磁束の検出コイルに鎖交する量の差が小さくなる。

上記したレゾルバにおいては、前記第１サインコイル部と前記第２コサインコイル部が前記第１絶縁層を介して対向する位置に設けられ、前記第２サインコイル部と前記第１コサインコイル部が前記第１絶縁層を介して対向する位置に設けられていることが考えられる。
これにより、サインコイル又はコサインコイルを形成するスペースが確保される。

上記したレゾルバにおいては、前記第１サインコイル部の前記一周期は、第１外周配線と第１内周配線を第１径方向配線を介して接続することで形成され、前記第１コサインコイル部の前記一周期は、第２外周配線と第２内周配線を第２径方向配線を介して接続することで形成され、前記第１スルーホールが、前記第１外周配線に沿った円周上又は前記第１内周配線に沿った円周上に形成され、前記第２スルーホールが、前記第２外周配線に沿った円周上又は前記第２内周配線に沿った円周上に形成されることが考えられる。
これにより、第１絶縁層に形成したスルーホールにより、第１サインコイル部と第１コサインコイル部からの出力が干渉されない。

上記したレゾルバにおいて、前記励磁コイルが設けられた前記固定部又は前記回転部は、平面状に形成された第３コイル層及び第４コイル層と、前記第３コイル層と前記第４コイル層との間に形成された第２絶縁層と、前記第２コイル層と前記第３コイル層との間に形成された第３絶縁層と、をさらに有し、前記サインコイルは、前記第３コイル層に形成された第３サインコイル部と、前記第４コイル層に形成された第４サインコイル部と、を前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続し、前記第２サインコイル部と前記第３サインコイル部とを前記第３絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、前記コサインコイルは、前記第３コイル層に形成された第３コサインコイル部と、前記第４コイル層に形成された第４コサインコイル部と、を前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続し、前記第２コサインコイル部と前記第３コサインコイル部とを前記第３絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、前記第３コイル層では、前記第３サインコイル部と前記第３コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに周方向に交互に設けられ、前記第４コイル層では、前記第４サインコイル部と前記第４コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに周方向に交互に設けられ、前記第１サインコイル部と前記第３サインコイル部が前記第３絶縁層を介して対向する位置に導電体パターンを２分の１周期ずらして設けられ、前記第１コサインコイル部と前記第３コサインコイル部が前記第３絶縁層を介して対向する位置に導電体パターンを２分の１周期ずらして設けられることが考えられる。
これにより、導電体パターンよりも外周側及び内周側の各領域に本来の方向に加えて逆方向の磁束が生じるようになり、互いの磁束が打ち消される。

本発明によれば、回転角の検出精度の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態における本体部の内部構造を示す側面断面図である。本実施の形態における検出側シートコイル部と励磁側シートコイル部の位置関係を模式的に示す側面断面図である。本実施の形態における信号処理部の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態における検出側第１コイル層を模式的に示す図である。本実施の形態における検出側第２コイル層を模式的に示す図である。本実施の形態における検出側第１コイル層の一部領域の拡大図である。比較例における検出側シートコイル部と励磁側シートコイル部の位置関係を模式的に示す側面断面図である。本実施の形態における励磁側第１コイル層を模式的に示す図である。本実施の形態における励磁側第１コイル層を模式的に示す図である。本実施の形態における励磁側第２コイル層を模式的に示す図である。本実施の形態における励磁側第１コイル層の一部領域の拡大図である。本実施の形態における検出側シートコイル部と励磁側シートコイル部の位置関係を模式的に示す側面断面図である。本実施の形態における励磁側シートコイル部の一部領域を示す図である。本実施の形態における励磁側第１コイル層及び励磁側第３コイル層の一部領域を示す図である。

以下、実施の形態を図１から図１１を参照して説明する。
なお、本実施の形態の説明にあたり参照する図面に記載された構成は、本実施の形態を実現するにあたり必要な要部及びその周辺の構成を抽出して示している。また図面は模式的なものであり、図面に記載された各構造の厚みと平面寸法の関係、比率等は一例に過ぎない。従って、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲であれば設計などに応じて種々な変更が可能である。

<１．レゾルバの構成例>
本実施の形態におけるレゾルバ１の構成例について、図１から図３を参照して説明する。
レゾルバ１は、図１に示す本体部２と、図３に示す信号処理部３とを有する。

本体部２の構成例について説明する。図１は、本体部２の内部構造を示す側面断面図である。
本体部２は、ケーシング２０の中心に回動自在に支持された回転部２１と、ケーシング２０に固定された固定部２２と、を有する。

回転部２１は、回転軸３１、回転板３２、一次コイル３３、鉄心３４、及び検出側シートコイル部３５を有する。

回転軸３１には、回転板３２が固定されている。また回転軸３１には一次コイル３３が設けられている。一次コイル３３は、後述する二次コイル２４とともに図３に示す出力トランス４５を構成する。
回転板３２は、その一面にリング状に形成された鉄心３４が固定されている。
鉄心３４の面上には、フレキシブルプリント基板等により形成された検出側シートコイル部３５が取り付けられている。

検出側シートコイル部３５の構成例について図２を参照して説明する。図２は、検出側シートコイル部３５と後述する励磁側シートコイル部２６の位置関係を模式的に示す側面断面図である。

検出側シートコイル部３５は、絶縁層３６及び検出コイル３７を有する。
絶縁層３６はリング状に形成され、絶縁層３６の表面３６ａ及び裏面３６ｂには検出コイル３７が平面状に形成されている。

以降の説明では、説明の便宜上、検出コイル３７を形成する表面３６ａ側の平面領域を検出側第１コイル層Ｌ１と表記するものとし、検出コイル３７を形成する裏面３６ｂ側の平面領域を検出側第２コイル層Ｌ２と表記するものとする。

図１の説明に戻る。固定部２２は、ベース部２３、二次コイル２４、鉄心２５、及び励磁側シートコイル部２６を有する。

ベース部２３はリング状に形成され、ケーシング２０に固定されている。
ベース部２３の中心寄りには二次コイル２４が設けられており、ベース部２３の外周寄りに位置する一面には、リング状に形成された鉄心２５が固定されている。二次コイル２４は、一次コイル３３とともに図３に示すような出力トランス４５を構成する。

鉄心２５の面上には、フレキシブルプリント基板等により形成された励磁側シートコイル部２６が検出側シートコイル部３５と対向するように取り付けられている。
励磁側シートコイル部２６は、図２に示すように、絶縁層２７及び励磁コイル２８を有する。
絶縁層２７はリング状に形成され、絶縁層２７の表面２７ａ及び裏面２７ｂには励磁コイル２８が平面状に形成されている。
以降の説明では、説明の便宜上、励磁コイル２８を形成する表面２７ａ側の平面領域を励磁側第１コイル層Ｌ３と表記するものとし、励磁コイル２８を形成する裏面２７ｂ側の平面領域を励磁側第２コイル層Ｌ４と表記するものとする。

励磁側シートコイル部２６には、図３に示す励磁コイル２８ｘ，２８ｙといった二つの励磁コイル２８が形成されている。
図２に示す励磁側第１コイル層Ｌ３には、励磁コイル２８ｘ，２８ｙがそれぞれ形成され、励磁側第２コイル層Ｌ４においても励磁コイル２８ｘ，２８ｙがそれぞれ形成されている。
励磁コイル２８ｘ，２８ｙは、絶縁層２７により互いに絶縁されており、それぞれ絶縁層２７に形成された図示しないスルーホールを介して励磁側第１コイル層Ｌ３と励磁側第２コイル層Ｌ４の間で接続されている。

励磁コイル２８ｘ，２８ｙは、それぞれの信号出力により検出コイル３７側に生ずる信号の位相が９０°異なるように形成され、これにより、励磁コイル２８ｘはｓｉｎ相側の励磁コイルとして機能し、励磁コイル２８ｙはｃｏｓ相側の励磁コイルとして機能する。
以降の説明では、ｓｉｎ相側の励磁コイル２８ｘをサインコイル２８ｘと表記するものとし、ｃｏｓ相側の励磁コイル２８ｙをコサインコイル２８ｙと表記するものとする。

続いて信号処理部３の構成例について、図３を参照して説明する。図３は、信号処理部３の機能構成を示すブロック図である。

信号処理部３は、信号生成部４１、第１信号出力部４２、第２信号出力部４３、及び角度検出部４４を有する。

信号生成部４１は、図示しない水晶発振器を用いて生成されたクロック信号に基づいてカウンタパルスを生成し、生成したカウンタパルスに基づいて周波数が１［ＭＨｚ］程度の高周波信号Ｓｈを生成する。
また信号生成部４１は、生成した高周波信号Ｓｈに基づいて周波数が１［ＫＨｚ］程度の励磁信号Ｓｘ，Ｓｙを生成する。

第１信号出力部４２には、信号生成部４１から高周波信号Ｓｈ及び励磁信号Ｓｘが入力される。
第１信号出力部４２は、励磁信号Ｓｘの極性反転位置で高周波信号Ｓｈの極性を反転させ、当該反転させた高周波信号Ｓｈを励磁信号Ｓｘにより変調することで、変調信号Ｓｍｘを生成する。
第１信号出力部４２は、生成した変調信号Ｓｍｘをサインコイル２８ｘに供給する。

第２信号出力部４３には、信号生成部４１から高周波信号Ｓｈ及び励磁信号Ｓｙが入力される。
第２信号出力部４３は、励磁信号Ｓｙの極性反転位置で高周波信号Ｓｈの極性を反転させ、当該反転させた高周波信号Ｓｈを励磁信号Ｓｙにより変調することで、変調信号Ｓｍｙを生成する。
第２信号出力部４３は、生成した変調信号Ｓｍｙをコサインコイル２８ｙに供給する。

このように、サインコイル２８ｘに変調信号Ｓｍｘを供給し、コサインコイル２８ｙに変調信号Ｓｍｙを供給することで、励磁側シートコイル部２６で９０°の位相差を有する周期変化を示す二相の磁束が同時に生成され、この二相の磁束が検出側シートコイル部３５の検出コイル３７により変調信号Ｓｍｏとして検出される。
検出コイル３７で検出された変調信号Ｓｍｏは、出力トランス４５を介して角度検出部４４に供給される。

角度検出部４４は、出力トランス４５の二次コイル２４から出力される変調信号Ｓｍｏを復調し、必要に応じて各種補正処理を施すことにより検出信号Ｓｏを取得する。
また角度検出部４４は、信号生成部４１から取得したカウンタパルスなど角度検出のために必要な信号を取得する。
検出信号Ｓｏは、図１の回転部２１の回転に応じて位相が変化する。角度検出部４４は、信号生成部４１から取得した信号に基づいて検出信号Ｓｏの位相差を検出し、当該検出した位相差に基づいて回転部２１の回転角度を算出する。
角度検出部４４は、算出した回転角度情報を外部機器等に出力する。

このように、実施の形態におけるレゾルバ１では、サインコイル２８ｘ、コサインコイル２８ｙ、及び検出コイル３７に高周波信号Ｓｈにより変調された変調信号Ｓｍｘ，Ｓｍｙ，Ｓｍｏがそれぞれ流れるため、各コイルが巻線の少ないシートコイル状に形成されていても検出コイル３７に十分な電圧を誘起することができる。

<２．検出側シートコイル部の構造>
本実施の形態における検出側シートコイル部３５の構造について、図４から図６を参照して説明する。図４は検出側第１コイル層Ｌ１を模式的に示しており、図５は検出側第２コイル層Ｌ２を模式的に示している。図６は、図４に示す検出側第１コイル層Ｌ１の領域Ｐｔ１の拡大図である。

検出側シートコイル部３５は、図１及び図２に示した通り、リング状に形成された絶縁層３６の表面３６ａ側に検出側第１コイル層Ｌ１が形成され、裏面３６ｂ側に検出側第２コイル層Ｌ２が形成されている。

検出コイル３７は、図４及び図５に示すように、検出側第１コイル層Ｌ１に形成される第１検出コイル部５１と、検出側第２コイル層Ｌ２に形成される第２検出コイル部５２とから構成される。
なお、図４では、説明の便宜上、検出側第２コイル層Ｌ２に形成されている第２検出コイル部５２の位置を破線で仮想的に図示している。また破線が実線に沿う部分は、実際には重なり方向に一致している部分である。

検出側第１コイル層Ｌ１には第１検出コイル部５１としての導電体パターンが形成されている。この導電体パターンを細分化してみると、図６に示すように径方向配線５５、内周配線５６、及び外周配線５７としての部分に分けることができる。

径方向配線５５は、径方向に直線状に延設され、周方向に等間隔に形成されている。
内周配線５６は、検出側第１コイル層Ｌ１の内周側の円周上に等間隔に形成されている。内周配線５６は、隣接する径方向配線５５の内周側の端部を接続する。
外周配線５７は、検出側第１コイル層Ｌ１の外周側の円周上に等間隔に形成されている。外周配線５７は、隣接する径方向配線５５の外周側の端部を接続する。

周方向に連続する径方向配線５５を内周配線５６と外周配線５７により交互に接続することで、図４に示すような一本の第１検出コイル部５１の導電体パターンが直列に形成される。

第２検出コイル部５２は、検出側第２コイル層Ｌ２に、上述した第１検出コイル部５１と同様の導電体パターンにより形成される。このとき第２検出コイル部５２は、第１検出コイル部５１に対して、電気角の位相を１８０°異ならせて形成されている。

第１検出コイル部５１の一端部５１ａには接続端子５３が設けられ、接続端子５３は、図３の出力トランス４５を構成する一次コイル３３の一端部に接続される（図４参照）。
また第１検出コイル部５１の他端部５１ｂは、絶縁層３６に形成されたスルーホール５４を介して第２検出コイル部５２の一端部５２ｂと接続されている（図５参照）。
また第２検出コイル部５２の他端部５２ａには接続端子５８が設けられ、接続端子５８は、図３の一次コイル３３の他端部に接続される。
図１の回転部２１の回転に応じて、第１検出コイル部５１及び第２検出コイル部５２に発生する変調信号Ｓｍｏは、出力トランス４５を介して角度検出部４４に供給される（図３参照）。

<３．励磁側シートコイル部の構造>
ここで、本発明に至る前の励磁側シートコイル部２６の構造を比較例として説明しておく（図７参照）。図７は、比較例における検出側シートコイル部３５と励磁側シートコイル部２６の位置関係を模式的に示す側面断面図である。

比較例では、励磁側第１コイル層Ｌ３にサインコイル２８ｘが形成され、励磁側第２コイル層Ｌ４にコサインコイル２８ｙが形成されている。サインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙは絶縁層２７により互いに絶縁されている。

このようにサインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙが、励磁側第１コイル層Ｌ３と励磁側第２コイル層Ｌ４の異なる層に形成されていることで、サインコイル２８ｘと検出コイル３７の距離ｄ１と、コサインコイル２８ｙと検出コイル３７の距離ｄ２とが相違する。ここでは、コサインコイル２８ｙは、検出コイル３７までの距離がサインコイル２８ｘよりも離れている（ｄ１<ｄ２）。

そのため、検出側シートコイル部３５において、ｃｏｓ相出力の磁束の振幅がｓｉｎ相出力の磁束の振幅に比較して小さくなる。
これにより、検出コイル３７から検出されるｓｉｎ相出力とｃｏｓ相出力の間で出力差が生じてしまう。このようなｓｉｎ相とｃｏｓ相の出力の大きさの差は、回転角の検出精度を低下させる一つの要因となる。

一方、本発明の実施の形態における励磁側シートコイル部２６は、図２に示すように、励磁側第１コイル層Ｌ３と励磁側第２コイル層Ｌ４のそれぞれにサインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙの両方を設けることで、このような検出コイル３７からの距離差を生じさせないものである。

本発明の実施の形態における励磁側シートコイル部２６の構造について、図８から図１１を参照して説明する。図８及び図９は励磁側第１コイル層Ｌ３を模式的に示しており、図１０は励磁側第２コイル層Ｌ４を模式的に示している。図１１は、図８に示す励磁側第１コイル層Ｌ３の領域Ｐｔ２の拡大図である。

励磁側シートコイル部２６は、図１及び図２に示した通り、リング状に形成された絶縁層２７の表面２７ａ側に励磁側第１コイル層Ｌ３が形成され、裏面２７ｂ側に励磁側第２コイル層Ｌ４が形成されている。

なお、図８から図１１では、サインコイル２８ｘと区別するために、コサインコイル２８ｙを一点鎖線で図示している。従って、一点鎖線はコサインコイル２８ｙが断線されていることを示すものではない。

また、図８及び図１１では、説明の便宜上、励磁側第２コイル層Ｌ４に形成されているサインコイル２８ｘ及びコサインコイル２８ｙの位置を破線により仮想的に図示している。ここで周方向の実線又は一点鎖線に沿う破線の部分は、実際には重なり方向に一致している部分である。

サインコイル２８ｘの一端部２９ａには接続端子７３が設けられ、接続端子７３は図３に示す第１信号出力部４２の一端に接続されている。
またサインコイル２８ｘの他端部２９ｂには接続端子７４が設けられ、接続端子７４は第１信号出力部４２の他端に接続されている。

コサインコイル２８ｙの一端部３０ａには接続端子７５が設けられ、接続端子７５は第２信号出力部４３の一端に接続されている。
またコサインコイル２８ｙの他端部３０ｂには接続端子７６が設けられ、接続端子７６は第２信号出力部４３の他端に接続されている。

サインコイル２８ｘは、励磁側第１コイル層Ｌ３に表出する第１サインコイル部ｘａと、励磁側第２コイル層Ｌ４に表出する第２サインコイル部ｘｂとから構成される。

第１サインコイル部ｘａと第２サインコイル部ｘｂは、絶縁層２７に形成されたスルーホール７１を介して直列に接続されている（図８参照）。スルーホール７１は、絶縁層２７における第１サインコイル部ｘａと第２サインコイル部ｘｂが配設されている領域の内周側の端部の位置に、周方向に所定間隔ごとに形成されている。

またコサインコイル２８ｙは、励磁側第１コイル層Ｌ３に表出する第１コサインコイル部ｙａと、励磁側第２コイル層Ｌ４に表出する第２コサインコイル部ｙｂとから構成される。

第１コサインコイル部ｙａと第２コサインコイル部ｙｂは、絶縁層２７に形成されたスルーホール７２を介して直列に接続されている。スルーホール７２は、絶縁層２７における第１コサインコイル部ｙａと第２コサインコイル部ｙｂが配設されている領域の外周側の端部の位置に、周方向に所定間隔ごとに形成されている。

励磁側第１コイル層Ｌ３では、第１サインコイル部ｘａと第１コサインコイル部ｙａが周方向に導電体パターンの一周期ごとに交互に形成されており（図９参照）、励磁側第２コイル層Ｌ４では、第２サインコイル部ｘｂと第２コサインコイル部ｙｂが周方向に導電体パターンの一周期ごとに交互に形成されている（図１０参照）。

このとき第１サインコイル部ｘａと第２コサインコイル部ｙｂが絶縁層２７を介して対向する位置に設けられ、第２サインコイル部ｘｂと第１コサインコイル部ｙａが絶縁層２７を介して対向する位置に設けられている（図１１参照）。

励磁側第１コイル層Ｌ３には第１サインコイル部ｘａとしての導電体パターンが形成されている。この導電体パターンを細分化してみると、図１１に示すように第１径方向配線８１、第１外周配線８２、第１径方向配線８３、及び第１内周配線８４としての部分に分けることができる。

第１径方向配線８１は、スルーホール７１から径方向に直線状に延設され、励磁側第１コイル層Ｌ３の外周側の周方向に延設された第１外周配線８２に接続される。第１外周配線８２の他端は隣の第１径方向配線８３に接続される。第１径方向配線８３は径方向に直線状に延設され、励磁側第１コイル層Ｌ３の内周側の周方向に延設された第１内周配線８４に接続される。第１内周配線８４は、内周方向上に形成された次のスルーホール７１に接続される。スルーホール７１は、第１内周配線８４に沿った円周上に形成されている。

このような第１径方向配線８１、第１外周配線８２、第１径方向配線８３、及び第１内周配線８４で形成される部分により、第１サインコイル部ｘａの導電体パターンの一周期が構成される。

また励磁側第１コイル層Ｌ３には、第１コサインコイル部ｙａとしての導電体パターンが形成されている。この導電体パターンは、第２外周配線９１、第２径方向配線９２、第２内周配線９３、及び第２径方向配線９４としての部分に細分化することができる。

第２外周配線９１は、励磁側第１コイル層Ｌ３の外周側の周方向に延設され、一端がスルーホール７２に接続され、他端が径方向に直線状に延設された第２径方向配線９２に接続される。第２径方向配線９２の他端は、励磁側第１コイル層Ｌ３の内周側の周方向に沿って延設された第２内周配線９３に接続される。第２内周配線９３の他端は、径方向に直線状に延設された第２径方向配線９４に接続される。第２径方向配線９４の他端は、第２外周配線９１の外周方向上に形成された次のスルーホール７２に接続される。スルーホール７２は、第２外周配線９１に沿った円周上に形成されている。

このような第２外周配線９１、第２径方向配線９２、第２内周配線９３、及び第２径方向配線９４で形成される部分により、第１コサインコイル部ｙａの導電体パターンの一周期が構成される。

励磁側第２コイル層Ｌ４における第２サインコイル部ｘｂの導電体パターンは、上記した励磁側第１コイル層Ｌ３における第１サインコイル部ｘａの導電体パターンと同様の構成により形成されている。
また励磁側第２コイル層Ｌ４における第２コサインコイル部ｙｂの導電体パターンは、上記した励磁側第１コイル層Ｌ３における第１コサインコイル部ｙａの導電体パターンと同様の構成により形成されている。

このとき図９及び図１０に示すように、第２サインコイル部ｘｂの導電体パターンは、第１コサインコイル部ｙａに対して、電気角の位相を９０°異ならせて形成されている。
また第２コサインコイル部ｙｂの導電体パターンは、第１サインコイル部ｘａに対して、電気角の位相を９０°異ならせて形成されている。

上述した励磁側第１コイル層Ｌ３及び励磁側第２コイル層Ｌ４の導電体パターンによれば、図２に示すように、励磁側第１コイル層Ｌ３における検出コイル３７から第１サインコイル部ｘａまでの距離ｄ３と、検出コイル３７から第１コサインコイル部ｙａまでの距離ｄ４が等しくなる（ｄ３＝ｄ４）。
また、励磁側第２コイル層Ｌ４における検出コイル３７から第２サインコイル部ｘｂまでの距離ｄ５と、検出コイル３７から第２コサインコイル部ｙｂまでの距離ｄ６が等しくなる（ｄ５＝ｄ６）。

従って、サインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙから検出される磁束密度のピーク値が同じになることで、コサインコイル２８ｙからの出力とサインコイル２８ｘからの出力との差が是正された状態で検出コイル３７から変調信号Ｓｍｏを取得することができる。

なお、本実施の形態では、図８から図１１の実線部分をサインコイル２８ｘとして、一点鎖線部分をコサインコイル２８ｙとして説明したが、実線部分をコサインコイル２８ｙとし、一点鎖線部分をサインコイル２８ｘとしてもよい。

また本発明は、以下に示すような実施の形態をとることもできる。
本発明の当該実施の形態における励磁側シートコイル部２６Ａの構造について、図１２から図１４を参照して説明する。
図１２は、検出側シートコイル部３５と励磁側シートコイル部２６Ａの位置関係を模式的に示す側面断面図である。

励磁側シートコイル部２６Ａは、シートコイル部２６ａ、２６ｂ及び絶縁層６１を有する。シートコイル部２６ａ、２６ｂは、それぞれ図２等で示した励磁側シートコイル部２６と同じ構造とされる。
なお、説明の都合上、シートコイル部２６ｂの励磁側第１コイル層Ｌ３に相当する部分は励磁側第３コイル層Ｌ５と、シートコイル部２６ｂの励磁側第２コイル層Ｌ４に相当する部分は励磁側第４コイル層Ｌ６と区別して表記するものとする。

シートコイル部２６ａとシートコイル部２６ｂは、リング状に形成された絶縁層６１を挟んで互いに対向するように重ね合わされている。これにより、絶縁層６１の表面６１ａに励磁側第２コイル層Ｌ４が形成され、裏面６１ｂに励磁側第３コイル層Ｌ５が形成された状態となる。

シートコイル部２６ａの励磁コイル２８ｘ、２８ｙと、シートコイル部２６ｂの励磁コイル２８ｘ、２８ｙとは、絶縁層６１により互いに絶縁されており、それぞれ絶縁層６１に形成された図示しないスルーホールを介して接続されている。

例えば図８を例に挙げ説明すると、シートコイル部２６ａのサインコイル２８ｘの接続端子７４を、絶縁層６１のスルーホールを介してシートコイル部２６ｂのサインコイル２８ｘの接続端子７４と直列に接続することで、励磁側シートコイル部２６Ａのサインコイル２８ｘが形成される。
励磁側シートコイル部２６Ａのサインコイル２８ｘにおけるシートコイル部２６ａ側の接続端子７３は、図３に示す第１信号出力部４２の一端に接続されている。また当該サインコイル２８ｘにおけるシートコイル部２６ｂ側の接続端子７３は、第１信号出力部４２の他端に接続されている。

また、シートコイル部２６ａのコサインコイル２８ｙの接続端子７６を、絶縁層６１のスルーホールを介してシートコイル部２６ｂのコサインコイル２８ｙの接続端子７６と直列に接続することで、励磁側シートコイル部２６Ａのコサインコイル２８ｙが形成される。
励磁側シートコイル部２６Ａのコサインコイル２８ｙにおけるシートコイル部２６ａ側の接続端子７５は、図３に示す第２信号出力部４３の一端に接続されている。また当該コサインコイル２８ｙにおけるシートコイル部２６ｂ側の接続端子７５は、第２信号出力部４３の他端に接続されている。

またシートコイル部２６ａの励磁コイル２８ｘ、２８ｙと、シートコイル部２６ｂの励磁コイル２８ｘ、２８ｙとは、それぞれ導電体パターンの周期をずらして設けられている。

ここで図１３及び図１４を参照して、励磁コイル２８ｘ、２８ｙの導電体パターンの位置関係について説明する。ここでは一例として、励磁側第１コイル層Ｌ３のサインコイル２８ｘと、後述する励磁側第３コイル層Ｌ５のサインコイル２８ｘとの位置関係について励磁側シートコイル部２６Ａの一部領域を抽出して説明する。

なお、説明の都合上、励磁側第１コイル層Ｌ３の第１サインコイル部ｘａ及び第１コサインコイル部ｙａをサインコイル部ｘａ１及びコサインコイル部ｙａ１と、励磁側第３コイル層Ｌ５の第１サインコイル部ｘａ及び第１コサインコイル部ｙａをサインコイル部ｘａ２及びコサインコイル部ｙａ２と区別して表記する。
また図１３では、説明の便宜上、図８等と同様の理由からコサインコイル２８ｙを一点鎖線で図示している。さらに、本図の破線部分は、励磁側第３コイル層Ｌ５の構成を仮想的に図示したものであり、破線が実線又は一点鎖線に沿う部分は、実際には重なり方向に一致している部分である。
図１４Ａは、図１３で示した励磁側第１コイル層Ｌ３の構成を抽出して示したものであり、図１４Ｂは、図１３で示した励磁側第３コイル層Ｌ５の構成を抽出して示したものである。なお、図１４Ｂは、図１３で破線とされた部分を図８等と同様に実線又は一点鎖線で示している。

図１３に示すように、絶縁層６１を挟んで互いに対向するサインコイル部ｘａ１とサインコイル部ｘａ２は、導電体パターンの周期を２分の１ずらして設けられている。これにより、サインコイル部ｘａ２は、サインコイル部ｘａ１に対して電気角の位相を１８０°異ならせて形成される。
ここでの一周期は、図１１で示した第１径方向配線８１、第１外周配線８２、第１径方向配線８３、及び第１内周配線８４で形成される部分により構成される導電体パターンである。

また、互いに対向するコサインコイル部ｙａ１とコサインコイル部ｙａ２も導電体パターンの周期を２分の１ずらして設けられている。これにより、コサインコイル部ｙａ２は、コサインコイル部ｙａ１に対して電気角の位相を１８０°異ならせて形成される。
ここでの一周期は、図１１で示した第２外周配線９１、第２径方向配線９２、第２内周配線９３、及び第２径方向配線９４で形成される部分により構成される導電体パターンである。

また図示しないが、上記と同様に、励磁側第２コイル層Ｌ４の第２サインコイル部ｘｂも励磁側第４コイル層Ｌ６の第２サインコイル部ｘｂに対して互いに導電体パターンの周期を２分の１ずらして設けられており、励磁側第２コイル層Ｌ４の第２コサインコイル部ｙｂと励磁側第４コイル層Ｌ６の第２コサインコイル部ｙｂも同様に導電体パターンの周期を２分の１ずらして設けられている。

導電体パターンを形成する第１外周配線８２及び第２外周配線９１よりも外周側の領域（以下、外周領域とも表記する。）や、第１内周配線８４及び第２内周配線９３よりも内周側の領域（以下、内周領域とも表記する。）に生じる磁束は、角度検出の精度を低下させるおそれがあるところ、上記導電体パターンの構成によれば、当該外周領域及び内周領域に本来の方向に加えて逆方向の磁束が生じ、互いの磁束が打ち消される。
角度検出に不要な外周領域及び内周領域の磁束が打ち消されることで、検出側シートコイル部３５において、角度検出に必要とされる磁束の振幅を精度よく検出することができる。従って、回転角度の検出精度を確保し、又は向上させることができる。

<４．まとめ及び変形例>
以上の本実施の形態におけるレゾルバ１は、励磁信号Ｓｘ，Ｓｙ（変調信号Ｓｍｘ，Ｓｍｙ）が入力される励磁コイル２８と、検出信号Ｓｏ（変調信号Ｓｍｏ）を出力する検出コイル３７とを有し、励磁コイル２８又は検出コイル３７の一方を固定部２２に設け、他方を回転部２１に設けて構成した本体部２と（図１参照）、回転部２１の回転角に応じて変化する検出信号Ｓｏに基づいて当該回転角を検出する信号処理部３と（図３参照）、を備える。

当該レゾルバ１における励磁コイル２８が設けられた固定部２２又は回転部２１は、平面状に形成された励磁側第１コイル層Ｌ３（第１コイル層）及び励磁側第２コイル層Ｌ４（第２コイル層）と、励磁側第１コイル層Ｌ３と励磁側第２コイル層Ｌ４との間に形成された絶縁層２７と、を有している（図２参照）。

ここで励磁コイル２８は、サインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙを有し、サインコイル２８ｘは、励磁側第１コイル層Ｌ３に形成された第１サインコイル部ｘａと、励磁側第２コイル層Ｌ４に形成された第２サインコイル部ｘｂと、を絶縁層２７に形成されたスルーホール７１（第１スルーホール）を介して接続することで形成されている（図８から図１１参照）。

またコサインコイル２８ｙは、励磁側第１コイル層Ｌ３に形成された第１コサインコイル部ｙａと、励磁側第２コイル層Ｌ４に形成された第２コサインコイル部ｙｂと、を絶縁層２７に形成されたスルーホール７２（第２スルーホール）を介して接続することで形成されている。

励磁側第１コイル層Ｌ３では、第１サインコイル部ｘａと第１コサインコイル部ｙａが周方向に交互に設けられ、励磁側第２コイル層Ｌ４では、第２サインコイル部ｘｂと第２コサインコイル部ｙｂが周方向に交互に設けられている。

これにより、検出コイル３７から第１サインコイル部ｘａまでの距離ｄ３（図２参照）と、検出コイル３７から第１コサインコイル部ｙａまでの距離ｄ４が同じになり（ｄ３＝ｄ４）、検出コイル３７から第２サインコイル部ｘｂまでの距離ｄ５と、検出コイル３７から第２コサインコイル部ｙｂまでの距離ｄ６が同じになる（ｄ５＝ｄ６）。

従って、サインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙから検出される磁束密度のピーク値が同じとなり、コサインコイル２８ｙからの出力とサインコイル２８ｘからの出力との差が是正された状態の検出信号Ｓｏ（変調信号Ｓｍｏ）を取得することができる。
よって、二相の各励磁コイル２８と検出コイル３７のそれぞれの距離の違いに起因する回転角の検出精度の低下を抑制し、当該検出精度の維持又は向上を図ることができる。

本実施の形態のレゾルバ１は、第１サインコイル部ｘａと第１コサインコイル部ｙａが一周期ごとに交互に設けられ、第２サインコイル部ｘｂと第２コサインコイル部ｙｂが一周期ごとに交互に設けられている（図８から図１１参照）。

これにより、励磁コイル２８におけるサインコイル２８ｘとコサインコイル２８ｙから生じる磁束の検出コイル３７に鎖交する量の差が小さくなる（略同じになる）。
従って、コサインコイル２８ｙからの出力とサインコイル２８ｘからの出力との差が是正され、回転部２１の回転角の検出精度の維持又は向上を図ることができる。

本実施の形態のレゾルバ１は、第１サインコイル部ｘａと第２コサインコイル部ｙｂが絶縁層２７を介して対向する位置に設けられ、第２サインコイル部ｘｂと第１コサインコイル部ｙａが絶縁層２７を介して対向する位置に設けられている（図８及び図１１参照）。

これにより、サインコイル２８ｘ又はコサインコイル２８ｙの配設スペースが十分に確保される。
従って、サインコイル２８ｘ及びコサインコイル２８ｙの極数を十分に確保することができるようになり、回転部２１の回転角の検出精度を維持又は向上させることができる。

本実施の形態のレゾルバ１において、励磁側第１コイル層Ｌ３に形成された第１サインコイル部ｘａの一周期は、第１外周配線８２と第１内周配線８４を、第１径方向配線８１，８３を介して接続することで形成され、第１コサインコイル部ｙａの一周期は、第２外周配線９１と第２内周配線９３を、第２径方向配線９２，９４を介して接続することで形成され、スルーホール７１が、第１内周配線８４に沿った円周上に形成され、スルーホール７２が、第２外周配線９１に沿った円周上に形成されている（図１１参照）。

また励磁側第１コイル層Ｌ３と同様に、励磁側第２コイル層Ｌ４に形成された第２サインコイル部ｘｂの一周期は、第１外周配線８２と第１内周配線８４を、第１径方向配線８１，８３を介して接続することで形成され、第２コサインコイル部ｙｂの一周期は、第２外周配線９１と第２内周配線９３を、第２径方向配線９２，９４を介して接続することで形成され、スルーホール７１が、第１内周配線８４に沿った円周上に形成され、スルーホール７２が、第２外周配線９１に沿った円周上に形成されている（図１１参照）。
なお、スルーホール７１は、第１外周配線８２に沿った円周上に形成されていてもよい。このとき、スルーホール７２は、例えば第２内周配線９３に沿った円周上に形成される。

これにより、絶縁層２７に形成したスルーホール７１，７２により、第１サインコイル部ｘａと第１コサインコイル部ｙａ（第２サインコイル部ｘｂと第２コサインコイル部ｙｂ）からの出力が干渉されない。

サインコイル２８ｘ又はコサインコイル２８ｙの例えば第１径方向配線８１、８３や第２径方向配線９２，９４の配線上にスルーホール７１，７２を形成すると、サインコイル２８ｘ及びコサインコイル２８ｙの出力が干渉され磁束密度分布の歪みを生じさせることがある。

そこで、サインコイル２８ｘ及びコサインコイル２８ｙの出力に影響を与えることの少ない第１外周配線８２（第２外周配線９１）又は第１内周配線８４（第２内周配線９３）の円周上にスルーホール７１，７２を設けることで、磁束密度分布の歪みを防止し、回転部２１の回転角の検出精度を確保することができる。

本実施の形態では、レゾルバ１の構成例として、検出側シートコイル部３５を回転部２１に設け、励磁側シートコイル部２６を固定部２２に設けた例について説明したが、励磁側シートコイル部２６を回転部２１に設け、検出側シートコイル部３５を固定部２２に設けることとしてもよい。

また本実施の形態では、検出側シートコイル部３５は、第１検出コイル部５１が形成された検出側第１コイル層Ｌ１と、第２検出コイル部５２が形成された検出側第２コイル層Ｌ２とが、絶縁層３６を介して設けられている二層構造として説明したが（図２等参照）、検出側シートコイル部３５は、三層以上の構造であってもよいし、一層構造であってもよい。

最後に、本開示に記載された効果は例示であって限定されるものではなく、他の効果を奏するものであってもよいし、本開示に記載された効果の一部を奏するものであってもよい。また本開示に記載された実施の形態はあくまでも一例であり、本発明が上述の実施の形態に限定されることはない。従って、上述した実施の形態以外であっても本発明の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能なことはもちろんである。なお、実施の形態で説明されている構成の組み合わせの全てが課題の解決に必須であるとは限らない。

１レゾルバ
２本体部
３信号処理部
２１回転部
２２固定部
２７絶縁層
２８励磁コイル
２８ｘサインコイル
２８ｙコサインコイル
３７検出コイル
７１，７２スルーホール
Ｌ３励磁側第１コイル層
Ｌ４励磁側第２コイル層
Ｓｏ検出信号
Ｓｘ，Ｓｙ励磁信号
Ｓｍｘ，Ｓｍｙ，Ｓｍｏ変調信号
ｘａ第１サインコイル部
ｘｂ第２サインコイル部
ｙａ第１コサインコイル部
ｙｂ第２コサインコイル部

Claims

励磁信号が入力される励磁コイルと検出信号を出力する検出コイルとを有し、前記励磁コイル又は前記検出コイルの一方を固定部に設け、他方を回転部に設けて構成した本体部と、
前記回転部の回転角に応じて変化する前記検出信号に基づいて前記回転角を検出する信号処理部と、
を備えるレゾルバにおいて、
前記励磁コイルが設けられた前記固定部又は前記回転部は、
平面状に形成された第１コイル層及び第２コイル層と、
前記第１コイル層と前記第２コイル層との間に形成された第１絶縁層と、を有し、
前記励磁コイルは、サインコイルとコサインコイルを有し、
前記サインコイルは、前記第１コイル層に形成された第１サインコイル部と、前記第２コイル層に形成された第２サインコイル部と、を前記第１絶縁層に形成された第１スルーホールを介して接続することで形成され、
前記コサインコイルは、前記第１コイル層に形成された第１コサインコイル部と、前記第２コイル層に形成された第２コサインコイル部と、を前記第１絶縁層に形成された第２スルーホールを介して接続することで形成され、
前記第１コイル層では、前記第１サインコイル部と前記第１コサインコイル部が周方向に交互に設けられ、
前記第２コイル層では、前記第２サインコイル部と前記第２コサインコイル部が周方向に交互に設けられ、
前記第１サインコイル部と前記第１コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに交互に設けられ、
前記第２サインコイル部と前記第２コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに交互に設けられ、
前記励磁コイルが設けられた前記固定部又は前記回転部は、
平面状に形成された第３コイル層及び第４コイル層と、
前記第３コイル層と前記第４コイル層との間に形成された第２絶縁層と、
前記第２コイル層と前記第３コイル層との間に形成された第３絶縁層と、をさらに有し、
前記サインコイルは、前記第３コイル層に形成された第３サインコイル部と、前記第４コイル層に形成された第４サインコイル部と、を前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続し、前記第２サインコイル部と前記第３サインコイル部とを前記第３絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、
前記コサインコイルは、前記第３コイル層に形成された第３コサインコイル部と、前記第４コイル層に形成された第４コサインコイル部と、を前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続し、前記第２コサインコイル部と前記第３コサインコイル部とを前記第３絶縁層に形成されたスルーホールを介して接続することで形成され、
前記第３コイル層では、前記第３サインコイル部と前記第３コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに周方向に交互に設けられ、
前記第４コイル層では、前記第４サインコイル部と前記第４コサインコイル部が導電体パターンの一周期ごとに周方向に交互に設けられ、
前記第１サインコイル部と前記第３サインコイル部が前記第３絶縁層を介して対向する位置に導電体パターンを２分の１周期ずらして設けられ、
前記第１コサインコイル部と前記第３コサインコイル部が前記第３絶縁層を介して対向する位置に導電体パターンを２分の１周期ずらして設けられた
レゾルバ。
前記第１サインコイル部の前記一周期は、第１外周配線と第１内周配線を、第１径方向配線を介して接続することで形成され、
前記第１コサインコイル部の前記一周期は、第２外周配線と第２内周配線を、第２径方向配線を介して接続することで形成され、
前記第１スルーホールが、前記第１外周配線に沿った円周上又は前記第１内周配線に沿った円周上に形成され、
前記第２スルーホールが、前記第２外周配線に沿った円周上又は前記第２内周配線に沿った円周上に形成された
請求項１に記載のレゾルバ。