(57)【要約】  回転角度センサのロータ（２）は、磁性鋼板の帯状本体（３１）を、帯状本体（３１）の厚さ方向をラジアル方向として円筒状に形成される。帯状本体（３１）の一方の円弧状の縁部に第１凹凸部（３２）が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部（３３）が略一定のピッチで設けられる。ロータ（２）の帯状本体（３１）の第１凹凸部（３２）に対向して、第１ステータ（３）が配設され、第２凹凸部（３３）に対向して、第２ステータ（４）が配設される。
2019123836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に配置された複数の第１ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータと、
円環状に配置された複数の第２ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータと、
該第１ステータ及び該第２ステータの内側または外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータと、
を備え、
該ロータは、磁性鋼板の帯状本体が、該帯状本体の厚さ方向をラジアル方向として円筒状に形成され、該帯状本体の一方の円弧状の縁部に第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、
該第１ステータは、該帯状本体の該第１凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第１ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第２ステータは、該ロータの該帯状本体の第２凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第２ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設されたことを特徴とする回転角度センサ。
【請求項２】
前記ロータの帯状本体は、１層の磁性鋼板を円筒状に曲げて形成され、該帯状本体の外周面が該ロータの外側を向き、該帯状本体の内周面が該ロータの内側を向くように形成されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項３】
前記ロータの帯状本体は、複数枚積層された磁性鋼板を円筒状に曲げて形成されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項４】
前記第１凹凸部と第２凹凸部は、略正弦波形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項５】
前記第１凹凸部と第２凹凸部のピッチは、各々、相違するとともに、異なる軸倍角に対応して形成されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項６】
前記ロータは、回転軸の外周に、合成樹脂製円環部を外嵌させ、該合成樹脂製円環部の外周部に、前記帯状本体を装着して構成されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項７】
前記第１ステータ及び第２ステータが前記ロータの外側にギャップを介して配置されたことを特徴とする請求項６記載の回転角度センサ。
【請求項８】
前記第１ステータが前記ロータの内側にギャップを介して配置され、前記第２ステータが該ロータの外側にギャップを介して配置されたことを特徴とする請求項６記載の回転角度センサ。
【請求項９】
円筒状の前記ロータは、前記第１ステータ及び第２ステータの外側に回転可能に配置され、該第１ステータ及び第２ステータが該ロータの内側にギャップを介して配置されたことを特徴とする請求項１記載の回転角度センサ。
【請求項１０】
円環状に配置された複数の第１ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータと、
円環状に配置された複数の第２ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータと、
該第１ステータ及び該第２ステータの内側または外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータと、
を備え、
該ロータは、ロータ本体が磁性鋼材により円筒型に形成され、該ロータ本体の外周面または内周面に、周方向に連続して均一な深さの環状凹部が形成され、該環状凹部の一方の円弧状の縁部に第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、
該第１ステータは、該環状凹部の該第１凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第１ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第２ステータは、該環状凹部の第２凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第２ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設されたことを特徴とする回転角度センサ。
【請求項１１】
円環状に配置された複数の第１ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータと、
円環状に配置された複数の第２ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータと、
該第１ステータ及び該第２ステータの内側または外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータと、
を備え、
該ロータは、ロータ本体が磁性鋼材により円筒型に形成され、該ロータ本体の外周面または内周面に、周方向に連続して均一な厚さの環状凸部が形成され、該環状凸部の一方の円弧状の縁部に第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、
該第１ステータは、該環状凸部の該第１凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第１ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第２ステータは、該環状凸部の第２凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第２ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設されたことを特徴とする回転角度センサ。
【請求項１２】
円環状に配置された複数の第１ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータと、
円環状に配置された複数の第２ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータと、
円環状に配置された複数の第３ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第３ステータと、
円環状に配置された複数の第４ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第４ステータと、
該第１ステータ及び該第２ステータの内側で、且つ該第３ステータ及び該第４ステータの外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータと、
を備え、
該ロータは、ロータ本体が磁性鋼材により円筒型に形成され、該ロータ本体の外周面に、周方向に連続して均一な深さの第１環状凹部が形成され、該ロータ本体の内周面に、周方向に連続して均一な深さの第２環状凹部が形成され、該第１環状凹部の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、該第２環状凹部の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、
該第１ステータは、該第１環状凹部の該第１凹凸部の外周面に対向して、複数の第１ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第２ステータは、該第１環状凹部の第２凹凸部の外周面に対向して、複数の第２ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第３ステータは、該第２環状凹部の該第１凹凸部の外周面に対向して、複数の第３ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第４ステータは、該第２環状凹部の第２凹凸部の外周面に対向して、複数の第４ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設されたことを特徴とする回転角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変リラクタンス型の回転角度センサに関し、特に小型化を図ることが可能な回転角度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの回転角を検出する回転角度センサとして、可変リラクタンス型の回転角度センサが、多くの分野で広く使用されている。この種の回転角度センサは、円環状のステータヨークの内周側に、複数の磁極を設け、各磁極にステータ巻線として励磁巻線及び検出用巻線を巻装し、ステータの内側に、ギャップを介してコア型のロータを配設して構成される。ステータの各磁極に、９０°位相の相違した検出用のＳＩＮ巻線とＣＯＳ巻線が検出用巻線として巻装される。【０００３】
この回転角度センサは、励磁巻線への交番電流の供給により、ロータの回転角度に応じたＳＩＮ信号とＣＯＳ信号を、出力用のＳＩＮ巻線とＣＯＳ巻線に生じさせ、出力する。このＳＩＮ信号とＣＯＳ信号をＲ／Ｄ変換して、変換されたデジタルデータから、ロータの回転角度データや絶対角度データが算出される。【０００４】
しかし、従来の可変リアクタンス型の回転角度センサのロータは、例えば下記特許文献１に記載されるように、通常、複数の突極を外周部に突設する形状に形成された多数の磁性鋼板を、ロータの軸方向に積層して構成されるため、その形状が大型化する。さらに、回転角度センサに冗長機能を持たせるために、軸方向に複数のロータを配設するとともに、各ロータに対応して複数のステータを配設した場合、回転角度センサが一層大型化していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０３４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、従来の回転角度センサは、ロータの回転に応じて、ステータの出力巻線から適正な正弦波が得られるように、ロータ外周部の各突極の外形形状が適正に形成されるものの、多数の磁性鋼板を積層して構成されるため、やはり回転角度センサ全体の形状が、大型化する課題があった。【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、小型化することができるとともに、安価に製造することができる回転角度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転角度センサは、
円環状に配置された複数の第１ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータと、
円環状に配置された複数の第２ステータ磁極に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータと、
該第１ステータ及び該第２ステータの内側または外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータと、
を備え、
該ロータは、磁性鋼板の帯状本体が、該帯状本体の厚さ方向をラジアル方向として円筒状に形成され、該帯状本体の一方の円弧状の縁部に第１凹凸部が略一定のピッチで設けられるとともに、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部が略一定のピッチで設けられ、
該第１ステータは、該帯状本体の該第１凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第１ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設され、
該第２ステータは、該ロータの該帯状本体の第２凹凸部の内周面または外周面に対向して、複数の第２ステータ磁極が、円周方向に一定の間隔をあけて並設されたことを特徴とする。【０００９】
上記磁性鋼板は、磁界を印加した時、ロータの回転角度検出に必要な磁束または磁束密度が生じる高透磁率材料であり、無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、無方向性珪素鋼板、方向性珪素鋼板、ステンレス鋼、構造用炭素鋼、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の軟質磁性合金、Ｆｅ―Ａｌ合金，Ｆｅ−Ｃｏ合金等のパーメンジュール、アモルファス金属、及びＦｅＯ、ＣｏＯ、ＺｎＯ等のフェライト等を例示することができる。また、円筒状の帯状本体は、板材の曲げ加工、型成形、鋳造、切削等により成形される。【００１０】
この発明の回転角度センサによれば、ロータの帯状本体が、帯状の磁性鋼板の両側縁部に、第１凹凸部と第２凹凸部を形成し、円筒状に曲げるのみ、或いは型成形等の加工のみで形成することができるため、非常に安価に製造することができる。【００１１】
また、ラジアル方向（放射方向）に突出した突極を有した従来のロータに比して、ロータの全体形状を小型にすることができ、回転角度センサを小型化することができる。さらに、第１ステータと第２ステータを備えるため、何れか一方のステータが故障などにより誤検出した場合、他方のステータからの検出信号を使用することにより、冗長機能を持たせることができる。【００１２】
ここで、上記ロータの帯状本体は、１層の磁性鋼板を円筒状に成形して形成され、該帯状本体の外周面が該ロータの外側を向き、該帯状本体の内周面が該ロータの内側を向くように形成することができる。また、複数枚積層された磁性鋼板を円筒状に曲げて形成することもできる。【００１３】
またここで、上記第１凹凸部と第２凹凸部は、略正弦波形状とすることが好ましい。これによれば、第１ステータ磁極と第２ステータ磁極の各出力巻線から、良好なＳＩＮ波信号またはＣＯＳ波信号を得ることができる。【００１４】
また、上記第１凹凸部と第２凹凸部のピッチは相違して形成され、該第１凹凸部のピッチと該第２凹凸部のピッチは、異なる軸倍角に対応して形成することが好ましい。これによれば、ロータに軸倍角の相違した部分を簡単に形成し、第１ステータ磁極と第２ステータ磁極の各出力巻線に特別な巻線形態を施すことなく、第１ステータ磁極と第２ステータ磁極の各出力巻線から軸倍角の相違した２種類の出力信号を出力させ、それらの信号をＲ／Ｄ変換して、比較的簡単に絶対回転角度信号を得ることができる。【００１５】
前記ロータは、回転軸の外周に、合成樹脂製円環部を外嵌させ、該合成樹脂製円環部の外周部に、帯状本体を装着することができる。これによれば、ロータの帯状本体を正確な位置に、簡単に装着することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の回転角度センサによれば、小型化することができるとともに、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回転角度センサの斜視図である。
【図２】Ａ，Ｂは同回転角度センサのロータの斜視図である。
【図３】同ロータの帯状本体の展開図である。
【図４】ステータとロータの関係を示す説明図である。
【図５】回転軸に装着したロータの斜視図である。
【図６】信号処理回路のブロック図である。
【図７】ロータの回転角、センサのＲ／Ｄ変換出力データ値、及び絶対角度データ値の関係を示すグラフである。
【図８】絶対角度θａを算出する際のフローチャートである。
【図９】第２実施形態の回転角度センサの斜視図である。
【図１０】同回転角度センサの縦断面図である。
【図１１】同回転角度センサの断面付き平面図である。
【図１２】第３実施形態のアウタロータ型の回転角度センサの斜視図である。
【図１３】機械角に対する検出角度誤差を示すグラフ図である。
【図１４】Ａは第４実施形態の回転角度センサの縦断面図、Ｂはそのロータ本体の部分斜視図である。
【図１５】Ａは外周面に環状凹部を形成したロータ本体の斜視図、Ｂは内周面に環状凹部を形成したロータ本体の斜視図、Ｃは外周面に環状凸部を形成したロータ本体の斜視図である。
【図１６】ロータの機械角に対する出力電圧信号の波形図である。
【図１７】機械角に対する検出角度誤差を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は第１実施形態の回転角度センサを示している。この回転角度センサは、円環状に配置された複数の第１ステータ磁極１１に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータ３と、円環状に配置された複数の第２ステータ磁極１６に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータ４と、第１ステータ３、第２ステータ４の内側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータ２とを備えて構成される。
【００１９】
ロータ２は、図２に示すように、磁性鋼板の帯状本体３１を、帯状本体３１の厚さ方向をラジアル方向（放射方向）として、円筒状に曲げて形成される。つまり、帯状本体３１の一方の平面を内側に、他方の平面を外側にして、円筒状に丸く折り曲げ、その両側端部を溶接などで連結して筒状に構成される。これにより、帯状本体３１の外周面３１ａがロータ２の外側を向き、その内周面３１ｂがロータ２の内側を向くことになる。図３に示すように、帯状本体３１の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部３２が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部３３が一定のピッチで設けられる。
【００２０】
なお、帯状本体３１の磁性鋼板は、磁界の印加時、ロータ２の回転角度検出に必要な磁束または磁束密度が生じる高透磁率材料の無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、無方向性珪素鋼板、方向性珪素鋼板、及びＦｅ―Ａｌ合金，Ｆｅ−Ｃｏ合金等の鉄合金等を使用することができる。
【００２１】
ここでは、図３に示す如く、帯状本体３１の上部に、第１凹凸部３２として正弦波形状部が形成され、上部に軸倍角「５Ｘ」のロータを形成するように、５個のロータ磁極が凸状に形成される。また、帯状本体３１の下部にも、第２凹凸部３３として正弦波形状部が形成され、下部に軸倍角「６Ｘ」のロータを形成するように、６個のロータ磁極が凸状に形成される。軸倍角は回転角度センサの入力機械角に対する出力電気角の比であり、ｎ×機械角θ１＝電気角θ２の場合、軸倍角は「ｎＸ」で表す。ｎは自然数である。
【００２２】
なお、第１凹凸部３２と第２凹凸部３３の形状は、物理的に正確な正弦波（余弦波）形状のほか、略正弦波形状、矩形パルス形状、鋸歯パルス形状或いは円弧状波形とすることもできる。
【００２３】
また、図３に示すように、各々の凹凸を、一定のピッチＰ１とピッチＰ２で形成し、第１凹凸部３２と第２凹凸部３３は、各々の軸倍角に対応したピッチＰ１，Ｐ２で形成することができる。また、第１凹凸部３２と第２凹凸部３３のピッチＰ１，Ｐ２は、略一定のピッチであればよく、物理的厳密に一定でなくてもかまわない。また、図２Ｂのように、磁性鋼板を２枚或いは３枚以上、複数枚積層して帯状本体３１とすることもできる。
【００２４】
このような帯状本体３１からなるロータ２は、回転軸９に対し、図５に示すように、合成樹脂製円環部３４を介して取り付けられる。円筒状のロータ２は、成形された合成樹脂製円環部３４の外周面に、密着して取り付けることができ、或いは合成樹脂製円環部３４を射出成形する際、ロータ２を成形型内に挿入して、インサート成形することもできる。このため、ロータ２の取付作業は、簡単に行うことができ、且つ正確に位置決めしてロータ２を回転軸９に取り付けることができる。また、外形形状が円筒状のロータ２となるため、ラジアル方向に凸形状とした従来のロータに比して、必然的にロータ２の外形を小型化することができる。
【００２５】
図１、図４に示すように、ステータ１は、円環状の第１ステータ３と第２ステータ４を、回転軸９の軸方向に沿って僅かな間隔で平行に配置し、図示しない固定部に固定して構成される。第１ステータ３の第１ステータ磁極１１と第２ステータ４の第２ステータ磁極１６は、各々、例えば１４極で構成され、１４極からなる第１ステータ磁極１１と第２ステータ磁極１６は、各々、各磁極を等間隔で内側を向いて配設される。
【００２６】
図４に示すように、第１ステータ磁極１１は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア１２を突設し、各磁極の凸状のステータコア１２に対し、各々、ステータ巻線１３を巻装して構成される。同様に、第２ステータ磁極１６は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア１７を突設し、各磁極の凸状のステータコア１７に対し、各々、ステータ巻線１８を巻装して構成される。
【００２７】
各磁極のステータ巻線１３、１８は、各々、相互に位相をずらしたSIN巻線及びCOS巻線からなる検出用の出力巻線と、励磁用の励磁巻線とからなり、第１ステータ磁極１１の各磁極のステータ巻線１３の各端子は、図１に示す如く、ターミナル部から図１の上側に引き出され、第２ステータ磁極１６の各磁極のステータ巻線１８の各端子は、ターミナル部から下側に引き出される。各ステータ巻線１３，１８の励磁巻線は、例えば１０ｋＨｚ程度の交番電流を供給する励磁用電源回路に接続される。ステータ巻線１３，１８の出力巻線のSIN巻線及びCOS巻線は、ロータ２の回転に伴いSIN出力信号、COS出力信号を出力し、それらの出力端子は、図６に示すように、各々、Ｒ／Ｄコンバータ２１，２２の入力側に接続される。
【００２８】
なお、励磁電流・電圧は、通常の回転角度センサで使用される、例えば０．２Ａｒｍｓ、７Ｖｒｍｓ程度の電流・電圧でかまわない。また、ロータ２の帯状本体３１の板厚は、例えば０．５ｍｍ程度と薄くし形成してもよく、この場合でも、角度検出に必要な磁路・磁束密度を、ロータ２に形成することができ、励磁による渦電流損などは角度検出動作に影響せず、通常の回転角度センサで使用される励磁用電源を使用することができる。
【００２９】
図１、図４に示すように、上記第１ステータ３の第１ステータ磁極１１のステータコア１２は、その内側端部がロータ２の第１凹凸部３２に対向する位置に配置され、第２ステータ４の第２ステータ磁極１６のステータコア１７は、その内側端部がロータ２の第２凹凸部３３に対向する位置に配置される。
【００３０】
これにより、ロータ２の回転時、その第１凹凸部３２と第２凹凸部３３が円周方向に移動することに伴い、第１ステータ３の第１ステータ磁極１１のステータコア１２と第１凹凸部３２間のギャップを介した重合面積が、従来のギャップパーミアンスの変化と同様に変化する。また、同様に、第２ステータ４の第２ステータ磁極１６のステータコア１７と第２凹凸部３３間のギャップを介した重合面積が、従来のギャップパーミアンスの変化と同様に変化する。
【００３１】
このような構成により、単一のロータ２のみで、ロータを共通としつつ、軸倍角「５Ｘ」と軸倍角「６Ｘ」の相互に異なる軸倍角の検出信号を出力可能な回転角度センサを構成することが可能となる。これにより、ロータ２は、帯状本体３１を筒状に単純に曲げ形成されて、小型形状となるため、ロータ２の占める占有空間が非常に小さくなり、回転角度センサ全体を小型化することができる。
【００３２】
また、図３に示すように、ロータ２の上側の第１凹凸部３２のピッチＰ１と下側の第２凹凸部３３の凹凸のピッチＰ２が異なる軸倍角で形成されるので、簡単なステータ１の構成に関わらず、第１ステータ磁極１１と第２ステータ磁極１６から得られる２種の軸倍角の出力（検出）信号から、回転軸９の絶対角度位置を検出することができるようになっている。
【００３３】
信号処理回路２０は、図６に示すように、予めメモリ２５に記憶されたプログラムデータに基づき、角度信号の演算処理動作を実行するＣＰＵ２３を主要部として構成され、信号処理回路２０の入力側に、２個のＲ／Ｄコンバータ２１，２２が接続される。各Ｒ／Ｄコンバータ２１，２２は、ステータ巻線１３，１８の出力巻線から送られる、例えば正弦波状の検出信号を、同じ周期の三角波信号に変換し、その三角波信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、出力する。
【００３４】
図７に示す如く、ロータ２の第１凹凸部３２に対向する第１ステータ３から出力される検出信号は、例えば軸倍角「５Ｘ」の角度信号θ２となり、第２凹凸部３３に対向する第２ステータ４から出力される検出信号は、例えば軸倍角「６Ｘ」の角度信号θ１となり、これらの２種の検出信号（角度信号）から、ロータ２つまり回転軸９の絶対角度θａが算出される。
【００３５】
つまり、信号処理回路２０のＣＰＵ２３は、図８に示す如く、第２ステータ４から出力される軸倍角「６Ｘ」の角度信号θ１と、第１ステータ３から出力される軸倍角「５Ｘ」の角度信号θ２の関係から、ロータ２つまり回転軸９の絶対角度θａを算出する。信号処理回路２０のＣＰＵ２３は、図６に示すように、算出された絶対角度のデータ等をメモリ２５に格納し、入出力回路２４を通して外部に出力する。
【００３６】
次に、上記構成の回転角度センサの動作を、図７、図８を参照して説明する。回転軸９の回転時、第１ステータ３の第１ステータ磁極１１と第２ステータ４の第２ステータ磁極１６に、交番励磁電流が供給され、各第１ステータ磁極１１、第２ステータ磁極１６には交番磁界が発生する。
【００３７】
このとき、回転軸９とともに回転するロータ２の、上縁部に形成される軸倍角「５Ｘ」の第１凹凸部３２の部分が、第１ステータ３の各第１ステータ磁極１１を通過し、下縁部に形成される軸倍角「６Ｘ」の第２凹凸部３３の部分が、第２ステータ磁極１６を通過する。このとき、第１ステータ３の各第１ステータ磁極１１によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の上部の第１凹凸部３２の影響を受け、第２ステータ４の各第２ステータ磁極１６によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の下部の第２凹凸部３３の影響を受ける。
【００３８】
このため、第１ステータ３の第１ステータ磁極１１の出力巻線から、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を示す角度信号が出力され、第２ステータ磁極１６の出力巻線から、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１を示す角度信号が出力される。これらの検出角度θ１、θ２を示す角度信号は、Ｒ／Ｄコンバータ２１，２２に送られ、Ｒ／Ｄコンバータ２１，２２は、それらの角度信号を三角波信号に変換し、さらにサンプリングを行ってデジタル信号に変換し、信号処理回路２０に出力する。
【００３９】
図８に示すように、ＣＰＵ２３は、先ず、ステップ１００で、Ｒ／Ｄコンバータ２１，２２から送られる、第１ステータ磁極１１の軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を示す角度データ信号を取り込み、ステップ１１０で、第２ステータ磁極１６の軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１を示す角度データ信号を取り込む。
【００４０】
次に、ＣＰＵ２３は、ステップ１２０で、取り込んだ軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１が、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２以上であるか否かを判定し、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１が、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２以上である場合、ステップ１３０に進み、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１から軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を減算し、ロータ２の絶対角度θａを算出する。
【００４１】
一方、ＣＰＵ２３は、ステップ１２０で、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１が、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２より小さいと判定した場合、ステップ１４０に進み、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１から軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を減算した値に、３６０度を加算して、ロータ２の絶対角度θａを算出する。
【００４２】
このように、第１ステータ３の第１ステータ磁極１１と第２ステータ４の第２ステータ磁極１６の各出力巻線から軸倍角の相違した２種類の出力信号を出力させ、それらの信号をＲ／Ｄ変換して、比較的簡単にロータ２の絶対角度を得ることができる。
【００４３】
図１３は、上記構成の回転角度センサを試作し性能試験を行った際の、ロータ２の回転角（機械角）に対する検出角度の誤差を示している。この図１３に示すように、検出角度誤差は、各機械角に対し第１凹凸部３２と第２凹凸部３３に応じて周期的に変化するものの、誤差範囲は実際の使用に際し問題のない範囲である。
【００４４】
なお、上記実施形態では、ロータ２の一方の縁部に、軸倍角「５Ｘ」に対応した第１凹凸部３２を形成し、他方の縁部に、ピッチの異なる軸倍角「６Ｘ」に対応した第２凹凸部３３を形成し、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２と軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１からロータ２の絶対角度θａを検出するように構成したが、ロータの両方の縁部に、同じ軸倍角の凹凸部つまり同じピッチの凹凸部を形成することもできる。
【００４５】
ロータの両方の縁部に、同じ軸倍角の凹凸部つまり同じピッチの凹凸部を形成した場合、第１ステータの第１ステータ磁極と第２ステータの第２ステータ磁極から同じ角度検出信号が出力される。したがって、ロータの両方の縁部に、同じ軸倍角の凹凸部つまり同じピッチの凹凸部を形成し、一方のステータが故障したような場合、他方のステータのステータ磁極から出力される角度検出信号を使用することにより、回転角度センサに冗長機能を持たせて使用することができる。
【００４６】
図９〜図１１は、第２実施形態の回転角度センサを示している。この回転角度センサは、図９に示すように、上記実施形態と同様のロータ２及び第２ステータ４を有し、ロータ２の外側に、ギャップを介して第２ステータ４が配置される。一方、第１ステータ４０はロータ２の内側に配置される。上記実施形態と同じ部分について、上記と同じ符号を図９〜図１１に付してその説明は省略する。
【００４７】
この実施形態の回転角度センサは、第１ステータ４０の外側にロータ２が配設されるアウタロータ型であり、且つ第２ステータ４の内側にロータ２が配設されるインナロータ型でもある。図１０に示すように、固定部材であるケーシング３８の内側に、軸受３７を介して回転軸９が回転自在に支持され、ロータ２の帯状本体３１の上縁部に第１凹凸部３２が設けられ、その下縁部に第２凹凸部３３が設けられる。円筒状のロータ２は、回転軸９の大径部の角部近傍に、合成樹脂製円環部３５を介して取り付けられ、回転する。
【００４８】
図１０に示す如く、ステータの第２ステータ４は、ロータ２の外側でギャップを介して、ケーシング３８の内側に固定され、第２ステータ４の第２ステータ磁極１６は、ロータ２の下縁部に設けた第２凹凸部３３に対向して、配置される。一方、第１ステータ４０は、ロータ２の内側に配設され、ケーシング３８から内側に延設された固定部材に、固定される。第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１は、ロータ２の上縁部の第１凹凸部３２の内側にギャップを介して対向し、配置される。また、ロータ２の上縁部の外側に、合成樹脂製円環部３６が取り付けられ、ロータ２は回転軸９上で安定して保持される。
【００４９】
第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１は、例えば１２極で構成され、１２極からなる第１ステータ磁極４１は、各々、各磁極を等間隔で外側のロータ２側を向いて配設される。第１ステータ磁極４１は、円環状のステータヨークの外側に、各磁極のステータコアを突設し、各磁極の凸状のステータコアに対し、各々、ステータ巻線を巻装して構成される。
【００５０】
回転角度センサの動作は、上記実施形態と同様であり、回転軸９の回転時、第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１と第２ステータ４２の第２ステータ磁極１６に、交番励磁電流が供給され、各第１ステータ磁極４１、第２ステータ磁極１６には交番磁界が発生する。
【００５１】
このとき、回転軸９とともに回転するロータ２の、上縁部に形成される軸倍角「５Ｘ」の第１凹凸部３２の部分が、第１ステータ４０の各第１ステータ磁極４１を通過し、下縁部に形成される軸倍角「６Ｘ」の第２凹凸部３３の部分が、第２ステータ磁極１６を通過する。このとき、第１ステータ４０の各第１ステータ磁極４１によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の上部の第１凹凸部３２の影響を受け、第２ステータ４の各第２ステータ磁極１６によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の下部の第２凹凸部３３の影響を受ける。
【００５２】
このため、第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１の出力巻線から、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を示す角度信号が出力され、第２ステータ磁極１６の出力巻線から、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１を示す角度信号が出力される。
【００５３】
図１２は、第３実施形態のアウタロータ型の回転角度センサを示している。この回転角度センサは、ステータの外側にロータ２を有し、ロータ２の内側に、第１ステータ４０が配置され、第１ステータ４０の下側に、第２ステータ４２が配置される。図示は省略されているが、第１ステータ４０及び第２ステータ４２は固定部材に固定され、ロータ２は、第１ステータ４０及び第２ステータ４２の外側を覆うようにカップ状の回転部材を回転可能に配置し、その回転部材の内側にロータ２を保持させて構成される。
【００５４】
ロータ２は、図１０で示した例と同様に、回転軸の一部に大径部を設け、大径部の上縁部に合成樹脂製のカップ状部を固着し、カップ状部に帯状本体３１を固定して構成される。円筒状のロータ２の帯状本体３１の上縁部に、第１凹凸部３２が設けられ、その下縁部に第２凹凸部３３が設けられる。ロータ２の回転軸はケーシングの内側に軸受を介して回転可能に支持され、ケーシングの内側に設けた固定部材に、第１ステータ４０及び第２ステータ４２が固定される。図１２に示すように、第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１が帯状本体３１の第１凹凸部３２と対向し、第２ステータ４２の第２ステータ磁極４３が第２凹凸部３３と対向して配置される。
【００５５】
つまり、第１ステータ磁極４１は、ロータ２の上縁部の第１凹凸部３２の内側にギャップを介して対向し、配置され、第２ステータ４２は、第１ステータ４０の下側でロータ２の内側にギャップを介して配置され、第２ステータ４２の第２ステータ磁極４３は、ロータ２の下縁部に設けた第２凹凸部３３に対向して、配置される。
【００５６】
第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１は、例えば１２極で構成され、１２極からなる第１ステータ磁極４１は、各々、各磁極を等間隔で外側のロータ２側を向いて配設される。第１ステータ磁極４１は、円環状のステータヨークの外側に、各磁極のステータコアを突設し、各磁極の凸状のステータコアに対し、各々、ステータ巻線を巻装して構成される。
【００５７】
同様に、第２ステータ４２の第２ステータ磁極４３も、例えば１２極で構成され、１２極からなる第２ステータ磁極４３は、各々、各磁極を等間隔で外側のロータ２側を向いて配設される。第２ステータ磁極４３は、円環状のステータヨークの外側に、各磁極のステータコアを突設し、各磁極の凸状のステータコアに対し、各々、ステータ巻線を巻装して構成される。
【００５８】
回転角度センサの動作は、上記実施形態と同様であり、ロータ２の回転時、第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１と第２ステータ４２の第２ステータ磁極４３に、交番励磁電流が供給され、各第１ステータ磁極４１、第２ステータ磁極４３には交番磁界が発生する。
【００５９】
このとき、回転するロータ２の、上縁部に形成される軸倍角「５Ｘ」の第１凹凸部３２の部分が、第１ステータ４０の各第１ステータ磁極４１を通過し、下縁部に形成される軸倍角「６Ｘ」の第２凹凸部３３の部分が、第２ステータ磁極４３を通過する。このとき、第１ステータ４０の各第１ステータ磁極４１によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の上部の第１凹凸部３２の影響を受け、第２ステータ４２の各第２ステータ磁極４３によって発生する磁束が、そこに対向するロータ２の下部の第２凹凸部３３の影響を受ける。
【００６０】
このため、第１ステータ４０の第１ステータ磁極４１の出力巻線から、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を示す角度信号が出力され、第２ステータ磁極４３の出力巻線から、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１を示す角度信号が出力される。
【００６１】
図１４〜図１７は第４実施形態の回転角度センサを示している。この回転角度センサは、図１４に示す如く、円環状に配置された複数の第１ステータ磁極６１に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第１ステータ５３と、円環状に配置された複数の第２ステータ磁極６６に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第２ステータ５４と、円環状に配置された複数の第３ステータ磁極７１に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第３ステータ５５と、円環状に配置された複数の第４ステータ磁極７６に、励磁巻線と出力巻線を巻装した第４ステータ５６と、第１ステータ５３及び第２ステータ５４の内側で、第３ステータ５５及び第４ステータ５６の外側に、ギャップを介して回転可能に配置されたロータ５２と、を備えて構成される。
【００６２】
図１４Ａに示す如く、ロータ５２の外周側に第１ステータ５３と第２ステータ５４が配置され、ロータ５２の内周側に同様の第３ステータ５５と第４ステータ５６が配置される。ロータ本体５７の外周面と内周面には、第１環状凹部１０１と第２環状凹部１１１が設けられる。第１環状凹部１０１の一方の縁部に第１凹凸部１０２が設けられ、他方の縁部に第２凹凸部１０３が設けられる。
【００６３】
さらに、第２環状凹部１１１の一方の縁部に第１凹凸部１１２が設けられ、他方の縁部に第２凹凸部１１３が設けられる。第１環状凹部１０１の第１凹凸部１０２は、第２環状凹部１１１の第１凹凸部１１２と同じピッチ、第１環状凹部１０１の第２凹凸部１０３は、第２環状凹部１１１の第２凹凸部１１３と同じピッチで形成される。
【００６４】
このような構成の回転角度センサでは、第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１と第３ステータ５５の第３ステータ磁極７１から同じ角度検出信号を出力することができ、第２ステータ５４の第２ステータ磁極６６と第４ステータ５６の第４ステータ磁極７６から同じ角度検出信号を出力することができる。
【００６５】
このため、実際の回転角度センサの使用に際し、第１ステータ５３と第２ステータ５４或いは第３ステータ５５と第４ステータ５６の何れか一方のみを使用する。これにより、一方のステータが故障したような場合、他方のステータのステータ磁極から出力される角度検出信号を使用することにより、回転角度センサに冗長機能を持たせることができる。
【００６６】
ロータ５２は、図１４Ｂに示すように、磁性鋼材を円筒型に成形して形成されたロータ本体５７の外周面に、周方向に連続して均一な深さの第１環状凹部１０１が形成される。またその内周面に、周方向に連続して均一な深さの第２環状凹部１１１が形成される。第１環状凹部１０１及び第２環状凹部１１１の深さは、例えば約０．５ｍｍ程度である。
【００６７】
図１４Ｂに示すように、ロータ本体５７の外周面に設けた第１環状凹部１０１の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部１０２が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部１０３が一定のピッチで設けられる。同様に、ロータ本体５７の内周面に設けた第２環状凹部１１１の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部１１２が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部１１３が一定のピッチで設けられる。第１環状凹部１０１の第１凹凸部１０２のピッチと第２環状凹部１１１の第１凹凸部１１２のピッチは同一、第１環状凹部１０１の第２凹凸部１０３のピッチと第２環状凹部１１１の第２凹凸部１１３のピッチは同一である。
【００６８】
ロータ本体５７を含むロータ５２の磁性鋼材は、磁界の印加時、ロータ５２の回転角度検出に必要な磁束または磁束密度が生じる高透磁率材料の無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、無方向性珪素鋼板、方向性珪素鋼板、及びＦｅ―Ａｌ合金，Ｆｅ−Ｃｏ合金等の鉄合金等が使用される。
【００６９】
図１４Ｂに示す如く、第１環状凹部１０１の上部に、第１凹凸部１０２として、例えば、正弦波形状部が形成され、上部に軸倍角「５Ｘ」のロータを形成するように、５個のロータ磁極が凸状に形成される。また、第１環状凹部１０１の下部に、第２凹凸部１０３として正弦波形状部が形成され、下部に軸倍角「６Ｘ」のロータを形成するように、６個のロータ磁極が凸状に形成される。
【００７０】
同様に、第２環状凹部１１１の上部に、第１凹凸部１１２として、例えば、正弦波形状部が形成され、上部に軸倍角「５Ｘ」のロータを形成するように、５個のロータ磁極が凸状に形成される。また、第２環状凹部１１１の下部に、第２凹凸部１１３として正弦波形状部が形成され、下部に軸倍角「６Ｘ」のロータを形成するように、６個のロータ磁極が凸状に形成される。
【００７１】
第１凹凸部１０２、１１２と第２凹凸部１０３、１１３の形状は、物理的に正確な正弦波（余弦波）形状のほか、略正弦波形状、矩形パルス形状、鋸歯パルス形状或いは円弧状波形とすることもできる。
【００７２】
このような、第１環状凹部１０１、第２環状凹部１１１をロータ本体５７に設けたロータ５２は、回転軸６９の一部に形成され、或いは回転軸６９の外周部に固定される。第１環状凹部１０１及び第２環状凹部１１１は、切削加工、エッチング、鍛造、或いは鋳造などにより、ロータ本体５７の外周面或いは内周面に形成することができる。
【００７３】
なお、冗長機能を設けない回転角度センサの場合、ロータ本体５７に代えて、図１５Ａに示す如く、ロータ本体５８の外周面にのみ、環状凹部８１を形成したロータ本体５８を使用することができる。この場合、上記と同様に、環状凹部８１の一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部８２が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部８３が一定のピッチで設けられる。また、同様に、図１５Ｂに示す如く、ロータ本体５９の内周面にのみ、環状凹部８４を形成したロータ本体５９を使用することができる。この場合、上記と同様に、一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部８５が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部８６が一定のピッチで設けられる。
【００７４】
さらに、図１５Ｃに示すように、ロータ本体５７に代えて、ロータ本体６０の外周面に、環状凸部８７を形成したロータ本体６０を使用することができる。この場合、環状凸部８７は、例えば、厚さ約０．５ｍｍ程度の凸部として、ロータ本体６０の外周方向に、一定の厚さを有して連続して形成される。この環状凸部８７には、上記と同様に、一方の円弧状の縁部に、第１凹凸部８８が一定のピッチで設けられ、他方の円弧状の縁部に、第２凹凸部８９が一定のピッチで設けられる。また、このような環状凸部は、図１５Ｂと同様に、ロータ本体の内周面に形成することもできる。
【００７５】
図１４Ａに示すように、ステータ５１は、円環状の第１ステータ５３と第２ステータ５４を、ロータ５２の外周側に配置し、第３ステータ５５と第４ステータ５６を、ロータ５２の内周側に配置して構成される。第１ステータ５３と第２ステータ５４及び第３ステータ５５と第４ステータ５６は、各々、回転軸６９の軸方向に沿って僅かな間隔で平行に配置し、固定部５１ａに固定される。
【００７６】
第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１と第２ステータ５４の第２ステータ磁極６６は、各々、例えば１４極で構成され、１４極からなる第１ステータ磁極６１と第２ステータ磁極６６は、各々、各磁極を円周方向に等間隔で内側を向いて配置し、ロータ本体５７の第１環状凹部１０１に対し僅かな隙間を介して対向し配設される。第３ステータ５５の第３ステータ磁極７１と第４ステータ５６の第４ステータ磁極７６の構成も、上記と同様である。
【００７７】
図１４Ａに示すように、第１ステータ磁極６１は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア６２を突設し、各磁極の凸状のステータコア６２に対し、各々、ステータ巻線６３を巻装して構成される。同様に、第２ステータ磁極６６は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア６７を突設し、各磁極の凸状のステータコア６７に対し、各々、ステータ巻線６８を巻装して構成される。
【００７８】
各磁極のステータ巻線６３、６８は、各々、相互に位相をずらしたSIN巻線及びCOS巻線からなる検出用の出力巻線と、励磁用の励磁巻線とからなり、第１ステータ磁極６１の各磁極のステータ巻線６３の各端子は、各々、ターミナル部から引き出される。各ステータ巻線６３，６８の励磁巻線は、例えば１０ｋＨｚ程度の交番電流を供給する励磁用電源回路に接続される。ステータ巻線６３，６８の出力巻線のSIN巻線及びCOS巻線は、ロータ５２の回転に伴いSIN出力信号、COS出力信号を出力し、それらの出力端子は、各々、Ｒ／Ｄコンバータの入力側に接続される。
【００７９】
同様に、第３ステータ５５の第３ステータ磁極７１と第４ステータ５６の第４ステータ磁極７６は、各々、例えば１４極で構成され、１４極からなる第３ステータ磁極７１と第４ステータ磁極７６は、各々、各磁極を等間隔で外側を向いて配設される。ロータ本体５７の内側に配置される第３ステータ５５の第３ステータ磁極７１と第４ステータ５６の第４ステータ磁極７６は、例えば、故障時の予備として使用される。
【００８０】
図１４Ａに示すように、第３ステータ磁極７１は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア７２を突設し、各磁極の凸状のステータコア７２に対し、各々、ステータ巻線７３を巻装して構成される。同様に、第４ステータ磁極７６は、円環状のステータヨークの内側に、各磁極のステータコア７７を突設し、各磁極の凸状のステータコア７７に対し、各々、ステータ巻線７８を巻装して構成される。
【００８１】
各磁極のステータ巻線７３、７８は、各々、相互に位相をずらしたSIN巻線及びCOS巻線からなる検出用の出力巻線と、励磁用の励磁巻線とからなり、第３ステータ磁極７１の各磁極のステータ巻線７３の各端子は、各々、ターミナル部から引き出される。各ステータ巻線７３，７８の励磁巻線は、例えば１０ｋＨｚ程度の交番電流を供給する励磁用電源回路に接続される。ステータ巻線７３，７８の出力巻線のSIN巻線及びCOS巻線は、ロータ５２の回転に伴いSIN出力信号、COS出力信号を出力し、それらの出力端子は、各々、Ｒ／Ｄコンバータの入力側に接続される。
【００８２】
図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１のステータコア６２は、その内側端部がロータ５２の第１凹凸部１０２に対向する位置に配置され、第２ステータ５４の第２ステータ磁極６６のステータコア７７は、その内側端部がロータ５２の第２凹凸部１０３に対向する位置に配置される。
【００８３】
これにより、ロータ５２の回転時、その第１凹凸部１０２と第２凹凸部１０３が円周方向に移動することに伴い、第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１のステータコア６２と第１凹凸部１０２間のギャップを介した重合面積が、従来のギャップパーミアンスの変化と同様に変化する。また、同様に、第２ステータ５４の第２ステータ磁極６６のステータコア６７と第２凹凸部１０３間のギャップを介した重合面積が、従来のギャップパーミアンスの変化と同様に変化する。
【００８４】
このような構成により、単一のロータ５２のみで、ロータを共通としつつ、軸倍角「５Ｘ」と軸倍角「６Ｘ」の相互に異なる軸倍角の検出信号を出力可能な回転角度センサを構成することが可能となる。
【００８５】
第３ステータ５５と第４ステータ５６は、上記のように、第１ステータ５３、第２ステータ５４と同様に構成され、第３ステータ５５の第３ステータ磁極７１のステータコア７２は、その外側端部がロータ５２の第２環状凹部１１１の第１凹凸部１１２に対向する位置に配置される。第４ステータ５６の第４ステータ磁極７６のステータコア７７は、その外側端部がロータ５２の第２凹凸部１１３に対向する位置に配置され、第３ステータ５５と第４ステータ５６は、故障時などの予備として設置される。これにより、ロータ５２は、冗長機能を回転角度センサに設けた場合でも、従来に比して、ロータ５２の占める占有空間が非常に小さくなり、回転角度センサ全体を小型化することができる。
【００８６】
次に、上記構成の回転角度センサの動作を説明すると、回転軸６９及びロータ５２の回転時、第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１と第２ステータ５４の第２ステータ磁極６６に、交番励磁電流が供給され、各第１ステータ磁極６１、第２ステータ磁極６６には交番磁界が発生する。
【００８７】
このとき、ロータ本体５７の第１環状凹部１０１の上縁部に形成される、軸倍角「５Ｘ」の第１凹凸部１０２の部分が、第１ステータ５３の各第１ステータ磁極６１を通過し、下縁部に形成される軸倍角「６Ｘ」の第２凹凸部１０３の部分が、第２ステータ磁極６６を通過する。このとき、第１ステータ５３の各第１ステータ磁極６１によって発生する磁束が、そこに対向するロータ本体５７の第１環状凹部１０１の、上部の第１凹凸部１０２の影響を受け、第２ステータ５４の各第２ステータ磁極６６によって発生する磁束が、そこに対向する第１環状凹部１０１の下部の第２凹凸部１０３の影響を受ける。
【００８８】
このため、ロータ５２の回転に伴い、第１ステータ５３の第１ステータ磁極６１の出力巻線、つまりそのSIN巻線及びCOS巻線から、軸倍角「５Ｘ」の検出角度θ２を示す角度信号が出力され、第２ステータ磁極６６のSIN巻線及びCOS巻線から、軸倍角「６Ｘ」の検出角度θ１を示す出力電圧信号が出力される。このとき出力される出力電圧信号は、図１６に示す如く、ロータ５２の機械角に対応した、SIN出力電圧信号及びCOS出力電圧信号が、有効な検出信号として出力される。
【００８９】
これらの検出角度θ１、θ２を示す角度信号は、Ｒ／Ｄコンバータに送られ、Ｒ／Ｄコンバータは、上記第１実施形態と同様に、それらの角度信号を三角波信号に変換し、さらにサンプリングを行ってデジタル信号に変換し、信号処理回路に当該信号を出力する。そして、信号処理回路は、上記実施形態１と同様に、検出角度θ１、θ２に応じて、ロータ５２の絶対角度を算出する。
【００９０】
図１７は、上記第４実施形態の回転角度センサを試作し性能試験を行った際の、ロータ５２の回転角（機械角）に対する検出角度の誤差を示している。この図１７に示すように、検出角度誤差はロータの機械角に対応して周期的に変化するものの、誤差範囲は実際の使用に際し問題のない範囲である。
【符号の説明】
【００９１】
１      ステータ
２      ロータ
３      第１ステータ
４      第２ステータ
９      回転軸
１１    第１ステータ磁極
１２    ステータコア
１３    ステータ巻線
１６    第２ステータ磁極
１７    ステータコア
１８    ステータ巻線
２０    信号処理回路
２１    Ｒ／Ｄコンバータ
２３    ＣＰＵ
２４    入出力回路
２５    メモリ
３１    帯状本体
３１ａ  外周面
３１ｂ  内周面
３２    第１凹凸部
３３    第２凹凸部
３４    合成樹脂製円環部
３５    合成樹脂製円環部
３６    合成樹脂製円環部
３７    軸受
３８    ケーシング
４０    第１ステータ
４１    第１ステータ磁極
４２    第２ステータ
４３    第２ステータ磁極
【図１】
2019123836.tif 000003
【図２】
2019123836.tif 000004
【図３】
2019123836.tif 000005
【図４】
2019123836.tif 000006
【図５】
2019123836.tif 000007
【図６】
2019123836.tif 000008
【図７】
2019123836.tif 000009
【図８】
2019123836.tif 000010
【図９】
2019123836.tif 000011
【図１０】
2019123836.tif 000012
【図１１】
2019123836.tif 000013
【図１２】
2019123836.tif 000014
【図１３】
2019123836.tif 000015
【図１４】
2019123836.tif 000016
【図１５】
2019123836.tif 000017
【図１６】
2019123836.tif 000018
【図１７】
2019123836.tif 000019
【国際調査報告】
2019123836.tif 000020
2019123836.tif 000021