(57)【要約】  本発明に係る角度検出装置は、磁性材料からなる環状の平板の内周側に形成され折り曲げ加工により起こされた複数の突極部を有し、各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータ（２００）と、磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータ（３００）とを含む。  本発明に係る角度検出装置によれば、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させることができるようになる。
2009157307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる環状の平板の内周側に形成され折り曲げ加工により起こされた複数の突極部を有し、各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータと、
磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータとを含むことを特徴とする角度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記折り曲げ加工後の前記ステータの最小内径が、前記各突極部における内径であることを特徴とする角度検出装置。
【請求項３】
磁性材料からなる環状の平板の外周側に形成され折り曲げ加工により起こされた複数の突極部を有し、各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータと、
磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータとを含むことを特徴とする角度検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記折り曲げ加工後の前記ステータの最大外径が、前記各突極部における外径であることを特徴とする角度検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられることを特徴とする角度検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記ステータの材質は、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃであることを特徴とする角度検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記ステータに対する前記ロータの回転角に応じた前記巻線部材からの出力信号に対応したデジタル信号を出力する変換器を含むことを特徴とする角度検出装置。
【請求項８】
磁性材料からなる環状の平板の内周側に形成されたステータの複数の突極部を平板面に対して起こすように折り曲げ加工する折り曲げ工程と、
前記複数の突極部の各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、
磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能なロータを取り付けるロータ取り付け工程とを含むことを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記折り曲げ工程は、
前記折り曲げ加工後の前記ステータの最小内径が、前記各突極部における内径となるように折り曲げ加工することを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【請求項１０】
磁性材料からなる環状の平板の外周側に形成されたステータの複数の突極部を平板面に対して起こすように折り曲げ加工する折り曲げ工程と、
前記複数の突極部の各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、
磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能なロータを取り付けるロータ取り付け工程とを含むことを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記折り曲げ工程は、
前記折り曲げ加工後の前記ステータの最大外径が、前記各突極部における外径となるように折り曲げ加工することを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかにおいて、
前記ステータの各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられることを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
前記ステータの材質は、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃであることを特徴とする角度検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のレゾルバは、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータの回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角度に応じた出力信号を出力する。【０００３】
図２８は、従来のレゾルバを説明するために示す図である。図２８（ａ）は従来のレゾルバの構造を示す図であり、図２８（ｂ）は従来のレゾルバの各スロットにおける巻線構造を説明するために示す図である。【０００４】
従来のレゾルバ１０は、図２８（ａ）に示すように、１相の励磁巻線１４及び２相の検出巻線（ＳＩＮ検出巻線１６及びＣＯＳ検出巻線１７（図２８（ａ）では図示せず。））が突極１３に巻回されたステータ１１と、ステータ１１に対して回転自在に設けられたロータ１５とを備える可変リラクタンス型のレゾルバである。ロータ１５は、鉄心のみで巻線を有しない偏心ロータであり、ロータ１５とステータ１１との間のギャップパーミアンスが回転角度θに対して正弦波状に変化する。このため、従来のレゾルバ１０によれば、図２８（ｂ）に示すように、上記したギャップパーミアンスを測定することにより回転角度を高精度で検出することができる。【０００５】
また、従来のレゾルバ１０においては、２相の検出巻線（ＳＩＮ検出巻線１６及びＣＯＳ検出巻線１７）が各スロット１２に１スロットピッチ（スロット飛びを伴うことなく、各スロットに順次巻線を入れる状態）で巻回されており（図２８（ａ）では図示せず。）、さらに、図２８（ｂ）に示すように、その誘起電圧分布が各々正弦波分布となるように分布巻き（その巻線の巻き数（量）も正弦波分布状となる。）されている。【０００６】
このため、従来のレゾルバ１０によれば、出力電圧に含まれている低次から高次にわたる高周波次数を低減させることにより、回転角度の検出精度を向上することができる。【０００７】
ところが、従来のレゾルバ１０は、図２８（ａ）に示す構造を有しているため、励磁巻線及び検出巻線を突極に巻回することが困難となり、例えば自動巻線機の構造が複雑になる。そこで、例えば特許文献１及び特許文献２では、ステータ側に設けたボビンに励磁巻線及び検出巻線を設けたり、ステータ側に励磁巻線及び検出巻線を多層プリント基板に印刷して設けたりする一方で、突極及びロータを金属板等で形成するようにした角度検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９２１１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９２１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された角度検出装置では、部品点数が多く、角度検出装置の製造コストの低減や信頼性の向上が困難になるという問題があった。また、特許文献１及び特許文献２に開示された角度検出装置では、ステータのヨークを切り起こして形成する等によって、ステータの内径側に突起が存在してしまい、ステータ間の磁気効率の向上を図れず、検出精度をより一層向上させることが困難であった。【００１０】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減して低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させる角度検出装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、磁性材料からなる環状の平板の内周側に形成され折り曲げ加工により起こされた複数の突極部を有し、各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータと、磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータとを含む角度検出装置に関係する。【００１２】
本発明によれば、平板に形成された複数の突極部を有するステータを折り曲げて該複数の突極部を起こし、回転軸回りの回転により各突極部の外周側の面とロータの内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータに対して回転可能にロータを設けたので、検出精度を低下させることなく、部品点数を大幅に削減し、低コスト化及び信頼性を向上させる角度検出装置を提供できるようになる。【００１３】
また本発明に係る角度検出装置では、前記折り曲げ加工後の前記ステータの最小内径が、前記各突極部における内径であってもよい。【００１４】
本発明によれば、ステータの内径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、角度検出装置の変圧比を増大させることができるようになる。【００１５】
また本発明は、磁性材料からなる環状の平板の外周側に形成され折り曲げ加工により起こされた複数の突極部を有し、各突極部を巻線磁芯として励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられたステータと、磁性材料からなり、回転軸回りの回転により前記各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータとを含む角度検出装置に関係する。【００１６】
本発明によれば、平板に形成された複数の突極部を有するステータを折り曲げて該複数の突極部を起こし、回転軸回りの回転により各突極部の内周側の面とロータの外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータに対して回転可能にロータを設けたので、検出精度を低下させることなく、部品点数を大幅に削減し、低コスト化及び信頼性を向上させる角度検出装置を提供できるようになる。【００１７】
また本発明に係る角度検出装置では、前記折り曲げ加工後の前記ステータの最大外径が、前記各突極部における外径であってもよい。【００１８】
本発明によれば、ステータの外径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、角度検出装置の変圧比を増大させることができるようになる。【００１９】
また本発明に係る角度検出装置では、各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられてもよい。【００２０】
本発明によれば、巻線部材が設けられる突極部の先端形状をＴ字型形状とすることで、ロータのスラスト方向ずれに対して磁気効率の変動を低減できるようになる。これにより、巻線部材近傍の磁束変化の影響を低減し、ステータに対するロータの回転角度の検出精度を向上させることができるようになる。また、突極部の先端形状としてＴ字型形状を採用することで、突極部の数を増加させた場合でも巻線磁芯を通る磁束の減少を抑えることができるので、検出精度の低下を抑えることができるようになる。【００２１】
また本発明に係る角度検出装置では、前記ステータの材質は、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃであってもよい。【００２２】
本発明によれば、曲げによる加工精度や信頼性を維持しやすいＳＰＣＣやＳ４５Ｃをステータの材質として採用することで、安価な材料でステータを用意し、低コスト且つ信頼性の高い角度検出装置を提供できるようになる。【００２３】
また本発明に係る角度検出装置では、前記ステータに対する前記ロータの回転角に応じた前記巻線部材からの出力信号に対応したデジタル信号を出力する変換器を含むことができる。【００２４】
本発明によれば、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させ、ロータの回転角度に応じたデジタル信号を出力する角度検出装置を提供できるようになる。【００２５】
また本発明は、磁性材料からなる環状の平板の内周側に形成されたステータの複数の突極部を平板面に対して起こすように折り曲げ加工する折り曲げ工程と、前記複数の突極部の各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能なロータを取り付けるロータ取り付け工程とを含む角度検出装置の製造方法に関係する。【００２６】
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記折り曲げ工程は、前記折り曲げ加工後の前記ステータの最小内径が、前記各突極部における内径となるように折り曲げ加工することができる。【００２７】
また本発明は、磁性材料からなる環状の平板の外周側に形成されたステータの複数の突極部を平板面に対して起こすように折り曲げ加工する折り曲げ工程と、前記複数の突極部の各突極部を巻線磁芯として、各突極部に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材を巻装する巻線部材取り付け工程と、磁性材料からなり回転軸回りの回転により前記各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能なロータを取り付けるロータ取り付け工程とを含む角度検出装置の製造方法に関係する。【００２８】
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記折り曲げ工程は、前記折り曲げ加工後の前記ステータの最大外径が、前記各突極部における外径となるように折り曲げ加工することができる。【００２９】
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記ステータの各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に前記励磁用の巻線部材及び前記検出用の巻線部材が設けられてもよい。【００３０】
また本発明に係る角度検出装置の製造方法では、前記ステータの材質は、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃであってもよい。【００３１】
上記のいずれかの発明によれば、部品点数を削減して低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、検出精度をより一層向上させる角度検出装置を、低コストで製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る実施形態１におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図２】図２（ａ）は実施形態１におけるステータの突極部に設けられる励磁用の巻線部材の説明図。図２（ｂ）は実施形態１におけるステータの突極部に設けられる検出用の巻線部材の説明図。
【図３】図１のレゾルバの上面図。
【図４】ステータの材質の磁化特性の説明図。
【図５】実施形態１における突極部の形状を模式的に表した説明図。
【図６】実施形態１におけるステータの上面図。
【図７】実施形態１におけるレゾルバの製造方法の一例のフロー図。
【図８】折り曲げプレス加工前の実施形態１におけるステータの斜視図。
【図９】折り曲げプレス加工後の実施形態１におけるステータの斜視図。
【図１０】巻線部材取り付け工程後の実施形態１におけるステータの斜視図。
【図１１】実施形態１におけるロータ取り付け工程の説明図。
【図１２】実施形態１における角度検出システムの構成例の機能ブロック図。
【図１３】図１２のＲ／Ｄ変換器の機能ブロック図。
【図１４】実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバを構成するステータの構成例の斜視図。
【図１５】実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図１６】実施形態１の第２の変形例におけるステータの構成例の斜視図。
【図１７】実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図１８】実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバを構成するステータの構成例の斜視図。
【図１９】実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図２０】本発明に係る実施形態２におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図２１】実施形態２におけるステータの上面図。
【図２２】折り曲げプレス加工前の実施形態２におけるステータの斜視図。
【図２３】折り曲げプレス加工後の実施形態２におけるステータの斜視図。
【図２４】巻線部材取り付け工程後の実施形態２におけるステータの斜視図。
【図２５】実施形態２におけるロータ取り付け工程の説明図。
【図２６】実施形態２の第１の変形例におけるステータの構成例の斜視図。
【図２７】実施形態２の第１の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図。
【図２８】図２８（ａ）は従来のレゾルバの構造を示す図。図２８（ｂ）は従来のレゾルバの各スロットにおける巻線構造の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３４】
以下では、本発明に係る角度検出装置として、レゾルバを例に説明するが、本発明はレゾルバに限定されるものではない。
【００３５】
〔実施形態１〕
図１は、本発明に係る実施形態１におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図１において、配線の図示を省略している。なお、図１では、１０個の突極部を有し、１相励磁２相出力型のレゾルバを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
実施形態１におけるレゾルバ１００は、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置である。即ち、平面視において環状体（ロータ又はステータ）の内径を構成する縁部（円周部）を内周側（内径側、環状の中心部から近い側）、該環状体の外径を構成する縁部（円周部）を外周側（外径側、環状の中心部から遠い側）とすると、環状のロータの内周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の外周側の面（外周面）がロータの内周側の面（内周面）と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。
【００３７】
実施形態１におけるレゾルバ１００は、ステータ（固定子）２００と、ロータ（回転子）３００とを含む。ステータ２００は、磁性材料からなる環（リング）状の平板の内周側（環状の平板の中心部に近い側）に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた１０個の突極部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈ、２１０ｊ、２１０ｋを有する。これらの突極部は、環状の平板の内側（内径側）の縁部に形成され、ロータ３００と対向する各突極部の外周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。
【００３８】
また、各突極部には、巻線磁芯として、励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられている。即ち、突極部２１０ａには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ａが設けられ、突極部２１０ｂには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｂが設けられ、突極部２１０ｃには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｃが設けられ、突極部２１０ｄには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｄが設けられ、突極部２１０ｅには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｅが設けられる。同様に、突極部２１０ｆには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｆが設けられ、突極部２１０ｇには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｇが設けられ、突極部２１０ｈには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｈが設けられ、突極部２１０ｊには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｊが設けられ、突極部２１０ｋには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材２２０ｋが設けられる。
【００３９】
ステータ２００が有する突極部２１０ａ〜２１０ｋは、予め平板に形成された後に、折り曲げプレス加工（広義には折り曲げ加工）により、平板面に対してほぼ垂直となるように起こされている。
【００４０】
また、ステータ２００には、その半径方向よりその円周方向に長い複数の取り付け孔２３０（図１では、５個）が形成されている。これにより、レゾルバ１００は、図示しない固定部材をこれらの取り付け孔２３０を通して所与の固定板（図示せず）に取り付けられるように構成される。このようにステータ２００の円周方向に長くなるように取り付け孔２３０を形成することで、ロータ３００の回転方向に対しレゾルバ１００の固定位置の微調整を容易に行うことができるようになる。
【００４１】
ロータ３００は、磁性材料からなり、ステータ２００に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりステータ２００の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。
【００４２】
ここで、ロータ３００の回転によって検出巻線から出力される検出信号を取り出すための巻線部材について説明する。
【００４３】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、ステータ２００の突極部に設けられる巻線部材の説明図を表す。図２（ａ）は、励磁用の巻線部材の説明図を表す。図２（ｂ）は、検出用の巻線部材の説明図を表す。図２（ａ）、図２（ｂ）は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１０を見た平面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２（ａ）、図２（ｂ）では、ロータ３００の図示を省略している。図２（ａ）では、励磁用の巻線部材としての励磁巻線の巻き方向を波線で模式的に示し、図２（ｂ）では、検出用の巻線部材としての検出巻線の巻き方向を波線で模式的に示す。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、励磁用の巻線部材は、隣接する突極部に設けられる巻線部材の巻線方向が互いに反対方向となるように設けられる。各突極部に設けられる励磁用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。このような励磁用の巻線部材を構成する巻線Ｒ１、Ｒ２間に、励磁信号が与えられる。
【００４５】
また、図２（ｂ）に示すように、２相の検出信号を得るために、検出用の巻線部材は２組の巻線部材からなる。２相の検出信号の第１相（例えばＳＩＮ相）の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部２１０ａから反時計回りに突極部２１０ｊまで、１つおきに各突極部に巻回される。一方、２相の検出信号の第２相（例えばＣＯＳ相）の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部２１０ｋから反時計回りに突極部２１０ｎまで、１つおきに各突極部に巻回される。第１相の検出信号は、巻線Ｓ１、Ｓ３間の信号として検出され、第２相の検出信号は、巻線Ｓ２、Ｓ４間の信号として検出される。各突極部に設けられる検出用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。
【００４６】
なお、実施形態１では、励磁用の巻線部材の巻き方向は、図２（ａ）に示す方向に限定されるものではない。また、実施形態１では、検出用の巻線部材の巻き方向は、図２（ｂ）に示す方向に限定されるものではない。
【００４７】
以上のような構成を有するレゾルバ１００では、ステータ２００に対するロータ３００の回転によって、次のような磁気回路が形成される。
【００４８】
図３は、図１のレゾルバ１００の上面図を表す。図３は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１又は図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４９】
図３は、ステータ２００に対してロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示している。図３において、巻線磁芯としての各突極部を通る磁束の向きを模式的に示すと共に、突極部間の磁束の向きを波線で示している。
【００５０】
ステータ２００の各突極部には巻線部材が設けられており、ロータ３００が回転すると、ロータ３００を介して隣接する突極部間で磁気回路が形成される。実施形態１では、図３に示すように、隣接する突極部を通る磁束の向きが反対方向となるように各突極部に巻線部材が設けられている。この結果、ロータ３００の回転によって、各突極部との間のギャップパーミアンスの変化に応じて、各突極部に巻回される巻線部材に発生する電流もまた変化し、例えば巻線部材に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。
【００５１】
以上のような構成を有するレゾルバ１００において、磁性材料からなるステータ２００の材質は、積層電磁鋼板よりも、普通鋼であるＳＰＣＣ（１枚の鋼板）又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ（１枚の鋼板）であることが望ましい。ＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）は、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。Ｓ４５Ｃは、ＪＩＳ Ｇ ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．４５％程度の炭素を含有している。
【００５２】
図４は、ステータの材質の磁化特性の説明図を表す。図４の横軸は磁場の強さ（単位はＨ［Ａ／ｍ］）であり、縦軸は磁束密度（単位はＢ［Ｔ］）である。
【００５３】
積層電磁鋼板、ＳＰＣＣやＳ４５Ｃのような鋼板の場合、磁場が強くなると、ある磁場以上では磁束密度が飽和する。但し、積層電磁鋼板では高い磁束密度を得ることができるのに対し（Ｔ１）、ＳＰＣＣやＳ４５Ｃでは、より低い磁束密度で飽和してしまう（Ｔ２）。即ち、積層電磁鋼板をステータ２００の材料として採用する方が、より高い磁束密度を得られる結果、検出信号の検出レベルを高くすることができる。従って、ＳＰＣＣやＳ４５Ｃをステータ２００の材料として採用した場合、磁束密度が低いために検出信号の検出レベルが低くなる。
【００５４】
ところが、積層電磁鋼板は、材料費として高価であるばかりか、折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくいという性質がある。一方、ＳＰＣＣやＳ４５Ｃでは、材料費として安価であり、折り曲げプレス加工による曲げに強く、曲げによる加工精度や信頼性を維持しやすいという性質がある。従って、ＳＰＣＣやＳ４５Ｃをステータ２００の材質として採用し、折り曲げ加工によって図１に示すように突極部を起こすように形成することで、安価な材料でステータ２００を用意することができるようになる。また、検出レベルが低くても、検出精度が低下するわけではなく、検出信号の検出レベルを増幅するなどすることで、検出精度を低下させることなく、レゾルバの低コスト化を実現できるようになる。
【００５５】
また、実施形態１では、各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられることが望ましい。
【００５６】
図５は、実施形態１における突極部の形状を模式的に表した説明図である。図５は、環状の平板面に設けられる突極部２１０ａの先端部の平面図を示すが、他の突極部の形状も図５と同様である。
【００５７】
突極部２１０ａは、先端部２１２ａと、支持部２１４ａとを有し、突極部２１０ａの先端形状がＴ字型形状となるように形成されている。このような先端部２１２ａ及び支持部２１４ａが、折り曲げ加工によって平板面に対して起こされる。平板面に対して起こされたとき、ロータ３００と対向する先端部２１２ａの面の幅（ロータ３００の回転方向の幅）Ｗ１は、ロータ３００と対向する支持部２１４ａの面の幅（ロータ３００の回転方向の幅）Ｗ２より大きい。図２（ａ）に示す励磁用の巻線部材及び図２（ｂ）に示す検出用の巻線部材は、支持部２１４ａの外側に巻回されるように設けられる。
【００５８】
このように、巻線部材が設けられる突極部の先端形状をＴ字型形状とすることで、ロータ３００のスラスト方向ずれに対して磁気効率の変動を低減できるようになる。これにより、巻線部材近傍の磁束変化の影響を低減し、ステータ２００に対するロータ３００の回転角度の検出精度を向上させることができるようになる。また、突極部の先端形状としてＴ字型形状を採用することで、突極部の数を増加させた場合でも巻線磁芯を通る磁束の減少を抑えることができるので、検出精度の低下を抑えることができるようになる。
【００５９】
以上のように、実施形態１におけるレゾルバ１００は、ステータ２００、ロータ３００及び巻線部材により構成されるため、特許文献１又は特許文献２のように多くの部品点数で複雑な構成のレゾルバを製造する場合に比べて、部品点数を大幅に削減でき、低コスト化と、信頼性の向上とを図ることができるようになる。
【００６０】
また、ステータ２００の材質として、折り曲げ加工に対して加工精度や信頼性の高い安価な磁性材料を採用するようにしたので、レゾルバ１００の低コスト化を実現できる。
【００６１】
図６は、実施形態１におけるステータ２００の上面図を表す。図６において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６２】
実施形態１におけるステータ２００は、図６に示すように、折り曲げプレス加工によって突極部を平板面に対して起こすことで、ステータ２００の内径側に突起が存在しない。即ち、折り曲げ加工後のステータ２００の最小内径が、各突極部における内径ｄ１である。より具体的には、ステータ２００の内径のうち、各突極部における内径ｄ１が、ステータ２００の内径のうち隣接する２つの突極部間における内径ｄ２より小さい。このように、ステータ２００の内径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、レゾルバ１００の変圧比を増大させることができるようになる。
【００６３】
以上のように、実施形態１によれば、検出精度を低下させることなく、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、変圧比を増大させることができるようになる。
【００６４】
次に、上記のような構成を有し、上記した効果を奏することができる実施形態１におけるレゾルバ１００の製造方法について説明する。
【００６５】
図７は、実施形態１におけるレゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図を表す。例えば、レゾルバ１００の製造装置が図７に示すフローに従って各工程の処理を実行する。
図８は、折り曲げプレス加工前の実施形態１におけるステータ２００の斜視図を表す。図８において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図９は、折り曲げプレス加工後の実施形態１におけるステータ２００の斜視図を表す。図９において、図８と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１０は、巻線部材取り付け工程後の実施形態１におけるステータ２００の斜視図を表す。図１０において、図１又は図８と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１１は、実施形態１におけるロータ取り付け工程の説明図を表す。
【００６６】
実施形態１におけるレゾルバ１００は、まず、ステータ形状加工工程においてステータ２００の形状を加工した（ステップＳ１０）後に、折り曲げプレス加工工程（折り曲げ工程）において、平板状のステータ２００の突極部を折り曲げて、複数の突極部が平板面に対して起こされる（ステップＳ１２）。そして、巻線部材取り付け工程として、ステップＳ１２で起こされた突極部２１０ａ〜２１０ｋの各突極部を巻線磁芯として、各突極部の外側に巻線部材が設けられる（ステップＳ１４）。
【００６７】
即ち、ステップＳ１０のステータ形状加工工程では、ステップＳ１２の折り曲げプレス加工を行うために、図８に示すように、プレス加工により、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃを材質とする環状の磁性材料からなる平板の内径側の縁部に突極部２１０ａ〜２１０ｋ及び取り付け孔２３０が形成されて、ステータ２００の形状が形成される。このとき、図５で説明したように、突極部２１０ａ〜２１０ｋの各突極部の先端形状がＴ字型形状を有するように、ステータ２００が形成される。
【００６８】
そして、ステップＳ１２では、図９に示すように、折り曲げプレス加工により、ステップＳ１０において形成された複数の突極部を起こすように加工される。この結果、突極部２１０ａ〜２１０ｋは、ステータ２００の平板面に対してほぼ垂直となるように起こされる。これにより、折り曲げ加工後のステータ２００の最小内径が、各突極部における内径となるように、ステータ２００が形成される。
【００６９】
ステップＳ１４では、図１０に示すように、ステップＳ１２において起こされた突極部のそれぞれに、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられる。励磁用の巻線部材は、図２（ａ）に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられ、検出用の巻線部材は、図２（ｂ）に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられる。
【００７０】
次に、別工程で、図１１に示すロータ３００がプレス加工により形成される。実施形態１では、ロータ３００は、環状の平板であるが、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において内径側の外形輪郭線が２周期で変化する形状を有している。そして、ロータ取り付け工程として、図１１に示すような形状を有するロータ３００が、ステータ２００に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた各突極部の外周側の面とロータ３００の内周側（内径側）の面とが対向するように設けられる（ステップＳ１６）。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりロータ３００の内側とステータ２００の各突極部の外周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。以上のように、図１に示すような実施形態１におけるレゾルバ１００が製造される。
【００７１】
以上説明したように、実施形態１によれば、検出精度を低下させることなく、簡素な方法で、部品点数が少ないレゾルバ１００を低コストで製造できるようになる。
【００７２】
実施形態１では、上記の実施形態１におけるレゾルバ１００からの２相の検出信号に基づいて、回転角度に対応したデジタルデータを出力することができる。
【００７３】
図１２は、実施形態１における角度検出システムの構成例の機能ブロック図を表す。なお、図１２では、レゾルバ１００の外部にＲ／Ｄ変換器が設けられているが、レゾルバ１００がＲ／Ｄ変換器を内蔵してもよい。
【００７４】
実施形態１における角度検出システム６００は、上記のレゾルバ１００と、Ｒ／Ｄ変換器（広義には変換器、変換装置）５００とを含む。レゾルバ１００は、ステータ及び該ステータに対して回転可能に設けられたロータを含み、１相の励磁信号Ｒ１、Ｒ２により励磁された状態で、ステータに対するロータの回転角度に応じた２相の検出信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。Ｒ／Ｄ変換器５００は、レゾルバ１００に対する励磁信号Ｒ１、Ｒ２を生成すると共に、レゾルバ１００からの２相の検出信号Ｓ１〜Ｓ４に対応したデジタル信号を生成し、シリアルデータ又はパラレルデータとして出力する。
【００７５】
図１３は、図１２のＲ／Ｄ変換器５００の機能ブロック図を表す。
【００７６】
Ｒ／Ｄ変換器５００は、差動増幅器ＤＩＦ１、ＤＩＦ２、乗算器ＭＵＬ１〜ＭＵＬ３、加算器ＡＤＤ１、ループフィルタ５０２、バイポーラＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator)５０４、アップダウンカウンタ５０６、読み出し専用メモリ（Read Only Memory）５０８、デジタルアナログ変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ２、出力処理回路５１０、信号発生回路５１２を含む。
【００７７】
信号発生回路５１２は、励磁信号Ｒ１、Ｒ２を生成し、レゾルバ１００に対する励磁信号ＥＲ１−Ｒ２を出力する。次式において、ＶＥは振幅電圧であり、ω０は周波数、ｔは時間である。
【数１】
2009157307.tif 000003
【００７８】
このような励磁信号で例示された状態で、レゾルバ１００は、回転角度θ（ｔ）に応じた２相の検出信号を出力する。２相の検出信号のうち検出信号Ｓ１、Ｓ３の差分ＥＳ１−Ｓ３は、次式のように表される。また、２相の検出信号のうち検出信号Ｓ２、Ｓ４の差分ＥＳ２−Ｓ４は、次式のように表される。次式において、Ｌは変圧比である。
【数２】
2009157307.tif 000004
【００７９】
差動増幅器ＤＩＦ１は、レゾルバ１００からの第１相の検出信号Ｓ１、Ｓ３の差分を増幅し、増幅後の信号ＥＳ１−Ｓ３を出力する。差動増幅器ＤＩＦ２は、レゾルバ１０からの第２相の検出信号Ｓ２、Ｓ４の差分を増幅し、増幅後の信号ＥＳ２−Ｓ４を出力する。
【００８０】
ＲＯＭ５０８には、任意の角度φ（ｔ）に対応するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のデジタル値が格納されており、デジタルアナログ変換器ＤＡＣ１は、角度φ（ｔ）に対応するｓｉｎ信号のアナログ値を出力し、デジタルアナログ変換器ＤＡＣ２は、角度φ（ｔ）に対応するｃｏｓ信号のアナログ値を出力する。従って、乗算器ＭＵＬ１、ＭＵＬ２は、それぞれ次式のような信号Ｖ１、Ｖ２を出力する。
【数３】
2009157307.tif 000005
【００８１】
そして、加算器ＡＤＤ１は、乗算器ＭＵＬ１、ＭＵＬ２により生成された信号Ｖ１、Ｖ２を用いて、信号Ｖ３（＝Ｖ１−Ｖ２）を生成する。その結果、加算器ＡＤＤ１は、次式のような信号Ｖ３を出力する。次式において、「ｓｉｎω０ｔ」を「−ｃｏｓ（ω０ｔ＋π／２）」に変換している。
【数４】
2009157307.tif 000006
【００８２】
次に、信号Ｖ３は、乗算器ＭＵＬ３を用いて同期検波を行う。同期検波は、信号発生回路５１２によって生成されたｃｏｓ（ω０ｔ＋π／２）を信号Ｖ３に乗算することで得られる信号Ｖ４を生成する。信号Ｖ４は、次式のように表される。
【数５】
2009157307.tif 000007
【００８３】
ループフィルタ５０２は、信号Ｖ４の高周波成分をカットした信号Ｖ５を出力する。これにより、信号Ｖ５は、上式においてｃｏｓ項が高周波成分としてカットされた結果、次式のようになる。
【数６】
2009157307.tif 000008
【００８４】
バイポーラＶＣＯ５０４は、ループフィルタ５０２の出力信号である信号Ｖ５の絶対値に比例した周波数を有するパルス信号と、信号Ｖ５の極性に対応した極性信号を出力する。アップダウンカウンタ５０６は、バイポーラＶＣＯ５０４からの極性信号が正極性を示しているときパルス信号のアクティブ期間にアップカウントを行い、バイポーラＶＣＯ５０４からの極性信号が負極性を示しているときパルス信号のアクティブ期間にダウンカウントを行う。このアップダウンカウンタ５０６のカウント値は、角度φ（ｔ）のデジタル値となる。
【００８５】
上述のようにＲＯＭ５０８は、角度φ（ｔ）に応じたｓｉｎ信号のデジタル値とｃｏｓ信号のデジタル値を出力する。このように角度φ（ｔ）がθ（ｔ）に応じて変化することを利用して、出力処理回路５１０は、角度φ（ｔ）のデジタル値（デジタル信号）をシリアルクロックＳＣＫに同期したシリアルデータとして出力したり、パラレルデータとして出力したりする。
【００８６】
以上のように、Ｒ／Ｄ変換器５００の出力値であるシリアルデータ又はパラレルデータが、後段の処理回路に出力され、この処理回路は、角度検出システム６００からのシリアルデータ又はパラレルデータに対応した処理を実行することで、ステータに対するロータの回転角度に応じた処理を実現できるようになる。
【００８７】
なお、Ｒ／Ｄ変換器５００の構成及び処理の内容に、本発明が限定されるものではない。本発明に係るＲ／Ｄ変換器は、レゾルバ１００からの信号をデジタル信号（デジタル値）に変換するものであればよい。
【００８８】
〔実施形態１の第１の変形例〕
実施形態１におけるレゾルバ１００では、ステータ２００に設けられた突極部を巻線磁芯として、巻線部材としてのコイル巻線を設ける例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステータの突極部に設けられる巻線部材は、例えば各層にコイル部が形成された多層基板により実現されてもよい。
【００８９】
図１４は、実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバを構成するステータの構成例の斜視図を表す。図１４において、図１又は図１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１５は、実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図１５において、配線の図示を省略している。なお、図１５において、図１と同一の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９０】
実施形態１の第１の変形例では、図１４に示すように、図７のステップＳ１４の巻線部材取り付け工程において、ステータ２００の突極部２１０ａ〜２１０ｋの各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材として、多層基板４１０が取り付けられる。多層基板４１０は、各層に、ステータ２００の突極部２１０ａ〜２１０ｋの各突極部の励磁用のコイル部及び検出用のコイル部として機能する渦巻き状の導電層が設けられた絶縁基板を積層させたものである。そして、各層のコイル部が、各層の絶縁基板に設けられたスルーホールを介して電気的に接続されるようになっている。このような多層基板４１０には、ステータ２００に設けられた突極部２１０ａ〜２１０ｋがそれぞれ通る貫通孔が設けられる。各突極部を貫通孔に通すことで、図１４に示すように、各突極部の外側に励磁用のコイル部及び検出用のコイル部が巻回されるように設けられる。
【００９１】
その後、図７のステップＳ１６において、図１１に示すロータ３００を図１４のステータ２００に取り付けることで、図１５に示すような実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバ４００としてのインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置を製造できる。
【００９２】
即ち、実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバ４００が実施形態１におけるレゾルバ１００と異なる点は、ステータ２００の突極部２１０ａ〜２１０ｋの各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材がコイル巻線ではなく多層基板４１０である点である。
【００９３】
実施形態１の第１の変形例によれば、実施形態１の効果に加えて、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材を規格通りに精度良く形成できるようになり、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材のコンダクタンスのばらつきを極めて小さくして、検出精度を高めることができるようになる。また、励磁用の巻線数や検出用の巻線数を積層させる基板の数で調整することができ、巻線比を容易に調整することができるようになる。
【００９４】
なお、図１２に示す角度検出システム６００において、レゾルバ１００に代えて実施形態１の第１の変形例におけるレゾルバ４００を適用することができる。
【００９５】
〔実施形態１の第２の変形例〕
実施形態１におけるレゾルバ１００では、ステータ２００に設けられた突極部の先端形状がＴ字型形状を有しているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステータの突極部がいわゆるＩ字型形状を有していてもよい。
【００９６】
図１６は、実施形態１の第２の変形例におけるステータの構成例の斜視図を表す。図１６において、図９と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９７】
実施形態１の第２の変形例におけるステータ４５０は、磁性材料からなる環状の平板に、該平板面に対して起こされた１０個の突極部２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、２４０ｅ、２４０ｆ、２４０ｇ、２４０ｈ、２４０ｊ、２４０ｋを有する。これらの突極部は、環状の平板の内側（内径側）の縁部に形成され、各突極部には、巻線磁芯として、励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられている。そして、各突極部は、いわゆるＩ字型形状を有し、突極部の先端部の幅と、該突極部の支持部の幅とがほぼ等しい。
【００９８】
なお、図１６においても、ステータ４５０の内径側に、突極部間に突起が形成されておらず、折り曲げ加工後のステータ４５０の最小内径が、各突極部における内径となるように形成される。
【００９９】
図１７は、実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図１７において、配線の図示を省略している。なお、図１７において、図１又は図１６と同一の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１００】
実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバ４８０は、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置である。実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバ４８０が実施形態１におけるレゾルバ１００と異なる点は、ステータの突極部の先端形状がＩ字型形状を有している点である。
【０１０１】
このような実施形態１の第２の変形例によれば、実施形態１のステータを加工するよりも、加工工程を簡素化でき、実施形態１と同様に、部品点数を削減しながら、低コスト化及び信頼性の向上を図ることができるようになる。また、この第２の変形例によれば、巻線磁芯を通る磁束を増加させることができるので、突極部の数が少ない場合には、検出精度をより一層向上させることができる。
【０１０２】
なお、図１２に示す角度検出システム６００において、レゾルバ１００に代えて実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバ４８０を適用することができる。
【０１０３】
〔実施形態１の第３の変形例〕
実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバ４８０では、ステータ４５０に設けられた突極部を巻線磁芯として、巻線部材としてのコイル巻線を設ける例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステータの突極部に設けられる巻線部材は、例えば各層にコイル部が形成された多層基板により実現されてもよい。
【０１０４】
図１８は、実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバを構成するステータの構成例の斜視図を表す。図１８において、図１４又は図１７と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１９は、実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図１９において、配線の図示を省略している。なお、図１９において、図１７と同一の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０５】
実施形態１の第３の変形例では、図１８に示すように、図７のステップＳ１４の巻線部材取り付け工程において、ステータ４５０の突極部２４０ａ〜２４０ｋの各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材として、多層基板４２０が取り付けられる。多層基板４２０は、各層に、ステータ４５０の突極部２４０ａ〜２４０ｋの各突極部の励磁用のコイル部及び検出用のコイル部として機能する渦巻き状の導電層が設けられた絶縁基板を積層させたものである。そして、各層のコイル部が、各層の絶縁基板に設けられたスルーホールを介して電気的に接続されるようになっている。このような多層基板４２０には、ステータ４５０に設けられた突極部２４０ａ〜２４０ｋがそれぞれ通る貫通孔が設けられる。各突極部を貫通孔に通すことで、図１８に示すように、各突極部の外側に励磁用のコイル部及び検出用のコイル部が巻回されるように設けられる。
【０１０６】
その後、図７のステップＳ１６において、図１７に示すロータ３００を図１８のステータ４５０に取り付けることで、図１９に示すような実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバ４９０としてのインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置を製造できる。
【０１０７】
即ち、実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバ４９０が実施形態１の第２の変形例におけるレゾルバ４８０と異なる点は、ステータ４５０の突極部２４０ａ〜２４０ｋの各突極部の支持部の外側に巻回される巻線部材がコイル巻線ではなく多層基板４２０である点である。
【０１０８】
実施形態１の第３の変形例によれば、実施形態１の第２の変形例の効果に加えて、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材を規格通りに精度良く形成できるようになり、励磁用の巻線部材や検出用の巻線部材のコンダクタンスのばらつきを極めて小さくして、検出精度を高めることができるようになる。また、励磁用の巻線数や検出用の巻線数を積層させる基板の数で調整することができ、巻線比を容易に調整することができるようになる。
【０１０９】
なお、図１２に示す角度検出システム６００において、レゾルバ１００に代えて実施形態１の第３の変形例におけるレゾルバ４９０を適用することができる。
【０１１０】
〔実施形態２〕
実施形態１又はその変形例におけるレゾルバは、いわゆるインナーステータ型・アウターロータ型の角度検出装置であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係る角度検出装置としてのレゾルバは、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型であってもよい。
【０１１１】
図２０は、本発明に係る実施形態２におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図２０において、配線の図示を省略している。なお、図２０では、１４個の突極部を有し、１相励磁２相出力型のレゾルバを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１２】
実施形態２におけるレゾルバ７００は、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置である。即ち、平面視において環状体（ロータ又はステータ）の内径を構成する縁部（円周部）を内周側（内径側、環状の中心部から近い側）、該環状体の外径を構成する縁部（円周部）を外周側（外径側、環状の中心部から遠い側）とすると、環状のロータの外周側において環状のステータの突極部との間で磁路が形成され、且つステータの突極部の内周側の面がロータの外周側の面と対向し、該ロータの回転角度に応じて、ステータに設けられた検出巻線からの信号が変化する。
【０１１３】
実施形態２におけるレゾルバ７００は、ステータ（固定子）８００と、ロータ（回転子）９００とを含む。ステータ８００は、磁性材料からなる環（リング）状の平板の外周側（環状の平板の中心部に遠い側）に突出して設けられた後に該平板面に対して起こされた１４個の突極部８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄ、８１０ｅ、８１０ｆ、８１０ｇ、８１０ｈ、８１０ｊ、８１０ｋ、８１０ｍ、８１０ｎ、８１０ｐ、８１０ｑを有する。これらの突極部は、環状の平板の外側（外径側）の縁部に形成され、ロータ９００と対向する各突極部の内周側の面は平面ではなく環状の平板の中心部を中心とする円弧の一部を形成している。
【０１１４】
また、各突極部には、巻線磁芯として、励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられている。即ち、突極部８１０ａには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ａが設けられ、突極部８１０ｂには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｂが設けられ、突極部８１０ｃには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｃが設けられ、突極部８１０ｄには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｄが設けられ、突極部８１０ｅには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｅが設けられる。同様に、突極部８１０ｆには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｆが設けられ、突極部８１０ｇには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｇが設けられ、突極部８１０ｈには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｈが設けられ、突極部８１０ｊには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｊが設けられ、突極部８１０ｋには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｋが設けられる。更に、突極部８１０ｍには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｍが設けられ、突極部８１０ｎには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｎが設けられ、突極部８１０ｐには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｐが設けられ、突極部８１０ｑには、巻線磁芯として、励磁用及び検出用の巻線部材８２０ｑが設けられる。
【０１１５】
ステータ８００が有する突極部８１０ａ〜８１０ｑは、予め平板に形成された後に、折り曲げプレス加工（広義には折り曲げ加工）により、平板面に対して垂直となるように起こされている。
【０１１６】
また、ステータ８００には、その半径方向よりその円周方向に長い複数の取り付け孔８３０（実施形態２では、７個）が形成されている。これにより、レゾルバ７００は、図示しない固定部材をこれらの取り付け孔８３０を通して所与の固定板（図示せず）に取り付けられるように構成される。このように取り付け孔８３０を、ステータ８００の円周方向に長くなるように形成することで、ロータ９００の回転方向に対しレゾルバ７００の固定位置の微調整を容易に行うことができるようになる。
【０１１７】
ロータ９００は、磁性材料からなり、ステータ８００に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ９００は、ロータ９００の回転軸回りの回転によりステータ８００の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ８００に対して回転可能に設けられる。
【０１１８】
実施形態２において、突極部８１０ａ〜８１０ｑのそれぞれに設けられる巻線部材８２０ａ〜８２０ｑの巻線の巻き方向は、実施形態１で説明した図２（ａ）、図２（ｂ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。即ち、実施形態２では、図２（ａ）に示すように、励磁用の巻線部材は、隣接する突極部に設けられる巻線部材の巻線方向が互いに反対方向となるように設けられる。各突極部に設けられる励磁用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。このような励磁用の巻線部材を構成する巻線Ｒ１、Ｒ２間に、励磁信号が与えられる。
【０１１９】
また、実施形態２では、図２（ｂ）に示すように、２相の検出信号を得るために、検出用の巻線部材は２組の巻線部材からなる。２相の検出信号の第１相（例えばＳＩＮ相）の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部８１０ａから反時計回りに突極部８１０ｐまで、１つおきに各突極部に巻回される。一方、２相の検出信号の第２相（例えばＣＯＳ相）の検出信号を得るための検出用の巻線部材は、例えば突極部８１０ｑから反時計回りに突極部８１０ｎまで、１つおきに各突極部に巻回される。第１相の検出信号は、巻線Ｓ１、Ｓ３間の信号として検出され、第２相の検出信号は、巻線Ｓ２、Ｓ４間の信号として検出される。各突極部に設けられる検出用の巻線部材は、例えばコイル巻線とすることができる。
【０１２０】
なお、実施形態２では、励磁用の巻線部材の巻き方向は、図２（ａ）に示す方向に限定されるものではない。また、実施形態２では、検出用の巻線部材の巻き方向は、図２（ｂ）に示す方向に限定されるものではない。
【０１２１】
このようなステータ８００の各突極部には巻線部材が設けられており、ロータ９００が回転すると、ロータ９００を介して隣接する突極部間で磁気回路が形成される。このとき、実施形態１と同様に、隣接する突極部を通る磁束の向きが反対方向となるように各突極部に巻線部材が設けられている。この結果、ロータ９００の回転によって、各突極部との間のギャップパーミアンスの変化に応じて、各突極部に巻回される巻線部材に発生する電流もまた変化し、例えば巻線部材に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。
【０１２２】
以上のような構成を有するレゾルバ７００において、実施形態１と同様に、磁性材料からなるステータ８００の材質は、積層電磁鋼板よりも、普通鋼であるＳＰＣＣ（１枚の鋼板）又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ（１枚の鋼板）であることが望ましい。
【０１２３】
更にまた、実施形態２では、実施形態１と同様に、各突極部の先端形状がＴ字型形状を有し、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられることが望ましい。
【０１２４】
図２１は、実施形態２におけるステータ８００の上面図を表す。図２１において、図２０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２５】
実施形態２におけるステータ８００は、折り曲げプレス加工によって突極部を平板面に対して起こすことで、ステータ８００の外径側に突起が存在しない。即ち、折り曲げ加工後のステータ８００の最大外径が、各突極部における外径ｄ１０である。より具体的には、ステータ８００の外径のうち、各突極部における外径ｄ１０が、ステータ８００の外径のうち隣接する２つの突極部間における外径ｄ１１より大きい。このように、ステータ８００の外径側の突起が形成されないように突極部を形成することで、突極部を介した磁気回路によって磁気効率が向上し、レゾルバ７００の変圧比を増大させることができるようになる。
【０１２６】
このように、実施形態２によれば、検出精度を低下させることなく、低コスト化及び信頼性の向上を図ると共に、変圧比を増大させることができるようになる。
【０１２７】
次に、上記のような構成を有し、上記した効果を奏することができる実施形態２におけるレゾルバ７００は、実施形態１と同様の製造方法により製造することができる。そのため、実施形態２におけるレゾルバ７００の製造方法のフロー図の図示を省略する。
【０１２８】
図２２は、折り曲げプレス加工前の実施形態２におけるステータ８００の斜視図を表す。図２２において、図２０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図２３は、折り曲げプレス加工後の実施形態２におけるステータ８００の斜視図を表す。図２３において、図２２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図２４は、巻線部材取り付け工程後の実施形態２におけるステータ８００の斜視図を表す。図２４において、図２０又は図２２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図２５は、実施形態２におけるロータ取り付け工程の説明図を表す。
【０１２９】
実施形態２におけるレゾルバ７００は、まず、ステータ形状加工工程においてステータ８００の形状を加工した（ステップＳ１０）後に、折り曲げプレス加工工程（折り曲げ工程）において、平板状のステータ８００の突極部を折り曲げて、複数の突極部が平板面に対して起こされる（ステップＳ１２）。そして、巻線部材取り付け工程として、ステップＳ１２で起こされた突極部８１０ａ〜８１０ｑの各突極部を巻線磁芯として、各突極部の外側に巻線部材が設けられる（ステップＳ１４）。
【０１３０】
即ち、ステップＳ１０のステータ形状加工工程では、ステップＳ１２の折り曲げプレス加工を行うために、図２２に示すように、プレス加工により、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃを材質とする環状の磁性材料からなる平板の外径側の縁部に突極部８１０ａ〜８１０ｑ及び取り付け孔８３０が形成されて、ステータ８００の形状が形成される。このとき、図５で説明したように、突極部８１０ａ〜８１０ｑの各突極部の先端形状がＴ字型形状を有するように、ステータ８００が形成される。
【０１３１】
そして、ステップＳ１２では、図２３に示すように、折り曲げプレス加工により、ステップＳ１０において形成された複数の突極部を起こすように加工される。この結果、突極部８１０ａ〜８１０ｑは、ステータ８００の平板面に対してほぼ垂直となるように起こされる。これにより、折り曲げ加工後のステータ８００の最大外径が、各突極部における外径となるように、ステータ８００が形成される。
【０１３２】
ステップＳ１４では、図２４に示すように、ステップＳ１２において起こされた突極部のそれぞれに、各突極部の先端部を支持する支持部の周囲に励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられる。励磁用の巻線部材は、図２（ａ）に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられ、検出用の巻線部材は、図２（ｂ）に示す巻き方向となるように、各突極部に取り付けられる。
【０１３３】
次に、別工程で、図２５に示すロータ９００がプレス加工により形成される。実施形態２では、ロータ９００は、環状の平板であるが、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において外径側の外形輪郭線が２周期で変化する形状を有している。そして、ロータ取り付け工程として、図２５に示すような形状を有するロータ９００が、ステータ８００に対して回転自在となるように、平板面に対して起こされた各突極部の内周側の面とロータ９００の外周側（外径側）の面とが対向するように設けられる（ステップＳ１６）。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ９００は、ロータ９００の回転軸回りの回転によりロータ９００の外側とステータ８００の各突極部の内周側の面との間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ８００に対して回転可能に設けられる。以上のように、図２０に示すような実施形態２におけるレゾルバ７００が製造される。
【０１３４】
以上説明したように、実施形態２によれば、検出精度を低下させることなく、簡素な方法で、部品点数が少ないレゾルバ７００を低コストで製造できるようになる。また、実施形態１と同じサイズであっても、突極部の数を大幅に増やすことができるので、より一層検出精度を向上させることができるようになる。
【０１３５】
このような実施形態２においても、実施形態１と同様に、レゾルバ７００からの２相の検出信号に基づいて、回転角度に対応したデジタルデータを出力することができる。実施形態２におけるレゾルバ７００が適用された角度検出システムは、図１２と同様であるため、図示及び説明を省略する。
【０１３６】
〔実施形態２の第１の変形例〕
実施形態２におけるレゾルバ７００では、ステータ８００に設けられた突極部の先端形状がＴ字型形状を有しているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステータの突極部がいわゆるＩ字型形状を有していてもよい。
【０１３７】
図２６は、実施形態２の第１の変形例におけるステータの構成例の斜視図を表す。図２６において、図２３と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１３８】
実施形態２の第１の変形例におけるステータ８５０は、磁性材料からなる環状の平板に、該平板面に対して起こされた１４個の突極部８４０ａ、８４０ｂ、８４０ｃ、８４０ｄ、８４０ｅ、８４０ｆ、８４０ｇ、８４０ｈ、８４０ｊ、８４０ｋ、８４０ｍ、８４０ｎ、８４０ｐ、８４０ｑを有する。これらの突極部は、環状の平板の外側（外径側）の縁部に形成され、各突極部には、巻線磁芯として、励磁用の巻線部材及び検出用の巻線部材が設けられている。そして、各突極部は、いわゆるＩ字型形状を有し、突極部の先端部の幅と、該突極部の支持部の幅とがほぼ等しい。
【０１３９】
なお、図２６においても、ステータ８５０の外径側に、突極部間に突起が形成されておらず、折り曲げ加工後のステータ８５０の最大外径が、各突極部における外径となるように形成される。
【０１４０】
図２７は、実施形態２の第１の変形例におけるレゾルバの構成例の斜視図を表す。図２７において、配線の図示を省略している。なお、図２７において、図２０又は図２６と同一の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１４１】
実施形態２の第１の変形例におけるレゾルバ８８０は、いわゆるアウターステータ型・インナーロータ型の角度検出装置である。実施形態２の第１の変形例におけるレゾルバ８８０が実施形態２におけるレゾルバ７００と異なる点は、ステータの突極部の先端形状がＩ字型形状を有している点である。
【０１４２】
このような実施形態２の第１の変形例によれば、実施形態２のステータを加工するよりも、加工工程を簡素化でき、実施形態２と同様に、部品点数を削減しながら、低コスト化及び信頼性の向上を図ることができるようになる。また、この第１の変形例によれば、巻線磁芯を通る磁束を増加させることができるので、突極部の数が少ない場合には、検出精度をより一層向上させることができる。
【０１４３】
なお、図１２に示す角度検出システム６００において、レゾルバ１００に代えて実施形態２の第１の変形例におけるレゾルバ８８０を適用することができる。
【０１４４】
以上、本発明に係る角度検出装置を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１４５】
（１）上記の各実施形態又はその変形例では、角度検出装置としてのレゾルバが、１相励磁２相出力型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の各実施形態におけるレゾルバが、励磁信号が１相以外の相を有する信号であったり、検出信号が２相以外の相を有する信号であってもよい。
【０１４６】
（２）上記の各実施形態又はその変形例では、磁性材料からなるステータの材質が普通鋼や機械構造用炭素鋼鋼材であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係るステータは、折り曲げプレス加工に対する信頼性を有している材質で形成されていればよい。
【０１４７】
（３）上記の各実施形態又はその変形例では、環状の平板であるロータの形状が、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において内径側又は外径側の外形輪郭線を周期的に変化する形状とすることで、ロータの回転により、ステータの突極部とロータとのギャップパーミアンスが変化するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平面視において真円の形状を有するロータの回転により、平面視において、ステータの突極部の内周側又は外周側の面の形状を変化させることで、ステータの突極部とロータとのギャップパーミアンスが変化させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４８】
１００，４００，４８０，４９０，７００，８８０…レゾルバ、  ２００，４５０，８００，８５０…ステータ、  ２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ，２１０ｇ，２１０ｈ，２１０ｊ，２１０ｋ，２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ，２４０ｄ，２４０ｅ，２４０ｆ，２４０ｇ，２４０ｈ，２４０ｊ，２４０ｋ，８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ，８１０ｄ，８１０ｅ，８１０ｆ，８１０ｇ，８１０ｈ，８１０ｊ，８１０ｋ，８１０ｍ，８１０ｎ，８１０ｐ，８１０ｑ，８４０ａ，８４０ｂ，８４０ｃ，８４０ｄ，８４０ｅ，８４０ｆ，８４０ｇ，８４０ｈ，８４０ｊ，８４０ｋ，８４０ｍ，８４０ｎ，８４０ｐ，８４０ｑ…突極部、  ２１２ａ…先端部、  ２１４ａ…支持部、  ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄ，２２０ｅ，２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈ，２２０ｊ，２２０ｋ，８２０ａ，８２０ｂ，８２０ｃ，８２０ｄ，８２０ｅ，８２０ｆ，８２０ｇ，８２０ｈ，８２０ｊ，８２０ｋ，８２０ｍ，８２０ｎ，８２０ｐ，８２０ｑ…巻線部材、  ２３０，８３０…取り付け孔、  ３００，９００…ロータ、  ４１０，４２０…多層基板、  ５００…Ｒ／Ｄ変換器、  ５０２…ループフィルタ、  ５０４…バイポーラＶＣＯ、  ５０６…アップダウンカウンタ、  ５０８…ＲＯＭ、  ５１０…出力処理回路、  ５１２…信号発生回路、  ６００…角度検出システム、  ＡＤＤ１…加算器、  ＤＡＣ１，ＤＡＣ２…デジタルアナログ変換器、  ＤＩＦ１，ＤＩＦ２…差動増幅器、  ＭＵＬ１，ＭＵＬ２，ＭＵＬ３…乗算器
【図１】
2009157307.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2009157307.tif 000026
【図１９】
2009157307.tif 000027
【図２０】
2009157307.tif 000028
【図２１】
2009157307.tif 000029
【図２２】
2009157307.tif 000030
【図２３】
2009157307.tif 000031
【図２４】
2009157307.tif 000032
【図２５】
2009157307.tif 000033
【図２６】
2009157307.tif 000034
【図２７】
2009157307.tif 000035
【図２８】
2009157307.tif 000036
【国際調査報告】
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2009157307.tif 000038
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