(57)【要約】【課題】トランスコイル部およびレゾルバコイル部のそれぞれにより発生する磁束の相互干渉を低減することにより、角度検出精度の高いシートコイル型レゾルバを提供することを目的とする。【解決手段】ロータ部２０１のコアを、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂのコアとなるロータコア２１２ａと、励磁コイル２１６、２１７のコアとなるロータコア２１２ｂとに分離する。また、ステータ部２０２のコアを、ステータトランスコイル２３５ａのコアとなるステータコア２３２ａと、検出コイル２３６のコアとなるステータコア２３２ｂとに分離する。これにより、トランスコイル部とレゾルバコイル部との間における磁気的な相互干渉を低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ部に配置されたシート状のレゾルバステータコイル部と前記ステータ部に対して相対的に回転可能なロータ部に配置されたシート状のレゾルバロータコイル部とを有するレゾルバコイル部と、
前記レゾルバステータコイル部と同心の位置に配置されたシート状のステータトランスコイル部と前記レゾルバロータコイル部と同心の位置に配置されたシート状のロータトランスコイル部とを有するトランスコイル部と、
前記レゾルバコイル部のシート面に沿って配置され、前記レゾルバコイル部のコアとなる第１のコアと、
前記トランスコイル部のシート面に沿って配置され、前記トランスコイル部のコアとなる第２のコアと
を備え、
前記第１のコアと前記第２のコアとは、磁気的に分離されていることを特徴とするシートコイル型レゾルバ。
【請求項２】
前記第１のコアと前記第２のコアは、それぞれ、別体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項３】
前記第１のコアと前記第２のコアは、それぞれ、部分的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項４】
前記分離は、前記第１のコアと前記第２のコア間との間に形成された空隙によって行われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項５】
前記分離は、前記第１のコアと前記第２のコアの間に配置されるスペーサによって行われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項６】
前記スペーサは、磁気シールド部材を含み、この磁気シールド部材は、前記第１のコアおよび前記第２のコアから離間していることを特徴とする請求項５に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項７】
前記スペーサは、各々のコアの外側を覆うヨークの一部であることを特徴とする請求項５に記載のシートコイル型レゾルバ。
【請求項８】
前記空隙に前記第１のコアの曲折部および前記第２のコアの曲折部の少なくとも一方が配置されることを特徴とする請求項４に記載のシートコイル型レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体をシートコイルによって構成したシートコイル型レゾルバに関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のシートコイル型レゾルバとしては、極対数Ｘの各１極分の角度が電気角で１８０°となるように平面状シートコイルによって形成した１相からなる励磁コイルと、励磁コイルに空隙を介して対向する平面状シートコイルによって形成した互いに電気角で９０°の位相差を持つＡ相およびＢ相コイルの２相からなる検出コイルとを備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この構成において、励磁コイルは、ロータ側に配置される。そして、励磁コイルに励磁電流を供給するためのトランスコイル（２次巻線）が、ロータにおける励磁コイルの内側に配置される。また、これら２つのコイルは、円盤形状のロータコアに面して配置されている。
【０００４】
また、ロータ側のトランスコイル（２次巻線）に対向する位置にステータ側のトランスコイル（１次巻線）が配置され、両方のトランスコイルによりトランスコイル部が形成されている。また、ステータには、ロータの励磁コイルに対応する位置に上述したＡ相の検出コイルとＢ相の検出コイルとが２層構造で配置され、励磁コイルとＡ相およびB相の検出コイルによりレゾルバコイル部が形成されている。このステータにおけるトランスコイルとＡ相、Ｂ相の検出コイルは、円盤形状のステータコアに面して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した構成では、角度検出精度が低いという問題がある。これは、以下の理由による。上述した構成では、ロータ側においては、トランスコイルと励磁コイルとがコアを共有している。また、ステータ側においても、トランスコイルと検出コイルとは、コアを共有している。
【０００７】
このため、レゾルバコイル部とトランスコイル部との間で、共通なコアを介して磁束が干渉する。例えば、ロータ側において、トランスコイルが検出すべき磁束が、コアを介して、励磁コイルに及ぶ。この結果、励磁コイルが生成する磁束にトランスコイルが生成する磁束の影響が生じる。また、ステータ側において、トランスコイルが生成する磁束は、コアを介してＡ相とＢ相の検出コイルに及び、そこで検出される。この結果、本来検出すべきでないトランスコイル部の磁束の影響が検出出力に含まれる。
【０００８】
この現象は、角度検出精度を低下させる要因となる。そこで本発明は、レゾルバコイル部およびトランスコイル部のそれぞれにより発生する磁束の相互干渉を低減することにより、角度検出精度の高いシートコイル型レゾルバ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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ステータ部に配置されたシート状のレゾルバステータコイル部と前記ステータ部に対して相対的に回転可能なロータ部に配置されたシート状のレゾルバロータコイル部とを有するレゾルバコイル部と、前記レゾルバステータコイル部と同心の位置に配置されたシート状のステータトランスコイル部と前記レゾルバロータコイル部と同心の位置に配置されたシート状のロータトランスコイル部とを有するトランスコイル部と、前記レゾルバコイル部のシート面に沿って配置され、前記レゾルバコイル部のコアとなる第１のコアと、前記トランスコイル部のシート面に沿って配置され、前記トランスコイル部のコアとなる第２のコアとを備え、前記第１のコアと前記第２のコアとは、磁気的に分離されていることを特徴とするシートコイル型レゾルバである。
【００１０】
ここで、レゾルバステータコイル部とレゾルバロータコイル部（どちらか一方が励磁コイルであり、他方が検出コイル）とを有する構成部分をレゾルバコイル部と呼んでいる。また、ステータ側とロータ側の２つのトランスコイル（ステータトランスコイル部とロータトランスコイル部）の両方を有する構成部分をトランスコイル部と呼んでいる。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、レゾルバコイル部とトランスコイル部のコアを共有させずに分離することで、コアを介した磁束の干渉を抑えることを発明の原理とする。コアを分離するのは、ステータ側だけ、ロータ側だけ、ステータとロータの両方の３パターンが挙げられる。後述するように、磁束は、ステータ側のコアとロータ側のコアの両方を貫くので、一方の側のコアを分離するだけでも効果は得られる。もちろん、ステータとロータの両方において、コアを分離する構成が最も効果が得られる。
【００１２】
コアの分離は、隣接するコア間の磁気抵抗を大きくし、その部分で磁束が大きな磁気抵抗を受けるようにすることで行われる。換言すれば、レゾルバコイル部のコアとトランスコイル部のコアとの間で、磁路の形成が阻害されるようにすることで、コアの分離が行われる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１のコアと前記第２のコアは、それぞれ、別体に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、第１のコアと第２のコアとを別体とすることで、コアが物理的に分離され、それにより磁気的な分離が行われる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１のコアと前記第２のコアは、それぞれ、部分的に結合されていることを特徴とする。この構成によれば、第１のコアと第２のコアとは、部分的に繋がっているが、それが部分的であるので、その部分における磁気抵抗が高くなり、コイルのコアとしては磁気的に分離された構造となる。
【００１６】
この第１のコアと第２のコアとにおける部分的な結合の構造としては、円盤形状のコア部材の第１のコアに対向する部分と第２のコアに対応する部分との境界付近に溝を全周または部分的に形成する構造、スリットを部分的に形成する方法等を挙げることができる。溝またはスリットを形成することで、コア間を繋ぐ部分の磁路の断面積が小さくなり、その部分における磁気抵抗が増加する。これにより、第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が行われる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記分離は、前記第１のコアと前記第２のコア間との間に形成された空隙によって行われていることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、コア間の空隙により、第１のコアと第２のコアとの間に高磁気抵抗部分が設けられ、第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が行われる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記分離は、前記第１のコアと前記第２のコアの間に配置されるスペーサによって行われていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記スペーサは、磁気シールド部材を含み、この磁気シールド部材は、前記第１のコアおよび前記第２のコアから離間していることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、磁気シールド部材が両コアから離間した状態で第１のコアと第２のコアの間に位置している。このため、第１のコアと第２のコアとの間の磁気的な分離が磁気シールド効果により強化される。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記スペーサは、各々のコアの外側を覆うヨークの一部であることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記空隙に前記第１のコアの曲折部および前記第２のコアの曲折部の少なくとも一方が配置されることを特徴とする。請求項８に記載の発明によれば、曲折部に磁路が形成されるので、その分、第１のコアと第２のコア間との磁気的な干渉が減少する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、トランスコイル部およびレゾルバコイル部のそれぞれにより発生する磁束の相互干渉が低減され、角度検出精度の高いシートコイル型レゾルバが提供される。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、第１のコアと第２のコアが物理的に分離して形成されていることで、両者の磁気的な分離がより効果的に行われる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、第１のコアと第２のコアの結合を部分的なものとすることで、第１のコアと第２のコアとが磁気的に分離される。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、空隙により第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が行われる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、スペーサにより第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が行われる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、磁気シールド構造により、第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が更に徹底される。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、ヨークの一部を利用して第１のコアと第２のコアとが磁気的に分離される。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、曲折部に磁路が形成されることで、第１のコアと第２のコアとの間の磁路の形成が阻害され、第１のコアと第２のコアとの磁気的な分離が更に強化される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態のシートコイル型レゾルバを備えたＡＣサーボモータの概要を示す断面図である。
【図２】実施形態のシートコイル型レゾルバの概要を示す断面図である。
【図３】実施形態のシートコイル型レゾルバの構造を示す分解斜視図である。
【図４】ロータ側の励磁コイルの概要を示す軸方向から見た断面図（ａ）、（ｂ）と、軸を含む面で切った側断面図（ｃ）である。
【図５】ステータ側の検出コイルとトランスコイルを示す軸方向から見た断面図である。
【図６】シートコイル型レゾルバにおける磁路の様子を示す概念図であり、従来技術における概念図（ａ）と本発明を利用した実施形態における概念図（ｂ）である。
【図７】検出コイルに誘起される電圧をシミュレーションによって求めた結果を示すグラフであり、従来技術における誘起電圧（ａ）と発明を利用した構造における誘起電圧（ｂ）である。
【図８】他の実施形態の概要を示す断面図である。
【図９】他の実施形態の概要を示す断面図である。
【図１０】他の実施形態の概要を示す断面図である。
【図１１】他の実施形態におけるコアの形状を示す正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（１） 第1の実施形態
（全体の構成）
図１は、本発明を利用したシートコイル型レゾルバを搭載したモータの概要を示す断面図である。図１には、モータ１００が示されている。モータ１００は、ＡＣサーボモータであり、回転軸となるシャフト１０１を備えている。シャフト１０１はベアリング１０２および１０３によって支持されている。ベアリング１０２は、モータハウジング１０４に取り付けられ、ベアリング１０３は、モータハウジング１０４の上部に固定されたエンドキャップ１０８に取り付けられている。この構造により、シャフト１０１は、モータハウジング１０４に対して回転自在な状態で取り付けられている。またシャフト１０１には、複数の磁極に着磁された構造を有する永久磁石により構成されるモータロータ１０５が取り付けられている。
【００３２】
モータロータ１０５の外側には、モータロータ１０５から少し離間した位置にモータステータコア１０６が配置されている。モータステータコア１０６は、珪素鋼等の磁性材料により形成され、モータハウジング１０４に固定されている。モータステータコア１０６は、磁極の数に応じた突極を備えた構造を有し、複数の突極がモータロータ１０５を周囲から取り囲むようにして配置されている。
【００３３】
モータステータコア１０６の各磁極には、モータ巻線１０７が巻かれている。モータ巻線１０７の端部は、モータハウジング１０４の外部に引き出され（図示省略）、図示省略されたモータ駆動回路に接続されている。このあたりは、通常のＡＣサーボモータと同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３４】
モータ１００は、上部にシートコイル型レゾルバ２００が一体化され、シャフト１０１の角度情報が取得可能とされている。シートコイル型レゾルバ２００は、ロータ部２０１とステータ部２０２とを備えている。ロータ部２０１は、シャフト１０１に固定され、ステータ部２０２は、エンドキャップ１０８（モータハウジング側）に固定されている。シャフト１０１がモータハウジング１０４に対して回転すると、ステータ部２０２に対して、ロータ部２０１が回転する。
【００３５】
（シートコイル型レゾルバの構造）
図２は、図１の符号Ａの部分を拡大した断面図である。図３は、図１および図２に示すシートコイル型レゾルバ２００を分解した状態を示す分解斜視図である。図２に示されるように、シートコイル型レゾルバ２００は、ロータ部２０１とステータ部２０２を備えている。ロータ部２０１とステータ部２０２とは、隙間を有して軸方向に離間して配置されており、相対的に回転が可能な状態とされている。シートコイル型レゾルバ２００は、軸倍角ｎＸにおけるｎ＝４の構成を有している。
【００３６】
（ロータ部の構造）
以下、図１〜図３を参照して、ロータ部２０１の構成について説明する。ロータ部２０１は、円盤形状のロータヨーク２１１を備えている。ロータヨーク２１１は非磁性材料により構成され、ステータ部２０２に対向する側の面に、２分割された２つのロータコアが固定されている。この例では、第１のロータコアである２１２ａと第２のロータコア２１２ｂが、ロータヨーク２１１のステータ部２０２に対向する側の面に固定されている。
【００３７】
ロータコア２１２ａと２１２ｂは、磁性材料により構成され、中央に孔が形成された円盤形状を有している。ロータコア２１２ａと２１２ｂとは、隙間３０１を有した状態で、ラジアル方向に離間した状態で同心状に配置されており、ロータコア２１２ｂの内側（シャフト１０１側）にロータコア２１２ａが配置されている。尚、隙間３０１は、単なる空隙とされているが、ここに樹脂材料等の非磁性材料により構成されるスペーサを配置し、隙間３０１の寸法（ロータコア間の隙間寸法）を調整する構造としてもよい。
【００３８】
ロータコア２１２ａは、後述のロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂの効率を高めるためのコアとして機能する。ロータコア２１２ｂは、後述するレゾルバロータコイル（励磁コイル）２１６、２１７の効率を高めるためのコアとして機能する。
【００３９】
ロータコア２１２ａのステータ側に絶縁シート２１３が固定されている。絶縁シート２１３は、薄い円環形状を有した樹脂材料のシートである。絶縁シート２１３の一方の面（上面）には、ロータトランスコイル２１５ａが埋設され、他方の面（下面）には、ロータトランスコイル２１５ｂが埋設されている。ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂは、プリント配線により構成され、シャフト１０１を軸中心とした渦巻き形状を有している（図示省略）。
【００４０】
ロータコア２１２ｂのステータ側には、絶縁シート２１４が固定されている。絶縁シート２１４は、絶縁シート２１３の外側に配置された薄い円環形状を有した樹脂材料のシートである。図２における絶縁シート２１４の上面には、励磁コイル２１６が埋設され、下面には、励磁コイル２１７が埋設されている。励磁コイル２１６、２１７は、プリント配線により構成され、後述するパターン形状および接続構造を有している。
【００４１】
ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂとは、同じ向きの磁束に対して同じ向きの誘導電流が流れるように直列接続（同位相接続）され、その巻線の両端は、励磁コイル２１６、２１７に接続されている。ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂは、電磁誘導により後述するステータトランスコイル２３５ａから励磁電流を伝達され、それを励磁コイル２１６、２１７に供給する役割を有している。
【００４２】
ロータコア２１２ａは、曲折部３０２、３０３を備えている。曲折部３０２は、ロータコア２１２ａの内周部において、ステータ側に折れ曲がり、後述するステータ側のコアの方向に延在している。曲折部３０３は、ロータコア２１２ａの隙間３０１に隣接した外周部において、ステータ側に折れ曲がり、後述するステータ側のコアの方向に延在している。この曲折部３０２、３０３は、ステータ側に向かう磁路を意図的に形成するために設けられている。
【００４３】
また、ロータコア２１２ｂは、曲折部３０４、３０５を備えている。曲折部３０４、３０５の機能は、曲折部３０２、３０３と同じである。
【００４４】
以上述べたように、ロータ部２０１は、ロータコア２１２ａによってシャフト１０１に固定され、シャフト１０１と共に回転することが可能な構造とされている。また、隙間３０１によって、２つのコア（ロータコア２１２ａ、２１２ｂ）にコアが分離され、励磁コイル２１６、２１７とロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂとが、それぞれ別のコアを備えた構造とされている。
【００４５】
次に、励磁コイル２１６、２１７について説明する。図４は、実施形態における励磁コイル２１６、２１７の構造を示す軸方向から見た断面図（ａ）、（ｂ）と、軸を含む面で切った側断面図（ｃ）である。図４（ａ）には、第１層目（図２における上側）の励磁コイル２１６のパターンが示されている。また、図４（ｂ）には、第２層目（図２における下側）の励磁コイル２１７のパターンが示されている。
【００４６】
図４に示すように、励磁コイルのパターンとして各層に８個の渦巻き形状のコイルパターンが形成されている。すなわち、励磁コイル２１６は、励磁コイルパターン２１６ａ〜２１６ｈを備え、励磁コイル２１７は、励磁コイルパターン２１７ａ〜２１７ｈを備えている。
【００４７】
励磁コイルパターン２１６ａ〜２１６ｈは、同一平面上に形成され、隣接するコイルパターン同士は、軸方向から見て、機械角で４５°（３６０°／８）ずれた位置関係とされている。この点は、励磁コイルパターン２１７ａ〜２１７ｈにおいても同じである。また、励磁コイルパターン２１６ａ〜２１６ｈは、図４の視点から見て、渦巻きの中心に向かって時計回り方向に渦を巻く形状を有し、励磁コイルパターン２１７ａ〜２１７ｈは、渦巻きの中心に向かって反時計回り方向に渦を巻く形状を有している。
【００４８】
励磁コイル２１６と２１７は、相互に関係し、一体となってレゾルバのロータ側のコイルを構成している。この例では、励磁コイルパターン２１６ａから口出線２１８が引き出され、励磁コイルパターン２１６ｈから口出線２１９が引き出され、この２本の口出線は、図２のロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂに接続されている。
【００４９】
以下、励磁コイルの接続構造について、励磁電流の流れに沿って説明する。励磁電流は交番電流であるが、ここでは説明を簡単にするために、口出線２１８から流れ込んだ励磁電流の流れに沿って説明する。
【００５０】
口出線２１８から流れ込んだ励磁電流は、励磁コイルパターン２１６ａを時計回り方向に渦を巻くように内側に向かって流れ、絶縁シート２１４の表裏を導通させるスルーホール（例えば図４（ｃ）の符号２２０）から２層目（裏面側）の励磁コイルパターン２１７ａに至る。この電流は、励磁コイルパターン２１７ａにおいて、渦巻きの中心から外側に向かって時計回り方向に渦を巻くように流れる。この電流の流れから分かるように、1層目の励磁コイルパターン２１６ａが作る磁束と２層目の励磁コイルパターン２１７ａが作る磁束は、同じ方向となり、磁束が増加する。つまり、コイルの位相で考えると、軸方向から見て重なる位置にある励磁コイルパターン２１６ａと励磁コイルパターン２１７ａとは同位相とされている（渦巻きの巻き方の向きは逆となる）。
【００５１】
励磁コイルパターン２１７ａを流れた電流は、励磁コイルパターン２１７ｂに流れ、そこで反時計回り方向に渦を巻くように渦巻きの中心に向かって流れる。この電流は、スルーホールから1層目の励磁コイルパターン２１６ｂに至り、そこで渦巻きの中心から外側に向かって反時計回り方向に渦を巻くように流れる。
【００５２】
励磁コイルパターン２１６ａと２１６ｂに流れる電流を見れば分かるように、あるタイミングで見た隣接する励磁コイルパターン２１６ａ〜２１６ｈに流れる電流の向きは、逆回転方向であり、それらコイルが作る磁束は、向きが互いに逆となる。この点は、励磁コイルパターン２１７ａ〜２１７ｈにおいても同じである。
【００５３】
以上のようにして、励磁コイルパターン２１６ａ→２１７ａ→２１７ｂ→２１６ｂ→２１６ｃ→２１７ｃ→２１７ｄ→２１６ｄ→２１６ｅ→２１７ｅ→２１７ｆ→２１６ｆ→２１６ｇ→２１７ｇ→２１７ｈ→２１６ｈと励磁電流が流れ、口出線２１９に至る。励磁電流は交番電流であるので、周期的に流れる向きが変わり、上記の場合と逆向きの流れとなった場合は、上記の逆の順序をたどって口出線２１９から２１８に向かって励磁電流が流れる。
【００５４】
この構成においては、励磁コイル２１６は、隣接する励磁コイルパターンが、裏面側の励磁コイルパターンを介して、直列に接続されている。この点は、励磁コイル２１７においても同じである。
【００５５】
以上がロータ部２０１の構造である。この構造によれば、シャフト１０１が回転すると、絶縁シート２１３に形成されたロータトランスコイル２１５ａおよび２１５ｂ（図２参照）、更に絶縁シート２１４に形成された励磁コイル２１６および２１７（図３、４参照）がロータ部２０１と一体となってシャフト１０１と共に回転する。
【００５６】
（ステータ部の構造）
次に、図２のステータ部２０２について説明する。ステータ部２０２は、ステータヨーク２３１を備えている。ステータヨーク２３１は、非磁性材料により構成され、中央に孔が形成された円盤形状を有している。ステータヨーク２３１は、モータハウジング１０４と一体となったエンドキャップ１０８（図１参照）に固定されている。
【００５７】
ステータヨーク２３１のロータ部２０１に対向する側の面に、２分割されたステータコアが固定されている。この例では、第１のステータコア２３２ａと第２のステータコア２３２ｂが、ステータヨーク２３１のロータ部２０１に対向する側の面に固定されている。ステータコア２３２ａ、２３２ｂは、共に中央に開口を有する平たい円環形状（ドーナツ円盤形状）を有しており、ステータコア２３２ａの外側に、隙間３０６を隔ててステータコア２３２ｂが配置されている。
【００５８】
ステータコア２３２ａは、後述するステータトランスコイル２３５ａ、２３５ｂの効率を高めるためのコアとして機能し、ステータコア２３２ｂは、後述するレゾルバステータコイル（検出コイル）２３６の効率を高めるコアとして機能する。
【００５９】
ステータコア２３２ａには、絶縁シート２３３が固定されている。絶縁シート２３３は、薄い円環形状（ドーナツ形状）に成形された樹脂性のシートである。絶縁シート２３３の一方の面（図２の上面）にはステータトランスコイル２３５ａが埋設され、他方の面（図２の下面）には、その配線層２３５ｂが埋設されている。ステータトランスコイル２３５ａは、複数の渦巻き形状のコイルパターン（図５参照）を有している。ステータトランスコイル２３５ａと配線層２３５ｂは、プリント配線により構成されている。ステータトランスコイル２３５ａからの口出線は、励磁電流を出力する駆動回路（図示省略）に接続されている。尚、ステータトランスコイル２３５ａとその配線層とを含むステータトランスコイル部と、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂとを含むロータトランスコイル部とを有する構成部分をトランスコイル部と呼ぶ。
【００６０】
ステータトランスコイル２３５ａとロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂとは磁気的に結合している。ステータトランスコイル２３５ａに励磁電流を流すと、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂに誘導電流が誘起され、それが励磁コイル２１６、２１７に励磁電流として供給される。この作用は、ロータ部２０１の回転に関係なく発生するので、回転するロータ部２０１への励磁電力の供給が行われる。
【００６１】
ステータコア２３２ｂのロータ部２０１の側には、絶縁シート２３３と同様な材質の絶縁シート２３４が固定されている。絶縁シート２３４の一方の面（図２の上面）にはレゾルバステータコイルである検出コイル２３６が埋設され、他方の面（図２の下面）には検出コイル２３６の接続配線となる配線層２３７が埋設されている。検出コイル２３６、配線層２３７は、プリント配線により構成され、図５に示すパターンを有している。
【００６２】
ステータコア２３２ａの内周部には、曲折部３０７が設けられ、外周部には、曲折部３０８が設けられている。曲折部３０７は、ロータコア２１２ａの曲折部３０２に向かって延び、曲折部３０８は、ロータコア２１２ａの曲折部３０３に向かって延びている。この構造によれば、曲折部３０７と３０２との間、曲折部３０８と３０３との間に磁路が形成され易くなる。すなわち、その経路における磁気抵抗が低くなるので、曲折部を通る磁束の経路が生成され易くなる。
【００６３】
また、ステータコア２３２ｂの内周部には、曲折部３０９が設けられ、外周部には、曲折部３１０が設けられている。曲折部３０９は、ロータコア２１２ｂの曲折部３０４に向かって延び、曲折部３１０は、ロータコア２１２ｂの曲折部３０５に向かって延びている。この構造によれば、曲折部３０９と３０４との間、曲折部３１０と３０５との間に磁路が形成され易くなる。
【００６４】
以下、検出コイル２３６について説明する。図５に示すように、検出コイル２３６は、１６個の渦巻形状の検出コイルパターン２３６ａ〜２３６ｐを備えている。検出コイルパターン２３６ａ〜２３６ｐは、機械角で２２．５°の角度位置に配置されている。これらコイルパターンにおいて、検出コイルパターン２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｅ、２３６ｇ、２３６ｉ、２３６ｋ、２３６ｍおよび２３６ｏがｓｉｎ相検出コイル群を構成している。そして、検出コイルパターン２３６ｂ、２３６ｄ、２３６ｆ、２３６ｈ、２３６ｊ、２３６ｌ、２３６ｎおよび２３６ｐがｃｏｓ相検出コイル群を構成している。
【００６５】
ｓｉｎ相の検出コイルパターン２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｅ、２３６ｇ、２３６ｉ、２３６ｋ、２３６ｍおよび２３６ｏは、一つ置きにコイルの位相が逆位相となるように、周方向において直列接続されている。この直列接続を実現するために、裏面側の配線層２３７に含まれる渡り線の配線パターン（その一つとして符合２３７ａの配線パターンが示されている）が利用されている。この接続構造は、ｃｏｓ相においても同じである。
【００６６】
検出コイル群の内側に渦巻き形状を有するステータトランスコイル２３５ａが配置されている。符号３１１は、口出線である。口出線３１１には、ｓｉｎ相とｃｏｓ相の出力配線各２本（計４本）、ステータトランスコイル２３５ａへの配線２本が含まれている。尚、レゾルバステータコイルである検出コイル２３６と、レゾルバロータコイルである励磁コイル２１６、２１７とを有する構成部分をレゾルバコイル部と呼ぶ。
【００６７】
（動作）
動作に当たっては、図２、図５のステータトランスコイル２３５ａに励磁電流が供給される。この励磁電流は、電磁誘導現象により、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂに誘起され、励磁コイル２１６、２１７に供給される。励磁電流が流れることで、励磁コイル２１６、２１７は、交番磁束を生成し、それが検出コイル２３６において電磁誘導の原理により検出される。
【００６８】
励磁コイル２１６、２１７から生成される交番磁束は、検出コイル２３６の２群に分けられた２相のコイル群（ｓｉｎ相コイル群とｃｏｓ相コイル群）のそれぞれに、９０°位相がずれた誘導電圧を生じさせる。以下、この現象を具体的に説明する。例えば、ロータトランスコイル２１５ａ、２１５ｂにＶext＝Ｅｓｉｎωｔの励磁信号を供給すると、基準位置からのシャフト１０１の回転角θに応じて検出コイル２３６のｓｉｎ相の出力コイル群に数１で示される出力が現れ、ｃｏｓ相の出力コイル群に数２で示される出力が現れる。
【００６９】
【数１】
2011017584.tif 000003
【００７０】
【数２】
2011017584.tif 000004
【００７１】
ここで、ｋは比例定数、Ｅは励磁信号の振幅、ωは励磁周波数、αは位相ずれ角、ｎは１以上の任意の整数である。数１と数２は、Ｖsin／Ｖcos＝ｔａｎθの関係があるから、ＶsinとＶcosの値に基づいて図示しないＲ／Ｄコンバータにおいて、θが算出される。
【００７２】
（作用）
図６は、トランスコイル部とレゾルバコイル部とで、コアを共有した従来構造（ａ）と本実施形態の構造（ｂ）のそれぞれにおける磁路の様子を示す概念図である。図６において、実線の矢印がトランスコイル部領域６０１で生成される磁束であり、破線がレゾルバコイル部領域６０２で生成される磁束である。
【００７３】
（ａ）のコアを共有した構造では、コア６０３、６０４がトランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２とにおいて共通であるので、２種類の磁束が交じり合い干渉している。一方、（ｂ）の構造では、コアをトランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２とにおいて分離しているので、各コイル部領域内において閉じた磁路が形成され、トランスコイル部領域６０１の磁束とレゾルバコイル部領域６０２の磁束との干渉が抑えられている。
【００７４】
（効果の確認）
図７（ａ）には、図６（ａ）の構造のシートコイル型レゾルバにおける一つの検出コイルに誘起されるｓｉｎ相出力とｃｏｓ相出力のシミュレーション値が示され、  図７（ｂ）には、図６（ｂ）の構造のシートコイル型レゾルバの一つの検出コイルに誘起されるｓｉｎ相出力とｃｏｓ相出力のシミュレーション値が示されている。ここで、ステータに対するロータの角度を同じとした条件でシミュレーションを行っている。図７には、各相の出力変化が２種類示されているが、これは、隣接するｓｉｎ相同士（ｃｏｓ相同士）の検出コイルにおけるデータを示している。
【００７５】
図７（ａ）に示すデータでは、ｓｉｎ１とｓｉｎ２（およびｃｏｓ１とｃｏｓ２）の出力の差が大きく、またｓｉｎ１とｃｏｓ１（およびｓｉｎ２とｃｏｓ２）の出力波形の正負の対称性も悪い（正負の出力差が大きい）。これは、図６（ａ）に示すようにトランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２との間における磁束の干渉が生じた結果であると理解することができる。
【００７６】
これに対して、図７（ｂ）に示すデータでは、ｓｉｎ１とｓｉｎ２（およびｃｏｓ１とｃｏｓ２）の出力の差が小さく、またｓｉｎ１とｃｏｓ１（およびｓｉｎ２とｃｏｓ２）の出力波形の正負の対称性も良い（正負の出力差が小さい）。これは、図６（ｂ）に示すようにトランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２との間における磁束の干渉が抑えられたためであると理解することができる。
【００７７】
（２） 第２の実施形態
第１の実施形態では、シートコイル型レゾルバのレゾルバコイル部は、励磁相を１相のシートコイルからなるレゾルバロータコイル部とし、検出相を２相（ｓｉｎ相とｃｏｓ相）のシートコイルからなるレゾルバステータコイル部とする１相入力−２相出力の配線構成としている。
【００７８】
しかしながら、本発明の適用は、この構造に限定されるものではなく、励磁相を２相（ｓｉｎ相とｃｏｓ相）のシートコイルからなるレゾルバステータコイル部とし、検出相を１相のシートコイルからなるレゾルバロータコイル部とする２相入力−１相出力の配線構成のレゾルバコイル部とすることもできる。
【００７９】
この場合、ステータ側から電気角で９０°の位相差を有する周期変化を示す２相の交番磁束が同時に生成され、この２相の交番磁束の合成磁場がロータ側で検出される。ロータが回転すると、ロータ側で検出される磁場の検出波形が回転角に応じた変調を受け、この変調の状態に基づいてＲ／Ｄコンバータにおいて角度情報の算出が行われる。
【００８０】
（３） 第３の実施形態
第１の実施形態におけるシートコイル型レゾルバでは、軸倍角を４Ｘとしたが、軸倍角はこれに限定されるものではなく、任意の軸倍角のレゾルバが実現可能である。この場合、レゾルバステータコイル部におけるお互いに電気角で９０°の位相差を持つ２相のコイルパターンを、円周上に一つ置きに配置して同相同士を直列接続する基本構造は同じである。そして、隣り合うコイルパターン同士が、レゾルバの軸倍角ｎＸ（ｎは１以上の任意の整数）に対して、機械角で（９０／（ｍ×ｎ））°（ｎは軸倍角数，ｍは１以上の任意の整数）の間隔となるように円周上にコイルパターンを配置すればよい。
【００８１】
（４）その他の実施形態１
図８には、発明を利用した他のバリエーションの構造が示されている。図８において、図２と同じ部分は、図２に関連して説明したのと同じである。図８（ａ）には、シートコイル型レゾルバ８００が示されている。シートコイル型レゾルバ８００は、非磁性材料により構成されるロータヨーク８２０、ステータヨーク８２１を備えている。ロータヨーク８２０には、ロータコア８０１ａと８０１ｂが固定されている。ロータコア８０１ａは、ロータトランスコイル部のコアであり、ロータコア８０１ｂは、ロータ側の励磁コイルのコアである。
【００８２】
この例では、ロータコア８０１ａと８０１ｂの間に隙間８０３が設けられている。また、隙間８０３の幅（ロータコア８０１ａと８０１ｂの間の距離）を図２の構成に比較して大きな寸法としている。そして、隙間８０３のよる離間距離を大きくした代わりに、隙間８０３の部分では、ロータコア８０１ａと８０１ｂに曲折部を設けない構成としている。また、ロータコア８０１ｂの外周部における曲折部も省略している。これらの点は、ステータコア８０２ａと８０２ｂにおいても同様とされている。なお、符号８０４は、ステータコア８０２ａと８０２ｂとの間に設けられた隙間である。この構成によれば、コアの形状を単純化できるので、製造コストを抑えることができる。
【００８３】
図８（ｂ）には、図８（ａ）に示すシートコイル型レゾルバ８００において、隙間８０３に非磁性材料により構成されるスペーサ８０５を配置し、隙間８０４に非磁性材料により構成されるスペーサ８０６を配置した構成が示されている。この構成によれば、スペーサ８０５、８０６がコアの位置決め部材として機能するので、組立精度が高まり、また組立が容易となる。
【００８４】
図８（ｂ）に示す構成において、スペーサ８０５、８０６の内部に磁性材料により構成される磁気シールド部材を配置し、スペーサ８０５、８０６に磁気シールド機能を持たせても良い。この場合、磁気シールド部材が、隣接するコアに接触しないように離間させ、周囲を非磁性材料により磁気的に絶縁することで、磁気シールド機能を得る。こうすることで、コアの磁気的な分離を更に強化することができる。
【００８５】
図８（ｃ）には、図８（ａ）に示す隙間８０３に非磁性材料により構成されるロータヨーク８０７の突起８０７ａを位置させた構成が示され、さらに図８（ａ）に示す隙間８０４にステータヨーク８０８の突起８０８ａを位置させた構成が示されている。この構成によれば、部品点数を削減でき、また優れた組立精度や組立が容易なシートコイル型レゾルバが得られる。
【００８６】
（５）その他の実施形態２
図９（ａ）には、図８（ａ）に示す構成におけるロータコア８０１ａの代わりに、図２のロータコア２１２ａを採用し、図８（ａ）に示す構成におけるステータコア８０２ａの代わりに、図２のステータコア２３２ａを採用している。この構成によれば、隙間８０３、８０４を設ける効果に加えて、曲折部３０３、３０８が設けられることによる磁束の不要な漏れが防止される効果が得られる。
【００８７】
図９（ｂ）には、図９（ａ）に示す構成において、ステータコア２３２ａを曲折部３０８が設けられていないステータコア８０２ａ（図８参照）に交換した構造が示されている。
【００８８】
図９（ｃ）には、図２に示す構成において、ロータトランスコイル部側のロータコアとして図８（ａ）のロータコア８０１ａを採用し、ステータトランスコイル部側のステータコアとして図８（ａ）のステータコア８０２ａを採用した構造が示されている。
【００８９】
図１０（ａ）には、図９（ａ）に示す構成において、コア間の隙間８０３に非磁性材料により構成されるスペーサ８５１を配置し、コア間の隙間８０４に非磁性材料により構成されるスペーサ８５２を配置した構成が示されている。
【００９０】
図１０（ｂ）には、図９（ａ）に示す構成において、ロータヨークとして非磁性材料により構成され、隙間８０３を埋める突起８５３ａを備えたロータヨーク８５３を採用し、ステータヨークとして非磁性材料により構成され、隙間８０４を埋める突起８５４ａを備えたステータヨーク８５４を採用した構成が記載されている。この構成によれば、少ない部品点数で高い精度のコアの位置決めが行えるので、高い生産性が得られる。
【００９１】
図１１には、ロータコアまたはステータコア（またはその両方）の形状の一例が示されている。図１１には、ロータコアまたはステータコア（またはその両方）として利用可能なコア８６０が示されている。コア８６０は、薄板上の磁性材料（例えば珪素鋼板）により構成された円盤形状を有している。
【００９２】
この例において、コア８６０は、トランスコイルコア部８６１とレゾルバコイルコア部８６２が結合部８６３により結合され一体にされた構造を有している。この構造は、円盤形状の磁性材料に４箇所の円弧状のスリット８６４を形成し、トランスコイルコア部８６１とレゾルバコイルコア部８６２との結合が部分的となるようにすることで製造される。この構造では、結合部分が部分的であるので、円盤形状を有した１枚の磁性材料の板材が、内側のトランスコイルコア部８６１と外側のレゾルバコイルコア部８６２とに磁気的に分離された構造となる。
【００９３】
図１１に示す構成において、スリット８６４の部分を溝に変更してもよい。この場合、溝の底に連結部分が残るので、溝を全周に形成することができる。いずれの場合も部分的な連結構造とすることで、トランスコイルコア部８６１とレゾルバコイルコア部８６２との結合を部分的なものとし、両者をつなぐ磁路を狭めることで、コアとして磁気的に分離している。
【００９４】
図２に示す構成において、ロータコア２１２ａ、２１２ｂを分離させずに一体なコアとし、ステータコアをステータコア２３２ａ、２３２ｂとに分離した構造としてもよい。この場合、ロータ側では、ロータトランスコイル部とレゾルバロータコイル部とで、コアは共通となるが、ステータ側では、ステータトランスコイル部とレゾルバステータコイル部とで、コアが分離される。このため、図６（ａ）に示すトランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２とを循環する磁束の磁路がステータ側で遮断され、トランスコイル部領域６０１とレゾルバコイル部領域６０２とにおける磁束の干渉が抑えられる。この作用は、ロータコア２１２ａ、２１２ｂを分離し、ステータコアをステータコア２３２ａと２３２ｂとに分離せず一体構造とした場合にも同様に得られる。
【００９５】
以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
【００９６】
たとえば、レゾルバロータコイル部およびレゾルバステータコイル部のコイルパターンの渦巻き形状は、図示した形状に限定されるものではなく、さまざまな変形形状が適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、シートコイル型のレゾルバに利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００…モータ、１０１…シャフト、１０２，１０３…ベアリング、１０４…モータハウジング、１０５…モータロータ、１０６…モータステータコア、１０７…モータ巻線、１０８…エンドキャップ、２００…シートコイル型レゾルバ、２０１…ロータ部、２０２…ステータ部、２１１…ロータヨーク、２１２ａ，２１２ｂ…ロータコア、２１３，２１４…絶縁シート、２１５ａ，２１５ｂ…ロータトランスコイル、２１６，２１７…レゾルバロータコイル（励磁コイル）、２１６ａ〜２１６ｈ，２１７ａ〜２１７ｈ…励磁コイルパターン、２１８，２１９…口出線、２２０…スルーホール、２３１…ステータヨーク、２３２ａ，２３２ｂ…ステータコア、２３３，２３４…絶縁シート、２３５ａ…ステータトランスコイル、２３５ｂ…配線層、２３６…レゾルバステータコイル（検出コイル）、２３６ａ〜２３６ｐ…検出コイルパターン、２３７…配線層、２３７ａ…配線パターン、３０１…隙間、３０２〜３０５…曲折部、３０６…隙間、３０７〜３１０…曲折部、３１１…口出線、６０１…トランスコイル部領域、６０２…レゾルバコイル部領域、８００…シートコイル型レゾルバ、８０１ａ，８０１ｂ…ロータコア、８０２ａ，８０２ｂ…ステータコア、８０３，８０４…隙間、８０５，８０６…スペーサ、８０７…ロータヨーク、８０７ａ…突起、８０８…ステータヨーク、８０８ａ…突起、８２０…ロータヨーク、８２１…ステータヨーク、８５１，８５２…スペーサ、８５３…ロータヨーク、８５３ａ…突起、８５４…ステータヨーク、８５４ａ…突起、８６０…コア、８６１…トランスコイルコア部、８６２…レゾルバコイルコア部、８６３…結合部、８６４…スリット。
【図１】
2011017584.tif 000005
【図２】
2011017584.tif 000006
【図３】
2011017584.tif 000007
【図４】
2011017584.tif 000008
【図５】
2011017584.tif 000009
【図６】
2011017584.tif 000010
【図７】
2011017584.tif 000011
【図８】
2011017584.tif 000012
【図９】
2011017584.tif 000013
【図１０】
2011017584.tif 000014
【図１１】
2011017584.tif 000015