(57)【要約】【課題】回転角センサにつき、ロータリィトランスコイルを省略して構成を簡略化し、従来よりもコンパクトにすると共に、回転角度の検出精度を向上させること。【解決手段】回転角センサは、励磁信号が入力される励磁コイル２３と、検出信号を出力する検出コイル３２，３４とを含むレゾルバステータ１３と、レゾルバステータ１３と回転軸方向に対向した位置にあって回転するレゾルバロータとを備える。検出コイル３２，３４は、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとを含み、順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置される。また、励磁コイル２３は、検出コイル３２，３４の順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側を取り囲む平面コイルパターンより構成される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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含むステータと、
前記ステータと回転軸方向に対向した位置にあって回転するロータと
を備えた回転角センサにおいて、
前記検出コイルは、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとを含み、前記順方向の平面コイルパターンと前記逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置されることと、
前記励磁コイルは、前記順方向の平面コイルパターン及び前記逆方向の平面コイルパターンの外周側を取り囲むコイルパターンを含むことと
を備えたことを特徴とする回転角センサ。
【請求項２】
前記励磁コイルは、更に、前記順方向の平面コイルパターン及び前記逆方向の平面コイルパターンの内周側を取り囲むコイルパターンを含み、前記外周側を取り囲むコイルパターンと前記内周側を取り囲むコイルパターンは電流の流れる向きが逆方向となるように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角センサ。
【請求項３】
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含むステータと、
前記ステータと回転軸方向に対向した位置にあって回転するロータと
を備えた回転角センサにおいて、
前記検出コイルは、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと、逆方向の平面コイルパターンとを含み、前記順方向の平面コイルパターンと前記逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置されることと、
前記励磁コイルは、前記順方向の平面コイルパターン及び前記逆方向の平面コイルパターンと重なる位置に配置され、連続的に巻回された複数のループパターンにより構成され、これらループパターンが、全体に円環状をなすように配列され、円周方向には隣り合うループパターンの一部が重なるように順にずれながら配置され、半径方向には前記隣り合うループパターンが重ならないように順に拡大しながら配置されることと
を備えたことを特徴とする回転角センサ。
【請求項４】
前記ロータは、導電材料により形成され、円周方向に所定の角度間隔により切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の回転角センサ。
【請求項５】
前記導電材料は、非磁性導電材料であることを特徴とする請求項４に記載の回転角センサ。
【請求項６】
前記ステータは、ベース基板を含み、前記励磁コイルと前記検出コイルとは、前記ベース基板上に積層して形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の回転角センサ。
【請求項７】
前記ステータは、ベース基板を含み、前記励磁コイルと前記検出コイルとは、前記ベース基板上に積層して形成され、前記励磁コイルの少なくとも一部と前記検出コイルの少なくとも一部とが、同一の層に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転角センサ。
【請求項８】
前記励磁コイルと前記検出コイルは、異なる層に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の回転角センサ。
【請求項９】
前記励磁コイルの少なくとも一部と前記検出コイルの少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の回転角センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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含むステータと、前記ステータに対向した位置にあって回転するロータとを備えた回転角センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットのハンド等において、高出力の小型ブラシレスモータが使用されている。ロボットの小型ブラシレスモータを制御するためには、モータ出力軸の回転位置を正確に把握する必要がある。ステータの各コイルへの通電切り替えを制御するには、ロータの回転位置を正確に把握する必要があるからである。特に、ロボットのハンドにおいては、高い位置精度が要求される場合があるため、通電切り替えを正確に行いたいという要望が強い。
【０００３】
ここで、ロボットのハンドを移動させるモータ出力軸の回転位置を検出するために、小型化が可能なレゾルバが使用されている。レゾルバは、モータの内部に組み込まれて、モータ出力軸に直接取り付けられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のレゾルバでは、金属製のレゾルバロータの外周に、円環状をなすレゾルバステータが配置されている。レゾルバステータは、内周側には、内側へ向けて突出する複数のティースが形成され、それらティースに導線が巻かれて複数のコイルが設けられている。この形式のＶＲ型レゾルバにおいては、レゾルバロータとレゾルバステータとのギャップを、周期的に変化させる必要がある。そうしないと、レゾルバステータの内周側に設けられた複数のコイルの出力が互いに打ち消し合い、適切な検出出力を得られなくなるからである。特許文献１に記載のレゾルバでは、レゾルバロータとレゾルバステータとのギャップを、正弦波カーブとなるように、レゾルバロータが所定形状に形成されている。
【０００５】
ここで、特許文献1に記載のレゾルバには、通常「８〜１０ｋＨｚ」の周波数領域の励磁信号が使用される。このため、コイルの巻線数が多く、コイルの外径寸法が大きくなり、レゾルバ自体の外径寸法が大きくなると共に、レゾルバロータの回転軸方向の寸法が大きくなるという問題があった。この結果、このレゾルバを、ロボットのハンド駆動用のモータシャフトに使用した場合に、モータが大きくなり、問題となっていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載の技術では、「８〜１０ｋＨｚ」の周波数領域で励磁しているので、モータからの外乱電磁ノイズ（例えば、モータの回転数「１８０００ｒｐｍ」、ＮＳ極４対、６次モータの場合には、「７．２ｋＨｚ」の周波数のノイズ）の影響を受けやすく、レゾルバによる回転角度の検出精度が低下するという問題があった。
【０００７】
そこで、上記の問題を解決するために、本出願人は、特許文献２において、（１）高周波の励磁信号を用いて、コイルの巻線数を減らすこと、（２）レゾルバステータ平板上に励磁コイルを印刷によりパターン化して形成し、レゾルバロータ平板上に検出コイルを印刷によりパターン化して形成し、レゾルバステータ平板とレゾルバロータ平板とを対向させて配置すること、を提案している。これにより、レゾルバの外径寸法を小さくすることができると共に、レゾルバロータの回転軸方向の寸法を小さくすることができ、レゾルバをモータ出力軸に取り付けたときに、モータ全体を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−９９５１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献２に記載の技術では、レゾルバステータ平板上に励磁コイルを形成し、レゾルバロータ平板上に検出コイルを形成し、両方の平板上にロータリィトランスコイルを形成していた。これら一対をなすロータリィトランスコイルは、レゾルバロータ側の検出コイルに発生した検出信号をレゾルバステータ側に伝達する機能を有する。しかし、ロータリィトランスコイルを用いて検出信号を伝達すると、信号の伝達効率が「１／１００」程度まで低下するという問題があった。このため、検出信号のＳ／Ｎが低下するおそれがあった。また、ロータリィトランスコイルを設けていた分だけ構成が複雑になっていた。
【００１０】
ここで、特許文献１に記載の技術では、レゾルバステータ側に励磁コイルと検出コイルが形成され、レゾルバロータ側に磁性体金属の歯が形成されているだけで、ロータリィトランスコイルは設けられていなかった。このため、特許文献２に係る上記した問題は起こらない。しかし、前述したレゾルバの外径寸法や回転軸方向の寸法がそれぞれ大きくなるという問題が残る。また、特許文献１に記載の技術では、レゾルバロータの外径寸法を、例えば正弦波カーブのように周期的に変化させる必要があり、レゾルバロータの製造コストが高くなるという問題があった。また、特許文献１に記載の技術は、「８〜１０ｋＨｚ」の周波数領域で励磁しているので、モータからの外乱電磁ノイズの影響を受け易く、レゾルバによる回転角度の検出精度が低下するという問題があった。
【００１１】
ここで、特許文献２の技術と特許文献１の技術を組み合わせることも考えられるが、その場合には、レゾルバステータ平板上に励磁コイルと検出コイルを形成することになる。一方、磁性体金属製のレゾルバロータについては、その平板上に凹凸を形成して、周期的なギャップを形成する必要があり、レゾルバロータの製造に手間がかかる。このため、レゾルバの製造コストが高くなる問題があった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の技術では、１励磁、２出力の場合、検出コイルとして、正弦波コイルと余弦波コイルとを形成している。ここで、正弦波コイルは正弦波コイル層に形成され、余弦波コイルは余弦波コイル層に形成される。しかし、正弦波コイル層と、余弦波コイル層が各々別々に積層されているので、正弦波コイルと励磁コイルとの隙間と、余弦波コイルと励磁コイルとの隙間が同じにならない。このため、レゾルバステータとレゾルバロータとの位置関係に変化があった場合に、検出信号に誤差が発生するおそれがあった。例えば、軸受のガタにより、レゾルバステータとレゾルバロータとのギャップが、回転軸方向に「０．２ｍｍ」程度変化した場合には、正弦波コイルと励磁コイルとのゲインと、余弦波コイルと励磁コイルとのゲインに大きな差異が発生し、レゾルバによる回転角度検出に誤差が生ずるおそれがある。ここで、ロボットのハンド駆動用モータの出力軸については、精度の高い検出が望まれるため、特に問題となる。
【００１３】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータリィトランスコイルを省略して構成を簡略化し、従来よりもコンパクトにできると共に、回転角度の検出精度を向上させることを可能とした回転角センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、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含むステータと、ステータと回転軸方向に対向した位置にあって回転するロータとを備えた回転角センサにおいて、検出コイルは、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとを含み、順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置されることと、励磁コイルは、順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側を取り囲むコイルパターンを含むこととを備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、ステータが励磁コイルと検出コイルの両方を含むので、励磁コイルと検出コイルがステータとロータに分かれる場合と異なり、検出コイルによる検出信号をロータとステータとの間でやりとりする必要がなく、信号やりとりのためのロータリィトランスコイルが不要となる。また、検出コイルが平面コイルパターンにより構成されるので、嵩張らない。更に、検出コイルを構成する平面コイルパターンの外周側を、励磁コイルを構成するコイルパターンが取り囲むので、検出コイルの外周側全体に励磁コイルから連続した均一な磁界がかけられる。
【００１６】
上記目的を達成するために、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、励磁コイルは、更に、順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの内周側を取り囲むコイルパターンを含み、外周側を取り囲むコイルパターンと内周側を取り囲むコイルパターンは電流の流れる向きが逆方向となるように接続されていることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、検出コイルを構成する平面コイルパターンの外周側に加え、内周側も励磁コイルを構成するコイルパターンにより取り囲まれ、外周側のコイルパターンと内周側のコイルパターンを流れる電流の向きが逆方向となる。従って、検出コイルの外周側及び内周側の全体に励磁コイルから連続した均一な磁界がかけられる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、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含むステータと、ステータと回転軸方向に対向した位置にあって回転するロータとを備えた回転角センサにおいて、検出コイルは、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと、逆方向の平面コイルパターンとを含み、順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置されることと、励磁コイルは、順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンと重なる位置に配置され、連続的に巻回された複数のループパターンにより構成され、これらループパターンが、全体に円環状をなすように配列され、円周方向には隣り合うループパターンの一部が重なるように順にずれながら配置され、半径方向には隣り合うループパターンが重ならないように順に拡大しながら配置されることとを備えたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、ステータが励磁コイルと検出コイルの両方を含むので、励磁コイルと検出コイルがステータとロータに分かれる場合と異なり、検出コイルによる検出信号をロータとステータとの間でやりとりする必要がなく、信号やりとりのためのロータリィトランスコイルが不要となる。また、検出コイルが平面コイルパターンにより構成されるので、嵩張らない。更に、検出コイルを構成する平面コイルパターンと重なる位置に励磁コイルが配置される。そして、励磁コイルは、連続的に巻回された複数のループパターンにより構成され、これらループパターンが、全体に円環状をなすように配列され、円周方向には隣り合うループパターンの一部が重なるように順にずれながら配置され、半径方向には隣り合うループパターンが重ならないように順に拡大しながら配置される。従って、検出コイルの全周に励磁コイルから連続した均一な磁界がかけられる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、ロータは、導電材料で形成され、円周方向に所定の周期で切欠部が形成されていることを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、導電材料で形成されたロータが、円周方向に所定の周期で切欠部を有する。従って、励磁コイルにより磁界が発生しているとき、ロータの切欠部と重なる（導電体部と重ならない）領域でのみ、励磁コイルの磁界が検出コイルを通過し、検出コイルに誘導電流が発生する。一方、励磁コイルにより磁界が発生しているとき、ロータの切欠部と重ならない（導電体部と重なる）領域では、励磁コイルの磁界がロータに当たり、ロータの表面に渦電流を発生させる。そして、この渦電流により励磁コイルの磁界と逆方向の磁界が発生し、それら両方向の磁界が打ち消し合うことから、検出コイルに誘導電流が発生しない。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、導電材料は、非磁性導電材料であることを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、ロータが非磁性導電材料で構成されるので、ロータの表面に発生する渦電流が増加し、Ｓ／Ｎ比が大きくなる。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明において、ステータは、ベース基板を含み、励磁コイルと検出コイルとは、ベース基板上に積層して形成されていることを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の作用に加え、励磁コイルと検出コイルが同じベース基板上に積層して形成されるので、励磁コイルと検出コイルとの距離が短くなる。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ステータは、ベース基板を含み、励磁コイルと検出コイルとは、ベース基板上に積層して形成されており、励磁コイルの少なくとも一部と検出コイルの少なくとも一部とが、同一の層に形成されていることを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、励磁コイルの少なくとも一部と検出コイルの少なくとも一部とが、同一の層に形成されるので、別々の層に形成される場合と比べて層数が減る。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、励磁コイルと検出コイルは、異なる層に形成されていることを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、励磁コイルと検出コイルが、異なる層に別々に形成されるので、各コイルの層上の配置の自由度が増す。
【００３０】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、励磁コイルの少なくとも一部と検出コイルの少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを趣旨とする。
【００３１】
上記発明の構成によれば、請求項８に記載の発明の作用に加え、励磁コイルの少なくとも一部と検出コイルの少なくとも一部が重なる位置に配置されるので、各コイルの層上の自由度が更に増す。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、ロータリィトランスコイルを省略することができ、これにより回転角センサの構成を簡略化することができる。また、検出コイルが嵩張らないので回転角センサをコンパクトにすることができる。更に、検出コイルの周方向に連続して均一に励磁信号を供給することができ、回転角センサによる回転角度の検出精度を向上させることができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に対し、検出コイルの周方向に連続して均一かつ強力に励磁信号を供給することができ、この意味で、回転角センサによる回転角度の検出精度を更に向上させることができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、ロータリィトランスコイルを省略することができ、これにより回転角センサの構成を簡略化することができる。また、検出コイルが嵩張らないので回転角センサをコンパクトにすることができる。更に、検出コイルの周方向に連続して均一に励磁信号を供給することができ、回転角センサによる回転角度の検出精度を向上させることができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、ロータの上に凹凸を形成することなく回転角度検出を達成することができ、回転角センサの製造コストを抑えることができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、Ｓ／Ｎ比が増大する分だけ回転角センサによる回転角度の検出精度を向上させることができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、励磁コイルと検出コイルとの距離が比較的短くなる分だけ検出コイルによる検出信号のゲインを増大させることができ、検出信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、ステータの厚みを小さくすることができ、この意味でも、回転角センサの回転軸方向の寸法を小さくすることができ、回転角センサをコンパクトにすることができる。また、層数が減る分だけ回転角センサの製造コストを抑えることができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、励磁コイルと検出コイルの配置を最適化することができ、回転角センサによる回転角度の検出性能の向上を図ることができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の効果に対し、励磁コイルと検出コイルの配置をより一層最適化することができ、回転角センサによる回転角度の検出性能を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態に係り、レゾルバ付きモータを示す断面図。
【図２】同実施形態に係り、レゾルバの電気的構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態に係り、レゾルバステータを示す分解斜視図。
【図４】同実施形態に係り、図３の構成要素の一部を拡大して示す分解斜視図。
【図５】同実施形態に係り、レゾルバロータを示す斜視図。
【図６】同実施形態に係り、（ａ）〜（ｄ）は、レゾルバの作用と特性を示すグラフ。
【図７】同実施形態に係り、図６（ａ）のうち、レゾルバロータの切欠部がある部分の作用を示す断面図。
【図８】同実施形態に係り、図６（ａ）のうち、レゾルバロータの非磁性導電体部がある部分の作用を示す断面図。
【図９】同実施形態に係り、（ａ）,（ｂ）は、正弦波コイルと余弦波コイルの一例をそれぞれ示す平面図。
【図１０】同実施形態に係り、（ａ）,（ｂ）は、正弦波コイルと余弦波コイルにて発生し得る誘起電流の大きさ等を示すグラフ。
【図１１】同実施形態に係り、電気角及び機械角と、各出力値との関係を示すグラフ。
【図１２】同実施形態に係り、（ａ）,（ｂ）は、あるロータ角度における正弦波コイル及び余弦波コイルと非磁性導電体部との位置関係を示す平面図。
【図１３】同実施形態に係り、（ａ）,（ｂ）は、別のロータ角度における正弦波コイル及び余弦波コイルと非磁性導電体部との位置関係を示す平面図。
【図１４】同実施形態に係り、レゾルバの出力電圧に係る実験データを示すグラフ。
【図１５】第２実施形態に係り、レゾルバステータを示す分解斜視図。
【図１６】同実施形態に係り、図１５の構成要素の一部を拡大して示す分解斜視図。
【図１７】同実施形態に係り、図１５の構成要素の一部を拡大して示す分解斜視図。
【図１８】第３実施形態に係り、レゾルバステータを示す分解斜視図。
【図１９】同実施形態に係り、図１８の構成要素の一部を拡大して示す分解斜視図。
【図２０】同実施形態に係り、第１の励磁コイルを拡大して示す斜視図。
【図２１】同実施形態に係り、第２の励磁コイルを拡大して示す斜視図。
【図２２】同実施形態に係り、第１及び第２の励磁コイルの接続状態を示す斜視図。
【図２３】同実施形態に係り、一組の励磁コイルのコイルパターンの一部を示す模式図。
【図２４】第４実施形態に係り、励磁コイルと第１の検出コイルを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の回転角センサを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図１に、レゾルバ付きモータ（以下、単に「モータ」と言う。）１を断面図により示す。図１に示すように、モータ１は、ベース板６、中空状のモータケース２、モータケース２の中空部に設けられたモータステータ３及びモータロータ４と、モータロータ４の中心に一体に設けられたモータシャフト５とを含む。モータシャフト５の一端部は、モータケース２の外部へ突出している。
【００４４】
モータステータ３は、モータケース２の内面に固定される。モータステータ３は、図示しないステータコアとコイルを含む。モータロータ４は、モータステータ３の内側に配置され、図示しない永久磁石を保持する。モータシャフト５は、モータケース２の端部に設けられたベアリング９と、ベース板６に設けられたベアリング１０とにより回転可能に支持される。
【００４５】
モータ１は、モータステータ３のコイルが励磁されることにより、モータロータ４の永久磁石が磁力を受けてモータロータ４がモータシャフト５と一体に回転するようになっている。
【００４６】
図１に示すように、モータケース２の内側において、モータロータ４とベース板６との間には、本発明の回転角センサとしてのレゾルバ１１が配置される。このレゾルバ１１は、レゾルバステータ１３と、そのレゾルバステータ１３と回転軸方向に所定のギャップを介して対向した位置にあって回転するレゾルバロータ１２とを含む。
【００４７】
図２に、レゾルバ１１の電気的構成をブロック図により示す。レゾルバ１１は、概略的には、回路部４１と、センサ部４２とを備える。図２に示すように、回路部４１は、各種回路等５１〜６０を含む。すなわち、基準クロック発生器５５は、分周回路５６に接続される。分周回路５６は、カウンタ５７に接続される。カウンタ５７は、Ｄ／Ａコンバータ５８と、別の分周回路５９に接続される。別の分周回路５９は、正弦波用の同期検波器５１と、余弦波用の同期検波器５２に接続される。正弦波用の同期検波器５１は、正弦波用の積分回路５３に接続される。余弦波用の同期検波器５２は、余弦波用の積分回路５４に接続される。これら積分回路５３，５４は、それぞれ演算器６０に接続される。演算器６０の演算結果は、角度データ６１として出力されるようになっている。
【００４８】
図２に示すように、センサ部４２は、レゾルバロータ１２と、レゾルバステータ１３と、レゾルバステータ１３に設けられる正弦波コイル２１、余弦波コイル２２及び励磁コイル２３とを含む。正弦波コイル２１は、回路部４１の正弦波用の同期検波器５１に接続される。余弦波コイル２２は、回路部４１の余弦波用の同期検波器５２に接続される。励磁コイル２３は、回路部４１のＤ／Ａコンバータ５８に接続される。レゾルバロータ１２は、他の回路と電気的に接続されない。
【００４９】
次に、レゾルバステータ１３の構成について詳細に説明する。図３に、レゾルバステータ１３を分解斜視図により示す。図４に、図３の構成要素の一部を拡大して分解斜視図により示す。
【００５０】
図３に示すように、レゾルバステータ１３は、互いに積層されるベース平板３０、絶縁層３１、励磁コイル２３、第１の検出コイル３２、絶縁層３３、第２の検出コイル３４及び絶縁層３５を備える。本発明のベース基板に相当する、最下層に位置するベース平板３０は、略円環板状をなし、外周に突出した複数の取付部３０ａを有する。ベース平板３０の上には、略円環状をなす絶縁層３１が形成される。絶縁層３１の上には、励磁コイル２３と第１の検出コイル３２が同一の層として形成される。励磁コイル２３及び第１の検出コイル３２の上には、略円環状をなす絶縁層３３が形成される。更に、絶縁層３３の上には、第２の検出コイル３４が形成される。そして、第２の検出コイル３４の上には、略円環状をなす絶縁層３５が形成される。
【００５１】
図３及び図４に示すように、第１の検出コイル３２と第２の検出コイル３４は、絶縁層３３を挟んで２層に分かれて配置され、これら検出コイル３２，３４により一つの検出コイルが構成される。これら検出コイル３２，３４は、巻き方向が順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとを含み、それら順方向の平面コイルパターンと逆方向の平面コイルパターンとが円周方向に順に配置される。
【００５２】
すなわち、図４に示すように、第１の検出コイル３２は、４５度ずつに分割された、平面コイルパターンとしての、８個の分割コイル２１Ａ，２２Ｂ，２１Ｃ，２２Ｄ，２１Ｅ，２２Ｆ，２１Ｇ，２２Ｈを含む。すなわち、第１の検出コイル３２は、順次に配置された正弦波分割コイル２１Ａ、余弦波分割コイル２２Ｂ、正弦波分割コイル２１Ｃ、余弦波分割コイル２２Ｄ、正弦波分割コイル２１Ｅ、余弦波分割コイル２２Ｆ、正弦波分割コイル２１Ｇ及び余弦波分割コイル２２Ｈを含む。また、絶縁層３３には、８個の透孔３３ａが等角度間隔に形成される。
【００５３】
図４に示すように、第２の検出コイル３４は、４５度ずつに分割された、平面コイルパターンとしての、８個の分割コイル２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｃ，２１Ｄ，２２Ｅ，２１Ｆ，２２Ｇ，２１Ｈを含む。すなわち、第２の検出コイル３４は、第１の検出コイル３２の正弦波分割コイル２１Ａに対応する位置に余弦波分割コイル２２Ａが配置され、第１の検出コイル３２の余弦波分割コイル２２Ｂに対応する位置に正弦波分割コイル２１Ｂが配置される。同様にして、順次、余弦波分割コイル２２Ｃ、正弦波分割コイル２１Ｄ、余弦波分割コイル２２Ｅ、正弦波分割コイル２１Ｆ、余弦波分割コイル２２Ｇ及び正弦波分割コイル２１Ｈが配置される。
【００５４】
このように第１及び第２の検出コイル３２，３４の８個の正弦波分割コイル２１Ａ〜２１Ｈは、絶縁層３３の透孔３３ａを介して互いに接続され、第１の検出コイル３２と第２の検出コイル３４を交互に往復しながら、１つの正弦波コイル２１を構成する。ここで、２つの正弦波分割コイル２１Ｂ，２１Ｃにより、第１の正弦波コイル２１ＢＣが構成され、２つの正弦波分割コイル２１Ｄ，２１Ｅにより、第２の正弦波コイル２１ＤＥが構成され、２つの正弦波分割コイル２１Ｆ，２１Ｇより、第３の正弦波コイル２１ＦＧが構成され、２つの正弦波分割コイル２１Ｈ，２１Ａにより、第４の正弦波コイル２１ＨＡが構成される。第１の正弦波コイル２１ＢＣ及び第３の正弦波コイル２１ＦＧと、第２の正弦波コイル２１ＤＥ及び第４の正弦波コイル２１ＨＡとは、巻き方向が逆であり、同方向の磁束に対して逆向きの誘起電流を発生させるようになっている。
【００５５】
同様に、第１及び第２の検出コイル３２，３４の８個の余弦波分割コイル２２Ａ〜２２Ｈは、絶縁層３３の透孔３３ａを介して互いに接続され、第１の検出コイル３２と第２の検出コイル３４を交互に往復しながら、１つの余弦波コイル２２を構成する。ここで、２つの余弦波分割コイル２２Ａ，２２Ｂにより、第１の余弦波コイル２２ＡＢが構成され、２つの余弦波分割コイル２２Ｃ，２２Ｄにより、第２の余弦波コイル２２ＣＤが構成され、２つの余弦波分割コイル２２Ｅ，２２Ｆより、第３の余弦波コイル２２ＥＦが構成され、２つの余弦波分割コイル２２Ｇ，２２Ｈにより、第４の余弦波コイル２２ＧＨが構成される。第１の余弦波コイル２２ＡＢ及び第３の余弦波コイル２２ＥＦと、第２の余弦波コイル２２ＣＤ及び第４の余弦波コイル２２ＧＨとは、巻き方向が逆であり、正方向の磁束に対して逆向きの誘起電流を発生させるようになっている。上記の構成により、正弦波コイル２１と余弦波コイル２２とが、４５度角度をずらして形成される。
【００５６】
図４に示すように、励磁コイル２３は、第１の検出コイル３２の、すなわち順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの、外周を取り囲む平面コイルパターンより構成される。励磁コイル２３は、コイル導線を環状に多重に巻き回すことで構成される。第１の検出コイル３２と励磁コイル２３は、２つの絶縁層３１，３３の間の同一の層に形成される。すなわち、この実施形態では、励磁コイル２３と検出コイル３２，３４とがベース平板３０の上に積層して形成される。また、励磁コイル２３と、検出コイルの一部である第１検出コイル３２とが同一の層に形成される。
【００５７】
次に、レゾルバロータ１２の構造について説明する。図５に、レゾルバロータ１２を斜視図により示す。このレゾルバロータ１２は、導電材料としての非磁性導電材料である「ＳＵＳ３０５」により形成される。レゾルバロータ１２は、円形平板の２箇所に非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢを、他の２箇所に切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢをそれぞれ備える。２箇所の非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢと、２箇所の切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢは、各々が９０度の角度間隔をもって配置される。すなわち、レゾルバロータ１２において、切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢは、円周方向に所定の角度間隔（この場合「１８０度」の角度間隔）により形成される。
【００５８】
レゾルバロータ１２は、９０度で４分割した箇所のうち、対向する２箇所に切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢと非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢが配置される。また、レゾルバステータ１３の正弦波コイル２１と余弦波コイル２２は、４５度で８分割した箇所に分割コイル２１Ａ〜２１Ｈ，２２Ａ〜２２Ｈが配置される。これにより、２Ｘの検出コイルが構成される。
【００５９】
レゾルバロータ１２は、中央にプレス絞り加工で形成されたボス部１２ｃを含む。レゾルバロータ１２は、このボス部１２ｃの中空部１２ｄにより、モータシャフト５の外周に圧入されて固定される。２箇所の非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢと、ボス部１２ｃとは、互いに直角をなすように精度良く形成される。このため、それら非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢと、レゾルバステータ１３の平板との平行度が精度良く保たれ、両者１２，１３の間隔が一定に保たれるようになっている。
【００６０】
この実施形態では、レゾルバロータ１２の材料として「ＳＵＳ３０５」が使用されるが、非磁性導電材料であればよく、例えば「ＳＵＳ３０４」、「アルミニウム」及び「真鍮」等を使用してもよい。
【００６１】
次に、レゾルバ１１の作用について説明する。図２において、基準クロック発生器５５は、「３２ＭＨｚ」の高周波の基準クロックを生成する。分周回路５６は、周波数分割回路とも呼ばれ、基準クロック発生器５５で生成した高い周波数のクロックを低周波のクロックに変換する。分周回路５６は、「３２ＭＨｚ」の基準クロックを「５００ｋＨｚ」の周波数に分周する。カウンタ５７は、６４個のパルスをカウントし、Ｄ／Ａコンバータ５８に対して、６４個のパルスを１周期として出力する。Ｄ／Ａコンバータ５８は、６４個のパルスを１周期として振幅変調させることにより、「５００ｋＨｚ／６４＝７．８１２５ｋＨｚ」の正弦波励磁信号を作成して、励磁コイル２３を励磁する。そして、励磁コイル２３に正弦波励磁信号が通電されることにより、励磁コイル２３に磁界が発生し、検出コイルである正弦波コイル２１と余弦波コイル２２に誘起電圧である検出信号が発生する。この作用については、後で詳細に説明する。
【００６２】
図２において、別の分周回路５９は、カウンタ５７のカウント値を受けて、必要な検出タイミングで、二つの同期検波器５１，５２に、検出タイミング信号を入力する。そして、正弦波用の同期検波器５１は、分周回路５９のタイミングで、正弦波コイル２１から入力された検出信号を読み出し、つまり、同期検波し、積分回路５３に送る。この積分回路５３は、同期検波器５１の出力を平滑化する。積分回路５３の出力は、演算器６０に送られる。ここで、同期検波及び積分を行っている理由は、本実施形態では、「５００ｋＨｚ」の搬送波を振幅変調して、「７．８１２５ｋＨｚ」の信号波としているので、検出信号には搬送波の周波数成分が含まれる。検出信号から搬送波の周波数成分を除去するため、同期検波及び積分を行っているのである。
【００６３】
同様に、図２において、余弦波用の同期検波器５２は、分周回路５９のタイミングで、余弦波コイル２２から入力された検出信号を読み出し、つまり、同期検波し、積分回路５４に送る。この積分回路５４は、同期検波器５２の出力を平滑化する。積分回路５４の機能は、積分回路５３と同じである。積分回路５４の出力は、演算器６０に送られる。
【００６４】
そして、図２において、演算器６０は、積分回路５３から入力した正弦波コイル２１に係る出力と、積分回路５４から入力した余弦波コイル２２に係る出力との比を求め、その比を角度データ６１として出力する。振幅式レゾルバでは、ある瞬間の電気角における、正弦波コイル２１に係る積分回路５３からの出力と、余弦波コイル２２に係る積分回路５４からの出力との比は、電気角と一義的に対応する。そのため、その比を角度データ６１として得れば、現在のレゾルバロータ１２の回転角度を測定することができる。
【００６５】
次に、励磁コイル２３、レゾルバロータ１２、正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２の作用について説明する。図６（ａ）〜（ｄ）に、レゾルバの作用と特性をグラフにより示す。図６（ａ）に、ある時間におけるレゾルバステータ１３（ベース平板３０、励磁コイル２３、正弦波コイル２１、余弦波コイル２２）と、レゾルバロータ１２（非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢ、切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢ）との位置関係をグラフにより示す。実際には、円形状のグラフとなるが、図６（ａ）では、見やすいように直線状のグラフとする。
【００６６】
図６（ａ）において、横軸にとった電気角は３６０度（２Ｘコイルなので機械角は１８０度）である。また、便宜上、正弦波コイル２１と余弦波コイル２２を一つの層に示し、励磁コイル２３を別の層に示す。すなわち、図６（ａ）において、レゾルバステータ１３は、ベース平板３０の上に励磁コイル２３を示し、その上に正弦波コイル２１と余弦波コイル２２を示す。レゾルバロータ１２は、２箇所に、各々電気角で１８０度分（２Ｘコイルなので機械角は９０度）の範囲で切欠部１２ｂと非磁性導電体部１２ａが交互に形成される。
【００６７】
図７に、図６（ａ）のうち、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂがある部分の作用を断面図により示す。図７でも、便宜上、励磁コイル２３を独立した層に示す。図７において、励磁コイル２３に、Ｄ／Ａコンバータ５８から、「５００ｋＨｚ」の搬送波を「７．８１２５ｋＨｚ」の信号波により振幅変調した形の励磁信号が入力すると、その電流値に応じて、励磁コイル２３において磁束ＩＡが発生する。この磁束ＩＡの発生により、正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２に誘起電圧が発生する。
【００６８】
一方、図８に、図６（ａ）のうち、レゾルバロータ１２の非磁性導電体部１２ａがある部分の作用を断面図により示す。図８でも、便宜上、励磁コイル２３を独立した層に示す。図８において、レゾルバロータ１２の非磁性導電体部１２ａが、レゾルバステータ１３の正弦波コイル２１と余弦波コイル２２に対向している。励磁コイル２３に、Ｄ／Ａコンバータ５８から、「５００ｋＨｚ」の搬送波を「７．８１２５ｋＨｚ」の信号波により振幅変調した形の励磁信号が入力すると、その電流値に応じて、励磁コイル２３において磁束ＩＡが発生する。
【００６９】
しかし、非磁性導電材料である非磁性導電体部１２ａに磁束ＩＡが入ると、非磁性導電体部１２ａの表面に渦電流が発生する。その発生した渦電流により、図８に示すように、磁束ＩＡに対して逆方向の磁束ＩＢが発生する。この磁束ＩＢにより、励磁コイル２３で発生した正方向の磁束ＩＡが打ち消される。このため、全体としての磁束は、図７の場合と比較して、ほとんど無くなってしまう。
【００７０】
従って、図６（ａ）の状態では、切欠部１２ｂと重なる領域（電気角１６０度から３４０度まで）のみ磁束ＩＡが発生するとみなすことができる。
【００７１】
ここで、正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２について説明する。図９（ａ）,（ｂ）に、正弦波コイル２１と余弦波コイル２２の一例をそれぞれ平面図により示す。図９（ａ）に、正弦波コイル２１の一例を平面図により示す。ここでは、見やすくするために、正弦波コイル２１の全体を同一平面上に表現する。４個の正弦波コイル２１は、７組のコイル導線２１ａ−２１ｎ，２１ｂ−２１ｍ，２１ｃ−２１ｌ，２１ｄ−２１ｋ，２１ｅ−２１ｊ，２１ｆ−２１ｉ，２１ｇ−２１ｈから構成される。
【００７２】
同様に、図９（ｂ）に、余弦波コイル２２の一例を平面図により示す。ここでも、見やすくするために、余弦波コイル２２の全体を同一平面上に表現している。４個の余弦波コイル２２は、７組のコイル導線２２ａ−２２ｎ，２２ｂ−２２ｍ，２２ｃ−２２ｌ，２２ｄ−２２ｋ，２２ｅ−２２ｊ，２２ｆ−２２ｉ，２２ｇ−２２ｈから構成される。
【００７３】
図１０（ａ）に、正弦波コイル２１に同じ方向の均一な磁束が発生したときの、各組のコイル導線２１ａ−２１ｎ，２１ｂ−２１ｍ，２１ｃ−２１ｌ，２１ｄ−２１ｋ，２１ｅ−２１ｊ，２１ｆ−２１ｉ，２１ｇ−２１ｈにより発生し得る誘起電圧の大きさを、それぞれ矩形２１'ａ−２１'ｎ，２１'ｂ−２１'ｍ，２１'ｃ−２１'ｌ，２１'ｄ−２１'ｋ，２１'ｅ−２１'ｊ，２１'ｆ−２１'ｉ，２１'ｇ−２１'ｈを含むグラフにより示す。図１０（ａ）において、正弦波コイル２１の全体で発生し得る誘起電圧の大きさを、波形２１’により示す。このように、正弦波コイル２１を７組のコイル導線２１ａ−２１ｎ，２１ｂ−２１ｍ，２１ｃ−２１ｌ，２１ｄ−２１ｋ，２１ｅ−２１ｊ，２１ｆ−２１ｉ，２１ｇ−２１ｈで構成することにより、正弦波コイル２１に発生する誘起電圧を、正弦波カーブの磁束が通過する範囲における積分値で表すことができる。
【００７４】
図１０（ｂ）に、余弦波コイル２２に同じ方向に均一な磁束が発生したときの、各組のコイル導線２２ａ−２２ｎ，２２ｂ−２２ｍ，２２ｃ−２２ｌ，２２ｄ−２２ｋ，２２ｅ−２２ｊ，２２ｆ−２２ｉ，２２ｇ−２２ｈにより発生し得る誘起電圧の大きさを、それぞれ矩形２２'ａ−２２'ｎ，２２'ｂ−２２'ｍ，２２'ｃ−２２'ｌ，２２'ｄ−２２'ｋ，２２'ｅ−２２'ｊ，２２'ｆ−２２'ｉ，２２'ｇ−２２'ｈを含むグラフにより示す。図１０（ｂ）において、余弦波コイル２２の全体で発生し得る誘起電圧の大きさを、波形２２'により示す。このように、余弦波コイル２２を７組のコイル導線２２ａ−２２ｎ，２２ｂ−２２ｍ，２２ｃ−２２ｌ，２２ｄ−２２ｋ，２２ｅ−２２ｊ，２２ｆ−２２ｉ，２２ｇ−２２ｈで構成することにより、余弦波コイル２２に発生する誘起電圧を、余弦波カーブの磁束が通過する範囲における積分値で表すことができる。
【００７５】
図６（ｂ）に、磁束ＩＡの発生により、正弦波コイル２１で発生する誘起電圧ＭＡ及び余弦波コイル２２で発生する誘起電圧ＭＢをグラフにより示す。図６（ｃ）に、図６（ａ）における波形２１'のみを取り出してグラフにより示す。電気角１６０度から１８０度までの範囲では、ＭＳＡ１で示す面積のプラスの誘起電圧（＋ＭＳＡ１）が発生し、電気角１８０度から３４０度までの範囲では、ＭＳＡ２の面積で示すマイナスの誘起電圧（−ＭＳＡ２）が発生する。従って、正弦波コイル２１で発生する誘起電圧ＭＡは、「ＭＡ＝＋ＭＳＡ１−ＭＳＡ２」となる。これを図６（ｂ）にグラフにより示す。
【００７６】
一方、図６（ｄ）に、図６（ａ）における波形２２'のみを取り出してグラフにより示す。電気角１６０度から２７０度までの範囲では、ＭＳＢ１で示す面積のマイナスの誘起電圧（−ＭＳＢ１）が発生し、電気角２７０度から３４０度までの範囲では、ＭＳＢ２で示すプラスの誘起電圧（＋ＭＳＢ２）が発生する。従って、余弦波コイル２２で発生する誘起電圧ＭＢの総量は、「ＭＢ＝＋ＭＳＢ２−ＭＳＢ１」となる。これを図６（ｂ）にグラフにより示す。
【００７７】
上記では、磁束ＩＡの発生により、正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２に誘起電圧ＭＡ，ＭＢが発生することを説明したが、励磁コイル２３に入力される励磁信号の位相に応じて、磁束ＩＡの向き及び大きさは周期的に変動する。これにより、正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２に発生する誘起電圧（検出信号）も周期的に変動する。ここで、同期検波器５１，５２及び積分回路５３，５４にて、検出信号に含まれる上記周期成分のうち、搬送波の成分を除去し、平滑化する。そして、演算器６０が積分回路５３と積分回路５４の各出力の比（誘起電圧の比ＭＡ／ＭＢに等しい）を算出する。この比により、レゾルバステータ１３に対するレゾルバロータ１２の角度変位を求めることができる。演算器６０は上記比を角度データ６１として出力する。
【００７８】
次に、レゾルバロータ１２が回転したときのレゾルバ１１の作用を図１１〜１３を参照して説明する。
【００７９】
図１１に、電気角（−９０度〜３６０度）及び機械角（−４５度〜１８０度）と、所定の方向の磁束ＩＡが発生したときの正弦波コイル２１及び余弦波コイル２２の各出力値の関係をグラフにより示す。本実施形態のレゾルバ１１は、２Ｘのものなので、電気角は機械角の２倍となっている。図１１において、「ＳＡ」は、正弦波コイル２１の出力カーブを示し、「ＳＢ」は、余弦波コイル２２の出力カーブを示す。
【００８０】
図１２（ａ）に、図１１のロータ角度Ｔ１における、正弦波コイル２１と非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）との位置関係を、図１２（ｂ）に、余弦波コイル２２と非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）との位置関係をそれぞれ平面図により示す。見やすくするために、図１２（ａ）,（ｂ）では、図４と異なり、正弦波コイル２１、余弦波コイル２２を各々一つの面に表現している。
【００８１】
図１３（ａ）に、図１１のロータ角度Ｔ２における、正弦波コイル２１と非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）との位置関係を、図１３（ｂ）に、余弦波コイル２２と非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）との位置関係をそれぞれグラフにより示す。見やすくするために、図１３（ａ）,（ｂ）では、図４と異なり、正弦波コイル２１、余弦波コイル２２を各々一つの面に表現している。また、図１３（ａ）,（ｂ）は、図１２（ａ）,（ｂ）に示す状態から、矢印Ｐの方向へ、レゾルバロータ１２が電気角で２４０度（機械角で１２０度）回転した状態を示す。
【００８２】
図１１のロータ角度Ｔ１においては、図１２（ａ）に示すように、正弦波コイル２１の８個の正弦波分割コイル２１Ａ〜２１Ｈのうち、分割コイル２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｇ，２１Ｈの全ての領域が、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂに対向している。そして、分割コイル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｅ，２１Ｆの全ての領域が、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）に対向している。
【００８３】
励磁コイル２３により発生する磁束ＩＡは、全ての領域で同じ方向で均一なので、第１の正弦波コイル２１ＢＣと第２の正弦波コイル２１ＤＥでは、絶対値の等しい逆向きの誘起電圧が発生する。同様に、第３の正弦波コイル２１ＦＧと第４の正弦波コイル２１ＨＡでは、絶対値の等しい逆向きの誘起電圧が発生する。
【００８４】
一方、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）の領域では、磁束ＩＡが、渦電流により発生する磁束ＩＢで打ち消されるため、正弦波コイル２１に誘起電圧が発生しない。このため、正弦波コイル２１の出力値は、図１１に示すゼロ（ＳＡＴ１）となる。
【００８５】
一方、図１１のロータ角度Ｔ１においては、図１２（ｂ）に示すように、余弦波コイル２２の８個の余弦波分割コイル２２Ａ〜２２Ｈのうち、分割コイル２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｇ，２２Ｈの全ての領域が、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂ（１２ｂＡ，１２ｂＢ）に対向している。そして、分割コイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｅ，２２Ｆの全ての領域が、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）に対向している。そして、励磁コイル２３により発生する磁束ＩＡは、全ての領域で同じ方向で均一なので、第２の余弦波コイル２２ＣＤでは、最大の誘起電圧が発生する。同様に、第４の余弦波コイル２２ＧＨでは、最大の誘起電圧が発生する。
【００８６】
一方、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）の領域では、磁束ＩＡが、渦電流により発生する磁束ＩＢで打ち消されるため、余弦波コイル２２のうち第１の余弦波コイル２２ＡＢと第３の余弦波コイル２２ＥＦでは誘起電圧が発生しない。このため、余弦波コイル２２の出力値は、図１１に示す最大（ＳＢＴ１）となる。
【００８７】
図１１のロータ角度Ｔ２においては、図１３（ａ）に示すように、正弦波コイル２１の８個の正弦波分割コイル２１Ａ〜２１Ｈのうち、分割コイル２１Ｅ，２１Ａの全ての領域、及び正弦波分割コイル２１Ｄ，２１Ｆ，２１Ｈ，２１Ｂの一部の領域が、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂに対向している。そして、分割コイル２１Ｇ，２１Ｃの全ての領域、及び正弦波分割コイル２１Ｄ，２１Ｆ，２１Ｈ，２１Ｂの一部の領域が、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）に対向している。励磁コイル２３により発生する磁束ＩＡは、全ての領域で同じ方向で均一なので、第２の正弦波コイル２１ＤＥと第３の正弦波コイルＦＧでは、逆向きの誘起電圧が発生する。同様に、第４の正弦波コイル２１ＨＡと第１正弦波コイルＢＣでは、逆向きの誘起電圧が発生する。
【００８８】
一方、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）の領域では、磁束ＩＡが、渦電流により発生する磁束ＩＢで打ち消されるため、正弦波コイル２１では誘起電圧が発生しない。このため、正弦波コイル２１の出力値は、図１１に示すように、それらの演算値（ＳＡＴ２）となる。
【００８９】
図１１のロータ角度Ｔ２においては、図１３（ｂ）に示すように、余弦波コイル２２の８個の余弦波分割コイル２２Ａ〜２２Ｈのうち、分割コイル２２Ｅ，２２Ａの全ての領域、及び余弦波分割コイル２２Ｄ，２２Ｆ，２２Ｈ，２２Ｂの一部の領域が、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂに対向している。そして、分割コイル２２Ｇ，２２Ｃの全ての領域、及び余弦波分割コイル２２Ｄ，２２Ｆ，２２Ｈ，２２Ｂの一部の領域が、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）に対向している。励磁コイル２３により発生する磁束ＩＡは、全ての領域で同じ方向で均一なので、第２の余弦波コイル２２ＣＤと第３の余弦波コイル２２ＥＦでは、逆向きの誘起電圧が発生する。同様に、第４の余弦波コイル２２ＧＨと第１の余弦波コイル２２ＡＢでは、逆向きの誘起電圧が発生する。
【００９０】
一方、非磁性導電体部１２ａ（１２ａＡ，１２ａＢ）の領域では、磁束ＩＡが、渦電流により発生する磁束ＩＢで打ち消されるため、余弦波コイル２２に誘起電圧が発生しない。このため、余弦波コイル２２の出力値は、図１１に示すように、それらの演算値（ＳＢＴ２）となる。
【００９１】
図１１のロータ角度Ｔ１において、図２に示す演算器６０が、正弦波コイル２１の出力値ＳＡＴ１、及び余弦波コイル２２の出力値ＳＢＴ１の比（ＳＡＴ１／ＳＢＴ１）を算出する。この比（ＳＡＴ１／ＳＢＴ１）より、ロータ角度Ｔ１におけるレゾルバステータ１３に対するレゾルバロータ１２の角度変位を求めることができる。演算器６０は、比（ＳＡＴ１／ＳＢＴ１）を角度データ６１として、出力する。
【００９２】
同様に、図１１のロータ角度Ｔ２において、図２の演算器６０が、正弦波コイル２１の出力値ＳＡＴ２、及び余弦波コイル２２の出力値ＳＢＴ２の比（ＳＡＴ２／ＳＢＴ２）を算出する。この比（ＳＡＴ２／ＳＢＴ２）より、ロータ角度Ｔ２におけるレゾルバステータ１３に対するレゾルバロータ１２の角度変位を求めることができる。演算器６０は、比（ＳＡＴ２／ＳＢＴ２）を角度データ６１として、出力する。
【００９３】
図１４に、この実施形態のレゾルバ１１の出力電圧に係る実験データをグラフにより示す。このグラフは、横軸に、本実施例のレゾルバ１１と、比較例のレゾルバをとり、縦軸に、出力電圧とＳ／Ｎ比をとっている。比較例のレゾルバは、レゾルバロータとして、磁性導電材料を用いて、レゾルバ１１と同じ切欠部を形成したものである。
【００９４】
図１４に示すように、本実施例のレゾルバ１１では、出力電圧Ａ１が「２５０ｍＶ」、ノイズＡ２が「４．５ｍＶ」であり、Ｓ／Ｎ比Ａ３が「約５５」である。比較例のレゾルバでは、出力電圧Ｂ１が「１５０ｍＶ」、ノイズＢ２が「１９ｍＶ」であり、Ｓ／Ｎ比Ｂ３が「約８」である。
【００９５】
上記実験により、レゾルバロータとして磁性導電材料を用いた比較例のレゾルバにおいても、回転角センサとして実用可能であることが確認でき、同時に、レゾルバロータとして、非磁性導電材料を用いたこの実施形態のレゾルバ１１では、Ｓ／Ｎ比が非常に高く、回転角センサとして優れた特性を有することが確認できた。
【００９６】
以上説明したこの実施形態のレゾルバ１１によれば、励磁信号が入力される励磁コイル２３と、検出信号を出力する検出コイル３２，３４（正弦波コイル２１、余弦波コイル２２）とを含むレゾルバステータ１３と、そのレゾルバステータ１３に回転軸方向に対向した位置にあって回転するレゾルバロータ１２とを備える。また、平板なレゾルバステータ１３と平板なレゾルバロータ１２とが互いに平行に対向している。このため、レゾルバ１１の回転軸方向の寸法を小さくすることができ、その意味でレゾルバ１１をコンパクトにすることができる。
【００９７】
特に、この実施形態では、検出コイル３２，３４と励磁コイル２３のそれぞれが平面コイルパターンにより構成されるので、これらコイル２３，３２，３４が嵩張らない。このため、レゾルバ１１の回転軸方向の寸法を小さくすることができ、レゾルバ１１をコンパクトにすることができる。
【００９８】
ここで、上記したように検出コイル３２，３４を平面コイルパターンにできるのは、励磁コイル２３のために「５００ｋＨｚ」の高周波を搬送波として使用しているからであり、これによって検出コイル３２，３４の巻き数を少なくできるからである。すなわち、「５００ｋＨｚ」という高周波の搬送波を使用することで、「７．８１２５ｋＨｚ」の信号波を使用することになる。このため、検出コイル３２，３４の巻数を７巻きという少ない巻数にすることができる。これにより、ベース平板３０上に、検出コイル３２，３４のコイル導線を渦巻状に配置して平面コイルパターンにできるのである。このため、検出コイル３２，３４のコイル導線を、同じ方向を向いた均一な磁束が作用したときに、レゾルバロータ１２の回転角度に応じて、磁束の通過範囲を変えることにより、正弦波状あるいは余弦波状の検出信号を出力できるように配置できるのである。
【００９９】
また、この実施形態では、励磁コイル２３と一つの検出コイルの一部である第１の検出コイル３２とが、同一の層に形成されるので、それらが別々の層に形成される場合と比べて構成要素の積層数が減る。このため、レゾルバステータ１３の厚みを小さくすることができ、この意味でも、レゾルバ１１の回転軸方向の寸法を小さくすることができ、レゾルバ１１をコンパクトにすることができる。また、構成要素の積層数が減る分だけレゾルバ１１の製造コストを抑えることができる。
【０１００】
この実施形態のレゾルバ１１では、導電材料からなるレゾルバロータ１２が、円周方向に所定の角度間隔により一対の切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢを有する。従って、励磁コイル２３により磁界（磁束ＩＡ）が発生するときに、レゾルバロータ１２の切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢと重なる領域でのみ、励磁コイル２３の磁界（磁束ＩＡ）が検出コイル３２，３４を通過し、検出コイル３２，３４に起電力（誘起電圧）が発生する。一方、励磁コイル２３により磁界（磁束ＩＡ）が発生するときに、切欠部１２ｂＡ，１２ｂＢと重ならない領域、すなわち非磁性導電体部１２ａＡ，１２ａＢと重なる領域では、磁界（磁束ＩＡ）がレゾルバロータ１２に当たり、レゾルバロータ１２の表面に渦電流が発生する。この渦電流により、励磁コイル２３の磁界（磁束ＩＡ）と逆方向の磁界（磁束ＩＢ）が発生し、それら両方向の磁界（磁束ＩＡ，ＩＢ）が互いに打ち消し合うことで、検出コイル３２，３４に誘導電流が発生しない。このような作用の連続により、検出コイル３２，３４の全体から適切な検出信号を得ることができる。このため、平板なレゾルバロータ１２の上に凹凸を形成することなく、レゾルバ１１としての回転角度検出を達成することができる。この結果、レゾルバロータ１２の製造コストを抑えることができ、延いては、レゾルバ１１の製造コストを抑えることができる。
【０１０１】
この実施形態のレゾルバ１１では、レゾルバステータ１３に励磁コイル２３と検出コイル３２，３４の両方が設けられる。このため、励磁コイル２３と検出コイル３２，３４がレゾルバステータ１３とレゾルバロータ１２に分かれて設けられる場合と異なり、検出コイル３２，３４による検出信号をレゾルバロータ１２とレゾルバステータ１３との間でやりとりする必要がなく、信号やりとりのためのロータリィトランスコイルが不要となる。この結果、レゾルバ１１からロータリィトランスコイルを省略することができ、レゾルバ１１の構成を簡略化することができ、この意味でレゾルバ１１をコンパクトにすることができる。
【０１０２】
また、この実施形態のレゾルバ１１では、ロータリィトランスコイルを省略できることから、特許文献２の技術と比較して、検出信号のゲインを増大させることができ、そのＳ／Ｎ比を高くすることができる。特許文献２の技術では、Ｓ／Ｎ比が「４」程度であったのに対し、この実施形態では、Ｓ／Ｎ比を「５０」以上にすることができた。
【０１０３】
この実施形態では、検出コイル３２，３４（正弦波コイル２１、余弦波コイル２２）が、順次連続する８個の正弦波分割コイル２１Ａ〜２１Ｈと、順次連続する８個の余弦波分割コイル２２Ａ〜２２Ｈとを備える。また、正弦波分割コイル２１Ａ，２１Ｃ，２１Ｅ，２１Ｇと、余弦波分割コイル２２Ｂ，２２Ｄ，２２Ｆ，２２Ｈとが同一の層に形成され、正弦波分割コイル２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｆ，２１Ｈと、余弦波分割コイル２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｅ，２２Ｇとが別の同一の層に形成され、それら両層が重なって形成される。従って、レゾルバ１１をモータ１に取り付けたとき、レゾルバステータ１３とレゾルバロータ１２との間のギャップが多少変化しても、正弦波コイル２１とレゾルバロータ１２の位置関係と、余弦波コイル２２とレゾルバロータ１２の位置関係とを、常に一定に保つことができる。このため、レゾルバ１１の取り付け誤差に起因する、回転角度の検出誤差を低減することができる。
【０１０４】
また、この実施形態では、検出コイル３２，３４を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側を、励磁コイル２３を構成する平面コイルパターンが取り囲むので、検出コイル３２，３４の外周側全体に励磁コイル２３から連続した均一な磁界がかけられる。特に、この実施形態では、励磁コイル２３が、コイル導線を環状に多重に巻き回すことで構成されるので、励磁コイル２３の全周にわたって均一な磁界を発生させることができる。このため、検出コイル３２，３４の周方向に連続して均一に励磁信号を供給することができ、この意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出精度を向上させることができる。
【０１０５】
この実施形態では、レゾルバ ロータ１２が、導電材料として非磁性導電材料で構成されるので、レゾルバロータ１２の表面に発生する渦電流が増加し、励磁コイル２３で発生する磁束を打ち消す効率が上がる。このため、Ｓ／Ｎ比が大きく（ノイズが小さく）なり、レゾルバ１１による回転角度の検出精度を向上させることができる。
【０１０６】
また、この実施形態のレゾルバ１１では、励磁コイル２３のために「５００ｋＨｚ」の搬送波を「７．８１２５ｋＨｚ」の信号波で振幅変調した形式の励磁信号を用いて角度検出を行っている。このため、搬送波がモータノイズ（「１０ｋＨｚ」付近が多い）の影響を受け難くなる。この意味でも、検出コイル３２，３４での検出信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。
【０１０７】
また、この実施形態では、検出コイル３２，３４につき、正弦波コイル２１を形成する７組のコイル導線２１ａ−２１ｎ，２１ｂ−２１ｍ，２１ｃ−２１ｌ，２１ｄ−２１ｋ，２１ｅ−２１ｊ，２１ｆ−２１ｉ，２１ｇ−２１ｈが、正弦波コイル２１に発生する誘起電流が、磁束が通過する範囲における正弦波カーブの積分値に相当するように配置される。また、余弦波コイル２２を形成する７組のコイル導線２２ａ−２２ｎ，２２ｂ−２２ｍ，２２ｃ−２２ｌ，２２ｄ−２２ｋ，２２ｅ−２２ｊ，２２ｆ−２２ｉ，２２ｇ−２２ｈが、余弦波コイル２２に発生する誘起電流が、磁束が通過する範囲における余弦波カーブの積分値に相当するように配置される。このため、平板なレゾルバロータ１２の上に凹凸を形成することなく、切欠部１２ｂを設けることで、検出コイル３２，３４の全体から適切な検出信号を得ることができる。
【０１０８】
すなわち、従来のＶＲ型レゾルバでは、その全周にわたって同時に検出信号を得るために、その全周において、レゾルバロータとレゾルバステータとの間のギャップを周期的に変化させる必要があった。しかし、この実施形態のレゾルバ１１では、検出コイル３２，３４（正弦波コイル２１、余弦波コイル２２）のコイル導線の位置自体を、同じ方向を向いた均一な磁束が作用したときに、レゾルバロータ１２の回転角度に応じて、磁束の通過範囲を変えることで、正弦波状あるいは余弦波状の検出信号を出力するように配置できる。このため、レゾルバロータ１２とレゾルバステータ１３との間のギャップが一定でも、検出コイル３２，３４で発生する誘起電圧が打ち消し合うことがなく、レゾルバロータ１２の表面に凹凸を形成する必要がない。
【０１０９】
また、従来のＶＲ型レゾルバでは、レゾルバロータの外周を、正弦波カーブに成形することにコストがかかり問題となった。これに対し、この実施形態では、レゾルバロータ１２に正弦波カーブを形成する必要がないため、大きなコストダウンを実現することができた。
【０１１０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の回転角センサを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１１】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【０１１２】
この実施形態では、レゾルバステータ１３の構成の点で第１実施形態と異なり、特に、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４に係る構成の点で異なる。図１５に、レゾルバステータ１３を分解斜視図により示す。図１６に、図１５の構成要素の一部を拡大して分解斜視図により示す。図１７に、同じく図１５の構成要素の一部を拡大して分解斜視図により示す。
【０１１３】
図１５に示すように、レゾルバステータ１３は、互いに積層されるベース平板３０、絶縁層３１、第１の励磁コイル２４、絶縁層３６、第２の励磁コイル２５、絶縁層３７、第１の検出コイル３２、絶縁層３３、第２の検出コイル３４及び絶縁層３５を備える。最下層に位置するベース平板３０及びその上の絶縁層３１、並びに、第１の検出コイル３２、絶縁層３３、第２の検出コイル３４及び絶縁層３５の構成については、第１実施形態のそれと同様である。
【０１１４】
図１５，１６に示すように、この実施形態では、絶縁層３１の上に、第１の励磁コイル２４が形成される。第１の励磁コイル２４は、同心円状に配置された大小二つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂを含む。第１の励磁コイル２４の上には、絶縁層３６が形成される。この絶縁層３６には、２つの透孔３６ａ，３６ｂが形成される。この絶縁層３６の上には、第２の励磁コイル２５が形成される。この第２の励磁コイル２５は、環状をなし、第１の励磁コイル２４の小さい環状コイル２４Ｂと整合する位置に配置される。これら第１及び第２の励磁コイル２４，２５は、それらの上の層に形成される第１及び第２の検出コイル３２，３４とは、上下に重なる位置関係をなす。
【０１１５】
第１の励磁コイル２４を構成する２つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂは、それぞれコイル導線を環状かつ多重に巻き回すことで構成される。２つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂは、互いに逆向きに巻かれ、大きい環状コイル２４Ａの方が巻数が多い。２つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂは、一連のコイル導線により構成され、それぞれ一つの端子２４ａ，２４ｂを備える。２つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂが互いに逆向きに巻かれるので、それぞれに電流を流したときに発生する磁界は互いに逆向きとなる。従って、２つの環状コイル２４Ａ，２４Ｂの間の空間では、図１６に矢印で示すように、それぞれの磁界が同じ方向（下方向）を向いて互いに強め合うことになる。
【０１１６】
第２の励磁コイル２５も、同様にコイル導線を環状かつ多重に巻き回すことで構成される。この第２の励磁コイル２５と第１の励磁コイル２４の小さい環状コイル２４Ｂは、コイル導線が互いに同じ向きに同じ巻数で巻かれる。第２の励磁コイル２５は、両端に２つの端子２５ａ，２５ｂを備える。第２の励磁コイル２５と、第１の励磁コイル２４の小さい環状コイル２４Ｂが互いに同じ向きに巻かれるので、図１６に矢印で示すように、それぞれに電流を流したときに発生する磁界が互いに同じ向きとなる。従って、第２の励磁コイル２５と環状コイル２４Ｂとの間では、それぞれの磁界が同じ方向を向いて互いに強め合うことになる。
【０１１７】
図１６において、第１の励磁コイル２４の一方の端子２４ａは、絶縁層３６の一方の透孔３６ａを介して第２の励磁コイル２５の一方の端子２５ａに接続される。同様に、第１の励磁コイル２４の他方の端子２４ｂは、絶縁層３６の他方の透孔３６ｂを介して第２の励磁コイル２５の他方の端子２５ｂに接続される。
【０１１８】
図１６に示すように、この実施形態では、第１及び第２の励磁コイル２４，２５が、絶縁層３６を挟んで２層に分かれて構成される。このように励磁コイル２４，２５が２層に分かれることから、励磁コイル２４，２５の占有面積を増やすことなく、発生する磁界を増強させることができる。
【０１１９】
図１７に示すように、第１の検出コイル３２と第２の検出コイル３４は、絶縁層３３を挟んで２層に分かれて配置され、これら検出コイル３２，３４により一つの検出コイルが構成される。これら検出コイル３２，３４の構成は、第１実施形態のそれと基本的に同じである。
【０１２０】
以上説明したこの実施形態のレゾルバ１１によれば、環状をなす励磁コイル２４，２５が、環状をなす検出コイル３２，３４と重なるように配置されるので、検出コイル３２，３４の全周にわたって励磁コイル２４，２５から均一に磁界がかけられる。特に、この実施形態では、励磁コイル２４，２５が、コイル導線を環状に多重に巻き回すことで構成されるので、励磁コイル２４，２５の全周にわたって均一な磁界を発生させることができる。このため、検出コイル３２，３４の全周にわたって均一な条件で励磁信号を供給することができ、この意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出精度を向上させることができる。
【０１２１】
この実施形態では、レゾルバステータ１３にて、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４が、同じベース平板３０の上に積層して形成される。従って、例えば、励磁コイルと検出コイルがレゾルバステータとレゾルバロータに分かれて設けられる場合と比べて、この実施形態では、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４との距離が比較的短くなる。このため、検出コイル３２，３４による検出信号のゲインを増大させることができ、そのＳ／Ｎ比を高くすることができる。
【０１２２】
また、この実施形態では、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４が、互いに異なる層に別々に形成される。従って、各コイル２４，２５，３２，３４の各層における配置の自由度が増える。このため、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４の配置を最適化することができ、その意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出性能の向上を図ることができる。
【０１２３】
更に、この実施形態では、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４の一部が上下に重なる位置に配置される。従って、各コイル２４，２５，３２，３４の各層における自由度が更に増える。このため、励磁コイル２４，２５と検出コイル３２，３４の配置をより一層最適化することができ、その意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出性能を更に向上させることができる。
【０１２４】
その他、この実施形態において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１２５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の回転角センサを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２６】
この実施形態では、レゾルバステータ１３の構成の点で第１実施形態と異なり、特に、励磁コイル２６，２７と検出コイル３２，３４に係る構成の点で異なる。図１８に、レゾルバステータ１３を分解斜視図により示す。図１９に、図１８の構成要素の一部を拡大して分解斜視図により示す。
【０１２７】
図１８に示すように、レゾルバステータ１３は、互いに積層されるベース平板３０、絶縁層３１、第１の励磁コイル２６、絶縁層３８、第２の励磁コイル２７、絶縁層３７、第１の検出コイル３２、絶縁層３３、第２の検出コイル３４及び絶縁層３５を備える。最下層に位置するベース平板３０及びその上の絶縁層３１、並びに、第１の検出コイル３２、絶縁層３３、第２の検出コイル３４及び絶縁層３５の構成については、第１実施形態のそれと同様である。
【０１２８】
図１８，１９に示すように、この実施形態では、絶縁層３１の上に、第１の励磁コイル２６が形成される。第１の励磁コイル２６の上には、絶縁層３８が形成される。この絶縁層３８には、複数の透孔３８ａ，３８ｂが形成される。この絶縁層３８の上には、第２の励磁コイル２７が形成される。この第２の励磁コイル２７は、同心円状に配置された大小二つの環状コイル２７Ａ，２７Ｂを含む。この第２の励磁コイル２７は、第１の励磁コイル２６と整合する位置に配置される。これら第１及び第２の励磁コイル２６，２７は、それらの上の層に形成される第１及び第２の検出コイル３２，３４とは、上下に重なる位置関係をなす。
【０１２９】
図２０に、第１の励磁コイル２６を拡大して斜視図により示す。第１の励磁コイル２６は、略Ｌ字形状をなす大小様々な複数の導線パターン２６Ａ，２６Ｂを備え、それら導線パターン２６Ａ，２６Ｂが同一円周上に放射状に配置される。各導線パターン２６Ａ，２６Ｂの両端には、それぞれ端子２６Ａａ，２６Ａｂ，２６Ｂａ，２６Ｂｂが設けられる。
【０１３０】
図２１に、第２の励磁コイル２７を拡大して斜視図により示す。第２の励磁コイル２７を構成する２つの環状コイル２７Ａ，２７Ｂは、それぞれ半円弧状をなす複数本のコイル導線２８を環状かつ多重に配列することで構成される。２つの環状コイル２７Ａ，２７Ｂは、互いに同じ巻数を有する。２つの環状コイル２７Ａ，２７Ｂを構成する各コイル導線２８は、両端に端子２８ａ，２８ｂを含む。各端子２８ａ，２８ｂは、隣り合うコイル導線２８，２８の端子２８ａ，２８ｂと隙間を置いて隣接して配置され、それぞれ一組の端子２８ａ，２８ｂを構成する。各組みの端子２８ａ，２８ｂは、それぞれ、第１の励磁コイル２６の各導線パターン２６Ａ，２６Ｂの各端子２６Ａａ，２６Ａｂ，２６Ｂａ，２６Ｂｂに対応して配置される。
【０１３１】
図１９において、第１の励磁コイル２６の各導線パターン２６Ａ，２６Ｂの各端子２６Ａａ，２６Ａｂ，２６Ｂａ，２６Ｂｂは、絶縁層３８の各透孔３８ａ，３８ｂを介して第２の励磁コイル２７を構成する環状コイル２７Ａ，２７Ｂの各端子２８ａ，２８ｂに接続される。図２２に、第１及び第２の励磁コイル２６，２７の接続状態を斜視図により示す。このように２つの励磁コイル２６，２７が接続されることにより、一組の励磁コイル２９が構成される。図２３に、この一組の励磁コイル２９のコイルパターンの一部を模式図により示す。この一組の励磁コイル２９は、検出コイル３２，３４を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンと重なる位置に配置される。図２３において、この一組の励磁コイル２９は、例えば、ある点Ｆ１から導線に沿って矢印方向へ進み、次の点Ｆ２までの間で一巻きのループパターンを構成する。また、点Ｆ２から導線に沿って矢印方向へ進み、次の点Ｆ３までの間で次の一巻きのループパターンを構成する。更に、点Ｆ３から導線に沿って矢印方向へ進み、次の点Ｆ４までの間で次の一巻きのループパターンを構成する。以下同様に複数のループパターンを構成することになる。このように、一組の励磁コイル２９のコイルパターンは、図２３に示すように、連続的に巻回された複数のループパターンにより構成される。これらループパターンは、図２２に示すように、全体に円環状をなすように配列される。そして、図２３に示すように、円周方向には、隣り合うループパターンの一部が重なるように順にずれながら配置され、半径方向には、隣り合うループパターンが重ならないように順に拡大しながら配置される。
【０１３２】
以上説明したこの実施形態のレゾルバ１１によれば、レゾルバステータ１３が励磁コイル２６，２７（２９）と検出コイル３２，３４の両方を含むので、励磁コイル２６，２７（２９）と検出コイル３２，３４がレゾルバステータとレゾルバロータに分かれている場合と異なり、検出コイル３２，３４による検出信号をレゾルバロータ１２とレゾルバステータ１３との間でやりとりする必要がなく、そのためのロータリィトランスコイルが不要となる。このため、レゾルバ１１からロータリィトランスコイルを省略することができ、レゾルバ１１の構成を簡略化することができ、レゾルバ１１をコンパクトにすることができる。
【０１３３】
また、この実施形態では、検出コイル３２，３４を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンと重なる位置に励磁コイル２６，２７（２９）が配置される。また、励磁コイル２６，２７（２９）は、連続的に巻回された複数のループパターンにより構成される。これらループパターンが、全体に円環状をなすように配列され、円周方向には、隣り合うループパターンの一部が重なるように順にずれながら配置され、半径方向には、隣り合うループパターンが重ならないように順に拡大しながら配置される。従って、検出コイル３２，３４の全周に励磁コイル２６，２７（２９）から連続した均一な磁界がかけられる。このため、検出コイル３２，３４の周方向に連続して均一に励磁信号を供給することができ、この意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出精度を向上させることができる。
【０１３４】
また、この実施形態では、検出コイル３２，３４と励磁コイル２６，２７（２９）のそれぞれが平面コイルパターンにより構成されるので、これらコイル２６，２７（２９），３２，３４がレゾルバ１１の構成要素として嵩張らない。このため、レゾルバ１１の回転軸方向の寸法を小さくすることができ、レゾルバ１１をコンパクトにすることができる。
【０１３５】
その他、この実施形態において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１３６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の回転角センサを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１３７】
この実施形態では、レゾルバステータ１３の構成の点で第１実施形態と異なり、特に、励磁コイル２３と第１の検出コイル３２に係る構成の点で異なる。図２４に、励磁コイル２３と第１の検出コイル３２を斜視図により示す。
【０１３８】
すなわち、第１実施形態では、図４に示すように、励磁コイル２３を、第１の検出コイル３２を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側を取り囲む平面コイルパターンにより構成した。これに対し、図２４に示すように、この実施形態の励磁コイル２３は、第１の検出コイル３２を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側を取り囲む平面コイルパターン２３Ａと、内周側を取り囲む平面コイルパターン２３Ｂより構成される。ここで、各平面コイルパターン２３Ａ，２３Ｂは、それぞれコイル導線を環状に多重に巻き回すことで構成される。そして、外周側を取り囲む平面コイルパターン２３Ａと内周側を取り囲む平面コイルパターン２３Ｂが、電流の流れる向きが逆方向となるように接続される。
【０１３９】
以上説明したこの実施形態のレゾルバ１１によれば、第１の検出コイル３２を構成する順方向の平面コイルパターン及び逆方向の平面コイルパターンの外周側及び内周側のそれぞれが、励磁コイル２３を構成する二つの平面コイルパターン２３Ａ，２３Ｂにより取り囲まれ、それぞれの平面コイルパターン２３Ａ，２３Ｂを流れる電流の向きが逆方向となる。従って、第１の検出コイル３２の外周側及び内周側の全体に励磁コイル２３（平面コイルパターン２３Ａ，２３Ｂ）から同じ方向の連続した均一な磁界がかけられる。また、この実施形態でも、各平面コイルパターン２３Ａ，２３Ｂが、コイル導線を環状に多重に巻き回すことで構成されるので、励磁コイル２３の全周にわたって均一な磁界を発生させることができる。このため、第１実施形態のレゾルバ１１に比べ、検出コイル３２，３４の周方向に連続して均一かつ強力に励磁信号を供給することができ、この意味で、レゾルバ１１による回転角度の検出精度を更に向上させることができる。
【０１４０】
その他、この実施形態において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１４１】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して以下のように実施することもできる。
【０１４２】
（１）前記第１実施形態では、２Ｘコイルとするために、正弦波コイル２１と余弦波コイル２２とを、各々８個に分割して分割コイルを形成した。これに対し、１Ｘコイルを形成するならば、正弦波コイル２１を、第１分割コイル２１Ａ、第２分割コイル２１Ｂ、第３分割コイル２１Ｃ、第４分割コイル２１Ｄとし、余弦波コイル２２を、第１分割コイル２２Ａ、第２分割コイル２２Ｂ、第３分割コイル２２Ｃ、第４分割コイル２２Ｄとして構成することもできる。
【０１４３】
（２）前記第１実施形態では、振幅式のレゾルバについて説明したが、本発明はレゾルバの構造に関するものであり、位相差式レゾルバに適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
この発明は、内燃機関や電動機等の出力軸の回転角の検出のために利用可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１１  レゾルバ
１２  レゾルバロータ
１２ａ  非磁性導電体部
１２ａＡ  非磁性導電体部
１２ａＢ  非磁性導電体部
１２ｂ  切欠部
１２ｂＡ  切欠部
１２ｂＢ  切欠部
１３  レゾルバステータ
２３  励磁コイル
２３Ａ  平面コイルパターン（外周側）
２３Ｂ  平面コイルパターン（内周側）
２４  第１の励磁コイル
２４Ａ  環状コイル（大）
２４Ｂ  環状コイル（小）
２５  第２の励磁コイル
２６  第１の励磁コイル
２６Ａ  導線パターン
２６Ｂ  導線パターン
２７  第２の励磁コイル
２７Ａ  環状コイル（大）
２７Ｂ  環状コイル（小）
２８  コイル導線
２９  励磁コイル
３０  ベース平板（ベース基板）
３２  第１の検出コイル
３４  第２の検出コイル
【図１】
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【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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