(57)【要約】【課題】巻線の生産性を高め、巻き回数をアナログ的に選択できるフレキシブル基板レゾルバを提供する。【解決手段】ロータ２と、そのロータ２に向けて径方向に突き出た突起３を周方向に複数個並べたステータ４と、上記ロータ２に径方向から基板面を臨ませ励磁コイル５及び出力コイル６，７がパターンで形成されたフレキシブル基板８とを備えた。【選択図】図１
2008116353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、そのロータの径方向に向けて突き出た突起を周方向に複数個並べたステータと、上記ロータと上記突起の間にて基板面が上記ロータの外周面に対向し励磁コイル及び出力コイルがパターンで形成されているフレキシブル基板とを備えたことを特徴とするフレキシブル基板レゾルバ。
【請求項２】
上記パターンに上記突起の先端面が正対していることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板レゾルバ。
【請求項３】
上記フレキシブル基板に上記パターンが多層に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフレキシブル基板レゾルバ。
【請求項４】
複数個のパターンが共通のフレキシブル基板に一列に並べて形成され、このフレキシブル基板が上記ロータの外周を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のフレキシブル基板レゾルバ。
【請求項５】
各突起の先端に接する円筒状の基板支持体が各突起に取り付けられ、その基板支持体に沿わせて上記フレキシブル基板が支持されたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のフレキシブル基板レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線の生産性を高め、巻き回数をアナログ的に選択できるフレキシブル基板レゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転角度検出器である可変リラクタンス型レゾルバとして特許文献１，２に記載されたものが知られている。
【０００３】
図４に示されるように、特許文献１の可変リラクタンス型レゾルバ４１は、中心にロータ４２を配し、その外周にリング状のステータ４４を配し、ステータ４４からロータ４２に向けて突き出た突起４３に励磁コイル４５と出力コイル４６，４７の巻線として電線を線巻きしたものである。ロータ４２とステータ４４の突起４３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よう構成されている。従って、励磁電圧を励磁コイル４５にかけることにより、ロータ４２の回転角度変化に対して正弦波状に変化する出力電圧を出力コイル４６，４７から取り出せる。
【０００４】
巻線の種類と巻き方向は、図５に示されるように、０°の突起に励磁コイルの正巻線とＣＯＳ出力コイルの正巻線を施し、９０°の突起に励磁コイルの逆巻線とＳＩＮ出力コイルの逆巻線を施すというように突起ごとに組み合わせが異なる。
【０００５】
図６に示されるように、特許文献２の可変リラクタンス型レゾルバ６１は、中心にロータ（図示せず）を配し、その外周にステータ６４を配し、ステータ６４の突起６３に励磁コイル、出力コイルの巻線６５を線巻きしたものである。
【０００６】
巻線６５の巻き方は、ステータ６４の両端面に突起６３間に位置するピン６６を立てておき、このピン６６に巻線６５を掛けて突起６３に案内するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１７８６１１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数本の突起４３がリングの内周に突き出ている可変リラクタンス型レゾルバ４１は、ステータ内部４４の空間が狭く、込み入っている。この空間内で突起４３に機械巻きで巻線を施すことは困難である。仮に機械巻きができるように機械を工夫しても、巻き速度に限界があるため、生産性が悪い。
【０００９】
また、ピン６６で巻線６５を案内する可変リラクタンス型レゾルバ６１は、突起６３に対して０．５回（半周）単位でしか巻線が巻けないため、巻き回数が０．５回刻みにしかできない。よって、０．６回とか０．７回といった巻き回数は実現できず、例えば、１４．３回巻きたいときでも、１４回もしくは１４．５回にするしかない。このため、正弦波形状、余弦波形状の出力電圧特性を高精度に得ることができない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、巻線の生産性を高め、巻き回数をアナログ的に選択できるフレキシブル基板レゾルバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、ロータと、そのロータの径方向に向けて突き出た突起を周方向に複数個並べたステータと、上記ロータと上記突起の間にて基板面が上記ロータの外周面に対向し励磁コイル及び出力コイルがパターンで形成されているフレキシブル基板とを備えたものである。
【００１２】
上記パターンに上記突起の先端面が正対していてもよい。
【００１３】
上記フレキシブル基板に上記コイル状パターンが多層に形成されていてもよい。
【００１４】
複数個のパターンが共通のフレキシブル基板に一列に並べて形成され、このフレキシブル基板が上記ロータの外周を覆うように設けられていてもよい。
【００１５】
各突起の先端に接する円筒状の基板支持体が各突起に取り付けられ、その基板支持体に沿わせて上記フレキシブル基板が支持されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）巻線の生産性を高めることができる。
【００１８】
（２）巻き回数をアナログ的に選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、本発明に係るフレキシブル基板レゾルバ１は、ロータ２と、そのロータ２に向けて径方向に突き出た突起３を周方向に複数個並べたステータ４と、上記ロータ２に径方向から基板面を臨ませ励磁コイル５及び出力コイル６，７がパターンで形成されたフレキシブル基板８とを備えたものである。出力コイル６はＣＯＳ出力コイル６であり、出力コイル７はＳＩＮ出力コイル７であり、個々の突起３ごとに励磁コイル５とＣＯＳ出力コイル６との組み合わせか、励磁コイル５とＳＩＮ出力コイル７との組み合わせのいずれかがパターンで形成される。
【００２１】
この実施形態では、ロータ２は、断面の輪郭が等間隔に頂点を有する五枚歯の歯車状（図では五角形とした）になっている。そのロータ２がステータ４の内側に配置される。ステータ４は、ロータ２の外側を囲むリング部４ａを有し、そのリング部４ａの内周面から径方向内方へ向けて突起３が突き出している。リング部４ａの内周面から突起３の先端までを突起３の長さという。突起３は８本あり、長さはどれも同じであり、等間隔に設けられる。突起３は、その先端にロータ２の外周面と対向する先端面３ａを有する。
【００２２】
ロータ２やステータ４は、透磁率の高い薄い鋼板（ケイ素鉄など）を貼り合わせたものが好ましい。
【００２３】
励磁コイル５、出力コイル６，７のパターンは、平面渦巻状に形成されている。この実施形態では、各パターンは、直線状の四辺が中心部より外にいくほど順次長くなる角形渦巻状に形成されている。このパターンに突起３の先端面３ａが正対している。すなわち、パターンの中心部８ａに突起３の先端面３ａが一致する。パターンには正巻きと逆巻きとがある。
【００２４】
フレキシブル基板８は、ポリイミドなどの樹脂からなるシートに銅箔を付け、その銅箔を所望のパターンに整形し、その上に別の同様のシートを付けたものである。フレキシブル基板８は可とう性が良く、ポリイミドなどの耐熱性に優れた樹脂からなるシートを用いれば耐熱性を良くすることができる。
【００２５】
このようなフレキシブル基板８を複数枚貼り合わせて多層フレキシブル基板９が形成されている。この実施形態では、１枚のフレキシブル基板８に励磁コイル５のパターンを形成し、別のフレキシブル基板８にＣＯＳ出力コイル６のパターンを形成し、さらに別のフレキシブル基板８にＳＩＮ出力コイル７のパターンを形成し、各パターンを同じ位置に重ねるようにして多層フレキシブル基板９を形成している。
【００２６】
なお、多層フレキシブル基板９はパターンを多層化して形成してもよい。
【００２７】
この実施形態では、複数個のパターンが短冊状の共通のフレキシブル基板８に長手方向一列に並べて形成されている。このフレキシブル基板８がロータ２の外周を覆うように設けられており、各パターンに各突起３の先端面３ａが正対している。つまり、フレキシブル基板８におけるパターンの配置ピッチはステータ４における突起３の先端面３ａの配置ピッチに等しい。
【００２８】
この実施形態では、各突起３の先端に接する円筒状の基板支持体が各突起３に取り付けられ、その基板支持体に沿わせてフレキシブル基板８が支持されている。基板支持体が円筒状であるので、丸められたフレキシブル基板８を支持するのに好適である。
【００２９】
詳しくは図示しないが、基板支持体の外周に軸方向に伸びた溝が形成されており、この溝に突起３の先端が嵌合するようになっている。これにより、基板支持体を軸方向からアクセスして突起３に嵌合させて取り付けることができる。
【００３０】
ここで、ステータ４の突起３とロータ２とのギャップパーミアンスがロータ２の回転角度Θに対して正弦波状に変化するようになっているので、ロータ２が回転すると、励磁コイル５に流れる電流によって作られた磁路が変化する。このため、各出力コイル６，７から出力される出力電圧は位相が互いに９０度ずれた２つの正弦波（正弦波と余弦波）となる。従って、本発明のフレキシブル基板レゾルバ１は、従来の可変リラクタンス型レゾルバと同等の回転角度検出機能を有する。
【００３１】
これに加え、本発明のフレキシブル基板レゾルバ１は、従来の可変リラクタンス型レゾルバには無い優れた特長を有する。
【００３２】
すなわち、従来は巻線を機械巻きで施すことが困難で、生産性が悪かったが、本発明によれば電線を巻いて巻線を施すのではなく、コイルのパターンが形成されたフレキシブル基板８を設置することで巻線を施すので、容易かつ短時間で実施でき、巻線の生産性を高めることができる。特に、円筒状の基板支持体を用いた実施形態では、基板支持体の内周にフレキシブル基板８を貼り付けるだけでフレキシブル基板８が所望した位置及び形状に設置できる。あらかじめ基板支持体にフレキシブル基板８を貼り付け、その基板支持体を突起３に嵌合させることにより、ワンタッチで巻線作業が完了する。
【００３３】
また、本発明によればフレキシブル基板８にコイルのパターンを形成するので、従来は０．５回刻みに制約されていた巻き回数が刻み無し、つまりアナログ的に選択できる。従って、正弦波形状、余弦波形状の出力電圧特性を高精度に得ることが可能となる。
【００３４】
また、本発明によればコイルのパターンをフレキシブル基板８に形成するので、このコイルは巻き軸方向の高さを必要としない。よって、突起３の長さを短くすることができる。突起３の長さが短くなることでステータ４の外径が小さくなる。これにより、本発明のフレキシブル基板レゾルバ１は、径方向の寸法を小さくすることができる。
【００３５】
次に、コイルの種類と巻き方向の組み合わせについて２種類の実施形態を説明する。突起３の個数は、いずれも１２個とし、突起３の番号＃１〜＃１２は周方向の並び順とする。
【００３６】
図２（ａ）に示されるように、第１タイプは、番号＃１〜３の突起３に励磁コイル５の正巻きのパターンとＣＯＳ出力コイル６の正巻きのパターンを配置し、番号＃４〜６の突起３に励磁コイル５の逆巻きのパターンとＳＩＮ出力コイル７の逆巻きのパターンを配置し、以下、図示の通り、３個の突起３ごとに組み合わせを変える配置としたものである。
【００３７】
図２（ｂ）に示されるように、第２タイプは、番号＃１の突起３に励磁コイル５の正巻きのパターンとＣＯＳ出力コイル６の正巻きのパターンを配置し、番号＃２の突起３に励磁コイル５の逆巻きのパターンとＳＩＮ出力コイル７の逆巻きのパターンを配置し、以下、図示の通り、１個の突起３ごとに組み合わせを変える配置としたものである。
【００３８】
第１又は第２タイプの配置に従い、図１（ｂ）に示した３枚のフレキシブル基板８にそれぞれパターンを形成し、これらのフレキシブル基板８を貼り合わせて多層フレキシブル基板９とする。
【００３９】
図３に突起の個数を変えた実施形態のフレキシブル基板レゾルバ３１を示す。このフレキシブル基板レゾルバ３１のステータ３４には、ロータ３２に向けて突き出た１２個の突起３３が円周角３０度の間隔で設けられる。これに伴いロータ２の形状を、例えば、７枚歯の歯車状、８枚歯の歯車状などとし、ロータ２の頂点の数がステータの突起の約数にならないように適切に変更する。
【００４０】
なお、シート状にコイルを巻くのと、フレキシブル基板にエッチング工程でコイルを形成するのとでは、フレキシブル基板にコイルを形成するほうが生産性が遥かに高い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示すフレキシブル基板レゾルバの図であり、（ａ）は軸方向視図、（ｂ）はフレキシブル基板の組み立て図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態によるコイルの種類と巻き方向の組み合わせを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すフレキシブル基板レゾルバの軸方向視図である。
【図４】従来の可変リラクタンス型レゾルバの軸方向視図である。
【図５】従来の可変リラクタンス型レゾルバの巻線の種類と巻き方向の組み合わせを示す図である。
【図６】従来の可変リラクタンス型レゾルバのステータの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  フレキシブル基板レゾルバ
２  ロータ
３  突起
４  ステータ
５  励磁コイル
６  ＣＯＳ出力コイル
７  ＳＩＮ出力コイル
８  フレキシブル基板
【図１】
2008116353.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008116353.tif 000006
【図５】
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【図６】
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