(57)【要約】【課題】本発明は、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤをステータコイルに用い、スロットの巻線回数を増加させ、レゾルバの性能を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明による角度検出器用ステータ構造は、輪状ステータ(1)のスロット(3)に設けるステータコイル(5)を銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成した構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪状ステータ(1)にステータコイル(5)を設けてなる角度検出器用ステータ構造において、
前記ステータコイル(5)は、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されていることを特徴とする角度検出器用ステータ構造。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの含有量は、２〜１５ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載の角度検出器用ステータ構造。
【請求項３】
前記輪状ステータ(1)は、焼結又は積層コアからなり、前記輪状ステータ(1)の各磁極(2)に前記ステータコイル(5)が巻回されていることを特徴とする請求項１又は２記載の角度検出器用ステータ構造。
【請求項４】
前記輪状ステータ(1)は、絶縁部材からなる輪状固定子枠(12A)と、前記輪状固定子枠(12A)に設けられた複数の磁性体固定子部(12)とからなり、前記磁性体固定子部(12)に前記ステータコイル(5)が輪状に形成されて設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の角度検出器用ステータ構造。
【請求項５】
前記輪状ステータ(1)の直径は２５ミリから５０ミリとし、厚さを５ミリとしたことを特徴とする請求項３記載の角度検出器用ステータ構造。
【請求項６】
前記輪状ステータ(1)は、ステータコイル(5)を収納するための溝を有しかつ磁性材料からなる円板からなることを特徴とする請求項１又は２記載の角度検出器用ステータ構造。
【請求項７】
前記輪状ステータ(1)は、絶縁材料よりなるステータ基板(1a)と、前記ステータ基板(1a)上に円周に沿う所定角度間隔で、予め輪状に形成された平坦状の前記ステータコイル(5)と、からなることを特徴とする請求項１又は２記載の角度検出器用ステータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出器用ステータ構造に関し、特に、ステータコイルとして銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤを用いることにより、銅のマグネットワイヤよりも抵抗率上昇を２〜１５ｖｏｌ％に抑え、引張り強度を２倍に高めることによって、スロット内の巻線の増加、小型で高性能化、機械的強度の増加等を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の角度検出器としては、例えば、特許文献１及び２に開示された構成を挙げることができる。
前述の構成は、何れも図示していないが、特許文献１の回転角度検出器においては、輪状ステータの各磁極に絶縁カバーを介してステータコイルを巻回し、各磁極の内側にロータを回転自在に配設した構成である。
また、特許文献２のシートコイル形レゾルバにおいては、絶縁シートに渦巻き型のシート状コイルを貼付して輪状ステータとロータとを形成し、薄型のレゾルバを形成していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２９４８６号公報
【特許文献２】特許第３５０８９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の角度検出器の輪状ステータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の何れの構成においても、ステータコイルの材質は銅のみで形成されていたため、引張り強度を所定レベル以上に上げることができず、巻線径を小さくすることができなかった。
そのために、スロットにおける同断面積当たりの巻数を増加させることができず、レゾルバの性能の向上及び小型化を実現させることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による角度検出器用ステータ構造は、輪状ステータにステータコイルを設けてなる角度検出器用ステータ構造において、前記ステータコイルは、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されている構成であり、また、前記カーボンナノチューブの含有量は、２〜１５ｖｏｌ％とした構成であり、また、前記輪状ステータは、焼結又は積層コアからなり、前記輪状ステータの各磁極に前記ステータコイルが巻回されている構成であり、また、前記輪状ステータは、絶縁部材からなる輪状固定子枠と、前記輪状固定子枠に設けられた複数の磁性体固定子部とからなり、前記磁性体固定子部に前記ステータコイルが輪状に形成されて設けられている構成であり、また、前記輪状ステータの直径は２５ミリから５０ミリとし、厚さを５ミリとした構成であり、また、前記輪状ステータは、ステータコイルを収納するための溝を有しかつ磁性材料からなる円板からなる構成であり、また、前記輪状ステータは、絶縁材料よりなるステータ基板と、前記ステータ基板上に円周に沿う所定角度間隔で、予め輪状に形成された平坦状の前記ステータコイルと、からなる構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による角度検出器用ステータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輪状ステータに設けられるステータコイルが、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されているため、機械的引張り強度を従来の銅だけのマグネットワイヤよりも増加させることができ、そのために、ステータコイルの直径を細くすることができ、スロットにおける同断面積当たりの巻数を増加させることができ、レゾルバの性能及び機械的信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、ステータコイルとして銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤを用いることにより、銅のマグネットワイヤよりも抵抗率上昇を２〜１５ｖｏｌ％に抑え、引張り強度を２倍に高めることによって、スロット内の巻線の増加、小型で高性能化、機械的強度の増加等を得るようにした角度検出器用ステータ構造を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００８】
以下、図面と共に本発明による角度検出器用ステータ構造の好適な第１形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは、積層コア又は焼結により形成された輪状ステータであり、この輪状ステータ１の内面には、所定角度間隔で形成された複数の磁極２がスリット３を介して内方へ向けて突出して設けられている。
【０００９】
前記輪状ステータ１の両面（図１では片面しか示されていない）には、輪状絶縁カバー４が設けられ、この各磁極２に対して輪状絶縁カバー４を介してステータコイル５が巻回されて設けられている。
前記各ステータコイル５（励磁巻線と出力巻線とからなる）の端線は、リード線７を介して束ねられコネクタ６に接続されている。
【００１０】
前記ステータコイル５は、従来のように銅のみで形成されているのではなく、銅（Ｃｕ）とカーボンナノチューブ（ＶＧＣＦ）との複合材で形成され、このカーボンナノチューブ含有量は２〜１５ｖｏｌ％とし、Ｃｕ抵抗率に比べ、この複合材の抵抗率上昇を１５％以下に抑制し、引張り強度をＣｕに比べて２倍に高めたマグネットワイヤで構成されている。
前述のＣｕ−ＶＧＣＦ複合材によるステータコイル５の引張強さ／抵抗率の複合則による推定は、図１０に示されるように、ＶＧＣＦの堆積含有率は２〜１５ｖｏｌ％が実用に供する限度であることが明らかである。
【００１１】
次に、図２は本発明の第２形態を示すもので、図１と同一もしくは同等部分には同一符号を用いて説明する。
図２において、輪状ステータ１は、絶縁部材からなる一対の輪状固定子枠片１０、１１を用いたケーシングとしての輪状固定子枠１２Ａと、前記輪状固定子枠の固定子枠空隙１２Ａａ内に設けられ所定角度間隔毎に位置する磁性体固定子部１２と、前記各磁性体固定子部１２に設けられ輪状励磁巻線１３及び輪状検出巻線１４からなるステータコイル５とから構成され、前記輪状ステータ１には、回転軸１５を介して磁性体回転子３Ａが回転自在に組合わされている。
尚、前述のステータコイル５は、第１形態と同様に銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されている。
【００１２】
次に、図３及び図４の構成は、本発明の第３形態を示すもので、図１及び図２と同一もしくは同等部分には同一符号を用いて説明する。
図３及び図４において、符号１で示されるものは積層又は焼結で形成される輪状ステータであり、この輪状ステータ１の内面には、内方へ向けて突出する複数の磁極２が形成され、各磁極２にはステータコイル５が巻回して設けられている。
【００１３】
前記輪状ステータ１の内側には、輪状をなす磁性体からなる磁性体回転子３Ａが偏心量Ｈｓだけ偏心して回転自在に設けられ、この磁性体回転子３Ａの外周面３ａと前記各磁極２の内周面２ＡとのギャップＧ１〜Ｇ４が変化することにより、周知のように、ギャップパーミアンスの変化に応じたレゾルバ信号を得ることができる構成である。
尚、図３及び図４の構成においては、輪状ステータ１の直径は２５ミリから５０ミリとし、その厚さは５ミリが小型薄型の限界である。
また、前記ステータコイル５は、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されている。
【００１４】
また、図５から図８の構成は、本発明の第４形態を示すもので、図１から図４と同一又は同等部分については同一符号を付して説明する。
図５から図８の構成において符号１で示されるものは磁性体よりなる円板からなる輪状ステータであり、この輪状ステータ１のステータ用溝１Ａにはステータコイル５が設けられ、このステータコイル５の外周側のステータトランス用溝３３にはステータトランスコイル３０が設けられている。
【００１５】
前記輪状ステータ１には、この輪状ステータ１と同一材料でかつ同一形状の円板からなる磁性体回転子３Ａが回転自在に設けられており、この磁性体回転子３Ａのロータ用溝４１にはレゾルバロータコイル４０が設けられ、このレゾルバロータコイル４０の外側に位置するロータトランス用溝３２にはロータトランスコイル３１が設けられている。
従って、前記ステータコイル５とレゾルバロータコイル４０によってレゾルバ２０を形成し、前記ステータトランスコイル３０とロータトランスコイル３１によって回転トランス３０Ａを形成している。
尚、前述のステータコイル５、ステータトランスコイル３０、レゾルバロータコイル４０及びロータトランスコイル３１は、前述と同様に、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されている。
【００１６】
また、図９の構成は、本発明の第５形態を示すもので、図１から図８と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図９において符号１で示されるものは輪状ステータであり、この輪状ステータ１は、絶縁材料よりなる板状のステータ基板１ａと、前記ステータ基板１ａに形成された渦状のステータコイル５とから構成され、このステータコイル５は予め輪状に形成された平坦状で、銅とカーボンナノチューブの複合材料からなるマグネットワイヤで形成されている。
尚、輪状ステータ１のヨーク及び輪状ロータの構成については、図示及び説明を省略している。尚、本発明におけるステータコイル５は、厚型、薄型のあらゆる種類のレゾルバに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による角度検出器用ステータ構造の第１形態を示す平面図である。
【図２】本発明の第２形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】本発明の第３形態を示す平面図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】本発明の第４形態を示す平面図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図５の裏面図である。
【図８】本発明の第４形態を示す断面図である。
【図９】本発明の第５形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に用いるマグネットコイル（ステータコイル）の引張強さと抵抗率の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    輪状ステータ
１Ａ    ステータ用溝
１ａ    ステータ基板
２    磁極
３    スリット
４    輪状絶縁カバー
５    ステータコイル
６    コネクタ
７    リード線
３Ａ    磁性体回転子
１０、１１    輪状固定子枠片
１２    磁性体固定子部
１３    輪状励磁巻線
１４    輪状検出巻線
１５    回転軸
１２Ａ    輪状固定子枠
２０    レゾルバ
Ｈｓ    偏心量
３０    ステータトランスコイル
３１    ロータトランスコイル
３２    ロータトランス用溝
３３    ステータトランス用溝
４０    レゾルバロータコイル
４１    ロータ用溝
【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】
2008104297.tif 000011
【図１０】
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