(57)【要約】【課題】複数のレゾルバを複合化した構造でありながら、構造が簡素であり製造が容易で、また故障時の冗長性を確保することができる角度検出装置を提供する。【解決手段】軸方向に２つのレゾルバを複合化した構造において、ステータコア１００として、軸中心方向に延在した複数の突極１０１を備えた第１のステータコア１０３と軸中心方向に延在した複数の突極１０２を備えた第１のステータコア１０４とを積層した構造とする。また、軸方向から見た突極１０１と突極１０２の位置をずらし、軸方向から見て、隣接する突極１０１の間に突極１０２が位置するようにする。【選択図】図１
2012220406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なロータコアと、
前記ロータコアを内側に収容した略筒形状を有するステータコアと、
前記ステータコアの内側から、前記ロータコアに向かって延在する複数の突極と
を備えた角度検出器において、
前記ステータコアは、第１のステータコアと第２のステータコアとにより構成され、
前記第１のステータコアの前記複数の突極は、第１の突極群を形成し、前記第２のステータコアの前記複数の突極は、第２の突極群を形成し、
前記第１の突極群および前記第２の突極群のそれぞれは、周方向の等角な位置に配置された複数の突極により構成され、
前記第１の突極群、および前記第２の突極群を構成する前記複数の突極には、励磁巻線とｓｉｎ検出巻線とｃｏｓ検出巻線が巻回されており、
前記第１の突極群における前記ｓｉｎ検出巻線からの出力および前記ｃｏｓ検出巻線からの出力が第１のレゾルバの出力とされ、前記第２の突極群における前記ｓｉｎ検出巻線からの出力および前記ｃｏｓ検出巻線からの出力が第２のレゾルバの出力とされ、
前記第１の突極群を構成する前記複数の突極と前記第２の突極群を構成する前記複数の突極とは、軸方向から見てずれた位置にあることを特徴とする角度検出装置。
【請求項２】
軸方向から見て、前記第１の突極群における隣接する突極の間の中央に、前記第２の突極群を構成する突極が位置することを特徴とする請求項１に記載の角度検出装置。
【請求項３】
前記ロータコアは、第１のロータコアと、この第１のロータコアに積層された第２のロータコアにより構成され、
前記第１のロータコアおよび前記第２のロータコアのそれぞれは、ラジアル方向に突出した複数の磁極部分を備え、
軸方向から見て、前記第１のロータコアにおける前記複数の磁極部分と前記第２のロータコアの前記磁極部分とが、軸方向から見た前記第１の突極群と前記第２の突極群との間のずれと同じ角度でずれていることを特徴とする請求項１または２に記載の角度検出装置。
【請求項４】
前記第１の突極群および前記第２の突極群に巻回される前記励磁巻線は、共通の励磁巻線が巻回されており、
前記共通の励磁巻線は、前記第１の突極群の特定の突極に巻回された後、軸方向から見て周方向で隣接する前記第２の突極群の突極に巻回され、更に軸方向から見て周方向で隣接する前記第１の突極群の突極に巻回され、を繰り返した巻回構造を有す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角度検出装置。
【請求項５】
前記第１の突極群により構成される第１のレゾルバと前記第２の突極群により構成される第２のレゾルバの軸倍角の差が１であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのレゾルバを複合化した構造を有する角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
角度検出装置の故障に対する冗長性を確保するために、レゾルバを同軸状に軸方向に２つ配置した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、故障時における冗長性の確保を目的としたものではないが、ステータ構造を２段に備えたレゾルバが、特許文献２および３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０８６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１６４４８６号公報
【特許文献３】特開２００５−３４５４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような、２つのレゾルバを単に同軸状に組み合わせた構造では、２つ分のレゾルバの部品を用意しなくてはならず、構造が複雑になる。また、組み立て作業が煩雑となるので、コスト的に不利となる。また、特許文献２および３に記載された技術では、出力巻線が直列に接続され、全体で一つのレゾルバを構成しているので、故障時の冗長性は確保できない。
【０００５】
このような背景において、本発明は、複数のレゾルバを複合化した構造でありながら、構造が簡素であり製造が容易で、また故障時の冗長性を確保することができる角度検出装置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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、回転可能なロータコアと、前記ロータコアを内側に収容した略筒形状を有するステータコアと、前記ステータコアの内側から、前記ロータコアに向かって延在する複数の突極とを備えた角度検出器において、前記ステータコアは、第１のステータコアと第２のステータコアとにより構成され、前記第１のステータコアの前記複数の突極は、第１の突極群を形成し、前記第２のステータコアの前記複数の突極は、第２の突極群を形成し、前記第１の突極群および前記第２の突極群のそれぞれは、周方向の等角な位置に配置された複数の突極により構成され、前記第１の突極群、および前記第２の突極群を構成する前記複数の突極には、励磁巻線とｓｉｎ検出巻線とｃｏｓ検出巻線が巻回されており、前記第１の突極群における前記ｓｉｎ検出巻線からの出力および前記ｃｏｓ検出巻線からの出力が第１のレゾルバの出力とされ、前記第２の突極群における前記ｓｉｎ検出巻線からの出力および前記ｃｏｓ検出巻線からの出力が第２のレゾルバの出力とされ、前記第１の突極群を構成する前記複数の突極と前記第２の突極群を構成する前記複数の突極とは、軸方向から見てずれた位置にあることを特徴とする角度検出装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、一つのステータコアの内側の軸方向にずれた位置に第１の突極群と第２の突極群とが配置され、この第１の突極群が形成された部分が第１のレゾルバとして機能し、第２の突極群が構成された部分が第２のレゾルバとして機能する。この構造によれば、ステータは分離された構造ではないので、部品点数の増加を抑えることができる。また、周方向に配置された第１の突極群と第２の突極群との軸方向から見た位置がずれているので、そうでない構造の場合に比較して、各突極群への巻線の巻回作業が容易となる。特に巻回を機械的に行う巻線機のノズルが入るスペースを確保し易いので、巻線機を用いた巻回作業が大きく効率化され、また小型化への対応も容易となる。
【０００８】
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、軸方向から見て、前記第１の突極群における隣接する突極の間の中央に、前記第２の突極群を構成する突極が位置することを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、各突極群への巻線の巻回作業を行うに当たり必要な突極周囲のスペースを最も効果的に確保することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ロータコアは、第１のロータコアと、この第１のロータコアに積層された第２のロータコアにより構成され、前記第１のロータコアおよび前記第２のロータコアのそれぞれは、ラジアル方向に突出した複数の磁極部分を備え、軸方向から見て、前記第１のロータコアにおける前記複数の磁極部分と前記第２のロータコアの前記磁極部分とが、軸方向から見た前記第１の突極群と前記第２の突極群との間のずれと同じ角度でずれていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、軸方向から見たステータコア側の磁極のずれに対応させてロータコア側の磁極も軸方向から見てずれた位置関係となる。これにより、ステータコアの磁極とロータコアの磁極との関係が、２つのレゾルバ部分で同じとなる。このため２つのレゾルバ出力における角度検出の基準位置（ゼロ点）の設定が容易となる。
【００１１】
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、前記第１の突極群および前記第２の突極群に巻回される前記励磁巻線は、共通の励磁巻線が巻回されており、前記共通の励磁巻線は、前記第１の突極群の特定の突極に巻回された後、軸方向から見て周方向で隣接する前記第２の突極群の突極に巻回され、更に軸方向から見て周方向で隣接する前記第１の突極群の突極に巻回され、を繰り返した巻回構造を有することを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、２つのレゾルバのステータコアの突極における励磁巻線が共通化されるので、配線の端末処理が簡素化される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の突極群により構成される第１のレゾルバと前記第２の突極群により構成される第２のレゾルバの軸倍角の差が１であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、同軸状に配置された２つのレゾルバの軸倍角の差が１である事を利用して、軸倍角が１Ｘのレゾルバの場合と同様の出力信号を得ることができる。このため、１回転で１周期分のｓｉｎ検出信号とｃｏｓ検出信号とを得ることができ、ロータコアの回転の絶対角を算出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のレゾルバを複合化した構造でありながら、構造が簡素であり製造が容易で、また故障時の冗長性を確保することができる角度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のステータコアおよびロータコアの斜視図である。
【図２】実施形態のステータコアおよびロータコアの斜視断面図である。
【図３】実施形態のステータコアの斜視図である。
【図４】ステータコアの突極への励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線の巻き方を示す実体配線図である。
【図５】実施形態の角度検出装置の斜視図である。
【図６】実施形態の角度検出システムのブロック図である。
【図７】他の実施形態のステータコアおよびロータコアの斜視図である。
【図８】他の実施形態のステータコアおよびロータコアの斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）第１の実施形態
（構成）
以下、実施形態の角度検出装置について説明する。ここでは、軸倍角が３ＸのＶＲ型レゾルバを２つ複合化した構造について説明する。図１は、実施形態の角度検出装置のステータコアとロータコアの配置状態を示す斜視図であり、図２は、図１を、軸を含む面で切断した斜視断面図であり、図３は、ステータコアの斜視図である。
【００１７】
図１および図２には、実施形態の角度検出装置１０が示されている。図１および図２には、角度検出装置１０を構成するステータコア１００とロータコア２００が示されている。図１および図２では図示省略されているが、角度検出装置１０は、他に励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線、ｃｏｓ検出巻線、回転軸、ステータコア１００を保持するハウジングおよびケーシング、前記ハウジングに回転軸を回転自在な状態で保持する軸受、各種配線の引き出し端子等を備えている。
【００１８】
ステータコア１００は、軟磁性材料の薄板を打抜き加工したものを多数積層した構造を有している。ステータコア１００は、軸方向の長さの短い略円筒形状を有し、その内周面から軸中心の方向（ロータコア２００の方向）に向かって延在した突極１０１と１０２を備えている。突極１０１は、第１の突極群を構成するもので、図３に示すように、軸方向における特定の位置に突極１０１ａ〜１０１ｈの計８個が周方向に沿って配置されている。また、それぞれの突極１０１ａ〜１０１ｈは、軸方向から見て等角な位置に配置されている。すなわち、軸方向から見て、例えば周方向で隣接する突極１０１ａと１０１ｂは、４５度の開いた角度位置に配置されている。これは、後述する突極１０２も同じである。なお、周方向の等角な位置に配置される突極の数は、この例の８個に限定されない。また、ステータコア１００の概略形状は、円筒形状に限定されず、外側の断面形状が多角形である筒形状であってもよい。
【００１９】
突極１０２は、第２の突極群を構成するもので、図３に示すように、突極１０１とは軸方向における位置がずれた位置に突極１０２ａ〜１０２ｈの計８個が周方向に沿って配置されている。この８個の突極１０２ａ〜１０２ｈも軸方向から見て等角な位置に配置されている。すなわち、軸方向から見て、例えば周方向で隣接する突極１０２ａと１０２ｂは、４５度の開いた角度位置に配置されている。
【００２０】
また、軸方向から見て、突極１０１と突極１０２とは、角度位置が２２．５°ずれている。すなわち、軸方向から見ると、隣接する２つの突極１０１ａと１０１ｂの中央の部分に突極１０２ａが位置する（見える）位置関係とされている。ここで、軸方向から見た突極１０１ａと突極１０２ａの角度位置の違いは、２２．５°となる。これは、他の突極に関しても同じである。軸方向から見た突極１０１と１０２の角度位置の違いは、突極１０１および１０２の数をＮ個とした場合に１８０°／Ｎにより算出される。
【００２１】
軸中心の方向に延在した突極１０１の先端部分は、軸方向から見た断面形状が傘型に開いた構造を有し、そのロータコア２００側に突極面１０５を備えている。突極面１０５は、ロータコア２００に対向する曲面とされている。突極１０１と同様に、突極１０２の軸中心の方向に延在した先端部分には、突極面１０６が設けられている。突極面１０６もロータ２０３に対向する曲面とされている。
【００２２】
図１には、ステータコア１００の内側にロータコア２００を収容した状態が示されている。ロータコア２００は、図示する形状に軟磁性材料の薄板を打抜き加工したものを多数積層した構造を有している。ロータコア２００は、軸方向から見て、等角な３つのラジアル方向（この場合、それぞれ１２０°ずれた角度位置）の部分に突状に突出した（盛り上がった）磁極部分２００ａ、２００ｂ、２００ｃを有した形状とされ、中心部分は中空部２０１とされている。この中空部２０１に図示しない回転軸が装着される。ロータコア２００は、突極１０１の突極面１０５および突極１０２の突極面１０６と接触しないように、突極面１０５および突極面１０６との間に隙間ができる状態で、ステータコア１００に対して回転可能な状態とされている。本実施形態の角度検出装置１０は、ロータコア２００に装着された図示しない回転軸の回転角の検出を行う。なお、周方向の等角な位置に配置される磁極部分の数（軸倍角）は、この例の３個に限定されない。また、磁極部分２００ａ、２００ｂ、２００ｃの角度位置は、軸倍角の数をＭ（Ｍは２以上の自然数）とした場合に、３６０°／Ｍにより算出される。
【００２３】
図４には、突極１０１への励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線、ｃｏｓ検出巻線の配線の状態の一例が示されている。なお、図４には、巻線の引き回しを判り易くするために、突極１０２は示されていない。また、ステータコア１００および突極１０１と巻線の間を絶縁するインシュレータも記載が省略されている。
【００２４】
図４に示す例では、第１の突極群である突極１０１は、８個の突極１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ，１０１ｇ、１０１ｈにより構成されている。励磁巻線は、これら８個の突極１０１ａ〜１０１ｈに順次直列に巻回されている。図４の例では、突極１０１ｅから時計回り方向に励磁巻線の巻回が開始され、突極１０１ｄで巻き終わる構造が記載されている。すなわち、励磁巻線は、突極１０１ｅに巻回された後、突極１０１ｆに巻回され、更に突極１０１ｇに巻回され、更に突極１０１ｈに巻回され、更に突極１０１ａに巻回され、更に突極１０１ｂに巻回され、更に突極１０１ｃに巻回され、更に突極１０１ｄに巻回された後、ステータコア１００から引き出されている。
【００２５】
また、ｓｉｎ検出巻線とｃｏｓ検出巻線の配線は、励磁巻線と同様に全ての突極に巻回してもよいが、図４のように一つおきの突極に巻いても良い。すなわち、ｓｉｎ検出巻線は、突極１０１ｈ→突極１０１ｂ→突極１０１ｄ→突極１０１ｆと一つおきに巻回されたものが直列になった状態とされている。ｃｏｓ検出巻線は、突極１０１ａ→突極１０１ｃ→突極１０１ｅ→突極１０１ｇと一つおきに巻回されたものが直列になった状態とされている。なお、図４に記載された各突極に巻くそれぞれの巻線方向については、簡易的に説明するため同一方向に巻いているだけで、この巻き方に限定されるものではない。
【００２６】
図４には示されていないが、突極１０２への巻線の巻き方も図４に示す突極１０１への巻線の巻き方と同じである。ただし、突極１０１と突極１０２とは、軸方向から見た周方向における位置が２２．５°ずれているので、軸方向から見ると、各巻線が巻かれた位置は同様に周方向で２２．５°ずれている。
【００２７】
図４に例示する巻線の巻き方では、突極１０１（第１のステータコア）への励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線と、突極１０２（第２のステータコア）への励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線とは独立しており、各巻線の引き出し線が２本であるので、計１２本の配線が、ステータコア１００の外部に引き出される。
【００２８】
図５には、図１〜図４に示す構造を利用した角度検出装置１０の概要が示されている。図５に示す角度検出装置１０は、図１に示す状態において、絶縁部材であるインシュレータ５０および６０を軸方向の上下から装着し、更にコイル７０を各突極に巻回し、コイル７０からの引き出し線を端子５２の接続した状態が示されている。ここで、コイル７０は、総称して示されているが、詳細には、図４に示す巻き方により構成されている。インシュレータ５０は、端子５２を備えた端子台５１と、そこから延在するコネクタカバー５３を備えている。コネクタカバー５３の内側には、端子５２につながった図示されていない接続用コネクタが配置されている。この接続用コネクタに図６のマイコン５０１からの接続ケーブルが接続される。
【００２９】
図５には、ロータコア２００の中空部２０１に取り付けられる回転軸、この回転軸を回転自在な状態で保持する軸受、この軸受を保持するハウジング、さらに外側ケースが取り外された状態が示されている。
【００３０】
（製造方法）
以下、図１示す構造を得る工程、および突極に巻線を巻く工程について説明する。まず、珪素鋼板を打抜き加工し、図３に示す平面形状を有するステータコア１００の構成部材を得る。このステータコア１００の構成部材は、薄板状を有し、周囲の円環形状の部分と、この円環形状の部分から中心方向に延在した８個の突極１０１または１０２とが一体となった構造を有している。この工程では、第１のステータコア１０３を構成する薄板状の部材と、第２のステータコア１０４を構成する薄板状の部材を製造する。そして、同じ形状の部材同士を積層し、第１のステータコア１０３と第２のステータコア１０４をそれぞれ形成し、さらに第１のステータコア１０３と第２のステータコア１０４を積層し、ステータコア１００を得る。こうして、図１および図２に示すステータコア１００を得る。
【００３１】
図１に示す状態を得たら、ステータコア１００と巻線との短絡を防止する図示しないインシュレータを装着し、巻線が接触する部分のステータコア１００の表面が絶縁物で覆われた状態とする。なお、ステータコア１００の表面を絶縁材料によってコーティングする方法により、巻線とステータコア１００との絶縁を行う構造も可能である。
【００３２】
ステータコア１００に絶縁処理を施した後、ステータコア１００を巻線機にセットし、図４に関連して説明した巻き方で、各突極に励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線のワイヤを巻回する。すなわち、巻線機を用いて、第１のステータコア１０３の突極１０１に対する励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線の巻回作業を行い、また第２のステータコア１０４の突極１０２に対する励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線の巻回する作業を行う。この際、突極１０１と１０２は、軸方向から見てずれ、且つ軸方向において交互に段違いに配置されているため、巻線機のノズルを動かす範囲を確保し易くし、巻線機を用いた巻線作業が行い易い。またこれに関連して、ステータコア１００の寸法が小さくても巻線機を用いた巻線作業が行い易い。こうして、図４に示す巻き方で各突極に巻線が巻かれたステータコア１００を得る。
【００３３】
また、図１および図２に示すロータコア２００の平面形状の形に珪素鋼板を打抜き加工し、ロータコア２００を構成する薄板状の部材を得る。そして、これを複数積層してロータコア２００を得る。ロータコア２００を得たら、中空部２０１に回転軸を装着し、ステータコア１００の内側でロータコア２００が回転自在な状態で保持された構造とする。この際、励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線、ｃｏｓ検出巻線が２組あるので、その配線の引き回し、および結線の作業を行う。こうして、図５に示す内部構造（図５では、回転軸は図示省略）を有する回転角検出装置１０を得る。
【００３４】
（角度検出システム）
図６には、図５の角度検出装置１０を用いた角度検出システムの一例が示されている。図６には、角度検出システム３０が示されている。ここで、マイコン５０１は、ＲＤコンバータ５０２、切り替え回路５０３、励磁電流出力回路５０４を備えたマイクロコンピュータである。ＲＤコンバータ５０２は、角度検出装置１０から出力されるｓｉｎ検出信号１およびｃｏｓ検出信号１に基づき、角度検出装置１０のロータ２００の回転角を算出する。ここで、ｓｉｎ検出信号１は、突極１０１に巻回されたｓｉｎ検出巻線から得られ、ｃｏｓ検出信号１は、突極１０１に巻回されたｃｏｓ検出巻線から得られる。また、ＲＤコンバータ５０２は、角度検出装置１０から出力されるｓｉｎ検出信号２およびｃｏｓ検出信号２に基づき、角度検出装置１０のロータ２００の回転角を算出する。ここで、ｓｉｎ検出信号２は、突極１０２に巻回されたｓｉｎ検出巻線から得られ、ｃｏｓ検出信号２は、突極１０２に巻回されたｃｏｓ検出巻線から得られる。
【００３５】
切り替え回路５０３は、ＲＤコンバータ５０２において算出された上述した２系統の角度データの一方を選択し、それを外部に出力する。切り替え回路５０３は、選択している角度データに異常があった場合に、他方の角度データを選択し、それを正常信号として出力する。励磁電流出力回路５０４は、２系統の励磁電流を出力する。この２系統の励磁電流のそれぞれは、増幅器５０３，５０４により増幅され、角度検出装置１０の２つの励磁巻線に独立に供給される。
【００３６】
（動作の一例）
例えば、図４に示す第１のステータコア１０３の巻線に着目する。この場合、突極１０１の励磁巻線に数kＨｚ〜数百kＨｚのｓｉｎωｔの高周波電流を流すと、ロータコア２００の回転角をθとして、突極１０１のｓｉｎ検出巻線にｓｉｎθｓｉｎωtの誘導電流（ｓｉｎ検出信号１）が流れ、ｃｏｓ検出巻線にｃｏｓθｃｏｓωtの誘導電流（ｃｏｓ検出信号１）が流れる。この場合、軸倍角が３Ｘであるので、ロータコア２００が１周すると上記の誘導電流は３周期分変化する。上記２相の誘導電流に基づき、図６のＲＤコンバータ５０２において、ロータコア２００の回転角が算出される。また、第２のステータコア１０４の巻線部分においても同様に励磁巻線に励磁電流を流した状態で、ｓｉｎ検出巻線とｃｏｓ検出巻線とに同様な誘導電流（ｓｉｎ検出信号２およびｃｏｓ検出信号２）が流れ、それらに基づいてＲＤコンバータ５０２は、ロータコア２００の回転角を算出する。
【００３７】
（故障時における冗長機能）
まず、図６のＲＤコンバータ５０２は、図１の第１のステータコア１０３の巻線出力に基づくロータコア２００の回転角の算出と、第２のステータコア１０４の巻線出力に基づくロータコア２００の回転角の算出とを同時に行っている。この状態において、図６の切り替え回路５０３において、第１のステータコア１０３の巻線出力に基づく算出値が選択されているとする。
【００３８】
ここで、第１のステータコア１０３の巻線の一部に切断や接続部における接触不良等の問題が生じ、突極１０１に巻かれたｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線の少なくとも一方からの出力が得られなくなった場合を想定する。この場合、図６の切り替え回路５０３は、図２の第２のステータコア１０４の巻線出力に基づくＲＤコンバータの出力を選択する状態に切り替わる。こうして、故障が生じていない方の角度算出データが選択され、故障に対する冗長性が確保される。
【００３９】
（他の用途）
本発明の角度検出装置は、一つの軸に２つのレゾルバを軸方向で離して配置した構造を有し、それぞれのレゾルバが軸の角度を独立に検出する。この機能を利用して、軸の異なる位置における軸の回転角を検出することで、軸の捩れを検出することもできる。この軸の捩れを検出する機能は、車両における運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリングシステムに利用することができる。この場合、ステアリング軸に本発明の角度検出装置を装着し、２つのレゾルバの出力の差からステアリング軸の捩れを検出する。この捩れは、ステアリング軸に加わるトルクに比例するので、上記ステアリング軸の捩れの情報に基づいてステアリング軸の回転をアシストさせる力の制御を行うことができる。
【００４０】
（優位性）
本実施形態の構成によれば、２つのＶＲレゾルバが軸方向に並べて配置され、それぞれから第１のｓｉｎ検出信号およびｃｏｓ検出信号の組、第２のｓｉｎ検出信号およびｃｏｓ検出信号の組が得られる。このため、何らかの理由により一方のレゾルバからの出力が途絶える、あるいは出力が異常となる事態が生じても、他方のレゾルバからの出力に基づく角度検出を行うことができ、故障に対する冗長性を得ることができる。
【００４１】
また、軸方向から見て、第１のレゾルバの突極（第１の突極群）と第２のレゾルバの突極（第２の突極群）の位置がずれて配置している。すなわち、軸方向から見ると、隣接する第１のレゾルバの突極の間の中央の位置に第２のレゾルバの突極が位置している。また、第１のレゾルバの突極と第２のレゾルバの突極が軸方向で段違いで交互に配置している。このため、突極の巻線を巻くための巻線機のノズルを入れるスペースが確保され、巻線機を用いた励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線の巻線作業が容易となる。特に、全体を小型化した場合に、巻線機を用いた巻線の作業性を確保できる。
【００４２】
（２）第２の実施形態
図７には、第１の実施形態とは異なるロータ構造を有する角度検出装置２０の例が示されている。図８には、図７に示す状態を、軸を含み軸に平行な面で切断した断面の状態が示されている。図７および図８には、ステータコア１００、ステータコア１００の内側に収容された第１のロータコア３００および第２のロータコア４００が示されている。ここで、ステータコア１００は、図１〜３に関連して説明した８個の突極が周方向に配置されたステータコア１００と同じものである。
【００４３】
この例では、軸倍角が３Ｘのロータ部分が第１のロータコア３００と第２のロータコア４００とを軸方向で重ねた構造を有している。ここで、第１のロータコア３００および第２のロータコア４００を軸方向から見た形状は、図２のロータコア２００と同様の形状を有しているが、軸方向から見て、一方が他方に対して２２．５°回転した角度関係とされている。これは、突極１０１と突極１０２の位置が、軸方向から見て、２２．５°回転した位置にあることに対応している。
【００４４】
図７に示す構成では、突極１０１および第１のロータコア３００側の３箇所の磁極部分３００ａ、３００ｂ、３００ｃの間の相対位置関係と、突極１０２および第２のロータ３００側の３箇所の磁極部分との相対位置関係を同じにすることができる。つまり、第１のステータコア１０３におけるステータ側の極とロータ側の極との位置関係を、第２のステータコア１０４におけるステータ側の極とロータ側の極との位置関係と同じにすることができる。こうすることで、第１のステータコア１０３から得られる検出信号の基準点と、第２のステータコア１０４から得られる検出信号の基準点とを合わせることが容易となる。その他、突極への巻線の巻き方や、ロータの回転角の検出原理は、第１の実施形態の場合と同じであり、ステータの周方向の等角な位置に配置される突極の数やロータの周方向の等角な位置に配置される磁極部分の数（軸倍角）は、この例に挙げた数に限定されない。
【００４５】
図７に示す構成では、軸方向から見て、第１のロータコア３００に対して第２のロータコア４００を２２．５°回転させた角度関係としている。この角度位置のずれは、２２．５°に限定されず、３０°や４５°といった他の角度であってもよい。ただし、この場合、突極１０１，１０２への巻線の巻き方や検出信号に対する信号処理によって、第１のステータコア１０３から得られる検出信号の基準点と第２のステータコア１０４から得られる検出信号の基準点とを合わせる工夫が必要となる。
【００４６】
（３）第３の実施形態
図１〜図３に示す第１の実施形態、または図７および図８に示す第２の実施形態において、第１のステータコア１０３と第２のステータコア１０４とにおける励磁巻線を共通にしてもよい。以下、図３を用いてこの一例を説明する。この場合、励磁巻線は、突極１０１ａ→突極１０２ａ→突極１０１ｂ→突極１０２ｂ→突極１０１ｃ・・・と、第１のステータコア１０３の突極１０１と第２のステータコア１０４の突極１０２とを交互に結びながら連続して巻回される。すなわち、励磁巻線は、第１のステータコア１０３の突極群の一つである突極１０１ａ→軸方向から見て周方向で隣接する第２のステータコア１０４の突極１０２ａ→軸方向から見て周方向で隣接する第１のステータコア１０３の突極１０１ｂ→軸方向から見て周方向で隣接する第２のステータコア１０４の突極１０２ｂ・・・と交互に巻回される。
【００４７】
この励磁巻線の構造によれば、２系統の励磁巻線が１系統となるので、引き出される励磁巻線の数が減り、励磁巻線に係る端末処理や外部への引き出し部分が簡素化され、励磁巻線を巻回し、それを配線する作業が簡素化される。
【００４８】
（４）第４の実施形態
第１の実施形態および第２の実施形態の構成において、上下のレゾルバ部分で異なる軸倍角を採用してもよい。例えば、図７に示す構造において、第１のステータコア１０３および第１のロータコア３００を軸倍角３ＸのＶＲレゾルバの構造とし、第２のステータコア１０４および第２のロータコア４００を軸倍角２ＸのＶＲレゾルバの構造とする。この場合、各ステータコアの突極の数、巻線の巻き方、ロータコアの構造は、設定された軸倍角に対応したものとなる。
【００４９】
軸倍角の差が１となる２つのレゾルバを同軸配置とした場合、それぞれの出力の差に基づき、絶対角の検出（軸倍角１Ｘの検出出力）を行うことができる。勿論、それぞれのレゾルバから個別に出力が得られるので、一方が故障しても他方が正常であれば、ロータの回転角の角度情報を得ることができ、故障に対する冗長性も得ることができる。
（その他）
【００５０】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、角度検出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…回転角検出装置、２０…回転角検出装置、３０…角度検出システム、５０…インシュレータ、５１…端子台、５２…端子、５３…コネクタカバー、６０…インシュレータ、１００…ステータコア、１０１…突極、１０２…突極、１０３…第１のステータコア、１０４…第２のステータコア、１０５…突極面、１０６…突極面、２００…ロータ、２００ａ…ロータ磁極部分、２００ｂ…ロータの磁極部分、２００ｃ…ロータの磁極部分、２０１…中空部、３００…第１のロータコア、３００ａ…第１のロータコアの磁極部分、３００ｂ…第１のロータコアの磁極部分、３００ｃ…第１のロータコアの磁極部分、４００…第２のロータコア。
【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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