(57)【要約】【課題】構成の簡素化が可能なバリアブルリラクタンス型角度検出器を提供する。【解決手段】第１組励磁巻線としての第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３の電圧Ｖ１，Ｖ３に基づく第１相出力電圧と、第２組励磁巻線としての第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４の電圧Ｖ２，Ｖ４に基づく第２相出力電圧との位相差が電気角で９０度となるように構成され、その各出力電圧から回転子の回転角度が検出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配置される複数のティースを有するコア部材と、前記ティースの磁極が周方向に交互に異極性となるように前記各ティースに巻回され電源からの入力電圧が供給される励磁巻線とを有する固定子と、
前記固定子のティースと径方向に対向するとともに該固定子とのギャップパーミアンスが自身の回転角度に応じて正弦波状に変化する形状の回転子と
を備えたバリアブルリラクタンス型角度検出器であって、
前記各励磁巻線の電圧から互いに位相が異なる２相以上の出力電圧を取得し、該出力電圧に基づいて前記回転子の回転角度を検出することを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
１つ又は複数の前記励磁巻線を組とした第１組励磁巻線の電圧に基づく第１相出力電圧と、１つ又は複数の前記励磁巻線を組とした第２組励磁巻線の電圧に基づく第２相出力電圧との位相差が電気角で９０度となるように構成され、前記各出力電圧に基づいて前記回転子の回転角度を検出することを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線はそれぞれ、電圧が逆位相となる２つの前記励磁巻線のペアを少なくとも１組含んでおり、
前記第１相出力電圧及び前記第２相出力電圧はそれぞれ、前記励磁巻線のペアの電圧を一方の電圧の位相を反転させたうえで合成したものであることを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項４】
請求項３に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
前記回転子の軸倍角が奇数倍角に設定され、
前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線のそれぞれにおける前記励磁巻線のペアは、機械角で１８０度間隔で配置された２つの前記励磁巻線からなることを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項５】
請求項４に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
前記ティースの個数及び前記励磁巻線の個数が４個で構成され、
前記回転子の軸倍角が７に設定されていることを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項６】
請求項３に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
前記回転子の軸倍角が偶数倍角に設定され、
前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線のそれぞれにおける前記励磁巻線のペアは、前記回転子の軸倍角をＡとして、機械角で（３６０／２Ａ）度間隔で配置された２つの前記励磁巻線からなることを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、
前記ティースの個数及び前記励磁巻線の個数が４個で構成され、
前記各励磁巻線は、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされていることを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリアブルリラクタンス型角度検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バリアブルリラクタンス型角度検出器は、例えば特許文献１に示すように、周方向に配置される複数のティースに対して励磁巻線と２相の出力巻線（正弦相出力巻線及び余弦相出力巻線）とが巻回されてなる固定子と、固定子のティースと径方向に対向するとともに該固定子とのギャップパーミアンスが自身の回転角度に応じて正弦波状に変化する形状の回転子とを備えている。各相の出力巻線は、各ティースに集中巻きされて出力コイルを構成している。各出力コイルには、回転子の回転にて生じる磁束変化により誘起電圧が発生し、各相における出力コイルの誘起電圧の総和が、各相の出力巻線の出力電圧としてそれぞれ得られる。そして、回転子の回転に応じて正弦波状に変化する各相の出力巻線からの出力電圧に基づき回転子の回転角度が検出可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−２０７８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなバリアブルリラクタンス型角度検出器では、励磁巻線と２相の出力巻線の３種類の巻線が必要となるため、構成が複雑なものとなっていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、構成の簡素化が可能なバリアブルリラクタンス型角度検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、周方向に配置される複数のティースを有するコア部材と、前記ティースの磁極が周方向に交互に異極性となるように前記各ティースに巻回され電源からの入力電圧が供給される励磁巻線とを有する固定子と、前記固定子のティースと径方向に対向するとともに該固定子とのギャップパーミアンスが自身の回転角度に応じて正弦波状に変化する形状の回転子とを備えたバリアブルリラクタンス型角度検出器であって、前記各励磁巻線の電圧から互いに位相が異なる２相以上の出力電圧を取得し、該出力電圧に基づいて前記回転子の回転角度を検出することを特徴とする。
【０００６】
この発明では、各励磁巻線の電圧から取得した出力電圧に基づいて回転子の回転角度が検出されるため、入力電圧が供給されない出力専用の巻線を設けないで、入力電圧が供給される励磁巻線のみの簡素な構成としつつも回転子の回転角度を検出することが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、１つ又は複数の前記励磁巻線を組とした第１組励磁巻線の電圧に基づく第１相出力電圧と、１つ又は複数の前記励磁巻線を組とした第２組励磁巻線の電圧に基づく第２相出力電圧との位相差が電気角で９０度となるように構成され、前記各出力電圧に基づいて前記回転子の回転角度を検出することを特徴とする。
【０００８】
この発明では、位相差が９０度である第１組励磁巻線の電圧と第２組励磁巻線の電圧にそれぞれ基づく第１相出力電圧及び第２相出力電圧から回転子の回転角度が検出することが可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線はそれぞれ、電圧が逆位相となる２つの前記励磁巻線のペアを少なくとも１組含んでおり、前記第１相出力電圧及び前記第２相出力電圧はそれぞれ、前記励磁巻線のペアの電圧を一方の電圧の位相を反転させたうえで合成したものであることを特徴とする。
【００１０】
この発明では、第１組励磁巻線と第２組励磁巻線とがそれぞれ複数からなり、そのそれぞれの電圧の合成よりなる第１相出力電圧及び第２相出力電圧に基づいて回転子の回転角度が検出されるため、角度検出の精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記回転子の軸倍角が奇数倍角に設定され、前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線のそれぞれにおける前記励磁巻線のペアは、機械角で１８０度間隔で配置された２つの前記励磁巻線からなることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、回転子の軸倍角が奇数倍角に設定され、第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線のそれぞれにおける励磁巻線のペアが機械角で１８０度間隔で配置された２つの励磁巻線からなる。このため、励磁巻線のペアの電圧を逆位相とすることができ、その結果、第１相出力電圧と第２相出力電圧との位相差を９０度とすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記ティースの個数及び前記励磁巻線の個数が４個で構成され、前記回転子の軸倍角が７に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、ティースの個数及び励磁巻線の個数を４個と比較的少なく構成してより簡素化させつつも、回転子の回転角度を好適に検出することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記回転子の軸倍角が偶数倍角に設定され、前記第１組励磁巻線及び前記第２組励磁巻線のそれぞれにおける前記励磁巻線のペアは、前記回転子の軸倍角をＡとして、機械角で（３６０／２Ａ）度間隔で配置された２つの前記励磁巻線からなることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、回転子の軸倍角が偶数倍角に設定され、第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線のそれぞれにおける励磁巻線のペアが機械角で（３６０／２Ａ）度間隔で配置された２つの励磁巻線からなる。このため、励磁巻線のペアの電圧を逆位相とすることができ、その結果、第１相出力電圧と第２相出力電圧との位相差を９０度とすることができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記ティースの個数及び前記励磁巻線の個数が４個で構成され、前記各励磁巻線は、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされていることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、ティースの個数及び励磁巻線の個数を４個と比較的少なく構成してより簡素化させつつも、回転子の回転角度を好適に検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
従って、上記記載の発明によれば、構成の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器の概略構成図。
【図２】第１実施形態の各コイルの接続構成を示す概略図。
【図３】（ａ）（ｂ）回転子の回転時における各コイルの磁束変化特性を示すグラフ。
【図４】（ａ）（ｂ）回転子の回転時における各コイルの電圧変化特性を示すグラフ。
【図５】回転子の回転時における第１相出力電圧及び第２相出力電圧の電圧変化特性を示すグラフ。
【図６】第２実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器の概略構成図。
【図７】第２実施形態の各コイルの接続構成を示す概略図。
【図８】回転子の回転時における第１相出力電圧及び第２相出力電圧の電圧変化特性を示すグラフ。
【図９】第３実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器の概略構成図。
【図１０】第３実施形態の各コイルの接続構成を示す概略図。
【図１１】回転子の回転時における第１相出力電圧及び第２相出力電圧の電圧変化特性を示すグラフ。
【図１２】別例のバリアブルリラクタンス型角度検出器の概略構成図。
【図１３】第４実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器の概略構成図。
【図１４】第４実施形態の各コイルの接続構成を示す概略図。
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）第４実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器における３相の出力電圧の電圧変化特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のバリアブルリラクタンス型角度検出器は、環状の固定子１１と、該固定子１１の内周側に回転可能に設けられた回転子１２とから構成されている。
【００２１】
回転子１２は、その中心に形成された取付孔１２ａに例えばモータの回転軸１３が圧入され、その回転軸１３と一体回転可能に構成されている。回転子１２は、その外周面において周方向に順次設けられた凹凸により、固定子１１とのギャップパーミアンスが該回転子１２の回転電気角度θに応じて正弦波状に変化する形状をなしている。回転電気角度θは、回転子１２によって生成される正弦波形状の信号の一周期分を３６０度として定義したものであり、本発明ではこの正弦波状の信号を生成する回転子１２の周方向に隣接する２つの凹部の間隔あるいは２つの凸部の間隔を３６０度として基準に定義したものである。本実施形態では、回転子１２には外周面の凸部分が７個形成されており、回転子１２を１回転させたときに７周期分の信号出力が得られる（所謂、軸倍角が７Ｘとなる）ように設定されている。従って、回転子１２を１回転（回転機械角３６０度）させたときの回転電気角度θは３６０度×７の２５２０度となる。
【００２２】
固定子１１は、コア部材２１の円環状部２２から径方向内側に突出する４個のティース２３を周方向等間隔（電気角で６３０度間隔、機械角で９０度間隔）に有し、ティース２３間にスロットを形成している。この４個のティース２３にはそれぞれ、時計回りに順に第１コイルＣ１、第２コイルＣ２、第３コイルＣ３及び第４コイルＣ４が図示しないインシュレータを介して巻回されている。
【００２３】
第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４は、１本の導線が各ティース２３に連続して集中巻きされて構成されている。つまり、第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４は、図２に示すように、直列で繋がっている。また、第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３は正巻きで巻回され、第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４は逆巻きで巻回されている。これにより、第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４は、周方向に隣り合うもの同士が異極性となる。尚、第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４の巻数は、全て等しく設定されている。
【００２４】
第１コイルＣ１の始端部は入力端部となっており、該端部は電源Ｐと接続されている。また、第４コイルＣ４の終端部は接地されている。電源Ｐは、５ｋＨｚ、±２Ｖの励磁電圧（交流電圧）を供給する。また、第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４の回路構成は、それぞれの電圧Ｖ１〜Ｖ４を取得可能に構成されており、その各コイルＣ１〜Ｃ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４は図示しない制御部に出力されるようになっている。
【００２５】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
このようなバリアブルリラクタンス型角度検出器では、回転軸１３及び回転子１２が回転すると、回転に伴うギャップパーミアンスの変化によって各ティース２３（各コイルＣ１〜Ｃ４）に磁束変化が生じ、それに応じて第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４が変化する。
【００２６】
ここで、回転子１２が２０００ｒｐｍの回転数で反時計回りに回転するときの、各コイルＣ１〜Ｃ４の磁束特性を図３（ａ）（ｂ）に、電圧Ｖ１〜Ｖ４の特性を図４（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。尚、図３及び図４に示す回転子１２の回転電気角度θは、回転子１２が図１に示す位置（第１コイルＣ１が巻回されたティース２３の正面に回転子１２の外周面の凸部の頂点がくる位置）にあるときを基準（即ち、回転電気角度θが０度）としている。
【００２７】
図３（ａ）及び図４（ａ）はそれぞれ、第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３の磁束変化及び電圧Ｖ１，Ｖ３の変化を示している。同図に示すように、第１コイルＣ１の磁束及び電圧Ｖ１は、回転電気角度θが０度のときに最大ピークとなり、そこから３６０度周期で最大ピークを迎える。第３コイルＣ３の磁束及び電圧Ｖ３は、回転電気角度θが１８０度のときに最大ピークとなり、そこから３６０度周期で最大ピークを迎える。
【００２８】
また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）はそれぞれ、第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４の磁束変化及び電圧Ｖ２，Ｖ４の変化を示している。同図に示すように、第２コイルＣ２の磁束及び電圧Ｖ２は、回転電気角度θが９０度のときに最大ピークとなり、そこから３６０度周期で最大ピークを迎える。第４コイルＣ４の磁束及び電圧Ｖ４は、回転電気角度θが２７０度のときに最大ピークとなり、そこから３６０度周期で最大ピークを迎える。
【００２９】
以上から、回転子１２とティース２３とのギャップが小さいほど、各コイルＣ１〜Ｃ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４は大きくなり、そのギャップが最小（最大）となる回転電気角度θで最大ピーク（最小ピーク）となる。そして、第１コイルＣ１の電圧Ｖ１に対する第２〜第４コイルＣ２〜Ｃ４の電圧Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の電気角上の位相差は（機械角と同一）それぞれ、９０度、１８０度、２７０度となっている。
【００３０】
各コイルＣ１〜Ｃ４のうち、電圧Ｖ１〜Ｖ４の位相差が１８０度のペアである第１コイルＣ１と第３コイルＣ３、及び第２コイルＣ２と第４コイルＣ４に着目し、前者のペアを第１組励磁巻線とし、後者のペアを第２組励磁巻線とする。そして、第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３の電圧Ｖ１，Ｖ３の合成を第１相出力電圧Ｅ１（ｓｉｎ電圧）として得るとともに、第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４の電圧Ｖ２，Ｖ４の合成を第２相出力電圧Ｅ２（ｃｏｓ電圧）として得る。ここで、第３コイルＣ３の電圧Ｖ３は第１コイルＣ１の電圧Ｖ１に対して逆位相であるため、電圧Ｖ３の位相を反転させたうえで電圧Ｖ１と合成したものが第１相出力電圧Ｅ１となっている。即ち、第１相出力電圧Ｅ１は、Ｅ１＝Ｖ１−Ｖ３となっている。同様に、第２相出力電圧Ｅ２は、Ｅ２＝Ｖ２−Ｖ４となっている。
【００３１】
そして、図５には、回転子１２の回転時の第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２の変化特性を示している。同図に示すように、第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２とは、電気角で９０度の位相差を有しており、この各出力電圧Ｅ１，Ｅ２に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）が検出可能となっている。尚、スロット数（ティース２３の個数であり、励磁巻線の個数）は、後述する実施形態を含め、軸倍角数の４倍となる数、あるいは、軸倍角数の４倍を奇数（１，３，５，７，９，…）で除した場合に整数となる数に設定されている。
【００３２】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３を組とした第１組励磁巻線の電圧Ｖ１，Ｖ３に基づく第１相出力電圧Ｅ１と、第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４を組とした第２組励磁巻線の電圧Ｖ２，Ｖ４に基づく第２相出力電圧Ｅ２との位相差が電気角で９０度となるように構成され、その各出力電圧Ｅ１，Ｅ２から回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）が検出される。このため、入力電圧が供給されない出力専用の巻線を設けないで、入力電圧が供給される励磁巻線のみの簡素な構成としつつも回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出することが可能となる。
【００３３】
（２）第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線はそれぞれ、電圧が逆位相となる励磁巻線のペア（第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３と、第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４）を含み、第１相出力電圧Ｅ１及び第２相出力電圧Ｅ２はそれぞれ、そのコイルのペアの電圧を一方の電圧の位相を反転させたうえで合成したもの（Ｅ１＝Ｖ１−Ｖ３、Ｅ２＝Ｖ２−Ｖ４）である。つまり、第１組励磁巻線と第２組励磁巻線とがそれぞれ複数からなり、そのそれぞれの電圧の合成よりなる第１相出力電圧Ｅ１及び第２相出力電圧Ｅ２に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）が検出されるため、角度検出の精度を向上させることができる。
【００３４】
（３）回転子１２の軸倍角が奇数倍角に設定され、第１組励磁巻線のペア及び第２組励磁巻線のペアはそれぞれ、機械角で１８０度間隔で配置された第１及び第３コイルＣ１，Ｃ３と、同じく機械角で１８０度間隔で配置された第２及び第４コイルＣ２，Ｃ４である。このため、第１組励磁巻線のペアの電圧及び第２組励磁巻線のペアの電圧をそれぞれ電気角上逆位相とすることができ、その結果、第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２との電気角上の位相差を９０度とすることができる。
【００３５】
（４）ティース２３の個数及び励磁巻線（コイルＣ１〜Ｃ４）の個数が４個で構成され、回転子１２の軸倍角が７に設定される。このため、ティース２３の個数及び励磁巻線の個数を４個と比較的少なく構成してより簡素化させつつも、回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を好適に検出することができる。
【００３６】
（５）ティース２３の個数及び励磁巻線（コイルＣ１〜Ｃ４）の個数が４個で構成され、各コイルＣ１〜Ｃ４は、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされている。このため、ティース２３の個数及び励磁巻線の個数を４個と比較的少なく構成してより簡素化させつつも、回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を好適に検出することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ティース２３及び励磁巻線（コイルＣ１〜Ｃ４）の個数が４個で、且つ回転子１２の軸倍角が７である所謂４ｓ７Ｘのバリアブルリラクタンス型角度検出器とした。第２実施形態では、図６に示すように、８ｓ７Ｘのバリアブルリラクタンス型角度検出器としている。
【００３８】
同図に示すように、周方向等間隔（電気角で３１５度間隔、機械角で４５度間隔）に設けられた８個のティース２３にはそれぞれ、時計回りに順に第１〜第８コイルＣ１〜Ｃ８が巻回されている。第１〜第８コイルＣ１〜Ｃ８は、１本の導線が各ティース２３に連続して集中巻きされて構成されている。つまり、第１〜第８コイルＣ１〜Ｃ８は、図７に示すように、直列で繋がっている。また、各コイルＣ１〜Ｃ８は、上記第１実施形態と同様に、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされ、周方向に隣り合うもの同士が異極性となる。また、第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ８の巻数は、全て等しく設定されている。
【００３９】
本実施形態では、第１組励磁巻線は、第１、第２、第５及び第６コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６であり、第２組励磁巻線は、第３、第４、第７及び第８コイルＣ３，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８である。そして、第１相出力電圧Ｅ１は、第１コイルＣ１の電圧Ｖ１とその電圧Ｖ１の逆位相である第５コイルＣ５の電圧Ｖ５を反転させたものとの合成（Ｖ１−Ｖ５）と、第２コイルＣ２の電圧Ｖ２とその電圧Ｖ２の逆位相である第６コイルＣ６の電圧Ｖ６を反転させたものとの合成（Ｖ２−Ｖ６）とを足し合わせたものである。即ち、第１相出力電圧Ｅ１は、Ｅ１＝（Ｖ１−Ｖ５）＋（Ｖ２−Ｖ６）となっている。同様に、第２相出力電圧Ｅ２は、Ｅ２＝（Ｖ３−Ｖ７）＋（Ｖ４−Ｖ８）となっている。
【００４０】
図８には、回転子１２が２０００ｒｐｍの回転数で反時計回りに回転するときの第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２の変化特性を示している。同図に示すように、第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２とは、電気角で９０度の位相差を有し、この各出力電圧Ｅ１，Ｅ２に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）が検出可能となっている。
【００４１】
本実施形態は、上記第１実施形態と略同様の効果を有するとともに、以下の効果を有する。
（６）第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線がそれぞれ、２組のコイルのペアからなるため、角度検出の精度をより向上させることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
第３実施形態では、図９に示すように、１２ｓ７Ｘのバリアブルリラクタンス型角度検出器としている。
【００４３】
同図に示すように、周方向等間隔（機械角で３０度間隔）に設けられた１２個のティース２３にはそれぞれ、時計回りに順に第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２が巻回されている。第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２は、１本の導線が各ティース２３に連続して集中巻きされて構成されている。つまり、第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２は、図１０に示すように、直列で繋がっている。また、各コイルＣ１〜Ｃ１２は、上記第１実施形態と同様に、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされ、周方向に隣り合うもの同士が異極性となる。また、第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２の巻数は、全て等しく設定されている。
【００４４】
本実施形態では、第１組励磁巻線は、第１、第２、第６、第７、第８及び第１２コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１２であり、第２組励磁巻線は、第３、第４、第５、第９、第１０及び第１１コイルＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１である。そして、第１相出力電圧Ｅ１は、第１コイルＣ１の電圧Ｖ１とその電圧Ｖ１の逆位相である第７コイルＣ７の電圧Ｖ７を反転させたものとの合成（Ｖ１−Ｖ７）と、第２コイルＣ２の電圧Ｖ２とその電圧Ｖ２の逆位相である第８コイルＣ８の電圧Ｖ８を反転させたものとの合成（Ｖ２−Ｖ８）と、第１２コイルＣ１２の電圧Ｖ１２とその電圧Ｖ１２の逆位相である第６コイルＣ６の電圧Ｖ６を反転させたものとの合成（Ｖ１２−Ｖ６）とを足し合わせたものである。即ち、第１相出力電圧Ｅ１は、Ｅ１＝（Ｖ１−Ｖ７）＋（Ｖ２−Ｖ８）＋（Ｖ１２−Ｖ６）となっている。同様に、第２相出力電圧Ｅ２は、Ｅ２＝（Ｖ４−Ｖ１０）＋（Ｖ５−Ｖ１１）＋（Ｖ３−Ｖ９）となっている。
【００４５】
図１１には、回転子１２が２０００ｒｐｍの回転数で反時計回りに回転するときの第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２の変化特性を示している。同図に示すように、第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２とは、電気角で９０度の位相差を有し、この各出力電圧Ｅ１，Ｅ２に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）が検出可能となっている。
【００４６】
本実施形態は、上記第１実施形態と略同様の効果を有するとともに、以下の効果を有する。
（７）第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線がそれぞれ、３組のコイルのペアからなるため、角度検出の精度を更に向上させることができる。
【００４７】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・スロット数（ティース２３及びコイルの個数）と回転子１２の軸倍角を上記各実施形態以外の構成としてもよい。
【００４８】
例えば、図１２に示すように８ｓ２Ｘとしてもよい。同図の固定子１１の構成は、第２実施形態の固定子１１と同様である。図１２のように回転子１２の軸倍角が偶数倍角に設定された構成では、第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線のそれぞれにおけるコイルのペアは、回転子１２の軸倍角をＡとして、電気角で（３６０／Ａ）（機械角で（３６０／２Ａ））度間隔で配置された２つのコイルからなる。即ち、この図１２に示す構成では、軸倍角が２であるため、電気角で１８０度間隔（機械角で９０度間隔）で配置された２つのコイルからなる。具体的には、第１組励磁巻線は、第１コイルＣ１と第３コイルＣ３のペア、及び第５コイルＣ５と第７コイルＣ７のペアとからなり、第２組励磁巻線は、第２コイルＣ２と第４コイルＣ４のペア、及び第６コイルＣ６と第８コイルＣ８のペアとからなる。そして、第１相出力電圧Ｅ１はＥ１＝（Ｖ１−Ｖ３）＋（Ｖ５−Ｖ７）で、第２相出力電圧Ｅ２はＥ２＝（Ｖ２−Ｖ４）＋（Ｖ６−Ｖ８）であり、各出力電圧Ｅ１，Ｅ２は位相差が９０度（電気角）となっている。
【００４９】
このように、回転子１２の軸倍角が偶数倍角に設定された構成において、第１組励磁巻線及び第２組励磁巻線のそれぞれにおけるコイルのペアが、電気角で（３６０／Ａ）（機械角で（３６０／２Ａ））度間隔で配置された２つのコイルで構成される。それにより、励磁巻線のペアの電圧を逆位相とすることができる。その結果、第１相出力電圧Ｅ１と第２相出力電圧Ｅ２との電気角上の位相差を９０度とすることができ、その各出力電圧Ｅ１，Ｅ２から回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出することが可能となる。
【００５０】
・上記各実施形態では、励磁巻線（第１実施形態では第１〜第４コイルＣ１〜Ｃ４、第２実施形態では第１〜第８コイルＣ１〜Ｃ８、第１実施形態では第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２）を直列で接続しているが、これ以外に例えば、並列で接続してもよい。
【００５１】
・上記各実施形態では、設けられた全てのコイル（第１実施形態ではコイルＣ１〜Ｃ４の４個、第２実施形態ではコイルＣ１〜Ｃ８の８個、第３実施形態ではコイルＣ１〜Ｃ１２の１２個）の電圧から第１相及び第２相出力電圧Ｅ１，Ｅ２を得た。しかしながら、これに特に限定されるものではなく、一部のコイルの電圧から第１相及び第２相出力電圧を得るように構成してもよい。
【００５２】
・上記各実施形態では、第１相及び第２相出力電圧Ｅ１，Ｅ２の電気角上の位相差が９０度となるように構成したが、これ以外に例えば、電気角上の位相差が１２０度となるように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、各コイル（励磁巻線）の電圧から２相の出力電圧Ｅ１，Ｅ２を得る構成としたが、本実施形態はそれとは異なり、各コイルの電圧から３相以上の出力電圧を取得し、その出力電圧に基づいて角度検出を行う構成の一例であり、図１３に示すように、６ｓ５Ｘのバリアブルリラクタンス型角度検出器としている。
【００５４】
同図に示すように、周方向等間隔（機械角で６０度間隔）に設けられた６個のティース２３にはそれぞれ、時計回りに順に第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６が巻回されている。第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６は、１本の導線が各ティース２３に連続して集中巻きされて構成されている。つまり、第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６は、図１４に示すように、直列で繋がっている。また、各コイルＣ１〜Ｃ６は、上記第１実施形態と同様に、その巻回方向が周方向に交互に反対巻きとされ、周方向に隣り合うもの同士が異極性となる。また、第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６の巻数は、全て等しく設定されている。第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６の回路構成は、それぞれの電圧Ｖ１〜Ｖ６を取得可能に構成されており、その各コイルＣ１〜Ｃ６の電圧Ｖ１〜Ｖ６は図示しない制御部に出力されるようになっている。
【００５５】
このようなバリアブルリラクタンス型角度検出器では、回転軸１３及び回転子１２が回転すると、回転に伴うギャップパーミアンスの変化によって各ティース２３（各コイルＣ１〜Ｃ６）に磁束変化が生じ、それに応じて第１〜第６コイルＣ１〜Ｃ６の電圧Ｖ１〜Ｖ６が変化する。
【００５６】
第１コイルＣ１と第４コイルＣ４は、互いに周方向に電気角で（１８０＋３６０）の自然数倍の角度間隔（機械角で１８０度間隔）となる位置に設けられるとともに、巻回方向が逆、即ち異極性で構成されている。また、回転子１２の外周面の凸部に対しては電気角で１８０度の位相差を有する。この結果として、第１コイルＣ１の電圧Ｖ１と第４コイルＣ４の電圧Ｖ４とは同位相であり、これらをこのまま足し合わせることで、位相も当然同一であって合成電圧として大きな出力となる第１相出力電圧Ｅ１を得る。同様に、第２コイルＣ２の電圧Ｖ２と第５コイルＣ５の電圧Ｖ５とは同位相であり、それらを足し合わせた合成電圧を第２相出力電圧Ｅ２として得る。また同様に、第３コイルＣ３の電圧Ｖ３と第６コイルＣ６の電圧Ｖ６とは同位相であり、それらを足し合わせた合成電圧を第３相出力電圧Ｅ３として得る。
【００５７】
各相の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３を図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示す。この同図に示すように、各出力電圧Ｅ１〜Ｅ３は、正弦波状に変調する振幅変調信号であり、互いに１２０度の位相差を有している。
【００５８】
前記制御部は、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３をそれぞれ同期して整流（検波）することで得られる３相の検波信号に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出する。ここで、制御部は、何らかの故障によって出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうちのいずれかに異常が生じたと判定した場合（例えば、出力電圧値が所定の閾値を下回った場合）には、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうち、不良となった出力電圧以外の２つの出力電圧に基づいて回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出する。これにより、安定した角度検出が可能となっている。尚、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３の全てに異常判定がなされていないときには、３相全ての出力電圧Ｅ１〜Ｅ３から回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出してもよいし、また、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうちの２相（任意）の出力電圧から回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出してもよい。
【００５９】
尚、本実施形態では、６ｓ５Ｘのバリアブルリラクタンス型角度検出器としたが、これに限定されるものではなく、スロット数（ティース２３及びコイルＣ１〜Ｃ６の個数）と回転子１２の軸倍角を上記各実施形態以外の構成としてもよい。また、本実施形態では、３相の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３を取得する構成としたが、これに限定されるものではなく、互いに位相が異なる４相以上の出力電圧を得る構成としてもよい。また、本実施形態では、コイルＣ１〜Ｃ６を直列で接続しているが、これ以外に例えば、並列で接続してもよい。
【００６０】
次に、本実施形態の特徴的な効果を説明する。
（８）各コイルＣ１〜Ｃ６の電圧Ｖ１〜Ｖ６から互いに位相が異なる３相の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３を取得し、該出力電圧Ｅ１〜Ｅ３に基づいて回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出する。このため、入力電圧が供給されない出力専用の巻線を設けないで、入力電圧が供給される励磁巻線（コイルＣ１〜Ｃ６）のみの簡素な構成としつつも回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出することが可能となる。
【００６１】
（９）３相の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうちの２相の出力電圧に基づいて回転子の回転角度を検出可能に構成されるため、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうちの何相かが不良となっても、２相の出力電圧が不良なく得られれば回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を検出することが可能であるため、安定した角度検出が可能となる。
【００６２】
（１０）３相の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３の位相差が１２０度となるように構成されるため、出力電圧Ｅ１〜Ｅ３のうちの１相が不良となっても、不良がない残りの２相の出力電圧によって回転子１２の回転電気角度θ（もしくは回転機械角度）を好適に検出することが可能となる。
【００６３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記各励磁巻線の電圧から互いに位相が異なる３相以上の出力電圧を取得し、そのうちの２相の出力電圧に基づいて前記回転子の回転角度を検出可能に構成されたことを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【００６４】
これにより、励磁巻線の電圧から得られる３相以上の出力電圧のうちの何相かが不良となっても、２相の出力電圧が不良なく得られれば回転子の回転角度を検出することが可能であるため、安定した角度検出が可能となる。
【００６５】
（ロ）上記（イ）に記載のバリアブルリラクタンス型角度検出器において、前記各励磁巻線の電圧から互いに位相が異なる３相の出力電圧を取得し、その３相の出力電圧の位相差が１２０度となるように構成されたことを特徴とするバリアブルリラクタンス型角度検出器。
【００６６】
これにより、励磁巻線の電圧から得られる３相の出力電圧のうちの１相が不良となっても、不良がない残りの２相の出力電圧によって回転子の回転角度を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１１…固定子、１２…回転子、２１…コア部材、２３…ティース、Ｃ１〜Ｃ４（Ｃ１〜Ｃ８、Ｃ１〜Ｃ１２、Ｃ１〜Ｃ６）…コイル（励磁巻線）、θ…回転電気角度（回転角度）、Ｐ…電源、Ｖ１〜Ｖ４（Ｖ１〜Ｖ８、Ｖ１〜Ｖ１２、Ｖ１〜Ｖ６）…電圧、Ｅ１…第１相出力電圧、Ｅ２…第２相出力電圧、Ｅ３…第３相出力電圧。
【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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