(57)【要約】【課題】アクチュエータとの互換精度が良く且つメンテナンス性の比較的高い構造を有する回転角度位置検出装置を提供する。【解決手段】回転角度位置検出装置１を、軸心を囲む略円筒形状の回転子となるインナハウジング１０と、インナハウジング１０を被覆するように設けられた前記軸心と同心の略円筒形状の固定子となるアウタハウジング１１とによって形成される筐体内に、積層構造の軸受１２及び１３と、積層構造の単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを、この順番に軸心部に対して径方向外側に向かって並設且つ近設した構成とした。更に、レゾルバ２０、３０と回路基板４０とは、これらが配設された空間の上方にこれらを平面視で全体が同時に臨める開口部ＯＰ4を設けると共に、この開口部ＯＰ4を被覆するように被覆カバー１４を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの駆動に伴って回転する回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するセンサと、少なくとも、前記センサを駆動する駆動回路と、前記センサから出力される信号に基づき前記回転子の回転角度位置を示す角度位置信号を生成する角度位置信号生成回路と、該角度位置信号生成回路で生成された角度位置信号を前記アクチュエータを制御する制御装置に出力する角度位置信号出力回路とが形成された回路基板と、を備えた回転角度位置検出装置であって、
前記センサと前記回路基板とを同じ筐体内に近設し、
前記筐体に前記センサと前記回路基板とを臨む開口部を設け、
前記開口部を開閉する開閉手段を備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。
【請求項２】
前記回路基板を、前記センサの水平方向に並設したことを特徴とする請求項１に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項３】
前記回転子は、軸受を介して回転する構成となっており、
前記センサ及び前記回路基板を、前記軸受の径方向外側に並設したことを特徴とする請求項２に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項４】
前記回路基板を、その回路形成面を垂直方向に向けた状態で並設し、
前記開口部を前記センサと前記回路形成面とを同時に臨む位置に設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項５】
前記回路基板を、前記センサの垂直方向に並設したことを特徴とする請求項１に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項６】
前記回路基板を、その回路形成面を水平方向外側に向けた状態で並設し、
前記開口部を前記センサと前記回路形成面とを同時に臨む位置に設けたことを特徴とする請求項５に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項７】
前記回転子は、軸受を介して回転する構成となっており、
前記センサ及び前記回路基板の取付部を、前記軸受の取付部に対して、前記センサ及び前記回路基板が、前記軸受と異なる方向から取り付けできる位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項８】
前記センサは、レゾルバであり、
前記駆動回路は、前記レゾルバに励磁信号を出力し、
前記角度位置信号生成回路は、前記レゾルバから出力されるアナログのレゾルバ信号に基づき前記角度位置信号を生成するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項９】
前記角度位置信号生成回路は、前記レゾルバから出力されるアナログのレゾルバ信号をデジタルの信号に変換するＲ／Ｄ変換回路と、前記角度位置信号に含まれる誤差を補正するための補正データを記憶するメモリを搭載するメモリ回路と、前記メモリに記憶された補正データに基づき前記角度位置信号を補正する補正回路とを含むことを特徴とする請求項８に記載の回転角度位置検出装置。
【請求項１０】
前記レゾルバは、単極のレゾルバと多極のレゾルバとを含み、
前記Ｒ／Ｄ変換回路は、複数段階の分解能を有し、
前記回路基板に形成される回路として、更に、前記単極のレゾルバと前記多極のレゾルバとのうち前記励磁信号を供給するレゾルバを択一的に切り替える切替回路と、前記レゾルバと前記回路基板に形成された回路との間の断線の有無を検出する断線検出回路と、前記断線検出回路の検出結果に基づく異常検出信号を前記制御装置に出力する異常検出信号出力回路と、前記Ｒ／Ｄ変換回路の分解能を、前記複数段階ある分解能のうちいずれか１つの分解能に切り替える分解能切替回路とを備えることを特徴とする請求項９に記載の回転角度位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどのアクチュエータの回転駆動力によって回転する回転子の回転角度位置を検出する回転角度位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子の回転角度を検出する位置検出センサとしては、例えば、レゾルバが用いられている。レゾルバは、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられ、ロータとステータの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、その変化に応じた電圧のレゾルバ信号を出力する。モータ部にレゾルバを設け、そのレゾルバからの多相出力（例えば、３相）を外部のドライブユニット内に取り込む。ドライブユニットでは、取り込んだ多相出力信号を相変換回路により２相出力（ＳｌＮ、ＣＯＳ）信号に変換し、このアナログの信号をＲ／Ｄコンバータ（ＲＤＣ）でデジタルの信号に変換し、更に、該変換して得られた角度データを補正データにより補正して、最終的なデジタル位置信号を出力していた。
【０００３】
ところで、位置検出の高精度化には補正データが必要であるが、この補正データは回転子を有するアクチュエータ個々によって異なる。また、相変換回路の低抗値にはバラツキがある。このため、故障、メンテナンス等でドライブユニットを交換する場合、モータとの互換精度が悪かった。
また、モータ側とドライブユニット側との信号の授受などのために、多数の導線で両者を接続しなくてはならず、導線長による信号の劣化や、配線の手間によるコストアップなどの問題が生じる恐れがあった。
【０００４】
これらの問題を解決する技術として、例えば、特許文献１のダイレクトドライブモータユニットと、特許文献２の回転角度位置検出装置とがある。
特許文献１に記載のダイレクトドライブモータユニットは、位置検出器としてレゾルバを有するモータ部と、レゾルバ信号に基づいて位置検出処理を行う位置検出回路を有するドライブユニットとからなり、モータ部は、更に、位置検出処理に用いる補正データを有し、ドライブユニットは、更に、補正データを読み込むためのメモリを有する。
【０００５】
特許文献２に記載の回転角度位置検出装置は、大別してモータ本体と、ドライブユニットとから構成されている。モータ部はモータ、レゾルバを備えている。レゾルバ制御回路は、ＲＤコンバータ、第１ＣＰＵ、第１ＣＡＮ回路を備えている。第１ＣＰＵはＥＥＰＲＯＭから読み出した補正データ及び各レゾルバの回転角データを第１ＣＡＮ回路に出力する。第１ＣＡＮ回路は、ドライブユニット側に配設された第２ＣＡＮ回路と２本の信号線にて接続されており、該信号線を介して互いに種々の信号を授受可能である。更に、モータ本体はハウジングに被覆されており、該ハウジングによってモータ部と、レゾルバと、レゾルバ制御回路とが一体形成されている。
【特許文献１】特開２０００−２６２０８１号公報
【特許文献２】特開２００５−９８７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の従来技術においては、モータ部とドライブユニットとの間に通信ケーブルが介在するため信号精度の面で改良の余地があった。
また、上記特許文献２の従来技術においては、共通のハウジングでレゾルバとレゾルバ制御回路とを一体形成しているが、配線数の削減や装置の小型化を目的とした構造となっているため、ハウジングで被覆されたレゾルバやレゾルバ制御回路のメンテナンス性の面でその構造に改良の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、アクチュエータとの互換精度が良く且つメンテナンス性の比較的高い構造を有する回転角度位置検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の回転角度位置検出装置は、アクチュエータの駆動に伴って回転する回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するセンサと、少なくとも、前記センサを駆動する駆動回路と、前記センサから出力される信号に基づき前記回転子の回転角度位置を示す角度位置信号を生成する角度位置信号生成回路と、該角度位置信号生成回路で生成された角度位置信号を前記アクチュエータを制御する制御装置に出力する角度位置信号出力回路とが形成された回路基板と、を備えた回転角度位置検出装置であって、前記センサと前記回路基板とを同じ筐体内に近設し、前記筐体に前記センサと前記回路基板とを臨む開口部を設け、前記開口部を開閉する開閉手段を備える。
【０００９】
このような構成であれば、開閉手段によって開口部を開状態にすることで、センサと回路基板とを臨むことができるので、機械的、電気的な調整を行い易くすることができ、センサと回路基板のメンテナンス性能を向上することができる。
更に、センサと回路基板とを近設させたので、センサと回路基板との配線の長さを比較的短くすることができるので、配線長による信号の精度劣化を低減することができる。
【００１０】
ここで、上記開口部は、センサ及び回路基板の全体（少なくとも平面視したときの全体）が臨める大きさ及び形状であることが望ましい。また、全体が見えなくても開口部を介してユーザがセンサ及び回路基板の取り付け及び取り外しができる大きさ及び形状が望ましい。また、ユーザがセンサ及び回路基板の機械的及び電気的なメンテナンスができる大きさ及び形状であることが望ましい。
【００１１】
また、上記開閉手段は、開口部の大きさ及び形状に応じた大きさ及び形状を有し、例えば、開口部が筐体の上面に設けられている場合はその開口部を被覆する筐体のアッパーカバーなどが開閉手段となり、開口部が筐体の下面に設けられている場合はその開口部を被覆する筐体のアンダーカバーが開閉手段となる。
また、回転子は、アクチュエータの回転に伴って回転するものであれば何でも良く、アクチュエータの出力軸と直接接続されるもの、減速機やプーリなどの伝達機構を介して接続されるものなどが該当する。前者は、例えば、アクチュエータの出力軸とカップリングを介して接続されるもの、また、回転子が中空軸構造であればアクチュエータの出力軸を内嵌して接続されるものなどがある。後者は、例えば、前輪駆動、又は後輪駆動の車などの後輪、又は前輪の駆動輪ではない方の車軸が回転子となるものなどがある。
【００１２】
〔発明２〕  更に、発明２の回転角度位置検出装置は、発明１に記載の回転角度位置検出装置において、前記回路基板を、前記センサの水平方向に並設した。
このような構成であれば、センサと回路基板とが水平方向に並んで配設されることになるので、該回転角度位置検出装置又は該装置を含むアクチュエータの垂直方向の長さを比較的短くすることができる。これにより、該装置又は該装置を含むアクチュエータを薄型化することができる。
【００１３】
〔発明３〕  更に、発明３の回転角度位置検出装置は、発明２に記載の回転角度位置検出装置において、前記回転子は、軸受を介して回転する構成となっており、前記センサ及び前記回路基板を、前記軸受の径方向外側に並設した。
このような構成であれば、軸受と、センサと、回路基板とを水平方向に並べて配設することができるので、軸受を介して回転する回転子に対して、該回転角度位置検出装置又は該装置を含むアクチュエータを薄型化することができる。
【００１４】
〔発明４〕  更に、発明４の回転角度位置検出装置は、発明２又は３に記載の回転角度位置検出装置において、前記回路基板を、その回路形成面を垂直方向に向けた状態で並設し、前記開口部を前記センサと前記回路形成面とを同時に臨む位置に設けた。
このような構成であれば、開閉手段を開状態にすることで、センサと回路基板の回路形成面とを同時に臨むことができる。これにより、回路基板に形成された回路のメンテナンス性能をより向上することができる。
【００１５】
〔発明５〕  更に、発明５の回転角度位置検出装置は、発明１に記載の回転角度位置検出装置において、前記回路基板を、前記センサの垂直方向に並設した。
このような構成であれば、センサと回路基板とが垂直方向に並んで配設されることになるので、該回転角度位置検出装置又は該装置を含むアクチュエータの水平方向の長さを比較的短くすることができる。これにより、該装置又は該装置を含むアクチュエータを細型化することができる。
【００１６】
〔発明６〕  更に、発明６の回転角度位置検出装置は、発明５に記載の回転角度位置検出装置において、前記回路基板を、その回路形成面を水平方向外側に向けた状態で並設し、前記開口部を前記センサと前記回路形成面とを同時に臨む位置に設けた。
このような構成であれば、開閉手段を開状態にすることで、センサと回路基板の回路形成面とを同時に臨むことができる。これにより、回路基板に形成された回路のメンテナンス性能をより向上することができる。
【００１７】
〔発明７〕  更に、発明７の回転角度位置検出装置は、発明１乃至６のいずれか１に記載の回転角度位置検出装置において、前記回転子は、軸受を介して回転する構成となっており、前記センサ及び前記回路基板の取付部を、前記軸受の取付部に対して、前記センサ及び前記回路基板が、前記軸受と異なる方向から取り付けできる位置に設けた。
このような構成であれば、センサ及び回路基板と軸受とを別々の方向から取り付け、取り外しが可能となるので、各部品の交換を容易に行うことができる。
【００１８】
〔発明８〕  更に、発明８の回転角度位置検出装置は、発明１乃至７のいずれか１に記載の回転角度位置検出装置において、前記センサは、レゾルバであり、前記駆動回路は、前記レゾルバに励磁信号を出力し、前記角度位置信号生成回路は、前記レゾルバから出力されるアナログのレゾルバ信号に基づき前記角度位置信号を生成するようになっている。
このような構成であれば、モータ等のアクチュエータの回転子及び固定子に配設され、回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するレゾルバと、少なくとも、レゾルバに励磁信号を供給する駆動回路と、レゾルバから出力されるアナログのレゾルバ信号に基づき回転角度位置を示す角度位置信号を生成する角度位置信号生成回路と、該回路で生成した角度位置信号をアクチュエータの駆動回路に出力する角度位置信号出力回路とが形成された回路基板とに対して本発明を適用することができる。
これによって、上記発明１〜７のいずれか１の回転角度位置検出装置と同等の作用及び効果を得ることができる。
【００１９】
〔発明９〕  更に、発明９の回転角度位置検出装置は、発明８に記載の回転角度位置検出装置において、前記角度位置信号生成回路は、前記レゾルバから出力されるアナログのレゾルバ信号をデジタルの信号に変換するＲ／Ｄ変換回路と、前記角度位置信号に含まれる誤差を補正するための補正データを記憶するメモリを搭載するメモリ回路と、前記メモリに記憶された補正データに基づき前記角度位置信号を補正する補正回路とを含む。
【００２０】
このような構成であれば、補正データによって補正後の最終的な回転角度位置のデジタル信号を生成して制御装置に出力することができる。
また、例えば、メモリをメモリ回路に着脱可能な構成とすることで、回路基板の取り替え等をするときにメモリを乗せかえるだけで補正データを移行できるので、アクチュエータと該回転角度位置検出装置との互換性を向上することができる。また、メモリを不揮発性の書き換え可能なメモリとし、書き換え用のピンを回路基板上に形成することで、アクチュエータの種類を変更したときの補正データの変更を容易に行うことができる。
ここで、上記補正データは、アクチュエータのサイズに係るデータや、アクチュエータを通電する際の位相に係るデータなどを含む。
【００２１】
〔発明１０〕  更に、発明１０の回転角度位置検出装置は、発明９に記載の回転角度位置検出装置において、前記レゾルバは、単極のレゾルバと多極のレゾルバとを含み、前記Ｒ／Ｄ変換回路は、複数段階の分解能を有し、前記回路基板に形成される回路として、更に、前記単極のレゾルバと前記多極のレゾルバとのうち前記励磁信号を供給するレゾルバを択一的に切り替える切替回路と、前記レゾルバと前記回路基板に形成された回路との間の断線の有無を検出する断線検出回路と、前記断線検出回路の検出結果に基づく異常検出信号を前記制御装置に出力する異常検出信号出力回路と、前記Ｒ／Ｄ変換回路の分解能を、前記複数段階ある分解能のうちいずれか１つの分解能に切り替える分解能切替回路とを備える。
【００２２】
このような構成であれば、単極のレゾルバ及び多極のレゾルバと、これらのうち駆動回路からの励磁信号を供給する１のレゾルバを切り替える切替回路、角度位置信号生成回路、レゾルバと回路との間の断線を検出する断線検出回路、該回路の検出結果に基づく異常検出信号を出力する異常検出信号出力回路、複数段階あるＲ／Ｄ変換回路の分解能を切り替える分解能切替回路、及び角度位置信号出力回路が形成された回路基板とに対して本発明を適用することができる。
【００２３】
これによって、外部の機器に依存することなく、回転角度位置検出装置において、高精度な回転角度位置の検出、断線の検出、Ｒ／Ｄ変換回路の分解能の切り替えなどの機能を実行することができる。
これによって、これらの機能のための外部機器との間の配線数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明の回転角度位置検出装置によれば、開口部を開状態にすることで、センサと回路基板とを同時に臨むことができるので、センサと回路基板のメンテナンス性能を向上することができる。更に、センサと回路基板とを近設させたので、センサと回路基板との配線の長さを比較的短くすることができるので、配線長による信号の精度劣化を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図６は、本発明に係る回転角度位置検出装置の第１の実施の形態を示す図である。
本実施の形態では、本発明に係る回転角度位置検出装置をモータの回転角度位置の検出に適用した場合を説明する。
【００２６】
まず、本発明に係るモータ制御システム１００の構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明に係るモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。
モータ制御システム１００は、図１に示すように、回転角度位置検出装置１と、モータ２と、モータ２の動作を制御する外部制御装置３とを含んで構成される。
回転角度位置検出装置１は、単極のＶＲ（可変リラクタンス）型レゾルバであって、回転子の回転角度位置に応じた単極レゾルバ（ＡＢＳ）信号を出力する単極レゾルバ２０と、多極のＶＲ型レゾルバであって、回転子の回転角度位置に応じた多極レゾルバ（ＩＮＣ）信号を出力するレゾルバ３０と、これらレゾルバからの信号に基づき回転子（モータの出力軸）の回転角度位置を示す角度位置信号を生成する回路、該生成した角度位置信号を外部制御装置３に出力する回路などが形成された回路基板４０とを含んで構成される。
【００２７】
モータ２は、図示しないモータロータとモータステータとを備え、モータステータは複数の歯列が形成されて熊手状に内側に突出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有する電磁石を備えて構成され、隣接する磁極相互ではその歯列は所定ピッチずらした位相をもって配設されている。そして、モータステータの内側に、鉄心の歯を有するモータロータが同軸に配設されている。その鉄心の歯は前記モータステータの電磁石の磁極の歯列とは異なるピッチでロータ外側に均一に突出して形成され、両歯列が僅かのギャップを隔てて対向する構造のＶＲ形ステッピングモータを構成している。
【００２８】
モータステータはモータ回転軸に固定されており、モータステータのコイルに外部制御装置３を介して電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
外部制御装置３は、回転角度位置検出装置１から入力された角度位置信号に基づき、モータ２を制御する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をモータ２に出力して、該モータ２の動作を制御する。
【００２９】
次に、図２〜図４に基づき、回転角度位置検出装置１の構造を説明する。
ここで、図２は、回転角度位置検出装置１の縦断面図である。また、図３は、単極レゾルバ２０の平面図である。また、図４は、多極レゾルバ３０の平面図である。
図２に示すように、軸心に貫通孔１０ｈを有する、断面が略ｎ字状となる略円筒形状のインナハウジング１０と、該インナハウジング１０を被覆するように、インナハウジング１０と同心の断面が略山字状となる略円筒形状のアウタハウジング１１とが形成され、これらによって回転角度位置検出装置１の筐体の大部分が構成されている。
【００３０】
インナハウジング１０の断面略ｎ字状の径方向内側（軸心側）の環状部１０ａの外周面には、クロスローラ軸受１２及び１３の内輪１２ａ及び１３ａが内輪間座６０を介して垂直方向に積層されて固定されている。このｎ字状の内側の空間Ｓ3内には、アウタハウジング１１の断面略山字状の左端の突部が形成する環状部分１１ａが配されており、この環状部分１１ａの内周面には、内輪１２ａ及び１３ａと対向してクロスローラ軸受１２及び１３の外輪１２ｂ及び１３ｂが外輪間座６１を介して積層されて固定されている。内輪１２ａ及び外輪１２ｂと、内輪１３ａ及び外輪１３ｂとの間には、それぞれ転動可能にクロスローラ１２ｃと１３ｃとがそれぞれ設けられている。この構造によって、インナハウジング１０は回転子として、固定子となるアウタハウジング１１に対してクロスローラ軸受１２及び１３を介して回転自在に構成されている。
【００３１】
更に、内輪１３ａの下端は、内輪押え１８によって支持され、外輪１３ｂの下端は外輪押え１９によって支持されている。
インナハウジング１０の断面略ｎ字状の径方向外側の環状部１０ｂと、アウタハウジング１１の断面略山字状の中央の突部の形成する環状部１１ｂとの間に形成される空間Ｓ1には、ロータ間座６２及びステータ間座６３を介して上下二段に積層された環状の単極レゾルバ２０と環状の多極レゾルバ３０とが配設されている。
【００３２】
具体的に、インナハウジング１０の環状部１０ｂの外周面側に、ロータ間座６２を介して積層されたレゾルバロータ２０ａ及び３０ａがボルトＢ1によって締結されて固定されている。更に、アウタハウジング１１の環状部１１ｂの内周面側には、レゾルバロータ２０ａ及び３０ａとわずかに隙間を空けて対向する位置に、ステータ間座６３を介して積層されたレゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂがボルトＢ2によって締結されて固定されている。
【００３３】
インナハウジング１０の貫通孔１０ｈにはモータ２の回転軸が挿通され、ボルト又は接着剤等でインナハウジング１０に固定される。従って、モータ２が駆動してモータ回転軸が回転すると、これと共に回転子の役割を担うインナハウジング１０も回転する。インナハウジング１０が回転すると、その段部に固定されたレゾルバロータ２０ａ及び３０ａも回転し、レゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂとの間隙のリラクタンスが変化する。なお、貫通孔１０ｈとモータ回転軸は、モータ回転軸を装着時に両者の軸心がずれないようにサイズや形状等を合わせる必要がある。
【００３４】
ここで、単極レゾルバ２０は、図３に示すように、レゾルバロータ２１とレゾルバステータ２２との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ２１の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ２１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成された３相ＶＲ型レゾルバである。すなわち、レゾルバステータ２２の外径中心、内径中心、及びレゾルバロータ２１の外径中心はモータの回転中心Ｏ1と一致するが、レゾルバロータ２１の内径中心Ｏ2は回転中心Ｏ1に対してΔｘだけ偏心するように、レゾルバロータ２１の径方向の肉厚を連続的に変化させている。
【００３５】
レゾルバステータ２２の外周には１２０[°]間隔でＡ相、Ｂ相及びＣ相を構成する計１８個のステータポール２３が等間隔に外歯状に凸設されている。各々のステータポール２３にはステータコイルＣ1〜Ｃ18を巻回したコイルボビン２４が装着されている。コイルボビン２４の材質として、適度な弾力性のある非磁性体であれば、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂であれば、射出成形が容易である。
【００３６】
ステータコイルＣ1〜Ｃ18の共通端子に励磁信号が印加されると、レゾルバロータ２１が１回転する間にＡ相、Ｂ相及びＣ相の各ステータコイルＣ1〜Ｃ18からは１２０[°]位相がずれた１サイクルの電流信号が各々出力される。単極レゾルバ２０から出力される単極レゾルバ信号（ＡＢＳ信号）により絶対的な回転角度位置を検出することができる。
また、多極レゾルバ３０は、図４に示すように、レゾルバロータ３１の内径中心Ｏはレゾルバステータ３２の内径中心Ｏと一致しており、レゾルバロータ３１とレゾルバステータ３２との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ３１の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ３１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。レゾルバロータ３１の内周面には等間隔に径方向に向けて内歯状に凸設された極歯３５が計２４個形成されている。レゾルバステータ３２の外周面にはＡ相、Ｂ相及びＣ相が１２０[°]の電気角でずれるように計１８個のステータポール３３が等間隔に径方向に向けて外歯状に凸設されている。
【００３７】
各々のステータポール３３には、予めステータコイルＣa〜Ｃcが巻回されたコイルボビン３４が装着されている。ステータコイルＣa〜Ｃcの共通線に励磁信号が供給されると、レゾルバロータ３１が１回転する間に各相毎に２４サイクルの交流信号が出力される。
多極レゾルバ３０から出力される多極レゾルバ信号（ＩＮＣ信号）により相対的な回転角度位置を検出することができる。
【００３８】
図２に戻って、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の径方向外側に形成された、アウタハウジング１１の環状部１０ｂと断面略山字状の最外端の突部が形成する環状部１１ｃとの間の空間Ｓ4内には、回路基板４０が、その回路形成面を垂直方向上側に向けた状態で、ボルトＢ3によってアウタハウジング１１に締結されて固定されている。
以上の構成によって、軸受１２及び１３と、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とは、この順番で軸心から径方向外側に向かう方向に並設される。
【００３９】
レゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂからは、電気ケーブル１５が伸びており、アウタハウジング１１の環状部１１ｂの上端部を跨いで、回路基板４０の信号入力端子（不図示）に電気的に接続されている。なお、環状部１１ｂは、電気ケーブル１５が上端部を跨げるように、環状部１１ｃよりも低く形成されている。
単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の配設された空間Ｓ1と、回路基板４０が配設された空間Ｓ4の上方には、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と回路基板４０とを平面視してその全体を同時に臨むことが可能な略環状の開口部ＯＰ4が形成されている。更に、開口部ＯＰ4を被覆する、着脱可能な略環状の被覆カバー１４が、ボルトＢ4によって、アウタハウジングに１１に締結されて固定されている。
回転角度位置検出装置１の上部には貫通孔１０ｈを覆うようにアッパーカバー１６がインナハウジング１０にボルトＢ6によって締結されて固定されている。
【００４０】
次に、図５に基づき、回路基板４０に形成された回路の構成を説明する。
ここで、図５は、回路基板４０に形成された回路の構成を示すブロック図である。
回路基板４０には、図５に示すように、レゾルバに励磁信号を供給する励磁回路４１と、励磁信号を供給するレゾルバを択一的に切り替える切替スイッチ４１ａと、単極レゾルバ２０の出力する３相のＡＢＳ電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路４２ａと、多極レゾルバ３０の出力する３相のＩＮＣ電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路４２ｂと、電圧信号に変換された３相のＡＢＳ信号を２相のＡＢＳ信号に変換する相変換回路４３ａと、電圧信号に変換された３相のＩＮＣ信号を２相のＩＮＣ信号に変換する相変換回路４３ｂとが形成されている。
【００４１】
励磁回路４１は、発振器を備え、絶対回転角を検出するための正弦波信号からなる交流信号を切替スイッチ４１ａを介して各レゾルバ２０、３０に出力する。
切替スイッチ４１ａは、励磁回路４１から単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０への励磁信号供給経路上に配されており、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切換信号によって、これらのレゾルバ２０、３０への励磁信号の供給経路を択一的に切り換える。
【００４２】
Ｉ／Ｖ変換回路４２ａは、単極レゾルバ２０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各コイルに接続された抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3から構成されており、これらの抵抗によって、各コイルを介して流れ込む電流信号を電圧信号に変換する。
Ｉ／Ｖ変換回路４２ｂは、多極レゾルバ３０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各コイルに接続された抵抗Ｒa、Ｒb、Ｒcから構成されており、これらの抵抗によって、各コイルを介して流れ込む電流信号を電圧信号に変換する。
【００４３】
相変換回路４３ａは、Ｉ／Ｖ変換回路４２ａにおいて信号電圧に変換された３相のＡＢＳ信号を、２相のＡＢＳ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換して、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４に出力する。励磁回路４１の発信角周波数をωとし、高次成分を無視すると、Ｉ／Ｖ変換器４２ａで得られる各相のレゾルバ信号は下式（１）〜（３）に示す通りとなる。
【００４４】
ここでは、説明の便宜上、Ａ相を基準としてＢ相及びＣ相の位相がそれぞれ１２０[°]遅れる場合を例示する。また、相変換回路４３ａで得られる２相信号を下式（４）〜（５）に示す。下式（５）において、ｓｑｒ（ｘ）は引数ｘの平方根を返す関数とする。
φＡ＝Ａ１＋Ａ２ｓｉｎθ）・ｓｉｎωｔ                            …（１）
φＢ＝｛Ｂ１＋Ｂ２ｓｉｎ（θ−２π／３）｝・ｓｉｎωｔ            …（２）
φＣ＝｛Ｃ１＋Ｃ２ｓｉｎ（θ−４π／３）｝・ｓｉｎωｔ            …（３）
ｓｉｎ信号＝φＡ−（φＢ＋φＣ）／２                              …（４）
ｃｏｓ信号＝ｓｑｒ（３／４）・（φＢ−φＣ）                      …（５）
相変換回路４３ｂは、Ｉ／Ｖ変換回路４２ｂにおいて信号電圧に変換された３相のＩＮＣ信号を、２相のＩＮＣ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換して、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４（後述）に出力する。
【００４５】
回路基板４０には、更に、ＲＤＣ４５に出力する信号（ＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号）を切り替えるＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４と、アナログのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号をデジタルの信号に変換するＲＤＣ４５と、回転角度位置の分解能を切り替える分解能切替回路４６と、ＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号に基づき回転子（モータ回転軸）の回転角度位置を検出すると共に、各回路の動作を制御するＡＳＩＣ４７と、補正データに基づきＡＳＩＣ４７で検出された回転角度位置の誤差を補正するＤＳＰ（Digital Signal Processor）４８と、補正データを記憶するメモリ４９と、位置出力信号を外部制御装置３に出力するためのラインドライバ５０と、異常出力信号を外部制御装置３に出力するラインに設けられ、出力端子と外部制御装置の入力端子とを絶縁するフォトカプラ５１と、断線を検出する断線検出回路５２とが形成されている。
【００４６】
ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４は、トランジスタなどのアナログスイッチを含んで構成されており、ＡＳＩＣ４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切換信号に応じて、例えば、該切換信号がローレベルであれば相変換回路４３ａからのＡＢＳ信号をＲＤＣ４５に出力するようにスイッチを切り替える。一方、ＡＳＩＣ４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切換信号がハイレベルであれば相変換回路４３ｂからのＩＮＣ信号をＲＤＣ４５に出力するようにスイッチを切り替える。
【００４７】
ＲＤＣ４５は、１２ビットのＡ／Ｄ変換器を有しており、分解能切替回路４６によって切り替えられた分解能で、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を介して入力される、アナログの２相のＡＢＳ信号又はアナログの２相のＩＮＣ信号を、デジタルの角度信号φに変換する。
分解能には、例えば、１２ビットの分解能と、１０ビットの分解能とがある。ＲＤＣ４５は、１２ビットの分解能に設定されているときは、モータ２の回転速度が最大速度１［rps］を超えない範囲において、レゾルバからのアナログのＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号を１２ビット（０〜４０９５）の精度で分解してデジタルの角度信号φを生成し、１０ビットの分解能に設定されているときは、モータ２の回転速度が最大速度３［rps］を超えない範囲において、レゾルバからのアナログのＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号を１０ビット（０〜１０２３）の精度で分解してデジタルの角度信号φを生成する。
【００４８】
具体的に、分解能が１２ビットに設定されると、２相のＡＢＳ信号は、レゾルバロータ１回転あたり４０９６（＝２12）パルスのデジタル角度信号φに変換される。つまり、ＡＢＳ信号は単極レゾルバ２０が一回転する間に、０から４０９５までカウントアップされたデジタル値となる。一方、２相のＩＮＣ信号は、レゾルバロータ１回転あたり４０９６×２４（極歯３５の総数）＝９８３０４パルスのデジタル角度信号φに変換される。つまり、ＩＮＣ信号は、多極レゾルバ３０が一回転する間に、０から４０９５までのカウントアップが２４回繰り返されたデジタル値となる。
【００４９】
分解能切替回路４６は、ＡＳＩＣ４７からの分解能切替信号に基づき、ＲＤＣ４５のＡ／Ｄ変換器の分解能を１２ビットと１０ビットの２段階の分解能のうちの一方に切り替える。
ＡＳＩＣ４７は、カスタムのＩＣチップであって、回路基板４０に形成された各回路の動作を制御する各種制御信号を生成して、これらを各回路に出力すると共に、ＲＤＣ４５からのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号のデジタルの角度信号φに基づき、回転子（モータ回転軸）の回転角度位置を検出し、該検出した回転角度位置をＤＳＰ４８に出力する。
【００５０】
具体的に、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を生成し、これをＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａ又はＩＮＣ／ＡＢＳ切換回路４４に出力して各スイッチを切り替えさせる。スイッチの切替のタイミングとしては、先に単極レゾルバ２０に励磁信号を供給するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａのスイッチを切り替えると共に、相変換回路４３ａからのＡＢＳレゾルバ信号をＲＤＣ４５に出力するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切換回路４４のスイッチを切り替える。そして、ＡＳＩＣ４７がＲＤＣ４５を介してＡＢＳ信号のデジタル角度信号φの値（ 後述するａｂｓ）を取得した後には、励磁信号を多極レゾルバ３０に供給するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａのスイッチを切り替えると共に、相変換回路４３ｂからのＩＮＣ信号をＲＤＣ４５に出力するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切換回路４４のスイッチを切り替える。
【００５１】
更に、ＡＳＩＣ４７は、外部制御装置３からの指令信号に基づき、指令された分解能に切り替えさせる分解能切換信号を生成し、これを分解能切替回路４６に出力する。本実施の形態においては、分解能はモータの回転速度に依存して切り替えられる。具体的に、回転速度が基準の回転速度を上まわったときに分解能が１０ビットに設定され、基準の回転速度以下のときは分解能が１２ビットに設定されるように切り替える。
【００５２】
更に、ＡＳＩＣ４７は、ＲＤＣ４５からのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号のデジタル角度信号φに基づき、モータ回転軸の回転角度位置を検出する。
ここで、ＡＢＳ信号の基本成分波の始点に相当する回転角０度を基準とし、ＩＮＣ信号の２４周期の基本波成分のうち一つの基本波成分とのずれの値をｏｆｆｓｅｔ値とする。  そして、２相のＡＢＳ信号がＲＤＣ４５でデジタル信号に変換されたデジタル角度信号φの値をａｂｓとし、２相のＩＮＣ信号がＲＤＣ４５でデジタル信号に変換されたデジタル角度信号φの値をｉｎｃとすれば、回転角度位置は、ａｂｓ×２４＋（２０４８−ｉｎｃ）＋ｏｆｆｓｅｔ値の演算により求めることができる。
【００５３】
更に、ＡＳＩＣ４７は、断線検出回路５２からの断線検出信号に基づき、断線が確認された場合に異常出力信号を生成し、これをＤＳＰ４８及びフォトカプラ５１を介して外部制御装置３に出力する。
次に、ＤＳＰ４８は、メモリ４９に記憶された補正データに基づき、ＡＳＩＣ４７から入力されるＡ相、Ｂ相、Ｚ相の回転角度位置を示す角度位置信号に含まれる誤差を補正する。更に、補正後の回転角度位置から位置出力信号を生成し、該生成した位置出力信号をラインドライバ５０を介して外部制御装置３に出力する。
【００５４】
なお、角度位置信号に含まれる誤差は、モータ２に固有の誤差であり、その補正データを予め用意して、メモリ４９に記憶しておく。
メモリ４９は、補正データを記憶するフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等から構成されたメモリ部と、メモリ部からＤＳＰ４８にデータを伝送するインターフェース回路とを含んで構成されている。本実施の形態においては、メンテナンスのし易さを考慮して、メモリ部が着脱可能な構成となっており且つデータの書き換えを行うピンが回路基板４０上に設けられている。更に、このメモリ４９及び書き換え用のピンは、回路基板４０の径方向外側に向けられた面に形成されている。
【００５５】
断線検出回路５２は、単極レゾルバ２０と相変換回路４３ａとの間の各相のラインの断線、及び多極レゾルバ３０と相変換回路４３ｂとの間の各相のラインの断線の有無を検出し、該検出結果を示す断線検出信号をＡＳＩＣ４７に出力する。
回路基板４０には、更に、ＲＳ２３２Ｃドライバを有するＵＡＲＴ (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 回路５３と、ＲＳ４２２ドライバを有するＢＩＳＳ（Bidirectional Serial Sensor Interface）回路５４とが形成されている。
【００５６】
ＵＡＲＴ５３は、シリアル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号をシリアル信号に変換する機能を有しており、対応するインターフェースを備えた外部機器との比較的高速なデータ通信を可能とする。外部制御装置３からの指令信号などは、ＵＡＲＴ５３を利用してＤＳＰ４８を介してＡＳＩＣ４７に送られる。
ＢＩＳＳ５４は、対応するインターフェースを有した外部機器に対して、回転角度位置データ（単方向）及びレジスタデータ（双方向）をＲＳ４２２ベースのシリアル通信で送ることができる回路であり、最大１０Ｍ[bps]の高速通信を可能とする。
【００５７】
更に、回路基板４０には、図示しないが、各回路の電圧値や信号パターンのチェックし易いように、チェック用のパターンやチェック用の端子を、回路基板４０の垂直方向上側に向けた面に形成した。
【００５８】
次に、図６に基づき、上記のように構成された回転角度位置検出装置１の作用について説明する。
ここで、図６は、回転角度位置検出装置１の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
回転角度位置検出装置１の筐体内に単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、上記構成の回路基板４０とを収容することで、回転角度位置検出装置１において回転角度位置の検出、検出した回転角度位置に含まれるモータ２固有の誤差の補正、モータ２を駆動制御する外部制御装置３への最終的な位置データ信号の出力を完結することができる。
【００５９】
更に、筐体内において、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを水平方向に並べて近設したことで、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０との距離を短くすることができると共に、回転角度位置検出装置１を比較的薄型に構成することができる。
更に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを配設する空間を形成するアウタハウジング１１に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と回路基板４０とを少なくとも平面視で同時に全体を臨める開口部ＯＰ4を設け、更に、開口部ＯＰ4を被覆する被覆カバー１４を設けた。
【００６０】
従って、通常の使用時は被覆カバー１４を取り付けた状態にして外部からの衝撃等から内部の部品を保護し、メンテナンス時に、図６に示すように、ボルトＢ4を外して被覆カバー１４を取り外すことで、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と回路基板４０とを一方向から同時に、平面視した全体を見ることができる。また、レゾルバの動作を見ながら、回路の電気的なチェックを行うことができる。
【００６１】
更に、回路基板４０の回路形成面を垂直方向上側に向けて配設し、該回路形成面にチェック用のパターンやチェック用の端子を形成し、更に、補正データを記憶するメモリ４９を形成した。
従って、回路基板４０を、筐体内に固定した状態のまま、開口部ＯＰ4を介して回路の電気的なチェックやメモリ部の交換などを行うことができる。
【００６２】
更に、クロスローラ軸受１２及び１３の配設された空間Ｓ3を、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とが配設された空間Ｓ4の反対側に設けた。従って、クロスローラ軸受１２及び１３を、レゾルバや回路基板とは異なる方向から取り付け、取り外しを行うことができる。
以上、本実施の形態の回転角度位置検出装置１は、該回転角度位置検出装置１の筐体内に単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、上記構成の回路基板４０とを収容したことで、該回転角度位置検出装置１と外部制御装置３との間で伝達される信号量の増加を抑制することができ、両者間の電気ケーブルの数を減らすことができる。更に、回転角度位置検出装置１とモータ２（アクチュエータ）との互換性を高めることができる。
【００６３】
更に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを水平方向に並べて近設したことで、両者を電気的に接続するケーブルの長さを短くでき、ケーブル長によるレゾルバ信号の劣化を低減することができる。更に、装置の薄型化が容易となる。
更に、筐体に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と回路基板４０との間に少なくとも平面視で全体を同時に臨める開口部ＯＰ4を設けたので、被覆カバー１４を取り外したときに、これらの全体を見ながらメンテナンス作業を行うことができるので、レゾルバ及び回路基板のメンテナンス性能を向上することができる。
【００６４】
更に、回路基板４０の回路形成面を垂直方向上側に向けて配設し、該回路形成面にチェック用のパターンやチェック用の端子を形成し、更に、補正データを記憶するメモリ４９を形成したので、回路基板４０のメンテナンス性能をより向上することができる。
更に、クロスローラ軸受１２及び１３の配設された空間Ｓ3を、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とが配設された空間Ｓ4の反対側に設けたので、クロスローラ軸受１２及び１３のメンテナンス性能を向上することができる。
【００６５】
上記第２の実施の形態において、回転角度位置検出装置１は、形態１、２、３、４、７、８、９及び１０のいずれか１に記載の回転角度位置検出装置に対応し、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０は、形態１、２、３、４、７、９及び１０のいずれか１に記載のセンサに対応し、被覆カバー１４は、形態１に記載の開閉手段に対応し、開口部ＯＰ4は、形態１又は４に記載の開口部に対応し、回路基板４０に形成された、励磁回路４１は、形態１又は１０に記載の駆動回路に対応し、Ｉ／Ｖ変換回路４２ａ及び４２ｂ（これらは、レゾルバに含まれていてもよい）、相変換回路４３ａ及び４３ｂ、ＩＮＣ／ＡＢＳ変換回路４４、ＲＤＣ４５、ＡＳＩＣ４７、ＤＳＰ４８、メモリ４９は、形態１、８及び１０のいずれか１に記載の角度位置信号生成回路に対応し、分解能切替回路４６は、形態１０に記載の分解能切替回路に対応し、ＤＳＰ４８は、形態８に記載の補正回路に対応し、メモリ４９は、形態８に記載のメモリ及びメモリ回路に対応し、ＤＳＰ４８、ラインドライバ５０、ＢＩＳＳ５４は、形態１に記載の角度位置信号出力回路に対応し、断線検出回路５２は、形態１０に記載の断線検出回路に対応し、ＤＳＰ４８及びフォトカプラ５１は、形態１０に記載の異常検出信号出力回路に対応する。
【００６６】
〔第１の実施の形態の変形例〕
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例を図面に基づき説明する。図７及び図８は、本発明に係る回転角度位置検出装置の第１の実施の形態の変形例を示す図である。
ここで、図７は、本実施の形態の回転角度位置検出装置１’の縦断面図である。また、図８は、回転角度位置検出装置１’の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
本変形例の回転角度位置検出装置１’は、上記第２の実施の形態の図２に示す回転角度位置検出装置１の構造を上下逆にしたものである。
【００６７】
従って、図７に示すように、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の配設された空間Ｓ4には、その下方向に開口部ＯＰ4が設けられ、該ＯＰ4を被覆するように被覆カバー１４が設けられる。更に、回路基板４０の回路形成面は、垂直方向下側に向けられており、図８に示すように、被覆カバー１４を取り外すことで、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０を平面視した全体と回路形成面とを同時に見ることができる。
【００６８】
更に、回転角度位置検出装置１’の上部には貫通孔１０ｈを覆うようにアッパーカバー１６がインナハウジング１０にボルトＢ7によって締結されて固定されている。
また、上下逆さまの構成により、内輪押え１８は内輪１２ａを該内輪１２ａの上端側から支持し、外輪押え１９は外輪１２ｃを該外輪１２ｃの上端側から支持する。
ここで、本変形例の作用及び効果は、第１の実施の形態の回転角度位置検出装置１と同様となるので記載を省略する。
【００６９】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき説明する。図９及び図１０は、本発明に係る回転角度位置検出装置の第２の実施の形態を示す図である。
ここで、図９は、本実施の形態の回転角度位置検出装置４の縦断面図である。
本実施の形態は、モータ制御システム１００における回転角度位置検出装置の構造が、上記第１の実施の形態の回転角度位置検出装置１と異なるのみで、使われている部品の一部や、回路基板４０の回路構成、システムを構成するモータ、外部制御装置については、上記第１の実施の形態と同様となる。
【００７０】
以下、同じ構成部には、同じ符号を付して適宜説明を省略し、新規の構造及び構成部について詳細に説明する。
図９に示すように、軸心に貫通孔１０ｈを有する略円筒形状のインナハウジング１０と、該インナハウジング１０を被覆するように、インナハウジング１０と同心の略円筒形状のアウタハウジング１１が形成され、これらによって回転角度位置検出装置４の筐体の大部分が構成されている。
【００７１】
インナハウジング１０の外周面には、クロスローラ軸受１２及び１３の内輪１２ａ及び１３ａが内輪間座６０を介して垂直方向に積層して固定され、これらと対向してインナハウジング１０の内周面には、クロスローラ軸受１２及び１３の外輪１２ｂ及び１３ｂが外輪間座６１を介して垂直方向に積層して固定されている。内輪１２ａと外輪１２ｂとの間には転動可能に複数のクロスローラ（ころ）１２ｃが設けられ、内輪１３ａと外輪１３ｂとの間には転動可能に複数のクロスローラ１３ｃが設けられている。更に、内輪１３ａの下端は内輪押え１８によって支持され、外輪１３ｂの下端は外輪押え１９によって支持されている。この構造によって、インナハウジング１０は、回転子として、固定子となるアウタハウジング１１に対してクロスローラ軸受１２及び１３を介して回転自在に構成されている。
【００７２】
インナハウジング１０の上部に形成された径方向外側に伸びる段部１０ａと、アウタハウジング１１の上部に形成された段部１１ａとの間の空間Ｓ1には、ロータ間座６２及びステータ間座６３を介して上下二段に積層された環状の単極レゾルバ２０と環状の多極レゾルバ３０とが配設されている。
具体的に、インナハウジング１０の段部１０ａの外周面側に、ロータ間座６２を介して積層された単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０のレゾルバロータ２０ａ及び３０ａがボルトＢ1によってインナハウジング１０に締結されて固定されている。更に、アウタハウジング１１の段部１１ａの内周面側には、レゾルバロータ２０ａ及び３０ａとわずかに隙間を空けて対向する位置に、ステータ間座６３を介して積層されたレゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂがボルトＢ2によってアウタハウジング１１に締結されて固定されている。
【００７３】
上記第１の実施の形態の回転角度位置検出装置１と同様に、インナハウジング１０の貫通孔１０ｈにはモータ２の回転軸が挿通され、ボルト又は接着剤等でインナハウジング１０に固定される。
単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の略直下のアウタハウジング１１の外周面には、径方向内側に窪んだ凹部が形成されており、この凹部の内側の空間Ｓ2内には、回路基板４０が、その回路形成面を径方向外側に向けた状態で、ボルトＢ3によってアウタハウジング１１に締結されて固定されている。
【００７４】
レゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂからは、レゾルバ信号（ＡＢＣ信号、ＩＮＣ信号）を回路基板４０に伝送するための絶縁体で覆われた電気ケーブル１５が伸びており、アウタハウジング１１の段部１１ａを貫通して形成された空間Ｓ1から空間Ｓ2へとつながるケーブル孔を通って、回路基板４０の信号入力端子（不図示）に電気的に接続されている。
単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の配設された空間Ｓ1の上方には、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０を平面視してその全体を臨むことが可能な略環状の開口部ＯＰ1が形成されている。更に、回路基板４０の配設された空間Ｓ2の径方向外側には、回路基板４０を平面視してその全体を臨める略矩形状の開口部ＯＰ2が設けられている。更に、開口部ＯＰ1、ＯＰ2を被覆する、着脱可能な断面Ｌ字型の被覆カバー１４が、ボルトＢ4及びＢ5によって、アウタハウジングに１１に締結されて固定されている。
【００７５】
更に、回転角度位置検出装置４の上部には貫通孔１０ｈを覆うようにアッパーカバー１６がインナハウジング１０にボルトＢ6によって締結されて固定されている。
クロスローラ軸受１２及び１３の配設された空間Ｓ3の下方には、クロスローラ軸受１３を平面視した全体を臨むことが可能な略環状の開口部ＯＰ3が形成されており、この開口部ＯＰ3を被覆するアンダーカバー１７がボルトＢ8によって着脱可能にアウタハウジング１１に締結されて固定されている。
【００７６】
モータ制御システム１００を構成する他の構成部については、上記第１の実施の形態と同様となるので説明を省略する。
次に、図１０に基づき、上記のように構成された回転角度位置検出装置４の作用について説明する。
ここで、図１０は、回転角度位置検出装置４の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
【００７７】
回転角度位置検出装置４の筐体内に単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、上記構成の回路基板４０とを収容することで、回転角度位置検出装置４において回転角度位置の検出、検出した回転角度位置に含まれるモータ２固有の誤差の補正、モータ２を駆動制御する外部制御装置３への最終的な位置データ信号の出力を完結することができる。
更に、筐体内において、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを垂直方向に並べて近設したことで、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０との距離を短くすることができる。
【００７８】
更に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを配設する空間を形成するアウタハウジング１１に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の少なくとも平面視で全体を臨める開口部ＯＰ1と、回路基板４０の少なくとも平面視で全体を臨める開口部ＯＰ2とを設け、更に、これら開口部を被覆する被覆カバー１４を設けた。
従って、通常の使用時は被覆カバー１４を取り付けた状態にして外部からの衝撃等から内部の部品を保護し、メンテナンス時に、図１０に示すように、ボルトＢ4及びＢ5を外して被覆カバー１４を取り外すことで、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０を平面視した全体を見ながら、機械的なチェックや部品の交換作業などのメンテナンス作業を行うことができる。更に、回路基板４０についても平面視した全体を見ながら、回路の電気的なチェックや部品交換などを行うことができる。
【００７９】
更に、回路基板４０の回路形成面を径方向外側に向けて配設し、該回路形成面にチェック用のパターンやチェック用の端子を形成し、更に、補正データを記憶するメモリ４９を形成した。
従って、回路基板４０を、筐体内に固定した状態のまま、開口部ＯＰ2を介して回路の電気的なチェックやメモリ部の交換などを行うことができる。
【００８０】
更に、クロスローラ軸受１２及び１３の配設された空間Ｓ3の下方に、クロスローラ軸受１３を平面視でその全体が臨める開口部ＯＰ3を設け、この開口部ＯＰ3をアンダーカバー１７によって被覆した。
従って、通常の使用時はアンダーカバー１７を取り付けた状態にし、メンテナンス時に、図１０に示すように、ボルトＢ8を外してアンダーカバー１７を取り外すことで、クロスローラ軸受１３を平面視した全体を見ながらメンテナンス作業を行うことができる。また、クロスローラ軸受１３を取り外すことで、クロスローラ軸受１２を平面視した全体を見ることもできるので、クロスローラ軸受１２についてもメンテナンスが容易となる。
【００８１】
以上、本実施の形態の回転角度位置検出装置４は、該回転角度位置検出装置４の筐体内に単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、上記構成の回路基板４０とを収容したことで、該回転角度位置検出装置４と外部制御装置３との間で伝達される信号量の増加を抑制することができ、両者間の電気ケーブルの数を減らすことができる。更に、回転角度位置検出装置４とモータ２（アクチュエータ）との互換性を高めることができる。
【００８２】
更に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、回路基板４０とを垂直方向に並べて近設したことで、両者を電気的に接続するケーブルの長さを短くでき、ケーブル長によるレゾルバ信号の劣化を低減することができる。
更に、筐体に、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の少なくとも平面視で全体を臨める開口部ＯＰ1と、回路基板４０の少なくとも平面視で全体を臨める開口部ＯＰ2とを設けたので、被覆カバー１４を取り外したときに、これらの全体を見ながらメンテナンス作業を行うことができるので、レゾルバ及び回路基板のメンテナンス性能を向上することができる。
【００８３】
更に、回路基板４０の回路形成面を径方向外側に向けて配設し、該回路形成面にチェック用のパターンやチェック用の端子を形成し、更に、補正データを記憶するメモリ４９を形成したので、回路基板４０のメンテナンス性能をより向上することができる。
更に、クロスローラ軸受１２及び１３の配設された空間Ｓ3の下方に、クロスローラ軸受１３を平面視でその全体が臨める開口部ＯＰ3を設けたので、アンダーカバー１７を取り外すことで、これらの全体を見ながらメンテナンス作業を行うことができるので、メンテナンス性能を向上することができる。
【００８４】
上記第２の実施の形態において、回転角度位置検出装置４は、形態１、５、６、８、９及び１０のいずれか１に記載の回転角度位置検出装置に対応し、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０は、形態１、５、６、９及び１０のいずれか１に記載のセンサに対応し、開口部ＯＰ1及びＯＰ2は、形態１又は６に記載の開口部に対応し、被覆カバー１４は、形態１に記載の開閉手段に対応し、回路基板４０に形成された、励磁回路４１は、形態１又は１０に記載の駆動回路に対応し、Ｉ／Ｖ変換回路４２ａ及び４２ｂ（これらは、レゾルバに含まれていてもよい）、相変換回路４３ａ及び４３ｂ、ＩＮＣ／ＡＢＳ変換回路４４、ＲＤＣ４５、ＡＳＩＣ４７、ＤＳＰ４８、メモリ４９は、形態１、８及び１０のいずれか１に記載の角度位置信号生成回路に対応し、分解能切替回路４６は、形態１０に記載の分解能切替回路に対応し、ＤＳＰ４８は、形態８に記載の補正回路に対応し、メモリ４９は、形態８に記載のメモリ及びメモリ回路に対応し、ＤＳＰ４８、ラインドライバ５０、ＢＩＳＳ５４は、形態１に記載の角度位置信号出力回路に対応し、断線検出回路５２は、形態１０に記載の断線検出回路に対応し、ＤＳＰ４８及びフォトカプラ５１は、形態１０に記載の異常検出信号出力回路に対応する。
【００８５】
なお、上記第１及び第２の実施の形態においては、被覆カバー１４を取り外したときに、レゾルバと回路基板との双方を臨めるように構成したが、これに限らず、いずれか一方を臨める構成としてもよい。
例えば、図１１に示す回転角度位置検出装置は、軸心に貫通孔１０ｈを有する略円筒形状のインナハウジング１０と、該インナハウジング１０を被覆するように、インナハウジング１０と同心の略円筒形状のアウタハウジング１１が形成され、これらによって、回転角度位置検出装置の筐体の大部分が構成されている。
【００８６】
インナハウジング１０とアウタハウジング１１との間に形成される空間Ｓ1内には、単極レゾルバ２０と多極レゾルバ３０とがロータ間座６２及びステータ間座６３を介して上下二段に積層して配設されている。レゾルバロータ１２ａ及び１３ａは、回転子となるインナハウジング１０にボルトＢ1で締結されて固定され、レゾルバステータ１２ｂ及び１３ｂは、固定子となるアウタハウジング１１のレゾルバロータ１２ａ及び１３ａとわずかに隙間を空けて対向する位置にボルトＢ2で締結されて固定される。
【００８７】
更に、インナハウジング１０とアウタハウジング１１との間に形成される空間Ｓ3内には、クロスローラ軸受１２及び１３が、内輪間座６０を介して上下二段に積層して配設されている。内輪１２ａ及び１３ａは、インナハウジング１０に固定され、外輪１２ｂ及び１３ｂは、内輪１２ａ及び１３ａとの間にクロスローラ１２ｃ及び１３ｃを介在させて、アウタハウジング１１に固定されている。クロスローラ軸受１２の外輪１２ｂは、外輪押え１９によって外輪間座６１及びウェブワッシャ６５を介して上方から支持されている。更に、クロスローラ軸受１３の内輪１３ａが、内輪押え１８によって下方から支持されている。
【００８８】
更に、インナハウジング１０とアウタハウジング１１との内側に形成される空間Ｓ2内には、回路基板４０がその回路形成面を垂直方向下側に向けた状態で、アウタハウジング１１にボルトＢ3で締結されて固定されている。空間Ｓ2の下方には、回路基板４０の回路形成面を平面視してその全体を臨むことが可能な開口部ＯＰ2が設けられている。更に、開口部ＯＰ2を覆うアンダーカバー１７が着脱自在に設けられている。
【００８９】
更に、レゾルバステータ２０ｂから伸びる電気ケーブル１５は、アウタハウジング１１に形成された貫通孔を通って回路基板４０の信号入力端子（不図示）に接続される。また、電気ケーブル１５は、ケーブル押え７０によって上方から押さえ付けられている。
上記構成によって、図１１に示す回転角度位置検出装置は、アンダーカバー１７を取り外すことで、開口部ＯＰ2から回路基板４０の回路形成面の全体を見ることができる。これにより、回路基板４０のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００９０】
また、上記第１及び第２の実施の形態においては、回転角度位置検出装置とモータとを別体として構成したが、これに限らず、例えば、図１２に示すように、モータロータをインナハウジング１０の外周面に固定し、モータステータをモータロータと対向させてアウタハウジング１１の内周面に固定して、回転角度位置検出装置とモータとが一体となった構成としてもよい。
【００９１】
また、上記第１及び第２の実施の形態において、レゾルバはロータの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成したが、これに限らず、３相の信号を得られる構造であれば、ロータの１回転のリラクタンス変化の基本波成分は何周期でもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態においては、位置を検出するセンサとして３相のレゾルバを適用したが、３相に限らず、６相などの相数の異なるレゾルバを適用してもよいし、レゾルバに限らず、例えば、アナログホールＩＣを３つ備えた３相出力のセンサ、２相出力のロータリエンコーダ等でもよい。
【００９２】
また、上記第１及び第２の実施の形態においては、位置を検出するセンサとして単極レゾルバと多極レゾルバとの２つのレゾルバを含む構成としたが、これに限らず、単極レゾルバ単体や、単極レゾルバと極数の異なる複数の多極レゾルバとの組み合わせなど他の構成としてもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態においては、モータ２としてＶＲ形ステッピングモータを例に挙げて説明したが、これに限らず、ＰＭ形，ＨＢ形等のステッピングモータやブラシレスＤＣモータ，ＡＣサーボモータ等のその他のモータに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。
【図２】回転角度位置検出装置１の縦断面図である。
【図３】単極レゾルバ２０の平面図である。
【図４】多極レゾルバ３０の平面図である。
【図５】回路基板４０に形成された回路の構成を示すブロック図である。
【図６】回転角度位置検出装置１の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
【図７】回転角度位置検出装置１’の縦断面図である。
【図８】回転角度位置検出装置１’の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
【図９】本実施の形態の回転角度位置検出装置４の縦断面図である。
【図１０】回転角度位置検出装置４の被覆カバー１４を取り外した状態の縦断面図である。
【図１１】回路基板４０を臨む開口部のみを設けた構成の回転角度位置検出装置の一例の縦断面図である。
【図１２】モータロータ及びモータステータを一体化した回転角度位置検出装置の一例の縦断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１００                  モータ制御システム
１，１’，４            回転角度位置検出装置
２                      モータ
３                      外部制御装置
１０                    インナハウジング
１１                    アウタハウジング
Ｓ1〜Ｓ4          空間
ＯＰ1〜ＯＰ4      開口部
１２，１３              クロスローラ軸受
１４                    被覆カバー
１５                    電気ケーブル
１７                    アンダーカバー
２０                    単極レゾルバ
３０                    多極レゾルバ
４０                    回路基板
４１                    励磁回路
４１ａ                  ＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ
４５                    ＲＤＣ
４６                    分解能切替回路
４７                    ＡＳＩＣ
４８                    ＤＳＰ
４９                    メモリ
５０                    ラインドライバ
５１                    フォトカプラ
５２                    断線検出回路
【図１】
2009204315.tif 000003
【図２】
2009204315.tif 000004
【図３】
2009204315.tif 000005
【図４】
2009204315.tif 000006
【図５】
2009204315.tif 000007
【図６】
2009204315.tif 000008
【図７】
2009204315.tif 000009
【図８】
2009204315.tif 000010
【図９】
2009204315.tif 000011
【図１０】
2009204315.tif 000012
【図１１】
2009204315.tif 000013
【図１２】
2009204315.tif 000014