(57)【要約】  冗長レゾルバ装置において、異なる系統の巻線群は、固定子鉄心の周方向の異なる位置に配置されている。各系統の巻線群は、複数の励磁巻線からなり、対応する励磁回路に接続されている励磁巻線群と、第１出力巻線群と、第２出力巻線群とを有している。各ティースには、対応する励磁巻線が巻かれている。互いに異なる系統に属し、かつ固定子鉄心の周方向に互いに隣り合って配置されている２つの励磁巻線の一方を第１端部励磁巻線、他方を第２端部励磁巻線とすると、第１及び第２端部励磁巻線には、励磁信号を印加することにより、固定子鉄心の径方向の同じ向きの磁束が発生する。
2020240616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対して回転可能な回転子とを有しているレゾルバ本体、及び
複数の励磁回路を有している制御部
を備え、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に設けられている複数系統の巻線群とを有しており、
前記固定子鉄心は、コアバック部と、前記コアバック部から突出した複数のティースとを有しており、
異なる系統の前記巻線群は、前記固定子鉄心の周方向の異なる位置に配置されており、
各系統の前記巻線群は、
複数の励磁巻線からなり、対応する前記励磁回路に接続されている励磁巻線群と、
複数の第１出力巻線からなる第１出力巻線群と、
複数の第２出力巻線からなる第２出力巻線群と
を有しており、
各前記ティースには、対応する前記励磁巻線が巻かれており、
互いに異なる系統に属し、かつ前記固定子鉄心の周方向に互いに隣り合って配置されている２つの前記励磁巻線の一方を第１端部励磁巻線、他方を第２端部励磁巻線とすると、前記第１及び第２端部励磁巻線には、励磁信号を印加することにより、前記固定子鉄心の径方向の同じ向きの磁束が発生する冗長レゾルバ装置。
【請求項２】
前記第１端部励磁巻線と前記第２端部励磁巻線とは、互いに同方向に巻かれており、
対応する前記励磁回路に対する前記第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する前記励磁回路に対する前記第２端部励磁巻線の接続方向と同じである請求項１記載の冗長レゾルバ装置。
【請求項３】
前記第１端部励磁巻線と前記第２端部励磁巻線とは、互いに逆方向に巻かれており、
対応する前記励磁回路に対する前記第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する前記励磁回路に対する前記第２端部励磁巻線の接続方向と逆である請求項１記載の冗長レゾルバ装置。
【請求項４】
前記固定子鉄心は、複数の円弧状の分割鉄心を組み合わせて構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冗長レゾルバ装置。
【請求項５】
前記固定子鉄心は、前記ティースと同数のコアブロックにより構成されており、かつ、前記コアブロックが円環状に並んだ状態と、直線状に展開された状態との間で変形可能になっている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冗長レゾルバ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の冗長レゾルバ装置
を備えている電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子鉄心に複数系統の巻線群が設けられている冗長レゾルバ装置、及びその冗長レゾルバ装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレゾルバでは、磁気干渉による角度検出精度の悪化を抑制するために、２つのセンサ部が軸線方向に２段積みされている。また、一方のセンサ部には、第１出力巻線のみが巻かれ、他方のセンサ部には、第２出力巻線のみが巻かれている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２２４３５号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のレゾルバでは、２つのセンサ部が軸線方向に２段積みされているため、１系統のレゾルバに比べて、軸線方向寸法が２倍に増大する。また、隣接するティース間に磁気干渉が起こり、角度検出精度が低下する。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冗長化によるレゾルバ本体の軸線方向寸法の増大、及び角度検出精度の低下を抑制することができる冗長レゾルバ装置、及びその冗長レゾルバ装置を備えた電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冗長レゾルバ装置は、固定子と、固定子に対して回転可能な回転子とを有しているレゾルバ本体、及び複数の励磁回路を有している制御部を備え、固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に設けられている複数系統の巻線群とを有しており、固定子鉄心は、コアバック部と、コアバック部から突出した複数のティースとを有しており、異なる系統の巻線群は、固定子鉄心の周方向の異なる位置に配置されており、各系統の巻線群は、複数の励磁巻線からなり、対応する励磁回路に接続されている励磁巻線群と、複数の第１出力巻線からなる第１出力巻線群と、複数の第２出力巻線からなる第２出力巻線群とを有しており、各ティースには、対応する励磁巻線が巻かれており、互いに異なる系統に属し、かつ固定子鉄心の周方向に互いに隣り合って配置されている２つの励磁巻線の一方を第１端部励磁巻線、他方を第２端部励磁巻線とすると、第１及び第２端部励磁巻線には、励磁信号を印加することにより、固定子鉄心の径方向の同じ向きの磁束が発生する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冗長化によるレゾルバ本体の軸線方向寸法の増大、及び角度検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による冗長レゾルバ装置を回転電機に取り付けた状態を示す構成図である。
【図２】図１のレゾルバ本体の断面図である。
【図３】図２の固定子を示す断面図である。
【図４】図１の巻線部及び制御部を示すブロック図である。
【図５】図３の第１励磁巻線及び第２励磁巻線の巻数分布を示す説明図である。
【図６】図３の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２による冗長レゾルバ装置の第１励磁巻線及び第２励磁巻線の巻数分布を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３による冗長レゾルバ装置の第１励磁巻線及び第２励磁巻線の巻数分布を示す説明図である。
【図９】実施の形態３による冗長レゾルバ装置の巻線部及び制御部を示すブロック図である。
【図１０】図８の巻数分布の変形例を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。
【図１２】実施の形態４による冗長レゾルバ装置の巻線部及び制御部を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態４による冗長レゾルバ装置の第１励磁巻線、第２励磁巻線及び第３励磁巻線の巻数分布を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態５による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。
【図１５】図１４の分割鉄心を示す平面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。
【図１７】図１６の分割鉄心を示す平面図である。
【図１８】実施の形態１〜４の固定子鉄心を構成するコア片をコアシートから打ち抜く方法を示す説明図である。
【図１９】実施の形態６の分割鉄心を構成するコア片をコアシートから打ち抜く方法を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態７による冗長レゾルバ装置の固定子鉄心を示す断面図である。
【図２１】図２０の固定子鉄心を直線状に展開した状態を示す断面図である。
【図２２】この発明の冗長レゾルバ装置が適用される電動パワーステアリング装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による冗長レゾルバ装置を回転電機に取り付けた状態を示す構成図である。図１において、回転電機１は、回転電機本体２と、回転軸３とを有している。回転軸３は、回転電機本体２に対して回転可能である。回転軸３の端部は、回転電機本体２から突出している。
【００１０】
冗長レゾルバ装置４は、レゾルバ本体５と、制御部６とを有している。レゾルバ本体５は、回転子７と、固定子８とを有している。回転子７は、回転軸３の端部に機械的に接続されており、回転軸３と一体に回転する。また、回転子７は、固定子８を貫通しており、固定子８に対して回転可能である。
【００１１】
固定子８は、回転子７を取り囲んでいる。また、固定子８は、固定子鉄心９と、巻線部１０とを有している。巻線部１０は、固定子鉄心９に設けられている。
【００１２】
冗長レゾルバ装置４は、回転子７と固定子８との間の空隙におけるパーミアンスの変化を利用して、回転軸３の回転角度を検出する。即ち、冗長レゾルバ装置４は、回転軸３の回転角度を検出する回転角度検出装置として機能する。
【００１３】
図２は、図１のレゾルバ本体５の断面図であり、回転子７の軸線方向に直角な断面を示している。軸線方向は、回転子７の回転中心と平行な方向である。また、径方向は、回転子７の回転中心に直交する方向である。また、周方向は、回転子７の回転中心を中心として回転する方向である。
【００１４】
Ｎｘを自然数としたとき、回転子７は、Ｎｘ個の突極７ａを有している。即ち、回転子７の軸倍角はＮｘである。実施の形態１における突極７ａの数Ｎｘは、５である。
【００１５】
固定子鉄心９は、円環状のコアバック部９ａと、コアバック部９ａから径方向内側へ突出した複数のティース９ｂとを有している。
【００１６】
図３は、図２の固定子８を示す断面図である。実施の形態１におけるティース９ｂの数Ｎｓは、１２である。１２個のティース９ｂを時計回りに順にＴ１〜Ｔ１２としたとき、ティースＴ１〜Ｔ６が第１系統のティースであり、ティースＴ７〜Ｔ１２が第２系統のティースである。
【００１７】
第１系統の各ティースＴ１〜Ｔ６には、対応する第１励磁巻線１１ａと、対応する第１出力巻線１１ｂと、対応する第２出力巻線１１ｃとが巻かれている。
【００１８】
第２系統の各ティースＴ７〜Ｔ１２には、対応する第２励磁巻線１１ｄと、対応する第３出力巻線１１ｅと、対応する第４出力巻線１１ｆとが巻かれている。第３出力巻線１１ｅは、第２系統の第１出力巻線である。第４出力巻線１１ｆは、第２系統の第２出力巻線である。
【００１９】
このように、各ティース９ｂには、１相の励磁巻線と、２相の出力巻線とが巻かれている。また、実施の形態１では、各ティース９ｂに対して、１相の励磁巻線が先に巻かれ、その上から２相の出力巻線が巻かれている。
【００２０】
第１出力巻線１１ｂ及び第２出力巻線１１ｃは、どちらを先に巻いてもよい。また、第３出力巻線１１ｅ及び第４出力巻線１１ｆは、どちらを先に巻いてもよい。また、２相の出力巻線のうちのいずれかを巻かないティース９ｂを設ける場合がある。
【００２１】
固定子鉄心９と巻線１１ａ〜１１ｆとの間は、図示しないインシュレータにより絶縁されている。インシュレータとしては、樹脂製ホルダ、絶縁紙、絶縁塗装等が用いられている。
【００２２】
図４は、図１の巻線部１０及び制御部６を示すブロック図である。巻線部１０は、複数系統の巻線群を有している。実施の形態１の巻線部１０は、２系統の巻線群を有している。即ち、実施の形態１では、２重系の冗長レゾルバ装置４を示している。
【００２３】
第１系統の巻線群には、第１励磁巻線群１２ａ、第１出力巻線群１２ｂ、及び第２出力巻線群１２ｃが含まれている。第２系統の巻線群には、第２励磁巻線群１２ｄ、第３出力巻線群１２ｅ、及び第４出力巻線群１２ｆが含まれている。第３出力巻線群１２ｅは、第２系統の第１出力巻線群である。第４出力巻線群１２ｆは、第２系統の第２出力巻線群である。
【００２４】
第１励磁巻線群１２ａは、ティースＴ１〜Ｔ６に巻かれた６個の第１励磁巻線１１ａにより構成されている。６個の第１励磁巻線１１ａは、直列に接続されている。
【００２５】
第１出力巻線群１２ｂは、ティースＴ１〜Ｔ６に巻かれた６個の第１出力巻線１１ｂにより構成されている。６個の第１出力巻線１１ｂは、直列に接続されている。第２出力巻線群１２ｃは、ティースＴ１〜Ｔ６に巻かれた６個の第２出力巻線１１ｃにより構成されている。６個の第２出力巻線１１ｃは、直列に接続されている。
【００２６】
第２励磁巻線群１２ｄは、ティースＴ７〜Ｔ１２に巻かれた６個の第２励磁巻線１１ｄにより構成されている。６個の第２励磁巻線１１ｄは、直列に接続されている。
【００２７】
第３出力巻線群１２ｅは、ティースＴ７〜Ｔ１２に巻かれた６個の第３出力巻線１１ｅにより構成されている。６個の第３出力巻線１１ｅは、直列に接続されている。第４出力巻線群１２ｆは、ティースＴ７〜Ｔ１２に巻かれた６個の第４出力巻線１１ｆにより構成されている。６個の第４出力巻線１１ｆは、直列に接続されている。
【００２８】
異なる系統の巻線群は、固定子鉄心９の周方向の異なる位置に配置されている。また、各系統において、巻線を巻き始めるティースは、どのティースであってもよい。
【００２９】
制御部６は、第１励磁回路１３、第１角度演算部１４、第２励磁回路１５、及び第２角度演算部１６を有している。第１励磁回路１３及び第２励磁回路１５は、互いに独立している。
【００３０】
第１励磁回路１３及び第１角度演算部１４は、第１系統に属している。第２励磁回路１５及び第２角度演算部１６は、第２系統に属している。
【００３１】
第１励磁巻線群１２ａは、図示しない励磁端子を介して、第１励磁回路１３に電気的に接続されている。第１出力巻線群１２ｂ及び第２出力巻線群１２ｃは、図示しない出力端子を介して、第１角度演算部１４に電気的に接続されている。励磁端子及び出力端子は、レゾルバ本体５の図示しない延出部に設けられている。
【００３２】
第２励磁巻線群１２ｄは、励磁端子を介して、第２励磁回路１５に電気的に接続されている。第３出力巻線群１２ｅ及び第４出力巻線群１２ｆは、出力端子を介して、第２角度演算部１６に電気的に接続されている。
【００３３】
第１角度演算部１４は、第１及び第２出力巻線群１２ｂ，１２ｃからの出力信号に基づいて、回転子７の第１系統検出角度θ１を計算し出力する。第２角度演算部１６は、第３及び第４出力巻線群１２ｅ，１２ｆからの出力信号に基づいて、回転子７の第２系統検出角度θ２を計算し出力する。
【００３４】
図５は、図３の第１励磁巻線１１ａ及び第２励磁巻線１１ｄの巻数分布を示す説明図である。図５では、第１励磁巻線１１ａ及び第２励磁巻線１１ｄの巻数を連続的に示している。
【００３５】
また、「＋」及び「−」は、巻線の互いに異なる巻き極性を表している。即ち、ある巻線における電線の巻き方向を「＋」で表すと、逆の巻き方向を「−」で表している。巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とに同一方向の電流が流れた場合、発生する電磁場の方向は、固定子鉄心９の径方向に互いに反対となる。
【００３６】
巻き方向「＋」の巻数の絶対値と、巻き方向「−」の巻数の絶対値とは、同じである。即ち、巻き方向「＋」の巻数を＋Ｘ回とすると、巻き方向「−」の巻数は−Ｘ回である。なお、励磁巻線の巻数は、巻数の振幅で規格化されている。
【００３７】
実施の形態１の第１及び第２励磁巻線１１ａ，１１ｄでは、巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とが、固定子鉄心９の周方向に２個ずつ交互に配置されている。
【００３８】
また、固定子鉄心９の周方向に互いに隣り合っている第１励磁巻線１１ａと第２励磁巻線１１ｄとは、巻き方向が同一となっている。即ち、図５において、ティースＴ１の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ１２の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、同一である。また、ティースＴ６の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ７の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、同一である。
【００３９】
図６は、図３の要部を拡大して示す断面図である。図６では、ティースＴ１及びティースＴ１２に発生し、ティースＴ１及びティースＴ１２に鎖交する磁束の方向を矢印で示している。ティースＴ１に発生する磁束の方向は、ティースＴ１２に発生する磁束の方向と同一である。また、ティースＴ６に発生する磁束の方向は、ティースＴ７に発生する磁束の方向と同一である。
【００４０】
互いに異なる系統に属し、かつ固定子鉄心９の周方向に互いに隣り合って配置されている２つの励磁巻線１１ａ，１１ｄの一方を第１端部励磁巻線、他方を第２端部励磁巻線とすると、第１及び第２端部励磁巻線には、励磁信号を印加することにより、固定子鉄心９の径方向の同じ向きの磁束が発生する。
【００４１】
また、第１端部励磁巻線と第２端部励磁巻線とは、互いに同方向に巻かれている。そして、対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と同じである。
【００４２】
このような冗長レゾルバ装置では、異なる系統の巻線群が、固定子鉄心９の周方向の異なる位置に配置されている。このため、冗長化によるレゾルバ本体の軸線方向寸法の増大を抑制することができる。
【００４３】
また、第１及び第２端部励磁巻線に、固定子鉄心９の径方向の同じ向きの磁束が発生する。このため、隣接するティース間の磁気干渉の影響を低減することができ、第１系統の励磁信号と第２系統の励磁信号との間のずれによる角度検出精度の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、第１端部励磁巻線と第２端部励磁巻線とは、互いに同方向に巻かれている。そして、対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と同じである。このため、第１及び第２端部励磁巻線に、固定子鉄心９の径方向の同じ向きの磁束を発生させることができる。
【００４５】
実施の形態２．
次に、図７は、この発明の実施の形態２による冗長レゾルバ装置の第１励磁巻線１１ａ及び第２励磁巻線１１ｄの巻数分布を示す説明図である。実施の形態２の第１及び第２励磁巻線１１ａ，１１ｄでは、巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とが、固定子鉄心９の周方向に３個ずつ交互に配置されている。
【００４６】
ティースＴ１の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ１２の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向と、ティースＴ６の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ７の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、同一である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４７】
このような構成によっても、冗長化によるレゾルバ本体５の軸線方向寸法の増大、及び角度検出精度の低下を抑制することができる。
【００４８】
なお、巻き方向が同一の励磁巻線を何個連続で配置するかは、２個又は３個に限定されない。
【００４９】
実施の形態３．
次に、図８は、この発明の実施の形態３による冗長レゾルバ装置の第１励磁巻線１１ａ及び第２励磁巻線１１ｄの巻数分布を示す説明図である。実施の形態３の第１及び第２励磁巻線１１ａ，１１ｄでは、巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とが、固定子鉄心９の周方向に１個ずつ交互に配置されている。
【００５０】
このため、ティースＴ１の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ１２の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、反対である。また、ティースＴ６の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ７の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、反対である。即ち、第１端部励磁巻線と第２端部励磁巻線とは、互いに逆方向に巻かれている。
【００５１】
図９は、実施の形態３による冗長レゾルバ装置の巻線部１０及び制御部６を示すブロック図である。対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と逆である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５２】
このような冗長レゾルバ装置では、第１端部励磁巻線と第２端部励磁巻線とは、互いに逆方向に巻かれている。また、対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向は、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と逆である。
【００５３】
このため、第１及び第２端部励磁巻線に、固定子鉄心９の径方向の同じ向きの磁束を発生させることができる。従って、冗長化によるレゾルバ本体５の軸線方向寸法の増大、及び角度検出精度の低下を抑制することができる。
【００５４】
なお、実施の形態３では、巻き方向「＋」の励磁巻線と巻き方向「−」の励磁巻線とが、１個ずつ交互に配置されているが、巻き方向が同一の励磁巻線を２個以上連続で配置してもよい。
【００５５】
例えば、図１０では、巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とが、固定子鉄心９の周方向に２個ずつ交互に配置されている。そして、第１端部励磁巻線と第２端部励磁巻線とは、互いに逆方向に巻かれている。この場合も、対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向を、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と逆にすれば、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
実施の形態４．
次に、図１１は、この発明の実施の形態４による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。実施の形態４では、ティースＴ１〜Ｔ４が第１系統のティースであり、ティースＴ５〜Ｔ８が第２系統のティースであり、ティースＴ９〜Ｔ１２が第３系統のティースである。
【００５７】
第１系統の各ティースＴ１〜Ｔ４には、対応する第１励磁巻線１１ａと、対応する第１出力巻線１１ｂと、対応する第２出力巻線１１ｃとが巻かれている。
【００５８】
第２系統の各ティースＴ５〜Ｔ８には、対応する第２励磁巻線１１ｄと、対応する第３出力巻線１１ｅと、対応する第４出力巻線１１ｆとが巻かれている。第３出力巻線１１ｅは、第２系統の第１出力巻線である。第４出力巻線１１ｆは、第２系統の第２出力巻線である。
【００５９】
第３系統の各ティースＴ９〜Ｔ１２には、対応する第３励磁巻線１１ｇと、対応する第５出力巻線１１ｈと、対応する第６出力巻線１１ｉとが巻かれている。第５出力巻線１１ｈは、第３系統の第１出力巻線である。第６出力巻線１１ｉは、第３系統の第２出力巻線である。
【００６０】
図１２は、実施の形態４による冗長レゾルバ装置の巻線部１０及び制御部６を示すブロック図である。実施の形態４の巻線部１０は、３系統の巻線群を有している。即ち、実施の形態４では、３重系の冗長レゾルバ装置を示している。
【００６１】
第３系統の巻線群には、第３励磁巻線群１２ｇ、第５出力巻線群１２ｈ、及び第６出力巻線群１２ｉが含まれている。第５出力巻線群１２ｈは、第３系統の第１出力巻線群である。第６出力巻線群１２ｉは、第３系統の第２出力巻線群である。
【００６２】
第１励磁巻線群１２ａは、ティースＴ１〜Ｔ４に巻かれた４個の第１励磁巻線１１ａにより構成されている。４個の第１励磁巻線１１ａは、直列に接続されている。
【００６３】
第１出力巻線群１２ｂは、ティースＴ１〜Ｔ４に巻かれた４個の第１出力巻線１１ｂにより構成されている。４個の第１出力巻線１１ｂは、直列に接続されている。第２出力巻線群１２ｃは、ティースＴ１〜Ｔ４に巻かれた４個の第２出力巻線１１ｃにより構成されている。６個の第２出力巻線１１ｃは、直列に接続されている。
【００６４】
第２励磁巻線群１２ｄは、ティースＴ５〜Ｔ８に巻かれた４個の第２励磁巻線１１ｄにより構成されている。４個の第２励磁巻線１１ｄは、直列に接続されている。
【００６５】
第３出力巻線群１２ｅは、ティースＴ５〜Ｔ８に巻かれた４個の第３出力巻線１１ｅにより構成されている。４個の第３出力巻線１１ｅは、直列に接続されている。第４出力巻線群１２ｆは、ティースＴ５〜Ｔ８に巻かれた４個の第４出力巻線１１ｆにより構成されている。４個の第４出力巻線１１ｆは、直列に接続されている。
【００６６】
第３励磁巻線群１２ｇは、ティースＴ９〜Ｔ１２に巻かれた４個の第３励磁巻線１１ｇにより構成されている。４個の第３励磁巻線１１ｇは、直列に接続されている。
【００６７】
第５出力巻線群１２ｈは、ティースＴ９〜Ｔ１２に巻かれた４個の第５出力巻線１１ｈにより構成されている。４個の第５出力巻線１１ｈは、直列に接続されている。第６出力巻線群１２ｉは、ティースＴ９〜Ｔ１２に巻かれた４個の第６出力巻線１１ｉにより構成されている。４個の第６出力巻線１１ｉは、直列に接続されている。
【００６８】
実施の形態４の制御部６は、第１励磁回路１３、第１角度演算部１４、第２励磁回路１５、第２角度演算部１６、第３励磁回路１７、及び第３角度演算部１８を有している。第１励磁回路１３、第２励磁回路１５及び第３励磁回路１７は、互いに独立している。
【００６９】
第３励磁回路１７及び第３角度演算部１８は、第３系統に属している。
【００７０】
第３励磁巻線群１２ｇは、励磁端子を介して、第３励磁回路１７に電気的に接続されている。第５出力巻線群１２ｈ及び第６出力巻線群１２ｉは、出力端子を介して、第３角度演算部１８に電気的に接続されている。
【００７１】
第３角度演算部１８は、第５及び第６出力巻線群１２ｈ，１２ｉからの出力信号に基づいて、回転子７の第３系統検出角度θ３を計算し出力する。
【００７２】
図１３は、実施の形態４の第１励磁巻線１１ａ、第２励磁巻線１１ｄ、及び第３励磁巻線１１ｇの巻数分布を示す説明図である。図１３では、第１励磁巻線１１ａ、第２励磁巻線１１ｄ、及び第３励磁巻線１１ｇの巻数を連続的に示している。
【００７３】
実施の形態４の第１〜第３励磁巻線１１ａ，１１ｄ，１１ｇでは、巻き方向「＋」の巻線と巻き方向「−」の巻線とが、固定子鉄心９の周方向に２個ずつ交互に配置されている。
【００７４】
また、固定子鉄心９の周方向に互いに隣り合っている第１励磁巻線１１ａと第２励磁巻線１１ｄとは、巻き方向が同一となっている。また、固定子鉄心９の周方向に互いに隣り合っている第２励磁巻線１１ｄと第３励磁巻線１１ｇとは、巻き方向が同一となっている。また、固定子鉄心９の周方向に互いに隣り合っている第３励磁巻線１１ｇと第１励磁巻線１１ａとは、巻き方向が同一となっている。
【００７５】
即ち、図１３において、ティースＴ１の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ１２の第３励磁巻線１１ｇの巻き方向とは、同一である。また、ティースＴ４の第１励磁巻線１１ａの巻き方向と、ティースＴ５の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向とは、同一である。また、ティースＴ８の第２励磁巻線１１ｄの巻き方向と、ティースＴ９の第３励磁巻線１１ｇの巻き方向とは、同一である。
【００７６】
このため、ティースＴ１に発生する磁束の方向は、ティースＴ１２に発生する磁束の方向と同一である。また、ティースＴ４に発生する磁束の方向は、ティースＴ５に発生する磁束の方向と同一である。また、ティースＴ８に発生する磁束の方向は、ティースＴ９に発生する磁束の方向と同一である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
このように、３重系の冗長レゾルバ装置であっても、冗長化によるレゾルバ本体の軸線方向寸法の増大、及び角度検出精度の低下を抑制することができる。
【００７８】
なお、実施の形態４において、第１端部励磁巻線と前記第２端部励磁巻線とを、互いに逆方向に巻いてもよい。この場合、実施の形態３と同様に、対応する励磁回路に対する第１端部励磁巻線の接続方向を、対応する励磁回路に対する第２端部励磁巻線の接続方向と逆にすればよい。
【００７９】
実施の形態５．
次に、図１４は、この発明の実施の形態５による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。実施の形態５では、固定子鉄心９が周方向に２分割されている。即ち、固定子鉄心９は、円弧状の２個の分割鉄心９Ａを組み合わせて構成されている。図１５は、図１４の分割鉄心９Ａを示す平面図である。他の構成は、実施の形態１〜４のいずれかと同様である。
【００８０】
このような構成では、２個の分割鉄心９Ａを組み合わせる前に、ティース９ｂに巻線を巻き付けることで、巻き付け作業が容易になり、製造性を向上させることができる。
【００８１】
実施の形態６．
次に、図１６は、この発明の実施の形態６による冗長レゾルバ装置の固定子を示す断面図である。実施の形態６では、固定子鉄心９が周方向に４分割されている。即ち、固定子鉄心９は、円弧状の４個の分割鉄心９Ｂを組み合わせて構成されている。図１７は、図１６の分割鉄心９Ｂを示す平面図である。他の構成は、実施の形態１〜４のいずれかと同様である。
【００８２】
このような構成では、４個の分割鉄心９Ｂを組み合わせる前に、ティース９ｂに巻線を巻き付けることで、巻き付け作業が容易になり、製造性を向上させることができる。
【００８３】
ここで、実施の形態１〜６に示すような固定子鉄心９は、電磁鋼板からなる複数枚のコア片を軸方向に積層して構成される。このため、実施の形態１〜４の固定子鉄心９では、図１８に示すように、コアシート２１から打ち抜かれた円環状のコア片２２が用いられる。
【００８４】
一方、実施の形態６の固定子鉄心９では、図１９に示すように、コアシート２１から打ち抜かれた円弧状のコア片２３が用いられる。
【００８５】
実施の形態６のコア片２３のサイズは、実施の形態１〜４のコア片２２のサイズよりも小さい。このため、実施の形態６では、実施の形態１〜４に比べて、幅の狭いロール材をコアシート２１として用いることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００８６】
また、実施の形態６では、固定子鉄心９を構成する電磁鋼板の磁気異方性の影響を低減でき、角度検出精度を向上させることができる。
【００８７】
なお、固定子鉄心９の周方向の分割数は、２個又は４個に限定されるものではなく、例えば３個又は５個以上であってもよい。
【００８８】
実施の形態７．
次に、図２０は、この発明の実施の形態７による冗長レゾルバ装置の固定子鉄心９を示す断面図である。実施の形態７の固定子鉄心９は、ティース９ｂと同数のコアブロック２４により構成されている。
【００８９】
互いに隣接するコアブロック２４は、連結部２５で回転可能に連結されている。これにより、固定子鉄心９は、図２０に示すようにコアブロック２４が円環状に並んだ状態と、図２１に示すように直線状に展開された状態との間で変形可能である。他の構成は、実施の形態１〜４のいずれかと同様である。
【００９０】
このような構成では、固定子鉄心９を直線状に展開することで、隣り合うティース９ｂ間の空隙が大きくなる。この状態で、巻線の巻き付け作業を行うことで、巻き付け作業が容易になり、製造性を向上させることができる。
【００９１】
なお、回転子鉄心を構成するコア片は、固定子鉄心を構成するコア片と同一の電磁鋼板から打ち抜いてもよい。
【００９２】
また、上記の例では、２重系及び３重系の冗長レゾルバ装置を示したが、４重系以上であってもよい。
【００９３】
また、上記の例では、スロット数が１２、軸倍角が５であるとしたが、この限りではなく、他の構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また、上記の例では、１相の励磁巻線と２相の出力巻線とを周方向に並べて巻き付けるものとしたがこの限りではない。例えば、１相の励磁巻線と２相の出力巻線とを、径方向に並べたり、ティース毎に巻き付ける順序を変更したりしても同様の効果を得ることができる。
【００９５】
また、実施の形態１〜７の冗長レゾルバ装置は、電動パワーステアリング装置に適用することができる。
【００９６】
図２２は、この発明の冗長レゾルバ装置が適用される電動パワーステアリング装置の一例を示す側面図である。電動パワーステアリング装置１００は、電動駆動装置１０１と、ギヤボックス部１０２とを有している。
【００９７】
電動駆動装置１０１は、回転電機１と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０３と、実施の形態１〜７のいずれかに示した冗長レゾルバ装置４とを有している。電動パワーステアリング装置１００における回転電機１は、電動機である。図２２には示されていないが、冗長レゾルバ装置４は、回転電機１の回転軸３に取り付けられている。
【００９８】
ＥＣＵ１０３には、第１のコネクタ１０３ａ、第２のコネクタ１０３ｂ、及び電源コネクタ１０３ｃが設けられている。ＥＣＵ１０３への電源供給は、バッテリ又はオルタネータから、電源コネクタ１０３ｃを介して行われる。
【００９９】
ギヤボックス部１０２は、ハウジング１０４に取り付けられている。ギヤボックス部１０２には、図示しないベルトと、図示しないボールネジとが内蔵されている。ハウジング１０４内には、図示しないラック軸が設けられている。
【０１００】
ギヤボックス部１０２は、回転電機１の回転を減速して、ラック軸に伝達する。回転電機１は、ラック軸と平行に配置されている。
【０１０１】
運転者により、図示しないステアリングホイールが操舵されると、そのトルクは、図示しないステアリングシャフトを介して、入力シャフト１０５に伝達される。入力シャフト１０５に伝達されたトルクは、トルクセンサ１０６により検出される。
【０１０２】
トルクセンサ１０６により検出されたトルクは、電気信号に変換され、図示しないケーブルを介して第１のコネクタ１０３ａに入力される。一方、車速情報を含む自動車情報は、電気信号に変換され、第２のコネクタ１０３ｂに入力される。
【０１０３】
ＥＣＵ１０３は、トルクセンサ１０６からの信号と、自動車情報とから、必要なアシストトルクを演算し、アシストトルクに応じた電流を、インバータを通じて回転電機１に供給する。
【０１０４】
回転電機１で発生したトルクは、ギヤボックス部１０２を介して、ラック軸を図２２の矢印ｄ方向に動かす推力としてラック軸に入力される。これにより、一対のタイロッド１０７が動き、図示しない一対のタイヤが転舵して車両を旋回させることができる。
【０１０５】
この結果、運転者は、回転電機１のトルクによってアシストされ、少ない操舵力で車両を旋回させることができる。ハウジング１０４の両端には、一対のラックブーツ１０８が設けられている。一対のラックブーツ１０８は、ハウジング１０４への異物の侵入を抑制する。
【符号の説明】
【０１０６】
４  冗長レゾルバ装置、５  レゾルバ本体、６  制御部、７  回転子、８  固定子、９  固定子鉄心、９ａ  コアバック部、９ｂ  ティース、９Ａ，９Ｂ  分割鉄心、１１ａ  第１励磁巻線、１１ｂ  第１出力巻線、１１ｃ  第２出力巻線、１１ｄ  第２励磁巻線、１１ｅ  第３出力巻線（第２系統の第１出力巻線）、１１ｆ  第４出力巻線（第２系統の第２出力巻線）、１１ｇ  第３励磁巻線、１１ｈ  第５出力巻線（第３系統の第１出力巻線）、１１ｉ  第６出力巻線（第３系統の第２出力巻線）、１２ａ  第１励磁巻線群、１２ｂ  第１出力巻線群、１２ｃ  第２出力巻線群、１２ｄ  第２励磁巻線群、１２ｅ  第３出力巻線群（第２系統の第１出力巻線群）、１２ｆ  第４出力巻線群（第２系統の第２出力巻線群）、１２ｇ  第３励磁巻線群、１２ｈ  第５出力巻線群（第３系統の第１出力巻線群）、１２ｉ  第６出力巻線群（第３系統の第２出力巻線群）、１３  第１励磁回路、１５  第２励磁回路、１７  第３励磁回路、２４  コアブロック、１００  電動パワーステアリング装置。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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