JP7320683B2 - レゾルバ - Google Patents

Description

本発明は、ステータに対するロータの回転角を検出するレゾルバに関する。

従来、モータ（特にブラシレスモータ）の回転角を精度良く検出するセンサの一つとして、ステータ（固定子）に対するロータ（回転子）の回転角を検出するレゾルバが知られている。例えば特許文献１には、シートコイルを用いることでコイル部分を薄型化したレゾルバが開示されている。また、特許文献２には、レゾルバを含むインダクティブセンサが開示されており、このインダクティブセンサは、ロータのコイルのパターンが相互に適合する二の形態により形成されている。

特開２０１７－９０４３１号公報 特開２０１９－２００１０６号公報

レゾルバで検出された回転角の情報はモータ制御に利用されることから、レゾルバには高い角度検出精度が要求される。しかしながら、上記の特許文献１のレゾルバでは、シートコイルにおいて電気角の位相が互いに９０度異なる第１励磁巻線と第２励磁巻線とを、基材の一方の面と他方の面とに配置していることから、１層あたりのコイル数（巻数）が少ないためコイルが生じる１層あたりの磁束が弱く、信号強度が出にくい。このため、角度検出精度を高めることが難しいという課題がある。これに対し、層数を増やすことで信号強度を稼ぐこともできるが、層数を増やすと、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる、製造における積層ズレによる検出精度の低下（磁界の歪み）を招く、製造コストが増す、といったデメリットが生じると考えられる。また、特許文献２のレゾルバの場合、励磁側であるロータコイルのコイルパターンが２層の矩形パターンにより形成されているため、各磁極と検出コイルとの軸方向距離が互いに異なっており、角度検出精度の向上のためには改良の余地がある。

本件のレゾルバは、このような課題に鑑み案出されたもので、角度検出精度を向上させることを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

開示のレゾルバは、ロータのステータに対する回転角を検出するレゾルバであって、前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された励磁コイルと、前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された検出コイルとを有する。励磁コイル及び検出コイルのうち少なくともいずれか一方は、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される正弦コイル及び余弦コイルである。正弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの正弦コイルパターンが基板の同一層に配置される。余弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの余弦コイルパターンが基板の同一層に配置される。各々の一対のくし型閉コイルは、第一くし型閉コイル及び第二くし型閉コイルを有する。第一くし型閉コイルは、ロータの回転中心を中心とした外円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から回転中心を中心とし外円の径方向内側に位置する内円側の円弧に向かって延びる第一凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第二くし型閉コイルは、内円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から外円側の円弧に向かって延びる第二凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。

開示のレゾルバによれば、１層あたりの信号強度を向上し、かつ信号強度の差を低減でき、角度検出精度を高めることができる。

第一実施形態に係るレゾルバの構造を示す模式図である。 図１のレゾルバが備えるロータ及びステータの磁束及び電流の流れを説明するための模式図である。 図２のステータを軸方向から視た図（平面図）である。 図２のロータを軸方向から視た図（平面図）である。 （ａ）及び（ｂ）は図３のステータを構成する各層を示す平面図である。 一対のくし型閉コイルを説明するための模式図である。 図５（ａ）のＸ部拡大図である。 図７のＹ－Ｙの位置でロータ及びステータを切断した模式的な断面図である。 （ａ）～（ｃ）はくし型閉コイルのコイルパターンを例示する図（図７に対応する図）である。 くし型閉コイルの他のコイルパターンを示す図である。 第一実施形態の第一変形例に係るレゾルバのステータの平面図である。 第一実施形態の第二変形例に係るレゾルバのロータの平面図である。 第一実施形態の第二変形例に係るレゾルバのステータの平面図である。 第二実施形態に係るレゾルバの構造を示す模式図である。 図１４に示すレゾルバのロータの平面図である。 図１４に示すレゾルバのステータの平面図である。

［１．第一実施形態］
［Ａ．全体構成］
図１は第一実施形態としてのレゾルバ１の構成を示す模式図である。本実施形態のレゾルバ１は、二相励磁単相出力型の検出器であって、振幅変調された交流信号を入力し、それを用いて位相変調された信号から回転角を検出する変調波型レゾルバである。レゾルバ１は、ロータ２（回転子）とステータ３（固定子）と制御装置４とを備え、ステータ３に対するロータ２の回転角を検出する。ロータ２は、ステータ３に対して回転中心Ｃまわりに回転可能に軸支され、ステータ３は、図示しないケーシングに対して固定される。ロータ２及びステータ３の各々にはシート状に形成された複数のシートコイルが設けられる。

制御装置４は、ステータ３に対するロータ２に回転角を演算して出力するものである。制御装置４には、シートコイルに供給される交流信号を生成する信号生成回路５と、シートコイルから返送される交流信号に基づき、回転角に対応する角度情報を出力する信号処理回路６とが内蔵される。信号生成回路５で生成された交流信号は、電磁誘導によりステータ３側からロータ２側へと伝達された後、ロータ２側からステータ３側へと返送されて信号処理回路６へと入力されるようになっている。

図１に示すレゾルバ１のロータ２及びステータ３には、いずれも回転中心Ｃと同軸に配置された第一コイル群１０及び第二コイル群２０が設けられる。第一コイル群１０は、軸倍角がｎＸの励磁コイル１１，１２及び検出コイル１３と、送信アンテナコイル１４と、受信アンテナコイル１５とを含むコイル群である。言い換えれば、第一コイル群１０の励磁コイル１１，１２及び検出コイル１３は多極コイルであり、ｎ個の磁極対を形成する。なお、軸倍角を表すｎの値は、２以上の自然数であればよく、ｎの値が大きいほど角度分解能が向上する。

第二コイル群２０は、軸倍角が１Ｘの励磁コイル２１，２２及び検出コイル２３と、送信アンテナコイル２４と、受信アンテナコイル２５とを含むコイル群である。第二コイル群２０の励磁コイル２１，２２及び検出コイル２３も多極コイルであるが、形成する磁極対の数は１個である。励磁コイル１１，１２，２１，２２及び受信アンテナコイル１５，２５はステータ３に設けられ、検出コイル１３，２３及び送信アンテナコイル１４，２４はロータ２に設けられる。以下、第一コイル群１０及び第二コイル群２０に含まれる各コイルをそれぞれ区別する場合には、冒頭に「第一」，「第二」を付す。

第一励磁コイル１１，１２及び第二励磁コイル２１，２２にはそれぞれ、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される。以下、コサイン波の交流信号が入力される第一励磁コイル１１及び第二励磁コイル２１を、第一正弦励磁コイル１１及び第二正弦励磁コイル２１ともいい、サイン波の交流信号が入力される第一励磁コイル１２及び第二励磁コイル２２を、第一余弦励磁コイル１２及び第二余弦励磁コイル２２ともいう。

第一検出コイル１３は、第一正弦励磁コイル１１及び第一余弦励磁コイル１２に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。同様に、第二検出コイル２３は、第二正弦励磁コイル２１，第二余弦励磁コイル２２に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。第一送信アンテナコイル１４は、第一検出コイル１３と直列接続された巻線であり、第二送信アンテナコイル２４は、第二検出コイル２３と直列接続された巻線である。第一受信アンテナコイル１５は、第一送信アンテナコイル１４に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置され、第二受信アンテナコイル２５は、第二送信アンテナコイル２４に対してロータ２の軸方向に対向する位置に配置される。

図２に示すように、第一コイル群１０では、ステータ３側に設けられた第一正弦励磁コイル１１及び第一余弦励磁コイル１２のそれぞれに交流信号が入力されると、励磁して磁束を発生する。この磁束は、ロータ２側の第一検出コイル１３に鎖交して誘起電圧が発生する。第一検出コイル１３と第一送信アンテナコイル１４とは直列接続されており、誘起電圧の電流によって第一送信アンテナコイル１４が励磁され磁束が発生する。この磁束はステータ３側の第一受信アンテナコイル１５に鎖交して誘起電圧が発生する。この誘起電圧の出力波形が信号処理回路６によって読み取られる。

第二コイル群２０においても同様であり、第二正弦励磁コイル２１及び第二余弦励磁コイル２２のそれぞれに交流信号が入力されると、励磁して磁束を発生し、この磁束が第二検出コイル２３に鎖交して誘起電圧が発生する。第二検出コイル２３と第二送信アンテナコイル２４とは直列接続されており、誘起電圧の電流によって第二送信アンテナコイル２４が励磁され磁束が発生する。この磁束はステータ３側の第二受信アンテナコイル２５に鎖交して誘起電圧が発生する。この誘起電圧の出力波形が信号処理回路６によって読み取られる。信号処理回路６は、読み取った誘起電圧の出力波形の位相変化に基づき、ロータ２の回転角を求める。

［Ｂ．要部構成］
図３はステータ３を軸方向から視た図（以下「平面図」という）であり、図４はロータ２の平面図である。図３に示すように、ステータ３は、中央に円形の孔があいたシート状の基板７と、この基板７に形成された径の異なる四つの円環状のコア３Ａ（図２参照）と、各コア３Ａ上に設けられた上記のシートコイル１１，１２，１５，２１，２２，２５とを有する。本実施形態のレゾルバ１では、ステータ３に設けられた励磁コイル１１，１２，２１，２２が、交流信号の入力される正弦コイル１１，２１及び余弦コイル１２，２２である。

また、図４に示すように、ロータ２は、中央に円形の孔があいたシート状の基板８と、この基板８に形成された径の異なる四つの円環状のコア２Ａ（図２参照）と、各コア２Ａ上に設けられた上記のシートコイル１３，１４，２３，２４とを有する。固定側の基板７及び回転側の基板８には、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）が用いられ、コア３Ａ，２Ａには、例えば電磁鋼板やアモルファス、フェイライト粉末を含む磁性シートが用いられる。アモルファス粉末であれば磁束をより強めることができる。

図５（ａ）及び（ｂ）は、図３のステータ３を２層に分けて示した平面図である。この図から明らかなように、本実施形態のステータ３のコイルは、２層のステータ片３－１，３－２から構成される。これらのステータ片３－１，３－２はそれぞれ、一枚の基板７のおもて面と裏面とに設けられる。言い換えると、図５（ａ）に示すステータ片３－１は、基板７のおもて面の平面図であり、図５（ｂ）に示すステータ片３－２は、基板７の裏面の平面図である。なお、ステータ片３－２は、ステータ片３－１側から透過して見た図となっている。

図５（ａ）に示すように、基板７のおもて面（一つの層）には、第一正弦励磁コイル１１と、第一受信アンテナコイル１５と、第二正弦励磁コイル２１と、第二受信アンテナコイル２５とが、径方向外側からこの順に配置される。第一正弦励磁コイル１１は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂ（後述）の正弦コイルパターンが基板７の同一層（ここではおもて面）に配置される。第一受信アンテナコイル１５は、第一正弦励磁コイル１１と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

第二正弦励磁コイル２１は、往路コイル２１Ａと復路コイル２１Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル２１Ａは、例えば第二正弦励磁コイル２１が配索される平面で、回転中心Ｃを通る仮想的な直線によって二分割された円環領域の一方において渦巻状に導体を配索した形状に形成される。また、復路コイル２１Ｂは、上記の仮想的な直線によって二分割された円環領域の他方において渦巻状に導体を配索した形状に形成される。第二受信アンテナコイル２５は、第二正弦励磁コイル２１と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

一方、図５（ｂ）に示すように、基板７の裏面（他の層）には、第一余弦励磁コイル１２と、第一受信アンテナコイル１５と、第二余弦励磁コイル２２と、第二受信アンテナコイル２５とが、径方向外側からこの順に配置される。第一余弦励磁コイル１２は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂ（後述）の余弦コイルパターンが基板７の同一層（ここでは裏面）に配置される。第一受信アンテナコイル１５は、第一余弦励磁コイル１２と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

第二余弦励磁コイル２２は、往路コイル２２Ａと復路コイル２２Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル２２Ａ及び復路コイル２２Ｂは、上記の往路コイル２１Ａ及び復路コイル２１Ｂを回転中心Ｃまわりに９０度回転させた形状をなす。第二受信アンテナコイル２５は、第二余弦励磁コイル２２と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

ここで、一対のくし型閉コイル（以下「くし型閉コイル対」ともいう）１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂについて詳述する。図６に示すように、くし型閉コイル対１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂは、一方向に延びる部分に凸形状（例えば直線的な矩形波形状，曲線的な矩形波形状，矩形波の角部分を丸めた形状等）を足し合わせたような櫛形状を二つ組み合わせて構成される。なお、正弦コイルパターンと余弦コイルパターンをなすくし型閉コイル対１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂは、位相が互いにずれていることを除いて同様の形状であることから、以下の説明では正弦コイルパターンのくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂに着目して説明する。

図５（ａ）及び図７に示すように、一対のくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂは、第一くし型閉コイル１１Ａと、第二くし型閉コイル１１Ｂとを有する。各くし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂは、回転中心Ｃを中心とした外円及び内円のそれぞれに沿って延びる円弧部１１ｄ，１１ｆを有する。外円は基板７の外周縁のやや径方向内側に沿う円であり、内円は外円の径方向内側に位置する円である。各円弧部１１ｄ，１１ｆは、接続部１１Ｃの周辺で円が途切れた形状となっている。接続部１１Ｃは、一対のくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂを基板７の裏面のパターンを通じて互いに接続する部分（スルーホール）であり、正弦コイルパターンと同層（すなわち基板７のおもて面）に配置される。

第一くし型閉コイル１１Ａは、外円に沿う円弧部１１ｄと、この円弧部１１ｄに沿った円弧から内円側の円弧に向かって延びる第一凸部１１ｅとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第一凸部１１ｅは、直線的又は曲線的な矩形波形状や直線と曲線とからなる略矩形波形状に形成された部分（上記の凸形状の部分）である。円弧部１１ｄと第一凸部１１ｅとは互いに重ならず、第一凸部１１ｅの円弧部１１ｄ側の曲線部分と円弧部１１ｄとの間には、わずかな隙間が形成される。第一くし型閉コイル１１Ａに交流電流が流れると、全ての第一凸部１１ｅに同じ向きの磁束が発生する。なお、この磁束の向きは交流電流に従って変動する。

第二くし型閉コイル１１Ｂは、内円に沿う円弧部１１ｆと、この円弧部１１ｆに沿った円弧から外円側の円弧に向かって延びる第二凸部１１ｇとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第二凸部１１ｇは、第一凸部１１ｅと同様、直線的又は曲線的な矩形波形状や直線と曲線とからなる略矩形波形状に形成された部分（上記の凸形状の部分）である。円弧部１１ｆと第二凸部１１ｇとは互いに重ならず、第二凸部１１ｇの円弧部１１ｆ側の曲線部分と円弧部１１ｆとの間には、わずかな隙間が形成される。また、第二くし型閉コイル１１Ｂの第二凸部１１ｇは、第一くし型閉コイル１１Ａの第一凸部１１ｅに沿うとともに僅かな隙間をあけて径方向内側に配置される。第二くし型閉コイル１１Ｂに交流電流が流れると、全ての第二凸部１１ｇに同じ向きの磁束が発生する。なお、この磁束の向きは、第一くし型閉コイル１１Ａとは逆向きであり、且つ、交流電流に従って変動する。

電流の流れは図７に示す通りである。すなわち、第一くし型閉コイル１１Ａの円弧部１１ｄの端部に設けられた接続部１１Ｃ（図中ａ）に入力された電流は、図中ｂの方向（ここでは時計回り）に円弧部１１ｄを流れて図中ｃを経由し、第一凸部１１ｅに流れる。そして、図中ｄの方向（反時計回り）に第一凸部１１ｅを流れて図中ｅを経由し、接続部１１Ｃ（図中ｆ）に流れる。ここまでが第一くし型閉コイル１１Ａである。この接続部１１Ｃ（図中ｆ）は、第二くし型閉コイル１１Ｂの接続部１１Ｃ（図中ｇ）と接続されている。

接続部１１Ｃ（図中ｇ）に入力された電流は、図中ｈの方向（ここでは時計回り）に円弧部１１ｆを流れて図中ｉを経由し、第二凸部１１ｇに流れる。そして、図中ｊの方向（反時計回り）に第二凸部１１ｇを流れて図中ｋを経由し、接続部１１Ｃ（図中ｌ）に流れる。ここまでが第二くし型閉コイル１１Ｂである。このような電流の流れによって、図８に示すように、くし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂには磁束が発生し、この磁束はロータ２側の第一検出コイル１３に鎖交して電流を発生させる。

なお、上記の通り、一対のくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂと、一対のくし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂとは同様に構成されている。
すなわち、図５（ｂ）及び図７に示すように、一対のくし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂは、第一くし型閉コイル１２Ａと、第二くし型閉コイル１２Ｂとを有する。各くし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂは、回転中心Ｃを中心とした外円及び内円のそれぞれに沿って延びる円弧部１２ｄ，１２ｆを有する。各円弧部１２ｄ，１２ｆは、接続部１２Ｃの周辺で円が途切れた形状となっている。接続部１２Ｃは、一対のくし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂを基板７の裏面のパターンを通じて互いに接続する部分（スルーホール）であり、余弦コイルパターンと同層（すなわち基板７の裏面）に配置される。

第一くし型閉コイル１２Ａは、外円に沿う円弧部１２ｄと、この円弧部１２ｄに沿った円弧から内円側の円弧に向かって延びる第一凸部１２ｅとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第二くし型閉コイル１２Ｂは、内円に沿う円弧部１２ｆと、この円弧部１２ｆに沿った円弧から外円側の円弧に向かって延びる第二凸部１２ｇとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。

次に、ロータ２の構成を詳述する。図４の平面図に示すように、基板８の一つの層（例えばおもて面）には、第一検出コイル１３と、第一送信アンテナコイル１４と、第二検出コイル２３と、第二送信アンテナコイル２４とが、径方向外側からこの順に配置される。第一検出コイル１３は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル１３Ａ，１３Ｂのコイルパターンからなる。くし型閉コイル対１３Ａ，１３Ｂは、対向配置されるステータ３側のくし型閉コイル対１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂと同様にパターンされており、第一くし型閉コイル１３Ａと、第二くし型閉コイル１３Ｂとを有する。

各くし型閉コイル１３Ａ，１３Ｂは、回転中心Ｃを中心とした外円及び内円のそれぞれに沿って延びる円弧部１３ｄ，１３ｆを有する。各円弧部１３ｄ，１３ｆは、接続部１３Ｃの周辺で円が途切れた形状となっている。接続部１３Ｃは、一対のくし型閉コイル１３Ａ，１３Ｂを基板８の裏面のパターンを通じて互いに接続する部分（スルーホール）であり、このコイルパターンと同層（例えば基板８のおもて面）に配置される。

第一くし型閉コイル１３Ａは、外円に沿う円弧部１３ｄと、この円弧部１３ｄに沿った円弧から内円側の円弧に向かって延びる第一凸部１３ｅとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第二くし型閉コイル１３Ｂは、内円に沿う円弧部１３ｆと、この円弧部１３ｆに沿った円弧から外円側の円弧に向かって延びる第二凸部１３ｇとを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第一凸部１３ｅ及び第二凸部１３ｇは、上記の第一凸部１１ｅや第二凸部１１ｇと同様、直線的又は曲線的な矩形波形状や直線と曲線とからなる略矩形波形状に形成された部分である。

第一送信アンテナコイル１４は、第一検出コイル１３と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。第二検出コイル２３は、往路コイル２３Ａと復路コイル２３Ｂとを繋いだ形状に形成される。往路コイル２３Ａは、例えば第二検出コイル２３が配索される平面で、回転中心Ｃを通る仮想的な直線によって二分割された円環領域の一方において渦巻状に導体を配索した形状に形成される。また、復路コイル２３Ｂは、上記の仮想的な直線によって二分割された円環領域の他方において渦巻状に導体を配索した形状に形成される。第二送信アンテナコイル２４は、第二検出コイル２３と間隔をあけて径方向内側に配置され、回転中心Ｃの周囲を螺旋状に旋回するように導体を配索した形状に形成される。

本実施形態のレゾルバ１では、くし型閉コイル対が、ステータ３に二組（正弦励磁コイル１１，余弦励磁コイル１２）設けられ、ロータ２に一組（検出コイル１３）設けられる。本実施形態のレゾルバ１では、それぞれのくし型閉コイル対で形成される磁極のコイル面積は互いに異なるが、これらが互いに同等であってもよい。磁極のコイル面積（磁極面積）とは、図９（ａ）に示すように、例えば第一正弦励磁コイル１１では、外側の円弧部１１ｄと一つの第一凸部１１ｅとで囲まれた略矩形状の面積Ｓ１と、内側の円弧部１１ｆと一つの第二凸部１１ｇとで囲まれた略矩形状の面積Ｓ２とを指す。なお、説明は省略するが、他の一対のくし型閉コイル１２，１３においても同様である。

図９（ａ）では、二つの面積Ｓ１，Ｓ２が互いに異なっているが、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、二つの面積Ｓ１，Ｓ２が互いに同等であってもよい。図９（ｂ）に示す例では、外側の円弧部１１ｄ′が、第一凸部１１ｅの内側に入り込むように径方向内側に凸となるように湾曲して配索され、内側の円弧部１１ｆ′が、第二凸部１１ｇの内側に入り込むように径方向外側へ凸になるように湾曲して配索されている。これにより、二つのコイル面積Ｓ１，Ｓ２が同一となっている。また、図９（ｃ）に示す例では、外側の円弧部１１ｄ″が、第一凸部１１ｅの内側に入り込むように部分的に太く形成され、内側の円弧部１１ｆ″が、第二凸部１１ｇの内側に入り込むように部分的に太く形成されている。これにより、二つのコイル面積Ｓ１，Ｓ２が同一となっている。

［Ｃ．作用，効果］
（１）上述したレゾルバ１によれば、一対のくし型閉コイル１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂのコイルパターンによって正弦コイル（本実施形態では第一正弦励磁コイル１１）及び余弦コイル（本実施形態では第一余弦励磁コイル１２）が形成されるため、基板７の同一層で正弦コイル１１を完結でき、同様に、基板７の同一層で余弦コイル１２を完結できる。

このため、例えば２層で一つの正弦コイルを形成し、別の２層で一つの余弦コイルを形成する従来のレゾルバと比較して、製造における積層ズレを低減できるためコイルパターンを高精度に形成できる。さらに、図８に示すように、正弦コイルを構成する一対のくし型閉コイル１１Ａ，１１Ｂは基板７の同一層（例えば基板７のおもて面）に配置され、余弦コイルを構成する一対のくし型閉コイル１２Ａ，１２Ｂも基板７の同一層（例えば基板７の裏面）に配置されるため、ロータ２側の検出コイル１３までの軸方向距離（エアギャップ）が、各くし型閉コイル対において同一となる。したがって、磁束の向きが異なる二つの磁極の信号強度の差を低減でき、レゾルバ１の角度検出精度を高めることができる。

また、上述したレゾルバ１によれば、一対のくし型閉コイル１１Ａ及び１１Ｂ，１２Ａ及び１２Ｂが、内向きの第一凸部１１ｅ，１２ｅと外向きの第二凸部１１ｇ，１２ｇとから構成されているため、磁極対を周方向に隣接させることができる。これにより、各磁極と回転中心Ｃとの距離を揃えることができるため、信号強度を揃えることができ、レゾルバ１の角度検出精度をより高めることができる。

（２）また、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第一くし型閉コイル１１Ａ，１２Ａ及び第二くし型閉コイル１１Ｂ，１２Ｂで形成される磁極のコイル面積Ｓ１，Ｓ２が互いに同等なレゾルバ１であれば、各コイルから発せられる信号強度を揃えることができるため、レゾルバ１の角度検出精度をさらに向上させることができる。

（３）上述したレゾルバ１は、励磁コイル１１，１２，２１，２２と検出コイル１３，２３とが、ロータ２とステータ３とに対向配置された変調波型レゾルバであって、二相励磁単相出力型である。そして、第一受信アンテナコイル１５の電圧の出力波形の位相変化に基づき回転角が求められるため、振幅変化に基づき回転角を求めるレゾルバのように出力波形の精度が限られることがなく、角度検出精度を高められる。

［Ｄ．第一変形例］
図１１は、第一実施形態の第一変形例に係るレゾルバのステータ３０を示す平面図である。本変形例に係るレゾルバのロータは図示を省略しているが、ロータ及びステータ３０には、上記の実施形態と同様、軸倍角がｎＸの励磁コイル３１，３２及び検出コイルを含む第一コイル群と、軸倍角が１Ｘの励磁コイル４１，４２及び検出コイルを含む第二コイル群とが設けられる。ステータ３０には、上記のステータ３と同様、第一励磁コイル３１，３２及び第二励磁コイル４１，４２と、第一受信アンテナコイル３５及び第二受信アンテナコイル４５とが設けられ、ロータには、上記のロータ２と同様、第一検出コイル及び第二検出コイルと、第一送信アンテナコイル及び第二送信アンテナコイルとが設けられる。本変形例に係るレゾルバにおいても、第一励磁コイル３１，３２及び第二励磁コイル４１，４２にはそれぞれ、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される。

第一正弦励磁コイル３１は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル３１Ａ，３１Ｂの正弦コイルパターンが基板の同一層（ここではおもて面）に配置される。第一余弦励磁コイル３２は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル３２Ａ，３２Ｂの余弦コイルパターンが基板の同一層（ここではおもて面）に配置される。ただし、本変形例では、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２が複数（図１１では四つずつ）設けられるとともに、各第一正弦励磁コイル３１及び各第一余弦励磁コイル３２が、ロータ及びステータ３０の対向面で周方向に交互に隣接配置される。さらに、各々の第一励磁コイル３１，３２及び第一検出コイルに含まれる磁極間の周方向の間隔（周方向の幅）は同一とされる。

このように、第一励磁コイル３１，３２を同一平面上に配置することで、第一励磁コイル３１，３２の各々に対する第一検出コイルの距離を均一にすることができ、信号強度を揃えることができるため、レゾルバの角度検出精度を向上させることができる。また、第一励磁コイル３１，３２及び第一検出コイルの磁極の幅（周方向の幅）を揃えることで、第一励磁コイル３１，３２側で生成された磁束を効率よく第一検出コイルに作用させることができる。つまり、第一検出コイルの誘起電圧や励磁電流を大きくすることができ、出力信号のピークを上昇させて、望ましい形状の信号波形を取得することが容易となる。したがって、簡素な構成で角度誤差を小さくすることができるとともに、回転角の検出性能を改善できる。

本変形例のレゾルバでは、第一くし型閉コイル３１Ａ，３２Ａ及び第二くし型閉コイル３１Ｂ，３２Ｂを含む一対のくし型閉コイル（正弦コイル，余弦コイル）の各円弧部３１ｄ，３１ｆ，３２ｄ，３２ｆが、円の一部が途切れた形状ではなく、中心角４０度程度の円弧形状とされる。図１１に示すレゾルバでは、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の各々が配置される領域（内円及び外円と回転中心Ｃを通る径方向に延びる二直線とで囲まれる領域）の形状が、円環を周方向に八等分した形状と部分円環形状となっている。言い換えると、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の各々は、対向面において部分円環領域に配置され、この領域内で互いに重ならないように隣接配置される。これにより、二組（正弦コイル，余弦コイル）のくし型閉コイル対を互いに同一層に配置できるため、第一励磁コイル３１，３２から第一検出コイルへと伝達される信号強度のばらつきを抑えることができ、検出性能を改善できる。

なお、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の個数は四つずつに限られないが、対向面を偶数個に等分した領域に交互に隣接配置されることが好ましい。この場合、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の数が同数となり、各コイルから発せられる信号強度を揃えることができるため、レゾルバの角度検出精度を向上させることができる。

図１１に示すステータ３０では、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２が、同一平面上において、回転中心Ｃに対して回転対称形状をなすように配索される。すなわち、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２を一組として四回の回転対称形状をなすように配置される。このように、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の各々が、励磁による磁束の向きが互いに相違する回転対称形状のコイルを同数含むことで、同相内でのコイル形状（くしの向き）による磁束差を平均化することができ、レゾルバの角度検出精度をさらに向上させることができる。

ここで、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２のペアの数（組数）について補足的に説明する。組数を一組または二組に設定した場合には、図１１中で第一励磁コイル３１，３２が配置される円環状の領域において、左半面と右半面とのバランスが悪くなりやすく、検出器としてのロバスト性が低下する。したがって、組数は好ましくは三組以上とされる。また、組数を奇数に設定した場合にも、左半面と右半面とで第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の各々の数が相違することになってしまう。したがって、より好ましくは組数が偶数とされる。ただし、組数を増加させすぎると、図１１中に示す第一励磁コイル３１，３２同士の隙間に多くのスペースを取られてしまい、特に小径のレゾルバでは不利となる。これらの点を考慮して、図１１に示す第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２の組数は、四組に設定されている。

なお、電気角の位相が同一となるような位置に、第一正弦励磁コイル３１及び第一余弦励磁コイル３２をずらして配置してもよい。例えば、回転対称となる位置から、電気角で３６０度分（すなわち１極対分の機械角）だけ周方向に相違する位置にこれらの第一励磁コイル３１，３２をずらして配置してもよい。このように、第一励磁コイル３１，３２の位置を周方向に、電気角でＮ周期分移動させる（具体的にいえば、電気角で一周期分や二周期分移動させる）ことで、第一励磁コイル３１，３２間の隙間を広げることができ、内周側からの引き出し線をその隙間に通して同一平面内で配索することが容易となる。すなわち、隙間が広い部分に隣接するコイルの一方の始端及び終端を他方のコイルの始端及び終端と同位相でＮ周期電気角がずれた位置に設けることで、第一励磁コイル３１，３２側に生じる磁束の分布を適正化することができ、適切な出力信号を第一検出コイル側に誘起させることができる。なお、隙間の寸法は、少なくとも電気角で１８０度分（すなわち０．５極対分の機械角であって、一つの磁極分）に相当する寸法以上に設定される。

［Ｅ．第二変形例］
図１２及び図１３は、第一実施形態の第二変形例に係るレゾルバのロータ２′及びステータ３０′をそれぞれ示す平面図である。本変形例のレゾルバは、軸倍角が１Ｘのコイルを使用する代わりに多極コイルを使用する点で、上記実施形態及び第一変形例とは異なる。

本変形例のロータ２′及びステータ３０′には、軸倍角がｎＸの第一励磁コイル３１′，３２′及び第一検出コイル３３′を含む第一コイル群と、軸倍角が（ｎ－１）Ｘの第二励磁コイル４１′，４２′及び第二検出コイル４３′を含む第二コイル群とが設けられる。なお、本変形例では、軸倍角を表すｎの値は３以上の自然数である。第一コイル群と第二コイル群とは、径方向に互いに異なる位置に設けられる。これにより、第一コイル群及び第二コイル群を同一平面内に配置でき、信号強度を揃えることができるため、角度検出精度を向上させることができる。なお、本変形例のレゾルバでは、第二コイル群が第一コイル群の径方向内側に配置されるため、逆の構成（第一コイル群が径方向内側の構成）と比較して、周方向の磁極寸法（磁極の幅）を確保でき、回転角の検出性能を改善できる。

図１２に示すように、ロータ２′には、第一検出コイル３３′及び第二検出コイル４３′と、第一送信アンテナコイル３４′及び第二送信アンテナコイル４４′とが設けられる。これら四種類のコイルはいずれも円環状であり、基板８′上において径方向外側からこの順に配置される。第一検出コイル３３′は、後述の第一正弦励磁コイル３１′，第一余弦励磁コイル３２′に対してロータ２′の軸方向に対向する位置に配置される。第一検出コイル３３′は、上記の第一検出コイル１３と同様、一対のくし型閉コイル３３Ａ′，３３Ｂ′のコイルパターンからなる。

また、本変形例のレゾルバでは、第二検出コイル４３′も、第一検出コイル３３′と同様に、一対のくし型閉コイル４３Ａ′，４３Ｂ′のコイルパターンからなる。第二検出コイル４３′は、後述の第二正弦励磁コイル４１′，第二余弦励磁コイル４２′に対してロータ２′の軸方向に対向する位置に配置される。ただし、第二コイル群が配置される領域の径方向寸法は、第一コイル群が配置される領域の径方向寸法よりも大きい。

図１３に示すように、ステータ３０′には、複数の第一励磁コイル３１′，３２′及び複数の第二励磁コイル４１′，４２′と、第一受信アンテナコイル３５′及び第二受信アンテナコイル４５′とが設けられる。これら四種類のコイルのうち励磁コイル３１′，３２′，４１′，４２′は環状であり、アンテナコイル３５′，４５′は円環状であり、基板７′上において径方向外側からこの順に配置される。本変形例に係るレゾルバにおいても、第一励磁コイル３１′，３２′及び第二励磁コイル４１′，４２′にはそれぞれ、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される。

第一正弦励磁コイル３１′は、第一変形例の第一正弦励磁コイル３１と同様、一対のくし型閉コイル３１Ａ′，３１Ｂ′のコイルパターンからなり、第一余弦励磁コイル３２′は、第一変形例の第一余弦励磁コイル３２と同様、一対のくし型閉コイル３２Ａ′，３２Ｂ′のコイルパターンからなる。また、本変形例では、第二正弦励磁コイル４１′も一対のくし型閉コイル４１Ａ′，４１Ｂ′のコイルパターンからなり、第二余弦励磁コイル４２′も一対のくし型閉コイル４２Ａ′，４２Ｂ′のコイルパターンからなる。

本変形例のステータ３０′では、上記の第一変形例のステータ３０のように、第一正弦励磁コイル３１′及び第一余弦励磁コイル３２′が、ロータ２′及びステータ３０′の対向面で周方向に交互に隣接配置されるとともに、第二正弦励磁コイル４１′及び第二余弦励磁コイル４２′も、同じ対向面で周方向に交互に隣接配置される。

本変形例のレゾルバでは、軸倍角が１Ｘ分だけ相違する二系統のコイルを経由して得られる交流信号を取得することができ、位相差の情報をロータ２′の絶対角に対して一対一に対応させることができる。したがって、バーニアの原理を利用して、簡素な構成で回転角の検出性能を改善できる。また、上記実施形態及び第一変形例と比較して、軸倍角が１Ｘのコイルを使用する代わりに多極コイルを使用するため、外来磁場の影響を受けにくくすることができる。これにより、磁気ノイズへの耐性を高めることができ、検出誤差の増大を防ぐことができる。

また、軸倍角がｎＸのコイルと１Ｘのコイルとを用いた場合と比較して、磁極サイズ差を小さくすることができ、磁界の強さの分布をほぼ均一にすることができる。なお、軸倍角がｎＸのコイルに適したエアギャップは、軸倍角が（ｎ－１）Ｘのコイルに適したエアギャップに近い値となる。したがって、第一コイル群のエアギャップと第二コイル群のエアギャップとを揃えることができ、磁界の強さの分布を容易に適正化できる。

なお、軸倍角がｎＸの第一励磁コイル３１′，３２′と、軸倍角が（ｎ－１）Ｘの第二励磁コイル４１′，４２′とを、上記実施形態のステータ３のように円環状に形成してもよい。言い換えると、軸倍角が１Ｘ分だけ相違する二系統のコイルを、実施形態のレゾルバ１に適用してもよい。この場合であっても、バーニアの原理を利用して、簡素な構成で回転角の検出性能を改善できる。

［２．第二実施形態］
図１４は第二実施例としてのレゾルバ７１の構造を示す模式図である。このレゾルバ７１は単相励磁二相出力型のレゾルバ７１であって、交流信号を入力するとともに振幅変調された信号から回転角を検出するインダクティブ型レゾルバ（インダクティブセンサ）である。レゾルバ７１は、ロータ７２（回転子）とステータ７３（固定子）と制御装置７４とを備える。ロータ７２は、ステータ７３に対して回転可能に軸支される円盤状の部材である。ステータ７３は、図示しないケーシングに対して固定される円盤状の部材である。ステータ７３には、励磁コイル８１，８６や検出コイル８２，８３，８７，８８が設けられる。一方、ロータ７２にはコイルが設けられず、導体８４，８９が設けられる。

制御装置７４は、ロータ７２のステータ７３に対する回転角を演算して出力するものである。制御装置７４には、励磁コイル８１，８６に供給される交流信号を生成する信号生成回路７５と、検出コイル８２，８３，８７，８８から返送される信号に基づき、回転角に対応する角度情報を出力する信号処理回路７６とが内蔵される。信号生成回路７５で生成された交流信号は、励磁コイル８１，８６に伝達され、ステータ７３に所定の磁場が形成される。これを受けて、ロータ７２の導体８４，８９の内部には渦電流が流れ、ステータ７３の磁場を打ち消す磁場（反磁界）が生成され、磁場を遮蔽する。そしてロータ７２の導体８４，８９の位置は回転角に応じて変化する。そのため、ステータ７３側の検出コイル８２，８３，８７，８８には、回転角に応じて振幅変調された信号が返送される。この信号は信号処理回路７６へと入力される。

図１４に示すレゾルバ７１のロータ７２およびステータ７３には、第一コイル群８０と第二コイル群８５とが設けられる。第一コイル群８０は、軸倍角がｎＸの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。これに対して、第二コイル群８５は、軸倍角が１Ｘの励磁コイルおよび検出コイルを含むコイル群である。第一コイル群８０および第二コイル群８５は、径方向に互いに異なる位置に設けられる。例えば、第二コイル群８５は、第一コイル群８０の径方向内側に配置される。なお、第二コイル群８５を第一コイル群８０の径方向外側に配置してもよい。

励磁コイル８１，８６（第一励磁コイル８１，第二励磁コイル８６）は、第一励磁コイル８１，第二励磁コイル８６の間に軸方向の磁界を生じさせるコイルである。ステータ７３と軸方向に対向するロータ７２側の導体８４，８９（第一導体８４，第二導体８９）は励磁コイル８１，８６の磁界を受け、内部に渦電流を生じて励磁コイル８１，８６の磁界を打ち消す反磁界を生じる。このため導体８４，８９は励磁コイル８１，８６の磁界の一部を遮蔽する。励磁コイル８１，８６には、例えば所定振幅の交流信号が入力される。励磁コイル８１，８６に入力される交流信号の振幅は、制御装置７４の指示により変更可能とされる。ここで、励磁コイル８１，８６に入力される交流信号の電圧値を「sinω_ct」と表現する。ω_ctは交流信号の角速度である。

検出コイル８２，８３，８７，８８は、励磁コイル８１，８６の磁界を検出する。軸方向に対向するロータ７２側の導体８４，８９はロータ７２の回転に伴って周方向に移動するため、導体８４，８９が励磁コイル８１，８６の磁界を遮蔽する部分はロータ角に応じて変化する。したがって、検出コイル８２，８３，８７，８８が検出する磁界もロータ角に応じて変化する。

第一コイル群８０の検出コイル８２，８３には、第一正弦検出コイル８２と第一余弦検出コイル８３とが含まれる。同様に、第二コイル群８５の検出コイル８７，８８には、第二正弦検出コイル８７と第二余弦検出コイル８８とが含まれる。第一正弦検出コイル８２及び第二正弦検出コイル８７はロータ角の正弦を検出し、第一余弦検出コイル８３及び第二余弦検出コイル８８はロータ角の余弦を検出する。

ここで、ロータ角をθとおけば、軸倍角がｎＸである第一正弦検出コイル８２で得られる交流信号の電圧値は「sin(ｎθ)・sinω_ct」と表現され、第一余弦検出コイル８３で得られる交流信号の電圧値は「cos(ｎθ)・sinω_ct」と表現される。同様に、軸倍角が１Ｘである第二正弦検出コイル８７で得られる交流信号の電圧値は「sinθ・sinω_ct」と表現され、第二余弦検出コイル８８で得られる交流信号の電圧値は「cosθ・sinω_ct」と表現される。このように、ロータ角θの変化に応じて検出コイル８２，８３，８７，８８の各々で得られる変調波の振幅が変化するため、これらの振幅に基づいてロータ角θを特定可能である。検出コイル８２，８３，８７，８８の各々で検出された信号は、制御装置７４に入力される。

図１５は、ロータ７２に設けられる導体８４，８９のレイアウト例を示す図である。導体８４，８９は、ロータ７２の回転角に応じて、励磁コイル８１，８６で生じた磁場の影響を受ける面積が変化する形状に形成される。具体的には、円環を周方向に多分割するとともに、その多分割された円盤片を周方向に沿って交互に削除したような形状（一つ飛ばしで円盤片を取り除くことによって、残った円盤片も一つ飛ばしで配置される形状）に形成される。図１５に示す第一導体８４は、軸倍角が３２Xである場合のレイアウト例である。この第一導体８４は、周方向に６４等分された円環を交互に取り除いたレイアウトを有し、樹脂板上において合計３２箇所に分散配置されている。また、図１５に示す第二導体８９は、軸倍角が１Ｘであるため、周方向に２等分された半円環形状となっている。なお、各導体８４，８９の形状は、図１５に示すような「塗りつぶし状」でなくてもよく、例えば「外周のみを囲った閉じた環形状」であってもよい。

図１６は、ステータ７３に設けられる第一励磁コイル８１，第一正弦検出コイル８２，第一余弦検出コイル８３，第二励磁コイル８６，第二正弦検出コイル８７，第二余弦検出コイル８８のレイアウト例を示す図である。ここでは、第一励磁コイル８１が、円盤状をなすロータ７２との対向面において外周側を複数回にわたって周回する形状に配索されている。一方、第二励磁コイル８６は、この対向面において回転軸Ｃに近い内周側を複数回にわたって周回する形状に配索されている。これらの励磁コイル８１，８６は、それぞれが第一コイル群８０，第二コイル群８５に専用のコイルというわけではなく、合わせて一つの励磁用コイルとして機能している。第一励磁コイル８１よりも外側の領域と第二励磁コイル８６よりも内側の領域では、互いに打ち消し合うような磁場が形成される。一方、第一励磁コイル８１の内側かつ第二励磁コイル８６の外側の領域では、互いに強め合うような磁場が形成される。このように、二つの励磁コイル８１，８６によって生成される磁場が、第一コイル群８０，第二コイル群８５の双方で利用される。また、第一コイル群８０の検出コイル８２，８３は、第一励磁コイル８１と第二励磁コイル８６とに囲まれた円環状の領域のうち外周側に配置されている。一方、第二コイル群８５の検出コイル８７，８８は、この円環状の領域のうち内周側に配置されている。

図１６に示すように、第一正弦検出コイル８２及び第一余弦検出コイル８３は、ロータ７２に対するステータ７３の対向面において、基板７″のおもて面及び裏面のそれぞれに配置されている。このレイアウトは、図３における第一正弦励磁コイル１１及び第一余弦励磁コイル１２のレイアウトに対応しており、第一正弦検出コイル８３及び第一余弦コイル８４はそれぞれ一対のくし型閉コイルから構成される。

第一正弦検出コイル８２は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル８２Ａ，８２Ｂの正弦コイルパターンが基板７″の同一層（ここではおもて面）に配置される。第一余弦検出コイル８３は、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイル８３Ａ，８３Ｂの余弦コイルパターンが基板７″の同一層（ここでは裏面）に配置される。くし型閉コイル対８２Ａ及び８２Ｂ，８３Ａ及び８３Ｂは、第一実施形態と同様、一方向に延びる部分に凸形状を足し合わせたような櫛形状を二つ組み合わせて構成される。なお、正弦コイルパターンと余弦コイルパターンをなすくし型閉コイル対８２Ａ及び８２Ｂ，８３Ａ及び８３Ｂは、位相が互いにずれていることを除いて同様の形状である。

第一くし型閉コイル８２Ａ，８３Ａはいずれも、外円に沿う円弧部と、当該各円弧部に沿った円弧から内円側の円弧に向かって延びる第一凸部とを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第二くし型閉コイル８２Ｂ，８３Ｂはいずれも、内円に沿う円弧部と、当該各円弧部に沿った円弧から外円側の円弧に向かって延びる第二凸部とを組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる。第一実施形態と同様、第一くし型閉コイル８２Ａ及び第二くし型閉コイル８２Ｂで形成される磁極のコイル面積は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。

図１６に示すように、第二正弦検出コイル８７，第二余弦検出コイル８８は、ロータ７２の回転角に応じて巻き数が変化するように形成される。回転角と巻き数との関係は、例えば正弦波における角度と振幅との関係に対応するように設定される。また、第二正弦検出コイル８７の巻き数が最大となる回転角の位相は、第二余弦検出コイル８８の巻き数が最大となる回転角の位相に対して９０度相違するように設定される。

第二実施形態のレゾルバ７１では、図１６に示すように、一対のくし型閉コイル８２Ａ及び８２Ｂ，８３Ａ及び８３Ｂのコイルパターンによって正弦コイル（本実施形態では第一正弦検出コイル８２）及び余弦コイル（本実施形態では第一余弦検出コイル８３）が形成されるため、基板７″の同一層で正弦コイル８２を完結でき、同様に、基板７″の同一層で余弦コイル８３を完結できる。このため、第一実施形態と同様、製造における積層ズレを低減できるためコイルパターンを高精度に形成できる。さらに、ロータ７２側の第一導体８４に対する検出コイル８２，８３の軸方向距離（エアギャップ）が、各くし型閉コイル対において同一となる。したがって、第一実施形態と同様、レゾルバ７１の角度検出精度を高めることができる。

なお、本実施形態のレゾルバ７１においても、第一実施形態の第一変形例及び第二変形例で説明した変形例を採用可能である。すなわち、上記の第一変形例のレイアウトに対応するように、第一正弦検出コイル及び第一余弦検出コイルを複数（例えば図１１のように四つずつ）設けるとともに、各第一正弦検出コイル及び各第一余弦検出コイルを、ロータ及びステータの対向面で周方向に交互に隣接配置してもよい。また、上記の第二変形例のように、第二正弦検出コイル８７，第二余弦検出コイル８８を多極コイルとしてもよい。

［３．その他］
上述した各レゾルバの構成は一例であって、上述したものに限られない。上記の実施形態及び各変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はなく、上記の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。
上記の各実施形態及び各変形例で例示したくし型閉コイルの形状は一例であり、具体的なコイル形状はこれに限定されない。例えば、一対のくし型閉コイルが一筆書きとなるように導体を配索してもよい。

また、例えば、図９（ｃ）に示すように、導体の太さを部分的に変更してもよい。このような構成により、簡素な構成でコイル面積を容易に調節することができる。また、上記の実施形態では、導体が各磁極の周囲を一回周回する形状のコイルを例示したが、導体を複数回周回させた形状のコイルを使用してもよい。図１０に示すステータ３′は、導体が各磁極の周囲を二回周回する形状（二重巻き）の正弦励磁コイル１１′及び余弦励磁コイル１２′を有し、図９（ｂ）と同様に、磁極のコイル面積が同等になるように各コイル１１′，１２′の円弧部が凸状に湾曲している。導体の周回回数を増加させることで、磁束密度を増加させることができ、回転角の検出性能を改善することができる。なお、第二実施形態のレゾルバ７１においても同様に、導体の太さを部分的に変更してもよいし、導体を複数回周回させた形状のコイルを使用してもよい。

また、上記の第一実施形態のステータ３では、基板７のおもて面と裏面のそれぞれにステータ片３－１，３－２が設けられているが、二枚の基板７のそれぞれに正弦コイルパターン及び余弦コイルパターンを形成し、二枚の基板７を重ね合わせる（積層する）ことで一つのステータ３を構成してもよい。

上記の第一実施形態及びその変形例では二相励磁単相出力型のレゾルバを例示したが、単相励磁二相出力型のレゾルバに同様の構成を適用してもよい。この場合、ロータ側に設けられる一相の励磁コイルから発せられる磁束、ステータ側の正弦コイル及び余弦コイルで検出することとなる。また、二相励磁二相出力型のレゾルバに同様の構成を適用してもよい。この場合、ロータ側に設けられる検出コイルとステータ側に設けられる励磁コイルがいずれも、正弦コイル及び余弦コイルとなる。

１，７１ レゾルバ
２，２′，７２ ロータ（回転子）
２Ａ コア
３，３′，３０，３０′，７３ ステータ（固定子）
３Ａ コア
６，７６ 信号処理回路
７，７′，７″ 基板
８，８′，８″ 基板
１０ 第一コイル群
１１，１１′，３１，３１′ 第一正弦励磁コイル（励磁コイル，正弦コイル）
１１Ａ，３１Ａ，３１Ａ′ 第一くし型閉コイル
１１Ｂ，３１Ｂ，３１Ｂ′ 第二くし型閉コイル
１１Ｃ 接続部
１１ｄ，１１ｄ′，１１ｄ″，３１ｄ 円弧部
１１ｅ 第一凸部
１１ｆ，１１ｆ′，１１ｆ″，３１ｆ 円弧部
１１ｇ 第二凸部
１２，１２′，３２，３２′ 第一余弦励磁コイル（励磁コイル，余弦コイル）
１２Ａ，３２Ａ，３２Ａ′ 第一くし型閉コイル
１２Ｂ，３２Ｂ，３２Ｂ′ 第二くし型閉コイル
１２Ｃ 接続部
１２ｄ 円弧部
１２ｅ 第一凸部
１２ｆ 円弧部
１２ｇ 第二凸部
１３，３３′ 第一検出コイル（検出コイル）
１４，３４′ 第一送信アンテナコイル（アンテナコイル）
１５，３５′ 第一受信アンテナコイル（アンテナコイル）
８０ 第一コイル群
８１ 第一励磁コイル
８２ 第一正弦検出コイル（検出コイル，正弦コイル）
８２Ａ 第一くし型閉コイル
８２Ｂ 第二くし型閉コイル
８３ 第一余弦検出コイル（検出コイル，余弦コイル）
８３Ａ 第一くし型閉コイル
８３Ｂ 第二くし型閉コイル
８４ 第一導体
８５ 第二コイル群
８６ 第二励磁コイル
８７ 第二正弦検出コイル
８８ 第二余弦検出コイル
８９ 第二導体
Ｃ 回転中心

Claims (8)

1. ロータのステータに対する回転角を検出するレゾルバであって、
   前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された励磁コイルと、
   前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された検出コイルと、
   前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか一方は、電気角の位相が互いに９０度相違する交流信号が入力される正弦コイル及び余弦コイルであり、
   前記正弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの正弦コイルパターンが前記基板の同一層に配置され、
   前記余弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの余弦コイルパターンが前記基板の同一層に配置されており、
   各々の前記一対のくし型閉コイルは、
   前記ロータの回転中心を中心とした外円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から前記回転中心を中心とし前記外円の径方向内側に位置する内円側の円弧に向かって延びる第一凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる第一くし型閉コイルと、
   前記内円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から前記外円側の円弧に向かって延びる第二凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる第二くし型閉コイルと、を有する
   ことを特徴とする、レゾルバ。
2. 前記第一くし型閉コイル及び前記第二くし型閉コイルで形成される磁極のコイル面積が互いに同等である
   ことを特徴とする、請求項１記載のレゾルバ。
3. 前記正弦コイル及び前記余弦コイルは、一枚の基板の同一面に配置される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のレゾルバ。
4. 前記正弦コイル及び前記余弦コイルは、一枚の基板の反対面に配置される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のレゾルバ。
5. 前記励磁コイルと前記検出コイルとが、前記ロータと前記ステータとに対向配置される変調波型レゾルバである
   ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のレゾルバ。
6. 前記レゾルバは、二相励磁単相出力型である
   ことを特徴とする、請求項５記載のレゾルバ。
7. 前記回転角を演算して出力する信号処理回路を備え、
   前記ロータ及び前記ステータはいずれも、前記基板に設けられたシート状のアンテナコイルを有し、
   前記信号処理回路は、前記ステータ側に設けられた前記アンテナコイルの電圧の出力波形の位相変化に基づいて前記回転角を求める
   ことを特徴とする、請求項６記載のレゾルバ。
8. 前記励磁コイルおよび前記検出コイルが、ともに前記ステータに設けられるとともに、
   前記ロータが、前記回転角に応じた大きさで前記励磁コイルの磁界を打ち消す方向に反磁界を生成する導体を有するインダクティブ型レゾルバである
   ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のレゾルバ。

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