JP2000316266A - 可変磁気抵抗型位置検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの磁極位置を検出し、かつ、位置制御
および速度制御用としての高い検出分解能を得る。 【解決手段】 半径が機械的角度の関数として１回転に
つきＰ回周期的に変化する第１の回転子部１３と、回転
子部１３に対向配置され、それぞれに巻線が巻回された
４ａ個の固定子磁極を有する第１の固定子１１とにより
構成された第１の位置検出部１０と、半径が機械的角度
の関数として１回転につきＺ回周期的に変化する第２の
回転子部２３と、回転子部２３に対向配置され、それぞ
れに巻線が巻回された４ａ個の固定子磁極２１を有する
第２の固定子とにより構成された第２の位置検出部２０
とを備え、第１および第２の位置検出部１０，２０を、
回転軸４を共有するように、かつ、第１の固定子１１の
固定子磁極と第２の固定子２１の固定子磁極が互いに軸
方向に重ならないように配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型モータ
のモータ軸の角度検出に利用される可変磁気抵抗型位置
検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２５は、この種の可変磁気抵抗型位置
検出器の１つである可変磁気抵抗型レゾルバの従来例を
示している。このレゾルバの回転子鉄心３は、その中心
Ｏ’がモータ回転軸４の中心Ｏに対してδだけ偏心して
いる。したがって、モータ回転軸４の中心Ｏを基点とす
る回転子鉄心３の半径は、機械的角度の関数として１回
転につき１回周期的に変化することになる。

【０００３】固定子１は、等分に配置された４つの磁極
Ｐ１ないしＰ４を有し、該各磁極Ｐ１ないしＰ４に励磁
巻線Ｗ１０ないしＷ４０をそれぞれ巻回するとともに、
検出巻線Ｗ１ないしＷ４をそれぞれ巻回してある。図２
６に示すように、励磁巻線Ｗ１０ないしＷ４０は、極性
が交互に反転する態様で交流励磁電源５（その出力ｅ
は、ｅ＝Ｅｍ・ｓｉｎωｔ）の一端と他端間に直列に結
線され、また、検出巻線Ｗ１，Ｗ３相互および検出巻線
Ｗ２，Ｗ４相互もそれぞれ図示のように直列に結線され
ている。

【０００４】検出巻線Ｗ１，Ｗ３および検出巻線Ｗ２，
Ｗ４は、回転子鉄心３の回転角度θに応じて正弦波ある
いは余弦波に振幅変調された下記の信号電圧Ｖａおよび
Ｖｂをそれぞれ出力する。 Ｖａ＝Ｋ・Ｅｍ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ Ｖｂ＝Ｋ・Ｅｍ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ ただし、ＥｍおよびＫは定数

【０００５】次に、上記出力信号電圧Ｖａ，Ｖｂを回転
角度θに変換するための原理を図２７を参照して説明す
る。原理的には、Ｖｂ／Ｖａ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔ
ａｎθであるから、回転角度θは（Ｖｂ／Ｖａ）のアー
クタンジェントを計算することにより求められることに
なる。

【０００６】しかし、実際には信号電圧Ｖａ，Ｖｂの瞬
時値をそのまま計算に用いない。すなわち、上記信号電
圧Ｖａ，Ｖｂを同期検波部５０で同期検波して励磁周波
数成分を除去した信号電圧Ｖａ’＝Ｋ’・ｃｏｓθ，Ｖ
ｂ’＝Ｋ’・ｓｉｎθに変換し、これらの信号電圧Ｖ
ａ’，Ｖｂ’をＡ／Ｄ変換部５１を介して演算部５２に
入力する。そして、演算部５２で（Ｖａ’／Ｖｂ’）の
アークタンジェントを求める計算を実行して電気角θｅ
を得る。前記回転子鉄心３の実際の回転角度θｍは、電
気角θｅを軸倍角で割算することにより求められる。図
２５に示した従来例の軸倍角は１Ｘであるため、θｍ＝
θｅとなる。図２８は、実角度θｍと電気角θｅとの関
係を示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】軸倍角が１Ｘの上記可
変磁気抵抗型レゾルバは、モータ軸４の実回転角度θｍ
と検出角度θｅが一対一で対応しているため、永久磁石
型モータを駆動するための回転子磁極位置の検出と、位
置決め制御等を行うためのモータ軸４の角度検出の双方
が可能であるという利点がある。

【０００８】しかし反面、このレゾルバは、その出力の
高調波成分の影響や、回転角度θｍに対する検出角度θ
ｅの変化量が小さいことなどに起因した問題を生じる。
すなわち、位置決め制御用としての高分解能な角度検出
が難しい。また、回転速度を得る場合、単位時間あたり
の位置（角度）の変化量を演算することになるので、高
い精度の速度を得ることが難しく、かつ、複雑な演算手
段を必要とする。

【０００９】なお、軸倍角の異なる２種類のレゾルバを
使用し、一方のレゾルバでモータ回転子の磁極位置を検
出し、他方のレゾルバで高分解能な角度検出を行うとい
う方法も考えられるが、この方法には以下のような問題
点がある。すなわち、上記２種類のレゾルバ製造するに
は、通常、それぞれ専用の固定子金型および回転子金型
を必要とする。したがって、上記方法はその実施コスト
が高くなる。

【００１０】また、上記２種のレゾルバを軸方向に重ね
て配置する場合には、位置検出部部の全長が長くなり、
また、同心円状に構成する場合には、構造が複雑になる
などの問題を生じる。さらに、従来のレゾルバには次の
ような問題点がある。すなわち、３相モータと組合せた
場合には、該モータの励磁切換え信号を生成するため
に、前記検出角度θｅのデータに基づいてメモリから３
相の電流指令値を引出す必要がある。このため、励磁切
換回路または電流指令回路の構成が複雑になる。

【００１１】本発明は、かかる状況に鑑みてなされたも
のであり、適用するモータの磁極位置を検出することが
できるとともに、位置制御および速度制御用としての高
い検出分解能を得ることが可能な可変磁気抵抗型位置検
出器を提供することを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、半径が機
械的角度の関数として１回転につきＰ回周期的に変化す
る第１の回転子部と、該回転子部に対向配置され、それ
ぞれに巻線が巻回された４ａ個の固定子磁極を有する第
１の固定子とにより構成された第１の位置検出部と、半
径が機械的角度の関数として１回転につきＺ回周期的に
変化する第２の回転子部と、該回転子部に対向配置さ
れ、それぞれに巻線が巻回された４ａ個の固定子磁極を
有する第２の固定子とにより構成された第２の位置検出
部とを備え、前記第１および第２の位置検出部を、回転
軸を共有するように、かつ、前記第１の固定子の固定子
磁極と前記第２の固定子の固定子磁極が互いに軸方向に
重ならないように配置し、前記数値Ｐ，ａおよびＺを以
下のように設定している。 Ｐ： １以上の整数 ａ： Ｐ＝１のときにａ＝１を満足し、Ｐ≠１のときに
ａ≦Ｐ／２を満足する整数 Ｚ： 下式を満足する Ｚ＝（４ｎ±１）Ｐ ただし、ｎは１以上の整数 第２の発明は、第１の発明において、 前記第１、第２の
固定子に設けられた前記４ａ個の固定子磁極は、円周方
向の配列位置が互いに同一であって、環状の固定子ヨー
ク部を等角度ピッチでＮ分割した位置の内の４ａ個の位
置から内側に放射状に突出し、前記第１、第２の固定子
は、前記相互の固定子磁極の重なりを防止するため、一
方を他方に対しθｐ度回転させて配置し、前記数値Ｎ，
角度θｐを以下のように設定している。 Ｎ： Ｐ＝１のときＮ＝４×２＝８ Ｐ≠１のときＮ＝４Ｐ θｐ： Ｐ＝１のときθｐ＝（３６０／８）度 Ｐ≠１のときθｐ＝（３６０／Ｐ）度 第３の発明は、第１の発明に係る可変磁気抵抗型位置検
出器を回転子に永久磁石を有する極対数Ｐの永久磁石型
モータに備え付け、前記第１の位置検出部の検出信号を
前記モータの回転子磁極位置を検出するために使用して
いる。第４の発明は、半径が機械的角度の関数として１
回転につきＰ回周期的に変化する第１の回転子部と、該
回転子部に対向配置され、それぞれに巻線が巻回された
６ａ個の固定子磁極を有する第１の固定子とにより構成
された第１の位置検出部と、半径が機械的角度の関数と
して１回転につきＺ回周期的に変化する第２の回転子部
と、該回転子部に対向配置され、それぞれに巻線が巻回
された６ａ個の固定子磁極を有する第２の固定子とによ
り構成された第２の位置検出部とを備え、前記第１およ
び第２の位置検出部を、回転軸を共有するように、か
つ、前記第１の固定子の固定子磁極と前記第２の固定子
の固定子磁極が互いに軸方向に重ならないように配置
し、前記数値Ｐ，ａおよびＺを以下のように設定してい
る。 Ｐ： １以上の整数 ａ： Ｐ＝１のときにａ＝１を満足し、Ｐ≠１のときに
ａ≦Ｐ／２を満足する整数 Ｚ： 下式を満足する Ｚ＝（６ｎ±１）Ｐ ただし、ｎは１以上の整数 第５の発明は、第４の発明において、前記第１、第２の
固定子に設けられた前記６ａ個の固定子磁極は、円周方
向の配列位置が互いに同一であって、環状の固定子ヨー
ク部を等角度ピッチでＮ分割した位置の内の６ａ個の位
置から内側に放射状に突出し、前記第１、第２の固定子
は、前記相互の固定子磁極の重なりを防止するため、一
方を他方に対しθｐ度回転させて配置し、前記数値Ｎ，
角度θｐを以下のように設定している。 Ｎ： Ｐ＝１のときＮ＝６×２＝１２ Ｐ≠１のときＮ＝６Ｐ θｐ： Ｐ＝１のときθｐ＝（３６０／１２）度 Ｐ≠１のときθｐ＝（３６０／Ｐ）度 第６の発明は、第４の発明に係る可変磁気抵抗型位置検
出器を回転子に永久磁石を有する極対数Ｐの３相永久磁
石型モータに備え付け、前記第１の位置検出部の検出信
号を前記モータの回転子磁極位置を検出するために使用
している。第７の発明は、第１または第４の発明におい
て、少なくとも前記第２の固定子の固定子磁極内周面
に、前記第２の回転子部のＺ個の歯に対応した歯ピッチ
の固定子小歯を形成している。第８の発明は、第１また
は第４の発明において、前記第１、第２の固定子が、固
定子ヨーク部を一体化または共有した構成を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の可
変磁気低抗型位置検出部の好適な実施の形態について詳
細に説明する。

【００１４】（第１実施例）図１は、レゾルバとしての
機能をもつ本発明の可変磁気抵抗型位置検出器の第１実
施例を示す縦断面図である。また、図２および図３は、
それぞれ図１のＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’断面図である。
この実施例において、回転子３０は、第１の回転子部で
ある回転子鉄心１３と第２の回転子部である回転子鉄心
２３とを回転軸４を共有する態様で軸方向に配置した構
成を持つ。回転子鉄心１３は、平面が楕円形状であるの
で実質的に２個の歯部１３ａ（長径に沿った２個の凸
部）を有し、したがって、１回転する間に半径が機械的
角度の関数として２回だけ周期的に変化する。つまり、
１回転における上記半径の周期的変化回数をＰ（１以上
の整数）とすると、この回転子鉄心１３ではＰ＝２であ
る。

【００１５】固定子１１は、環状の固定子ヨーク部７
と、このヨーク部７の内側に向って放射状に突出した４
個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６と、該各固定子
磁極にそれぞれ巻回された検出巻線Ｗ１，Ｗ３，Ｗ４，
Ｗ６とを備えている。この固定子１１は、回転子鉄心１
３の周囲に空隙を介して対向配置され、該回転子鉄心１
３と共に軸倍角２Ｘの第１の位置検出部１０を構成す
る。なお、固定子１１に設けられた上記各固定子磁極お
よび検出巻線は、図１に示す固定子磁極部１２を構成し
ている。

【００１６】回転子鉄心２３は、外周面に５０個の歯２
３ａを形成してある。したがって、１回転する間にその
半径が機械的角度の関数として５０回周期的に変化する
ことになる。つまり、外周面に歯２３ａを有したこの回
転子鉄心２３の１回転における半径の周期的変化回数を
Ｚとすると、この回数ＺはＺ＝５０となる。なお、上記
回数Ｚ、つまり上記歯２３ａの数は、以下の関係を満た
すように設定される。 Ｚ＝（４ｎ±１）Ｐ ・・・（１） ただし、ｎは１以上の整数 上記の例では、Ｐ＝２であるので、ｎをｎ＝６としてＺ
＝（４×６＋１）×２＝５０に設定してある。

【００１７】一方、固定子２１は、環状の固定子ヨーク
部８と、このヨーク部８の内側に向かって放射状に突出
した４個の固定子磁極Ｐ２，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ８と、該各
固定子磁極にそれぞれ巻回された検出巻線Ｗ２，Ｗ５，
Ｗ７，Ｗ８とを備えている。この固定子２１は、上記回
転子鉄心２３の周囲に空隙を介して対向配置され、該回
転子鉄心２３と共に軸倍角５０Ｘの第２の位置検出部２
０を構成する。なお、固定子２１に設けられた上記各固
定子磁極および検出巻線は、図１に示す固定子磁極部２
２を構成している。また、上記固定子１１、２１は、そ
れぞれのヨーク部７，８が一体接合する態様で軸方向に
配列している。

【００１８】上記固定子磁極Ｐ１ないしＰ８は、固定子
１１，１２を等角度ピッチで分割するライン上に位置し
ている。いま、この等角度分割数をＮとした場合、この
分割数Ｎは以下の関係を満たすように設定される。 Ｐ＝１のときにＮ＝４×２＝８ ・・・（２） Ｐ≠１のときにＮ＝４Ｐ ・・・（３） 上記の例では、Ｐ＝２であるので、（３）式の関係に基
づいてＮ＝８に設定されている。つまり、上記等分割ラ
インのなす角度が４５度に設定されている。

【００１９】一方、固定子磁極部１２，２２における固
定子磁極の形成個数は、それぞれ上記分割数Ｎの内の４
ａ個に設定される。ここで、ａは下記の関係により与え
られる数値である。 Ｐ＝１のときにａ＝１ ・・・（４） Ｐ≠１のときにａ≦Ｐ／２ ・・・（５） 上記の例では、Ｐ＝２であるので、（５）式の関係に基
づいてａ＝１と決定され、この結果、固定子磁極部１
２，２２における固定子磁極の形成個数はそれぞれ４個
である。

【００２０】固定子１１，２１における各磁極の円周方
向の配列態様は、図２、図３に示すように同一である。
そして、固定子１１における磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４およ
びＰ６と、固定子２１における磁極Ｐ２，Ｐ５，Ｐ７お
よびＰ８とは、固定子１１，２１を回転軸４を中心とし
て相対的に３６０／２＝１８０度回転させた位置関係に
ある。

【００２１】いま、固定子１１，２１の相対回転角をθ
ｐとすると、この回転角θｐは以下の関係を満たすよう
に設定される。 Ｐ＝１のときにθｐ＝３６０／８度 ・・・（６） Ｐ≠１のときにθｐ＝３６０／Ｐ度 ・・・（７） 上記例では、Ｐ＝２であるから（７）式に基づいて上記
相対回転角がθｐ＝１８０度に設定されている。要する
に、固定子磁極部１２，２２に形成された合計８個の固
定子磁極Ｐ１ないしＰ８は、円周方向に等ピッチで順番
に配置され、かつ、互いに軸方向に重ならないように配
置されている。

【００２２】上記各固定子磁極Ｐ１ないしＰ８の内周面
には、回転子鉄心２３の歯２３ａに対応した小歯６がそ
れぞれ３個形成されている。固定子１１の磁極Ｐ１，Ｐ
３，Ｐ４，Ｐ６には小歯６を形成する必要がないが、こ
の実施例では、固定子１１，２１を同一の固定子鉄板を
使用して構成しているため、固定子１１の磁極Ｐ１，Ｐ
３，Ｐ４，Ｐ６にも小歯６が形成されている。

【００２３】固定子１１を小歯６の無い固定子鉄板で構
成する場合には、固定子１１用の固定子鉄板と固定子２
１用の固定子鉄板とを製造する必要があるが、これらの
鉄板は同一の固定子鉄板製造用金型を使用して製造する
ことができる。すなわち、固定子鉄板製造用金型の固定
子内径部打抜きステージのパンチを切換える鉄板製造方
法を採用すれば、この金型によって上記２種の固定子鉄
板を製造することができる。

【００２４】上記各検出巻線Ｗ１ないしＷ８は、図４に
示すように結線されている。すなわち、巻線Ｗ１，Ｗ３
相互、巻線Ｗ４，Ｗ６相互、巻線Ｗ５，Ｗ７相互および
巻線Ｗ８，Ｗ２相互をそれぞれ直列接続し、これらを端
子Ｔ１，Ｔ２間に並列に接続してある。端子Ｔ１，Ｔ２
間には、交流励磁電源５Ａ，５Ｂ（出力ｅはｅ＝Ｅｍ・
ｓｉｎωｔ）が直列に接続されている。そして、これら
の交流励磁電源５Ａ，５Ｂが共通接続された端子Ｔ３は
接地されている。なお、この実施例では、検出巻線Ｗ１
ないしＷ８に励磁巻線としての機能も持たせているが、
前記従来例の場合と同様に、１つの固定子磁極に励磁巻
線と検出巻線の双方を巻回することも当然可能である。

【００２５】固定子１１の磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６
と回転子鉄心１３の歯部（凸部）１３ａとの位置関係
は、回転子鉄心１３の歯ピッチ（回転子半径の変化の１
周期）を基準にすると、以下のようになる。すなわち、
図２に示すように、磁極Ｐ１では、回転子鉄心１３の歯
部１３ａとちょうど対向しているため、ずれピッチがゼ
ロとなる。また、磁極Ｐ３ではずれピッチが（２／
４）、磁極Ｐ４ではずれピッチが（３／４）、磁極Ｐ６
ではずれピッチが（１／４）となる。

【００２６】一方、図３に示す回転子鉄心２３の歯２３
ａの数は、前記（１）式の関係を満足するように設定さ
れている。したがって、固定子磁極Ｐ２，Ｐ５，Ｐ７お
よびＰ８に形成された各小歯６と回転子歯２３ａとの位
置関係は、回転子歯２３ａの歯ピッチを基準にすると、
以下のようになる。すなわち、磁極Ｐ５ではずれピッチ
がゼロ、磁極Ｐ７ではずれピッチが（２／４）、磁極Ｐ
８ではずれピッチが（３／４）、磁極Ｐ２ではずれピッ
チが（１／２）となる。

【００２７】上述した固定子１１，１２の磁極と回転子
１３，２３の歯との位置関係から、各検出巻線Ｗ１ない
しＷ８の自己インダクタンスＬ１ないしＬ８は以下のよ
うに表わされる。 Ｌ１＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ）＋Ｌda ・・・（８） Ｌ３＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ＋π）＋Ｌda ・・・（９） Ｌ４＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ＋π／２）＋Ｌda ・・・（10） Ｌ６＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ−π／２）＋Ｌda ・・・（11） Ｌ５＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ）＋Ｌdb ・・・（12） Ｌ７＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ＋π）＋Ｌdb ・・・（13） Ｌ８＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ＋π／２）＋Ｌdb ・・・（14） Ｌ２＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ−π／２）＋Ｌdb ・・・（15） ただし、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌda，Ｌdb：定数 θｍ：回転子３０の基準位置か らの回転角度（機械角）

【００２８】図５は、上記自己インダクタンスＬ１，Ｌ
３，Ｌ４およびＬ６の変化の様子を示している。自己イ
ンダクタンスＬ５，Ｌ７，Ｌ８およびＬ２も同様の態様
で変化するが、その変化は、図５においてＬ１をＬ５
に、Ｌ３をＬ７に、Ｌ４をＬ８に、Ｌ６をＬ２に、Ｌａ
をＬｂに、ＬdaをＬdbに、１８０°を７．２°にそれぞ
れ置き換えたものとなる。

【００２９】図４の出力端子Ｔ４，Ｔ５に現れる出力信
号電圧Ｖ１，Ｖ２ならびに出力端子Ｔ６，Ｔ７に現れる
出力信号電圧Ｖ３，Ｖ４は、上式（８）ないし（15）に
基づいて以下のように表わされる。 Ｖ１＝Ｋａ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（２θｍ） ・・・（16） Ｖ２＝Ｋａ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（２θｍ） ・・・（17） Ｖ３＝Ｋｂ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（５０θｍ） ・・・（18） Ｖ４＝Ｋｂ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（５０θｍ） ・・・（19） ただし、Ｋａ，Ｋｂ：定数

【００３０】上式（16）ないし（19）から明らかなよう
に、この第１実施例に係る可変磁気抵抗型位置検出器
は、可変磁気抵抗型レゾルバとしての機能を持つ。上記
出力信号電圧Ｖ１，Ｖ２およびＶ３，Ｖ４は、図６に示
した信号処理手段によって処理される。すなわち、信号
電圧Ｖ１，Ｖ２およびＶ３，Ｖ４を同期検波部６０でそ
れぞれ同期検波して、励磁周波数成分を除去した信号電
圧Ｖ１’＝Ｋａ’・ｃｏｓ（２θｍ），Ｖ２’＝Ｋａ’
・ｓｉｎ（２θｍ）およびＶ３’＝Ｋｂ’・ｃｏｓ（５
０θｍ），Ｖ４’＝Ｋｂ’・ｓｉｎ（５０θｍ）に変換
し、これらをＡ／Ｄ変換部６１を介して演算部６２に入
力する。

【００３１】演算部６２においては、（Ｖ１’／Ｖ
２’）および（Ｖ３’／Ｖ４’）のアークタンジェント
を求める計算が実行され、これによって、電気角θａお
よび電気角θｂが得られる。そして、下式（20）に示す
ように、上記電気角θａおよびθｂを対応する軸倍角２
（Ｐ＝２）および５０（Ｚ＝５０）で除すことにより機
械角θｍを得ることができる。 θｍ＝θａ／２ ・・・（20） θｍ＝θｂ／５０ ・・・（21） 図７（ａ）は電気角θａと機械角θｍとの関係を示し、
また、図７（ｂ）は電気角θｂと機械角θｍとの関係を
示している。

【００３２】ここで、レゾルバとして機能するこの実施
形態の可変磁気低抗型位置検出部を回転子に永久磁石を
有する極対数Ｐ＝２（極数４）の永久磁石型モータに組
付けて使用した場合について説明する。この場合、上記
位置検出部１０の出力信号電圧Ｖ１，Ｖ２を同期検波す
ることによって得られる信号電圧Ｖ１’，Ｖ２’は、そ
の周期がモータ回転子の表面磁束の変化周期に一致した
位相差９０度の２相信号である。したがって、上記モー
タが２相モータの場合には、信号電圧Ｖ１’，Ｖ２’を
各相の電流指令信号として利用することが可能であり、
その結果、モータ駆動回路の構成を簡略化することがで
きる。また、上記信号電圧Ｖ１’，Ｖ２’は、上記モー
タの回転子磁極位置を検出するために使用することがで
きるので、モータが３相モータの場合には、前記電気角
θａの値に基づいて図示していないメモリから３相の電
流指令値を読出し、この電流指令値によって励磁切換え
が行なわれる。

【００３３】一方、位置検出部２０の出力信号電圧Ｖ
３，Ｖ４から検出される電気角θｂと実際の回転角度θ
ｍには上式（21）の関係があるので、例えば、電気角θ
ｂの検出分解能が１°であるとすると、実際の回転角度
θｍの検出分解能は１／５０＝０．０２°となる。つま
り、極めて高い分解能の角度検出が可能になる。更に、
上記出力信号電圧Ｖ３，Ｖ４を同期検波することによっ
て得られる信号電圧Ｖ３’，Ｖ４’は、モータ１回転あ
たり５０周期の互いに位相が電気角で９０°ずれた正弦
波信号である。それ故、この実施例は、磁気式エンコー
ダまたはＦＧ（周波数発生器）として使用することも可
能である。

【００３４】（第２実施例）図８ないし図１０は、レゾ
ルバとしての機能を有する本発明に係る磁気抵抗型位置
検出器の第２の実施例を示している。この第２実施例
は、図８に示すように、第１の位置検出部１０（図１参
照）を構成する回転子鉄心１３が４個の歯部１３ｂを有
し、また、図９に示すように、第２の位置検出部２０を
構成する回転子鉄心２３が１００個の歯２３ｂを有して
いる。そして、第１の位置検出部の固定子１１に合計８
個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１
１，Ｐ１４およびＰ１６を形成し、第２の位置検出部の
固定子２１に同数の固定子磁極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ
７，Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ１３およびＰ１５を形成してい
る。

【００３５】上記各磁極Ｐ１ないしＰ１６には、励磁巻
線Ｗ１０ないしＷ１６０をそれぞれ巻回するとともに、
検出巻線Ｗ１ないしＷ１６をそれぞれ巻回し、これらを
図１０に示す態様で結線してある。すなわち、励磁巻線
Ｗ１０ないしＷ１６０は、極性が交互に反転する態様で
交流励磁電源５（出力ｅはｅ＝Ｅｍ・ｓｉｎωｔ）の一
端と他端間に直列に結線されている。また、検出巻線Ｗ
１，Ｗ３，Ｗ９およびＷ１１相互、検出巻線Ｗ６，Ｗ
８，Ｗ１４およびＷ１６相互、検出巻線Ｗ５，Ｗ７，Ｗ
１３およびＷ１５相互、検出巻線Ｗ２，Ｗ４，Ｗ１０お
よびＷ１２相互も、極性が交互に反転する態様で直列に
結線されている。なお、この実施例では、固定子１１お
よび１２の各磁極に独立した励磁巻線と検出巻線の双方
を巻回しているが、図２および図３に示すように、これ
らの磁極に励磁巻線と検出巻線を兼用する巻線を巻回す
ることも可能である。

【００３６】以上から明らかなように、この第２の実施
例では、回転子鉄心１３の歯部１３ｂの数Ｐ（該鉄心１
３の半径の１回転あたりの周期的変化回数）がＰ＝４
に、前記（１）式で与えられる数値Ｚ（鉄心２３の半径
の周期的変化回数）がＺ＝（４×６＋１）×４＝１００
に、前記（４）式で与えられる数値ＮがＮ＝４×４＝１
６に、前記（５）式で与えられる数値ａがａ＝２に、前
記（７）式で与えられる数値θｐがθｐ＝３６０／４＝
９０度にそれぞれ設定されている。

【００３７】上記第１の位置検出部１０および第２の位
置検出部２０の軸倍角は、それぞれ４Ｘおよび１００Ｘ
である。したがって、この位置検出部１０，２０で検出
される電気角θａ，θｂと、対応する機械角θｍとの関
係は、前記式（20），（21）に対応した下式（22），
（23）のように示される。 θｍ＝θａ／４ ・・・（22） θｍ＝θｂ／１００ ・・・（23）

【００３８】（第３実施例）図１１、図１２は、レゾル
バとしての機能をもつ本発明に係る磁気抵抗型位置検出
器の第３の実施例を示している。この第３実施例では、
上記数値ＰがＰ＝５に、数値ＺがＺ＝（４×２＋１）×
５＝４５に、数値ＮがＮ＝４×５＝２０に、数値ａがａ
＝２に、数値θｐがθｐ＝３６０／５＝７２度にそれぞ
れ設定されている。

【００３９】すなわち、図１１に示すように、第１の位
置検出部１０を構成する回転子鉄心１３が５個の歯部１
３ｃを有し、また、図１２に示すように、第２の位置検
出部２０を構成する回転子鉄心２３が４５個の歯２３ｃ
を有している。そして、固定子１１に数値Ｎ（＝２０）
よりも少ない数４ａ（＝８）個の磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ
５，Ｐ７，Ｐ９，Ｐ１１，Ｐ１３およびＰ１５Ｐが形成
され、固定子２１に同数の磁極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ
８，Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ１４が形成されている。なお、
上記各磁極Ｐ１〜Ｐ１５には、励磁巻線と検出巻線の対
もしくは励磁巻線を兼用する検出巻線が巻回されるが、
図１１，１２ではこの巻線を省略している。

【００４０】この第３の実施例においては、上記位置検
出部１０，２０で検出される電気角θａ，θｂと、対応
する機械角θｍとの関係が下記式（24），（25）のよう
になる。 θｍ＝θａ／５ ・・・（24） θｍ＝θｂ／４５ ・・・（25）

【００４１】（第４実施例）図１３および図１４は、シ
ンクロとしての機能をもつ本発明に係る磁気抵抗型位置
検出器の第４の実施例を示している。これらの図におい
て、回転子鉄心１３は、平面が楕円形状であるので実質
的に２個の歯部（長径に沿った２個の凸部）を有し、し
たがって、１回転する間に半径が２回だけ周期的に変化
する。つまり、１回転におけるこの回転子鉄心１３の周
期的変化回数ＰはＰ＝２である。

【００４２】一方、上記回転子鉄心１３と回転軸４を共
有する回転子鉄心２３は、その周面に５０個の歯２３ａ
を形成してある。したがって、１回転する間にその半径
が機械的角度の関数として５０回周期的に変化すること
になる。つまり、この回転子鉄心２３の１回転における
半径の周期的変化回数Ｚは、Ｚ＝５０となる。なお、こ
の数値Ｚは、前記（１）式に準じた下式の関係を満たす
ように設定される。 Ｚ＝（６ｎ±１）Ｐ ・・・（１）’ ただし、ｎは１以上の整数 上記の例では、Ｐ＝２であるので、ｎをｎ＝４としてＺ
＝（６×４＋１）×２＝５０に設定してある。

【００４３】固定子１１の固定子磁極部１２は、図１３
に示ように、固定子ヨーク部７から内側に向って放射状
に突出した６個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８，
Ｐ９およびＰ１２と、該各固定子磁極にそれぞれ巻回さ
れた検出巻線Ｗ１，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ８，Ｗ９およびＷ１
２とで構成されている。この固定子１１は、回転子鉄心
１３の周囲に空隙を介して対向配置され、該回転子鉄心
１３と共に軸倍角２Ｘの第１の位置検出部１０（図１参
照）を構成している。

【００４４】同様に、固定子２１の固定子磁極部２２
は、図１４に示すように、固定子ヨーク部８から内側に
放射状に突出した６個の固定子磁極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，
Ｐ７，Ｐ１０およびＰ１１と、該各固定子磁極にそれぞ
れ巻回された検出巻線Ｗ２，Ｗ３，Ｗ６，Ｗ７,Ｗ１０
およびＷ１１とで構成されている。この固定子２１は、
回転子鉄心２３の周囲に空隙を介して対向配置され、該
回転子鉄心２３と共に軸倍角５０Ｘの第２の位置検出部
２０（図１参照）を構成している。なお、上記固定子１
１、２１は、それぞれのヨーク部７，８が一体接合する
態様で軸方向に配列している。

【００４５】上記固定子磁極Ｐ１ないしＰ１２は、固定
子１１，１２を等角度に分割するライン上に位置してい
るが、この等角度分割数をＮとした場合、この分割数Ｎ
は前記（２），（３）式に準じた下式の関係を満たすよ
うに設定される。 Ｐ＝１のときにＮ＝６×２＝１２ ・・・（２）’ Ｐ≠１のときにＮ＝６Ｐ ・・・（３）’ 上記の例では、Ｐ＝２であるので、上記（３）’式に基
づいてＮ＝１２に設定される。つまり、各等分割ライン
のなす角度が３０度に設定されている。

【００４６】一方、固定子１１，１２における固定子磁
極の形成個数は６ａ個に設定されている。ここで、ａは
前記（４），（５）式により与えられる数値である。上
記例では、Ｐ＝２であるのでａ＝１と決定され、この結
果、上記のように固定子１１，２１における固定子磁極
の形成個数はそれぞれ６個になる。

【００４７】固定子１１，２１における各磁極の円周方
向の配列配置は、図１３、図１４に示すように同一であ
る。そして、固定子１１における磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ
５，Ｐ８，Ｐ９およびＰ１２と、固定子２１における磁
極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ１０およびＰ１１とは、
各固定子１１，２１を回転軸４を中心として相対的に３
６０／２＝１８０度回転させた位置関係にある。

【００４８】いま、固定子１１，２１の相対回転角をθ
ｐとすると、この回転角θｐは前記（６），（７）式に
準じた下式の関係を満たすように設定される。 Ｐ＝１のときにθｐ＝３６０／１２度 ・・・（６）’ Ｐ≠１のときにθｐ＝３６０／Ｐ度 ・・・（７）’ 上記例では、Ｐ＝２であるので（７）’式に基づいて上
記相対回転角がθｐ＝１８０度に設定されている。

【００４９】要するに、固定子１１，２１に形成された
合計１２個の固定子磁極Ｐ１ないしＰ１２は、円周方向
に等ピッチで順番に配置され、かつ、互いに軸方向に重
ならないように配置されている。上記各固定子磁極Ｐ１
ないしＰ１２の内周面には、回転子鉄心２３の歯２３ａ
に対応した小歯６がそれぞれ３個形成されている。な
お、固定子１１側の磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ９
およびＰ１２には小歯６を設けなくても良い。

【００５０】上記各検出巻線Ｗ１ないしＷ１２は、図１
５に示すように結線されている。すなわち、巻線Ｗ１，
Ｗ４相互、巻線Ｗ９，Ｗ１２相互、巻線Ｗ５，Ｗ８相
互、巻線Ｗ７，Ｗ１０相互、巻線Ｗ１１，Ｗ２相互をそ
れぞれ直列接続し、これらを端子Ｔ１，Ｔ２間に並列に
接続してある。端子Ｔ１，Ｔ２間には、交流励磁電源５
Ａ，５Ｂ（出力ｅはｅ＝Ｅｍ・ｓｉｎωｔ）が直列に接
続されている。そして、これらの交流励磁電源５Ａ，５
Ｂが共通接続された端子Ｔ３は接地されている。なお、
この実施例では、検出巻線Ｗ１ないしＷ１２に励磁巻線
としての機能をも持たせているが、前記従来例の場合と
同様に、１つの固定子磁極に励磁巻線と検出巻線の双方
を巻回することも当然可能である。

【００５１】固定子１１の磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ
８，Ｐ９およびＰ１２と回転子鉄心１３の歯部（凸部）
との位置関係は、回転子鉄心１３の歯ピッチ（回転子半
径の変化の１周期）を基準にすると、以下のようにな
る。すなわち、図１３に示すように、磁極Ｐ１では、回
転子鉄心１３の歯部１３ａとちょうど対向しているた
め、ずれピッチがゼロとなる。また、磁極Ｐ４ではずれ
ピッチが（３／６）、磁極Ｐ５ではずれピッチが（４／
６）、磁極Ｐ８ではずれピッチが（１／６）、磁極Ｐ９
ではずれピッチが（２／６）、磁極Ｐ１２ではずれピッ
チが（５／６）となる。

【００５２】一方、図１４に示す回転子鉄心２３の歯２
３ａの数は、前記（１）’式の関係を満足するように設
定されている。したがって、固定子磁極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
６，Ｐ７，Ｐ１０およびＰ１１に形成された各小歯６と
回転子歯２３ａとの位置関係は、回転子歯２３ａの歯ピ
ッチを基準にすると、以下のようになる。すなわち、上
記磁極Ｐ７ではずれピッチがゼロ、磁極Ｐ１０ではずれ
ピッチが（３／６）、磁極Ｐ１１ではずれピッチが（４
／６）、磁極Ｐ２ではずれピッチが（１／６）、磁極Ｐ
３ではずれピッチが（２／６）、磁極Ｐ６ではずれピッ
チが（５／６）となる。

【００５３】上述した固定子１１，１２の磁極と回転子
１３，２３の歯の位置関係から、各検出巻線Ｗ１ないし
Ｗ１２の自己インダクタンスＬ１ないしＬ１２は以下の
ように表わされる。 Ｌ１＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ）＋Ｌda ・・・（26） Ｌ４＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ＋π）＋Ｌda ・・・（27） Ｌ５＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ−２π／３）＋Ｌda ・・・（28） Ｌ８＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ＋π／３）＋Ｌda ・・・（29） Ｌ９＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ＋２π／３）＋Ｌda ・・・（30） Ｌ12＝Ｌａ・ｃｏｓ（２θｍ−π／３）＋Ｌda ・・・（31） Ｌ７＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ）＋Ｌdb ・・・（32） Ｌ10＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ＋π）＋Ｌdb ・・・（33） Ｌ11＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ−２π／３）＋Ｌdb・・・（34） Ｌ２＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ＋π／３）＋Ｌdb ・・・（35） Ｌ３＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ＋２π／３）＋Ｌdb・・・（36） Ｌ６＝Ｌｂ・ｃｏｓ（５０θｍ−π／３）＋Ｌdb ・・・（37） ただし、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌda，Ｌdb：定数 θｍ：回転子３０の基準位置か らの回転角度（機械角）

【００５４】図１６は、上記自己インダクタンスＬ１，
Ｌ４，Ｌ５，Ｌ８，Ｌ９およびＬ１２の変化の様子を示
している。他の自己インダクタンスＬ７，Ｌ１０，Ｌ１
１，Ｌ２，Ｌ３およびＬ６も同様の態様で変化する。た
だし、この自己インダクタンスＬ７，Ｌ１０，Ｌ１１，
Ｌ２，Ｌ３およびＬ６の変化は、図１６において、Ｌ１
をＬ７に、Ｌ４をＬ１０に、Ｌ５をＬ１１に、Ｌ８をＬ
２に、Ｌ９をＬ３に、Ｌ１２をＬ６に、ＬａをＬｂに、
ＬdaをＬdbに、１８０°を７．２°にそれぞれ置き換え
たものとなる。

【００５５】図１５の出力端子Ｔ４，Ｔ５およびＴ６に
現れる出力信号電圧Ｖ１，Ｖ２およびＶ３ならびに出力
端子Ｔ７，Ｔ８およびＴ９に現れる出力信号電圧Ｖ４，
Ｖ５およびＶ６は、上式（26）ないし（37）に基づい
て、それぞれ以下のように表わされる。

【００５６】 Ｖ１＝Ｋａ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（２θｍ） ・・・（38） Ｖ２＝Ｋａ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（２θｍ＋２π／３） ・・・（39） Ｖ３＝Ｋａ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（２θｍ−２π／３） ・・・（40） Ｖ４＝Ｋｂ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（５０θｍ） ・・・（41） Ｖ５＝Ｋｂ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（５０θｍ＋２π／３） ・・・（42） Ｖ６＝Ｋｂ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（５０θｍ−２π／３） ・・・（43） ただし、Ｋａ，Ｋｂ：定数

【００５７】上式（38）ないし（43）から明らかなよう
に、この第４実施例に係る可変磁気抵抗型位置検出器
は、可変磁気抵抗型シンクロとしての機能を持つ。ここ
で、この可変磁気抵抗型シンクロを極対数Ｐ＝２（極数
４）の３相永久磁石型モータに組付けて使用した場合に
ついて説明する。上記出力信号電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を
同期検波部（図示せず）で同期検波した信号電圧Ｖ
１’，Ｖ２’，Ｖ３’は、図１７に示すように、周期が
モータ回転子の表面磁束の変化周期に一致した位相差１
２０度の３相信号である。

【００５８】したがって、上記信号電圧Ｖ１’，Ｖ
２’，Ｖ３’は、モータ駆動回路の励磁切換信号または
各相の電流指令信号として利用することができ、これに
よって、上記駆動回路の構成を簡略化することができ
る。また、上記信号電圧Ｖ１’，Ｖ２’，Ｖ３’は、上
記モータの回転子磁極位置を検出するために使用するこ
とができる。すなわち、上記３相信号をスコット変圧器
等によって２相のレゾルバ信号に変換することにより図
２７に示した処理手段を適用することができる。また、
３相信号電圧Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６のうちから選択した２つ
の信号電圧、例えば信号電圧Ｖ４，Ｖ６、あるいは、上
記スコット変圧器等によって変換された２相のレゾルバ
信号を図２７に示したような処理手段で処理することに
よって、電気角θｂを検出することができる。

【００５９】ただし、上記信号電圧Ｖ４，Ｖ６を使用す
る場合には、これらの位相差が１２０度であるため、下
式（44）に基づいて得られる値のアークタンジェントを
計算することにより電気角θbを検出する。 ｔａｎθｂ＝｛（Ｖ６／Ｖ４）＋ｃｏｓ１２０°｝／ｓｉｎ１２０゜ ・・・（44） そして、下式（45）に示すように、検出した電気角θｂ
を軸倍角５０で除すことにより機械角θｍを得ることが
できる。 θｍ＝θｂ／５０ ・・・（45）

【００６０】図１８は、電気角θｂと機械角θｍとの関
係を示している。例えば、電気角θｂの検出分解能が１
°であるとすると、実際の回転角度θｍの検出分解能は
１／５０＝０．０２°となる。つまり、極めて高い分解
能の角度検出が可能になる。更に、上記出力信号電圧Ｖ
４，Ｖ５，Ｖ６を同期検波することによって得られる信
号電圧Ｖ４’，Ｖ５’，Ｖ６’は、モータ１回転あたり
５０周期の互いに位相が電気角で１２０°ずれた正弦波
信号である。したがって、この実施例は磁気式エンコー
ダまたはＦＧ（周波数発生器）として使用することも可
能である。

【００６１】(第５実施例）図１９ないし図２０は、可
変磁気抵抗型シンクロとしての機能を持つ本発明に係る
磁気抵抗型位置検出の第５実施例を示している。この実
施例は、図１９に示すように、第１の位置検出部１０の
回転子鉄心１３が４個の歯部１３ｂを有し、また、図２
０に示すように、第２の位置検出部２０の回転子鉄心２
３が１００個の歯２３ｂを有している。また、第１の位
置検出部１０の固定子１１に、合計１２個の固定子磁極
Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１
６，Ｐ１７，Ｐ２０，Ｐ２１およびＰ２４を形成し、ま
た、第２の位置検出部２０の固定子２１に、同数の固定
子磁極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１
４，Ｐ１５，Ｐ１８，Ｐ１９，Ｐ２２およびＰ２３を形
成している。

【００６２】そして、上記各磁極Ｐ１ないしＰ２４に対
して励磁巻線Ｗ１０ないしＷ２４０をそれぞれ巻回する
とともに、検出巻線Ｗ１ないしＷ２４をそれぞれ巻回
し、これらを図２１に示す態様で結線してある。すなわ
ち、励磁巻線Ｗ１０ないしＷ２４０は、極性が交互に反
転する態様で交流励磁電源５（その出力ｅは、ｅ＝Ｅｍ
・ｓｉｎωｔ）の一端と他端間に直列に結線されてい
る。また、検出巻線Ｗ１，Ｗ４，Ｗ１３，Ｗ１６相互、
検出巻線Ｗ９，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２４相互および検出
巻線Ｗ５，Ｗ８，Ｗ１７，Ｗ２０相互は、それぞれ直列
に結線されている。

【００６３】なお、図面の複雑化を避けるために、図２
０に示した第２の位置検出部２０の検出巻線の結線態様
については図示を省略してあるが、これらの検出巻線の
結線図は、図示した第１の位置検出部１０の各検出巻線
の結線図を３６０／４＝９０度回転させたものとなる。
すなわち、その結線図は、巻線Ｗ１を巻線Ｗ７に、巻線
Ｗ４を巻線Ｗ１０に、巻線Ｗ５を巻線Ｗ１１という態様
で置き換えたものとなる。この実施例では、固定子１１
および１２の各磁極に独立した励磁巻線と検出巻線の双
方を巻回しているが、図１５に示したように、これらの
磁極に励磁巻線と検出巻線を兼用する巻線を巻回するこ
とも可能である。

【００６４】以上から明らかなように、この第５の実施
例では、回転子鉄心１３の歯部１３ｂの数Ｐ（回転子鉄
心１３の半径の周期的変化回数）がＰ＝４に、前記
（１）’式で与えられる数値Ｚ（回転子鉄心２３の半径
の周期的変化回数）がＺ＝（６×ｎ±＋１）×Ｐ＝（６
×４＋１）×４＝１００に、前記（３）’式で与えられ
る数値ＮがＮ＝６×４＝２４に、前記（５）式で与えら
れる数値ａがａ＝２に、前記（７）’式で与えられる数
値θｐがθｐ＝３６０／４＝９０度にそれぞれ設定され
ている。

【００６５】上記第１の位置検出部１０の各検出巻線に
より得られる信号電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、図示してい
ない同期検波部で同期検波されて信号電圧Ｖ１’，Ｖ
２’，Ｖ３’に変換される。これらの信号電圧Ｖ１’，
Ｖ２’，Ｖ３’は、周期が３相永久磁石モータの回転子
の表面磁束の変化周期に一致した位相差１２０度の３相
信号であるので、モータ駆動回路の励磁切換信号または
各相の電流指令信号として利用することができる。

【００６６】そして、第２の位置検出部１０の検出巻線
によって得られるＶ４，Ｖ５，Ｖ６（図２１では、示し
ていない）のうちから選択した２つの信号電圧、あるい
は、上記３相信号をスコット変圧器等によって変換した
２相の信号電圧を図２７に示したような処理手段で処理
することによって、電気角θｂを検出することができ
る。この実施例では、第２の位置検出部２０の軸倍角が
１００Ｘである。したがって、検出された電気角θｂと
対応する機械角θｍとの関係は、下式（46）のように示
される。 θｍ＝θｂ／１００ ・・・（46）

【００６７】(第６実施例)図２２、図２３は、可変磁気
抵抗型シンクロとしての機能を持つ本発明に係る磁気抵
抗型位置検出器の第６の実施例を示している。この第６
実施例では、回転子鉄心１３の半径の周期的変化回数Ｐ
がＰ＝５に、前記（１）’式で与えられる数値ＺがＺ＝
（６×ｎ±１）×Ｐ＝（６×１−１）×５＝２５に、前
記（３）’式で与えられる数値ＮがＮ＝６×５＝３０
に、前記（５）式で与えられる数値ａがａ＝２に、前記
（７）’式で与えられる数値θｐがθｐ＝３６０／５＝
７２度にそれぞれ設定されている。

【００６８】すなわち、図２２に示すように、第１の位
置検出部１０を構成する回転子鉄心１３が５個の歯部１
３ｃを有し、また、図２３に示すように、第２の位置検
出部２０を構成する回転子鉄心２３が２５個の歯２３ｃ
を有している。そして、固定子１１に数値Ｎ（＝３０）
より少ない数６ａ（＝１２）個の磁極Ｐ３，Ｐ６，Ｐ
７，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１８，Ｐ１９，
Ｐ２１，Ｐ２２およびＰ２４が形成され、また、固定子
２１に同じ数の磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ
１１，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ２０および
Ｐ２３が形成されている。なお、上記各磁極Ｐ１〜Ｐ２
４には、励磁巻線と検出巻線の対もしくは励磁巻線を兼
用する検出巻線が巻回されるが、図２２，２３ではこの
巻線を省略している。

【００６９】この第６実施例では、第２の位置検出部２
０の軸倍角が２５Ｘである。したがって、第２の位置検
出部２０によって検出される電気角θｂと対応する機械
角θｍとの関係は、下式（47）のように示される。 θｍ＝θｂ／２５ ・・・（4７）

【００７０】（実施例７）図２４は、本発明に係る磁気
抵抗型位置検出器の第７の実施例を示している。この第
７実施例は、図１との対比から明らかなように、第１の
位置検出部１０の固定子磁極部１２と第２の位置検出部
２０の固定子磁極部２２が単一の固定子ヨーク部４００
を共有した構成を有する。この構成によれば、固定子を
より小型、軽量化することができる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１，３の発明によれば、極対数Ｐ
の２相永久磁石型モータと組合わせた場合に、軸倍角Ｐ
の第１の位置検出部の出力信号電圧の周期がモータ回転
子の表面磁束の変化周期に一致する。したがって、この
第１の位置検出部の出力信号電圧に基づいてモータ回転
子の磁極位置を検出することができ、かつ、この出力信
号電圧をモータの各相の電流指令信号として利用するこ
とができる。また、第２の位置検出部の軸倍角Ｚとして
大きな値を採用することにより、高い検出分解能を得る
ことができる。請求項２，５の発明によれば、第１の位
置検出部と第２の位置検出部の固定子鉄板として同一形
状のものを使用することができるので、固定子金型が１
種類で済むという製造上の利点が得られる。請求項４，
６の発明によれば、極対数Ｐの３相永久磁石型モータと
組合わせた場合に、軸倍角Ｐの第１の位置検出部の出力
信号電圧がモータ回転子の表面磁束の変化周期に一致し
た３相の信号電圧になるので、電気角の演算や、各相電
流指令値をメモリから読出す処理が不要になって、モー
タ駆動手段の励磁切換回路が簡単になり、また、第２の
位置検出部の軸倍角Ｚとして大きな値を採用することに
より、高い検出分解能を得ることができる。請求項７の
発明によれば、固定子鉄板が一種類で済むという製造上
の利点、または、それぞれの軸倍角に合わせた固定子鉄
板を２種類使用することによる特性上の利点を選択する
ことができる。また、請求項８の発明によれば、軸方向
の長さを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変磁気抵抗型位置検出器の第１
実施例を示す縦断面図。

【図２】第１実施例における第１の位置検出部の構成を
示す平面図。

【図３】第１実施例における第２の位置検出部の構成を
示す平面図。

【図４】第１実施例における巻線の結線図。

【図５】巻線の自己インダクタンスの変化態様を示すグ
ラフ。

【図６】電気角を検出する手段のブロック図。

【図７】電気角と機械角の関係を示すグラフ。

【図８】本発明の第２実施例における第１の位置検出部
を示す平面図。

【図９】第２実施例における第２の位置検出部を示す平
面図。

【図１０】第２実施例における巻線の結線図。

【図１１】本発明の第３実施例における第１の位置検出
部を示す平面図。

【図１２】第３実施例における第２の位置検出部を示す
平面図。

【図１３】第４実施例における第１の位置検出部を示す
平面図。

【図１４】第４実施例における第２の位置検出部を示す
平面図。

【図１５】第５実施例における巻線の結線図。

【図１６】巻線の自己インダクタンスの変化態様を示す
グラフ。

【図１７】第１の位置検出部の出力信号電圧の波形図。

【図１８】電気角と機械角の関係を示すグラフ。

【図１９】本発明の第５実施例における第１の位置検出
部を示す平面図。

【図２０】第５実施例における第２の位置検出部を示す
平面図。

【図２１】第５実施例における巻線の結線図。

【図２２】本発明の第６実施例における第１の位置検出
部を示す平面図。

【図２３】第６実施例における第２の位置検出部を示す
平面図。

【図２４】本発明の第７実施例を示す縦断面図。

【図２５】従来の可変磁気抵抗型レゾルバの構造を示す
平面図。

【図２６】従来のレゾルバにおける巻線の結線図。

【図２７】電気角を検出する手段のブロック図。

【図２８】電気角と機械角の関係を示すブロック図。

【符号の説明】

４ 回転軸 ６ 小歯 ７，８ 固定子ヨーク部 １０ 第１の位置検出部 １１，２１ 固定子 １２、２２ 固定子磁極部 １３，２３ 回転子鉄心 １３ａ，２３ａ 歯 ２０ 第２の位置検出部 ３０ 回転子 Ｐ１〜Ｐ２４ 磁極 Ｗ１〜Ｗ２４ 巻線 Ｗ１０〜Ｗ２４０ 巻線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半径が機械的角度の関数として１回転に
   つきＰ回周期的に変化する第１の回転子部と、該回転子
   部に対向配置され、それぞれに巻線が巻回された４ａ個
   の固定子磁極を有する第１の固定子とにより構成された
   第１の位置検出部と、 半径が機械的角度の関数として１回転につきＺ回周期的
   に変化する第２の回転子部と、該回転子部に対向配置さ
   れ、それぞれに巻線が巻回された４ａ個の固定子磁極を
   有する第２の固定子とにより構成された第２の位置検出
   部とを備え、 前記第１および第２の位置検出部を、回転軸を共有する
   ように、かつ、前記第１の固定子の固定子磁極と前記第
   ２の固定子の固定子磁極が互いに軸方向に重ならないよ
   うに配置し、 前記数値Ｐ，ａおよびＺを以下のように設定したことを
   特徴とする可変磁気抵抗型位置検出器。 Ｐ： １以上の整数 ａ： Ｐ＝１のときにａ＝１を満足し、Ｐ≠１のときに
   ａ≦Ｐ／２を満足する整数 Ｚ： 下式を満足する Ｚ＝（４ｎ±１）Ｐ ただし、ｎは１以上の整数
2. 【請求項２】 前記第１、第２の固定子に設けられた前
   記４ａ個の固定子磁極は、円周方向の配列位置が互いに
   同一であって、環状の固定子ヨーク部を等角度ピッチで
   Ｎ分割した位置の内の４ａ個の位置から内側に放射状に
   突出し、 前記第１、第２の固定子は、前記相互の固定子磁極の重
   なりを防止するため、一方を他方に対しθｐ度回転させ
   て配置し、 前記数値Ｎ，角度θｐを以下のように設定したことを特
   徴とする請求項１記載の可変磁気抵抗型位置検出器。 Ｎ： Ｐ＝１のときＮ＝４×２＝８ Ｐ≠１のときＮ＝４Ｐ θｐ： Ｐ＝１のときθｐ＝（３６０／８）度 Ｐ≠１のときθｐ＝（３６０／Ｐ）度
3. 【請求項３】 回転子に永久磁石を有する極対数Ｐの永
   久磁石型モータに備え付けられ、前記第１の位置検出部
   の検出信号が、前記モータの回転子磁極位置を検出する
   ために使用されることを特徴とする請求項１記載の可変
   磁気抵抗型位置検出器。
4. 【請求項４】 半径が機械的角度の関数として１回転に
   つきＰ回周期的に変化する第１の回転子部と、該回転子
   部に対向配置され、それぞれに巻線が巻回された６ａ個
   の固定子磁極を有する第１の固定子とにより構成された
   第１の位置検出部と、 半径が機械的角度の関数として１回転につきＺ回周期的
   に変化する第２の回転子部と、該回転子部に対向配置さ
   れ、それぞれに巻線が巻回された６ａ個の固定子磁極を
   有する第２の固定子とにより構成された第２の位置検出
   部とを備え、 前記第１および第２の位置検出部を、回転軸を共有する
   ように、かつ、前記第１の固定子の固定子磁極と前記第
   ２の固定子の固定子磁極が互いに軸方向に重ならないよ
   うに配置し、 前記数値Ｐ，ａおよびＺを以下のように設定したことを
   特徴とする可変磁気抵抗型位置検出器。 Ｐ： １以上の整数 ａ： Ｐ＝１のときにａ＝１を満足し、Ｐ≠１のときに
   ａ≦Ｐ／２を満足する整数 Ｚ： 下式を満足する Ｚ＝（６ｎ±１）Ｐ ただし、ｎは１以上の整数
5. 【請求項５】 前記第１、第２の固定子に設けられた前
   記６ａ個の固定子磁極は、円周方向の配列位置が互いに
   同一であって、環状の固定子ヨーク部を等角度ピッチで
   Ｎ分割した位置の内の６ａ個の位置から内側に放射状に
   突出し、 前記第１、第２の固定子は、前記相互の固定子磁極の重
   なりを防止するため、一方を他方に対しθｐ度回転させ
   て配置し、 前記数値Ｎ，角度θｐを以下のように設定したことを特
   徴とする請求項４記載の可変磁気抵抗型位置検出部。 Ｎ： Ｐ＝１のときＮ＝６×２＝１２ Ｐ≠１のときＮ＝６Ｐ θｐ： Ｐ＝１のときθｐ＝（３６０／１２）度 Ｐ≠１のときθｐ＝（３６０／Ｐ）度
6. 【請求項６】 回転子に永久磁石を有する極対数Ｐの３
   相永久磁石型モータに備え付けられ、前記第１の位置検
   出部の検出信号が、前記モータの回転子磁極位置を検出
   するために使用されることを特徴とする請求項４記載の
   可変磁気抵抗型位置検出器。
7. 【請求項７】 少なくとも前記第２の固定子の固定子磁
   極内周面に、前記第２の回転子部のＺ個の歯に対応した
   歯ピッチの固定子小歯を形成したことを特徴とする請求
   項１または４記載の可変磁気抵抗型位置検出器。
8. 【請求項８】 前記第１、第２の固定子は、固定子ヨー
   ク部を一体化または共有していることを特徴とする請求
   項１または４記載の可変磁気抵抗型位置検出器。