JP4775294B2

JP4775294B2 - レゾルバ

Info

Publication number: JP4775294B2
Application number: JP2007081046A
Authority: JP
Inventors: 康晴寺田; 亨高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008241405A

Description

本発明はレゾルバに関し、より詳しくは、電動モータで生じた磁界の影響を受けず、当該電動モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバに関する。

自動車は、パワーステアリング機構やパワーウィンドウ機構の駆動源として電動モータを備えている。電動モータの近傍には、当該電動モータの回転軸の回転角度を検知するためのレゾルバが配置されている。一般的に、レゾルバは、電動モータの回転軸に固着され当該回転軸と一体的に回転するロータと、当該ロータの周面を囲むように設けられ当該ロータに対向する位置に複数の磁極歯が形成されたリング状のステータと、各磁極歯に巻回され各巻回部分（以下、当該巻回部分を励磁コイルと称する）が連続する励磁巻線と、各磁極歯に巻回され各巻回部分（以下、当該巻回部分を出力コイルと称する）が連続する出力巻線とを備えている。レゾルバの励磁出力形式としては、例えば、１相励磁２相出力型がある。２相は、ｓｉｎ相とｃｏｓ相である。以下、１相励磁２相出力型を例に挙げてレゾルバをより詳しく説明する。

ロータが電動モータの回転軸と一体的に回転すると、ステータの磁極歯とロータの間のギャップパーミアンスが変化する。励磁コイルに交流電圧を印加すると、ロータの１回転をｎ周期（ｎは自然数であり、ロータの外周形状に応じて自在に設定可能）とするリラクタンス変動が生じ、これにより、出力コイルにロータの回転角度に応じた正弦波状の誘導電圧（誘導起電力）が発生する。レゾルバの出力巻線には回転角度検知回路が接続される。回転角度検知回路は、当該出力巻線から出力されるｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧を検知する。更に、回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧に基づいて回転軸の回転角度を検知することができる。

レゾルバは電動モータの近傍に配置されているため、レゾルバの各コイルはモータのコイルで発生する磁界（以下、外部磁界と称する）の影響を強く受ける。このため、レゾルバの出力巻線に回転軸の回転角度を正しく反映した誘導電圧が発生しない。従って、回転角度検知回路は、回転軸の回転角度を正確に検知することができない。

このような課題を解決するためのレゾルバが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているレゾルバ１２０は、図１０に示されるように、電動モータ（図示せず）の回転軸２１に固着されたロータ２２と、ロータ２２の周面を囲むように配置されロータ２２に対向する位置に複数の磁極歯２３が形成されたリング状のステータ２４とを備えている。ステータの周方向に隣り合う磁極歯２３の間隔は等間隔とされている。各磁極歯２３には励磁巻線が巻回され、当該励磁巻線の各巻回部分２５（以下、当該巻回部分２５を励磁コイル２５と称する）は連続している。また、各磁極歯２３には出力巻線が巻回され、当該出力巻線の各巻回部分２６（以下、当該巻回部分２６を出力コイル２６と称する）は連続している。出力巻線の巻回方向は、回転軸２１を介して相対向する磁極歯２３において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数は、回転軸２１を介して相対向する磁極歯２３において同数とされている。
特開２００４−１５９４６２号公報

自動車に多用されているブラシレスモータには、図１１に示されるようにリング状の非分割型ステータ２９を備えているモータ２７（以下、非分割型モータ２７と称する）と、
図１２に示されるように２個の半円状ステータからなる分割型ステータ３２を備えているモータ２８（以下、分割型モータ２８と称する）とが存在する。

非分割型モータ２７では、リング状ステータ２９の周方向全体に一定間隔毎に磁極歯が形成されている。各磁極歯にはそれぞれ巻線が巻回されており、当該巻線の各巻回部分３５（以下、コイル３５と称する）は連続している。回転軸３１を介して相対向する位置にあるコイル３５は、互いに巻数が等しく巻回方向も同じである。各コイル３５は１個の電子制御ユニット（ＥＣＵ）で制御され、各コイル３５は同期がとれている。よって、回転軸３１を介して相対向する位置にあるコイル３５で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が同一である。

この非分割型モータ２７の回転軸３１に図１０に示されるレゾルバ１２０を装着した場合、モータ２７の相対向する位置にあるコイル３５のうち一方のコイル３５で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該一方のコイル３５に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。また、モータ２７の相対向する位置にあるコイル３５のうち他方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該他方のコイル３５に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。上記の如く、レゾルバ１２０の出力巻線の巻回方向は、回転軸２１（３１）を介して相対向する磁極歯２３において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数は、回転軸２１（３１）を介して相対向する磁極歯２３において同数とされている。よって、モータ２７からの外部磁界によってレゾルバ１２０の各コイル２５，２６に生じた誘導電圧はその和がゼロとなり、相殺される。従って、レゾルバ１２０は回転軸３１の回転角度を正確に反映した信号を出力することができる。

一方、分割型モータ２８では、各半円状ステータに周方向に沿って一定間隔毎に磁極歯が形成されている。各磁極歯には巻線が巻回されており、当該巻線の各巻回部分３６（以下、コイル３６と称する）は半円状ステータ単位で連続している。すなわち、各コイル３６は一方の半円状ステータと他方の半円状ステータ間では連続していない。一方の半円状ステータにおける各コイル３６と、他方の半円状ステータにおける各コイル３６とは、別々の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって個別に制御される。一方の半円状ステータにおける各コイル３６と、他方の半円状ステータにおける各コイル３６間で同期はとれていない。よって、回転軸３４を介して相対向する位置にあるコイル３６で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が異なる。一方の半円状ステータにおける各コイル３６のみ励磁され、他方の半円状ステータにおける各コイル３６は励磁されない場合もあり、この場合は、他方の半円状ステータにおける各コイル３６で生じる磁界の強さは実質的にゼロである。

この分割型モータ２８の回転軸３４に図１０に示されるレゾルバ１２０を装着した場合、モータ２８の相対向する位置にあるコイル３６のうち一方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該一方のコイル３６に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。また、モータ２８において相対向する位置にあるコイル３６のうち他方のコイル３６で生じた磁界は、レゾルバ１２０において当該他方のコイル３６に最も近い位置にある磁極歯２３に巻回されたコイル２５，２６に誘導電圧を生じさせる。しかしながら、上記の如く、モータ２８において回転軸３４を介して相対向する位置にあるコイル３６で生じた磁界は、互いに強さ及び方向が異なる。よって、モータ２８からの外部磁界によってレゾルバ１２０の各コイル２５，２６に生じた誘導電圧はその和がゼロとならず、相殺されない。従って、レゾルバ１２０は回転軸３４の回転角度を正確に反映した信号を出力することができない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、どのような種類の電動モータであっても、当該電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧を確実に相
殺し、当該モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバの提供を目的とする。

本発明に係るレゾルバは、
回転軸の回転角度を検知するためのレゾルバであって、
上記回転軸に固着され、当該回転軸と一体的に回転する第１ロータと、
上記回転軸に固着され、上記第１ロータと上記回転軸延伸方向に隣り合い、当該回転軸と一体的に回転する第２ロータと、
上記第１ロータの周面に沿って設けられ、当該第１ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成された第１ステータと、
上記第２ロータの周面に沿って設けられ、当該第２ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成され、当該磁極歯が上記第１ステータの各上記磁極歯と上記回転軸延伸方向に隣り合う第２ステータと、
上記第１及び第２ステータの各上記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している励磁巻線と、
上記第１及び第２ステータの各上記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している出力巻線とを備え、
上記励磁巻線の巻回方向が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該励磁巻線に生じた誘導起電力が相殺され、
上記出力巻線の巻回方向が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数が、上記回転軸延伸方向に隣り合う上記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該出力巻線に生じた誘導起電力が相殺されることを特徴とする。

本発明によれば、励磁巻線の巻回方向が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において互いに逆向きとされ、励磁巻線の巻数が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して励磁巻線に生じた誘導起電力が回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯の各組毎に相殺される。また、出力巻線の巻回方向が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において互いに逆向きとされ、出力巻線の巻数が、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して出力巻線に生じた誘導起電力が回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯の各組毎に相殺される。
従って、電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧が確実に相殺される。よって、当該レゾルバは、電動モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にする。

本発明においては、
各上記ステータが、円弧状に形成されていることが好ましい。

各ステータを円弧状に形成することにより、当該ステータの点検または交換作業の際、当該ステータの着脱を容易に行うことができる。

本発明においては、
上記第１ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の上記磁極歯が上記第１ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成され、
上記第２ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の上記磁極歯が上記第２ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成
され、
上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯は、それぞれ、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯に対向しており、
上記励磁巻線の各上記巻回部分が、上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続しており、
上記出力巻線の各上記巻回部分が、上記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、上記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続していることが好ましい。

励磁巻線の各巻回部分が、第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続し、出力巻線の各巻回部分が、第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続した構造とすることにより、当該磁極歯への当該励磁巻線及び当該出力巻線の巻回作業が容易になる。すなわち、各巻回部分の連続順序をこのように設定することにより、第１ステータの第１磁極歯への巻回回数と第２ステータの第１磁極歯への巻回回数を等しくし、第１ステータの第２磁極歯への巻回回数と第２ステータの第２磁極歯への巻回回数を等しくし、以下同様に巻回回数を設定すればよい。従って、第１ステータの各磁極歯への巻回回数のパターンと第２ステータの各磁極歯への巻回回数のパターンを同じにできるので、各巻線の巻回作業が容易となる。

本発明によれば、どのような種類の電動モータであっても、当該電動モータで生じた磁界がレゾルバのコイルに生じさせる誘導電圧を確実に相殺し、当該モータの回転軸の回転角度の正確な検知を可能にするレゾルバを提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るレゾルバについて、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るレゾルバの正面図である。図２は図１に示されるレゾルバのＡ方向矢視図である。図３は第１実施形態に係るレゾルバの第１ステータ及び第１ロータを図２におけるＢ方向から見た図である。図４は第１実施形態に係るレゾルバの第２ステータ及び第２ロータを図２におけるＢ方向から見た図である。図３及び４における符号＜１＞乃至＜１０＞はステータ上の磁極歯の存在位置を示している。図５は第１実施形態に係るレゾルバの励磁巻線、ｓｉｎ相出力巻線、ｃｏｓ相出力巻線のそれぞれの巻回数及び巻回方向の一例を示す図である。図５における符号＜１＞乃至＜１０＞は、図３及び４における符号＜１＞乃至＜１０＞にそれぞれ対応している。

以下の説明では、第１実施形態に係るレゾルバとして、可変リラクタンス型（ＶＲ型）レゾルバを例にとって説明する。なお、第１実施形態に係るレゾルバは、可変リラクタンス型レゾルバに限定されるものではなく、他の形式のレゾルバであってもよい。

第１実施形態に係るレゾルバ１は、電動モータ等（図示せず）の回転軸８の回転角度を検知するためのレゾルバである。レゾルバ１は、第１ロータ２と、第２ロータ３と、第１ステータ４と、第２ステータ５と、励磁巻線６と、出力巻線７とを備える。

第１ロータ２は、回転軸８に固着され、回転軸８と一体的に回転するものである。第１ロータ２は磁性体で構成される。第１ロータ２の外周面には、複数個（図示例では６個）のロータ歯２０が形成されている。各ロータ歯２０は、正弦波状の山形をなしており、互
いに同一形状である。

第２ロータ３は、回転軸８に固着され、第１ロータ２と回転軸延伸方向に隣り合い、回転軸８と一体的に回転する。第２ロータ３は磁性体で構成され、第１ロータ２と同一形状である。

第１ステータ４は、第１ロータ２の周面に沿って設けられている。第１ステータ４は、第１ロータ２と対向する位置に複数の磁極歯９を有している。第１ステータ４は磁性体で構成される。

具体的には、第１ステータ４には、第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９ＮからなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁極歯９が第１ロータ２の回転方向又はその逆方向に順に形成されている。

第２ステータ５は、第２ロータ３の周面に沿って設けられ、第２ロータ３と対向する位置に複数の磁極歯１０が形成されている。磁極歯１０は第１ステータ４の各磁極歯９と回転軸延伸方向に隣り合う。第２ステータ５は第１ステータ４と同一形状であり、磁性体で構成される。

具体的には、第２ステータ５には、第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０ＮからなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の磁極歯１０が第２ロータ３の回転方向又はその逆方向に順に形成されている。

第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎは、それぞれ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎと回転軸延伸方向に隣り合っている。

第１ステータ４及び第２ステータ５の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図１に示される如く、共に円弧状に形成される。第１ステータ４及び第２ステータ５を円弧状に形成することにより、各ステータ４，５の点検作業または交換作業の際、各ステータ４，５の着脱を容易に行うことができる。円弧状の具体例としては、例えば半円状を挙げることができる。
なお、第１ステータ４及び第２ステータ５の形状は円弧状でなくてもよく、例えば、リング状であってもよい。

励磁巻線６は、第１ステータ４及び第２ステータ５の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、励磁巻線６の各巻回部分（以下、励磁コイルと称する）６００，・・・，６００，６０１，・・・，６０１は連続している。

出力巻線７は、ｓｉｎ相出力巻線７０と、ｃｏｓ相出力巻線７１とからなる。

ｓｉｎ相出力巻線７０は、第１ステータ４の磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ及び第２ステータ５の磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、ｓｉｎ相出力巻線７０は、磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎへの各巻回部分（以下、ｓｉｎ相出力コイルと称する）７００，・・・，７００と磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの各巻回部分（以下、ｓｉｎ相出力コイルと称する）７０１，・・・，７０１が連続している。なお、ｓｉｎ相出力巻線７０は、図５に示されるように、位置＜１＞及び＜６＞において０回巻きとされている。

ｃｏｓ相出力巻線７１は、第１ステータ４の磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ及び第２ステータ５の磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに巻回されている。図５に示されるように、ｃｏｓ相出力巻線７１は、磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎへの各巻回部分（以下、ｃｏｓ相出力コイルと称する）７１０，・・・，７１０と磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの各巻回部分（以下、ｃｏｓ相出力コイルと称する）７１１，・・・，７１１が連続している。

励磁巻線６の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。励磁巻線６の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因して励磁巻線６に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

ｓｉｎ相出力巻線７０の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。ｓｉｎ相出力巻線７０の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因してｓｉｎ相出力巻線７０に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

ｃｏｓ相出力巻線７１の巻回方向は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに逆向きとされる。ｃｏｓ相出力巻線７１の巻数は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に同数とされる。これにより、電動モータ（図示せず）からの外部磁界に起因してｃｏｓ相出力巻線７１に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎは、各組毎に近接している。従って、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎに作用する外部磁界の強さ及び方向は、各組毎に略同じである。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１は、回転角度検知回路（図示せず）に
接続される。回転角度検知回路は、例えば、ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１からのそれぞれの出力信号に基づきアークタンジェントの値を算出する。これにより、回転角度検知回路は回転軸８の回転角度を求めることができる。回転角度検知回路は、例えばＲＤ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ−Ｄｅｇｉｔａｌ）コンバータである。

なお、第１実施形態における励磁巻線６の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序、ｓｉｎ相出力巻線７０の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序、ｃｏｓ相出力巻線７１の各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの巻回の順序はそれぞれ特に限定されるものではないが、例えば以下のような順序とすることができる。

励磁コイル６００を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。

ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。

ｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１を、第１ステータ４の第１磁極歯９１、第２磁極歯９２、・・・、第Ｎ磁極歯９Ｎ、第２ステータ５の第１磁極歯１０１、第２磁極歯１０２、・・・、第Ｎ磁極歯１０Ｎの順に連続させることができる。

このような順序で励磁コイル６００が連続し、ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１が連続し、ｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１が連続した構造とすることにより、各磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎ，１０１，１０２，・・・，１０Ｎへの励磁巻線６、ｓｉｎ相出力巻線７０、及びｃｏｓ相出力巻線７１の巻回作業が容易になる。
すなわち、各巻回部分の連続順序をこのように設定することにより、第１ステータ４の第１磁極歯９１への巻回回数と第２ステータ５の第１磁極歯１０１への巻回回数を等しくし、第１ステータ４の第２磁極歯９２への巻回回数と第２ステータ５の第２磁極歯１０２への巻回回数を等しくし、以下同様に巻回回数を設定すればよい。従って、第１ステータ４の第１磁極歯９１から第Ｎ磁極歯１０Ｎまでの巻回回数のパターンと第２ステータ５の第１磁極歯９１から第Ｎ磁極歯１０Ｎまでの巻回回数のパターンを同じにできるので、各巻線の巻回作業が容易となる。

次に、図３乃至９を参照しつつ、第１実施形態に係るレゾルバ１の動作について説明する。
図６は、図５における位置＜３＞と位置＜８＞に同じ強さで且つ同じ方向の外部磁界が作用している様子を示す部分断面図である。なお、図６においては、ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１の図示を省略している。図７は、第１実施形態に係るレゾルバ１を分割型モータの回転軸８に装着した状態を示す正面図である。図８は、図７において分割型モータの２系統が同期して動作したときにレゾルバ１に当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図である。図９は、図７において分割型モータの１系統のみが動作したときにレゾルバ１に当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図である。

図７，８，９に示される分割型の電動モータ１３の回転軸８が回転すると、回転軸８と一体的に第１ロータ２及び第２ロータ３が回転する。第１ロータ２及び第２ロータ３が回転すると、第１ロータ２のロータ歯２０と第１ステータ４の磁極歯９の間のギャップパー
ミアンス、及び、第２ロータ３のロータ歯３０と第２ステータ５の磁極歯１０の間のギャップパーミアンスがそれぞれ変化する。

励磁コイル６００（図５参照）に交流電圧を印加すると、各ロータ２，３の１回転をｎ周期（ｎは任意の自然数であり、ロータの形状に応じて自在に設定可能）とするリラクタンス変動が生じる。これにより、ｓｉｎ相出力コイル７００，７０１及びｃｏｓ相出力コイル７１０，７１１に各ロータ２，３の回転角度に応じた正弦波状の誘導電圧（誘導起電力）が発生する。ｓｉｎ相出力巻線７０及びｃｏｓ相出力巻線７１に接続された回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧を検知する。更に、回転角度検知回路は、ｓｉｎ相の誘導電圧とｃｏｓ相の誘導電圧に基づいて回転軸８の回転角度を算出する。

図７，８，９に示される如く、レゾルバ１は電動モータ１３の近傍に位置している。このため、図３，４，６に例示される如く、電動モータ１３のコイル１４で発生する磁界（外部磁界）がレゾルバ１にも作用する。ここで、図３における位置＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜４＞，＜５＞は、それぞれ、図４における位置＜６＞，＜７＞，＜８＞，＜９＞，＜１０＞と近接している。従って、位置＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜４＞，＜５＞に作用する外部磁界は、それぞれ、位置＜６＞，＜７＞，＜８＞，＜９＞，＜１０＞に作用する外部磁界と磁界の強さ及び方向が略同じである。

従って、電動モータ１３からの外部磁界に起因して励磁巻線６に生じる誘導電圧は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

また、電動モータ１３からの外部磁界に起因してｓｉｎ相出力巻線７０に生じる誘導電圧（誘導起電力）は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

また、電動モータ１３からの外部磁界に起因してｃｏｓ相出力巻線７１に生じる誘導電圧は、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎにおいて、各組毎に互いに同じ大きさで且つ逆向きとなる。よって、回転軸延伸方向に隣り合う磁極歯９１，９２，・・・，９Ｎと磁極歯１０１，１０２，・・・，１０Ｎの各組毎に当該誘導電圧は確実に相殺される。

従って、モータ１３のコイル１４で生じた外部磁界によってレゾルバ１に生じる誘導電圧は全て相殺される。このため、図８に示される如く分割型の電動モータ１３が２系統で同期して動作する場合は勿論、図９に示される如く当該電動モータ１３が２系統のうち１系統のみで動作する場合であっても、レゾルバ１は回転軸８の回転角度を正確に反映した信号を回転角度検知回路に出力することができる。よって、レゾルバ１は、回転軸８の回転角度の正確な検知を可能にする。この優れた効果は、分割型モータを含む様々な電動モータ１３からの外部磁界に対して奏することができる。

なお、上記の例ではレゾルバ１の軸倍角ｎＸを６Ｘとしたが、軸倍角は特に限定されるものではない（ｎは任意の自然数）。

本発明は、自動車用の強力な電動モータの回転角度を検知するために当該電動モータの近傍に配置されるレゾルバ等として適用可能であり、特に分割型モータからの不均一な外部磁界に晒されるレゾルバ等に好適に使用することができる。

本発明の第１実施形態に係るレゾルバの正面図図１に示されるレゾルバのＡ方向矢視図第１実施形態に係るレゾルバの第１ステータ及び第１ロータを図２におけるＢ方向から見た図第１実施形態に係るレゾルバの第２ステータ及び第２ロータを図２におけるＢ方向から見た図第１実施形態に係るレゾルバの励磁巻線、ｓｉｎ相出力巻線、ｃｏｓ相出力巻線のそれぞれの巻回数及び巻回方向の一例を示す図図５における位置＜３＞と位置＜８＞に、同じ強さで且つ同じ方向の外部磁界が作用している様子を示すレゾルバの部分断面図第１実施形態に係るレゾルバを分割型モータの回転軸に装着した状態を示す正面図図７において分割型モータの２系統が同期して動作したときにレゾルバに当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図図７において分割型モータの１系統のみが動作したときにレゾルバに当該分割モータから外部磁界が作用する様子を示す正面図従来のレゾルバ（特許文献１に係るレゾルバ）を示す正面図分割型モータの２系統が同期して動作したときに発生する磁界（外部磁界）を示す正面図分割型モータの１系統のみが動作したときに発生する磁界（外部磁界）を示す正面図

符号の説明

１レゾルバ
２第１ロータ
３第２ロータ
４第１ステータ
５第２ステータ
６励磁巻線
６００第１ステータの磁極歯への励磁巻線の巻回部分（励磁コイル）
６０１第２ステータの磁極歯への励磁巻線の巻回部分（励磁コイル）
７出力巻線
７００第１ステータの磁極歯へのｓｉｎ相出力巻線の巻回部分（ｓｉｎ相出力コイ
ル）
７０１第２ステータの磁極歯へのｓｉｎ相出力巻線の巻回部分（ｓｉｎ相出力コイ
ル）
７１０第１ステータの磁極歯へのｃｏｓ相出力巻線の巻回部分（ｃｏｓ相出力コイ
ル）
７１１第２ステータの磁極歯へのｃｏｓ相出力巻線の巻回部分（ｃｏｓ相出力コイ
ル）
８回転軸
９第１ステータの磁極歯
１０第２ステータの磁極歯
１１絶縁板
１３電動モータ

Claims

回転軸の回転角度を検知するためのレゾルバであって、
前記回転軸に固着され、当該回転軸と一体的に回転する第１ロータと、
前記回転軸に固着され、前記第１ロータと前記回転軸延伸方向に隣り合い、当該回転軸と一体的に回転する第２ロータと、
前記第１ロータの周面に沿って設けられ、当該第１ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成された第１ステータと、
前記第２ロータの周面に沿って設けられ、当該第２ロータと対向する位置に複数の磁極歯が形成され、当該磁極歯が前記第１ステータの各前記磁極歯と前記回転軸延伸方向に隣り合う第２ステータと、
前記第１及び第２ステータの各前記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している励磁巻線と、
前記第１及び第２ステータの各前記磁極歯に巻回され、各巻回部分が連続している出力巻線とを備え、
前記励磁巻線の巻回方向が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該励磁巻線の巻数が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該励磁巻線に生じた誘導起電力が相殺され、
前記出力巻線の巻回方向が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において互いに逆向きとされ、当該出力巻線の巻数が、前記回転軸延伸方向に隣り合う前記磁極歯において同数とされており、これにより、外部磁界に起因して当該出力巻線に生じた誘導起電力が相殺されることを特徴とするレゾルバ。
各前記ステータが、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
前記第１ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記磁極歯が前記第１ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成され、
前記第２ステータには、第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記磁極歯が前記第２ロータの回転方向又はその逆方向に順に形成され、
前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯は、それぞれ、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯に対向しており、
前記励磁巻線の各前記巻回部分が、前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続しており、
前記出力巻線の各前記巻回部分が、前記第１ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯、前記第２ステータの第１磁極歯、第２磁極歯、・・・、第Ｎ磁極歯の順に連続していることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。