特開 2022-131569 バリアブルリラクタンス型レゾルバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022131569

(43)【公開日】2022-09-07

(54)【発明の名称】バリアブルリラクタンス型レゾルバ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/20 20060101AFI20220831BHJP

   H02K 24/00 20060101ALI20220831BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 110H

H02K24/00

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021030575

(22)【出願日】2021-02-26

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】591201952

【氏名又は名称】株式会社一宮電機

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】木梨 好一

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA11

2F077AA20

2F077CC02

2F077NN22

2F077NN24

2F077PP26

2F077QQ02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータの磁界が重ね合わされても、電気誤差を発生させることがなく、励磁コイルの総インピーダンスのロータ位置に応じた変動を小さくでき、且つ軸倍角数が２であるレゾルバを提供する。
【解決手段】８組のティース対のうち、１組は励磁コイル２６が巻回されていない不使用ティース対２９であり、他の７組は励磁コイル２６が０回以上巻回されている使用ティース対である。不使用ティース対２９に対して９０°の位置関係にある使用ティース対に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗａと、不使用ティース対２９に対して９０°以外の位置関係にある使用ティース対に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗｂとが、０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすようにする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータロータの磁極数ＭがＭ＝２ｍ（ｍは偶数）の関係を満たすモータに設けられ、且つ軸倍角数が２であるバリアブルリラクタンス型レゾルバであって、
モータシャフトと同軸に取り付けられたロータと、
１６個のティースを有するステータと、
１６個の上記ティースに選択的に巻回された励磁コイル、第１出力コイル、及び第２出力コイルと、を備えており、
１６個の上記ティースは、８個のティース対からなり、それぞれの上記ティース対は、上記ロータの軸芯に対して点対称の位置関係にある２個の上記ティースからなり、
８個の上記ティース対のうち、１個の上記ティース対は、上記励磁コイルが巻回されていない不使用ティース対であり、他の７個の上記ティース対は、上記励磁コイルが０回以上巻回されている使用ティース対であり、
上記使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、互いに異なる磁極を発生させるように、それぞれ、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記使用ティース対に含まれている上記ティースのうち、上記軸芯の周方向に沿って隣り合う２個の上記ティースには、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記不使用ティース対に対して９０°の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗａと、上記不使用ティース対に対して９０°以外の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗｂとは、０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすバリアブルリラクタンス型レゾルバ。

【請求項2】

７個の上記使用ティース対のうち、５個の上記使用ティース対は、上記第１出力コイルが巻回されている第１使用ティース対であり、他の２個の上記使用ティース対は、上記第２出力コイルが巻回されている第２使用ティース対であり、
上記第１使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第１出力コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記第２使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第２出力コイルが互いに逆向きに巻回されている請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。

【請求項3】

上記ロータが上記ステータの内側に配置されている請求項１または２に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バリアブルリラクタンス型レゾルバに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転体の回転角を検出する回転角センサが知られている。回転角センサの用途は広範にわたり、例えば自動車の動力系における車輪速センサ、ハンドルの操舵角センサ等に使用される。また、ロボットや搬送機器等の回転駆動ユニット、自動組立機や計測機等のインデックステーブル、ＮＣ工作機械や専用機等の加工用インデックス等に使用される。過酷な環境で使用される回転角センサには、高い耐環境性が求められる。例えば、従来回転角センサに使用されてきた光学式エンコーダや磁気式エンコーダは、温度変化及び電磁場の影響を受け易く、耐環境性が低い。高い耐環境性を実現する回転角センサとしてレゾルバがある。レゾルバの１つとしてバリアブルリラクタンス型レゾルバ（以下「ＶＲ型レゾルバ」と称する。）が知られている。

【0003】

ＶＲ型レゾルバは、レゾルバロータの回転に伴って磁気抵抗（リラクタンス）が変化することを利用して、回転角に応じた電圧を出力するものである。一般的なＶＲ型レゾルバにおいて、環状のレゾルバステータの各ティースには、励磁コイル及び２個の出力コイルが巻回されている。レゾルバステータの内側には、レゾルバロータが配置されている。レゾルバロータは、周方向において各ティースとの距離（磁気ギャップ）が異なる。励磁コイルは電流が流れることによって磁界を生じさせ、隣接するレゾルバロータとの間に磁路を形成する。レゾルバロータが回転することによって磁界の強度が変化する。出力コイルは、磁界の強度に基づいた電圧を出力する。

【0004】

レゾルバロータが回転すると、磁路中の磁気抵抗が変化し、２個の出力コイルが出力する電圧は正弦波状又は余弦波状に変化する。レゾルバロータが１回転する間に、２個の出力コイルは正弦波状又は余弦波状の電圧を出力する。２個の出力コイルが出力した電圧が、例えば外部の信号処理回路によって信号処理されて、レゾルバロータの回転速度、回転角等が算出される。

【0005】

レゾルバロータが１回転する間に出力される正弦波状又は余弦波状の電圧におけるサイクル数を軸倍角数ｎとして、各種のＶＲ型レゾルバが「ｎＸ」と称されて区別されている。例えば、レゾルバロータが１回転する間に２サイクルの正弦波状又は余弦波状の電圧が出力されるＶＲ型レゾルバは、「２Ｘ」と称される。軸倍角数ｎは、レゾルバロータの形状によって決定される。以下、レゾルバステータのスロット数（ティース数）をＮとする。

【0006】

特許文献１には、このようなＶＲ型レゾルバの一例が開示されている。また、特許文献２には、励磁コイル及び２個の出力コイルが巻回されていない２個のティースを含むＶＲ型レゾルバの各種の例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－２１７８５２号公報

【特許文献2】特開２０１８－７８７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

レゾルバがモータに接近して配置される場合、レゾルバロータに、モータロータのマグネットが発生させる磁界が影響して、以下のような問題を発生させている。

【0009】

図６に示されるように、モータロータには、周方向に沿ってＮ極及びＳ極を交互に生じさせるマグネット１２０が配置されている。モータロータの磁極数ＭがＭ＝２ｍ（ｍ：偶数）の関係を満たすとき、モータロータにおける磁極の配置は、モータシャフトの軸芯に対して点対称となる。つまり、モータロータの周方向のどの位置においても、Ｎ極同士またはＳ極同士が点対称に配置されている。

【0010】

図７に示されるように、レゾルバロータ１２１の形状はモータシャフトの軸芯に対して点対称であり、励磁コイル１２６の巻きの向きの配置もモータシャフトの軸芯に対して点対称である。丸印で囲まれた文字Ｒ及び文字Ｌは、各ティース１２４に巻回された励磁コイル１２６の巻線部分の巻きの向きを示している。ティース１２４をレゾルバロータ１２１から外向きに視たときに、例えば、文字Ｒで示される巻線部分の巻きの向きは、右回り向きであり、文字Ｌで示される巻線部分の巻きの向きは、左回り向きである。したがって、励磁コイル１２６が発生させる磁極の配置もモータシャフトの軸芯に対して点対称である。つまり、レゾルバロータの周方向のどの位置においても、Ｎ極同士またはＳ極同士が点対称に発生する。

【0011】

前述のモータロータが発生させる磁界は、磁極が周方向に沿って交互に交代し且つ同一磁極が点対称に配置された磁界である。モータロータからレゾルバロータまでの距離が小さいと、モータロータのマグネットが発生させる磁極と同一の磁極が、レゾルバロータに発生する。この結果、レゾルバロータに、モータロータのマグネットにより、同一磁極が点対称に配置される。

【0012】

前述のモータロータ及びレゾルバが近接して配置されると、モータロータが発生させる磁界が、励磁コイルが発生させる磁界に重なる。モータロータが発生させる磁界及び励磁コイルが発生させる磁界の双方は、同一磁極が点対称に配置された磁界である。そのため、励磁コイルが発生させる磁界は、モータロータが発生させる磁界によって、均等に強められるか又は弱められる。その結果、出力コイルに発生する誘起電圧は、モータロータが発生させる磁界からの誘起電圧を含むことになる。したがって、モータロータが発生させる磁界は、電気誤差の原因となる。特に、モータロータのマグネットの磁界による誘起電圧は、モータロータの回転速度が高速になればなるほど大きくなる。したがって、モータロータの回転速度の高速化に伴って電気誤差は大きくなる。

【0013】

図８に示されるように、特許文献２の第１実施形態に記載されたＶＲ型レゾルバでは、レゾルバロータ２２１は、軸倍角数４に対応して、軸芯から径方向に突出する４個の突起を有している。また、１６個のティース２２４で構成される８個のティース対のうち、１個のティース対は、励磁コイル２２６、第１出力コイル２２７、及び第２出力コイル２２８が巻回されていない不使用ティース対２２９であり、他の７個のティース対は、励磁コイル２２６、及び第１出力コイル２２７又は第２出力コイル２２８が巻回されている使用ティース対２３０である。図８に示されるＶＲ型レゾルバによれば、励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータの磁界が重ね合わされても、電気誤差の発生を防止することができる。

【0014】

レゾルバは、磁気抵抗がロータ位置に応じて変化するという性質を用いて、回転体の回転角を検出する。このため、レゾルバでは、励磁コイルの総磁気抵抗（すなわち、励磁コイルの総インピーダンス）は一定であることが前提とされている。しかしながら、特許文献２に記載された方法で軸倍角数ｎが２であるレゾルバを構成した場合、励磁コイルの総インピーダンスはロータ位置によって変動する。このため、励磁コイルを流れる電流は、本来はロータ位置によらず一定であるべきにも拘らず、実際にはロータ位置によって変動する。したがって、励磁コイルの磁界、及びレゾルバの出力電圧もロータ位置によって変動し、結果として電気誤差が発生する。

【0015】

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータの磁界が重ね合わされても、電気誤差を発生させることがなく、励磁コイルの総インピーダンスのロータ位置に応じた変動を小さくでき、且つ軸倍角数が２であるレゾルバを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

(1) 本発明に係るバリアブルリラクタンス型レゾルバは、モータロータの磁極数ＭがＭ＝２ｍ（ｍは偶数）の関係を満たすモータに設けられ、且つ軸倍角数が２であるバリアブルリラクタンス型レゾルバであって、モータシャフトと同軸に取り付けられたロータと、１６個のティースを有するステータと、１６個の上記ティースに選択的に巻回された励磁コイル、第１出力コイル、及び第２出力コイルと、を備えており、１６個の上記ティースは、８個のティース対からなり、それぞれの上記ティース対は、上記ロータの軸芯に対して点対称の位置関係にある２個の上記ティースからなり、８個の上記ティース対のうち、１個の上記ティース対は、上記励磁コイルが巻回されていない不使用ティース対であり、他の７個の上記ティース対は、上記励磁コイルが０回以上巻回されている使用ティース対であり、上記使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、互いに異なる磁極を発生させるように、それぞれ、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、上記使用ティース対に含まれている上記ティースのうち、上記軸芯の周方向に沿って隣り合う２個の上記ティースには、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、上記不使用ティース対に対して９０°の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗａと、上記不使用ティース対に対して９０°以外の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗｂとは、０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たす。

【0017】

上記構成によれば、使用ティース対に含まれている２個のティースには、互いに異なる磁極を発生させるように、それぞれ、励磁コイルが互いに逆向きに巻回されているので、励磁コイルは、異なる磁極を点対称に発生させる。ここで、励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータのマグネットによる磁界が重ね合わされて、合成磁界が形成される。この合成磁界により、第１出力コイル及び第２出力コイルに誘起電圧が発生する。励磁コイルにおいて点対称の位置関係にある２個の巻線部分のうち、一方の巻線部分では合成磁界が強められ、他方の巻線部分では合成磁界が弱められる。誘起電圧は、一方の巻線部分の合成磁界によって強められ、他方の巻線部分の合成磁界によって弱められる。結果として、モータロータの磁界によって発生したノイズとしての誘起電圧は、打ち消される。したがって、励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータの磁界が重ね合わされても、電気誤差が発生しない。

【0018】

また、上記構成によれば、励磁コイルが巻回されていない不使用ティース対が設けられているので、励磁コイルが互いに逆向きに巻回された使用ティース対を設けながら、励磁コイルによる磁極を周方向に沿って交互に発生させることができる。つまり、ティース数１６のスロットのレゾルバが実現される。

【0019】

また、上記構成によれば、上記巻回数Ｗａと上記巻回数Ｗｂとが０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすので、励磁コイルの総インピーダンスのロータ位置に応じた変動を小さくすることができる。したがって、励磁コイルを流れる電流、励磁コイルの磁界、及びレゾルバの出力電圧のロータ位置に応じた変動を小さくし、電気誤差の発生を防止することができる。

【0020】

(2) 好ましくは、７個の上記使用ティース対のうち、５個の上記使用ティース対は、上記第１出力コイルが巻回されている第１使用ティース対であり、他の２個の上記使用ティース対は、上記第２出力コイルが巻回されている第２使用ティース対であり、上記第１使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第１出力コイルが互いに逆向きに巻回されており、上記第２使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第２出力コイルが互いに逆向きに巻回されている。

【0021】

上記構成によれば、励磁コイルが巻回されていない不使用ティース対が設けられながら、第１出力コイル及び第２出力コイルが効率よく配置される。

【0022】

(3) 好ましくは、上記ロータが上記ステータの内側に配置されている。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、励磁コイルが発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータの磁界が重ね合わされても、電気誤差が発生しない。また、励磁コイルの総インピーダンスがロータ位置に応じて変動することを防止して、電気誤差の発生を防止できる。また、励磁コイルの総インピーダンスがロータ位置に応じて変動することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るレゾルバ１００が設けられたモータ１０の構成を示す模式図である。

【図2】図２は、一実施形態に係るレゾルバ１００が設けられたモータ１０のモータロータ１７の模式図である。

【図3】図３は、一実施形態に係るレゾルバ１００の構成を示す模式図である。

【図4】図４は、一実施形態に係るレゾルバ１００において、励磁コイル２６、第１出力コイル２７、及び第２出力コイル２８によって形成される磁極を示す模式図である。

【図5】図５は、一実施形態に係るレゾルバ１００の効果を説明するための図である。

【図6】図６は、従来のレゾルバが設けられたモータのモータロータの模式図である。

【図7】図７は、従来のレゾルバにおいて、励磁コイル１２６、第１出力コイル１２７、及び第２出力コイル１２８によって形成される磁極を示す模式図である。

【図8】図８は、特許文献２に記載のレゾルバにおいて、励磁コイル２２６、第１出力コイル２２７、及び第２出力コイル２２８によって形成される磁極を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に示される実施形態は、本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更できることは言うまでもない。

【0026】

［モータ１０］
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るレゾルバ１００は、モータ１０に設けられている。モータ１０は、ブラシレスモータである。モータ１０は、例えばＥＰＳ（電動パワーステアリング）に搭載される。モータ１０は、モータ本体１１と制御部１２とを備える。モータ本体１１及び制御部１２は、電力ケーブル１４及びセンサケーブル１５によって電気的に接続されている。

【0027】

モータ本体１１は、モータステータ１６と、モータロータ１７と、モータロータ１７に固定されたモータシャフト１８と、筐体１９と、を備える。モータシャフト１８には、レゾルバ１００が設けられている。モータロータ１７は、モータステータ１６の内側に配置されている。モータ１０は、インナーロータ型のモータである。モータ本体１１及びレゾルバ１００は、筐体１９内に配置されている。

【0028】

図２には、モータ１０のモータロータ１７が示されている。モータロータ１７は、モータシャフト１８に固定された８極のマグネット２０を備えている。マグネット２０は、磁石粒子が円筒状に焼結された永久磁石である。マグネット２０には、周方向にＮ極とＳ極とが交互に形成されている。マグネット２０では、同一磁極が点対称に配置されている。

【0029】

モータ１０では、モータロータ１７の磁極数Ｍは、Ｍ＝２ｍの関係を満たしている。ｍは偶数である。モータロータ１７は、８極のマグネット２０を備えているので、モータロータ１７の磁極数Ｍは８である。磁極数Ｍが８であるため、ｍは４である。

【0030】

［レゾルバ１００］
図３に示されるように、レゾルバ１００は、レゾルバロータ２１及びレゾルバステータ２２を備えている。レゾルバ１００は、いわゆるバリアブルリラクタンス型レゾルバである。レゾルバロータ２１は、レゾルバステータ２２の内側に配置されている。つまり、レゾルバ１００は、インナーロータ型のレゾルバである。レゾルバロータ２１は、モータシャフト１８と同軸に取り付けられている。

【0031】

レゾルバロータ２１は、無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されて構成されている。レゾルバロータ２１の外周は、レゾルバロータ２１とレゾルバステータ２２とのギャップパーミアンスが、レゾルバロータ２１の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状に形成されている。レゾルバ１００は、２Ｘのレゾルバである。レゾルバ１００の軸倍角数ｎは、２である。そのため、レゾルバロータ２１の外周は、軸倍角数に対応する角度である１８０°（３６０°／２）毎に、周期的に同じ形状が繰り返されるように形成されている。レゾルバロータ２１は、軸倍角数２に対応して、軸芯１３から径方向に突出する２個の突起を有している。

【0032】

図３に示されるように、レゾルバステータ２２は、ヨーク２３と、１６個のティース２４と、コイル群２５と、を備えている。ヨーク２３は、略円筒形状である。１６個のティース２４は、ヨーク２３の内周面から軸芯１３に向けて突出し、ヨーク２３の周方向に沿って等間隔に並んでいる。ヨーク２３及び１６個のティース２４は、無方向性電気鋼板が複数枚積層されてカシメ等により固定されて構成されている。

【0033】

１６個のティース２４は、ヨーク２３の周方向に沿って並ぶ１番目のティース２４（１）から１６番目のティース２４（１６）からなる。ｉ番目のティース２４（ｉ）は、１番目のティース２４（１）からの順番ｉに対応するティース２４である。順番ｉは、１から１６までの数である。順番の異なるティース２４同士を区別する必要がない場合、総称としてのティース２４が用いられる。

【0034】

１６個のティース２４は、８個のティース対からなる。それぞれのティース対は、レゾルバロータ２１の軸芯１３に対して点対称の位置関係にある２個のティース２４からなる。以下、ｊを１以上８以下の整数としたとき、ｊ番目のティース２４（ｊ）及びｊ＋８番目のティース２４（ｊ＋８）からなるティース対を「ｊ番目のティース対」と称する。例えば、１番目のティース２４（１）及び９番目のティース２４（９）からなるティース対は、「１番目のティース対」と称される。

【0035】

コイル群２５は、図４に示される励磁コイル２６、第１出力コイル２７、及び第２出力コイル２８の総体を指している。コイル群２５は、１６個のティース２４の一部に選択的に巻回されている。励磁コイル２６に所定の電圧が付与されることにより、第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８からそれぞれ正弦波状又は余弦波状の出力電圧が得られる。第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８は、互いの出力電圧の位相が異なるように巻回されている。つまり、第１出力コイル２７から正弦波状の電圧が出力される場合、第２出力コイル２８から余弦波状の電圧が出力される。逆もまた同様である。第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８の出力電圧に基づいて、レゾルバロータ２１の回転角、すなわちモータシャフト１８の回転角度が検出されうる。

【0036】

図４には、１６個のティース２４、励磁コイル２６、第１出力コイル２７、及び第２出力コイル２８が示されている。励磁コイル２６、第１出力コイル２７、及び第２出力コイル２８は、それぞれ、ティース２４に巻回された複数の巻線部分を有している。図４において、丸印で囲まれた文字Ｒ及び文字Ｌは、各ティース２４に巻回された励磁コイル２６の巻線部分の巻きの向きを示している。ティース２４をレゾルバロータ２１から外向きに視たときに、文字Ｒで示される巻きの向きは一方向きであり、文字Ｌで示される巻きの向きは他方向きである。一方向きは、他方向きとは逆の向きである。例えば、一方向きは右回り向きであり、他方向きは左回り向きである。巻きの向きが同一の巻線部分では、同一の磁極が発生する。巻きの向きが異なる巻線部分では、異なる磁極が発生する。

【0037】

励磁コイル２６には交流電圧が印加されるので、励磁コイル２６の巻線部分から発生する磁界の極性は、周期的に逆転する。そのため、相互誘導により第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８の巻線部分に発生する磁界の極性も、周期的に逆転する。例えば、ある瞬間には、文字Ｒで示される一方向きの巻線部分にＮ極性の磁界が発生し、文字Ｌで示される他方向きの巻線部分にＳ極性の磁界が発生する。別の瞬間には、文字Ｒで示される一方向きの巻線部分にＳ極性の磁界が発生し、文字Ｌで示される他方向きの巻線部分にＮ極性の磁界が発生する。

【0038】

レゾルバステータ２２に含まれる８個のティース対のうち、１個のティース対は不使用ティース対２９であり、７個のティース対は使用ティース対３０である。不使用ティース対２９に含まれるティース２４には、励磁コイル２６、第１出力コイル２７、及び第２出力コイル２８のいずれもが巻回されていない。使用ティース対３０に含まれるティース２４には、励磁コイル２６が０回以上巻回されている。なお、励磁コイル２６が０回巻回されているとは、励磁コイル２６が巻回されていないことを意味し、励磁コイル２６が０回以上巻回されているとは、励磁コイル２６が１回以上巻回されているか、または、励磁コイル２６が巻回されていないことを意味する。７個の使用ティース対３０のうち、５組の使用ティース対は第１使用ティース対３０Ａであり、他の２個の使用ティース対は第２使用ティース対３０Ｂである。第１使用ティース対３０Ａに含まれているティース２４には、第１出力コイル２７が巻回されている。第２使用ティース対３０Ｂに含まれるティース２４には、第２出力コイル２８が巻回されている。第１使用ティース対３０Ａ及び第２使用ティース対３０Ｂを区別する必要がない場合、総称としての使用ティース対３０が用いられる。

【0039】

図４に示されるように、５番目のティース対は、不使用ティース対２９であり、他の７個のティース対は、使用ティース対３０である。７個の使用ティース対３０のうち、５個の使用ティース対３０は、第１使用ティース対３０Ａであり、他の２個の使用ティース対３０は、第２使用ティース対３０Ｂである。具体的には、７個の使用ティース対３０のうち、１番目のティース対、２番目のティース対、４番目のティース対、６番目のティース対、及び８番目のティース対は、第１使用ティース対３０Ａであり、３番目のティース対及び７番目のティース対は、第２使用ティース対３０Ｂである。

【0040】

励磁コイル２６は、７個の使用ティース対３０に含まれる１４個のティース２４のそれぞれに巻回されている。励磁コイル２６は、１番目のティース２４（１）、３番目のティース２４（３）、６番目のティース２４（６）、８番目のティース２４（８）、１０番目のティース２４（１０）、１２番目のティース２４（１２）、及び１５番目のティース２４（１５）に、文字Ｒで示される一方向きに巻回されている。一方向きは、例えば、ティース２４をレゾルバロータ２１から外向きに視たときに右回り向きである。また、励磁コイル２６は、２番目のティース２４（２）、４番目のティース２４（４）、７番目のティース２４（７）、９番目のティース２４（９）、１１番目のティース２４（１１）、１４番目のティース２４（１４）、及び１６番目のティース２４（１６）に、文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。他方向きは、例えば、ティース２４をレゾルバロータ２１から外向きに視たときに左回り向きである。

【0041】

励磁コイル２６は、使用ティース対３０に含まれる２個のティース２４に、互いに逆向きに巻回されている。例えば、１番目のティース対において、励磁コイル２６は、１番目のティース２４（１）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、９番目のティース２４（９）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。また、２番目のティース対において、励磁コイル２６は、２番目のティース２４（２）に文字Ｌで示される他方向きに巻回され、１０番目のティース２４（１０）に文字Ｒで示される一方向きに巻回されている。

【0042】

励磁コイル２６は、７組の使用ティース対３０に含まれる１４個のティース２４のうち、レゾルバロータ２１の周方向に沿って隣り合う２個のティース２４に、互いに逆向きに巻回されている。例えば、励磁コイル２６は、３番目のティース２４（３）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、４番目のティース２４（４）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。３番目のティース２４（３）における巻きの向きは、４番目のティース２４（４）における巻きの向きと逆向きである。また、励磁コイル２６は、６番目のティース２４（６）に文字Ｒで示される一方向きに巻回されている。不使用ティース対２９を挟んだ４番目のティース２４（４）及び６番目のティース２４（６）の間で、４番目のティース２４（４）における巻きの向きは、６番目のティース２４（６）における巻きの向きと逆向きである。

【0043】

第１出力コイル２７は、第１使用ティース対３０Ａに含まれる２個のティース２４に、互いに逆向きに巻回されている。１番目のティース対において、第１出力コイル２７は、１番目のティース２４（１）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、９番目のティース２４（９）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。２番目のティース対において、第１出力コイル２７は、２番目のティース２４（２）に文字Ｌで示される他方向きに巻回され、１０番目のティース２４（１０）に文字Ｒで示される一方向きに巻回されている。４番目のティース対において、第１出力コイル２７は、４番目のティース２４（４）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、１２番目のティース２４（１２）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。６番目のティース対において、第１出力コイル２７は、６番目のティース２４（６）に文字Ｌで示される他方向きに巻回され、１４番目のティース２４（１４）に文字Ｒで示される一方向きに巻回されている。８番目のティース対において、第１出力コイル２７は、８番目のティース２４（８）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、１６番目のティース２４（１６）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。

【0044】

第２出力コイル２８は、第２使用ティース対３０Ｂに含まれる２個のティース２４に、互いに逆向きに巻回されている。３番目のティース対において、第２出力コイル２８は、３番目のティース２４（３）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、１１番目のティース２４（１１）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。７番目のティース対において、第２出力コイル２８は、７番目のティース２４（７）に文字Ｒで示される一方向きに巻回され、１５番目のティース２４（１５）に文字Ｌで示される他方向きに巻回されている。

【0045】

７個の使用ティース対３０のうち、１番目のティース対は、不使用ティース対２９である５番目のティース対に対して９０°の位置関係にある。不使用ティース対２９に対して９０°の位置関係にある使用ティース対３０に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数を、Ｗａとする。

【0046】

７個の使用ティース対３０のうち、２番目のティース対、３番目のティース対、４番目のティース対、６番目のティース対、７番目のティース対、及び８番目のティース対は、不使用ティース対２９である５番目のティース対に対して９０°以外の位置関係にある。不使用ティース対２９に対して９０°以外の位置関係にある使用ティース対３０に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数を、Ｗｂとする。

【0047】

レゾルバロータ２１は、不使用ティース対２９に対して９０°の位置関係にある使用ティース対３０に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗａと、不使用ティース対２９に対して９０°以外の位置関係にある使用ティース対３０に含まれているティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗｂとが、０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすように構成されている。

【0048】

１番目のティース対には、２個のティース２４が含まれている。これら２個のティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗａは、同じである。２番目のティース対、３番目のティース対、４番目のティース対、６番目のティース対、７番目のティース対、及び８番目のティース対には、全部で１２個のティース２４が含まれれている。これら１２個のティース２４に巻回されている励磁コイル２６の巻回数Ｗｂは、すべて同じでもよく、巻回数Ｗｂの中に異なるものが含まれていてもよい。

【0049】

図５を参照して、レゾルバ１００の効果を説明する。図５には、Ｗａ＝Ｗｂのとき、Ｗａ＝０．４７Ｗｂのとき、及びＷａ＝０のときについて、励磁コイル２６の総インピーダンスがロータ位置に応じて変動する様子が記載されている。Ｗａ＝Ｗｂのときには、励磁コイル２６の総インピーダンスのロータ位置に応じた変動量は大きい。これに対して、Ｗａ＝０．４７Ｗｂのとき、及びＷａ＝０のときには、励磁コイル２６の総インピーダンスのロータ位置に応じた変動量は小さく、励磁コイル２６の総インピーダンスはロータ位置に応じてほとんど変動しないとも言える。

【0050】

［実施形態の作用効果］
上記実施形態に係るレゾルバ１００によれば、使用ティース対３０に含まれている２個のティース２４には、互いに異なる磁極を発生させるように、それぞれ、励磁コイル２６が互いに逆向きに巻回されているので、励磁コイル２６は、異なる磁極を点対称に発生させる。ここで、励磁コイル２６が発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータ１７のマグネット２０による磁界が重ね合わされて、合成磁界が形成される。この合成磁界により、第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８に誘起電圧が発生する。励磁コイル２６において点対称の位置関係にある２個の巻線部分のうち、一方の巻線部分では合成磁界が強められ、他方の巻線部分では合成磁界が弱められる。誘起電圧は、一方の巻線部分の合成磁界によって強められ、他方の巻線部分の合成磁界によって弱められる。結果として、モータロータ１７の磁界によって発生したノイズとしての誘起電圧は、打ち消される。したがって、励磁コイル２６が発生させる磁界に、同一磁極が点対称に配置されたモータロータ１７の磁界が重ね合わされても、電気誤差が発生しない。

【0051】

また、励磁コイル２６が巻回されていない不使用ティース対２９が設けられているので、励磁コイル２６が互いに逆向きに巻回された使用ティース対３０を設けながら、励磁コイル２６による磁極を周方向に沿って交互に発生させることができる。つまり、ティース数１６のスロットのレゾルバが実現される。

【0052】

また、上記巻回数Ｗａと上記巻回数Ｗｂとが０≦Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすので、励磁コイル２６の総インピーダンスのロータ位置に応じた変動を小さくすることができる。したがって、軸倍角数が２である場合でも、励磁コイルを流れる電流、励磁コイルの磁界、及びレゾルバの出力電圧のロータ位置に応じた変動を小さくし、電気誤差の発生を防止することができる。

【0053】

また、励磁コイル２６が巻回されていない不使用ティース対２９が設けられながら、第１出力コイル２７及び第２出力コイル２８が効率よく配置される。

【0054】

［変形例］
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。上記実施形態に係るレゾルバ１００の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が行われてもよい。また、上記レゾルバ１００の各構成要素の形状及び大きさも、実施の形態に応じて、適宜、設定されてよい。

【0055】

上記実施形態に係るレゾルバは、レゾルバロータがレゾルバステータの内側に配置されたインナーロータ型のレゾルバである。レゾルバとしては、レゾルバロータがレゾルバステータの外側に配置されたレゾルバであってもよい。この場合、レゾルバが設けられるモータも、アウターロータ型のモータとなる。

【符号の説明】

【0056】

１７・・・モータロータ
２０・・・マグネット
２１・・・レゾルバロータ
２２・・・レゾルバステータ
２４・・・ティース
２６・・・励磁コイル
２７・・・第１出力コイル
２８・・・第２出力コイル
２９・・・不使用ティース対
３０・・・使用ティース対
３０Ａ・・・第１使用ティース対
３０Ｂ・・・第２使用ティース対
１００・・・レゾルバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータロータの磁極数ＭがＭ＝２ｍ（ｍは偶数）の関係を満たすモータに設けられ、且つ軸倍角数が２であるバリアブルリラクタンス型レゾルバであって、
モータシャフトと同軸に取り付けられたロータと、
１６個のティースを有するステータと、
１６個の上記ティースに選択的に巻回された励磁コイル、第１出力コイル、及び第２出力コイルと、を備えており、
１６個の上記ティースは、８個のティース対からなり、それぞれの上記ティース対は、上記ロータの軸芯に対して点対称の位置関係にある２個の上記ティースからなり、
８個の上記ティース対のうち、１個の上記ティース対は、上記励磁コイルが巻回されていない不使用ティース対であり、他の７個の上記ティース対は、上記励磁コイルが巻回されている使用ティース対であり、
上記使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、互いに異なる磁極を発生させるように、それぞれ、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記使用ティース対に含まれている上記ティースのうち、上記軸芯の周方向に沿って隣り合う２個の上記ティースには、上記励磁コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記不使用ティース対に対して９０°の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗａと、上記不使用ティース対に対して９０°以外の位置関係にある上記使用ティース対に含まれている上記ティースに巻回されている上記励磁コイルの巻回数Ｗｂとは、０＜Ｗａ≦０．５Ｗｂなる関係を満たすバリアブルリラクタンス型レゾルバ。

【請求項2】

７個の上記使用ティース対のうち、５個の上記使用ティース対は、上記第１出力コイルが巻回されている第１使用ティース対であり、他の２個の上記使用ティース対は、上記第２出力コイルが巻回されている第２使用ティース対であり、
上記第１使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第１出力コイルが互いに逆向きに巻回されており、
上記第２使用ティース対に含まれている２個の上記ティースには、上記第２出力コイルが互いに逆向きに巻回されている請求項１に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。

【請求項3】

上記ロータが上記ステータの内側に配置されている請求項１または２に記載のバリアブルリラクタンス型レゾルバ。