JP7042485B2

JP7042485B2 - レゾルバ

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Publication number: JP7042485B2
Application number: JP2018056158A
Authority: JP
Inventors: 勇治関冨; 雄輝山河; 宏旨今枝; 重利山下
Original assignee: Matsuo Industries Inc
Current assignee: Matsuo Industries Inc
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2022-03-28
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: JP2019170070A

Description

本発明は、ステータコア及び該ステータコアを用いたレゾルバに関する。

ハイブリッド車や電気自動車等の車輪を駆動するためのモーターや発電機等において、回転角を検出する回転角度センサとしてレゾルバが用いられている。レゾルバは、スロットに配置されたコイル（励磁コイル及び出力コイル）を備えたステータと、ステータにギャップを介して対峙するロータとを有して構成され、検出対象のモーター等の回転部をロータに接続し、ロータの回転に伴うロータとステータ間のギャップパーミアンスの変化から、回転角に応じた出力信号を出力コイルから得て、回転角度を算出する。かかるレゾルバのステータを構成するステータコアは、特許文献１～２に示されているように、磁性鋼板を複数枚積層し、それをかしめて一体化したものである。

特開２０１１－２３９６４５号公報特開２０１３－２７１３０号公報

ところで、レゾルバを含む自動車等に搭載される部品は、それらの機能が担保される範囲において、取り扱い易さ、作業性、性能向上等を考慮して、軽量化が常に求められている。

本発明は上記に鑑みなされたもので、ステータを構成する材料使用量の低減によりレゾルバの軽量化を図ることができ、それに伴い、材料コストの低減、製造工程の簡素化、製造コストの低減等を図ることができるステータコア、該ステータコアを有するレゾルバを提供することを課題とする。

上記課題を解決するにあたって本発明者は、従来のレゾルバの電磁解析結果から、表層効果によって、積層されたステータコアのうち、ロータに対峙する内周縁側の表層寄りほど磁束が集中していることに着目し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のステータコアは、
略環状の磁性鋼板から形成され、ロータに対向する周縁部に円周方向に沿ってコイルを支持するためのスロットと、隣接するスロット間に位置する磁極片とが設けられてなる、レゾルバのステータに用いられるステータコアであって、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板の厚さを越える長さを有していることを特徴とする。

前記先端対向部は、前記磁極片が中途で折り曲げられることにより形成されていることが好ましい。
前記スロットの溝底部よりも外周縁寄りに、円周方向に沿ったスリットが形成されていることが好ましい。

前記ステータコアは、１枚の前記磁性鋼板から形成されていることが好ましい。

また、本発明のレゾルバは、
ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータが、
前記いずれかのステータコアと、
前記ステータコアに支持されるコイルと
を有していることを特徴とする。

前記ステータコアが複数組み合わされている構成とすることができる。
この場合、前記ステータコアが２つ組み合わされていると共に、一方のステータコアと他方のステータコアの各磁極片の位置が、円周方向に同じ位置に設けられている構成とすることが好ましい。

また、前記ステータコアが２つ組み合わされていると共に、一方のステータコアと他方のステータコアの各磁極片の位置が、円周方向に所定角度ずれた位置に設けられている構成とすることが好ましい。

本発明のレゾルバは、ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、前記ステータが用いられていることを特徴とする。

本発明のステータコアは、ロータに対向する磁極片における先端対向部の、ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さが、該ステータコアを構成する磁性鋼板の厚さを上回っている。ロータとの間で磁束が集中するのは、上記のように、表層効果から、ロータに直接対向しているステータコアの先端対向部の内周の表面寄りである。逆に言えば、この内周の表面よりも外周に寄るほど、ロータとの間での磁路形成への貢献度が低い。従来、磁性鋼板を積層することにより、このステータコアの内周表面の軸方向に沿った長さを所定の長さで確保している。これは、軸方向に所定長で形成されたロータのとの間で磁路を形成しやすくするためであるが、ステータコアは、上記のように外周寄りの部位ほど磁路の形成への貢献度が低い。よって、ロータと対向する磁極片の先端対向部の内周表面の軸方向に略平行な方向に沿った長さを、ステータコアを構成する１枚の磁性鋼板の厚さよりも長くすれば、磁路形成の機能（磁束密度）に関しては、コイルを支持するスロット間の磁極片の先端対向部まで均一厚さで形成された磁性鋼板を複数枚積層してなる従来のステータコアと同様の効果が期待できる。換言すれば、本発明は、目的とする機能を発揮するために必要なステータコアを、磁性鋼板１枚から形成でき、その意味で一つのステータを構成するために必要なステータコアの材料使用量を低減でき、もってステータ及びレゾルバの軽量化、構造の簡素化、製造の容易化、材料コスト、製造コストの低減等に寄与できる。また、冗長機能や絶対角検出等のために複数のステータコアを用いる場合でも、ステータコア一つ当たりが、１枚の磁性鋼板からなるため、非常に軽量でコンパクトな構造とすることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るレゾルバを構成するステータ及びロータを示した斜視図である。図２（ａ）は、第１の実施形態で用いたステータコアを示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図である。図３は、ステータコアとロータとの間で形成される磁路を模式的に示した図である。図４は、ステータコアの他の例の一部を示した平面図である。図５は、ステータコアのさらに他の例を示した斜視図である。図６（ａ）～（ｃ）は、先端対向部の種々の態様を示した図である。図７（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るレゾルバを構成するステータ及びロータを示した斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ部拡大図である。図８（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るレゾルバを構成するステータ及びロータを示した斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ部拡大図である。図９（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るレゾルバを構成するステータ及びロータを示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ部拡大図である。図１０（ａ）は、上縁部及び下縁部の両方に凹凸が形成された円筒状のロータの例を示した斜視図であり、図１０（ｂ）は、上縁部のみに凹凸が形成された円筒状のロータの例を示した斜視図である。図１１は、ロータがステータコアの外周側に配置される態様を模式的に示した図である。図１２は、ロータがステータコアの内周側及び外周側のいずれに配置された場合でも対応可能な態様を模式的に示した図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態に係るレゾルバ１の全体構成を示した図であり、ステータ１０、ロータ２０を有して構成される。ステータ１０の内周側にロータ２０が配置され、ステータ１０が図示しない取り付け部材に支持され、ロータ２０を回転角の検出対象である図示しないモーター等の回転部に接続されて所定の部位に取り付けられる。

ステータ１０は、ステータコア１１とコイル１２とを有して構成される。ステータコア１１は、本実施形態では、１枚の磁性鋼板から形成される。ここでいう磁性鋼板は、磁界が印加されると、ロータの回転角度検出に必要な磁束又は磁束密度が生じる高透磁率材料からなる部材であり、無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、無方向性珪素鋼板、方向性珪素鋼板、ステンレス鋼、構造用炭素鋼、Ｆｅ－Ｎｉ合金等の軟磁性合金、Ｆｅ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金等のパーメンジュール、アモルファス金属、及びＦｅＯ、ＣｏＯ、ＺｎＯ等のフェライト等を含む概念である。

ステータコア１１は、図２（ａ），（ｂ）に示したように、環状に形成され、周縁部の円周方向に沿って、本実施形態では内周縁部１１１の円周方向に沿って、複数のスロット１１２が設けられている。また、隣接するスロット１１２，１１２間には、それらの溝底部１１２ａ，１１２ａよりも相対的に内方に突出する磁極片１１４が設けられている。この磁極片１１４には、溝底部１１２ａ，１１２ａに沿って円周方向に結んだ仮想線（以下、「仮想境界線」）の外側の範囲を環状本体部１１３とした場合に（図４参照）、図２（ａ），（ｂ）に示したように、該磁極片１１４のみが環状本体部１１３の内方に突出するように形成されている形態のほか、図４に示したように、磁極片１１４に隣接するスロット１１２，１１２にさらに隣接して、仮想境界線で区切られる環状本体部１１３が、その内周からさらに内方に延在する内方延在部１１３ａを有する形態も含まれる。

コイル１２は、図１に示したように、円周方向に隣接する２つのスロット１１２，１１２に収容されるように、各磁極片１１４の外周に巻装される。コイル１２は、励磁コイルと出力コイルを備えてなり、１相励磁２相出力の場合には、出力コイルがＳＩＮ巻線、ＣＯＳ巻線から構成され、２相励磁１相出力の場合には、励磁コイルがＳＩＮ巻線、ＣＯＳ巻線から構成される。コイル１２にはコネクタを介して電気配線が接続され、励磁コイルに交流電圧を印加すると、ロータ２０の回転角に応じて変圧された出力電圧が出力コイルから出力され、その信号がＲ／Ｄコンバータ等の演算部に入力されて回転角が求められる。

ステータコア１１の環状本体部１１３の内周に沿った位置に、図１に示したように、合成樹脂からなるインシュレータ１３１が略環状に配置されている。また、コイル１２の内周側のロータ２０に対向する面にも、略方形に形成されたインシュレータ１３２が配置されており、インシュレータ１３２は、コイル１２を磁極片１１４に保持するためのフランジ部として機能している。合成樹脂からなるインシュレータ１３１，１３２の配設方法は任意であり、インサート成形、組み付け等により、絶縁の必要な位置に設けられる。

ここで、磁極片１１４は、図１に示したように、コイル１２を保持するフランジ部として機能しているインシュレータ１３２から、先端対向部１１４ａが突出している。先端対向部１１４ａは、図３に示したように、ロータ２０の外周面に対向している。ロータ２０は、外方に円弧状に突出する凸部２０ａを有しており、ロータ２０が回転して、ロータ２０の外周面との間のギャップの距離が変化することに伴って励磁コイル及び出力コイル間の磁路の長さが変化する。このとき、先端対向部１１４ａのロータ２０の軸方向（軸心Ｒ方向）に略平行な方向に沿った長さ（以下、単に「軸方向長さ」という）が短いほど、磁束密度は低くなり、出力感度が低下する。

本実施形態のステータコア１０は、上記のように１枚の磁性鋼板から構成されている。従って、磁極片１１４の先端対向部１１４ａは、何らの加工もしない状態（ステータコア１０として所定形状に打抜き加工を行った平板の状態）では、切断された状態の切断端面がこの先端対向部に相当するため、その軸方向長さは、当該磁性鋼板の厚さ（環状本体部１１３の厚さ）と同じである。そこで、ロータ２０との間で磁気回路を形成する先端対向部１１４ａを、その軸方向長さが当該磁性鋼板の厚さ（環状本体部１１３の厚さ）を越える長さとなるように加工する。その加工方法は任意であるが、本実施形態では、図２（ｂ）の拡大図に示したように、磁極片１１４を中途（折り曲げ位置１１４ｃ）から、軸方向に沿った方向、すなわち、ステータコア１０の面方向に略直交する方向に折り曲げる方法を採用している。折り曲げ位置１１４ｃは、磁極片１１４の切断端面１１４ｄから溝底部１１２ａ方向に向かって環状本体部１１３の厚さｔよりも長い長さ分、溝底部１１２ａ寄りの位置である。この折り曲げ位置１１４ｃから折り曲げることにより、折り曲げ位置１１４ｃから切断端面１１４ｄまでの範囲が、ロータ２０の外周面に対向する先端対向部１１４ａとなり、その軸方向長さＬは、環状本体部１１３の厚さｔを上回ることになる。

これにより、先端対向部１１４ａ及びロータ２０間の磁束密度は、単に、磁性鋼板を切断加工しただけの場合と比較して増加し、出力感度が増す。先端対向部１１４ａの軸方向長さは、磁性鋼板（環状本体部１１３）の厚さの２倍以上であることが好ましい。これにより、１枚の磁性鋼板を使用したものでありながら、２枚以上の磁性鋼板を積層した従来のステータコアと同等の強さの磁界が得られる。

本実施形態によれば、磁極片１１４の先端対向部１１４ａの軸方向長さＬが、磁性鋼板（環状本体部１１３）１枚の厚さｔを上回る長さである。そのため、ステータコア１１が１枚の磁性鋼板から構成されるものでありながら、磁極片１１４を環状本体部１１３と同じ平板状のままで用いる場合と比較して、ロータ２０との間の磁束密度を高めることができ、出力感度を増すことができる。従って、本実施形態のステータコア１１を用いることにより、ステータ１０及びレゾルバ１の軽量化、材料コストの低減を図ることができる。また、ステータコア１１が１枚の磁性鋼板からなるため、従来と比較して、製造工程が簡素化され、製造コストの低減を図ることができる。

なお、図５に示したように、ステータコア１１は、スロット１１２，１１２の溝底部１１２ａ，１１２ａよりも環状本体部１１３の外周縁１１３ｂ寄りの位置において、円周方向に沿って所定の長さのスリット１１３ｃが複数形成された構成とすることもできる。これにより、磁極片１１４、磁極片１１４に隣接するスロット１１２の溝底部１１２ａ及びロータ２０を含んだ部位に生じる磁路に至るまでの磁気抵抗が大きくなり、外部ノイズの影響の抑制に効果的である。

また、磁極片１１４及び先端対向部１１４ａの形状も全く限定されるものではない。例えば、上記の例では、図２（ｂ）に示したように、磁極片１１４の円周方向中央部に径方向に沿ったスリット１１４ｂを形成しているが、図６（ａ）に示したように、かかるスリット１１４ｂを有しない形状とすることもできる。また、図６（ｂ）に示したように、先端対向部１１４ａが、磁極片１１４の幅よりも幅広の延長部１１４ｃ，１１４ｃを左右に有する形状とすることもできる。さらに、図６（ｃ）に示したように、ロータ２０の軸心Ｒ位置から外方に向けて見た場合に、略Ｔ字形の形状となっている先端対向部１１４ａとすることもできる。図６（ｃ）の略Ｔ字形の先端対向部１１４ａは、例えば、磁性鋼板の素材を所定形状に切断加工した段階で、平板状に内方に突出している形態の磁極片１１４を、平面視で、環状本体部１１３寄りに連結辺部が位置するように略コ字状に切り込み１１４ｅを入れ、中途から折り曲げて軸方向に沿って引き起こすことにより形成することができる。また、図６（ｂ），（ｃ）に示した先端対向部１１４ａは、図２等に示した先端対向部１１４ａと同様に、スリット１１４ｂを１以上有する形状とすることもできる。このほか、先端対向部１１４ａの軸方向長さが、磁性鋼板の厚さを越えるものである限り、例えば、ロータ２０の軸心Ｒ位置から外方に向けて見た場合に、三角形その他の多角形、丸形、楕円形等にするなど、種々の形状とすることができる。

図７（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るレゾルバ１Ａの構成を示している。本実施形態では、第１の実施形態で説明したステータコア１１を２枚背中合わせで上下に組み合わせた構成としている。この際、上下のステータコア１１，１１の各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの円周方向の位置が、同じ位置となるように組み合わせている。また、磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの先端対向部１１４ａ，１１４ａ同士の干渉を回避するため、下方に配置されるステータコア１１は、磁極片１１４Ｂの軸方向に折り曲げられた先端対向部１１４ａが下方に延びる姿勢で、上方に配置されるステータコア１１は、磁極片１１４Ａの軸方向に折り曲げられた先端対向部１１４ａが上方に延びる姿勢で、すなわち、上下のステータコア１１，１１の各先端対向部１１４ａ，１１４ａが、上下に逆方向に延びる姿勢で配置している。

コイル１２は、上下に配置された各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂのいずれにも同じｎ軸倍角仕様の巻線構成のものが配設される。但し、上側の磁極片１１４Ａの磁界変化に対応した出力を得るコイル１２Ａと、下側の磁極片１１４Ｂの磁界変化に対応した出力を得るコイル１２Ｂとを円周方向に交互に配置する。

一方、第２の実施形態では、軸方向に積層され、外方に突出する略円弧状の凸部が同数である２つのロータ２０Ａ，２０Ｂを備えている。上下のステータコア１１，１１に２つのロータ２０Ａ，２０Ｂを対応させることにより、各ステータコア１１，１１のコイル１２Ａ，１２Ｂからそれぞれ出力が得られる。なお、２つのロータ２０Ａ，２０Ｂ間は、必要に応じて、間隙を設けたり、両者間に合成樹脂等を介在させたりすることもできる。第２の実施形態によれば、いずれかに故障などにより誤検出が生じても、他方のコイル１２Ａ又は１２Ｂからの出力信号を用いることで、回転角の検出を行うことができ、第２の実施形態によれば冗長機能を持たせることができる。

従来の構成では、冗長機能を持たせるために複数組のステータを配設する場合、磁性鋼板が多数積層されたステータコアを複数組使用しており、重量が嵩むと共に大型化しがちであった。しかし、本実施形態では、ステータコア１１，１１がそれぞれ磁性鋼板１枚からなるため、ステータコア１１，１１を２組用いた場合でも、磁性鋼板としては２枚使用されるだけであり、重量の低減を図り、小型化に寄与できる。なお、上下のステータコア１１，１１の各先端対向部１１４ａ，１１４ａの向きは上記のように相互に逆方向に折り曲げた場合に限定されるものではない。例えば、上下のステータコア１１，１１の各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの突出長さを異ならせた構成とすれば、軸方向に沿って同じ向きに折り曲げたものでも先端対向部１１４ａ，１１４ａ同士の干渉がなくなるため、本実施形態と同様のレゾルバ１Ａとすることができる。

図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るレゾルバ１Ｂの構成を示している。本実施形態でも、第２の実施形態に係るレゾルバ１Ａと同様に、２つのステータコア１１，１１を上下に背中合わせで組み合わせた構成としている。但し、上下のステータコア１１，１１の各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの円周方向の位置は、相互に一致しないように所定角度ずれた位置になっている。なお、図８（ａ），（ｂ）では、上下のステータコア１１，１１の磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの各先端対向部１１４ａ，１１４ａが、軸方向に沿って上下に逆方向に延びるように組み合わせているが、これはあくまで一例であり、上下のステータコア１１，１１の磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの各先端対向部１１４ａ，１１４ａが軸方向に沿って上方向又は下方向に同方向に延びるように折り曲げられた構成でもよい。

そして、例えば、上方のステータコア１１の先端対向部１１４ａが上向きの磁極片１１４Ａと、下方のステータコア１１の先端対向部１１４ａが下向きの磁極片１１４Ｂとに、巻数構成の異なるコイル１２Ｃ，１２Ｄをそれぞれ支持させる。例えば、上方のステータコア１１の磁極片１１４Ａに支持されるコイル１２Ｃを「ｎ軸倍角仕様の巻数構成」とし、下方のステータコア１１の磁極片１１４Ｂに支持されるコイル１２Ｄを「（ｎ±１）軸倍角仕様の巻線構成」とする。あるいは、逆にコイル１２Ｃを「（ｎ±１）軸倍角仕様の巻線構成」とし、コイル１２Ｄを「ｎ軸倍角仕様の巻線構成」とする。

ロータとしては、軸方向に積層された２つのロータ２０Ｃ，２０Ｄからなるものを用いる。一方のロータ２０Ｃは、上方のステータコア１１のコイル１２Ｃの巻線仕様の軸倍角に対応した凸部を備えており、他方のロータ２０Ｄは、下方のステータコア１１のコイル１２Ｄの巻線仕様の軸倍角に対応した凸部を備えている。２つのロータ２０Ｃ，２０Ｄ間に、必要に応じて間隙を設けたり、合成樹脂を介在させたりすることができることは上記第２の実施形態と同様である。

従って、本実施形態によれば、２種類のコイル１２Ｃ，１２Ｄからの軸倍角の異なる出力信号を用いることで、両者の差分等を算出し、絶対角を求めることができる。絶対角を求める構成とする場合、巻線仕様の異なるコイル１２Ｃ，１２Ｄを支持するためのステータコアが２組必要となるが、従来の構成では、各ステータコアが多数の磁性鋼板の積層体から構成されているところ、本実施形態によれば上記のように典型的には２枚の磁性鋼板で構成することができ、上記各実施形態と同様、ステータ及びレゾルバの軽量化、製造工程の簡易化、材料コスト及び製造コストの低減等を図ることができる。

図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係るレゾルバ１Ｃの構成を示している。本実施形態は、第３の実施形態に係るレゾルバ１Ｂと同様に、上下のステータコア１１，１１の各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの円周方向の位置は、相互に一致しないように所定角度ずれた位置になっている。但し、上下に配置された各磁極片１１４Ａ，１１４Ｂのいずれにも同じｎ軸倍角仕様の巻線構成のコイル１２Ｅ，１２Ｆを配設している。なお、図９（ａ），（ｂ）では、上下のステータコア１１，１１の磁極片１１４Ａ，１１４Ｂの各先端対向部１１４ａ，１１４ａが、いずれも軸方向に沿って上方向に延びるように形成されているが、これはあくまで一例であり、いずれも下方向に延びるように形成されていてもよいし、図８（ａ），（ｂ）と同様に相互に逆方向に延びるように形成されていてもよい。
本実施形態によれば、上下のステータコア１１，１１に対応する各コイル１２Ｅ，１２Ｆの巻線構成が同じであるため、上記第２の実施形態と同様に、冗長機能を持たせた構成とすることができる。

ここで、上記第２乃至第４の実施形態では、軸方向に積層された２つのロータ２０Ａ，２０Ｂ又は２０Ｃ，２０Ｄの組合せを用いている。第２乃至第４の実施形態では、ステータコア１１，１１を２組用いていても、実質的に使用している磁性鋼板は２枚であり、極めて簡素でコンパクトな構成である。これに対し、ロータとして、従来と同様の軸方向に配置した２つのロータ２０Ａ，２０Ｂ又は２０Ｃ，２０Ｄの組合せからなるものを用いると、ロータ２０Ａ，２０Ｂ又は２０Ｃ，２０Ｄがそれぞれ複数枚の磁性鋼板の積層体からなるため、重さ、体積の点で課題があり、軽量化、コンパクト化が望まれていた。この点に関し、本出願人は、特願２０１７－２４７０５６等として、ロータにおける表皮効果に着目して、図１０（ａ）に示したように、ロータ２００を１枚の磁性鋼板からなる筒状体から構成し、例えば、１枚の平板状の磁性鋼板を所定形状に打ち抜いて、筒状に丸めて筒状体となし、その上縁部２１０及び下縁部２２０の両方を波状等の凹凸状としたロータを提案している

そこで、第２及び第３の実施形態において、ロータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに代えて、このような筒状体からなるロータ２００を用いることで、レゾルバ全体のさらなるコンパクト化、材料使用量の低減、製造工程の簡素化等の効果を得ることができる。

上縁部２１０及び下縁部２２０の凹凸を同じピッチで形成した場合には、上縁部２１０及び下縁部２２０の凹凸が同数となり、上縁部２１０の凹凸を上方のステータコア１１に対応させ、下縁部２２０の凹凸を下方のステータコア１１に対応させることで、第２の実施形態と同様に、冗長機能を持たせることができる。

上縁部２１０及び下縁部２２０の凹凸数を異ならせた場合には、上縁部２１０の凹凸を上方のステータコア１１に対応させ、下縁部の凹凸を下方のステータコア１１に対応させることで、第３の実施形態と同様に、絶対角の測定が可能となる。

また、図１０（ｂ）に示したように、１枚の磁性鋼板からなる筒状体のうち、上縁部及び下縁部のいずれか一方のみ（図１０（ｂ）の例では上縁部２１０Ａのみ）を凹凸状としたロータ２００Ａを用い、このロータ２００Ａの凹凸を第１の実施形態のステータ１０に対応させる構成とすることもできる。この場合も、レゾルバ１全体として、さらなる軽量化、コンパクト化を図ることができる。

また、上記実施形態では、いずれもステータコア１１の内周縁にスロット１１２、磁極片１１４（１１４Ａ，１１４Ｂ）及びコイル１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ）を設けているが、図１１に示したように、ステータコア１１の外周縁に、スロット１１２、磁極片１１４（１１４Ａ，１１４Ｂ）及びコイル１２を設け、そのさらなる外方にギャップを介してロータ２０００を配設した構成とすることもできる。これによれば、外周側が回転する回転体（例えば、アウターモーター等）にも対応できる。また、図１２に示したように、ステータコア１１の内周縁と外周縁の両周縁部に、スロット１１２、磁極片１１４（１１４Ａ，１１４Ｂ）及びコイル１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ）を設け、内周縁側と外周縁側の両方にロータ２０，２０００を配置した構成とすることもできる。２つのロータ２０，２０００のそれぞれを、検出対象の回転部に適宜のアダプタを介して接続することで、内周側が回転する回転体（例えば、インナーモーター等）と外周側が回転する回転体（例えば、アウターモーター等）のいずれにも対応できるなど、種々の用途に適用可能である。

また、図１１の態様において、図７及び図８に示した第２乃至第４の実施形態のようにステータコア１１，１１を２枚組み合わせて用いる場合、ステータコア１１，１１の外方に配設されるロータ２０００は、リング状の磁性鋼板を軸方向に積層したものを２組使用してもよいし、それに代え、図１０（ａ）に示した上縁部２１０及び下縁部２２０に凹凸が形成された筒状体からなるロータ２００を一つ配設するようにしてもよい。また、図１０（ｂ）に示した上縁部２１０Ａのみに凹凸を備えた筒状体のロータ２００Ａを、軸方向に２つ配設した構成とすることもできる。

図１２の態様も同様であり、図７及び図８に示した第２乃至第４の実施形態のようにステータコア１１，１１を２枚組み合わせて用いる場合、内周縁側のロータ２０及び外周縁側のロータ２０００のいずれも、軸方向に２つ積層したものを用いることもできるし、あるいは、図１０（ａ）に示した筒状体からなるロータ２００を用いることもできる。後者の場合、ステータコア１１，１１の内周縁内に収まる小径のロータ２００を一つ配置し、外周縁の外方に対応した大径のロータ２００を一つ配置すれば対応できる。図１０（ｂ）に示した上縁部２１０Ａのみに凹凸を備えた筒状体のロータ２００Ａを用いる場合には、ステータコア１１，１１の内周縁内に収まる小径のロータ２００Ａを軸方向に２つ配置し、外周縁の外方に対応した大径のロータ２００Ａを軸方向に２つ配置して対応することができる。

さらに、図１０（ａ）に示したロータ２００を内周縁内に配置し、図１０（ｂ）に示したロータ２００Ａを外周側に配置するといったように、軸方向に積層するタイプのロータ２０，２０００、図１０（ａ）に示した筒状体からなるロータ２００、図１０（ｂ）に示した筒状体からなるロータ２００Ａを適宜に組み合わせて用いることもできる。これらは、検出対象の回転部の構造等に合わせるなどして適宜に調整できる。但し、図１０（ａ），（ｂ）に示した筒状体からなるロータ２００，２００Ａを用いると、レゾルバのコンパクト化、軽量化に適している。

但し、いずれの場合も、磁極片１１４，１１４Ａ，１１４Ｂにおけるロータとの先端対向部１１４ａの軸方向長さは、ステータコア１１を構成する磁性鋼板の厚さを越える長さとする必要があることは上記各実施形態と同様である。

また、図１２に示したようなステータコアの内周側、外周側に複数のロータを用いようとする場合、これに従来の磁性鋼板の積層体からなるステータを組み合わせたのでは重量が嵩み、大型化する。そのため、そのような構成要素を備えたレゾルバとしては、取り扱い易さ、実用性の点で課題があったが、本発明のステータコアを用いて構成されるステータは磁性鋼板１枚で構成されるため、軽量化、小型化に寄与でき、実用性を高めることができる。従って、例えば、図１２の態様において、第２乃至第４の実施形態の構成を適用して、内周側の磁極片及びコイルに、冗長機能又は絶対角検出機能の一方の機能を持たせ、外周側の磁極片及びコイルに他方の機能を持たせる構成とすることも可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃレゾルバ
１０ステータ
１１ステータコア
１１２スロット
１１２ａ溝底部
１１３環状本体部
１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ磁極片
１１４ａ先端対向部
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆコイル
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２００，２００Ａ，２０００ロータ

Claims

ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータは、
前記ロータに対向する周縁部に円周方向に沿って複数設けられるスロットと、隣接するスロット間に位置し、コイルが巻装される磁極片とを有する、略環状の磁性鋼板１枚から形成されるステータコアが上下に２つ組み合わせて構成されていると共に、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板１枚の厚さを越える長さを有しており、
前記各ステータコアの各磁極片に、上側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルと下側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルとが配置され、
前記ロータの回転により、前記上側の磁極片に対応して配置されたコイルと前記下側の磁極片に対応して配置されたコイルのそれぞれから、前記各磁界変化に対応した出力信号が得られる構成であり、
かつ、
前記上下のステータコアは、上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が同じか又は所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、同じ軸倍角仕様の巻線構成となっており、
前記ロータは、軸方向に２つ積層されて構成され、そのうちの一方のロータが上方に配置されるステータコアに対応し、他方のロータが下方に配置されるステータコアに対応しており、それぞれのロータに形成された凸部が同数である
ことを特徴とするレゾルバ。
ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータは、
前記ロータに対向する周縁部に円周方向に沿って複数設けられるスロットと、隣接するスロット間に位置し、コイルが巻装される磁極片とを有する、略環状の磁性鋼板１枚から形成されるステータコアが上下に２つ組み合わせて構成されていると共に、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板１枚の厚さを越える長さを有しており、
前記各ステータコアの各磁極片に、上側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルと下側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルとが配置され、
前記ロータの回転により、前記上側の磁極片に対応して配置されたコイルと前記下側の磁極片に対応して配置されたコイルのそれぞれから、前記各磁界変化に対応した出力信号が得られる構成であり、
かつ、
前記上下のステータコアは、上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、異なる軸倍角仕様の巻線構成となっており、
前記ロータは、軸方向に２つ積層されて構成され、そのうちの一方のロータが上方に配置されるステータコアに対応し、他方のロータが下方に配置されるステータコアに対応しており、それぞれのロータに、各コイルの前記巻線構成に対応して、異なる軸倍角に対応した凸部が形成されている
ことを特徴とするレゾルバ。
ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータは、
前記ロータに対向する周縁部に円周方向に沿って複数設けられるスロットと、隣接するスロット間に位置し、コイルが巻装される磁極片とを有する、略環状の磁性鋼板１枚から形成されるステータコアが上下に２つ組み合わせて構成されていると共に、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板１枚の厚さを越える長さを有しており、
前記各ステータコアの各磁極片に、上側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルと下側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルとが配置され、
前記ロータの回転により、前記上側の磁極片に対応して配置されたコイルと前記下側の磁極片に対応して配置されたコイルのそれぞれから、前記各磁界変化に対応した出力信号が得られる構成であり、
かつ、
前記上下のステータコアは、上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が同じか又は所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、同じ軸倍角仕様の巻線構成となっており、
前記ロータが、１枚の磁性鋼板から筒状体に形成され、
前記筒状体の上縁部及び下縁部はいずれも凹凸状に形成され、前記上縁部の凹凸と前記下縁部の凹凸が同じピッチであり、
前記上縁部が上方に配置されるステータコアに対応し、前記下縁部が下方に配置されるステータコアに対応している
ことを特徴とするレゾルバ。
ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータは、
前記ロータに対向する周縁部に円周方向に沿って複数設けられるスロットと、隣接するスロット間に位置し、コイルが巻装される磁極片とを有する、略環状の磁性鋼板１枚から形成されるステータコアが上下に２つ組み合わせて構成されていると共に、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板１枚の厚さを越える長さを有しており、
前記各ステータコアの各磁極片に、上側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルと下側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルとが配置され、
前記ロータの回転により、前記上側の磁極片に対応して配置されたコイルと前記下側の磁極片に対応して配置されたコイルのそれぞれから、前記各磁界変化に対応した出力信号が得られる構成であり、
かつ、
前記上下のステータコアは、上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、異なる軸倍角仕様の巻線構成となっており、
前記ロータが、１枚の磁性鋼板から筒状体に形成され、
前記筒状体の上縁部及び下縁部はいずれも凹凸状に形成され、前記上縁部の凹凸数と前記下縁部の凹凸数が異なっており、
前記上縁部が上方に配置されるステータコアに対応し、前記下縁部が下方に配置されるステータコアに対応している
ことを特徴とするレゾルバ。
前記上下のステータコアの内周縁又は外周縁に、前記スロット、前記磁極片及び前記コイルが設けられている請求項１～４のいずれか１に記載のレゾルバ。
前記上下のステータコアの内周縁及び外周縁の両方に、前記スロット、前記磁極片及び前記コイルが設けられ、内周縁側及び外周縁側のそれぞれに前記ロータが配設されている請求項１～４のいずれか１に記載のレゾルバ。
前記上下のステータコアの外周縁に、前記スロット、前記磁極片及び前記コイルが設けられていると共に、外周縁側に前記ロータが配設される場合において、
外周縁側に配設される前記ロータとして、１枚の磁性鋼板から筒状体に形成されると共に、前記筒状体の上縁部及び下縁部のいずれか一方のみに凹凸を備えたものが用いられ、この筒状体からなるロータが軸方向に２つ設けられ、それぞれに形成された前記凹凸が上方に配置されるステータコアと下方に配置されるステータコアにそれぞれ対応している
請求項１～４及び６のいずれか１に記載のレゾルバ。
ステータと、前記ステータにギャップを介して配置されるロータとを備えたレゾルバであって、
前記ステータは、
前記ロータに対向する周縁部に円周方向に沿って複数設けられるスロットと、隣接するスロット間に位置し、コイルが巻装される磁極片とを有する、略環状の磁性鋼板１枚から形成されるステータコアが上下に２つ組み合わせて構成されていると共に、
前記ロータにギャップを介して対向する前記磁極片の先端対向部が、前記ロータの軸方向に略平行な方向に沿った長さにおいて、前記磁性鋼板１枚の厚さを越える長さを有しており、
前記各ステータコアの各磁極片に、上側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルと下側の磁極片の磁界変化に対応した出力を得るコイルとが配置され、
前記ロータの回転により、前記上側の磁極片に対応して配置されたコイルと前記下側の磁極片に対応して配置されたコイルのそれぞれから、前記各磁界変化に対応した出力信号が得られる構成であり、
かつ、
前記上下のステータコアの内周縁及び外周縁の両方に、前記スロット、前記磁極片及び前記コイルが設けられ、内周縁側及び外周縁側のそれぞれに前記ロータが配設されると共に、
前記上下のステータコアには、
ａ）上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が同じか又は所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、同じ軸倍角仕様の巻線構成となっている構成、
及び、
ｂ）上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が所定角度ずれていると共に、上側の磁極片に対応して配置されるコイルと下側の磁極片に対応して配置されるコイルは、異なる軸倍角仕様の巻線構成となっている構成
のうちの一方が内周縁に他方が外周縁に設けられ、
前記ａ）の構成に対応して配設される前記ロータとして、
軸方向に２つ積層されて構成され、そのうちの一方のロータが上方に配置されるステータコアに対応し、他方のロータが下方に配置されるステータコアに対応しており、それぞれのロータに形成された凸部が同数であるもの、
又は、
１枚の磁性鋼板から筒状体に形成され、前記筒状体の上縁部及び下縁部はいずれも凹凸状に形成され、前記上縁部の凹凸と前記下縁部の凹凸が同じピッチであり、前記上縁部が上方に配置されるステータコアに対応し、前記下縁部が下方に配置されるステータコアに対応しているもの
が配設され、
前記ｂ）の構成に対応して配設される前記ロータとして、
軸方向に２つ積層されて構成され、そのうちの一方のロータが上方に配置されるステータコアに対応し、他方のロータが下方に配置されるステータコアに対応しており、それぞれのロータに、各コイルの前記巻線構成に対応して、異なる軸倍角に対応した凸部が形成されているもの、
又は、
１枚の磁性鋼板から筒状体に形成され、前記筒状体の上縁部及び下縁部はいずれも凹凸状に形成され、前記上縁部の凹凸数と前記下縁部の凹凸数が異なっており、前記上縁部が上方に配置されるステータコアに対応し、前記下縁部が下方に配置されるステータコアに対応しているもの
が配設される
ことを特徴とするレゾルバ。
前記上下のステータコアにおける上側の磁極片と下側の磁極片の円周方向における位置が同じ場合、
前記上側の磁極片の先端対向部が上方に延びるように折り曲げられ、前記下側の磁極片の先端対向部が下方に延びるように折り曲げられているか、又は、前記上側の磁極片及び前記下側の磁極片の各突出長さが異なっており、
前記上側の磁極片の先端対向部及び前記下側の磁極片の先端対向部同士の干渉が回避されている
請求項１、３又は８記載のレゾルバ。