レゾルバ及びレゾルバの製造方法
【課題】高い検出精度を確保しつつも、小型化を図ることのできるレゾルバを提供する。
【解決手段】このレゾルバは、ｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回された複数のティース４５ａがロータを囲繞するようにして設けられたステータ４２と、ロータに設けられて各相の巻線４６ａ，４６ｂに付与する磁界を形成する励磁巻線とを備える。そして、このレゾルバでは、ロータが回転するとき、励磁巻線により形成される磁界の変化に基づき各相の巻線４６ａ，４６ｂに誘起される電圧が変化することにより、各相の巻線４６ａ，４６ｂからロータの回転角に応じた電圧信号が出力される。ここでは、ティース４５ａに、ｓｉｎ相巻線４６ａが巻回されるとともに、その外側にｓｉｎ相巻線４６ａよりも大きい線径を有するｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回される。
【解決手段】このレゾルバは、ｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回された複数のティース４５ａがロータを囲繞するようにして設けられたステータ４２と、ロータに設けられて各相の巻線４６ａ，４６ｂに付与する磁界を形成する励磁巻線とを備える。そして、このレゾルバでは、ロータが回転するとき、励磁巻線により形成される磁界の変化に基づき各相の巻線４６ａ，４６ｂに誘起される電圧が変化することにより、各相の巻線４６ａ，４６ｂからロータの回転角に応じた電圧信号が出力される。ここでは、ティース４５ａに、ｓｉｎ相巻線４６ａが巻回されるとともに、その外側にｓｉｎ相巻線４６ａよりも大きい線径を有するｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの回転角に応じた電気信号を出力するレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置のトルクセンサとして、例えば特許文献１に見られるように、インプットシャフトの回転角を検出するレゾルバと、ロアシャフトの回転角を検出するレゾルバとから構成される、いわゆるツインレゾルバ型のものが知られている。このトルクセンサは、一対のレゾルバを通じて検出される各シャフトの回転角の差分を演算することによりそれらの相対的な回転変位を求め、求められた相対的な回転変位に基づいてステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するものである。なお、特許文献１に記載のトルクセンサにおいて、インプットシャフトの回転角を検出するレゾルバは、インプットシャフトと一体回転するロータと、ロータの外周に所定の間隙を隔てて配置されるステータとを備えている。このうち、ロータには、通電に基づき磁界を生成する励磁巻線が巻回されている。また、ステータには、ｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線が巻回された複数のティースがロータの周囲を囲繞するようにして設けられている。そして、このレゾルバでは、インプットシャフトの回転に伴いロータが回転すると、励磁巻線からｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線に付与される磁界が変化して各相の巻線に誘起される電圧が変化し、各相の巻線からロータの回転角に応じた２相の電圧信号が出力される。これにより、レゾルバから出力される２相の電圧信号に基づいてインプットシャフトの回転角を検出することができる。
【０００３】
ところで、車両の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールの操作性を確保するために、ステアリングシャフトに付与するアシスト力を高い精度で制御する必要がある。このため、トルクセンサでは、操舵トルクの検出精度を高めるべく、レゾルバの回転角の検出精度を高めることが要求される。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のレゾルバでは、図８に示すように、ステータ７０のティース７１の中央部に仕切板７１ａを設け、仕切板７１ａよりも外側の領域にｓｉｎ相巻線７２を巻回する一方、仕切板７１ａよりも内側の領域にｃｏｓ相巻線７３を巻回するようにしている。これにより、各相の巻線７２，７３の長さを管理し易くなるため、それぞれの巻線の長さを略一致させることが可能となる。よって、各相の巻線７２，７３のインダクタンスを略一致させることができるため、レゾルバによる回転角の検出精度を高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のレゾルバのように、ステータ７０のティース７１に仕切板７１ａを設けた場合、その分だけティース７１が長くなる。このため、ステータ７０の大型化を招き、ひいてはレゾルバが大型化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い検出精度を確保しつつも、小型化を図ることのできるレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバにおいて、前記ティースには、前記多相の巻線のうちの一相の巻線が巻回されるとともに、前記一相の巻線の外側に前記一相の巻線よりも大きい線径を有する他相の巻線が巻回されてなることを要旨とする。
【０００９】
巻線のインダクタンスは、巻線の巻数（ターン数）及び直流抵抗により定まる。したがって、多相の巻線のそれぞれのインダクタンスを一致させるためには、各相の巻線の巻数及び直流抵抗をそれぞれ一致させればよい。このうち、直流抵抗は、巻線の長さに比例し、巻線の線径（巻線の直径）に反比例する。この点、上記構成によれば、ティースにおいて内側に巻回される一相の巻線の長さよりも、その外側に巻回される他相の巻線の長さの方が長くなる。したがって、このような各相の巻線の長さの関係に対し、一相の巻線の線径よりも他相の巻線の線径を大きく設定すれば、各相の巻線の直流抵抗を互いに一致させることが可能である。これにより、ティースに仕切板を設けずとも、各相の巻線のインダクタンスを互いに一致させることができるため、高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることが可能となる。
【００１０】
そしてこの場合、レゾルバの製造方法として、請求項２に記載の発明によるように、
・前記ティースに第１の張力でマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、前記一相の巻線の外側に前記第１の張力よりも弱い第２の張力で前記マグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程とを備える、
といった製造方法、あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
・前記ティースに前記第１のマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、前記一相の巻線の外側に前記第２のマグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程とを備える、
といった製造方法を採用することが有効である。これにより、ティースにおいて内側に巻回される一相の巻線の線径よりも、外側に巻回される他相の巻線の線径を容易に大きくすることができるため、請求項１に記載のレゾルバを容易に実現することができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法によれば、高い検出精度を確保しつつも、小型化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明にかかるレゾルバの一実施形態について同レゾルバを利用したトルクセンサの断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のレゾルバについてそのステータ本体の平面構造を示す平面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態のレゾルバについてそのステータの製造プロセスの一部を示す正面図及び斜視図。
【図６】本発明にかかるレゾルバの他の例についてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【図７】本発明にかかるレゾルバの他の例についてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【図８】従来のレゾルバについてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるトルクセンサに適用した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。はじめに、図１を参照して、本実施形態にかかる車両の電動パワーステアリング装置の概要について説明する。
【００１４】
図１に示すように、車両では、ステアリングホイール１が運転者により操作されると、ステアリングホイール１に付与された操舵力に基づきステアリングシャフト２が回転する。ステアリングシャフト２は、コラムシャフト３、インターミディエイトシャフト４、及びピニオンシャフト５を連結してなる。ピニオンシャフト５の下端部にはラックアンドピニオン機構６が連結されており、ステアリングシャフト２の回転は、ラックアンドピニオン機構６を介してラック軸７の軸方向の直線運動に変換される。そして、このラック軸７の直線運動がその両端に連結されたタイロッド８を介して転舵輪９に伝達されることにより、転舵輪９の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００１５】
このような車両において、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１０は、ギア機構１２を介してコラムシャフト３に連結された電動モータ１１を備えている。この電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ１１の回転をギア機構１２を介してコラムシャフト３に伝達することにより、モータトルクをアシスト力としてステアリングシャフト２に付与する。
【００１６】
また、車両には、車両の状態やステアリングホイール１の操作量を検出する各種センサが設けられている。例えば車両には、車両の速度を検出する車速センサ１３が設けられている。また、コラムシャフト３には、同シャフト３に作用するトルク（操舵トルク）を検出するトルクセンサ１４が設けられている。そして、各センサ１３，１４の出力は、マイクロコンピュータを中心に構成される制御装置１５に入力される。この制御装置１５は、各センサ１３，１４を通じて検出される車両の速度及び操舵トルクに基づいて運転者の操舵トルクの目標値である目標トルクを設定するとともに、トルクセンサ１４を通じて検出される操舵トルクが目標トルクとなるように電動モータ１１に流される電流をフィードバック制御する。
【００１７】
次に、図２を参照して、トルクセンサ１４の構造について説明する。
図２に示すように、コラムシャフト３は、ステアリングホイール１に連結されるインプットシャフト２０と、インターミディエイトシャフト４に連結されるロアシャフト２１とがトーションバー２２を介して同軸線ｍ上に連結された構造からなる。このうち、インプットシャフト２０は、連結ピン２３を介してトーションバー２２に連結されるとともに、ケース３０の上方に設けられた軸受３１により回転可能に支持されている。また、ロアシャフト２１は、連結ピン２４を介してトーションバー２２に連結されるとともに、ケース３０の下方に設けられた軸受３２により回転可能に支持されている。そして、このコラムシャフト３では、ステアリングホイール１の操作に伴いインプットシャフト２０に操舵トルクが付与されると、トーションバー２２にねじれ変形が生じる。これにより、インプットシャフト２０とロアシャフト２１との間に操舵トルクに応じた相対的な回転変位が生じるようになっている。そして、これらインプットシャフト２０及びロアシャフト２１に沿ってトルクセンサ１４が配置されている。
【００１８】
このトルクセンサ１４は、インプットシャフト２０の回転角を検出する第１のレゾルバ４０と、ロアシャフト２１の回転角を検出する第２のレゾルバ５０とを備えている。
第１のレゾルバ４０は、インプットシャフト２０の下端部に取り付けられるロータ４１と、同ロータ４１と所定の間隙を隔ててこれを囲繞するようにケース３０に取り付けられたステータ４２とを備えている。このうち、ロータ４１は、インプットシャフト２０の外周に固定されるロータコア４３と、同ロータコア４３の外周に巻回される磁界形成部としての励磁巻線４４とから構成されている。なお、ロータコア４３は、複数枚の磁性鋼板がインプットシャフト２０の軸方向に積層されることにより形成されている。一方、ステータ４２は、ケース３０の内壁に固定されたステータ本体４５と、同ステータ本体４５に巻回される検出巻線４６とから構成されている。なお、ステータ本体４５も、複数枚の磁性鋼板がインプットシャフト２０の軸方向に積層されることにより形成されている。また、ステータ本体４５の平面構造を図３に示すと、ステータ本体４５は、円環状に形成されるとともに、Ｔ字状の複数のティース４５ａが内周面４５ｃに等間隔に形成された構造をなしている。さらに、図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を図４に示すと、検出巻線４６が接触するステータ本体４５の内周面４５ｃ及びティース４５ａの外周面には、絶縁カバー４７が取り付けられている。また、各ティース４５ａには、検出巻線４６として、ｓｉｎ相巻線４６ａが内側に巻回されるとともに、その外側にｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回されている。さらに、各ティースにおけるｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂのそれぞれの巻数は、同一の巻数に設定されている。
【００１９】
ところで、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスは、ティース４５ａにおける巻数（ターン数）及び直流抵抗により定まる。したがって、各相の巻線４６ａ，４６ｂのそれぞれのインダクタンスを一致させるためには、各相の巻線４６ａ，４６ｂの巻数及び直流抵抗を一致させればよい。このうち、直流抵抗Ｒは、巻線の抵抗率α、巻線の長さＬ、及び巻線の断面積Ａから以下の関係式（１）により求めることができる。
【００２０】
Ｒ＝α×Ｌ／Ａ・・・（１）
すなわち、直流抵抗は、巻線の長さに比例し、巻線の線径（巻線の直径）に反比例する。
【００２１】
ここで、上述のように、ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａを巻回するとともに、その外側にｃｏｓ相巻線４６ｂを巻回した場合、巻き数が同一であれば、ｓｉｎ相巻線４６ａの長さよりも、ｃｏｓ相巻線４６ｂの長さの方が長くなる。したがって、各巻線４６ａ，４６ｂの長さの関係だけを見ると、ｃｏｓ相巻線４６ｂの直流抵抗の方が、ｓｉｎ相巻線４６ａの直流抵抗よりも大きくなる。そこで、本実施形態では更に、図４に示すように、ｃｏｓ相巻線４６ｂの線径Ｒ２を、ｓｉｎ相巻線４６ａの線径Ｒ１よりも大きく設定することとしている。これにより、各相の巻線４６ａ，４６ｂの直流抵抗を互いに一致させることができるため、従来のレゾルバのようにティースに仕切板を設けずとも、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを互いに一致させることが可能となる。その結果、第１のレゾルバ４０では、高い検出精度を確保しつつ、その小型化が図られている。
【００２２】
そして、このような構成からなる第１のレゾルバ４０では、図２に示すように、図示しない配線を介して励磁巻線４４に交流電力が供給されると、同励磁巻線４４の周辺に磁界が形成される。この磁界がｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂにそれぞれ付与され、電磁誘導作用によって各相の巻線４６ａ，４６ｂに電圧が誘起される。また、インプットシャフト２０の回転に伴いロータ４１が回転すると、励磁巻線４４及び各相の巻線４６ａ，４６ｂの相対的な位置関係が変化するため、各相の巻線４６ａ，４６ｂに付与される磁界も変化する。これにより、ｓｉｎ相巻線４６ａには、ロータ４１の回転角に対して振幅が正弦波状に変化する電圧が誘起される。また、ｃｏｓ相巻線４６ｂには、ロータ４１の回転角に対して振幅が余弦波状に変化する電圧が誘起される。そして、各相の巻線４６ａ，４６ｂに誘起される電圧は、第１のレゾルバ４０の２相の出力として、適宜の配線を介して先の図１に示した制御装置１５に取り込まれる。制御装置１５は、第１のレゾルバ４０の２相の出力信号に基づいて、周知の逆正接値演算（アークタンジェント演算）を行うことにより、ロータ４１の回転角、換言すればインプットシャフト２０の回転角を検出する。
【００２３】
一方、図２に示すように、第２のレゾルバ５０は、ロアシャフト２１の上端に取り付けられるロータ５１と、同ロータと所定の間隙を隔ててこれを囲繞するようにしてケース３０に取り付けられたステータ５２とを備えている。このうち、ロータ５１は、ロアシャフト２１の外周に固定されるロータコア５３と、同ロータコア５３に巻回される励磁巻線５４とから構成されている。また、ステータ５２は、ケース３０の内壁面に固定されたステータ本体５５と、これに巻回される検出巻線５６とから構成されている。なお、これらロータ５１及びステータ５２は、基本的には第１のレゾルバ４０のロータ４１及びステータ４２と同様の構造を有しているため、便宜上、その詳細な説明は割愛する。そして、制御装置１５は、第２のレゾルバ５０の２相の出力信号に基づいて、周知の逆正接値演算（アークタンジェント演算）を行うことにより、ロータ５１の回転角、換言すればロアシャフト２１の回転角を検出する。
【００２４】
また、制御装置１５は、第１及び第２のレゾルバ４０，５０を通じてそれぞれ検出されるインプットシャフト２０の回転角及びロアシャフト２１の回転角の差分を演算することにより、それらの相対的な回転変位を求める。そして、求められた各シャフト２０，２１の相対的な回転変位に例えばトーションバー２２のばね定数を乗算するなどして操舵トルクを算出する。
【００２５】
次に、図５を参照して、第１のレゾルバ４０の製造方法に関し、特にステータ４２の製造方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、ステータ４２の製造に際しては、上述したｃｏｓ相巻線４６ｂの線径Ｒ２よりも大きい線径Ｒａを有するマグネットワイヤ６０が予め用意されている。
【００２６】
そして、ステータ４２に検出巻線４６を形成する工程では、まず、図５（ｂ）に示すように、マグネットワイヤ６０に第１の張力Ｆ１を加えつつ、ステータ本体４５の各ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａに対応する巻き方にてマグネットワイヤ６０を巻回する。なお、第１の張力Ｆ１は、マグネットワイヤ６０をティース４５ａに巻回する際にマグネットワイヤ６０を伸ばして塑性変形させることで、その線径をｓｉｎ相巻線４６ａに対応する線径Ｒ１まで縮小させることのできる大きさに設定されている。これにより、ステータ本体４５へのｓｉｎ相巻線４６ａの形成が完了する。
【００２７】
次いで、図５（ｃ）に示すように、マグネットワイヤ６０に第２の張力Ｆ２を加えつつ、各ティース４５ａのｓｉｎ相巻線４６ａの外側にｃｏｓ相巻線４６ｂに対応する巻き方にてマグネットワイヤ６０を巻回する。なお、第２の張力Ｆ２は、第１の張力Ｆ１よりも弱い力であって、マグネットワイヤ６０をティース４５ａに巻回する際にマグネットワイヤ６０を伸ばして塑性変形させることで、その線径をｃｏｓ相巻線４６ｂに対応する線径Ｒ２まで縮小させることのできる大きさに設定されている。これにより、ステータ本体４５へのｃｏｓ相巻線４６ｂの形成が完了する。
【００２８】
なお、第２のレゾルバ５０のステータ５２も、同様の製造プロセスを経て製造される。
このような製造方法によれば、ステータ本体４５，５５の各ティースに線径の異なるｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線を容易に巻回することができるため、先の図４に例示した構造からなるステータを容易に実現することが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態にかかるレゾルバ、及びその製造方法によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）ステータ本体４５のティース４５ａに２相の検出巻線４６を巻回するにあたり、ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａを巻回するとともに、その外側にｓｉｎ相巻線４６ａよりも大きい線径を有するｃｏｓ相巻線４６ｂを巻回することとした。これにより、ティースに仕切板を設けずとも、２相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを互いに一致させることができるため、第１のレゾルバ４０の高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることが可能となる。また、第２のレゾルバ５０でも、同様の効果を得ることが可能である。
【００３０】
（２）ステータ４２の製造に際しては、ステータ本体４５の各ティース４５ａにマグネットワイヤ６０を第１の張力Ｆ１で巻回することでｓｉｎ相巻線４６ａを形成した後、ｓｉｎ相巻線４６ａの外側にマグネットワイヤ６０を第２の張力Ｆ２で巻回することでｃｏｓ相巻線４６ｂを形成することとした。これにより、ステータ本体４５の各ティース４５ａに線径の異なる２相の巻線を容易に巻回することができる。また、第２のレゾルバ５０でも同等の効果を得ることが可能である。
【００３１】
（３）本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置１０に搭載されるトルクセンサ１４に適用することとした。これにより、トルクセンサ１４の高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることができるようになる。
【００３２】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、線径の異なる２相の巻線４６ａ，４６ｂをティース４５ａに巻回するにあたり、ティース４５ａにマグネットワイヤ６０を巻回する際の張力を変化させるといった方法を採用することとした。これに代えて、例えばｓｉｎ相巻線４６ａの線径（第１の線径）Ｒ１を有する第１のマグネットワイヤ、及びｃｏｓ相巻線４６ｂの線径（第２の線径）Ｒ２を有する第２のマグネットワイヤといった２種類のマグネットワイヤを予め用意しておく。そして、ステータ４２の製造に際しては、まず、ステータ本体４５のティース４５ａに第１のマグネットワイヤを巻回することによりｓｉｎ相巻線４６ａを形成する。次いで、各ティース４５ａのｓｉｎ相巻線４６ａの外側に第２のマグネットワイヤを巻回することによりｃｏｓ相巻線４６ｂを形成する。このような製造方法であっても、先の図４に例示した構造からなるステータを容易に実現することが可能である。
【００３３】
・Ｔ字状のティース４５ａに対して線径の異なるｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂを整列巻きするような場合、先の図４に例示したように、線径の大きいｃｏｓ相巻線４６ｂの方が巻回層数が多くなり易く、各相の巻線４６ａ，４６ｂ間で巻回層数が異なり易くなる。そしてこのように、各相の巻線４６ａ，４６ｂ間で巻回層数が異なる場合、それぞれの長さを管理することが難しくなって、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを一致させることが困難となるおそれがある。そこで、図６に示すように、ティース４５ａの横辺にあたる部分４５ｂを、その両端に向かうほど、ステータ本体４５の内周面４５ｃから離間するように形成してもよい。これにより、ティース４５ａの横辺にあたる部分４５ｂとステータ本体４５の内周面４５ｃとの間の隙間が、横辺にあたる部分４５ｂの両端に向かうほど広がるため、線径の大きいｃｏｓ相巻線４６ｂをティース４５ａに整列巻回する場合であっても、ｃｏｓ相巻線４６ｂの巻回層数が多くなることを抑制することができる。その結果、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを高精度に一致させることができるため、第１のレゾルバ４０の検出精度を高く維持することが可能となる。
【００３４】
・上記実施形態では、ティース４５ａに対して２相の巻線４６ａ，４６ｂを巻回することとしたが、レゾルバの構造によっては、例えば３相以上の巻線をティース４５ａに巻回してもよい。なお、３相の巻線をティース４５ａに巻回する場合には、例えば図７に示すように、ティース４５ａに線径Ｒ３の第１相の巻線４６ｃを巻回するとともに、その外側に第１相の巻線４６ｃよりも大きい線径Ｒ４を有する第２相の巻線４６ｄを巻回する。また、第２相の巻線４６ｄの外側に、それよりも大きい線径Ｒ５を有する第３相の巻線４６ｅを巻回する。このような構成であれば、３相の巻線のインダクタンスを一致させることができるため、レゾルバの検出精度を高く維持することが可能である。
【００３５】
・上記実施形態では、本発明にかかるレゾルバを、ロータ４１に励磁巻線４４が設けられるレゾルバに適用することとしたが、これに代えて、ステータ４２に励磁巻線が設けられる、いわゆる可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバに適用してもよい。また、ステータに設けられた検出巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部として例えば磁石などを用いるレゾルバにも、本発明にかかるレゾルバを適用することは可能である。
【００３６】
・上記実施形態では、本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置１０に設けられるトルクセンサ１４に適用することとしたが、本発明にかかるレゾルバは、所定の回転軸の回転角を検出するものであれば各種装置に適用することが可能である。
【００３７】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項１に記載のレゾルバにおいて、前記ティースは、円環状のステータ本体の内周面に設けられるとともにＴ字状に形成されてなり、このＴ字状のティースの横辺にあたる部分が、その両端に向かうほど、前記ステータ本体の内周面から離間するように形成されてなることを特徴とするレゾルバ。レゾルバでは、通常、円環状に形成されたステータ本体の内周面にＴ字状のティースが形成されている。ところで、このようなＴ字状のティースに対して一相の巻線を例えば整列巻きした外側に、一相の巻線よりも線径の大きい他相の巻線を整列巻きするような場合、線径の大きい他相の巻線の方が巻回層数が多くなりやすく、各相の巻線間で巻回層数が異なりやすくなる。そしてこのように、各相の巻線間で層数が異なる場合、それぞれの長さを管理することが難しくなり、各相の巻線のインダクタンスを一致させることが困難となるおそれがある。この点、上記構成によれば、ティースの横辺にあたる部分とステータ本体の内周面との間の隙間が、横辺にあたる部分の両端に向かうほど広がるため、線径の大きい他相の巻線をティースに巻回する場合であっても、他相の巻線の巻回層数が多くなることを抑制することができる。これにより、各相の巻線のインダクタンスを高精度に一致させやすくなるため、レゾルバの検出精度を高く維持することが可能となる。
【００３８】
（ロ）トーションバーを介して互いに連結された第１及び第２の回転軸の回転角を一対のレゾルバを通じてそれぞれ検出するとともに、検出された前記第１及び第２の回転軸の回転角から前記第１及び第２の回転軸の相対的な回転変位を求め、求められた前記第１及び第２の回転軸の相対的な回転変位に基づいて前記第１及び第２の回転軸のいずれか一方に付与されるトルクを検出するトルクセンサにおいて、前記一対のレゾルバとして、請求項１又は付記イに記載のレゾルバを用いるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。本発明は、付記ロに記載の発明によるように、トルクセンサに適用すると特に有効である。これにより、検出精度が高く、小型のトルクセンサを提供することができるようになる。
【符号の説明】
【００３９】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…コラムシャフト、４…インターミディエイトシャフト、５…ピニオンシャフト、６…ラックアンドピニオン機構、７…ラック軸、８…タイロッド、９…転舵輪、１０…電動パワーステアリング装置、１１…電動モータ、１２…ギア機構、１３…車速センサ、１４…トルクセンサ、１５…制御装置、２０…インプットシャフト、２１…ロアシャフト、２２…トーションバー、２３，２４…連結ピン、３０…ケース、３１，３２…軸受、４０，５０…レゾルバ、４１，５１…ロータ、４２，５２，７０…ステータ、４３，５３…ロータコア、４４，５４…励磁巻線、４５，５５…ステータ本体、４５ａ，７１…ティース、４５ｂ…横辺にあたる部分、４６，５６…検出巻線、４６ａ，５６ａ，７２…ｓｉｎ相巻線、４６ｂ，５６ｂ，７３…ｃｏｓ相巻線、４６ｃ〜４６ｅ…巻線、４７…絶縁カバー、６０…マグネットワイヤ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの回転角に応じた電気信号を出力するレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置のトルクセンサとして、例えば特許文献１に見られるように、インプットシャフトの回転角を検出するレゾルバと、ロアシャフトの回転角を検出するレゾルバとから構成される、いわゆるツインレゾルバ型のものが知られている。このトルクセンサは、一対のレゾルバを通じて検出される各シャフトの回転角の差分を演算することによりそれらの相対的な回転変位を求め、求められた相対的な回転変位に基づいてステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するものである。なお、特許文献１に記載のトルクセンサにおいて、インプットシャフトの回転角を検出するレゾルバは、インプットシャフトと一体回転するロータと、ロータの外周に所定の間隙を隔てて配置されるステータとを備えている。このうち、ロータには、通電に基づき磁界を生成する励磁巻線が巻回されている。また、ステータには、ｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線が巻回された複数のティースがロータの周囲を囲繞するようにして設けられている。そして、このレゾルバでは、インプットシャフトの回転に伴いロータが回転すると、励磁巻線からｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線に付与される磁界が変化して各相の巻線に誘起される電圧が変化し、各相の巻線からロータの回転角に応じた２相の電圧信号が出力される。これにより、レゾルバから出力される２相の電圧信号に基づいてインプットシャフトの回転角を検出することができる。
【０００３】
ところで、車両の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールの操作性を確保するために、ステアリングシャフトに付与するアシスト力を高い精度で制御する必要がある。このため、トルクセンサでは、操舵トルクの検出精度を高めるべく、レゾルバの回転角の検出精度を高めることが要求される。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のレゾルバでは、図８に示すように、ステータ７０のティース７１の中央部に仕切板７１ａを設け、仕切板７１ａよりも外側の領域にｓｉｎ相巻線７２を巻回する一方、仕切板７１ａよりも内側の領域にｃｏｓ相巻線７３を巻回するようにしている。これにより、各相の巻線７２，７３の長さを管理し易くなるため、それぞれの巻線の長さを略一致させることが可能となる。よって、各相の巻線７２，７３のインダクタンスを略一致させることができるため、レゾルバによる回転角の検出精度を高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のレゾルバのように、ステータ７０のティース７１に仕切板７１ａを設けた場合、その分だけティース７１が長くなる。このため、ステータ７０の大型化を招き、ひいてはレゾルバが大型化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い検出精度を確保しつつも、小型化を図ることのできるレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバにおいて、前記ティースには、前記多相の巻線のうちの一相の巻線が巻回されるとともに、前記一相の巻線の外側に前記一相の巻線よりも大きい線径を有する他相の巻線が巻回されてなることを要旨とする。
【０００９】
巻線のインダクタンスは、巻線の巻数（ターン数）及び直流抵抗により定まる。したがって、多相の巻線のそれぞれのインダクタンスを一致させるためには、各相の巻線の巻数及び直流抵抗をそれぞれ一致させればよい。このうち、直流抵抗は、巻線の長さに比例し、巻線の線径（巻線の直径）に反比例する。この点、上記構成によれば、ティースにおいて内側に巻回される一相の巻線の長さよりも、その外側に巻回される他相の巻線の長さの方が長くなる。したがって、このような各相の巻線の長さの関係に対し、一相の巻線の線径よりも他相の巻線の線径を大きく設定すれば、各相の巻線の直流抵抗を互いに一致させることが可能である。これにより、ティースに仕切板を設けずとも、各相の巻線のインダクタンスを互いに一致させることができるため、高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることが可能となる。
【００１０】
そしてこの場合、レゾルバの製造方法として、請求項２に記載の発明によるように、
・前記ティースに第１の張力でマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、前記一相の巻線の外側に前記第１の張力よりも弱い第２の張力で前記マグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程とを備える、
といった製造方法、あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
・前記ティースに前記第１のマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、前記一相の巻線の外側に前記第２のマグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程とを備える、
といった製造方法を採用することが有効である。これにより、ティースにおいて内側に巻回される一相の巻線の線径よりも、外側に巻回される他相の巻線の線径を容易に大きくすることができるため、請求項１に記載のレゾルバを容易に実現することができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるレゾルバ、及び同レゾルバの製造方法によれば、高い検出精度を確保しつつも、小型化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明にかかるレゾルバの一実施形態について同レゾルバを利用したトルクセンサの断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のレゾルバについてそのステータ本体の平面構造を示す平面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態のレゾルバについてそのステータの製造プロセスの一部を示す正面図及び斜視図。
【図６】本発明にかかるレゾルバの他の例についてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【図７】本発明にかかるレゾルバの他の例についてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【図８】従来のレゾルバについてそのステータのティース周辺の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるトルクセンサに適用した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。はじめに、図１を参照して、本実施形態にかかる車両の電動パワーステアリング装置の概要について説明する。
【００１４】
図１に示すように、車両では、ステアリングホイール１が運転者により操作されると、ステアリングホイール１に付与された操舵力に基づきステアリングシャフト２が回転する。ステアリングシャフト２は、コラムシャフト３、インターミディエイトシャフト４、及びピニオンシャフト５を連結してなる。ピニオンシャフト５の下端部にはラックアンドピニオン機構６が連結されており、ステアリングシャフト２の回転は、ラックアンドピニオン機構６を介してラック軸７の軸方向の直線運動に変換される。そして、このラック軸７の直線運動がその両端に連結されたタイロッド８を介して転舵輪９に伝達されることにより、転舵輪９の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００１５】
このような車両において、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１０は、ギア機構１２を介してコラムシャフト３に連結された電動モータ１１を備えている。この電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ１１の回転をギア機構１２を介してコラムシャフト３に伝達することにより、モータトルクをアシスト力としてステアリングシャフト２に付与する。
【００１６】
また、車両には、車両の状態やステアリングホイール１の操作量を検出する各種センサが設けられている。例えば車両には、車両の速度を検出する車速センサ１３が設けられている。また、コラムシャフト３には、同シャフト３に作用するトルク（操舵トルク）を検出するトルクセンサ１４が設けられている。そして、各センサ１３，１４の出力は、マイクロコンピュータを中心に構成される制御装置１５に入力される。この制御装置１５は、各センサ１３，１４を通じて検出される車両の速度及び操舵トルクに基づいて運転者の操舵トルクの目標値である目標トルクを設定するとともに、トルクセンサ１４を通じて検出される操舵トルクが目標トルクとなるように電動モータ１１に流される電流をフィードバック制御する。
【００１７】
次に、図２を参照して、トルクセンサ１４の構造について説明する。
図２に示すように、コラムシャフト３は、ステアリングホイール１に連結されるインプットシャフト２０と、インターミディエイトシャフト４に連結されるロアシャフト２１とがトーションバー２２を介して同軸線ｍ上に連結された構造からなる。このうち、インプットシャフト２０は、連結ピン２３を介してトーションバー２２に連結されるとともに、ケース３０の上方に設けられた軸受３１により回転可能に支持されている。また、ロアシャフト２１は、連結ピン２４を介してトーションバー２２に連結されるとともに、ケース３０の下方に設けられた軸受３２により回転可能に支持されている。そして、このコラムシャフト３では、ステアリングホイール１の操作に伴いインプットシャフト２０に操舵トルクが付与されると、トーションバー２２にねじれ変形が生じる。これにより、インプットシャフト２０とロアシャフト２１との間に操舵トルクに応じた相対的な回転変位が生じるようになっている。そして、これらインプットシャフト２０及びロアシャフト２１に沿ってトルクセンサ１４が配置されている。
【００１８】
このトルクセンサ１４は、インプットシャフト２０の回転角を検出する第１のレゾルバ４０と、ロアシャフト２１の回転角を検出する第２のレゾルバ５０とを備えている。
第１のレゾルバ４０は、インプットシャフト２０の下端部に取り付けられるロータ４１と、同ロータ４１と所定の間隙を隔ててこれを囲繞するようにケース３０に取り付けられたステータ４２とを備えている。このうち、ロータ４１は、インプットシャフト２０の外周に固定されるロータコア４３と、同ロータコア４３の外周に巻回される磁界形成部としての励磁巻線４４とから構成されている。なお、ロータコア４３は、複数枚の磁性鋼板がインプットシャフト２０の軸方向に積層されることにより形成されている。一方、ステータ４２は、ケース３０の内壁に固定されたステータ本体４５と、同ステータ本体４５に巻回される検出巻線４６とから構成されている。なお、ステータ本体４５も、複数枚の磁性鋼板がインプットシャフト２０の軸方向に積層されることにより形成されている。また、ステータ本体４５の平面構造を図３に示すと、ステータ本体４５は、円環状に形成されるとともに、Ｔ字状の複数のティース４５ａが内周面４５ｃに等間隔に形成された構造をなしている。さらに、図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を図４に示すと、検出巻線４６が接触するステータ本体４５の内周面４５ｃ及びティース４５ａの外周面には、絶縁カバー４７が取り付けられている。また、各ティース４５ａには、検出巻線４６として、ｓｉｎ相巻線４６ａが内側に巻回されるとともに、その外側にｃｏｓ相巻線４６ｂが巻回されている。さらに、各ティースにおけるｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂのそれぞれの巻数は、同一の巻数に設定されている。
【００１９】
ところで、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスは、ティース４５ａにおける巻数（ターン数）及び直流抵抗により定まる。したがって、各相の巻線４６ａ，４６ｂのそれぞれのインダクタンスを一致させるためには、各相の巻線４６ａ，４６ｂの巻数及び直流抵抗を一致させればよい。このうち、直流抵抗Ｒは、巻線の抵抗率α、巻線の長さＬ、及び巻線の断面積Ａから以下の関係式（１）により求めることができる。
【００２０】
Ｒ＝α×Ｌ／Ａ・・・（１）
すなわち、直流抵抗は、巻線の長さに比例し、巻線の線径（巻線の直径）に反比例する。
【００２１】
ここで、上述のように、ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａを巻回するとともに、その外側にｃｏｓ相巻線４６ｂを巻回した場合、巻き数が同一であれば、ｓｉｎ相巻線４６ａの長さよりも、ｃｏｓ相巻線４６ｂの長さの方が長くなる。したがって、各巻線４６ａ，４６ｂの長さの関係だけを見ると、ｃｏｓ相巻線４６ｂの直流抵抗の方が、ｓｉｎ相巻線４６ａの直流抵抗よりも大きくなる。そこで、本実施形態では更に、図４に示すように、ｃｏｓ相巻線４６ｂの線径Ｒ２を、ｓｉｎ相巻線４６ａの線径Ｒ１よりも大きく設定することとしている。これにより、各相の巻線４６ａ，４６ｂの直流抵抗を互いに一致させることができるため、従来のレゾルバのようにティースに仕切板を設けずとも、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを互いに一致させることが可能となる。その結果、第１のレゾルバ４０では、高い検出精度を確保しつつ、その小型化が図られている。
【００２２】
そして、このような構成からなる第１のレゾルバ４０では、図２に示すように、図示しない配線を介して励磁巻線４４に交流電力が供給されると、同励磁巻線４４の周辺に磁界が形成される。この磁界がｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂにそれぞれ付与され、電磁誘導作用によって各相の巻線４６ａ，４６ｂに電圧が誘起される。また、インプットシャフト２０の回転に伴いロータ４１が回転すると、励磁巻線４４及び各相の巻線４６ａ，４６ｂの相対的な位置関係が変化するため、各相の巻線４６ａ，４６ｂに付与される磁界も変化する。これにより、ｓｉｎ相巻線４６ａには、ロータ４１の回転角に対して振幅が正弦波状に変化する電圧が誘起される。また、ｃｏｓ相巻線４６ｂには、ロータ４１の回転角に対して振幅が余弦波状に変化する電圧が誘起される。そして、各相の巻線４６ａ，４６ｂに誘起される電圧は、第１のレゾルバ４０の２相の出力として、適宜の配線を介して先の図１に示した制御装置１５に取り込まれる。制御装置１５は、第１のレゾルバ４０の２相の出力信号に基づいて、周知の逆正接値演算（アークタンジェント演算）を行うことにより、ロータ４１の回転角、換言すればインプットシャフト２０の回転角を検出する。
【００２３】
一方、図２に示すように、第２のレゾルバ５０は、ロアシャフト２１の上端に取り付けられるロータ５１と、同ロータと所定の間隙を隔ててこれを囲繞するようにしてケース３０に取り付けられたステータ５２とを備えている。このうち、ロータ５１は、ロアシャフト２１の外周に固定されるロータコア５３と、同ロータコア５３に巻回される励磁巻線５４とから構成されている。また、ステータ５２は、ケース３０の内壁面に固定されたステータ本体５５と、これに巻回される検出巻線５６とから構成されている。なお、これらロータ５１及びステータ５２は、基本的には第１のレゾルバ４０のロータ４１及びステータ４２と同様の構造を有しているため、便宜上、その詳細な説明は割愛する。そして、制御装置１５は、第２のレゾルバ５０の２相の出力信号に基づいて、周知の逆正接値演算（アークタンジェント演算）を行うことにより、ロータ５１の回転角、換言すればロアシャフト２１の回転角を検出する。
【００２４】
また、制御装置１５は、第１及び第２のレゾルバ４０，５０を通じてそれぞれ検出されるインプットシャフト２０の回転角及びロアシャフト２１の回転角の差分を演算することにより、それらの相対的な回転変位を求める。そして、求められた各シャフト２０，２１の相対的な回転変位に例えばトーションバー２２のばね定数を乗算するなどして操舵トルクを算出する。
【００２５】
次に、図５を参照して、第１のレゾルバ４０の製造方法に関し、特にステータ４２の製造方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、ステータ４２の製造に際しては、上述したｃｏｓ相巻線４６ｂの線径Ｒ２よりも大きい線径Ｒａを有するマグネットワイヤ６０が予め用意されている。
【００２６】
そして、ステータ４２に検出巻線４６を形成する工程では、まず、図５（ｂ）に示すように、マグネットワイヤ６０に第１の張力Ｆ１を加えつつ、ステータ本体４５の各ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａに対応する巻き方にてマグネットワイヤ６０を巻回する。なお、第１の張力Ｆ１は、マグネットワイヤ６０をティース４５ａに巻回する際にマグネットワイヤ６０を伸ばして塑性変形させることで、その線径をｓｉｎ相巻線４６ａに対応する線径Ｒ１まで縮小させることのできる大きさに設定されている。これにより、ステータ本体４５へのｓｉｎ相巻線４６ａの形成が完了する。
【００２７】
次いで、図５（ｃ）に示すように、マグネットワイヤ６０に第２の張力Ｆ２を加えつつ、各ティース４５ａのｓｉｎ相巻線４６ａの外側にｃｏｓ相巻線４６ｂに対応する巻き方にてマグネットワイヤ６０を巻回する。なお、第２の張力Ｆ２は、第１の張力Ｆ１よりも弱い力であって、マグネットワイヤ６０をティース４５ａに巻回する際にマグネットワイヤ６０を伸ばして塑性変形させることで、その線径をｃｏｓ相巻線４６ｂに対応する線径Ｒ２まで縮小させることのできる大きさに設定されている。これにより、ステータ本体４５へのｃｏｓ相巻線４６ｂの形成が完了する。
【００２８】
なお、第２のレゾルバ５０のステータ５２も、同様の製造プロセスを経て製造される。
このような製造方法によれば、ステータ本体４５，５５の各ティースに線径の異なるｓｉｎ相巻線及びｃｏｓ相巻線を容易に巻回することができるため、先の図４に例示した構造からなるステータを容易に実現することが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態にかかるレゾルバ、及びその製造方法によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）ステータ本体４５のティース４５ａに２相の検出巻線４６を巻回するにあたり、ティース４５ａにｓｉｎ相巻線４６ａを巻回するとともに、その外側にｓｉｎ相巻線４６ａよりも大きい線径を有するｃｏｓ相巻線４６ｂを巻回することとした。これにより、ティースに仕切板を設けずとも、２相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを互いに一致させることができるため、第１のレゾルバ４０の高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることが可能となる。また、第２のレゾルバ５０でも、同様の効果を得ることが可能である。
【００３０】
（２）ステータ４２の製造に際しては、ステータ本体４５の各ティース４５ａにマグネットワイヤ６０を第１の張力Ｆ１で巻回することでｓｉｎ相巻線４６ａを形成した後、ｓｉｎ相巻線４６ａの外側にマグネットワイヤ６０を第２の張力Ｆ２で巻回することでｃｏｓ相巻線４６ｂを形成することとした。これにより、ステータ本体４５の各ティース４５ａに線径の異なる２相の巻線を容易に巻回することができる。また、第２のレゾルバ５０でも同等の効果を得ることが可能である。
【００３１】
（３）本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置１０に搭載されるトルクセンサ１４に適用することとした。これにより、トルクセンサ１４の高い検出精度を確保しつつ、その小型化を図ることができるようになる。
【００３２】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、線径の異なる２相の巻線４６ａ，４６ｂをティース４５ａに巻回するにあたり、ティース４５ａにマグネットワイヤ６０を巻回する際の張力を変化させるといった方法を採用することとした。これに代えて、例えばｓｉｎ相巻線４６ａの線径（第１の線径）Ｒ１を有する第１のマグネットワイヤ、及びｃｏｓ相巻線４６ｂの線径（第２の線径）Ｒ２を有する第２のマグネットワイヤといった２種類のマグネットワイヤを予め用意しておく。そして、ステータ４２の製造に際しては、まず、ステータ本体４５のティース４５ａに第１のマグネットワイヤを巻回することによりｓｉｎ相巻線４６ａを形成する。次いで、各ティース４５ａのｓｉｎ相巻線４６ａの外側に第２のマグネットワイヤを巻回することによりｃｏｓ相巻線４６ｂを形成する。このような製造方法であっても、先の図４に例示した構造からなるステータを容易に実現することが可能である。
【００３３】
・Ｔ字状のティース４５ａに対して線径の異なるｓｉｎ相巻線４６ａ及びｃｏｓ相巻線４６ｂを整列巻きするような場合、先の図４に例示したように、線径の大きいｃｏｓ相巻線４６ｂの方が巻回層数が多くなり易く、各相の巻線４６ａ，４６ｂ間で巻回層数が異なり易くなる。そしてこのように、各相の巻線４６ａ，４６ｂ間で巻回層数が異なる場合、それぞれの長さを管理することが難しくなって、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを一致させることが困難となるおそれがある。そこで、図６に示すように、ティース４５ａの横辺にあたる部分４５ｂを、その両端に向かうほど、ステータ本体４５の内周面４５ｃから離間するように形成してもよい。これにより、ティース４５ａの横辺にあたる部分４５ｂとステータ本体４５の内周面４５ｃとの間の隙間が、横辺にあたる部分４５ｂの両端に向かうほど広がるため、線径の大きいｃｏｓ相巻線４６ｂをティース４５ａに整列巻回する場合であっても、ｃｏｓ相巻線４６ｂの巻回層数が多くなることを抑制することができる。その結果、各相の巻線４６ａ，４６ｂのインダクタンスを高精度に一致させることができるため、第１のレゾルバ４０の検出精度を高く維持することが可能となる。
【００３４】
・上記実施形態では、ティース４５ａに対して２相の巻線４６ａ，４６ｂを巻回することとしたが、レゾルバの構造によっては、例えば３相以上の巻線をティース４５ａに巻回してもよい。なお、３相の巻線をティース４５ａに巻回する場合には、例えば図７に示すように、ティース４５ａに線径Ｒ３の第１相の巻線４６ｃを巻回するとともに、その外側に第１相の巻線４６ｃよりも大きい線径Ｒ４を有する第２相の巻線４６ｄを巻回する。また、第２相の巻線４６ｄの外側に、それよりも大きい線径Ｒ５を有する第３相の巻線４６ｅを巻回する。このような構成であれば、３相の巻線のインダクタンスを一致させることができるため、レゾルバの検出精度を高く維持することが可能である。
【００３５】
・上記実施形態では、本発明にかかるレゾルバを、ロータ４１に励磁巻線４４が設けられるレゾルバに適用することとしたが、これに代えて、ステータ４２に励磁巻線が設けられる、いわゆる可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバに適用してもよい。また、ステータに設けられた検出巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部として例えば磁石などを用いるレゾルバにも、本発明にかかるレゾルバを適用することは可能である。
【００３６】
・上記実施形態では、本発明にかかるレゾルバを、車両の電動パワーステアリング装置１０に設けられるトルクセンサ１４に適用することとしたが、本発明にかかるレゾルバは、所定の回転軸の回転角を検出するものであれば各種装置に適用することが可能である。
【００３７】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項１に記載のレゾルバにおいて、前記ティースは、円環状のステータ本体の内周面に設けられるとともにＴ字状に形成されてなり、このＴ字状のティースの横辺にあたる部分が、その両端に向かうほど、前記ステータ本体の内周面から離間するように形成されてなることを特徴とするレゾルバ。レゾルバでは、通常、円環状に形成されたステータ本体の内周面にＴ字状のティースが形成されている。ところで、このようなＴ字状のティースに対して一相の巻線を例えば整列巻きした外側に、一相の巻線よりも線径の大きい他相の巻線を整列巻きするような場合、線径の大きい他相の巻線の方が巻回層数が多くなりやすく、各相の巻線間で巻回層数が異なりやすくなる。そしてこのように、各相の巻線間で層数が異なる場合、それぞれの長さを管理することが難しくなり、各相の巻線のインダクタンスを一致させることが困難となるおそれがある。この点、上記構成によれば、ティースの横辺にあたる部分とステータ本体の内周面との間の隙間が、横辺にあたる部分の両端に向かうほど広がるため、線径の大きい他相の巻線をティースに巻回する場合であっても、他相の巻線の巻回層数が多くなることを抑制することができる。これにより、各相の巻線のインダクタンスを高精度に一致させやすくなるため、レゾルバの検出精度を高く維持することが可能となる。
【００３８】
（ロ）トーションバーを介して互いに連結された第１及び第２の回転軸の回転角を一対のレゾルバを通じてそれぞれ検出するとともに、検出された前記第１及び第２の回転軸の回転角から前記第１及び第２の回転軸の相対的な回転変位を求め、求められた前記第１及び第２の回転軸の相対的な回転変位に基づいて前記第１及び第２の回転軸のいずれか一方に付与されるトルクを検出するトルクセンサにおいて、前記一対のレゾルバとして、請求項１又は付記イに記載のレゾルバを用いるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。本発明は、付記ロに記載の発明によるように、トルクセンサに適用すると特に有効である。これにより、検出精度が高く、小型のトルクセンサを提供することができるようになる。
【符号の説明】
【００３９】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…コラムシャフト、４…インターミディエイトシャフト、５…ピニオンシャフト、６…ラックアンドピニオン機構、７…ラック軸、８…タイロッド、９…転舵輪、１０…電動パワーステアリング装置、１１…電動モータ、１２…ギア機構、１３…車速センサ、１４…トルクセンサ、１５…制御装置、２０…インプットシャフト、２１…ロアシャフト、２２…トーションバー、２３，２４…連結ピン、３０…ケース、３１，３２…軸受、４０，５０…レゾルバ、４１，５１…ロータ、４２，５２，７０…ステータ、４３，５３…ロータコア、４４，５４…励磁巻線、４５，５５…ステータ本体、４５ａ，７１…ティース、４５ｂ…横辺にあたる部分、４６，５６…検出巻線、４６ａ，５６ａ，７２…ｓｉｎ相巻線、４６ｂ，５６ｂ，７３…ｃｏｓ相巻線、４６ｃ〜４６ｅ…巻線、４７…絶縁カバー、６０…マグネットワイヤ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバにおいて、
前記ティースには、前記多相の巻線のうちの一相の巻線が巻回されるとともに、前記一相の巻線の外側に前記一相の巻線よりも大きい線径を有する他相の巻線が巻回されてなる
ことを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバの製造方法であって、
前記ティースに第１の張力でマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、
前記一相の巻線の外側に前記第１の張力よりも弱い第２の張力で前記マグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程と
を備えることを特徴とするレゾルバの製造方法。
【請求項３】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバの製造方法であって、
第１の線径を有する第１のマグネットワイヤと、前記第１の線径よりも大きい第２の線径を有する第２のマグネットワイヤとが予め用意され、
前記ティースに前記第１のマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、
前記一相の巻線の外側に前記第２のマグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程と
を備えることを特徴とするレゾルバの製造方法。
【請求項１】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバにおいて、
前記ティースには、前記多相の巻線のうちの一相の巻線が巻回されるとともに、前記一相の巻線の外側に前記一相の巻線よりも大きい線径を有する他相の巻線が巻回されてなる
ことを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバの製造方法であって、
前記ティースに第１の張力でマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、
前記一相の巻線の外側に前記第１の張力よりも弱い第２の張力で前記マグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程と
を備えることを特徴とするレゾルバの製造方法。
【請求項３】
多相の巻線が巻回された複数のティースがロータを囲繞するようにして設けられたステータと、前記多相の巻線に付与する磁界を形成する磁界形成部とを有して、前記ロータが回転するとき、前記磁界形成部から前記多相の巻線に付与される磁界が変化することにより前記多相の巻線から前記ロータの回転角に応じた電圧信号が出力されるレゾルバの製造方法であって、
第１の線径を有する第１のマグネットワイヤと、前記第１の線径よりも大きい第２の線径を有する第２のマグネットワイヤとが予め用意され、
前記ティースに前記第１のマグネットワイヤを巻回することにより前記多相の巻線のうちの一相の巻線を形成する工程と、
前記一相の巻線の外側に前記第２のマグネットワイヤを巻回することにより前記一相の巻線とは別の他相の巻線を形成する工程と
を備えることを特徴とするレゾルバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１０８１９（Ｐ２０１３−１１０８１９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７８３（Ｐ２０１１−２５２７８３）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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