回転角検出又は回転同期装置
【課題】レゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造を簡素化すること。
【解決手段】レゾルバ１００は、平板２５０で構成されたステータ２００を備える。そのステータ２００の内周縁部においてステータティース２１０ａ〜２１０ｈが形成される。ステータ２００に対して回転可能にロータ３００が設けられる。各ステータティース２１０ａ〜２１０ｈには、樹脂製のボビン４１０ａ〜４１０ｈを有する絶縁キャップ４００が装着される。さらに、そのボビン４１０ａ〜４１０ｈの上に、ボビン４１０ａ〜４１０ｈから露出したステータティースの露出部を支持する支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成される。その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、露出部のロータ３００と対向しない非対向面と当接する壁部と、その壁部に対して起立して設けられるリブとから構成される。
【解決手段】レゾルバ１００は、平板２５０で構成されたステータ２００を備える。そのステータ２００の内周縁部においてステータティース２１０ａ〜２１０ｈが形成される。ステータ２００に対して回転可能にロータ３００が設けられる。各ステータティース２１０ａ〜２１０ｈには、樹脂製のボビン４１０ａ〜４１０ｈを有する絶縁キャップ４００が装着される。さらに、そのボビン４１０ａ〜４１０ｈの上に、ボビン４１０ａ〜４１０ｈから露出したステータティースの露出部を支持する支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成される。その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、露出部のロータ３００と対向しない非対向面と当接する壁部と、その壁部に対して起立して設けられるリブとから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ及びロータを有するレゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータの回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角に応じた検出信号を出力する回転角検出装置としてのレゾルバが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１０は、従来のレゾルバの構造を示した図である。図１０のレゾルバ９００は、内周面９１０ａから内方へ突出する複数のステータティース９２０が形成されたステータ９１０を備える。また、ステータ９１０の内側には、ロータ９８０が回転可能に設けられる。そのロータ９８０は、回転軸回りの回転によりステータティース９２０とのギャップパーミアンスが変化するようにステータ９１０に対して回転可能に設けられる。
【０００３】
各ステータティース９２０には、絶縁性の樹脂からなるボビン９４１を介してステータ巻線９５０が巻回される。そのステータ巻線９５０は、複数相の巻線から構成される。具体的には、ステータ巻線９５０は、励磁信号が入力されてステータティース９２０を励磁する励磁巻線９５１と、ロータ９８０の回転にともなって変化するギャップパーミアンスに応じた検出信号が出力される出力巻線９５２とを有する。
【０００４】
また、各ステータティース９２０には、その外側を覆うように樹脂製のボビン９４１が設けられる。そして、各ボビン９４１の外側にステータ巻線９５０が巻回される。これは、ステータ巻線９５０とステータティース９２０との絶縁を確保できる等の効果を狙ったものである。なお、これらボビン９４１を一体的に含んで絶縁キャップ９４０が構成される。
【０００５】
このような構成のレゾルバ９００では、励磁巻線９５１の両端線が接続されたコネクタピン９７１間に励磁信号が入力されると、ステータティース９２０が励磁される。この状態で、ロータ９８０が回転してギャップパーミアンスが変化すると、出力巻線９５２には、そのギャップパーミアンスに応じた検出信号が発生される。そして、出力巻線９５２の端線と接続されたコネクタピン９７１から出力される検出信号に基づいて、ロータ９８０の回転角が検出される。
【０００６】
また従来、レゾルバと同様の構造を有する回転同期装置としてのシンクロが知られている。このシンクロは、レゾルバと同様のステータ及びロータを有し、ステータティースに巻回される出力巻線からロータの回転角に応じて正弦波状に変化する互いに位相角が１２０度ずれた３相の信号を出力する。そして、同じ構造の２つのシンクロを接続すると、各シンクロから出力される信号の差に基づいて、一方のシンクロのロータが、他方のシンクロのロータと同じ回転角となるように回転される。すなわち、これら２つのシンクロが同期される。このように、シンクロは、一般的に、２個１組で用いられ、この場合、一方をシンクロ発信機と称し、他方をシンクロ受信機と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、レゾルバ、シンクロにおいては、回転角の検出精度を高めるためには、励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されたレゾルバ９００では、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、励磁巻線９５１や出力巻線９５２を精度良く巻回ための機構が複雑になる。また、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、巻回するためのスペースが狭くなる。また、従来のステータ９１０は、複数の電磁鋼板を積層するなどして、十分な厚さで構成されていたので、レゾルバ、シンクロの製造工程が複雑化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造を簡素化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の回転角検出又は回転同期装置は、磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
前記ステータティースの先端側の一部が露出するように、前記ステータティースに装着される樹脂製のボビンと、
磁性材料から構成され、前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの一方の面と対向するように設けられ、回転軸回りの回転により前記一方の面とのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ボビンを介して前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの前記ロータと対向しない方の面である非対向面において前記ステータティースを支持する支持部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、ステータティースが平板面に対して起立しているので、ステータの内側の狭い空間でステータ巻線を巻回させる必要がなくなる。そのため、ステータ巻線を精度良く巻回することができる。また、ステータが平板で形成されているので、ステータの構造を簡素化することができる。また、ステータティースには樹脂製のボビンが装着され、そのボビンを介してステータ巻線が巻回されるので、ステータティースとステータ巻線とを確実に絶縁させることができる。また、ボビンをステータティースに装着した際に、ステータティースの先端側の一部が露出され、その露出した部分の一方の面と対向するようにロータが設けられる。そのため、ステータティースの露出した部分とロータとの間で、効率的に磁束のやり取りをさせることができるので、ロータ回転角の検出精度を向上できる。さらに、ステータティースのロータと対向しない非対向面において、ステータティースを支持する支持部が設けられるので、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できる。その結果、ロータ回転角の検出精度が低下するのを防止できる。また、支持部は、ステータティースの非対向面で支持するので、ステータティースとロータとの間の磁束のやり取りに影響を与えない。
【００１２】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記支持部は、前記非対向面に対して起立したリブであり、そのリブが、前記ボビンと接続されたとすることができる。
【００１３】
これによれば、ステータティースの非対向面にリブが起立して設けられ、そのリブがボビンと接続されているので、そのリブ及びリブと接続されたボビンでステータティースの変位を規制することができる。
【００１４】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記リブは、前記ボビンと一体化されて樹脂で形成されたものとすることができる。
【００１５】
このように、リブとボビンとを一体化することで、それらを強固に接続できる。
【００１６】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記支持部は、
前記非対向面と当接する面を有し、その面で前記非対向面と固着した樹脂製の壁部を備え、
前記リブは、前記壁部と一体化して前記壁部に起立して設けられ、前記壁部を介して前記ステータティースを支持するものとすることができる。
【００１７】
これによれば、支持部は、非対向面と当接する面を有する壁部を備えているので、非対向面の広い範囲においてステータティースを支持することができる。さらに、その壁部と非対向面とが固着されているので、確実に、ステータティースを支持することができる。そして、リブが、その壁部と一体化して壁部に起立して設けられるので、リブによって、ステータティースの位置が変わってしまうのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。
【図２】第一実施形態のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。
【図３】ボビン４１０及び支持部の構造を説明する図である。
【図４】ステータティースにボビン及び支持部が装着された状態を示した図である。
【図５】ロータ３００の構造の説明図である。
【図６】ステータ巻線の説明図である。
【図７】ロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示した図である。
【図８】レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。
【図９】シンクロの用途例を示した図である。
【図１０】従来のレゾルバの構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
次に、本発明に係る回転角検出装置としてのレゾルバの第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。なお、図１では、ステータ巻線等の配線の図示を省略するとともに、ステータとロータとを分解して示している。また、図１では、レゾルバ１００が、８個のステータティースを有し、１相励磁２相出力型のレゾルバを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、図１のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
レゾルバ１００は、ステータ（固定子）２００と、ロータ（回転子）３００とを含む。レゾルバ１００は、いわゆるインナーロータ型の回転角検出装置である。すなわち、ステータ２００の内側にロータ３００が設けられ、ステータ２００がロータ３００の外周側（外径側）の側面と対向した状態で、ロータ３００の回転角に応じて、ステータ２００に設けられたステータ巻線を構成する出力巻線からの信号が変化するようになっている。
【００２１】
ステータ２００は、磁性材料からなる環（リング）状の平板２５０を用いて構成され、この平板２５０に複数のステータティースが設けられている。これらのステータティースは、平板２５０の平板面に対して交差するように設けられている。図１では、ステータ２００は、折り曲げ加工（広義には曲げ加工）等により平板面に対して同一面側に略垂直に起こされた８個のステータティース（突極部）２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈを有する。ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、プレス加工により予め平板２５０に形成された後、折り曲げプレス加工（広義には曲げ加工）により、平板２５０の面に対して略垂直となるように起こされている。これらのステータティースは、環状の平板２５０の内側（内径側）の縁部に形成される。また、これらのステータティースは、各ステータティースの面のうち少なくともロータ３００の側面と対向する面は平面ではなく、ロータ３００の回転軸の方向に沿って見たときに、環状の平板２５０の内径側に位置する点を中心とする円弧の一部となるように形成されている。
【００２２】
このような磁性材料からなるステータ２００の平板２５０の材質は、電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃであることが望ましい。ＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）は、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。Ｓ４５Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．４５％程度の炭素を含有している。Ｓ１０Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．１０％程度の炭素を含有している。
【００２３】
以上のような構成を有するステータ２００は、磁性材料として１枚の電磁鋼板により構成されるため、材料費として高価である上に折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくい積層電磁鋼板を採用する場合に比べて、低コストで、曲げによる加工精度や信頼性を維持できるようになる。しかも、曲げ加工による磁性材料の粒状破壊を防止し、曲げ加工前の磁気特性を確保することにより高精度な角度検出を可能とする。
【００２４】
また、ステータ２００に対して突出するように、外部からの励磁信号を入力したり検出信号を出力したりするためのコネクタピン４７１〜４７６が設けられるコネクタユニット６００が設けられる。そして、図２に示すように、そのコネクタユニット６００の一部を構成する延設部２６０が、ステータ２００に対して突出するように設けられる。その延設部２６０は、ステータ２００を構成する平板２５０が延ばされて形成されたものである。また、延設部２６０は、内側がくり抜かれた四角の枠状とされている。
【００２５】
また、ステータ２００には、環状の絶縁キャップ４００が装着される。絶縁キャップ４００には、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈの位置に合わせて設けられた複数のボビン４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ、４１０ｅ、４１０ｆ、４１０ｇ、４１０ｈが一体に形成されている。各ボビン４１０ａ〜４１０ｈは、挿入孔（ステータティース挿入孔）を有し、当該ボビンに対応するステータティースがその挿入孔に挿入されるとともに、その外側にステータ巻線が巻回される。複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈを構成する各ボビンの挿入孔の向きは、ロータ３００の回転軸の向きである。
【００２６】
また、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈの上端部には、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈと一体的に形成された支持部４２０ａ〜４２０ｈが設けられる。それら支持部４２０ａ〜４２０ｈは、絶縁キャップ４００を構成する同じ樹脂で形成されたものである。また、それら支持部４２０ａ〜４２０ｈは、各ステータティース２１０ａ〜２１０ｈを支持して、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの平板２５０に対する傾きが変わるなどのステータティース２１０ａ〜２１０ｈが変位するのを防止するものである。
【００２７】
ここで、図３は、ボビン４１０ａ〜４１０ｈ及びこれと一体的に形成された支持部４２０ａ〜４２０ｈの構造を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は、ボビン及び支持部の正面図を示している。なお、図３（ａ）において、紙面手前側が絶縁キャップ４００の外周側であり、紙面奥側が絶縁キャップ４００の中心（ロータ３００の回転軸）側である。また、図３（ｂ）は、ボビン及び支持部の側面図を示している。また、図３（ｃ）は、ボビン及び支持部を上方から見たときの平面図を示している。また、図３（ｄ）は、図３（ａ）におけるボビン及び支持部を反対側（紙面奥側から手前側に向かう方向）から見たときのボビン及び支持部の背面図を示している。なお、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈは互いに同じ形状とされ、各支持部４２０ａ〜４２０ｈは互いに同じ形状とされる。
【００２８】
図３に示すように、ボビン４１０ａ〜４１０ｈは、内部に挿入孔４１４が形成された筒状の本体４１１を有する。本体４１１の上端部には、ステータ巻線の位置ずれを防止する位置ずれ防止手段としてのつば部４１２が設けられる。そのつば部４１２によってボビン４１０ａ〜４１０ｈに凹部が形成されるようにし、この凹部においてステータ巻線の位置がずれないようになっている。これによって、磁束の均一化を図ることができるようになり、信頼性を向上させることができるようになる。また、本体４１１の下端部には、絶縁キャップ４００の環状部材の一部を構成する基部４１３が設けられる。本体４１１は、その基部４１３に対して直角に起立して設けられる。
【００２９】
本体４１１に形成された挿入孔４１４は、本体４１１、つば部４１２及び基部４１３を含むボビン４１０ａ〜４１０ｈを上下に貫くように形成されている。その挿入孔４１４の向きは、ロータ３００の回転軸の向きと一致している。また、挿入孔４１４は、図３（ｃ）に示すように、断面が矩形状とされる。より詳細には、図３（ａ）、（ｄ）の正面又は背面側から見たときの挿入孔４１４の幅が広くなっているのに対し、図３（ｂ）の側面側から見たときの挿入孔４１４の幅が狭くなっている。また、挿入孔４１４の断面は、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの断面と略同じとされる。よって、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈにボビン４１０ａ〜４１０ｈが装着されると、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入孔４１４に丁度はまるようになっている。これによって、ボビン４１０ａ〜４１０ｈがステータティース２１０ａ〜２１０ｈに対してぐらつくのを防止でき、その結果、検出精度を向上できる。
【００３０】
支持部４２０ａ〜４２０ｈは、ボビン４１０ａ〜４１０ｈのつば部４１２の上に形成される。その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、図３に示すように、壁部４２１とリブ４２２とから構成される。壁部４２１は、平板状の部材がつば部４１２に対して直角に起立して、壁のように設けられたものである。より詳細には、壁部４２１は、平らな壁面４２１ａ、４２１ｂを有し、図３（ａ）、（ｄ）に示すように、それら壁面４２１ａ、４２１ｂが正面、背面側となるように、形成される。また、壁部４２１は、図３（ａ）、（ｄ）の正面側（背面側）から見たときの幅が、ボビン４１０ａ〜４１０ｈの挿入孔４１４の幅と略同じとされる。そして、図３（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、壁部４２１は、幅方向において、挿入孔４１４と一致するように、すなわち、正面側（背面側）から見たときの壁部４２１の境界線と挿入孔４１４の境界線とが一つに繋がるように、形成される。
【００３１】
また、壁部４２１は、図３（ｃ）の平面視側から見たときに、壁部４２１の輪郭をなす矩形と挿入孔４１４の輪郭をなる矩形とが隣接するように、形成される。換言すれば、壁部４２１の一方の壁面（図３では壁面４２１ｂ）と挿入孔４１４の一つの壁面とが一つに繋がっている。なお、挿入孔４１４側にある壁部４２１の壁面４２１ｂの側にロータ３００が設けられ、その反対の壁面４２１ａの側に後述するリブ４２２が形成される。
【００３２】
また、壁部４２１は、その壁面４２１ａ、４２１ｂの大きさが、ボビン４１０ａ〜４１０ｈが装着されたときのステータティース２１０ａ〜２１０ｈにおけるボビン４１０ａ〜４１０ｈから露出した部分の面と同じ大きさとされる。すなわち、壁面４２１ａ、４２１ｂの高さ、幅は、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの露出した部分の高さ、幅と同じとされる。
【００３３】
支持部４２０ａ〜４２０ｈの一部を構成するリブ４２２は、壁部４２１と一体化して壁部４２１に起立して形成されたものである。厳密には、リブ４２２は、壁部４２１の挿入孔４１４側ではない壁面４２１ａの側に形成され、その壁面４２１ａに対して直角に起立される。また、リブ４２２は、ボビン４１０ａ〜４１０ｈの上端部、つまりつば部４１２の上面に対しても、直角に起立して形成される。そして、リブ４２２は、つば部４１２の上面において、つば部４１２と一体化して接続される。このように、リブ４２２は、壁部４２１とつば部４１２の両方に対して直角に起立して形成され、その両方と一体化して接続される。なお、リブ４２２は、図３（ｂ）の側面側から見たときに直角三角形の形状とされる。
【００３４】
このように構成されたボビン及び支持部には、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入される。ここで、図４は、ボビン及び支持部にステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入された状態を示した図である。図４（ａ）は、側面視側（図３（ｂ）と同じ方向）から見たときの図を示している。また、図４（ｂ）は、正面視側（図３（ａ）と同じ方向）から見たときの図を示している。なお、図４では、ロータ３００も示している。図４（ａ）に示すように、ボビン４１０ａ〜４１０ｈ（挿入孔４１４）にステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入されると、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの先端側の一部が露出される。この露出した部分を露出部２１１とすると、上述したように壁部４２１が挿入孔４１４と隣接して形成されているので、露出部２１１の一方の面２１１ｂと壁部４２１の一方の面４２１ｂとが当接する。そして、これら面２１１ｂ、４２１ｂは、互いに固着している。その固着は、支持部４２０ａ〜４２０ｈが、射出成形により、ステータ２００に対して装着された状態で形成されることで、なされる。
【００３５】
さらに、上述したように、露出部２１１の高さと壁部４２１の高さとが同じとされているので、露出部２１１の上端と壁部の上端とが一致している。また、上述したように、壁部４２１の壁面４２１ａ、４２１ｂの幅と露出部２１１の幅とも同じとされている。つまり、壁面４２１ａ、４２１ｂの大きさが、露出部２１１の面２１１ａ、２１１ｂの大きさと同じとされているので、図４（ｂ）の正面視側から見たときに、露出部２１１が壁部４２１で隠れる位置関係となっている。
【００３６】
このような位置関係で設けられるボビン４１０ａ〜４１０ｈ、支持部４２０ａ〜４２０ｈ及びステータティース２１０ａ〜２１０ｈ（露出部２１１）に対して、ロータ３００は、その側面（後述する対向部）が、ステータティースの露出部２１１の一方の面２１１ａと対向するように設けられる。以下、ロータ３００と対向する露出部２１１の面２１１ａを「対向面」と称し、対向しない面２１１ｂを「非対向面」と称する。このように、支持部４２０ａ〜４２０ｈは、露出部２１１の非対向面２１１ｂ側に形成されることになる。これにより、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈとロータ３００との間で効率的に磁束のやり取りをすることができる。
【００３７】
絶縁キャップ４００の説明に戻り、絶縁キャップ４００は、複数の渡りピン（突起部）４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃ、４８０ｄ、４８０ｅ、４８０ｆ、４８０ｇを含み、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈ及び複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇが一体に形成されている。複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇを構成する各渡りピンは、２つのボビンの間において、環状の絶縁キャップ４００の所与の円周上に形成されている。なお、ボビン４１０ａ、４１０ｈの間には、渡りピンが形成されていない。各渡りピンは、２つのボビンの間に設けられた円柱状の形状を有し、一方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される導線が、渡りピンにおいて張力を持たせた状態で掛けられて、他方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される。これにより、２つのボビンの距離が長くなっても共振し難くなる上に、ステータ巻線の巻き数を半ターン単位で調整できるようになる。ここで、導線に張力を持たせ易くし、かつその状態をできるだけ長く維持させるために、渡りピンは、ロータ３００の回転軸の向きと同じ向きの部分を有することが望ましい。
【００３８】
さらに、絶縁キャップ４００には、コネクタユニット６００の一部を構成する樹脂部４５０が形成される。その樹脂部４５０は、絶縁キャップ４００を構成する樹脂で、絶縁キャップ４００と一体的に形成されたものである。また、樹脂部４５０は、上述の延設部２６０の設置位置と対応するように、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈが形成された環状の部分に対して径方向外側に突出するように形成される。また、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分の形状と対応するように、四角の平板状とされる。すなわち、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分にはまるように設けられる。また、樹脂部４５０には、６個のコネクタピン挿入孔４６１〜４６６が一列に設けられている。そして、コネクタピン挿入孔４６１〜４６６のそれぞれには、励磁信号の入力や検出信号の出力を行うために導電材からなる６個のコネクタピン４７１〜４７６がそれぞれ挿入される。
【００３９】
そして、その樹脂部４５０が、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分に嵌め込まれる形で設けられることで、延設部２６０及び樹脂部４５０とからコネクタユニット６００が構成される（図１参照）。このように、樹脂部４５０を、その周囲で延設部２６０と接続することで、コネクタユニット６００を強固にすることができる。
【００４０】
このような絶縁キャップ４００をステータ２００の平板２５０に装着することにより、ステータ２００とステータ巻線とが電気的に絶縁される。これにより、ステータ巻線により構成されるコイルの絶縁破壊を防止できる。
【００４１】
このようなボビン及び支持部を含む絶縁キャップ４００は、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ−ｂｕｔｙｌｅｎｅ−ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリブチレンテレフタレート）又はＰＰＴ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリプロピレンテレフタレート）等の絶縁性の樹脂（絶縁材）を用いた射出成形により形成される。
【００４２】
ロータ３００は、ステータ２００と同じ材質の磁性材料からなり、ステータ２００に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。例えば、ロータ３００の軸倍角が「３」であり、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において外径側の外径輪郭線を３周期で変化する形状を有している。そして、平板２５０に対して起こされたステータティースの内側（内径側、内周側）の面と対向するロータ３００の外周側に形成された外側面３２０（図５参照）が、ロータ３００の１回転につき３周期でギャップパーミアンスが変化するようになっている。
【００４３】
ここで、図５は、ロータ３００の構造の説明図である。図５（ａ）はロータ３００の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったロータ３００の断面構造を模式的に表した図である。
【００４４】
このロータ３００は、１枚の電磁鋼板で形成され、平板として構成されたロータ平板部３１０を有する。なお、ロータ３００の材質は、電磁鋼板の他に、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃを採用することもできる。そのロータ平板部３１０は、回転角の検出対象物に取り付けられて、その検出対象物の回転にしたがって自らも回転軸回りに回転されるものである。具体的には、ロータ平板部３１０は、その表面が、ロータ３００の回転軸と直角に交差する平面とされる。また、ロータ平板部３１０は、回転軸と交差する中心付近で穴が空けられた環状とされる。
【００４５】
また、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の外周縁部からロータ平板部３１０に対して直角（回転軸と平行な方向）に曲がって形成された対向部３２０を有する。その対向部３２０は、その面（対向面）がステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面（厳密には露出部２１１の対向面２１１ａ）と平行に対向されるように、ロータ平板部３１０を構成する電磁鋼板が曲げられて形成されたものである。
【００４６】
また、ロータ平板部３１０の厚さをｔ１としたときに、ロータ３００の対向部３２０の高さＨが、５×ｔ１≦Ｈ≦９×ｔ１の範囲とされることが望ましい。対向部３２０の高さＨを９×ｔ１より高くしても、これ以上、検出信号のレベルを改善させることが期待できずに、却ってロータ３００の大型化を招く。一方、対向部３２０の高さＨを５×ｔ１より低くすると、検出信号のレベルが低くなる。
【００４７】
このように、ロータ平板部３１０の外周縁部に対向部３２０を形成することで、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面と対向する面積を増加させ、電磁鋼板を多く積層させたときと同等の厚さを確保できる。よって、ロータ３００の構造を簡素化しつつ、検出信号のレベルを向上することができる。
【００４８】
なお、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の内周縁部も曲げられて、その曲げられた部分である内周側曲げ部分３３０が形成されている。その内周側曲げ部分３３０が形成されることで、ロータ３００の取り付けが簡単になるととともに、ロータ３００の体積を増加させて磁束のやり取りに寄与させることができる。
【００４９】
次に、ロータ３００の回転によって出力巻線から出力される検出信号を取り出すためのステータ巻線について説明する。ステータ巻線は、励磁巻線と出力巻線とから構成され、励磁巻線により励磁した状態で、ステータ２００に対するロータ３００の回転により、出力巻線の信号が変化する。
【００５０】
ここで、図６は、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈに巻回されるステータ巻線の説明図である。具体的には、図６（ａ）は、ステータ巻線を構成する励磁巻線４の説明図を示しており、図６（ｂ）は、ステータ巻線を構成する出力巻線５の説明図を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図６（ａ）では、励磁巻線４の巻き方向を模式的に示し、図６（ｂ）では、出力巻線５の巻き方向を模式的に示す。実際には、各ボビンのステータ巻線を電気的に接続する導線は、その間に形成された渡りピンを経由させる。
【００５１】
励磁巻線４は、図６（ａ）に示すように、隣り合うステータティースの巻回方向が互いに反対方向になるように巻回される。そして、励磁巻線４の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、励磁巻線４の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＲ１、Ｒ２と称すと、コネクタピンＲ１、Ｒ２間に、励磁信号が与えられて、励磁巻線４に励磁信号が入力される。なお、各ステータティースに巻回される励磁巻線４は、例えばコイル巻線とすることができる。
【００５２】
また、図６（ｂ）に示すように、２相の検出信号を得るために、出力巻線５は２組の巻線部材からなる。２相の検出信号のうちの第１相（例えばｓｉｎ相）の検出信号を得るための出力巻線５１は、例えばステータティース２１０ａから反時計回りにステータティース２１０ｇまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第１相の出力巻線５１の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第１相の出力巻線５１の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ１、Ｓ３と称すると、第１相の検出信号は、コネクタピンＳ１、Ｓ３間の信号として出力される。
【００５３】
一方、２相の検出信号のうちの第２相（例えばｃｏｓ相）の検出信号を得るための出力巻線５２は、例えばステータティース２１０ｂから反時計回りにステータティース２１０ｈまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第２相の出力巻線５２の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第２相の出力巻線５２の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ２、Ｓ４と称すると、第２相の検出信号は、コネクタピンＳ２、Ｓ４間の信号として出力される。なお、各ステータティースに巻回される出力巻線５は、例えばコイル巻線とすることができる。
【００５４】
このように、ステータティース２１０ａ、２１０ｃ、２１０ｅ、２１０ｇが挿入孔に挿入されるボビン４１０ａ、４１０ｃ、４１０ｅ、４１０ｇのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第１相（ｓｉｎ相）の出力巻線５１が巻回される。ステータティース２１０ｂ、２１０ｄ、２１０ｆ、２１０ｈが挿入孔に挿入されるボビン４１０ｂ、４１０ｄ、４１０ｆ、４１０ｈのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第２相（ｃｏｓ相）の出力巻線５２が巻回される。
【００５５】
なお、励磁巻線４の巻き方向は、図６（ａ）に示す方向に限定されるものではない。また、出力巻線５の巻き方向は、図６（ｂ）に示す方向に限定されるものではない。
【００５６】
以上のような構成を有するレゾルバ１００では、ステータ２００に対するロータ３００の回転によって、次のような磁気回路が形成される。ここで図７は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１又は図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図７では、説明の便宜上、絶縁キャップ４００の図示を省略するとともに、ステータ２００に対してロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示している。また、図７において、巻線磁芯としての各ステータティースを通る磁束の向きを模式的に示している。
【００５７】
絶縁キャップ４００を介してステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈにステータ巻線４、５が巻回されており、ロータ３００が回転すると、ロータ３００を介して隣り合うステータティース間で磁気回路が形成される。図７に示すように、隣り合うステータティースを通る磁束の向きが反対方向となるようにステータ巻線４、５が巻回されているため、ロータ３００の回転によって、各ステータティースに巻回されるステータ巻線４、５に発生する電流もまた変化し、例えば出力巻線５に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。
【００５８】
次に、本実施形態におけるレゾルバ１００の製造方法について説明する。図８は、レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。レゾルバ１００を製造するために、先ず、ステータ形状加工工程においてステータ２００の形状を加工した（ステップＳ１０）後に、折り曲げプレス加工工程（曲げ工程）において、平板状のステータ２００のステータティースを折り曲げて、複数のステータティースが平板面に対して起こされる（ステップＳ１２）。その結果、図２に示すように、平板２５０に対してステータティース２１０ａ〜２１０ｈが起こされる。
【００５９】
すなわち、ステップＳ１０のステータ形状加工工程では、ステップＳ１２の折り曲げプレス加工を行うために、１枚の電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ、機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ又はＳ１０Ｃを材質とする磁性材料からなる平板をプレス加工する。そして、内径側の縁部に折り曲げ加工前のステータティースを有した環状の平板２５０を形成する。またその際、その平板２５０と同じ磁性材料で、その平板２５０に対して突出した延設部２６０（図２参照）も形成する。具体的には、例えば、平板をプレス加工して、四角状の平板に形成するとともに、その四角状の平板の内側をくり抜いて、延設部２６０を形成する。なお、延設部２６０の形成は、ステータティースの形成と同時又は別時のどちらでもよい。
【００６０】
そして、ステップＳ１２では、折り曲げプレス加工により、ステップＳ１０において形成された複数のステータティースを、断面視において、その根本部分がＲ形状となるように加工される。この結果、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、ステータ２００の平板面に対して略垂直となるように起こされる。
【００６１】
続いて、絶縁キャップ形成工程として、射出成形により、図２に示す絶縁キャップ４００を、ステップＳ１０、Ｓ１２で形成したステータ２００と一体成形する（ステップＳ１４）。すなわち、ステータ２００に対して装着された状態で、絶縁キャップ４００を形成する。この際、上述したボビン４１０ａ〜４１０ｈ及び支持部４２０ａ〜４２０ｈも形成されることになる。またこの際、支持部４２０ａ〜４２０ｈの壁部４２１（壁面４２１ａ）とステータティースの露出部２１１（対向面２１１ａ）とが固着された状態で、支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成されることになる。
【００６２】
なお、絶縁キャップ形成工程では、絶縁キャップ４００と一体的に形成される樹脂部４５０が、延設部２６０に取り付けられた状態で形成される。
【００６３】
次に、巻線部材取り付け工程として、ステップＳ１２で起こされたステータティース２１０ａ〜２１０ｈの各ステータティースを巻線磁芯として、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈの外側にステータ巻線が巻回される（ステップＳ１６）。こうして起こされたステータティースのそれぞれの周囲に、励磁用の励磁巻線４及び検出用の出力巻線５が巻回される。
【００６４】
次に、ロータ加工工程として、１枚の電磁鋼板がプレス加工されて、図５に示すロータ３００が形成される（ステップＳ１８）。すなわち、平板が環状にされてロータ平板部３１０が形成されるとともに、その環状にされた平板の外周縁部及び内周縁部が折り曲げられて対向部３２０及び内周側曲げ部分３３０が形成される。
【００６５】
次に、ロータ取り付け工程として、ロータ３００が、ステータ２００に対して回転自在となるように、ステータ２００の内径側に設けられる（ステップＳ２０）。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりロータ３００の外側の対向部３２０の面とステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。なお、図８では、ロータ加工工程が、巻線部材取り付け工程の後に行われるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、少なくともロータ取り付け工程に先立って行われていればよい。以上のように、本実施形態におけるレゾルバ１００が製造される。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態のレゾルバ１００によれば、ステータ２００が平板２５０で構成されているので、ステータの構造を簡素化できる。また、そのステータ２００に形成されるステータティース２１０ａ〜２１０ｈが、ステータ２００の平板２５０に対して起立しているので、絶縁キャップ４００の装着が容易になるとともに、ステータ巻線を簡易に巻回することができる。
【００６７】
また、ステータティースの露出部２１１の非対向面２１１ｂ側に、支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成されて、その支持部４２０ａ〜４２０ｈでステータティース２１０ａ〜２１０ｈが支持されているので、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの位置が変わってしまうのを防止できる。
【００６８】
また、その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、壁部４２１を有し、その壁部４２１の壁面で露出部２１１を支持しているので、広い範囲で露出部２１１を支持することができる。よって、確実に、露出部２１１を支持することができる。また、壁部４２１と露出部２１１とを面で当接させることにより、それらを確実に固着することができる。
【００６９】
（第二実施形態）
上記実施形態ではレゾルバに本発明を適用した例について説明したが、回転同期装置としてのシンクロに本発明を適用してもよい。このシンクロは、ステータとロータとステータティースに巻回されたステータ巻線（励磁巻線、出力巻線）とボビンが設けられた絶縁キャップとを備えており、その出力巻線から、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力する点で、レゾルバと同じである。また、シンクロは、３相分の出力巻線がステータティースに巻回され、各出力巻線から出力される出力信号が、互いに位相角が１２０度ずれている点で、レゾルバと異なっている。このように、シンクロは、ステータ巻線の巻線構造以外はレゾルバと同じと考えることができるので、上記実施形態はそのままシンクロにも適用することができる。すなわち、ボビンと一体的に支持部を設けることで、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できる。
【００７０】
ここで、図９は、シンクロの用途例を示した図である。シンクロは、図９に示すように、主に、複数の機器間でそれらの運転を同期させるために用いられ、一般的に、同じ構造のシンクロ発信機とシンクロ受信機のセットで用いられる。具体的には、図９において、シンクロとしてのシンクロ発信機７０２は、その回転軸７０１が、一方の機器（発信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ発信機７０２は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。また、同様に、シンクロとしてのシンクロ受信機７０３は、その回転軸７０４が他方の機器（受信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ受信機７０３は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。そして、これらシンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３の各相が接続される。これらの動作について、（１）シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３でロータの位置が異なると、それらの間で電位差が生じ、各相に電流が流れる。（２）その電流によって、シンクロ受信機７０３のロータが回転する。すなわち、トルクが発生する。（３）シンクロ受信機７０３のロータ（回転軸７０４）の回転にともなって、それに接続された受信側の機器が回転される。（４）シンクロ受信機７０３のロータの位置がシンクロ発信機７０２のロータの位置と同じになると、各相に電流が流れなくなる。（５）電流が流れなくなると、シンクロ受信機７０３のロータの回転が停止される。よって、シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３のロータの位置が同じ、つまり発信側の機器と受信側に機器の運転が同期される。このように、レゾルバと同様に、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力するシンクロ発信機及びシンクロ受信機に対して本発明を適用しても、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できるので、好適である。
【００７１】
なお、本発明に係るレゾルバ、シンクロは、上記実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００７２】
上記実施形態では、支持部の壁部の壁面とステータティースの露出部の面とを、支持部をステータと一体成形することにより固着していた。しかし、これに限定されるものではなく、別の手段によってそれらを固着してもよい。具体的には、例えば、支持部を含む絶縁キャップを予め形成しておき、その絶縁キャップをステータに装着する。そして、支持部の壁部の壁面とステータティースの露出部の面とを接着剤で固着する。
【００７３】
また、上記実施形態では、壁部の壁面と露出部の面とが同じ大きさとされていたが、それらが異なる大きさであってもよい。具体的には、壁部の壁面のほうが露出部の面よりも大きくされていてもよい。反対に、露出部の面のほうが壁部の壁面よりも大きくされていてもよい。
【００７４】
上記の各実施形態では、レゾルバが、１相励磁２相出力型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の各実施形態におけるレゾルバが、励磁信号が１相以外の相を有する信号であったり、検出信号が２相以外の相を有する信号であったりしてもよい。
【００７５】
上記の各実施形態では、磁性材料からなるステータの材質が１枚の電磁鋼板、普通鋼又は機械構造用炭素鋼材であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７６】
上記の各実施形態では、いわゆるインナーロータ型の回転角検出又は回転同期装置としてのレゾルバ、シンクロを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係るレゾルバ、シンクロが、いわゆるアウターロータ型であってもよい。
【００７７】
上記の各実施形態では、軸倍角「３」のロータを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば軸倍角「５」のロータであってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
４ 励磁巻線（ステータ巻線）
５ 出力巻線（ステータ巻線）
１００ レゾルバ（回転角検出装置）
２１０ａ〜２１０ｈ ステータティース
２１１ ステータティースの露出部
２１１ａ 露出部２１１の対向面
２１１ｂ 露出部２１１の非対向面
２００ ステータ
２５０ 平板
３００ ロータ
４００ 絶縁キャップ
４１０ａ〜４１０ｈ ボビン
４１１ 本体
４１２ つば部
４１３ 基部
４１４ 挿入孔
４２０ａ〜４２０ｈ 支持部
４２１ 壁部
４２１ａ、４２１ｂ 壁部４２１の壁面
４２２ リブ
７０２ シンクロ発信機（シンクロ、回転同期装置）
７０３ シンクロ受信機（シンクロ、回転同期装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ及びロータを有するレゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータの回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角に応じた検出信号を出力する回転角検出装置としてのレゾルバが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１０は、従来のレゾルバの構造を示した図である。図１０のレゾルバ９００は、内周面９１０ａから内方へ突出する複数のステータティース９２０が形成されたステータ９１０を備える。また、ステータ９１０の内側には、ロータ９８０が回転可能に設けられる。そのロータ９８０は、回転軸回りの回転によりステータティース９２０とのギャップパーミアンスが変化するようにステータ９１０に対して回転可能に設けられる。
【０００３】
各ステータティース９２０には、絶縁性の樹脂からなるボビン９４１を介してステータ巻線９５０が巻回される。そのステータ巻線９５０は、複数相の巻線から構成される。具体的には、ステータ巻線９５０は、励磁信号が入力されてステータティース９２０を励磁する励磁巻線９５１と、ロータ９８０の回転にともなって変化するギャップパーミアンスに応じた検出信号が出力される出力巻線９５２とを有する。
【０００４】
また、各ステータティース９２０には、その外側を覆うように樹脂製のボビン９４１が設けられる。そして、各ボビン９４１の外側にステータ巻線９５０が巻回される。これは、ステータ巻線９５０とステータティース９２０との絶縁を確保できる等の効果を狙ったものである。なお、これらボビン９４１を一体的に含んで絶縁キャップ９４０が構成される。
【０００５】
このような構成のレゾルバ９００では、励磁巻線９５１の両端線が接続されたコネクタピン９７１間に励磁信号が入力されると、ステータティース９２０が励磁される。この状態で、ロータ９８０が回転してギャップパーミアンスが変化すると、出力巻線９５２には、そのギャップパーミアンスに応じた検出信号が発生される。そして、出力巻線９５２の端線と接続されたコネクタピン９７１から出力される検出信号に基づいて、ロータ９８０の回転角が検出される。
【０００６】
また従来、レゾルバと同様の構造を有する回転同期装置としてのシンクロが知られている。このシンクロは、レゾルバと同様のステータ及びロータを有し、ステータティースに巻回される出力巻線からロータの回転角に応じて正弦波状に変化する互いに位相角が１２０度ずれた３相の信号を出力する。そして、同じ構造の２つのシンクロを接続すると、各シンクロから出力される信号の差に基づいて、一方のシンクロのロータが、他方のシンクロのロータと同じ回転角となるように回転される。すなわち、これら２つのシンクロが同期される。このように、シンクロは、一般的に、２個１組で用いられ、この場合、一方をシンクロ発信機と称し、他方をシンクロ受信機と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、レゾルバ、シンクロにおいては、回転角の検出精度を高めるためには、励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されたレゾルバ９００では、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、励磁巻線９５１や出力巻線９５２を精度良く巻回ための機構が複雑になる。また、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、巻回するためのスペースが狭くなる。また、従来のステータ９１０は、複数の電磁鋼板を積層するなどして、十分な厚さで構成されていたので、レゾルバ、シンクロの製造工程が複雑化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造を簡素化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の回転角検出又は回転同期装置は、磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
前記ステータティースの先端側の一部が露出するように、前記ステータティースに装着される樹脂製のボビンと、
磁性材料から構成され、前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの一方の面と対向するように設けられ、回転軸回りの回転により前記一方の面とのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ボビンを介して前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの前記ロータと対向しない方の面である非対向面において前記ステータティースを支持する支持部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、ステータティースが平板面に対して起立しているので、ステータの内側の狭い空間でステータ巻線を巻回させる必要がなくなる。そのため、ステータ巻線を精度良く巻回することができる。また、ステータが平板で形成されているので、ステータの構造を簡素化することができる。また、ステータティースには樹脂製のボビンが装着され、そのボビンを介してステータ巻線が巻回されるので、ステータティースとステータ巻線とを確実に絶縁させることができる。また、ボビンをステータティースに装着した際に、ステータティースの先端側の一部が露出され、その露出した部分の一方の面と対向するようにロータが設けられる。そのため、ステータティースの露出した部分とロータとの間で、効率的に磁束のやり取りをさせることができるので、ロータ回転角の検出精度を向上できる。さらに、ステータティースのロータと対向しない非対向面において、ステータティースを支持する支持部が設けられるので、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できる。その結果、ロータ回転角の検出精度が低下するのを防止できる。また、支持部は、ステータティースの非対向面で支持するので、ステータティースとロータとの間の磁束のやり取りに影響を与えない。
【００１２】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記支持部は、前記非対向面に対して起立したリブであり、そのリブが、前記ボビンと接続されたとすることができる。
【００１３】
これによれば、ステータティースの非対向面にリブが起立して設けられ、そのリブがボビンと接続されているので、そのリブ及びリブと接続されたボビンでステータティースの変位を規制することができる。
【００１４】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記リブは、前記ボビンと一体化されて樹脂で形成されたものとすることができる。
【００１５】
このように、リブとボビンとを一体化することで、それらを強固に接続できる。
【００１６】
また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記支持部は、
前記非対向面と当接する面を有し、その面で前記非対向面と固着した樹脂製の壁部を備え、
前記リブは、前記壁部と一体化して前記壁部に起立して設けられ、前記壁部を介して前記ステータティースを支持するものとすることができる。
【００１７】
これによれば、支持部は、非対向面と当接する面を有する壁部を備えているので、非対向面の広い範囲においてステータティースを支持することができる。さらに、その壁部と非対向面とが固着されているので、確実に、ステータティースを支持することができる。そして、リブが、その壁部と一体化して壁部に起立して設けられるので、リブによって、ステータティースの位置が変わってしまうのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。
【図２】第一実施形態のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。
【図３】ボビン４１０及び支持部の構造を説明する図である。
【図４】ステータティースにボビン及び支持部が装着された状態を示した図である。
【図５】ロータ３００の構造の説明図である。
【図６】ステータ巻線の説明図である。
【図７】ロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示した図である。
【図８】レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。
【図９】シンクロの用途例を示した図である。
【図１０】従来のレゾルバの構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
次に、本発明に係る回転角検出装置としてのレゾルバの第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。なお、図１では、ステータ巻線等の配線の図示を省略するとともに、ステータとロータとを分解して示している。また、図１では、レゾルバ１００が、８個のステータティースを有し、１相励磁２相出力型のレゾルバを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、図１のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
レゾルバ１００は、ステータ（固定子）２００と、ロータ（回転子）３００とを含む。レゾルバ１００は、いわゆるインナーロータ型の回転角検出装置である。すなわち、ステータ２００の内側にロータ３００が設けられ、ステータ２００がロータ３００の外周側（外径側）の側面と対向した状態で、ロータ３００の回転角に応じて、ステータ２００に設けられたステータ巻線を構成する出力巻線からの信号が変化するようになっている。
【００２１】
ステータ２００は、磁性材料からなる環（リング）状の平板２５０を用いて構成され、この平板２５０に複数のステータティースが設けられている。これらのステータティースは、平板２５０の平板面に対して交差するように設けられている。図１では、ステータ２００は、折り曲げ加工（広義には曲げ加工）等により平板面に対して同一面側に略垂直に起こされた８個のステータティース（突極部）２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈを有する。ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、プレス加工により予め平板２５０に形成された後、折り曲げプレス加工（広義には曲げ加工）により、平板２５０の面に対して略垂直となるように起こされている。これらのステータティースは、環状の平板２５０の内側（内径側）の縁部に形成される。また、これらのステータティースは、各ステータティースの面のうち少なくともロータ３００の側面と対向する面は平面ではなく、ロータ３００の回転軸の方向に沿って見たときに、環状の平板２５０の内径側に位置する点を中心とする円弧の一部となるように形成されている。
【００２２】
このような磁性材料からなるステータ２００の平板２５０の材質は、電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃであることが望ましい。ＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）は、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。Ｓ４５Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．４５％程度の炭素を含有している。Ｓ１０Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．１０％程度の炭素を含有している。
【００２３】
以上のような構成を有するステータ２００は、磁性材料として１枚の電磁鋼板により構成されるため、材料費として高価である上に折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくい積層電磁鋼板を採用する場合に比べて、低コストで、曲げによる加工精度や信頼性を維持できるようになる。しかも、曲げ加工による磁性材料の粒状破壊を防止し、曲げ加工前の磁気特性を確保することにより高精度な角度検出を可能とする。
【００２４】
また、ステータ２００に対して突出するように、外部からの励磁信号を入力したり検出信号を出力したりするためのコネクタピン４７１〜４７６が設けられるコネクタユニット６００が設けられる。そして、図２に示すように、そのコネクタユニット６００の一部を構成する延設部２６０が、ステータ２００に対して突出するように設けられる。その延設部２６０は、ステータ２００を構成する平板２５０が延ばされて形成されたものである。また、延設部２６０は、内側がくり抜かれた四角の枠状とされている。
【００２５】
また、ステータ２００には、環状の絶縁キャップ４００が装着される。絶縁キャップ４００には、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈの位置に合わせて設けられた複数のボビン４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ、４１０ｅ、４１０ｆ、４１０ｇ、４１０ｈが一体に形成されている。各ボビン４１０ａ〜４１０ｈは、挿入孔（ステータティース挿入孔）を有し、当該ボビンに対応するステータティースがその挿入孔に挿入されるとともに、その外側にステータ巻線が巻回される。複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈを構成する各ボビンの挿入孔の向きは、ロータ３００の回転軸の向きである。
【００２６】
また、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈの上端部には、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈと一体的に形成された支持部４２０ａ〜４２０ｈが設けられる。それら支持部４２０ａ〜４２０ｈは、絶縁キャップ４００を構成する同じ樹脂で形成されたものである。また、それら支持部４２０ａ〜４２０ｈは、各ステータティース２１０ａ〜２１０ｈを支持して、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの平板２５０に対する傾きが変わるなどのステータティース２１０ａ〜２１０ｈが変位するのを防止するものである。
【００２７】
ここで、図３は、ボビン４１０ａ〜４１０ｈ及びこれと一体的に形成された支持部４２０ａ〜４２０ｈの構造を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は、ボビン及び支持部の正面図を示している。なお、図３（ａ）において、紙面手前側が絶縁キャップ４００の外周側であり、紙面奥側が絶縁キャップ４００の中心（ロータ３００の回転軸）側である。また、図３（ｂ）は、ボビン及び支持部の側面図を示している。また、図３（ｃ）は、ボビン及び支持部を上方から見たときの平面図を示している。また、図３（ｄ）は、図３（ａ）におけるボビン及び支持部を反対側（紙面奥側から手前側に向かう方向）から見たときのボビン及び支持部の背面図を示している。なお、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈは互いに同じ形状とされ、各支持部４２０ａ〜４２０ｈは互いに同じ形状とされる。
【００２８】
図３に示すように、ボビン４１０ａ〜４１０ｈは、内部に挿入孔４１４が形成された筒状の本体４１１を有する。本体４１１の上端部には、ステータ巻線の位置ずれを防止する位置ずれ防止手段としてのつば部４１２が設けられる。そのつば部４１２によってボビン４１０ａ〜４１０ｈに凹部が形成されるようにし、この凹部においてステータ巻線の位置がずれないようになっている。これによって、磁束の均一化を図ることができるようになり、信頼性を向上させることができるようになる。また、本体４１１の下端部には、絶縁キャップ４００の環状部材の一部を構成する基部４１３が設けられる。本体４１１は、その基部４１３に対して直角に起立して設けられる。
【００２９】
本体４１１に形成された挿入孔４１４は、本体４１１、つば部４１２及び基部４１３を含むボビン４１０ａ〜４１０ｈを上下に貫くように形成されている。その挿入孔４１４の向きは、ロータ３００の回転軸の向きと一致している。また、挿入孔４１４は、図３（ｃ）に示すように、断面が矩形状とされる。より詳細には、図３（ａ）、（ｄ）の正面又は背面側から見たときの挿入孔４１４の幅が広くなっているのに対し、図３（ｂ）の側面側から見たときの挿入孔４１４の幅が狭くなっている。また、挿入孔４１４の断面は、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの断面と略同じとされる。よって、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈにボビン４１０ａ〜４１０ｈが装着されると、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入孔４１４に丁度はまるようになっている。これによって、ボビン４１０ａ〜４１０ｈがステータティース２１０ａ〜２１０ｈに対してぐらつくのを防止でき、その結果、検出精度を向上できる。
【００３０】
支持部４２０ａ〜４２０ｈは、ボビン４１０ａ〜４１０ｈのつば部４１２の上に形成される。その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、図３に示すように、壁部４２１とリブ４２２とから構成される。壁部４２１は、平板状の部材がつば部４１２に対して直角に起立して、壁のように設けられたものである。より詳細には、壁部４２１は、平らな壁面４２１ａ、４２１ｂを有し、図３（ａ）、（ｄ）に示すように、それら壁面４２１ａ、４２１ｂが正面、背面側となるように、形成される。また、壁部４２１は、図３（ａ）、（ｄ）の正面側（背面側）から見たときの幅が、ボビン４１０ａ〜４１０ｈの挿入孔４１４の幅と略同じとされる。そして、図３（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、壁部４２１は、幅方向において、挿入孔４１４と一致するように、すなわち、正面側（背面側）から見たときの壁部４２１の境界線と挿入孔４１４の境界線とが一つに繋がるように、形成される。
【００３１】
また、壁部４２１は、図３（ｃ）の平面視側から見たときに、壁部４２１の輪郭をなす矩形と挿入孔４１４の輪郭をなる矩形とが隣接するように、形成される。換言すれば、壁部４２１の一方の壁面（図３では壁面４２１ｂ）と挿入孔４１４の一つの壁面とが一つに繋がっている。なお、挿入孔４１４側にある壁部４２１の壁面４２１ｂの側にロータ３００が設けられ、その反対の壁面４２１ａの側に後述するリブ４２２が形成される。
【００３２】
また、壁部４２１は、その壁面４２１ａ、４２１ｂの大きさが、ボビン４１０ａ〜４１０ｈが装着されたときのステータティース２１０ａ〜２１０ｈにおけるボビン４１０ａ〜４１０ｈから露出した部分の面と同じ大きさとされる。すなわち、壁面４２１ａ、４２１ｂの高さ、幅は、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの露出した部分の高さ、幅と同じとされる。
【００３３】
支持部４２０ａ〜４２０ｈの一部を構成するリブ４２２は、壁部４２１と一体化して壁部４２１に起立して形成されたものである。厳密には、リブ４２２は、壁部４２１の挿入孔４１４側ではない壁面４２１ａの側に形成され、その壁面４２１ａに対して直角に起立される。また、リブ４２２は、ボビン４１０ａ〜４１０ｈの上端部、つまりつば部４１２の上面に対しても、直角に起立して形成される。そして、リブ４２２は、つば部４１２の上面において、つば部４１２と一体化して接続される。このように、リブ４２２は、壁部４２１とつば部４１２の両方に対して直角に起立して形成され、その両方と一体化して接続される。なお、リブ４２２は、図３（ｂ）の側面側から見たときに直角三角形の形状とされる。
【００３４】
このように構成されたボビン及び支持部には、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入される。ここで、図４は、ボビン及び支持部にステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入された状態を示した図である。図４（ａ）は、側面視側（図３（ｂ）と同じ方向）から見たときの図を示している。また、図４（ｂ）は、正面視側（図３（ａ）と同じ方向）から見たときの図を示している。なお、図４では、ロータ３００も示している。図４（ａ）に示すように、ボビン４１０ａ〜４１０ｈ（挿入孔４１４）にステータティース２１０ａ〜２１０ｈが挿入されると、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの先端側の一部が露出される。この露出した部分を露出部２１１とすると、上述したように壁部４２１が挿入孔４１４と隣接して形成されているので、露出部２１１の一方の面２１１ｂと壁部４２１の一方の面４２１ｂとが当接する。そして、これら面２１１ｂ、４２１ｂは、互いに固着している。その固着は、支持部４２０ａ〜４２０ｈが、射出成形により、ステータ２００に対して装着された状態で形成されることで、なされる。
【００３５】
さらに、上述したように、露出部２１１の高さと壁部４２１の高さとが同じとされているので、露出部２１１の上端と壁部の上端とが一致している。また、上述したように、壁部４２１の壁面４２１ａ、４２１ｂの幅と露出部２１１の幅とも同じとされている。つまり、壁面４２１ａ、４２１ｂの大きさが、露出部２１１の面２１１ａ、２１１ｂの大きさと同じとされているので、図４（ｂ）の正面視側から見たときに、露出部２１１が壁部４２１で隠れる位置関係となっている。
【００３６】
このような位置関係で設けられるボビン４１０ａ〜４１０ｈ、支持部４２０ａ〜４２０ｈ及びステータティース２１０ａ〜２１０ｈ（露出部２１１）に対して、ロータ３００は、その側面（後述する対向部）が、ステータティースの露出部２１１の一方の面２１１ａと対向するように設けられる。以下、ロータ３００と対向する露出部２１１の面２１１ａを「対向面」と称し、対向しない面２１１ｂを「非対向面」と称する。このように、支持部４２０ａ〜４２０ｈは、露出部２１１の非対向面２１１ｂ側に形成されることになる。これにより、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈとロータ３００との間で効率的に磁束のやり取りをすることができる。
【００３７】
絶縁キャップ４００の説明に戻り、絶縁キャップ４００は、複数の渡りピン（突起部）４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃ、４８０ｄ、４８０ｅ、４８０ｆ、４８０ｇを含み、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈ及び複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇが一体に形成されている。複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇを構成する各渡りピンは、２つのボビンの間において、環状の絶縁キャップ４００の所与の円周上に形成されている。なお、ボビン４１０ａ、４１０ｈの間には、渡りピンが形成されていない。各渡りピンは、２つのボビンの間に設けられた円柱状の形状を有し、一方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される導線が、渡りピンにおいて張力を持たせた状態で掛けられて、他方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される。これにより、２つのボビンの距離が長くなっても共振し難くなる上に、ステータ巻線の巻き数を半ターン単位で調整できるようになる。ここで、導線に張力を持たせ易くし、かつその状態をできるだけ長く維持させるために、渡りピンは、ロータ３００の回転軸の向きと同じ向きの部分を有することが望ましい。
【００３８】
さらに、絶縁キャップ４００には、コネクタユニット６００の一部を構成する樹脂部４５０が形成される。その樹脂部４５０は、絶縁キャップ４００を構成する樹脂で、絶縁キャップ４００と一体的に形成されたものである。また、樹脂部４５０は、上述の延設部２６０の設置位置と対応するように、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈが形成された環状の部分に対して径方向外側に突出するように形成される。また、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分の形状と対応するように、四角の平板状とされる。すなわち、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分にはまるように設けられる。また、樹脂部４５０には、６個のコネクタピン挿入孔４６１〜４６６が一列に設けられている。そして、コネクタピン挿入孔４６１〜４６６のそれぞれには、励磁信号の入力や検出信号の出力を行うために導電材からなる６個のコネクタピン４７１〜４７６がそれぞれ挿入される。
【００３９】
そして、その樹脂部４５０が、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分に嵌め込まれる形で設けられることで、延設部２６０及び樹脂部４５０とからコネクタユニット６００が構成される（図１参照）。このように、樹脂部４５０を、その周囲で延設部２６０と接続することで、コネクタユニット６００を強固にすることができる。
【００４０】
このような絶縁キャップ４００をステータ２００の平板２５０に装着することにより、ステータ２００とステータ巻線とが電気的に絶縁される。これにより、ステータ巻線により構成されるコイルの絶縁破壊を防止できる。
【００４１】
このようなボビン及び支持部を含む絶縁キャップ４００は、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ−ｂｕｔｙｌｅｎｅ−ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリブチレンテレフタレート）又はＰＰＴ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリプロピレンテレフタレート）等の絶縁性の樹脂（絶縁材）を用いた射出成形により形成される。
【００４２】
ロータ３００は、ステータ２００と同じ材質の磁性材料からなり、ステータ２００に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。例えば、ロータ３００の軸倍角が「３」であり、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において外径側の外径輪郭線を３周期で変化する形状を有している。そして、平板２５０に対して起こされたステータティースの内側（内径側、内周側）の面と対向するロータ３００の外周側に形成された外側面３２０（図５参照）が、ロータ３００の１回転につき３周期でギャップパーミアンスが変化するようになっている。
【００４３】
ここで、図５は、ロータ３００の構造の説明図である。図５（ａ）はロータ３００の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったロータ３００の断面構造を模式的に表した図である。
【００４４】
このロータ３００は、１枚の電磁鋼板で形成され、平板として構成されたロータ平板部３１０を有する。なお、ロータ３００の材質は、電磁鋼板の他に、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃを採用することもできる。そのロータ平板部３１０は、回転角の検出対象物に取り付けられて、その検出対象物の回転にしたがって自らも回転軸回りに回転されるものである。具体的には、ロータ平板部３１０は、その表面が、ロータ３００の回転軸と直角に交差する平面とされる。また、ロータ平板部３１０は、回転軸と交差する中心付近で穴が空けられた環状とされる。
【００４５】
また、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の外周縁部からロータ平板部３１０に対して直角（回転軸と平行な方向）に曲がって形成された対向部３２０を有する。その対向部３２０は、その面（対向面）がステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面（厳密には露出部２１１の対向面２１１ａ）と平行に対向されるように、ロータ平板部３１０を構成する電磁鋼板が曲げられて形成されたものである。
【００４６】
また、ロータ平板部３１０の厚さをｔ１としたときに、ロータ３００の対向部３２０の高さＨが、５×ｔ１≦Ｈ≦９×ｔ１の範囲とされることが望ましい。対向部３２０の高さＨを９×ｔ１より高くしても、これ以上、検出信号のレベルを改善させることが期待できずに、却ってロータ３００の大型化を招く。一方、対向部３２０の高さＨを５×ｔ１より低くすると、検出信号のレベルが低くなる。
【００４７】
このように、ロータ平板部３１０の外周縁部に対向部３２０を形成することで、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面と対向する面積を増加させ、電磁鋼板を多く積層させたときと同等の厚さを確保できる。よって、ロータ３００の構造を簡素化しつつ、検出信号のレベルを向上することができる。
【００４８】
なお、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の内周縁部も曲げられて、その曲げられた部分である内周側曲げ部分３３０が形成されている。その内周側曲げ部分３３０が形成されることで、ロータ３００の取り付けが簡単になるととともに、ロータ３００の体積を増加させて磁束のやり取りに寄与させることができる。
【００４９】
次に、ロータ３００の回転によって出力巻線から出力される検出信号を取り出すためのステータ巻線について説明する。ステータ巻線は、励磁巻線と出力巻線とから構成され、励磁巻線により励磁した状態で、ステータ２００に対するロータ３００の回転により、出力巻線の信号が変化する。
【００５０】
ここで、図６は、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈに巻回されるステータ巻線の説明図である。具体的には、図６（ａ）は、ステータ巻線を構成する励磁巻線４の説明図を示しており、図６（ｂ）は、ステータ巻線を構成する出力巻線５の説明図を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図６（ａ）では、励磁巻線４の巻き方向を模式的に示し、図６（ｂ）では、出力巻線５の巻き方向を模式的に示す。実際には、各ボビンのステータ巻線を電気的に接続する導線は、その間に形成された渡りピンを経由させる。
【００５１】
励磁巻線４は、図６（ａ）に示すように、隣り合うステータティースの巻回方向が互いに反対方向になるように巻回される。そして、励磁巻線４の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、励磁巻線４の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＲ１、Ｒ２と称すと、コネクタピンＲ１、Ｒ２間に、励磁信号が与えられて、励磁巻線４に励磁信号が入力される。なお、各ステータティースに巻回される励磁巻線４は、例えばコイル巻線とすることができる。
【００５２】
また、図６（ｂ）に示すように、２相の検出信号を得るために、出力巻線５は２組の巻線部材からなる。２相の検出信号のうちの第１相（例えばｓｉｎ相）の検出信号を得るための出力巻線５１は、例えばステータティース２１０ａから反時計回りにステータティース２１０ｇまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第１相の出力巻線５１の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第１相の出力巻線５１の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ１、Ｓ３と称すると、第１相の検出信号は、コネクタピンＳ１、Ｓ３間の信号として出力される。
【００５３】
一方、２相の検出信号のうちの第２相（例えばｃｏｓ相）の検出信号を得るための出力巻線５２は、例えばステータティース２１０ｂから反時計回りにステータティース２１０ｈまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第２相の出力巻線５２の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第２相の出力巻線５２の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ２、Ｓ４と称すると、第２相の検出信号は、コネクタピンＳ２、Ｓ４間の信号として出力される。なお、各ステータティースに巻回される出力巻線５は、例えばコイル巻線とすることができる。
【００５４】
このように、ステータティース２１０ａ、２１０ｃ、２１０ｅ、２１０ｇが挿入孔に挿入されるボビン４１０ａ、４１０ｃ、４１０ｅ、４１０ｇのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第１相（ｓｉｎ相）の出力巻線５１が巻回される。ステータティース２１０ｂ、２１０ｄ、２１０ｆ、２１０ｈが挿入孔に挿入されるボビン４１０ｂ、４１０ｄ、４１０ｆ、４１０ｈのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第２相（ｃｏｓ相）の出力巻線５２が巻回される。
【００５５】
なお、励磁巻線４の巻き方向は、図６（ａ）に示す方向に限定されるものではない。また、出力巻線５の巻き方向は、図６（ｂ）に示す方向に限定されるものではない。
【００５６】
以上のような構成を有するレゾルバ１００では、ステータ２００に対するロータ３００の回転によって、次のような磁気回路が形成される。ここで図７は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１又は図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図７では、説明の便宜上、絶縁キャップ４００の図示を省略するとともに、ステータ２００に対してロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示している。また、図７において、巻線磁芯としての各ステータティースを通る磁束の向きを模式的に示している。
【００５７】
絶縁キャップ４００を介してステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈにステータ巻線４、５が巻回されており、ロータ３００が回転すると、ロータ３００を介して隣り合うステータティース間で磁気回路が形成される。図７に示すように、隣り合うステータティースを通る磁束の向きが反対方向となるようにステータ巻線４、５が巻回されているため、ロータ３００の回転によって、各ステータティースに巻回されるステータ巻線４、５に発生する電流もまた変化し、例えば出力巻線５に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。
【００５８】
次に、本実施形態におけるレゾルバ１００の製造方法について説明する。図８は、レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。レゾルバ１００を製造するために、先ず、ステータ形状加工工程においてステータ２００の形状を加工した（ステップＳ１０）後に、折り曲げプレス加工工程（曲げ工程）において、平板状のステータ２００のステータティースを折り曲げて、複数のステータティースが平板面に対して起こされる（ステップＳ１２）。その結果、図２に示すように、平板２５０に対してステータティース２１０ａ〜２１０ｈが起こされる。
【００５９】
すなわち、ステップＳ１０のステータ形状加工工程では、ステップＳ１２の折り曲げプレス加工を行うために、１枚の電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ、機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ又はＳ１０Ｃを材質とする磁性材料からなる平板をプレス加工する。そして、内径側の縁部に折り曲げ加工前のステータティースを有した環状の平板２５０を形成する。またその際、その平板２５０と同じ磁性材料で、その平板２５０に対して突出した延設部２６０（図２参照）も形成する。具体的には、例えば、平板をプレス加工して、四角状の平板に形成するとともに、その四角状の平板の内側をくり抜いて、延設部２６０を形成する。なお、延設部２６０の形成は、ステータティースの形成と同時又は別時のどちらでもよい。
【００６０】
そして、ステップＳ１２では、折り曲げプレス加工により、ステップＳ１０において形成された複数のステータティースを、断面視において、その根本部分がＲ形状となるように加工される。この結果、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、ステータ２００の平板面に対して略垂直となるように起こされる。
【００６１】
続いて、絶縁キャップ形成工程として、射出成形により、図２に示す絶縁キャップ４００を、ステップＳ１０、Ｓ１２で形成したステータ２００と一体成形する（ステップＳ１４）。すなわち、ステータ２００に対して装着された状態で、絶縁キャップ４００を形成する。この際、上述したボビン４１０ａ〜４１０ｈ及び支持部４２０ａ〜４２０ｈも形成されることになる。またこの際、支持部４２０ａ〜４２０ｈの壁部４２１（壁面４２１ａ）とステータティースの露出部２１１（対向面２１１ａ）とが固着された状態で、支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成されることになる。
【００６２】
なお、絶縁キャップ形成工程では、絶縁キャップ４００と一体的に形成される樹脂部４５０が、延設部２６０に取り付けられた状態で形成される。
【００６３】
次に、巻線部材取り付け工程として、ステップＳ１２で起こされたステータティース２１０ａ〜２１０ｈの各ステータティースを巻線磁芯として、各ボビン４１０ａ〜４１０ｈの外側にステータ巻線が巻回される（ステップＳ１６）。こうして起こされたステータティースのそれぞれの周囲に、励磁用の励磁巻線４及び検出用の出力巻線５が巻回される。
【００６４】
次に、ロータ加工工程として、１枚の電磁鋼板がプレス加工されて、図５に示すロータ３００が形成される（ステップＳ１８）。すなわち、平板が環状にされてロータ平板部３１０が形成されるとともに、その環状にされた平板の外周縁部及び内周縁部が折り曲げられて対向部３２０及び内周側曲げ部分３３０が形成される。
【００６５】
次に、ロータ取り付け工程として、ロータ３００が、ステータ２００に対して回転自在となるように、ステータ２００の内径側に設けられる（ステップＳ２０）。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりロータ３００の外側の対向部３２０の面とステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。なお、図８では、ロータ加工工程が、巻線部材取り付け工程の後に行われるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、少なくともロータ取り付け工程に先立って行われていればよい。以上のように、本実施形態におけるレゾルバ１００が製造される。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態のレゾルバ１００によれば、ステータ２００が平板２５０で構成されているので、ステータの構造を簡素化できる。また、そのステータ２００に形成されるステータティース２１０ａ〜２１０ｈが、ステータ２００の平板２５０に対して起立しているので、絶縁キャップ４００の装着が容易になるとともに、ステータ巻線を簡易に巻回することができる。
【００６７】
また、ステータティースの露出部２１１の非対向面２１１ｂ側に、支持部４２０ａ〜４２０ｈが形成されて、その支持部４２０ａ〜４２０ｈでステータティース２１０ａ〜２１０ｈが支持されているので、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの位置が変わってしまうのを防止できる。
【００６８】
また、その支持部４２０ａ〜４２０ｈは、壁部４２１を有し、その壁部４２１の壁面で露出部２１１を支持しているので、広い範囲で露出部２１１を支持することができる。よって、確実に、露出部２１１を支持することができる。また、壁部４２１と露出部２１１とを面で当接させることにより、それらを確実に固着することができる。
【００６９】
（第二実施形態）
上記実施形態ではレゾルバに本発明を適用した例について説明したが、回転同期装置としてのシンクロに本発明を適用してもよい。このシンクロは、ステータとロータとステータティースに巻回されたステータ巻線（励磁巻線、出力巻線）とボビンが設けられた絶縁キャップとを備えており、その出力巻線から、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力する点で、レゾルバと同じである。また、シンクロは、３相分の出力巻線がステータティースに巻回され、各出力巻線から出力される出力信号が、互いに位相角が１２０度ずれている点で、レゾルバと異なっている。このように、シンクロは、ステータ巻線の巻線構造以外はレゾルバと同じと考えることができるので、上記実施形態はそのままシンクロにも適用することができる。すなわち、ボビンと一体的に支持部を設けることで、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できる。
【００７０】
ここで、図９は、シンクロの用途例を示した図である。シンクロは、図９に示すように、主に、複数の機器間でそれらの運転を同期させるために用いられ、一般的に、同じ構造のシンクロ発信機とシンクロ受信機のセットで用いられる。具体的には、図９において、シンクロとしてのシンクロ発信機７０２は、その回転軸７０１が、一方の機器（発信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ発信機７０２は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。また、同様に、シンクロとしてのシンクロ受信機７０３は、その回転軸７０４が他方の機器（受信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ受信機７０３は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。そして、これらシンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３の各相が接続される。これらの動作について、（１）シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３でロータの位置が異なると、それらの間で電位差が生じ、各相に電流が流れる。（２）その電流によって、シンクロ受信機７０３のロータが回転する。すなわち、トルクが発生する。（３）シンクロ受信機７０３のロータ（回転軸７０４）の回転にともなって、それに接続された受信側の機器が回転される。（４）シンクロ受信機７０３のロータの位置がシンクロ発信機７０２のロータの位置と同じになると、各相に電流が流れなくなる。（５）電流が流れなくなると、シンクロ受信機７０３のロータの回転が停止される。よって、シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３のロータの位置が同じ、つまり発信側の機器と受信側に機器の運転が同期される。このように、レゾルバと同様に、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力するシンクロ発信機及びシンクロ受信機に対して本発明を適用しても、ステータティースの位置が変わってしまうのを防止できるので、好適である。
【００７１】
なお、本発明に係るレゾルバ、シンクロは、上記実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００７２】
上記実施形態では、支持部の壁部の壁面とステータティースの露出部の面とを、支持部をステータと一体成形することにより固着していた。しかし、これに限定されるものではなく、別の手段によってそれらを固着してもよい。具体的には、例えば、支持部を含む絶縁キャップを予め形成しておき、その絶縁キャップをステータに装着する。そして、支持部の壁部の壁面とステータティースの露出部の面とを接着剤で固着する。
【００７３】
また、上記実施形態では、壁部の壁面と露出部の面とが同じ大きさとされていたが、それらが異なる大きさであってもよい。具体的には、壁部の壁面のほうが露出部の面よりも大きくされていてもよい。反対に、露出部の面のほうが壁部の壁面よりも大きくされていてもよい。
【００７４】
上記の各実施形態では、レゾルバが、１相励磁２相出力型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の各実施形態におけるレゾルバが、励磁信号が１相以外の相を有する信号であったり、検出信号が２相以外の相を有する信号であったりしてもよい。
【００７５】
上記の各実施形態では、磁性材料からなるステータの材質が１枚の電磁鋼板、普通鋼又は機械構造用炭素鋼材であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７６】
上記の各実施形態では、いわゆるインナーロータ型の回転角検出又は回転同期装置としてのレゾルバ、シンクロを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係るレゾルバ、シンクロが、いわゆるアウターロータ型であってもよい。
【００７７】
上記の各実施形態では、軸倍角「３」のロータを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば軸倍角「５」のロータであってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
４ 励磁巻線（ステータ巻線）
５ 出力巻線（ステータ巻線）
１００ レゾルバ（回転角検出装置）
２１０ａ〜２１０ｈ ステータティース
２１１ ステータティースの露出部
２１１ａ 露出部２１１の対向面
２１１ｂ 露出部２１１の非対向面
２００ ステータ
２５０ 平板
３００ ロータ
４００ 絶縁キャップ
４１０ａ〜４１０ｈ ボビン
４１１ 本体
４１２ つば部
４１３ 基部
４１４ 挿入孔
４２０ａ〜４２０ｈ 支持部
４２１ 壁部
４２１ａ、４２１ｂ 壁部４２１の壁面
４２２ リブ
７０２ シンクロ発信機（シンクロ、回転同期装置）
７０３ シンクロ受信機（シンクロ、回転同期装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
前記ステータティースの先端側の一部が露出するように、前記ステータティースに装着される樹脂製のボビンと、
磁性材料から構成され、前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの一方の面と対向するように設けられ、回転軸回りの回転により前記一方の面とのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ボビンを介して前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの前記ロータと対向しない方の面である非対向面において前記ステータティースを支持する支持部と、を備えることを特徴とする回転角検出又は回転同期装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記非対向面に対して起立したリブであり、そのリブが、前記ボビンと接続されたことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【請求項３】
前記リブは、前記ボビンと一体化されて樹脂で形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【請求項４】
前記支持部は、
前記非対向面と当接する面を有し、その面で前記非対向面と固着した樹脂製の壁部を備え、
前記リブは、前記壁部と一体化して前記壁部に起立して設けられ、前記壁部を介して前記ステータティースを支持するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【請求項１】
磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
前記ステータティースの先端側の一部が露出するように、前記ステータティースに装着される樹脂製のボビンと、
磁性材料から構成され、前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの一方の面と対向するように設けられ、回転軸回りの回転により前記一方の面とのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ボビンを介して前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
前記ボビンから露出した前記ステータティースの両面のうちの前記ロータと対向しない方の面である非対向面において前記ステータティースを支持する支持部と、を備えることを特徴とする回転角検出又は回転同期装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記非対向面に対して起立したリブであり、そのリブが、前記ボビンと接続されたことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【請求項３】
前記リブは、前記ボビンと一体化されて樹脂で形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【請求項４】
前記支持部は、
前記非対向面と当接する面を有し、その面で前記非対向面と固着した樹脂製の壁部を備え、
前記リブは、前記壁部と一体化して前記壁部に起立して設けられ、前記壁部を介して前記ステータティースを支持するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転角検出又は回転同期装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３９５０５（Ｐ２０１１−２３９５０５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６５６８（Ｐ２０１０−１０６５６８）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
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