JP2018121404A - レゾルバステータ、レゾルバ及びダイレクトドライブモータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができるレゾルバステータ等を提供する。【解決手段】偏心ロータ２１と組み合わせて用いられるステータ２２は、偏心ロータ２１の回転方向に沿って設けられたコイルＣ1，Ｃ3，…，Ｃ23を有する第１のコイル群と、第１のコイル群から出力される電気信号に基づいて偏心ロータ２１が１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力する複数周期信号出力部と、コイルＣ1，Ｃ3，…，Ｃ23とは別個に設けられて偏心ロータ２１の回転方向に沿って設けられたコイルＣ2，Ｃ4，…，Ｃ24を有する第２のコイル群と、第２のコイル群から出力される電気信号に基づいて１周期に対して１周期の信号を出力する１周期信号出力部とを備え、第１のコイル群と第２のコイル群は、偏心ロータ２１の回転軸に直交する同一平面上の円周に沿って設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、レゾルバステータ、レゾルバ及びダイレクトドライブモータシステムに関する。

ロータに偏心ロータを用いることで、ロータの回転角度に応じてステータに設けられたコイルのリラクタンスを変化させるレゾルバが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−０９０５０９号公報

しかしながら、偏心ロータを用いることによるリラクタンスの変化は、ロータの１回転に対応する１周期の出力パターンを変化させるに過ぎず、１周期から複数周期の信号（高調波）を得る仕組みとして機能しなかった。

本発明は、偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができるレゾルバステータ、レゾルバ及びダイレクトドライブモータシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のレゾルバステータは、偏心ロータと組み合わせて用いられるレゾルバステータであって、前記偏心ロータの回転方向に沿って設けられた８以上のコイルを有する第１のコイル群と、前記第１のコイル群から出力される電気信号に基づいて前記偏心ロータが１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力する複数周期信号出力部と、前記８以上のコイルとは別個に設けられて前記偏心ロータの回転方向に沿って設けられた複数のコイルを有する第２のコイル群と、前記第２のコイル群から出力される電気信号に基づいて前記１周期に対して１周期の信号を出力する１周期信号出力部とを備え、前記第１のコイル群と前記第２のコイル群は、前記偏心ロータの回転軸に直交する同一平面上の円周に沿って設けられる。

従って、複数周期信号出力部が第１のコイル群から出力される電気信号に基づいて偏心ロータが１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力するので、偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができる。また、１周期信号出力部が第１のコイル群から出力される電気信号に基づいて偏心ロータが１回転する１周期に対して１周期の信号を出力するので、偏心ロータが１回転する１周期から１周期の信号を得ることができる。また、第１のコイル群と第２のコイル群が偏心ロータの回転軸に直交する同一円周上に沿って設けられるので、回転軸を中心とした径方向について第１のコイル群と第２のコイル群とをよりコンパクトにまとめることができる。また、第１のコイル群と第２のコイル群が回転軸に直交する同一平面上の円周に沿って互い違いに配置されていることで、回転軸に沿う方向について第１のコイル群と第２のコイル群とをよりコンパクトにまとめることができる。

本発明のレゾルバステータでは、前記第１のコイル群は、第１電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第１相と、前記回転軸を挟んで前記第１相の反対側に設けられて第２電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第２相と、前記回転軸を中心に前記第１相と９０度の位置関係となるよう設けられて第３電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第３相と、前記回転軸を挟んで前記第１相の反対側に設けられて第４電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第４相とを有し、前記複数周期信号出力部は、前記第１相の電気信号と前記第２相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、前記第３相の電気信号と前記第４相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成する。

従って、第１相の電気信号と第２相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、第３相の電気信号と第４相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成することで、偏心ロータの回転角度に応じた電気信号の変化をより確実に検出可能な出力を得ることができる。また、仮にコイルが出力する電気信号にノイズ成分が含まれることがあったとしても、対向する配置の相の信号の一方を反転して合成することで、このノイズ成分の影響を抑制することができる。また、各相に複数のコイルが設けられていることで、偏心ロータの回転に応じてコイルから出力される電気信号に含まれる２次以上の高次成分を抽出することができる。

本発明のレゾルバステータでは、前記第１のコイル群と前記第２のコイル群は同じ数のコイルを有する。

従って、回転軸を中心とした環状にコイルの配置を均一化することができる。

上記の目的を達成するための本発明のレゾルバは、前記偏心ロータと、上記のレゾルバステータと、を備える。

従って、偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができること等、上記のレゾルバステータが奏する効果を得られるレゾルバを提供することができる。

上記の目的を達成するための本発明のダイレクトドライブモータシステムは、上記のレゾルバと、前記偏心ロータが固定された出力軸を有するダイレクトドライブモータと、前記１周期の信号が示す回転角度と前記複数周期の信号が示す回転角度に基づいて前記出力軸の回転角度を検出する検出部とを備える。

従って、ダイレクトドライブモータの出力軸の回転角度を検出する構成において、レゾルバの偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができること等、上記のレゾルバが奏する効果を得られるダイレクトドライブモータシステムを提供することができる。

本発明のレゾルバステータ、レゾルバ及びダイレクトドライブモータシステムによれば、偏心ロータが１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態１であるレゾルバの主要構成例を示す図である。 図２は、コイルと接続される回路部の構成例を示すブロック図である。 図３は、第１のコイル群の配線例を示す模式図である。 図４は、第１相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図５は、第１相に設けられたコイルのうち図４と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図６は、第１相に設けられたコイルのうち図４及び図５と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図７は、第１ｓｉｎθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図８は、第２相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図９は、第２相に設けられたコイルのうち図８と異なる１つ電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１０は、第２相に設けられたコイルのうち図８及び図９と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１１は、第１（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図１２は、第１差動増幅回路の出力電圧波形の一例を示すグラフである。 図１３は、第３相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１４は、第３相に設けられたコイルのうち図１３と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１５は、第３相に設けられたコイルのうち図１３及び図１４と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１６は、第１ｃｏｓθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図１７は、第４相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１８は、第４相に設けられたコイルのうち図１７と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図１９は、第４相に設けられたコイルのうち図１７及び図１８と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２０は、第１（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図２１は、第２差動増幅回路の出力電圧波形の一例を示すグラフである。 図２２は、第２のコイル群の配線例を示す模式図である。 図２３は、第５相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２４は、第５相に設けられたコイルのうち図２３と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２５は、第５相に設けられたコイルのうち図２３及び図２４と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２６は、第２ｓｉｎθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図２７は、第６相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２８は、第６相に設けられたコイルのうち図２７と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図２９は、第６相に設けられたコイルのうち図２７及び図２８と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３０は、第２（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図３１は、第３差動増幅回路の出力電圧波形の一例を示すグラフである。 図３２は、第７相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３３は、第７相に設けられたコイルのうち図３２と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３４は、第７相に設けられたコイルのうち図３２及び図３３と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３５は、第２ｃｏｓθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図３６は、第８相に設けられたコイルのうち１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３７は、第８相に設けられたコイルのうち図３６と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３８は、第８相に設けられたコイルのうち図３６及び図３７と異なる１つの電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。 図３９は、第２（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。 図４０は、第４差動増幅回路の出力電圧波形の一例を示すグラフである。 図４１は、実施形態２によるダイレクトドライブモータの断面図である。 図４２は、実施形態３によるドライバユニット付ダイレクトドライブモータシステムを含むブロック構成図である。 図４３は、ＣＰＵの位置検出処理ルーチンを記述したフローチャートである。 図４４は、実施形態３の変形例であるドライバユニット付ダイレクトドライブモータシステムのブロック構成図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１であるレゾルバ２０の主要構成例を示す図である。レゾルバ２０は、偏心ロータ２１と、ステータ２２とを備える。レゾルバ２０は、偏心ロータ２１とステータ２２との間隙のリラクタンスが偏心ロータ２１の回転角度位置により変化し、偏心ロータ２１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成されたレゾルバ２０である。具体的には、ステータ２２の外径中心、内径中心、及び偏心ロータ２１の外径中心はダイレクトドライブモータの回転中心Ｏ₁と一致するが、偏心ロータ２１の内径中心Ｏ₂は回転中心Ｏ₁に対してΔｘだけ偏心する。より具体的には、環状の偏心ロータ２１は、例えば、径方向の肉厚が連続的に変化するよう形成された環状の鉄板が積層されてなる。

ステータ２２は、偏心ロータ２１の内周側に設けられている。ステータ２２は、例えば、環状の基部から偏心ロータ２１側（外周側）に突出するよう設けられた所定数（例えば、２４個）のステータポール２３を有する。所定数のステータポール２３は、等間隔で環状に並ぶよう配置されている。ステータポール２３にはそれぞれコイルＣ₁からＣ₂₄を巻回したコイルボビン２４が装着されている。すなわち、ステータポール２３の数とコイルＣ₁からＣ₂₄の数とは同一である。

ステータ２２はコイルＣ₁からＣ₂₄の鉄心として機能するものであり、積層された鉄板等を用いて構成されるが、ステータ２２の素材はこれに限られるものでなく、鉄心として機能する素材であれば適宜採用可能である。コイルボビン２４は、適度な弾力性のある非磁性体を用いて構成される。コイルボビン２４の素材は、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂等、射出成形が可能な熱可塑性樹脂であるが、これらに限られるものでなく、適宜変更可能である。

図２は、コイルＣ₁からＣ₂₄と接続される回路部３０の構成例を示すブロック図である。実施形態１におけるコイルＣ₁からＣ₂₄は、第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂を含む。第１のコイル群Ｇ₁は、共通端子ＣＯＭ１、電流／電圧変換器４１ａ及び２相信号変換器４２ａと接続されている。第２のコイル群Ｇ₂は、共通端子ＣＯＭ２、電流／電圧変換器４１ｂ及び２相信号変換器４２ｂと接続されている。共通端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、接続されたコイル群に励磁信号を供給するための端子である。電流／電圧変換器４１ａ，４１ｂは、接続されたコイル群から出力される電流信号を電圧信号に変換する検出抵抗Ｒを有する回路である（図３及び図２２参照）。２相信号変換器４２ａは、第１のコイル群Ｇ₁の出力を２相信号として出力するための第１差動増幅回路Ａ₁及び第２差動増幅回路Ａ₂を有する（図３参照）。２相信号変換器４２ｂは、第２のコイル群Ｇ₂の出力を２相信号として出力するための第３差動増幅回路Ａ₃及び第４差動増幅回路Ａ₄を有する（図２２参照）。第１差動増幅回路Ａ₁、第２差動増幅回路Ａ₂、第３差動増幅回路Ａ₃、及び第４差動増幅回路Ａ₄は、入力される２つの信号のうち一方の信号を反転させて２つの信号を合成出力する回路である。具体的には、第１差動増幅回路Ａ₁、第２差動増幅回路Ａ₂、第３差動増幅回路Ａ₃、及び第４差動増幅回路Ａ₄は、例えばオペアンプである。

第１のコイル群Ｇ₁及び第２のコイル群Ｇ₂は、それぞれ偏心ロータ２１の回転方向に沿って設けられた複数のコイルを有する。第１のコイル群Ｇ₁は、８以上のコイル（例えば、図１に示す１２のコイルＣ₁，Ｃ₃，Ｃ₅，Ｃ₇，Ｃ₉，Ｃ₁₁，Ｃ₁₃，Ｃ₁₅，Ｃ₁₇，Ｃ₁₉，Ｃ₂₁，Ｃ₂₃）を有する。第１のコイル群Ｇ₁を構成するコイルＣ₁，Ｃ₃，Ｃ₅，Ｃ₇，Ｃ₉，Ｃ₁₁，Ｃ₁₃，Ｃ₁₅，Ｃ₁₇，Ｃ₁₉，Ｃ₂₁，Ｃ₂₃の出力は、偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍（例えば、ｎ＝３）の周期を有する信号となるよう合成される。第２のコイル群Ｇ₂を構成するコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆，Ｃ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂，Ｃ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈，Ｃ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄の出力は、偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する信号となるよう合成される。

実施形態１では、第１のコイル群Ｇ₁を構成するコイルＣ₁，Ｃ₃，Ｃ₅，Ｃ₇，Ｃ₉，Ｃ₁₁，Ｃ₁₃，Ｃ₁₅，Ｃ₁₇，Ｃ₁₉，Ｃ₂₁，Ｃ₂₃と第２のコイル群Ｇ₂を構成するコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆，Ｃ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂，Ｃ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈，Ｃ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄とが偏心ロータ２１の回転軸（回転中心Ｏ₁）に直交する同一平面上の円周に沿って互い違いに配置されている。このように、第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂は同じ数のコイルを有する。また、第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂は、偏心ロータ２１の回転軸に直交する同一円周上に沿って設けられている。なお、実施形態１では便宜上、回転中心Ｏ₁を中心としたコイルＣ₁からＣ₂₄の配置角度として、コイルＣ₁が設けられている配置角度を０度（３６０度）とし、コイルＣ₂，Ｃ₃，…，Ｃ₂₄の順に、１５度，３０度，…，３６０度とする。また、実施形態１では、例えば図１に示すコイルＣ₁，Ｃ₂，…，Ｃ₂₄と偏心ロータ２１との位置関係が成立する場合を偏心ロータ２１の回転角度の原点（０度）とするが、偏心ロータ２１の回転角度の原点を決定する方法は任意である。

図３は、第１のコイル群Ｇ₁の配線例を示す模式図である。第１のコイル群Ｇ₁は、第１相Ｐ₁、第２相Ｐ₂、第３相Ｐ₃及び第４相Ｐ₄からなる４つの相が並列に接続された配線を有する。４つの相の各々には、直列に接続されている３つのコイルが設けられている。実施形態１では、４つの相の各々に設けられた３つのコイルは、回転中心Ｏ₁を中心として１２０度間隔で配置されている。また、第１相Ｐ₁と第２相Ｐ₂とは、回転中心Ｏ₁を中心として６０度の位相差がある。また、第３相Ｐ₃と第４相Ｐ₄とは、回転中心Ｏ₁を中心として６０度の位相差がある。また、第１相Ｐ₁と第３相Ｐ₃とは、回転中心Ｏ₁を中心として９０度の位相差がある。

より具体的には、第１のコイル群Ｇ₁は、例えば、一端側から他端側にコイルＣ₁，Ｃ₉，Ｃ₁₇の順序で直列に接続されている第１相Ｐ₁と、一端側から他端側にコイルＣ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₅の順序で直列に接続されている第２相Ｐ₂と、一端側から他端側にコイルＣ₇，Ｃ₁₅，Ｃ₂₃の順序で直列に接続されている第３相Ｐ₃と、一端側から他端側にコイルＣ₁₉，Ｃ₃，Ｃ₁₁の順序で直列に接続されている第４相Ｐ₄とを有する。各相における３つのコイルの接続順序は適宜変更可能である。

第１のコイル群Ｇ₁が有する４つの相の一端側には、共通端子ＣＯＭ１が設けられている。第１相Ｐ₁、第２相Ｐ₂、第３相Ｐ₃、第４相Ｐ₄は、共通端子ＣＯＭ１からの励磁信号に応じてそれぞれ異なる電流信号を生成する。具体的には、第１相Ｐ₁は、ｓｉｎθ成分として機能する信号を生成する。また、第２相Ｐ₂は、（−ｓｉｎθ）成分として機能する信号を生成する。また、第３相Ｐ₃は、ｃｏｓθ成分として機能する信号を生成する。また、第４相Ｐ₄は、（−ｃｏｓθ）成分として機能する信号を生成する。第１のコイル群Ｇ₁が有する４つの相の各々の電流信号は、４つの相の各々の他端側に設けられた検出抵抗Ｒを有する電流／電圧変換器４１ａによって個別に電圧信号に変換される。

以下、電圧信号に変換された第１相Ｐ₁の信号を第１ｓｉｎθ信号とする。また、電圧信号に変換された第２相Ｐ₂の信号を第１（−ｓｉｎθ）信号とする。また、電圧信号に変換された第３相Ｐ₃の信号を第１ｃｏｓθ信号とする。また、電圧信号に変換された第４相Ｐ₄の信号を第１（−ｃｏｓθ）信号とする。すなわち、第１のコイル群Ｇ₁は、第１電気信号（第１ｓｉｎθ信号）を出力する複数のコイルが直列に接続された第１相Ｐ₁と、回転軸を挟んで第１相Ｐ₁の反対側に設けられて第２電気信号（第１（−ｓｉｎθ）信号）を出力する複数のコイルが直列に接続された第２相Ｐ₂と、回転軸を中心に第１相Ｐ₁と９０度の位置関係となるよう設けられて第３電気信号（第１ｃｏｓθ信号）を出力する複数のコイルが直列に接続された第３相Ｐ₃と、回転軸を挟んで第１相Ｐ₁の反対側に設けられて第４電気信号（第１（−ｃｏｓθ）信号）を出力する複数のコイルが直列に接続された第４相Ｐ₄とを有する。

第１ｓｉｎθ信号及び第１（−ｓｉｎθ）信号は、第１差動増幅回路Ａ₁に入力される。実施形態１では、第１差動増幅回路Ａ₁の非反転入力（＋）は、第１ｓｉｎθ信号である。また、実施形態１では、第１差動増幅回路Ａ₁の反転入力（−）は、第１（−ｓｉｎθ）信号である。

第１差動増幅回路Ａ₁の入出力について、図４から図１２のグラフを参照して説明する。図４から図６は、第１相Ｐ₁に設けられた３つのコイルＣ₁，Ｃ₉，Ｃ₁₇の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図７は、第１ｓｉｎθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図８から図１０は、第２相Ｐ₂に設けられた３つのコイルＣ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₅の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図１１は、第１（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図１２は、第１差動増幅回路Ａ₁の出力電圧波形の一例を示すグラフである。図４から図１２に示す横軸の角度は、偏心ロータ２１の回転角度を示す。

励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第１相Ｐ₁に設けられた３つのコイルＣ₁，Ｃ₉，Ｃ₁₇から出力される電流信号の電圧は、例えば図４、図５、図６が示すようにそれぞれ異なる。図４、図５、図６に示すコイルＣ₁，Ｃ₉，Ｃ₁₇の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ２７０度、１５０度、３０度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第１相Ｐ₁において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₁，Ｃ₉，Ｃ₁₇の電流信号を電圧信号に変換して得られた第１ｓｉｎθ信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図７に示すようになる。図７に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が３０度、１５０度、２７０度である場合に振幅が相対的に大きく、これらの角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第２相Ｐ₂に設けられた３つのコイルＣ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₅から出力される電流信号の電圧は、例えば図８、図９、図１０が示すようにそれぞれ異なる。図８、図９、図１０に示すコイルＣ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₅の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ９０度、３３０度、２１０度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第２相Ｐ₂において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₅の電流信号を電圧信号に変換して得られた第１（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図１１に示すようになる。図１１に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が９０度、２１０度、３３０度である場合に振幅が相対的に大きく、これらの角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。

図７に示す電圧波形と、図１１に示す電圧波形を反転した波形とを合成すると、図１２に示す波形になる。すなわち、第１差動増幅回路Ａ₁は、第１ｓｉｎθ信号と、反転した第１（−ｓｉｎθ）信号とを合成し、図１２に示すような電圧波形を示す信号を出力する。図１２に示す波形は、偏心ロータ２１の１回転に対して２ｎ倍の周期で正負の振幅の増大と減衰とを繰り返している。図１２に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度、３３０度である場合に振幅が相対的に大きい。また、図１２に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が０度（３６０度）、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度である場合に振幅が相対的に小さくなってゼロクロスしている。これは、第１差動増幅回路Ａ₁の出力電圧波形が、偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍（例えば、ｎ＝３）の周期を有する信号として機能することを示している。

具体的には、図１２に示す電圧波形の振幅におけるピーク電圧をなぞる波形Ｗ₁は、偏心ロータ２１の１回転に対して２ｎ倍の周期で正負の増大と減衰とを繰り返す波形になる。ここで、偏心ロータ２１の回転角度の変化に応じて正負の振幅が最も減衰するタイミング（例えば、ゼロクロス点）でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性（正又は負）を切り替えると、ピーク電圧をなぞることで得られる波形（例えば波形Ｌ₁）は、偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍の周期を有する正弦波になる。

図１２に示す例では、ゼロクロス点でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性を切り替えてピーク電圧をなぞることで得られる２つの波形Ｌ₁，ＬＴ₁を含む波形Ｗ₁を例示している。実施形態１では、波形Ｌ₁が偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍の周期を有する正弦波として採用される。

第１ｃｏｓθ信号及び第１（−ｃｏｓθ）信号は、第２差動増幅回路Ａ₂に入力される。実施形態１では、第２差動増幅回路Ａ₂の非反転入力（＋）は、第１ｃｏｓθ信号である。また、実施形態１では、第２差動増幅回路Ａ₂の反転入力（−）は、第１（−ｃｏｓθ）信号である。

第２差動増幅回路Ａ₂の入出力について、図１３から図２１のグラフを参照して説明する。図１３から図１５は、第３相Ｐ₃に設けられた３つのコイルＣ₇，Ｃ₁₅，Ｃ₂₃の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図１６は、第１ｃｏｓθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図１７から図１９は、第４相Ｐ₄に設けられた３つのコイルＣ₁₉，Ｃ₃，Ｃ₁₁の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図２０は、第１（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図２１は、第２差動増幅回路Ａ₂の出力電圧波形の一例を示すグラフである。図１３から図２１に示す横軸の角度は、偏心ロータ２１の回転角度を示す。

励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第３相Ｐ₃に設けられた３つのコイルＣ₇，Ｃ₁₅，Ｃ₂₃から出力される電流信号の電圧は、例えば図１３、図１４、図１５が示すようにそれぞれ異なる。図１３、図１４、図１５に示すコイルＣ₇，Ｃ₁₅，Ｃ₂₃の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ１８０度、６０度、３００度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第３相Ｐ₃において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₇，Ｃ₁₅，Ｃ₂₃の電流信号を電圧信号に変換して得られた第１ｃｏｓθ信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図１６に示すようになる。図１６に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が６０度、１８０度、３００度である場合に振幅が相対的に大きく、これらの角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第４相Ｐ₄に設けられた３つのコイルＣ₁₉，Ｃ₃，Ｃ₁₁から出力される電流信号の電圧は、例えば図１７、図１８、図１９が示すようにそれぞれ異なる。図１７、図１８、図１９に示すコイルＣ₁₉，Ｃ₃，Ｃ₁₁の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ０度（３６０度）、２４０度、１２０度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第４相Ｐ₄において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₁₉，Ｃ₃，Ｃ₁₁の電流信号を電圧信号に変換して得られた第１（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図２０に示すようになる。図２０に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が０度（３６０度）、１２０度、２４０度である場合に振幅が相対的に大きく、これらの角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。

図１６に示す電圧波形と、図２０に示す電圧波形を反転した波形とを合成すると、図２１に示す波形になる。すなわち、第２差動増幅回路Ａ₂は、第１ｃｏｓθ信号と、反転した第１（−ｃｏｓθ）信号とを合成し、図２１に示すような電圧波形を示す信号を出力する。図２１に示す波形は、偏心ロータ２１の１回転に対して２ｎ倍の周期で正負の振幅の増大と減衰とを繰り返している。図２１に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が０度（３６０度）、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度である場合に振幅が相対的に大きい。また、図２１に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度、３３０度である場合に振幅が相対的に小さくなってゼロクロスしている。これは、第２差動増幅回路Ａ₂の出力電圧波形が、偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍（例えば、ｎ＝３）の周期を有する信号として機能することを示している。

具体的には、図２１に示す電圧波形の振幅におけるピーク電圧をなぞる波形Ｗ₂は、偏心ロータ２１の１回転に対して２ｎ倍の周期で正負の増大と減衰とを繰り返す波形になる。ここで、偏心ロータ２１の回転角度の変化に応じて正負の振幅が最も減衰するタイミング（例えば、ゼロクロス点）でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性（正又は負）を切り替えると、ピーク電圧をなぞることで得られる波形（例えば波形Ｌ₂）は、偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍の周期を有する余弦波になる。

図２１に示す例では、ゼロクロス点でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性を切り替えてピーク電圧をなぞることで得られる２つの波形Ｌ₂，ＬＴ₂を含む波形Ｗ₂を例示している。実施形態１では、波形Ｌ₂が偏心ロータ２１の１回転に対してｎ倍の周期を有する余弦波として採用される。

第１相Ｐ₁と第３相Ｐ₃とは、回転中心Ｏ₁を中心として９０度の位相差があることから、一方が正弦波に対応するｓｉｎｎθ信号として機能し、他方が余弦波に対応するｃｏｓｎθ信号として機能する。実施形態１（ｎ＝３）の場合、第１差動増幅回路Ａ₁の出力がｓｉｎ３θ信号として機能し、第２差動増幅回路Ａ₂の出力がｃｏｓ３θ信号として機能する。

このように、第１差動増幅回路Ａ₁及び第２差動増幅回路Ａ₂を有する２相信号変換器４２ａは、第１のコイル群Ｇ₁から出力される電気信号に基づいて偏心ロータ２１が１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力する複数周期信号出力部として機能する。また、複数周期信号出力部（２相信号変換器４２ａ）は、第１相Ｐ₁の電気信号と第２相Ｐ₂の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、第３相Ｐ₃の電気信号と第４相Ｐ₄の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成する。

図２２は、第２のコイル群Ｇ₂の配線例を示す模式図である。第２のコイル群Ｇ₂は、第５相Ｐ₅、第６相Ｐ₆、第７相Ｐ₇及び第８相Ｐ₈からなる４つの相が並列に接続された配線を有する。４つの相の各々には、直列に接続されている３つのコイルが設けられている。実施形態１では、４つの相の各々に設けられた３つのコイルは、回転中心Ｏ₁を中心として３０度間隔で配置されている。また、第５相Ｐ₅と第６相Ｐ₆とは、回転中心Ｏ₁を挟んで対向する位置関係であり、１８０度の位相差がある。また、第７相Ｐ₇と第８相Ｐ₈とは、回転中心Ｏ₁を挟んで対向する位置関係であり、１８０度の位相差がある。また、第５相Ｐ₅と第７相Ｐ₇とは、回転中心Ｏ₁を中心として９０度の位相差がある。

より具体的には、第２のコイル群Ｇ₂は、例えば、一端側から他端側にコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆の順序で直列に接続されている第５相Ｐ₅と、一端側から他端側にコイルＣ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈の順序で直列に接続されている第６相Ｐ₆と、一端側から他端側にコイルＣ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂の順序で直列に接続されている第７相Ｐ₇と、一端側から他端側にコイルＣ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄の順序で直列に接続されている第８相Ｐ₈とを有する。各相における３つのコイルの接続順序は適宜変更可能である。

第２のコイル群Ｇ₂が有する４つの相の一端側には、共通端子ＣＯＭ２が設けられている。第５相Ｐ₅、第６相Ｐ₆、第７相Ｐ₇、第８相Ｐ₈は、共通端子ＣＯＭ２からの励磁信号に応じてそれぞれ異なる電流信号を生成する。具体的には、第５相Ｐ₅は、ｓｉｎθ成分として機能する信号を生成する。また、第６相Ｐ₆は、（−ｓｉｎθ）成分として機能する信号を生成する。また、第７相Ｐ₇は、ｃｏｓθ成分として機能する信号を生成する。また、第８相Ｐ₈は、（−ｃｏｓθ）成分として機能する信号を生成する。第２のコイル群Ｇ₂が有する４つの相の各々の電流信号は、４つの相の各々の他端側に設けられた検出抵抗Ｒを有する電流／電圧変換器４１ｂによって個別に電圧信号に変換される。

以下、電圧信号に変換された第５相Ｐ₅の信号を第２ｓｉｎθ信号とする。また、電圧信号に変換された第６相Ｐ₆の信号を第２（−ｓｉｎθ）信号とする。また、電圧信号に変換された第７相Ｐ₇の信号を第２ｃｏｓθ信号とする。また、電圧信号に変換された第８相Ｐ₈の信号を第２（−ｃｏｓθ）信号とする。

第２ｓｉｎθ信号及び第２（−ｓｉｎθ）信号は、第３差動増幅回路Ａ₃に入力される。実施形態１では、第３差動増幅回路Ａ₃の非反転入力（＋）は、第２ｓｉｎθ信号である。また、実施形態１では、第３差動増幅回路Ａ₃の反転入力（−）は、第２（−ｓｉｎθ）信号である。

第３差動増幅回路Ａ₃の入出力について、図２３から図３１のグラフを参照して説明する。図２３から図２５は、第５相Ｐ₅に設けられた３つのコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図２６は、第２ｓｉｎθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図２７から図２９は、第６相Ｐ₆に設けられた３つのコイルＣ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図３０は、第２（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図３１は、第３差動増幅回路Ａ₃の出力電圧波形の一例を示すグラフである。図２３から図３１に示す横軸の角度は、偏心ロータ２１の回転角度を示す。

励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第５相Ｐ₅に設けられた３つのコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆から出力される電流信号の電圧は、例えば図２３、図２４、図２５が示すようにそれぞれ異なる。図２３、図２４、図２５に示すコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ２５５度、２２５度、１９５度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第５相Ｐ₅において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₂，Ｃ₄，Ｃ₆の電流信号を電圧信号に変換して得られた第２ｓｉｎθ信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図２６に示すようになる。図２６に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が２２５度である場合に振幅が相対的に大きく、当該角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第６相Ｐ₆に設けられた３つのコイルＣ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈から出力される電流信号の電圧は、例えば図２７、図２８、図２９が示すようにそれぞれ異なる。図２７、図２８、図２９に示すコイルＣ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ７５度、４５度、１５度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第６相Ｐ₆において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₁₄，Ｃ₁₆，Ｃ₁₈の電流信号を電圧信号に変換して得られた第２（−ｓｉｎθ）信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図３０に示すようになる。図３０に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が４５度である場合に振幅が相対的に大きく、当該角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。

図２６に示す電圧波形と、図３０に示す電圧波形を反転した波形とを合成すると、図３１に示す波形になる。すなわち、第３差動増幅回路Ａ₃は、第２ｓｉｎθ信号と、反転した第２（−ｓｉｎθ）信号とを合成し、図３１に示すような電圧波形を示す信号を出力する。図３１に示す波形は、偏心ロータ２１の１回転に対して２倍の周期で正負の振幅の増大と減衰とを繰り返している。図３１に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が４５度、２２５度である場合に振幅が相対的に大きい。また、図３１に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が１３５度、３１５度である場合に振幅が相対的に小さくなってゼロクロスしている。これは、第３差動増幅回路Ａ₃の出力電圧波形が、偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する信号として機能することを示している。

図３１に示す電圧波形の振幅におけるピーク電圧をなぞる波形Ｗ₃は、偏心ロータ２１の１回転に対して２倍の周期で正負の増大と減衰とを繰り返す波形になる。ここで、偏心ロータ２１の回転角度の変化に応じて正負の振幅が最も減衰するタイミング（例えば、ゼロクロス点）でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性（正又は負）を切り替えると、ピーク電圧をなぞることで得られる波形（例えば波形Ｌ₃）は、偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する正弦曲線を描く。

図３１に示す例では、ゼロクロス点でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性を切り替えてピーク電圧をなぞることで得られる２つの波形Ｌ₃，ＬＴ₃を含む波形Ｗ₃を例示している。実施形態１では、波形Ｌ₃が偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する正弦曲線として採用される。

第２ｃｏｓθ信号及び第２（−ｃｏｓθ）信号は、第４差動増幅回路Ａ₄に入力される。実施形態１では、第４差動増幅回路Ａ₄の非反転入力（＋）は、第２ｃｏｓθ信号である。また、実施形態１では、第４差動増幅回路Ａ₄の反転入力（−）は、第２（−ｃｏｓθ）信号である。

第４差動増幅回路Ａ₄の入出力について、図３２から図４０のグラフを参照して説明する。図３２から図３４は、第７相Ｐ₇に設けられた３つのコイルＣ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図３５は、第２ｃｏｓθ信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図３６から図３８は、第８相Ｐ₈に設けられた３つのコイルＣ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄の各々の電流信号が示す電圧波形の一例を示すグラフである。図３９は、第２（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形の一例を示すグラフである。図４０は、第４差動増幅回路Ａ₄の出力電圧波形の一例を示すグラフである。図３２から図４０に示す横軸の角度は、偏心ロータ２１の回転角度を示す。

励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第７相Ｐ₇に設けられた３つのコイルＣ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂から出力される電流信号の電圧は、例えば図３２、図３３、図３４が示すようにそれぞれ異なる。図３２、図３３、図３４に示すコイルＣ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ１６５度、１３５度、１０５度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第７相Ｐ₇において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₂の電流信号を電圧信号に変換して得られた第２ｃｏｓθ信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図３５に示すようになる。図３５に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が１３５度である場合に振幅が相対的に大きく、当該角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。励磁信号及び偏心ロータ２１の回転角度に応じて第８相Ｐ₈に設けられた３つのコイルＣ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄から出力される電流信号の電圧は、例えば図３６、図３７、図３８が示すようにそれぞれ異なる。図３６、図３７、図３８に示すコイルＣ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄の電圧の振幅が最も増大する偏心ロータ２１の回転角度は、それぞれ３４５度、３１５度、２８５度であり、当該角度から離れるほどそれぞれの電圧の振幅が減衰している。第８相Ｐ₈において直列に接続されて合成された３つのコイルＣ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄の電流信号を電圧信号に変換して得られた第２（−ｃｏｓθ）信号の電圧波形は、偏心ロータ２１の回転角度に応じて、例えば図３９に示すようになる。図３９に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が３１５度である場合に振幅が相対的に大きく、当該角度から離れるほど電圧の振幅が減衰している。

図３５に示す電圧波形と、図３９に示す電圧波形を反転した波形とを合成すると、図４０に示す波形になる。すなわち、第４差動増幅回路Ａ₄は、第２ｃｏｓθ信号と、反転した第２（−ｃｏｓθ）信号とを合成し、図４０に示すような電圧波形を示す信号を出力する。図４０に示す波形は、偏心ロータ２１の１回転に対して２倍の周期で正負の振幅の増大と減衰とを繰り返している。図４０に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が１３５度、３１５度である場合に振幅が相対的に大きい。また、図４０に示す電圧の振幅は、偏心ロータ２１の回転角度が４５度、２２５度である場合に振幅が相対的に小さくなってゼロクロスしている。これは、第４差動増幅回路Ａ₄の出力電圧波形が、偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する信号として機能することを示している。

図４０に示す電圧波形の振幅におけるピーク電圧をなぞる波形Ｗ₄は、偏心ロータ２１の１回転に対して２倍の周期で正負の増大と減衰とを繰り返す波形になる。ここで、偏心ロータ２１の回転角度の変化に応じて正負の振幅が最も減衰するタイミング（例えば、ゼロクロス点）でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性（正又は負）を切り替えると、ピーク電圧をなぞることで得られる波形（例えば波形Ｌ₄）は、偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する正弦曲線を描く。

図４０に示す例では、ゼロクロス点でピーク電圧をなぞる対象とする電圧の極性を切り替えてピーク電圧をなぞることで得られる２つの波形Ｌ₄，ＬＴ₄を含む波形Ｗ₄を例示している。実施形態１では、波形Ｌ₄が偏心ロータ２１の１回転に対して１周期を有する正弦曲線として採用される。

第５相Ｐ₅と第７相Ｐ₇とは、回転中心Ｏ₁を中心として９０度の位相差があることから、一方がｓｉｎθ信号として機能し、他方がｃｏｓθ信号として機能する。実施形態１の場合、第３差動増幅回路Ａ₃の出力がｓｉｎθ信号として機能し、第４差動増幅回路Ａ₄の出力がｃｏｓθ信号として機能する。

このように、第３差動増幅回路Ａ₃及び第４差動増幅回路Ａ₄を有する２相信号変換器４２ｂは、第２のコイル群Ｇ₂から出力される電気信号に基づいて偏心ロータ２１が１回転する１周期に対して１周期の信号を出力する１周期信号出力部として機能する。また、１周期信号出力部（２相信号変換器４２ｂ）は、第５相Ｐ₅の電気信号と第６相Ｐ₆の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、第７相Ｐ₇の電気信号と第８相Ｐ₈の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成する。

第１差動増幅回路Ａ₁及び第２差動増幅回路Ａ₂を介して出力される第１のコイル群Ｇ₁の出力は、相対（incremental：ＩＮＣ）回転角度を示す信号（ＩＮＣ信号）として機能する。第３差動増幅回路Ａ₃及び第４差動増幅回路Ａ₄を介して出力される第２のコイル群Ｇ₂の出力は、絶対（absolute：ＡＢＳ）回転角度を示す信号（ＡＢＳ信号）として機能する。ＩＮＣ信号とＡＢＳ信号とは、組み合わせて用いられてもよい。例えば、ＡＢＳ信号が示す絶対回転角度をＩＮＣ信号が示す３６０度／ｎ範囲内の回転角度によって補正するようにしてもよい。具体的には、ＡＢＳ信号から絶対回転角度を求める。また、ＩＮＣ信号から相対回転角度を求める。このとき、ＩＮＣ信号から特定可能な偏心ロータ２１の回転角度は、３６０度／ｎ範囲内の回転角度であるが、ＡＢＳ信号から求められた絶対回転角度を含む３６０度／ｎ範囲内の回転角度範囲における相対回転角度を求めることで、ＩＮＣ信号から偏心ロータ２１の回転角度を求めることができる。求められた絶対回転角度と相対回転角度とが一致する場合、補正は必要ない。一方、求められた絶対回転角度と相対回転角度とが一致しない場合、ＩＮＣ信号から求められた偏心ロータ２１の回転角度で絶対回転角度を補正し、補正後の回転角度を検出された偏心ロータ２１の回転角度とする。

以上説明したように、実施形態１によれば、複数周期信号出力部（２相信号変換器４２ａ）が第１のコイル群Ｇ₁から出力される電気信号に基づいて偏心ロータ２１が１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力するので、偏心ロータ２１が１回転する１周期から複数周期の信号を得ることができる。また、１周期信号出力部（２相信号変換器４２ｂ）が第１のコイル群Ｇ₁から出力される電気信号に基づいて偏心ロータ２１が１回転する１周期に対して１周期の信号を出力するので、偏心ロータ２１が１回転する１周期から１周期の信号を得ることができる。また、第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂が偏心ロータ２１の回転軸に直交する同一円周上に沿って設けられるので、回転軸を中心とした径方向について第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂とをよりコンパクトにまとめることができる。

また、第１相Ｐ₁の電気信号と第２相Ｐ₂の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、第３相Ｐ₃の電気信号と第４相Ｐ₄の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成することで、偏心ロータ２１の回転角度に応じた電気信号の変化をより確実に検出可能な出力を得ることができる。また、仮にコイルが出力する電気信号にノイズ成分が含まれることがあったとしても、対向する配置の相の信号の一方を反転して合成することで、このノイズ成分の影響を抑制することができる。第５相Ｐ₅、第６相Ｐ₆、第７相Ｐ₇及び第８相Ｐ₈についても、第１相Ｐ₁、第２相Ｐ₂、第３相Ｐ₃及び第４相Ｐ₄と同様の効果を得られる。また、各相に複数のコイルが設けられていることで、偏心ロータ２１の回転に応じてコイルから出力される電気信号に含まれる２次以上の高次成分を抽出することができる。

特に、実施形態１の説明で例示しているようにｎ＝３である場合、偏心ロータ２１が１回転することによる偏心成分に基づいて得られる第１のコイル群Ｇ₁からの出力による検出分解能を３倍にすることができる。さらに、実施形態１の説明で例示しているようにｎ＝３であり、第１のコイル群Ｇ₁が有する４つの相の各々に設けられた３つのコイルが１２０度間隔で配置されている場合、これら３つのコイルからの電流信号を合成することで３次成分を抽出することができる。

また、第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂が回転軸に直交する同一平面上の円周に沿って互い違いに配置されていることで、回転軸に沿う方向について第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂とをよりコンパクトにまとめることができる。また、回転軸を中心とした環状にコイルの配置を均一化することができる。

さらに、ＡＢＳ信号が示す絶対回転角度をＩＮＣ信号が示す３６０度／ｎ範囲内の回転角度によって補正することで、より高い精度で偏心ロータ２１の回転角度を得られる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図４１は、実施形態２によるダイレクトドライブ（Direct Drive：ＤＤ）モータ１０の断面図である。図４１に示すように、ＤＤモータ１０は、中空筒型のインナハウジング１１の外周側面に固設された軸受１３を介して回転軸１２が回転自在に軸支されている。回転軸１２は、その内部にインナハウジング１１を重装できるように中空円筒体として構成されている。

回転軸１２は、筒壁の肉厚が回転軸方向に沿って起伏している。回転軸１２は、インナハウジング１１との間隙にレゾルバ２０を収容するための室内空間１と、モータ部１６を収容するための室内空間２を画成している。これらの室内空間１，２は軸受１３によって分離画成されており、モータ部１６からの漏れ磁束が室内空間１に及ばないようにある程度の距離をおいて隔てられている。室内空間１及び２の間に軸受１３などが介在せず、両者が近接している場合には、モータ部１６からの漏れ磁束が室内空間１に及ばないように遮蔽部材を設けるのが望ましい。

モータ部１６は、回転子１４と固定子１５から構成されるアウタロータ式のＰＭ（Permanent Magnet）モータである。回転子１４は、回転軸１２の内壁において円周方向に沿ってＮ極及びＳ極が交互に固着された永久磁石からなる。固定子１５は、薄い鉄板を複数積層してなるモータコアであり、回転子１４の回転に伴って回転子１４が固定子１５に摺動することを抑制するためのエアギャップをおいて回転子１４と対向するようにインナハウジング１１の外壁に固定されている。ここでは、モータ部１６として、アウタロータ式のＰＭモータを例示するが、インナロータ式のＰＭモータを採用してもよい。また、モータ部１６として、ＰＭモータ以外の各種のモータを採用できる。例えば、回転子１４として永久磁石の代わりに薄い鉄板を積層して成り、内歯状又は外歯状の極歯を所定数備えるものであってもよい。

レゾルバ２０の偏心ロータ２１は、ボルト受け１８と連結されており、ボルト１８ａによって回転軸１２の内周面に固定されている。レゾルバ２０のステータ２２は、ボルト受け１９と連結されており、偏心ロータ２１に対向するように、ボルト１９ａによってインナハウジング１１の外周壁に固定されている。なお、図４１では、コイルＣ₁〜Ｃ₂₄のいずれかでありうるコイルに符号Ｃを付している。

室内空間１を画成するインナハウジング１１及び回転軸１２は、非磁性体であることが好ましい。室内空間１を画成するこれらの部材が非磁性体であることにより、モータ部１６からの漏れ磁束が室内空間１に及ばないように構成することができる。

以上説明したように、実施形態２によれば、実施形態１のレゾルバ２０が奏する効果を得られるＤＤモータ１０を提供することができる。

さらに、ＤＤモータ１０は、絶対回転角度検出のための出力として機能する２相信号変換器４２ｂを備えるレゾルバ２０によって、電源投入直後に出力軸の回転角度をすぐに検知することができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について説明する。実施形態１、実施形態２と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図４２は、実施形態３のドライバユニット付ＤＤモータシステムを含むブロック構成図である。ドライバユニット付ＤＤモータシステムは、ＤＤモータ１０及びＤＤモータ１０に組み込まれたレゾルバ２０と、これらを制御するドライブユニット６０の一部から構成される。ドライブユニット６０は、レゾルバ２０の第１のコイル群Ｇ₁又は第２のコイル群Ｇ₂の何れか一方に励磁信号を供給して得られる出力信号（レゾルバ信号）を取り込み、デジタル角度信号φを出力するサーボドライバ５０と、デジタル角度信号φから回転角度位置信号を生成し、パワーアンプ６２からの電力供給でＤＤモータ１０を動作させるＣＰＵ６１とを備えて構成されている。ドライブユニット６０とレゾルバ２０はレゾルバケーブル７１で結線されており、ドライブユニット６０とモータ部１６はモータケーブル７２で結線されている。なお、図４２に示す検出回路部４０が有する共通端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２、電流／電圧変換器４１ａ，４１ｂ及び２相信号変換器４２ａ，４２ｂは、図２で例示した実施形態１の回路部３０が有する構成と同一である。また、実施形態３において２相信号変換器４２ａが出力しているＩＮＣｓｉｎ信号及びＩＮＣｃｏｓ信号はそれぞれ、実施形態１における第１差動増幅回路Ａ₁の出力（ｓｉｎｎθ信号）及び第２差動増幅回路Ａ₂の出力（ｃｏｓｎθ信号）である。また、実施形態３において２相信号変換器４２ｂが出力しているＡＢＳｓｉｎ信号及びＡＢＳｃｏｓ信号はそれぞれ、実施形態１における第３差動増幅回路Ａ₃の出力（ｓｉｎθ信号）及び第４差動増幅回路Ａ₄の出力（ｃｏｓθ信号）である。

サーボドライバ５０は、発信器５１から出力される励磁信号を増幅器５２にて適度な信号レベルに増幅し、切換スイッチ５３を介して、共通端子ＣＯＭ１と共通端子ＣＯＭ２の何れか一方に励磁信号の供給経路を切り換えて励磁信号を供給する。切換スイッチ５３は発信器５１から共通端子ＣＯＭ１及び共通端子ＣＯＭ２への励磁信号供給経路上に配されて、励磁信号の供給対象を切り換える切換手段である。共通端子ＣＯＭ１及びＣＯＭ２への切換スイッチ５３の接続切換はＣＰＵ６１から出力されるスイッチ切換信号によって制御される。

電源が投入されてシステムが起動した直後においては、ＣＰＵ６１は切換スイッチ５３を共通端子ＣＯＭ２に切換接続することにより、励磁信号を第２のコイル群Ｇ₂に供給する。第２のコイル群Ｇ₂から出力される電流信号は、電流／電圧変換器４１ｂ及び２相信号変換器４２ｂを経てＡＢＳ信号を構成する２相信号（ｓｉｎθ信号，ｃｏｓθ信号）に変換されてアナログスイッチ４３に供給される。

ＡＢＳ信号を取得した後、ＣＰＵ６１は、切換スイッチ５３を共通端子ＣＯＭ１に切換接続することにより、励磁信号を第１のコイル群Ｇ₁に供給する。第１のコイル群Ｇ₁から出力される電流信号は、電流／電圧変換器４１ａ及び２相信号変換器４２ａを経てＩＮＣ信号を構成する２相信号（ｓｉｎｎθ信号，ｃｏｓｎθ信号）に変換されてアナログスイッチ４３に供給される。

アナログスイッチ４３はＣＰＵ６１からのＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号によって切り換え制御されるスイッチ素子であり、２相のＡＢＳ信号と２相のＩＮＣ信号の何れか一方を選択的に通過させてＲＤＣ（レゾルバ・デジタル・コンバータ）４４へ供給する。アナログスイッチ４３を通過する信号が２相のＡＢＳ信号から２相のＩＮＣ信号へ切り換わるタイミングと、切換スイッチ５３の接続先が共通端子ＣＯＭ１から共通端子ＣＯＭ２へ切り換わるタイミングとが同期するように、ＣＰＵ６１からアナログスイッチ４３へＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号が出力される。

移相器４５は発信器５１から出力される励磁信号の位相を遅らせ、ＡＢＳ信号又はＩＮＣ信号を構成する２相の信号のうちのキャリア信号の位相と同期させたＲｅｆ信号をＲＤＣ４４に供給する。ＲＤＣ４４はアナログスイッチ４３から供給される２相信号をデジタル化し、ＣＰＵ６１にデジタル角度信号φを出力する。また、ＲＤＣ４４からは発信器５１の発振角周波数による同期整流後のアナログ速度信号が出力される。

尚、レゾルバ信号からデジタル角度信号φを得るためには、必ずしもハードウエア（３／２相変換器、ＲＤＣなど）で処理する必要はなく、レゾルバ信号をＡ／Ｄ変換し、ソフトウエアによる情報処理でデジタル角度信号φを得るように構成してもよい。

図４３は、ＣＰＵ６１の位置検出処理ルーチンを記述したフローチャートである。図４３を参照しつつ、ＣＰＵ６１の制御処理を中心に上述の説明を再述する。ＣＰＵ６１は、システム停止時（ステップＳ１；Ｎｏ）において、電源投入を検知すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、切換スイッチ５３を共通端子ＣＯＭ２に接続するようにスイッチ切換信号を出力する（ステップＳ２）。すると、発信器５１から出力される励磁信号は共通端子ＣＯＭ２から第２のコイル群Ｇ₂に供給され、回転角度位置に対応したリラクタンス変化が電流信号として検出回路部４０に出力される。検出回路部４０は、この電流信号を電流／電圧変換器４１ｂで電圧信号に変換し、２相信号変換器４２ｂによって２相信号に変換し、アナログスイッチ４３に供給する。ＣＰＵ６１は、アナログスイッチ４３を通過すべき信号として２相のＡＢＳ信号を選択するようにＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号を出力する（ステップＳ３）。

２相のＡＢＳ信号は、アナログスイッチ４３を通過してＲＤＣ４４でデジタル信号に変換されてＣＰＵ６１に供給される。ＣＰＵ６１は、このデジタル信号が示す回転角度（ａｂｓ）を取得する（ステップＳ４）。

次いで、ＣＰＵ６１は、切換スイッチ５３を共通端子ＣＯＭ１に接続するようにスイッチ切換信号を出力する（ステップＳ５）。すると、発信器５１から出力される励磁信号は共通端子ＣＯＭ１から第１のコイル群Ｇ₁に供給され、回転角度位置に対応したリラクタンス変化が電流信号として検出回路部４０に供給される。検出回路部４０は、この電流信号を電流／電圧変換器４１ａで電圧信号に変換し、２相信号変換器４２ａによって２相信号に変換し、アナログスイッチ４３に供給する。ＣＰＵ６１は、アナログスイッチ４３を通過すべき信号として２相のＩＮＣ信号を選択するようにＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号を出力する（ステップＳ６）。

２相のＩＮＣ信号はアナログスイッチ４３を通過してＲＤＣ４４でデジタル信号に変換されてＣＰＵ６１に供給される。ＣＰＵ６１は、このデジタル信号が示す回転角度（ｉｎｃ）を取得する（ステップＳ７）。

ＣＰＵ６１は、電源がＯＦＦになるまで切換スイッチ５３が共通端子ＣＯＭ１に接続したままの状態になるよう制御する一方で、アナログスイッチ４３を通過する信号が２相のＩＮＣ信号に維持されるように制御する（ステップＳ８；Ｎｏ）。ＣＰＵ６１は、電源ＯＦＦを検知すると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、本制御ルーチンを終了する。

（変形例）
図４４は、実施形態３の変形例であるドライバユニット付ＤＤモータシステムのブロック構成図である。実施形態３と同様の構成及び機能については同じ符号を付して説明を省略する。第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂から出力される電流レベルがほぼ同程度であれば、電流／電圧変換器４１ａ，４１ｂを共用化した電流／電圧変換器４１と、２相信号変換器４２ａ，４２ｂを共用化した２相信号変換器４２を採用し、さらにアナログスイッチ４３を省略することができる。２相信号変換器４２から出力されるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、実施形態３におけるＡＢＳｓｉｎ信号及びＡＢＳｃｏｓ信号又はＩＮＣｓｉｎ信号及びＩＮＣｃｏｓ信号である。

変形例の検出回路部４０ａは、共用化された電流／電圧変換器４１及び２相信号変換器４２に加え、実施形態３と同様にＲＤＣ４４と移相器４５を具備した構成となっている。第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂から出力される電流信号は電流／電圧変換器４１によってＡＢＳ信号又はＩＮＣ信号に変換され、さらに、２相信号変換器４２によって２相信号に変換される。かかる構成により、電流／電圧変換器４１及び２相信号変換器４２を第１のコイル群Ｇ₁と第２のコイル群Ｇ₂で共用することができる。

以上説明したように、実施形態３及び変形例によれば、実施形態１のレゾルバ２０が奏する効果を得られるＤＤモータシステムを提供することができる。

１０ ＤＤモータ
１４ 回転子
１５ 固定子
２０ レゾルバ
２１ 偏心ロータ
２２ ステータ
２３ ステータポール
２４ コイルボビン
４１，４１ａ，４１ｂ 電流／電圧変換器
４２，４２ａ，４２ｂ ２相信号変換器
Ａ₁ 第１差動増幅回路
Ａ₂ 第２差動増幅回路
Ａ₃ 第３差動増幅回路
Ａ₄ 第４差動増幅回路
Ｃ₁，Ｃ₂，…，Ｃ₂₄ コイル
ＣＯＭ１，ＣＯＭ２ 共通端子
Ｇ₁ 第１のコイル群
Ｇ₂ 第２のコイル群
Ｐ₁ 第１相
Ｐ₂ 第２相
Ｐ₃ 第３相
Ｐ₄ 第４相
Ｐ₅ 第５相
Ｐ₆ 第６相
Ｐ₇ 第７相
Ｐ₈ 第８相

Claims (5)

1. 偏心ロータと組み合わせて用いられるレゾルバステータであって、
   前記偏心ロータの回転方向に沿って設けられた８以上のコイルを有する第１のコイル群と、
   前記第１のコイル群から出力される電気信号に基づいて前記偏心ロータが１回転する１周期に対して複数周期の信号を出力する複数周期信号出力部と、
   前記８以上のコイルとは別個に設けられて前記偏心ロータの回転方向に沿って設けられた複数のコイルを有する第２のコイル群と、
   前記第２のコイル群から出力される電気信号に基づいて前記１周期に対して１周期の信号を出力する１周期信号出力部とを備え、
   前記第１のコイル群と前記第２のコイル群は、前記偏心ロータの回転軸に直交する同一平面上の円周に沿って設けられる
   レゾルバステータ。
2. 前記第１のコイル群は、
   第１電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第１相と、
   前記回転軸を挟んで前記第１相の反対側に設けられて第２電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第２相と、
   前記回転軸を中心に前記第１相と９０度の位置関係となるよう設けられて第３電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第３相と、
   前記回転軸を挟んで前記第１相の反対側に設けられて第４電気信号を出力する複数のコイルが直列に接続された第４相とを有し、
   前記複数周期信号出力部は、前記第１相の電気信号と前記第２相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成し、前記第３相の電気信号と前記第４相の電気信号の２つの電気信号のうち一方を反転させて当該２つの電気信号を合成する
   請求項１に記載のレゾルバステータ。
3. 前記第１のコイル群と前記第２のコイル群は同じ数のコイルを有する
   請求項１又は２に記載のレゾルバステータ。
4. 前記偏心ロータと、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のレゾルバステータと、
   を備えるレゾルバ。
5. 請求項４に記載のレゾルバと、
   前記偏心ロータが固定された出力軸を有するダイレクトドライブモータと、
   前記１周期の信号が示す回転角度と前記複数周期の信号が示す回転角度に基づいて前記出力軸の回転角度を検出する検出部と
   を備えるダイレクトドライブモータシステム。

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