角度传感器.pdf

本发明提供一种角度传感器，其包括：传感器转子，其形成有平面线圈；传感器定子，其以与传感器转子的表面相对的方式配置且包括多X型的平面线圈。在传感器定子的定子基板上设有顺向平面线圈、逆向平面线圈以及相邻设置的正极端子和负极端子。顺向平面线圈与逆向平面线圈借助连接线串联连接，在一系列的平面线圈的两端之中，一端借助连接线与正极端子相连接，另一端端借助连接线与负极端子相连接，连接线沿一系列的平面线圈的排列配置在不到1周的范围内，并且以一系列的平面线圈的一端为折返点，折返连接线沿其他连接线配置且与负极端子相连接。

权利要求书一种角度传感器，其包括：传感器转子，其安装在旋转轴上，在该传感器转子的表面上形成有平面线圈；传感器定子，其配置为与上述传感器转子的上述表面相对，其中，上述传感器定子包括：定子基板；多个顺向平面线圈和多个逆向平面线圈，该多个顺向平面线圈和多个逆向平面线圈形成在上述定子基板之上，该多个顺向平面线圈呈螺旋状卷绕，该多个逆向平面线圈呈螺旋状卷绕，以与上述多个顺向平面线圈形成反相的方式与上述多个顺向平面线圈电连接；正极端子和负极端子，该正极端子和负极端子以与外部可连接的方式设置；以及连接线，上述连接线包括折返连接线与其他连接线，上述多个顺向平面线圈中的各顺向平面线圈和上述多个逆向平面线圈中的各逆向平面线圈沿圆周方向交替地配置，上述多个顺向平面线圈与上述多个逆向平面线圈借助上述连接线串联连接而构成一系列的平面线圈，在上述一系列的平面线圈的第1端和第2端之中，上述第1端借助上述其他连接线与上述正极端子相连接，上述第2端借助上述折返连接线与上述负极端子相连接，上述连接线沿上述一系列的平面线圈的排列配置在不到1周的范围内，并且，以上述一系列的平面线圈的上述第2端为折返点，与上述第2端连接的上述折返连接线沿上述其他连接线配置且与上述正极端子或上述负极端子相连接。根据权利要求1所述的角度传感器，其中，上述折返连接线和上述其他连接线以与上述串联连接的一系列的平面线圈相邻的方式配置于上述串联连接的一系列的平面线圈的径向外侧。根据权利要求2所述的角度传感器，其中，上述折返连接线以隔着绝缘层与上述其他连接线在上下方向平行的方式重叠配置。根据权利要求2所述的角度传感器，其中，将上述折返连接线以隔着绝缘层与上述其他连接线交替地改变方向呈扭曲状交叉的方式配置。一种角度传感器，其包括：传感器转子，其安装在旋转轴上，在该传感器转子的表面上形成有平面线圈；传感器定子，其配置为其表面与上述传感器转子的上述表面相对，且在该传感器定子的上述表面上形成有平面线圈，其中，上述传感器定子包括：定子基板；顺向平面线圈和逆向平面线圈，该顺向平面线圈和逆向平面线圈在上述定子基板之上沿圆周方向交替地配置，该顺向平面线圈呈螺旋状卷绕，该逆向平面线圈呈螺旋状卷绕，以与上述顺向平面线圈形成反相的方式与上述顺向平面线圈电连接；以及连接线，上述顺向平面线圈和上述逆向平面线圈在其圆周方向的中央的位置处以沿径向延伸的对称轴线为中心呈对称形状，包括第1端和第2端，上述顺向平面线圈与上述逆向平面线圈借助上述连接线串联连接，上述串联连接的各平面线圈的上述第1端和上述第2端配置在上述对称轴线上。根据权利要求5所述的角度传感器，其中，对于上述串联连接的各平面线圈，上述第1端配置于上述平面线圈的内侧，上述第2端配置于上述平面线圈的外侧，上述平面线圈由线圈线组构成，为了使上述线圈线组的排列以上述对称轴线为中心对称，在上述第1端与上述第2端之间，使上述线圈线组的排列向径向位移。根据权利要求5所述的角度传感器，其中，上述连接线配置于上述串联连接的各平面线圈的外周侧，上述各平面线圈设有从上述第1端朝向上述连接线沿径向延伸的第1搭接用连接线与从上述第2端朝向上述连接线沿径向延伸的第2搭接用连接线，上述第1搭接用连接线与第2搭接用连接线以隔着绝缘层在上下方向重叠的方式配置。根据权利要求6所述的角度传感器，其中，上述连接线配置于上述串联连接的各平面线圈的外周侧，上述各平面线圈设有从上述第1端朝向上述连接线沿径向延伸的第1搭接用连接线与从上述第2端朝向上述连接线沿径向延伸的第2搭接用连接线，上述第1搭接用连接线与第2搭接用连接线以隔着绝缘层在上下方向重叠的方式配置。一种角度传感器，其中，该角度传感器包括：传感器转子，其包括在表面上形成有平面线圈的圆环状的转子基板，在上述转子基板的内周侧设有转子侧环状金属构件，该传感器转子借助上述转子侧环状金属构件安装在旋转轴上；传感器定子，其包括定子基板，该定子基板配置为其表面与上述传感器转子的上述表面相对，在该定子基板的上述表面上形成有平面线圈，在上述定子基板的内周侧设有定子侧环状金属构件，上述转子侧环状金属构件与上述定子侧环状金属构件分别由磁性材料形成，在上述转子侧环状金属构件与上述定子侧环状金属构件上分别形成有彼此隔着间隙且相对的环状相对部，在上述两环状相对部上分别设有信号传递用的旋转变压器用线圈。根据权利要求9所述的角度传感器，其中，在上述两环状相对部上，分别沿旋转方向形成有槽，在上述各槽中配置上述各旋转变压器用线圈。

说明书角度传感器
技术领域
本发明涉及一种用于检测电动机、发动机的输出轴的旋转角度的角度传感器。
背景技术
以往，作为这种技术，例如，公知有一种下述专利文献1所述的扁平型旋转变压器（resolver）。该扁平型旋转变压器包括固定侧芯、可动侧芯、设于固定侧芯的表面的多X型的多个片状线圈（sheet coil）。并且，使将上述多个片状线圈之间连接起来的连接线以大致绕固定侧芯一周的方式连接。
另外，公知有一种下述专利文献2所述的片状线圈形旋转变压器。该旋转变压器具有励磁相线圈与检测相线圈。在励磁相线圈中，在绝缘薄膜层的表侧设有螺旋线圈（平面线圈），在背侧设有从相同的方向观察时呈与表侧相反朝向卷绕的螺旋线圈（平面线圈）。在检测相线圈中，在绝缘薄膜层的表侧设有螺旋线圈（平面线圈），在背侧设有从电学角度而言同表侧的螺旋线圈（平面线圈）具有90度的相位差的螺旋线圈（平面线圈）。励磁相线圈与检测相线圈构成为以隔着空隙相对的方式配置且能够相对移动。在此，励磁相线圈的螺旋线圈形成为由圆弧状的导体与直线状的导体接合而成的螺旋状或将圆弧状的导体或直线状的导体连接而成的螺旋状。另外，检测相线圈的螺旋线圈形成为将半正弦波形状的导体与圆弧状的导体或与直线状的导体依次连接而成的螺旋状。并且，在励磁相线圈或检测相线圈的、按顺向卷绕成的螺旋线圈与按逆向卷绕成的螺旋线圈中，使相邻的螺旋线圈的外周端彼此直接连接，使内周端彼此借助设于其他层上的连接线相连接。
并且，公知有一种下述专利文献3所述的片状线圈形旋转变压器。该旋转变压器具有在圆板状的薄膜基板的表面上形成有线圈图案的两张片状线圈。该两张片状线圈以隔着空隙相对的方式配置。该两张片状线圈由一相线圈图案与两相线圈图案构成，该一相线圈图案是通过使良导体箔在基板的中心形成为卷绕方向相反的螺旋状而得到的，该两相线圈图案是通过将形成为螺旋状的线圈图案以各个相位错开电角度II/2的方式配置于薄膜基板的表面和背面而得到的。在一相线圈图案的外侧，用于向一相线圈图案供给励磁电压的变压器二次图案和具有与该变压器二次图案相同图案的变压器一次图案同两张片状线圈彼此独立地设置，且该两图案以隔着空隙相对的方式设置。
专利文献1：日本特开2006－162577号公报
专利文献2：日本特开平8－292066号公报
专利文献3：日本特开平9－229715号公报
然而，在专利文献1所述的扁平型旋转变压器中，由于用于将片状线圈间连接起来的连接线实质上形成较大的环形，因而，其有可能起到天线的作用而受到来自外部的电磁噪声的影响。
另外，在专利文献2所述的旋转变压器中，按顺向卷绕成的螺旋线圈的形状与按逆向卷绕成的螺旋线圈的形状不对称，从而各螺旋线圈的磁通密度变得不均匀，容易受到来自外部的电磁噪声的影响，这成为导致旋转变压器的输出误差的原因。
并且，在专利文献3所述的旋转变压器中，由于变压器二次图案与变压器一次图案分别同两张片状线圈彼此独立地设置，因而需要分别的安装作业、布线，可靠性与生产率不佳。另外，由于变压器二次图案与变压器一次图案配置为仅隔着空隙相对，因而，磁通有可能在两者间泄露，这成为导致检测误差的原因，在可靠性方面有问题。
发明内容
该发明是考虑到上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够使构成传感器定子的连接线不易受到来自外部的电磁噪声的影响的角度传感器。
另外，本发明的另一个目的在于提供一种使构成传感器定子的顺向的平面线圈与逆向的平面线圈的磁通密度均匀化并能够提高检测精度的角度传感器。
并且，本发明的另一个目的在于提供一种能够确保与信号传递用的成对的旋转变压器用线圈的结构相关的可靠性、提高生产率的角度传感器。
为了实现上述目的，本发明的第1技术方案在于提供一种角度传感器，其包括：传感器转子，其安装在旋转轴上，在该传感器转子的表面上形成有平面线圈；传感器定子，其配置为与上述传感器转子的上述表面相对，其中，上述传感器定子包括：定子基板；多个顺向平面线圈和多个逆向平面线圈，该多个顺向平面线圈和多个逆向平面线圈形成在上述定子基板之上，该多个顺向平面线圈呈螺旋状卷绕，该多个逆向平面线圈呈螺旋状卷绕，以与上述多个顺向平面线圈形成反相的方式与上述多个顺向平面线圈电连接；正极端子和负极端子，该正极端子和负极端子以与外部可连接的方式设置；以及连接线，上述连接线包括折返连接线与其他连接线，上述多个顺向平面线圈中的各顺向平面线圈和上述多个逆向平面线圈中的各逆向平面线圈沿圆周方向交替地配置，上述多个顺向平面线圈与上述多个逆向平面线圈借助上述连接线串联连接而构成一系列的平面线圈，在上述一系列的平面线圈的第1端和第2端之中，上述第1端借助上述其他连接线与上述正极端子相连接，上述第2端借助上述折返连接线与上述负极端子相连接，上述连接线沿上述一系列的平面线圈的排列配置在不到1周的范围内，并且，以上述一系列的平面线圈的上述第2端为折返点，与上述第2端连接的上述折返连接线沿上述其他连接线配置且与上述正极端子或上述负极端子相连接。
为了实现上述目的，本发明的第2技术方案在于提供一种角度传感器，其包括：传感器转子，其安装在旋转轴上，在该传感器转子的表面上形成有平面线圈；传感器定子，其配置为其表面与上述传感器转子的上述表面相对，且在该传感器定子的上述表面上形成有平面线圈，其中，上述传感器定子包括：定子基板；顺向平面线圈和逆向平面线圈，该顺向平面线圈和逆向平面线圈在上述定子基板之上沿圆周方向交替地配置，该顺向平面线圈呈螺旋状卷绕，该逆向平面线圈呈螺旋状卷绕，以与上述顺向平面线圈形成反相的方式与上述顺向平面线圈电连接；以及连接线，上述顺向平面线圈和上述逆向平面线圈在其圆周方向的中央的位置处以沿径向延伸的对称轴线为中心呈对称形状，包括第1端和第2端，上述顺向平面线圈与上述逆向平面线圈借助上述连接线串联连接，上述串联连接的各平面线圈的上述第1端和上述第2端配置在上述对称轴线上。
为了实现上述目的，本发明的第3技术方案在于提供一种角度传感器，其中，该角度传感器包括：传感器转子，其包括在表面上形成有平面线圈的圆环状的转子基板，在上述转子基板的内周侧设有转子侧环状金属构件，该传感器转子借助上述转子侧环状金属构件安装在旋转轴上；传感器定子，其包括定子基板，该定子基板配置为其表面与上述传感器转子的上述表面相对，在该定子基板的上述表面上形成有平面线圈，在上述定子基板的内周侧设有定子侧环状金属构件，上述转子侧环状金属构件与上述定子侧环状金属构件分别由磁性材料形成，在上述转子侧环状金属构件与上述定子侧环状金属构件上分别形成有彼此隔着间隙且相对的环状相对部，在上述两环状相对部上分别设有信号传递用的旋转变压器用线圈。
采用本发明的第1技术方案，能够使构成传感器定子的连接线不易受到来自外部的电磁噪声的影响，能够降低来自外部的电磁噪声对平面线圈的影响，进而能够提高角度传感器的检测精度和性能。
采用本发明的第2技术方案，能够使构成传感器定子的顺向平面线圈和逆向平面线圈的磁通密度均匀化，能够提高角度传感器的检测精度和性能。
采用本发明的第3技术方案，能够确保与信号传递用的成对的旋转变压器用线圈的结构相关的可靠性并能够提高生产率。
附图说明
图1涉及第1实施方式，是表示安装有角度传感器的电动机的一部分的剖视图。
图2涉及第1实施方式，是表示角度传感器的电气结构的框图。
图3涉及第1实施方式，是表示传感器定子的结构的分解立体图。
图4涉及第1实施方式，是表示SIN信号检测线圈的图案图像的俯视图。
图5涉及第1实施方式，是表示COS信号检测线圈的图案图像的俯视图。
图6涉及第1实施方式，是表示SIN信号检测线圈的图案图像的概略结构的俯视图。
图7涉及第1实施方式，是表示COS信号检测线圈的图案图像的概略结构的俯视图。
图8涉及第1实施方式，是代表性地将各圆弧状线圈中的一个线圈抽出而放大表示的俯视图。
图9涉及第1实施方式，是表示第2线圈层的俯视图。
图10涉及第1实施方式，是仅将图9中的SIN第2线圈与SIN第3线圈抽出而表示的俯视图。
图11涉及第1实施方式，是仅将图9中的COS第2线圈与COS第3线圈抽出而表示的俯视图。
图12涉及第1实施方式，是仅将图9和图10中的SIN第3线圈与SIN第2线圈的一部分抽出放大而表示图9和图10中的SIN第3线圈与SIN第2线圈的关系的俯视图。
图13涉及第1实施方式，是表示第1线圈层的俯视图。
图14涉及第1实施方式，是仅将图13中的SIN第1线圈与SIN第4线圈抽出而表示的俯视图。
图15涉及第1实施方式，是仅将图13中的COS第1线圈与COS第4线圈抽出而表示的俯视图。
图16涉及第1实施方式，是仅将图13和图14中的SIN第1线圈与SIN第4线圈的一部分抽出放大而表示图13和图14中的SIN第1线圈与SIN第4线圈的关系的俯视图。
图17涉及第1实施方式，是将图9所示的线圈抽出而表示的俯视图。
图18涉及第1实施方式，是将图13所示的线圈抽出而表示的俯视图。
图19涉及第1实施方式，是分解地表示传感器转子的结构的立体图。
图20涉及第1实施方式，是表示本实施方式的角度传感器的误差成分与误差角度的关系的图形。
图21涉及第1实施方式，是表示比较例的角度传感器的误差成分与误差角度的关系的图形。
图22涉及第1实施方式，是表示电角度与角度传感器的输出波形的关系的图形。
图23涉及第2实施方式，是表示角度传感器与设有角度传感器的电动机的主剖视图。
图24涉及第2实施方式，是表示角度传感器的剖视图。
图25涉及第2实施方式，是表示用于构成角度传感器的传感器转子的俯视图。
图26涉及第2实施方式，是表示用于构成角度传感器的传感器定子的俯视图。
图27涉及第2实施方式，是将角度传感器的图24的点划线圆之中的部分放大表示的剖视图。
图28涉及第2实施方式，是表示角度传感器的电气结构的电路框图。
图29涉及第3实施方式，是表示角度传感器的一部分的基于图27的放大剖视图。
图30涉及另一个实施方式，是将连接线的一部分的配置状态放大表示的剖视图。
具体实施方式
第1实施方式
以下，参照附图来详细说明将本发明的角度传感器具体化的第1实施方式。
图1是表示安装有该实施方式的角度传感器9的电动机70的一部分的剖视图。电动机70包括：电动机外壳71；外壳盖72，其用于覆盖电动机外壳71的开口部；电动机定子73，其固定于电动机外壳71；电动机转子74，其设于电动机定子73的内侧；作为旋转轴的电动机轴75，其一体地设于电动机转子74的中心；一对轴承76、77，其用于在电动机外壳71和外壳盖72之间以电动机轴75可旋转的方式支承电动机轴75。
电动机外壳71和外壳盖72是通过铝合金等铸造而形成的。电动机定子73具有线圈78并固定于电动机外壳71的内周。通过对线圈78通电来使电动机定子73励磁而产生磁力。
电动机转子74具有永磁铁（省略图示）。电动机转子74被保持为与电动机定子73之间隔着规定的间隙。通过通电使电动机定子73励磁，从而电动机转子74与电动机轴75一体地旋转而获得驱动力。
如图1所示，在外壳盖72和电动机转子74上配置有角度传感器9。在外壳盖72上固定有用于构成角度传感器9的传感器定子（sensor stator）7。在电动机转子74上固定有用于构成角度传感器9的传感器转子（sensor rotor）8。在安装了电动机外壳71与外壳盖72的状态下，传感器转子8与传感器定子7以彼此的表面隔着规定的间隙GA相对的方式配置。通过将该间隙GA设置得较窄，能够提高角度传感器9的检测精度。优选在考虑尺寸公差、温度引起的尺寸变化等的基础上决定间隙GA的大小。
图2是表示角度传感器9的电气结构的框图。角度传感器9包括：设于传感器定子7的SIN信号测线线圈10、C O S信号测线线圈20和定子侧旋转变压器（rotary transformer）30；设于传感器转子8的励磁线圈40和转子侧旋转变压器（rotary transformer）41。SIN信号检测线圈10与C O S信号检测线圈20以相位错开规定角度的方式配置。与角度传感器9连接的信号处理装置50包括励磁信号产生电路51、第1检波电路55、第2检波电路56和运算器57。励磁信号产生电路51会向定子侧旋转变压器30输出高频（480kHz）的励磁信号（正弦波信号）。从SIN信号检测线圈10输出的SIN信号会输入第1检波电路55。从COS信号检测线圈20输出的COS信号会输入第2检波电路56。从第1检波电路55和第2检波电路56输出的SIN信号和COS信号会分别输入运算器57。
在上述信号处理装置50中，通过利用励磁信号产生电路51产生励磁信号来将励磁信号经由定子侧旋转变压器30和转子侧旋转变压器41输入转子侧的励磁线圈40。利用由该励磁信号的电流产生的磁通，在定子侧的SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20中产生电动势(SIN信号和COS信号)。通过对SIN信号检测线圈10中产生的电动势(SIN信号)的振幅变动以及COS信号检测线圈20中产生的电动势(COS信号)的振幅变动进行分析，能够计算出传感器转子8的旋转位置。即，第1检波电路55从SIN信号检测线圈10中产生的SIN信号中去除励磁信号的高频成分。另一方面，第2检波电路56从COS信号检测线圈20中产生的COS信号中去除励磁信号的高频成分。然后，运算器57根据第1检波电路55的输出信号与第2检波电路56的输出信号的振幅之比来计算传感器转子8的当前的角度位置，并将该计算结果作为角度数据输出。
接着，详细说明传感器定子7的结构。图3是表示传感器定子7的结构的分解立体图。如图3所示，传感器定子7从下方起依次具有定子基板1、第1绝缘层2、第1线圈层3、第2绝缘层4、第2线圈层5及外涂层6。定子基板1由PPS树脂形成，呈大致圆环板状，并具有较高的平面性。第1绝缘层2形成在定子基板1之上，呈大致圆环薄膜状。定子基板1在外周上包括3个安装部1a与1个连接器部1b。第1线圈层3形成在第1绝缘层2的表面上。第2绝缘层4呈大致圆环薄膜状并形成在第1线圈层3之上。在该第2绝缘层4中形成有大致圆环状的通孔4a。第2线圈层5形成在第2绝缘层4之上。外涂层(overcoat)6形成在第2线圈层5之上，用于保护该第2线圈层5。
在图3中，由第1线圈层3、第2绝缘层4和第2线圈层5构成上述SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20。即，通过将以第2绝缘层4位于中间的方式在上下方向层叠的第1线圈层3与第2线圈层5相互连接，从而分别构成作为多X型的平面线圈（日文：多X型の平面コィル）的SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20。并且，传感器定子7以其表面与传感器转子8的表面相对的方式配置，在该传感器定子7的表面上形成SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20。
图4是表示本发明的作为平面线圈的SIN信号检测线圈10的图案图像的俯视图。图5是表示本发明的作为平面线圈的COS信号检测线圈20的图案图像的俯视图。如图4所示，SIN信号检测线圈10整体呈大致圆环状，且具有配置在每相差电角度“180度”（机械角度为“90度”）的相位位置上的4个圆弧状线圈10A、10B、10C、10D。各圆弧状线圈10A～10D在定子基板1之上沿圆周方向配置。沿圆周方向配置的各圆弧状线圈10A～10D借助与上述圆弧状线圈10A～10D相邻地配置于上述圆弧状线圈10A～10D的径向外侧的连接线15串联连接。该连接线15的两端与彼此相邻地配置的正极端子16和负极端子17相连接。两端子16、17分别以与外部可连接的方式设置。如后述那样，各圆弧状线圈10A～10D是通过将被构成为沿圆周方向被分成的两部分且沿径向也被分成的两部分的线圈连接起来而形成的。
同样，如图5所示，COS信号检测线圈20整体呈大致圆环状，具有配置在每相差电角度“180度”（机械角度为“90度”）的相位位置上的4个圆弧状线圈20A、20B、20C、20D。各圆弧状线圈20A～20D在定子基板之1上沿圆周方向配置。沿圆周方向配置的各圆弧状线圈20A～20D借助与上述圆弧状线圈20A～20D相邻地配置于上述圆弧状线圈20A～20D的径向外侧的连接线25串联连接。该连接线25的两端与彼此相邻地配置的正极端子26和负极端子27相连接。两端子26、27分别以与外部可连接的方式设置。如后述那样，各圆弧状线圈20A～20D是通过将被构成为沿圆周方向被分成的两部分且沿径向也被分成的两部分的线圈连接起来而形成的。SIN信号检测线圈10与COS信号检测线圈20配置在同轴上，两线圈10、20以相位错开电角度“90度”（机械角度“45度”）的方式配置。
图6是表示SIN信号检测线圈10的图案图像的概略结构的俯视图。图7是表示COS信号检测线圈20的图案图像的概略结构的俯视图。如图6所示，SIN信号检测线圈10包括：作为顺向平面线圈的顺向圆弧状线圈10B、10D、作为逆向平面线圈的逆向圆弧状线圈10A、10C、正极端子16和负极端子17；该顺向圆弧状线圈10B、10D和逆向圆弧状线圈10A、10C在定子基板1之上沿圆周方向交替地配置，该顺向平面线圈10B、10D呈螺旋状卷绕，该逆向圆弧状线圈10A、10C呈螺旋状卷绕，以与顺向平面线圈形成反相的方式与上述顺向平面线圈电连接；上述正极端子16和负极端子17彼此相邻地配置且以与外部可连接的方式设置。顺向圆弧状线圈10B、10D与逆向圆弧状线圈10A、10C之间借助中间连接线15a、15b、15c串联连接。在串联连接的一系列的圆弧状线圈10A～10D的两端之中，一端借助第1端连接线15d与正极端子16相连接，另一端借助第2端连接线15e与负极端子17相连接。用于构成连接线15的各连接线15a～15e在串联连接的一系列的圆弧状线圈10A～10D的外周上，沿上述圆弧状线圈10A～10D的排列配置在不到1周的范围内。以一系列的圆弧状线圈10A～10D的一端10a为折返点，作为与上述一端10a连接的折返连接线的第2端连接线15e沿其他连接线即中间连接线15a～15c及第1端连接线15d配置且与负极端子17相连接。在该实施方式中，如图4所示，作为折返连接线的第2端连接线15e以隔着第2绝缘层4与其他连接线15a～15d在上下方向平行的方式重叠配置（在图6中，为了方便，图示为以横向排列的方式配置）。在图4中，将图6所示的各连接线15a～15e统一表示为连接线15。
如图7所示，COS信号检测线圈20包括：作为顺向平面线圈的顺向圆弧状线圈20B、20D作为逆向平面线圈的逆向圆弧状线圈20A、20C、正极端子26和负极端子27；该顺向圆弧状线圈20B、20D和逆向圆弧状线圈20A、20C在定子基板1之上沿圆周方向交替地配置，该顺向圆弧状线圈20B、20D呈螺旋状卷绕，该逆向圆弧状线圈20A、20C呈螺旋状卷绕，以与顺向平面线圈形成反相的方式与上述顺向平面线圈电连接；上述正极端子26和负极端子27彼此相邻地配置且以与外部可连接的方式设置。顺向圆弧状线圈20B、20D与逆向圆弧状线圈20A、20C借助中间连接线25a、25b、25c串联连接。在串联连接的一系列的圆弧状线圈20A～20D的两端之中，一端借助第1端连接线25d与正极端子26相连接，另一端借助第2端连接线25e与负极端子27相连接。各连接线25a～25e在串联连接的一系列的圆弧状线圈20A～20D的外周上，沿上述圆弧状线圈20A～20D的排列配置在不到1周的范围内。以一系列的圆弧状线圈20A～20D的一端20a为折返点，作为与上述一端20a连接的折返连接线的第2端连接线25e沿其他连接线即中间连接线25a～25c及第1端连接线25d配置且与负极端子27相连接。在该实施方式中，如图5所示，作为折返连接线的第2端连接线25e以隔着第2绝缘层4与其他连接线25a～25d在上下方向平行的方式重叠配置（在图7中，为了方便，图示为以横向排列的方式配置）。在图5中，将图7所示的各连接线25a～25e统一表示为连接线25。
图8是将圆弧状线圈10A（20A）作为各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D中的一个线圈的代表抽出并放大表示的俯视图。如图4、图6和图8所示，用于构成SIN信号检测线圈10的各圆弧状线圈10A～10D的一端10b和另一端10c配置于各圆弧状线圈10A～10D的圆周方向的中央的位置。即，各圆弧状线圈10A～10D在其圆周方向的中央的位置处以沿径向延伸的对称轴线L1为中心呈左右对称形状。各圆弧状线圈10A～10D的一端10b和另一端10c配置于各圆弧状线圈10A～10D的对称轴线L1之上。并且，与各连接线15a～15e连接的各圆弧状线圈10A～10D构成为从其圆周方向的中央的位置输入电流，且从其圆周方向的中央的位置输出电流。
如图8所示，对于各圆弧状线圈10A～10D，其一端10b配置于圆弧状线圈10A～10D的内侧，另一端10c配置于圆弧状线圈10A～10D的外侧。并且，为了使构成各圆弧状线圈10A～10D的线圈线组100的排列以对称轴线L1为中心对称，在一端10b与另一端10c之间，使线圈线组100的排列向径向位移而形成位移部100a。
如图6所示，对于SIN信号检测线圈10，连接线15a～15e配置于串联连接的各圆弧状线圈10A～10D的外周侧。各圆弧状线圈10A～10D设有从一端10b朝向连接线15a～15e沿径向延伸的第1搭接用连接线15f与从另一端10c朝向连接线15a～15e沿径向延伸的第2搭接用连接线15g。并且，如图4所示，上述第1搭接用连接线15f与第2搭接用连接线15g以隔着第2绝缘层4（参照图3）在上下方向重叠的方式配置。
同样，如图5、图7和图8所示，用于构成COS信号检测线圈20的各圆弧状线圈20A～20D的一端20b和另一端20c配置于各圆弧状线圈20A～20D的圆周方向的中央的位置。即，各圆弧状线圈20A～20D在其圆周方向的中央的位置处以沿径向延伸的对称轴线L1为中心呈左右对称形状。各圆弧状线圈20A～20D的一端20b和另一端20c配置于各圆弧状线圈20A～20D的对称轴线L1之上。并且，与各连接线25a～25e连接的各圆弧状线圈20A～20D构成为从其圆周方向的中央的位置输入电流，且从其中央的位置输出电流。
如图8所示，对于各圆弧状线圈20A～20D，其一端20b配置于圆弧状线圈20A～20D的内侧，另一端20c配置于圆弧状线圈20A～20D的外侧。并且，为了使构成各圆弧状线圈20A～20D的线圈线组200的排列以对称轴线L1为中心对称，在一端20b与另一端20c之间，使线圈线组200的排列向径向位移而形成位移部200a。
如图7所示，对于COS信号检测线圈20，连接线25a～25e配置于串联连接的各圆弧状线圈20A～20D的外周侧。各圆弧状线圈20A～20D设有从一端20b朝向连接线25a～25e沿径向延伸的第1搭接用连接线25f与从另一端20c朝向连接线25a～25e沿径向延伸的第2搭接用连接线25g。并且，如图5所示，上述第1搭接用连接线25f与第2搭接用连接线25g以隔着第2绝缘层4（参照图3）在上下方向重叠的方式配置。
图9是表示第2线圈层5的俯视图。第2线圈层5的线圈图案是这样形成的，即利用印刷在第2绝缘层4的表面涂绘导电性墨之后进行烧制。如图9所示，呈大致圆环状的第2线圈层5具有用于构成SIN信号检测线圈10的4个SIN第2线圈12A、12B、12C、12D，上述SIN第2线圈12A、12B、12C、12D配置在外周侧的每相差电角度“180度”（机械角度为“90度”）的不同位置上。并且，如图9所示，第2线圈层5在内周侧具有4个SIN第3线圈13A、13B、13C、13D，上述SIN第3线圈13A、13B、13C、13D配置在内周侧的每相差电角度“180”（机械角度为“90度”）的不同位置上。图10是仅将图9中的SIN第2线圈12A～12D与SIN第3线圈13A～13D抽出而表示的俯视图。上述SIN第3线圈13A～13D被配置在相对于SIN第2线圈12A～12D相位顺时针错开电角度“90度”（机械角度为“45度”）的位置上。
如图9所示，在SIN第2线圈12A～12D的内周侧设有用于构成COS信号检测线圈20的COS第3线圈23C、23D、23A、23B。另外，在SIN第3线圈13A～13D的外周侧设有用于构成COS信号检测线圈20的COS第2线圈22B、22C、22D、22A。图11是仅将图9中的COS第2线圈22A～22D与COS第3线圈23A～23D抽出而表示的俯视图。上述COS第3线圈23A～23D被配置在相对于COS第2线圈22A～22D相位顺时针错开电角度“90度”（机械角度为“45度”）的位置上。
图12是仅将图9和图10中的SIN第3线圈13A与SIN第2线圈12A抽出放大而表示图9和图10中的SIN第3线圈13A～13D与SIN第2线圈12A～12D的关系的俯视图。如图12所示，SIN第2线圈12A包括7条线圈线121、122、123、124、125、126、127，该7条线圈线121、122、123、124、125、126、127构成大致矩形的1/4部分。上述线圈线121～127形成、配置为从内周侧向外周侧依次逐渐变大。各线圈线121～127分别包括第1端121a、122a、123a、124a、125a、126a、127a与第2端121b、122b、123b、124b、125b、126b、127b。同样，SIN第3线圈13A包括构成大致矩形的1/4部分的7条线圈线131、132、133、134、135、136、137。上述线圈线131～137形成、配置为从外周侧向内周侧依次逐渐变大。各线圈线131～137分别包括第1端131a、132a、133a、134a、135a、136a、137a与第2端131b、132b、133b、134b、135b、136b、137b。
图13是表示第1线圈层3的俯视图。第1线圈层3的线圈图案是这样形成的，即，在利用印刷在第1绝缘层2的表面涂绘导电性墨之后进行烧制。如图13所示，呈大致圆环状的第1线圈层3具有用于构成SIN信号检测线圈10的4个SIN第1线圈11A、11B、11C、11D，上述SIN第1线圈11A、11B、11C、11D配置在外周侧的每相差电角度“180度”（机械角度为“90度”）的不同位置上。并且，如图13所示，第1线圈层3具有用于构成SIN信号检测线圈10的4个SIN第4线圈14A、14B、14C、14D，上述SIN第4线圈配置在内周侧的每相差电角度“180度”（机械角度为“90度”）的不同位置上。图14是仅将图13中的SIN第1线圈11A～11D与SIN第4线圈14A～14D抽出而表示的俯视图。上述SIN第4线圈14A～14D被配置在相对于SIN第1线圈11A～11D相位逆时针错开电角度“90度”（机械角度为“45度”）的位置上。
如图13所示，在SIN第1线圈11A～11D的内周侧设有用于构成COS信号检测线圈20的COS第4线圈24B、24C、24D、24A。另外，在SIN第4线圈14A～14D的外周侧设有用于构成COS信号检测线圈20的COS第1线圈21C、21D、21A、21B。图15是仅将图13中的COS第1线圈21A～21D与COS第4线圈24A～24D抽出而表示的俯视图。上述COS第1线圈21A～21D被配置在相对于COS第4线圈24A～24D相位顺时针错开电角度“90度”（机械角度为“45度”）的位置上。
图16是仅将图13和图14中的SIN第1线圈11A与SIN第4线圈14A抽出放大而表示图13和图14中的SIN第1线圈11A～11D与SIN第4线圈14A～14D的关系的俯视图。如图16所示，SIN第1线圈11A包括构成大致矩形的1/4部分的7条线圈线111、112、113、114、115、116、117。上述线圈线111～117形成、配置为从内周侧向外周侧依次逐渐变大。各线圈线111～117分别包括第1端111a、112a、113a、114a、115a、116a、117a与第2端111b、112b、113b、114b、115b、116b、117b。同样，SIN第4线圈14A包括构成大致矩形的1/4部分的7条线圈线141、142、143、144、145、146、147。上述线圈线141～147形成、配置为从外周侧向内周侧依次逐渐变大。各线圈线141～147分别包括第1端141a、142a、143a、144a、145a、146a、147a与第2端141b、142b、143b、144b、145b、146b、147b。
如图9所示，在呈圆环状配置的SIN第3线圈13A～13D和COS第3线圈23A～23D的内侧，配置有用于构成定子侧的旋转变压器30的圆环状的线圈31。另外，如图9所示，在呈圆环状配置的SIN第2线圈12A～12D和COS第2线圈22A～22D的外侧，配置有上述各连接线15b、15e、25b、25d、25e和各端子17、27。
同样，如图13所示，在呈圆环状配置的SIN第4线圈14A～14D和COS第4线圈24A～24D的内侧，配置有用于构成定子侧的旋转变压器30的圆环状的线圈32。另外，如图13所示，在呈圆环状配置的SIN第1线圈11A～11D和COS第1线圈21A～21D的外侧，配置有上述各连接线15a、15c、25d、25a～25e和各端子16、26、35、36。
接着，参照图3～图16进一步详细地说明SIN信号检测线圈10的结构。图13所示的正极端子16是SIN信号检测线圈10的端子。该正极端子16利用第1端连接线15d经由形成于第2绝缘层4的通孔4a与图9和图12所示的SIN第2线圈12B的线圈线127的端部127a相连接。SIN第2线圈12B的线圈线127的端部127b经由第2绝缘层4的通孔4a与图13和图16所示的SIN第4线圈14B的线圈线147的端部147b相连接。SIN第4线圈14B的线圈线147的端部147a经由第2绝缘层4的通孔4a与图9和图12所示的SIN第3线圈13B的线圈线137的端部137a相连接。SIN第3线圈13B的线圈线137的端部137b经由第2绝缘层4的通孔4a与图13和图16所示的SIN第1线圈11B的线圈线117的端部117b连接。这样，通过SIN第2线圈12B、SIN第4线圈14B、SIN第3线圈13B和SIN第1线圈11B的最外周的线圈线127、147、137、117来构成最外周的卷绕部（turn：匝）。
另外，图13和图16所示的SIN第1线圈11B的线圈线117的端部117a经由第2绝缘层4的通孔4a与图9和图12所示的SIN第2线圈12B的线圈线126的端部126a相连接。并且，与上述SIN第2线圈12B、SIN第4线圈14B、SIN第3线圈13B和SIN第1线圈11B的最外周的线圈线127、147、137、117同样地，通过SIN第2线圈12B、SIN第4线圈14B、SIN第3线圈13B和SIN第1线圈11B的线圈线126、146、136、116来构成与最外周相邻的内侧的匝。同样，依次构成内侧的线圈，最终通过SIN第2线圈12B、SIN第4线圈14B、SIN第3线圈13B和SIN第1线圈11B的最内周的线圈线121、141、131、111来构成最内周的匝。这样，通过SIN第2线圈12B、SIN第4线圈14B、SIN第3线圈13B和SIN第1线圈11B来使圆弧状线圈10B构成为顺时针的螺旋状线圈。
用于构成上述圆弧状线圈10B的最内周的匝的SIN第1线圈11B的线圈线111的端部111a借助如图13所示的中间连接线15a与图9和图12所示的SIN第2线圈12A的最内周的线圈线121的端部121a相连接。SIN第2线圈12A的线圈线121的端部121b经由第2绝缘层4的通孔4a与图13和图16所示的SIN第4线圈14A的线圈线141的端部141b相连接。SIN第4线圈14A的线圈线141的端部141a经由第2绝缘层4的通孔4a与图9和图12所示的SIN第3线圈13A的线圈线131的端部131a相连接。SIN第3线圈13A的线圈线131的端部131b经由第2绝缘层4的通孔4a与图13和图16所示的SIN第1线圈11A的线圈线111的端部111b相连接。这样，通过SIN第2线圈12A、SIN第4线圈14A、SIN第3线圈13A和SIN第1线圈11A的最内周的线圈线121、141、131、111来构成最内周的匝。
另外，如图13和图16所示的SIN第1线圈11A的线圈线111的端部111a经由第2绝缘层4的通孔4a与图9和图12所示的SIN第2线圈12A的线圈线122的端部122a相连接。并且，与上述SIN第2线圈12A、SIN第4线圈14A、SIN第3线圈13A和SIN第1线圈11A的最内周的线圈线121、141、131、111同样地，通过SIN第2线圈12A、SIN第4线圈14A、SIN第3线圈13A和SIN第1线圈11A的线圈线122、142、132、112来构成与最内周相邻的外侧的匝。同样，依次构成外侧的线圈，最终通过SIN第2线圈12A、SIN第4线圈14A、SIN第3线圈13A和SIN第1线圈11A的最外周的线圈线127、147、137、117来构成最外周的匝。这样，通过SIN第2线圈12A、SIN第4线圈14A、SIN第3线圈13A和SIN第1线圈11A来使圆弧状线圈10A构成为逆时针的螺旋状线圈。
同样，通过SIN第1线圈11D、SIN第3线圈13D、SIN第4线圈14D和SIN第2线圈12D来使圆弧状线圈10D构成为逆时针的螺旋状线圈。另外，通过SIN第2线圈12C、SIN第4线圈14C、SIN第3线圈13C和SIN第1线圈11C来使圆弧状线圈10C构成为顺时针的螺旋状线圈。
通过如上构成的4个圆弧状线圈10A、10B、10C、10D来构成呈大致圆环状的SIN信号检测线圈10。
COS信号检测线圈20也由沿圆周方向分成的4个圆弧状线圈20A、20B、20C、20D构成。并且，1个圆弧状线圈20A由COS第1线圈21A、COS第2线圈22A、COS第3线圈23A和COS第4线圈24A构成。在此，如图13所示，COS第1线圈21A和COS第4线圈24A形成在第1线圈层3上，如图9所示，COS第2线圈22A和COS第3线圈23A形成在第2线圈层5上。
余下的圆弧状线圈20B、20C、20D的结构也基本上与上述圆弧状线圈20A相同。COS信号检测线圈20与图9和图13所示的正极端子26和负极端子27相连接。用于构成COS信号检测线圈20的两个圆弧状线圈20A、20C往来于第1线圈层3和第2线圈层5，从而构成顺时针的螺旋状线圈。另外，用于构成COS信号检测线圈20的其他两个圆弧状线圈20B、20D往来于第1线圈层3和第2线圈层5，从而构成逆时针的螺旋状线圈。
图17是将图9所示的线圈31抽出而表示的俯视图。图18是将图13所示的线圈32抽出而表示的俯视图。上述线圈31、32构成定子侧旋转变压器30，并与图18和图13所示的端子35、36相连接。
接着，详细说明传感器转子8的结构。图19是分解地表示传感器转子8的结构的立体图。如图19所示，传感器转子8从下方起依次具有转子基板61、形成在转子基板61的表面上的第1线圈层62、形成在第1线圈层62之上的绝缘层63、形成在绝缘层63之上的第2线圈层64、形成在第2线圈层64之上的保护膜即外涂层65。
转子基板61由铝、黄铜等非磁性导电性金属形成，呈圆环板状，转子基板61在的中心具有圆形的孔61a。在转子基板61的表面形成有凹部61b。在该凹部61b填充有PPS等树脂，该树脂呈凝固状。
绝缘层63和外涂层65由绝缘材料形成，呈圆环薄膜状。在绝缘层63的各处形成有通孔63a。
第1线圈层62具有4个圆弧状线圈62a、62b、62c、62d，该4个圆弧状线圈62a、62b、62c、62d配置为整体呈圆环状。第2线圈层64也具有整体呈圆环状配置的4个圆弧状线圈64a、64b、64c、64d。用于构成第1线圈层62的圆弧状线圈62a～62d的一端与用于构成转子侧旋转变压器41的线圈41a相连接。4个圆弧状线圈62a～62d的另一端穿过绝缘层63的通孔63a与用于构成第2线圈层64的圆弧状线圈64a～64d的一端相连接。4个圆弧状线圈64a～64d的另一端与用于构成转子侧旋转变压器41的线圈41b相连接。线圈41a的另一端经由绝缘层63的通孔63a与线圈41b的另一端相连接。
通过上述用于构成第1线圈层62的4个圆弧状线圈62a～62d和用于构成第2线圈层64的4个圆弧状线圈64a～64d来构成励磁线圈40。
采用以上说明的本实施方式的角度传感器9，如图6所示，用于构成传感器定子7的SIN信号检测线圈10包括一系列的顺向圆弧状线圈10B、10D与逆向圆弧状线圈10A、10C，该一系列的顺向圆弧状线圈10B、10D和逆向圆弧状线圈10A、10C在定子基板1之上沿圆周方向交替地配置且串联连接。在上述串联连接的一系列的圆弧状线圈10A～10D的两端之中，一端借助第1端连接线15d与正极端子16相连接，另一端借助第2端连接线15e与负极端子17相连接。在此，各连接线15a～15e沿一系列的圆弧状线圈10A～10D的排列配置在不到1周的范围内。另外，以一系列的圆弧状线圈10A～10D的一端10a为折返点，与该一端10a连接的折返连接线（第2端连接线）15e沿其他连接线15a～15d配置且与负极端子17相连接。因此，对于与一系列的圆弧状线圈10A～10D的两端相连接的连接线15a～15e，与该一端10a连接的折返连接线（第2端连接线）15e沿其他连接线15a～15d配置，因而，连接线15a～15e在整体上不会在实质上构成环形天线。因此，连接线15a～15e在整体上不易受到来自外部的电磁噪声的影响。另外，由于折返连接线（第2端连接线）15e沿其他连接线15a～15d配置，因而，在折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d这两者之间，电流呈相反朝向，从而使从外部进入折返连接线（第2端连接线）15e的电磁噪声与从外部进入其他连接线15a～15d的电磁噪声相互抵消。因此，能够降低来自外部的电磁噪声对SIN信号检测线圈10的影响。
另外，采用本实施方式的角度传感器9，如图7所示，用于构成传感器定子7的COS信号检测线圈20包括一系列的顺向圆弧状线圈20B、20D与逆向圆弧状线圈20A、20C，该一系列的顺向圆弧状线圈20B、20D和逆向圆弧状线圈20A、20C在定子基板1之上沿圆周方向交替地配置且串联连接。在上述串联连接的一系列的圆弧状线圈20A～20D的两端之中，一端借助第1端连接线25d与正极端子26相连接，另一端借助第2端连接线25e与负极端子27相连接。在此，连接线25a～25e沿一系列的圆弧状线圈20A～20D的排列配置在不到1周的范围内。另外，以一系列的圆弧状线圈20A～20D的一端20a为折返点，与该一端20a连接的折返连接线（第2端连接线）25e沿其他连接线25a～25d配置且与负极端子27相连接。因此，对于与一系列的圆弧状线圈20A～20D的两端相连接的连接线25a～25e，与该一端20a连接的折返连接线（第2端连接线）25e沿其他连接线25a～25d配置，因而，连接线25a～25e在整体上不会在实质上构成环形天线。因此，连接线25a～25e在整体上不易受到来自外部的电磁噪声的影响。另外，由于折返连接线（第2端连接线）25e沿其他连接线25a～25d配置，因而，在折返连接线（第2端连接线）25e与其他连接线25a～25d这两者之间，电流呈相反朝向，从而使从外部进入折返连接线（第2端连接线）25e的电磁噪声与从外部进入其他连接线25a～25d的电磁噪声相互抵消。因此，能够降低来自外部的电磁噪声对COS信号检测线圈20的影响。并且，由于能够如上述那样降低电磁噪声对SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20的影响，因此能够提高角度传感器9的检测精度和性能。
另外，在本实施方式中，对于SIN信号检测线圈10，由于折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d配置于串联连接的一系列的圆弧状线圈10A～10D的径向外侧，因而，来自外部的电磁噪声不易进入配置于连接线15a～15d的内侧的一系列的圆弧状线圈10A～10D。并且，由于将折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d在上下方向相邻地配置，因而折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d之间的空间变小。从该意义上讲，能够使连接线15a～15e更不易受到来自外部的电磁噪声的影响。对于COS信号检测线圈20的连接线25a～25e也一样。
特别是，在本实施方式中，由于使折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d以在上下方向平行的方式重叠配置，因而，折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d之间的面积实质上为零。由此，能够进一步使连接线15a～15e不易受到来自外部的电磁噪声的影响。COS信号检测线圈20的连接线25a～25e也一样。
图20是表示关于本实施方式的角度传感器9的误差成分（周期（cycle））与误差角度（DEG）的关系的图形。图21是表示关于比较例的角度传感器（连接线被配置为环形天线状的角度传感器）的误差成分（周期）与误差角度（DEG）的关系的图形。通过比较图20与图21可知，本实施方式的角度传感器9和比较例的角度传感器都在误差成分“0～2”之间产生1次误差，但是，相对于比较例的角度传感器而言，本实施方式的角度传感器9能够将1次误差降低大约“60％”。从该意义上讲，可知：采用本实施方式的角度传感器9，能够降低来自外部的电磁噪声的影响。
另外，采用本实施方式的角度传感器9，对于传感器定子7的SIN信号检测线圈10，借助连接线15a～15g串联连接的各圆弧状线圈10A～10D分别在其圆周方向的中央的位置以沿径向延伸的对称轴线L1为中心呈对称形状。另外，与连接线15a～15g连接的各圆弧状线圈10A～10D的一端10b和另一端10c配置于对称轴线L1之上。因此，对于电流相对于各圆弧状线圈10A～10D的输入和输出而言，各圆弧状线圈10A～10D的形状的对称性良好。同样，对于传感器定子7的COS信号检测线圈20，借助连接线25a～25g串联连接的各圆弧状线圈20A～20D分别在其圆周方向的中央的位置以沿径向延伸的对称轴线L1为中心呈对称形状。另外，与连接线25a～25g连接的各圆弧状线圈20A～20D的一端20b和另一端20c配置于对称轴线L1之上。因此，对于电流相对于各圆弧状线圈20A～20D的输入和输出而言，各圆弧状线圈20A～20D的形状的对称性良好。由此，对于各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D，能够使其磁通密度均匀化，能够提高SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20的检测精度和性能，进而能够提高角度传感器9的检测精度和性能。
采用本实施方式，由于为了使构成各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D的线圈线组100、200的排列以对称轴线L1为中心对称而通过位移部100a、200a使线圈线组100、200的排列在各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D的一端10b、20b与另一端10c、20c之间向径向位移，从而线圈线组100、200的排列的对称性也变得良好。由此，能够使各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D的磁通密度进一步均匀化，能够提高SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20的检测精度和性能，进而能够进一步提高角度传感器9的检测精度和性能。
采用本实施方式，对于各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D，使从一端10b、20b朝向配置于外周侧的连接线15a～15e、25a～25e延伸的第1搭接用连接线15f、25f与从另一端10c、20c朝向相同的连接线15a～15e、25a～25e延伸的第2搭接用连接线15g、20g以隔着第2绝缘层4（参照图3）在上下方向重叠的方式配置。因此，在第1搭接用连接线15f、25f与第2搭接用连接线15g、20g之间，电流呈相反朝向，从而使从外部进入第1搭接用连接线15f、25f的电磁噪声与从外部进入第2搭接用连接线15g、20g的电磁噪声相互抵消。因此，能够使第1搭接用连接线15f、25f与第2搭接用连接线15g、20g的部分不易受到来自外部的电磁噪声的影响，能够降低来自外部的电磁噪声对各圆弧状线圈10A～10D、20A～20D的影响，进而能够进一步提高角度传感器9的检测精度和性能。
图22是表示电角度与角度传感器的输出波形的关系的图形。在图22中，粗线表示本实施方式的波形，实线表示比较例（各圆弧状线圈的对称性未改善的类型）的波形，虚线表示理想波形。该图形清楚表明：本实施方式的波形与理想波形大致一致，对称性良好，提升了误差性能（日文：誤差性能）。与此相对，比较例的波形的峰值部分偏离理想波形较大，对称性较差，误差性能不佳。从该意义上讲，可知：采用本实施方式的角度传感器9，能够改善误差性能并能够提高检测精度。
本实施方式的角度传感器9具有传感器定子7与传感器转子8，该传感器定子7由定子基板1、第1绝缘层2、第1线圈层3、第2绝缘层4、第2线圈层5和外涂层6构成。在此，通过以第2绝缘层4位于中间的方式形成的第1线圈层3与第2线圈层5来构成SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20。并且，用于构成SIN信号检测线圈10的各圆弧状线圈10A～10D是通过将沿圆周方向被分成的两部分且沿径向也被分成的两部分的线圈连接而形成的。即，对于各圆弧状线圈10A～10D，在外周侧配置有SIN第1线圈11A～11D与SIN第2线圈12A～12D，在内周侧配置有SIN第3线圈13A～13D与SIN第4线圈14A～14D。另外，SIN第1线圈11A～11D与SIN第3线圈13A～13D以在圆周方向上相对的方式配置，SIN第2线圈12A～12D与SIN第4线圈14A～14D以在圆周方向上相对的方式配置。另外，SIN第1线圈11A～11D与SIN第4线圈14A～14D配置在第1线圈层3上，SIN第2线圈12A～12D与SIN第3线圈13A～13D配置在第2线圈层5上。
并且，用于构成COS信号检测线圈20的各圆弧状线圈20A～20D是通过将沿圆周方向被分成的两部分且沿径向也被分成的两部分的线圈连接而形成的。即，对于各圆弧状线圈20A～20D，在外周侧配置有COS第1线圈21A～21D与COS第2线圈22A～22D，在内周侧配置有COS第3线圈23A～23D与COS第4线圈24A～24D。另外，COS第1线圈21A～21D与COS第3线圈23A～23D以在圆周方向上相对的方式配置，COS第2线圈22A～22D与COS第4线圈24A～24D以在圆周方向上相对的方式配置。另外，COS第1线圈21A～21D与COS第4线圈24A～24D配置在第1线圈层3上。并且，COS第2线圈22A～22D与COS第3线圈23A～23D配置在第2线圈层5上。因此，即使定子基板1本身在圆周方向上形成波纹等变形的情况下，也可以通过SIN第1线圈11A～11D（SIN第4线圈14A～14D）与SIN第2线圈21A～21D(SIN第3线圈13A～13D)使由于波纹等变形而产生的误差相抵消，同样，通过COS第1线圈21A～22D(COS第4线圈24A～24D)与COS第2线圈22A～22D(COS第3线圈23A～23D)使由于波纹等变形而产生的误差相抵消。从该意义上讲，也能够实现检测误差较少的高精度的角度传感器9。
即，SIN第1线圈11A～11D形成于第1线圈层3，SIN第2线圈12A～12D形成于第2线圈层5，SIN第3线圈13A～13D形成于第2线圈层5，SIN第4线圈14A～14D形成于第1线圈层3。由此，即使在因定子基板1的圆周方向的变形产生间隙而导致在形成于第1线圈层3的SIN第1线圈11A～11D和SIN第4线圈14A～14D以及形成于第2线圈层5的SIN第2线圈12A～12D和SIN第3线圈13A～13D受到的磁通密度不同的情况下，作为整体的SIN信号检测线圈10(SIN第1线圈11A～11D、SIN第2线圈12A～12D、SIN第3线圈13A～13D、SIN第4线圈14A～14D)也能够抵消误差。
同样，COS第1线圈21A～21D形成于第1线圈层3，COS第2线圈22A～22D形成于第2线圈层5，COS第3线圈23A～23D形成于第2线圈层5，COS第4线圈24A～24D形成于第1线圈层3。因此，即使在因圆周方向的变形产生间隙而导致在形成于第1线圈层3的COS第1线圈21A～21D和COS第4线圈24A～24D以及形成于第2线圈层5的COS第2线圈22A～22D和COS第3线圈23A～23D受到的磁通密度不同的情况下，作为整体的COS信号检测线圈20(COS第1线圈21A～21D、COS第2线圈22A～22D、COS第3线圈23A～23D、COS第4线圈24A～24D)也能够抵消误差。
在本实施方式中，SIN第1线圈11A～11D和SIN第3线圈13A～13D的组与COS第2线圈22A～22D和COS第4线圈24A～24D的组在圆周方向上处于相同的位置，SIN第2线圈12A～12D和SIN第4线圈14A～14D的组与COS第1线圈21A～21D和COS第3线圈23A～23D的组在圆周方向上处于相同的位置。因此，能够使SIN信号检测线圈10与COS信号检测线圈20的位置关系相对于励磁线圈40始终恒定。
在本实施方式中，SIN第1线圈11A～11D与SIN第2线圈12A～12D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。另外，SIN第2线圈12A～12D与SIN第4线圈14A～14D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。另外，SIN第4线圈14A～14D与SIN第3线圈13A～13D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。并且，SIN第3线圈13A～13D与SIN第1线圈11A～11D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。同样，COS第1线圈21A～21D与COS第2线圈22A～22D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。另外，COS第2线圈22A～22D与COS第4线圈24A～24D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。另外，COS第4线圈24A～24D与COS第3线圈23A～23D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。并且，COS第3线圈23A～23D与COS第1线圈21A～21D经由形成于第2绝缘层4的通孔4a相连接。因此，能够容易并且高位置精度地制造SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20。由此，即使在因定子基板1的圆周方向的变形产生间隙而导致受到的磁通密度不同的情况下，作为整体的SIN信号检测线圈10(SIN第1线圈11A～11D、SIN第2线圈12A～12D、SIN第3线圈13A～13D、SIN第4线圈14A～14D)也能够可靠且精确地抵消误差。
在本实施方式中，第1线圈层3和第2线圈层5是利用印刷在绝缘层2、4之上涂绘导电性墨之后进行烧制而形成的。因此，即使在由于进行烧制而在第1线圈层3与第2线圈层5中产生偏差的情况下，也会由于上述结构而将SIN信号检测线圈10和C O S信号检测线圈20的电阻值分别平均化，从而能够使电阻值相互抵消，使检测精度劣化的情况减少。
在本实施方式中，SIN信号检测线圈10和COS信号检测线圈20构成1个检测线圈，因此，对于规定的磁场能够产生恒定的感应电压，从而能够得到高精度的角度传感器9。
第2实施方式
下面，参照附图来详细说明将本发明的角度传感器的具体化的第2实施方式。
图23是表示本实施方式的角度传感器301与设有角度传感器301的电动机302的主剖视图（以下，为了方便，将图1的朝向作为主视图）。电动机302包括：电动机外壳311，其具有大致圆盘形状的外观；旋转轴314，其被电动机外壳311覆盖，并借助轴承312、313可旋转地支承于电动机外壳311的内侧中心；电动机转子315，其在电动机外壳311的内侧，固定于旋转轴314的外周上；电动机定子316，其在电动机转子315的外周侧，隔着间隙固定于电动机外壳311的内侧。在电动机定子316上设有线圈317。
在图23中，在电动机外壳311的下侧一体地形成有用于收纳角度传感器301的收纳部311a。该收纳部311a以旋转轴314和轴承313为中心由大致圆环状的周壁构成。在收纳部311a的外周的一部分上形成有与外部相连通的连通孔311b。
如图23所示，电动机302的旋转轴314呈大致圆筒形状，并包括大直径部314a和小直径部314b以及大直径部314a和小直径部314b之间的边界的台阶部314c。大直径部314a支承于一侧的轴承312，并在其外周固定有电动机转子315。小直径部314b支承于另一侧的轴承313，且其前端部从形成于收纳部311a的底壁的轴孔311c向外部突出。
如图23所示，角度传感器301具有传感器定子306和传感器转子307。传感器转子307位于电动机外壳311的内侧，被压贴于旋转轴314的小直径部314b的外周并被环状的止挡件308固定。另外，传感器定子306位于电动机外壳311的收纳部311a的内侧，配置为以旋转轴314为中心与传感器转子307相对，从电动机外壳311的外侧利用多个螺栓309来固定传感器定子306。在收纳部311a的底壁中形成有供多个螺栓309贯穿的多个长孔311d。在本实施方式中，在多个螺栓309与收纳部311a之间配置有与多个螺栓309一体地连结且呈大致圆环状的连结构件310。
图24是表示本实施方式的角度传感器301的剖视图（在图24中，省略了后述的固定用凸部33）。图25是表示用于构成本实施方式的角度传感器301的传感器转子307的俯视图。图26是表示用于构成本实施方式的角度传感器301的传感器定子306的俯视图。如图23～图25所示，传感器转子307包括：树脂制的转子基板321，其呈圆环平板状；平面线圈322，其配置于该转子基板321的表面321a；转子侧环状金属构件323，其呈大致圆环状并一体地设于转子基板321的内周侧，为了将传感器转子307安装、固定在旋转轴314的外周而与旋转轴314接触。
转子基板321由PP S树脂等形成。转子侧环状金属构件323由铁等磁性材料形成。利用使用了喷墨等的印刷使平面线圈322形成在转子基板321的表面321a上，在平面线圈322之上形成有绝缘层。如图25所示，转子侧环状金属构件323包括在其内周上一体地形成的1个突起323a和在转子侧环状金属构件323的外周上一体地形成的、沿径向突出的多个凸部323b。多个凸部323b以等角度间隔呈放射状形成。金属构件323以包括上述凸部323b的外周部分嵌入转子基板321的方式成形。另外，如图23～图25所示，转子侧环状金属构件323还包括从其表面侧向轴向突出的环状相对部323c。
并且，如图23、图24所示，传感器转子307以其转子基板321的表面321a侧与传感器定子306的表面侧相对的方式配置，传感器转子307安装于旋转轴314的小直径部314b的外周。在此，在将转子侧环状金属构件323的内周压贴于旋转轴314的小直径部314b的外周、利用台阶部314c定位的状态下，利用环状的止挡件308来防止传感器转子307脱落。另外，转子侧环状金属构件323的突起323a与形成于小直径部314b的键槽（省略图示）相卡合，能防止传感器转子307绕旋转轴314转动。这样，将传感器转子307以能够与旋转轴314一体旋转的方式固定。
如图23、图24和图26所示，传感器定子306包括：定子基板331，其由树脂形成，呈大致圆环平板状，在表面331a上配置有平面线圈332；多个固定用凸部333，其设于定子基板331的背面；外周肋334，其在定子基板331的背面侧沿外周缘形成，并沿轴向延伸；贯通孔331b，其形成于定子基板331的中央部分，供旋转轴314贯穿；定子侧环状金属构件335，其在定子基板331的背面侧沿贯通孔331b的内周缘形成，并沿轴向延伸；1个连接器部336，其从定子基板331沿横向（水平方向）延伸。定子侧环状金属构件335由铁等磁性材料形成。在本实施方式中，定子侧环状金属构件335本身构成隔着间隙与转子侧环状金属构件323的环状相对部323c相对的环状相对部335a。外周肋334与多个固定用凸部333连续地形成为一体。如图26所示，配置于定子基板331的表面331a的平面线圈332是通过使用了喷墨等的印刷而形成的，在平面线圈332上形成有绝缘层。
如图23、图24所示，各固定用凸部333（在图23中仅图示了一个固定用凸部333。）呈圆柱形状，在本实施方式中，各固定用凸部333沿定子基板331的外周按等角度间隔配置于定子基板331的背面。在各固定用凸部333上设有具有螺纹孔337a的金属衬套337。该金属衬套337以嵌入固定用凸部333的方式成形。金属衬套337用于供螺栓309紧固，以将传感器定子306固定在电动机外壳311上。
如图23、图24所示，在连接器部336中嵌入成形有多个金属制的接线端子339。各接线端子339以弯曲成直角的方式形成，第1端部339a配置于连接器部336之中，第2端部339b配置于定子基板331。配置于定子基板331的各第2端部339b与用于构成平面线圈332的线圈线相连接且与定子侧环状金属构件335相连接。
图27是将角度传感器301的图24的点划线圆S 1中的部分放大地表示的剖视图。如图27所示，转子侧环状金属构件323的环状相对部323c与定子侧环状金属构件335的环状相对部335a以彼此隔着规定的间隙相对的方式配置。在各环状相对部323c、335a各自的相对面上设有旋转变压器用线圈341、342。详细而言，在两环状相对部323c、335a中沿旋转方向分别形成有槽323d、335b。并且，在各槽323d、335b之中分别配置有旋转变压器用线圈341、342。即，各旋转变压器用线圈341、342配置在各槽323d、335b之中而被各槽323d、335b包围。
接着，说明上述角度传感器301的电气结构。图28是表示角度传感器301的电气结构的电路框图。如图28所示，角度传感器301与信号处理装置303相连接。角度传感器301包括：SIN信号励磁线圈347和COS信号励磁线圈346，该SIN信号励磁线圈347和COS信号励磁线圈346用于构成传感器定子306的平面线圈332；传感器线圈348，其用于构成传感器转子307的平面线圈322；旋转变压器用线圈341，其设于传感器转子307的转子侧环状金属构件323；旋转变压器用线圈342，其设于传感器定子306的定子侧环状金属构件335。
如图28所示，信号处理装置303包括励磁信号产生电路351、第1检波电路355、第2检波电路356和运算器357。励磁信号产生电路351会向旋转变压器用线圈342输出高频（480kHz）的励磁信号（SIN信号）。从SIN信号励磁线圈347输出的SIN信号会输入第1检波电路355。从COS信号励磁线圈346输出的COS信号会输入第2检波电路356。从第1检波电路355和第2检波电路356输出的SIN信号和COS信号会分别输入运算器357。
在上述信号处理装置303中，通过利用励磁信号产生电路351产生励磁信号来将励磁信号经由定子侧的旋转变压器用线圈342和转子侧的旋转变压器用线圈341输入转子侧的传感器线圈348。利用由该励磁信号的电流产生的磁通，在定子侧的SIN信号励磁线圈347和COS信号励磁线圈346中产生电动势(SIN信号和COS信号)。通过对SIN信号励磁线圈347所产生的电动势(SIN信号)的振幅变动以及COS信号励磁线圈346所产生的电动势(COS信号)的振幅变动进行分析，能够计算出传感器转子307的旋转位置。即，第1检波电路355从SIN信号励磁线圈347所产生的SIN信号中去除励磁信号的高频成分。另一方面，第2检波电路356从COS信号励磁线圈346所产生的COS信号中去除励磁信号的高频成分。然后，运算器357根据第1检波电路355的输出信号与第2检波电路356的输出信号的振幅之比来计算传感器转子307的当前的角度位置，并将该计算结果作为角度数据进行输出。因此，在该实施方式的角度传感器301中，分别设于传感器定子306与传感器转子307上的成对的旋转变压器用线圈341、342之间的检测信号的传递效率会影响传感器的可靠性等。
采用以上说明的本实施方式的角度传感器301，通过将由磁性材料形成的转子侧环状金属构件323一体地设于转子基板321的内周侧来形成传感器转子307，在该转子侧环状金属构件323的环状相对部323c上设置旋转变压器用线圈341。因此，能够通过兼用作旋转变压器用线圈341的芯的转子侧环状金属构件323将传感器定子7安装在旋转轴314上。另外，通过将由磁性材料形成的定子侧环状金属构件335一体地设于定子基板331的内周侧来形成传感器定子306，在该定子侧环状金属构件335的环状相对部335a上设置旋转变压器用线圈342。由此，由于设有成对的旋转变压器用线圈341、342，因而不必进行传感器转子307和传感器定子306之外的安装作业、布线，能够提高角度传感器301的生产率。
在本实施方式中，由于传感器转子307的转子侧环状金属构件323的环状相对部323c与传感器定子306的定子侧环状金属构件335的环状相对部335a隔着间隙相对，因而，成对的旋转变压器用线圈341、342隔着间隙彼此相对，在成对的旋转变压器用线圈341、342之间产生的磁通的流动会在两环状相对部323c、335之间形成。由此，能够抑制两旋转变压器用线圈341、342之间的磁通的泄露，能够降低角度传感器301的角度的检测误差，从而能够确保角度传感器301的可靠性。
另外，在本实施方式中，对于各个传感器转子307和传感器定子306，由于各旋转变压器用线圈341、342被设置在各环状相对部323c、335a的槽323d、335b之中，因而，相对于各旋转变压器用线圈341、342产生的磁通，由各槽323d、335b形成闭合磁路。由此，能够在成对的旋转变压器用线圈341、342之间进一步地抑制磁通的泄露，从而能够提高在两线圈341、342之间传递的检测信号的SN比并能够提高角度传感器301的耐噪声性。
第3实施方式
下面，参照附图来详细说明将本发明的角度传感器具体化的第3实施方式。
图29是表示角度传感器的一部分的基于图27的放大剖视图。该实施方式与第2实施方式的不同之处在于，各环状相对部323c、335a的配置。即，在转子侧环状金属构件323中，环状相对部323c配置于该金属构件323的外周缘部。并且，在该环状相对部323c的、靠轴向一侧面（转子基板321的表面321a）的一侧形成有配置了旋转变压器用线圈341的槽323d。另一方面，在定子侧环状金属构件335中，环状相对部335a配置于与上述转子侧环状金属构件323的环状相对部323c相对的位置。并且，该环状相对部335a的、靠轴向一侧面（定子基板331的表面331a）的一侧形成有配置了旋转变压器用线圈342的槽335b。在该结构中，各槽323d、335b形成为具有相同半径的圆环状，配置在各槽323d、335b之中的线圈341、342也形成为具有相同半径的圆环状。
因此，该实施方式的角度传感器也能够获得与第2实施方式的角度传感器301同等的作用效果。
另外，本发明并不限定于上述各实施方式，也能够在不脱离发明主旨的范围内适当地改变一部分结构来进行实施。
例如，在第1实施方式中，对于SIN信号检测线圈10的连接线15，将折返连接线（第2端连接线）15e以隔着第2绝缘层4与其他连接线15a～15d在上下方向平行的方式重叠配置。与此相对，如利用剖视图将连接线15a～15e的一部分的配置状态放大地表示的图30所示，也可以将折返连接线（第2端连接线）15e以隔着第2绝缘层4（参照图3）与其他连接线15a～15d交替地改变方向并呈扭曲状与其他连接线15a～15d交叉偶数次的方式配置。该情况下，由于使折返连接线（第2端连接线）15e与其他连接线15a～15d以交替地改变方向并呈扭曲状交叉的方式配置，因而，折返连接线（第2端连接线）15e和其他连接线15a～15d这两者之间的空间变小，使来自外部的电磁噪声更有效地相抵消。由此，能够使连接线15a～15e更不易受到来自外部的电磁噪声的影响。COS信号检测线圈20的连接线25也相同。
在上述第1实施方式方式中，使SIN第1线圈11A～11D与SIN第4线圈14A～14D形成于第1线圈层3，使SIN第2线圈12A～12D与SIN第3线圈13A～13D形成于第2线圈层5。与此相对，也可以使SIN第1线圈11A～11D与SIN第4线圈14A～14D形成于形成于第2线圈层5，使SIN第2线圈12A～12D与SIN第3线圈13A～13D形成于第1线圈层3。
在上述第1实施方式方式中，使COS第1线圈21A～21D与COS第4线圈24A～24D形成于第1线圈层3，使COS第2线圈22A～22D与COS第3线圈23A～23D形成于第2线圈层5。与此相对，也可以使COS第1线圈21A～21D与COS第4线圈24A～24D形成于第2线圈层5，使COS第2线圈22A～22D与COS第3线圈23A～23D形成于第1线圈层3。
另外，在上述第1实施方式中，说明了单相励磁两相输出（日文：1励磁2出力）的旋转变压器，但是当然能够将本发明应用于两相励磁单相输出的旋转变压器中。
在上述第2实施方式和第3实施方式中，在环状相对部323c、335a上形成了槽323d、335b，但是也可以省略该槽323d、335b。
产业上的可利用性
本发明能够用于检测电动机、发动机等的输出轴的旋转角度。
本申请基于2011年10月6日提出申请的日本专利申请2011‑222163号、2011年10月6日提出申请的日本专利申请2011‑222206号和2011年10月7日提出申请的日本专利申请2011‑222605号，并要求他们的优先权。这里通过引用包含他们的全部内容。
附图标记说明
1、定子基板；3、第1线圈层（平面线圈）；4、第2绝缘层；5、第2线圈层（平面线圈）；7、传感器定子；8、传感器转子；9、角度传感器；10、SIN信号检测线圈（平面线圈）；10a、一端；10b、一端；10c、另一端；10A、（逆向）圆弧状线圈（逆向平面线圈）；10B、（顺向）圆弧状线圈（顺向平面线圈）；10C、（逆向）圆弧状线圈（逆向平面线圈）；10D、（顺向）圆弧状线圈（顺向平面线圈）；15、连接线；15a、中间连接线；15b、中间连接线；15c、中间连接线；15d、第1端连接线；15e、第2端连接线（折返连接线）；15f、第1搭接用连接线；15g、第2搭接用连接线；16、正极端子；17、负极端子；20、COS信号检测线圈（平面线圈）；20a、一端；20b、一端；20c、另一端；20A、（逆向）圆弧状线圈（逆向平面线圈）；20B、（顺向）圆弧状线圈（顺向平面线圈）；20C、（逆向）圆弧状线圈（逆向平面线圈）；20D、（顺向）圆弧状线圈（顺向平面线圈）；25、连接线；25a、中间连接线；25b、中间连接线；25c、中间连接线；25d、第1端连接线；25e、第2端连接线（折返连接线）；25f、第1搭接用连接线；25g、第2搭接用连接线；26、正极端子；27、负极端子；40、励磁线圈(平面线圈）；62、第1线圈层(平面线圈）；64、第2线圈层(平面线圈）；75、电动机轴（旋转轴）；100、线圈线群；100a、位移部；200、线圈线群；200a、位移部；301、角度传感器；302、电动机；306、传感器定子；307、传感器转子；314、旋转轴；321、转子基板；321a、表面；322、平面线圈；323、转子侧环状金属构件；323c、环状相对部；323d、槽；331、定子基板；331a、表面；332、平面线圈；335、定子侧环状金属构件；335a、环状相对部；335b、槽；341、旋转变压器用线圈（传感器转子侧）；342、旋转变压器用线圈（传感器定子侧）；L1、对称轴线。