旋转变压器 【技术领域】
本发明涉及一种用于检测汽车用电动机的输出轴的旋转角度的旋转变压器。
背景技术
在混合动力汽车、电动汽车中，正在使用高输出功率的无刷电动机，预想今后也会大功率化。为了控制混合动力汽车的无刷电动机，需要正确地掌握电动机的输出轴的旋转角度。其原因在于，为了对定子各线圈的通电切换加以控制，需要正确地掌握转子的旋转位置。
因此，在电动机中安装有旋转变压器，期望能正确地检测角度。对于汽车的驱动机构所采用的旋转变压器，除需环境适应性好等之外，由于汽车的驱动机构的转速较高，因此，还要求高精度化。而且，与其他车载零件同样，对于旋转变压器也要求小型化和低成本化。
为了谋求旋转变压器的高精度化，可考虑专利文献1所公开的采用扭斜(skew)的方法。
在专利文献1中，对于用于防止从磁性旋转变压器输出的正弦波失真的方法，作为以往技术，其公开有改变转子芯和定子芯的极距的方法、使定子芯相对于转子芯倾斜地构成的扭斜方法。
另一方面，为了谋求旋转变压器的小型化，公知有专利文献2中公开的使旋转变压器印制电路化的技术方案。
在专利文献2中，将粘贴于电路板上的片状线圈(sheetcoil)在排列方向上的图案间距以间距不等的方式来进行配置，从而防止在磁通势波形中加入高次谐波，从而提高检测精度。
在专利文献3中公开有涉及片状线圈型旋转变压器的技术。
上述片状线圈型旋转变压器使励磁相线圈和检测线圈能够隔着空隙移动，所述励磁相线圈通过在绝缘片层的正面侧设置有涡旋形线圈、在绝缘片层的反面侧设置有从与上述表面侧相同的方向看时与表面侧线圈反向卷绕的涡旋形线圈而形成，所述检测线圈通过在绝缘片层的正面侧设置有涡旋形线圈、在绝缘片层的反面侧设置有与上述正面侧的涡旋形线圈成90°的电相位差的涡旋形线圈而形成；将励磁相线圈的涡旋形线圈或者形成为圆弧状和直线状的导体的接合体、或者形成为连接圆弧状或直线状的导体而成的卷线状，将检测线圈的上述正面侧的涡旋形线圈和背面侧的涡旋形线圈形成为依次连接半波正弦波形状的导体和圆弧状或直线状的导体而成的涡旋状。
通过这样，能够提供一种降低位移误差、且角度误差较小的旋转变压器。
专利文献1：日本特开平5-312590号公报
专利文献2：日本特开平7-211537号公报
专利文献3：日本特开平8-292066号公报
但是，在专利文献1及专利文献2中存在如下的问题。
若考虑到旋转变压器的低成本化，则使用绕线线圈并不是理想的。由于在制造过程中无论怎样都需要绕线的工序，因此，难以谋求降低成本。
在使用绕线时，增加了将导线卷绕于线圈骨架的工序和组装线圈的工序等，使得旋转变压器的零件件数增加，因此会妨碍降低成本。另外，由于绕线需要有一定程度的厚度，因此，也难以实现薄型化。
另一方面，在采用专利文献2中公开的构造时，虽然能够通过使用片状线圈而实现薄型化，但由于使用片状线圈而使磁通势波形成为台阶状的正弦波形状，会在检测侧拾取周期性误差成分，产生检测误差。
因此，专利文献2存在难以提高精度这样的问题。在提高检测精度地方面，虽然也可考虑采用专利文献1的扭斜，但由于形状不同，因此无法直接将对比文件2的技术内容应用专利文献1所述的方式中。
另外，在采用专利文献3中公开的构造的情况下，虽能够谋求提高检测精度，但无法完全除去噪声。
由坐标图表示的传感器误差与误差周期的关系可知(参照后述的图7)，在检测侧检测到的周期性误差成分出现了多个峰值。
考虑到即使是专利文献3的方法，也只能获得消除该峰值中的一个峰值的效果，在现实状况中，也正在寻求利用其他方法来提高检测精度。
【发明内容】
因此，本发明的目的在于为了解决这样的问题而提供一种薄型且能够提高精度的旋转变压器。
为了达到上述目的，本发明的旋转变压器具有以下特征。
(1)一种旋转变压器，该旋转变压器具有用于输入励磁信号的励磁线圈及用于输出检测信号的检测线圈，上述检测信号根据设有上述励磁线圈或上述检测线圈的移动体的位移量发生变化，从而检测上述移动体的位移量，其特征在于，将上述检测线圈或上述励磁线圈中的任一个做成，将第1线圈和第2线圈设为1组线圈、在使上述第2线圈的相位与上述第1线圈的相位错位的状态下串联或并联连接第1线圈和第2线圈而使第1线圈和第2线圈重叠的形态，上述第1线圈与上述第2线圈的相位的错位量为，在不存在上述第1线圈与上述第2线圈的相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量(在本发明中，将360/N度周期中出现的误差作为N次误差，例如90度周期中出现的误差为4次误差，45度周期中出现的误差为8次误差)。
(2)在(1)所述的旋转变压器中，其特征在于，上述第1线圈与上述第2线圈被以线圈宽度以电角度计为180°以上的方式进行配置。
(3)在(1)或(2)所述的旋转变压器中，其特征在于，使上述检测线圈或上述励磁线圈中的至少一个为平板状线圈。
(4)在(1)～(3)中任一项所述的旋转变压器中，其特征在于，使上述移动体为旋转移动体，旋转变压器用于检测该旋转移动体的旋转量。
(5)在(1)～(3)中任一项所述的旋转变压器中，其特征在于，使上述移动体为直行移动体，旋转变压器用于检测该直行移动体的移动量。
(6)在(1)所述的旋转变压器中，其特征在于，上述第1线圈与上述第2线圈的相位的错位量为，在不存在上述第1线圈与上述第2线圈的相位错位的状态下产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。
(7)在1所述的旋转变压器中，其特征在于，上述第1线圈和上述第2线圈的相位的错开角度用360/(N×2)表示，其中N为自然数。
(8)一种旋转变压器，该旋转变压器具有被输入励磁信号的励磁线圈及用于输出检测信号的检测线圈，上述检测信号与设有上述励磁线圈或上述检测线圈的移动体的位移量相应地发生变化，从而由上述励磁信号和上述检测信号检测上述移动体的位移量，其特征在于，在上述励磁线圈或上述检测线圈中，第1线圈与同该第1线圈相邻地配置的第2线圈的线圈面积均等，而且，上述第2线圈的相位相对于上述第1线圈的相位错开，上述第1线圈与上述第2线圈的相位的错位量为，在不存在上述第1线圈与上述第2线圈的相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。
(9)根据(8)所述的旋转变压器，其特征在于，上述检测线圈或者上述励磁线圈中的至少一方使用片状线圈。
(10)根据(8)或(9)所述的旋转变压器，其特征在于，使上述移动体为旋转移动体，上述第1线圈形成在径向内侧，将上述第2线圈配置在上述第1线圈的外侧，旋转变压器检测上述旋转移动体的旋转量。
(11)根据(8)或(9)所述的旋转变压器，其特征在于，使上述移动体为直行移动体，旋转变压器检测上述直行移动体的移动量。
(12)根据(8)～(11)中任一项所述的旋转变压器，其特征在于，连接上述第1线圈和上述第2线圈而形成1个线圈。
(13)根据(8)所述的旋转变压器，其特征在于，上述第1线圈与上述第2线圈的相位的错位量为，在不存在上述第1线圈与上述第2线圈的相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。
(14)根据(8)所述的旋转变压器，其特征在于，上述第1线圈和上述第2线圈的相位的错开角度用360/(N×2)表示，其中N为自然数。
利用具有这样的特征的本发明的旋转变压器，可获得以下的作用、效果。
首先，(1)中所述的技术方案是一种旋转变压器，该旋转变压器具有用于输入励磁信号的励磁线圈及用于输出检测信号的检测线圈，检测信号根据设有励磁线圈或检测线圈的移动体的位移量发生变化，从而检测移动体的位移量，其中，将上述检测线圈或上述励磁线圈中的任一个做成将第1线圈和第2线圈设为1组线圈、在使上述第2线圈的相位相对于上述第1线圈的相位错位的状态下串联或并联连接第1线圈和第2线圈而使第1线圈和第2线圈重叠的形态。(6)中所述的技术方案是在(1)所述的旋转变压器中，上述第1线圈与上述第2线圈的相位的错位量为，在上述第1线圈与上述第2线圈不存在相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。(7)中所述的技术方案是在(1)所述的旋转变压器中，上述第1线圈和上述第2线圈的相位的错开角度用360/(N×2)表示，其中N为自然数。
例如，在采用了平板状线圈的用于输出励磁信号的励磁线圈中，生成的磁通势波形如后述图5所示地那样成为台阶状的波形。专利文献2中也公开了这一点。而且，由于磁通势波形成为这样的台阶状的波形，因此，会导致在检测线圈侧检测的检测信号中产生周期性误差。
但是，通过例如将由第1线圈和第2线圈构成的检测线圈中的、第2线圈相对于第1线圈错开如下的量，即错开在第1线圈与第2线圈不存在相位错位的状态下产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量，从而能够利用反相信号消除在检测线圈侧检测到的检测信号中的周期性误差。另外，即使做成不是在检测线圈而是在励磁线圈中准备第1线圈及第2线圈的构造，也能获得同样的效果。
因此，通过在使第2线圈相对于第1线圈错开地重叠的状态下将第1线圈和第2线圈用于检测线圈或励磁线圈，能够抵消检测信号的周期性误差而提高检测精度。
另外，(2)中所述的技术方案为在(1)所述的旋转变压器中，使上述第1线圈与上述第2线圈的线圈宽度以电角度计为180°以上。
通过使第1检测线圈及第2检测线圈的线圈宽度成为电角度为180°以上，能够增大来自检测线圈的输出。
另外，(3)中所述的技术方案为在(1)或(2)所述的旋转变压器中，使检测线圈或励磁线圈中的至少一个为平板状线圈。
通过检测线圈或励磁线圈中的至少一个采用平板状线圈，能够谋求薄型化及低成本化。对于平板状线圈，例如考虑印制线圈、片状线圈等。
另外，(4)中所述的技术方案为在(1)～(3)中任一项所述的旋转变压器中，使移动体为旋转移动体，旋转变压器用于检测旋转移动体的旋转量。
旋转移动体的检测主要用于检测电动机的位置。自以往就期望有高精度且薄型的旋转变压器，采用本技术方案能够提供薄型且高精度的旋转变压器。
另外，(5)中所述的技术方案在(1)～(3)中任一项所述的旋转变压器中，使移动体为直行移动体，旋转变压器用于检测直行移动体的移动量。
针对直行移动体，通过并列配置错开半周期的检测线圈，也能够与(4)同样地抵消误差，能够提供薄型且高精度的旋转变压器。
另外，(8)所述的技术方案是一种旋转变压器，该旋转变压器具有被输入励磁信号的励磁线圈及用于输出检测信号的检测线圈，检测信号根据设有励磁线圈或检测线圈的移动体的位移量发生变化，从而由励磁信号和检测信号检测移动体的位移量，其中，在励磁线圈或检测线圈中，第1线圈与同该第1线圈相邻地配置的第2线圈的线圈面积均等，而且，第2线圈的相位相对于第1线圈的相位错开。(13)中所述的技术方案是在(8)所述的旋转变压器中，第1线圈与第2线圈的相位的错位量为，在不存在第1线圈与第2线圈的相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。(14)中所述的技术方案是在(8)所述的旋转变压器中，上述第1线圈和上述第2线圈的相位的错开角度用360/(N×2)表示，其中N为自然数。
例如，在采用了片状线圈的用于输出励磁信号的励磁线圈中，如图17所示，生成的磁通势波形成为台阶状的波形。专利文献2中也公开了这一点。而且，由于磁通势波形成为这样的台阶状的波形，因此，会导致产生误差。
但是，通过使第2线圈相对于第1线圈错开在第1线圈与第2线圈不存在相位错开的状态下产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量，能获得扭斜的效果，表现为由作为检测线圈的第1线圈所接受的信号与由第2线圈所接受的信号的相位以电角度计错开θ/2，因此，θ周期的误差被抵消。因此，通过抵消检测信号的周期误差的一部分，从而能够提高旋转变压器的检测精度。
另外，根据(8)所述的旋转变压器，(9)所述的技术方案为检测线圈或者励磁线圈中的至少一方使用片状线圈。
通过检测线圈或者励磁线圈中的至少一方使用片状线圈，能够谋求薄型化及低成本化。
另外，根据(8)或(9)所述的旋转变压器，(10)所述的技术方案使移动体为旋转移动体，第1线圈形成在励磁线圈或检测线圈的径向内侧，将第2线圈配置在第1线圈的外侧，旋转变压器检测旋转移动体的旋转量。
旋转移动体的检测主要用于检测电动机的位置。自以往就期望高精度且薄型的旋转变压器，利用本发明能够提供薄型且高精度的旋转变压器。
另外，根据(8)或(9)所述的旋转变压器，(11)所述的技术方案使移动体为直行移动体，旋转变压器检测直行移动体的移动量。
不仅是对于检测旋转移动体的旋转量的传感器，对于检测直行移动体的移动量的传感器，也与(10)所述的技术方案同样，自以往就期望高精度且薄型的旋转变压器。利用本发明能够提供薄型且高精度的旋转变压器。
另外，根据(8)～(11)中任一项所述的旋转变压器，(12)所述的技术方案连接第1线圈和第2线圈而形成1个线圈。
若第1线圈与第2线圈具有分别相邻的边，将相同图案的线圈用于第1线圈和第2线圈，则电流在相邻的边中分别向反向流动。即，由于在相邻的部分中抵消了磁场，因此，即使将第1线圈和第2线圈做成1个线圈，也不会改变旋转变压器的检测精度。因此，通过将第1线圈和第2线圈做成1个线圈，能够减少线圈所用的材料，有助于降低成本。
【附图说明】
图1中(a)是第1实施方式的励磁线圈的第1励磁线圈的线圈图案图。图1中(b)是第1实施方式的励磁线圈的第2励磁线圈的线圈图案图。
图2是第1实施方式的检测线圈的线圈图案图。
图3是第1实施方式的旋转变压器的示意剖视图。
图4是表示第1实施方式的旋转变压器的位置检测控制的框图。
图5是与第1实施方式的由励磁线圈产生的磁通势波形相关的坐标图。
图6是为了进行说明而表示的与由检测线圈检测的波形相关的坐标图。
图7是为了进行说明而表示的与传感器误差和误差次数的关系相关的坐标图。
图8是第1实施方式的与合成线圈输出波形相关的坐标图。
图9是第2实施方式的与检测线圈相关的线圈图案图。
图10是第2实施方式的将2个线圈重叠的状态的线圈图案图。
图11是第3实施方式的与检测线圈相关的线圈图案图。
图12中(a)表示第4实施方式的励磁线圈所采用的第1励磁线圈的线圈图案图。图12中(b)表示第4实施方式的励磁线圈所采用的第2励磁线圈的线圈图案图。
图13表示第4实施方式的检测线圈的线圈图案图。
图14表示第4实施方式的旋转变压器的示意剖视图。
图15表示第4实施方式的图2的线圈图案的放大图。
图16是表示第4实施方式的旋转变压器的位置检测控制的框图。
图17是第4实施方式的关于由励磁线圈产生的磁通势波形的坐标图。
图18是为了说明而表示的、未采用扭斜的检测线圈图案。
图19是为了说明而表示的、关于由未采用扭斜的检测线圈检测的波形的坐标图。
图20是第4实施方式的关于与传感器误差和误差次数N的关系的坐标图。
图21是第4实施方式的关于合成线圈输出波形的坐标图。
图22是第5实施方式的关于旋转变压器的检测线圈的线圈图案图。
图23是第6实施方式的关于旋转变压器的检测线圈的线圈图案图。
图24是为了说明而表示的、关于检测线圈的线圈图案图的概念图。
【具体实施方式】
接着，参照附图说明本发明的第1实施方式。
第1实施方式
首先，说明第1实施方式的构造。
图1中(a)表示第1实施方式的励磁线圈的第1励磁线圈的线圈图案图。另外，图1中(b)表示励磁线圈的第2励磁线圈的线圈图案图。
图2表示检测线圈的线圈图案图。图3表示旋转变压器的示意剖视图。
旋转变压器10由励磁线圈20及检测线圈30构成。如图3所示，励磁线圈20与检测线圈30空开间隙G地配置。励磁线圈20及检测线圈30分别利用形成在电路板11上的印刷图案构成其线圈，在励磁线圈20上重叠地设置有成为被供给正弦波的第1励磁线圈20A的第1励磁用线圈图案12A及成为被供给余弦波的第2励磁线圈20B的第2励磁用线圈图案12B，在检测线圈30上重叠地设置有第1检测用线圈图案13A及第2检测用线圈图案13B。
励磁线圈20安装于固定体14上，检测线圈30安装于可动体15上。
形成在电路板11上的第1励磁用线圈图案12A及第2励磁用线圈图案12B、以及第1检测用线圈图案13A及第2检测用线圈图案13B形成为图1及图2所示的形态。
第1励磁用线圈图案12A及第2励磁用线圈图案12B是磁极数为4个、次数为2的励磁线圈20。因此，分别准备2个S极和2个N极且将它们交替地配置。图1中(a)所示的第1励磁用线圈图案12A和图1中(b)所示的第2励磁用线圈图案12B彼此在电角度上错开90°的状态重叠起来而形成励磁线圈20。虽未图示，但在之后将第1励磁用线圈图案12A及第2励磁用线圈图案12B重叠而成的图案作为励磁线圈图案12。
另一方面，检测线圈图案13中，第1检测用线圈图案13A及第2检测用线圈图案13B均与励磁线圈图案12相对应地准备4个磁极。而且，图2中实线所示的第1检测用线圈图案13A，以每1个磁极各自所占角度以电角度计为180°的方式进行配置。即，线圈宽度的电角度为180°。
第2检测用线圈图案13B配置在相对于第1检测用线圈图案13A错开以电角度计错位角度为θ的位置，第2检测用线圈图案13B粘贴在第1检测用线圈图案13A的电路板11的背面。
在此，错位角度θ以θ＝360/(N×2)这样的计算式表示。N是误差次数N。例如，在误差次数N为4时，误差的周期为90°(2θ＝90°)，错位角度θ的以电角度计为45°。即，错位角度θ为误差周期的半周期量。另外，误差次数见后述。
第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B串联或并联连接。另外，之后将第1检测用线圈图案13A及第2检测用线圈图案13B重叠而成的图案作为检测线圈图案13。
图4是表示旋转变压器的位置检测控制的框图。
旋转变压器10由电路部40及传感器部50构成。电路部40由正弦波产生器41、高频产生器42、余弦波产生器43、第1调制器44、第2调制器45、检波器46及相位差检测器47构成。传感器部50由励磁线圈20、检测线圈30、第1旋转变压器35和第2旋转变压器36构成。
如图4所示，用于产生7.2kHz正弦波的正弦波产生器41连接于第1调制器44。用于产生7.2kHz余弦波的余弦波产生器43连接于第2调制器45。
另外，用于产生360kHz正弦波的高频产生器42连接于第1调制器44、第2调制器45。另外，正弦波产生器41连接于相位差检测器47。检波器46连接于相位差检测器47。
第1调制器44连接于第1励磁线圈20A，第2调制器45连接于第2励磁线圈20B。
检测线圈30连接于第1旋转变压器35，第2旋转变压器36连接于检波器46。
由于第1实施方式的旋转变压器10为上述构造，因此，显示出以下说明的作用。
图5表示与由励磁线圈产生的磁通势波形相关的坐标图。
纵轴表示磁力，横轴表示电角度。将励磁线圈20所产生的磁通势波形W 1与理想波形WS重叠地表示。
由正弦波产生器41产生的正弦波在第1调制器44中被利用高频例如加以AM平衡调制(以下简称AM调制)，并被传输到第1励磁线圈20A。
同时，由余弦波产生器43产生的余弦波在第2调制器45中被以高频AM调制，并被传输到第2励磁线圈20B。
被以高频AM调制后的余弦波流入到第2励磁线圈20B中，同时，被以高频AM调制后的正弦波流入到第1励磁线圈20A中。由于将高频信号用作励磁信号，因此，与使用低频信号相比，能够使励磁线圈图案12和检测线圈图案13的结合变强，能够利用检测线圈30产生较高的电压。
但是，如图5所示，磁通势波形W1为台阶状的正弦波，因此，在由检测线圈30检测信号时形成图6所示的状态。
图6用坐标图表示利用仅由第1线圈构成的检测线圈检测的波形。
纵轴表示磁力，横轴表示电角度。将检测线圈所检测的检测波形W2与理想波形WS重叠地表示。这样，利用未使用使相位错开的第2线圈的检测线圈检测出检测波形W2所示那样的波形。
另外，图7表示与传感器误差与误差次数的关系相关的坐标图。图7的坐标图也表示利用不使用第2线圈而仅由第1线圈构成的检测线圈所检测得到的检测结果。
纵轴表示传感器误差，横轴表示误差次数。
通过对自励磁线圈20输出的磁通势波形W1进行检测，利用检测线圈能检测出检测波形W2那样的波形。虽然检测波形W2追随作为理想波形的理想波形WS，但产生图7所示的传感器误差。
突出的部分(出现峰值的部分)为噪音，成为检测线圈的检测误差。
在使用图1所示的励磁线圈图案12的情况下，在产生图5所示的磁通势波形W1这点来看，无法避免产生上述这样的误差的。但是，能够通过在第1检测用线圈图案13A上以与第1检测用线圈图案13A在电角度上错开错位角度θ的相位的方式重叠第2检测用线圈图案13B，并将它们用作检测线圈30来修正误差。
该误差的修正方法为：使用如图2所示那样的检测线圈30，该检测线圈30是由在电路板11上形成第1检测用线圈图案13A、在电路板11上形成第2检测用线圈图案13B、并将第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B以电角度计错开错位角度θ地粘贴而成的。
该错位角度θ的确定方式为，通过选择与在图7所示的坐标图中欲消去的峰值相对应的误差次数N，并以θ＝360/(N×2)这样的计算式来加以确定。在本实施例中，误差次数为4。该错位角度θ为电角度，是如图8所示地为误差周期的半个周期的角度。
利用检测线圈30对自励磁线圈20产生的磁通势波形W1进行检测，如图2所示，由于第1检测用线圈图案13A与第2检测用线圈图案13B以电角度计被错开错位角度θ，因此，能够使利用由第1检测用线圈图案13A检测出的波形和由第2检测用线圈图案13B检测出的波形抵消误差。
图8表示与合成线圈输出波形相关的坐标图。
由第1检测用线圈图案13A检测的线圈波形为检测波形W2，由第2检测用线圈图案13B检测的线圈波形为相位相对于检测波形W2的波形滞后45°的检测波形W3(与以90°为周期的误差成分成相反相的成分)。通过构成检测波形W2和检测波形W3，能获得合成波形W4。
检测波形W3的起点相对于检测波形W2的起点从以电角度计滞后错位角度θ的点开始，由此获得的合成波形W4从比检测波形W2滞后θ/2的量的点开始。
另外，在第1实施方式的旋转变压器10中，检测波形W2及检测波形W3是假想能够获得的波形，实际上，由检测线圈30获得的波形是合成波形W4。
由于第1实施方式的旋转变压器10显示出上述构造及作用，因此，能获得以下说明的效果。
首先，可列举能够提供高精度的旋转变压器这一作用。
第1实施方式的旋转变压器10具有用于输入励磁信号的励磁线圈20及用于输出检测信号的检测线圈30，检测信号根据设有励磁线圈20或检测线圈30的移动体14的位移量来发生变化，由励磁信号和检测信号的相位差来检测移动体14的位移量，其中，将检测线圈30做成以第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B为1组线圈、并在使第2检测用线圈图案13B的相位相对于第1检测用线圈图案13A的相位错开的状态下将第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B重叠地串联或并联连接的形态，第1检测用线圈图案13A与第2检测用线圈图案13B的相位的错位量为在第1检测用线圈图案13A与第2检测用线圈图案13B不存在相位错位的状态下所产生的周期性的检测误差中的、欲内部消去的次数的误差周期的半周期量。
通过使第2检测用线圈图案13B相对于第1检测用线圈图案13A以电角度计错开错位角度θ地与之重叠，能产生由反相信号所产生的抵消效果。因此，作为信号能获得由第1检测用线圈图案13A检测的检测波形W2与由第2检测用线圈图案13B检测的检测波形W3所合成的合成波，即获得合成波形W4。
由此，会抵消图7所示的波形的峰值中的一个，能够提高旋转变压器10的精度。在本实施例中，N＝4，会抵消图7中左起第4个峰值。即，能够获得作为不存在图7中第4个峰值的状态的信号的合成波形W4。
另外，还可列举能够使旋转变压器10同时实现薄型化和高精度化的这一作用。
第1实施方式的旋转变压器10将检测线圈30或励磁线圈20中的至少一个做成平板状线圈。
通过采用在电路板11上形成励磁线圈图案12及检测线圈图案13的方式，能够使旋转变压器10薄型化。这可以使励磁线圈20或检测线圈30中的任一个平板状线圈化，也可以像第1实施方式那样地使两侧均平板状线圈化。但是，在采用平板状线圈时，会产生图5所示的励磁线圈20侧的问题，且在由检测线圈30检测磁通势波形W1时，将获得检测波形W2这样的波形。
因此，通过使第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B以电角度计错开与欲消去的误差次数的误差周期的半个周期相当的错位角度θ地重叠，从而获得反相信号的抵消效果而实现使旋转变压器10同时实现薄型化和高精度化。
另外，能够提高旋转变压器10的输出。
第1实施方式的旋转变压器10将第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B的线圈宽度做成电角度为180°。
通过将第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B的线圈宽度做成电角度为180°以上，能够增大来自检测线圈30的输出。
在使旋转变压器10的励磁线圈20及检测线圈30片状线圈化时，不易通入大电流。
但是，通过将第1检测用线圈图案13A和第2检测用线圈图案13B的线圈宽度做成电角度为180°以上，能够高效地检测来自励磁线圈20的磁通势波形W1。因而，能够增大来自检测线圈30的输出。
接着，参照附图说明本发明的第2实施方式。
第2实施方式
相对于在第1实施方式中使移动体14为旋转体，第2实施方式的不同点在于使移动体14为直行移动体。下面，说明不同的部分。
图9表示第2实施方式的线圈图案。另外，由于简化了线圈图案，因此，实际上匝数为多个。另外，图10表示将2个线圈重叠的状态的线圈图案图。
如图9所示，检测线圈60由直行检测线圈60A和直行检测线圈60B这2个线圈构成，将直行检测线圈60A和直行检测线圈60B如图10所示地重叠形成。
直行检测线圈60A为由将串联地画出电角度为360°的线圈排列有2个而构成，相邻的线圈61A和线圈62A以相同的形状形成在电路板上。
另一方面，直行检测线圈60B是相对于直行检测线圈60A错开半个周期、即错开错位角度θ地形成的、与直行检测线圈60A的印刷图案相同的线圈，直行检测线圈60B由线圈61B和线圈62B构成。这些直行检测线圈60A及直行检测线圈60B分别形成在未图示的电路板11上且重叠而构成检测线圈60。
虽未图示，但对于励磁线圈，也将线圈配置为直线状。与第1实施方式同样，磁极数为4，次数为2。通过使用这样的励磁线圈和检测线圈60，能够形成2×直行型旋转变压器70。
另外，由于直行型旋转变压器70的控制与第1实施方式基本上相同，因此，在此省略其说明。
由于第2实施方式的直行型旋转变压器70为上述构造，因此，起到以下说明的作用、效果。
第2实施方式的直行型旋转变压器70具有检测线圈60，该检测线圈60是将直行检测线圈60A和直行检测线圈60B以错开误差周期的半个周期量、即错开错位角度θ的状态而形成的。因此，如图8所示地产生通过反相信号所得到的抵消效果。结果，针对直行移动体，也能够提供薄型且高精度的直行型旋转变压器70。
接着，参照附图说明本发明的第3实施方式。
第3实施方式
第3实施方式与第2实施方式的构造大致相同，但检测线圈60的构造有些许不同。
图11表示第3实施方式的线圈图案图。另外，由于简化了线圈图案，因此，实际上匝数为多个。
如图11所示，以将直行检测线圈80A和直行检测线圈80B交替配置在1块电路板上的方式形成检测线圈80。直行检测线圈80A与直行检测线圈80B是相同的印刷图案，使直行检测线圈80A及直行检测线圈80B形成为在电角度上为误差周期的半个周期量的宽度、即错位角度θ的宽度且将直行检测线圈80A及直行检测线圈80B交替的设置。
由于第3实施方式的直行型旋转变压器70为上述构造，因此，起到以下说明的作用、效果。
第3实施方式的直行型的旋转变压器70中，在1块电路板上形成有直行检测线圈80A和直行检测线圈80B。在这一点上，能够比第2实施方式的直行型旋转变压器70更廉价地进行制造，且能够实现同等的精度。
接着，参照附图说明本发明的第4实施方式。
第4实施方式
首先，说明第4实施方式的构造。
图12(a)表示第4实施方式的励磁线圈所采用的第1励磁线圈的线圈图案图。图12(b)表示励磁线圈所采用的第2励磁线圈的线圈图案图。
图13表示检测线圈的线圈图案图。
图14表示旋转变压器的示意剖视图。
旋转变压器110由励磁线圈120及检测线圈130构成。如图14所示，励磁线圈120与检测线圈130空开间隙G地配置。励磁线圈120及检测线圈130分别利用形成在电路板111上的印刷图案构成其线圈，在励磁线圈120上设置有第1励磁线圈112A及第2励磁线圈112B，在检测线圈130上设置有检测线圈图案113。励磁线圈120安装于固定体114上，检测线圈130安装于可动体115上。
形成在电路板111上的第1励磁线圈112A、第2励磁线圈112B及检测线圈图案113为图12及图13所示的形态。
第1励磁线圈112A是磁极数为4、次数为2的励磁线圈120。因此，分别准备2个S极和N极并交替配置。而且，第2励磁线圈112B隔着电路板111重叠在第1励磁线圈112A上并由与第1励磁线圈112A相同的图案形成。第1励磁线圈112A与第2励磁线圈112B的相位以电角度计错开90°。而且，对第1励磁线圈112A施加正弦波的电流，对第2励磁线圈112B施加余弦波的电流。以后，将重叠第1励磁线圈112A及第2励磁线圈112B而成的构件作为励磁线圈图案112。
另一方面，检测线圈图案113也与励磁线圈图案112相对应地准备4个磁极。图13中示意性地进行了表示，但实际上线圈匝数更多一些。
图15表示图13所示的检测线圈图案的放大图。
如图15所示，检测线圈图案113的形状以从起点P1经过中继点P2后通过终点P3的方式描画，带有扭斜角度θ。起点P1与中继点P2、中继点P2与终点P3成为被直线连接的状态。
在将连接中心点C和起点P1的线为基准线L1、连接中心点C和中继点P2的线为第1相位线L2、连接中心点C和终点P3的线设为第2相位线L3时，第1相位线L2相对于基准线L1、第2相位线L3相对于第1相位线L2的角度分别为半周期θ/2的角度。中继线L4是以中继半径Z为半径的曲线。
在此，扭斜角度θ以θ＝360/N这样的公式表示。N是周期误差次数N。另外，由图15所示的线圈内周r和线圈外周R来决定通过中继点P2的中继半径Z。
中继半径Z以Z2＝(R2+r2)/2这样的公式表示。
为了方便起见，由中继线L4将检测线圈图案113之一分割为相当于第1线圈的内侧线圈S1和相当于第2线圈的外侧线圈S2。
图16是表示旋转变压器的位置检测控制的框图。
旋转变压器110由电路部140及传感器部150构成。电路部140由正弦波产生器141、高频产生器142、余弦波产生器143、第1调制器144、第2调制器145、检波器146及相位差检测器147构成。传感器部150由励磁线圈120、检测线圈130、第1旋转变压器135和第2旋转变压器136构成。
如图16所示，产生7.2kHz正弦波的正弦波产生器141连接于第1调制器144。产生7.2kHz余弦波的余弦波产生器143连接于第2调制器145。
另外，产生360kHz正弦波的高频产生器142连接于第1调制器144、第2调制器145。另外，正弦波产生器141及余弦波产生器143连接于相位差检测器147。检波器146连接于相位差检测器147。
第1调制器144连接于第1励磁线圈120A，第2调制器145连接于第2励磁线圈120B。
检测线圈130连接于第1旋转变压器135，第2旋转变压器136连接于检波器146。
由于第4实施方式的旋转变压器110为上述构造，因此，显示以下说明的作用。
图17表示关于由励磁线圈产生的磁通势波形的坐标图。
纵轴表示磁场强度，横轴表示电角度。与理想波形WWS重叠地表示由励磁线圈120产生的磁通势波形WW1。
由正弦波产生器141产生的正弦波在第1调制器144中被利用高频例如加以AM平衡调制(以下简称AM调制)，并被传输到第1励磁线圈120A。
同时，由余弦波产生器143产生的余弦波在第2调制器145中被以高频AM调制，并被传输到第2励磁线圈112B。
被以高频AM调制后的余弦波流入到第2励磁线圈112B中，同时，被以高频AM调制后的正弦波流入到第1励磁线圈112A中。虽然仅通过设置于电路板111上的励磁线圈图案112无法足够强地产生磁通量，但由于被以高频AM调制，因此，利用高频，仅依靠使用励磁线圈图案112及检测线圈图案113也能够产生较强的磁通量。
但是，如图17所示，磁通势波形WW1为台阶状的正弦波，因此，在由励磁线圈120检测信号时形成图19所示的状态。
图18表示未采用扭斜的检测线圈图案。另外，图19针对由未采用扭斜的检测线圈检测的波形表示坐标图。
未采用扭斜的、即内侧线圈S1与外侧线圈S2不存在相位错开的状态的检测线圈330与检测线圈130同样地为2×型(4极型，即旋转变压器旋转1周时输出2周期量的信号)的旋转变压器。如图18所示，4个检测线圈图案串联排列地构成。
在旋转变压器110中采用检测线圈330的情况下，由检测线圈330检测的波形如图19。纵轴表示磁场强度，横轴表示电角度。与理想波形WWS重叠地表示由检测线圈330检测出的检测波形WW2。
另外，图20表示关于传感器误差和误差次数N的关系的坐标图。
纵轴表示传感器误差，横轴表示误差周期性次数。
通过检测自励磁线圈120输出的磁通势波形WW1，利用检测线圈330检测检测波形WW2这样的波形。虽然检测波形WW2追随作为理想的波形的理想波形WWS，但会产生图20所示的传感器误差。
突出的部分(产生极值的部分)是噪音，成为检测线圈330的检测误差。
在使用图12所示的励磁线圈图案112的情况下，在产生图17所示的磁通势波形WW1这点来看，无法避免产生这样的误差，但能够在检测线圈130侧修正误差。
该误差的修正方法为：采用图13及图15所示的、在电路板111中形成有检测线圈图案113的检测线圈130。
由检测线圈130检测自励磁线圈120产生的磁通势波形WW1，但如图21所示，通过检测线圈图案113的线圈图案形成为内侧线圈S1与外侧线圈S2这2者合成的形状，能抵消误差。
内侧线圈S1与外侧线圈S2的面积设计为大致相同。另外，将内侧线圈S1及外侧线圈S2作为独立的2个线圈而形成检测线圈图案113，也能获得相同的效果，但该情况下，由于在内侧线圈S1与外侧线圈S2中，相邻的边的电流流动的朝向相反且内侧线圈S1及外侧线圈S2的面积相同，因此，在相邻的边上流动有相同量的电流，结果效果相抵。因此，考虑到制造线圈的效率而做成如图13所示地连接的形状。
图21表示关于合成线圈输出波形的坐标图。
在内侧线圈S1中检测的线圈波形为检测波形WW2，在外侧线圈S2中检测的线圈波形为扭斜检测波形WW3。通过构成检测波形WW2和扭斜检测波形WW3，能获得合成波形WW4。
扭斜检测波形WW3的起点滞后检测波形WW2的起点扭斜角度的1/2(θ/2)，由此获得的合成波形WW4的起点相比于检测波形WW2的起点滞后θ/4。
在此，扭斜角度θ以θ＝360/N这样的公式表示，对于N选择欲消除的次数。例如，由于图20所示的峰值中、峰值的次数为12，因此，抵消该误差成分。在这种情况下，N＝12，θ为30°。
即，由于内侧线圈S1与外侧线圈S2错开相当于扭斜角度θ的半周期的θ/2，因此，将内侧线圈S1与外侧线圈S2以电角度计错开15°地设置检测线圈130。因而，中继点P2配置在相对于起点P1错开以电角度计15°的位置，终点P3配置在相对于中继点P2错开以电角度计15°的位置。由于以将P1、P2、P3分别用直线连接的方式形成检测线圈130，因此，形成为图15所示的形状。
通过这样地设计检测线圈130，作为检测线圈130的输出而获得合成波形WW4的波形。
另外，在第4实施方式的旋转变压器110中，图21所示的检测波形WW2及扭斜检测波形WW3是假想地获得的波形。
由于第4实施方式的旋转变压器110显示上述构造及作用，因此，能获得以下说明的效果。
首先，可列举能够提供高精度的旋转变压器这一作用。
第4实施方式的旋转变压器110具有被输入励磁信号的励磁线圈120及用于输出检测信号的检测线圈130，检测信号与设有励磁线圈120或检测线圈130的移动体114的移位量相应地发生变化，由励磁信号和检测信号检测移动体114的移位量，其中，励磁线圈120或检测线圈130中的、形成于径向内侧的内侧线圈S1与形成于外侧的外侧线圈S2的线圈面积均等，而且，使外侧线圈S2的相位相对于内侧线圈S1的相位错开半周期。
通过使外侧线圈S2相对于内侧线圈S1错开扭斜角度θ的一半，能产生扭斜效果。
因此，可作为信号获得由在内侧线圈S1中检测的检测波形WW2与在外侧线圈S2中检测的扭斜检测波形WW3合成的合成波、即合成波形WW4。对于由磁通势波形WW1的波形产生的周期误差，通过合成检测波形WW2和扭斜检测波形WW3，能够获得抵消了周期误差的合成波形WW4。
由此，会抵消图21所示的波形的峰值之中的一个。具体地讲，由于N＝12，因此，能够抵消次数为12的峰值。即，利用检测线圈130的构造，使由检测线圈130检测的磁通量能获得将作为噪音而产生的N次高次谐波成分抵消了的合成波形WW4，因此，能够提高旋转变压器110的角度检测精度。
另外，还可列举能够使旋转变压器110同时实现薄型化和高精度化的这一作用。
第4实施方式的旋转变压器110将检测线圈130或励磁线圈120中的至少一个做成片状线圈。
通过采用在电路板111上形成励磁线圈图案112及检测线圈图案113的方式，能够使旋转变压器110薄型化。这可以使励磁线圈120或检测线圈130中的任一个片状线圈化，也可以像第4实施方式那样地使两侧均片状线圈化。其中，在采用片状线圈时，结果会产生图17所示的励磁线圈120侧的问题，且在由检测线圈130检测磁通势波形WW1时，将获得检测波形WW2这样的波形。
因此，通过设置内侧线圈S1和外侧线圈S2，来获得扭斜效果而使旋转变压器110同时实现薄型化和高精度化。
接着，参照附图说明本发明的第5实施方式。
第5实施方式
第5实施方式与第4实施方式的旋转变压器110的构造大致相同，但检测线圈130的检测线圈图案113不同。以下说明不同点。
图22表示关于与第5实施方式的旋转变压器110的检测线圈130的线圈图案图。
与第4实施方式的检测线圈图案113相比，第5实施方式的检测线圈130的检测线圈图案113的起点P1、中继点P2、终点P3的连接方法不同。
第5实施方式的检测线圈图案113经过图15所示的起点P1后在基准线L1上通过，在基准线L1与中继线L4相交的点通过中继线L4，经过中继点P2，自中继点P2在第1相位线L2上通过后向线圈外周R连接。
准备4个这样地形成外形的检测线圈图案113，构成检测来自励磁线圈120的磁通势波形WW1的检测线圈130。
由于第5实施方式为上述构造，因此能获得与第4实施方式相同的作用、效果。
第4实施方式的检测线圈图案113与第5实施方式的检测线圈图案113基本上能获得大致相同的效果。
但是，由于第5实施方式的检测线圈图案113的内侧线圈S1与外侧线圈S2的面积更加易于均等，因此，能够期待提高旋转变压器110的检测精度。
接着，参照附图说明本发明的第6实施方式。
第6实施方式
相对于第4实施方式的旋转变压器110的构造为旋转移动体，第6实施方式在将旋转变压器110构成为直行移动体这一点上不同。但是，其原理相同。
图23表示关于第6实施方式的旋转变压器110的检测线圈160的线圈图案图。另外，图24表示关于检测线圈160的线圈图案的概念图。
检测线圈160是将图24所示的A线圈及B线圈连接为1个线圈而成。就A线圈及B线圈而言，宽度为W、长度为以电角度计180°的量的A线圈及B线圈为相同的形状，B线圈相对于A线圈错开半周期(θ/2)地形成。在图23中虚线所示的第1线圈S1及第2线圈S2相当于图24所示的A线圈及B线圈。
在图24的图案中，在并列形成A线圈和B线圈时，检测线圈160中，A线圈的箭头A1所示的部分的电流与B线圈的箭头B1的部分所示的部分的电流向反向流动，因此，A、B两线圈磁场相抵。因此，即使结合A线圈和B线圈，获得的合成波形WW4也为相同的结果。对于箭头A2与箭头B2、箭头A3与箭头B3、箭头A4与箭头B4也可以说是同样的情况，因此，结果，在图24中描绘的线圈图案与在图23中描绘的线圈图案能获得大致相同的结果。
因而，用直线连接A线圈的顶点AP1和B线圈的顶点BP1，用直线连接A线圈的顶点AP2和B线圈的顶点BP2，使其宽度为2W地形成线圈。
通过这样操作，能够由图23中描绘的线圈图案获得与利用图24中描绘的线圈图案检测自励磁侧的磁通量的效果相同的效果。另外，实际的线圈描画有多匝。
另外，虽未图示，但励磁线圈也以直线状配置线圈。以2W宽度形成线圈图案，与第4实施方式一样，磁极数为4，次数为2。通过使用这样的励磁线圈和检测线圈160，能够形成2×的直行型旋转变压器170。
由于第6实施方式的直行型旋转变压器170为上述构造，因此，起到以下说明的作用及效果。
基本上与作为对旋转移动体的实施方式的第4实施方式及第5实施方式同样，能够期待使直行型旋转变压器170的薄型化并提高精度。
通过将检测线圈160做成将图24所示的A线圈及B线圈以错开半周期(θ/2)的状态连接而成的形态，从而使由检测线圈160检测的磁通量作为抵消了N次高次谐波成分的信号而被检测，结果，能够提高直行型旋转变压器170的角度检测精度。
以上已经说明了实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，不言而喻，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更地进行应用。
例如，如上所述，在第1实施方式中将励磁线圈20及检测线圈30这两者做成片状线圈，但也可以其中任一个或两者都采用不是片状线圈的线圈。基本上，从薄型化的观点出发，期望为通过使励磁线圈20片状线圈化来作为解决由于磁通势波形W1成为台阶状所产生的噪音的对策而获得反相信号的抵消效果的构造，但即使励磁线圈20不是平面状也能获得抵消效果，因此，能够有助于提高旋转变压器10的精度。
另外，在第1实施方式～第3实施方式中，在检测线圈30中使用将相当于第1线圈的第1检测用线圈图案13A和相当于第2线圈的第2检测用线圈图案13B错开错位角度θ的构造，但也可以不在检测线圈侧而在励磁线圈侧使用第1线圈及第2线圈的构造。即，在不采用2组励磁1组检测而采用1组励磁2组检测的方式的情况下，能够在励磁线圈侧采用将第1线圈及第2线圈错开错位角度θ而重叠的方式。在这种情况下，也能够同样地获得提高精度的效果。
另外，例如，如上所述，在第4实施方式中将励磁线圈120及检测线圈130这两者做成片状线圈，但也可以其中任一个或两者都采用不是片状线圈的线圈。基本上，从薄型化的观点出发，使励磁线圈120片状线圈化，会使磁通势波形WW1成为台阶状，因而期望使用作为所产生的噪音的对策的能获得反相信号的抵消效果的构造，但即使励磁线圈120不是平面状也能获得抵消效果，因此，能够有助于提高旋转变压器110的精度。
另外，在第4实施方式～第6实施方式中，将励磁线圈做成重叠了第1励磁线圈及第2励磁线圈而成的构件，对于检测线圈采用1个线圈。即，做成2组励磁1组输出的旋转变压器，但本发明也能够应用于1组励磁2组输出类型的旋转变压器。