CN106710831B - 定子结构及旋转变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供可靠性更高的定子结构及旋转变压器。定子结构具备定子部和第一、第二线圈罩，该定子部具有定子铁芯和线圈，该第一、第二线圈罩从定子铁芯轴向覆盖线圈，该定子铁芯具备多个齿部和具有多个贯通孔的第一主体部，该线圈由隔着绝缘体卷绕在各齿部上的绕组构成，第一、第二线圈罩具有多个第一、第二保护部和多个第一、第二接合部，各第一、第二保护部被配置在各齿部间，配置在同一齿部间的第一、第二保护部处于向轴向的相互的移动不受抑制的非抑制状态，各自的前端部在定子铁芯径向上重叠，各第一、第二接合部通过各贯通孔相互接合。

Description

定子结构及旋转变压器

技术领域

本发明涉及具备线圈罩的定子结构，特别是涉及适合旋转变压器的定子结构及旋转变压器。

背景技术

作为旋转角传感器，已知旋转变压器。例如，旋转变压器由定子铁芯和转子构成，该定子铁芯具备从环状的磁轭部向内周侧以朝向中心的方式延伸的多个齿，该转子在定子铁芯的内侧与定子的齿部对置配置。在齿上隔着绝缘体卷绕绕组来形成线圈。绕组由输入励磁信号的励磁绕组、和根据转子的旋转角度输出2相的信号的2个检测绕组构成。从检测绕组分别输出取决于sinθ的sin信号、和取决于cosθ的cos信号。在旋转变压器中，已知在定子铁芯的两侧安装覆盖绕组(线圈)的2个线圈罩的构成(例如参照专利文献1)。

在专利文献1所公开的构成中，也如该图7等所示，在第一线圈罩中设置有多个第一支柱部和多个第一承接部，在第二线圈罩中设置有多个第二支柱部和多个第二承接部。第一、第二支柱部分别延伸到设置有绝缘体的齿之间的空间(插口)。而且，在将第一、第二线圈罩安装到定子铁芯后，在第二线圈罩的设置有第二承接部的位置上施加超声波振动，从而使第一线圈罩的第一支柱部与第二线圈罩的第二承接部相互熔敷。由此，使第一、第二线圈罩相互结合。

另一方面，作为使2个线圈罩相互结合的构成，已知使用由卡止突起体和卡止台阶部构成的卡扣构造的构成(例如参照专利文献2)。

在专利文献2所公开的旋转变压器用的定子结构中，设置于第一线圈罩的卡止用突起体贯通设置有绝缘体的齿之间的插口，与设置于第二线圈罩的筒状突起体接合，从而2个线圈罩结合。此时，卡止用突起体的卡止爪因切槽而伴随变形或者形变、与筒状突起体的环状锥形部接合而形成贯通后，通过卡扣构造，卡止于筒状突起体的背面侧的卡止台阶部。

专利文献1：日本特开2009－148081号公报

专利文献2：日本特开2004－135402号公报

然而，为了在旋转变压器的定子中实现更高的可靠性，需要防止或者抑制异物从定子的内周侧到达线圈。为了实现该目的，存在有设置覆盖插口的朝向定子内周侧的开口的保护结构。这种保护结构也能够通过例如上述专利文献1、2所记载的支柱部和承接部、或者是相互卡止的突起体来实现。

然而，由于专利文献1、2的支柱部和承接部、或者突起体也被用作将2个线圈罩结合的结构，所以在线圈罩的安装时，通过熔敷或者卡止来固定相互的位置关系。因此，在因线圈罩的制造偏差等，支柱部和承接部或者突起体的位置、大小产生了偏离设计的误差的情况下，在进行熔敷或者卡止时，存在该误差成为保护结构的形状的畸变而表现出的情况。支柱部和承接部或者突起体的数量越是增加，产生这种畸变的可能性以及畸变的程度就越大。该情况下的潜在可能性是，因保护结构的畸变而产生不希望的缝隙，异物从此缝隙侵入到插口。由此，存在旋转变压器的可靠性降低的潜在可能性。

发明内容

本发明是鉴于上述不足而完成的，其目的在于提供一种可靠性更高的定子结构及旋转变压器。

为了解决上述的课题，实现目的，本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在于具备：定子部，具有定子铁芯和线圈，上述定子铁芯具有第一主体部和向上述第一主体部的内周侧延伸的多个齿部，并以贯通上述第一主体部的2个主表面间的方式形成有多个贯通孔，上述线圈由隔着绝缘体卷绕在各上述齿部上的绕组构成；以及第一线圈罩及第二线圈罩，从上述定子铁芯的轴向覆盖上述线圈，上述第一线圈罩具有从第二主体部延伸的多个第一保护部、和设置于该第二主体部的多个第一接合部，上述第二线圈罩具有从第二主体部延伸的多个第二保护部、和设置于该第二主体部的多个第二接合部，各第一保护部及各第二保护部分别配置在各上述齿部间，配置在同一齿部间的第一保护部及第二保护部处于向上述轴向的相互移动不受抑制的非抑制状态，并且各自的前端部在上述定子铁芯的径向上重叠，各第一接合部和各第二接合部通过各上述贯通孔相互接合。

本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在于，配置在上述同一齿部间的第一保护部及第二保护部相互分离。

本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在于，在各上述第一保护部、各上述第二保护部的各个的前端部形成有台阶部，该台阶部形成在上述定子铁芯的径向上相互相对的台阶差。

本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在于，各上述第一接合部和各上述第二接合部在各上述贯通孔的内部相互接合。

本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在，上述第一保护部及上述第二保护部具有相互相对的倾斜面。

本发明的一方式所涉及的定子结构的特征在于，配置在上述同一齿部间的第一保护部及第二保护部相互分离。

本发明的一方式所涉及的旋转变压器的特征在于，具备上述定子结构。

根据本发明，能够实现可靠性更高的定子结构及旋转变压器。

附图说明

图1是实施方式所涉及的旋转变压器的示意性的分解立体图。

图2是图1所示的旋转变压器的A－A线剖视图。

图3是图1所示的旋转变压器的B－B线剖视图。

图4是第一线圈罩的示意性的立体图。

图5是第二线圈罩的示意性的立体图。

图6是对第一保护部、第二保护部以及绝缘体的突出部进行说明的图。

图7是对第一保护部及第二保护部的其它形状进行说明的图。

附图标记说明

1…转子；2…定子部；3…第一线圈罩；3a、4a…第二主体部；3b、4b…外周壁；3c端子台罩部；3d…第一接合部；3e…第一保护部；3f…开口；3g、4g…台阶部；3h…第一保护部；3i、4i…倾斜面；4…第二线圈罩；4d…第二接合部；4e…第二保护部；4f…接合爪；4h…第二保护部；5…定子铁芯；6…绝缘体；7…线圈；8…第一主体部；8a…贯通孔；9…齿部；9a…侧面；9b…前端面；10…第一绝缘体；10a、11a…突出部；11…第二绝缘体；12…端子台部；13…端子；14…连接器壳体；15…插口；20…定子结构；100…旋转变压器

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明所涉及的定子结构及旋转变压器的实施方式进行说明。此外，该发明并不限定于该实施方式。另外，在各附图中，在同一或者对应的要素上适当地标注相同附图标记。

(实施方式)

图1是实施方式所涉及的旋转变压器的示意性的分解立体图。图2、3分别是图1所示的旋转变压器的A－A线剖视图、B－B线剖视图。如图1～3所示，旋转变压器100是具备转子1、定子部2、第一线圈罩3、和第二线圈罩4的VR(可变磁阻)型旋转变压器。定子部2、第一线圈罩3以及第二线圈罩4构成定子结构20。即，旋转变压器100具备定子结构20。

转子1具有层叠多片电磁钢板等钢板而成的层叠结构，安装于未图示的马达的旋转轴上，并配置在定子部2的内侧。

定子部2具备定子铁芯5、绝缘体6和线圈7。定子铁芯5具有层叠多片电磁钢板等钢板而成的层叠结构，具有环状的第一主体部8、和在第一主体部8的内周侧朝向第一主体部8的中心延伸的多个齿部9。在本实施方式中，定子铁芯5具有10个齿部9，但其数量并未特别限定。齿部9在第一主体部8的周方向上等角度间隔配置。另外，在第一主体部8中以贯通其2个主表面之间的方式形成有多个贯通孔8a。贯通孔8a位于比第一主体部8的设置有后述绝缘体6的表面部分靠外周侧的位置。在本实施方式中，贯通孔8a形成5个，但其数量并未特别限定。另外，在本实施方式中，贯通孔8a在第一主体部8的周方向上等角度间隔地配置。以下，如图1～3所示，规定定子铁芯5的轴向和径向。此外，轴向同与转子1连接的马达的旋转轴的轴向一致，径向同与该轴向正交的方向一致。

绝缘体6由作为绝缘性材料的树脂构成，并由第一绝缘体10和第二绝缘体11构成。第一绝缘体10和第二绝缘体11分别形成于定子铁芯5的轴向的两侧的表面。特别是第一绝缘体10和第二绝缘体11以覆盖各齿部9的4个侧面9a(参照图2、6)的方式形成，并且，在各齿部9的前端面9b侧分别具有向与齿部9的延伸方向(径向)交叉的方向(在本实施方式中是正交的方向)突出的突出部10a、11a。第一绝缘体10和第二绝缘体11能够通过树脂的射出成型而成形。

线圈7由隔着第一绝缘体10和第二绝缘体11卷绕在各齿部9上的绕组构成。

另外，第一绝缘体10具备沿定子铁芯5的径向向外延伸的端子台部12。在端子台部12中埋入多个(在本实施方式中6个)端子13，也形成阴型的连接器壳体14。端子台部12能够与第一绝缘体10同时成形。在各端子13的一端系上构成对应的线圈7的绕组的末端，各端子13的另一端向连接器壳体14的内部突出。各端子13的另一端与外部连接器连接。

在各齿部9之间形成空间(插口)15。该插口15在未安装第一线圈罩3和第二线圈罩4时通过各齿部9的突出部10a、11a之间的开口与定子铁芯5的内侧连通。

接下来，对第一线圈罩3及第二线圈罩4进行说明。第一线圈罩3及第二线圈罩4并限定其构成材料，但在本实施方式中由树脂构成，例如通过树脂的射出成型而成形。作为树脂，例如能够使用绝缘性树脂。第一线圈罩3及第二线圈罩4通过从定子铁芯5的轴向的两侧覆盖定子部2的线圈7而安装于定子部2。

图4是第一线圈罩3的示意性的立体图，图5是第二线圈罩4的示意性的立体图。对于第一线圈罩3，第二主体部3a整体上为环状，主体部3a在外周边缘具备沿轴向延伸的外周壁3b，在外周壁3b的局部具备覆盖上述的端子台部12的端子台罩部3c。

第一线圈罩3具备多个(在本实施方式中5个)板状的第一接合部3d，该第一接合部3d设置于第二主体部3a，从外周壁3b沿轴向延伸，在第一接合部3d的前端形成有开口3f。在本实施方式中，第一接合部3d在第一线圈罩3的周方向上等角度间隔配置。另外，第一线圈罩3具备以第二主体部3a的内周边缘为起点、与第一接合部3d同样地沿轴向延伸的多个(在本实施方式中10个)板状的第一保护部3e。在本实施方式中，第一保护部3e在第一线圈罩3的周方向上等角度间隔配置。另外，第一保护部3e朝向第二主体部3a侧在周方向上逐渐地变宽，对此，后面详述。

对于第二线圈罩4，第二主体部4a整体上为环状，第二主体部4a在外周边缘具备沿轴向延伸的外周壁4b。第二线圈罩4的第二主体部4a的内径、外径分别与第一线圈罩3的第二主体部3a的外径、内径大致相同。

另外，第二线圈罩4具备多个(在本实施方式中5个)板状的第二接合部4d，该第二接合部4d设置于第二主体部4a，从外周壁4b沿轴向延伸，在第二接合部4d的前端形成有接合爪4f。在本实施方式中，第二接合部4d在第二线圈罩4的周方向上等角度间隔配置。另外，第二线圈罩4具备以第二主体部4a的内周边缘为起点、与第二接合部4d同样地沿轴向延伸的多个(在本实施方式中10个)板状的第二保护部4e。在本实施方式中，第二保护部4e在第二线圈罩4的周方向上等角度间隔配置。另外，第二保护部4e朝向第二主体部4a侧在周方向上逐渐地变宽，但对此，后面详述。

此处，在将第一线圈罩3及第二线圈罩4安装于定子部2时，使第一线圈罩3和第二线圈罩4从轴向的两侧接近定子部2，将第一线圈罩3的各第一保护部3e插入到各齿部9的突出部10a之间，将第二线圈罩4的各第二保护部4e插入到各齿部9的突出部11a之间。与此同时，将第一线圈罩3的各第一接合部3d和第二线圈罩4的各第二接合部4d插入定子铁芯5的第一主体部8的各贯通孔8a，并通过各贯通孔8a使各第二接合部4d的接合爪4f与各第一接合部3d的开口3f接合(参照图2)。

由此，第一线圈罩3和第二线圈罩4通过各第一接合部3d和各第二接合部4d而结合。并且，如图6所示，各第一保护部3e及各第二保护部4e分别配置在各个齿部9的突出部10a之间、各个齿部9的突出部11a之间。由此，各插口15的靠定子铁芯5的内侧部分被各第一保护部3e及各第二保护部4e堵住。

第一线圈罩3及第二线圈罩4向定子部2的安装能够通过接合爪4f与开口3f的接合而容易地进行。另外，也如图2所示，在本实施方式中，由于各第一接合部3d和各第二接合部4d在各贯通孔8a的内部相互接合，所以第一线圈罩3及第二线圈罩4在安装后不易脱落。

通过将第一线圈罩3及第二线圈罩4安装于定子部2来覆盖线圈7及端子台部12。由此，由于线圈7、构成线圈7的绕组以及端子台部12未暴露，所以防止线圈7、构成线圈7的绕组以及端子13的损伤。

此处，如图6所示，各突出部10a、11a具有半长圆状的外形状，若它们合起来则成为长圆状的外形状。另外，如上述，各第一保护部3e、各第二保护部4e分别朝向第二主体部3a、4a侧在周方向上逐渐地变宽。由此，各第一保护部3e、各第二保护部4e具有与各突出部10a、11a的外形状的形状相仿的外形状。结果能够缩小各第一保护部3e、各第二保护部4e与各突出部10a、11a之间的缝隙。

而且，也如图3～5所示，在各第一保护部3e、各第二保护部4e各自的前端部形成有台阶部3g、4g，该台阶部3g、4g形成在定子铁芯5的径向上相互相对的台阶差。由此，台阶部3g、4g以相互嵌套的状态配置，被配置在同一齿部9间，与同一插口15对应的第一保护部3e及第二保护部4e相互间以微小的间隔分离，并在定子铁芯5的径向上相互重叠。

这样，各第一保护部3e、各第二保护部4e各自的前端部在定子铁芯5的径向上相互重叠。因此，在该重叠的部分处，成为无法从定子铁芯5的内周侧直接看见插口15的结构。结果虽然各第一保护部3e、各第二保护部4e相互稍微分离有间隙，但抑制或者防止异物从定子铁芯5的内周侧向插口15的侵入。另外，由于因台阶部3g、4g而使间隙变为迷宫状，所以抑制或者防止异物侵入的效果进一步提高。

另外，由于各第一保护部3e、各第二保护部4e相互稍微分离，所以即使对它们分别向轴向上相互相对的方向施加力，也处于向轴向的相互的移动不受抑制的非抑制状态。这指的是，即使假设各第一保护部3e、各第二保护部4e的位置、大小存在偏离设计的误差，但在使各第一接合部3d和各第二接合部4d形成接合之前、以及形成了接合时，各第一保护部3e、各第二保护部4e向轴向的相互的移动都不受抑制。结果，由于各第一保护部3e、各第二保护部4e向轴向的相互的移动受到抑制，所以抑制或者防止施加应力而使各第一保护部3e、各第二保护部4e歪斜这样的状态出现。由此，维持各第一保护部3e、各第二保护部4e与各突出部10a、11a之间的缝隙较窄的状态。结果，也抑制或者防止异物从该缝隙向插口15的侵入。此外，优选各第一保护部3e、各第二保护部4e的分离的间隔，在考虑到构成旋转变压器100的各构成部件的尺寸的制造误差、设计的公差或者使用旋转变压器100的温度环境下的热所引起的膨胀、收缩的程度的情况下作设计。

在本实施方式所涉及的旋转变压器100中，通过具备具有上述的构成的定子结构20来抑制或者防止异物侵入插口15，所以成为可靠性更高的旋转变压器。

(第一保护部、第二保护部的其它形状)

在上述实施方式中，在各第一保护部3e、各第二保护部4e各自的前端部形成有台阶部3g、4g，该台阶部3g、4g形成在定子铁芯5的径向上相互相对的台阶差。然而，第一保护部、第二保护部的形状并不限于此。

图7是对第一保护部及第二保护部的其它形状进行说明的图。图7所示的板状的第一保护部3h、第二保护部4h在各自的前端部形成有在定子铁芯5的径向上相互相对的倾斜面3i、4i。另外，第一保护部3h、第二保护部4h相互稍微分离。另外，第一保护部3h、第二保护部4h具有与各突出部10a、11a的外形状的形状相仿的外形状。即使是这样的形状的第一保护部3h、第二保护部4h，对对它们分别向轴向上相互相对的方向施加力，也是处于向轴向的相互的移动不受抑制的非抑制状态，并且各自的前端部在定子铁芯5的径向上重叠，所以抑制或者防止异物侵入插口15，实现可靠性更高的旋转变压器。

此外，在图7所示的第一保护部3h、第二保护部4h的情况下，相互的倾斜面3i、4i可以接触。该情况下，若对第一保护部3h、第二保护部4h分别向轴向上相互相对的方向施加力，则相互在倾斜面3i、4i处形成滑动，所以向轴向的相互的移动不受抑制。另外，由于第一保护部3h、第二保护部4h的板厚例如薄至1mm程度以下，所以即使第一保护部3h、第二保护部4h相互在径向上错开，其错开量也极小，几乎不产生畸变。

此外，第一保护部及第二保护部被配置在同一齿部间，但如果处于不抑制向轴向的相互的移动的非抑制状态，并且各个的前端部在定子铁芯的径向上重叠，则并不限定于上述实施方式的形状。

另外，在上述实施方式中，各第一接合部3d和各第二接合部4d在各贯通孔8a的内部相互接合，但本发明并不限于此，也可以是通过各贯通孔8a在各贯通孔8a的外部相互接合这样的构成。此外，第一接合部和第二接合部通过贯通孔在贯通孔的外部相互接合的构成的情况下，例如可以是，第一接合部是通过在第一线圈罩的第二主体部上直接设置开口或者凹部而构成的，第二接合部是以贯通贯通孔、其前端的接合爪与第一接合部的开口或者凹部接合的方式延伸的构成。或者，也可以构成为，多个第一接合部及多个第二接合部中包括在贯通孔的内部相互接合的第一接合部及各第二接合部、和通过贯通孔而在贯通孔的外部相互接合的第一接合部及各第二接合部。

另外，在上述实施方式中，绝缘体6由第一绝缘体10和第二绝缘体11构成，但也可以通过嵌入成形在定子铁芯5中以一体成形的方式形成绝缘体6。

另外，在上述实施方式中，第一绝缘体10和端子台部12通过嵌入模制而一体成形，但也可以是独立形成端子台部12，并将该端子台部12安装在第一绝缘体10的构成。另外，也可以是根据需要而没有形成连接器壳体14的构成。

另外，本发明并不限定于上述实施方式。适当地组合上述的各构成要素而构成的实施方式也包含在本发明中。另外，更进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广泛的方式并不限于上述的实施方式，能够进行各种变更。

Claims (8)

1. 一种定子结构，其特征在于，具备：

定子部，具有定子铁芯和线圈，上述定子铁芯具有第一主体部和向上述第一主体部的内周侧延伸的多个齿部，并以贯通上述第一主体部的2个主表面间的方式形成有多个贯通孔，上述线圈由隔着绝缘体卷绕在各上述齿部上的绕组构成；以及

第一线圈罩及第二线圈罩，从上述定子铁芯的轴向覆盖上述线圈，

上述第一线圈罩具有从第一线圈罩的第二主体部延伸的多个第一保护部、和设置于该第一线圈罩的第二主体部的多个第一接合部，上述第二线圈罩具有从第二线圈罩的第二主体部延伸的多个第二保护部、和设置于该第二线圈罩的第二主体部的多个第二接合部，

各第一保护部及各第二保护部分别配置在各上述齿部间，

配置在同一齿部间的第一保护部及第二保护部处于向上述轴向的相互移动不受抑制的非抑制状态，并且各自的前端部在上述定子铁芯的径向上重叠，

各第一接合部和各第二接合部通过各上述贯通孔相互接合。

2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，

配置在上述同一齿部间的第一保护部及第二保护部相互分离。

3.根据权利要求1或者2所述的定子结构，其特征在于，

在各上述第一保护部、各上述第二保护部各自的前端部形成有台阶部，该台阶部形成在上述定子铁芯的径向上相互相对的台阶差。

4.根据权利要求1或者2所述的定子结构，其特征在于，

各上述第一接合部和各上述第二接合部在各上述贯通孔的内部相互接合。

5.根据权利要求3所述的定子结构，其特征在于，

各上述第一接合部和各上述第二接合部在各上述贯通孔的内部相互接合。

6.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，

上述第一保护部及上述第二保护部具有相互相对的倾斜面。

7.根据权利要求6所述的定子结构，其特征在于，

配置在上述同一齿部间的第一保护部及第二保护部相互分离。

8.一种旋转变压器，其特征在于，

具备权利要求1～7中的任意一项所述的定子结构。