CN107276279B - 定子构造和旋转变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供可靠性更高的定子构造和旋转变压器。定子构造包括：定子部，其包括定子铁心和绕组，定子铁心具有第1主体部和向所述第1主体部的内周侧延伸的多个齿部，绕组由隔着绝缘体卷绕于所述各齿部上的线圈形成；绕组盖罩，其自所述定子铁心的轴向覆盖所述绕组；端子台部，其自所述绝缘体向所述定子铁心(5)的径向外侧伸出；多个端子，其设于所述端子台部，其上缠结有构成所述绕组的线圈的末端；以及端子台罩部，其设于所述绕组盖罩，用于覆盖所述端子台部；所述端子台罩部具有设于其内部的多个隔离构件，所述多个端子中的各端子被彼此隔开地容纳在利用所述多个隔离构件形成的多个空间中的各空间内。

Description

定子构造和旋转变压器

技术领域

本发明涉及具有绕组盖罩的定子构造，特别是涉及适用于旋转变压器的定子构造和旋转变压器。

背景技术

作为旋转角传感器，公知有旋转变压器。例如，旋转变压器包括定子铁心和转子，定子铁心具有自环状的轭部朝内周侧向中心延伸的多个齿部，转子在定子铁心的内侧与定子的齿部相对地配置。在齿部上隔着绝缘体卷绕有线圈而形成绕组。线圈包括输入励磁信号的励磁线圈和根据转子的旋转角度输出2相的信号的2个检测线圈。自检测线圈分别输出依存于sinθ的sin信号和依存于cosθ的cos信号。在旋转变压器中，公知有在定子铁心的两侧安装有覆盖线圈(绕组)的2个绕组盖罩的结构(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1所公开的结构中，亦如其图7等所示的那样，在第1绕组盖罩上设有多个第1支柱部和多个第1接纳部，在第2绕组盖罩上设有多个第2支柱部和多个第2接纳部。第1支柱部、第2支柱部分别延伸到设有绝缘体的齿部之间的空间(齿隙)中。而且，在将第1绕组盖罩、第2绕组盖罩安装于定子铁心之后，对第2绕组盖罩的设有第2接纳部的位置施加超声波振动，将第1绕组盖罩的第1支柱部和第2绕组盖罩的第2接纳部彼此焊接起来。由此，第1绕组盖罩、第2绕组盖罩被彼此结合起来。

另一方面，作为将2个绕组盖罩彼此结合的结构，公知有采用由卡定突起体和卡定台阶部形成的卡扣配合(snap-fit)的结构(例如，参照专利文献2)。

在专利文献2所示的旋转变压器用的定子构造中，设于第1绕组盖罩的卡定用突起体穿过设有绝缘体的齿部之间的齿隙而与设于第2绕组盖罩的筒状突起体卡合，由此，将2个绕组盖罩结合起来。此时，卡定用突起体的卡定爪利用切槽伴有变形或应变地与筒状突起体的环状锥形部卡合，在穿过环状锥形部之后，通过卡扣配合卡定于筒状突起体里侧的卡定台阶部。

现有技术文献

专利文献

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

发明内容

另外，在旋转变压器的定子中，为了实现更高的可靠性，需要防止或抑制异物自定子的内周侧到达绕组。为了实现该目的，存在设置覆盖齿隙的与定子的内周侧相对的开口的保护构造的方法。这种保护构造例如也可通过上述专利文献1、2所述的支柱部和接纳部或者是彼此卡定的突起体来实现。

但是，由于专利文献1、2的支柱部和接纳部或者是突起体也被用作将2个绕组盖罩结合的构造，因此，在安装绕组盖罩时，彼此的位置关系通过焊接或卡定而被固定。因此，在支柱部和接纳部或者是突起体的位置、大小等因绕组盖罩的制造偏差等而跟设计值产生误差的情况下，在进行焊接或卡定时，有时该误差会体现为保护构造的形状的变形。这种变形的发生可能性和变形程度随着支柱部和接纳部或者是突起体的数量的增加而变大。在该情况下，保护构造的变形可能会导致产生意外的间隙，致使异物从该间隙处侵入齿隙。此时，根据侵入的异物的大小，该异物可能会堵在用于供构成绕组的线圈的末端缠结而将绕组与外部电连接的多个端子之间。当堵在端子之间的异物由金属形成时，可能会使端子之间电短路，由此导致旋转变压器的可靠性下降。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种可靠性更高的定子构造和旋转变压器。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的一技术方案的定子构造其特征在于，包括：定子部，其包括定子铁心和绕组，该定子铁心包括第1主体部和向所述第1主体部的内周侧延伸的多个齿部，该绕组由隔着绝缘体卷绕于所述各齿部的线圈形成；绕组盖罩，其自所述定子铁心的轴向覆盖所述绕组；端子台部，其自所述绝缘体向所述定子铁心的径向外侧伸出；多个端子，其设于所述端子台部，其上缠结有构成所述绕组的线圈的末端；以及端子台罩部，其设于所述绕组盖罩，用于覆盖所述端子台部；所述端子台罩部具有设于其内部的多个隔离构件，所述多个端子中的各端子被彼此隔开地容纳在利用所述多个隔离构件形成的多个空间中的各空间内。

本发明的一技术方案的定子构造其特征在于，所述端子台部具有分别设于所述多个端子中的各端子之间的多个凹部，所述多个隔离构件各自的顶端侧插入到所述多个凹部中的各凹部内。

本发明的一技术方案的定子构造其特征在于，在所述多个凹部各自的内侧和插入到各凹部内的所述多个隔离构件中的各隔离构件之间形成有间隙。

本发明的一技术方案的旋转变压器其特征在于具有上述定子构造。

根据本发明，能够实现可靠性更高的定子构造和旋转变压器。

附图说明

图1是实施方式的旋转变压器的示意性的分解立体图。

图2是第1绕组盖罩的示意性的立体图。

图3是图1所示的旋转变压器的A－A线处的主要部分剖视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是用来说明另一实施方式的图。

附图标记说明

1：转子；2：定子部；3：第1绕组盖罩；3a、4a：第2主体部；3b、4b：外周壁；3c：端子台罩部；3d：第1卡合部；3e：第1保护部；3f：开口；3g、4g：台阶部；3h、4f：卡合爪；3i：肋；3j：空间；4：第2绕组盖罩；4d：第2卡合部；4e：第2保护部；5：定子铁心；6：绝缘体；7：绕组；7a：线圈的末端；8：第1主体部；8a：贯通孔；9：齿部；10：第1绝缘体；10a、11a：突出部；11：第2绝缘体；12：端子台部；12a：卡合部；12b：凹部；13：端子；14：连接器壳体；15：齿隙；20：定子构造；100：旋转变压器。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的定子构造和旋转变压器的实施方式。另外，本发明并不受该实施方式的限定。此外，在各附图中，对于相同或相应的要素适当标注了相同的附图标记。

(实施方式)

图1是实施方式的旋转变压器的示意性的分解立体图。如图1所示，旋转变压器100是包括转子1、定子部2、第1绕组盖罩3、第2绕组盖罩4的VR(可变磁阻、variablereluctance)型旋转变压器(resolver)。定子部2、第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4构成了定子构造20。即，旋转变压器100包括定子构造20。

转子1具有层叠多张硅钢板等软磁性材料的钢板而成的层叠构造，其安装于未图示的电机的旋转轴，配置于定子部2的内侧。

定子部2包括定子铁心5、绝缘体6和绕组7。定子铁心5具有层叠多张硅钢板等软磁性材料的钢板而成的层叠结构，包括环状的第1主体部8以及在第1主体部8的内周侧向第1主体部8的中心延伸的多个齿部9。在本实施方式中，定子铁心5具有10个齿部9，但其数量没有特别限定。齿部9在第1主体部8的周向上等角度间隔地配置。此外，在第1主体部8上以贯通其2个主表面之间的方式形成有多个贯通孔8a。贯通孔8a位于第1主体部8的比设有后述绝缘体6的表面靠外周侧的位置。在本实施方式中，形成了5个贯通孔8a，但其数量没有特别限定。此外，在本实施方式中，贯通孔8a在第1主体部8的周向上等角度间隔地配置。以下，如图1所示那样规定定子铁心5的轴向和径向。另外，轴向与连接于转子1的电机旋转轴的轴向一致，径向与正交于该轴向的方向一致。另外，径向是指与正交于轴向的面平行的所有方向，但在图1中，用双箭头线示出了径向的其中之一。

绝缘体6由作为绝缘性材料的树脂形成，包括第1绝缘体10和第2绝缘体11。第1绝缘体10和第2绝缘体11分别形成于定子铁心5的轴向两侧的表面，具有夹着定子铁心5彼此大致对称的形状。特别是，第1绝缘体10和第2绝缘体11形成为覆盖各齿部9的4个侧面，且分别具有在各齿部9的顶端面侧(径向内周侧)向与齿部9的延伸方向(径向)交叉的方向(在本实施方式中为正交方向)突出的突出部10a、11a。第1绝缘体10和第2绝缘体11可以通过树脂的注塑成型来成形。

绕组7由隔着第1绝缘体10和第2绝缘体11卷绕于各齿部9上的线圈形成。

此外，第1绝缘体10具有向定子铁心5的径向外侧伸出的端子台部12。在端子台部12上埋设有多根(在本实施方式中为6根)端子13，还形成有凹型的连接器壳体14。端子台部12可以与第1绝缘体10同时成形。在各端子13的一端缠绕连结有构成对应的绕组7的线圈的末端，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之间形成有空间(齿隙)15。该齿隙15在尚未安装第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4时通过各齿部9的突出部10a、11a之间的开口与定子铁心5的内侧连通。

接下来，说明第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4。第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4其构成材料没有限定，但在本实施方式中由树脂形成，例如通过树脂的注塑成型来成形。作为树脂，例如可以使用绝缘性树脂。第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4以自定子铁心5的轴向两侧覆盖定子部2的绕组7的方式安装于定子部2。

图2是第1绕组盖罩3的示意性的立体图。第1绕组盖罩3的第2主体部3a整体呈环状，第2主体部3a在外周缘具有沿轴向延伸的外周壁3b，外周壁3b的一部分具有覆盖上述端子台部12的端子台罩部3c。

第1绕组盖罩3具有设于第2主体部3a上，且自外周壁3b沿轴向延伸的多个(在本实施方式中为5个)板状的第1卡合部3d，在第1卡合部3d的顶端(前端)形成有开口3f。在本实施方式中，第1卡合部3d在第1绕组盖罩3的周向上等角度间隔地配置。此外，第1绕组盖罩3具有自第2主体部3a的内周缘与第1卡合部3d同样沿轴向延伸的多个(在本实施方式中为10个)板状的第1保护部3e。在本实施方式中，第1保护部3e在第1绕组盖罩3的周向上等角度间隔地配置。此外，第1保护部3e随着朝向第2主体部3a侧去在周向上逐渐增宽。

此外，在端子台罩部3c的外周面形成有2个卡合爪3h。另一方面，在端子台部12的外周侧形成有用来供卡合爪3h卡合的2个卡合部12a(参照图1)。此外，在端子台罩部3c的内部设有作为隔离构件的肋3i，在本实施方式中，设有5条肋3i。利用这些肋3i，在端子台罩部3c的内部形成了6个空间3j。另外，端子台罩部3c、卡合爪3h和肋3i均可在成形第1绕组盖罩3时同时成形。

回看图1，第2绕组盖罩4的第2主体部4a整体呈环状，第2主体部4a在外周缘具有沿轴向延伸的外周壁4b。第2绕组盖罩4的第2主体部4a的内径、外径分别与第1绕组盖罩3的第2主体部3a的内径、外径大致相同。

此外，第2绕组盖罩4具有设于第2主体部4a，且自外周壁4b沿轴向延伸的多个(在本实施方式中为5个)板状的第2卡合部4d，在第2卡合部4d的顶端形成有卡合爪4f。在本实施方式中，第2卡合部4d在第2绕组盖罩4的周向上等角度间隔地配置。此外，第2绕组盖罩4具有自第2主体部4a的内周缘与第2卡合部4d同样沿轴向延伸的多个(在本实施方式中为10个)板状的第2保护部4e。在本实施方式中，第2保护部4e在第2绕组盖罩4的周向上等角度间隔地配置。此外，第2保护部4e随着朝向第2主体部4a侧去而在周向上逐渐增宽。

在此，在向定子部2安装第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4时，使第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4自轴向两侧靠近定子部2，将第1绕组盖罩3的各第1保护部3e插入到各齿部9的突出部10a之间，将第2绕组盖罩4的各第2保护部4e插入到各齿部9的突出部11a之间。与此同时，将第1绕组盖罩3的各第1卡合部3d和第2绕组盖罩4的各第2卡合部4d插入到定子铁心5的第1主体部8的各贯通孔8a中，通过各贯通孔8a使各第2卡合部4d的卡合爪4f与各第1卡合部3d的开口3f卡合。此外，此时使端子台罩部3c的各卡合爪3h卡合于端子台部12的各卡合部12a。

由此，第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4利用各第1卡合部3d和各第2卡合部4d结合起来。此外，端子台部12覆盖于端子台罩部3c。此外，各第1保护部3e和各第2保护部4e分别被配置于各齿部9的突出部10a之间和各齿部9的突出部11a之间。由此，各齿隙15利用各第1保护部3e和各第2保护部4e与定子铁心5的内侧隔绝。

第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4向定子部2的安装，可以通过卡合爪4f和开口3f的卡合容易地进行。此外，在本实施方式中，由于各第1卡合部3d和各第2卡合部4d是在各贯通孔8a的内部互相卡合的，因此，第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4在安装后不易松脱。

通过向定子部2安装第1绕组盖罩3和第2绕组盖罩4，绕组7和端子台部12被覆盖。由此，绕组7、构成绕组7的线圈和端子台部12不会暴露，因此，能防止绕组7、构成绕组7的线圈和端子13受到损伤。

此外，如图3、图4所示，在端子台部12被端子台罩部3c覆盖的状态下，多个端子13中的各端子被互相隔离地容纳于利用多个肋3i形成的多个空间3j中的各空间内。另外，附图标记7a是形成绕组7的线圈的末端。在图3、图4中，对于线圈的末端7a，仅示出了缠结于1个端子13上的末端7a，但在各端子13中，每一个上都缠结有线圈的末端。

这样，各端子13以利用肋3i被互相隔离的方式容纳于各空间3j中。因此，假设有由金属形成的异物侵入并达到端子台部12，也能够抑制或防止该异物使端子13之间电短路。

此外，亦如图1、图3、图4所示那样，端子台部12具有分别设于多个端子13中的各端子之间的多个(在本实施方式中为5个)槽状的凹部12b。在端子台部12被端子台罩部3c覆盖的状态下，多个肋3i各自的顶端侧成为插入到多个凹部12b中的各凹部内的状态。由此，在各端子13之间，肋3i一直延伸到端子13的基部(端子台部12侧)，因此，使得各端子13之间的隔离性变得更高。

另外，端子台部12、端子台罩部3c、肋3i等是由树脂形成的，因此，通常来讲，使端子台部12的凹部12b和肋3i之间的位置关系高度一致地进行制造是比较困难的。在由于制造误差等而导致凹部和肋之间的位置关系错位的情况下，有时肋会无法插入到凹部中，由此，可能会发生端子台部和端子台罩部之间的卡合不良等。

因此，在该旋转变压器100中，在设计凹部12b的宽度、长度和肋3i的厚度、长度时，要使端子台部12的各凹部12b的内侧和插入到各凹部12b中的各肋3i之间形成间隙t1。由此，各肋3i能够更可靠地插入到各凹部12b中，能够防止发生端子台部12和端子台罩部3c之间的卡合不良等。另外，如图4所示，这样的间隙t1成为拐弯构造，形成迷宫，因此，能够抑制或防止侵入的异物通过间隙t1在空间3j之间移动。

另一方面，第1绝缘体10、第2绝缘体11的各突出部10a、11a具有半椭圆状的外形，突出部10a和突出部11a合起来时便成为椭圆状的外形。此外，如上所述，各第1保护部3e、各第2保护部4e分别随着朝向第2主体部3a、4a侧去而在周向上逐渐增宽。由此，各第1保护部3e、各第2保护部4e具有依照各突出部10a、11a的外形的形状的外形。其结果是，能够减小各第1保护部3e、各第2保护部4e同各突出部10a、11a之间的间隙。

此外，亦如图1所示，在各第1保护部3e、各第2保护部4e的顶端部分别形成有台阶部3g、4g，台阶部3g、4g呈在定子铁心5的径向上彼此相对(对置)的台阶。由此，台阶部3g、4g以彼此嵌合的状态配置，配置于同一齿部9之间的、对应同一齿隙15的第1保护部3e和第2保护部4e彼此仅分开稍许间隔地在定子铁心5的径向上互相重叠。

在本实施方式的旋转变压器100中，通过包括具有上述结构的定子构造20，假设异物侵入齿隙15并到达端子台部12，也能抑制或防止该异物使端子13之间电短路，从而成为可靠性更高的旋转变压器。

另外，在上述实施方式中，在端子台部12被端子台罩部3c覆盖的状态下，多个肋3i各自的顶端侧成为插入到端子台部12的多个凹部12b中的各凹部内的状态，但本发明不限定于此。例如，在上述实施方式中，也可以将端子台部12替换为图5所示那样的未形成有凹部的端子台部12A，将端子台罩部3c替换为具有长度小于肋部3i的长度的肋部3Ai的端子台罩部3Ac。在该情况下，假设异物侵入齿隙15并到达端子台部12，也能抑制或防止该异物使端子13之间电短路。另外，在该情况下，为了防止端子台部12A和端子台罩部3Ac之间的卡合不良等，也是优选在设计肋部3Ai的长度时，使端子台部12A和肋部3Ai的顶端侧之间产生间隙t2。但是，这样的间隙t2优选设为使得侵入的异物不易通过间隙t2在空间3j之间移动那样程度的大小。

此外，在上述实施方式中，绝缘体6由第1绝缘体10和第2绝缘体11形成，但也可以通过嵌入式成形而将绝缘体6一体成形于定子铁心5来形成绝缘体6。

此外，在上述实施方式中，第1绝缘体10和端子台部12是通过嵌入式模具一体成形的，但也可以是单独形成端子台部12，再将其安装于第1绝缘体10的结构。此外，根据需要，也可以采用不形成连接器壳体14的结构。

此外，本发明不受上述实施方式的限定。适当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。此外，对于本领域技术人员而言，可以容易地导出更多的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的技术方案不限定于上述实施方式，是能够进行各种变更的。

Claims (3)

1.一种定子构造，其特征在于，

该定子构造包括：

定子部，其包括定子铁心和绕组，该定子铁心包括第1主体部和向所述第1主体部的内周侧延伸的多个齿部，该绕组由隔着绝缘体卷绕于各所述齿部的线圈形成；

绕组盖罩，其自所述定子铁心的轴向覆盖所述绕组；

端子台部，其设于所述定子铁心的所述第1主体部上，自所述绝缘体向所述定子铁心的径向外侧伸出；

多个端子，其设于所述端子台部，其上缠结有构成所述绕组的线圈的末端；以及

端子台罩部，其设于所述绕组盖罩，用于覆盖所述端子台部；

所述端子台部具有分别设于所述多个端子中的各端子之间的多个凹部，

所述端子台罩部具有设于其内部的多个隔离构件，所述多个隔离构件各自的顶端侧插入到所述多个凹部中的各凹部内，所述多个端子中的各端子被彼此隔开地容纳在利用插入到所述多个凹部中的各凹部内的所述多个隔离构件形成的多个空间中的各空间内，在所述多个凹部各自的内侧和插入到各凹部内的所述多个隔离构件中的各隔离构件之间形成有间隙，

所述绕组盖罩和所述端子台罩部和所述多个隔离构件是由树脂形成。

2.根据权利要求1所述的定子构造，其特征在于，

所述隔离构件为与所述端子台罩部一体地形成的肋。

3.一种旋转变压器，其特征在于，

该旋转变压器具有权利要求1～2中任一项所述的定子构造。