JP2011239502A - 回転角検出又は回転同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバのステータ巻線と電気的に接続される導電性のコネクタピンが設けられたコネクタユニットを、ステータに強固に装着できるようにすること。
【解決手段】レゾルバは、ステータ２００を構成する平板２５０が延ばされて形成された延設部２６０を有する。その延設部２６０は、内側がくり抜かれた枠状とされる。またレゾルバは、ステータ２００に装着される、樹脂で形成された絶縁キャップ４００を有する。その絶縁キャップ４００には、絶縁キャップ４００に対して突出され樹脂部４５０が一体的に形成される。その樹脂部４５０は、延設部２６０内側に形成されたくり抜き部分２６４に嵌め込まれるとともに、延設部２６０の各枠部２６１〜２６３と固定される。樹脂部４５０には、コネクタピン４７１〜４７６が設けられ、これら延設部２６０、樹脂部４５０とからコネクタユニットが構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステータ及びロータを有するレゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造に関する。

従来、ステータ及びロータを有し、ステータに対するロータの回転位置によってステータとロータとの間の相互インダクタンスが変化することを利用して、ステータに対するロータの回転角に応じた検出信号を出力する回転角検出装置としてのレゾルバが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１６は、従来のレゾルバの構造を示した図である。図１６のレゾルバ９００は、内周面９１０ａから内方へ突出する複数のステータティース９２０が形成されたステータ９１０を備える。また、ステータ９１０の内側には、ロータ９８０が回転可能に設けられる。そのロータ９８０は、回転軸回りの回転によりステータティース９２０とのギャップパーミアンスが変化するようにステータ９１０に対して回転可能に設けられる。

各ステータティース９２０には、絶縁性の樹脂からなるボビン体９４０を介してステータ巻線９５０が巻回される。そのステータ巻線９５０は、複数相の巻線から構成される。具体的には、ステータ巻線９５０は、励磁信号が入力されてステータティース９２０を励磁する励磁巻線９５１と、ロータ９８０の回転にともなって変化するギャップパーミアンスに応じた検出信号が出力される出力巻線９５２とを有する。

また、レゾルバ９００は、ステータ９１０に接続され、ステータ９１０に対して突出するように設けられるコネクタユニット９７０を有する。そのコネクタユニット９７０は、絶縁性の樹脂で形成され、その表面に導電性の複数のコネクタピン９７１が設けられる。各コネクタピン９７１には、ステータ巻線９５０を構成する各巻線の端線が接続される。なお、コネクタユニット９７０は樹脂で形成されているので、各コネクタピン９７１は、他の部位との間で絶縁が保たれている。よって、各コネクタピン９７１を介して、ステータ巻線９５０に信号を入力したり、ステータ巻線９５０からの信号を取り出したりすることができるようになっている。

このような構成のレゾルバ９００では、励磁巻線９５１の両端線が接続されたコネクタピン９７１間に励磁信号が入力されると、ステータティース９２０が励磁される。この状態で、ロータ９８０が回転してギャップパーミアンスが変化すると、出力巻線９５２には、そのギャップパーミアンスに応じた検出信号が発生される。そして、出力巻線９５２の端線と接続されたコネクタピン９７１から出力される検出信号に基づいて、ロータ９８０の回転角が検出される。

また従来、レゾルバと同様の構造を有する回転同期装置としてのシンクロが知られている。このシンクロは、レゾルバと同様のステータ及びロータを有し、ステータティースに巻回される出力巻線からロータの回転角に応じて正弦波状に変化する互いに位相角が１２０度ずれた３相の信号を出力する。そして、同じ構造の２つのシンクロを接続すると、各シンクロから出力される信号の差に基づいて、一方のシンクロのロータが、他方のシンクロのロータと同じ回転角となるように回転される。すなわち、これら２つのシンクロが同期される。このように、シンクロは、一般的に、２個１組で用いられ、この場合、一方をシンクロ発信機と称し、他方をシンクロ受信機と称する。

特開２００３−３４４１０７号公報

ところで、レゾルバ、シンクロにおいては、回転角の検出精度を高めるためには、励磁巻線や出力巻線を精度良く巻回する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されたレゾルバ９００では、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、励磁巻線９５１や出力巻線９５２を精度良く巻回ための機構が複雑になる。また、ステータティース９２０が内方に向けて設けられているため、巻回するためのスペースが狭くなる。また、従来のステータ９１０は、複数の電磁鋼板を積層するなどして、十分な厚さで構成されていたので、レゾルバ、シンクロの製造工程が複雑化するという問題があった。

さらに、従来のレゾルバ９００では、樹脂で形成されたコネクタユニット９７０がステータ９１０に対して突出するように設けられているので、そのコネクタユニット９７０が不安定となるおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レゾルバ、シンクロ等の回転角検出又は回転同期装置の構造を簡素化するとともに、コネクタユニットをステータに強固に装着できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の回転角検出又は回転同期装置は、磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
磁性材料から構成され、回転軸回りの回転により前記ステータティースとのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
そのロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
前記ステータに装着され、前記ステータ巻線と電気的に接続される導電性のコネクタピンが設けられたコネクタユニットと、
前記ステータを構成する平板が前記コネクタユニットの方向に延ばされて形成された延設部と、を備え、
前記コネクタユニットは、前記延設部を含んで構成されたことを特徴とする。

これによれば、ステータティースが平板面に対して起立しているので、ステータの内側の狭い空間でステータ巻線を巻回させる必要がなくなる。そのため、ステータ巻線を精度良く巻回することができる。また、ステータが平板で形成されているので、ステータの構造を簡素化することができる。また、コネクタユニットは、ステータを構成する平板が延ばされて形成された延設部を含んで構成されているので、ステータに強固に装着できる。

また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記コネクタユニットは、前記コネクタピンが設けられた、樹脂で形成された樹脂部を有し、その樹脂部が前記延設部に支持される形態で設けられる。

これによれば、コネクタピンが樹脂部に設けられているので、コネクタピンを確実に他の部位から絶縁させることができる。そして、その樹脂部が延設部に支持される形態で設けられるので、樹脂部を強固に固定させることができる。

この場合、前記延設部は、内側がくり抜かれた枠状とされており、
前記樹脂部は、前記延設部のくり抜かれた部分に設けられ、前記樹脂部の周囲で前記延設部が接続される形態で設けられたとすることができる。

これによれば、樹脂部の周囲で延設部が接続されて樹脂部が設けられるので、その樹脂部を強固に固定させることができる。

また、前記ステータティースに装着され、外側に前記ステータ巻線が巻回されるボビンを有する樹脂で形成された絶縁キャップを備え、
前記樹脂部は、前記絶縁キャップと一体的に形成されたものとすることができる。

このように絶縁キャップと樹脂部とを一体化させることにより、樹脂部に設けられたコネクタピンと絶縁キャップに設けられたボビンに巻回されるステータ巻線との接続をし易くすることができる。

また、本発明の回転角検出又は回転同期装置において、前記コネクタユニットは、前記コネクタピンが直接前記延設部に設けられており、前記コネクタピンの前記延設部との接続部分が、樹脂で形成されたとしてもよい。

このように、コネクタピンを直接延設部に設けることで、上記の樹脂部を省略することができる。この場合、コネクタピンの延設部との接続部分が樹脂で形成されているので、コネクタピンを他の部位から絶縁させることができる。

第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。 第一実施形態のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。 第一実施形態における絶縁キャップ４００の斜視図である。 図３の絶縁キャップ４００を裏面から見た斜視図である。 延設部２６０と樹脂部４５０との接続状態を示した図である。 ロータ３００の構造の説明図である。 ステータ巻線の説明図である。 ロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示した図である。 レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。 第二実施形態のレゾルバ１０１の構成例の分解斜視図である。 第二実施形態のステータ２００及び絶縁キャップ４０１の分解斜視図である。 コネクタピン４２１の構造を示した図である。 コネクタピン４２１と延設部２７０との接続状態を示した図である。 変形例４に係るコネクタピン４４１の構造を示した図である。 図１４のコネクタピン４４１と延設部２７０との接続状態を示した図である。 従来のレゾルバの構造を示した図である。 シンクロの用途例を示した図である。

（第一実施形態）
次に、本発明に係る回転角検出装置としてのレゾルバの第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態のレゾルバ１００の構成例の分解斜視図である。なお、図１では、ステータ巻線等の配線の図示を省略するとともに、ステータとロータとを分解して示している。また、図１では、レゾルバ１００が、８個のステータティースを有し、１相励磁２相出力型のレゾルバを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、図１のステータ２００及び絶縁キャップ４００の分解斜視図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

レゾルバ１００は、ステータ（固定子）２００と、ロータ（回転子）３００とを含む。レゾルバ１００は、いわゆるインナーロータ型の回転角検出装置である。すなわち、ステータ２００の内側にロータ３００が設けられ、ステータ２００がロータ３００の外周側（外径側）の側面と対向した状態で、ロータ３００の回転角に応じて、ステータ２００に設けられたステータ巻線を構成する出力巻線からの信号が変化するようになっている。

ステータ２００は、磁性材料からなる環（リング）状の平板２５０を用いて構成され、この平板２５０に複数のステータティースが設けられている。これらのステータティースは、平板２５０の平板面に対して交差するように設けられている。図１では、ステータ２００は、折り曲げ加工（広義には曲げ加工）等により平板面に対して同一面側に略垂直に起こされた８個のステータティース（突極部）２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈを有する。ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、プレス加工により予め平板２５０に形成された後、折り曲げプレス加工（広義には曲げ加工）により、平板２５０の面に対して略垂直となるように起こされている。これらのステータティースは、環状の平板２５０の内側（内径側）の縁部に形成される。また、これらのステータティースは、各ステータティースの面のうち少なくともロータ３００の側面と対向する面は平面ではなく、ロータ３００の回転軸の方向に沿って見たときに、環状の平板２５０の内径側に位置する点を中心とする円弧の一部となるように形成されている。

このような磁性材料からなるステータ２００の平板２５０の材質は、電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃであることが望ましい。ＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）は、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定される冷間圧延鋼板及び鋼帯である。Ｓ４５Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．４５％程度の炭素を含有している。Ｓ１０Ｃは、ＪＩＳ Ｇ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材で、０．１０％程度の炭素を含有している。

以上のような構成を有するステータ２００は、磁性材料として１枚の電磁鋼板により構成されるため、材料費として高価である上に折り曲げプレス加工による曲げに弱く、曲げによる加工精度や信頼性を維持できにくい積層電磁鋼板を採用する場合に比べて、低コストで、曲げによる加工精度や信頼性を維持できるようになる。しかも、曲げ加工による磁性材料の粒状破壊を防止し、曲げ加工前の磁気特性を確保することにより高精度な角度検出を可能とする。

また、ステータ２００には、外部からの励磁信号を入力したり検出信号を出力したりするためのコネクタピン４７１〜４７６が設けられるコネクタユニット６００が、ステータに対して突出するように設けられる。そして、図２に示すように、そのコネクタユニット６００の一部を構成する延設部２６０が、ステータ２００に対して突出するように設けられる。その延設部２６０は、ステータ２００を構成する平板２５０が延ばされて形成されたものである。また、延設部２６０は、内側がくり抜かれた四角の枠状とされている。具体的には、延設部２６０は、延設部２６０の中心から見てステータ２００と接続される側を上側とすると、左側には左枠部２６１が、右側には右枠部２６２が、下側には下枠部２６３が形成されている。また、延設部２６０の各枠部２６１〜２６３で囲まれた部分であるくり抜き部分２６４が形成されている。

また、ステータ２００には、平板２５０に装着可能に構成された環状の絶縁キャップ４００が装着される。絶縁キャップ４００には、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈの位置に合わせて設けられた複数のボビン４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ、４１０ｅ、４１０ｆ、４１０ｇ、４１０ｈが一体に形成されている。各ボビンは、挿入孔（ステータティース挿入孔）を有し、当該ボビンに対応するステータティースがその挿入孔に挿入されるとともに、その外側にステータ巻線が巻回される。複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈを構成する各ボビンの挿入孔の向きは、ロータ３００の回転軸の向きである。

ここで、図３は、第一実施形態における絶縁キャップ４００の斜視図であり、図４は、図３の絶縁キャップ４００を裏面側から見た斜視図である。

絶縁キャップ４００では、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈが有する挿入孔の向きが、ロータ３００の回転軸の向きと一致している。そのため、ステータ２００に絶縁キャップ４００を装着する際に、平板２５０の上方から装着することができる上に、ステータ２００の内側の狭い空間で各ボビンにステータ巻線を巻回させる必要がなくなる。したがって、絶縁キャップ４００の取り付け工程が簡素化される上に、別工程において、予め絶縁キャップ４００を形成しておくことが可能となる。これにより、レゾルバ１００の生産効率の向上やコストダウンを図ることが可能となる。

また絶縁キャップ４００に設けられる複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈを構成する各ボビンには、ステータ巻線の位置ずれを防止する位置ずれ防止手段としてのつば部が設けられている。そして、そのつば部によってボビンに凹部が形成されるようにし、この凹部においてステータ巻線の位置がずれないようになっている。つば部は、ボビン４１０ａ〜４１０ｈのそれぞれに設けられてもよいし、ボビン４１０ａ〜４１０ｈの一部にのみ設けられていてもよい。このような位置ずれ防止手段を設けることにより、磁束の均一化を図ることができるようになり、信頼性を向上させることができるようになる。

さらに、絶縁キャップ４００は、複数の渡りピン（突起部）４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃ、４８０ｄ、４８０ｅ、４８０ｆ、４８０ｇを含み、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈ及び複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇが一体に形成されている。複数の渡りピン４８０ａ〜４８０ｇを構成する各渡りピンは、２つのボビンの間において、環状の絶縁キャップ４００の所与の円周上に形成されている。なお、ボビン４１０ａ、４１０ｈの間には、渡りピンが形成されていない。各渡りピンは、２つのボビンの間に設けられた円柱状の形状を有し、一方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される導線が、渡りピンにおいて張力を持たせた状態で掛けられて、他方のボビンの外側に巻回されるステータ巻線と電気的に接続される。これにより、２つのボビンの距離が長くなっても共振し難くなる上に、ステータ巻線の巻き数を半ターン単位で調整できるようになる。ここで、導線に張力を持たせ易くし、かつその状態をできるだけ長く維持させるために、渡りピンは、ロータ３００の回転軸の向きと同じ向きの部分を有することが望ましい。

また、絶縁キャップ４００は、ステータ２００（ステータ２００の平板２５０）の縁部に係止する１又は複数の係止部４７０を含み、これらの係止部４７０によりステータ２００に装着可能に構成されている。

さらに、絶縁キャップ４００には、コネクタユニット６００の一部を構成する樹脂部４５０が形成される。その樹脂部４５０は、絶縁キャップ４００を構成する樹脂で、絶縁キャップ４００と一体的に形成されたものである。また、樹脂部４５０は、上述の延設部２６０の設置位置と対応するように、複数のボビン４１０ａ〜４１０ｈが形成された環状の部分に対して径方向外側に突出するように形成される。また、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分２６４の形状と対応するように、四角の平板状とされる。すなわち、樹脂部４５０は、延設部２６０の内側に形成されたくり抜き部分２６４にはまるように設けられる。また、樹脂部４５０には、６個のコネクタピン挿入孔４６１〜４６６が一列に設けられている。そして、コネクタピン挿入孔４６１〜４６６のそれぞれには、励磁信号の入力や検出信号の出力を行うために導電材からなる６個のコネクタピンピン４７１〜４７６がそれぞれ挿入される。

また、樹脂部４５０の各縁部には、延設部２６０に固定するための、爪構造の係止部４５２、４５４、４５６が形成されている。ここで、図５は、係止部４５２、４５４、４５６と延設部２６０との固定方法を説明するための図であり、延設部２６０の左枠部２６１と樹脂部４５０の左縁部に形成された係止部４５２との接続状態を示している。樹脂部４５０が、左枠部２６１の第一の面ＰＬ１側から装着されて係止部４５２が左枠部２６１の第二の面ＰＬ２側に突出した際、係止部４５２が左枠部２６１の縁部の第二の面ＰＬ２側で係止するようになっている。なお、右枠部２６２と樹脂部４５０の右縁部に形成された係止部４５４との接続、並びに下枠部２６３と樹脂部４５０の下縁部に形成された係止部４５６との接続も、図５と同様である。また、図４の絶縁キャップ４００の裏面に形成された係止部４７０ａ〜４７０ｇとステータ２００の平板２５０との接続も、図５と同様である。

このように、樹脂部４５０を含む絶縁キャップ４００は、ステータ２００の平板２５０の内径側の縁部に係止部４７０ａ〜４７０ｇが係止され、延設部２６０の各枠部２６１〜２６３に樹脂部の各係止部４５２、４５４、４５６が係止されることで、装着される。

このような絶縁キャップ４００をステータ２００の平板２５０に装着することにより、ステータ２００とステータ巻線とが電気的に絶縁される。これにより、ステータ巻線により構成されるコイルの絶縁破壊を防止できる。

また、樹脂部４５０を延設部２６０に装着することにより、その樹脂部４５０は、樹脂部４５０の周囲で延設部２６０が接続される形態で設けられることになる。そして、延設部２６０は、ステータ２００を構成する平板２５０（例えば電磁鋼板）が延ばされて形成されたものであるので、ステータ２００に対して樹脂部４５０を強固に固定させることができる。その結果、これら延設部２６０、樹脂部４５０から構成されるコネクタユニット６００が、ステータ２００に対して強固に固定されることになる。また、樹脂部４５０を、複数のボビンと共に一体に形成するようにしたので、樹脂部に設けられたコネクタピンと絶縁キャップに設けられたボビンに巻回されるステータ巻線との接続をし易くすることができる。その結果、ステータ巻線を確実に固定させて、信頼性を向上させることができるようになる。また、コネクタピン４７１〜４７６は、樹脂で形成された樹脂部４５０に設けられているので、それらコネクタピン４７１〜４７６を確実に他の部位から絶縁させることができる。

このような樹脂部４５０を含む絶縁キャップ４００は、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ−ｂｕｔｙｌｅｎｅ−ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリブチレンテレフタレート）又はＰＰＴ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ：ポリプロピレンテレフタレート）等の絶縁性の樹脂（絶縁材）を用いた射出成型により形成される。

ロータ３００は、ステータ２００と同じ材質の磁性材料からなり、ステータ２００に対して回転自在に設けられている。より具体的には、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。例えば、ロータ３００の軸倍角が「３」であり、所与の半径の円周線を基準に、該円周線の１周につき、平面視において外径側の外径輪郭線を３周期で変化する形状を有している。そして、平板２５０に対して起こされたステータティースの内側（内径側、内周側）の面と対向するロータ３００の外周側に形成された外側面３２０（図３参照）が、ロータ３００の１回転につき３周期でギャップパーミアンスが変化するようになっている。

ここで、図６は、ロータ３００の構造の説明図である。図６（ａ）はロータ３００の斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったロータ３００の断面構造を模式的に表した図である。

このロータ３００は、１枚の電磁鋼板で形成され、平板として構成されたロータ平板部３１０を有する。なお、ロータ３００の材質は、電磁鋼板の他に、普通鋼であるＳＰＣＣ又は機械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ１０Ｃを採用することもできる。そのロータ平板部３１０は、回転角の検出対象物に取り付けられて、その検出対象物の回転にしたがって自らも回転軸回りに回転されるものである。具体的には、ロータ平板部３１０は、その表面が、ロータ３００の回転軸と直角に交差する平面とされる。また、ロータ平板部３１０は、回転軸と交差する中心付近で穴が空けられた環状とされる。

また、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の外周縁部からロータ平板部３１０に対して直角（回転軸と平行な方向）に曲がって形成された対向部３２０を有する。その対向部３２０は、その面（対向面）がステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面と平行に対向されるように、ロータ平板部３１０を構成する電磁鋼板が曲げられて形成されたものである。

また、ロータ平板部３１０の厚さをｔ１としたときに、ロータ３００の対向部３２０の高さＨが、５×ｔ１≦Ｈ≦９×ｔ１の範囲とされることが望ましい。対向部３２０の高さＨを９×ｔ１より高くしても、これ以上、検出信号のレベルを改善させることが期待できずに、却ってロータ３００の大型化を招く。一方、対向部３２０の高さＨを５×ｔ１より低くすると、検出信号のレベルが低くなる。

このように、ロータ平板部３１０の外周縁部に対向部３２０を形成することで、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈの面と対向する面積を増加させ、電磁鋼板を多く積層させたときと同等の厚さを確保できる。よって、ロータ３００の構造を簡素化しつつ、検出信号のレベルを向上することができる。

なお、ロータ３００は、ロータ平板部３１０の内周縁部も曲げられて、その曲げられた部分である内周側曲げ部分３３０が形成されている。その内周側曲げ部分３３０が形成されることで、ロータ３００の取り付けが簡単になるととともに、ロータ３００の体積を増加させて磁束のやり取りに寄与させることができる。

次に、ロータ３００の回転によって出力巻線から出力される検出信号を取り出すためのステータ巻線について説明する。ステータ巻線は、励磁巻線と出力巻線とから構成され、励磁巻線により励磁した状態で、ステータ２００に対するロータ３００の回転により、出力巻線の信号が変化する。

ここで、図７は、ステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈに巻回されるステータ巻線の説明図である。具体的には、図７（ａ）は、ステータ巻線を構成する励磁巻線４の説明図を示しており、図７（ｂ）は、ステータ巻線を構成する出力巻線５の説明図を示している。図７（ａ）、（ｂ）は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図７（ａ）では、励磁巻線４の巻き方向を模式的に示し、図７（ｂ）では、出力巻線５の巻き方向を模式的に示す。実際には、各ボビンのステータ巻線を電気的に接続する導線は、その間に形成された渡りピンを経由させる。

励磁巻線４は、図７（ａ）に示すように、隣り合うステータティースの巻回方向が互いに反対方向になるように巻回される。そして、励磁巻線４の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、励磁巻線４の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＲ１、Ｒ２と称すと、コネクタピンＲ１、Ｒ２間に、励磁信号が与えられて、励磁巻線４に励磁信号が入力される。なお、各ステータティースに巻回される励磁巻線４は、例えばコイル巻線とすることができる。

また、図７（ｂ）に示すように、２相の検出信号を得るために、出力巻線５は２組の巻線部材からなる。２相の検出信号のうちの第１相（例えばｓｉｎ相）の検出信号を得るための出力巻線５１は、例えばステータティース２１０ａから反時計回りにステータティース２１０ｇまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第１相の出力巻線５１の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第１相の出力巻線５１の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ１、Ｓ３と称すると、第１相の検出信号は、コネクタピンＳ１、Ｓ３間の信号として出力される。

一方、２相の検出信号のうちの第２相（例えばｃｏｓ相）の検出信号を得るための出力巻線５２は、例えばステータティース２１０ｂから反時計回りにステータティース２１０ｈまで、１つおきに各ステータティースに巻回される。そして、第２相の出力巻線５２の両端線はそれぞれ、樹脂部４５０に設けられたコネクタピン４７１〜４７６のいずれかに接続される。ここで、第２相の出力巻線５２の端線と接続されたコネクタピン４７１〜４７６をコネクタピンＳ２、Ｓ４と称すると、第２相の検出信号は、コネクタピンＳ２、Ｓ４間の信号として出力される。なお、各ステータティースに巻回される出力巻線５は、例えばコイル巻線とすることができる。

このように、ステータティース２１０ａ、２１０ｃ、２１０ｅ、２１０ｇが挿入孔に挿入されるボビン４１０ａ、４１０ｃ、４１０ｅ、４１０ｇのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第１相（ｓｉｎ相）の出力巻線５１が巻回される。ステータティース２１０ｂ、２１０ｄ、２１０ｆ、２１０ｈが挿入孔に挿入されるボビン４１０ｂ、４１０ｄ、４１０ｆ、４１０ｈのそれぞれの外側には、励磁巻線４及び第２相（ｃｏｓ相）の出力巻線５２が巻回される。

なお、励磁巻線４の巻き方向は、図７（ａ）に示す方向に限定されるものではない。また、出力巻線５の巻き方向は、図７（ｂ）に示す方向に限定されるものではない。

以上のような構成を有するレゾルバ１００では、ステータ２００に対するロータ３００の回転によって、次のような磁気回路が形成される。ここで図８は、図１のロータ３００の回転軸方向にレゾルバ１００を見た平面図であり、図１又は図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図８では、説明の便宜上、絶縁キャップ４００の図示を省略するとともに、ステータ２００に対してロータ３００が回転状態のときのある時刻における磁束の向きを模式的に示している。また、図８において、巻線磁芯としての各ステータティースを通る磁束の向きを模式的に示している。

絶縁キャップ４００を介してステータ２００のステータティース２１０ａ〜２１０ｈにステータ巻線４、５が巻回されており、ロータ３００が回転すると、ロータ３００を介して隣り合うステータティース間で磁気回路が形成される。図８に示すように、隣り合うステータティースを通る磁束の向きが反対方向となるようにステータ巻線４、５が巻回されているため、ロータ３００の回転によって、各ステータティースに巻回されるステータ巻線４、５に発生する電流もまた変化し、例えば出力巻線５に発生する電流波形を正弦波状にすることができる。

次に、本実施形態におけるレゾルバ１００の製造方法について説明する。図９は、レゾルバ１００の製造方法の一例のフロー図である。レゾルバ１００を製造するために、先ず、ステータ形状加工工程においてステータ２００の形状を加工した（ステップＳ１０）後に、折り曲げプレス加工工程（曲げ工程）において、平板状のステータ２００のステータティースを折り曲げて、複数のステータティースが平板面に対して起こされる（ステップＳ１２）。その結果、図２に示すように、平板２５０に対してステータティース２１０ａ〜２１０ｈが起こされる。

すなわち、ステップＳ１０のステータ形状加工工程では、ステップＳ１２の折り曲げプレス加工を行うために、１枚の電磁鋼板、普通鋼であるＳＰＣＣ、機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ又はＳ１０Ｃを材質とする磁性材料からなる平板をプレス加工する。そして、内径側の縁部に折り曲げ加工前のステータティースを有した環状の平板２５０を形成する。またその際、その平板２５０と同じ磁性材料で、その平板２５０に対して突出した延設部２６０（図２参照）も形成する。具体的には、例えば、平板をプレス加工して、四角状の平板に形成するとともに、その四角状の平板の内側をくり抜いて、延設部２６０を形成する。なお、延設部２６０の形成は、ステータティースの形成と同時又は別時のどちらでもよい。

そして、ステップＳ１２では、折り曲げプレス加工により、ステップＳ１０において形成された複数のステータティースを、断面視において、その根本部分がＲ形状となるように加工される。この結果、ステータティース２１０ａ〜２１０ｈは、ステータ２００の平板面に対して略垂直となるように起こされる。

続いて、絶縁キャップ取り付け工程として、図３に示す樹脂部４５０を含む絶縁キャップ４００を、そのボビンに設けられた挿入孔に、ステップＳ１２で起こされたステータティースを挿入して、平板２５０に取り付ける（ステップＳ１４）。このとき、絶縁キャップ４００に設けられた１又は複数の係止部により、平板２５０に係止することで取り付けられる。またこれと同時に、絶縁キャップ４００と一体的に形成された樹脂部４５０が、延設部２６０に取り付けられる。すなわち、図５を参照して説明したように、絶縁キャップ４００のボビンをステータティースに挿入するにともなって、樹脂部４５０が、延設部２６０の上方側から、内側に形成されたくり抜き部分２６４に嵌め込まれる。この際、樹脂部４５０の各縁部に形成された各係止部４５２、４５４、４５６が、それぞれ対応する延設部２６０の各枠部２６１〜２６３に係止されることで、樹脂部４５０が延設部２６０に取り付けられる。なお、樹脂部４５０を含む絶縁キャップ４００は、射出成形により予め形成される。

その後、巻線部材取り付け工程として、ステップＳ１２で起こされたステータティース２１０ａ〜２１０ｈの各ステータティースを巻線磁芯として、各ステータティースの外側にステータ巻線が巻回される（ステップＳ１６）。こうして起こされたステータティースのそれぞれの周囲に、励磁用の励磁巻線４及び検出用の出力巻線５が巻回される。なお、ボビンにステータ巻線を取り付けた絶縁キャップ４００を、平板２５０に装着するようにしてもよい。

次に、ロータ加工工程として、１枚の電磁鋼板がプレス加工されて、図６に示すロータ３００が形成される（ステップＳ１８）。すなわち、平板が環状にされてロータ平板部３１０が形成されるとともに、その環状にされた平板の外周縁部及び内周縁部が折り曲げられて対向部３２０及び内周側曲げ部分３３０が形成される。

次に、ロータ取り付け工程として、ロータ３００が、ステータ２００に対して回転自在となるように、ステータ２００の内径側に設けられる（ステップＳ２０）。より具体的には、ロータ取り付け工程において、ロータ３００は、ロータ３００の回転軸回りの回転によりロータ３００の外側の対向部３２０の面とステータ２００の各ステータティースとの間のギャップパーミアンスが変化するようにステータ２００に対して回転可能に設けられる。なお、図９では、ロータ加工工程が、巻線部材取り付け工程の後に行われるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、少なくともロータ取り付け工程に先立って行われていればよい。以上のように、本実施形態におけるレゾルバ１００が製造される。

以上説明したように、本実施形態のレゾルバ１００によれば、コネクタユニット６００が、ステータ２００を構成する平板が延ばされた形成された延設部２６０を含んで構成されているので、ステータ２００に対してコネクタユニット６００を強固に固定させることができる。また、そのコネクタユニット６００を構成する樹脂部４５０が、周囲で延設部２６０に接続されて延設部２６０に支持される形態で設けられているので、樹脂部４５０を強固に固定させることができる。特に、本実施形態のように、ステータが平板で構成されるレゾルバに、本実施形態のようなコネクタユニットを採用すると好適である。なぜなら、ステータが平板で構成されている場合に、樹脂からなるコネクタユニットを直接ステータに接続すると、ステータが薄い分、コネクタユニットの接続が不安定になるためである。また、コネクタユニット６００を構成する樹脂部４５０は、延設部２６０にはまるように平板状に形成されているので、コネクタユニット６００をコンパクトにすることができる。

（変形例１）
上記第一実施形態では、樹脂部４５０を含む絶縁キャップ４００を予め射出成形により形成し、その後、絶縁キャップ４００をステータ２００及び延設部２６０に装着していた。しかし、これに限定されるものではなく、ステータ及び延設部に対して、樹脂部を含む絶縁キャップを一体成形してもよい。これによれば、絶縁キャップをステータに対して強固に固定することができる。

（変形例２）
上記第一実施形態では、樹脂部４５０と絶縁キャップ４００とが一体とされていたが、別体とされていてもよい。この場合、例えば、樹脂部については延設部と一体成形し、絶縁キャップについては第一実施形態のように予め形成したものをステータに装着するようにしてもよい。これにより、樹脂部を延設部に強固に固定できるとともに、ステータに装着する前に絶縁キャップのボビンに予めステータ巻線を巻回しておくことができるので、ステータ巻線の巻回を容易とすることができる。

（変形例３）
上記第一実施形態では、延設部２６０が枠状とされ、その内側に形成されたくり抜き部分２６４に樹脂部４５０が設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、延設部を、内側をくり抜かないで平板状とし、樹脂部を、その延設部の上に載置される形態で設けてもよい。この場合も、樹脂部は、延設部に支持されることになるので、強固に固定されることになる。

（第二実施形態）
次に、本発明に係るレゾルバの第二実施形態について第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここで、図１０は、第二実施形態のレゾルバ１０１の構成例の分解斜視図である。なお、図１０では、ステータ巻線等の配線の図示を省略するとともに、ステータとロータとを分解して示している。また、図１１は、図１０のステータ２００及び絶縁キャップ４０１の分解斜視図である。なお、図１０、図１１では、第一実施形態と変更がない部品には同じ符号を付している。

本実施形態では、コネクタユニットの構造が第一実施形態のそれと異なっている。以下、具体的に説明する。本実施形態では、ステータ２００の平板２５０が延ばされて形成された延設部２７０が設けられる。その延設部２７０は、内側がくり抜かれておらず、四角の平板状とされる。その延設部２７０には、６個のコネクタピン挿入孔４３１〜４３６が一列に設けられている。そして、コネクタピン挿入孔４３１〜４３６のそれぞれには、６個のコネクタピン４２１〜４２６がそれぞれ挿入される。つまり、本実施形態では、延設部２７０に直接コネクタピン４２１〜４２６が設けられて、コネクタユニット６０１が構成される。

ここで、図１２は、コネクタピン４２１〜４２６の構造を説明するための図であり、一番左に設けられるコネクタピン４２１の構造を示している。図１２（ａ）に示すように、コネクタピン４２１は、導電材からなる導電ピン４２１ａと絶縁性の樹脂からなる絶縁ピン４２１ｂとから構成される。導電ピン４２１ａ及び絶縁ピン４２１ｂは、ピン状とされる。そして、導電ピン４２１ａと絶縁ピン４２１ｂは、互いの端面にて接着剤等で接続される。なお、図１２（ｂ）に示すように、導電ピン４２１ａの一部が絶縁ピン４２１ｂに刺さるようにして、導電ピン４２１ａと絶縁ピン４２１ｂとを接続してもよい。なお、他のコネクタピン４２２〜４２６の構造も、図１２のコネクタピン４２１と同じである。

図１３は、図１２のコネクタピン４２１と延設部２７０との接続状態を示した図である。図１３に示すように、コネクタピン４２１の絶縁ピン４２１ｂが、延設部２７０に形成されたコネクタピン挿入孔４３１に挿入されることで、コネクタピン４２１が延設部２７０に設けられる。すなわち、コネクタピン４２１の導電ピン４２１ａと延設部２７０との間には、絶縁ピン４２１ｂが介されることになる。これによって、導電ピン４２１ａが、延設部２７０を含む他の部位から絶縁される。なお、他のコネクタピン４２２〜４２６と延設部２７０との接続も、図１３と同じである。なお、コネクタピン４２１〜４２６と延設部２７０との接続は、予め導電ピン及び絶縁ピンからなるコネクタピンを形成しておき、その後、そのコネクタピンをコネクタピン挿入孔に挿入してもよく、又は、コネクタピン挿入孔に対して、導電ピン及び絶縁ピンからなるコネクタピンを一体成形してもよい。

そして、ステータ巻線の各端線は、コネクタピン４２１〜４２６の導電ピン４２１ａ〜４２６ａに接続される。よって、その導電ピン４２１ａ〜４２６ａを介してステータ巻線に励磁信号を入力させたり、ステータ巻線からの検出信号を出力させたりすることができる。

以上説明したように、本実施形態のレゾルバ１０１は、第一実施形態の効果に加え、延設部２７０に直接コネクタピン４２１〜４２６が設けられるので、第一実施形態のような樹脂部を省略することができる。

（変形例４）
次に、第二実施形態における変形例について説明する。ここで、図１４は、この変形例４に係るコネクタピン４４１の構造を示した図である。図１４に示すように、コネクタピン４４１は、導電材からなる導電ピン４４２と樹脂からなる絶縁ピン４４３とから構成される。導電ピン４４２及び絶縁ピン４４３は、ピン状とされる。また、導電ピン４４２は、絶縁ピン４４３よりも細いピンとされ、かつ、絶縁ピン４４３よりも長くされている。そして、導電ピン４４２が絶縁ピン４４３に刺さっており、導電ピン４４２の両方の先端４４２ａ、４４２ｂが、絶縁ピン４４３の各端面から突出している。

図１５は、図１４のコネクタピン４４１と延設部２７０との接続状態を示した図である。図１５に示すように、コネクタピン４４１の絶縁ピン４４３が、延設部２７０に形成されたコネクタピン挿入孔に挿入されることで、コネクタピン４４１が延設部２７０に設けられる。この際、導電ピン４４２の一方の先端４４２ａが延設部２７０の一方の面側から突出され、導電ピン４４２の他方の先端４４２ｂが延設部２７０の他方の面側から突出されるように、コネクタピン４４１が延設部２７０に設けられる。すなわち、導電ピン４４２の各先端４４２ａ、４４２ｂと延設部２７０との間には、絶縁ピン４４３が介されることになる。これによって、導電ピン４４２の各先端４４２ａ、４４２ｂが、延設部２７０を含む他の部位から絶縁される。

ステータ巻線の各端線は、コネクタピン４４１の導電ピン４４２の一方の先端４４２ａに接続される。そして、導電ピン４４２の他方の先端４４２ｂ側から、ステータ巻線に励磁信号を入力したり、ステータ巻線からの検出信号を取り出したりする。

このように、この変形例４では、導電ピンの両先端側を使用することができるので、ステータ巻線に対する信号の入出力をしやすくできるなど、使い勝手を良くすることができる。

（第三実施形態）
上記実施形態ではレゾルバに本発明を適用した例について説明したが、回転同期装置としてのシンクロに本発明を適用してもよい。このシンクロは、ステータとロータとステータティースに巻回されたステータ巻線（励磁巻線、出力巻線）とコネクタピンが設けられたコネクタユニットとを備えており、その出力巻線から、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力する点で、レゾルバと同じである。また、シンクロは、３相分の出力巻線がステータティースに巻回され、各出力巻線から出力される出力信号が、互いに位相角が１２０度ずれている点で、レゾルバと異なっている。このように、シンクロは、ステータ巻線の巻線構造以外はレゾルバと同じと考えることができるので、上記実施形態はそのままシンクロにも適用することができる。すなわち、ステータを構成する平板で形成された延設部を含んでコネクタユニットを構成することで、コネクタユニットをステータに強固に装着できる。

ここで、図１７は、シンクロの用途例を示した図である。シンクロは、図１７に示すように、主に、複数の機器間でそれらの運転を同期させるために用いられ、一般的に、同じ構造のシンクロ発信機とシンクロ受信機のセットで用いられる。具体的には、図１７において、シンクロとしてのシンクロ発信機７０２は、その回転軸７０１が、一方の機器（発信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ発信機７０２は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。また、同様に、シンクロとしてのシンクロ受信機７０３は、その回転軸７０４が他方の機器（受信側の機器、図示外）の運転にしたがって回転するように設けられる。そのシンクロ受信機７０３は、接続された機器の回転角に応じて変化する第１相〜第３相の信号（正弦波信号）を出力する。そして、これらシンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３の各相が接続される。これらの動作について、（１）シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３でロータの位置が異なると、それらの間で電位差が生じ、各相に電流が流れる。（２）その電流によって、シンクロ受信機７０３のロータが回転する。すなわち、トルクが発生する。（３）シンクロ受信機７０３のロータ（回転軸７０４）の回転にともなって、それに接続された受信側の機器が回転される。（４）シンクロ受信機７０３のロータの位置がシンクロ発信機７０２のロータの位置と同じになると、各相に電流が流れなくなる。（５）電流が流れなくなると、シンクロ受信機７０３のロータの回転が停止される。よって、シンクロ発信機７０２とシンクロ受信機７０３のロータの位置が同じ、つまり発信側の機器と受信側に機器の運転が同期される。このように、レゾルバと同様に、ロータの回転に応じて変化する正弦波信号を出力するシンクロ発信機及びシンクロ受信機に対して本発明を適用しても、コネクタユニットをステータに対して強固に装着できるので、好適である。

なお、本発明に係るレゾルバ、シンクロは、上記実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記の各実施形態では、レゾルバが、１相励磁２相出力型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記の各実施形態におけるレゾルバが、励磁信号が１相以外の相を有する信号であったり、検出信号が２相以外の相を有する信号であったりしてもよい。

上記の各実施形態では、磁性材料からなるステータの材質が１枚の電磁鋼板、普通鋼又は機械構造用炭素鋼材であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

上記の各実施形態では、いわゆるインナーロータ型の回転角検出又は回転同期装置としてのレゾルバ、シンクロを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係るレゾルバ、シンクロが、いわゆるアウターロータ型であってもよい。

上記の各実施形態では、軸倍角「３」のロータを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば軸倍角「５」のロータであってもよい。

上記の各実施形態では、絶縁キャップを介してステータ巻線をステータティースの外側に巻回する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁キャップが省略された構成であってもよい。この場合、コネクタユニットの樹脂部は、単独で形成されることになる。

４ 励磁巻線
５ 出力巻線
１００、１０１ レゾルバ（回転角検出装置）
２１０ａ〜２１０ｈ ステータティース
２００ ステータ
２５０ 平板
２６０、２７０ 延設部
２６１ 左枠部
２６２ 右枠部
２６３ 下枠部
２６４ くり抜き部分
３００ ロータ
４００、４０１ 絶縁キャップ
４１０ａ〜４１０ｈ ボビン
４２１ａ、４４２ 導電ピン
４２１ｂ、４４３ 絶縁ピン
４５０ 樹脂部
４５２、４５４、４５６ 係止部
４６１〜４６６、４３１〜４３６ コネクタピン挿入孔
４４１、４７１〜４７６ コネクタピン
６００、６０１ コネクタユニット
７０２ シンクロ発信機（シンクロ、回転同期装置）
７０３ シンクロ受信機（シンクロ、回転同期装置）

Claims (5)

1. 磁性材料の平板に形成されその平板面に対して起立したステータティースを有するステータと、
   磁性材料から構成され、回転軸回りの回転により前記ステータティースとのギャップパーミアンスが変化するように前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
   そのロータの回転にともなって変化する前記ギャップパーミアンスに応じた検出信号を出力させるための、前記ステータティースに巻回されるステータ巻線と、
   前記ステータに装着され、前記ステータ巻線と電気的に接続される導電性のコネクタピンが設けられたコネクタユニットと、
   前記ステータを構成する平板が前記コネクタユニットの方向に延ばされて形成された延設部と、を備え、
   前記コネクタユニットは、前記延設部を含んで構成されたことを特徴とする回転角検出又は回転同期装置。
2. 前記コネクタユニットは、
   前記コネクタピンが設けられた、樹脂で形成された樹脂部を有し、
   その樹脂部が前記延設部に支持される形態で設けられたことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出又は回転同期装置。
3. 前記延設部は、内側がくり抜かれた枠状とされており、
   前記樹脂部は、前記延設部のくり抜かれた部分に設けられ、前記樹脂部の周囲で前記延設部が接続される形態で設けられたことを特徴とする請求項２に記載の回転角検出又は回転同期装置。
4. 前記ステータティースに装着され、外側に前記ステータ巻線が巻回されるボビンを有する樹脂で形成された絶縁キャップを備え、
   前記樹脂部は、前記絶縁キャップと一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転角検出又は回転同期装置。
5. 前記コネクタユニットは、前記コネクタピンが直接前記延設部に設けられており、前記コネクタピンの前記延設部との接続部分が、樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出又は回転同期装置。

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