JP2015089255A

JP2015089255A - レゾルバ

Info

Publication number: JP2015089255A
Application number: JP2013226419A
Authority: JP
Inventors: 和之石橋; Kazuyuki Ishibashi
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: JP6349562B2

Abstract

【課題】部品点数を低減することで製造コストの低減を図るレゾルバを提供する。【解決手段】レゾルバ１００は、電気絶縁性材料で形成されるインシュレータ２で電気的に絶縁され且つコイル３が設けられる輪状のステータコア１を有する。インシュレータ２は、ステータコア１の外周側端部に設けられ且つ電気絶縁性材料で形成される端子基台であるコネクタ部２４を一体に有する。コネクタ部２４は、コイル３から延びる巻線が接続され且つ突出する端子ピン４を保持し、端子ピン４の周りで突出し且つ電気絶縁性材料で形成される支柱部２５ａ〜２５ｃを一体に有する。【選択図】図１

Description

この発明は、レゾルバに関する。

回転角度の検出などに用いられるレゾルバは、輪状のステータコアにおける内周側から径方向内側に向かって突出する複数の突極に巻線を巻回してコイルが形成されたステータを有している。さらに、レゾルバは、ステータコアにおける内周に沿って配置された複数の突極の内側に磁性材料からなるロータを有している。ロータは、その外周に複数の凸部を有している。レゾルバでは、ロータが回転しロータの凸部と突極のコイルとの距離が変動することによって各コイルに生じる誘導電流を検出することで、ステータコアに対するロータの回転角度が検出される。そして、レゾルバには、コイルで検出された信号を外部に出力するための端子ピンが設けられている。
例えば、特許文献１に記載されるレゾルバでは、ステータコアの両側に輪状をした樹脂製のインシュレータが取り付けられ、このインシュレータの一方から一体に突出する端子ピン基台部に、端子ピンが突出して設けられている。

特開２０１３−５１７４９号公報

特許文献１に記載されるレゾルバでは、突出する端子ピンを保護するために、樹脂製のカバー部材が、端子ピンを覆うようにして端子ピン基台部に着脱可能に取り付けられている。上述のような構成を有するレゾルバでは、インシュレータの他にカバー部材を製造し、さらにこのカバー部材をインシュレータの端子ピン基台部に取り付ける必要がある。このため、部品点数が多くなると共に、製造工数が多くなり、製造コストの上昇を招くという問題がある。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を低減することで製造コストの低減を図るレゾルバを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係るレゾルバは、電気絶縁性材料で形成されるインシュレータで電気的に絶縁され且つコイルが設けられる輪状のステータコアを有するレゾルバにおいて、インシュレータは、ステータコアの外周側端部に設けられ且つ電気絶縁性材料で形成される端子基台を一体に有し、端子基台は、コイルから延びる巻線が接続され且つ突出する端子ピンを保持し、端子ピンの周りで突出し且つ電気絶縁性材料で形成される防護突出体を一体に有する。

複数の端子ピン及び複数の防護突出体が設けられ、複数の防護突出体は、複数の端子ピンよりも高く突出してもよい。
さらに、コイルは三相で構成され、複数の防護突出体は、各相のコイルから延びて端子ピンに接続される巻線に対して互いに接触するのを防ぐように配置されると共に、外部から複数の端子ピンに接続される複数の配線に対して互いに接触するのを防ぐように配置されてもよい。
防護突出体は、コイルから離れて配置されてもよい。
インシュレータは、輪状のステータコアに対して開口方向の両側から絶縁し、端子基台と共にステータコアと一体成形されてもよい。

この発明に係るレゾルバによれば、部品点数を低減すると共に製造工数を低減して、製造コストを低減することが可能になる。

この発明の実施の形態に係るレゾルバのステータの斜視図である。図１のステータの端子ピン周辺を拡大した斜視図である。図２と反対側から見たステータの端子ピン周辺の拡大斜視図である。

実施の形態
以下、この発明の実施の形態に係るレゾルバのステータについて添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、回転角度センサであるレゾルバ１００は、輪状のステータ１０１と、ステータ１０１の内側に配設される図示しないロータとによって構成されている。
ステータ１０１は、磁性材料で形成される輪状のステータコア１と、ステータコア１の開口方向の両側に被せられる樹脂製のインシュレータ２とを有している。

ステータコア１は、円環板状の本体部１１と、本体部１１の開口部１１ａの内周面から径方向内側に向かって突出する複数の突極１２とを一体に有しており、ステータコア１の全体は、本体部１１の開口方向に沿って積層された多層構造を有している。
複数の突極１２は、本体部１１の開口部１１ａの内周面に周方向に沿って等間隔に配置されている。各突極１２は、本体部１１から径方向内側に延在した後に先端側で周方向に広がるＴ字状の平面形状を有している。

電気絶縁性を有する樹脂からなるインシュレータ２は、ステータコア１と共に射出成形等で一体成形される。インシュレータ２は、ステータコア１における開口方向の一方の表面を覆う第一被覆部２１と、ステータコア１における開口方向の他方の表面を覆う第二被覆部２２とを含んでいる。
第一被覆部２１は、ステータコア１の開口方向における本体部１１の一方の表面のほぼ全体を覆う本体被覆部２１ａと、ステータコア１の開口方向における突極１２の一方の表面全体を覆う平面視Ｔ字状の突極被覆部２１ｂとを含む。
第二被覆部２２は、ステータコア１の開口方向における本体部１１の他方の表面のほぼ全体を覆う本体被覆部２２ａと、ステータコア１の開口方向における突極１２の他方の表面全体を覆う平面視Ｔ字状の突極被覆部２２ｂとを含む。
よって、第一被覆部２１及び第二被覆部２２は、ステータコア１を外部から絶縁している。

また、インシュレータ２は、ステータコア１の本体部１１の外周面から径方向外側に向かって突出するように一体成形された複数の取付用フランジ部２３と、本体部１１の外周面から径方向外側に向かって突出するように一体成形された略直方体状のコネクタ部２４とをさらに含んでいる。つまり、コネクタ部２４は、ステータコア１の外周側の端部から径方向外側に突出するように形成されている。さらに、コネクタ部２４からは、図示しない外部のコネクタがコネクタ部２４に連結されたときに外部コネクタ内に嵌合して互いを固定する連結突起部２６が、一体成形されて突出している。
ここで、コネクタ部２４は、端子基台を構成している。

また、樹脂製のフランジ部２３は、第一被覆部２１から第二被覆部２２にわたってこれらと一体成形されて互いを一体的に連結している。フランジ部２３には、金属製のスリーブ２３ａが、射出成形等の成形方法で一体に埋め込まれている。スリーブ２３ａは、ボルト等の締結部材でステータ１０１を固定する際に、その孔にボルトが通され、ボルトの締結力を支持する。

また、コネクタ部２４も、第一被覆部２１から第二被覆部２２にわたってこれらと一体成形されて互いを一体的に連結している。コネクタ部２４におけるステータコア１の開口方向の一方の表面２４ａからは、複数（本実施の形態では、６つ）の端子ピン４が突出している。端子ピン４は、ステータコア１の外周の接線方向にコネクタ部２４を横断するように一列に並んで配置され、インシュレータ２と共に射出成形等によって一体的に設けられる。

図２及び図３をあわせて参照すると、コネクタ部２４の表面２４ａ上における端子ピン４よりも突極１２側には、対向する突極１２から離れて表面２４ａから突出する二種類の角柱状の支柱部２５ａ及び２５ｂがインシュレータ２と一体成形されている。支柱部２５ａは、同形状をした２つの第一支柱部２５ａ１及び２５ａ２によって構成され、支柱部２５ｂは、同形状をした２つの第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２によって構成されている。ここで、支柱部２５ａ及び２５ｂは、防護突出体を構成している。

第一支柱部２５ａ１及び２５ａ２並びに第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２は、端子ピン４と同方向である表面２４ａに対して垂直な方向に突出し、複数の端子ピン４による列と平行になるように並んで配置されている。
第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２は、コネクタ部２４の横断方向で中央側に配置され、
第二支柱部２５ｂ１の外側に第一支柱部２５ａ１が配置され、第二支柱部２５ｂ２の外側に第一支柱部２５ａ２が配置されている。さらに、第一支柱部２５ａ１及び２５ａ２は、第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２よりも表面２４ａから高く突出し、第一支柱部２５ａ１及び２５ａ２における表面２４ａに沿う方向の断面は、第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２よりも大きくなっている。

ステータコア１の開口部１１ａ側からコネクタ部２４に向かって見たとき、第一支柱部２５ａ１と第二支柱部２５ｂ１との間には、端子ピン４の列における端部の２つの端子ピン４ａ及び４ｂが位置し、第二支柱部２５ｂ１と第二支柱部２５ｂ２との間には、端子ピン４の列における中央の２つの端子ピン４ｃ及び４ｄが位置し、第二支柱部２５ｂ２と第一支柱部２５ａ２との間には端子ピン４の列における端部の２つの端子ピン４ｅ及び４ｆとがそれぞれ位置している。
また、コネクタ部２４の表面２４ａ上において、第一支柱部２５ａ１と第二支柱部２５ｂ１との間、第二支柱部２５ｂ１と第二支柱部２５ｂ２との間、及び第二支柱部２５ｂ２と第一支柱部２５ａ２との間にはそれぞれ、筒状のガイド５が一体に埋め込まれている。

また、コネクタ部２４の表面２４ａ上における端子ピン４に対して支柱部２５ａ１、２５ａ２、２５ｂ１及び２５ｂ２と反対側には、表面２４ａから突出する角柱状の支柱部２５ｃがインシュレータ２と一体成形されている。ここで、支柱部２５ｃは、防護突出体を構成している。

支柱部２５ｃは、同形状をした５つの第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５によって構成され、第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５は、端子ピン４と同方向である表面２４ａに対して垂直な方向に突出し、複数の端子ピン４による列と平行になるように並んで配置されている。さらに、ステータコア１の開口部１１ａ側からコネクタ部２４に向かって見たとき、第三支柱部２５ｃ１が端子ピン４ａ及び４ｂの間に位置し、第三支柱部２５ｃ２が端子ピン４ｂ及び４ｃの間に位置し、第三支柱部２５ｃ３が端子ピン４ｃ及び４ｄの間に位置し、第三支柱部２５ｃ４が端子ピン４ｄ及び４ｅの間に位置し、第三支柱部２５ｃ５が端子ピン４ｅ及び４ｆの間に位置している。また、第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５は、第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２よりも表面２４ａから低く突出し、第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５における表面２４ａに沿う方向の断面は、第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２よりも小さくなっている。
そして、第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２、第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２及び第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５はいずれも、端子ピン４よりも高く表面２４ａから突出している。

また、各突極１２に対して、巻線が、インシュレータ２の突極被覆部２１ｂ及び２２ｂの外側から突極１２の周りに巻回され、Ｔ字状の突極１２における本体部１１から突出する軸部分の周りにコイル３を形成している。
複数の突極１２の複数のコイル３は、三相のコイル部３ａ、３ｂ及び３ｃによって構成され、第一コイル部３ａが励磁コイルを形成し、第二コイル部３ｂがｓｉｎ相検出コイルを形成し、第三コイル部３ｃがｃｏｓ相検出コイルを形成している。つまり、コイル部３ａ、３ｂ及び３ｃは、１相励磁２相出力型のコイルを構成している。

コイル部は、ステータコア１の本体部１１の周方向に沿って、第一コイル部３ａ、第二コイル部３ｂ、第三コイル部３ｃ、第一コイル部３ａ・・・・・・の順序を循環するように配置されている。そして、第一コイル部３ａ同士、第二コイル部３ｂ同士、第三コイル部３ｃ同士はそれぞれ、巻線で接続されている。

コネクタ部２４の近傍の１つの第一コイル部３ａからは、２本の巻線３ａ１及び３ａ２が延び、巻線３ａ１及び３ａ２はそれぞれ、第一支柱部２５ａ１と第二支柱部２５ｂ１との間の１つのガイド５内を通って、端子ピン４ａ及び４ｂに接続されている。
コネクタ部２４の近傍の１つの第二コイル部３ｂからは、２本の巻線３ｂ１及び３ｂ２が延び、巻線３ｂ１及び３ｂ２はそれぞれ、第二支柱部２５ｂ１及び２５ｂ２の間の１つのガイド５内を通って、端子ピン４ｃ及び４ｄに接続されている。
コネクタ部２４の近傍の１つの第三コイル部３ｃからは、２本の巻線３ｃ１及び３ｃ２が延び、巻線３ｃ１及び３ｃ２はそれぞれ、第二支柱部２５ｂ２と第一支柱部２５ａ２との間の１つのガイド５内を通って、端子ピン４ｅ及び４ｆに接続されている。

よって、コイル部３ａ、３ｂ及び３ｃから延びる巻線３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１及び３ｃ２はいずれも、支柱部２５ａ１、２５ａ２、２５ｂ１及び２５ｂ２の間を通って端子ピン４に接続される。さらに、支柱部２５ａ１、２５ａ２、２５ｂ１及び２５ｂ２は、相が異なるコイル部３ａ、３ｂ及び３ｃから延びる巻線を案内して互いに接触するのを防ぐガイド壁としての機能も有している。このため、ガイド５が設けられずに各巻線が端子ピン４ａ〜４ｆに接続される場合でも、相が異なるコイル部３ａ、３ｂ及び３ｃから延びる巻線が互いに接触するのが防がれる。また、同相の２本の巻線も、２つの支柱部のそれぞれに当接するように配置することによって、互いに接触するのが防がれる。

また、図示しない外部コネクタからは、６つの端子ピン４に接続される６本の配線が延在する。そして、励磁コイルに電気的に接続される２本の配線のうちの一方が第三支柱部２５ｃ１の外側を通って端子ピン４ａに接続され、他方が、第三支柱部２５ｃ１及び２５ｃ２の間を通って端子ピン４ｂに接続される。
ｓｉｎ相検出コイルに電気的に接続される２本の配線のうちの一方が第三支柱部２５ｃ２及び２５ｃ３の間を通って端子ピン４ｃに接続され、他方が第三支柱部２５ｃ３及び２５ｃ４の間を通って端子ピン４ｄに接続される。
ｃｏｓ相検出コイルに電気的に接続される２本の配線のうちの一方が第三支柱部２５ｃ４及び２５ｃ５の間を通って端子ピン４ｅに接続され、他方が第三支柱部２５ｃ５の外側を通って端子ピン４ｆに接続される。
よって、第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５は、外部コネクタから延びる配線を案内して互いに接触するのを防ぐガイド壁としての機能を有している。

上述より、第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２、第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２、及び第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５は、コネクタ部２４の表面２４ａに対向する方向に端子ピン４ａ〜４ｆよりも突出することで、この方向からの衝突に対して端子ピン４ａ〜４ｆを保護する。さらに、第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２、第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２、及び第三支柱部２５ｃ１〜２５ｃ５は、表面２４ａ上で端子ピン４ａ〜４ｆを囲むように配置されることで、側方からの衝突に対して端子ピン４ａ〜４ｆを保護する。

また、突極１２に巻線が巻回しされる、ステータコア１の内側にロータが配置される等の製造機械が動作する端子ピン４ａ〜４ｆの開口部１１ａ側に位置する第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２及び第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２は、高く且つ太く形成されているため、製造機械、部品等による端子ピン４ａ〜４ｆへの衝突を確実に防ぐことができる。特に、外側の第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２は、最も高く且つ最も太く形成されているため、レゾルバの設置時等において外部設備が端子ピン４ａ〜４ｆに接触・衝突することを確実に防ぐことができる。
また、第一支柱部２５ａ１〜２５ａ２及び第二支柱部２５ｂ１〜２５ｂ２が、対向する突極１２から離れて配置されているため、突極１２への巻線の巻回し時、巻線機の巻線ニードルの動作を妨げない。

このように、この発明の実施の形態に係るレゾルバ１００は、電気絶縁性材料で形成されるインシュレータ２で電気的に絶縁され且つコイル３が設けられる輪状のステータコア１を有する。インシュレータ２は、ステータコア１の外周側端部に設けられ且つ電気絶縁性材料で形成される端子基台であるコネクタ部２４を一体に有し、コネクタ部２４は、コイル３から延びる巻線が接続され且つ突出する端子ピン４を保持し、端子ピン４の周りで突出し且つ電気絶縁性材料で形成される支柱部２５ａ〜２５ｃを一体に有する。上述の構成では、コネクタ部２４では、支柱部２５ａ〜２５ｃが周囲から端子ピン４を防護するため、端子ピン４を防護するための別体のカバー等を設ける必要がない。さらに、支柱部２５ａ〜２５ｃは、コネクタ部２４と同じ材料で一体に形成されるため、コネクタ部２４への取付作業を不要にする。よって、レゾルバ１００は、部品点数を低減すると共に製造工数を低減し、製造コストの低減を可能にする。さらに、コネクタ部２４がカバーで覆われずに端子ピン４が露出し、支柱部２５ａ〜２５ｃが端子ピン４の周りに配置されているため、端子ピン４に接続されるコイル３の巻線及び外部からの配線の状態を常に確認することができる。

また、レゾルバ１００において、複数の端子ピン４及び複数の支柱部２５ａ〜２５ｃが設けられ、複数の支柱部２５ａ〜２５ｃは、複数の端子ピン４よりも高く突出する。このとき、端子ピン４よりも高く突出する複数の支柱部２５ａ〜２５ｃで端子ピン４を防護するため、端子ピン４を確実に防護することが可能になる。
また、レゾルバ１００において、コイル３は三相で構成され、複数の支柱部２５ａ〜２５ｃは、各相のコイル３から延びて端子ピン４に接続される巻線に対して互いに接触するのを防ぐように配置されると共に、外部から複数の端子ピン４に接続される複数の配線に対して互いに接触するのを防ぐように配置される。よって、支柱部２５ａ〜２５ｃは、巻線及び配線のガイドとしても機能し、部品点数のさらなる低減を可能にする。

また、レゾルバ１００において、支柱部２５ａ〜２５ｃは、コイル３から離れて配置されている。これにより、ステータコア１の突極１２に巻線を巻回しする巻線機の動作が、支柱部２５ａ〜２５ｃによって干渉を受けない。
また、レゾルバ１００において、インシュレータ２は、輪状のステータコア１に対して開口方向の両側から絶縁し、コネクタ部２４と共にステータコア１と一体成形される。これにより、部品点数の低減が可能になると共に、インシュレータ２のステータコア１への組み付け作業が不要になることによる製造工数の低減が可能になる。
また、実施の形態のレゾルバ１００では、インシュレータ２の第一被覆部２１及び第二被覆部２２は一体に成形されていたが、第一被覆部２１及び第二被覆部２２が別々の部品であってもよい。このとき、コネクタ部２４が第一被覆部２１又は第二被覆部２２と一体成形される。この場合も、コネクタ部２４を覆うカバーが不要であるため、部品点数の低減が可能である。

１ステータコア、２インシュレータ、３コイル、４端子ピン、２４コネクタ部（端子基台）、２５ａ〜２５ｃ支柱部（防護突出体）、１００レゾルバ、１０１ステータ。

Claims

電気絶縁性材料で形成されるインシュレータで電気的に絶縁され且つコイルが設けられる輪状のステータコアを有するレゾルバにおいて、
前記インシュレータは、前記ステータコアの外周側端部に設けられ且つ前記電気絶縁性材料で形成される端子基台を一体に有し、
前記端子基台は、前記コイルから延びる巻線が接続され且つ突出する端子ピンを保持し、前記端子ピンの周りで突出し且つ前記電気絶縁性材料で形成される防護突出体を一体に有するレゾルバ。
複数の前記端子ピン及び複数の前記防護突出体が設けられ、
前記複数の防護突出体は、前記複数の端子ピンよりも高く突出する請求項１に記載のレゾルバ。
前記コイルは三相で構成され、
前記複数の防護突出体は、各相の前記コイルから延びて前記端子ピンに接続される巻線に対して互いに接触するのを防ぐように配置されると共に、外部から前記複数の端子ピンに接続される複数の配線に対して互いに接触するのを防ぐように配置される請求項２に記載のレゾルバ。
前記防護突出体は、前記コイルから離れて配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載のレゾルバ。
前記インシュレータは、輪状の前記ステータコアに対して開口方向の両側から絶縁し、前記端子基台と共に前記ステータコアと一体成形される請求項１〜４のいずれか一項に記載のレゾルバ。