JP2017009506A - レゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバにおける端子ピンに接続した巻線の端末、及びターミナルに接続したリード線の腐食を防止する。
【解決手段】
ステータコア５に装着された環状のインシュレータに径外方に延在する端子ピン基台部１０が一体に形成され、端子ピン基台部１０には複数の端子ピン１１が植設され、端子ピン１１の一方端にステータの巻線が接続される第１の接続部が設けられ、他端側に外部からのリード線１２が接続される第２の接続部が設けられ、端子ピンカバー１３と端子ピン基台部１０との間に形成された第１の空間、スライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に形成された第２の空間にワニスが充填され、端子ピン１１の第１の接続部と第２の接続部とがワニスの中に封止される。
【選択図】図５

Description

本発明はレゾルバに関し、特に端子とターミナルの保護構造に関する。

回転角度を検出する手段としてレゾルバが知られている。レゾルバはモータ等の回転軸に固定されて回転するロータと、ハウジング等に固定されてロータと径方向で対向配置されるステータとを備えている。ステータには励磁巻線と検出巻線が巻回され、検出巻線はｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を出力する巻線から構成されている。励磁電流を励磁巻線に印加し、レゾルバのロータが回転すると、ロータとステータとの間に形成されたギャップの寸法が変化し、この変化に応じた電圧が検出巻線に誘起される。この検出巻線に生じた電圧はロータの回転角度を反映した信号であり、この信号によって回転軸の角度を検出することができる。
励磁巻線と検出巻線、それぞれの巻線端末は、インシュレータと一体に形成された端子ピン基台部に植設された端子ピンに接合されている。レゾルバの使用環境においては、端子ピンに接続した巻線端末の銅線が露出した箇所が腐食され、導通不良に至る問題がある。このため、レゾルバの巻線端末の腐食を防止することができるレゾルバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８には、特許文献１に記載されたレゾルバ１００の平面図が示され、図９には、そのステータ部分の斜視図が示されている。図８に示すレゾルバ１００は、複数の端子ピンが配置された配線引き出し部１１１を備え、複数の端子ピンのそれぞれには、巻線１１４の端末が接続され、配線引き出し部１１１に複数の端子ピンを覆った端子ピンカバー１１５が装着され、端子ピンカバー１１５には充填材が充填され、端子ピンに接続された巻線１１４の端末が充填材の中に封止されている。

特開２０１５−４５５１０公報

特許文献１では、端子ピンの径外方に端子ピンと一体に形成されたターミナル１１３が配置されており、外部と接続するためのリード線がターミナル１１３に電気的に接続される。しかしながら、特許文献１では、端子ピンに接続された巻線１１４の端末が端子ピンカバー１１５の中に充填された充填材の中に封止されているため、巻線の端末の腐食を防止することができるが、外部と接続するためのリード線が電気的に接続されるターミナル１１３は露出しているため、ターミナル１１３に接続したリード線の箇所が腐食され、導通不良に至る問題がある。

本発明は上記課題に鑑み、特にレゾルバを腐食成分の存在する環境の中で使用しても端子ピンに接続した巻線の端末、及びターミナルに接続したリード線の腐食を防止することができるレゾルバを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、環状のステータコアと、前記ステータコアに巻回された巻線と、前記環状のステータコアに装着されたインシュレータとを備え、前記インシュレータには、径外方に延在する端子ピン基台部が一体に形成され、前記端子ピン基台部には複数の端子ピンが植設され、前記端子ピンは、その一方端に前記巻線の端末が接続される第１の接続部が設けられ、その他端に外部からのリード線が接続される第２の接続部が設けられ、端子ピン基台部の軸方向一端側に第１のカバーを備え、前記端子ピン基台部の軸方向他端側に第２のカバーを備え、前記第１のカバーと前記端子ピン基台部との間に形成された第１の空間、及び前記第２のカバーと前記端子ピン基台部との間に形成された第２の空間に充填材が充填され、前記端子ピンの前記第１の接続部と前記第２の接続部とが前記充填材の中に封止されていることを特徴とするレゾルバである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２のカバーは、前記第１のカバーと係合することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１の空間に充填された充填材と前記第２の空間に充填された充填材は貫通穴を介して連通していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記第２の空間の径方向外側における前記第２のカバーの内側には、径方向と交わる方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１のカバーは、端子ピン基台部の側面に係合する係合爪を備えていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記端子ピン基台部には、前記リード線の先端を収容する溝が設けられており、前記溝の内部に前記端子ピンの前記第２の接続部が配置され、前記第１のカバーは、前記溝を覆っていることを特徴とする。

本発明によれば、特にレゾルバを腐食成分の存在する環境の中で使用しても端子ピンに接続した巻線の端末、及びターミナルに接続したリード線の腐食を防止することができる技術が提供される。

実施形態のレゾルバを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ箇所の断面図である。 図１の断面図である。 図１の底面図である。 図１における端子ピンカバーとスライドカバーの取り付け状態を示す断面図である。 図４におけるスライドカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 図６を上面から見た上面図である。 従来のレゾルバを示す平面図である。 図８に示すレゾルバのステータの斜視図である。

（構成）
図１は、実施形態のレゾルバ１が示されている。レゾルバ１は、インナーロータ形のＶＲ（バリアブルリラクタンス）型レゾルバである。レゾルバ１は、ステータ２と、ステータ２の内側において回転可能なロータ３を備えている。ロータ３は、外周面に２つの凸部を形成した軸倍角２Ｘの構造を有している。図２は、図１のＡ−Ａ箇所の断面図である。図３は、図１の断面図である。図４は、図１の底面図である。図５は、図１におけるステータに装着した端子ピンカバーとスライドカバーの取り付け状態を示す断面図である。図６は、図４におけるスライドカバーを取り外した状態を示す図である。なお、便宜上、図１以外はロータ３の図示を省略している。

ロータ３は、薄板状の軟磁性のコアを複数枚数積層して構成され、モータ（図示せず）の回転軸４に固定されている。ステータ２は、軟磁性のコアを複数枚数積層してなる環状のステータコア５と、ステータコア５の軸方向両端からそれぞれ装着した第１のインシュレータ７と第２のインシュレータ８（図５参照）からなる樹脂製のインシュレータ６と、インシュレータ６を介してステータコア５に巻回された巻線９とを備えている。巻線９により、励磁巻線と、ｓｉｎ相およびｃｏｓ相の２層の検出巻線が構成されている。

ステータコア５を構成する軟磁性の薄板状のコアは、環状ヨーク部から径内方（ロータ３の方向）に延在する複数のティース（極歯）（本実施例では１０個のティース）を有している。このコアを複数枚転積（回転させながら積層）してカシメ固定することで、ステータコア５が構成されている。

図５に示すように、ステータコア５の軸方向一方端から第１のインシュレータ７が装着され、ステータコア５の軸方向他方端から第２のインシュレータ８が装着され、インシュレータ６を介してすべてのティースに励磁巻線が巻回され、所定のティースに検出巻線が巻回されている。

樹脂製の第１のインシュレータ７には、径方向に延在する端子ピン基台部１０が一体成形にて一体に形成されている。端子ピン基台部１０には、複数（この例では６本）の端子ピン１１が植設されている。端子ピン１１はＬ字形で、一方端は軸方向に延在し、そこには巻線の端末を絡げる巻線絡げ部１１ａが設けられている。端子ピン１１の他端は、径外方に向かって延在し、その先端部分は、外部からの配線であるリード線１２が接続されるターミナル１１ｂとなる。

図６に示すように、端子ピン基台部１０には、ターミナル部１７が設けられている。ターミナル部１７には、リード線１２の先端（被覆を剥き導体部分を露出させた先端部分）を収める溝１６がリード線１２の数に合わせて（この場合は、６カ所）設けられている。上述した端子ピン１１のターミナル１１ｂは、平たい形状に加工されており、上述した溝１６の底の部分に位置し、ワニスが充填される前の状態では、そこで露出している。図６に示すように、溝１６の部分でリード線１２の先端を端子ピン１１のターミナル１１ｂに載せ、リード線１２と端子ピン１１とを接触させている。後述するように、端子ピン１１のターミナル１１ｂとリード線１２とを溶接で接合する際に、ターミナルの裏面１１ｃに溶接用の電極が接触する。よって、リード線１２をターミナル１１ｂに接続する段階では、ターミナル１１ｂの裏面１１ｃは露出している。

励磁巻線の巻線端末は、検出巻線の巻線端末が対応するそれぞれの位置の端子ピン１１の巻線絡げ部１１ａに絡げられて電気的に接続される。接続の方法としては、ＴＩＧ溶接が用いられるが、それに限定されるものではなく、電気的に接続される手段であれば半田付け等の他の方法であってもよい。なお、図では巻線端末は図示省略されている。

端子ピン基台部１０の巻線絡げ部１１ａの側には、巻線絡げ部１１ａおよびターミナル部１７を覆った端子ピンカバー１３（第１のカバー）が装着されている。巻線絡げ部１１ａと反対側の端子ピン基台部側にはスライドカバー１４（第２のカバー）が装着され、スライドカバー１４により、端子ピン１１のターミナル１１ｂの裏面１１ｃが覆われている。

端子ピンカバー１３と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２１に充填材であるワニス２０が充填されている（図５参照）。この空間２１に充填されたワニス２０は、端子ピン基台部１０に形成された複数の貫通穴１０ｂを通ってスライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２２にも流れ、空間２２にも充填されている。この構造では、巻線絡げ部１１ａの側では端子ピン１１と巻線９の接合部分が空間２１に充填されたワニス２０の中に封止される。そして、巻線絡げ部１１ａの反対側では、端子ピン１１のターミナル１１ｂの裏面１１ｃがワニス２０の中に封止される。

（組み立て）
組み立てに当たっては、励磁巻線の巻線端末と検出巻線の巻線端末を端子ピン１１の巻線絡げ部１１ａに接続した後、ターミナル部１７の溝１６の内部において、ターミナル１１ｂ（端子ピン１１の他端）に外部と接続するためのリード線１２が抵抗溶接等により接続される。なお、ターミナル１１ｂへのリード線１２の溶接を行う際にターミナルの裏面１１ｃに溶接用の電極を接触させる必要があるので、図７の視点から見たターミナルの裏面１１ｃは、この段階で露出している。

次に、端子ピン基台部１０の側面に形成されたスライド部１０ａ（図６参照）に端子ピンカバー１３に形成したスライド部を係合してスライドさせる。そして、端子ピンカバー１３の側面の先端部に形成した係合爪１３ａが端子ピン基台部１０の側面と係合することによって、端子ピンカバー１３が端子ピン１１の露出部分を覆うようにして端子ピン基台部１０に装着される。

次に、スライドカバー１４を端子ピンカバー１３の内側に形成されたスライド溝１３ｂに嵌めて、径外方から径内方に向かってスライドさせ、端子ピンカバー１３にスライドカバー１４を装着する。スライドカバー１４の装着によって、端子ピン基台部１０には端子ピン１１の露出部分および巻線絡げ部１１ａを覆った端子ピンカバー１３が装着され、端子ピン１１の露出部分と反対側の端子ピン基台部にはスライドカバー１４が装着される。スライドカバー１４の装着によってターミナル１１ｂの裏面１１ｃ（図７参照）が覆われる。

次に、端子ピンカバー１３の開口１３ｃにワニス２０を充填し、端子ピンカバー１３と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２１にワニス２０を充填する。この空間２１に充填したワニス２０は、端子ピン基台部１０に形成された複数の貫通穴１０ｂを通ってスライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２２にも流れ、そこに充填される。また、空間２１は、ターミナル部１７の溝１６にも繋がっているので、ワニス２０は溝１６内にも浸透し、溝１６はワニスで満たされる。

上記のワニス２０の充填によって、端子ピン１１が露出した側では、端子ピン１１と巻線９の端末との接合部分、および端子ピン１１とリード線１２の接合部分がワニス２０の中に封止され、反対側ではターミナル１１ｂの裏面１１ｃがワニス２０の中に封止される。

ここで、スライドカバー１４には複数の貫通穴１４ａが形成されている（図４では３個形成）。なお、図６では、貫通穴１４ａは図示省略されている。貫通穴１４ａの直径は、空間２に充填されたワニス２０がこの貫通穴１４ａから外部に流出しない程度の寸法が選択されている。この貫通穴１４ａは、スライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２２に充填されるワニス２０の充填状態を確認するために利用される。この貫通穴１４ａにワニス２０が充填されている場合、空間２２にワニス２０が充填されていると判断でき、ワニス２０がこの貫通穴１４ａを充填するには至らない場合、ワニス２０が空間２２を充填するには不足していると判断できる。

また、スライドカバー１４の内側には幅方向（径方向と交わる方向）全長にわたって溝１４ｂが形成されている（図５，６では２本の溝１４ｂを形成）。スライドカバー１４の内側は、端子ピン基台部１０との間に空間２２を形成する箇所以外は端子ピン基台部１０に当接している。このため、空間２２に充填されたワニス２０が毛細管現象によってスライドカバー１４と端子ピン基台部１０との当接面に侵入する。この現象が顕著になると、ワニスの流出による空間２１，２２へのワニスの充填が不十分になる可能性が生じる。上記の構造では、スライドカバー１４の内側に形成された溝１４ｂによって空間が形成されているため、この空間の大気圧とのバランスによって溝１４ｂの部分で当該当接面に侵入したワニス２０の浸透が止まる。換言すれば、溝１４ｂはワニス２０の流出を止めるストッパとして機能する。なお、溝１４ｂの形状は、図示する形状に限定されものではなく、ワニスの流出を止めるストッパとして機能するものであればよい。

（優位性）
上述の通り、端子ピン基台部１０の軸方向一端側に端子ピン１１とリード線１２の接合部、端子ピン基台部１０の軸方向他端側にターミナル１１ｂの裏面１１ｃが配置されたレゾルバにあって、端子ピンカバー１３と端子ピン基台部１０との間に空間２１を形成し、スライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に空間２２を形成し、それぞれの空間２１，２２にワニス２０が充填されることによって端子ピン１１、リード線１２の接続部、及びターミナル１１ｂの裏面１１ｃがワニス２０の中に封止される。この構造では、空間２１はターミナル部１７（図５参照）および溝１６に面しているので、ターミナル部１７の溝１６（リード線１２の先端が収容される溝）内にも空間２１からワニスが流れ込み、溝１６にもワニスが浸透および充填される。そのため、端子ピン１１の他方の端部であるターミナル１１ｂとリード線１２の接合部分もワニスにより封止される。よって上述した構造によれば、レゾルバ１を特に腐食成分の存在する環境の中で使用しても端子ピン１１に接続した巻線９の端末、及び端子ピン１１の他端部分であるターミナル１１ｂに接続したリード線１２の腐食を防止することができる。

上記の構造では、端子ピンカバー１３と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２１、及びスライドカバー１４と端子ピン基台部１０との間に形成された空間２２に充填されたワニス２０によって、端子ピン１１、リード線１２の接続部、及びターミナル１１ｂの裏面１１ｃがワニス２０の中に封止される。このため、レゾルバ１を特に腐食成分の存在する環境、例えば、水分やオイル等に含まれる硫黄成分が存在する環境の下においても、端子ピン及びターミナルにおける水分による錆の発生やオイル等に含まれる硫黄成分による腐食の発生を防止できる。

また、端子ピンカバー１３によって、端子ピン１１の巻線絡げ部１１ａとターミナル部１７の溝１６が覆われるので、上述したワニスによる封止を確実に行える。また、上記の例では、ターミナル１１ｂ（端子ピン１１の他端）とリード線１２との接続を抵抗溶接等の電気溶接により行い、その際に溶接用の電極を接触させる必要から、図６に示すようにターミナル１１ｂの裏面１１ｃを露出させる必要がある。この部分が露出したままだと、ターミナル１１ｂの裏面１１ｃからの腐食が進行し、導通不良が発生する可能性が生じる。しかしながら、上記の例では、空間２２にワニスを充填し、溶接時に露出しているターミナル１１ｂの裏面１１ｃをワニスで封止するので、上記のターミナル１１ｂの裏面１１ｃからの腐食が防止される。

また、レゾルバ１に直接、水が接触する環境であっても、端子ピン１１、リード線１２の接続部、及びターミナル１１ｂの裏面１１ｃがワニス２０の中に封止されているため、端子間が短絡することを防止できる。

（その他）
上述した構造と同様な機能が得られる保護構造であれば、本願発明の実施形態は、上述した内容に限定されない。なお、リード線１２の接続部は端子ピン側ではなく反対側に配設し、ターミナル１１ｂの裏面１１ｃが端子ピン１１側に配設した構成であっても勿論よい。充填材としては、ワニスが好適であるが、ワニスと同様の機能を有するものであれば、他の樹脂系の充填材、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、等の充填材を用いることもできる。

また、第１の空間２１に充填された充填材と第２の空間２２に充填された充填材は貫通穴１０ｂにて連通しているが、貫通穴１０ｂを用いることなく、充填材をそれぞれの空間に充填した構成であってもよい。

また、スライドカバー１４は端子ピンカバー１３と別体にて形成しているが、スライドカバー１４は端子ピンカバー１３と一体で形成した構成であっても勿論よい。

また、本願発明の実施形態では、スライドカバー１４を端子ピンカバー１３の内側に形成されたスライド溝１３ｂに嵌めて、径外方から径内方に向かってスライドさせて装着した形態であるが、スライド以外の手段によって装着する構成であっても勿論よい。

また、ターミナル１１ｂとリード線１２との接合手段は抵抗溶接を用いているが、電気的に接続できるものであれば、他の接合手段を用いることもできる。

上述の通り、本願発明のレゾルバは、特に腐食成分の存在する環境、例えば、水分やオイル等に含まれる硫黄成分が存在する環境の下で使用する場合に好適であるが、腐食成分の存在する環境の下でなくとも勿論使用できる。

１…レゾルバ、２…ステータ、３…ロータ、４…回転軸、５…ステータコア、６…インシュレータ、７…第１のインシュレータ、８…第２のインシュレータ、９…巻線、１０…端子ピン基台部、１１…端子ピン、１１ａ…巻線絡げ部、１１ｂ…ターミナル、１１ｃ…ターミナルの裏面、１２…リード線、１３…端子ピンカバー（第１のカバー）、１３ａ…係合爪、１３ｂ…スライド溝、１４…スライドカバー（第２のカバー）、１４ｂ…溝、１６…溝、１７…ターミナル部、２０…ワニス、２１…空間、２２…空間。

Claims (6)

1. 環状のステータコアと、
   前記環状のステータコアに巻回された巻線と、
   前記環状のステータコアに装着されたインシュレータと
   を備え、
   前記インシュレータには、径外方に延在する端子ピン基台部が一体に形成され、
   前記端子ピン基台部には複数の端子ピンが植設され、
   前記端子ピンは、その一方端に前記巻線の端末が接続される第１の接続部が設けられ、その他端に外部からのリード線が接続される第２の接続部が設けられ、
   端子ピン基台部の軸方向一端側に第１のカバーを備え、前記端子ピン基台部の軸方向他端側に第２のカバーを備え、
   前記第１のカバーと前記端子ピン基台部との間に形成された第１の空間、及び前記第２のカバーと前記端子ピン基台部との間に形成された第２の空間に充填材が充填され、
   前記端子ピンの前記第１の接続部と前記第２の接続部とが前記充填材の中に封止されていることを特徴とするレゾルバ。
2. 前記第２のカバーは、前記第１のカバーと係合することを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
3. 前記第１の空間に充填された充填材と前記第２の空間に充填された充填材は貫通穴を介して連通していることを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバ。
4. 前記第２の空間の径方向外側における前記第２のカバーの内側には、径方向と交わる方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレゾルバ。
5. 前記第１のカバーは、端子ピン基台部の側面に係合する係合爪を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレゾルバ。
6. 前記端子ピン基台部には、前記リード線の先端を収容する溝が設けられており、
   前記溝の内部に前記端子ピンの前記第２の接続部が配置され、
   前記第１のカバーは、前記溝を覆っていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレゾルバ。

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