JP2019075902A - ステータ構造およびレゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】ポッティング剤の注入処理における作業効率を向上させること。【解決手段】実施形態のステータ構造は、環状の本体部と、本体部から径方向に延在する複数のティースとを有するステータコアと、複数のティースをステータコアの軸方向の両側から覆うインシュレータと、インシュレータを介して複数のティースのそれぞれに巻回される複数のコイルと、インシュレータに形成され、コイルを構成する巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する端子が設けられる端子台部と、コイルを軸方向の一方側から覆い、端子台部を軸方向の一方側から覆う端子台カバー部が設けられる第１コイルカバーと、コイルを軸方向の他方側から覆う第２コイルカバーと、を備え、第１コイルカバーは、複数のコイルそれぞれの周囲に充填されるポッティング剤を一方側から注入する第１注入口と、絡げ部の周囲に充填されるポッティング剤を一方側から注入する第２注入口とが設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ステータ構造およびレゾルバに関する。

従来、モータや発電機などの回転電機の回転角度を検出するレゾルバが知られている。かかるレゾルバは、たとえば、環状に形成された本体部の内周側から中心に向かって延在する複数のティースを備えたステータコアと、かかるステータコアの内側で複数のティースに対向配置されるロータとを備える。また、複数のティースにはインシュレータを介して複数のコイルがそれぞれ巻回され、かかる複数のコイルを保護するために、軸方向の両側から複数のコイルを覆う１対のコイルカバーが設けられる。

そして、樹脂のポッティング剤をコイルに塗布し、ポッティング処理を施すことによって１対のコイルカバーを接着する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。さらに、コイルを構成する巻線の末端が絡げられる端子を保護するため、かかる端子が収納された容器部にワニスを流し込んで封止する技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００３−２０９９４６号公報 特開２０１３−５１７４９号公報

しかしながら、従来の技術では、ポッティング剤で１対のコイルカバーを接着するとともに、同じポッティング剤で端子を封止しようとした場合、コイルの周囲にポッティング剤を注入する方向と、端子の周囲にポッティング剤を注入する方向とが異なることから、同一工程ですべての注入処理を行うことができなかった。したがって、ポッティング剤の注入処理における作業効率が低いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ポッティング剤の注入処理における作業効率を向上させることができるステータ構造およびレゾルバを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、複数のコイルと、端子台部と、第１コイルカバーと、第２コイルカバーとを備える。前記ステータコアは、環状の本体部と、前記本体部から径方向に延在する複数のティースとを有する。前記インシュレータは、前記複数のティースを前記ステータコアの軸方向の両側から覆う。前記複数のコイルは、前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回される。前記端子台部は、前記インシュレータに形成され、前記コイルを構成する巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する端子が設けられる。前記第１コイルカバーは、前記コイルを前記軸方向の一方側から覆い、前記端子台部を前記軸方向の前記一方側から覆う端子台カバー部が設けられる。前記第２コイルカバーは、前記コイルを前記軸方向の他方側から覆う。そして、前記第１コイルカバーは、前記複数のコイルそれぞれの周囲に充填されるポッティング剤を前記一方側から注入する第１注入口と、前記絡げ部の周囲に充填される前記ポッティング剤を前記一方側から注入する第２注入口とが設けられる。

本発明の一態様によれば、ポッティング剤の注入処理における作業効率を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す上面図である。 図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 図４は、実施形態に係るステータ構造において第１コイルカバーおよび第２コイルカバーを組み付ける前の状態を示す斜視図である。

以下、実施形態に係るステータ構造およびレゾルバについて図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態によりステータ構造およびレゾルバの用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（ステータ構造の詳細）
最初に、実施形態に係るステータ構造１の詳細について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す斜視図であり、図２は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す上面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すステータ構造１の内側に図示しないロータを設けることにより、実施形態に係るレゾルバが得られる。実施形態に係るレゾルバは、ＶＲ（Variable Reluctance）型レゾルバであり、ロータは、回転電機の出力軸に固定され、かかる出力軸の回転に伴って回転する。これにより、回転電機の出力軸の回転角度を検出することができる。

図１に示すように、ステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、複数のコイル３０と、端子台部４０と、第１コイルカバー５０と、第２コイルカバー６０とを備える。

ステータコア１０は、電磁鋼板などの鋼板を複数枚積層した積層構造を有する。ステータコア１０は、本体部１１と、複数のティース１２とを有する。本体部１１は、環状であり、実施形態では円環状である。複数のティース１２は、本体部１１の内周側から本体部１１の中心に向かって（すなわち、径方向に）延在する。

なお、以降においては、図１に示すように、ステータコア１０の径方向、軸方向および周方向を規定して説明する。ここで、「径方向」とは、ステータコア１０の内側で回転するロータの回転軸と直交する方向であり、「軸方向」とは、ロータの回転軸の軸方向と一致する方向であり、「周方向」とは、ロータの回転方向と一致する方向である。

インシュレータ２０は、絶縁性の部材であり、たとえば、絶縁性樹脂の射出成形によって形成される。インシュレータ２０は、たとえば、ステータコア１０が内部に埋め込まれるようなインサート成形で形成され、ステータコア１０を軸方向の両側から覆っている。

複数のコイル３０は、インシュレータ２０を介して、複数のティース１２のそれぞれに巻回される。かかるコイル３０は、励磁巻線と出力巻線とにより構成される。また、コイル３０の出力巻線は、ｓｉｎ相の出力信号を出力するｓｉｎ相出力巻線と、ｃｏｓ相の出力信号を出力するｃｏｓ相出力巻線とにより構成される。

端子台部４０は、インシュレータ２０に形成され、かかるインシュレータ２０から径方向の外側に延在する。端子台部４０には、複数（実施形態では６個）の端子４１が支持される。かかる端子４１は、金属などの導電性の部材である。端子４１は、一端に端子台部４０から軸方向に突出して立設する絡げ部４１ａを有し、かかる絡げ部４１ａに対して、対応するコイル３０を構成する巻線の末端が絡げられる。

たとえば、６個の端子４１の絡げ部４１ａには、励磁巻線の巻き始めと、励磁巻線の巻き終わりと、ｓｉｎ相出力巻線の巻き始めと、ｓｉｎ相出力巻線の巻き終わりと、ｃｏｓ相出力巻線の巻き始めと、ｃｏｓ相出力巻線の巻き終わりとがそれぞれ絡げられる。

そして、巻線の末端が絡げられた絡げ部４１ａに、たとえば、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接を施すことにより、巻線と絡げ部４１ａとを電気的に接続することができる。

また、端子４１の他端は、端子台部４０から径方向の外側に延在するリード線保持部４２に収容される。かかるリード線保持部４２には、図４に示すように、溝状の挿入部が複数形成され、かかる挿入部に外部装置（図示せず）から延びるリード線１００が挿入されて保持される。

そして、かかる挿入部には端子４１の他端が露出して設けられていることから、リード線１００を挿入部に挿入することにより、リード線１００と端子４１とを電気的に接続することができる。たとえば、リード線１００と端子４１とが接触する部分に抵抗溶接を施すことにより、リード線１００と端子４１とを電気的に接続することができる。

第１コイルカバー５０は、軸方向の一方側（図１では上側）からティース１２に巻回されたコイル３０を覆い、コイル３０を保護するカバーである。第１コイルカバー５０は、絶縁性樹脂の射出成形によって成形される。

また、第１コイルカバー５０には、端子台部４０およびリード線保持部４２に対応する位置に端子台カバー部５１が形成される。そして、かかる端子台カバー部５１には、複数の端子４１を囲む位置に筒状の壁部５１ａが形成される。

第２コイルカバー６０は、軸方向の他方側（図１では下側）からティース１２に巻回されたコイル３０を覆い、コイル３０を保護するカバーである。第２コイルカバー６０は、絶縁性樹脂の射出成形によって成形される。

ここで、実施形態では、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、第１コイルカバー５０と、第２コイルカバー６０とで、複数のコイル３０のそれぞれの周囲にポッティング剤９０（図３参照）を充填する複数の容器部７０が形成される。

そして、かかる容器部７０に対してポッティング剤９０を充填してから所定の熱処理を施すことにより、第１コイルカバー５０と第２コイルカバー６０とを接着することができる。また、容器部７０にポッティング剤９０を充填して、コイル３０をポッティング剤９０で覆うことにより、外部から侵入するオイルなどからコイル３０を保護することができる。

また、実施形態では、図３に示すように、端子台部４０と端子台カバー部５１の壁部５１ａとで、複数の端子４１における絡げ部４１ａの周囲にポッティング剤９０を充填する容器部８０が形成される。

そして、かかる容器部８０に対してポッティング剤９０を充填して、絡げ部４１ａをポッティング剤９０で覆うことにより、外部から侵入するオイルなどから絡げ部４１ａを保護することができる。

さらに、実施形態では、容器部７０に対してポッティング剤９０を注入する複数の第１注入口７０ａと、容器部８０に対してポッティング剤９０を注入する第２注入口８０ａとが、すべて軸方向の一方側（図では上側）を向いて形成される。

これにより、すべての容器部７０および容器部８０に対して、軸方向の一方側からすべての注入処理を行うことができる。すなわち、実施形態では、複数のノズルを軸方向の一方側から一度に第１注入口７０ａおよび第２注入口８０ａに挿入することにより、すべての容器部７０および容器部８０に対する注入処理を同一作業工程で行うことができる。

したがって、実施形態によれば、ポッティング剤９０の注入処理における作業効率を向上させることができる。なお、ポッティング剤９０は、所定の粘度に調製された樹脂であり、たとえば、ポリアクリルなどの可撓性を有する材料が好ましい。

また、実施形態では、第１注入口７０ａおよび第２注入口８０ａをすべて軸方向に向けて形成することにより、第１注入口７０ａおよび第２注入口８０ａから注入処理を行う際に、特殊な作業台に固定して作業しにくい方向から注入処理を施すことなく、ステータ構造１を作業台にそのまま置いて、上側から注入処理を行うことができる。

したがって、実施形態によれば、第１注入口７０ａおよび第２注入口８０ａをすべて軸方向に向けて形成することにより、ステータ構造１にポッティング剤９０の注入処理を行う際の作業性を向上させることができる。

さらに、実施形態では、図２に示すように、複数のティース１２の周囲にそれぞれ形成される容器部７０のすべてに第１注入口７０ａが形成されるとよい。

ここで、もし仮に、容器部７０のすべてに第１注入口７０ａが形成されておらず、複数の容器部７０で一つの第１注入口７０ａが共用され、対応する容器部７０同士が内部でつながっているとする。この場合、かかる共用の第１注入口７０ａから内部でつながっている複数の容器部７０に注入処理を行うと、それぞれの容器部７０でポッティング剤９０の注入状態が略均等にはならないことから、コイル３０の信頼性などに悪影響を与える可能性がある。

一方で、実施形態では、容器部７０のすべてに第１注入口７０ａが形成されることから、各容器部７０においてポッティング剤９０の注入状態を略均等にすることができる。したがって、実施形態によれば、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。

（ステータ構造の組立工程）
つづいて、実施形態に係るステータ構造１の組立工程について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係るステータ構造１において第１コイルカバー５０および第２コイルカバー６０を組み付ける前の状態を示す斜視図である。

図３に示すように、ステータコア１０が内部に埋め込まれるようなインサート成形で形成されたインシュレータ２０を介して、複数のティース１２のそれぞれにコイル３０が巻回される。また、隣接するティース１２の間には、間隙１３が形成される。

そして、この構造体に対して、軸方向における両側から第１コイルカバー５０と第２コイルカバー６０とが組み付けられる。

第１コイルカバー５０は、環状の外側環状部５０ａと、かかる外側環状部５０ａの内側に設けられる環状の内側環状部５０ｂとを有する。また、第１コイルカバー５０には、外側環状部５０ａと内側環状部５０ｂとの間に複数の第１注入口７０ａが周方向に等間隔に形成され、外側環状部５０ａと内側環状部５０ｂとの間において、第１注入口７０ａが形成されない部位に下方に延在する複数の支柱部５０ｃが周方向に等間隔に設けられる。

さらに、かかる支柱部５０ｃの先端５０ｃａには、後述する支柱部６０ｂの先端６０ｂａと嵌合する凸部５０ｃｂが形成されている。

第２コイルカバー６０は、環状の本体部６０ａを有する。また、第２コイルカバー６０には、本体部６０ａの内側から上方に延在する複数の支柱部６０ｂが周方向に等間隔に設けられる。さらに、かかる支柱部６０ｂの先端６０ｂａには、上述の支柱部５０ｃの先端５０ｃａに形成された凸部５０ｃｂと嵌合する凹部６０ｂｂが形成されている。

そして、ステータ構造１の組立工程では、上述の構造体を、第１コイルカバー５０と第２コイルカバー６０とで上下から挟み込む。この際、第１コイルカバー５０の支柱部５０ｃをステータコア１０に形成される間隙１３に挿入するとともに、第２コイルカバー６０の支柱部６０ｂを同様に間隙１３に挿入する。

ここで、支柱部５０ｃの先端５０ｃａの凸部５０ｃｂと支柱部６０ｂの先端６０ｂａの凹部６０ｂｂとが嵌まり合って、隣接するティース１２の先端部の間を塞ぐとともに、コイル３０の周囲を第１コイルカバー５０と第２コイルカバー６０とで囲むことにより、コイル３０の周囲に先に説明した容器部７０が形成される。積層構造からなるステータコア１０の積層寸法のバラツキは、この凸部５０ｃｂと凹部６０ｂｂとの嵌合によって調整することができる。なお、凸部５０ｃｂと凹部６０ｂｂは、逆の構成であっても勿論よい。

そして、かかる容器部７０は、第１コイルカバー５０と第２コイルカバー６０の他に、ステータコア１０と、インシュレータ２０とで構成され、第１注入口７０ａ以外にポッティング剤９０が漏れるような隙間がないように形成される。

これにより、ポッティング剤９０が容器部７０に注入される際に、ポッティング剤９０が容器部７０から漏れることを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、実施形態では、インシュレータ２０が一体で形成された例について示したが、インシュレータ２０を軸方向に２つに分割して形成し、かかる２つのインシュレータでステータコア１０を挟み込むように設けてもよい。

また、実施形態では、インナーロータ型のレゾルバに本発明を適用した場合について示したが、アウターロータ型のレゾルバに本発明を適用してもよい。

以上のように、実施形態に係るステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、複数のコイル３０と、端子台部４０と、第１コイルカバー５０と、第２コイルカバー６０とを備える。ステータコア１０は、環状の本体部１１と、本体部１１から径方向に延在する複数のティース１２とを有する。インシュレータ２０は、複数のティース１２をステータコア１０の軸方向の両側から覆う。複数のコイル３０は、インシュレータ２０を介して複数のティース１２のそれぞれに巻回される。端子台部４０は、インシュレータ２０に形成され、コイル３０を構成する巻線の末端が絡げられる絡げ部４１ａを有する端子４１が設けられる。第１コイルカバー５０は、コイル３０を軸方向の一方側から覆い、端子台部４０を軸方向の一方側から覆う端子台カバー部５１が設けられる。第２コイルカバー６０は、コイル３０を軸方向の他方側から覆う。そして、第１コイルカバー５０は、複数のコイル３０それぞれの周囲に充填されるポッティング剤９０を一方側から注入する第１注入口７０ａと、絡げ部４１ａの周囲に充填されるポッティング剤９０を一方側から注入する第２注入口８０ａとが設けられる。これにより、ポッティング剤９０の注入処理における作業効率を向上させることができる。

また、実施形態に係るステータ構造１において、第１コイルカバー５０および第２コイルカバー６０それぞれは、隣接するティース１２の間に形成される間隙１３に配置され、隣接するティース１２の先端部の間を塞ぐ複数の支柱部５０ｃ、６０ｂを有し、第１コイルカバー５０のそれぞれの支柱部５０ｃの先端５０ｃａと、第２コイルカバー６０のそれぞれの支柱部６０ｂの先端６０ｂａとが嵌合する。これにより、ポッティング剤９０が容器部７０に注入される際に、ポッティング剤９０が容器部７０から漏れることを抑制することができる。

また、実施形態に係るステータ構造１において、全てのコイル３０の周囲に、第１注入口７０ａが形成される。これにより、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。

また、実施形態に係るレゾルバは、ロータと、上述のステータ構造１とを備える。これにより、ポッティング剤９０の注入処理における作業効率を向上させたレゾルバを実現することができる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ ステータ構造、１０ ステータコア、１１ 本体部、１２ ティース、２０ インシュレータ、３０ コイル、４０ 端子台部、４１ 端子、４１ａ 絡げ部、５０ 第１コイルカバー、５１、端子台カバー部、６０ 第２コイルカバー、７０ 容器部、７０ａ 第１注入口、８０ 容器部、８０ａ 第２注入口、９０ ポッティング剤

Claims (4)

1. 環状の本体部と、前記本体部から径方向に延在する複数のティースとを有するステータコアと、
   前記複数のティースを前記ステータコアの軸方向の両側から覆うインシュレータと、
   前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回される複数のコイルと、
   前記インシュレータに形成され、前記コイルを構成する巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する端子が設けられる端子台部と、
   前記コイルを前記軸方向の一方側から覆い、前記端子台部を前記軸方向の前記一方側から覆う端子台カバー部が設けられる第１コイルカバーと、
   前記コイルを前記軸方向の他方側から覆う第２コイルカバーと、
   を備え、
   前記第１コイルカバーは、前記複数のコイルそれぞれの周囲に充填されるポッティング剤を前記一方側から注入する第１注入口と、前記絡げ部の周囲に充填される前記ポッティング剤を前記一方側から注入する第２注入口とが設けられる、ステータ構造。
2. 前記第１コイルカバーおよび前記第２コイルカバーそれぞれは、隣接する前記ティースの間に形成される間隙に配置され、隣接する前記ティースの先端部の間を塞ぐ複数の支柱部を有し、
   前記第１コイルカバーのそれぞれの前記支柱部の先端と、前記第２コイルカバーのそれぞれの前記支柱部の先端とが嵌合する、請求項１に記載のステータ構造。
3. 全ての前記コイルの周囲に、前記第１注入口が形成される、請求項１または２に記載のステータ構造。
4. ロータと、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載のステータ構造と、
   を備える、レゾルバ。

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