JP2020018080A

JP2020018080A - レゾルバステータ構造

Info

Publication number: JP2020018080A
Application number: JP2018139134A
Authority: JP
Inventors: 俊紀村松; Toshinori Muramatsu; 克年豊竹; Katsutoshi Toyotake; 秀思松下; Hideshi Matsushita
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-30

Abstract

【課題】本発明は、輪状ステータの内側のエッジをなくし、磁気効率を向上させることである。【解決手段】本発明によるレゾルバステータ構造は、内方へ突出する複数の磁極（２）を有する輪状ステータ（１）に輪状絶縁カバー（４）を介してステータ巻線（１０）に巻回するステータ構造において、前記各磁極間をつなぐ前記輪状ステータのつなぎ部は、平面でみて一対の直線部と、前記各直線部をつなぐ弧状部とで形成され、前記つなぎ部の内側には前記輪状絶縁カバーの絶縁カバー弧状部が位置し、前記弧状部（５０）の内側に形成された輪状絶縁カバー（４）の中央位置（Ｐ）に、エッジ部（Ｂ’）を有しない構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、レゾルバステータ構造に関し、特に、輪状ステータの各磁極に巻線ニードルでスロットを介してステータ巻線を巻回する場合、輪状ステータにエッジを設けることなく、磁気効率を低下させず、かつ、整列巻きを可能とするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のレゾルバステータ構造としては、例えば、特許文献１に開示されている構成を挙げることができる。
すなわち、図３及び図４で示される第１従来構成において、まず、図３において符号１で示されるものは、輪状ステータであり、この輪状ステータ１の内壁側１ａには、この内壁側１ａと一体で内方に向けて突出する複数の磁極２が所定の角度間隔で形成されている。

前記各磁極２は、前期輪状ステータ１の半径方向Ｒに沿って延説されており、前期各磁極２間には、五角形型をなすスロット３が形成されている。前記各磁極２の内端２ａの各耳部２ｂ間には、後述の巻線ニードル１１を案内するための案内スリット２ｃが形成されている。
図４の輪状ステータ１は、図３の輪状ステータ１の前記各磁極２の内端２ａを介して巻線ニードル１１によって、ステータ巻線を巻回する動作を示している。

すなわち、図示しない自動巻線機に設けられた巻線ニードル１１は、自動巻線機に装填されたステータ巻線１０を案内する状態で、図４の中央に位置するスロット３の案内スリット２ｃからスロット３内に挿入され、耳部２ｂから反対側の耳部２ｄにかけて多数回巻回される。
前述の場合、図４におけるハッチング部は巻線ニードル１１の巻線動作範囲外となるため、ステータ巻線１０の整列巻線の範囲外（すなわち、コントロール不能領域）となっていた。
また、前記スロット３内の外側にも、発生し、１個のスロット３内の内側と外側に前記コントロール不能領域Ａが発生していた。
さらに、図４で示されるように、前記スロット３内に前記巻線ニードル１１が挿入されて前記磁極２にステータ巻線１０を内側から外側へ巻回する際に、前記巻線ニードル１１の先端がスロット３の内壁に衝突するが故に、前述のコントロール不能領域Ａの発生原因となっていた。

そこで、提案された構成が、図５及び図６の構成である。
すなわち、前述の図３及び図４で述べた第１従来構成と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図５において、前述の図３と異なる部分は、前記スロット３の外側曲線面６ａのほぼ中央部に逃げ用凹部６Ａが形成されていることであり、図６のように、前記巻線ニードル１１が案内スリット２ｃを介して前記スロット３内に挿入されて、磁極３へのステータ巻線１０の巻回が進んでも、巻線ニードル１１の先端１１ａが前記逃げ用凹部６Ａ内に突入するため、図４で示されたステータ巻線１０のコントロール不能領域Ａの発生は、解消することができる。

図７は、前述の図５及び図６で示される第２従来構成の輪状ステータの第３従来構成の平面図を示している。
尚、前述の図３から図６における部材と同一又は同等部分には、同一符号を付けて説明する。
図７において符号１で示されるものは輪状ステータであり、この輪状ステータ１の内方へ向けて所定角度間隔で形成された磁極２間にはスロット３が形成されている。

前記輪状ステータ１及び各磁極２の全面には、各磁極２に巻回されるステータ巻線１０との間の絶縁を得るための輪状絶縁キャップ４が、インサート成形又は二体形の構成により設けられている。

前記スロット３内の外側内壁１ａには、前記各磁極２間に形成された案内スリット２ｃを経てスロット３内に挿入される巻線ニードル１１の挿入方向Ａの突き当り位置Ｂにエッジ部Ｂ’が形成されている。
前記エッジ部Ｂ’は、前記輪状ステータ１の外側内壁１ａで最大のものであるが、前記エッジ部Ｂ’を中心として左右一対のエッジ部Ｃ、Ｄが形成されている。従って前記エッジ部Ｂ’が前記巻線ニードル１１の先端１１ａが当接もしくは当接に近い状態となるまで挿入することができる。

そのため、前記巻線ニードル１１による各磁極２への整列巻きは完全に行われるが、前述のエッジ部Ｂ’に磁束が集中し、磁気効率を低下させることなく、ステータ巻線１０の整列巻きを完全に行うことは困難な構成であった。

特開２００６−１４９０７３号公報

従来のレゾルバステータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図３及び図４の第１従来構成においては、スロットの内側直線面と巻線ニードルとの間に段差があると共に、巻線ニードルの最も外側とスロットの外側直線面との間にも段差があるため、巻線が整列巻されていないコントロール不能領域が形成されるため、巻線の整列巻きができず、磁気効率を上げることが困難であった。

また、図５及び図６の第２従来構成においては、スロット３の外側曲線面１’に逃げ用凹部６Ａを形成し、この逃げ用凹部６Ａ内に巻線ニードル１１の先端１１ａが入り込むため、前記巻線ニードル１１の先端１１ａは、前記各外側直線面６ａにほぼ一致し、かつ、各内側直線面６ｂに対してもほぼ一致するため、ステータ巻線１０の整列巻きが可能となり、前述図４に示されるコントロール不能領域Ａがなくなるが、前記逃げ用凹部６Ａの存在のため、スロット部分が薄くなり、かつ、角度の急な曲折部よりなるエッジが形成され、磁束が集中することによって磁気効率が低下し、十分なレゾルバ出力特性が得られなかった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、輪状ステータの各磁極に巻線ニードルでスロットを介してステータ巻線を巻回する場合、輪状ステータに形成されるエッジによる磁気効率の低下を避け、かつ、整列巻きを可能とするレゾルバステータ構造を提供することを目的とする。

本発明によるレゾルバステータ構造は、内方へ突出する複数の磁極により形成される複数のスロットを有する輪状ステータと、前記輪状ステータの両面に設けられ前記磁極及びスロットの形状にならう磁極形状部及びスロット孔部を有する輪状絶縁キャップと、前記輪状絶縁キャップを介して前記各磁極に巻線ニードルによって巻回されるステータ巻線とを備えたレゾルバステータ構造において、前記各磁極間をつなぐ前記輪状ステータのつなぎ部は、平面でみて一対の直線部と、前記各直線部をつなぐ弧状部とで形成され、前記つなぎ部の内側には前記輪状絶縁カバーの絶縁カバー弧状部が位置し、前記弧状部の内側に位置する前記輪状絶縁カバーの中央位置に、エッジ部を有しない構成であり、また、前記輪状絶縁キャップは、前記輪状ステータに対してインサート成形されている構成である。

本発明によるレゾルバステータの構造は以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、内方へ突出する複数の磁極により形成される複数のスロットを有する輪状ステータと、前記輪状ステータの両面に設けされ前記磁極及びスロットの形状にならう磁極形状部及びスロット孔部を有する輪状絶縁キャップと、前記輪状絶縁キャップを介して前記各磁極に巻線ニードルによって巻回されるステータ巻線とを備えたレゾルバステータにおいて、前記各磁極間をつなぐ前記輪状ステータのつなぎ部は、平面でみて一対の直線部と、前記各直線部をつなぐ弧状部とで形成され、前記つなぎ部の内側には前記輪状絶縁カバーの絶縁カバー弧状部が位置し、前記弧状部の内側に形成された輪状絶縁カバーの中央位置に、エッジ部を有しない構成であるため、正確な整列巻きができると共に、エッジ部が形成されていないため、磁気効率が低下することなく、高精度のレゾルバ信号を得ることができる。
さらに、前記輪状絶縁カバーは、前記輪状ステータに対してインサート形成されていることにより、スロットの外側曲線面が曲折の弧状部となっていても、追随性よく樹脂成形でき、高性能のレゾルバを得ることができる。

本発明によるレゾルバステータ構造の一部を拡大して示す平面図である。図１丸点線内の要部を示す拡大図である。レゾルバステータ構造の第１従来構成の要部を示す平面図である。図３の輪状ステータにステータ巻線を巻回した状態を示す平面図である。図３の輪状ステータを改良した第２従来構成の要部の平面図である。図５の輪状ステータを用いた巻線状態を示す要部の平面図である。第３従来構成の輪状ステータの平面図である。

本発明は、輪状ステータの各磁極に巻線ニードルでスロットを介してステータ巻線を巻回する場合、輪状ステータに形成されるエッジによる磁気効率の低下を避け、かつ、整列巻きを可能とするレゾルバステータ構造を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるレゾルバステータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一または同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において符号１で示されるものは、全体形状が輪状を示す輪状ステータであり、前記輪状ステータ１の内側には、所定角度間隔で内方へ向けて複数の磁極２が一体に形成されている。
但し、前記輪状ステータ１は、図示していないが、多数のプレス鋼板を１枚ずつ所定角度回転させつつ転積することによって、透磁率等の角度位置によるバラツキを避けて均一となるように構成されている。

前記輪状ステータ１の表面には、従来周知の二体型でも可であるが、近年は、殆んどインサート成形（二体の嵌め込み型も可）によって輪状絶縁カバー４が形成され、前記各磁極２の先端に形成されている耳部２Ｈは、その一部が前記輪状絶縁カバー４から外部に露出している。

前記輪状ステータ１の前記各磁極２間には、前記各磁極２間をつなぐためのつなぎ部１Ｅが形成されていると共に、空間からなるスロット３が形成されている。
前記つなぎ部１Ｅは、平面でみると、図１で左側から弧状部５０に向けて下り傾斜の第１直線部１Ｍと、図面１で右側から弧状部５０に向けて下り傾斜の第２直線部１Ｎとからなり、前記弧状の内側には、前記第１直線部１Ｍ、前記弧状部５０及び前記第２直線部１Ｎに沿って前記輪状絶縁カバー４及びその一部である弧状の絶縁カバー弧状部４Ａに巻線ニードル１１の先端１１ａのための逃げ部６Ａ’（図２）が形成されている。

前記絶縁カバー弧状部４Ａは、凹状に窪んでいるため、巻線ニードル１１の先端１１ａを案内スリット２ｃから挿入した時に、図５及び図６の逃げ用凹部６Ａと同様の作用を得ることが可能であると共に、前記スロット３内で、磁極２の外周に対するステータ巻線１０の整列巻きを達成することができる。

さらに、本発明によるレゾルバステータ構造においては、前記輪状ステータ１の各磁極２間に形成された前記つなぎ部１Ｅのほぼ中央部にゆるやかな弧によって前記弧状部５０が形成され、かつ、前記弧状部５０の両側は第１、第２直線部１Ｍ、１Ｎで形成されているため、従来のようなエッジの形成を避けることができる。またステータ巻線１０の整列巻きを磁気効率の低下を避けるように行うことができる。
すなわち、輪状ステータ１の電磁鋼板は直線でつなぎ、逃げ部としての絶縁カバー弧状部４Ａは輪状絶縁カバー４で形成され、さらに、前記弧状部５０としての電磁鋼板は滑らかに弧状に接続されているので、磁気効率の低下を防止することができる。

本発明によるレゾルバステータ構造においては、輪状ステータの各磁極間に形成されるつなぎ部１Ｅの中央部に位置する弧状部５０がゆるやかな弧でつながっているため、エッジによる磁気効率を下げることなく、高磁気効率のレゾルバステータ構造を得ることができる。

１輪状ステータ
１Ｅつなぎ部
１Ａ絶縁外周壁
１Ｍ第１直線部
１Ｎ第２直線部
２磁極
２Ｈ耳部
２ｃ案内スリット
３スロット
４輪状絶縁カバー
４Ａ絶縁カバー弧状部
５磁極形状部５
１０ステータ巻線
１１巻線ニードル
５０弧状部
６０スロット孔部

Claims

内方へ突出する複数の磁極（２）により形成される複数のスロット（３）を有する輪状ステータ（１）と、前記輪状ステータ（１）の両面に設けられ前記磁極（２）及びスロット（３）の形状にならう磁極形状部（５）及びスロット孔部（６０）を有する輪状絶縁カバー（４）と、前記輪状絶縁カバー（４）を介して前記各磁極（２）に巻線ニードル（１１）によって巻回されるステータ巻線（１０）とを備えたレゾルバステータ構造において、前記各磁極（２）間をつなぐ前記輪状ステータ（１）のつなぎ部（１Ｅ）は、平面でみて一対の直線部（１Ｍ、１Ｎ）と、前記各直線部（１Ｍ、１Ｎ）をつなぐ弧状部（５０）とで形成され、前記つなぎ部（１Ｅ）の内側には前記輪状絶縁カバー（４）の絶縁カバー弧状部（４Ａ）が位置し、前記弧状部（５０）の内側に形成された輪状絶縁カバー（４）の中央位置（Ｐ）に、エッジ部（Ｂ’）を有しない構成としたことを特徴とするレゾルバステータ構造。
前記輪状絶縁カバー（４）は、前記輪状ステータ（１）に対して、インサート成形されていることを特徴とする請求項１記載のレゾルバステータ構造。