JP5181245B2

JP5181245B2 - レゾルバのステータ構造及びレゾルバ

Info

Publication number: JP5181245B2
Application number: JP2008298065A
Authority: JP
Inventors: 輝明村岡; 睦松浦
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: JP2010122159A

Description

本発明は、レゾルバのステータ構造に関し、特に、ステータ巻線の端線を接続するための複数の端子ピンを備える端子台を設けたレゾルバのステータ構造に関する。

従来のレゾルバのステータは、図６に示すように、略輪状のステータ１００の両面を上下両方から挟みこむように略輪状の絶縁部材１０４、１０５を設け、絶縁部材１０４の周縁の一部に半径方向に沿って外方に突出するように端子台１１２を設けた構造を有するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。端子台１１２には、固定磁極１０６に巻回されたステータ巻線１０８の端線１０９が絡げられる端子ピン１２０が植設されており、端子台１１２からさらに半径方向外方に、外部接続用のコネクタ部１１４が延設されている。尚、周知のように、このようなステータ１００の内側には、所定の形状を有するロータ（図示は省略する）が備えられ、ステータ１００及びロータを基本構成要素として、レゾルバが構成される。

特開２００４−２３９７７号公報

図６に示したようなステータ構造を有する従来のレゾルバは、その端子台１１２がステータ（したがって、レゾルバ）の周縁から半径方向外方に突出するように設けられているため、レゾルバが取り付けられる機器側に、この突出部分に対応する余分のスペースを要するものとなる。このことは、例えば、自動車に実装されるモータ用の回転位置検出器として使用するために、レゾルバを車体内部に実装する場合のように、限られたスペースに多くの部品が配置される空間にレゾルバを収容して取り付ける必要がある場合、大きな問題となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レゾルバが取り付けられる機器側に余分のスペースを要することなく取り付けることが可能なレゾルバのステータ構造を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）半径方向に沿って内方に突出する固定磁極を有する略輪状のステータコアと、該ステータコアを挟むように前記ステータコアと略同心に設けられた略輪状の第１、第２絶縁部材と、前記固定磁極に巻回されるステータ巻線の端線を接続するための複数の端子ピンを備えた端子台と、を含むレゾルバのステータにおいて、前記端子台は、前記第１、第２絶縁部材のいずれか一方の一部分の周上に、前記ステータの外径以上に外方に突出せず、かつ、前記ステータの内径以内に内方に突出しないように形成されていることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項１）。

（２）（１）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記端子台及び前記端子ピンは、前記ステータの軸方向に沿って延設されていることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項２）。

（３）（１）または（２）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記端子台は、前記第１、第２絶縁部材のいずれか一方と一体に形成されていることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項３）。

（４）（１）〜（３）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記端子ピンは、前記ステータの周方向に沿って配置されることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項４）。

（５）（１）〜（４）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記第１、第２絶縁部材のうち、前記端子台が形成されていない一方には、前記端子台の下方側の部分に、前記端子ピンと前記固定磁極との間で前記ステータ巻線の端線の経路を中継する端線用渡りピンを備えることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項５）。

（６）（１）〜（５）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記複数の端子ピンのそれぞれと一体に形成され、前記端子台の外周面から露出する外部接続用端子をさらに備えることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項６）。

（７）（１）〜（６）項に記載のレゾルバのステータ構造において、前記複数の端子ピンのそれぞれと電気的に接続されるとともに、前記ステータの周方向に沿って配置されて前記端子台の外周面から露出する複数の溶接用端子をさらに備えることを特徴とするレゾルバのステータ構造（請求項７）。
（８）（１）から（７）のいずれか１項に記載のステータ構造と、ロータとを備えるレゾルバ（請求項８）。

本発明に係るレゾルバのステータ構造によれば、レゾルバが取り付けられる機器側に余分のスペースを要することなく、レゾルバを取り付けることが可能となり、レゾルバが取り付けられる機器において、レゾルバが収容されて取り付けられる空間を有効に活用することが可能となる。本発明に係るレゾルバのステータ構造は、特に、自動車に実装されるモータ用の回転位置検出器として使用するために、レゾルバを車体内部に実装する場合のように、限られたスペースに多くの部品が配置される空間にレゾルバを収容して取り付ける必要がある場合に有効なものである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１〜３は、それぞれ、本発明の第１の実施形態におけるステータ構造を備えたレゾルバのステータ１を示す斜視図、正面図、及び上面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線で切断して示す断面図である。

本実施形態におけるステータ１は、略輪状のステータコア２と、ステータコア２を上下両側から挟むようにステータコア２と略同心に設けられた略輪状の第１、第２絶縁部材４、５とを備えて、全体として略輪状に構成されている。ステータコア２は、半径方向に沿って内方に突出するとともに所定の間隔で周方向に配置された複数の固定磁極１０を有しており、各固定磁極１０は先端に磁極歯６を備えている。また、第１、第２絶縁部材４、５は、各固定磁極１０を上下両側から挟むように半径方向に沿って内方に突出する磁極絶縁部７、９を備え、ステータ巻線８が、磁極絶縁部７、９を介して各固定磁極１０に巻回されている。

また、ステータ１には、その第１絶縁部材４の周上の一部分に第１絶縁部材４と一体に端子台１２が形成されており、端子台１２には、複数の端子部２０（図５参照）が植設されている。また、端子台１２は、第１絶縁部材４の周上に、ステータ１の軸方向（すなわち、図３で言えば、紙面を垂直に貫く方向）に沿って延設され、端子部２０は、その端子ピン２１が、同様にステータの軸方向に沿って延びるように、端子台１２に植設されている。

ここで、端子台１２が、第１絶縁部材４の周上に形成される点について詳述すれば、次の通りである。本実施形態において、端子台１２は、略輪状をなす第１絶縁部材４の周方向に沿って形成され、加えて、端子台１２の外周面１２ａが、第１絶縁部材４の外周面４ａ（及び、符号を省略する第２絶縁部材５の同様の外周面）からステータ１の半径方向に沿って外方に突出することがなく、かつ、端子台１２の内周面１２ｂが、第１絶縁部材４の内周面４ｂ（及び、符号を省略する第２絶縁部材５の内周面）からステータ１の半径方向に沿って内方に突出することがないように形成されているものである。

すなわち、本実施形態におけるステータ１は、少なくとも端子台１２がステータ１の外径以上に外方に突出することはなく、さらに、端子台１２がステータ１の内径以内に内方に突出して、固定磁極１０の上方に張り出すこともないように構成されている。

また、端子部２０は、図５に示すように、固定磁極１０に巻回されるステータ巻線８の端線８ａを接続するための端子ピン２１と、端子ピン２１の基端部付近から端子ピン２１に対して略直交する方向に延在する板状の外部接続用端子２２と、端子ピン２１の基端部付近から端子ピン２１と平行な方向に下方に延びる溶接用端子２３とが一体に形成されてなるものである。

この端子部２０は、複数の端子ピン２１がステータ１の周方向に沿って配置され、それぞれの外部接続用端子２２の一部が端子台１２の外周面１２ａから突出するように、端子台１２に植設されており、これによって、各溶接用端子２３もステータ１の周方向に沿って配置されることになる。そして、端子台１２には、図２に示すように、端子部２０の溶接用端子２３が外周面１２ａから露出するように、それぞれ対応する箇所に窓部１３が設けられている。

次に、ステータ１のステータ巻線８の端線８ａの処理を、図４を参照して説明すると、次の通りである。本実施形態における第２絶縁部材５には、固定磁極１０間に設けられる周知の渡りピン１４に加えて、端子台１２の下方側の部分に、端子ピン２１と固定磁極１０との間でステータ巻線８の端線８ａの経路を中継する端線用渡りピン１６を、各端子ピン２１毎に備えている。

例えば、励磁用巻線の巻回は、端子ピン２１（Ｒ２）にステータ巻線８の端線８ａを絡げた後、端子台１２の内周面１２ｂに沿って引き下げて端子ピン２１（Ｒ２）用の端線用渡りピン１６（Ｒ２，Ｓ３）（例えば、端子ピン２１（Ｒ２）に最も近接する位置に設けられた端線用渡りピン）に係合させ、その後、所定の固定磁極１０への巻回を開始する。逆に、所定の全ての固定磁極１０への巻回の終了後は、端子ピン２１（Ｒ１）用の端線用渡りピン１６（Ｒ１）に係合させ、その後、端子台１２の内周面１２ｂに沿って引き上げて、端子ピン２１（Ｒ１）に絡げる。出力用巻線の巻回（例えば、ＣＯＳ相（端子ピン２１（Ｓ１）から端子ピン２１（Ｓ３）、及び、ＳＩＮ相（端子ピン２１（Ｓ２）から端子ピン２１（Ｓ４））についても同様である。

そして、本実施形態におけるステータ１では、端子台１２の窓部１３から溶接用端子２３が露出されており、各端子ピン２１に絡げられたステータ巻線８は、溶接用端子２３に電極を接続することにより溶接（例えばアーク溶接、特に、いわゆるＴＩＧ（タングステン不活性ガス溶接））を実施することにより、各端子ピン２１と電気的及び機械的に確実に接続されるものである。

尚、本実施形態において、ステータコア２は、例えば珪素鋼板を積層してなるものであり、第１、第２絶縁部材４、５は、例えば６−６ナイロン等の合成樹脂を成形加工してなるものである。また、ステータ巻線８は、例えばφ＝０．１程度の銅線からなる。そして、端子部２０は例えばりん青銅からなり、好ましくはインサート成形等によって端子台１２に植設されるものである。但し、本発明は、各構成要素を構成する材料によって限定されるものではなく、各構成要素がその機能を果たすための任意の適切な材料を使用することができる。

また、本実施形態におけるステータ１は、その内側に所定の形状を有するロータを備えてレゾルバとして構成されるものであるが、そのロータとの関連における構成及びレゾルバとしての機能は従来のレゾルバと同様のものであるため、その説明は省略する。

次に、上述した実施形態に基づいて、本発明の作用効果について説明する。

先ず、本実施形態におけるステータ１は、端子台１２が第１絶縁部材４の周上に形成されており、その外周面１２ａが第１絶縁部材４の外周面４ａから突出することがないため、ステータ１（ひいては、ステータ１を含むレゾルバ）の外径以上に外方に突出する部分を実質的には含まないため、レゾルバが取り付けられる機器側に余分のスペースを要することなく取り付けることが可能となり、レゾルバが収容されて取り付けられる空間を有効に活用することができる。

上記「実質的には含まない」の記載について説明すると、次の通りである。すなわち、本実施形態におけるステータ１は、端子部２０の外部接続用端子２２がステータ１の外周面から僅かに突出する構成となっているが、これは、ステータ１を、その外部接続用端子２２をコネクタ等の外部の接続部品に勘合させることにより、外部との電気的接続をとることを想定した構成としたためである。そして、この場合、外部接続用端子２２がステータ１の外周面から突出する部分が占めるスペースは、上記接続部品を配置するために本来要するスペースであって、ステータ１（ひいては、ステータ１を含むレゾルバ）が占有するスペースを実質的に増大させるものではない。

さらに、本実施形態では、外部接続用端子２２を端子台１２の外周面１２ａから突出させるものとしたが、この構成は、外部との電気的接続をとるための構成の一例であって、本発明は、外部接続用端子２２が端子台１２の外周面１２ａから少なくとも露出しており、外部との電気的接続が可能な任意の適切な構成を含むものである。

また、ステータ１は、端子台１２が第１絶縁部材４の周上に形成されていることにより、その内周面１２ｂが第１絶縁部材４の内周面４ｂから内方に突出して、固定磁極１０の上方に張り出すこともないように構成されている。これによって、上述したような省スペース化を実現しつつ、ステータ巻線８の固定磁極１０の巻回を、従来のステータと同様の方法により容易に実施することができる。

また、ステータ１は、端子台１２及び端子ピン２１がステータ１の軸方向に延在することにより、上述した効果に加えて、端子ピン２１と固定磁極１０との間の距離を、端子台１２の軸方向の高さの分だけ長くできるという特徴を有する。この特徴が有利なのは、一般に、ステータ巻線８が、好適にはφ＝０．１ｍｍ程度の細線であり、例えば使用時の環境温度の変動による膨張／収縮等の理由により過大な張力がかかると断線が発生するおそれがあるためである。すなわち、この点を考慮すると、ステータ巻線８の端線８ａを初期的にあまり大きな張力をかけて引き渡すことは望ましくなく、その点で、端子ピン２１と固定磁極１０との間の距離が長いことは、端線８ａの緩みを形成するスペースを容易に確保できるため、有利なものものである。

また、ステータ１のように、端子台１２を第１絶縁部材４と一体に形成することにより、部品点数及び組立工数を削減し、レゾルバのコストを低減させることが可能となる。また、端子台１２を第１絶縁部材４と一体に形成することは、端子台１２を構造的に強化する点でも有利である。

この点について、ステータ１の、端子台１２の内周面１２ｂが第１絶縁部材４の内周面４ｂから内方に突出して、固定磁極１０の上方に張り出すことがない構成と関連して、次のようなことが言える。すなわち、端子台をステータの外径以上に突出しないように形成することを目的として、端子台を第１絶縁部材の内方に形成した結果、固定磁極の上方に張り出す部分を有するものとなった場合には、端子台が存在する状態でステータ巻線を巻回することが不可能もしくは著しく困難になる。そして、この困難を解消するには、例えば、端子台を第１絶縁部材とは別体に形成し、ステータ巻線の巻回工程の終了後、端子台を第１絶縁部材に組み付けるという工程が必要となる。

したがって、ステータ１が、ステータ巻線８の固定磁極１０への巻回を従来のレゾルバと同様に容易に実施することを可能としながら、さらに、端子台１２を第１絶縁部材４と一体に形成して上述の効果を得ることを可能とするためには、単に端子台１２をステータ１の外径以上に突出しないように形成するだけではなく、本発明に係るレゾルバのステータ構造における端子台１２を第１絶縁部材４の周上に形成することによって、端子台１２を、第１絶縁部材４の外周面４ａからだけでなく、内周面４ｂからも突出させない構成が本質的に重要となる。

また、ステータ１は、端子ピン２１が、ステータ１の周方向に沿って配置されていることによって、図３に示すように、従来のレゾルバのように、最外位置にある両端子ピン２１間の幅Ｗに沿って一直線に端子ピン２１を配置する場合と比較して、端子ピン２１間の間隔ｄを、対応する間隔ｐよりも広くとれるという効果を奏するものである。これによって、端子ピン２１へのステータ巻線８の端線８ａの巻回作業が容易になる。また、このように、端子台１２が備える端子ピン２１をステータ１の周方向に沿って配置することによって、端子ピン２１が固定磁極１０よりも半径方向外方に存在することが担保され、固定磁極１０への巻線作業時に端子ピン２１が巻線機の巻線ノズルを妨げることが確実に防止される。

また、ステータ１において、第２絶縁部材５の端子台１２の下方側にある部分に、端子ピン２１と固定磁極１０との間でステータ巻線８の端線８ａの経路を中継する端線用渡りピン１６を備えることは、次のような点で有利なものである。すなわち、上述したように、端子ピン２１と固定磁極１０との間のステータ巻線８の端線８ａには、ある程度の緩みがあることが望ましいが、一方、この緩みが過大になると、ステータ１の半径方向に沿って内方（固定磁極１０側）に倒れ込んだ端線８ａの緩み部分が、今度は、固定磁極１０へのステータ巻線８の巻回作業の障害になり、断線のおそれも発生する。したがって、端線８ａには、ある程度の緩みがあることが望ましいものの、それが過大にならないように調整する必要があり、端線用渡りピン１６により、その調整を行いつつ、端子ピン２１と固定磁極１０との間の端線８ａの引渡しを実施することが可能となるものである。

また、ステータ１では、端子部２０において、端子ピン２１と外部接続用端子２２が端子部２０として一体に形成されていることによって、部品点数の削減及び組立工数が削減されるだけではなく、外部接続用端子２２の端子台１２への固定も強固なものとなる。

また、ステータ１において、溶接用端子２３がステータ１の周方向に沿って配置されていることは、溶接作業において複数の端子ピン２１に対する溶接を実施するときに、ステータ１側を回転させて溶接対象の端子ピン２１の送りを実行することによって、溶接用の電極の方は、全ての端子ピン２１の溶接用端子２３に対して同距離だけ前後に移動させるだけで済むため、効率良く溶接を実施することができる。

尚、ステータ１では、端子ピン２１、外部接続用端子２２、及び溶接用端子２３は全て端子部２０として一体化されているが、本発明は、これらが全て電気的に接続されている限り、これらのいずれか又は全てを別体の部材として構成する場合を含むものである。特に、溶接用端子２３は、端子台１２の内部に埋設されており、構造的な補強を特に要しないため、端子ピン２１と電気的に接続されている限り、端子ピン２１及び／又は外部接続用端子２２と、必ずしも一体化されている必要はない。

以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形や応用が可能である。尚、上述した実施形態の説明において、説明の便宜のため、端子台１２を第１絶縁部材４に形成されるものとしたが、本発明に係るレゾルバのステータ構造において、端子台１２を第２絶縁部材５に設けてもよいことは、言うまでもない。

本発明の一実施形態におけるレゾルバのステータ構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態におけるレゾルバのステータ構造を示す正面図である。本発明の一実施形態におけるレゾルバのステータ構造を示す上面図である。図３に示すＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。本発明の一実施形態において、端子部の構成を示す斜視図である。従来のレゾルバのステータ構造を示す斜視図である。

符号の説明

１：ステータ、２：ステータコア、４：第１絶縁部材、４ａ：第１絶縁部材の外周面、４ｂ：第１絶縁部材の内周面、５：第２絶縁部材、６：磁極歯、７，９：磁極絶縁部、８：ステータ巻線、８ａ：ステータ巻線の端線、１０：固定磁極、１２：端子台、１２ａ：端子台の外周面、１２ｂ：端子台の内周面、１３：窓部、１４：渡りピン、１６：端線用渡りピン、２０：端子部、２１：端子ピン、２２：外部接続用端子、２３：溶接用端子

Claims

半径方向に沿って内方に突出する固定磁極を有する略輪状のステータコアと、該ステータコアを挟むように前記ステータコアと略同心に設けられた略輪状の第１、第２絶縁部材と、前記固定磁極に巻回されるステータ巻線の端線を接続するための複数の端子ピンを備えた端子台と、を含むレゾルバのステータにおいて、前記端子台は、前記第１、第２絶縁部材のいずれか一方の一部分の周上に、前記ステータの外径以上に外方に突出せず、かつ、前記ステータの内径以内に内方に突出しないように形成されていることを特徴とするレゾルバのステータ構造。
前記端子台及び前記端子ピンは、前記ステータの軸方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバのステータ構造。
前記端子台は、前記第１、第２絶縁部材のいずれか一方と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバのステータ構造。
前記端子ピンは、前記ステータの周方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレゾルバのステータ構造。
前記第１、第２絶縁部材のうちの前記端子台が形成されていない一方には、前記端子台の下方側の部分に、前記端子ピンと前記固定磁極との間で前記ステータ巻線の端線の経路を中継する端線用渡りピンを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレゾルバのステータ構造。
前記複数の端子ピンのそれぞれと一体に形成され、前記端子台の外周面から露出する外部接続用端子をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレゾルバのステータ構造。
前記複数の端子ピンのそれぞれと電気的に接続されるとともに、前記ステータの周方向に沿って配置されて前記端子台の外周面から露出する複数の溶接用端子をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のレゾルバのステータ構造。
請求項１から７のいずれか１項に記載のステータ構造と、ロータとを備えるレゾルバ。