JP5853902B2 - レゾルバステータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レゾルバステータ及びその製造方法に係り、特に、端子ピンに接続される配線が接着材で固定されるレゾルバステータ及びその製造方法に関する。

回転軸の回転角を検出するレゾルバにおいては、ステータの磁極に巻回されるコイル巻線の端線が端子台の端子ピンに接続され、端子ピンから外部に信号線として引き出される。ここで、外部の振動等で、コイル巻線が断線しないように、コイル巻線はワニス等の接着材で端子台に固定される。

特許文献１には、レゾルバステータ構造において、ステータの磁極に巻回される巻線の端線が端子ピンに接続されてワニスで固められる保持ピン保持部が述べられている。ここでは、５本の端子ピンについてワニス溜まりが１つであるので、ワニスの総量が多くなり、また水平状態から傾斜するとワニスも傾斜して固まるので端子ピンによってはワニスが不足すると指摘している。そこで、ワニス溜まりの各端子ピンの間に端子ピン間壁を設けることが開示されている。

特許文献２には、レゾルバのステータコアのコイル巻線が接続される端子ピンを有するレゾルバインシュレータをステータコアに固定するのに、溶着やインサートモールド等を用いると工数が増加すると指摘している。そこで、レゾルバインシュレータの端子ピンが設けられる配線引出部に凸部を設け、この凸部をステータコアに設けた開口部に嵌め込む構造が開示されている。ここで、端子ピンとコイルの巻線にワニスを塗布すると、そのワニスが凸部と開口部の隙間に浸透して、レゾルバインシュレータとステータコアも同時に固定できると述べられている。

特開２００９−２７８４１号公報 特開２０１２−１０５５０号公報

端子台にコイル巻線をワニス等の接着材で固定することで外部振動による断線を抑制できるが、接着材を用いることで新たな断線の可能性が生じる。例えば、接着材が不均一に塗布されると、接着材の偏ったところに気泡を含む中空構造が発生する。この中空構造が原因で接着材にクラックが生じると、これに伴って、接着材に覆われているコイル巻線自体の断線が生じ得る。

本発明の目的は、接着材に起因する断線が生じにくいレゾルバステータ及びレゾルバステータの製造方法を提供することである。

本発明に係るレゾルバステータは、レゾルバのステータコアに巻回される巻線の端線が接続される端子ピンと、端子ピンと巻線の端線とを保持する保持部と、を含み、保持部の表側の端子ピン保持面は、上流側の高点と下流側の低点の間で傾斜する接着材流れ傾斜面を有し、この端子ピン保持面には、端子ピンの端子ピン保持面近傍及び端線の周りを覆うと共に、端線と端子ピン保持面との間にも入り込んだ状態の接着材層が設けられることを特徴とする。

また、本発明に係るレゾルバステータにおいて、接着材流れ傾斜面の下流側に接着材溜まり溝が設けられることが好ましい。

また、本発明に係るレゾルバステータの製造方法は、レゾルバのステータコアに巻回される巻線の端線を保持部の端子ピンに接続する工程と、保持部の表側の端子ピン保持面を傾斜させた傾斜状態で、傾斜の上流側の高点から下流側の低点に向かって接着材を流し、端子ピンの端子ピン保持面近傍及び端線の周りを覆うと共に、端線と端子ピン保持面の間にも入り込んだ状態の接着材層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、レゾルバステータにおいて端子ピン保持面は、上流側の高点と下流側の低点の間で傾斜する接着材流れ傾斜面を有するので、接着材は傾斜面に沿って滞留することなく広がって流れ、接着材に中空構造が生じにくく、接着材に起因する断線が抑制される。

また、レゾルバステータにおいて、接着材流れ傾斜面の下流側に接着材溜まり溝が設けられるので、接着材層と端子ピン保持面との間の接触面積が増加し、接着強度が向上する。

また、レゾルバステータの製造方法において、端子ピン保持面は傾斜され、傾斜の上流側の高点から下流側の低点に向かって接着材が流されるので、接着材は傾斜に沿って滞留することなく広がって流れ、接着材に中空構造が生じにくい。

本発明に係る実施の形態において、レゾルバステータの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態における接着材層を含む断面図である。 本発明に係る実施の形態において、レゾルバステータの製造方法の手順を示すフローチャートである。 従来技術のレゾルバステータにおいて生じた断線の例を示す図である。 従来技術のレゾルバステータにおいて接着材に生じた中空構造の例を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下で述べるステータコアの磁極数、端子ピンの数等は説明のための例示であって、レゾルバステータの仕様に応じ、適宜変更が可能である。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、レゾルバステータ１０を示す図で、図１（ａ）は平面図、（ｂ）は保持部の部分側面図である。なお、図１において、レゾルバステータ１０の構成要素ではないが、レゾルバロータ６と、レゾルバロータ６を支持する回転軸８を示す。レゾルバステータ１０は、レゾルバロータ６と協働して、回転軸８の回転角を検出する。

レゾルバステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコア１２に設けられる複数の突極部１４と、各突極部１４に巻回されるコイル巻線１６と、ステータコア１２に取り付けられる保持部２０を含む。

ステータコア１２は、内周側に複数の突極部１４が配置される円環状の磁性体部材である。かかるステータコア１２は、所定の形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成される。

複数の突極部１４にそれぞれ巻回されるコイル巻線１６は、励磁信号が供給される励磁コイルと、レゾルバステータ１０に対するレゾルバロータ６の回転角の情報を含む信号を検出する検出コイルを含む。端線２４は、コイル巻線１６の巻始めまたは巻終わりの端部である。コイル巻線１６および端線２４は、導体線２６と絶縁被覆２８で構成される（図２参照）。

保持部２０は、複数の端子ピン２２を保持する絶縁部材である。端子ピン２２は、保持部２０に保持され、コイル巻線１６を外部の信号線５０と接続するために用いられる中継ピンである。かかる保持部２０としては、適当な耐熱性と強度を有するプラスチック材料で端子ピン２２をインサート成形したものを用いることができる。プラスチック材料としては、エポキシ樹脂等が用いられる。

端子ピン２２は、保持部２０の表側に突き出る一方端にコイル巻線１６の端線２４が接続され、保持部２０の裏側に突き出る他方端に外部の信号線５０が接続される。

端子ピン２２と端線２４の間の接続は、端線２４の先端の絶縁被覆が取り除かれ、露出した導体線を端子ピン２２の外周に複数回巻いて絡げ、半田付けする。半田付けに代えて溶接してもよい。

端子ピン２２と信号線５０の間の接続は、信号線５０の導体を露出させて端子ピン２２との間で半田付けする。または、信号線５０の先端部に導体接続部を設けて端子ピン２２との間でカシメてもよい。あるいは、信号線５０と端子ピン２２のそれぞれに、コネクタ端子を設けてコネクタ接続することも可能である。複数の信号線５０は、ケーブル５２として束ねられる。

保持部２０の表側の端子ピン保持面３０は、上流側の高点３２と下流側の低点３４の間で水平状態から傾斜する。この傾斜は、端線２４が外部振動等で断線しないように接着材で固定される際に、接着材を高点３２から低点３４に向かって流すためのものである。図１（ｂ）では、接着材の流れ３８を白抜き矢印で示した。このように、端子ピン保持面３０の傾斜面は、接着材流れ傾斜面を形成する。

端子ピン保持面３０を水平状態から傾斜した傾斜面とすることで、接着材の流れ３８は高点３２から低点３４に向かって滞留することなく広がる。これによって、接着材層４０（図２参照）に気泡等を含む中空構造の発生を抑制できる。

接着材溜まり溝３６は、接着材流れ傾斜面である端子ピン保持面３０の下流側に設けられる溝で、高点３２から低点３４に向かって流れてくる接着材を一時的に溜める凹部である。接着材溜まり溝３６が延びる方向の両端部は、保持部２０の端部で開放しないように、保持部２０の端部の手前で止められる。接着材溜まり溝３６を設けることで、接着材の流れ３８をここで一時的に止めることができるので、接着材の供給を止めるタイミングを適当に加減することができる。また、接着材溜まり溝３６を設けることで、保持部２０と接着材層４０の接触面積が増加し、接着材層４０と端子ピン保持面３０との間の接着力を向上させることができる。

図１では、ステータコア１２の内周側の方に高点３２が設けられ、ステータコア１２の外周側の方に低点３４が設けられる。したがって、接着材の流れ３８は、ステータコア１２の内周側から外周側に向かう方向で、ステータコア１２の内周側のコイル巻線１６や突極部１４等に接着材が流れない。

このように、ステータコア１２の内周側の方に高点３２を設け、ステータコア１２の外周側の方に低点３４を設けたが、これを逆にして、ステータコア１２の外周側の方に高点３２を設け、ステータコア１２の内周側の方に低点３４を設けてもよい。

上記では、保持部２０の表側の端子ピン保持面３０の上に端線２４が配置され、保持部２０の裏側に信号線が配置されるので、接着材は、端子ピン２２と端線２４を端子ピン保持面３０に固定する。これとは逆に、保持部２０の端子ピン保持面３０の上に信号線５０を配置し、保持部２０の裏側に端線２４を配置することもできる。この場合には、接着材層４０は、端子ピン２２と信号線５０を端子ピン保持面３０に固定する。また、保持部２０の端子ピン保持面３０の上に端線２４と信号線５０を配置し共に端子ピン２２の一方端に接続することもできる。この場合には、接着材層４０は、端子ピン２２と端線２４と信号線５０を端子ピン保持面３０に固定する。このように、接着材層４０は、保持部２０の端子ピン保持面３０上で端子ピン２２を含んで塗布されて固化されて形成され、端子ピン２２に接続された端線２４と信号線５０の少なくとも一方を、端子ピン保持面３０に固定する。

図２は、端子ピン保持面３０の拡大図で、部分的に断面図を示した。保持部２０の表側の端子ピン保持面３０の上には端線２４が配置され、接着材層４０が、端子ピン２２と端線２４の周りを覆い、端線２４と端子ピン保持面３０との間にも入り込んでいる。接着材層４０は、図１で説明したように、端子ピン２２に端線２４が接続された後に、端子ピン保持面３０の高点３２から低点３４に向かう接着材の流れ３８によって、端子ピン２２と端線２４の周り、および、端線２４と端子ピン保持面３０との間に形成された層である。接着材層４０を構成する接着材としては、ワニスが用いられる。

図３は、ステータコア１２の製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、傾斜面を有する保持部２０を備えるステータコア１２が形成される（Ｓ１０）。この段階では、ステータコア１２の突極部１４にコイル巻線１６が巻回されているが、コイル巻線１６の端線２４はまだ端子ピン２２に接続されていない。信号線５０は保持部２０の裏側で端子ピン２２に接続されている。もっとも、信号線５０の接続処理は、最後の手順としてもよい。

次に、端線２４を端子ピン保持面３０から突き出る端子ピン２２の一方端に接続する（Ｓ１２）。接続は、端線２４の先端の絶縁被覆２８を剥がし、露出した導体線２６を端子ピン２２に巻きつけて絡げ、半田付けして行われる。

次に、レゾルバステータ１０を水平に置くと、端子ピン保持面３０は水平状態から傾斜した傾斜状態に保持され、端子ピン保持面３０の傾斜面の高点３２から低点３４に向かって接着材であるワニスを流す（Ｓ１４）。高点３２がワニスを流す基点である。ワニスは、重力の作用で傾斜面に沿って滞留せずに広がって流れ、端子ピン２２の周りと端線２４の周りを覆い、端線２４と端子ピン保持面３０との間に入り込んで、残りが接着材溜まり溝３６に流れ込む。接着材溜まり溝３６に接着材が十分に溜まった時点で接着材の供給を止める。このようにすることで、接着材が端子ピン保持面３０から外部にあふれ出すことを防止できる。

その後、接着材であるワニスの固化が行われる（Ｓ１６）。自然放置で固化する特性のワニスの場合は、Ｓ１４の後の特別な処理は必要ない。加熱によって固化するワニスを用いるときは、Ｓ１４の後で加熱を行う。これによって、端子ピン２２を含んで端子ピン保持面３０上に塗布された接着材が固化され接着層４０となる。接着材層４０は、保持部２０と端線２４の間に介在し、端線２４を端子ピン保持面３０に固定する。このようにして、レゾルバステータ１０が製造される。

図４，５は、上記構成の効果を従来技術と比較して説明する図である。図４は、従来技術の保持部２０を用いたときに、端線２５が断線する例を示す図である。図４（ａ）は、保持部２０において端子ピン２３に端線２５が接続される様子を示す斜視図である。従来技術の保持部２０は、６本の端子ピン２３を保持する端子ピン保持面６０が傾斜せず、水平面である。この水平面の周縁には壁が設けられ、その壁の内側が接着材溜まりとなる。

図４（ｂ）から（ｄ）は、端線２５に生じた断線部６２，６４，６６を示す図である。断線部６２，６４，６６は、端子ピン保持面６０が水平面であるために、接着材層４０の厚さは不均一となるために生じると考えられる。すなわち、接着材層４０の厚さが薄すぎると、端子ピン保持面６０に端線２５が十分に固定されず、レゾルバステータ１０の振動等で断線が生じる。接着材層４０が部分的に厚くなると、気泡等を巻き込み、中空構造を形成する。その状態で温度変化、外部振動等を受けると、その中空構造を起点として接着材層４０にクラックが発生し、これに伴い端線２５も断線する。

図５は、接着材層４０の盛り上がり部４１の箇所を切断して現れた断面を顕微鏡で拡大観察した図である。盛り上がり部４１の箇所に、接着材層４０の中空部４２があることが観察される。この中空部４２からクラックが発生すると、接着材層４０に固定されている端線２５に断線が生じる。

図１の構成によれば、接着材層４０の形成において、接着材の流れ３８は端子ピン保持面３０上を滞留せずに広がるので、接着材層４０は均一な厚さとなり、図５のような盛り上がり部４１に起因する中空構造が形成されない。また、接着材層４０の厚さが局部的に薄くなることもないので、端線２４が端子ピン保持面３０に十分な接着強度で固定されるので、振動等で断線することもない。このように、接着材に起因する断線を抑制できる。

６ レゾルバロータ、８ 回転軸、１０ レゾルバステータ、１２ ステータコア、１４ 突極部、１６ コイル巻線、２０ 保持部、２２，２３ 端子ピン、２４，２５ 端線、２６ 導体線、２８ 絶縁被覆、３０，６０ 端子ピン保持面、３２ 高点、３４ 低点、３６ 接着材溜まり溝、４０ 接着材層、４１ 盛り上がり部、４２ 中空部、５０ 信号線、５２ ケーブル、６２，６４，６６ 断線部。

Claims (3)

1. レゾルバのステータコアに巻回される巻線の端線が接続される端子ピンと、
   端子ピンと巻線の端線とを保持する保持部と、
   を含み、
   保持部の表側の端子ピン保持面は、
   上流側の高点と下流側の低点の間で傾斜する接着材流れ傾斜面を有し、
   この端子ピン保持面には、端子ピンの端子ピン保持面近傍及び端線の周りを覆うと共に、端線と端子ピン保持面との間にも入り込んだ状態の接着材層が設けられることを特徴とするレゾルバステータ。
2. 請求項１に記載のレゾルバステータにおいて、
   接着材流れ傾斜面の下流側に接着材溜まり溝が設けられることを特徴とするレゾルバステータ。
3. レゾルバのステータコアに巻回される巻線の端線を保持部の端子ピンに接続する工程と、
   保持部の表側の端子ピン保持面を傾斜させた傾斜状態で、傾斜の上流側の高点から下流側の低点に向かって接着材を流し、端子ピンの端子ピン保持面近傍及び端線の周りを覆うと共に、端線と端子ピン保持面の間にも入り込んだ状態の接着材層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするレゾルバステータの製造方法。

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