WO2015001829A1

WO2015001829A1 - レゾルバのケーブル接続構造及びレゾルバ

Info

Publication number: WO2015001829A1
Application number: PCT/JP2014/060576
Authority: WO
Inventors: 浩嗣山本
Original assignee: 日本航空電子工業株式会社
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2015-01-08
Also published as: EP2993770A1; EP2993770B1; JP5943881B2; EP2993770A4; JP2015015814A

Abstract

　複数のケーブル７１は中継部材６０を介してレゾルバ端子５０と接続される。中継部材６０は保持板６１と、保持板６１に両面から突出されて保持された複数の中継端子６３よりなり、中継端子６３の一端側にケーブル７１の芯線７２が接続される。レゾルバ端子５０が配列されているレゾルバの端子部４０に凹部４１が形成され、その側壁４２に切欠き４３が複数設けられ、凹部４１の底面隅部は曲面４４で構成される。保持板６１は凹部４１に挿入されて中継端子６３の一端側、芯線７２が凹部４１内に、凹部４１の底面と離隔して位置される。ケーブル７１の被覆７３の先端部は切欠き４３を通って凹部４１内に位置し、中継端子６３と被覆７３は離隔される。中継端子６３の他端側はレゾルバ端子５０と接続される。凹部４１に樹脂が注入されて中継端子６３の一端側、芯線７２が封止される。良好に樹脂封止でき、信頼性に優れた樹脂封止を実現することができる。

Description

レゾルバのケーブル接続構造及びレゾルバ

　この発明は回転角を検出するレゾルバに関し、特にその端子部におけるケーブルの接続構造に関する。

　図１Ａ，１Ｂは特許文献１に記載されているレゾルバの入出力端子構造を示したものであり、図１Ａは固定子コアの外周に取り付けられるリード線端子台を示し、図１Ｂは図１Ａに示したリード線端子台が取り付けられている箇所の固定子組立体の構造を示す。

　固定子組立体は固定子コア１１と、固定子コア１１の両側に備えられた絶縁部材１２，１３と、その外側に設けられたカバー１４，１５と、リード線端子台１６から構成されている。

　リード線端子台１６の上面には凹部が形成され、凹部内に複数のリード線固定溝１６ａ、固定凸部１６ｂ、複数の貫通孔１６ｃ、貫通溝１６ｄが形成されている。固定凸部１６ｂはリード線端子台１６とカバー１４の固定に使用される。

　リード線端子台１６には扁平端子１７が設けられている。扁平端子１７は端子部１７ａと、端子部１７ａに対して略９０度屈曲された扁平端子ピン部１７ｂとを備えている。扁平端子ピン部１７ｂはリード線端子台１６の貫通孔１６ｃを下面から貫通してリード線端子台１６の上面に立設されている。

　扁平端子１７の端子部１７ａは貫通溝１６ｄを横切るように設けられている。端子部１７ａには固定子巻線が通る隙間を有して溶接部１７ｃが形成されており、溶接部１７ｃには図示していない固定子巻線端が溶接部１７ｃの間の隙間に通されて抵抗溶接されるものとなっている。

　各リード線固定溝１６ａには接続端子１８が先端に圧着されたリード線１９が配設される。接続端子１８は扁平端子ピン部１７ｂと係合され、アーク溶接により扁平端子ピン部１７ｂと接続される。これにより、リード線１９は扁平端子ピン部１７ｂを介して溶接部１７ｃで扁平端子１７に溶着された固定子巻線と接続されるものとなっている。

特開２００４－１２０８７３号公報

　ところで、例えば電気経路を構成する重要な金属部材に対しては、外部環境から保護し、腐食等を防止すべく、露出金属部分を樹脂により封止することが一般に行われており、封止法としてポッティング等が用いられている。

　レゾルバの端子部においても露出金属部分があり、信頼性を高めるべく、このような樹脂封止は必要とされるが、図１Ａ、１Ｂに示したような従来の端子構造では良好に樹脂封止することができないといった問題がある。

　即ち、リード線１９の先端に接続端子１８を圧着する際には、被覆が除去されて露出された芯線をなるべく接続端子１８で囲むように被覆先端を接続端子１８に突き当てて接続端子１８を圧着するといったことが行われ、現に図１Ａ，１Ｂにもそのような圧着構造が示されている。

　しかしながら、このような圧着構造の場合、リード線１９の被覆先端と接続端子１８との接触部分には封止樹脂が入りづらく、封止樹脂が存在しないといった状態になる。

　樹脂封止はリード線１９の被覆部分も含んで行われるが、一般に封止樹脂と被覆の密着性は良好ではなく、例えばリード線１９が煽られて上下に振れると、被覆と封止樹脂の界面から亀裂が進行し、被覆先端まで亀裂が到達してしまうといった状況が生じうる。リード線１９の被覆に例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のような耐熱性に優れたフッ素樹脂が用いられる場合は、フッ素樹脂は封止樹脂と密着しないため、この状況は特に顕著となる。

　図１Ａ，１Ｂに示した構造ではリード線１９の被覆先端と接続端子１８との間には上述したように封止樹脂の存在は望めないため、このような亀裂が生じると、外部からの汚染物質が接続端子１８が位置する部分まで侵入しやすくなる。よって、図１Ａ，１Ｂに示したような端子構造では樹脂封止を行っても、良好に樹脂封止することはできず、高い信頼性は得られないものとなる。

　この発明の目的は、良好かつ確実に樹脂封止を行うことができ、信頼性に優れた樹脂封止を実現することができるレゾルバのケーブル接続構造を提供することにある。

　この発明によれば、信号の授受を担う複数のケーブルがレゾルバ端子と接続されるレゾルバのケーブル接続構造において、複数のケーブルは中継部材を介してレゾルバ端子と接続され、中継部材は保持板と、保持板を貫通し、保持板の両板面から突出されて保持板に配列保持された複数の中継端子とよりなり、中継端子の一端側にケーブルの芯線が接続され、レゾルバ端子が配列されているレゾルバの端子部に凹部が形成され、凹部の側壁には切欠きが複数設けられ、凹部の底面隅部は曲面によって構成され、保持板は前記凹部に挿入されて中継端子の一端側及び芯線が凹部内に、凹部の底面と離隔して位置され、ケーブルの芯線に続く被覆の先端部は前記切欠きを通って前記凹部内に位置し、中継端子と被覆とは離隔され、中継端子の他端側はレゾルバ端子と接続され、前記凹部に樹脂が注入されて中継端子の一端側及び芯線が封止されているものとされる。

　この発明によるレゾルバのケーブル接続構造によれば、樹脂封止を良好に行うことができる。そして、例えばケーブルが煽られて上下に振れ、ケーブルの被覆と封止樹脂の界面から亀裂が生じたとしても、亀裂の進行を阻止してケーブルの芯線及び芯線と接続されている端子を確実に保護することができるものとなっており、信頼性の高い樹脂封止を実現することができる。

図１Ａは従来のリード線端子台を示す斜視図である。図１Ｂは図１Ａのリード線端子台が取り付けられている箇所の固定子組立体の構造を示す断面図である。図２Ａはこの発明によるレゾルバのケーブル接続構造の一実施例における端子部の構造を備えたステータを示す平面図である。図２Ｂは図２Ａに示したステータの正面図である。図３Ａは図２ＡのＣ部部分拡大図である。図３Ｂは図２ＢのＤ部部分拡大図である。図３Ｃは図３Ｂの部分拡大断面図である。図４Ａは図２Ａにおける端子部の斜視図である。図４Ｂは図２Ａにおける端子部の図４Ａとは違う方向から見た斜視図である。図５Ａはこの発明によるレゾルバのケーブル接続構造の一実施例における中継部材を示す平面図である。図５Ｂは図５Ａに示した中継部材の正面図である。図５Ｃは図５Ａに示した中継部材の底面図である。図５Ｄは図５Ａに示した中継部材の側面図である。図５Ｅは図５Ａに示した中継部材の上方から見た斜視図である。図５Ｆは図５Ａに示した中継部材の下方から見た斜視図である。図５Ｅに示した中継部材にケーブルが接続された状態を示す斜視図である。図７Ａはケーブルが接続された中継部材が図２Ａに示したステータに取り付けられた状態を示す平面図である。図７Ｂはケーブルが接続された中継部材が図２Ａに示したステータに取り付けられた状態を示す底面図である。図８はケーブルが接続された中継部材が図２Ａに示したステータに取り付けられた状態を示す斜視図である。図９Ａは図７ＡのＣ部部分拡大図である。図９Ｂは図７ＡのＣ部を正面側から見た拡大図である。図９Ｃは図７Ａにおける端子部の拡大斜視図である。図10は図７Ａにおける端子部の部分拡大断面斜視図である。図１１は抵抗溶接及び樹脂封止を説明するための図である。図７Ａに示したステータとロータとよりなるレゾルバの平面図である。

　以下にこの発明の実施例を説明する。

　図２Ａ，２Ｂはこの発明によるケーブル接続構造の一実施例における端子部の構造を備えたレゾルバのステータを示したものであり、図３Ａ－３Ｃ，４Ａ，４Ｂはその端子部の詳細を示したものである。

　ステータ１００は、コア２０とインシュレータ３０と巻線とカバーとによって構成される。図２Ａ，２Ｂでは巻線及びカバーの図示は省略している。

　磁性材よりなるコア２０は環状をなし、その内周面には複数のティース２１が周方向に等角間隔で配列されて突出形成されている。

　インシュレータ３０はインサート成形によりコア２０と一体化されている。インシュレータ３０はコア２０の一部を覆う環状をなし、コア２０の内周側においてコア２０の表裏両面を覆うように形成されている。インシュレータ３０は巻線部３１と渡り線部３２と防護壁３３と島部３４，３５と端子部４０とを備えている。

　巻線部３１は各ティース２１の回りを囲むように設けられており、この巻線部３１に巻線（励磁巻線、検出巻線）が巻き付けられる。渡り線部３２は巻線部３１の外周側に位置し、巻線の延長である渡り線が配置される。防護壁３３は渡り線部３２の外周に設けられており、防護壁３３の外周に島部３４，３５が突出形成されている。島部３４，３５はカバーの取り付けに使用される。端子部４０はコア２０の外周より突出するように形成されており、コア２０を挟んでコア２０の表裏両面に位置するように形成されている。以下、図３Ａ－３Ｃ，４Ａ，４Ｂを参照して端子部４０の詳細構造を説明する。

　端子部４０の突出端（先端）側の上面には凹部４１が形成されている。凹部４１は端子部４０の突出方向と直交する幅方向に延伸されて形成されている。以下、端子部４０の突出方向をＸ方向、幅方向をＹ方向、厚さ方向（上下方向）をＺ方向とする。

　端子部４０の突出端側に位置する凹部４１の側壁４２には切欠き４３が形成され、この例では６個の切欠き４３がＹ方向に等間隔で配列されて形成されている。切欠き４３は長円切欠きとされ、その開放端には誘い込み用の傾斜が設けられている。矩形状をなす凹部４１の底面隅部は曲面４４によって構成されている。この例では底面の４辺のうち、側壁４２側の長辺と対向する一対の短辺の３辺に曲面４４が形成されている。曲面４４は中心角９０°の円筒面とされ、いわゆるＲ面とされている。

　凹部４１のＹ方向両端には凹部４１に続いて位置決め凹部４５がそれぞれ形成され、さらにＸ方向において凹部４１の内側には凹部４１とわずかに離間して上下方向（Ｚ方向）に貫通する開口部４６が形成されている。

　端子部４０にはレゾルバ端子５０がインサート成形され、一体化されて設けられている。レゾルバ端子５０はＬ字状に折り曲げられて形成されており、Ｌ字の一辺は角棒状のピン部５１とされ、他辺は板状の端子板部５２とされている。レゾルバ端子５０はそのピン部５１が開口部４６のＸ方向内側において端子部４０の上面より突出され、端子板部５２は開口部４６をＸ方向に横切るように配置されている。レゾルバ端子５０は側壁４２の６個の切欠き４３の位置、配列と対応して６本設けられている。なお、開口部４６において各端子板部５２間には仕切り壁４７が設けられている。

　レゾルバはこの例では１相励磁、２相出力とされ、図示を省略しているが、巻線の延長の渡り線が渡り線部３２から６本導出され、６本のレゾルバ端子５０の各ピン部５１に接続される。接続は溶接によって行われる。渡り線部３２からピン部５１の配列に至る部分に突出形成されている補助ボス４８は渡り線を引っ掛けて位置決めするために使用される。なお、渡り線部３２にも同様に機能する渡りボス３６が突出形成されている。端子部４０の上面においてＹ方向両端に突出形成されているボス４９はカバーの取り付けに使用される。

　図５Ａ－５Ｆはこの発明によるケーブル接続構造の一実施例に用いる中継部材を示したものである。中継部材６０は保持板６１と位置決め凸部６２と中継端子６３とよりなる。

　中継端子６３は短冊状とされ、保持板６１を貫通し、保持板６１の両板面から突出されて保持板６１に保持されている。中継端子６３はこの例では６本設けられ、保持板６１の下端側に配列されて保持されている。中継端子６３の配列ピッチは前述したレゾルバ端子５０の配列ピッチと等しくされている。

　中継端子６３の配列方向において保持板６１の両端には位置決め凸部６２がそれぞれ突出形成されている。これら位置決め凸部６２はステータ１００の端子部４０に形成されている位置決め凹部４５と対応して設けられている。

　保持板６１の上端側は自動機や人手で取り扱う際につかむことができるハンドリング部６４とされ、この例ではハンドリング部６４は長穴（長円穴）６５を備えた形状となっている。保持板６１の下端は中継端子６３の配列箇所より下に位置し、この例では全周に渡って面取りが施されて先細形状とされている。なお、ハンドリング部６４の形状は上記に限るものではなく、適宜、選定される。

　図６は上述した中継部材６０にケーブルハーネスの各ケーブル７１が接続された状態を示したものであり、６本のケーブル７１が６本の中継端子６３の各一端側に接続されている。図６中、７２は被覆７３が除去されて露出された芯線を示し、芯線７２は抵抗スポット溶接によって中継端子６３と接続されている。これらケーブル７１はレゾルバに対する信号（励磁信号及び検出信号）の授受を担う。なお、中継端子６３の先端と被覆７３の先端とは所定量離隔され、接触しないようにケーブル７１は接続されている。

　図７Ａ，７Ｂ及び図8はケーブル７１が取り付けられた中継部材６０がステータ１００の端子部４０に取り付けられた状態を示したものであり、図９Ａ－９Ｃ，１０，１１は端子部４０の詳細を示したものである。図７Ａ，７Ｂ，８中、７０はケーブルハーネスを示す。

　中継部材６０の端子部４０への取り付けは保持板６１を凹部４１に挿入することによって行われる。この際、中継部材６０の一対の位置決め凸部６２は端子部４０の一対の位置決め凹部４５に嵌め込まれ、これにより中継部材６０は位置決めされる。６本のケーブル７１の芯線７２に続く被覆７３の先端部は凹部４１の側壁４２に形成された切欠き４３をそれぞれ通って凹部４１内に位置される。露出された芯線７２及び芯線７２と接続されている中継端子６３の一端側は凹部４１の底面と離隔して凹部４１内に位置される。

　各中継端子６３の他端側は開口部４６に配列されているレゾルバ端子５０の端子板部５２上にそれぞれ位置される。中継端子６３の他端側と端子板部５２は抵抗スポット溶接によって接続される。これにより、６本のケーブル７１は中継部材６０を介して６本のレゾルバ端子５０と接続される。なお、レゾルバ端子５０の端子板部５２及びその上に位置する中継端子６３の他端側は上下方向に貫通された開口部４６及び開口部４６上に位置するため、抵抗溶接のためのツール（電極）を図１１中、矢印ａ，ｂで示したように上下方向から容易に溶接部に位置させることができる。

　ケーブル７１と接続された中継端子６３の一端側が位置する凹部４１には樹脂が注入され、ポッティングにより中継端子６３の一端側及びケーブル７１の芯線７２が封止される。同様に、開口部４６及び開口部４６上の仕切られた空間、即ち中継部材６０の保持板６１、位置決め凸部６２と開口部４６の延長上の端子部４０の内壁面とで囲まれた空間に樹脂がそれぞれ注入されて中継端子６３の他端側及びレゾルバ端子５０の端子板部５２が封止される。さらに、渡り線が接続されているレゾルバ端子５０のピン部５１も樹脂封止される。図１１中、８１－８４はそれぞれ封止樹脂を示す。なお、中継部材６０の保持板６１の上端側のハンドリング部６４は凹部４１の外に位置されている。

　封止樹脂８１－８４はこの例ではエポキシ系の樹脂とされる。エポキシ系の樹脂は高粘度のため、封止樹脂８１－８４の一括硬化が可能となる。即ち、まず端子部４０を上下逆にして封止樹脂８２をポッティングした後、封止樹脂８２の硬化前に端子部４０を反転して封止樹脂８１，８３，８４をポッティングする。そして、封止樹脂８１－８４を同時に硬化させる。エポキシ系の樹脂を用いれば、一括硬化が可能となるため、硬化に要する時間を削減することができる。

　以上説明したように、この例では、中継部材６０を介してケーブル７１をレゾルバ端子５０に接続するものとなっており、ケーブル７１と中継部材６０の中継端子６３との接続の仕方及び中継部材６０が配置されてポッティングされる端子部４０の凹部４１に特に特徴を有するものとなっている。以下、この点について説明する。

　この例では中継端子６３と、これと接続されるケーブル７１の被覆７３の先端を離隔し、中継端子６３と被覆７３の先端との間に芯線７２のみが存在する部分を設けている。また、芯線７２と接続される中継端子６３の下側には封止樹脂の充填空間を確保し、かつ充填空間（凹部４１）の底面隅部を曲面４４によって構成している。これにより、封止樹脂が流動しやすく、つまり凹部４１にくまなく充填され、中継端子６３と被覆７３の先端との間の芯線７２は確実に封止樹脂８１によって包み込まれるものとなる。

　この例では、このように樹脂封止されるため、例えばケーブル７１が煽られて上下に振れ、被覆７３と封止樹脂８１の界面から亀裂が生じたとしても、亀裂は芯線７２に密着した封止樹脂８１の障壁により進行が阻止される。従って、芯線７２及び芯線７２と接続されている中継端子６３を確実に保護することができ、外部からの汚染物質の侵入を阻止することができる。よって、信頼性に優れた樹脂封止を実現することができ、被覆７３としてＰＴＦＥのような耐熱性に優れたフッ素樹脂を用いることも可能となる。なお、中継端子６３と被覆７３の先端との間の距離、つまり芯線７２のみが存在する部分の芯線７２の長さは０．１～０．５ｍｍ程度とし、好ましくは０．３ｍｍとする。

　図１２は図２Ａに示したステータ１００にカバー９１，９２が取り付けられ、ロータ２００が組み込まれてなるレゾルバの構成を示したものであり、ロータ２００が取り付けられる回転シャフトの図示は省略している。

Claims

　信号の授受を担う複数のケーブルがレゾルバ端子と接続されるレゾルバのケーブル接続構造であり、
　前記複数のケーブルは中継部材を介して前記レゾルバ端子と接続され、
　前記中継部材は保持板と、前記保持板を貫通し、前記保持板の両板面から突出されて前記保持板に配列保持された複数の中継端子とよりなり、
　前記中継端子の一端側に前記ケーブルの芯線が接続され、
　前記レゾルバ端子が配列されているレゾルバの端子部に凹部が形成され、前記凹部の側壁には切欠きが複数設けられ、前記凹部の底面隅部は曲面によって構成されており、
　前記保持板は前記凹部に挿入されて前記中継端子の一端側及び前記芯線が前記凹部内に、前記凹部の底面と離隔して位置され、
　前記ケーブルの前記芯線に続く被覆の先端部は前記切欠きを通って前記凹部内に位置し、前記中継端子と前記被覆とは離隔されており、
　前記中継端子の他端側は前記レゾルバ端子と接続され、
　前記凹部に樹脂が注入されて前記中継端子の一端側及び前記芯線が封止されている。
　請求項１のレゾルバのケーブル接続構造において、
　前記保持板の両端に位置決め凸部が形成され、
　前記中継部材は前記位置決め凸部が前記端子部に形成された位置決め凹部に嵌め込まれて位置決めされている。
　請求項１又は２のレゾルバのケーブル接続構造において、
　前記芯線と前記中継端子の接続及び前記レゾルバ端子と前記中継端子の接続は共に抵抗溶接によって行われている。
　請求項３のレゾルバのケーブル接続構造において、
　前記レゾルバ端子の前記中継端子と接続される部分は、前記端子部に上下に貫通して設けられた開口部に位置し、
　前記開口部に樹脂が注入されて前記中継端子の他端側及び前記レゾルバ端子が封止されている。
　請求項１乃至４のいずれかのレゾルバのケーブル接続構造において、
　前記保持板の上端側は前記凹部の外に位置して、ハンドリング部をなす。
　請求項１乃至５のいずれかのレゾルバのケーブル接続構造を備えているレゾルバ。