JP7190533B2 - ステータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータに関する。

回転角度を検出する手段としてレゾルバが知られている。レゾルバはモータ等の回転軸に固定されて回転するロータと、ハウジング等に固定されてロータと径方向で対応配置されるステータとを備えている。ステータには励磁巻線と検出巻線が巻回され、検出巻線はｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を出力する巻線から構成されている。励磁電流を励磁巻線に印加し、レゾルバのロータが回転すると、ロータとステータとの間に形成されたギャップの寸法が変化し、この変化に応じた電圧が検出巻線に誘起される。この検出巻線に生じた電圧はロータの回転角度を反映した信号であり、この信号によってモータ等の回転軸の角度を検出することができる。

励磁巻線と検出巻線、それぞれの巻線端末は、インシュレータと一体に形成された端子ピン基台部に植設された端子ピンに接合されている。従来、巻線の保護のために樹脂モールドを施して巻線の外面をモールド樹脂で覆ったレゾルバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載されたＶＲ（バリアブルリラクタンス）型レゾルバ２００である。図６は、図５のＭ－Ｎの線で切断した断面を示す断面図である。ＶＲ型レゾルバ２００は、部品取り付け部２０７を有する第１の固定子磁極組立体２０５と、第２の固定子磁極組立体２０６とを軟磁性板からなる円環状の固定子コア２０１の両側から挟んで固定子組立体を形成し、固定子コア２０１と第１の固定子磁極組立体２０５、第２の固定子磁極組立体２０６とは、固定子コア２０１の磁極歯２０４が回転子に面する面を露出するように合成樹脂２１１で囲繞し、固定子巻線２０８を合成樹脂２１１で覆っている。

特開２００２－１７１７３７号公報

図５に示す構造において、固定子コア２０１は、一般に、軟磁性板をプレス加工により所定の形状に形成したコアを複数枚数積層してカシメ固定して形成される。しかしながら、特許文献１では、ロータと対向する固定子コア２０１の磁極歯２０４、及び固定子コア２０１の外周面は合成樹脂２１１で覆われていない。このため、レゾルバの使用環境においては、水分の浸潤によって、合成樹脂２１１で覆われていない固定子コア２０１の磁極歯２０４における外周面及び露出している箇所は水分によって錆が発生する。また、積層した固定子コア２０１の間に水分が侵入し、固定子コア２０１の内部に錆が発生する。

本発明は上記課題に鑑み、コア内部の錆の発生を防止することを目的とする。

請求項１に記載のステータは、ステータコアと、前記ステータコアに装着されたインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回された巻線と、前記インシュレータに設けられた、前記巻線と電気的に接続された巻線接続部及びターミナルと、樹脂層と、を備える。巻線とインシュレータと、巻線のステータコアに巻き回された部分から巻線接続部に引き回された部分又は巻線接続部とが、樹脂層を形成する樹脂の中に封止されており、巻線のステータコアに巻き回された部分から巻線接続部に引き回された部分を覆っている樹脂層の表面又は巻線接続部とを覆っている樹脂層の表面が外部に露出している。
請求項２に記載のステータは、ステータコアと、ステータコアに装着されたインシュレータと、インシュレータを介してステータコアに巻回された巻線と、インシュレータに設けられた基台部と、樹脂層と、を備え、基台部に巻線と電気的に接続された巻線接続部とターミナルとが設けられており、樹脂層は、巻線とインシュレータと、基台部の一部が樹脂層を形成する樹脂の中に封止されており、基台部の一部を覆っている樹脂層の表面が外部に露出している。

本発明によれば、ステータコア３を構成するコアの間にも水分が侵入しないため、コア内部の錆の発生を防止できる。

図１は、実施形態のレゾルバを示す斜視図である。 図２は、モールド樹脂で樹脂層を形成する前のステータを示す斜視図である。 図３は、図２のステータの分解斜視図である。 図４は、図１の部分断面図である。 図５は、従来のレゾルバの固定子組立体を示す図である。 図６は、図５のＭ－Ｎ箇所の断面図である。

図１は、実施形態のレゾルバの斜視図である。図２は、図１におけるモールド樹脂で樹脂層を形成する前のステータを示す斜視図である。図３は、図２のステータの分解斜視図である。図４は、図１の樹脂層箇所の断面を示す部分断面図である。

図１には、インナーロータ形のＶＲ（バリアブルリラクタンス）型レゾルバ１が示されている。ＶＲ型レゾルバ１は、ステータ２を備えている。ステータ２の内側には、図示しないロータが配置される。ロータは、軟磁性のコアを複数枚数積層して構成され、図示しないモータ等の回転軸に固定されている。

ステータ２は、軟磁性の薄板状のコアを複数枚数積層してなるステータコア３と、ステータコア３に装着した樹脂製のインシュレータ４と、インシュレータ４を介してステータコア３のティース５（図３参照）に巻回した巻線６とを備えている。

図３に示すように、ステータコア３を構成する軟磁性の薄板状のコアは、環状ヨーク部７から径内方に延在する複数のティース５（本実施形態では１０個のティース）を有している。この薄板状のコアを複数枚数、転積（回転させながら積層）してカシメ固定することで、ステータコア３が構成されている。

図４に示すように、カシメ固定したステータコア３には、表面処理（例えば、電着塗装、静電粉体塗装、めっき、等）が施され、軟磁性のコアが露出しないように表面処理層８が形成されている。表面処理層８によって、環状のステータコア３の外周面と内周面が直接露出しない状態が得られている。表面処理層８は、少なくとも、後述するモールド樹脂を注入して樹脂層１５を形成した際、ステータコア３が露出する箇所に形成されていればよい。

図３に示すように、ステータコア３の軸方向一方端から第１のインシュレータ１１がステータコア３に装着され、ステータコア３の軸方向他方端から第２のインシュレータ１２がステータコア３に装着されている。そして、図２に示すように、第１のインシュレータ１１と第２のインシュレータ１２により構成されるインシュレータ４を介して、すべてのティース５（図３参照）に巻線６が巻回されている。巻線６は、励磁巻線と検出巻線からなり、全てのティース５に励磁巻線が巻回され、所定のティース５に励磁巻線の上から検出巻線が巻回される。検出巻線はｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を出力する２つの巻線から構成され、それぞれ所定のティース５に巻回される。

第１のインシュレータ１１には、径外方向に延在する端子ピン基台部１３が第１のインシュレータ１１と一体成形にて一体に形成されている。端子ピン基台部１３には複数の端子ピン１４が植設されている。端子ピン１４はＬ字形で、一方端に巻線接続部を形成し、他方端にターミナルを形成している。巻線接続部は、軸方向に延在し、ターミナルは、径外方向に延在している。端子ピン基台部１３には、上述した端子ピン１４のターミナルが配置される溝部１３ａが設けられている。溝部１３ａの内部において、端子ピン１４のターミナルが露出している。

巻線６（励磁巻線の巻線端末と検出巻線）の巻線端末がそれぞれの位置の端子ピン１４に絡げられて電気的に接続される。接続手段としては、ＴＩＧ溶接によって溶接されて電気的に接続する方法が挙げられる。勿論、接続手段は、これに限定されるものではなく、電気的に接続される手段であればよい。

図１に示すように、環形状を有したステータ２の軸方向両側（上面と下面）は、樹脂層１５で覆われている。樹脂層１５は、以下のようにして形成される。まず、表面処理層８（図４参照）が形成されたステータコア３に、第１のインシュレータ１１と第２のインシュレータ１２を組み付ける（図３参照）。次に、インシュレータ４（第１のインシュレータ１１および第２のインシュレータ１２）を介して、すべてのティース５（図３参照）に巻線６を巻回すると共に、巻線６の巻線端末を端子ピン１４に接続する。こうして、図２に示す状態を得る。

次に、図２の状態のステータコア３を金型（不図示）にセットし、金型の中にモールド樹脂を注入して樹脂層１５を形成する。このモールド樹脂による樹脂層１５は、巻線６、及び端子ピン１４の巻線端末が接続された箇所を覆う。このため、巻線６の巻線端末と電気的に接続された端子ピン１４は樹脂層１５の中に封止される。また、図４に示すように、樹脂層１５は、ステータコア３の軸方向の一端側と他端側を覆い、巻線６とインシュレータ４（第１のインシュレータ１１および第２のインシュレータ１２）も樹脂層１５で覆われる。

樹脂層１５を形成したら、樹脂層１５を形成したステータコア３を金型から取り出し、図１に示す状態を得る。次に、溝部１３ａの内部で露出している端子ピン１４のターミナルに、外部との電気的な接続を行うためリード線（図示せず）を接続する。

図１の状態において、巻線６のティース５に巻かれた部分（コイルの部分）、巻線６のティース５に巻かれた部分から端子ピン１４に引き回された部分、さらに端子ピン１４に巻線６の端部が接続された部分が樹脂層１５を構成する樹脂の中に封止される。

この構造では、端子ピン１４が樹脂層１５の中に封止されるため、ＶＲ型レゾルバ１を腐食成分の存在する環境、例えば、水分が侵入する環境下やＡＴＦオイル等に含まれる硫黄成分が存在する環境下で使用した場合であっても、端子ピン１４における水分による錆の発生やＡＴＦオイル等に含まれる硫黄成分による腐食の発生を防止できる。

また、図示しないロータと対向するステータコア３の内周面、及び外周面はモールド樹脂による樹脂層１５で覆われていないが、ステータコア３の表面処理層８（図４参照）の形成によって、ステータコア３が直接、露出していないので、防水され、ステータコア３の内周面及び外周面における錆の発生を防止できる。また、ステータコア３を構成するコアの間にも水分が侵入しないため、コア内部の錆の発生を防止できる。

本実施形態は、ステータコア３の表面に表面処理層８を形成した構成であるが、ステータコア３の表面に形成した表面処理層８に代えて、ステータコア３全体に接着剤を塗布し、ステータコア３、及び複数枚数が積層されるコアの間に樹脂を浸透させて樹脂層を形成する構成であってもよい。また、表面処理層８をめっき層と接着剤の層との積層構造といった多層構造としてもよい。

１…ＶＲ型レゾルバ、２…ステータ、３…ステータコア、４…インシュレータ、５…ティース、６…巻線、７…環状ヨーク部、８…表面処理層、１１…第１のインシュレータ、１２…第２のインシュレータ、１３…端子ピン基台部、１３ａ…溝部、１４…端子ピン、１５…樹脂層

Claims (4)

1. ステータコアと、
   前記ステータコアに装着されたインシュレータと、
   前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回された巻線と、
   前記インシュレータに設けられた、前記巻線と電気的に接続された巻線接続部及びターミナルと、
   樹脂層と、を備え、
   前記巻線と前記インシュレータと、前記巻線の前記ステータコアに巻き回された部分から前記巻線接続部に引き回された部分又は前記巻線接続部とが、前記樹脂層を形成する樹脂の中に封止されており、
   前記巻線の前記ステータコアに巻き回された部分から前記巻線接続部に引き回された部分を覆っている前記樹脂層の表面又は前記巻線接続部を覆っている前記樹脂層の表面が外部に露出している、
   ステータ。
2. ステータコアと、
   前記ステータコアに装着されたインシュレータと、
   前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回された巻線と、
   前記インシュレータに設けられた基台部と、
   樹脂層と、
   を備え、
   前記基台部に前記巻線と電気的に接続された巻線接続部とターミナルとが設けられており、
   前記樹脂層は、前記巻線と前記インシュレータと、前記基台部の一部が前記樹脂層を形成する樹脂の中に封止されており、
   前記基台部の一部を覆っている前記樹脂層の表面が外部に露出している、ステータ。
3. 軸方向において、前記樹脂層は前記ステータコアの一端を覆っている、請求項１又は２に記載のステータ。
4. 前記樹脂層は、前記ステータコアを覆う一部分と、前記巻線と前記巻線接続部とを覆う他の一部分と、を備え、
   前記樹脂層の他の一部分は、前記樹脂層の一部分から軸方向に延在している、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のステータ。

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