(57)【要約】【課題】巻線の使用量を削減すること。【解決手段】実施形態のステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、巻線と、端子とを備える。ステータコアは、環状の本体部と、本体部から径方向に延在する複数のティースとを有する。インシュレータは、複数のティースをステータコアの軸方向の両側から覆う。巻線は、インシュレータを介して複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する。端子は、一端に巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する。そして、絡げ部に対してロータの回転軸が位置する方向を前方とした場合、コイルと絡げ部との間の巻線において、たるみが、絡げ部の側方および後方の少なくとも一方における絡げ部の近傍に形成される。【選択図】図１
2019068595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の本体部と、前記本体部から径方向に延在する複数のティースとを有するステータコアと、
前記複数のティースを前記ステータコアの軸方向の両側から覆うインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する巻線と、
一端に前記巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する端子と、
を備え、
前記絡げ部に対してロータの回転軸が位置する方向を前方とした場合、前記コイルと前記絡げ部との間の前記巻線において、たるみが、前記絡げ部の側方および後方の少なくとも一方における前記絡げ部の近傍に形成される、
ステータ構造。
【請求項２】
前記端子の他端を収納し、リード線が挿入されて前記端子の他端に接続されるリード線保持部をさらに備え、
前記リード線保持部における前記たるみの近傍にスリットが形成される、請求項１に記載のステータ構造。
【請求項３】
前記端子は、複数設けられ、
前記スリットは、複数の前記端子に対して１対１で形成される、
請求項２に記載のステータ構造。
【請求項４】
ロータと、
請求項１〜３のいずれか一つに記載のステータ構造と、
を備える、レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ構造およびレゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータや発電機などの回転電機の回転角度を検出するレゾルバが知られている。かかるレゾルバは、たとえば、環状に形成された本体部の内周側から中心に向かって延在する複数のティースを備えたステータコアと、かかるステータコアの内側で複数のティースに対向配置されるロータとを備える。また、ティースには巻線が巻回されてコイルが形成されるとともに、かかる巻線の末端が端子の絡げ部に絡げられる。そして、巻線には、温度変化による熱膨張の影響を低減させるため、コイルと絡げ部の間にたるみが形成される（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、かかるたるみを形成するために、コイルと絡げ部との間にたるみ付け部材などを配置するスペースが必要となることから、コイルと絡げ部との間の距離が長くなってしまう。したがって、その分必要となる巻線の長さが長くなることから、製造コストが増大する恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、巻線の使用量を削減することができるステータ構造およびレゾルバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、巻線と、端子とを備える。前記ステータコアは、環状の本体部と、前記本体部から径方向に延在する複数のティースとを有する。前記インシュレータは、前記複数のティースを前記ステータコアの軸方向の両側から覆う。前記巻線は、前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回されて複数のコイルを形成する。前記端子は、一端に前記巻線の末端が絡げられる絡げ部を有する。そして、前記絡げ部に対してロータの回転軸が位置する方向を前方とした場合、前記コイルと前記絡げ部との間の前記巻線において、たるみが、前記絡げ部の側方および後方の少なくとも一方における前記絡げ部の近傍に形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、巻線の使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係るステータ構造の構成を示す上面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る巻線絡げ処理について説明するための拡大斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係る巻線絡げ処理について説明するための断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るたるみピン引抜処理について説明するための断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係るたるみ形成処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係るステータ構造およびレゾルバについて図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態によりステータ構造およびレゾルバの用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１０】
（ステータ構造の詳細）
最初に、実施形態に係るステータ構造１の詳細について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す斜視図であり、図２は、実施形態に係るステータ構造１の構成を示す上面図である。
【００１１】
図１に示すステータ構造１の内側に図示しないロータを設けることにより、実施形態に係るレゾルバが得られる。実施形態に係るレゾルバは、ＶＲ（Variable  Reluctance）型レゾルバであり、ロータは、回転電機の出力軸に固定され、かかる出力軸の回転に伴って回転する。これにより、回転電機の出力軸の回転角度を検出することができる。
【００１２】
図１に示すように、ステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、巻線３０と、端子４０と、リード線保持部５０とを備える。
【００１３】
ステータコア１０は、電磁鋼板などの鋼板を複数枚積層した積層構造を有する。ステータコア１０は、本体部１１と、複数のティース１２とを有する。本体部１１は、環状であり、実施形態では円環状である。複数のティース１２は、本体部１１の内周側から本体部１１の中心に向かって（すなわち、径方向に）延在する。
【００１４】
なお、以降においては、図１に示すように、ステータコア１０の径方向、軸方向および周方向を規定して説明する。ここで、「径方向」とは、ステータコア１０の内側で回転するロータの回転軸Ｒと直交する方向であり、「軸方向」とは、ロータの回転軸Ｒの軸方向と一致する方向であり、「周方向」とは、ロータの回転方向と一致する方向である。
【００１５】
インシュレータ２０は、絶縁性の部材であり、たとえば、絶縁性樹脂の射出成形によって形成される。インシュレータ２０は、第１インシュレータ２１と第２インシュレータ２２とで構成される。そして、かかる第１インシュレータ２１と第２インシュレータ２２とで、ステータコア１０を軸方向の両側から覆っている。
【００１６】
巻線３０は、導線と、導線の周りに絶縁性の被膜を有し、導線は、たとえば、銅線やアルミ線、黄銅線などの金属線である。かかる巻線３０は、インシュレータ２０を介して複数のティース１２のそれぞれに巻回され、複数のコイル３１を形成する。かかるコイル３１は、励磁巻線と出力巻線とにより構成される。また、コイル３１の出力巻線は、ｓｉｎ相の出力信号を出力するｓｉｎ相出力巻線と、ｃｏｓ相の出力信号を出力するｃｏｓ相出力巻線とにより構成される。
【００１７】
端子４０は、金属などの導電性の部材である。図２に示すように、端子４０の一端側には、巻線３０の末端が絡げられる絡げ部４０ａが設けられる。なお、本願の図面では、６つの絡げ部４０ａに絡げられる巻線３０のうち、図２における上側５つの絡げ部４０ａに絡げられる巻線３０の記載を省略している。
【００１８】
ここで、実施形態では、図１などに示すように、コイル３１と絡げ部４０ａとの間につながれた巻線３０にたるみ３２が形成される。そして、かかるたるみ３２は、絡げ部４０ａに対してロータの回転軸Ｒが位置する方向を前方とした場合、絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に形成される。
【００１９】
実施形態では、上述の位置にたるみ３２を形成することにより、絡げ部４０ａの前方（すなわち、絡げ部４０ａとコイル３１との間）にたるみ３２を形成する必要がなくなる。これにより、たるみ３２を形成するためにコイル３１と絡げ部４０ａとの間にたるみ付け部材などを配置するスペースが不要となることから、コイル３１と絡げ部４０ａとの間の距離を短くすることができる。
【００２０】
したがって、実施形態によれば、巻線３０の使用量を削減することができる。また、実施形態では、コイル３１と絡げ部４０ａとの間にたるみ付け部材などを配置するスペースが不要となることから、ステータ構造１を小径化することができる。なお、上述の位置にたるみ３２を形成する方法については後述する。
【００２１】
ステータ構造１におけるその他の部位の説明を続ける。端子４０の他端側には、図示しないリード線が接続される接続部４０ｂ（図２、図４参照）が設けられる。
【００２２】
リード線保持部５０は、第１インシュレータ２１と一体成形で形成され、環状の第１インシュレータ２１から径方向の外側に延在する。リード線保持部５０には、径方向に沿った方向に略平行に延びる複数の溝状の挿入部５０ａが形成され、かかる挿入部５０ａに外部装置（図示せず）から延びるリード線（図示せず）が挿入されて保持される。
【００２３】
そして、挿入部５０ａには端子４０の接続部４０ｂが露出して設けられていることから、リード線を挿入部５０ａに挿入することにより、リード線と端子４０とを電気的に接続することができる。たとえば、リード線と端子４０とが接触する部分に抵抗溶接を施すことにより、リード線と端子４０とを電気的に接続することができる。
【００２４】
また、リード線保持部５０には、図２に示すように、挿入部５０ａと端子４０の絡げ部４０ａとの間に、複数のスリット５０ｂが形成される。かかるスリット５０ｂは、巻線３０のたるみ３２の近傍に形成される。かかるスリット５０ｂの作用については後述する。
【００２５】
なお、実施形態では、リード線保持部５０に端子４０が支持されていることから、リード線保持部５０が端子台としても機能している。
【００２６】
（たるみ形成処理の詳細）
つづいて、実施形態に係る巻線３０のたるみ形成処理の詳細について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る巻線絡げ処理について説明するための拡大斜視図であり、図４は、実施形態に係る巻線絡げ処理について説明するための断面図である。
【００２７】
上述のように、実施形態に係るステータ構造１では、インシュレータ２０を介してティース１２に巻線３０が巻回されるが、巻線３０が巻回される前に、ステータ構造１には図３に示すたるみピン治具１００が固定される。たるみピン治具１００は、本体部１０１と、複数のたるみピン１０２とを有する。
【００２８】
本体部１０１は、図示しない移動機構を有し、かかる移動機構により水平方向および垂直方向に移動可能である。複数のたるみピン１０２は、端子４０と同じ数（実施形態では６個）本体部１０１に設けられ、径方向に沿った方向に略平行に支持される。
【００２９】
また、複数のたるみピン１０２は、リード線保持部５０に形成される挿入部５０ａおよびスリット５０ｂに挿入可能な位置に配置される。また、たるみピン１０２の先端には、軸方向に折れ曲がる先端フック１０２ａが形成される。
【００３０】
そして、図３および図４に示すように、たるみピン治具１００がリード線保持部５０の径方向における外側に固定される。その際、複数のたるみピン１０２は、複数の挿入部５０ａおよびスリット５０ｂの上方に沿うように配置され、先端フック１０２ａは、端子４０の絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に配置される。
【００３１】
つづいて、図３に示すように、ステータコア１０を軸方向の両側から覆うインシュレータ２０を介して、複数のティース１２のそれぞれに巻回機（図示せず）を用いて巻線３０を巻回し、コイル３１が形成される。
【００３２】
そして、巻回機のノズル（図示せず）を動かして、ティース１２に巻回された巻線３０の末端を先端フック１０２ａに引っかけた後、巻線３０の末端を絡げ部４０ａに絡げる。これにより、図３に示すように、巻線３０には湾曲部３３が形成される。なお、この際、巻線３０にはテンションがかけられた状態である。
【００３３】
つづいて、図５に示すように、たるみピン治具１００を軸方向の一方側（図では下側）に移動させて、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く。図５は、実施形態に係るたるみピン引抜処理について説明するための断面図である。
【００３４】
このように、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜くことにより、巻線３０の湾曲部３３がたるみ３２となる。これにより、絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に、たるみ３２を形成することができる。
【００３５】
なお、リード線保持部５０には、たるみピン１０２に対応する位置に挿入部５０ａおよびスリット５０ｂが形成されていることから、たるみピン治具１００を軸方向に移動させる際に、たるみピン１０２がリード線保持部５０にぶつかることはない。
【００３６】
すなわち、実施形態では、リード線保持部５０におけるたるみ３２の近傍にスリット５０ｂが形成されることにより、たるみ３２を容易に形成することができる。
【００３７】
最後に、たるみピン治具１００を径方向における外側に移動させて、たるみピン治具１００をステータ構造１から脱離させる。これにより、実施形態におけるたるみ形成処理が終了する。
【００３８】
なお、実施形態では、複数の端子４０に対してスリット５０ｂを１対１で形成するとよい。これにより、すべての端子４０にたるみピン治具１００の先端フック１０２ａを近づけて配置することができる。
【００３９】
もし仮に、１つの先端フック１０２ａで複数の端子４０に絡げられる巻線３０のたるみ３２を形成しようとした場合、かかる先端フック１０２ａに異なる方向から複数の巻線３０が引っかかってしまう。これにより、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く際に、巻線３０同士が絡んで傷ついてしまう恐れがある。
【００４０】
しかしながら、実施形態では、複数の端子４０に対してスリット５０ｂが１対１で形成されていることから、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く際に、巻線３０が絡んで傷つくことを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、実施形態では、たるみピン１０２が摺動性を有するように形成されているとよい。これにより、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く際に、巻線３０が傷つくことなく容易に先端フック１０２ａを引き抜くことができる。したがって、実施形態によれば、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
たとえば、実施形態では、たるみピン１０２を摺動性の高い材料で形成したり、たるみピン１０２の断面形状を円状にすることなどにより、たるみピン１０２に摺動性を持たせることができる。
【００４３】
また、実施形態では、たるみピン１０２の先端フック１０２ａが、ある程度鈍角に折り曲げられているとよい。これにより、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く際に、巻線３０に引っかかることなく先端フック１０２ａを引き抜くことができる。
【００４４】
したがって、実施形態によれば、たるみピン１０２を引き抜く際に巻線３０が傷つくことを抑制することができることから、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
（たるみ形成処理の手順）
つづいて、実施形態に係るたるみ形成処理の手順について、図６を参照しながら説明する。図６は、実施形態に係るたるみ形成処理の手順を示すフローチャートである。
【００４６】
図６に示すように、まず、たるみピン治具固定処理が行われる（ステップＳ１）。たるみピン治具固定処理では、たとえば、巻回機の制御部（図示せず）が、たるみピン治具１００を制御してたるみピン治具１００を移動させ、ステータ構造１に隣接する位置に固定する。
【００４７】
この際、複数のたるみピン１０２は、複数の挿入部５０ａおよびスリット５０ｂの上方に沿うように配置され、先端フック１０２ａは、端子４０の絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に配置される。
【００４８】
つづいて、コイル巻回処理が行われる（ステップＳ２）。コイル巻回処理では、巻回機の制御部が、巻回機のノズルを制御して、複数のティース１２のそれぞれに巻線３０を巻回する。これにより、コイル３１が形成される。
【００４９】
つづいて、巻線絡げ処理が行われる（ステップＳ３）。巻線絡げ処理では、巻回機の制御部が、巻回機のノズルを制御して、巻線３０の末端を先端フック１０２ａに引っかけた後、端子４０の絡げ部４０ａに絡げる。これにより、巻線３０には、絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に湾曲部３３が形成される。
【００５０】
つづいて、たるみピン引抜処理が行われる（ステップＳ４）。たるみピン引抜処理では、たとえば、巻回機の制御部が、たるみピン治具１００を制御してたるみピン治具１００を軸方向の一方側（図４では下側）に移動させ、巻線３０から先端フック１０２ａを引き抜く。これにより、巻線３０の湾曲部３３がたるみ３２となる。
【００５１】
その後、たるみピン治具脱離処理が行われる（ステップＳ５）。たるみピン治具脱離処理では、たとえば、巻回機の制御部が、たるみピン治具１００を制御してたるみピン治具１００を径方向における外側に移動させ、たるみピン治具１００をステータ構造１から脱離させる。かかるたるみピン治具脱離処理が完了すると、１本の端子４０に絡げられる巻線３０のたるみ形成処理が完了する。
【００５２】
なお、実施形態のように、１つのステータ構造１に複数の端子４０が設けられている場合、すべての端子４０に対する巻線絡げ処理が完了してから、たるみピン引抜処理を行えばよい。
【００５３】
また、上述の例では、たるみピン治具１００を巻回機の制御部で制御した例について示したが、たるみピン治具１００は巻回機の制御部で制御する必要はなく、その他の機器に設けられる制御部などにより制御されてもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、実施形態では、インシュレータ２０が第１インシュレータ２１と第２インシュレータ２２とに分割された例について示したが、ステータコア１０が内部に埋め込まれるように、インサート成形でインシュレータ２０を形成してもよい。
【００５５】
また、実施形態では、コイル３１を保護するコイルカバーが設けられていない例について示したが、コイル３１を保護するコイルカバーを別途設けてもよい。さらに、実施形態では、インナーロータ型のレゾルバに本発明を適用した場合について示したが、アウターロータ型のレゾルバに本発明を適用してもよい。
【００５６】
以上のように、実施形態に係るステータ構造１は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、巻線３０と、端子４０とを備える。ステータコア１０は、環状の本体部１１と、本体部１１から径方向に延在する複数のティース１２とを有する。インシュレータ２０は、複数のティース１２をステータコア１０の軸方向の両側から覆う。巻線３０は、インシュレータ２０を介して複数のティース１２のそれぞれに巻回されてコイル３１を形成する。端子４０は、一端に巻線３０の末端が絡げられる絡げ部４０ａを有する。そして、絡げ部４０ａに対してロータの回転軸Ｒが位置する方向を前方とした場合、コイル３１と絡げ部４０ａとの間の巻線３０において、たるみ３２が、絡げ部４０ａの側方および後方の少なくとも一方における絡げ部４０ａの近傍に形成される。これにより、巻線３０の使用量を削減することができる。
【００５７】
また、実施形態に係るステータ構造１は、端子４０の他端（接続部４０ｂ）を収納し、リード線が挿入されて端子４０の他端（接続部４０ｂ）に接続されるリード線保持部５０をさらに備える。そして、リード線保持部５０におけるたるみ３２の近傍にスリット５０ｂが形成される。これにより、たるみ３２を容易に形成することができる。
【００５８】
また、実施形態に係るステータ構造１において、端子４０は、複数設けられ、スリット５０ｂは、複数の端子４０に対して１対１で形成される。これにより、ステータ構造１の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
また、実施形態に係るレゾルバは、ロータと、上述のステータ構造１とを備える。これにより、巻線３０の使用量が削減されたレゾルバを実現することができる。
【００６０】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ステータ構造、１０  ステータコア、１１  本体部、１２  ティース、２０  インシュレータ、３０  巻線、３１  コイル、３２  たるみ、４０  端子、４０ａ  絡げ部、５０  リード線保持部、５０ａ  挿入部、５０ｂ  スリット、１００  たるみピン治具、１０１  本体部、１０２  たるみピン、１０２ａ  先端フック、Ｒ  回転軸
【図１】
2019068595.tif 000003
【図２】
2019068595.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019068595.tif 000006
【図５】
2019068595.tif 000007
【図６】
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