特開 2024-20795 レゾルバのステータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024020795

(43)【公開日】2024-02-15

(54)【発明の名称】レゾルバのステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/02 20160101AFI20240207BHJP

   H02K 1/00 20060101ALI20240207BHJP

   H02K 24/00 20060101ALI20240207BHJP

   H02K 3/46 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

H02K11/02

H02K1/00 Z

H02K24/00

H02K3/46 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123250

(22)【出願日】2022-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】村岡 輝明

(72)【発明者】

【氏名】佐原 祐輔

【テーマコード（参考）】

5H601

5H604

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601GA02

5H601GB12

5H601GB33

5H601GC12

5H601HH14

5H601JJ03

5H601JJ07

5H601KK26

5H604BB13

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC15

5H604PB03

5H611AA03

5H611BB00

5H611SS00

5H611UA03

5H611UB01

(57)【要約】

【課題】回転電機が発生する磁束を効果的に遮蔽してステータ巻線に鎖交する磁束を低減する。
【解決手段】コアバック部１１１と、コアバック部１１１の周縁から径方向内側に延在するティース１１２とを備えたステータコア１１０と、ステータコア１１０に設けられたインシュレータ１２０と、インシュレータ１２０を介してティース１１２に巻回されたステータ巻線１３０と、ステータコア１１０のモータ側を覆う環状のシールド１６０とを備えたレゾルバ１のステータ１００である。インシュレータ１６０は、ティース１１２に装着される巻線部と、巻線部から径方向外側に延在するフランジ部１２５とを備え、シールド１６０は、コアバック部１１１を覆う第１環状部１６１と、ステータ巻線１３０を覆う第２環状部１６４とを備え、コアバック部１１１と第１環状部１６１との間に、フランジ部１２５を介在させた。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の本体部と、前記本体部の周縁から径方向内側に延在する複数のティースとを備えたステータコアと、
前記ステータコアに設けら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複数のティースに巻回されたステータ巻線と、
前記ステータ巻線の端末が接続される複数の端子ピンと、
前記複数の端子ピンを保持する端子台部と、
前記ステータコアの回転電機側を覆う環状のシールドと、
を備えたレゾルバのステータにおいて、
前記インシュレータは、前記ティースに装着される巻線部と、前記巻線部から径方向外側に延在するフランジ部とを備え、
前記シールドは、前記ステータコアの前記本体部を覆う第１環状部と、前記ティースに巻回されたステータ巻線を覆う第２環状部とを備え、
前記ステータコアの前記本体部と前記シールドの前記第１環状部との間に、前記インシュレータの前記フランジ部を介在させたレゾルバのステータ。

【請求項2】

前記ステータコアの前記本体部は、ボルトを挿通させるための複数の挿通部を備え、
前記シールドの前記第１環状部は、前記ボルトを挿通するための複数の第１貫通孔を備え、前記第１貫通孔の周縁部に前記フランジ部を介在させた請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項3】

前記シールドは、前記第１環状部の周縁から軸方向に延在して前記ステータコアの前記本体部の側面を覆う円筒部を備える請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項4】

前記インシュレータの前記フランジ部は、軸方向へ突出する複数の結合ピンを備え、前記シールドの前記第１環状部は、前記結合ピンが貫通する複数の第２貫通孔を備え、前記シールドは、前記第２貫通孔から突出した前記結合ピンを塑性変形して前記ステータコアに結合されている請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項5】

前記インシュレータは、前記ステータコアをインサート材にして一体に成形されている請求項４に記載のレゾルバのステータ。

【請求項6】

前記シールドは、前記端子台部を覆う端子台部カバーを備える請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項7】

前記ステータコアの前記本体部は、径方向外側に突出する複数のフランジを備え、前記フランジに、前記挿通部を備えた請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項8】

前記挿通部は、貫通孔または切欠である請求項７に記載の請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項9】

前記シールドの前記第２環状部は、前記第１環状部よりも前記ステータコアから軸線方向に離れた位置にある請求項１に記載のレゾルバのステータ。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれかに記載のレゾルバのステータの内側に、前記回転電機の出力軸に接続されたロータを配置したレゾルバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レゾルバのステータに係り、特に、シールドを備えたレゾルバのステータに関する。

【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。レゾルバを適用した回転電機の巻線に供給した電流の変化によって、回転電機から発生した磁束の一部が、レゾルバのステータに巻回した巻線に流れる信号に重畳することで、信号の波形が乱れて回転電機の回転角を正確に検出できなくなる虞がある。このため、回転電機からの磁束の影響を抑制するため、シールドを備えたレゾルバのステータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１のレゾルバのステータは、図１０に示すように、複数のティース部１３に巻回されたステータ巻線１０を覆う環状のシールド本体を有した電磁シールド８を備え、ステータコア９は、ボルト締結孔としてのコア締結孔１５ａが形成されたコア締結部１５を有し、電磁シールド８は、コア締結孔１５ａに連なるシールド締結孔２１ａが形成されたシールド締結部２１を有する。

【0004】

このような構造においては、コア締結孔１５ａとシールド締結孔２１ａとにボルトを挿通して、コア締結部１５とシールド締結部２１とをハウジングに共締めするように構成されている。この場合において、ステータコア９の各コア締結部１５に微小孔４０を形成し、微小孔４０に電磁シールド８のシールド締結部２１の一部を圧入するようにしてカシメ結合している。これによって共締め作業の効率を飛躍的に向上させることができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－１０７９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のような構造では、ステータコア９と電磁シールド８が接触しているため、回転電機が発生する磁束が電磁シールド８からステータコア９を経由してステータ巻線１０に鎖交する虞がある。また、ステータコア９と電磁シールド８は軸方向で重なっているため、ステータコア９の側面は露出した構造となっている。このため、回転電機が発生する磁束がステータコア９の側面から侵入してステータ巻線１０に鎖交する虞がある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回転電機が発生する磁束を効果的に遮蔽してステータ巻線に鎖交する磁束を低減することができるレゾルバのステータを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、環状の本体部と、前記本体部の周縁から径方向内側に延在する複数のティースとを備えたステータコアと、前記ステータコアに設けら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複数のティースに巻回されたステータ巻線と、前記ステータ巻線の端末が接続される複数の端子ピンと、前記複数の端子ピンを保持する端子台部と、前記ステータコアの回転電機側を覆う環状のシールドと、を備えたレゾルバのステータにおいて、前記インシュレータは、前記ティースに装着される巻線部と、前記巻線部から径方向外側に延在するフランジ部と、を備え、前記シールドは、前記ステータコアの前記本体部を覆う第１環状部と、前記ティースに巻回されたステータ巻線を覆う第２環状部とを備え、前記ステータコアの前記本体部と前記シールドの前記第１環状部との間に、前記インシュレータの前記フランジ部を介在させたレゾルバのステータである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ステータコアの本体部とシールドの第１環状部との間に、インシュレータのフランジ部を介在させているので、回転電機が発生する磁束を効果的に遮蔽してステータ巻線に鎖交する磁束を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態のレゾルバを示す平面図である。

【図2】実施形態のレゾルバのステータを示す分解斜視図である。

【図3】実施形態のレゾルバのステータを下側から視た分解斜視図である。

【図4】実施形態のレゾルバのステータを示す平面図である。

【図5】実施形態のレゾルバのステータを示す側面図である。

【図6】実施形態のレゾルバのステータを示す裏面図である。

【図7】実施形態のレゾルバのステータを下側から視た斜視図である。

【図8】実施形態のレゾルバのステータのボルトを含む部分の断面図である。

【図9】実施形態のレゾルバのステータの結合ピンを含む部分の断面図である。

【図10】特許文献１に記載のレゾルバのステータを示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．レゾルバの全体構成
図１に本発明の実施形態のレゾルバ１を示す。レゾルバ１は、ＶＲ（バリアブルリラクタンス）型レゾルバである。レゾルバ１は、ロータ１０とステータ１００を有している。ロータ１０は、モータ（図示略）の出力軸に固定されている。ロータ１０は、軸方向から見て、径方向外側に突出する複数の突部１１を有する非円形な形状を有している。ロータ１０は、薄板状のロータコアを軸方向において複数枚積層した構造を有している。なお、以下の説明においては、出力軸の方向を「軸方向」と称し、軸方向に直交する方向を「径方向」と称する。また、「上」および「下」の用語は図２の上下方向を示すものとする。

【0012】

ロータ１０を構成する薄板状のロータコアは、電磁鋼板からなるプレートを図示の形状にプレス加工することで製作されている。複数のロータコアは、軸方向において積層され、カシメ固定により固定されることでロータ１０が構成されている。

【0013】

ステータ１００は、ロータ１０の外側に配置され、ハウジング２０に固定されている。ロータ１０とステータ１００との間には、隙間が設けられ、ロータ１０がステータ１００の内側で回転できる構造となっている。ハウジング２０は、レゾルバ１のステータ１００が取り付けられる対象となる部材であり、レゾルバ１のステータ１００を固定するためのねじ孔（図示略）が設けられている。ねじ孔にボルト３０を螺合させることで、レゾルバ１のステータ１００はハウジング２０に取り付けられている。なお、図１では、ボルト３０は、１本のみであるが、複数のボルト３０でハウジング２０に取り付ける。

【0014】

図２および図３に示すように、ステータ１００は、ステータコア１１０を有している。ステータコア１１０は、薄板状のコアを軸方向で複数枚積層した構造を有している。薄板状のコアは、環状のコアバック部（本体部）１１１と、コアバック部１１１から径方向内側に突出する複数のティース１１２と、コアバック部１１１から径方向外側に突出する複数のフランジ１１３を備えている。フランジ１１３には、ボルト３０を挿通させる貫通孔（挿通部）１１３ａが周方向に同心円上に形成されている。コアは、電磁鋼板からなるプレートをプレス加工することで製作されている。このコアが軸方向において複数積層され、カシメ固定されることで、ステータコア１１０が得られている。貫通孔１１３ａの直径は、ボルト３０を貫通孔１１３ａに挿通した際、ボルト３０がステータコア１１０に接触しない寸法を有している。

【0015】

ステータコア１１０の軸方向両側からインシュレータ１２０が固定されている。インシュレータ１２０は、絶縁性のある樹脂製であり、ステータコア１１０をインサート材にして射出成形されたものである。図８および図９に示すように、インシュレータ１２０は、各ティース１１２に固定された巻線部１２１と、巻線部１２１から径方向外側に延在するフランジ部１２５とを備えている。

【0016】

巻線部１２１は、ティース１１２の全周を囲繞するように形成されており、径方向中央部の胴部１２２と、胴部１２２の内周側で軸方向および周方向に広がった内側規制部１２３と、胴部１２２の外周側で軸方向に立設された外側規制部１２４とを備えている。そして、胴部１２２には、ステータ巻線１３０が巻回され、内側規制部１２３と外側規制部１２４は、ステータ巻線１３０の巻き崩れが生じないように導線を巻回する範囲を規制する。

【0017】

インシュレータ１２０のフランジ部１２５には、径方向外側に突出する複数の突起部１２６が周方向に等間隔に配列されて形成されている。突起部１２６は、ステータコア１１０のフランジ１１３とほぼ同形同大に形成され、ステータコア１１０のフランジ１１３に重ねて配置されている。突起部１２６には、フランジ１１３の貫通孔１１３ａと重なる貫通孔１２６ａが形成されている。

【0018】

図２に示すように、インシュレータ１２０には、端子台部１４０が一体に成形され、端子台部１４０には複数の端子ピン１４１がインサート成形により植設されている。また、端子台部１４０の軸方向下側には、コネクタハウジング１４２が一体に成形されている。端子ピン１４１は、軸方向にクランク状をなしており、その一端部は端子台部１４０に突出し、他端部はコネクタハウジング１４２の中に突出している。ステータ巻線１３０の巻線端末１３１は、端子ピン１４１の一端部に絡げられて接続されている。

【0019】

図３に示すように、インシュレータ１２０には、軸方向下側に突出する環状突起１２７が形成されている。環状突起１２７は、コアバック部１１１に添って環状に延在し、その端部は端子台部１４０に接続されている。

【0020】

端子台部１４０には、端子ピンカバー１５０が装着されている。端子ピンカバー１５０は、矩形の頂板部１５１と、頂板部１５１の３辺から軸方向に延在する側板部１５２と、互いに対向する側板部１５２の下縁部から軸方向に延在する一対の腕部１５３とからなっている。一対の腕部１５３の下端部には、互いの方向に突出する爪部１５４が形成されている。

【0021】

一方、端子台部１４０の上面には、その一側に添って軸方向上側に突出する複数の凸部１４３が形成されており、凸部１４３の径方向外側の面に端子ピンカバー１５０の側板部１５２の内周面が密着するようになっている。また、端子台部１４０の両側部には、溝１４４が形成され、溝１４４の下端部には一段深くなった段部１４５が形成されている。このような構成のもとに、端子ピンカバー１５０の腕部１５３を溝１４４に挿入して押し下げると、爪部１５４が段部１４５に係合して端子ピンカバー１５０が端子台部１４０に装着される。

【0022】

図３に示すように、端子ピンカバー１５０の頂板部１５１の裏面には、径方向に延在する複数の仕切板１５５が形成されている。端子ピンカバー１５０を端子台部１４０に装着すると、仕切板１５５が端子ピン１４１同士の間に挿入され、端子ピン１４１の一端部に絡げ接続されたステータ巻線１３０の巻線端末１３１同士の接触を防止する。

【0023】

インシュレータ１２０のフランジ部１２５には、軸方向上側に突出する複数の結合ピン１２８が貫通孔１２６ａの中間に位置して形成されている。そして、この結合ピン１２８を用いてシールド１６０がインシュレータ１２０に結合されている。

【0024】

シールド１６０は、金属材料（例えば、冷間圧延鋼板）からなる環状のものであり、図２に示すように、外周側に第１環状部１６１を備えている。第１環状部１６１の縁部には、軸方向下側に延在する円筒部１６２が形成されている。円筒部１６２の軸方向の長さは、ステータコア１１０の軸方向の長さにインシュレータ１２０のフランジ部１２５の厚さを足した長さと同じに設定されているが、この寸法より大きくてもよい。第１環状部１６１の内周側には、連接部１６３を介して第２環状部１６４が形成されている。

【0025】

第２環状部１６４は、第１環状部１６１に対して軸方向上側に偏って位置しており、両者を連結する連接部１６３は、上り勾配の傾斜面とされている。連接部１６３の一側には、径方向外側に延在する端子台部カバー１６６が形成されている。端子台部カバー１６６の面と第２環状部１６４の面は同一平面とされている。第２環状部１６４の中央には円形の開口１６５が形成されている。

【0026】

第１環状部１６１には、円形の複数の第１貫通孔１６７が周方向に同心円上に形成されている。第１貫通孔１６７は、ステータコア１１０のフランジ１１３に形成された貫通孔１１３ａと、インシュレータ１２０の突起部１２６に形成された貫通孔１２６ａに対応する位置に配置されている。また、第１環状部１６１には、円形の複数の第２貫通孔１６８が周方向に同心円上に形成されている。第２貫通孔１６８は、インシュレータ１２０のフランジ部１２５に形成された結合ピン１２８に対応する位置に配置されている。

【0027】

２．レゾルバの組立方法
インシュレータ１２０のフランジ部１２５に形成された複数の結合ピン１２８をそれぞれシールド１６０の第１環状部１６１に形成された第２貫通孔１６８に挿入し、第２貫通孔１６８から突出した結合ピン１２８の先端を熱で塑性変形（熱カシメ）することで、シールド１６０をステータコア１００と結合する（図９参照）。結合ピン１２８の変形した先端の箇所は、シールド１６０の第２環状部１６４よりも下方に配置され、第２環状部１６４から軸方向に突出しない。

【0028】

このとき、シールド１６０の第２環状部１６４は、ステータ巻線１３０の上方に位置し、ステータ巻線１３０と第２環状部１６４（第２環状部１６４の裏面）との間には所定の隙間が形成され、シールド１６０がステータ巻線１３０に接触しないようになっている。

【0029】

シールド１６０の第１環状部１６１は、インシュレータ１２０のフランジ部１２５に載置される。このように、ステータコア１１０のコアバック部１１１とシールド１６０の第１環状部１６１との間には、フランジ部１２５が配置されるため、シールド１６０はステータコア１１０に接触しない。

【0030】

シールド１６０の第２環状部１６４はステータ巻線１３０を覆い、シールド１６０の第１環状部１６１はステータコア１１０のコアバック部１１１を覆い、シールド１６０の端子台部カバー１６６は端子台部１４０を覆い、シールド１６０の円筒部１６２はステータコア１１０の側面の全周を囲繞する。図６に示すように、ステータコア１１０の側面とシールド１６０の円筒部１６２の内周面とは、互いに接触しないように径方向で所定の隙間を有している。

【0031】

シールド１６０を装着したステータ１００を金属製のボルト３０でハウジング２０に取り付ける。この場合、図８に示すように、座金３１をシールド１６０とボルト３０の間に介装することができる。ボルト３０をシールド１６０の第１環状部１６１に形成された第１貫通孔１６７と、ステータコア１１０のフランジ１１３に形成された貫通孔１１３ａに挿通し、ハウジング２０のねじ孔に螺合させる。

【0032】

３．効果
モータが回転すると磁束が発生し、ステータ巻線１３０へ向かう磁束はシールド１６０に吸収される。上記構成のレゾルバのステータ１００においては、ステータコア１１０のコアバック部１１１とシールド１６０の第１環状部１６１との間に、インシュレータ１２０の絶縁性を有する樹脂のフランジ部１２５を介在させているから、シールド１６０に吸収された磁束がコアバック部１１１を経由してステータ巻線１３０に鎖交するのを抑制することができる。そして、そのような作用を、インシュレータ１２０の一部であるフランジ部１２５を利用して得ることができるので、製造コストの増加を回避することができる。

【0033】

ボルト３０は、アンテナとなってモータが発生した磁束を吸収し、磁束はシールド１６０に流れる。この点、上記実施形態では、ボルト３０を挿通させるシールド１６０の第１貫通孔１６７の周縁部に絶縁性を有する樹脂のフランジ部１２５が存在するから、磁束がコアバック部１１１へ流れるのを防ぐことができる。また、ボルト３０をステータコア１１０の貫通孔１１３ａに挿通した際、ボルト３０とステータコア１００とが互いに接触しないように径方向で所定の隙間を有しているから、磁束がコアバック部１１１へ流れるのを防ぐことができる。

【0034】

上記ステータ１００においては、シールド１６０の円筒部１６２がコアバック部１１１の周囲を覆っているから、コアバック部１１１の周囲から入り込もうとする磁束を遮蔽することができる。

【0035】

上記ステータ１００においては、シールド１６０の第２環状部１６４がステータ巻線１３０に対して軸方向上側に離間しているから、シールド１６４が吸収した磁束がステータ巻線１３０に鎖交するのが抑制される。

【0036】

上記ステータ１００においては、シールド１６０が端子台部１４０を覆う端子台部カバー１６６を備えているので、モータが発生する磁束が巻線端末１３１に与える影響を抑制することができる。

【0037】

上記実施形態では、インシュレータ１２０がステータコア１１０をインサート材として一体に成形されているから、インシュレータ１２０の結合ピン１２８をシールド１６０の第２貫通孔１６８に挿通して熱カシメすると、ステータコア１１０もインシュレータ１２０に結合されるから作業性がよい。

【0038】

４．変更例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく以下のように種々の変更が可能である。
ｉ）ステータコア１１０のフランジ１１３に形成した貫通孔１１３ａ、およびインシュレータ１２０の突起部１２６に形成した貫通孔１２６ａは、径方向外側に開放された切欠であってもよい。

【0039】

ii）上記実施形態ではコネクタハウジング１４２を設けてソケットを差し込むようにしているが、端子ピン１４１に公知のリード線を接続した構成であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、モータ等の回転電機の回転角を検出するレゾルバに利用することができる。

【符号の説明】

【0041】

１…レゾルバ、１０…ロータ、１１…突部、２０…ハウジング、３０…ボルト、３１…座金、１００…ステータ、１１０…ステータコア、１１１…コアバック部（本体部）、１１２…ティース、１１３…フランジ、１１３ａ…貫通孔（挿通部）、１２０…インシュレータ、１２１…巻線部、１２２…胴部、１２３…内側規制部、１２４…外側規制部、１２５…フランジ部、１２６…突起部、１２６ａ…貫通孔、１２７…環状突起、１２８…結合ピン、１３０…ステータ巻線、１３１…巻線端末、１４０…端子台部、１４１…端子ピン、１４２…コネクタハウジング、１４３…凸部、１４４…溝、１４５…段部、１５０…端子ピンカバー、１５１…頂板部、１５２…側板部、１５３…腕部、１５４…爪部、１５５…仕切板、１６０…シールド、１６１…第１環状部、１６２…円筒部、１６３…連接部、１６４…第２環状部、１６５…開口、１６６…端子台部カバー、１６７…第１貫通孔、１６８…第２貫通孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】