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公開番号2021058053
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019181695
出願日20191001
発明の名称レゾルバ及びモータ
出願人マブチモーター株式会社
代理人個人
主分類H02K 24/00 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】端子の絶縁性を確保しつつ小型化を図る。
【解決手段】レゾルバ1は、ロータの径方向外側に対向配置されるステータ3と、ステータ3を覆うインシュレータ4と、インシュレータ4を介してステータ3に巻回される巻線5と、インシュレータ4に設けられるとともに巻線5が電気的に接続される端子6と、を備え、インシュレータ4と一体的に設けられるとともに端子6を絶縁保護する端子カバー7を備える。インシュレータ4は、その端面に端子6が突設された筒状部40と、筒状部40の外周面40f側と端子カバー7とを連結するとともに可撓性を有するヒンジ部42と、を有する。端子カバー7は、インシュレータ4の外周面40f側の部位43を挟持する挟持部72を有し、ヒンジ部42を支点に回動自在であるとともに挟持部72が上記部位43を挟持した状態で端子6を絶縁保護する状態に固定される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
ロータの径方向外側に対向配置されるステータと、前記ステータを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ステータに巻回される巻線と、前記インシュレータに設けられるとともに前記巻線が電気的に接続される端子と、を備えたレゾルバであって、
前記インシュレータと一体的に設けられ、前記端子を絶縁保護する端子カバーを備え、
前記インシュレータは、その端面に前記端子が突設された筒状部と、前記筒状部の外周面側と前記端子カバーとを連結するとともに可撓性を有するヒンジ部と、を有し、
前記端子カバーは、前記インシュレータの外周面側の部位を挟持する挟持部を有し、前記ヒンジ部を支点に回動自在であるとともに前記挟持部が前記部位を挟持した状態で前記端子を絶縁保護する状態に固定される
ことを特徴とする、レゾルバ。
続きを表示(約 650 文字)【請求項2】
前記インシュレータは、前記筒状部の外周面であって前記端子と径方向において重なる位置に、径方向外側へ膨出形成された固定部を有し、
前記ヒンジ部は、前記固定部と前記端子カバーとを連結し、
前記挟持部は、前記部位としての前記固定部を径方向外側から挟持する
ことを特徴とする、請求項1記載のレゾルバ。
【請求項3】
前記固定部及び前記挟持部の一方に突設された凸部と、
前記固定部及び前記挟持部の他方に凹設されるとともに前記挟持部が前記固定部を挟持した状態で前記凸部と嵌合する凹部と、を備えた
ことを特徴とする、請求項2記載のレゾルバ。
【請求項4】
前記挟持部は、前記固定部を軸方向に挟み込む
ことを特徴とする、請求項2又は3記載のレゾルバ。
【請求項5】
前記インシュレータは、前記ヒンジ部が設けられる部分と、前記挟持部により挟持される前記部位とが互いに異なる
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレゾルバ。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のレゾルバと、
前記レゾルバの前記ロータに固定されるシャフトと一体回転するモータロータと、
モータハウジングに固定されたモータステータと、
前記モータハウジングに取り付けられるとともに前記レゾルバを収容するケーシングと、を備えた
ことを特徴とする、モータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータの回転数や回転角度を検出するレゾルバ、及び、このレゾルバを備えたモータに関する。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、モータ(特にブラシレスモータ)には、その回転数や回転角度(回転位置)を検出するための検出器(センサ)が付設される。検出器としてはレゾルバがあり、このレゾルバは角度分解能及び堅牢性が高いことから、例えば車両駆動用のモータやパワーステアリング用のモータ等に使用されている。レゾルバには、ロータやステータに加え、インシュレータ,巻線,基板といった部品がケーシングに収容されて構成される。
【0003】
また、特許文献1のレゾルバには、ステータ部に巻回されたコイルを覆う二つのコイルカバーが設けられており、このコイルカバーによって異物の侵入に起因したレゾルバの信頼性低下を抑制している。なお、特許文献1のレゾルバでは、コイルが接続される端子がインシュレータの端子台部に設けられ、この端子台部を覆う端子台カバー部がコイルカバーに設けられており、コイルカバーをインシュレータに装着することで端子がカバーされる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2017−189095号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、レゾルバのサイズはモータ全体のサイズを左右しうることから、より小型であることが好ましい。しかしながら、上記の特許文献1のように、端子を覆うカバーを、端子が設けられる部品と別体で設ける構成(二種類の部品構成)では、部品同士の嵌合のための隙間(スペース)が必要となり、ケーシングの小型化が難しいという課題がある。なお、嵌合する部品を薄肉にする方法も考えられるが、強度不足により部品破損のおそれが生じるため、好ましくない。
【0006】
また、レゾルバのケーシングが電気伝導体(例えばアルミ合金や鋼鉄など)で形成される場合、ケーシングの内面と端子(非絶縁部)との間を絶縁する必要がある。しかし、ケーシングの内面と端子との間隔を広く確保することで絶縁する方法では、ケーシング内に不必要な空間が形成されることとなり、ケーシングの小型化が困難である。一方で、ケーシングの内面と端子との間隔が狭い構成では、ケーシングと端子間で静電気が発生し、絶縁が不十分になりかねない。
【0007】
本件のレゾルバ及びモータは、このような課題に鑑み案出されたもので、端子の絶縁性を確保しつつ小型化を図ることを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)ここで開示するレゾルバは、ロータの径方向外側に対向配置されるステータと、前記ステータを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ステータに巻回される巻線と、前記インシュレータに設けられるとともに前記巻線が電気的に接続される端子と、を備えたレゾルバであって、前記インシュレータと一体的に設けられ、前記端子を絶縁保護する端子カバーを備える。前記インシュレータは、その端面に前記端子が突設された筒状部と、前記筒状部の外周面側と前記端子カバーとを連結するとともに可撓性を有するヒンジ部と、を有する。前記端子カバーは、前記インシュレータの外周面側の部位を挟持する挟持部を有し、前記ヒンジ部を支点に回動自在であるとともに前記挟持部が前記部位を挟持した状態で前記端子を絶縁保護する状態に固定される。
【0009】
(2)前記インシュレータは、前記筒状部の外周面であって前記端子と径方向において重なる位置に、径方向外側へ膨出形成された固定部を有し、前記ヒンジ部は、前記固定部と前記端子カバーとを連結し、前記挟持部は、前記部位としての前記固定部を径方向外側から挟持することが好ましい。
【0010】
(3)前記レゾルバは、前記固定部及び前記挟持部の一方に突設された凸部と、前記固定部及び前記挟持部の他方に凹設されるとともに前記挟持部が前記固定部を挟持した状態で前記凸部と嵌合する凹部と、を備えていることが好ましい。
(4)前記挟持部は、前記固定部を軸方向に挟み込むことが好ましい。
(5)前記インシュレータは、前記ヒンジ部が設けられる部分と、前記挟持部により挟持される前記部位とが互いに異なることが好ましい。
【0011】
(6)ここで開示するモータは、上記(1)〜(5)のいずれか一つに記載のレゾルバと、前記レゾルバの前記ロータに固定されるシャフトと一体回転するモータロータと、モータハウジングに固定されたモータステータと、前記モータハウジングに取り付けられるとともに前記レゾルバを収容するケーシングと、を備えている。
【発明の効果】
【0012】
開示のレゾルバ及びモータによれば、端子の絶縁性を確保することができるとともに、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
実施形態に係るレゾルバを備えたモータを示す図であり、レゾルバを軸方向に沿う断面図で示すとともにモータを模式的な側面図で示す。
図1のレゾルバの要部を示す斜視図であり、端子カバーの開放状態を示す。
図2のA部拡大図である。
図2のレゾルバであって端子カバーの固定状態を示す。
図4のB部拡大図である。
変形例に係るレゾルバの要部を示す斜視図であり、端子カバーの開放状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図面を参照して、実施形態としてのレゾルバ及びモータについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【0015】
[1.構成]
図1は、本実施形態のレゾルバ1を備えたモータ11を示す図であり、レゾルバ1を軸方向に沿う断面図で示すとともにモータ11を模式的な側面図で示している。なお、レゾルバ1のロータ2は破線で示す。モータ11は、モータハウジング18に固定されたモータステータ13と、シャフト10と一体回転するモータロータ12とを備えたブラシレスモータである。レゾルバ1は、モータハウジング18の軸方向一端側(図1中の上側)に取り付けられるケーシング8に収容される。なお、以下の説明では、レゾルバ1及びモータ11の軸方向一端側(図1中の上側)を「上側」とし、これと逆側(軸方向他端側,図1中の下側)を「下側」とする。
【0016】
レゾルバ1は、シャフト10上に配置され、モータ11の回転角度(回転位置)を検出するインナーロータ型の検出器である。レゾルバ1は、シャフト10と一体回転するロータ2と、ロータ2の径方向外側に対向配置されるステータ3と、ステータ3を覆うインシュレータ4と、インシュレータ4を介してステータ3に巻回される巻線5と、巻線5が電気的に接続される端子6と、端子6を絶縁保護する端子カバー7と、基板9と、これらを収容するケーシング8とを備える。なお、レゾルバ1の種類は特に限定されない。
【0017】
ロータ2は、例えば、強磁性体からなる複数の環状の薄板(鋼板)が積層されて構成され、その中心にシャフト10が固定される。なお、シャフト10は、その一端部(上端部)がケーシング8の蓋部8Bに対し軸受(図示略)を介して支持され、その他端部(下端部,図示略)がモータハウジング18の底面部(モータ11の軸方向他端側の面部)に対し軸受(いずれも図示略)を介して支持される。本実施形態のケーシング8は、モータハウジング18に取り付けられる有底筒状の本体部8Aと、本体部8Aの開口を塞ぐ蓋部8Bとからなる。
【0018】
ステータ3は、軸方向寸法が短い円筒状のステータコア30と、ステータコア30から径方向内側へ突設されるとともに周方向に所定の間隔で配置された複数の突極31と、各突極31に巻回されたコイル5Aとを有する。各突極31は、ステータコア30から径方向内側に延設されて巻線5が巻回されるティース部(図示略)と、ティース部の先端部に設けられた壁部とを有する。図1では突極31のうち壁部のみが図示されている。壁部はロータ2の外周面と隙間をあけて対向して磁束を受け取る部位である。なお、突極31のティース部に巻線5が巻回されることでコイル5Aが形成される。本実施形態のレゾルバ1では、図2に示すように、12個の突極31が周方向に等間隔に配置されているが、突極31の個数はこれに限られない。
【0019】
インシュレータ4は、絶縁材料(例えば樹脂)により形成され、ステータ3と巻線5との間を絶縁する。図1及び図2に示すように、本実施形態のインシュレータ4は、ステータ3の軸方向他端側(図1中の下側)に取り付けられる下側部品4Lと、ステータ3の軸方向一端側に取り付けられる上側部品4Uとが組み合わされて構成される。なお、インシュレータ4が一部品で構成されていてもよい。
【0020】
図2は、本実施形態のレゾルバ1の要部(ステータ3,インシュレータ4,コイル5,端子6,端子カバー7)を示す斜視図であり、端子カバー7が開放された状態(開放状態)を示す。図2に示すように、インシュレータ4は、ステータコア30の上下端面をそれぞれ絶縁する略円筒形状の筒状部40と、筒状部40から径方向内側に延設されて突極31のティース部を被覆するティース被覆部41と、後述するヒンジ部42及び固定部43とを有する。
【0021】
筒状部40は、ステータコア30の上側及び下側の各端面に載置されてステータコア30を軸方向から絶縁する部位である。上側の筒状部40には、その上側の端面(上端面)に複数の端子6が軸方向に突設される。本実施形態のレゾルバ1では、八つの端子6が二つ一組とされて、筒状部40の周方向に等間隔で(90度ずれて)四カ所に配置される。各端子6には、巻線5が絡げられて電気的に接続される。なお、端子6の個数やその配置はこれに限られない。
【0022】
本実施形態の筒状部40には、巻線5を径方向に渡すための切欠部40aと、巻線5を周方向に渡すための段差面40bとが設けられる。切欠部40aは、筒状部40の上端面を下方に凹ませた(切り欠いた)部分であり、各コイル5Aの径方向外側で筒状部40を径方向に貫通して設けられる。段差面40bは、筒状部40の外周面40fに、周方向全体に亘って形成される。なお、筒状部40の形状はこれに限られない。
【0023】
ティース被覆部41は、ステータ3の突極31の上部及び下部のそれぞれを絶縁する部位である。巻線5は、このティース被覆部41の外周に巻回されるとともに、切欠部40aを通って筒状部40の径方向外側に渡され、段差面40b上を渡されて、対応する端子6に接続される。
【0024】
ところで、端子6は、図1に示すように、基板9を軸方向に貫通した状態で、例えば半田や溶接等により巻線5と電気的に接続される。しかし、この接続部分は絶縁材料により被覆されていない(すなわち、ケーシング8の空間内に露出している)ため、ケーシング8の蓋部8Bまでの距離によっては静電気の発生や放電が懸念される。この点、本実施形態のレゾルバ1は、端子6を絶縁保護する端子カバー7を備えているため、端子6とケーシング8との間隔が狭くても端子6の絶縁性が確保される。
【0025】
図2〜図5に示すように、端子カバー7はインシュレータ4と一体的に設けられ(一体成型により形成され)、図2及び図3に示す「開放状態」と、図4及び図5に示す「固定状態」とになるよう、ヒンジ部42を支点に回動自在に構成される。ヒンジ部42は、筒状部40の外周面40f側と端子カバー7とを連結する部位であり、他の部位よりも薄肉に形成され可撓性を有する。本実施形態のレゾルバ1では、周方向の四か所に端子6が配置されているため、端子カバー7も周方向の四か所に配置される。各端子カバー7の構成及びその周辺の構成は、四か所の全てで同一である。
【0026】
図2及び図3に示す開放状態とは、端子カバー7が端子6から離隔された状態である。端子カバー7が開放状態とされるのは、巻線5の巻回作業のときや半田付けのときである。これらの作業が終わると、端子カバー7がヒンジ部42を支点に、端子6を覆う位置まで回動され、筒状部40の外周面40f側の部位を挟持することでインシュレータ4に固定される。この状態が、図4及び図5に示す固定状態である。
【0027】
図3及び図5に示すように、端子カバー7は、固定状態で、端子6の上方を覆う庇部70と、筒状部40の外周面40fの径方向外側に位置する外壁部71と、インシュレータ4の部位を挟持する挟持部72とを有する。庇部70は、固定状態で端子6の上方に隙間をあけて配置される部位であり、本実施形態では軸方向に直交する方向に延在する平面部として設けられる。外壁部71は、庇部70の径方向外側端部に垂設され、端子6を径方向外側から保護する部位である。本実施形態の端子カバー7は、庇部70と外壁部71とにより略L字の形状をなしているが、端子カバー7の形状はこれに限られない。
【0028】
挟持部72は、外壁部71の下部に設けられ、筒状部40の外周面40f側の部位を挟持する部位である。本実施形態の挟持部72は、外壁部71の下端部に突設された二つの突起部72aと、外壁部71の下部を薄肉に形成することで形成された段部72bとから構成される。挟持部72は、突起部72aの上面と段部72bの下面とにより、インシュレータ4側の部位を軸方向から挟み込むことでその部位を挟持する。端子カバー7は、挟持部72が当該部位を挟持した状態で端子6を絶縁保護する状態(固定状態)に固定される。
【0029】
図2〜図5に示すように、本実施形態のインシュレータ4は、筒状部40の外周面40fであって端子6と径方向において重なる位置に、径方向外側へ膨出形成された固定部43を有する。固定部43は、端子カバー7の挟持部72により挟持される部位である。本実施形態のレゾルバ1では、周方向の四か所に端子6が配置されているため、固定部43も周方向の四か所に設けられる。
【0030】
本実施形態の固定部43は、挟持部72の段部72bの下面と対向する上面43aと、挟持部72の突起部72aの上面と対向する下面43bと、これらの面43a,43bを繋ぐ側面43cとを有するブロック形状(直方体から下の二つの角部を切り落としたような形状)をなす。上記のヒンジ部42は、固定部43の側面43cのうち端子6に対して左回転側の面に、固定部43と連続して形成されており、その回動中心が軸方向に延びる。つまり、本実施形態では、インシュレータ4のヒンジ部42が、固定部43と端子カバー7とを連結している。
(【0031】以降は省略されています)

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