JP2023072902A - レゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来の輪状絶縁キャップ間の隙間をなくし、レゾルバのステータ巻線の安全性を向上させることである。【解決手段】本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、所定角度間隔で内方または外方に向けて突出する複数の突出磁極(2A)を有する輪状ステータ(1)の第１端面(1B)及び第２端面(1C)に設けられた第１輪状絶縁キャップ(3)及び第２輪状絶縁キャップ(5)と、前記第１、第２輪状絶縁キャップ(3,5)の第１、第２端部(3Aa,5Aa)に軸方向(P)に沿って延設された第１、第２突片(11,13)と、を備え、前記第１、第２突片(11,13)は、前記輪状ステータ(1)の軸方向(P)と直交する直交方向(H)から見て重合し、隙間(G)がなくなっている構成である。【選択図】図３

Description

本発明は、レゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造に関し、特に、一対の別体型の輪状絶縁キャップを輪状ステータの両端面に装着し、輪状ステータの突出磁極の外周に、各輪状絶縁キャップを介してステータ巻線を巻回する場合、各輪状絶縁キャップの合わせ部分に従来発生していた線状の隙間をなくし、この隙間による絶縁不良の発生を防止するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の絶縁キャップとしては、輪状ステータの両端面に、輪状絶縁キャップを一体成形する構成と、一対の絶縁キャップを別体として用いる方法がある。特許文献１に示されるインサート成形による一体成形型が多く用いられているが、前述の特許文献には提示されていないが、一対の輪状絶縁キャップによって輪状ステータを挟み込んだ構成からなる別体構成型の輪状絶縁キャップも採用されている。

前述のインサート成形による一体成形型は、現在、主流として用いられているが、インサート成形であるため、その射出成形設備が大型となり、レゾルバの形状が多種にわたる場合、金型のコストが高くなり、また、金型の中子にピン等を予め内設しなければならず、インサート成形だけに頼ることには問題があった。また、前述の別体型の一対の輪状絶縁キャップを用いる方法は、安価であるため、現在でも多く採用されている。

図８から図１７において詳述している構成は、前述の別体型で用いる一対の輪状絶縁キャップを示している。
図１７において、符号１で示されるものは、全体形状が輪状をなすと共に、図１７で示される積層形からなる輪状ステータであり、この輪状ステータ１には、所定角度毎に内方（外方も可であるが、ここでは内方のみとする）に向けて突出する突出磁極によるスロット２が多数設けられている。
尚、図１７は輪状ステータ１のスロット２部分の一部断面を示している。

図１７で示す前記輪状ステータ１の平面図からなる第１輪状絶縁キャップ３が図８に示されている。
前記輪状ステータ１を図８の第１輪状絶縁キャップ３で覆ったとすると、想像線で示されるように、前記輪状ステータ１の外径の方が前記輪状絶縁キャップ３の外径よりも大であることが明らかである。

図９は、図８のＡ－Ａ断面図を示し、図１７の突出磁極２Ａを覆うために、これと同様の形状をなす突出磁極覆い部４が、図８のように、所定角度毎に内方に突出して形成され、耳部４Ａも同時に形成されている。
図１０は、図８の底面図であり、図１０には、想像線にて示されているように、輪状ステータ１及び第２輪状絶縁キャップ５が設けられる構成であり、前記輪状ステータ１が第１、第２輪状絶縁キャップ３、５によって挟持されている構成が示されている。

図１１は、図８のＢ部分の拡大詳細図であり、図１１で示される第１輪状絶縁キャップ３は、突出磁極覆い部４及び耳部４Ａを一体に有しており、前記第２輪状絶縁キャップ５も、全ての形状が第１輪状絶縁キャップ３と同一に形成されている。

図１２は、図８のＣ部分を示す拡大平面図であり、図８のＣ部分を明確に示している。

図１３は、図１１の断面Ｅ－Ｅを示す図で、輪状ステータ１の想像上の突出磁極２Ａを第１輪状絶縁キャップ３で覆った状態を示し、想像線によって第２輪状絶縁キャップ５で覆った状態を示している。
すなわち、前記輪状ステータ１の第１端面１Ｂ、第２端面１Ｃに対して第１、第２輪状絶縁キャップ３、５を装着（図１７）した後、図１３の点線によって示されるように、ステータ巻線６が突出磁極覆い部４に巻回することができるように構成されている。

図１４は、図９の要部Ｄ部分の拡大断面図であり、この第１輪状絶縁キャップ３の外周位置には、第１周壁３Ａの第１端部１０を介して第１突片１１が軸方向Ｐに沿って形成されている。
図１５は、図８の平面図の裏面図で、第１輪状絶縁キャップ３の裏面を示している。
図１６は、前述の第１、第２輪状絶縁キャップ３、５を輪状ステータ１の第１、第２端面１Ｂ、１Ｃに装着前の状態を示しており、前記第１端部１０の前記第１突片１１と第２端部１２の第２突片１３とが互いに対向して配置されている。
図１７では、前述の各輪状絶縁キャップ３、５が、前記輪状ステータ１の各端面１Ｂ、１Ｃに装着された状態が示されており、前記各突片１１、１３の先端１１ａ、１３ａ間には、前記特許文献１に開示されているように、隙間Ｇが形成され、この隙間Ｇは、各輪状絶縁キャップ３、５の全周にわたり形成されている。
尚、前記各スロット２の曲線部分（図１１）では輪状ステータ１の各端面１Ｂ、１Ｃの面が荒れやすく、前述の隙間Ｇが多く発生している。

特開２００１－３５２７３３号公報

従来のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、輪状ステータ自体が、多数枚の薄板型のステータ片を転積しているため、転積した後の輪状ステータの両端面に寸法のバラツキがある場合には、図１７で示すように、一対の第１、第２輪状絶縁キャップ３、５で輪状ステータ１を挟持した時に、隙間Ｇが発生し、各輪状絶縁キャップ３、５を介してスロット２にステータ巻線６を巻回することにより、ステータ巻線６が隙間Ｇを介して輪状ステータ１に対して、導通することがあり、その場合には、ステータ巻線６の絶縁性が損なわれることになっていた。
また、輪状ステータ１を一対の輪状絶縁キャップ３、５で挟み込むため、前述の隙間Ｇが発生しやすいものであるが、例えば、高電圧を加えた場合には、輪状ステータの表面とステータ巻線間の耐電圧が、高電圧によって絶縁破壊されることがあった。
また、前述の絶縁破壊が起こらないように組み立てるには、多大の注意を要し、生産性の向上を得ることは極めて困難であった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、各輪状絶縁キャップの合わせ部分に各々突片を形成し、輪状ステータに対して両端側から各輪状絶縁キャップを嵌め込むと、各突片が軸方向と直交する直交方向から見て重合していることにより、従来構成の隙間を全くなくした状態で、輪状ステータを得ることができる。

本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、所定角度間隔で内方または外方に向けて突出する複数の突出磁極を有する輪状ステータの第１端面及び第２端面に設けられた第１輪状絶縁キャップ及び第２輪状絶縁キャップと、前記第１、第２輪状絶縁キャップの第１、第２端部に軸方向に沿って延設された第１、第２突片と、を備え、前記第１、第２突片は、前記輪状ステータの軸方向と直交する直交方向から見て重合している構成であり、また、前記第１、第２突片の第１肉厚は、前記第１、第２輪状絶縁キャップの周壁の第２肉厚よりも薄く形成されている構成であり、また、前記第１、第２突片は、軸方向に沿う断面で見て板状を形成している構成であり、また、前記第１、第２突片は、軸方向に沿う断面で見てくさび形を形成している構成であり、また、前記第１突片の第１先端は、断面鋭角状で形成され、前記第２突片の第２先端は、断面Ｖ字形状で形成されている構成であり、また、前記第１突片は、その一部に第１テーパ部を有し、前記第２突片は、その一部に第２テーパ部を有し、前記第１、第２テーパ部は、隙間を介して互いに対向配置されている構成である。

本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、所定角度間隔で内方または外方に向けて突出する複数の突出磁極を有する輪状ステータの第１端面及び第２端面に設けられた第１輪状絶縁キャップ及び第２輪状絶縁キャップと、前記第１、第２輪状絶縁キャップの第１、第２端部に軸方向に沿って延設された第１、第２突片と、を備え、前記第１、第２突片は、前記輪状ステータの軸方向と直交する直交方向から見て重合している構成としたことにより、ステータ巻線と輪状ステータの直接接触を防止することができる。
また、ステータ巻線とリード線を結線してスロット内に収納する場合があるが、例えば、結線部分が経年劣化で一部露出したとしても、隙間がないため、絶縁不良となることもない。

また、前記第１、第２突片の第１肉厚は、前記第１、第２輪状絶縁キャップの周壁の第２肉厚よりも薄く形成されていることにより、比較的薄い各突片同士が重合しているため、各突片が軸方向に多少作動した場合でも、隙間のない重合を得ることができる。
また、前記第１、第２突片は、軸方向に沿う断面で見て板状を形成していることにより、強度のある重合状態を得ることができる。
また、前記第１、第２突片は、軸方向に沿う断面で見てくさび形を形成していることにより、各突片が大きくずれた場合でも、重合部分を大きくすることにより、確実な重合を得ることができる。
また、前記第１突片の第１先端は、断面鋭角状で形成され、前記第２突片の第２先端は、断面Ｖ字形状で形成されていることにより、重合部分の大きさを簡単に調整できる。
また、前記第１突片は、その一部に第１テーパ部を有し、前記第２突片は、その一部に第２テーパ部を有し、前記第１、第２テーパ部は、隙間を介して互いに対向配置されていることにより、重合部分の強度を自在に設定することができる。

本発明の実施の形態によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造の一対構成を示す断面分解図である。 図１の一対の輪状絶縁キャップが輪状ステータに装着された状態を示す断面図である。 図２の要部Ｆを拡大して示す拡大断面図である。 図３の詳細寸法図である。 図１の他の形態を示す断面図である。 図５の示す輪状絶縁キャップが輪状ステータに装着された状態を示す断面図である。 図３の他の形態を示す断面図である。 従来構成における第１輪状絶縁キャップの平面図である。 図８のＡ－Ａ断面図である。 図８の輪状絶縁キャップを一対用いて輪状ステータを挟持した状態を示す模式図である。 図８の詳細図Ｂの拡大平面図である。 図８のＣ部分の拡大平面図である。 図１１のＥ－Ｅ断面図である。 図９のＤ部分の拡大断面図である。 図８の平面図の裏面図である。 従来の各輪状絶縁キャップを示す分解断面図である。 各輪状絶縁キャップと輪状ステータの組み合わせを示す断面図である。

本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、輪状ステータの両端面に装着する各輪状絶縁キャップの突片を従来よりも長くかつ薄くし、各突片が軸方向と直交する直交方向から見て重合することにより、従来の隙間の発生による絶縁不良をなくすことである。

以下、図面と共に本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、図８から図１７にわたり説明した従来構成に対し、本発明の構成が異なるのは、各突片１１、１３の形状が異なるのみで、他の構造は同一であるため、図８から図１７の構成を本発明に援用し、従来構成と異なる部分についてのみ説明し、本発明と同一部分には従来の符号と同一符号を付し、その説明は重複を避けるために省略するものとする。

図１において符号３で示されるものは第１輪状絶縁キャップであり、この第１輪状絶縁キャップ３の周縁の第１周壁３Ａには、軸方向Ｐに沿って垂下する第１突片１１が設けられている。
前記第１輪状絶縁キャップ３の下方には、この第１輪状絶縁キャップ３と同一構成で、かつ、逆向きの第２輪状絶縁キャップ５が配設されている。前記第１、第２輪状絶縁キャップ３、５には、それぞれ第１、第２端部３Ａａ、５Ａａが設けられ、前記第１端部３Ａａには軸方向Ｐに沿って前記第１突片１１が延設され、前記第２端部５Ａａには軸方向Ｐに沿って第２突片１３が延設されている。

図２には、前記各輪状絶縁キャップ３、５間に輪状ステータ１が位置し、前記輪状ステータ１のスロット２の位置における断面構成が示されている。
図３は、図２の要部Ｆを拡大して示しており、各輪状絶縁キャップ３、５の各段部３Ｂ、５Ｂに隣接する第１突片１１及び第２突片１３が互いに摺動するように構成されている。
従って、輪状ステータ１の各第１、第２端面１Ｂ、１Ｃの表面が荒れている場合でも、各突片１１、１３の重合かつ摺動を保つことができ、図３の重合状態において、軸方向Ｐに直交する直交方向Ｈから見ると、各突片１１、１３は重合・摺動状態を常時保ち、巻線時及び巻線後のステータ巻線（図示せず）と輪状ステータ１との接触は確実に避けることができる。

図４は、図３の構成の各部の肉厚（厚さ）について示している。
前記第１輪状絶縁キャップ３の第１周壁３Ａの第２肉厚Ｔ２は、前記第１突片１１の第１肉厚Ｔ１よりも大であり、前記第２輪状絶縁キャップ５の第２周壁５Ａの第２肉厚Ｔ２は、前記第２突片１３の第１肉厚Ｔ１よりも大であるように構成され、前記各第１、第２突片１１、１３の肉厚が前記第１、第２周壁３Ａ、５Ａの肉厚よりも小である。
例えば、図４の各突片１１、１３の第１肉厚Ｔ１は、約０．１５ｍｍである。尚、前述の各突片１１、１３は、その軸方向Ｐに沿う断面で見て板状を形成している。

図５及び図６は、図１の第１、第２突片１１、１３の他の形態を示しており、図３及び図４で示される前述の第１、第２突片１１、１３を用いて輪状ステータ１を挟持する前の状態を示している。
すなわち、前記各突片１１、１３の形状は、軸方向Ｐに沿う断面で見て、くさび形状で、その先端が鋭角状をなしている。
また、図５及び図６の各突片１１、１３の先端部分には、互いに対向する第１、第２テーパ部１１Ａ、１３Ａが隙間Ｇ’を介して配設されている。
尚、前述の場合、前記各テーパ部１１Ａ、１３Ａは、前記直交方向Ｈから見ると、重合していることにより、従来の直交方向Ｈで見た隙間Ｇの発生は皆無である。

また、図７は、本発明の他の形態を示すもので、前記各突片１１、１３のうち、第１突片１１の第１先端１１Ｂの形状が軸方向Ｐに沿う断面で見て鋭角状をなしていると共に、第２突片１３の前記第１突片１１に対向する第２先端１３Ｂは、断面Ｖ字形状で形成されている。
従って、前記第１、第２先端１１Ｂ、１３Ｂが図７で示されるように、前記第１突片１１の第１先端１１Ｂが第２突片１３のＶ字形状の第２先端１３Ｂに装入されると、前記直交方向Ｈから見ると、従来の直交方向Ｈで見た隙間Ｇがなく、各突片１１、１３は互いに重合し、前記ステータ巻線（図示せず）が、輪状ステータ１と接触、または、高電圧を前記ステータ巻線（図示せず）に用いた場合の絶縁不良の発生等を防止することができる。尚、前述の実施の形態においては、各突出磁極４が輪状ステータ１の内方に突出するインナーロータ型について述べたが、周知のように、外に向けて突出するアウターロータ型にも適用できるものである。

本発明によるレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造は、所定角度間隔で内方または外方に向けて突出する複数の突出磁極を有する輪状ステータの第１端面及び第２端面に設けられた第１輪状絶縁キャップ及び第２輪状絶縁キャップと、前記第１、第２輪状絶縁キャップの第１、第２端部に軸方向に沿って延設された第１、第２突片と、を備え、前記第１、第２突片は、前記輪状ステータの軸方向と直交する直交方向から見て重合していることにより、ステータ巻線の一部が輪状ステータの壁と接触することもなく、また、従来の隙間Ｇをなくしているため、高電圧使用時に絶縁キャップが熱を受けて損傷することもなく、高信頼性のレゾルバを得ることができるものである。

１ 輪状ステータ
１Ｂ 第１端面
１Ｃ 第２端面
２ スロット
２Ａ 突出磁極
３ 第１輪状絶縁キャップ
３Ａ 第１周壁
３Ａａ 第１端部
３Ｂ 第１段部
４ 突出磁極覆い部
５ 第２輪状絶縁キャップ
５Ａ 第２周壁
５Ａａ 第２端部
５Ｂ 第２段部
６ ステータ巻線
１１ 第１突片
１１Ａ 第１テーパ部
１１Ｂ 第１先端
１３ 第２突片
１３Ａ 第２テーパ部
１３Ｂ 第２先端
Ｆ 要部
Ｇ、Ｇ’ 隙間
Ｈ 直交方向
Ｐ 軸方向
Ｔ１ 第１肉厚
Ｔ２ 第２肉厚

Claims (6)

1. 所定角度間隔で内方または外方に向けて突出する複数の突出磁極(2A)を有する輪状ステータ(1)の第１端面(1B)及び第２端面(1C)に設けられた第１輪状絶縁キャップ(3)及び第２輪状絶縁キャップ(5)と、前記第１、第２輪状絶縁キャップ(3,5)の第１、第２端部(3Aa,5Aa)に軸方向(P)に沿って延設された第１、第２突片(11,13)と、を備え、
   前記第１、第２突片(11,13)は、前記輪状ステータ(1)の軸方向(P)と直交する直交方向(H)から見て重合している構成としたことを特徴とするレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。
2. 前記第１、第２突片(11,13)の第１肉厚(T1)は、前記第１、第２輪状絶縁キャップ(3,5)の周壁(3A,5A)の第２肉厚(T2)よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１記載のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。
3. 前記第１、第２突片(11,13)は、軸方向(P)に沿う断面で見て板状を形成していることを特徴とする請求項１又は２記載のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。
4. 前記第１、第２突片(11,13)は、軸方向(P)に沿う断面で見てくさび形を形成していることを特徴とする請求項１又は２記載のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。
5. 前記第１突片(11)の第１先端(11B)は、断面鋭角状で形成され、前記第２突片(13)の第２先端(13B)は、断面Ｖ字形状で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。
6. 前記第１突片(11)は、その一部に第１テーパ部(11A)を有し、前記第２突片(13)は、その一部に第２テーパ部(13A)を有し、前記第１、第２テーパ部(11A,13A)は、隙間(G')を介して互いに対向配置されていることを特徴とする請求項４記載のレゾルバ鉄芯用輪状絶縁キャップ構造。

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