JP5092412B2 - レゾルバおよびレゾルバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転位置を検出するレゾルバおよびこのレゾルバを使用したモータ、特にレゾルバのリード線と端子との接続構造およびレゾルバの製造方法に関する。

回転体の回転位置を高精度にて検出する回転検出装置の一つにレゾルバがある。このレゾルバの位置検出原理は、所定の中心軸を中心として回転するロータが回転することによって、電機子に巻回された導線が電磁誘導によって発生した電圧の波形によってその回転体の位置を検出する。

またレゾルバは、耐環境性に優れ、且つ、回転体の回転位置を高精度に検出できることから、車両のハンドルの操舵を補助するパワーステアリング装置に搭載されるブラシレスモータに使用される。車両の高機能化に伴い、車両に様々な電子機器が搭載されることにより、ブラシレスモータに与えられるスペースは徐々に小さくなっている。したがって、ブラシレスモータを小型化しなければならず、それに伴い、レゾルバも小型化の要求が高まっている。

レゾルバの小型化の阻害となる主な要因として、外部の制御回路ユニットとの接続構造が大型に形成されることがある。ここで、従来のレゾルバと制御回路ユニットとの接続構造について図１９および図２０を参照して説明する。図１９は、従来のレゾルバ１００を上側より見た模式半断面図であり、図２０は、端子台１２１の一部を示した模式図である。

図１９および図２０を参照して、レゾルバ１００の制御回路ユニット（不図示）との接続構造は、レゾルバ１００の径方向に突出した端子台１２０に制御回路ユニットとレゾルバ１００とを電気的に接続するリード線１２１３との接続である。

図１９を参照して、レゾルバ１００は、中心軸Ｊ１を中心に回転するロータコア１１０と、このロータコアを外囲するステータ１２０と、を有する。そして、ステータ１２０には、ステータ１２０の外周面から径方向に突出する端子台１２１が一体的に設けられる。

また図２０を参照して、端子台１２１には、この端子台１２１を軸方向に貫通する複数の端子１２１１と、この複数の端子１２１１の下部を半田付けによって固定されるプリント基板１２１２と、プリント基板１２１２と半田付けによって固定され、制御回路ユニットに接続する複数のリード線１２１３と、が設けられる。またプリント基板１２１２には、複数の端子１２１１とそれに対応したリード線１２１３を電気的に接続する配線パターン１２１４がそれぞれ形成される（このようなレゾルバの接続構造を示した例として、例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７２０５０号公報

このような従来の複数の端子１２１１とそれに対応するリード線１２１３との接続構造では、それぞれを半田付けするために、半田用のランドをそれぞれ設けなければならない。その結果、隣り合う複数の端子１２１１およびリード線１２１３の間隙は、ランド１２１５および隣り合うランド１２１５の間隔を加えた大きさに設定しなければならない。したがって、端子台１２１を大きく形成しなければならなかった。その結果、レゾルバ１００の小型化を達成することができなかった。

その上、半田付けにて複数の端子１２１１およびリード線１２１３をプリント基板１２１２に接続しているので、振動や外部衝撃等に対して外れやすく信頼性の低い構造であった。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レゾルバの小型化を達成しつつも、信頼性の高いレゾルバおよびこのレゾルバを使用したブラシレスモータを提供することである。

本発明の請求項１によれば、レゾルバであって、所定の中心軸を回転軸として回転する真円ではない外周面を有するコアを備えるロータと、前記中心軸を中心とし、前記ロータの外周面と径方向に対向する内周面を有するステータと、制御回路ユニットと当該レゾルバとを電気的に接続するリード線と、を備え、前記ステータには、周方向に互いに離間して配置され、前記中心軸に向かい伸びる複数のティース部と、該複数のティース部を連結するコアバック部と、を有するステータコアと、前記ステータコアの少なくとも前記複数のティース部を覆うインシュレータと、前記複数のティース部のそれぞれに前記インシュレータの外周側より導線を巻回して形成されるコイルと、を備え、前記インシュレータには、前記ステータコアより径方向外側に突出した端子台が一体的に形成され、前記端子台には、前記導線および前記リード線を電気的に接続する複数の端子を備え、前記リード線と前記複数の端子とは、超音波振動溶接によって接合されることを特徴とする。

本発明の請求項１に従えば、リード線と複数の端子とを超音波振動溶接によって接合することによって、リード線と複数の端子との接触面を接合面として固定することができる。したがって、接合面の全体にわたり均一な接合を行うことができるので、接合強度を向上させることができる。したがって、リード線と複数の端子とが外れるのを防ぐ、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。また、端子を略Ｌ字形状とすることによって、端子に導電線接続部とリード線接続部との部位に分けることによって、リード線と端子との接合の際に、導線の干渉を防ぐことができる。したがって、リード線と端子との接合の際に導線の断線や傷つけることのない、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。さらに、リード線接続部が突出する方向に沿って、導電線接続部とリード線接続部とを接合することによって、リード線が引っ張られたとしても、リード線と端子とが接合方向に力が加わることを抑えることができる。したがって、外部衝撃等によってリード線が引っ張られたとしても、リード線と端子の接続部に力がかかり難く、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。

本発明の請求項２によれば、請求項１に記載のレゾルバであって、前記複数の端子の前記リード線と接合する部位における隣り合う端子の対向する側面の間隙は、略１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の請求項２に従えば、複数の端子の隣り合う端子の対向する側面の間隙を略１ｍｍ以下とすることによって、端子台の幅の大きさを小さくすることができる。したがって、レゾルバの小型化を達成することができる。その上、複数の端子とリード線との接合を超音波振動溶接によって行われるために、接合の際に、リード線の位置を良好に固定することができるので、間隙の大きさを小さくしても、接合する端子と隣り合う端子にリード線が接触してしまうことを防ぐことができる。

本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係り、前記リード線は、複数の銅線を絶縁被膜が覆うことによって一体的に形成され、前記リード線の前記複数の端子と接続する接続端部は、前記複数の銅線のみであり、前記複数の銅線は、まとめて捻られることを特徴とする。

本発明の請求項３に従えば、複数の銅線がまとめて捻られることによって、複数の銅線を一束にした状態にて固定することができる。したがって、銅線のうちの一部が外側に変形して広がってしまうことを防ぐことができる。その結果、隣り合う間隙の狭い複数の端子においても、接合する端子と隣り合う端子に複数の銅線が接触してしまうことを防ぐことができる。

本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係り、前記複数の端子は、前記端子台が突出する方向に対して略垂直方向に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項４に従えば、複数の端子を、前記端子台が突出する方向に対して略垂直方向に配置されるため、軸方向に小型化したレゾルバを提供することができる。

本発明の請求項５によれば、請求項４に係り、前記リード線接続部は、略長方形の形状を有した平板であり、前記リード線の線径と略同一、もしくは前記リード線の線径より大きい周方向の幅を有することを特徴とする。

本発明の請求項５に従えば、リード線接続部の周方向の幅をリード線の線径と同一、もしくはリード線の線径より大きく形成することにより、超音波振動溶接の際に、複数の銅線とリード線接続部との接合する面積を大きくとることができるので、リード線と端子との接合を容易に行うことができる。

本発明の請求項６によれば、請求項４および請求項５のいずれかに係り、前記リード線接続部には、軸方向に沿った貫通孔が形成され、前記貫通孔は、前記リード線の少なくとも前記接続端部を挿通し、前記リード線接続部の下面に前記リード線は固定されることを特徴とする。

本発明の請求項６に従えば、リード線接続部の下面にリード線と端子との接合面が形成されるので、リード線が引っ張られたとしても、リード線と端子とが接合方向に力が加わることを抑えることができる。したがって、外部衝撃等によってリード線が引っ張られたとしても、リード線と端子の接続部に力がかかり難く、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。

本発明の請求項７によれば、請求項６に係り、前記貫通孔は、前記リード線接続部の長手方向に沿った方向を長軸とした長穴であることを特徴とする。

本発明の請求項７に従えば、貫通孔をリード線接続部の長手方向に沿った方向を長軸とした長穴に形成することによって、リード線の接続端部の挿通を容易に行うことができる。したがって、リード線と端子との接合作業を容易に行うことができる。

本発明の請求項８によれば、請求項４乃至請求項７のいずれかに係り、前記端子台の径方向端部には、前記複数の端子に対応した、軸方向に沿った挿通部が形成され、前記挿通部には、前記リード線が軸方向に挿通されることを特徴とする。

本発明の請求項８に従えば、端子台に挿通部が形成されることによって、リード線を軸方向から挿通することができる。したがって、リード線を端子台から径方向に伸ばすことを防ぐことができるので、レゾルバの小型化を達成することができる。

本発明の請求項９によれば、請求項８に係り、前記挿通部における少なくとも前記ステータ側は、軸方向下側に向かい径方向外側に傾斜することを特徴とする。

本発明の請求項９に従えば、挿通部のステータ側を軸方向下側に向かい径方向外側に傾斜させることによって、リード線を挿通部に挿通する作業を容易に行うことができる。さらに端子台より軸方向上側のリード線を径方向内側に一度伸ばすことができるので、レゾルバを配置スペースの小さい空間においても、リード線を良好に収容することができるので、配置することができる。

本発明の請求項１０によれば、請求項８および請求項９のいずれかに係り、前記貫通孔における少なくとも周方向の幅の大きさは、前記挿通部の周方向の幅と略同一、もしくは、大きいことを特徴とする。

本発明の請求項１０に従えば、貫通孔の周縁に接続端部を接触することを防ぐことができる。したがって、複数の銅線が外側に変形することを防ぐことができる。

本発明の請求項１１によれば、請求項８乃至請求項１０のいずれかに係り、前記挿通部は、径方向外側に向かい開口する開口部を有し、前記開口部における周方向の幅の大きさは、前記リード線の線径の大きさと同等、もしくは小さいことを特徴とする。

本発明の請求項１１に従えば、開口部がリード線の線径の大きさと同等、もしくは小さく形成されることによって、リード線が開口部より径方向外側に飛び出すことを防ぐことができる。したがって、挿通部において、良好にリード線を保持することができる。

本発明の請求項１２によれば、請求項８乃至請求項１１のいずれかに係り、前記貫通孔は、前記挿通部と径方向に重なることを特徴とする。

本発明の請求項１２に従えば、貫通孔が挿通部と径方向に重なることによって、挿通部に挿通したリード線を良好に貫通孔に挿通することができる。したがって、リード線の貫通孔への挿通する作業を容易、且つ、確実に行うことができる。

本発明の請求項１３によれば、モータであって、前記中心軸を回転軸とするシャフトを有する回転体と、前記回転体と径方向に間隙を介して配置される電機子を有する固定体と、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のレゾルバと、を有することを特徴とする。

本発明の請求項１３に従えば、小型化を達成するとともに、信頼性の高いモータを提供することができる。

本発明の請求項１４によれば、請求項１３に係り、前記電機子の上側には、前記電機子の結線を行う略円弧形状のバスバーユニットが形成され、前記レゾルバは、前記バスバーユニットと径方向に重なる位置に配置され、前記レゾルバの前記端子台は、前記バスバーユニットの前記略円弧形状における切り欠き部に向かい突出していることを特徴とする。

本発明の請求項１４に従えば、レゾルバをバスバーユニットと径方向に重ねて配置することができるので、モータの軸方向の大きさを小さくすることができる。したがって、モータの小型化を達成することができる。さらに、レゾルバの端子台の幅を小さくすることができるので、バスバーユニットの切り欠き部を小さくすることができる。

本発明の請求項１５によれば、請求項１３および請求項１４のいずれかに係り、車両のハンドルの操舵を補助するパワーステアリング装置に搭載されることを特徴とする。

本発明の請求項１５に従えば、回転位置検出精度の高いレゾルバを用い、且つ、そのレゾルバは信頼性が高く、小型化を達成しているので、信頼性および小型化が求められているパワーステアリング装置にレゾルバを搭載したモータを搭載することは好適である。

本発明の請求項１６によれば、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法であって、前記リード線は、複数の銅線を絶縁被膜にて覆うことによって一体的に形成され、前記リード線の前記複数の端子と接続する接続端部は、前記複数の銅線のみであり、前記複数の端子には、前記端子台より軸方向上側に突出し、前記導線と接続する導線接続部と、前記導線接続部より軸方向下側に位置し、且つ、前記端子台より径方向外側に突出し、前記リード線と接続するリード線接続部と、を備え、前記リード線の前記接続端部をまとめて捻る接続端部捻り工程と、前記接続端部と前記リード線接続部とを超音波振動溶接によって溶接する接合工程と、を備え、前記接続端部捻り工程の後に前記接合工程を行うことを特徴とする。

本発明の請求項１６に従えば、接続端部捻り工程によって、複数の銅線を一束にすることができ、接合工程の際に、超音波振動溶接を良好に行うことができる。

本発明の請求項１７によれば、請求項１６に係り、前記端子台における径方向端部には、軸方向に沿って貫通する挿通部が形成され、前記挿通部と前記リード線接続部とは周方向および径方向に少なくとも一部が重なり、前記端子台の前記挿通部に前記リード線を軸方向から挿通し、前記リード線接続部と前記接続端部とを接触させるリード線挿通工程を、前記接合工程の前にさらに備えることを特徴とする。

本発明の請求項１７に従えば、リード線接続部に連続する挿通部が形成されることによって、リード線をリード線接続部に良好に案内することができる。したがって、リード線と端子との接合を容易、且つ、確実に行うことができる。

本発明の請求項１８によれば、請求項１７に係り、前記リード線接続部には、少なくとも前記接続端部を挿通する貫通孔が形成され、前記接続端部を前記リード線接続部の前記貫通孔に挿通する接続端部挿通工程を、前記リード線挿通工程の後、且つ、前記接合工程の前にさらに備えることを特徴とする。

本発明の請求項１８に従えば、接続端部挿通工程をさらに備えることによって、リード線と端子との接合は、リード線接続部の下面において行われる。したがって、リード線が引っ張られた際でも、接合面の接合方向に沿った力が加わることを防ぐことができる。したがって、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。

本発明によれば、レゾルバの小型化を達成しつつも、信頼性の高いレゾルバおよびこのレゾルバを使用したブラシレスモータを提供することができる。

＜モータの全体構造＞
本発明の実施例の一形態を示したモータの全体構造について図１を参照して説明する。図１はモータの実施例の一形態を示した、軸方向に切った模式断面図である。以下、ブラケット側を上側、カバー体の底部側を下側として説明する。この上側および下側は、必ずしも重力方向とは一致しない。

図１を参照して、モータ１は、回転軸である中心軸Ｊ１の周りを回転する回転体２と、この回転体２の径方向外側に外囲するように配置され、回転体２を回転自在に支持する固定体３と、回転体２の回転位置を検出する回転位置検出機構であるレゾルバ４と、を備える。

回転体２は、中心軸Ｊ１と同軸に回転するシャフト２１と、シャフト２１の外周面に固定される略筒形状のヨーク２２と、ヨーク２２の外周面に周方向に固定されるロータマグネット２３と、ロータマグネット２３の飛散防止のためにヨーク２２の上側および下側よりロータマグネット２３を軸方向および径方向外側より覆うロータカバー２４と、を備える。

ここで、ヨーク２２は、プレス加工にて成形された略円盤形状の薄板の磁性体の鋼板を複数積層することによって略筒形状とする。また、ロータカバー２４は、非磁性体を有底円筒形状に形成される。本実施例では、非磁性を有するステンレス鋼を使用する。

固定体３は、ロータマグネット２３の外周面に対して径方向に間隙を介して配置される、回転磁界を発生させる電機子３１と、この電機子３１を外部電源（不図示）と接続するバスバーユニット３２と、これらを収容する有底円筒形状のカバー体３３と、カバー体３３の開口側を封止するブラケット３４と、を備える。カバー体３３とブラケット３４とには、それぞれボールベアリング３５、３５が配置される。このボールベアリング３５、３５は、シャフト２１に固定されることによって、回転体２を回転自在に支持される。

電機子３１は、円環形状に形成されたコアバック部３１１と、コアバック部３１１から中心軸Ｊ１に向かい伸び、周方向に互いに離間した複数のティース部３１２と、複数のティース部３１２およびコアバック部３１１の上面および内周面を上側および下側からそれぞれ覆う、絶縁材料にて断面Ｕ字形状に形成されたインシュレータ３１３と、複数のティース部３１２のそれぞれにインシュレータ３１３の上からコイル線３１４１を複数積層して巻回されて形成されたコイル３１４と、を備える。

バスバーユニット３２は、円弧形状に形成され、電機子３１と外部電源とを電気的に接続するための複数の配電板３２１と、複数の配電板３２１を保持する樹脂材料を成形して形成された略円弧形状の保持体３２２と、を有する。この複数の配電板３２１は、それぞれ電機子３１と接続する複数の端子３２１１を備える。

ブラケット３４には、中心軸Ｊ１を中心とし、下側に伸びる中央円筒部３４１が形成される。中央円筒部３４１には、ボールベアリング３５を保持するボールベアリング保持部３４１１と、レゾルバ４の後述するレゾルバステータ４２を保持するレゾルバステータ保持部３４１２と、が形成される。ボールベアリング保持部３４１１とレゾルバステータ保持部３４１２とは同軸となるように形成される。

レゾルバ４は、シャフト２１に固定されるレゾルバロータ４１と、このレゾルバロータ４１の外周面を外囲する内周面を有するレゾルバステータ４２と、を備える。レゾルバステータ４２には、リード線４３が固定される。そして、このリード線４３は、カバー体３３とブラケット３４との間に挟まれたゴムブッシュ３６を介してモータ１の外側に延出される。

外部電源から配電板３２１を介して電機子３１に通電されることによって、電機子３１の周囲には回転磁界が発生する。そしてこの回転磁界とロータマグネット２３との相互作用により、回転体２には、中心軸Ｊ１を中心とした回転トルクが発生する。

＜レゾルバの構造＞
次に本発明のレゾルバ４の全体構造について図２および図３を参照して説明する。図２は、レゾルバ４を上側より見た模式平面図である。そして図３は、レゾルバ４を軸方向に切った、模式断面図である。

図２を参照して、レゾルバロータ４１は、磁性鋼板を複数積層した外周面が非真円形状である。このレゾルバロータ４１は、シャフト２１に固定されることによって、中心軸Ｊ１と同軸に回転する。

レゾルバステータ４２は、円環形状のコアバック部４２１１およびこのコアバック部４２１１から周方向に互いに離間して配置され、且つ、中心軸Ｊ１に向かい伸びる複数のティース部４２１２を有する、磁性鋼板を複数積層したレゾルバステータコア４２１と、コアバック部４２１１の軸方向の両端面および内周面とティース部４２１２の周方向の両側面および軸方向両端面を覆う、樹脂材料を成形して形成されたインシュレータ４２２と、ティース部４２１２のインシュレータ４２２の上から導線４２３１を複数積層して巻回して形成されるコイル４２３と、を備える。

図３を参照して、インシュレータ４２２は、複数のティース部４２１２を軸方向の上側および下側より覆う２部材の上側インシュレータ４２２ａおよび下側インシュレータ４２２ｂにて構成される。これら上側インシュレータ４２２ａおよび下側インシュレータ４２２ｂは、樹脂材料を射出成形して、それぞれ一体的に形成される。そして上側のインシュレータ４２２ａには、レゾルバステータコア４２１よりも径方向外側に突出する端子台４２４を一体的に形成される。端子台４２４には、端子台４２４の上面および径方向外側に突出する断面略Ｌ字形状の複数の端子４２４１（本実施例では６個）が設けられる。複数の端子４２４１には、それぞれリード線４３が超音波振動溶接によって固定される。

＜リード線の構造＞
次に図４を参照して、本発明のレゾルバ４の端子４２４１に接続されるリード線４３の構造について説明する。図４のａ）は、リード線４３を示した模式平面図であり、ｂ）は、導線４３１の端部を示した拡大図である。

図４のａ）を参照して、リード線４３は、複数の端子４２４１の数に対応した複数の導線４３１（本実施例では６本）と、この複数の導線４３１の端部と接続するコネクタ部４３２と、を備える。

図４のｂ）を参照して、導線４３１は、複数の銅線４３１１を絶縁被膜４３１２にて一体的に覆い形成される。そして、導線４３１の両端部は、絶縁被膜４３１２を削除し、複数の銅線４３１１が露出するように形成される。そしてこの導線４３１の端子４２４１と接続する側の端部を接続端部４３１３とする。

また図４のａ）を参照して、コネクタ部４３２は、導線４３１の端部をそれぞれ圧着する導電体にて形成されたコンタクト４３２１と、このコンタクト４３２１を保持するハウジング４３２２と、を備える。このコンタクト４３２１を制御回路ユニット（不図示）のコネクタ（不図示）に接続することにより、電気的に導通を図る。

＜端子の詳細構造＞
次に図５を参照して、本発明の端子４２４１の構造の詳細な説明を行う。図５は、本発明の端子を示した斜視図である。

図５を参照して、端子４２４１は、断面略Ｌ字形状であり、端子台４２４の上面から軸方向上側に突出し、導線４２３１と接続する導電線接続部４２４１ａと、端子台４２４の径方向端部より径方向外側に突出し、リード線４３と接続するリード線接続部４２４１ｂと、を備える。

導電線接続部４２４１ａは、導線４２３１が複数回巻回し、例えば、TIG溶接によって固定されるために、線径の小さい略角柱形状である。ここで、導電線接続部４２４１ａは、略角柱形状に限定されず、略円柱形状であってもよい。

またリード線接続部４２４１ｂは、導電線接続部４２４１ａよりも周方向の幅が広く、且つ、リード線４３の導線４３１の線径よりも広い平板形状である。このリード線接続部４２４１ｂには、リード線４３の接続端部４３１３を挿通する貫通孔４２４１ｃが形成される。この貫通孔４２４１ｃは、リード線接続部４２４１ｂが伸びる方向を長軸とした長穴形状となる。

＜端子台の詳細構造＞
次に図６乃至図８を参照して、端子台４２４の構造の詳細な説明を行う。図６は、端子台４２４を拡大した模式平面図である。図７は、端子台４２４を拡大した、軸方向に切った模式断面図である。図８は、端子台４２４を下側より見た平面図である。

図６を参照して、端子台４２４の径方向端部には、リード線４３を略軸方向上側より挿通する挿通部４２４２がそれぞれ形成される。この挿通部４２４２は、軸方向に沿って端子台４２４を貫通するように形成される。特に本実施例では、挿通部４２４２は、径方向外側に開口する開口部４２４２ａを有する。そしてこの開口部４２４２ａの周方向の幅の大きさは、挿通部４２４２に挿通するリード線４３の導線４３１の線径と同一、もしくは、導線４３１の線径より小さくなるように形成される。また複数の端子４２４１における挿通部４２４２と軸方向に重なる位置には、それぞれ貫通孔４２４１ｃが位置する。

これにより、挿通部４２４２にそれぞれ挿通された導線４３１は、開口部４２４２ａから径方向外側に飛び出ることなく、端子４２４１のリード線接続部４２４１ｂに案内される。したがって、導線４３１とリード線接続部４２４１ｂとの径方向の位置決めを容易に行うことができる。その上、貫通孔４２４１ｃが長穴形状であることにより、導線４３１の接続端部４３１３が多少変形したとしても、容易に貫通孔４２４１ｃに挿通させることができる。したがって、導線４３１とリード線接続部４２４１ｂの接続を容易に行うことができる。

リード線接続部４２４１ｂは周方向に微小間隙Ｔにて配置されている（本実施例では、この微小間隙は、約１ｍｍ以下である）。このリード線接続部４２４１ｂの周方向の幅は、接続した際の導線４３１の線径と略同一もしくは導線４３１の線径よりも若干大きい。これにより、リード線接続部４２４１ｂと導線４３１の接続端部４３１３との固定を容易に行うことができる。ここで、隣り合うリード線接続部４２４１ｂの周方向の間隙が大きくなると端子台４２４の周方向の大きさが大きくなる。その結果、レゾルバ４自体の大型化となってしまう。しかしながら、リード線接続部４２４１ｂが微小間隙にて配置されることにより、端子台４２４の周方向の大きさを小さくすることができ、レゾルバ４の小型化を達成することができる。

図７を参照して、端子台４２４の挿通部４２４２の径方向内側は、軸方向上側に向かい径方向内側に角度αにて傾斜する傾斜面４２４２ｂが形成される。この傾斜面４２４２ｂは、成形の際の抜き勾配程度の傾斜角度でもよい。すなわち、この傾斜面４２４２ｂは、リード線接続部４２４１ｂの貫通孔４２４１ｃへリード線４３の導線４３１をそれぞれ案内する。この構造により、複数の導線４３１はそれぞれに対応した挿通部４２４２への挿通を容易に行うことができる。その上、貫通孔４２４１ｃは、長穴形状であることにより、リード線４３の接続端部４３１３が、貫通孔４２４１ｃに対して、所定角度傾斜して挿通することができる。さらに、貫通孔４２４１ｃへの挿通位置の自由度を向上させることができる。

図８を参照して、端子台４２４の挿通部４２４２の下部は、挿通部４２４２の上部と比較して、周方向の幅が大きくなるような挿通拡大部４２４２ｃがそれぞれ形成される。この挿通拡大部４２４２ｃには、リード線接続部４２４１ｂにおける径方向内側の一部が固定される。そしてリード線接続部４２４１ｂの周方向の幅は、挿通拡大部４２４２ｃの周方向の幅の大きさよりも大きくなるように端子台４２４と一体的に成形される。これにより、リード線接続部４２４１ｂは、端子台４２４の挿通部４２４２および挿通拡大部４２４２ｃによって軸方向に保持されるので、端子４２４１が端子台４２４から外れることを防止することができる。したがって、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。また挿通拡大部４２４２ｃは、導線４３１の線径よりも大きい周方向の幅を有する。

＜リード線と端子との接続方法＞
次に図９乃至図１３を参照して、リード線４３と端子４２４１との接続工程について説明する。図９は、リード線４３の導線４３１と端子４２４１との接続工程の過程を示す、フロー図である。図１０は、図９におけるステップＳ１の状態を示した模式図であり、図１１は、図９におけるステップＳ２の状態を示した模式図であり、図１２は、図９におけるステップＳ３の状態を示した模式図であり、そして、図１３は、図９におけるステップＳ４の状態を示した模式図である。

図１０を参照して、リード線４３の各導線４３１における接続端部４３１３は、複数の銅線４３１１がばらばらにならないように、一束にして、所定の方向（図１０の点線矢印方向）にねじる（図９の工程ステップＳ１）。

図１１を参照して、各導線４３１は、それぞれ対応する端子台４２４の挿通部４２４２に略軸方向に沿って、上側より挿通される（図９の工程ステップＳ２）。ここで、挿通部４２４２の径方向内側に傾斜面４２４２ｂが形成されることにより、この各導線４３１の挿通作業を容易に行うことができる。また図６を参照して、周方向に隣り合う開口部４２４２ａの周方向の幅が導線４３１の線径の大きさと同等、もしくは、導線４３１の線径の大きさより小さくなるように形成されることにより、挿通した導線４３１は、開口部４２４２ａより径方向外側に飛び出すことなく、導線４３１の径方向および周方向の移動を規制することができる。

図１２を参照して、各導線４３１の接続端部４３１３をリード線接続部４２４１ｂに形成された貫通孔４２４１ｃに挿通する。そして、リード線接続部４２４１ｂから下側に突出した接続端部４３１３を径方向外側に屈曲させる（図９の工程ステップＳ３）。ここで、予め各導線４３１の接続端部４３１３をねじり、一束としたために、各導線４３１における複数の銅線４３１１がばらばらとなって、貫通孔４２４１ｃの周方向の幅より大きくなることなく、貫通孔４２４１ｃに容易に挿通作業を行うことができる。また、図８を参照して、挿通部４２４２の下部に挿通拡大部４２４２ｃが形成されることにより、リード線接続部４２４１ｂから下側に突出した接続端部４２４１ｂを屈曲する屈曲作業の作業スペースが広がるので、屈曲作業を容易に行うことができる。

図１３を参照して、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとを超音波振動溶接によって溶着させる（図９のステップＳ４）。

また図１４を参照して、超音波振動溶接の溶接機の概略構造について説明する。図１４は、超音波振動溶接の溶接機５０の一部を示した模式図である。図１４では、図中の一点鎖線Ｊ１の方向を軸方向とする。

図１４を参照して、溶接機５０は、第１ワークＦＷ（本実施例ではリード線接続部４２４１ｂ）を支持するアンビル５１と、アンビル５１とは第１ワークＦＷを介して軸方向の反対側より第２ワークＳＷ（本実施例では接続端部４３１３）と接触するチップ５２と、チップ５２に圧力を加える加圧部５３と、チップ５２および加圧部５３を連結し、チップ５２に振動を伝達する振動伝達部５４と、振動伝達部５４と当接し、振動発生源となるトランスデューサ５５と、を備える。この溶接機５０の溶接原理は、第１ワークＦＷに対して、第２ワークＳＷがトランスデューサ５５から振動伝達部５４を介してチップ５２に伝達された振動により第２ワークＳＷが振動する。そして、第１ワークＦＷと第２ワークＳＷとの接触による摩擦熱によって第１ワークＦＷと第２ワークＳＷとの接触面を溶かして接合する。

また図１３を参照して、まず接続端部４２４１ｂとリード線接続部４２４１ｂとを軸方向の両側より、アンビル５１とチップ５２とによって、接続端部４２４１ｂとリード線接続部４２４１ｂを互いに接触させながら挟む。

接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの接合は、まずトランスデューサ５５が径方向に振動することにより、発生した振動を振動伝達部５４に伝達し、チップ５２およびチップ５２と接触する接続端部４３１３とを振動させる。またリード線接続部４２４１ｂは、アンビル５１に支持されているために、移動は規制されている。次にチップ５２を介して、接続端部４３１３がリード線接続部４２４１ｂに対して振動し、その振動によって発生した摩擦熱によって、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの接触面が溶けることにより、互いに接合される。ここで、超音波振動溶接では、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの摩擦熱によって接合されるため、すなわち、これらの接合のために他に部材（例えば、半田等）が必要ないため、これらの接合に必要なスペースを少なくすることができる。また、例えば、従来のような半田付けでは、半田の分だけ、隣り合う接続端部４３１３の間隙にスペースが必要であったが、超音波振動溶接では、半田等の接続端部４３１３およびリード線接続部４２４１ｂを覆う（接合する）部材が必要ないために、上記スペースを削除することができる。

また半田付け以外の接合方法として、ＴＩＧ溶接等の溶接棒を介して電流を流すことによって接合部分が溶けた溶接棒によって接合される方法がある。しかしながら、例えば、ＴＩＧ溶接を本発明の構造に適用しようとした場合、リード線４３の各導線４３１における接続端部４３１３の複数の銅線４３１１の一部が径方向外側に伸びるように変形していた場合、その変形部分を中心に電流が流れてしまう。そのために、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの接触部分の全体に渡り溶接棒が溶けることができず、均等に接合することができない。特に複数の銅線４３１１のうち、１本でも、ＴＩＧ溶接の電流発生源であるアーク（不図示）に向かい広がっていた場合、その１本に集中的に電流が流れてしまう。したがって、ＴＩＧ溶接では、複数の銅線４３１１のように複数の部材を同時に接触させて接合する構造には不向きである。

このＴＩＧ溶接と比較して、接続端部４３１３とリード線接続部４２１４ｂとの接合に超音波振動溶接を使用する場合、接続段部４３１３の複数の銅線４３１１の全てをチップ５２およびリード線接続部４２１４ｂによって挟み、接合することにより、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの接触部分の全体を均等に接合することができる。特に複数の銅線４３１１の一部が径方向外側に伸びるように変形していたとしても、チップ５２と接触することによってその銅線４３１１の変形部分は強制的にリード線接続部４２４１ｂ側に変形して固定される。したがって、接続端子４３１３とリード線接続部４２４１ｂとの接合の信頼性を向上させることができる。その結果、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。

また各導線４３１の接続端部４３１３の各複数の銅線４３１１をそれぞれ一束にしてねじりを加えたことにより、各複数の銅線４３１１がチップ５２によって加圧されて接触されても、ばらばらに広がることを防ぐことができる。したがって、周方向に隣り合う接続端部４３１３を近づけたとしても、隣り合う複数の銅線４３１３が接触することを防ぐことができる。その結果、接続端子４３１３を互いに近づけることができるので端子台４２４の小型化を実現することができる。

＜レゾルバの配置位置＞
次に図１および図１５を参照して、モータ１におけるレゾルバ４の軸方向および径方向の配置位置について説明する。図１５は、モータ１に搭載したレゾルバ４およびその周囲を示した模式平面図である。

図１を参照して、レゾルバ４は、レゾルバステータ４２がバスバーユニット３２の内周側に配置され、且つ、バスバーユニット３２と径方向に重なる位置に配置される。これにより、モータ１の軸方向の長さを短くすることができ、モータの小型化を実現することができる。

図１５を参照して、レゾルバ４の端子台４２４は、バスバーユニット３２の切り欠き部３２３から突出するように配置される。バスバーユニット３２に切り欠き部３２３が形成されることによって、レゾルバ４に端子台４２４が設けられたとしても、バスバーユニット３２の内周側に配置することができる。ここで、レゾルバ４の端子台４２４は、小型化が可能であるために、バスバーユニット３２の切り欠き部３２３の周方向の幅を小さくすることができる。したがって、バスバーユニット３２の略円弧形状の幅を大きくすることができる。その結果、複数の配電板３２１から径方向外側に伸びる隣り合う端子３２１１の周方向の間隙を広くすることができる。複数の端子３２１１の周方向の間隙を広くすることにより、コイル線３１５１と端子３２１１との接合作業を容易に行うことができる。

＜挿通部周辺の他の実施例＞
次に図１６乃至図１８を参照して、本発明のレゾルバの端子台における挿通部の他の実施例について説明する。この他の実施例については、挿通部以外は同一部位となるので、同番号にて表記する。図１６および図１７は本発明の端子台における挿通部付近を拡大した、上側より見た平面図である。また図１６および図１７における点線は、貫通孔４２４１ｃを示す。また図１８は本発明の端子台における挿通部付近を拡大した、下側より見た平面図である。

図１６を参照して、挿通部５２４２は、径方向外側に切り欠きのない開口穴である。そして挿通部５２４２は、リード線接続部４２４１ｂに向かい開口穴の内径が縮小するように傾斜面が形成される。そして、この挿通部５２４２のリード線接続部４２４１ｂの上面と接触する位置における内径の大きさは、貫通孔４２４１ｃの少なくとも周方向の幅と略同一であることが望ましい。この構造により、リード線４３の接続端子部４３１３を良好に貫通孔４２４１ｃに案内することができる。したがって、リード線４３の挿通部５２４２に挿通する工程を容易、且つ、確実に行うことができる。

また図１７を参照して、挿通部６２４２の周方向の幅の大きさは、リード線接続部４２４１ｂにおける貫通孔４２４１ｃの周方向の幅の大きさよりも小さく形成される。また挿通部６２４２の周方向の幅は、リード線４３の線径よりも大きく形成されている。これにより、リード線４３の接続端部４３１３が貫通孔４２４１ｃの周縁と接触することを防ぐことができる。したがって、接続端部４３１３と貫通孔４２４１ｃの周縁との接触による銅線４３１１の一部がリード線４３の外側に変形してしまうことを防ぐことができる。その結果、超音波振動溶接の際に、溶接するリード線接続部４２４１ｂと周方向に隣り合うリード線接続部４２４１ｂに銅線４３１１が接触するのを防ぐことができる。したがって、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。ここで、挿通部６２４２が図１６のようなリード線接続部４２４１ｂに向かい縮径する開口穴である場合、挿通部６２４２のリード線接続部４２４１ｂと接触する位置の周方向の幅は、リード線４３の線径よりも小さく形成されてもよい。少なくとも接続端部４３１３の線径よりも大きく形成されていればよい。

図１８を参照して、挿通部７２４２は、リード線接続部４２４１ｂの径方向外側まで覆うように形成される。この構造により、接続端部４３１３とリード線接続部４２４１ｂとを超音波振動溶接する際に、溶接するリード線接続部４２４１ｂと周方向に隣り合うリード線接続部４２４１ｂに銅線４３１が接触するのを確実に防ぐことができる。したがって、信頼性の高いレゾルバを提供することができる。

以上、本発明の実施例の一形態について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の範囲内において、種々の変形が可能である。

本発明のモータの実施例の一形態を示した、軸方向に切った模式断面図である 本発明のレゾルバの実施例の一形態を示した、上側より見た平面図である 本発明のレゾルバの実施例の一形態を示した、軸方向に切った模式断面図である 本発明のリード線の実施例の一形態を示した、模式平面図である 本発明の端子の実施例の一形態を示した、斜視図である 図２の端子台を拡大した図である 図３の端子台を拡大した図である 図２の端子台を下側より見た模式平面図である 本発明のリード線と端子との接続工程を示す、フロー図である 図９における工程ステップＳ１の状態を示した模式図である 図９における工程ステップＳ２の状態を示した模式図である 図９における工程ステップＳ３の状態を示した模式図である 図９における工程ステップＳ４の状態を示した模式図である 溶接機の一部を示した模式図である 本発明のモータに収容されたレゾルバの配置関係を示す、レゾルバを上側より見た模式平面図である 本発明の他の実施例を示した、挿通部付近を拡大した、上側より見た平面図である 本発明の他の実施例を示した、挿通部付近を拡大した、上側より見た平面図である 本発明の他の実施例を示した、挿通部付近を拡大した、下側より見た平面図である 従来のレゾルバを示す上側より見た模式平面図である 図１９の端子台の一部を拡大したリード線と端子台との接続構造を示す模式図である

符号の説明

１ モータ
２ 回転体
２３ ロータマグネット
３ 固定体
３１ 電機子
３２ バスバーユニット
３２３ 切り欠き部
４ レゾルバ
４１ レゾルバロータ（ロータ）
４２ レゾルバステータ（ステータ）
４２１ ステータコア
４２１１ コアバック部
４２１２ ティース部
４２２ インシュレータ
４２３ コイル
４２４ 端子台
４２４１ 端子
４２４１ａ 導電線接続部
４２４１ｂ リード線接続部
４２４１ｃ 貫通孔
４２４２ 挿通部
４２４２ａ 開口部
４３ リード線
４３１１ 銅線
４３１２ 絶縁被膜
４３１３ 接続端部
Ｊ１ 中心軸
α 傾斜角度

Claims (18)

1. レゾルバであって、
   所定の中心軸を回転軸として回転する真円ではない外周面を有するコアを備えるロータと、
   前記中心軸を中心とし、前記ロータの外周面と径方向に対向する内周面を有するステータと、
   制御回路ユニットと当該レゾルバとを電気的に接続するリード線と、
   を備え、
   前記ステータには、
   周方向に互いに離間して配置され、前記中心軸に向かい伸びる複数のティース部と、該複数のティース部を連結するコアバック部と、を有するステータコアと、
   前記ステータコアの少なくとも前記複数のティース部を覆うインシュレータと、
   前記複数のティース部のそれぞれに前記インシュレータの外周側より導線を巻回して形成されるコイルと、
   を備え、
   前記インシュレータには、前記ステータコアより径方向外側に突出した端子台が一体的に形成され、
   前記端子台には、前記導線および前記リード線を電気的に接続する複数の端子を備え、
   前記端子は、略Ｌ字形状に形成され、
   前記導線と接続する導電線接続部と、
   前記端子台より径方向外側に突出し、前記リード線と接続するリード線接続部と、
   を備え、
   前記リード線と前記複数の端子とは、前記リード線接続部が突出する方向に沿って超音波振動溶接によって接合されることを特徴とするレゾルバ。
   
2. 請求項１に記載のレゾルバであって、
   前記複数の端子の前記リード線と接合する部位における隣り合う端子の対向する側面の間隙は、略１ｍｍ以下であることを特徴とするレゾルバ。
3. 請求項１および請求項２のいずれかに記載のレゾルバであって、
   前記リード線は、複数の銅線を絶縁被膜が覆うことによって一体的に形成され、
   前記リード線の前記複数の端子と接続する接続端部は、前記複数の銅線のみであり、
   前記複数の銅線は、まとめて捻られることを特徴とするレゾルバ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレゾルバであって、
   前記端子台より軸方向上側に突出する導電線接続部と、
   前記導電線接続部より軸方向下側に位置するリード線接続部と、
   前記複数の端子は、前記端子台が突出する方向に対して略垂直方向に配置されることを特徴とするレゾルバ。
   
5. 請求項４に記載のレゾルバであって、
   前記リード線接続部は、略長方形の形状を有した平板であり、前記リード線の線径と略同一、もしくは前記リード線の線径より大きい周方向の幅を有することを特徴とするレゾルバ。
6. 請求項４および請求項５のいずれかに記載のレゾルバであって、
   前記リード線接続部には、軸方向に沿った貫通孔が形成され、
   前記貫通孔は、前記リード線の少なくとも前記接続端部を挿通し、
   前記リード線接続部の下面に前記リード線は固定されることを特徴とするレゾルバ。
7. 請求項６に記載のレゾルバであって、
   前記貫通孔は、前記リード線接続部の長手方向に沿った方向を長軸とした長穴であることを特徴とするレゾルバ。
8. 請求項４乃至請求項７のいずれかに記載のレゾルバであって、
   前記端子台の径方向端部には、前記複数の端子に対応した、軸方向に沿った挿通部が形成され、
   前記挿通部には、前記リード線が軸方向に挿通されることを特徴とするレゾルバ。
9. 請求項８に記載のレゾルバであって、
   前記挿通部における少なくとも前記ステータ側は、軸方向下側に向かい径方向外側に傾斜することを特徴とするレゾルバ。
10. 請求項８および請求項９のいずれかに記載のレゾルバであって、
    前記貫通孔における少なくとも周方向の幅の大きさは、前記挿通部の周方向の幅と略同一、もしくは、大きいことを特徴とするレゾルバ。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のレゾルバであって、
    前記挿通部は、径方向外側に向かい開口する開口部を有し、
    前記開口部における周方向の幅の大きさは、前記リード線の線径の大きさと同等、もしくは小さいことを特徴とするレゾルバ。
12. 請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載のレゾルバであって、
    前記貫通孔は、前記挿通部と径方向に重なることを特徴とするレゾルバ。
13. モータであって、
    前記中心軸を回転軸とするシャフトを有する回転体と、
    前記回転体と径方向に間隙を介して配置される電機子を有する固定体と、
    請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のレゾルバと、
    を有することを特徴とするモータ。
14. 請求項１３に記載のモータであって、
    前記電機子の上側には、前記電機子の結線を行う略円弧形状のバスバーユニットが形成され、
    前記レゾルバは、前記バスバーユニットと径方向に重なる位置に配置され、
    前記レゾルバの前記端子台は、前記バスバーユニットの前記略円弧形状における切り欠き部に向かい突出していることを特徴とするモータ。
15. 請求項１３および請求項１４のいずれかに記載のモータであって、
    車両のハンドルの操舵を補助するパワーステアリング装置に搭載されることを特徴とするモータ。
16. 請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法であって、
    前記リード線は、複数の銅線を絶縁被膜にて覆うことによって一体的に形成され、
    前記リード線の前記複数の端子と接続する接続端部は、前記複数の銅線のみであり、
    前記複数の端子には、
    前記端子台より軸方向上側に突出し、前記導線と接続する導線接続部と、
    前記導線接続部より軸方向下側に位置し、且つ、前記端子台より径方向外側に突出し、前記リード線と接続するリード線接続部と、
    を備え、
    前記リード線の前記接続端部をまとめて捻る接続端部捻り工程と、
    前記接続端部と前記リード線接続部とを超音波振動溶接によって溶接する接合工程と、
    を備え、
    前記接続端部捻り工程の後に前記接合工程を行うことを特徴とするレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法。
17. 請求項１６に記載のレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法であって、
    前記端子台における径方向端部には、軸方向に沿って貫通する挿通部が形成され、
    前記挿通部と前記リード線接続部とは周方向および径方向に少なくとも一部が重なり、
    前記端子台の前記挿通部に前記リード線を軸方向から挿通し、前記リード線接続部と前記接続端部とを接触させるリード線挿通工程を、
    前記接合工程の前にさらに備えることを特徴とするレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法。
18. 請求項１７に記載のレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法であって、
    前記リード線接続部には、少なくとも前記接続端部を挿通する貫通孔が形成され、
    前記接続端部を前記リード線接続部の前記貫通孔に挿通する接続端部挿通工程を、
    前記リード線挿通工程の後、且つ、前記接合工程の前にさらに備えることを特徴とするレゾルバにおける複数の端子とリード線との接続方法。

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