JP3588455B2

JP3588455B2 - 回転角度検出器の製造方法

Info

Publication number: JP3588455B2
Application number: JP2002014182A
Authority: JP
Inventors: 悟阿久津; 哲尚高木; 秀樹米賀多; 俊則田中; 武史杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: US20050168216A1; KR100529013B1; CN1295841C; US20030137295A1; FR2835051B1; DE10302162A1; FR2835051A1; US7356910B2; CN1434555A; KR20030064294A; JP2003214904A; DE10302162B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流発電機、電動機、発電電動機等の回転電機におけるロータの回転位置を検出する回転角度検出器の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は例えば特開２００１−１３６７０３号公報に記載された従来の回転角度検出器のセンサステータを示す斜視図である。
図１４において、センサコア２は、例えば磁性鋼板を積層して作製され、突起部２ａとスロット２ｂとが環状のヨークの内周部に交互に形成されている。インシュレータ３は、絶縁性樹脂により環状に作製され、各突起部２ａに対応する突出部３ａと、各スロット２ｂに対応するスロット部３ｂとを有し、センサコア２を挟持するように配設されている。これにより、各突起部２ａおよび各スロット２ｂは突出部３ａおよびスロット部３ｂにより囲繞され、電気的に絶縁状態に保持されている。また、インシュレータ３には、渡り線ガイド部３ｃが各スロット部３ｂの外周側に立設されている。さらに、コネクタ４がインシュレータ３の外周部に一体に成形されている。このコネクタ４には、複数の端子ピン５が設けられており、リード線６が各端子ピン５に接続されている。
【０００３】
そして、図示していないが、巻線が、その巻き始めを対応する端子ピン５に巻き付けた後、渡り線ガイド部３ｃをガイドとして突起部２ａを囲繞する突出部３ａに巻回され、その巻き終わりを対応する端子ピン５に巻き付け、さらに巻線の両端部（巻き始めおよび巻き終わり）と端子ピン５とを半田接合してセンサステータ１を構成している。
【０００４】
このように構成された従来の回転角度検出器を実機に搭載した場合、回転角度検出器の環境温度が変化する。その結果、樹脂成型品であるインシュレータ３およびコネクタ４が膨張・収縮して、寸法変化を発生する。そして、このセンサステータ１においては、巻線の両端部が渡り線ガイド部３ｃと端子ピン５との間に緊張状態に設けられているので、インシュレータ３およびコネクタ４の寸法変化に起因する引っ張り応力が巻線の両端部に作用し、断線を発生させる恐れがあった。
また、このセンサステータ１においては、コネクタ４がインシュレータ３の外周部に設けられているので、突出部３ａに巻回された巻線の巻回部と端子ピン５との間の距離が長くなってしまう。そこで、上述の温度変化に起因する引っ張り応力により巻線両端部が断線する危険性を増大していた。
【０００５】
このような不具合を解決するために、巻線の巻回部と端子ピンとの間の距離を短くして、温度変化に伴う樹脂成型品の寸法変化に起因する引っ張り応力を低減させ、断線の発生を抑制しようとする改善策が提案されている。
【０００６】
第１の改善策としての従来の回転角度検出器のセンサステータ１Ａは、図１５に示されるように、インシュレータ３Ａとコネクタ４Ａとが絶縁性樹脂により別体に作製され、複数の中継端子７がインシュレータ３Ａの延出部３ａの外周近傍に立設され、複数の端子ピン５がコネクタ４Ａに設けられ、さらにコネクタ４Ａが中継基板８によりインシュレータ３Ａの外周側に位置するようにインシュレータ３Ａと一体化されている。そして、対応する中継端子７と端子ピン５とが中継基板８の導体パターン８ａを介して電気的に接続されている。また、巻線９は、その巻き始めを対応する中継端子７に巻き付けた後、突起部２ａを囲繞する突出部３ａに巻回され、その巻き終わりを対応する中継端子７に巻き付け、さらに巻線９の両端部と中継端子７とをそれぞれ半田接合している。
【０００７】
また、第２の改善策としての従来の回転角度検出器のセンサステータ１Ｂは、図１６に示されるように、コネクタ４Ｂが絶縁性樹脂によりインシュレータ３Ｂの外周側に位置するようにインシュレータ３Ｂと一体に成形され、さらに複数の端子ピン５Ａがインシュレータ３Ｂおよびコネクタ４Ｂにインサート成形されている。そして、各端子ピン５Ａは、一端が延出部３ａの外周近傍に立設し、かつ、他端がコネクタ４Ｂ内に延出する形状に成形されている。また、巻線９は、その巻き始めを対応する端子ピン５Ａに巻き付けた後、突起部２ａを囲繞する突出部３ａに巻回され、その巻き終わりを対応する端子ピン５Ａに巻き付け、さらに巻線９の両端部と端子ピン５Ａとをそれぞれ半田接合している。
【０００８】
このように構成されたセンサステータ１Ａ、１Ｂにおいては、中継端子７あるいは端子ピン５Ａの一端が延出部３ａの外周近傍に立設されているので、突出部３ａに巻回された巻線９の巻回部と中継端子７あるいは端子ピン５の一端との間の距離が短くなる。そこで、巻線９の両端部に作用する温度変化に起因する引っ張り応力が小さくなり、巻線９の両端部の断線発生が抑制される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された改善策としての従来の回転角度検出器のセンサステータ１Ａ、１Ｂにおいては、中継端子７あるいは端子ピン５Ａの一端が延出部３ａの外周近傍に位置しているので、突出部３ａに巻回された巻線９の巻回部と中継端子７あるいは端子ピン５の一端との間の距離が短くなる。そこで、巻線９の両端部に作用する温度変化に起因する引っ張り応力が小さくなり、巻線９の両端部の断線発生が抑制される。
しかしながら、第１のセンサステータ１Ａにおいては、中継端子７および中継基板８が必要となり、部品点数が増大するとともに、センサステータの構造が複雑となり、コスト的に高価なものとなるという課題があった。
また、第２のセンサステータ１Ｂにおいては、複雑な形状の端子ピン５Ａをインシュレータ３Ｂ（コネクタ４Ｂ）にインサート成形しているので、コスト的に高価なものとなるという課題があった。
さらに、第１および第２のセンサステータ１Ａ、１Ｂにおいては、突出部３ａに巻回された巻線９の巻回部と中継端子７あるいは端子ピン５の一端との間の距離が短くなっているが、巻線９の両端部は、突出部３ａに巻回された巻線９の巻回部と中継端子７あるいは端子ピン５との間に緊張状態に配設されているので、温度変化に起因する引っ張り応力は緩和されることなく巻線９の両端部に作用する。そこで、断線発生の危険性を完全に回避できるものではなかった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するために、センサステータにおける巻線巻回部と端子ピンとの間に位置する巻線の両端部に弛みを持たせて温度変化に起因する引っ張り応力を緩和できるようにし、巻線断線の発生を確実に抑えることができる安価な回転角度検出器の製造方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転角度検出器は、複数のティースが環状のヨークの内周部に形成されたセンサコアと、それぞれ導体線を上記ティースに巻装して構成された励磁巻線および出力巻線からなるセンサコイルと、上記センサコアと上記センサコイルとを電気的に絶縁するように上記センサコアに装着されたインシュレータと、上記ヨークの外周側に位置するように上記インシュレータに一体に成形されたコネクタと、上記ヨーク内に回転自在に配設されたセンサロータとを備え、上記ティースに巻装された上記導体線の巻き始め側および巻き終わり側の引き出し線が、弛みをもって上記インシュレータの一面側に延出する上記コネクタの対応する端子ピンにそれぞれ接合されている回転角度検出器の製造方法において、
上記インシュレータを上記センサコアに装着する工程と、
弛ませピンを上記ティースと上記端子ピンとの間の所定位置に上記インシュレータの一面側に延出させる工程と、
上記ティースに巻装された上記導体線の巻き初め側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設され、上記導体線の巻き終わり側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設されるように、上記導体線を巻装する工程と、
上記弛ませピンを取り外して、上記導体線の巻き初め側および巻き終わり側の引き出し線に弛みを持たせる工程と、
を備えているものである。
【００１２】
また、引っ掛けピンが上記インシュレータの一面側に延出するように形成されており、上記導体線の巻き始め側の引き出し線が対応する上記端子ピンに巻き付けられ、ついで対応する上記弛ませピンに掛けられ、さらに対応する上記引っ掛けピンに掛けられた後、上記ティースに巻回され、上記導体線の巻き終わり側の引き出し線が対応する上記引っ掛けピンに掛けられ、ついで対応する上記弛ませピンに掛けられた後、対応する上記端子ピンに巻き付けられて巻装されるものである。
また、上記導体線の引き出し線を覆うように引き出し線保護樹脂層を塗布する工程を有するものである。
【００１３】
また、上記導体線の引き出し線が互いに交差しないように配設されているものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器の構成を説明する図であり、図１の（ａ）はその正面図、図１の（ｂ）はその側面図、図１の（ｃ）はその背面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータのインシュレータ装着状態を説明する図であり、図２の（ａ）はその正面図、図２の（ｂ）はその側面図、図２の（ｃ）はその背面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの巻線治具装着状態を説明する図であり、図３の（ａ）はその正面図、図３の（ｂ）はその側面図である。図４は図３の（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。図５はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの製造方法に適用される巻線治具を説明する図であり、図５の（ａ）はその正面図、図５の（ｂ）はその側面図である。図６はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの励磁巻線の巻装状態を示す正面図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの励磁巻線の巻装状態を示す背面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの第１出力巻線の巻装状態を示す正面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの第２出力巻線の巻装状態を示す正面図である。図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの巻線巻装状態を説明する図であり、図１０の（ａ）はその正面図、図１０の（ｂ）はその側面図、図１０の（ｃ）はその背面図である。図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータのシリコーンゴム塗布状態を説明する図であり、図１１の（ａ）はその正面図、図１１の（ｂ）はその側面図である。図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出器をモータに実装した状態を説明する図であり、図１２の（ａ）はその正面図、図１２の（ｂ）はその断面図である。
【００１６】
各図において、回転角度検出器１０は、センサロータ１１、センサステータ１２、入出力用のコネクタ１３、上側保護カバー１４および下側保護カバー１５を備えている。
センサロータ１１は、所定形状に打ち抜き成形された磁性材料、例えば珪素鋼板の所定枚数を積層一体化して構成されている。このセンサロータ１１の中心には嵌合穴１１ａが穿設されている。また、センサロータ１１の外形は、センサロータ１１と後述するセンサコア２１との間のギャップパーミアンスが角度で正弦波状に変化する曲線に形成されている。
【００１７】
センサステータ１２は、センサコア２１、センサコイル２２、上インシュレータ２３、下インシュレータ２６等を有している。
センサコア２１は、所定形状に打ち抜き成形された磁性材料、例えば珪素鋼板の所定枚数を積層一体化して構成されている。このセンサコア２１は、径方向内方に突出するティース２１ｂが円環状のヨーク２１ａの内周部に周方向に等角ピッチで８個形成され、取付用の一対の鍔部２１ｃが外周部から径方向外方に延設されている。また、各鍔部２１ｃには、細長の取付穴２１ｄが穿設されている。
【００１８】
上インシュレータ２３は、絶縁性樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を用い、センサコア２１を覆う円環状形状の円環状部２４とコネクタ部２５とがコネクタ部２５を円環状部２４の外周側に位置するように一体に成形されている。この円環状部２４の内周側には、ティース２１ｂの上面および両側面を覆うための断面コ字状の絶縁片２４ａがセンサコア２１の各ティース２１ｂに対応するように形成されている。また、銅合金の線材をプレス成形してなる６本の端子ピン２７が、一端を上面から所定長さ延出させ、かつ、他端をコネクタ部２５内に所定長さ延出させるように上インシュレータ２３に圧入して取り付けられている。なお、端子ピン２７の他端がコネクタ部２５内部に延出してコネクタ１３を構成している。さらに、６本の巻線引っ掛けピン２８が、上面から所定長さ延出させるようにコネクタ部２５設置側の円環状部２４の外周側に一体に成形されている。さらにまた、６個の巻線弛ませピン挿入穴２９が端子ピン２７と該端子ピン２７に対応する巻線引っ掛けピン２８との間にそれぞれ位置するように上インシュレータ２３に穿設されている。
【００１９】
下インシュレータ２６は、絶縁性樹脂、例えばＰＢＴ樹脂を用いて円環状に成形されたもので、ティース２１ｂの下面および両側面を覆うための断面コ字状の絶縁片２６ａがその内周側にセンサコア２１の各ティース２１ｂに対応するように形成され、渡り線ガイド部２６ｂが絶縁片２６ａ間に立設されている。
そして、上インシュレータ２３および下インシュレータ２６がセンサコア２１を上下から挟持するように配置される。これにより、各ティース２１ｂが絶縁片２４ａ、２６ａにより囲繞され、センサコイル２２と電気的に絶縁されている。
【００２０】
センサコイル２２は、絶縁被覆された銅線からなる導体線３０を全てのティース２１ｂに巻回してなる励磁巻線３１と、それぞれ導体線３０を１つ置きのティース２１ｂに巻回してなる第１および第２の出力巻線３２、３３とから構成されている。そして、励磁巻線３１、第１および第２の出力巻線３２、３３の巻き始めおよび巻き終わりは、それぞれ巻線引っ掛けピン２８に掛けられた後、所定の弛みをもって端子ピン２７に接続されている。なお、導体線３０は、ティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に所定回巻回されている。
そして、引き出し線保護樹脂層としてのシリコーンゴム３４が、励磁巻線３１、第１および第２の出力巻線３２、３３の巻き始め側および巻き終わり側（引き出し線）を埋め込むように塗布されている。
【００２１】
上側保護カバー１４および下側保護カバー１５は、絶縁性樹脂、例えばＰＢＴ樹脂を用いて、センサコア２１のティース２１ｂの先端部を露出させるように上インシュレータ２３および下インシュレータ２６を包囲する形状に形成されている。そして、上側保護カバー１４および下側保護カバー１５は、それぞれ上方および下方からセンサコア２１に被せられる。この時、センサコア２１は、上下面が上側保護カバー１４および下側保護カバー１５に覆われ、ティース２１ｂが先端部を除いて絶縁片２４ａ、２６ａに覆われている。
【００２２】
なお、センサコイル２２の巻回作業に適用される巻線治具１６は、図５に示されるように、センサコア２１の鍔部２１ｃが収納される凹部１６ａ、コネクタ部２５が収納される貫通穴１６ｂ、下インシュレータ２６が収納される貫通穴１６ｃが形成され、さらに６本の巻線弛ませピン１７が所定位置に立設されている。
【００２３】
ついで、このように構成された回転角度検出器１０の組立方法について説明する。
まず、上インシュレータ２３および下インシュレータ２６がセンサコア２１を上下から挟持するように配設される。これにより、図２に示されるように、各ティース２１ｂが絶縁片２４ａ、２６ａにより囲繞される。
ついで、図３および図４に示されるように、上インシュレータ２３および下インシュレータ２６が配設されたセンサコア２１を巻線治具１６にセットする。この時、センサコア２１がその鍔部２１ｃを凹部１６ａ内に収納され、巻線治具１６に対して位置決めされる。そして、コネクタ部２５が貫通穴１６ｂ内に収納され、下インシュレータ２６が貫通穴１６ｃ内に収納されている。さらに、巻線弛ませピン１７が各巻線弛ませピン挿入穴２９に通されて上インシュレータ２３の上面に延出している。
【００２４】
そこで、図６に示されるように、１本の導体線３０がその巻き始めを端子ピン２７（Ｒ_１）に巻き付け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛け、さらに巻線引っ掛けピン２８に引っ掛けた後、ティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に左巻きに所定回巻回する。そして、図７に示されるように、導体線３０の渡り線３０ａを下インシュレータ２６の渡り線ガイド部２６ｂに引っ掛けて、隣のティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に右巻きに所定回巻回する。この手順を繰り返し行い、導体線３０を各ティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に左巻きと右巻きとを交互に巻回する。そして、最後のティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に巻回された導体線３０を、巻線引っ掛けピン２８に引っ掛け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛けた後、端子ピン２７（Ｒ_２）に巻き付ける。そして、導体線３０の両端（巻き始めと巻き終わり）と端子ピン２７（Ｒ_１、Ｒ_２）とを半田接合して、励磁巻線３１を得る。この時、導体線３０の巻き始め側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｒ_１）と最初のティース２１ｂとの間に張設され、導体線３０の巻き終わり側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｒ_２）と最後のティース２１ｂとの間に張設されている。
なお、図６中Ｌは左巻き、Ｒは右巻きを示している。
【００２５】
ついで、図８に示されるように、１本の導体線３０がその巻き始めを端子ピン２７（Ｓ_１）に巻き付け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛け、さらに巻線引っ掛けピン２８に引っ掛けた後、ティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に右巻きに所定回巻回する。そして、導体線３０の渡り線３０ａを下インシュレータ２６の渡り線ガイド部２６ｂに引っ掛けて、１つ離れたティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に左巻きに所定回巻回する。この手順を繰り返し行い、導体線３０を１つ置きのティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に右巻きと左巻きとを交互に巻回する。そして、最後のティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に巻回された導体線３０を、巻線引っ掛けピン２８に引っ掛け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛けた後、端子ピン２７（Ｓ_３）に巻き付ける。そして、導体線３０の両端（巻き始めと巻き終わり）と端子ピン２７（Ｓ_１、Ｓ_３）とを半田接合して、第１の出力巻線３２を得る。この時、導体線３０の巻き始め側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｓ_１）と最初のティース２１ｂとの間に張設され、導体線３０の巻き終わり側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｓ_３）と最後のティース２１ｂとの間に張設されている。
なお、図８中Ｌは左巻き、Ｒは右巻きを示している。また、図８には、説明の便宜上、励磁巻線３１が省略されている。
【００２６】
ついで、図９に示されるように、１本の導体線３０がその巻き始めを端子ピン２７（Ｓ_４）に巻き付け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛け、さらに巻線引っ掛けピン２８に引っ掛けた後、ティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に右巻きに所定回巻回する。そして、導体線３０の渡り線３０ａを下インシュレータ２６の渡り線ガイド部２６ｂに引っ掛けて、１つ離れたティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に左巻きに所定回巻回する。この手順を繰り返し行い、導体線３０を１つ置きのティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に右巻きと左巻きとを交互に巻回する。そして、最後のティース２１ｂを囲繞する絶縁片２４ａ、２６ａ上に巻回された導体線３０を、巻線引っ掛けピン２８に引っ掛け、ついで巻線弛ませピン１７に引っ掛けた後、端子ピン２７（Ｓ_２）に巻き付ける。そして、導体線３０の両端（巻き始めと巻き終わり）と端子ピン２７（Ｓ_２、Ｓ_４）とを半田接合して、第２の出力巻線３３を得る。この時、導体線３０の巻き始め側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｓ_４）と最初のティース２１ｂとの間に張設され、導体線３０の巻き終わり側（引き出し線）は、端子ピン２７（Ｓ_２）と最後のティース２１ｂとの間に張設されている。
なお、図９中Ｌは左巻き、Ｒは右巻きを示している。また、図９には、説明の便宜上、励磁巻線３１および第１の出力巻線３２が省略されている。さらに、第２の出力巻線３３は第１の出力巻線３２と異なるティース２１ｂに巻回されている。
【００２７】
ついで、各巻線３１、３２、３３が巻装されたセンサコア２１を巻線治具１６から取り外し、図１０に示されるセンサステータ１２を得る。これにより、巻線弛ませピン１７が引き抜かれ、導体線３０の両端側（巻き始め側および巻き終わり側）の緊張状態が解き放される。即ち、導体線３０の引き出し線が弛みをもって配設される。そして、各導体線３０の巻線弛ませピン１７との係合部は塑性変形し、導体線３０の引き出し線は、巻線弛ませピン１７の引き抜き前の形状を維持している。
さらに、図１１に示されるように、導体線３０の引き出し線を埋め込むようにシリコーンゴム３４が塗布される。
最後に、このように組み立てられたセンサステータ１２に上下から上側保護カバー１４および下側保護カバー１５を装着してセンサステータユニットを得る。
【００２８】
このように構成された回転角度検出器１０は、図１２に示されるように、センサコア２１の鍔部２１ｃの取付穴２１ｄを利用してモータ４０のハウジング４１に固定ねじ４３によりねじ止めされて取り付けられる。この時、取付穴２１ｄが長穴に形成されているので、回転角度検出器１０がその取付角度を微調整可能に取り付けられる。また、センサロータ２２が、その嵌合穴２２ａをハウジング４１から延出するシャフト４２に圧入固定し、センサコア２１に対して回転自在に取り付けられている。そして、回転角度検出器１０は、コネクタ１３を介して励磁回路や検出回路等の外部回路と電気的に接続される。
【００２９】
そこで、モータ４０のシャフト４２が回転駆動されると、センサロータ２２がシャフト４２とともに回転する。これにより、センサコア２１とセンサロータ２２との間のギャップパーミアンスが角度で正弦波状に変化する。そして、励磁電圧Ｅ_{Ｒ１−Ｒ２}（＝Ｅ・ｓｉｎ（ωｔ））が励磁巻線３１の両端（Ｒ_１、Ｒ_２）に印加されると、出力電圧Ｅ_{Ｓ１−Ｓ３}（＝ＫＥｓｉｎ（ωｔ）・ｃｏｓ（Ｘ・θ））が第１の出力巻線３２の両端（Ｓ_１、Ｓ_３）に出力され、出力電圧Ｅ_{Ｓ２−Ｓ４}（＝Ｋ・Ｅ・ｓｉｎ（ωｔ）・ｓｉｎ（Ｘ・θ））が第２の出力巻線３３の両端（Ｓ_２、Ｓ_４）に出力される。なお、Ｋは変圧比、θは回転角度、Ｅは入力電圧、ω＝２πｆ、ｆは励磁周波数、ｔは時間（秒）、Ｘは軸倍角（ここでは２）である。
この２相出力電圧Ｅ_{Ｓ１−Ｓ３}、Ｅ_{Ｓ２−Ｓ４}が、外部回路に出力され、回転角度に変換されて検知される。
【００３０】
この実施の形態１によれば、センサコイル２２を構成する各導体線３０の引き出し線が弛みをもって配設されている。これにより、回転角度検出器１０の環境温度の変化により導体線３０と上インシュレータ２３との熱膨張差に起因して導体線３０の引き出し線に作用する引っ張り応力は弛みによって吸収されるので、導体線３０の引き出し線を端子ピン２７に直接接続しても、導体線３０の断線が確実に防止される。そこで、回転角度検出器１０の信頼性を高く、かつ、使用温度範囲を広くすることができるとともに、中継基板８等の接続部材が不要となる分低コスト化が図られる。
【００３１】
また、各導体線３０の引き出し線が互いに交差しないように構成されているので、センサコイル２２の巻線工程を自動化しても、２番目および３番目の導体線３０の巻装時に、巻線機の巻線ノズルが先に巻装された導体線３０の引き出し線を引っ掛けることも防止される。そこで、センサコイル２２の巻線工程の自動化が可能となるとともに、導体線３０の断線不良をなくすことができる。
また、ティース２１ｂ間に跨る導体線３０の渡り線３０ａをガイドする渡り線ガイド部２６ｂが下インシュレータ２６に形成されているので、センサコイル２２の巻線工程を自動化しても、導体線３０の引き出し線と巻線機の巻線ノズルや渡り処理機構部との干渉がなく、巻線工程における導体線３０の断線の発生が抑制される。
【００３２】
また、コネクタ１３が上インシュレータ２３に一体に成形されているので、部品点数が削減され、かつ、構造が簡素化され、低コスト化が図られる。
また、シリコーンゴム３４が導体線３０の引き出し線を埋め込むように塗布されているので、導体線３０の引き出し線が弛みを有していても、振動や衝撃によって導体線３０の引き出し線の移動を阻止できる。そこで、導体線３０の引き出し線の移動に起因する導体線３０の断線事故が未然に防止される。また、シリコーンゴム３４が弾性を有しているので、導体線３０の引き出し線はシリコーンゴム３４に影響されずに引っ張り応力に応じて変位し、該引っ張り応力を吸収できる。
【００３３】
ついで、導体線３０の引き出し線の「弛み」について図１３を参照しつつ説明する。
導体線３０の引き出し線が端子ピン２７とティース巻回部３５（導体線３０がティース２１ａ上に巻回されている部位）との間に巻線引っ掛けピン２８を介して張設されているとすると、導体線３０の引き出し線の端子ピン２７からティース巻回部３５までの長さｌ_０は（ａ＋ｂ）となる。この状態で、回転角度検出器１０の温度がＴ（℃）変化すると、導体線３０の引き出し線の端子ピン２７からティース巻回部３５までの長さの変位Δｌは次式で与えられる。
Δｌ＝（Ｅ_２−Ｅ_１）・Ｔ・ｌ_０
なお、導体線３０の基材（銅線）の線膨張係数をＥ_１（℃^−１）、上インシュレータ２３の線膨張係数をＥ_２（℃^−１）としている。
一方、導体線３０の引き出し線が端子ピン２７とティース巻回部３５との間に巻線弛ませピン１７および巻線引っ掛けピン２８を介して張設されているとすると、導体線３０の引き出し線の端子ピン２７からティース巻回部３５までの長さｌは（ａ＋ｃ＋ｄ）となる。そこで、巻線弛ませピン１７は導体線３０の巻装後取り去られるので、引き出し線の弛みαは（ｃ＋ｄ−ｂ）となる。この弛みαは巻線弛ませピン１７の配設位置によって調整できる。
【００３４】
ここで、弛みαをΔｌより小さく設定すると、導体線３０と上インシュレータ２３との熱膨張差に起因して導体線３０の引き出し線に作用する引っ張り応力を完全に吸収できない。従って、引き出し線の弛みαをΔｌ以上とするように設定することが望ましい。
そこで、回転角度検出器１０の使用温度範囲からΔｌを算出し、導体線３０の引き出し線に弛みα（≧Δｌ）を持たせるように、巻線弛ませピン１７の配設位置を設定すればよい。
【００３５】
なお、上記実施の形態１では、シリコーンゴム３４を導体線３０の引き出し線を埋め込むように塗布するものとしているが、引き出し線保護樹脂層はシリコーンゴム３４に限定されるものではなく、例えばアクリルゴム、ウレタンゴムなどの合成ゴムを用いてもよい。この引き出し線保護樹脂層は、導体線３０の引き出し線が温度変化に起因する引っ張り応力に応じて変位できるようにＪＩＳＫ６２５３タイプＡ（ＩＳＯ７６１９ＴＹＰＥＡ）に規定される硬度で８０以下にすることが望ましい。
【００３６】
また、上記実施の形態１において、導体線３０をティース２１ｂ上に巻回した後、ワニスを含浸させて導体線３０のティース巻回部を固定するようにしてもよい。あるいは、熱可塑性樹脂等を被覆した自己融着線を導体線として用い、巻回後加熱処理を施して、導体線３０のティース巻回部を固定してもよい。
また、上記実施の形態１において、上側保護カバー１４および下側保護カバー１５はスナップフィット等によってセンサステータ１２に装着するようにしているので、導体線３０の引き出し線やティース巻回部が露出せず、モータ等への取付や輸送の取り扱いの際に、センサコイル２２が損傷されるのを防止することができる。
また、上記実施の形態１では、上側保護カバー１４および下側保護カバー１５を装着するものとして説明しているが、上側保護カバー１４および下側保護カバー１５は省略してもよい。また、強度が必要な用途に適用する場合には、センサコイル２２を巻装後、センサステータ１２の全体を樹脂モールドしたり、ポッティングすればよい。
【００３７】
また、上記実施の形態１において、導体線３０の引き出し線を巻線引っ掛けピン２８に引っ掛けて端子ピン２７に接続するものとしているが、巻線引っ掛けピン２８を省略してもよいことはいうまでもないことである。
また、上記実施の形態１では、センサコア２１とセンサコイル２２とを電気的に絶縁するインシュレータを上インシュレータ２３と下インシュレータ２６との２部品で構成するものとしているが、インシュレータを上インシュレータ２３と下インシュレータ２６との一体成形体で構成し、センサコア２１をインサート成形してもよい。
また、上記実施の形態１では、端子ピン２７を上インシュレータ２３に圧入して取り付けるものとしているが、端子ピン２７を上インシュレータ２３にインサート成形するようにしてもよい。
また、上記実施の形態１では、巻線引っ掛けピン２８を上インシュレータ２３に一体に成形しているものとしているが、巻線引っ掛けピン２８を別部品とし、上インシュレータ２３に圧入またはインサート成形するようにしてもよい。
また、上記実施の形態１では、上インシュレータ２３、下インシュレータ２６、上側保護カバー１４、下側保護カバー１５等の材料としてＰＢＴ樹脂を用いるものとしているが、これらの部品の材料はＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、例えばナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３９】
この発明によれば、複数のティースが環状のヨークの内周部に形成されたセンサコアと、それぞれ導体線を上記ティースに巻装して構成された励磁巻線および出力巻線からなるセンサコイルと、上記センサコアと上記センサコイルとを電気的に絶縁するように上記センサコアに装着されたインシュレータと、上記ヨークの外周側に位置するように上記インシュレータに一体に成形されたコネクタと、上記ヨーク内に回転自在に配設されたセンサロータとを備え、上記ティースに巻装された上記導体線の巻き始め側および巻き終わり側の引き出し線が、弛みをもって上記インシュレータの一面側に延出する上記コネクタの対応する端子ピンにそれぞれ接合されている回転角度検出器の製造方法において、上記インシュレータを上記センサコアに装着する工程と、弛ませピンを上記ティースと上記端子ピンとの間の所定位置に上記インシュレータの一面側に延出させる工程と、上記ティースに巻装された上記導体線の巻き初め側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設され、上記導体線の巻き終わり側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設されるように、上記導体線を巻装する工程と、上記弛ませピンを取り外して、上記導体線の巻き初め側および巻き終わり側の引き出し線に弛みを持たせる工程と、を備えているので、上記励磁巻線および出力巻線を構成する上記導体線の引出線が弛みを持って上記コネクタピンに接合されている回転角度検出器を製造できる。そこで、使用環境温度の変化に起因して導体線の引き出し線に作用する引っ張り力が引き出し線の弛みによって吸収され、引き出し線を直接端子ピンに接続しても、使用環境温度の変化による断線が防止される。そこで、中継基板等の接続部品が不要となり、巻線断線の発生を確実に抑えることができる安価な回転角度検出器が得られる。
【００４０】
また、上記導体線の引き出し線が引き出し線保護樹脂層により覆われているので、振動や衝撃によって引き出し線が移動することが防止される。
【００４１】
また、上記導体線の引き出し線が互いに交差しないように配設しているので、巻線機の巻線ノズルが引き出し線を引っ掛けて断線させることが未然に防止でき、巻線工程を自動化できるとともに、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器の構成を説明する図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータのインシュレータ装着状態を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの巻線治具装着状態を説明する図である。
【図４】図３の（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの製造方法に適用される巻線治具を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの励磁巻線の巻装状態を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの励磁巻線の巻装状態を示す背面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの第１出力巻線の巻装状態を示す正面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの第２出力巻線の巻装状態を示す正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータの巻線巻装状態を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器のセンサステータのシリコーンゴム塗布状態を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器をモータに実装した状態を説明する図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出器における導体線の引き出し線の弛みを説明する図である。
【図１４】従来の回転角度検出器のセンサステータを示す斜視図である。
【図１５】従来の第１の改善策としての回転角度検出器のセンサステータを示す要部断面である。
【図１６】従来の第２の改善策としての回転角度検出器のセンサステータを示す要部断面である。
【符号の説明】
１０回転角度検出器、１１センサロータ、２１センサコア、２１ａヨーク、２１ｂティース、２３上インシュレータ、２５コネクタ部、２６下インシュレータ、２６ｂ渡り線ガイド部、２７端子ピン、３０導体線、３０ａ渡り線、３１励磁巻線、３２第１の出力巻線、３３第２の出力巻線、３４シリコーン樹脂（引き出し線保護樹脂層）。

Claims

複数のティースが環状のヨークの内周部に形成されたセンサコアと、それぞれ導体線を上記ティースに巻装して構成された励磁巻線および出力巻線からなるセンサコイルと、上記センサコアと上記センサコイルとを電気的に絶縁するように上記センサコアに装着されたインシュレータと、上記ヨークの外周側に位置するように上記インシュレータに一体に成形されたコネクタと、上記ヨーク内に回転自在に配設されたセンサロータとを備え、上記ティースに巻装された上記導体線の巻き始め側および巻き終わり側の引き出し線が、弛みをもって上記インシュレータの一面側に延出する上記コネクタの対応する端子ピンにそれぞれ接合されている回転角度検出器の製造方法において、
上記インシュレータを上記センサコアに装着する工程と、
弛ませピンを上記ティースと上記端子ピンとの間の所定位置に上記インシュレータの一面側に延出させる工程と、
上記ティースに巻装された上記導体線の巻き初め側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設され、上記導体線の巻き終わり側の引き出し線が対応する上記弛ませピンに掛けられて上記ティースと対応する上記端子ピンとの間に張設されるように、上記導体線を巻装する工程と、
上記弛ませピンを取り外して、上記導体線の巻き初め側および巻き終わり側の引き出し線に弛みを持たせる工程と、
を備えていることを特徴とする回転角度検出器の製造方法。
引っ掛けピンが上記インシュレータの一面側に延出するように形成されており、上記導体線の巻き始め側の引き出し線が対応する上記端子ピンに巻き付けられ、ついで対応する上記弛ませピンに掛けられ、さらに対応する上記引っ掛けピンに掛けられた後、上記ティースに巻回され、上記導体線の巻き終わり側の引き出し線が対応する上記引っ掛けピンに掛けられ、ついで対応する上記弛ませピンに掛けられた後、対応する上記端子ピンに巻き付けられて巻装されることを特徴とする請求項１記載の回転角度検出器の製造方法。
上記導体線の引き出し線を覆うように引き出し線保護樹脂層を塗布する工程を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転角度検出器の製造方法。
上記導体線の引き出し線が互いに交差しないように配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の回転角度検出器の製造方法。