CN101355273A - 具有内置母线的内转子式无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有内置母线的内转子式无刷电动机。一种内转子式无刷电动机包括将U相绕组、V相绕组、和W相绕组连接到一起并将它们连接到输出导线的母线。所述母线包括连接到绕组第一端的三个外部端子和用于将绕组第二端连接到一起的一个Y形连接端子作为导电构件。所述外部端子和Y形连接端子布置在母线主体上，使得Y形连接端子和外部端子位于母线主体的圆周上的一侧上，由此母线主体具有其中不存在导电构件的圆周区域。装载位置检测传感器的传感器板附接到母线主体，使得该位置检测传感器位于其中不存在导电构件的圆周区域内。

Description

具有内置母线的内转子式无刷电动机

技术领域

本发明涉及一种内转子式无刷电动机，其中用于检测转子旋转的传感器板附接到母线上，所述母线将缠绕在定子磁极芯部上的U相绕组、V相绕组和W相绕组连接到一起，并将它们连接到输出导线。

背景技术

在内转子式无刷电动机中，附接到定子的传感器检测设置在转子侧上的磁极，以便切换和控制供给到定子绕组的电流。当这种无刷电动机用于驱动电动工具、或需要给电动机供应相对大电流的其它电气设备时，母线已通常被用于将接线从外部电源连接到绕组。

配置无刷电动机使得附接到定子的母线和用于旋转检测的传感器在推力方向上单独地排列。图12示出了在日本专利申请公开(kokai)2002-125353中披露的电动机的纵向截面。示出的电动机包括：经由在壳体的相对端处的轴承而可旋转地装配进壳体的圆柱形转子；绕转子同轴布置的定子；和用于检测转子的旋转相位的传感器。该定子包括：圆柱形芯部；缠绕在芯部上的多个绕组；连接绕组的相应端部的母线(线圈连接结构)；和连接至母线的供电端子。

该披露的电动机的问题在于单独地排列在推力方向上的母线和传感器部件增加了电动机的全长，由此增加了电动机的尺寸。此外，因为传感器必须附接到壳体，部件数目增加，由此增加了制造步骤的数目和成本。另外，在所披露的电动机的结构中，累积误差的数量增加，且因而传感器在获得高感测精度方面遇到困难。这样一种结构减少了转矩，且增加了转矩脉动。

同样已知一种电动机，其具有这样的结构，其中传感器被安装到母线上以便减少电动机的尺寸(参看日本专利申请公开(kokai)2006-94573)。图13示出了定子的一部分结构，其适配装入本公开中披露的无刷电动机的壳体。导电线缠绕在定子芯部上，以便形成绕组(未示出)。母线具有设置在其下侧、且适配装入芯部的中心开口内的圆柱形部分。从对应于齿的未示出的绕组延伸的引线连接到相应的接线端子。母线借助于多个设置在母线外圆周上的支柱部分而相对于芯部定位。

同时，霍尔元件被插入并保持在传感器支架的对应凹处内；霍尔元件的引线插入装载其它电子部件的电路板的孔内；且随后将传感器支架固定到电路板。因而，安装到母线上的传感器元件可以通过检测设置在转子侧上的传感器专用磁体来检测磁极。

然而，常规电动机的问题在于嵌入到母线内的接线端子和铜条产生热量，并降低附接到母线的传感器的可靠性。嵌入到母线内的铜条用作内部接线，用于将引线从绕组连接到对应的接线端子。用于驱动电动机的电流(几安到几十安)经由铜条和接线端子流入绕组，从而输出电动机转矩。此时，铜条和接线端子产生热量。因此，在耐热能力弱的半导体传感器被安装到铜条和接线端子上或其附近的情况下，传感器的可靠性(就损坏量和使用寿命而言)降低，且恶化的传感器波形导致转矩降低，以及转矩脉动的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种无刷电动机，通过将传感器安装到母线上而减少所述无刷电动机的尺寸，且配置所述无刷电动机使得即使当合并到母线中的铜条或接线端子产生热量时，所产生的热量不太可能被传送到传感器，由此防止了传感器可靠性的降低。

根据本发明的内转子式无刷电动机包括：固定地布置在电动机罩内的定子；固定到旋转轴的转子；和将缠绕在定子磁极芯部上的U相绕组、V相绕组和W相绕组连接到一起，并将它们连接到输出导线的母线。该U相绕组、V相绕组和W相绕组的每一个均由缠绕在定子磁极周围的多个线圈组成，且被连接以形成Y形连接或双Y形连接。装载有包括固定到其的位置检测传感器的传感器板的母线包括由树脂形成的通常为圆形的母线主体，和与母线主体整体形成且用于固定该母线的若干母线支柱。母线包括连接到各绕组第一端的仅三个外部端子和用于将各绕组的第二端连接到一起的一个Y形连接端子，作为连接绕组的导电构件。各绕组的第一端和第二端被拔出(pull out)到靠近第一端与第二端将连接到的外部端子和Y形连接的绕组侧端子部分的位置处，并且连接到对应的Y形连接和外部端子。Y形连接端子的三个绕组侧端子部分被布置成相互邻近定位，三个外部端子的绕组侧端子部分被布置成相互邻近定位，且Y形连接端子和外部端子被布置成位于母线主体的圆周上的一侧上，由此母线主体具有其中不存在导电构件的圆周区域。附接传感器板使得位置检测传感器位于其中不存在导电构件的圆周区域内。

在根据本发明的另一个内转子式无刷电动机中，U相绕组、V相绕组和W相绕组的每一个均由缠绕在定子磁极周围的多个线圈组成，且被连接以形成△形连接。装载有包括固定到其的位置检测传感器的传感器板的母线包括由树脂形成的通常为圆形的母线主体，和与母线主体整体形成且用于固定母线的若干母线支柱。该母线仅包括三个外部端子作为用于连接绕组的导电构件。该三个外部端子包括整体形成的绕组侧端子部分，它们每一个均将各绕组的第一端和第二端中的两个连接到一起。U相绕组、V相绕组和W相绕组的第一端和第二端被拔出到靠近第一端和第二端将连接到的绕组侧端子部分的位置处，且被连接到此使得U相绕组、V相绕组和W相绕组形成△形连接。该三个外部端子被布置在母线主体上，使得外部端子彼此邻近定位，由此母线主体具有其中不存在导电构件的圆周区域。附接传感器板使得位置检测传感器位于其中不存在导电构件的圆周区域内。

定子被固定地布置在圆柱形罩内，通过将该多个母线支柱插入芯部凹槽中而将母线固定到该定子。在径向方向上确定母线主体的长度，使得母线主体不阻塞线圈间间隙。母线主体被布置在转子附近的径向位置处，以便在芯部的圆柱形部分和母线主体之间形成间隙，且各绕组的第一端和第二端在母线主体的径向外侧上被拔出以用于连接。可选地，母线主体被布置在与芯部的圆柱形部分相对应的径向位置处，且各绕组的第一端和第二端在母线主体的径向内侧上被拔出以用于连接。

通过直接串联连接，实现构成U相绕组、V相绕组和W相绕组中的每一个绕组的该多个线圈之间的相互连接，从而使得第一线圈的绕组终止侧的端部、和第二线圈的绕组起始侧的端部串联连接，第二线圈的绕组终止侧的端部和第三线圈的绕组起始侧的端部串联连接，等等。三相的线圈以U相、V相、和W相的顺序，或以U相、W相、和V相的顺序连续地缠绕。转子磁极的数目为2n且定子磁极的数目为3n，或转子磁极的数目为4n且定子磁极的数目为3n，其中n是2到6的整数。用于每相的绕组在邻近绕组已从其开始的线圈的线圈处终止。

根据本发明，可以通过将传感器安装到母线上来减少无刷电动机的尺寸。另外，因为传感器与母线的生热部分隔开，即使当合并到母线中的接线端子或铜条产生热量时，所产生的热量不太可能被传送到传感器。因此，改进了传感器耐受电流热量(current heat)的可靠性(就损坏量和使用寿命而言)，且可以防止由于恶化的传感器波形导致的转矩脉动以及转矩的降低。

附图说明

图1是示出具体实施本发明的无刷电动机的整体结构的横截面视图；

图2是例示具有专用于位置检测的传感器转子的转子的透视图；

图3是例示由磁极芯部和若干绕组组成的定子的透视图；

图4是具有附接到定子的母线的电动机的透视图；

图5 A和图5B是母线的平面图，其中图5A单独示出了母线，且图5B示出了母线附接到电动机的状态；

图6A到图6E是母线的部件的透视图；

图7是母线的透视图，其是通过装配图6A到图6E的部件而制成的；

图8A和图8B是示出无刷直流电动机的电连接的示图，其中图8A示出了用于Y形连接情况的整体电连接，且图8B示出了在双Y形连接中的定子绕组；

图9A和9B是不同于图5A和5B的母线的母线的平面图，其中图9A单独示出了母线，而图9B示出了母线附接到电动机的状态；

图10A是示出△形连接中的定子绕组的示图，且图10B是示出了用于该定子绕组的母线的视图；

图11A和图11B是示出无刷电动机的绕组的视图；

图12是在日本专利申请公开2002-125353中披露的电动机的纵向截面；和

图13是示出定子的一部分结构的透视图，其适配装入在日本专利申请公开2006-94573中披露的无刷电动机的壳体。

具体实施方式

现在将通过举例来说明本发明。图1是示出具体实施本发明的内转子式无刷电动机的整体结构的横截面视图。电动机壳体包括：由金属或树脂形成的底部的(bottomed)中空圆柱形罩、和由金属或树脂形成并附接到圆柱形罩的开口部分的罩盖。定子固定到圆柱形罩的内壁表面。定子包括磁极芯部、和经由诸如绝缘体之类的绝缘装置缠绕在芯部周围的若干线圈。用于支撑转子的旋转轴的轴承固定地容纳在罩盖和罩底部的中心部分内。该轴的一端从罩底部突朝向电动机壳体的外面凸出，且待驱动的外部设备被连接到该凸出端。

在图1中所示的无刷电动机中，冷却风扇固定到旋转轴以被定位在转子的一端(例如，在如图所示的朝向罩底部的一侧上)。局部形成气流通道的、延伸穿过磁极芯部狭槽内的线圈间间隙的气孔，形成在电动机壳体内以被定位到定子磁极芯部的相对侧上。在图示的例子中，气孔形成在罩盖内并且还形成在圆柱形罩内位于冷却风扇的径向向外的位置处。此外，图示的无刷电动机包括：位置检测传感器；位置检测传感器所附接到的传感器板；以及传感器板附接到的且将在稍后详细说明的母线。在图1的例子中，没有提供专用于位置检测的传感器转子，且布置位置检测传感器使得其通过利用设置在转子表面上的转子磁极来检测转子的旋转位置。转子可以是表面磁体类型的转子(SPM)或嵌入磁体类型的转子(IPM)。在表面磁体类型的转子的情况下，磁体可以被可遇热收缩的带覆盖，用于防止散射(scattering)。

图2是例示具有专用于位置检测的传感器转子的转子的透视图。在图2中，专用于位置检测的传感器转子固定到旋转轴，以被定位在与冷却风扇相对的一侧上。包括以相等的间隔固定在圆周方向上的多个叶片的冷却风扇可以是在此技术领域中使用的一种普通冷却风扇。转子由固定到旋转轴的轭和多个磁体(在图示的例子中为四个磁体)组成，所述多个磁体用作转子磁极、且附接到面朝定子磁极芯部的轭表面(转子表面)。专用于位置检测的传感器转子是由被磁化为具有四个磁极(即以相等的间隔交替布置的两个N极和两个S极)的传感器磁体形成的。通过诸如霍尔元件之类的附接到定子侧的位置检测传感器检测由传感器磁体(或图1中所示的转子磁体)产生的磁通量，由此可以检测转子的旋转位置。

图3是例示由磁极芯部和若干线圈组成的定子的透视图。图示的定子结构本身是普通的，且包括6个定子磁极。通过利用磁极之间的芯部凹槽，可以附接将在稍后说明的母线。图示的磁极芯部具有固定地布置在圆柱形罩内的芯部圆柱形部分，和与所述芯部圆柱形部分整体形成的六个芯部臂。通过将每个均具有与磁极芯部的横截面形状相对应的形状的若干磁钢板堆叠起来，形成磁极芯部。在该六个臂部分缠绕线圈，且在直径方向上关于中心相对定位的每对两个线圈是串联连接的，由此形成了用于Y形连接的U相绕组、V相绕组和W相绕组。

图4是具有附接到定子的母线的电动机的透视图。电动机在图4中示为具有8个转子磁极和12个定子磁极。尽管将在稍后详细说明母线结构，但是如图4所示，母线包括由树脂形成的通常为圆形的母线主体，和与母线主体整体形成的三个或更多个(图4中为四个)母线支柱。此外，装载位置检测传感器的传感器板附接到图示的母线。

为了在母线和线圈间提供一距离，即为了防止母线与线圈接触，每个母线支柱具有从母线主体径向向外延伸的基部、和从基部的远端朝芯部轴向延伸以便插入芯部凹槽的远端部分。因为芯部凹槽的位置在圆周方向上与芯部臂的位置相符，母线支柱位于定子的芯臂部分上，从而使得母线支柱不能防止冷却空气流沿着电动机轴向流过各线圈间间隙。在图示的例子中，母线布置在关于磁极芯部与冷却风扇相对的一侧上。然而，母线可以布置在与冷却风扇相同的一侧上。如图1所示，借助于压配合、结合、压接或类似方法，已附接母线的定子被固定地布置在圆柱形罩内。

图5A和5B是母线的平面图，其中图5A单独示出了母线，图5B示出了母线附接到电动机的状态。固定母线使得母线不封闭在磁极狭槽中的间隙内形成的冷却气流通道。为了将冷却气流通道紧固到通常为圆形的母线主体的径向外侧上，由树脂形成的母线主体具有比芯部外径小的外径、并且还具有径向长度(宽度)使得母线主体不阻塞线圈间间隙。如图5B中所示，母线位于转子附近的径向位置处，以便在母线和芯部圆柱形部分之间形成间隙，且如此布置母线使得在电动机轴向上在母线与线圈之间形成间隙。因此，线圈之间的间隙不封闭。要连接到六个绕组侧端子部分的绕组端部在母线主体的径向外侧上在相应的端子附近的位置处被拔出，且被连接到在这些位置处的外部端子和Y形连接端子。其第一端连接到相应绕组端部的三个外部端子的第二端在基本径向方向上向外延伸。其绕组侧端子部分连接到相应的绕组端部的Y形连接端子用作接线条(铜条)，用于将这些绕组端部连接到一起。在本发明中，Y形连接端子的三个绕组侧端子部分和三个外部端子的三个绕组侧端子部分被布置成彼此邻近定位(以集体的方式)；且Y形连接端子和外部端子如此布置，使得它们定位在关于电动机中心的同一侧上，而不是被布置成使得它们关于电动机中心对称地定位。借助于此布置，绕组端部连接到的且可能产生热量的接线条或接线侧端子部分不存在于母线主体的某个圆周位置处。附接传感器板，使得位置检测传感器位于母线主体的其中不存在接线侧端子部分或接线条的圆周位置处。

图6A到图6E是母线部件的透视图。图6A示出了三个外部端子；图6B示出了Y形连接端子(接线条)；图6C和图6D示出了从不同方向看去的传感器板；且图6E示出了由树脂形成的母线主体和母线支柱。图7是母线的透视图，所述母线是通过将图6A到6E的部件装配起来而制成的。外部端子和Y形连接端子的每一个都包括由导电金属(例如镀锡铜板)形成的接线条，借助于轻压配合、结合、或整体模制将所述外部端子和Y形连接端子装配到母线主体的凹槽中，所述母线主体是由树脂形成的绝缘构件。为了抑制热量产生，使每个接线条的横截面面积等于或大于构成绕组的线的横截面面积。绕组连接(例如，焊接)到六个接线端子(绕组侧端子部分)，并借助于母线主体内的相应接线条而Y形连接，且经由三个外部端子连接(例如，焊接)到输出线路(未示出)。传感器板固定地支撑着为U相、V相和W相提供的三个位置检测传感器(例如，霍尔集成电路或元件)，从而为一相提供一个传感器。然而，取决于将采用的电动机控制方法，提供单个位置检测传感器就足够了。可以借助于将提供在母线上的插针适配入传感器板的孔中而定位传感器板，并通过借助于粘接、焊接或凸起部压接(boss crimping)而结合的方法来固定该传感器板。根据转子磁极的数目、定子磁极的数目、和电动机控制方法，确定传感器相对于定子磁极芯部的圆周位置。也就是说，传感器可以布置在对应于芯部凹槽(芯臂中心)的位置处、介于它们之间的中间位置处、或从该处移位的位置处。在图示的例子中，所有的传感器板、Y形连接端子、和外部端子，都被附接到母线主体的前侧；然而，这些部件中的一个或多个可以附接到相反侧(即附接到磁极芯部的那一侧)。

图8A和图8B是示出无刷直流电动机的电连接的图示，其中图8A示出了用于Y形连接(有时被称为“星形连接”)情况的整体电连接，且图8B示出了在双Y形连接中的定子绕组。一般而言，无刷直流电动机包括以Y形连接或△形连接的形式连接的多个定子线圈，这些形式的连接将在稍后说明，且无刷直流电动机因此可以被称为三相无刷电动机。在图8A所示的Y形连接中，U相绕组、V相绕组、和W相绕组的每一个均由多个(在此实施例中为两个)串联连接到一起的线圈构成，所述U相、V相和W相绕组的第一端连接到母线的对应绕组侧端子部分，且通过母线的对应接线条连接到(驱动电路的)输出侧端子。所述U相、V相和W相绕组的第二端(与第一端相对的端部)连接到母线的对应绕组侧端子部分，且通过母线的对应接线条连接到一起，由此形成Y形连接。可选地，在图8B中所示的双Y形连接的情况下，U相绕组、V相绕组、和W相绕组的每一个均由多个线圈构成，所述多个线圈串联连接和并联连接。

从电动机壳体向外突伸出的母线的三个外部端子连接到驱动电路的对应的输出线路，且随后经由驱动电路连接到直流电源。该驱动电路由六个开关晶体管形成，如图8A所示。在来自检测电动机旋转位置的位置检测装置(位置检测传感器)的信号的基础上，切换和控制驱动电路的开关晶体管的控制器执行开关控制。

在构成U相绕组、V相绕组和W相绕组的每一绕组的多个线圈之间进行相互连接，而不使用母线的内部接线。在此情况下，串联连接的线圈间的连接可以通过直接连接而执行，所述连接诸如在第一线圈的绕组终止侧的端部与第二线圈的绕组起始侧的端部之间的连接、以及在第二线圈的绕组终止侧的端部与第三线圈的绕组起始侧的端部之间的连接。执行该直接连接，使得导线在定子的母线附接侧上走线、或在与该母线附接侧相对的定子的端部表面上(即图1所示的冷却风扇所在的一侧上的端部表面)走线。由多个线圈构成的每相绕组的第一端和第二端在邻近对应的Y形连接和外部端子处被拔出，且被连接到对应的端子。如上所述，用于Y形连接或双Y形连接的母线包括用于引导U相、V相、和W相绕组的端部到外部电源的仅三个外部端子、和用于将各绕组的相对端部连接到一起的一个Y形连接端子作为连接绕组的导电构件(接线端子)。在图示的母线的情况下，三相绕组的每一个的第一端和第二端被拔出到邻近Y连接端子和三个外部端子的绕组侧端子部分处。因此，尽管需要将Y形连接端子的三个绕组侧端子部分相互连接的接线条以及用于外部端子的接线条，但不需要在圆周方向上长的接线条。结果，本发明的通常为圆形的母线主体包括其中不提供导电构件的未使用的圆周部分。根据本发明，附接位置检测传感器板，使得位置检测传感器位于所述的未使用的圆周部分处。因此，即使当导电构件(接线条和接线端子)产生热量时，可以防止产生的热量不利地影响位置检测传感器。

图9A和图9B是与图5A和图5B的母线不同的母线的平面图，其中图9A单独示出了母线，图9B示出了母线附接到电动机的状态。通常为圆形的母线主体布置在圆柱形罩内、在与芯部圆柱形部分对应的径向位置处，且具有在径向上确定的长度使得母线主体不阻塞线圈间间隙。图示的母线与图5所示母线的不同在于使主体部分的外径更接近于芯部圆柱形部分的外径，以便将冷却气流通道紧固到母线主体的径向内侧上。然而，母线能以类似于用于图5所示的母线的方式固定。也就是说，母线包括由树脂制成的通常为圆形的母线主体、和与母线主体整体形成的三个或更多个母线支柱。母线支柱固定地插入在磁极芯部的外圆周表面上沿轴向延伸的芯部凹槽；且已附接母线的定子固定地布置在圆柱形罩内。

待连接到相应的绕组侧端子部分的绕组端部在母线主体的径向内侧上接近对应的端子的位置处被拔出，且在这些位置处连接到Y形连接端子和外部端子。其第一端连接到相应绕组端部的三个外部端子的第二端在基本径向方向上向外延伸。其绕组侧端子部分连接到相应的绕组端部的Y形连接端子用作接线条(铜条)，用于将这些绕组端部连接到一起。类似于图5所示的配置，传感器板在某个圆周位置处附接到母线主体，从而使得附接到该处的位置检测传感器与导电构件(接线条和接线端子)分开。

本发明可以被应用于△形连接式无刷直流电动机。图10A是示出以△形连接的定子线圈的图示，图10B是示出用于其的母线的视图。在△形连接中，U相绕组、V相绕组、和W相绕组的每一个均由多个(在此实施例中为两个)串联连接到一起的线圈构成，所述U相、V相和W相绕组的第一端和第二端如此连接，使得U相绕组的第二端和V相绕组的第一端连接到一起，V相绕组的第二端和W相绕组的第一端连接到一起，且W相绕组的第二端与V相绕组的第一端连接到一起。从电动机壳体向外突伸出的母线的三个外部端子连接到驱动电路的对应输出线路，且随后以类似于已参考图8A描述的方式经由该驱动电路连接到直流电源。

在构成U相绕组、V相绕组和W相绕组的每一绕组的多个线圈之间进行相互连接，而不使用母线的内部接线。在此情况下，串联连接的线圈间的连接可以通过直接连接而执行，所述连接诸如在第一线圈的绕组终止侧的端部与第二线圈的绕组起始侧的端部之间的连接、以及在第二线圈的绕组终止侧的端部与第三线圈的绕组起始侧的端部之间的连接。由多个线圈构成的每相绕组的第一端和第二端在邻近母线外部端子的对应绕组侧端子部分处被拔出，且被连接到对应的端子。如上所述，用于△形连接的母线包括用于引导U相、V相、和W相绕组的第一端和第二端到外部电源的仅三个外部端子作为连接绕组的导电构件(接线端子)。结果，类似于上述的Y形连接的情况，通常为圆形的母线主体包括其中不提供导电构件的未使用的圆周部分，且附接传感器板，使得位置检测传感器位于所述的未使用的圆周部分处。

配置图10B中所示的母线，使得母线主体位于绕组侧端子部分的径向外侧上。该配置类似于已参考图9A说明的配置，除了导电构件的布置以外。然而，可以配置母线，使得母线主体位于绕组侧端子部分的径向内侧上，如图5A所示。用于△形连接的母线不需要用于Y形连接的Y形连接端子。绕组的第一端和第二端在母线主体的径向内侧(或径向外侧)上接近对应端子的位置处被拔出，且被连接到外部端子的对应绕组侧端子部分。其第一端连接到相应绕组端部的三个外部端子的第二端在基本径向方向上向外延伸。传感器板在某个圆周位置处附接到母线主体，从而使得附接到该处的位置检测传感器与导电构件(这三个外部端子)分开。

图11A是示出具有6个转子磁极和9个定子磁极的无刷电动机的绕组的视图。图11B是示出具有12个转子磁极和9个定子磁极的无刷电动机的绕组的视图。如上所述，在本发明中，在通常为圆形的母线主体上只布置了Y形连接端子(用于Y形连接或双Y形连接的情况)和外部端子作为导电构件，从而使得母线主体具有其中没有布置接线条的未使用的圆周部分；且总共六个绕组端部被拔出到对应端子附近的位置，并连接到该处。例如，在图11A或图11B所示的电动机结构中，通过连续地缠绕三个串联线圈而形成每相的绕组。当绕组起始于线圈U1(V1、W1)时，然后对线圈U2(V2、W2)完成该绕组，并且该绕组终止于邻近第一线圈的线圈U3(V3、W3)。例如，在绕组起始侧的端部连接到对应的外部端子、且绕组终止侧的端部连接到Y形连接端子的情况下，线圈U2、V2和W2的相对端部均直接连接到对应的邻近线圈，且不需要连接到母线端子。因此，在母线主体上自然形成未使用的区域以对应于线圈U2、V2和W2；且可以附接传感器板，使得位置检测传感器位于未使用区域内。

使三相的线圈能以UVW或UWV的顺序连续地缠绕的结构不限于图11A和图11B所示的那些结构。一般而言，这样的连续绕组可以在其中转子磁极数为2n且定子磁极数为3n、或转子磁极数为4n且定子磁极数为3n(此处n是2到6的整数)的结构中实现。在具有这种结构的图11A所示的例子中，线圈U2、V2、W2仅连接到相邻的线圈，且不需要连接到母线端子。另外，在定子磁极数为9的图示例子的情况下，因为线圈U2、V2、W2布置成相互邻近，可以形成未使用的区域，其延伸越过母线主体的整个圆周的大约1/3。

将整数n设置成等于或大于2的原因如下。当n＝2时，定子芯部磁极的数目变为6。因此，在△形连接的情况下，可以布置三个外部端子和三个传感器元件，同时它们相互分开，不引起任何问题。然而，在Y形连接或双Y形连接的情况下，如上所述，必须在母线上布置连接到绕组的第一端的三个外部端子、连接到绕组的第二端的一个Y形连接端子、和三个传感器元件。为了布置这些部件、同时将它们相互分开，至少需要对应于九个定子芯部磁极(3≤n)的空间。

将整数n设置成等于或小于6的原因如下。当n＞6时，即，当定子芯部磁极的数目大于18时，产生了若干缺点，诸如：增加的电动机尺寸、增加的成本(昂贵的磁体的数目的增加、制造步骤数的增加、和达到令人满意的精确度所需的增加的时间)、以及在获得齿槽性能(cogging performance)方面的困难(由于增加的转子磁极数目、附接精度在磁体间变化，从而使得电动机性能恶化)。

在图11A和图11B中示出的结构使得母线的绕组侧端子部分能够布置在每相绕组的绕组起始侧端部和绕组终止侧端部附近。因此，这些结构是有利的，因为绕组起始侧端部和绕组终止侧端部可以连接到母线的绕组侧端子部分，而不用对电导线进行布线。然而，即便在每相绕组的绕组起始侧端部和绕组终止侧端部都被拔出到与母线的绕组侧端子部分分开的位置的情况下(例如，在转子磁极数为4且定子磁极数为6的情况下)，通过在绕组端部处延伸导线；即，通过使用连接线用于布线，接线端可以连接到母线的绕组侧端子部分。

Claims (6)

1、一种内转子式无刷电动机，其包括：固定地布置在电动机罩内的定子；固定到旋转轴的转子；和将缠绕在定子磁极芯部上的U相绕组、V相绕组、和W相绕组连接到一起并将它们连接到输出导线的母线，其中：

U相绕组、V相绕组、和W相绕组每一个均由多个线圈构成，所述多个线圈缠绕定子磁极并被连接以形成Y形连接或双Y形连接；

母线，所述母线载有包括固定到其的位置检测传感器的传感器板，所述母线包括由树脂形成的通常为圆形的母线主体、和与母线主体整体形成并用于固定母线的母线支柱；

所述母线包括连接到绕组的第一端的仅三个外部端子、和用于将绕组的第二端连接到一起的一个Y形连接端子作为连接绕组的导电构件；

绕组的第一端和第二端被拔出到接近第一端与第二端将连接到的外部端子和Y形连接的绕组侧端子部分的位置处，并连接到对应的Y形连接和外部端子；

Y形连接端子的三个绕组侧端子部分被布置成相互邻近定位，三个外部端子的绕组侧端子部分布置成相互邻近定位，且Y形连接端子和外部端子布置成位于母线主体的圆周上的一侧上，由此母线主体具有其中不存在导电构件的圆周区域；以及

传感器板被附接，使得位置检测传感器位于其中不存在导电构件的所述圆周区域内。

2、一种内转子式无刷电动机，包括：固定地布置在电动机罩内的定子；固定到旋转轴的转子；和将缠绕在定子磁极芯部上的U相绕组、V相绕组、和W相绕组连接到一起并将它们连接到输出导线的母线，其中：

U相绕组、V相绕组、和W相绕组每一个均由多个线圈组成，所述多个线圈缠绕定子磁极并被连接以形成△形连接；

母线，所述母线载有包括固定到其的位置检测传感器的传感器板，所述母线包括由树脂形成的通常为圆形的母线主体、和与母线主体整体形成并用于固定母线的母线支柱；

所述母线仅包括三个外部端子作为连接绕组的导电构件；

所述三个外部端子包括整体形成的绕组侧端子部分，每一个绕组侧端子部分均将绕组的第一端和第二端中的两个连接到一起；

U相绕组、V相绕组和W相绕组的第一端和第二端被拔出到第一端和第二端将连接到的绕组侧端子部分附近的位置处，且被连接到该位置从而使得U相绕组、V相绕组和W相绕组形成△形连接；

所述三个外部端子被布置在母线主体上，从而使得外部端子相互邻近定位，由此母线主体具有其中不存在导电构件的圆周区域；以及

传感器板被附接，使得位置检测传感器位于其中不存在导电元件的圆周区域内。

3、如权利要求1或2所述的内转子式无刷电动机，其中通过将该多个母线支柱插入到芯部凹槽中而将母线固定到其的定子固定地布置在具有圆柱形状的罩内。

4、如权利要求1或2所述的内转子式无刷电动机，其中母线主体具有在径向方向确定的长度，使得母线主体不阻塞线圈间间隙，且其中母线主体布置在转子附近的径向位置处，以便在芯部的圆柱形部分和母线主体之间形成间隙，且绕组的第一端和第二端在母线主体的径向外侧上被拔出以用于连接；或者母线主体布置在与芯部的圆柱形部分对应的径向位置处，且绕组的第一端和第二端在母线主体的径向内侧上被拔出以用于连接。

5、如权利要求1或2所述的内转子式无刷电动机，其中通过直接串联连接，进行构成U相绕组、V相绕组和W相绕组的每一个绕组的该多个线圈之间的相互连接，从而使得第一线圈的绕组终止侧的端部和第二线圈的绕组起始侧的端部串联连接，且第二线圈的绕组终止侧的端部和第三线圈的绕组起始侧的端部串联连接等；三相的线圈以U相、V相和W相的顺序，或以U相、W相和V相的顺序而连续缠绕。

6、如权利要求5所述的内转子式无刷电动机，其中转子磁极的数目为2n且定子磁极的数目为3n，或转子磁极的数目为4n且定子磁极的数目为3n，其中n是2到6的整数；并且用于每相的绕组在邻近绕组已从其开始的线圈的线圈处终止。

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