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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motor.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Bisher ist ein Motor mit einer Struktur bekannt, bei der eine leitfähige Komponente, die als Sammelschiene bezeichnet wird, über einer Spule angeordnet ist, und die Spule und eine externe Leistungsquelle über die Komponente elektrisch miteinander verbunden sind. Typischerweise umfasst der Motor eine Mehrzahl von Sammelschienen, die jeder Phase von drei Phasen und einem Neutralpunkt entsprechen. Außerdem wird die Mehrzahl von Sammelschienen in einem Sammelschienenhalter gehalten, der aus einem Harz hergestellt ist, in einem Zustand, in dem dieselben voneinander getrennt sind. Ein Motor, der Sammelschienen gemäß dem Stand der Technik umfasst, ist beispielsweise beschrieben in der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-182512 , der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-29445 und der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-154701 .
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Um die Größe des Motors, der die Sammelschienen umfasst, in einer Axialrichtung zu reduzieren, wird bevorzugt, dass die Dicke der Sammelschiene in der Axialrichtung verringert wird. Dafür wird in der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-154701 beschrieben, dass Sammelringe (bus rings) auf der gleichen Ebene angeordnet sind, so dass die Dicke eines Harzabschnitts, der durch Formen jedes der Sammelschienenringe hergestellt wird, mit einem Harz in einer Axialrichtung reduziert ist (Paragraph 0013).
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In der Struktur der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-154701 gibt es jedoch das Problem, dass der Sammelring zu der Außenseite hin in einer Radialrichtung vergrößert sein kann. Daher wird bei dieser Struktur davon ausgegangen, dass es, obwohl die Abmessungen in der Axialrichtung verringert sind, schwierig ist, gleichzeitig die Abmessungen des gesamten Motors in der Radialrichtung zu verringern.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor zu schaffen, der in der Lage ist, die Abmessungen des gesamten Motors in einer Radialrichtung zu verringern und die Anzahl von Sammelschienen zu reduzieren, die in einer Axialrichtung geschichtet sind, durch Vergrößern einer Sammelschieneneinheit in der Radialrichtung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine erste beispielhafte Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist ein Motor, der folgende Merkmale umfasst: einen stationären Abschnitt; und einen Drehabschnitt, der getragen wird, um sich um eine Mittelachse zu drehen, die sich nach oben und unten erstreckt. Der stationäre Abschnitt umfasst eine Mehrzahl von Spulen, eine Sammelschiene, die aus Metall hergestellt ist und einen Sammelschienenhalter, der aus einem Harz hergestellt ist. Die Mehrzahl von Spulen ist einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Sammelschiene ist über der Mehrzahl von Spulen positioniert und ist elektrisch verbunden mit einem Leitungsdraht, der in den Spulen enthalten ist. Der Sammelschienenhalter hält die Sammelschienen. Der Drehabschnitt umfasst eine Welle und einen Rotor. Die Welle ist entlang der Mittelachse angeordnet. Der Rotor ist auf einer Innenseite der Mehrzahl von Spulen in einer Radialrichtung positioniert und ist an der Welle fixiert. Die Sammelschiene umfasst einen plattenartigen Abschnitt und eine Mehrzahl von Anschlüssen. Der plattenartige Abschnitt verbreitert sich entlang einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse. Die Mehrzahl von Anschlüssen erstreckt sich von dem plattenartigen Abschnitt nach oben und ist elektrisch verbunden mit einem Endabschnitt des Leitungsdrahts. Eine Sammelschieneneinheit, die aus der Sammelschiene und dem Sammelschienenhalter gebildet ist und der Rotor überlappen einander in der Axialrichtung.
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Gemäß der ersten beispielhaften Erfindung der vorliegenden Anmeldung kann im Vergleich zu einem Fall, wo die Sammelschieneneinheit und der Rotor einander in der Axialrichtung nicht überlappen, die Sammelschieneneinheit vorgesehen sein, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern, und die Abmessungen des gesamten Motors in der Radialrichtung können verringert werden. Wenn die Sammelschieneneinheit vorgesehen ist, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern, kann außerdem die Anzahl von Sammelschienen, die in der Axialrichtung geschichtet sind, reduziert werden. Als Folge können die Abmessungen des Motors in der Axialrichtung verringert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Längsschnittansicht eines Motors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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2 ist eine Längsschnittansicht eines Motors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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3 ist eine Teillängsschnittansicht des Motos gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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4 ist eine Draufsicht des Motors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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5 ist eine Draufsicht eines Ankers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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6 ist eine Ansicht, die eine Verbindungskonfiguration von Spulen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
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7 ist eine Ansicht, die die Verbindungskonfiguration der Spulen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
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8 ist eine Längsschnittansicht eines Motors gemäß einem Modifikationsbeispiel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Hierin nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Außerdem wird bei der vorliegenden Anmeldung eine Richtung parallel zu der Mittelachse eines Motors als eine ”Axialrichtung” bezeichnet, eine Richtung senkrecht zu der Mittelachse des Motors wird als eine ”Radialrichtung” bezeichnet und eine Richtung entlang dem Bogen um die Mittelachse des Motors wird als eine ”Umfangsrichtung” bezeichnet. Außerdem werden bei der vorliegenden Anmeldung die Form und Positionsbeziehung jedes Teils unter der Annahme beschrieben, dass die Axialrichtung die Aufwärts- und Abwärtsrichtung bedeutet und eine Sammelschienenseite bezüglich einer Spule eine Aufwärtsseite ist. Bei der Herstellung und Verwendung soll jedoch die Definition der Aufwärts- und Abwärtsrichtung die Richtungen des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beschränken.
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Außerdem umfasst eine ”parallele Richtung” bei der vorliegenden Anmeldung auch eine im Wesentlichen parallele Richtung. Außerdem umfasst eine ”senkrechte Richtung” bei der vorliegenden Anmeldung auch eine im Wesentlichen senkrechte Richtung.
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1 ist eine Längsschnittansicht eines Motors 1A gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Wie es in 1 dargestellt ist, umfasst der Motor 1A einen stationären Abschnitt 2A und einen Drehabschnitt 3A. Der Drehabschnitt 3A wird getragen, um sich um eine Mittelachse 9A zu drehen.
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Der stationäre Abschnitt 2A umfasst eine Mehrzahl von Spulen 43A, eine Sammelschiene 51A und einen Sammelschienenhalter 52A. Die Mehrzahl von Spulen 43A ist in einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Sammelschiene 51A ist aus Metall hergestellt und über der Mehrzahl von Spulen 43A angeordnet. Ein Leitungsdraht, der in der Spule 43A enthalten ist, und die Sammelschiene 51A sind elektrisch miteinander verbunden. Zusätzlich wird die Sammelschiene 51A in dem Sammelschienenhalter 52A gehalten, der aus Harz hergestellt ist.
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Der Drehabschnitt 3A umfasst eine Welle 31A und einen Rotor 32A. Die Welle 31A ist entlang der Mittelachse 9A angeordnet. Der Rotor 32A ist auf der Innenseite der Mehrzahl von Spulen 43A in der Radialrichtung angeordnet und ist an der Welle 31A fixiert.
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Wie es in 1 dargestellt ist, weist die Sammelschiene 51A einen plattenartigen Abschnitt 511A und eine Mehrzahl von Anschlüssen 512A auf. Der plattenartige Abschnitt 511A verbreitert sich entlang der Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse 9A ist. Die Mehrzahl von Anschlüssen 512A erstreckt sich von dem plattenartigen Abschnitt 511A nach oben. Ein Endabschnitt des Leitungsdrahts, der in den Spulen 43A enthalten ist, ist elektrisch verbunden mit der Mehrzahl von Anschlüssen 512A.
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Ferner überlappt in dem Motor 1A die Sammelschieneneinheit 24A, die die Sammelschiene 51A und den Sammelschienenhalter 52A enthält, den Rotor 32A in der Axialrichtung in einem Radialbereich 71A in 1. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, wo die Sammelschieneneinheit 24A und der Rotor 32A einander in der Axialrichtung nicht überlappen, die Sammelschieneneinheit 24A vorgesehen sein, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern. Da sich die Sammelschieneneinheit 24A außerdem in der Radialrichtung zu der Innenseite hin verbreitert, können die Abmessungen des gesamten Motors 1A in der Radialrichtung verringert werden. Wenn die Sammelschieneneinheit 24A vorgesehen ist, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern, kann die Anzahl von Sammelschienen 51A, die in der Axialrichtung geschichtet sind, reduziert werden. Als Folge können die Abmessungen des Motors 1A in der Axialrichtung verringert werden.
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Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist eine Längsschnittansicht eines Motors 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Motor 1 dieses Ausführungsbeispiels ist beispielsweise in einem Fahrzeug befestigt, um dazu verwendet zu werden, eine Antriebskraft einer Servolenkung zu erzeugen. Der Motor der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch bei anderen Anwendungen außer einer Servolenkung verwendet werden. Beispielsweise kann der Motor der vorliegenden Erfindung auch als eine Antriebsquelle anderer Teile eines Fahrzeugs verwendet werden, beispielsweise eines Motorkühlungslüfters und einer Ölpumpe. Außerdem kann der Motor der vorliegenden Erfindung auch in Haushaltsgeräten, Büroautomatisierungsausrüstung, medizinischen Instrumenten und dergleichen eingebaut sein, um verschiedene Antriebskrafttypen zu erzeugen.
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Der Motor 1 ist ein sogenannter Motor vom Innenrotortyp, bei dem ein Rotor 32 in einer Radialrichtung auf der Innenseite eines Ankers 22 angeordnet ist. Wie es in 2 dargestellt ist, umfasst der Motor 1 einen stationären Abschnitt 2 und einen Drehabschnitt 3. Der stationäre Abschnitt 2 ist an dem Rahmenkörper einer Vorrichtung fixiert, die ein Antriebsobjekt ist. Der Drehabschnitt 3 wird getragen, um sich relativ zu dem stationären Abschnitt 2 zu drehen.
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Der stationäre Abschnitt 2 dieses Ausführungsbeispiels umfasst ein Gehäuse 21, den Anker 22, einen Drahtträger 23, eine Sammelschieneneinheit 24, ein unteres Lager 25 und ein oberes Lager 26.
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Das Gehäuse 21 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 211, einen unteren Plattenabschnitt 212 und einen oberen Plattenabschnitt 213. Der zylindrische Abschnitt 211 erstreckt sich in einer im Wesentlichen zylindrischen Form in der Axialrichtung auf der Außenseite des Ankers 22 und des Drahtträgers 23 in der Radialrichtung. Der untere Plattenabschnitt 212 verbreitert sich zu der Innenseite in der Radialrichtung von dem zylindrischen Abschnitt 211 auf der Unterseite des Ankers 22. Der obere Plattenabschnitt 213 verbreitert sich zu der Innenseite in der Radialrichtung von dem zylindrischen Abschnitt 211 auf der Oberseite des Drahtträgers 23. Der Anker 22, der Drahtträger 23 und der Rotor 32, die nachfolgend beschrieben werden, sind in dem Innenraum des Gehäuses 21 untergebracht.
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Der zylindrische Abschnitt 211, der untere Plattenabschnitt 212 und der obere Plattenabschnitt 213 sind aus Metall hergestellt, wie z. B. Aluminium oder rostfreiem Stahl. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der zylindrische Abschnitt 211 und der untere Plattenabschnitt 212 als ein Bauglied konfiguriert, während der obere Plattenabschnitt 213 als ein anderes Bauglied konfiguriert ist. Der zylindrische Abschnitt 211 und der obere Plattenabschnitt 213 können jedoch auch als ein Bauglied konfiguriert sein, während der untere Plattenabschnitt 212 als ein anderes Bauglied konfiguriert ist.
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Der Anker 22 ist in der Radialrichtung auf der Außenseite des Rotors 32 angeordnet, der nachfolgend beschrieben wird. Der Anker 22 umfasst einen Statorkern 41, einen Isolator 42 und eine Mehrzahl von Spulen 43. Der Statorkern 41 besteht aus geschichteten Stahlblechen, bei denen elektromagnetische Stahlbleche in der Axialrichtung geschichtet sind. Der Statorkern 41 umfasst eine ringförmige Kernrückseite 411 und eine Mehrzahl von Zähnen 412, die in der Radialrichtung von der Kernrückseite 411 nach innen vorstehen. Der Kernrückseite 411 ist im Wesentlichen koaxial mit der Mittelachse 9 angeordnet. Außerdem ist die Außenumfangsoberfläche der Kernrückseite 411 an der Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 211 des Gehäuses 21 fixiert. Die Mehrzahl von Zähnen 412 ist in im Wesentlichen gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Der Isolator 42 ist aus einem Harz hergestellt, das ein isolierender Körper ist. Die obere Oberfläche, die untere Oberfläche und beide Endoberflächen in der Umfangsrichtung von jedem der Zähle 412 sind mit dem Isolator 42 bedeckt. Die Spulen 43 bestehen aus Leitungsdrähten, die um die Isolator 42 gewickelt sind. D. h. bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Leitungsdrähte um die Zähne 412 gewickelt, über den Isolator 42. Der Isolator 42 ist zwischen den Zähnen 412 und den Spulen 43 angeordnet und verhindert somit einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Zähnen 412 und den Spulen 43.
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Statt des Isolators 42 kann eine Isolationsbeschichtung auf der Oberfläche der Zähne 412 aufgetragen werden.
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Der Drahtträger 23 ist ein Bauglied, das aus einem Harz hergestellt ist, das an dem Anker fixiert ist. Der Drahtträger 23 unterdrückt eine Positionsverschiebung des Leitungsdrahts, der von den Spulen 43 herausgezogen wird, so dass der Leitungsdraht in einem Zustand beibehalten wird, in dem er sich im Wesentlichen in der Axialrichtung erstreckt. Eine detaillierte Struktur des Drahtträgers 23 wird nachfolgend beschrieben.
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Die Sammelschieneneinheit 24 ist auf dem oberen Abschnitt des oberen Plattenabschnitts 213 angeordnet. Die Sammelschieneneinheit 24 umfasst vier Sammelschienen 51, die aus einem leitfähigen Metall hergestellt sind, und einen Sammelschienenhalter 52, der aus einem Harz hergestellt ist, um die Sammelschienen 51 zu halten. Die Sammelschienen 51 sind elektrisch verbunden mit einem Leitungsdraht 431, der in den Spulen 43 enthalten ist. Außerdem ist während der Verwendung des Motors 1 ein Leitungsdraht, der sich von einer externen Leistungsquelle erstreckt, mit den Sammelschienen 51 verbunden. D. h., die Spulen 43 und die externe Leistungsquelle sind über die Sammelschienen 51 elektrisch miteinander verbunden. Eine detaillierte Struktur der Sammelschieneneinheit 24 wird nachfolgend beschrieben.
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Das untere Lager 25 und das obere Lager 26 sind zwischen dem Gehäuse 21 und der Welle 31 auf der Seite des Drehabschnitts 3 angeordnet. Als unteres Lager 25 und als oberes Lager 26 dieses Ausführungsbeispiels wird ein Kugellager verwendet, bei dem sich der äußere Laufring und der innere Laufring über kugelförmige Körper relativ zueinander drehen. Folglich wird die Welle 31 getragen, um sich relativ zu dem Gehäuse 21 zu drehen. Anstatt des Kugellagers können jedoch auch andere Lagertypen, wie z. B. ein Gleitlager und ein Flüssigkeitslager verwendet werden.
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Der Drehabschnitt 3 dieses Ausführungsbeispiels umfasst die Welle 31 und den Rotor 32.
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Die Welle 31 ist ein säulenförmiges Bauglied, das sich entlang der Mittelachse 9 erstreckt. Als Material der Welle 31 wird beispielsweise rostfreier Stahl verwendet. Die Welle 31 dreht sich um die Mittelachse 9, während dieselbe durch das untere Lager 25 und das obere Lager 26 getragen wird, die oben beschrieben sind. Außerdem steht ein unterer Endabschnitt 311 der Welle 31 von dem unteren Plattenabschnitt 212 nach unten vor. Der untere Endabschnitt 311 der Welle 31 ist mit einer Vorrichtung verbunden, die ein Antriebsobjekt ist, über einen Leistungsübertragungsmechanismus, wie z. B. ein Getriebe.
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Der Rotor 32 ist auf der Innenseite des Ankers 22 in der Radialrichtung positioniert und dreht sich zusammen mit der Welle 31. Der Rotor 32 umfasst einen Rotorkern 61, eine Mehrzahl von Magneten 62 und einen Harzabschnitt 63. Der Rotorkern 61 besteht aus geschichteten Stahlblechen, bei denen elektromagnetische Stahlbleche in der Axialrichtung geschichtet sind. In der Mitte des Rotorkerns 61 ist ein Einfügungsloch 60 vorgesehen, das sich in der Axialrichtung erstreckt. Die Welle 31 ist pressgepasst in das Einfügungsloch 60 des Rotorkerns 61. Folglich sind der Rotorkern 61 und die Welle 31 aneinander fixiert.
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Die Mehrzahl von Magneten 62 ist an der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 61 fixiert, beispielsweise durch ein Haftmittel. Die Oberfläche von jedem der Magnete 62 auf der Außenseite in der Radialrichtung wirkt als eine Magnetpoloberfläche, die der Endoberfläche der Zähne 412 auf der Innenseite in der Radialrichtung gegenüber liegt. Die Mehrzahl von Magneten 62 ist in der Umfangsrichtung angeordnet, so dass die N-Pole und die S-Pole abwechselnd angeordnet sind. Andernfalls kann statt der Mehrzahl von Magneten 62 ein einzelner Ringmagnet verwendet werden, bei dem die N-Pole und S-Pole in der Umfangsrichtung abwechselnd magnetisiert sind.
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Der Harzabschnitt 63 bedeckt beide Endoberflächen des Rotorkerns 61 und die Mehrzahl von Magneten 62 in der Axialrichtung und die Oberfläche der Magnete 62 auf der Außenseite in der Radialrichtung. Folglich werden die Magnete 62 daran gehindert, in der Radialrichtung nach oben, unten und außen vorzustehen. Außerdem wird die Steifigkeit des gesamten Rotors 32 durch den Harzabschnitt 63 erhöht.
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Wenn über die Sammelschienen 51 von der externen Leistungsquelle Antriebsstrom an die Spulen 43 angelegt wird, wird in der Mehrzahl von Zähnen 412 des Statorkerns 41 ein Magnetfluss erzeugt. Außerdem wird in der Umfangsrichtung ein Drehmoment erzeugt durch die Aktion des Magnetflusses zwischen den Zähnen 412 und den Magneten 62. Als Folge dreht sich der Drehabschnitt 3 um die Mittelachse 9 relativ zu dem stationären Abschnitt 2.
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Nachfolgend werden detaillierte Strukturen des Drahtträgers 23 und Sammelschieneneinheit 24 beschrieben, die oben beschrieben sind. 3 ist eine Teillängsschnittansicht des Motors 1.
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Wie es in 2 und 3 dargestellt ist, ist der Drahtträger 23 auf der Oberseite des Statorkerns 41 angeordnet. Der Drahtträger 23 kann direkt an dem Statorkern 41 fixiert sein oder kann über ein anderes Bauglied an dem Statorkern 41 fixiert sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Isolator 42, der an dem Statorkern 41 fixiert ist und der Drahtträger 23 durch eine Schnapppassung aneinander fixiert, bei der Klauenabschnitte derselben aneinander gehakt werden.
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Der Drahtträger 23 umfasst eine Mehrzahl von Halteabschnitten 231. Die Mehrzahl von Halteabschnitten 231 ist auf der Oberseite der Spulen 43 positioniert. Außerdem ist zumindest ein Teil von jedem der Halteabschnitte 231 auf der Unterseite des oberen Plattenabschnitts 213 angeordnet. Jeder der Halteabschnitte 231 ist mit einem Ausschnitt 232 versehen, der in der Axialrichtung durch denselben dringt. Anstatt des Ausschnitts 232 kann jedoch jeder der Halteabschnitte 231 auch mit einem Durchgangsloch versehen sein, das in der Axialrichtung durch denselben dringt. Der Leitungsdraht 431, der von den Spulen 43 herausgezogen wird, erstreckt sich durch den Ausschnitt 232 des Halteabschnitts 231 nach oben. Da es dem Leitungsdraht 431 ermöglicht wird, durch den Ausschnitt 232 des Halteabschnitts 231 zu verlaufen, ist daher eine Positionsverschiebung des Leitungsdrahts 431 unterdrückt. Als Folge wird der Leitungsdraht 431 in einem Zustand gehalten, in dem er sich im Wesentlichen in der Axialrichtung erstreckt.
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Der Motor 1 dieses Ausführungsbeispiels ist ein synchroner Dreiphasenmotor. Daher wird eine Mehrzahl von Leitungsdrähten 431, die der U-Phase, der V-Phase, der W-Phase und dem Neutralpunkt entsprechen, von der Mehrzahl von Spulen 43 gezogen. Bei einem Herstellungsprozess des Motors 1 wird es der Mehrzahl von Leitungsdrähten 431 ermöglicht, bevor der obere Plattenabschnitt 213 und die Sammelschieneneinheit 24 befestigt werden, vorab durch die Ausschnitte 232 der Halteabschnitte 231 zu verlaufen. In diesem Fall wird die Position des oberen Endabschnitts des Leitungsdrahts 431 stabil. Wenn daher der obere Plattenabschnitt 213 und die Sammelschieneneinheit 24 befestigt sind, wird ein Schritt des Einfügens der Mehrzahl von Leitungsdrähten 431 in Löcher, die in dem oberen Plattenabschnitt 213 und der Sammelschieneneinheit 24 vorgesehen sind, erleichtert.
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Insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Isolator 42 und der Drahtträger 23 getrennte Bauglieder. Daher können in dem Fall des Bildens der Spulen 43 die Leitungsdrähte um den Isolator 42 gewickelt werden in einem Zustand, in dem der Drahtträger 23 nicht vorliegt. Folglich wird ein Schritt des Wickelns der Leitungsdrähte erleichtert. Der Isolator 42 und der Drahtträger 23 können jedoch auch aus einem einzigen Harzbauglied hergestellt sein. In diesem Fall gibt es den Vorteil, dass die Anzahl der Komponenten des Motors 1 reduziert werden kann.
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Die Sammelschieneneinheit 24 umfasst die vier Sammelschienen 51, die aus Metall hergestellt sind, und den Sammelschienenhalter 52, der aus einem Harz hergestellt ist. Der Sammelschienenhalter 52 ist ein eingegossenes Produkt, das geformt wird unter Verwenden des oberen Plattenabschnitts 213 und der vier Sammelschienen 51 als Einfügungskomponenten. Das heißt, in einem Fall des Formens der Sammelschienenhalter 52 werden der obere Plattenabschnitt 213 und die vier Sammelschienen 51 vorab in einer Form für Spritzguss angeordnet. Außerdem wird ein Harz in die Form gegossen und dem Harz wird es ermöglicht, sich zu verfestigen, so dass der Sammelschienenhalter 52 geformt wird.
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Während des Eingießens wird das Formen des Sammelschienenhalters 52 und das Fixieren des oberen Plattenabschnitts 213, der vier Sammelschienen 51 und des Sammelschienenhalters 52 gleichzeitig durchgeführt. Außerdem kommt das Harz zum Formen des Sammelschienenhalters 52 in engen Kontakt mit der oberen Oberfläche des oberen Plattenabschnitts 213. Folglich wird eine Schwingung des oberen Plattenabschnitts 213 unterdrückt. Als Folge wird Rauschen während des Antriebs des Motors 1 unterdrückt.
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Hier kann während des Formens des Sammelschienenhalters 52 der obere Plattenabschnitt 213 von den Einfügungskomponenten ausgeschlossen werden. Das heißt, der Sammelschienenhalter 52 wird nur unter Verwendung der vier Sammelschienen 51 als Einfügungskomponenten geformt, und die erhaltene Sammelschieneneinheit 24 kann an dem oberen Plattenabschnitt 213 fixiert werden. In diesem Fall können der obere Plattenabschnitt 213 und der Sammelschienenhalter 52 beispielsweise durch Schweißen aneinander fixiert werden.
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4 ist eine Draufsicht des Motors 1. Um in 4 die Form der Sammelschiene 51 deutlich darzustellen, wird hier die Darstellung des Sammelschienenhalters 52 ausgelassen. Wie es in 4 dargestellt ist, sind die vier Sammelschienen 51 in einer Ringform als Ganzes um die Mittelachse 9 herum angeordnet. Die vier Sammelschienen 51 werden in einem Zustand gehalten, indem dieselben durch den Sammelschienenhalter 52 voneinander getrennt sind. Die Sammelschienen 51 sind jeweils elektrisch verbunden mit den Spulen 43, die der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase und einem Neutralpunkt N entsprechen, die später beschrieben werden.
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Wie es in 3 und 4 dargestellt ist, umfasst jede der Sammelschienen 51 einen plattenartigen Abschnitt 511 und eine Mehrzahl von Anschlüssen 512. Der plattenartige Abschnitt 511 verbreitert sich entlang einer einzigen Ebene senkrecht zu der Mittelachse 9. Die Mehrzahl von Anschlüssen 512 erstreckt sich von jedem der plattenartigen Abschnitte 511 nach oben. Außerdem ist die Mehrzahl von Anschlüssen 512 entlang der einzigen Ebene senkrecht zu der Mittelachse 9 angeordnet. Außerdem kann jeder der plattenartigen Abschnitte 511 und die Mehrzahl von Anschlüssen 512 im Wesentlichen planar als ein Ganzes angeordnet sein. Daher können beispielsweise der plattenartige Abschnitt 511 und die Mehrzahl von Anschlüssen 512 Teile umfassen, die in der Axialrichtung lokal vorstehen.
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Der obere Plattenabschnitt 213 ist mit einer Mehrzahl von oberen Plattenlöchern 214 zu sehen, die in der Axialrichtung durch denselben dringen. Außerdem ist der Sammelschienenhalter 52 mit einer Mehrzahl von Haltelöchern 521 versehen, die in der Axialrichtung durch denselben dringen. Der Halteabschnitt 231 des Drahtträgers 23, das obere Plattenloch 214 und das Halterloch 521 sind an einer Position angeordnet, an der der Halteabschnitt 231, das obere Plattenloch 214 und das Halterloch 521 einander in einer Draufsicht in der Axialrichtung überlappen.
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Der Leitungsdraht 431, der von den Spulen 43 herausgezogen wird, verläuft durch den Ausschnitt 232 des Halteabschnitts 231, das obere Plattenloch 214 und das Halterloch 521 und erstreckt sich in der Axialrichtung. Außerdem sind auf der Oberseite der oberen Oberfläche des Sammelschienenhalters 52 der Endabschnitt des Leitungsdrahts 431 und der Anschluss 512 elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen dem Anschluss 512 und dem Leitungsdraht 413 wird beispielsweise erreicht durch plastisches Deformieren des Anschlusses 512, um es zu ermöglichen, dass der Leitungsdraht 431 dazwischen angeordnet ist, und Schweißen des Leitungsdrahts 431 an den Anschluss 512.
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In dem Motor 1 überlappen die Sammelschieneneinheit 24 und der Rotor 32 einander in der Axialrichtung in einem Radialbereich 71 in 3. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, wo die Sammelschieneneinheit 24 und der Rotor 32 einander in der Axialrichtung nicht überlappen, die Sammelschieneneinheit 24 vorgesehen sein, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern. Da sich die Sammelschieneneinheit 24 zu der Innenseite in der Radialrichtung hin verbreitert, können außerdem die Abmessungen des gesamten Motors 1 in der Radialrichtung verringert werden. Wenn die Sammelschieneneinheit 24 vorgesehen ist, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern, kann die Anzahl von Sammelschienen 51, die in der Axialrichtung geschichtet sind, reduziert werden. Als Folge beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel die Anzahl von Sammelschienen 51, die in der Axialrichtung geschichtet sind, lediglich 1. Folglich werden die Abmessungen des Motors 1 in der Axialrichtung verringert.
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Wenn bei dem Herstellungsprozess des Motors der Anker 22, der Rotor 32, der obere Plattenabschnitt 213 und die Sammelschieneneinheit 24 zusammengesetzt werden, wird zuerst der Rotor 32 auf der Innenseite des Ankers 22 in der Radialrichtung angeordnet. Der Rotor 32 wird auf der Innenseite des Ankers 32 in der Radialrichtung in einer Abwärtsrichtung eingefügt, von einer Position über dem Anker 22. Danach werden der obere Plattenabschnitt 213 und die Sammelschieneneinheit 24 auf der Oberseite des Ankers 22 und des Rotors 32 angeordnet.
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Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel das obere Lager 26 zwischen dem oberen Plattenabschnitt 213 und der Welle 31 angeordnet. Darüber hinaus überlappen die Sammelschieneneinheit 24 und das obere Lager 26 einander in der Radialrichtung. Folglich werden Gesamtabmessungen der Sammelschieneneinheit 24 und des oberen Lagers 26 in der Axialrichtung verringert. Als Folge werden die Abmessungen des Motors 1 in der Axialrichtung weiter verringert.
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Außerdem, wie es in 3 dargestellt ist, umfasst der Sammelschienenhalter 52 bei diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Haltervorsprüngen 522, die nach unten vorstehen. Jeder der Haltervorsprünge 522 steht zu der Innenseite des oberen Plattenlochs 214 vor. Außerdem verläuft die Mehrzahl von Halterlöchern 521 jeweils durch die Mehrzahl von Haltervorsprüngen 522 in der Axialrichtung. In diesem Fall ist der zylindrische Haltervorsprung 522 zwischen der Kante des oberen Plattenlochs 214 und dem Halterloch 521 vorgesehen. Folglich wird ein Kontakt zwischen dem Leitungsdraht 431 und der Kante des oberen Plattenlochs 214 unterdrückt. Daher kann die Leitung zwischen dem Leitungsdraht 431 und dem oberen Plattenabschnitt 213 unterdrückt werden.
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Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Draufsicht das Halterloch 521 kleiner als das obere Plattenloch 214. Wenn das Halterloch 521 kleiner ist als das obere Plattenloch 214, selbst wenn der oben beschriebene Haltervorsprung 522 nicht vorliegt, kann ein Kontakt zwischen dem Leitungsdraht 431 und der Kante des oberen Plattenlochs 214 zu einem bestimmten Grad unterdrückt werden. Daher ist die Leitung zwischen dem Leitungsdraht 431 und dem oberen Plattenabschnitt 213 unterdrückt.
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5 ist eine Draufsicht des Ankers 22. 6 und 7 sind Ansichten, die eine Konfiguration schematisch darstellen, bei der die Leitungsdrähte, die in den Spulen 43 enthalten sind, verbunden sind. Wie es in 5 und 6 dargestellt ist, umfasst der Anker 22 dieses Ausführungsbeispiels zwölf Spulen 43. Die zwölf Spulen 43 umfassen vier U-Phasenspulen 43 (U1 bis U4), vier V-Phasenspulen 43 (V1 bis V4) und vier W-Phasenspulen 43 (W1 bis W4). Die Spulen 43 sind in der Umfangsrichtung angeordnet in der Reihenfolge von U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3, U4, V4 und W4.
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Wie es in 6 konzeptionell dargestellt ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel jede von sechs Gruppen von Spulenpaaren von U1 und U2, U3 und U4, V1 und V2, V3 und V4, W1 und W2, und W3 und W4 durch einen einzelnen fortlaufenden Leitungsdraht gebildet. Das heißt, wie es in 7 dargestellt ist, ist jede der sechs Gruppen von Spulenpaaren in Reihe geschaltet. Außerdem sind das Spulenpaar von U1 und U2 und das Spulenpaar von U3 und U4 parallel geschaltet, um eine U-Phase-Spulengruppe UG zu bilden. Außerdem sind das Spulenpaar von V1 und V2 und das Spulenpaar von V3 und V4 parallel geschaltet, um eine V-Phase-Spulengruppe VG zu bilden. Außerdem sind das Spulenpaar von W1 und W2 und das Spulenpaar von W3 und W4 parallel geschaltet, um eine W-Phase-Spulengruppe WG zu bilden.
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Außerdem sind die ersten Endabschnitte der U-Phase-Spulengruppe UG, der V-Phase-Spulengruppe VG und der W-Phase-Spulengruppe WG elektrisch verbunden mit einer Schaltungsplatine 81, die einen Mikrocontroller umfasst. Außerdem sind die anderen Endabschnitte der U-Phase-Spulengruppe UG, der V-Phase-Spulengruppe VG und der W-Phase-Spulengruppe WG elektrisch verbunden mit dem Neutralpunkt N. Das heißt, bei diesem Ausführungsbeispiel sind die U-Phase-Spulengruppe UG, die V-Phase-Spulengruppe VG und die W-Phase-Spulengruppe WG in einer Y-Verbindung geschaltet.
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Wie es in 4 dargestellt ist, umfasst die Mehrzahl von Anschlüssen 512 der Sammelschiene 51 sechs Phasenanschlüsse 512 (P) und sechs Neutralpunktanschlüsse 512 (N). Der Endabschnitt des Leitungsdrahts 401, der jeder Phase der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase entspricht, ist mit den sechs Phasenanschlüssen 512 (P) verbunden. Das heißt, wie es in 7 dargestellt ist, sind die Schaltungsplatine 81 und sechs Spulenpaare elektrisch miteinander verbunden über die sechs Phasenanschlüsse 512 (U, V, W). Außerdem ist der Endabschnitt des Leitungsdrahts 431, der sich von dem Neutralpunkt N erstreckt, mit den sechs Neutralpunktanschlüssen 512 (N) verbunden. Das heißt, der Neutralpunkt N und sechs Spulenpaare sind elektrisch miteinander verbunden über die sechs Neutralpunktanschlüsse 512 (N).
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Außerdem, wie es in 6 und 7 dargestellt ist, sind bei diesem Ausführungsbeispiel in einem ersten Raum 73, der durch eine Ebene 72 unterteilt ist, die die Mittelachse 9 umfasst, erste Spulen 43 (U1, V1, W1, U4, V4, W4) der Spulenpaare angeordnet. Alle Spulen 43 (U1, V1, W1, U4, V4, W4) sind Spulen, die mit der Seite der Schaltungsplatine 81 verbunden sind. Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel in dem anderen Raum 74, der durch die oben erwähnte Ebene 72 unterteilt ist, die anderen Spulen 43 (U2, V2, W2, U3, U4, U5) der Spulenpaare angeordnet. Alle Spulen 43 (U2, V2, W2, U3, U3, U3) sind Spulen, die mit der Seite des Neutralpunkts N verbunden sind.
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Wenn die Mehrzahl von Spulen 43 wie oben beschrieben angeordnet ist, können die sechs Neutralpunktanschlüsse 512 (N) dicht angeordnet werden in dem anderen Raum 74, der oben beschrieben ist. Genauer gesagt, wie in 4 können die sechs Neutralpunktanschlüsse 512 (N) fortlaufend in der Umfangsrichtung angeordnet werden, um nicht zu bewirken, dass die Phasenanschlüsse 512 (P) zwischen den Neutralpunktanschlüssen 512 (N) angeordnet sind. In diesem Fall kann die Mehrzahl von Phasenanschlüssen 512 (P) effizient in dem oben beschriebenen ersten Raum 73 angeordnet werden. Als Folge können die Abmessungen der Sammelschieneneinheit in der Radialrichtung weiter verringert werden. Wie es oben beschrieben ist, wenn die vier Sammelschienen 51 effizient angeordnet sind, kann es ermöglicht werden, dass die Anzahl von Sammelschienen 51, die in der Radialrichtung überlappen, zwei oder weniger beträgt. Beispielsweise beträgt bei dem Beispiel von 4 die Anzahl von Sammelschienen 51, die in der Radialrichtung überlappen, zwei oder weniger. Folglich werden die Abmessungen der Sammelschieneneinheit 24 in der Radialrichtung weiter verringert.
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Wenn außerdem in der Verbindungskonfiguration von 7 die V-Phase-Spulengruppe VG und die W-Phase-Spulengruppe WG miteinander verschaltet sind und mit der Schaltungsplatine 81 verbunden sind, ist die Drehrichtung des Rotors 32 umgekehrt. Wenn außerdem ferner die ersten Spulen 43 (U1, V1, W1, U4, U4, W4) von jedem der Spulenpaare und die andere Spulen 43 (U2, V2, W2, U3, U3, U3) verschaltet und verbunden sind, wird die Drehrichtung des Rotors weiter umgekehrt und wird somit zu ihrer Vorwärtsrichtung zurückgebracht. Wenn wie oben beschrieben die Verbindungskonfiguration von 7 verwendet wird, kann der Rotor in der gleichen Richtung gedreht werden durch Schalten von Teilen der U-, V-, und W-Phasen ohne ein Leitungsmuster für den Anker 22 zu ändern.
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Obwohl die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
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8 ist eine Längsschnittansicht eines Motors 1B gemäß einem Modifikationsbeispiel. Bei dem Beispiel von 8 überlappen eine Sammelschieneneinheit 246 und ein oberes Lager 266 einander in der Axialrichtung. In diesem Fall kann die Sammelschieneneinheit 24B vorgesehen sein, um sich in der Radialrichtung zu verbreitern. Daher kann die Anzahl von Sammelschienen 51B, die in der Axialrichtung geschichtet sind, leichter reduziert werden.
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Außerdem kann eine Sammelschieneneinheit auch auf der unteren Seite eines oberen Plattenabschnitts angeordnet sein. Das heißt, die Sammelschieneneinheit kann auch in einem Gehäuse angeordnet sein. Wenn die Sammelschieneneinheit 24 jedoch auf der oberen Seite des oberen Plattenabschnitts 213 angeordnet ist, wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, muss der obere Plattenabschnitt 213 nicht mit Löchern versehen sein, durch die die Mehrzahl von Anschlüssen 512 verläuft. Ferner kann jeder der Anschlüsse 512 der Sammelschiene 51 in der Axialrichtung in der Länge reduziert sein.
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Außerdem beträgt bei der vorliegenden Erfindung, obwohl die Anzahl von Sammelschienen, die in der Axialrichtung geschichtet sind, reduziert werden kann, die Anzahl von Sammelschienen, die in der Axialrichtung geschichtet sind, nicht notwendigerweise 1. Beispielsweise kann in einer Sammelschieneneinheit eine Mehrzahl von Sammelschienen in mehreren Stufen in der Axialrichtung angeordnet sein.
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Zusätzlich kann sich die detaillierte Form jedes Bauglieds auch von der Form unterscheiden, die in jeder Figur der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist. Außerdem können die Elemente, die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen oder dem modifizierten Beispiel beschrieben sind, angemessen kombiniert werden innerhalb eines Bereichs, der keinen Widerspruch verursacht.
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Wenn außerdem „Ermöglichen eines Schritts des Zusammensetzens eines anderen Bauglieds mit einem Leitungsdraht, der von Spulen herausgezogen wird, und eines Schritts des Verbindens des Leitungsdrahts” auf ein erstes Objekt angewendet wird, kann eine Erfindung, bei der eine „Sammelschieneneinheit” nicht erforderlich ist und stattdessen ein „Drahtträger” erforderlich ist, von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen abgeleitet werden. Die Erfindung ist beispielsweise ein „Motor, der einen stationären Abschnitt und einen Drehabschnitt umfasst, der getragen wird, um sich um eine Mittelachse zu drehen, die sich nach oben und unten erstreckt, wobei der stationäre Abschnitt einen Statorkern umfasst mit einer Mehrzahl von Zähnen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, einer Mehrzahl von Spulen, die einen Leitungsdraht umfassen, der um die Zähne gewickelt ist, und einem Drahtträger, der aus einem Harz hergestellt ist, der an dem Statorkern direkt oder über ein anderes Bauglied fixiert ist, der Drahtträger eine Mehrzahl von Halteabschnitten umfasst, die mit Durchgangslöchern oder Ausschnitten versehen sind, die in einer Axialrichtung durch die Haltabschnitte dringen, und der Leitungsdraht, der von den Spulen herausgezogen wird, durch das Durchgangsloch oder den Ausschnitt verläuft und sich nach oben erstreckt.”
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Gemäß der Erfindung kann der Leitungsdraht in einem Zustand beibehalten werden, indem dasselbe im Wesentlichen in der Axialrichtung ausgedehnt oder erstreckt ist. Folglich ist der Schritt des Zusammensetzens eines anderen Bauglieds oder des Verbindens des Leitungsdrahts ermöglicht. Außerdem können die Elemente, die oben in den Ausführungsbeispielen des Modifikationsbeispiels beschrieben sind, mit der Erfindung kombiniert werden.
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Die vorliegende Erfindung kann für einen Motor verwendet werden.
