DE112021004423T5

DE112021004423T5 - Bürstenloser motor und verfahren zur herstellung eines bürstenlosen motors

Info

Publication number: DE112021004423T5
Application number: DE112021004423.0T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Nagamoto; Shingo Watanabe
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-06-07
Also published as: CN115943543A; JP2024045639A; JPWO2022102440A1; JP7442674B2; WO2022102440A1

Abstract

Bereitstellung eines bürstenlosen Motors und eines Herstellungsverfahrens dafür, bei dem eine Statorspulenwicklung leicht mit einer externen Schaltung verbunden werden kann und das keine komplexe Konfiguration erfordert. [Lösung] Eine Stromversorgungsstruktur umfasst für jede Phase ein Wicklungspaar, das einen ersten Leitungsabschnitt einer Wicklung und einen zweiten Leitungsabschnitt der Wicklung umfasst, einen Führungsteil, der jedes der Wicklungspaare führt, und einen Verbindungsteil, an dem der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt elektrisch verbunden sind, wobei die Wicklungspaare einen ersten Abschnitt, der durch einen Führungsteil geführt wird, und einen zweiten Abschnitt umfassen, der vom axial äußeren Ende des ersten Abschnitts entlang der Oberfläche einer Halterung gebogen ist; wobei der erste Abschnitt durch ein Durchgangsloch in der axialen Richtung verläuft und der zweite Abschnitt sich bis zum Verbindungsteil erstreckt.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen bürstenlosen Motor und ein Verfahren zur Herstellung des bürstenlosen Motors.
Stand der Technik
Patentschrift 1 offenbart einen bürstenlosen Motor mit einer Struktur, bei der die Wicklungen einer Statorspule durch in einem Mittelstück ausgebildete Einführungslöcher mit einer Antriebsschaltung verbunden sind.
Dokument zum Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2008-193889
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Der oben erwähnte herkömmliche bürstenlose Motor erfordert die Herstellung von zwölf Wicklungen, die dann durch zwölf Einführungslöcher im Mittelstück zur Antriebsseite geführt werden. Daher ist der Zusammenbau kompliziert und erfordert Arbeitsstunden. Darüber hinaus gibt es ein weiteres Problem: Die Verbindungspunkte zur Antriebsschaltung sind über einen großen Bereich verteilt, und es ist eine komplexe Konfiguration erforderlich, um die Wicklungen mit der Antriebsschaltung zu verbinden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, einen bürstenlosen Motor bereitzustellen, bei dem eine Wicklung einer Statorspule einfach an eine externe Schaltung angeschlossen werden kann und der keine komplexe Konfiguration erfordert.
Lösung des Problems
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird zur Erreichung des oben genannten Ziels ein bürstenloser Motor bereitgestellt, der Folgendes umfasst: einen Motorkörper; eine Halterung, an der der Motorkörper befestigt ist; und eine Stromversorgungsstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie dem Motorkörper durch ein in der Halterung ausgebildetes Durchgangsloch Strom zuführt. Die Halterung ist so angeordnet, dass sie eine axiale Stirnfläche des Motorkörpers abdeckt. Der Motorkörper umfasst einen Stator. Der Stator umfasst einen Statorkern mit einer Vielzahl von Zähnen und eine Statorspule, die aus einer um die Zähne gewickelten Wicklung gebildet ist. In Bezug auf jede Phase umfasst die Stromversorgungsstruktur: ein Wicklungspaar mit einem ersten Leitungsabschnitt der Wicklung und einem zweiten Leitungsabschnitt der Wicklung; ein Führungsteil, das das Wicklungspaar führt; und ein Verbindungsteil, mit dem der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt elektrisch verbunden sind. Das Wicklungspaar umfasst: einen ersten Abschnitt, der durch das Führungsteil geführt wird; und einen zweiten Abschnitt, der durch Biegen des Wicklungspaars an einem axial äußeren Ende des ersten Abschnitts in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Halterung gebildet wird. Der erste Abschnitt führt in axialer Richtung durch das Durchgangsloch, und der zweite Abschnitt erstreckt sich bis zum Verbindungsteil.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen bürstenlosen Motor bereitzustellen, bei dem eine Wicklung einer Statorspule einfach an eine externe Schaltung angeschlossen werden kann und der keine komplexe Konfiguration erfordert.
Figurenliste

[1] eine perspektivische Ansicht eines bürstenlosen Motors gemäß einer ersten Ausführungsform.
[1A] eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors, bei der eine Halterung entfernt ist.
[1B] eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Stromversorgungsstruktur und eines Stators zeigt.
[1C] eine perspektivische Ansicht, die die Umgebung der Stromversorgungsstruktur zeigt.
[1D] eine perspektivische Ansicht, die die Form einer anderen Führung zeigt.
[2] eine perspektivische Ansicht eines Isolators.
[2A] eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Führungsteils zeigt.
[2B] eine perspektivische Ansicht eines Deckelements.
[2C] eine perspektivische Ansicht, die den Zustand einer von dem Führungsteil getragenen Wicklung zeigt.
[2D] eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration um das Führungsteil herum zeigt.
[3] ein Diagramm, das eine Verbindungsbeziehung der Spulenwicklung veranschaulicht.
[3A] ein Diagramm, in dem die den Spulen zugeordneten Phasen in axialer Richtung dargestellt sind.
[3B] ein Diagramm, das den Verbindungszustand (Dreieckschaltung) der Spulen zeigt.
[4] eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Lüftervorrichtung mit einem bürstenlosen Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
[5] eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors der vorliegenden Ausführungsform.
[6] eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors, bei der eine Halterung entfernt ist.
[6A] eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Stromversorgungsstruktur und eines Stators zeigt.
[6B] eine perspektivische Ansicht eines Isolators.
[6C] eine perspektivische Ansicht eines Deckelements.
[6D] eine perspektivische Ansicht, die den Zustand einer durch ein Stützelement geführten Wicklung zeigt.
[6E] ein Diagramm, das die Lagebeziehung zwischen dem Deckelement und der Wicklung, in axialer Richtung zeigt.
[7] Diagramm, das eine Verbindungsbeziehung zwischen den Wicklungen der Statorspulen zeigt.
[7A] ein Diagramm, in dem die den Statorspulen zugeordneten Phasen in axialer Richtung dargestellt sind.
[7B] ein Diagramm, das den Verbindungszustand (Dreieckschaltung) der Spulen zeigt.
[8] eine teilweise vergrößerte Ansicht des in 6 dargestellten bürstenlosen Motors.
[8A] eine perspektivische Ansicht einer Klemme.
[8B] eine weitere perspektivische Ansicht der Klemme.
[9] eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die Wicklung ausgezogen wird.
[10] eine perspektivische Ansicht der Wicklung, die von einem Klemmenhalter gehalten wird.
[11] eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Antriebsschaltung angebracht ist.
[12] eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für die Konfiguration eines Verbindungsteils zeigt.
[13] eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für die Konfiguration des Verbindungsteils zeigt.

Modifikationen zur Durchführung der Erfindung
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
(Erste Ausführungsform) 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bürstenlosen Motors. 1A zeigt eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors, bei der eine Halterung entfernt ist. 1B zeigt eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Stromversorgungsstruktur und eines Stators zeigt. 1C ist eine perspektivische Ansicht, die die Umgebung der Stromversorgungsstruktur zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Isolators. 2A ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Führungsteils zeigt. 2B ist eine perspektivische Ansicht eines Deckelements. 2C ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand einer von dem Führungsteil getragenen Wicklung zeigt. 2D ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration um das Führungsteil herum veranschaulicht. Um die Beschreibung zu erleichtern, sind einige der in 1 dargestellten Bestandteile in den 1A bis 2D weggelassen. Beachten Sie auch, dass in der folgenden Beschreibung die Umfangsrichtung, die axiale Richtung und die radiale Richtung in Bezug auf die Achse der Drehwelle definiert sind.
Der bürstenlose Motor dieser Ausführungsform ist ein Drehstrommotor. Der bürstenlose Motor kann beispielsweise, aber nicht ausschließlich, als Teil einer Vorrichtung verwendet werden, die eine Lüftereinheit F antreibt (siehe 4).
Wie in den 1 bis 1B dargestellt, hat der bürstenlose Motor dieser Ausführungsform einen Motorkörper, der einen Stator 210 mit einer Vielzahl von (in dieser Ausführungsform 12) in Umfangsrichtung angeordneten Spulen 11 und einen an der äußeren Umfangsseite des Stators 210 angeordneten Rotor 20 umfasst.
Der Stator 210 umfasst einen Statorkern 13, der aus in axialer Richtung gestapelten Stahlblechen gebildet ist und eine Vielzahl von (in dieser Ausführung 12) Zähnen 13A aufweist, die in Umfangsrichtung nach außen ragen. Eine Wicklung 12 ist um jeden der Zähne 13A des Statorkerns 13 gewickelt, um die Spulen 11 zu bilden. Die Spulen 11 bilden jeweils eine Statorspule für jede Phase.
Wie in 1B dargestellt, sind ein Isolatorelement 215A und ein Isolatorelement 215B zwischen der Wicklung 12 und dem Statorkern 13 angeordnet, um die Wicklung 12 und den Statorkern 13 voneinander zu isolieren. Das Isolatorelement 215A erstreckt sich weiter als die Spulen 11 zur inneren Umfangsseite und hat einen zylindrischen inneren Umfangsabschnitt 215a (2, 2A und 2C).
Der Rotor 20 ist um eine Drehwelle 21 drehbar gelagert (siehe 6). Die Lüftereinheit F (siehe 4) ist an dem Rotor 20 befestigt. Wie in 1A dargestellt, ist der bürstenlose Motor der vorliegenden Ausführungsform als Außenläufermotor konfiguriert, bei dem der Rotor 20 an der äußeren Umfangsseite des Stators 210 angeordnet ist. Der Stator 210 ist an einer Aluminiumhalterung 230 (1) befestigt, die so angeordnet ist, dass sie die axiale Stirnfläche des Motorkörpers (den Stator 210 und den Rotor 20) abdeckt. Der Rotor 20 ist ebenfalls an der Halterung 230 befestigt, so dass er um die Drehwelle 21 drehbar ist.
Die Halterung 230 ist mit sechs Durchgangslöchern 231 ( 1) versehen, die in gleichen Winkeln (60°) um die Achse angeordnet sind. Durch die Durchgangslöcher 231 wird die von den Spulen 11 abgezogene Wicklung 12 in axialer Richtung durch die Halterung 230 geführt.
Wie aus 1 ersichtlich, ist an der Vorderseite der Halterung 230 ein Kunststoff-Klemmenhalter TH vorgesehen, der an der Halterung 230 befestigt ist. Der Klemmenhalter TH hat Durchgangslöcher HV1, HV2, HU1 und HU2 (1A), die vier der sechs Durchgangslöcher 231 zugewandt sind, und enthält einen Abschnitt, der ein Verbindungsteil 250 (später beschrieben) bildet. Der Klemmenhalter TH hat die Funktion, einen Kontakt zwischen der Wicklung 12 und der Halterung 230 zu verhindern, um die Isolierung der Wicklung 12 und dergleichen zu gewährleisten.
Der bürstenlose Motor der vorliegenden Ausführungsform umfasst sechs Führungsteile 240 und das Verbindungsteil 250 als Stromversorgungsstruktur.
Die sechs Führungsteile 240 sind in gleichen Winkeln (60°) um die Achse angeordnet, so dass sie den Durchgangslöchern 231 der Halterung 230 entsprechen (siehe 1B). Die Führungsteile 240 dienen dazu, die Wicklung 12 so zu führen, dass die Wicklung 12 durch die Durchgangslöcher 231 herausgezogen wird, wobei die Isolierung zwischen der Wicklung 12 und der Halterung 230 gewährleistet ist. Die Wicklung 12 verläuft durch die Durchgangslöcher 231 in axialer Richtung in der Nähe eines Abschnitts (z. B. eines ersten Abschnitts), der von jedem der Führungsteile 240 geführt wird.
Wie in 1A dargestellt, führt oder stützt eines der Führungsteile 240 ein Wicklungspaar U1, das einen Leitungsabschnitt U1a (ein Beispiel für einen ersten Leitungsabschnitt) der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt U1b (ein Beispiel für einen zweiten Leitungsabschnitt) der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Das Wicklungspaar U1 verläuft in axialer Richtung durch eines der entsprechenden Durchgangslöcher 231 und das Durchgangsloch HU1.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 240 ein Wicklungspaar U2, das einen Leitungsabschnitt U2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt U2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Das Wicklungspaar U2 verläuft in axialer Richtung durch eines der entsprechenden Durchgangslöcher 231 und das Durchgangsloch HU2.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 240 ein Wicklungspaar V1, das einen Leitungsabschnitt V1a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt V1b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Ein anderes der Führungsteile 240 führt oder stützt ein Wicklungspaar V2, dass ein Leitungsabschnitt V2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt V2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Das Wicklungspaar V1 verläuft in axialer Richtung durch eines der entsprechenden Durchgangslöcher 231 und das Durchgangsloch HV1. Das Wicklungspaar V2 verläuft in axialer Richtung durch eines der entsprechenden Durchgangslöcher 231 und das Durchgangsloch HV2.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 240 ein Wicklungspaar W1, das einen Leitungsabschnitt W1a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt W1b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Ein anderes der Führungsteile 240 führt oder stützt ein Wicklungspaar W2, das einen Leitungsabschnitt W2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt W2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Die Wicklungspaare W1 und W2 verlaufen jeweils durch eines der entsprechenden Durchgangslöcher 231 in axialer Richtung.
Wie weiter unten beschrieben wird, entsprechen die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 jeweils drei Phasen (U, V, W), und die Wicklungspaare für jede Phase sind am Verbindungsteil 250 miteinander verbunden.
Die Führungsteile 240 umfassen jeweils ein Stützelement 241 (2, 2A und 2C), dass die Wicklung 12 stützt oder führt, und ein Deckelement 246 (2A, 2B und 2C), das an dem Stützelement 241 angebracht ist. Darüber hinaus ist in 2A das Deckelement 246 nur in einem der Führungsteile 240 an das Stützelement 241 angebracht.
Wie in 2 dargestellt, ist das Stützelement 241 als Teil des Isolatorelements 215A konfiguriert und ragt aus der äußeren Umfangsfläche des inneren Umfangsabschnitts 215a heraus.
Wie in 2A dargestellt, weist das Stützelement 241 zwei Ausnehmungen 242 zur Aufnahme der Wicklung 12 in axialer Richtung auf. Die Ausnehmungen 242 sind in Umfangsrichtung offen, und die Wicklung 12 kann durch die Öffnung eingeführt werden. Wie in 2B dargestellt, ist das Deckelement 246 in axialer Richtung gesehen U-förmig ausgebildet und kann von der äußeren Umfangsseite her auf das Stützelement 241 angebracht werden. Das Deckelement 246 hat zwei nach innen ragende Vorsprünge 247 und zwei in Umfangsrichtung vorstehende Klauen 248 (von denen in 2B nur eine dargestellt ist). Nach dem Einsetzen der Wicklung 12 in die Ausnehmungen 242 wird das Deckelement 246 von der äußeren Umfangsseite her an das Stützelement 241 angebracht und damit fixiert. In diesem Zustand wird die in den Ausnehmungen 242 untergebrachte Wicklung 12 abgestützt, während sie von den Vorsprüngen 247 von der äußeren Umfangsseite her gepresst wird. Darüber hinaus greifen die Klauen 248 des Deckelements 246 in das Stützelement 241 ein, wodurch verhindert wird, dass sich das Deckelement 246 zur äußeren Umfangsseite hin verschiebt und vom Stützelement 241 abfällt.
Wie in 2C dargestellt, wird die Wicklung 12 (der erste Leitungsabschnitt oder der zweite Leitungsabschnitt), die von jeder der Spulen 11 in Umfangsrichtung abgezogen wird, zu einer vorbestimmten Position entlang des inneren Umfangsabschnitts 215a des Isolatorelements 215A gezogen. Die Wicklung 12 wird dann, wie oben beschrieben als die Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2 zu den jeweiligen Führungsteilen 240 geführt.
Bei der Montage wird die Wicklung 12 entlang des inneren Umfangsabschnitts 215a des Isolatorelements 215A zu dem entsprechenden Stützelement 241 gezogen. Die Wicklung 12 wird dann entlang der Ausnehmungen 242 des entsprechenden Stützelement 241 gebogen, wodurch die entlang des inneren Umfangsabschnitts 215a des Isolatorelements 215A gezogene Wicklung 12 leicht in die Ausnehmungen 242 eingeführt werden kann.
In dieser Ausführungsform ist jedes Stützelement 241 mit zwei Ausnehmungen 242 versehen. Da die Ausnehmungen 242 in Umfangsrichtung offen sind, können die Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2 leicht in die Ausnehmungen 242 eingesetzt werden. Darüber hinaus können die Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2 durch einfaches Anbringen des Deckelements 246 auf das Stützelement 241 von der äußeren Umfangsseite her leicht befestigt werden.
Wenn das Deckelement 246 an das Stützelement 241 angebracht wird, bildet sich außerdem ein Spalt zwischen dem Deckelement 246 und dem Stützelement 241. Der Spalt hat eine Querschnittsform, die im Wesentlichen mit derjenigen der Wicklung 12 identisch ist, und die Wicklung 12 ist in diesem Spalt untergebracht, so dass ein Spalt zwischen der Wicklung 12 und jedem der Führungsteile 240 (dem Stützelement 241 und dem Deckelement 246) sehr klein ist. Infolgedessen werden die Durchgangslöcher 231 im Wesentlichen dadurch verschlossen, dass die Wicklung 12 durch die Führungsteile 240 und die Ausnehmungen 242 hindurchgeführt wird. So kann verhindert werden, dass ein Dichtmittel S (2D) zum Verschließen der Durchgangslöcher 231 durch die Durchgangslöcher 231 austritt. Das Dichtmittel S wird auf einen Bereich aufgetragen, der das Stützelement 241, das Deckelement 246 und die Wicklung 12 in axialer Richtung gesehen umfasst. Da die Durchgangslöcher 231 auf diese Weise durch das Dichtmittel S verschlossen werden, kann der bürstenlose Motor der vorliegenden Ausführungsform in Fällen eingesetzt werden, in denen Luft- und Wasserdichtigkeit erforderlich sind. Außerdem bewirkt das Dichtmittel S, dass die Führungsteile 240 an der Halterung 230 haften, wodurch die Möglichkeit einer unerwarteten Bewegung der Führungsteile 240 ausgeschlossen wird.
Wie in 2D dargestellt, ist der bürstenlose Motor der Ausführungsform so konfiguriert, dass eine Tangente L an die Oberflächen des Stützelements 241 und des Klemmenhalters TH in der Querschnittsansicht die Halterung 230 nicht berührt. Obwohl in 2D nur ein Abschnitt dargestellt ist, der dem Wicklungspaar V2 entspricht, berührt eine Tangente an die Oberflächen des Stützelements 241 und des Klemmenhalters TH die Halterung 230 nicht in Bezug auf alle Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2. Dadurch wird eine Berührung der Halterung 230 mit den Wicklungspaaren U1, U2, V1, V2, W1 und W2 verhindert und die elektrische Isolation der Wicklung 12 zuverlässig sichergestellt.
Der Klemmenhalter TH ist mit zwei Führungen 253a versehen, die sich von einem zylindrischen, konvexen Abschnitt 253, in dem die Drehwelle 21 untergebracht ist, in Richtung des Außenumfangs erstrecken. Wie in 1C dargestellt, können die Führungen 253a dazu verwendet werden, die durch die Führungsteile 240 und die Durchgangslöcher 231 hindurchgehenden Wicklungspaare W1 und W2 zu sichern und jedes von ihnen entlang eines vorbestimmten Weges anzuordnen, der anderen Abschnitte der Wicklung 12 nicht beeinträchtigt. Der Klemmenhalter TH ist außerdem mit zwei Führungen 254 versehen, die sich in der Nähe des Verbindungsteils 250 befinden. Die Führungen 254 haben in axialer Richtung gesehen jeweils eine gebogene Außenfläche. Die Führungen 254 haben die Funktion, die Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2, die durch die Durchgangslöcher 231 hindurchgehen, an geeignete Positionen zu führen, die zu ihren jeweiligen Verbindungsteilen 250U, 250V und 250W führen. Wie in 1D dargestellt, kann der Klemmenhalter TH anstelle der Führungen 253a mit zwei Führungen 253b versehen sein, die von einem zylindrischen konvexen Abschnitt 253A, der die Drehwelle 21 aufnimmt, in Richtung des Außenumfangs vorstehen. In diesem Fall können die Führungen 253b dazu verwendet werden, die Positionen der Wicklungspaare W1 und W2 so zu regulieren, dass die Wicklungspaare W1 und W2 jeweils entlang eines vorbestimmten Pfades angeordnet sind, der anderen Abschnitte der Wicklung 12 nicht beeinträchtigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Anschlussverhältnis der Wicklung der Spulen zeigt. 3A ist ein Diagramm, das die den Spulen zugeordneten Phasen in axialer Richtung zeigt. 3B ist ein Diagramm, das den Anschlusszustand (Dreieckschaltung) der Spulen darstellt. Die Reihenfolge der in 3 dargestellten Spulen entspricht der Reihenfolge, in der sie in Umfangsrichtung angeordnet sind.
In den 3 bis 3B beziehen sich die Buchstaben U, V und W auf die drei Phasen U, V bzw. W.
In dem in 3 dargestellten Zustand ist die Wicklung 12 in Dreieckschaltung (3B) mit vier Spulen 11 pro Phase angeschlossen, wobei zwei Paare von in Reihe geschalteten Spulen 11 zu den Verbindungsteilen 250U, 250V, 250W gezogen werden, um parallel geschaltet zu werden. In 3 entsprechen die Anschlusspunkte 5U, 5V und 5W, die jeweils mit zwei Wicklungen 12 verbunden sind, den Verbindungsteilen 250U, 250V bzw. 250W. Die mit den Anschlusspunkten 5U, 5V und 5W verbundenen Wicklungspaare (die beiden Wicklungen 12) entsprechen den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 bzw. den Wicklungspaaren W1 und W2, die mit den Verbindungsteilen 250U, 250V bzw. 250W verbunden sind.
3 zeigt die Richtung, in der die Wicklung 12 in jeder der Spulen 11 gewickelt wird (im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, wenn die Spulen 11 in radialer Richtung von der axialen Mitte aus betrachtet werden). In 3 bezeichnet „START“ den Startpunkt für das Aufwickeln der Wicklung 12.
Wie in 3A dargestellt, sind die vier Spulen 11 für jede der Phasen U, V und W so angeordnet, dass die Phasen U, V und W rotationssymmetrisch um die Rotationsachse sind. Die Buchstaben U, V und W für die Spulen 11 in 3 entsprechen übrigens den Buchstaben U, V und W für die Spulen 11 in 3A.
Nachfolgend wird die Konfiguration des Verbindungsteils 250 beschrieben.
Wie in 1C dargestellt, umfasst das Verbindungsteil 250 das Verbindungsteil 250U, der U-Phase entspricht, das Verbindungsteil 250V, der V-Phase entspricht, und das Verbindungsteil 250W, der W-Phase entspricht. Die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W sind linear in einer von der axialen Mitte versetzten Position angeordnet.
Die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W enthalten jeweils eine Klemme 260 (1C) mit einem Schlitz (nicht dargestellt), in den die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 eingepresst werden. Die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W umfassen ferner den oben erwähnten isolierenden Klemmenhalter TH, der die Klemme 260 hält.
Wie in 1C dargestellt, haben die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W jeweils vier nutenförmige Führungen 252, die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 führen. Die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 sind in den Führungen 252 untergebracht. Dabei sind in der Darstellung von 1C die Klemmen 260 der Verbindungsteile 250U und 250W entfernt, um die Konfiguration des Klemmenhalters TH zu zeigen. Außerdem sind in 1C die Führungen 252 nur für das Verbindungsteil 250U dargestellt.
Ein Abschnitt des Klemmenhalters TH, der das Verbindungsteil 250 bildet, hat eine unebene Form, die der Form der Klemme 260 entspricht, so dass die Klemme 260 stabil am Klemmenhalter TH befestigt ist, wenn sie darin eingesetzt ist. Wenn die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, die in den Führungen 252 untergebracht sind, in ihre entsprechenden Klemmen 260 eingepresst werden, kratzen die Klemmen 260 die Isolationsbeschichtung der Wicklung 12 ab und werden gegen die abgekratzte Wicklung 12 gepresst, um elektrisch mit der Wicklung 12 verbunden zu werden. Auf diese Weise können vier Wicklungen 12 auf einmal ohne Schweißen angeschlossen werden, was den Herstellungsprozess vereinfacht. Es ist auch möglich, eine zuverlässige Leitung zwischen den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 und ihren entsprechenden Klemmen 260 zu gewährleisten. Darüber hinaus können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 mit ihren entsprechenden Klemmen 260 verbunden werden, ohne dass Schmelzen, Widerstandsschweißen oder Ähnliches als Verbindungsverfahren im Verbindungsteil 250 verwendet wird.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Verbinden der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 mit den Verbindungsteilen 250U, 250V bzw. 250W beschrieben.
Die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, die von den Führungsteilen 240 getragen werden und durch die Durchgangslöcher 231 (und die Durchgangslöcher HU1, HU2 und HV1, HV2 im Falle der Wicklungspaare U1, U2 und V1, V2) in der axialen Richtung verlaufen, werden jeweils um etwa 90° an einem gebogenen Abschnitt 290 am axial äußeren Ende gebogen (1B, ein Beispiel für ein axial äußeres Ende). Infolgedessen erreichen die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 die Verbindungsteile 250U, 250V bzw. 250W. Die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 werden dann in die entsprechenden Führungen 252 eingeführt und dadurch gehalten, während sie in den Führungen 252 untergebracht sind.
Die Längen der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 können so eingestellt werden, dass ihre Spitzenabschnitte das Verbindungsteil 250 mit weniger Überlänge erreichen. Insbesondere entspricht die Länge eines Abschnitts (ein Beispiel für einen zweiten Abschnitt) eines Wicklungspaares (U1, U2, V1, V2, W1, W2) von einem entsprechenden der Führungsteile 240 zu einem Verbindungsteil (250U, 250V, 250W) dem Abstand von dem entsprechenden der Führungsteile 240 zu dem Verbindungsteil (250U, 250V, 250W). Das heißt, die Länge des zweiten Abschnitts variiert in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Führungsteil 240, das jedem Wicklungspaar entspricht, und dem Verbindungsteil (250U, 250V, 250W). Darüber hinaus hat der zweite Abschnitt jedes Wicklungspaares (U1, U2, V1, V2, W1, W2) die gleiche Länge in dem Leitungsabschnitt U1a, U2a, V1a, V2a, W1a oder W2a und dem Leitungsabschnitt U1b, U2b, V1b, V2b, W1b oder W2b. Dementsprechend sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 jeweils im Wesentlichen linear angeordnet. Dadurch wird das Risiko ausgeschlossen, dass die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 an die falschen Verbindungsteile 250U, 250V und 250W angeschlossen werden.
Anschließend werden die Klemmen 260 an die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W an den Klemmenhalter TH angebracht. Dabei werden die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in die Schlitze der entsprechenden Klemmen 260 eingepresst. Dabei kratzen die Kanten der Schlitze der Klemmen 260 die Isolationsbeschichtung der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 ab, wodurch die Leitung zwischen den Leitern der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 und ihren entsprechenden Klemmen 260 sichergestellt wird. Infolgedessen leiten die Wicklungspaare der gleichen Phase, d. h. die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, einander.
Danach werden die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 entlang einer geraden Linie 255 geschnitten. Dadurch werden die unerwünschten Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 entfernt. Durch das Entfernen der unerwünschten Abschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 sowie der Wicklungspaare W1 und W2 können Gewicht und Größe des bürstenlosen Motors reduziert werden. Übrigens können die Wicklungspaare auch in Schleifen angeordnet sein, wie in 3 dargestellt. Zum Beispiel können die Wicklungspaare V1 und V2 im geschlungenen Zustand an das Verbindungsteil 250V angeschlossen werden, und dann kann das Ende der Schleife entlang der geraden Linie 255 abgeschnitten werden (siehe zweite Ausführungsform).
Alternativ können z. B. die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 in der Halterung HT untergebracht werden, ohne abgeschnitten zu werden, um das Schneiden der Wicklung 12 zu vermeiden.
Wie in den 1 bis 1C dargestellt, kreuzen sich die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, d. h. Wicklungspaare für verschiedene Phasen, in axialer Richtung gesehen nicht. Dadurch wird eine Berührung und Leitung zwischen den Wicklungspaaren für verschiedene Phasen verhindert. Darüber hinaus ist der isolierende Klemmenhalter TH zwischen der Halterung 230 und den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 über den gesamten Bereich angeordnet, in dem die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 der Halterung 230 in axialer Richtung überlappen. Dadurch wird verhindert, dass die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 mit der Halterung 230 in Berührung kommen, so dass eine Isolierung gewährleistet ist.
Gemäß der Ausführungsform sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, die zwölf von den Spulen 11 abgezogenen Leitern der Wicklung 12 entsprechen, in die gleiche Richtung gebogen, und dadurch können die Wicklungspaare für die drei Phasen U, V und W gemeinsam mit den Verbindungsteilen 250U, 250V bzw. 250W verbunden werden. Mit anderen Worten, die zwölf Leiter der Wicklung 12 sind in sechs Wicklungspaare integriert, und die Leitung zwischen den Leitern der Wicklung 12, die jedes Wicklungspaar bilden, kann ohne Betriebsbelastung sichergestellt werden. Dies verbessert die Arbeitseffizienz beim Anschluss der von den Spulen 11 abgezogenen Wicklung 12 an die Verbindungsteile 250U, 250V und 250W.
Darüber hinaus sind die zwölf Leiter der Wicklung 12 gemeinsam mit den drei Verbindungsteilen 250U, 250V und 250W in Bezug auf jede Phase verbunden, was den Anschluss der Wicklung an eine Antriebsschaltung erleichtert. Darüber hinaus erfordert das Verbindungsteil keine komplexe Konfiguration.
(Zweite Ausführungsform) 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Vorrichtung mit einem bürstenlosen Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. 5 ist eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors der Ausführungsform. 6 ist eine perspektivische Ansicht des bürstenlosen Motors, bei der eine Halterung entfernt ist. 6A ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Stromversorgungsstruktur und eines Stators zeigt. 6B ist eine perspektivische Ansicht eines Isolators. 6C ist eine perspektivische Ansicht eines Deckelements. 6D ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand einer durch ein Stützelement geführten Wicklung zeigt. 6E ist ein Diagramm, das die Lagebeziehung zwischen dem Deckelement und der Wicklung in axialer Richtung zeigt. Es ist zu beachten, dass einige Elemente für eine einfachere Beschreibung in diesen Figuren nicht dargestellt sind.
Wie in 4 dargestellt, ist der bürstenlose Motor dieser Ausführungsform ein Drehstrommotor. Der bürstenlose Motor kann beispielsweise, aber nicht ausschließlich, als Teil einer Vorrichtung verwendet werden, die eine Lüftereinheit F antreibt (siehe 4).
Der bürstenlose Motor der zweiten Ausführungsform umfasst einen Stator 10 mit einer Vielzahl von (in dieser Ausführungsform 12) Spulen 11, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, wie in 6A dargestellt. Der bürstenlose Motor umfasst ferner den Rotor 20, der an der äußeren Umfangsseite des Stators 10 angeordnet ist, wie in 6 dargestellt.
Wie in 6A dargestellt, umfasst der Stator 10 einen Statorkern 13, der aus in axialer Richtung gestapelten Stahlplatten gebildet ist und eine Vielzahl von (in dieser Ausführung 12) Zähnen 13A aufweist, die in Umfangsrichtung nach außen ragen. Eine Wicklung 12 ist um jeden der Zähne 13A des Statorkerns 13 gewickelt, um die Spulen 11 zu bilden. Die Spulen 11 bilden jeweils eine Statorspule für jede Phase.
Wie in 6A dargestellt, sind ein Isolatorelement 15A und ein Isolatorelement 15B zwischen der Wicklung 12 und dem Statorkern 13 angeordnet, um die Wicklung 12 und den Statorkern 13 voneinander zu isolieren. Das Isolatorelement 15A erstreckt sich weiter als die Spulen 11 zur inneren Umfangsseite und hat einen zylindrischen inneren Umfangsabschnitt 15a (6A und 6B).
Der Rotor 20 ist um die Drehwelle 21 drehbar gelagert (siehe 6). Die Lüftereinheit F (siehe 4) ist an dem Rotor 20 befestigt. Wie in 6 dargestellt, ist der bürstenlose Motor der Ausführungsform als Außenläufermotor konfiguriert, bei dem der Rotor 20 an der äußeren Umfangsseite des Stators 10 angeordnet ist.
Der Stator 10 ist an einer Aluminiumhalterung 30 (5) befestigt, die so angeordnet ist, dass sie die axiale Stirnfläche eines Motorkörpers M (den Stator 10 und den Rotor 20) abdeckt. Der Rotor 20 ist ebenfalls an der Halterung 30 befestigt, so dass er um die Drehwelle 21 drehbar ist.
Die Halterung 30 ist mit sechs Durchgangslöchern 31 (1) versehen, die in gleichen Winkeln (60°) um die Achse angeordnet sind. Durch die Durchgangslöcher 31 wird die von den Spulen 11 abgezogene Wicklung 12 durch die Halterung 30 geführt.
Der bürstenlose Motor der vorliegenden Ausführungsform umfasst sechs Führungsteile 40 und ein Verbindungsteil 50 als Stromversorgungsstruktur.
Die sechs Führungsteile 40 sind in gleichen Winkeln (60°) um die Achse angeordnet, so dass sie mit den Durchgangslöchern 31 der Halterung 30 übereinstimmen. Die Führungsteile 40 sind vorgesehen, um die Wicklung 12 so zu führen, dass die Wicklung 12 durch die Durchgangslöcher 31 herausgezogen wird, wobei die Isolierung zwischen der Wicklung 12 und der Halterung 30 gewährleistet ist. Die Wicklung 12 durchläuft die Durchgangslöcher 31 in axialer Richtung in einem Abschnitt, der von jedem der Führungsteile 40 geführt wird.
Wie in 6A dargestellt, führt oder stützt eines der Führungsteile 40 ein Wicklungspaar U1, das einen Leitungsabschnitt U1a (ein Beispiel für einen ersten Leitungsabschnitt) der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt U1b (ein Beispiel für einen zweiten Leitungsabschnitt) der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 40 ein Wicklungspaar U2, das einen Leitungsabschnitt U2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt U2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 40 ein Wicklungspaar V1, das einen Leitungsabschnitt V1a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt V1b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Ein anderes der Führungsteile 40 führt oder stützt ein Wicklungspaar V2, das ein Leitungsabschnitt V2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und ein Leitungsabschnitt V2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst.
In ähnlicher Weise führt oder stützt eines der Führungsteile 40 ein Wicklungspaar W1, das einen Leitungsabschnitt W1a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und einen Leitungsabschnitt W1b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst. Ein anderes der Führungsteile 40 führt oder stützt ein Wicklungspaar W2, das ein Leitungsabschnitt W2a der von einer der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 und ein Leitungsabschnitt W2b der von einer anderen der Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 umfasst.
Wie weiter unten beschrieben wird, entsprechen die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 jeweils drei Phasen (U, V, W), und die Wicklungspaare für jede Phase sind am Verbindungsteil 50 miteinander verbunden.
Die Führungsteile 40 umfassen jeweils ein Stützelement 41 (6B), das die Wicklung 12 stützt oder führt, und ein Deckelement 46, das an dem Stützelement 41 angebracht ist.
Wie in 6B dargestellt, ist das Stützelement 41 als Teil des Isolatorelements 15A konfiguriert und ragt aus der äußeren Umfangsfläche des inneren Umfangsabschnitts 15a (6A und 6B) hervor.
Wie in 6B dargestellt, hat das Stützelement 41 zwei Ausnehmungen 42 zur Aufnahme der Wicklung 12 in axialer Richtung und einen konvexen Abschnitt 43, der von der äußeren Umfangsseite aus gesehen in radialer Richtung bogenförmig ist. Die Ausnehmungen 42 sind in Umfangsrichtung offen, und die Wicklung 12 kann durch die Öffnung eingeführt werden.
Wie in 6D dargestellt, wird die Wicklung 12 (der erste Leitungsabschnitt oder der zweite Leitungsabschnitt), die von jeder der Spulen 11 in Umfangsrichtung abgezogen wird, um den konvexen Abschnitt 43 entlang der Bogenform des konvexen Abschnitts 43 gebogen. Die um den konvexen Abschnitt 43 gebogene Wicklung 12 wird dann in axialer Richtung durch die Ausnehmungen 42 herausgezogen.
Wie in 6D dargestellt, kann ein Vorsprung 44 vorgesehen sein, der von dem inneren Umfangsabschnitt 15a nach außen ragt, um die axiale Position der um den inneren Umfangsabschnitt 15a gewickelten Wicklung 12 zu führen.
Das Deckelement 46 (6C) wird an das Stützelement 41 angebracht und verschließt die Öffnung der Ausnehmungen 42. Somit hat das Deckelement 46 die Funktion, die Wicklung 12 in den Ausnehmungen 42 unterzubringen. Wie in 6C dargestellt, hat das Deckelement 46 ein Durchgangsloch 47, durch das die in axialer Richtung gezogene Wicklung 12 hindurchgeführt werden kann.
Die Wicklung 12 ist zwischen dem Durchgangsloch 47 und den Ausnehmungen 42 untergebracht, so dass der Spalt zwischen der Wicklung 12 und jedem der Führungsteile 40 sehr klein ist. Darüber hinaus ist das Deckelement 46 so angebracht, dass es eines der entsprechenden Durchgangslöcher 31 verschließt. Dabei werden die Durchgangslöcher 31 im Wesentlichen dadurch verschlossen, dass die Wicklung 12 durch die Führungsteile 40 und die Ausnehmungen 42 hindurchgeführt wird. So kann verhindert werden, dass ein Dichtmittel zum Verschließen der Durchgangslöcher 31 durch die Durchgangslöcher 31 austritt. Das Dichtmittel wird auf einen Bereich aufgetragen, der das Stützelement 41, das Deckelement 46 und die Wicklung 12 in axialer Richtung gesehen umfasst. Da die Durchgangslöcher 31 auf diese Weise durch das Dichtmittel verschlossen werden, weist der bürstenlose Motor dieser Ausführungsform eine verbesserte Luftdichtigkeit auf und kann in Fällen eingesetzt werden, in denen Wasserdichtigkeit erforderlich ist.
Das Deckelement 46 hat auch einen Vorsprung 48 (6C), der in axialer Richtung aus einem Teil des Öffnungsendes des Durchgangslochs 47 herausragt.
7 ist ein Diagramm, das eine Verbindungsbeziehung der Wicklung der Spulen darstellt. 7A ist ein Diagramm, das die den Spulen zugeordneten Phasen in axialer Richtung zeigt. 7B ist ein Diagramm, das den Anschlusszustand (Dreieckschaltung) der Spulen darstellt.
In den 7 bis 7B beziehen sich die Buchstaben U, V und W auf die drei Phasen U, V bzw. W.
In dieser Ausführungsform kann eine Wickelmaschine verwendet werden, um eine kontinuierliche Wicklung (12) um alle Zähne 13A zu wickeln. Mit anderen Worten, die Wicklung 12, einschließlich der oben erwähnten Wicklungspaare U1, U2, V1, V2, W1 und W2, kann zu den Zähnen 13A geführt und durch automatisches Wickeln um sie herumgewickelt werden, ohne die Wicklung 12 zu schneiden.
In dem in 7 dargestellten Zustand ist die Wicklung 12 in Dreieckschaltung (7B) mit vier Spulen 11 pro Phase angeschlossen, wobei zwei Paare von in Reihe geschalteten Spulen 11 zu den Verbindungsteilen 50U, 50V und 50W gezogen werden, um parallel geschaltet zu werden. In 7 entsprechen die Anschlusspunkte 5U, 5V und 5W, die jeweils mit zwei Wicklungen 12 verbunden sind, den Verbindungsteilen 50U, 50V bzw. 50W. Die mit den Anschlusspunkten 5U, 5V und 5W verbundenen Wicklungspaare (die beiden Wicklungen 12) entsprechen den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 bzw. den Wicklungspaaren W1 und W2, die mit den Verbindungsteilen 50U, 50V bzw. 50W verbunden sind.
In 7 geben „CW“ und „CCW“ die Richtung an, in der die Wicklung 12 in jeder der Spulen 11 gewickelt wird (im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, wenn die Spulen 11 in radialer Richtung von der axialen Mitte aus betrachtet werden). Darüber hinaus gibt „START“ einen Startpunkt für das Aufwickeln der Wicklung 12 an.
Wie in 7A dargestellt, sind die vier Spulen 11 für jede der Phasen U, V und W so angeordnet, dass die Phasen U, V und W um die Achse der Drehwelle 21 rotationssymmetrisch sind. Die Buchstaben U, V und W für die Spulen 11 in 7 entsprechen den Buchstaben U, V und W für die Spulen 11 in 7A.
Andererseits sind die Durchgangslöcher 31 der Halterung 30, die den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 entsprechen, nicht rotationssymmetrisch in Bezug auf jede Phase angeordnet. In 6A sind die Durchgangslöcher 31 gegen den Uhrzeigersinn in der folgenden Reihenfolge angeordnet: das für das Wicklungspaar W1, das für das Wicklungspaar V1, das für das Wicklungspaar V2, das für das Wicklungspaar W2, das für das Wicklungspaar U2 und das für das Wicklungspaar U1.
Aus diesem Grund muss die Wicklung 12 in der U-Phase und der V-Phase mit einem Kreuzungsdraht zwischen den Spulen 11 und den Führungsteilen 40 gekreuzt werden, damit die aus den Spulen 11 herausgezogene Wicklung 12 mit den Positionen der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 übereinstimmt.
In dieser Hinsicht kann die Wicklung 12 gemäß der Ausführungsform in beiden Richtungen um die Achse entlang der äußeren Umfangsfläche des inneren Umfangsabschnitts 15a (6A und 6B) geführt werden. Außerdem wird, wie in 6D dargestellt, die entlang der äußeren Umfangsfläche des inneren Umfangsabschnitts 15a (6A und 6B) geführte Wicklung 12 entlang der Bogenform des konvexen Abschnitts 43 eines entsprechenden Führungsteils 40 gebogen, wodurch die Wicklung 12 zu einem der vorbestimmten Durchgangslöcher 31 geführt werden kann. Somit kann die Wicklung 12 in geeigneter Weise verlegt und zu einem der vorbestimmten Durchgangslöcher 31 (den Führungsteilen 40) geführt werden, unabhängig davon, dass die Anordnung der Spulen 11 für die jeweiligen Phasen nicht mit der Lagebeziehung der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 übereinstimmt. Darüber hinaus kann die Wicklung 12 durch automatisches Wickeln mit einer Wickelmaschine geführt werden, was den Arbeitsaufwand bzw. die Arbeitsstunden für die Bildung der Wicklung 12 reduziert.
Nachfolgend wird der Aufbau des Verbindungsteils 50 beschrieben.
8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des in 6 dargestellten bürstenlosen Motors. 8A und 8A sind perspektivische Ansichten einer Klemme. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die Wicklung ausgezogen wird. 10 ist eine perspektivische Ansicht der Wicklung, die von einem Klemmenhalter gehalten wird.
Wie in 8 dargestellt, umfasst das Verbindungsteil 50 das Verbindungsteil 50U, das der U-Phase entspricht, das Verbindungsteil 50V, das der V-Phase entspricht, und das Verbindungsteil 50W, das der W-Phase entspricht. Die Verbindungsteile 50U, 50V und 50W sind linear in einer von der axialen Mitte versetzten Position angeordnet.
Die Verbindungsteile 50U, 50V und 50W umfassen jeweils eine Klemme 60 mit einem geschlitzten Abschnitt 61 (8A und 8B) und einen isolierenden Klemmenhalter 51, der die Klemme 60 hält. Der Schlitzabschnitt 61 enthält Schlitze 61a bis 61h, in die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 eingepresst sind. Die Klemmenhalter 51 der Verbindungsteile 50U, 50V und 50W sind aus einem gemeinsamen isolierenden Halteelement 51A gebildet. Wie in 5 dargestellt, ist das Halteelement 51A an der Oberfläche der Halterung 30 befestigt und gewährleistet aufgrund seiner isolierenden Eigenschaften die Isolierung zwischen den Klemmen 60 und der Halterung 30.
Wie in 8 dargestellt, haben die Klemmenhalter 51 der Verbindungsteile 50U, 50V und 50W jeweils vier nutenförmige Führungen 52, die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 führen. Wie in 8 dargestellt, sind die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 in den Führungen 52 untergebracht. Man beachte, dass in der Darstellung von 8 die Klemme 60 des Verbindungsteils 50U entfernt ist, um die Konfiguration des Klemmenhalters 51 zu zeigen. Außerdem sind in 5 die Führungen 52 nur für den Klemmenhalter 51 des Verbindungsteils 50U dargestellt.
Darüber hinaus sind, wie in 8 dargestellt, die Klemmenhalter 51 der Verbindungsteile 50U, 50V und 50W mit Klauen 53 zum vorübergehenden Halten der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 bzw. der Wicklungspaare W1 und W2 versehen. Die Klauen 53 weisen jeweils eine Nut auf, die sich auf einer Verlängerung einer entsprechenden Führung 52 befindet. Die Klauen 53 greifen in die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 ein, die in den Nuten untergebracht sind. Die Klauen 53 haben somit die Funktion, die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 vorübergehend zu halten.
Obwohl der Durchmesser der Wicklung 12 nicht besonders begrenzt ist, können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 zu starr sein, um ohne vorübergehendes Festhalten ohne weiteres in den Führungen 52 untergebracht zu werden, wenn die Wicklung 12 einen großen Durchmesser hat, wie z. B. 1 mm oder mehr. Dementsprechend sind in dieser Ausführungsform die Klauen 53 vorgesehen, um die Positionen der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 zu sichern. Dadurch können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 korrekt in den Führungen 52 positioniert werden.
Die in 8A und 8B dargestellte Klemme 60 ist aus leitendem Metall ausgebildet und hat acht Schlitze 61a bis 61h. Die Klemme 60 hat auch einen Klemmenabschnitt 62, an den eine Ausgangsklemme jeder Phase der Antriebsschaltung angeschlossen ist.
Wie in den 8 bis 8B dargestellt, hat der Klemmenhalter 51 eine unebene Form, die der Form der Klemme 60 entspricht, so dass die Klemme 60 stabil am Klemmenhalter 51 befestigt ist, wenn sie darin eingesetzt ist. Da die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in ihre entsprechenden Klemmen 60 eingepresst sind, während sie in den Führungen 52 untergebracht sind, ist es außerdem möglich, eine zuverlässige Leitung zwischen den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 und den Klemmen 60 sicherzustellen.
Gemäß der Ausführungsform werden die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in die Schlitze 61a bis 61h eingepresst und dadurch mit ihren jeweiligen Klemmen 60 verbunden. Wenn die Wicklungspaare auf die Klemme 60 gepresst werden, kratzt die Klemme 60 die Isolierschicht der Wicklung 12 ab und wird gegen die abgekratzte Wicklung 12 gepresst, um elektrisch mit der Wicklung 12 verbunden zu werden. Auf diese Weise können vier Wicklungen 12 auf einmal ohne Schweißen angeschlossen werden, was den Herstellungsprozess vereinfacht. Außerdem entfällt die Notwendigkeit des Schmelzens, Widerstandsschweißens oder ähnlicher Verfahren. Darüber hinaus können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 mit den entsprechenden Klemmen 60 verbunden werden, ohne dass eine Elektrode aus einem hitzebeständigen Wolframmaterial oder dergleichen verwendet werden muss.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Verbinden der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 mit den Verbindungsteilen 50U, 50V bzw. 50W beschrieben.
Wie in 9 dargestellt, ist die Wicklung 12, die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 bildet, vor dem Anschluss an die Verbindungsteile 50U, 50V und 50W durchgehend in Form einer Schleife, ohne geschnitten zu werden. Die Wicklung 12 wird in 9 durch das Stützelement 41 nach oben gezogen. Im Übrigen können alle Vorgänge zum Aufwickeln der Wicklung 12 bis zu dem in 4 dargestellten Zustand mit einer Wickelmaschine durchgeführt werden.
Die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 werden dann jeweils durch das Durchgangsloch 47 des Deckelements 46 geführt, und das Deckelement 46 wird an dem Stützelement 41 angebracht, wobei die ersten Abschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2, d.h. die durch die Durchgangslöcher 31 zu führenden Abschnitte, durch die Führungsteile 40 fixiert werden. In diesem Zustand können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 durch die Durchgangslöcher 31 der Halterung 30 geführt werden.
Als nächstes werden die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in 9 an einem gebogenen Abschnitt 90 am axial äußeren Ende (5, ein Beispiel für ein axial äußeres Ende) jeweils um etwa 90° nach rechts gebogen. Infolgedessen erreichen die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 die Verbindungsteile 50U, 50V bzw. 50W. Wie in 10 dargestellt, werden die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 in die entsprechenden Führungen 52 eingeführt und mit den Nuten der Klauen 53 in Eingriff gebracht. Dabei werden die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 von den Klauen 53 gehalten, während sie in den Führungen 52 angebracht sind.
Die Längen der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 können so eingestellt werden, dass ihre Spitzenabschnitte das Verbindungsteil 50 mit weniger Überlänge erreichen. Insbesondere entspricht die Länge eines Abschnitts (ein Beispiel für einen zweiten Abschnitt) eines Wicklungspaares (U1, U2, V1, V2, W1, W2) von einem entsprechenden der Führungsteile 40 zu einem Verbindungsteil (50U, 50V, 50W) dem Abstand von dem entsprechenden der Führungsteile 40 zu dem Verbindungsteil (50U, 50V, 50W). Das heißt, die Länge des zweiten Abschnitts variiert in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem jedem Wicklungspaar entsprechenden Führungsteil 40 und dem Verbindungsteil (50U, 50V, 50W). Darüber hinaus hat der zweite Abschnitt jedes Wicklungspaares (U1, U2, V1, V2, W1, W2) die gleiche Länge in dem Leitungsabschnitt U1a, U2a, V1a, V2a, W1a oder W2a und dem Leitungsabschnitt U1b, U2b, V1b, V2b, W1b oder W2b. Dementsprechend sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, wie später noch beschrieben wird, jeweils im Wesentlichen linear angeordnet. Dadurch wird das Risiko ausgeschlossen, die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 an die falschen Verbindungsteile 50U, 50V und 50W anzuschließen.
Anschließend werden die Klemmen 60 an den Klemmenhaltern 51 der Verbindungsteile 50U, 50V und 50W angebracht, wobei die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in ihre entsprechenden Schlitze 61a bis 61h eingepresst werden. Zu diesem Zeitpunkt kratzen die Kanten der Schlitze 61a bis 61h die Isolationsbeschichtung der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 ab, wodurch die Leitung zwischen den Leitern der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 und ihren entsprechenden Klemmen 60 sichergestellt wird. Infolgedessen leiten die Wicklungspaare für die gleiche Phase, d. h. die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, einander.
Danach werden die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 entlang einer geraden Linie 55A oder einer geraden Linie 55B geschnitten. Dadurch werden die unerwünschten Schleifenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 entfernt.
Wie in 6A dargestellt, sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 so angeordnet, dass die Wicklungen jedes Paares im Wesentlichen linear und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dadurch kreuzen sich die Wicklungspaare für unterschiedliche Phasen in axialer Richtung gesehen nicht. Dadurch wird eine Berührung und Leitung zwischen Wicklungspaaren für verschiedene Phasen verhindert.
Gemäß der Ausführungsform sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2, die zwölf von den Spulen 11 abgezogenen Leitern der Wicklung 12 entsprechen, in die gleiche Richtung gebogen, und dadurch können die Wicklungspaare für die drei Phasen U, V und W gemeinsam an die Verbindungsteile 50U, 50V bzw. 50W angeschlossen werden. Mit anderen Worten, die zwölf Leiter der Wicklung 12 sind in sechs Wicklungspaare integriert, und die Leitung zwischen den Leitern der Wicklung 12, die jedes Wicklungspaar bilden, kann ohne Betriebsbelastung sichergestellt werden. Dies verbessert die Arbeitseffizienz des Anschlusses der von den Spulen 11 gezogenen Wicklung 12 an die Klemmen 60.
Darüber hinaus sind die zwölf Leitungen der Wicklung 12 gemeinsam mit den drei Verbindungsteilen 50U, 50V und 50W in Bezug auf jede Phase verbunden, was den Anschluss der Wicklung an der Antriebsschaltung erleichtert. Darüber hinaus erfordert das Verbindungsteil keine komplexe Konfiguration.
Als nächstes wird, wie in 11 dargestellt, eine Antriebsplatine 101, auf der die Antriebsschaltung montiert ist, zusammen mit einer Abdeckung C (4) oberhalb der Halterung 30 in 10 installiert. Zu diesem Zeitpunkt werden die (nicht dargestellten) Ausgangsklemmen für die drei Phasen U, V und W, die aus der Antriebsplatine 101 herausgezogen oder auf ihr montiert sind, jeweils an den Klemmenabschnitt 62 der Klemme 60 eines der entsprechenden Verbindungsteile 50U, 50V und 50W für die jeweiligen Phasen angebracht und angeschlossen. In diesem Zustand sind die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in einem Spalt untergebracht, der zwischen der Halterung 30 und der Antriebsplatine 101 befestigt ist. Zwischen der Antriebsplatine 101 und den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 kann ein Element eingefügt werden, um die Isolierung dazwischen sicherzustellen.
Wie in 11 dargestellt, sind in dieser Ausführungsform die Antriebsplatine 101 und das Verbindungsteil 50 in Bereichen montiert, die in axialer Richtung gesehen voneinander getrennt sind. Dadurch werden Interferenzen zwischen der Antriebsplatine 101 und dem Verbindungsteil 50 vermieden und die Höhe der Abdeckung C in axialer Richtung verringert.
Wie in 11 dargestellt, ist ein Anschlussmodul 102 ( 4) in der Nähe der Antriebsplatine 101 angeordnet. Die Antriebsplatine 101 wird über das Anschlussmodul 102 mit Strom und Eingangssignalen zur Steuerung der Ausgänge der drei Phasen U, V und W versorgt. Daher kann die Antriebsschaltung so montiert werden, dass Signale und Strom in einer Richtung von der Seite des Anschlussmoduls 102 zur Seite des Verbindungsteils 50 in der Antriebsplatine 101 fließen. Auf diese Weise kann die Größe der Antriebsplatine 101 durch Optimierung des Schaltungsmusters reduziert werden. Da die Antriebsschaltung außerdem nur die Ausgänge der drei Phasen in einer Reihe entsprechend der Anordnung der Verbindungsteile 50U, 50V und 50W bereitstellen muss, kann die Antriebsschaltung vereinfacht werden.
(Dritte Ausführungsform) 12 und 13 sind perspektivische Ansichten, die ein weiteres Beispiel für die Konfiguration eines Verbindungsteils zeigen.
Wie in 12 dargestellt, umfasst ein Verbindungsteil 150 ein Verbindungsteil 150U, das der U-Phase entspricht, ein Verbindungsteil 150V, das der V-Phase entspricht, und ein Verbindungsteil 150W, das der W-Phase entspricht. Die Verbindungsteile 150U, 150V und 150W sind linear in einer von der axialen Mitte versetzten Position angeordnet.
Die Verbindungsteile 150U, 150V und 150W umfassen jeweils eine Klemme 160 mit einem geschlitzten Abschnitt und einen isolierenden Klemmenhalter 151, der die Klemme 160 hält. Der Schlitzabschnitt enthält Schlitze (entsprechend den Schlitzen 61a bis 61h), in die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 eingepresst sind. Die Klemmenhalter 151 der Verbindungsteile 150U, 150V und 150W sind aus einem gemeinsamen isolierenden Halteelement 151A gebildet. Das Halteelement 151A ist mit einer Befestigungsschraube 157 an der Oberfläche der Halterung 30 befestigt und gewährleistet aufgrund seiner isolierenden Eigenschaften die Isolierung zwischen der Klemme 160 und der Halterung 30.
Das Halteelement 151A umfasst ein Durchgangsloch 155U, durch das das Wicklungspaar U1 hindurchgehen kann, ein Durchgangsloch 155V, durch das das Wicklungspaar V1 hindurchgehen kann, und ein Durchgangsloch 155W, durch das das Wicklungspaar W1 hindurchgehen kann. Die Durchgangslöcher 155U, 155V und 155W sind jeweils so vorgesehen, dass sie einem entsprechenden der Durchgangslöcher 31 gegenüberliegen.
Das Halteelement 151A enthält außerdem einen Haken FU, der das Wicklungspaar U2 trägt, einen Haken FV, der das Wicklungspaar V2 trägt, und einen Haken FW, der das Wicklungspaar W2 trägt. Dies ermöglicht es, die Positionen der Wicklungspaare U2, V2 und W2 zu fixieren, die länger als die Wicklungspaare U1, V1 und W1 gezogen sind.
Wie in 12 dargestellt, haben die Klemmenhalter 151 der Verbindungsteile 150U, 150V und 150W jeweils vier nutenförmige Führungen (entsprechend den Führungen 52), die die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 oder die Wicklungspaare W1 und W2 führen. Wie in 9 dargestellt, sind die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 in den Führungen untergebracht.
Darüber hinaus sind, wie in 12 dargestellt, die Klemmenhalter 151 der Verbindungsteile 150U, 150V und 150W mit Klauen 153 (entsprechend den Klauen 53) zum vorübergehenden Halten der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 bzw. der Wicklungspaare W1 und W2 versehen. Die Klauen 153 haben die Funktion, die Spitzenabschnitte der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 vorübergehend zu halten.
Die Klemme 160 ist aus leitendem Metall ausgebildet und weist acht Schlitze auf (entsprechend den Schlitzen 61a bis 61h). Die Klemme 160 hat auch einen männlichen Klemmenabschnitt 162, an den eine Ausgangsklemme jeder Phase der Antriebsschaltung angeschlossen ist.
Man beachte, dass der Klemmenabschnitt 162 nicht aus dem Bereich des Schlitzabschnitts (entsprechend dem Schlitzabschnitt 61), in dem die Schlitze ausgebildet sind, herausragt, sondern sich an einer Position außerhalb des Bereichs in einer Ebene senkrecht zur axialen Richtung befindet. Dadurch kann die Höhe (Höhe in axialer Richtung) des Klemmenabschnitts 162 unterdrückt und beispielsweise der für die Verbindung benötigte Platz reduziert werden.
Wie in 12 dargestellt, hat der Klemmenhalter 151 eine ungleichmäßige Form, die der Form der Klemme 160 entspricht, so dass die Klemme 160 stabil am Klemmenhalter 151 befestigt ist, wenn sie darin eingesetzt ist. Da die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 mit ihren entsprechenden Klemmen 160 durch Presspassung verbunden sind, während sie in den Führungen (entsprechend den Führungen 52) untergebracht sind, ist es außerdem möglich, eine zuverlässige Leitung zwischen den Wicklungspaaren U1 und U2, den Wicklungspaaren V1 und V2 und den Wicklungspaaren W1 und W2 und den Klemmen 160 sicherzustellen.
Bei dieser Ausführung werden die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 in die Schlitze eingepresst und dadurch mit ihren jeweiligen Klemmen 160 verbunden. Daher ist es nicht erforderlich, eine Verschmelzung, eine Widerstandsschweißung oder ähnliches vorzunehmen. Somit können die Wicklungspaare U1 und U2, die Wicklungspaare V1 und V2 und die Wicklungspaare W1 und W2 mit den entsprechenden Klemmen 160 verbunden werden, ohne dass eine Elektrode aus einem hitzebeständigen Wolframmaterial oder dergleichen verwendet wird.
Das Verfahren zum Verbinden der Wicklungspaare U1 und U2, der Wicklungspaare V1 und V2 und der Wicklungspaare W1 und W2 mit den Verbindungsteilen 150U, 150V und 150W wird auf die gleiche Weise durchgeführt wie das oben beschriebene Verfahren zum Verbinden mit den Verbindungsteilen 50U, 50V und 50W.
13 zeigt ein Beispiel, in dem nur die Wicklungspaare U1, V1 und W1 mit den Verbindungsteilen 150U, 150V bzw. 150W verbunden sind, d.h. es gibt keine Wicklungspaare U2, V2 und W2, die mit den Verbindungsteilen 150U, 150V und 150W verbunden werden müssen. Wie in 13 dargestellt, kann in diesem Fall immer noch das gleiche Halteelement 151A wie im Beispiel von 12 verwendet werden. Anstelle des Halteelements 151A kann jedoch auch ein Halteelement vorgesehen werden, das nicht die den Wicklungspaaren U2, V2 und W2 entsprechende Konfiguration aufweist. Zum Beispiel können die Haken FU, FV und FW weggelassen werden. Darüber hinaus kann der Klemmenhalter 151, d. h. die nutenförmigen Führungen (entsprechend den Führungen 52) und die Klauen 153, eine Form aufweisen, die nur den Wicklungspaaren U1, V1 und W1 entspricht, oder die Klemme 160 kann eine Form (z. B. die Anzahl der Schlitze) aufweisen, die nur den Wicklungspaaren U1, V1 und W1 entspricht.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist die Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen können im Rahmen der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, vorgenommen werden. Darüber hinaus können die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Elemente oder Komponenten auf verschiedene Weise kombiniert oder integriert werden.
Im Folgenden werden zusätzliche Hinweise zu den oben genannten Ausführungsformen gegeben.
(Zusätzliche Anmerkung 1) Ein bürstenloser Motor, umfassend: einen Motorkörper (M); einer Halterung (30, 230), an dem der Motorkörper befestigt ist; und eine Stromversorgungsstruktur (40, 50, 150, 240, 250), die so konfiguriert ist, dass sie dem Motorkörper durch ein in der Halterung ausgebildetes Durchgangsloch (31, 231) Strom zuführt, wobei die Halterung so angeordnet ist, dass sie eine axiale Stirnfläche des Motorkörpers abdeckt, der Motorkörper umfasst einen Stator (10, 210), der Stator umfasst einen Statorkern (13) mit einer Vielzahl von Zähnen (13A) und eine Statorspule (11), die aus einer um die Zähne gewickelten Wicklung (12) gebildet ist, in Bezug auf jede Phase umfasst die Stromversorgungsstruktur: ein Wicklungspaar (U1, U2, V1, V2, W1, W2) mit einem ersten Leitungsabschnitt (U1a, U2a, V1a, V2a, W1a, W2a) der Wicklung und einem zweiten Leitungsabschnitt (U1b, U2b, V1b, V2b, W1b, W2b) der Wicklung; ein Führungsteil (40, 240), das das Wicklungspaar führt; und ein Verbindungsteil (50U, 50V, 50W, 150U, 150V, 150W, 250U, 250V, 250W), mit dem der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt elektrisch verbunden sind; das Wicklungspaar umfasst: einen ersten Abschnitt, der von dem Führungsteil geführt wird; und einen zweiten Abschnitt, der durch Biegen des Wicklungspaares an einem axial äußeren Ende des ersten Abschnitts in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Halterung gebildet wird, wobei der erste Abschnitt durch das Durchgangsloch in axialer Richtung verläuft und der zweite Abschnitt sich bis zum Verbindungsteil erstreckt.
In der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 1 wird das Wicklungspaar durch das Durchgangsloch in der axialen Richtung am ersten Abschnitt, der durch das Führungsteil geführt wird, hindurchgeführt und in einer Richtung entlang der Oberfläche der Halterung gebogen, wodurch der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt mit dem Verbindungsteil verbunden sind und zu diesem führen. Auf diese Weise ist das Führungsteil für jedes Wicklungspaar vorgesehen, um jedes Wicklungspaar mit dem Verbindungsteil zu verbinden. Dies vereinfacht die Montagearbeiten und vereinfacht die für die Verbindung erforderliche Konfiguration.
(Zusätzliche Anmerkung 2) Der bürstenlose Motor, wie in der zusätzlichen Anmerkung 1 beschrieben, wobei die Stromversorgungsstruktur in Bezug auf jede Phase umfasst: das Wicklungspaar umfasst eine Vielzahl von Wicklungspaaren; und das Führungsteil umfasst eine Vielzahl von Führungsteilen, und die ersten Leitungsabschnitte und die zweiten Leitungsabschnitte der Wicklungspaare sind elektrisch mit dem gleichen Verbindungsteil verbunden.
In der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 2 sind die ersten und die zweiten Leitungsabschnitte der Wicklungspaare elektrisch mit dem gleichen Verbindungsteil verbunden, so dass für jede Phase Verbindungsteile integriert werden können. Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl der Verbindungsteile und erleichtert so die Montagearbeiten.
(Zusätzliche Anmerkung 3) Der bürstenlose Motor gemäß der zusätzlichen Anmerkung 1 oder 2, wobei der zweite Abschnitt des Wicklungspaares für eine Phase den zweiten Abschnitt des Wicklungspaares für eine andere Phase in axialer Richtung gesehen nicht kreuzt.
In der Konfiguration gemäß der Zusätzlichen Anmerkung 3 kann verhindert werden, dass Wicklungen für verschiedene Phasen miteinander verbunden werden.
(Zusätzliche Anmerkung 4) Der bürstenlose Motor gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 3, wobei der zweite Abschnitt eine Länge aufweist, die im ersten Leitungsabschnitt und im zweiten Leitungsabschnitt gleich ist und die je nach Wicklungspaar variiert.
Bei der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 4 können die zweiten Abschnitte jedes Wicklungspaares linear angeordnet werden.
(Zusätzliche Anmerkung 5) Der bürstenlose Motor gemäß der zusätzlichen Anmerkung 4, wobei die Länge des zweiten Abschnitts einem Abstand von dem Führungsteil, das dem Wicklungspaar entspricht, zu dem Verbindungsteil entspricht.
Bei der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 5 können die zweiten Abschnitte jedes Wicklungspaares linear angeordnet werden.
(Zusätzliche Anmerkung 6) Der bürstenlose Motor, wie in der zusätzlichen Anmerkung 2 beschrieben, wobei der bürstenlose Motor ein Drehstrommotor ist, das in der Halterung ausgebildete Durchgangsloch eine Vielzahl von Durchgangslöchern umfasst, die den jeweiligen Phasen entsprechen, die Stromversorgungsstruktur umfasst: die Führungsteile, die jeweils einem der Durchgangslöcher entsprechen, und drei Verbindungsteile, wobei jedes Verbindungsteil einer der drei Phasen entspricht, und die Wicklungspaare für jede Phase mit einem der Verbindungsteile für die jeweilige Phase verbunden werden.
Bei der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 6 werden die Wicklungspaare durch ihre jeweiligen Durchgangslöcher geführt und können gemeinsam mit den drei Verbindungsteilen verbunden werden.
(Zusätzliche Anmerkung 7) Der bürstenlose Motor gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 6, wobei die Verbindungsteile, die jeweils das Verbindungsteil für jede Phase sind, linear in einer Position angeordnet sind, die von einer axialen Mitte versetzt ist.
Bei der Ausführungsform gemäß der zusätzlichen Anmerkung 7 sind eine Vielzahl von Verbindungsteilen linear in einer von der axialen Mitte versetzten Position angeordnet. Dadurch kann ein Raum in der Nähe der axialen Mitte gesichert werden.
(Zusätzliche Anmerkung 8) Der bürstenlose Motor, wie er in der zusätzlichen Anmerkung 1 beschrieben ist, wobei das Verbindungsteil umfasst: eine Klemme mit einem Schlitz, in den der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt eingepresst sind; und einen isolierenden Klemmenhalter, der die Klemme hält.
In der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 8 hat die Klemme einen Schlitz, in den der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt eingepresst sind. Dadurch können der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt mit der Klemme verbunden werden, ohne dass eine Verschmelzung, ein Widerstandsschweißen oder Ähnliches erforderlich ist.
(Zusätzliche Anmerkung 9) Der bürstenlose Motor gemäß der zusätzlichen Anmerkung 8, wobei der Klemmenhalter nutenförmige Führungen aufweist, die den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt führen.
In der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 9 werden der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt durch die Führungen geführt und können dadurch stabil in den Schlitz eingepresst werden.
(Zusätzliche Anmerkung 10) Der bürstenlose Motor gemäß der zusätzlichen Anmerkung 8 oder 9, wobei der Klemmenhalter an der Oberfläche der Halterung befestigt ist.
Bei der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 10 isoliert der Klemmenhalter die Klemme von der Halterung.
(Zusätzliche Anmerkung 11) Der bürstenlose Motor gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 8 bis 10, wobei die Klemme für jede Phase vorgesehen ist, und die Klemmenhalter, die jeweils die Klemmenhalter für jede Phase sind, aus einem gemeinsamen Halteelement (TH, 51A, 151A) gebildet werden.
In der Konfiguration gemäß der Zusätzlichen Anmerkung 11 können die Klemmfächer aus einem einzigen Element ausgebildet sein.
(Zusätzliche Anmerkung 12) Verfahren zur Herstellung eines bürstenlosen Motors, der Folgendes umfasst: einen Motorkörper; eine Halterung, an der der Motorkörper befestigt ist; und eine Stromversorgungsstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie dem Motorkörper durch ein in der Halterung ausgebildetes Durchgangsloch Strom zuführt, wobei die Halterung so angeordnet ist, dass sie eine axiale Stirnfläche des Motorkörpers abdeckt, der Motorkörper einen Stator umfasst und der Stator einen Statorkern mit einer Vielzahl von Zähnen und eine Statorspule umfasst, die aus einer um die Zähne gewickelten Wicklung gebildet ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Zuführen eines Wicklungspaares für jede Phase durch das Durchgangsloch in einer axialen Richtung, wobei das Wicklungspaar einen ersten Leitungsabschnitt der Wicklung und einen zweiten Leitungsabschnitt der Wicklung umfasst; und Biegen des durch das Durchgangsloch verlaufenden Wicklungspaares in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Halterung, um den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt mit einem Verbindungsteil elektrisch zu verbinden.
Bei der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 12 werden die Wicklungen paarweise mit dem Verbindungsteil verbunden. So können der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt mit einem einfachen Montageverfahren mit dem Verbindungsteil verbunden werden.
(Zusätzliche Anmerkung 13) Das Verfahren, wie in der zusätzlichen Anmerkung 12 beschrieben, umfasst ferner das Schneiden des Wicklungspaares, das elektrisch mit dem Verbindungsteil verbunden ist, um das Wicklungspaar in den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt zu trennen.
In der Konfiguration gemäß der zusätzlichen Anmerkung 12 wird das Wicklungspaar abgeschnitten, während es elektrisch mit dem Verbindungsteil verbunden ist, und in den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt getrennt. Dadurch kann das Gewicht und die Größe des bürstenlosen Motors reduziert werden.
Bezugszeichenliste

11: Spule
12: Wickeln
30, 230: Halterung
31, 231: Durchgangsloch
40, 240: Führungsteil
50, 50U, 50V, 50W: Verbindungsteil
150, 150U, 150V, 150W: Verbindungsteil
250, 250U, 250V, 250W: Verbindungsteil
U1, U2, V1, V2, W1, W2: Wicklungspaar
U1a, U2a, V1a, V2a, W1a, W2a: Leitungsabschnitt
U1b, U2b, V1b, V2b, W1b, W2b: Leitungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008193889 [0003]

Claims

Ein bürstenloser Motor, umfassend: einen Motorkörper; eine Halterung, an der der Motorkörper befestigt ist; und eine Stromversorgungsstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie dem Motorkörper durch ein in der Halterung ausgebildetes Durchgangsloch Strom zuführt, wobei die Halterung so angeordnet ist, dass sie eine axiale Stirnfläche des Motorkörpers abdeckt, Der Motorkörper enthält einen Stator, der Stator umfasst einen Statorkern mit einer Vielzahl von Zähnen und eine Statorspule, die aus einer um die Zähne gewickelten Wicklung gebildet ist, in Bezug auf jede Phase umfasst die Stromversorgungsstruktur: ein Wicklungspaar mit einem ersten Leitungsabschnitt der Wicklung und einem zweiten Leitungsabschnitt der Wicklung; ein Führungsteil, das das Wicklungspaar führt; und ein Verbindungsteil, mit dem der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt elektrisch verbunden sind; das Wicklungspaar umfasst: einen ersten Abschnitt, der von dem Führungsteil geführt wird; und einen zweiten Abschnitt, der durch Biegen des Wicklungspaares an einem axial äußeren Ende des ersten Abschnitts in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Halterung gebildet wird, wobei der erste Abschnitt durch das Durchgangsloch in axialer Richtung verläuft und der zweite Abschnitt sich bis zum Verbindungsteil erstreckt.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungsstruktur in Bezug auf jede Phase umfasst: das Wicklungspaar welches eine Vielzahl von Wicklungspaaren umfasst; und das Führungsteil welches eine Vielzahl von Führungsteilen umfasst, und die ersten Leitungsabschnitte und die zweiten Leitungsabschnitte der Wicklungspaare die elektrisch mit dem gleichen Verbindungsteil verbunden sind.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Abschnitt des Wicklungspaares für eine Phase den zweiten Abschnitt des Wicklungspaares für eine andere Phase in axialer Richtung gesehen nicht kreuzt.
Der bürstenlose Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Abschnitt eine Länge aufweist, die im ersten Leitungsabschnitt und im zweiten Leitungsabschnitt gleich ist und die je nach Wicklungspaar variiert.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 4, wobei die Länge des zweiten Abschnitts dem Abstand zwischen dem Führungsteil, das dem Wicklungspaar entspricht, und dem Verbindungsteil entspricht.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 2, wobei der bürstenlose Motor ein Drehstrommotor ist, das in der Halterung ausgebildete Durchgangsloch eine Vielzahl von Durchgangslöchern umfasst, die den jeweiligen Phasen entsprechen, die Stromversorgungsstruktur umfasst: die Führungsteile, die jeweils einem der Durchgangslöcher entsprechen, und drei Verbindungsteile, wobei jedes Verbindungsteil einer der drei Phasen entspricht, und die Wicklungspaare für jede Phase werden mit einem der Verbindungsteile für die jeweilige Phase verbunden.
Der bürstenlose Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindungsteile, die jeweils das Verbindungsteil für jede Phase sind, linear in einer Position angeordnet sind, die von einer axialen Mitte versetzt ist.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil umfasst: eine Klemme mit einem Schlitz, in den der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt eingepresst sind; und einen isolierenden Klemmenhalter, der die Klemme hält.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 8, wobei der Klemmenhalter nutenförmige Führungen aufweist, die den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt führen.
Der bürstenlose Motor nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Klemmenhalter an der Oberfläche der Halterung befestigt ist.
Der bürstenlose Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Klemme für jede Phase vorgesehen ist, und Klemmenhalter, von denen jeder der Klemmenhalter für die jeweilige Phase ist, werden aus einem gemeinsamen Halteelement gebildet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines bürstenlosen Motors, der Folgendes umfasst: einen Motorkörper; eine Halterung, an der der Motorkörper befestigt ist; und eine Stromversorgungsstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie dem Motorkörper durch ein in der Halterung ausgebildetes Durchgangsloch Strom zuführt, wobei die Halterung so angeordnet ist, dass sie eine axiale Stirnfläche des Motorkörpers abdeckt, der Motorkörper einen Stator umfasst und der Stator einen Statorkern mit einer Vielzahl von Zähnen und eine Statorspule umfasst, die aus einer um die Zähne gewickelten Wicklung gebildet ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Zuführen eines Wicklungspaares für jede Phase durch das Durchgangsloch in einer axialen Richtung, wobei das Wicklungspaar einen ersten Leitungsabschnitt der Wicklung und einen zweiten Leitungsabschnitt der Wicklung umfasst; und Biegen des durch das Durchgangsloch verlaufenden Wicklungspaares in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Halterung, um den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt mit einem Verbindungsteil elektrisch zu verbinden.
Das Verfahren nach Anspruch 12, bei dem ferner das Wicklungspaar, das elektrisch mit dem Verbindungsteil verbunden ist, durchtrennt wird, um das Wicklungspaar in den ersten Leitungsabschnitt und den zweiten Leitungsabschnitt zu trennen.