JP2001204149A - ブラシレスモータのステータおよび巻線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットの所望の位置に巻線を配置してスロ
ット内のコイルの占積率を高くする。 【解決手段】 ブラシレスモータのステータ２０に形成
された１８個のスロット２２に位置決め用の二つの貫通
孔３２，３４を有する位置決め部材３０を各々挿入す
る。そして、巻線２６を３連続巻線により巻き付ける。
巻線２６を「１９」まで巻き付けたときを考えると、次
に巻き付ける位置の「２０」は位置決め部材３０がなけ
れば「１２」の横に保持することができず、「２８」の
位置に巻き付けざるを得ない。すると、後から巻き付け
る「２６」を「２８」の巻線の下側に巻き付けるための
線逃がしが生じる。位置決め部材３０を用いれば、「２
０」を「１２」の横に保持することができる。この結
果、スロットの所望の位置に巻線を配置してスロット内
のコイルの占積率を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
のステータおよび巻線方法に関し、詳しくは、複数のス
ロットとこのスロットに直接巻回されてなるコイルとを
有するブラシレスモータに用いられるステータおよび複
数のスロットを有するステータのスロットに直接コイル
を巻き付ける巻線方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のステータとしては、閉塞
形状の複数のスロットを有するものが提案されている
（例えば、特開平８−１４９７７５号公報など）。この
ステータでは、ティースに巻き付けられたコイルの励磁
による磁束の一部がスロットの閉塞部（ティース間を連
結する連結部）に磁路を形成することにより、閉塞部に
おいて磁束密度が極度に高くなることを防止することが
できると共に高速回転時の鉄損を低減することができる
とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たステータでは、スロット内のコイルの占積率を高くす
ることができない場合がある。閉塞形状のスロット間の
ティースにコイルを巻き付けるときには、スロットに開
口部分がないため、巻線の端部をスロットに順次挿入す
る必要がある。このように順次巻線の端部を挿入し応力
を作用させて巻き付ける場合、巻線をスロット内の所望
の位置に配置することができない。例えば、１８個の閉
塞形状のスロットを有するステータに３連続巻線を施す
場合には、後から巻き付ける巻線が先に巻き付けた巻線
の内側に位置するよう巻き付ける必要が生じたり、巻線
にスロット内の所定の位置に保持するための支持がない
ために形成されるコイルが歪な形状となってしまう。ま
た、コイルの端部が歪になるためハンマリングにより成
形する必要もある。さらに、各巻線位置が不安定になり
占積率を低下させてしまう。これらの課題は、閉塞形状
のスロットを有するステータに限られず、開口部を有す
るスロットを有するステータであってもスロットにコイ
ルを直接巻回するタイプであれば同様な課題を持つ。

【０００４】本発明のブラシレスモータのステータは、
閉塞形状のスロットの所望の位置に巻線を配置してスロ
ット内のコイルの占積率を高くすることを目的の一つと
する。また、本発明のブラシレスモータのステータは、
巻線を巻き付ける際にティースの変形を生じさせないよ
うにすることを目的の一つとする。本発明の巻線方法
は、ティースの変形を生じさせることなく巻線の巻き付
けを簡易に行なうことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明のブラシレスモータのステータおよび巻線方法は、
上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手
段を採った。

【０００６】本発明のブラシレスモータのステータは、
複数のスロットと、該スロットに直接巻回されてなるコ
イルとを有するブラシレスモータに用いられるステータ
であって、前記スロットに挿入され、該スロットに前記
コイルが巻回される際に該コイルを形成する巻線の少な
くとも一部の位置を決める位置決め部材を備えることを
要旨とする。

【０００７】この本発明のブラシレスモータのステータ
では、複数のスロットに挿入された位置決め部材がスロ
ットにコイルが巻回される際にコイルを形成する巻線の
少なくとも一部の位置を決めるから、巻線をスロット内
の所望の位置にすることができる。この結果、スロット
内のコイルの占積率を向上させることができる。

【０００８】こうした本発明のブラシレスモータのステ
ータにおいて、前記位置決め部材は二つの貫通孔を有す
る部材であるものとすることもできるし、前記位置決め
部材は前記コイルを形成する巻線毎の貫通孔を有する部
材であるものとすることもできる。位置決め部材が有す
る貫通孔の数は巻線の巻き付けの際に巻線をスロット内
の所定の位置に保持するための支持が必要な分以上であ
れば幾つでも差し支えない。

【０００９】また、本発明のブラシレスモータのステー
タにおいて、前記位置決め部材は、樹脂により形成され
てなるものとすることもできる。こうすれば、位置決め
部材を容易に形成すると共にスロットに装着することが
できる。

【００１０】さらに、本発明のブラシレスモータのステ
ータにおいて、前記複数のスロット間の複数のティース
に配置され、隣接するスロット間に巻き付けられる巻線
を滑らかな曲線でガイドするガイド部材を備えるものと
することもできる。こうすれば、巻線を巻き付ける際
に、巻線に損傷を与えることを防止することができると
共にティースの変形を防止することができる。この態様
の本発明のブラシレスモータのステータにおいて、前記
ガイド部材は、前記位置決め部材と同時に樹脂により形
成されてなるものとすることもできる。こうすれば、ガ
イド部材の形成と配置を容易にすることができる。

【００１１】本発明の巻線方法は、複数のスロットを有
するステータの該スロットに直接コイルを巻き付ける巻
線方法であって、前記複数のスロット間の複数のティー
スの両側に所定強度を有する補助ステーを配置する補助
ステー配置工程と、該補助ステーが配置された状態で前
記ティースに巻線を巻き付ける巻き付け工程とを備える
ことを要旨とする。

【００１２】この本発明の巻線方法によれば、ティース
に補助ステーを配置した状態で巻線の巻き付けを行なう
から、巻線の巻き付けの際にティースに作用する力によ
ってティースが変形するのを防止することができる。

【００１３】こうした本発明の巻線方法において、前記
巻き付け工程は、前記巻線の降伏荷重以上の力を該巻線
に作用させた状態で巻き付ける工程であるものとするこ
ともできる。こうすれば、巻線を若干変形させながらし
っかりと巻き付けることができ、スロット内のコイルの
占積率を高くすることができる。

【００１４】また、本発明の巻線方法において、前記巻
き付け工程の後に前記補助ステーを抜き取る補助ステー
抜取工程を備えるものとすることもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
ブラシレスモータのステータ２０の構成の概略を示す構
成図である。図１中円とその中の数字は巻線２６と巻き
付けられる順番を表わしている。実施例のブラシレスモ
ータのステータ２０は、図示するように、１８個の開口
部のないスロット２２と、これらのスロット２２間の隔
壁をなす１８個のティース２４と、各スロット２２に挿
入され巻線２６の位置を決める位置決め部材３０と、テ
ィース２４の両側に配置され巻線２６をガイドすると共
にティース２４を補強するガイド部材４０とを備える。

【００１６】図２は実施例のステータ２０のＵ相に相当
する部位を拡大して示す拡大図であり、図３は実施例の
ステータ２０のＵ相に相当する３つのティース２４に巻
線２６を巻き付ける順を例示する説明図である。位置決
め部材３０は、樹脂、例えばＰＰＳなどのエンジニアリ
ングプラスチックにより射出成形により形成されてお
り、図２に示すように、巻線２６を支持可能な二つの貫
通孔３２，３４を有する。この位置決め部材３０は、巻
線２６を巻き付けたときに先に巻き付けられた巻線２６
が所望の位置となるようにするものである。ステータ２
０のＵ相は、図３に示すように、３連続巻線により巻線
２６が巻き付けられており、その巻き付ける順は、図中
の数字の順である。いま、「８」まで巻き付けたときを
考えると、次の巻き付けの位置の「９」は位置決め部材
３０がない場合、「５」と「３」による「９」の保持が
力の作用などにより「５」と「７」による保持にズレて
しまうときがある。実施例のステータ２０では、位置決
め部材３０を有するために「９」は「５」と「３」とに
保持された位置に固定される。次に「１０」まで巻き付
けたときを考える。次の巻き付けの位置の「１１」は、
位置決め部材３０がなければ「７」の横に保持すること
はできない。しかし、実施例のステータ２０では、位置
決め部材３０を有するために「１１」を「７」の横に保
持することができる。さらに「１９」まで巻き付けたと
きを考える。次に巻き付ける位置の「２０」は、位置決
め部材３０がなければ「１２」の横に保持することがで
きず、「２８」の位置に巻き付けざるを得ない。する
と、後から巻き付ける「２６」を「２８」の巻線の下側
に巻き付ける必要が生じ、巻き付けられなくなる。実施
例のステータ２０では、位置決め部材３０を有するため
に「２０」を「１２」の横に保持することができる。

【００１７】図４は図３に例示する実施例のステータ２
０をＡ−Ｂ面で切断した際の断面図であり、図５は図４
の断面と直交する断面でティース２４を切断した際の断
面図である。ティース２４の両側には、位置決め部材３
０と同一の材料により滑らかな曲線でスロット間に接続
する蒲鉾状に形成されたガイド部材４０が配置されてい
る。実施例のブラシレスモータのステータ２０では、こ
のガイド部材４０をティース２４の両側に配置すること
によって、巻線２６がティース２４の角に当接して損傷
するのを防止すると共に巻線２６を巻き付ける際にティ
ース２４に作用する力によってティース２４が変形する
のを防止している。

【００１８】次に、こうして構成された実施例のブラシ
レスモータのステータ２０に巻線２６を巻き付ける際の
巻線工程について図６を用いて説明する。巻線は、ま
ず、ステータ２０のスロット２２に位置決め部材３０を
配置すると共にティース２４の両側にガイド部材４０を
配置する工程を行なう（工程Ｓ１０，Ｓ１２）。実施例
では、位置決め部材３０とガイド部材４０とを同時に射
出成形により直接ステータ２０に形成した。即ち、ステ
ータ２０を射出成形に用いる型に入れて固定し、この型
に樹脂を射出して位置決め部材３０とガイド部材４０と
をステータ２０と一体のものとして成形するのである。
次に、前述した巻線の順に巻線２６を巻き付けて（工程
Ｓ１４）、巻線を完了する。実施例では、巻線２６の降
伏荷重より若干大きな荷重が巻線２６に作用するように
巻線２６を巻き付けた。こうすると、巻線２６は巻き付
けの際に若干変形するが、スロット内のコイルの占積率
を高くすることができる。

【００１９】以上説明した実施例のブラシレスモータの
ステータ２０によれば、位置決め部材３０を用いること
により巻線２６をスロット内の所望の位置に保持するこ
とができるから、容易に巻線２６を巻き付けることがで
きると共にスロット内のコイルの占積率を高くすること
ができる。また、実施例のブラシレスモータのステータ
２０によれば、ティース２４の両側にガイド部材４０を
配置したから、巻線２６がティース２４の角に当接して
損傷するのを防止することができると共に巻線２６を巻
き付ける際にティース２４に作用する力によってティー
ス２４が変形するのを防止することができる。

【００２０】この他、実施例のブラシレスモータのステ
ータ２０によれば、３連続巻線を行なうから、コイルの
結線数を少なくすることができる。また、実施例のブラ
シレスモータのステータ２０によれば、最短の渡り線長
さを確保するから、銅損を低減でき、モータの効率を向
上させることができる。さらに、外周コア上に渡り線ス
ペースが不要なため、磁気上必要なコア厚さのみとする
ことができる。

【００２１】実施例のブラシレスモータのステータ２０
では、二つの貫通孔３２，３４を有する位置決め部材３
０を用いたが、図７の変形例の位置決め部材３０Ｂに示
すように、各巻線毎の貫通孔３２Ｂを有するものとして
もよい。

【００２２】実施例のブラシレスモータのステータ２０
では、ティース２４の両側にガイド部材４０を配置して
ティース２４の変形を防止したが、巻線の際のティース
２４の変形を防止するものとしては、図８の変形例の巻
線方法に示すように、補助ステー４０Ｂをティース２４
の両側に配置して巻線２６を巻き付けるものとしてもよ
い。この補助ステー４０Ｂを両側に配置する場合、巻線
２６の巻き付けを終了した後に補助ステー４０Ｂを引き
抜けばよい。

【００２３】実施例のブラシレスモータのステータ２０
では、位置決め部材３０とガイド部材４０とを同時にス
テータ２０に対して射出成形することにより成形と共に
配置を行なったが、位置決め部材３０とガイド部材４０
とをステータ２０とは別に射出成形し、その後ステータ
２０に取り付けるものとしてもよい。また、実施例のブ
ラシレスモータのステータ２０では、位置決め部材３０
とガイド部材４０とを同一の樹脂により成形したが、異
なる樹脂によって位置決め部材３０とガイド部材４０と
を成形するものとしてもよい。

【００２４】実施例のブラシレスモータのステータ２０
では、位置決め部材３０とガイド部材４０とを配置する
ものとしたが、位置決め部材３０は配置するが、ガイド
部材４０は配置されないものとしても差し支えない。

【００２５】実施例のブラシレスモータのステータ２０
では、スロット２２は閉塞形状としたが、スロットは閉
塞形状に限定されるものではなく、その一部が開口して
いてもよい。即ち、コイルをスロットに直接巻き付ける
タイプであれば、スロットの形状は如何なるものでもよ
い。

【００２６】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるブラシレスモータの
ステータ２０の構成の概略を示す構成図である。

【図２】 実施例のステータ２０のＵ相に相当する部位
を拡大して示す拡大図である。

【図３】 実施例のステータ２０のＵ相に相当する３つ
のティース２４に巻線２６を巻き付ける順を例示する説
明図である。

【図４】 図３に例示する実施例のステータ２０をＡ−
Ｂ面で切断した際の断面図である。

【図５】 図４と直交する面でティース２４を切断した
際の断面図である。

【図６】 巻線工程の様子を例示する工程図である。

【図７】 変形例の位置決め部材３０Ｂの構成の概略を
示す構成図である。

【図８】 変形例の巻線方法に用いられる補助ステー４
０Ｂの使用の様子を例示する説明図である。

【符号の説明】

２０ ブラシレスモータのステータ、２２ スロット、
２４ ティース、２６巻線、３０ 位置決め部材、３
２，３２Ｂ，３４ 貫通孔、４０ ガイド部材、４０Ｂ
補助ステー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H019 AA04 CC03 DD01 DD10 5H603 AA09 BB01 BB10 CA01 CA05 CB02 CB23 CC05 CD32 CE01 CE13 EE02 EE26 FA16 5H604 AA08 BB17 CC01 CC05 CC13 DA14 DB01 DB26 PB03 5H621 GA01 GA16 GB08 JK02 JK05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットと、該スロットに直接巻
   回されてなるコイルとを有するブラシレスモータに用い
   られるステータであって、 前記スロットに挿入され、該スロットに前記コイルが巻
   回される際に該コイルを形成する巻線の少なくとも一部
   の位置を決める位置決め部材を備えるブラシレスモータ
   のステータ。
2. 【請求項２】 前記位置決め部材は、二つの貫通孔を有
   する部材である請求項１記載のブラシレスモータのステ
   ータ。
3. 【請求項３】 前記位置決め部材は、前記コイルを形成
   する巻線毎の貫通孔を有する部材である請求項１記載の
   ブラシレスモータのステータ。
4. 【請求項４】 前記位置決め部材は、樹脂により形成さ
   れてなる請求項１ないし３いずれか記載のブラシレスモ
   ータのステータ。
5. 【請求項５】 前記複数のスロット間の複数のティース
   に配置され、隣接するスロット間に巻き付けられる巻線
   を滑らかな曲線でガイドするガイド部材を備える請求項
   １ないし４いずれか記載のブラシレスモータのステー
   タ。
6. 【請求項６】 前記ガイド部材は、前記位置決め部材と
   同時に樹脂により形成されてなる請求項５記載のブラシ
   レスモータのステータ。
7. 【請求項７】 複数のスロットを有するステータの該ス
   ロットに直接コイルを巻き付ける巻線方法であって、 前記複数のスロット間の複数のティースの両側に所定強
   度を有する補助ステーを配置する補助ステー配置工程
   と、 該補助ステーが配置された状態で前記ティースに巻線を
   巻き付ける巻き付け工程とを備える巻線方法。
8. 【請求項８】 前記巻き付け工程は、前記巻線の降伏荷
   重以上の力を該巻線に作用させた状態で巻き付ける工程
   である請求項７記載の巻線方法。
9. 【請求項９】 前記巻き付け工程の後に前記補助ステー
   を抜き取る補助ステー抜取工程を備える請求項７または
   ８記載の巻線方法。