JP2006087278A - ブラシレスｄｃモータの固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するティース間での電位差が大きくならないブラシレスＤＣモータの固定子を提供する。
【解決手段】分割バックヨーク１４の内周側からティース１６が突出した分割コア１２を１２個有し、これら分割コア１２が連結部１８を介して連結された帯状のストレートコア１０を、連結部１８で折曲してリング状に構成される三相のブラシレスＤＣモータの固定子において、各ティース１６に三相のコイル２２を巻回し、Ｙ結線の中性点とは反対側の最も外側の位置にある各相のコイル２２を巻回するティース１６の位置が互いに隣接しないようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータの固定子におけるコイルの巻回構造に関するものである。

従来より、分割したバックヨークの内周側からティースが突出した分割コアを複数有し、かつ、これら複数の分割コアが連結部を介して連結された帯状のストレートコアを、前記連結部で折曲してリング状に構成されるブラシレスＤＣモータの固定子が提案されている。（特許文献１参照）
このようなストレートコアにおいては、コイルを巻回する場合に、帯状のストレートコアをリング状に形成する前に、ストレートコアの各ティースにコイルをそれぞれ巻回し、その後にストレートコアをリング状に折り曲げている。このようにすることで、リング状の固定子にコイルを巻回するよりも、巻線作業を容易に行なえるという効果がある。
特開平１０−１３６５８９号公報

上記のような帯状のストレートコアを用いた三相のブラシレスＤＣモータにおいて、三相のコイルを巻回する場合について図４に基づいて説明する。

ストレートコアは１２個のティースを有し、帯状のストレートコアの一端部から他端部に向かって１番から１２番のティースの番号が付されているとする。三相のコイルはＹ結線を行なう場合に、そのＹ結線の構造は図４に示す構造となる。すなわち、Ｕ相においては、１番目、４番目、７番目、１０番目のティースに順番に巻回されたコイルを直列に接続する。Ｖ相においては２番目、５番目、８番目、１１番目のティースに順番に巻回されたコイルを直列に接続する。Ｗ相においては３番目、６番目、９番目、１２番目のティースに順番に巻回されたコイルを直列に接続する。そして、１０番目のティースに巻回されたコイルと、１１番目のティースに巻回されたコイルと、１２番目のティースに巻回されたコイルを接続して中性点とする。

上記のようなＹ結線の構造であると、中性点とは反対側の最も外側にある各コイル間での電位差が大きくなる。具体的には、１番目のティースに巻回されたコイルと、２番目のティースに巻回されたコイルと、３番目のティースに巻回されたコイルとの電位差が大きくなる。ところが、これら１番目、２番目、３番目のティースは隣接しており、これら隣接するティース間の電位差が大きくなると相間の絶縁能力が不足し、その結果レアショート等が発生することがある。

特に、モールドされたブラシレスＤＣモータにおいてＰＷＭ制御を行なった場合に、この大きな電位差により電食が発生し易くなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、隣接するティース間での電位差が大きくならないブラシレスＤＣモータの固定子を提供する。

請求項１に係る発明は、分割したバックヨークの内周側からティースが突出した分割コアを３ｎ個（但し、ｎは自然数である）有し、かつ、前記３ｎ個の分割コアが連結部を介して連結された帯状のストレートコアを、前記連結部で折曲してリング状に構成される三相のブラシレスＤＣモータの固定子において、前記ストレートコアの各ティースにコイルをそれぞれ巻回してＹ結線する場合に、Ｕ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、Ｖ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、Ｗ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、前記Ｙ結線の中性点とは反対側の最も外側の位置にある各相のコイルを巻回するティースの位置が互いに隣接しないようにすることを特徴とするブラシレスＤＣモータの固定子である。

請求項２に係る発明は、前記ｎが４であって、前記ティースが１２個あることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの固定子である。

請求項３に係る発明は、前記１２個あるティースについて、一端部から他端部に向かって順番にティースの番号を１から１２まで付した場合に、Ｕ相のコイルを１，４，７，１０番のティースに順番に巻回し、Ｖ相のコイルを２，１１，８，５番のティースに順番に巻回し、Ｗ相のコイルを６，３，１２，９番のティースに順番に巻回することを特徴とする請求項２記載のブラシレスＤＣモータの固定子である。

請求項４に係る発明は、前記ｎが３であって、前記ティースが９個あることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの固定子である。

請求項５に係る発明は、前記９個あるティースについて、一端部から他端部に向かって順番にティースの番号を１から９まで付した場合に、Ｕ相のコイルを１，４，７番のティースに順番に巻回し、Ｖ相のコイルを２，８，５番のティースに順番に巻回し、Ｗ相のコイルを６，３，９番のティースに順番に巻回することを特徴とする請求項２記載のブラシレスＤＣモータの固定子である。

請求項１に係る発明のブラシレスＤＣモータの固定子においては、Ｙ結線の中性点とは反対側の最も外側の位置にある各相のコイル（以下、外側コイルという）を巻回するティースの位置が互いに隣接しないようにすることにより、隣接するティース間での電位差が大きくならず、レアショートや電食が発生したりすることがない。

例えば、ティースが１２個有るブラシレスＤＣモータの固定子においては、Ｕ相のコイルを１，４，７，１０番のティースに順番に巻回し、Ｖ相のコイルを２，１１，８，５番のティースに順番に巻回し、Ｗ相のコイルを６，３，１２，９番のティースに順番に巻回することにより、各相の外側コイルを隣接したティースに巻回することが無く、レアショートや電食が発生しない。

例えば、ティースが９個有るブラシレスＤＣモータの固定子においては、Ｕ相のコイルを１，４，７番のティースに順番に巻回し、Ｖ相のコイルを２，８，５番のティースに順番に巻回し、Ｗ相のコイルを６，３，９番のティースに順番に巻回する。これにより、各相の外側コイルを隣接するティースに巻回することが無く、レアショートや電食が発生しない。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態のブラシレスＤＣモータの固定子について図１及び図２に基づいて説明する。

（１）固定子の構造
固定子の構造について、その製造方法に基づいて説明する。

まず、図１に示す帯状のストレートコア１０は、鋼板からなるフープ材を打ち抜いた抜板を複数枚積層して形成する。ストレートコア１０は、１２個の分割コア１２を有し、各分割コア１２は、分割したバックヨーク１４の内周側からＴ字状のティース１６が１個突出した形状となっている。隣接する分割したバックヨーク１４、１４同士は、連結部１８で連結されている。この連結部１８は、隣接する分割したバックヨーク１４、１４の間に形成されたＶ字状の溝の切り込み部２０を有している。

次に、帯状のストレートコア１０を、絶縁性のある樹脂によってプレモールドを施し、コイル２２が巻回する部分について絶縁層を形成する。この絶縁層を施す具体的な部分は、ティース１６の両側と、分割した各バックヨークの内側である。

次に、上記のようにして絶縁層が形成されたストレートコア１０の１２個の各ティース１６に、コイル２２をそれぞれ巻回する。

次に、コイル２２を巻回したストレートコア１０を、連結部１８を支点にして折曲しリング状に形成する。リング状に形成したストレートコア１０の一端部と他端部を接着剤または溶接等により固着し、いわゆるインナーロータ型の固定子を形成する。

次に、リング状に形成したストレートコア１０の一側面にリング状の配線基板を取り付ける。この取付け構造は前記したストレートコア１０の絶縁層によって突起を設け、この突起の部分に配線基板を取り付ける。この配線基板は、ブラシレスＤＣモータの駆動回路を構成する電子部品が取り付けられていると共に、各ティース１６に巻回されたコイルの間の結線も行なうように配線がされている。

次に、このようにして形成された配線基板とストレートコア１０を金型内部に収納し、モールド樹脂によってモールド成形し、モールドフレームを形成する。

次に、このモールドフレームによって形成された空洞部に、回転子をベアリングとブラケットを介して取り付け、ブラシレスＤＣモータの組み立てを完了する。

（２）コイル２２の巻線方法
次に、ストレートコア１０の１２個のティース１６に三相のコイル２２を巻線する方法について説明する。

図１の帯状のストレートコア１０において、右端部から左端部に向かってティース１６の番号が１〜１２まで順番に付されているとし、この番号を基準に図２に基づいて説明する。

三相のうちＵ相の配線については、１番目、４番目、７番目、１０番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回し、直列に接続する。

Ｖ相については、５番目、８番目、１１番目、２番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回し、直列に接続する。

Ｗ相については、９番目、１２番目、３番目、６番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回し、直列に接続する。

そして、１０番目のティースと２番目のティースと６番目のティースに巻回された各相のコイル２２を接続して中性点とし、Ｙ結線が完了する。

なお、各ティース１６に巻回されたコイル２２間の接続及び中性点の結線は、上記したように配線基板により直接接続する。

上記のようにして三相のコイル２２を配線すると、中性点とは反対側の最も外側の位置にあるコイル（以下、外側コイルという）２２は、１０番目、５番目、９番目のティース１６に巻回された状態となり、各ティース１６は互いに隣接した状態にはなっていない。したがって、外側コイル２２間の電位差が大きくなっても、ティース１６同士が隣接していないため、従来のようにレアショートや電食が発生したりすることがない。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では１２個のティース１６を有するストレートコア１０について説明したが、第２の実施形態では９個のティース１６を有するストレートコア１０のコイル２２の巻線方法について説明する。

第１の実施形態と同様にストレートコア１０の右端部から左端部のティース１６に向かって１番〜９番の番号が付されているとする。

Ｕ相については、１番目、４番目、７番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回して、直列に接続する。

Ｖ相については、５番目、８番目、２番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回して、直列に接続する。

Ｗ相については、９番目、３番目、６番目のティース１６にコイル２２を順番に巻回して、直列に接続する。

そして、７番目、２番目、６番目のティース１６に巻回されたコイル２２を接続し中性点とする。

このようなＹ結線の方法であっても、外側コイル２２が巻回されているティースの番号は１番目、５番目、９番目であって互いに隣接しておらず、従来のようにレアショートや電食が発生したりすることがない。

（変更例）
本発明は上記実施形態に限らずその主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。

例えば、上記実施形態ではモールドモータについて説明したが、これに限らず鋼板のフレームによって形成されたブラシレスＤＣモータであってもよい。

また、上記実施形態では、各コイル２２は配線基板によって接続したが、これに代えてより線で直接接続してもよい。

本発明は、三相のブラシレスＤＣモータの固定子に好適である。

本発明の第１の実施形態のブラシレスＤＣモータの固定子におけるストレートコアの平面図である。 同じくそのＹ結線の構造を示す図である。 第２の実施形態におけるＹ結線の構造を示す図である。 従来のＹ結線の構造を示す図である。

符号の説明

１０ ストレートコア
１２ 分割コア
１４ バックヨーク
１６ ティース
１８ 連結部
２０ 切り込み部
２２ コイル

Claims (5)

1. 分割したバックヨークの内周側からティースが突出した分割コアを３ｎ個（但し、ｎは自然数である）有し、かつ、前記３ｎ個の分割コアが連結部を介して連結された帯状のストレートコアを、前記連結部で折曲してリング状に構成される三相のブラシレスＤＣモータの固定子において、
   前記ストレートコアの各ティースにコイルをそれぞれ巻回してＹ結線する場合に、Ｕ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、Ｖ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、Ｗ相に関してはｎ個のコイルを直列に接続し、
   前記Ｙ結線の中性点とは反対側の最も外側の位置にある各相のコイルを巻回するティースの位置が互いに隣接しないようにする
   ことを特徴とするブラシレスＤＣモータの固定子。
2. 前記ｎが４であって、前記ティースが１２個ある
   ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの固定子。
3. 前記１２個あるティースについて、一端部から他端部に向かって順番にティースの番号を１から１２まで付した場合に、
   Ｕ相のコイルを１，４，７，１０番のティースに順番に巻回し、
   Ｖ相のコイルを２，１１，８，５番のティースに順番に巻回し、
   Ｗ相のコイルを６，３，１２，９番のティースに順番に巻回する
   ことを特徴とする請求項２記載のブラシレスＤＣモータの固定子。
4. 前記ｎが３であって、前記ティースが９個ある
   ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの固定子。
5. 前記９個あるティースについて、一端部から他端部に向かって順番にティースの番号を１から９まで付した場合に、
   Ｕ相のコイルを１，４，７番のティースに順番に巻回し、
   Ｖ相のコイルを２，８，５番のティースに順番に巻回し、
   Ｗ相のコイルを６，３，９番のティースに順番に巻回する
   ことを特徴とする請求項２記載のブラシレスＤＣモータの固定子。

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