JP2008035662A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減することができるとともに、製造を簡略化することができるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】ブラシレスモータは、放射状に延びる複数のティース部１７ｂを有するステータコア１７と、ステータコア１７のティース部１７ｂに巻回された巻線Ｄａと複数の巻線Ｄａを繋ぐ渡り線Ｄｂとを連続して構成する導線Ｄと、ステータコア１７における軸方向一端側に配置され、導線Ｄの一部に対して電気的に接続される接続端子３２を有し該接続端子３２を介して巻線Ｄａに駆動電流を供給するための回路装置１４とを備える。接続端子３２は、ステータコア１７における軸方向一端側で導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）と溶接によって電気的に接続される。そして、渡り線Ｄｂは、ステータコア１７における軸方向他端側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

従来、ブラシレスモータにおいては、ステータコア（ティース部）に巻回された巻線と複数の巻線を繋ぐ渡り線とを構成する導線の一部が、巻線に駆動電流を供給するための回路装置に電気的に接続される。そして、このようなブラシレスモータとしては、巻線と渡り線とを構成する導線の一部がステータコアに組み付けられたターミナルに電気的に接続され、そのターミナルに回路装置の接続部が電気的に接続されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３５６０２４号公報

しかしながら、上記したようなブラシレスモータでは、ターミナルが部品点数を多くしてしまうという問題があるともに、ターミナルをステータコア側に組み付ける工程や導線とターミナルとを電気的に接続する工程（例えば、ターミナルに導線を圧着してヒュージング）が必要で、それら工程が製造を複雑化してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を低減することができるとともに、製造を簡略化することができるブラシレスモータを提供することにある。

請求項１に記載の発明では、放射状に延びる複数のティース部を有するステータコアと、前記ステータコアの前記ティース部に巻回された巻線と複数の前記巻線を繋ぐ渡り線とを連続して構成する導線と、前記ステータコアにおける軸方向一端側に配置され、前記導線の一部に対して電気的に接続される接続部を有し該接続部を介して前記巻線に駆動電流を供給するための回路装置とを備えたブラシレスモータであって、前記接続部は、前記ステータコアにおける軸方向一端側で前記導線の一部と溶接によって電気的に接続され、前記渡り線は、前記ステータコアにおける軸方向他端側に配置された。

同構成によれば、接続部と導線とが溶接によって直接電気的に接続されるため、ステータコア側に導線及び接続部が接続されるターミナル（別部材）を設ける必要がない。よって、ターミナルを有するものに比べて、部品点数を低減することができる。又、ターミナルを有するものに比べて、ターミナルをステータコア側に組み付ける工程が不要になるとともに、導線とターミナルとを電気的に接続する工程（例えば、ターミナルに導線を圧着してヒュージング）が不要になる。しかも、渡り線は、ステータコアにおける軸方向他端側、即ち、接続部と一部の巻線とが溶接される軸方向一端側の反対側に配置されるため、接続部と一部の巻線との溶接作業の際に渡り線が邪魔になることが防止される。よって、渡り線の損傷を防止しながら、溶接作業を容易に行うことができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアにおける軸方向他端側には、前記ティース部より径方向内側で前記渡り線を周方向に沿って案内するためのガイド部が設けられた。

同構成によれば、ステータコアにおける軸方向他端側には、ティース部より径方向内側で渡り線を周方向に沿って案内するためのガイド部が設けられるため、例えば、渡り線が、ステータコアが固定されるセンターピースや巻線に接触してしまうといったことを低減することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアには、前記巻線との間に介在されるインシュレータが装着され、前記ガイド部は、前記インシュレータに一体形成された。

同構成によれば、ガイド部は、ステータコアに一般的に装着されるインシュレータに一体形成されるため、部品点数を多くしてしまうことがない。又、ガイド部は、成形の容易な（例えば樹脂製の）インシュレータに一体形成されるため、容易に設けることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアには、前記巻線との間に介在されるインシュレータが装着され、前記インシュレータにおける前記軸方向一端側には、一部の巻線を他の巻線に対して径方向内側に分離するための分離部が形成され、前記接続部は、前記一部の巻線と電気的に接続された。

同構成によれば、インシュレータにおける軸方向一端側に形成された分離部によって、一部の巻線が他の巻線に対して径方向内側に分離される。そして、接続部は、一部の巻線と電気的に接続されるため、一部の巻線と接続部との溶接作業の際にその他の巻線が邪魔になることが防止される。又、前記一部の巻線は巻回されることで動き難く安定した状態となるので、その安定した状態で溶接作業を行うことができる。これらのことから、巻線（その他の巻線）の損傷（短絡）を防止しながら、溶接作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、部品点数を低減することができるとともに、製造を簡略化することができるブラシレスモータを提供することができる。

以下、本発明をエンジン冷却用の電動ファン装置に具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すように、電動ファン装置１は、ブラシレスモータ１１とファン１２とを備えている。ブラシレスモータ１１は、ステータ１３、回路装置１４、及びロータ１５を備えている。

ステータ１３は、筒部１７ａ及び筒部１７ａから放射状に延びる複数のティース部１７ｂを有するステータコア１７と、ステータコア１７に装着されたインシュレータ１８，１９と、各ティース部１７ｂにインシュレータ１８，１９を介して巻回された巻線Ｄａと複数の巻線Ｄａを繋ぐ渡り線Ｄｂとを連続して構成する導線Ｄとを備えている。尚、本実施の形態のステータコア１７におけるティース部１７ｂは、１２個形成されている（図２参照）。又、本実施の形態の各ティース部１７ｂにおける巻線Ｄａは、３相の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応したものが周方向に２つずつ並んで（即ち、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｕ相…の順に）順次配設されている。又、本実施の形態の渡り線Ｄｂは、周方向に隣り合わない、言い換えると周方向に２つ以上離間したティース部１７ｂにおける巻線Ｄａ同士を繋ぐものである。

詳しくは、ステータ１３は、図１に示すように、略円盤板形状の板部２１ａに略円筒状の円筒部２１ｂが立設されたセンターピース２１に固定されるものであって、ステータコア１７の筒部１７ａが前記円筒部２１ｂに外嵌されている。

インシュレータ１８，１９は、絶縁性の樹脂製であって、ステータコア１７の軸方向両端側からそれぞれ装着可能に軸方向に一対設けられている。又、インシュレータ１８，１９は、前記ステータコア１７の筒部１７ａの軸方向端面（その約半分）を覆う環状被覆部１８ａ，１９ａと、前記ステータコア１７のティース部１７ｂを覆うティース被覆部１８ｂ，１９ｂとを備える。

又、ステータコア１７における軸方向一端側（センターピース２１の板部２１ａ側であって、図１において左側、図２において紙面手前側）のインシュレータ１８には、一部の巻線としての端巻線Ｄａ１を他の巻線Ｄａ２に対して径方向内側に分離するための分離部１８ｃが形成されている（図３参照）。尚、本実施の形態の端巻線Ｄａ１とは、ティース部１７ｂの巻線Ｄａにおける最終の巻線（最後のひと巻き）であって、周方向に並ぶ同じ相（例えば、Ｕ相）の巻線Ｄａに連結されるものである。詳しくは、本実施の形態の分離部１８ｃは、環状被覆部１８ａの径方向外側において周方向に１つおきのティース被覆部１８ｂ（ティース部１７ｂ）と対応した位置で軸方向に突出するように形成されている。又、本実施の形態の各分離部１８ｃは、ティース被覆部１８ｂ（ティース部１７ｂ）の周方向中心と対応した位置を除くように、即ち、ティース被覆部１８ｂ（ティース部１７ｂ）の周方向中心を中心として周方向に一対形成されている。

又、ステータコア１７における軸方向他端側（センターピース２１の板部２１ａの反対側であって、図１において右側）のインシュレータ１９には、ティース部１７ｂより径方向内側で前記渡り線Ｄｂを周方向に沿って案内するための外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄが設けられている。尚、本実施の形態では、外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄがガイド部を構成している。詳しくは、本実施の形態の外側壁１９ｃは、環状被覆部１９ａの径方向外側において各ティース被覆部１９ｂ（各ティース部１７ｂ）と対応した位置であって周方向に断続的に軸方向に突出するように形成されている。又、本実施の形態の内側壁１９ｄは、環状被覆部１９ａの径方向内側（内縁）の全周において、円筒状に軸方向に突出するように形成されている。

そして、インシュレータ１８，１９が装着されたステータコア１７の（ティース被覆部１８ｂ，１９ｂに覆われた）各ティース部１７ｂには、巻線Ｄａが集中巻にて巻回され、それら巻線Ｄａの内の所定の巻線Ｄａ同士は前記センターピース２１の板部２１ａの反対側（図１中、右側）で渡り線Ｄｂによって繋がれている。

ここで、分離部１８ｃと対応した位置の各巻線Ｄａは、それぞれにおいて最終の巻線（最後のひと巻き）である前記端巻線Ｄａ１を除いて前記分離部１８ｃの径方向外側でティース部１７ｂに巻回されて該分離部１８ｃにて径方向内側への移動が規制される。

又、渡り線Ｄｂは、ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）によって、ティース部１７ｂより径方向内側で周方向に沿って案内される。詳しくは、渡り線Ｄｂは、外側壁１９ｃによって径方向外側への移動が規制され、内側壁１９ｄによって径方向内側への移動が規制される。

回路装置１４は、巻線Ｄａに供給する駆動電流を生成するためのスイッチング素子を含む回路（図示略）と、その回路を収容する樹脂ケース３１と、樹脂ケース３１内から外部に延びて前記導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）に対して電気的に接続される接続部としての複数の接続端子３２とを備える。接続端子３２は、図２に示すように、３つの前記導線Ｄの一部（３つの端巻線Ｄａ１）に対応して３つ設けられ、端巻線Ｄａ１と直接接触される接触部３２ａは、その接触面が、図１及び図３に示すように、導線Ｄ（端巻線Ｄａ１）より大きい径の弧状に形成されている。

そして、回路装置１４は、その樹脂ケース３１が前記センターピース２１の板部２１ａ（ステータ１３）に対して固定されるとともに、接続端子３２がインシュレータ１８の環状被覆部１８ａとで前記導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）を（軸方向に）挟むように配置されて該導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）と溶接によって電気的に接続されている。尚、この状態で、本実施の形態の接触部３２ａは、ティース被覆部１８ｂ（ティース部１７ｂ）の周方向中心と対応した位置に配置され、その周方向中心を中心として一対形成される分離部１８ｃの間に（周方向に間隔を有して）配置される（図２及び図３参照）。又、図１及び図３では、導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）や接続端子３２を模式的に図示しているが、これらはレーザビームを照射するレーザ溶接によって（溶かされて）電気的に接続されるとともに固定されている。又、センターピース２１の板部２１ａには、前記接続端子３２を軸方向に通過させるための貫通孔２１ｃが形成されている。

ロータ１５は、有底筒形状のヨーク４１と、ヨーク４１の内周面に固定された複数のマグネット４２と、ヨーク４１の中央に固定された回転軸４３とを備えている。ロータ１５は、マグネット４２が前記ステータコア１７（ティース部１７ｂ）の外周と対向するように配置されるとともに、回転軸４３がセンターピース２１の円筒部２１ｂに保持された軸受４４によって（ステータ１３に対して）回転可能に支持されている。又、本実施の形態のヨーク４１の外周面には、前記ファン１２が固定されている。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）接続端子３２と導線Ｄ（端巻線Ｄａ１）とが溶接によって直接電気的に接続されるため、ステータコア１７側に導線Ｄ及び接続端子３２が接続されるターミナル（別部材）を設ける必要がない。よって、ターミナルを有するものに比べて、部品点数を低減することができる。又、ターミナルを有するものに比べて、ターミナルをステータコア１７側に組み付ける工程が不要になるとともに、導線Ｄとターミナルとを電気的に接続する工程（例えば、ターミナルに導線Ｄを圧着してヒュージング）が不要になる。しかも、渡り線Ｄｂは、ステータコア１７における軸方向他端側、即ち、接続端子３２と導線Ｄ（端巻線Ｄａ１）とが溶接される軸方向一端側の反対側に配置されるため、接続端子３２と導線Ｄ（端巻線Ｄａ１）との溶接作業の際に渡り線Ｄｂが邪魔になることが防止される。よって、渡り線Ｄｂの損傷を防止しながら、溶接作業を容易に行うことができる。

（２）ステータコア１７における軸方向他端側には、ティース部１７ｂより径方向内側で渡り線Ｄｂを周方向に沿って案内するためのガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）が設けられるため、渡り線Ｄｂが、ステータコア１７が固定されるセンターピース２１（円筒部２１ｂ）や巻線Ｄａに接触してしまうといったことを低減することができる。詳しくは、ガイド部は、略円筒状に軸方向に突出して渡り線Ｄｂの径方向内側への移動を規制するための内側壁１９ｄを含むため、渡り線Ｄｂが、センターピース２１（円筒部２１ｂ）に接触してしまうといったことを低減することができる。又、内側壁１９ｄは、略円筒状であるため、渡り線Ｄｂが滑らかに曲線状に曲げられることになり急激な曲げが抑制される。又、ガイド部は、周方向に断続的に軸方向に突出して渡り線Ｄｂの径方向外側への移動を規制するための外側壁１９ｃを含むため、渡り線Ｄｂが巻線Ｄａに接触してしまうといったことを低減することができる。又、外側壁１９ｃは、周方向に断続的に設けられるため、巻線Ｄａが配置される径方向外側から渡り線Ｄｂを容易に（内側壁１９ｄとの間に）引き入れたり、巻線Ｄａが配置される径方向外側へ渡り線Ｄｂを容易に引き出したりすることができる。

（３）ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）は、ステータコア１７に一般的に装着されるものであるインシュレータ１９に一体形成されるため、部品点数を多くしてしまうことがない。又、ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）は、成形の容易な（樹脂製の）インシュレータ１９に一体形成されるため、容易に設けることができる。

（４）インシュレータ１８における軸方向一端側に形成された分離部１８ｃによって、一部の巻線としての端巻線Ｄａ１が他の巻線Ｄａ２に対して径方向内側に分離される。そして、接続端子３２は、端巻線Ｄａ１と電気的に接続されるため、端巻線Ｄａ１と接続端子３２との溶接作業の際にその他の巻線Ｄａ２が邪魔になることが防止される。又、端巻線Ｄａ１は巻回されることで動き難く安定した状態となるので、その安定した状態で溶接作業を行うことができる。これらのことから、巻線Ｄａ（その他の巻線Ｄａ２）の損傷（短絡）を防止しながら、溶接作業を容易に行うことができる。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、ステータコア１７における軸方向他端側には、ティース部１７ｂより径方向内側で渡り線Ｄｂを周方向に沿って案内するためのガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）が設けられるとしたが、これに限定されず、ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄの少なくとも１つ）が設けられていない構成としてもよい。又、渡り線Ｄｂを周方向に沿って案内することができれば、ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄの少なくとも１つ）の形状を変更してもよい。

・上記実施の形態では、ガイド部（外側壁１９ｃ及び内側壁１９ｄ）は、インシュレータ１９に一体形成されるとしたが、これに限定されず、インシュレータの別部材として固定して設けてもよい。

・上記実施の形態では、インシュレータ１８に分離部１８ｃが形成されるとしたが、これに限定されず、分離部１８ｃが形成されていないインシュレータとしてもよい。
・上記実施の形態では、接続端子３２がインシュレータ１８の環状被覆部１８ａとで導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）を挟むように配置されて該導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）と溶接によって電気的に接続されるとしたが、接続端子３２と導線Ｄ（端巻線Ｄａ１）とが溶接によって直接電気的に接続されれば、他の構成に変更してもよい。

・上記実施の形態では、導線Ｄの一部（端巻線Ｄａ１）と接続端子３２とが非接触溶接の１つであるレーザ溶接によって電気的に接続されるとしたが、これに限定されず、治具（例えば一対の電極等）を接触させて溶接を行う接触溶接や、アーク溶接や電子ビーム溶接等の他の非接触溶接によって電気的に接続されるとしてもよい。

・上記実施の形態では、最終の巻線（最後のひと巻き）である一部の巻線としての端巻線Ｄａ１を接続端子３２に電気的に接続するとしたが、前記最終の巻線（最後のひと巻き）を最初の巻線（最初のひと巻き）に変更してもよい。

・上記実施の形態では、ティース部１７ｂの数が１２のブラシレスモータ１１としたがこれに限定されず、ティース部の数が他の数のブラシレスモータにおいて実施してもよい。

・上記実施の形態では、本発明をエンジン冷却用の電動ファン装置に具体化したが、勿論、他の装置におけるブラシレスモータに変更してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項２又は３に記載のブラシレスモータにおいて、前記ガイド部は、略円筒状に軸方向に突出して前記渡り線の径方向内側への移動を規制するための内側壁を含むことを特徴とするブラシレスモータ。このようにすると、例えば、渡り線が、ステータコアが固定されるセンターピースに接触してしまうといったことを低減することができる。又、内側壁は、略円筒状であるため、渡り線が滑らかに曲線状に曲げられることになり急激な曲げが抑制される。

（ロ）請求項２、３及び上記（イ）のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ガイド部は、周方向に断続的に軸方向に突出して前記渡り線の径方向外側への移動を規制するための外側壁を含むことを特徴とするブラシレスモータ。このようにすると、渡り線が巻線に接触してしまうといったことを低減することができる。又、外側壁は、周方向に断続的に設けられるため、巻線が配置される径方向外側から渡り線を容易に引き入れたり、巻線が配置される径方向外側へ渡り線を容易に引き出したりすることができる。

本実施の形態における電動ファン装置の概略構成図。 本実施の形態におけるステータ及び回路装置を説明するための平面図。 本実施の形態の接続端子とその周辺のステータを説明するための斜視図。

符号の説明

１４…回路装置、１７…ステータコア、１７ｂ…ティース部、１８，１９…インシュレータ、１８ｃ…分離部、１９ｃ…ガイド部の一部を構成する外側壁、１９ｄ…ガイド部の一部を構成する内側壁、３２…接続端子（接続部）、Ｄ…導線、Ｄａ…巻線、Ｄｂ…渡り線、Ｄａ１…端巻線（一部の巻線）。

Claims (4)

1. 放射状に延びる複数のティース部を有するステータコアと、
   前記ステータコアの前記ティース部に巻回された巻線と複数の前記巻線を繋ぐ渡り線とを連続して構成する導線と、
   前記ステータコアにおける軸方向一端側に配置され、前記導線の一部に対して電気的に接続される接続部を有し該接続部を介して前記巻線に駆動電流を供給するための回路装置と
   を備えたブラシレスモータであって、
   前記接続部は、前記ステータコアにおける軸方向一端側で前記導線の一部と溶接によって電気的に接続され、
   前記渡り線は、前記ステータコアにおける軸方向他端側に配置されたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアにおける軸方向他端側には、前記ティース部より径方向内側で前記渡り線を周方向に沿って案内するためのガイド部が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアには、前記巻線との間に介在されるインシュレータが装着され、
   前記ガイド部は、前記インシュレータに一体形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアには、前記巻線との間に介在されるインシュレータが装着され、
   前記インシュレータにおける前記軸方向一端側には、一部の巻線を他の巻線に対して径方向内側に分離するための分離部が形成され、
   前記接続部は、前記一部の巻線と電気的に接続されたことを特徴とするブラシレスモータ。

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