JP2009290922A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、バスバーユニットを介してステータのコイルに給電し、ロータを回転させるブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a brushless motor that supplies power to a coil of a stator via a bus bar unit and rotates a rotor.
一般に、インナーロータ型のブラシレスモータは、モータケースに内嵌固定されたステータと、モータケースの径方向中央に配置されステータに対して回転自在に支持されたロータとを有している。ロータの外周面には、複数の永久磁石が配設されている。ステータは、略円筒状のステータコアと、このステータコアから径方向内側に突設された複数のティースとを備えている。 In general, an inner rotor type brushless motor has a stator that is fitted and fixed in a motor case, and a rotor that is disposed at the center in the radial direction of the motor case and is rotatably supported by the stator. A plurality of permanent magnets are disposed on the outer peripheral surface of the rotor. The stator includes a substantially cylindrical stator core and a plurality of teeth projecting radially inward from the stator core.
各ティースには、絶縁材であるインシュレータが装着され、このインシュレータを介してコイルが巻装されている。そして、コイルに外部電源からの電力が給電されると、コイルに発生する磁束と永久磁石との間に吸引力、または反発力が生じロータが回転する。
各コイルの結線は、ステータの軸方向一端に配置された配電基板(バスバー)に接続されることにより行われる。すなわち、各コイルの端末部である巻き始め端と巻き終わり端は、例えば、スター結線方式などの結線方式に応じて配電基板を介して接続されることになる。
Each tooth is provided with an insulator, which is an insulating material, and a coil is wound through the insulator. When power from an external power supply is supplied to the coil, an attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic flux generated in the coil and the permanent magnet, and the rotor rotates.
Each coil is connected by being connected to a power distribution board (bus bar) arranged at one axial end of the stator. That is, the winding start end and winding end end, which are terminal portions of each coil, are connected via the power distribution board in accordance with a connection method such as a star connection method.
ここで、配電基板を用いて各コイルをスター結線方式にて結線する場合において、配電基板を外部電源からの電力を各コイルに給電するための第一配電板と、中性点を結線するための第二配電板とで構成しているものがある。そして、各コイルの巻き終わり端部を第一配電板に接続すると共に、各コイルの巻き始め端部を第二配電板に接続することで、容易にスター結線を行うことができるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、インナーロータ型のブラシレスモータにあっては、コイルの占積率を向上するために、ステータを周方向に分割可能に構成することが多い。そして、分割された分割ステータの各ティースにそれぞれコイルを巻装し、これら分割ステータを再度組み合わせてステータを形成している。分割ステータを再度組み合わせる際、コイルの高占積率化を図るあまり、隣接する分割ステータの各コイルの最外周部が接触するおそれがある。
ここで、上述の実施形態のように、巻き終わり端部を給電を行うための第一配電板に接続すると、コイルの巻き終わり端部はコイルの最外周部に位置することから、コイルの外部電源に近い部分がショートすることになる。
By the way, in the inner rotor type brushless motor, in order to improve the space factor of the coil, the stator is often configured to be divided in the circumferential direction. A coil is wound around each of the divided stator teeth, and these divided stators are combined again to form a stator. When the split stators are recombined, the outermost peripheral portions of the coils of the adjacent split stators may come into contact with each other because the space factor of the coils is increased.
Here, as in the above-described embodiment, when the winding end end is connected to the first power distribution plate for supplying power, the winding end end of the coil is located at the outermost peripheral portion of the coil. The part near the power supply will be short-circuited.
図11に示すように、例えば、コイルがU相、V相、W相で構成され、これらがスター結線されている場合において、U相コイル100Uの巻き終わり端部101UとV相コイル100Vの巻き終わり端部101Vとがショートすると、外部電源(不図示)に近い分電圧が高いので、過電流が生じやすい。このため、各コイルへの給電制御を行うECU(Electronic Control Unit)などの電子部品が損傷してしまうおそれがあるという課題がある。
また、コイル内において、ショートした部分(図11に×印で示す)と中性点Nとにより閉回路100Kが形成され、ロータの回転方向とは逆にトルクが発生し、これが電磁ブレーキとなってブラシレスモータがロックしてしまうおそれがあるという課題がある。
As shown in FIG. 11, for example, when the coils are composed of a U phase, a V phase, and a W phase and these are star-connected, the
Further, in the coil, a closed
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、隣接するティースに巻装されたコイルの最外周部同士が接触した場合であっても電子部品の損傷を防止できると共に、モータロックを回避することができるブラシレスモータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when the outermost peripheral portions of coils wound around adjacent teeth are in contact with each other, damage to electronic components can be prevented, A brushless motor capable of avoiding motor lock is provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、複数の相のコイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、前記コイルに給電するためのバスバーユニットとを備えたブラシレスモータであって、前記バスバーユニットは、相毎に設けられ各々の相のコイルの巻き始め端部が接続される複数の相用バスバーと、各相のコイルの巻き終わり端部が接続される中性点用バスバーとを有し、各相用バスバーに給電を行うことを特徴とする。
このように構成することで、従来と同じコイルの巻装方法のまま、バスバーユニットを用いて各相のコイルの巻き終わり端部を中性点に結線することができる一方、巻き始め端部を外部電源側に位置させることができる。このため、作業者による結線の誤作業を防止できると共に、例え、隣接するコイルの最外周部同士が接触した場合であってもショートする部分をコイルの外部電源から遠い部分とすることができる。
また、ショートした部分と中性点Nとにより閉回路が形成された場合であっても従来と比較して、ロータの回転方向とは逆に発生するトルクを小さくすることができる。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is directed to a stator having a plurality of phase coils wound thereon, a rotor provided rotatably with respect to the stator, and supplying power to the coils. The bus bar unit includes a plurality of phase bus bars provided for each phase and connected to a winding start end of each phase coil, and a coil for each phase. And a neutral point bus bar to which the winding end is connected, and feeds power to each phase bus bar.
By configuring in this way, the winding end ends of the coils of each phase can be connected to the neutral point using the bus bar unit, while maintaining the same coil winding method as before, while the winding start ends are It can be located on the external power supply side. For this reason, it is possible to prevent erroneous work of connection by the operator, and for example, even if the outermost peripheral portions of adjacent coils are in contact with each other, the short-circuited portion can be a portion far from the external power supply of the coil.
Further, even when a closed circuit is formed by the shorted portion and the neutral point N, it is possible to reduce the torque generated in the direction opposite to the rotation direction of the rotor as compared with the conventional case.
請求項2に記載した発明は、前記ステータは、前記コイルを巻装するためのティースと、前記ティースに装着され前記コイルと前記ティースとの絶縁を確保するために用いられるインシュレータとを有し、前記インシュレータは、前記ティースの軸方向両端で、かつ径方向外側に設けられる外周壁を少なくとも有し、前記外周壁の前記巻き始め端部の引き出し位置に対応する部位に、巻き始め端用凹部を形成すると共に、前記外周壁の前記巻き終わり端部の引き出し位置に対応する部位に、巻き終わり端用凹部を形成し、各相用バスバーに前記巻き始め端部を接続するための相用端子を設け、前記中性点用バスバーに前記巻き終わり端部を接続するための中性点用端子を設け、各相用端子をそれぞれ対応する相の巻き始め端用凹部に近接配置すると共に、前記中性点用端子を前記巻き終わり端用凹部に近接配置したことを特徴とする。
このように構成することで、インシュレータの巻き始め端用凹部を介してコイルの巻き始め端部を径方向外側に引出すことができると共に、インシュレータの巻き終わり端用凹部を介してコイルの巻き終わり端部を径方向外側に引出すことができる。このため、例えば、バスバーユニットをインシュレータ上に載置するような場合にあっては、バスバーユニットの組み付け時において、各相のコイルの端部とバスバーユニットの各端子との干渉を防止することができる。
また、バスバーユニットと各相のコイルの巻き始め端部、および巻き終わり端部との接続状態において、コイルの各端部が曲折した状態で結線されてしまうことを防止できる。このため、より確実に作業者による結線の誤作業を防止できると共に、例えば、コイルの各端部をインシュレータの各凹部を介して径方向外側に引き出した場合にあっては、これらコイルの各端部を対応するバスバーユニットの各端子にそれぞれ引き寄せるだけでコイルと端子とを接続させることができる。
In the invention described in
With this configuration, the coil winding start end can be pulled out radially outward via the insulator winding start end recess and the coil winding end end via the insulator winding end recess. The part can be pulled out radially outward. For this reason, for example, when the bus bar unit is placed on an insulator, it is possible to prevent interference between the ends of the coils of each phase and the terminals of the bus bar unit when the bus bar unit is assembled. it can.
Moreover, in the connection state of the bus bar unit and the winding start end portion and the winding end end portion of each phase coil, it is possible to prevent the end portions of the coil from being connected in a bent state. For this reason, it is possible to prevent erroneous work of connection by an operator more reliably, and, for example, when each end of the coil is pulled out radially outward through each recess of the insulator, each end of these coils The coil and the terminal can be connected by simply pulling the part to each terminal of the corresponding bus bar unit.
請求項3に記載した発明は、前記バスバーユニットは、前記相用端子、および前記中性点用端子をそれぞれ積層して成り、かつ前記ロータの周囲に同心上に配置可能な環状に形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、バスバーユニットを小型化できるだけでなく、ブラシレスモータの空きスペースを有効活用してバスバーユニットを配置することができる。
According to a third aspect of the present invention, the bus bar unit is formed by laminating the phase terminal and the neutral point terminal, and is formed in an annular shape that can be disposed concentrically around the rotor. It is characterized by being.
With such a configuration, not only can the bus bar unit be reduced in size, but also the bus bar unit can be arranged by effectively utilizing the empty space of the brushless motor.
請求項1に記載した発明によれば、従来と同じコイルの巻装方法のまま、バスバーユニットを用いて各相のコイルの巻き終わり端部を中性点に結線することができる一方、巻き始め端部を外部電源側に位置させることができる。このため、作業者による結線の誤作業を防止できると共に、例え、隣接するコイルの最外周部同士が接触した場合であってもショートする部分をコイルの外部電源から遠い部分とすることができる。よって、ショート部分の電圧をコイルの線路抵抗分だけ低くすることができ、過電流を生じ難くすることが可能になることから各コイルへの給電制御を行うECUなどの電子部品の損傷を防止することができる。
また、ショートした部分と中性点Nとにより閉回路が形成された場合であっても従来と比較して、ロータの回転方向とは逆に発生するトルクを小さくすることができる。このため、電磁ブレーキによるブラシレスモータのロックを回避することが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, the winding end ends of the coils of the respective phases can be connected to the neutral point by using the bus bar unit with the same coil winding method as in the prior art, while the winding start is started. The end can be located on the external power supply side. For this reason, it is possible to prevent erroneous work of connection by the operator, and for example, even if the outermost peripheral portions of adjacent coils are in contact with each other, the short-circuited portion can be a portion far from the external power supply of the coil. Therefore, the voltage of the short part can be lowered by the line resistance of the coil, and it is possible to make it difficult for overcurrent to occur, thereby preventing damage to electronic components such as an ECU that controls power supply to each coil. be able to.
Further, even when a closed circuit is formed by the shorted portion and the neutral point N, it is possible to reduce the torque generated in the direction opposite to the rotation direction of the rotor as compared with the conventional case. For this reason, it becomes possible to avoid the lock of the brushless motor by an electromagnetic brake.
請求項2に記載した発明によれば、インシュレータの巻き始め端用凹部を介してコイルの巻き始め端部を径方向外側に引出すことができると共に、インシュレータの巻き終わり端用凹部を介してコイルの巻き終わり端部を径方向外側に引出すことができる。このため、例えば、バスバーユニットをインシュレータ上に載置するような場合にあっては、バスバーユニットの組み付け時において、各相のコイルの端部とバスバーユニットの各端子との干渉を防止することができる。よって、バスバーユニットの組み付け作業性を向上させることが可能になる。
また、バスバーユニットと各相のコイルの巻き始め端部、および巻き終わり端部との接続状態において、コイルの各端部が曲折した状態で結線されてしまうことを防止できる。このため、より確実に作業者による結線の誤作業を防止できると共に、例えば、コイルの各端部をインシュレータの各凹部を介して径方向外側に引き出した場合にあっては、これらコイルの各端部を対応するバスバーユニットの各端子にそれぞれ引き寄せるだけでコイルと端子とを接続させることができる。よって、バスバーユニットと各相のコイルの巻き始め端部、および巻き終わり端部との接続作業を容易に行うことが可能になると共に、コイルの各端部に余計な応力がかからず、コイルの断線を防止することができる。
According to the second aspect of the present invention, the coil winding start end can be drawn radially outward via the winding start end recess of the insulator, and the coil winding end can be pulled out via the winding end end recess of the insulator. The winding end can be pulled out radially outward. For this reason, for example, when the bus bar unit is placed on an insulator, it is possible to prevent interference between the ends of the coils of each phase and the terminals of the bus bar unit when the bus bar unit is assembled. it can. Therefore, it is possible to improve the assembly workability of the bus bar unit.
Moreover, in the connection state of the bus bar unit and the winding start end portion and the winding end end portion of each phase coil, it is possible to prevent the end portions of the coil from being connected in a bent state. For this reason, it is possible to prevent erroneous work of connection by an operator more reliably, and, for example, when each end of the coil is pulled out radially outward through each recess of the insulator, each end of these coils The coil and the terminal can be connected by simply pulling the part to each terminal of the corresponding bus bar unit. Therefore, it is possible to easily connect the bus bar unit to the winding start end portion and winding end end portion of each phase coil, and no excessive stress is applied to each end portion of the coil. Can be prevented.
請求項3に記載した発明によれば、バスバーユニットを小型化できるだけでなく、ブラシレスモータの空きスペースを有効活用してバスバーユニットを配置することができる。このため、ブラシレスモータの小型化を図ることができる。 According to the invention described in claim 3, not only can the bus bar unit be reduced in size, but also the bus bar unit can be arranged by effectively utilizing the empty space of the brushless motor. For this reason, size reduction of a brushless motor can be achieved.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1、図2に示すように、ブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置(EPS;Electric Power Steering)に用いられるものであって、ステータ2と、ステータ2内に配置されたロータ3とを有し、ステータ2に固定されたブラケット4にロータ3が回転自在に支持されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the brushless motor 1 is used for an electric power steering (EPS) and has a
ロータ3は、内部に不図示のラック軸が挿入可能である。ラック軸は、ギヤボックス内でラック・アンド・ピニオン機構を形成し、ステアリングホイールの操作に応じてブラシレスモータ1の軸方向に移動自在になっている。ラック軸の両端は、ナックルアームなどを介して車両の車輪に連結されている。 A rotor shaft (not shown) can be inserted into the rotor 3. The rack shaft forms a rack and pinion mechanism in the gear box, and is movable in the axial direction of the brushless motor 1 in accordance with the operation of the steering wheel. Both ends of the rack shaft are connected to the wheels of the vehicle via a knuckle arm or the like.
ステータ2は、略円筒形のステータハウジング11の内周にステータコア12が焼き嵌め固定されている。ステータハウジング11は、解放された両端部のそれぞれの周縁部にボルト孔13が形成されており、ブラケット4や、不図示の他のブラケットを固定できる。ブラケット4側の端部は、ブラケット4と印籠接合する際に使用されるインロー部11Aが形成されている。
In the
ステータコア12は、環状の外周部31から径方向中央に向かってコイル16を巻装するための複数のティース14が延設されている。ステータコア12の内周側には、隣接するティース14間に蟻溝状のスロット40が複数形成されている。各ティース14には、インシュレータ15を装着した上からコイル16が所謂集中巻き方式にて巻回されている。各コイル16の巻き始め端部45A、および巻き終わり端部45Bは、ブラケット4とは反対側に引き出されている。インシュレータ15の径方向外側に軸方向に沿って立設されている外周壁71Aに、各コイル16の巻き始め端部45Aの引き出し位置に対応する部位に巻き始め端用凹部72が形成されている。また、インシュレータ15の外周壁71Aには、巻き終わり端部45Bの引き出し位置に対応する部位に、巻き終わり端用凹部73が形成されている。
In the
コイル16は、周回り方向に沿ってU相、V相、W相の順に割り当てられている。すなわち、この実施形態のブラシレスモータ1は、U相、V相、W相の3相のコイル16を備えた3相ブラシレスモータとなっている。
なお、ステータコア12は、軸線に対してスキューさせてある。つまり、ティース14、およびスロット40が軸線に対して捩れるように形成されている。
また、ステータコア12は、周方向に分割して各々ティース14を有する複数のコアユニットを互いに接合して構成してもよいし、周方向に分割せずに一体形成としてもよい。
The
The
The
ブラケット4は略円筒形状に形成されており、ステータハウジング11にボルト(不図示)で締結固定されている。ブラケット4の端部には、ステータハウジング11に突き当てたときにインロー部11Aに嵌合する接合部4Aを有し、接合部4Aの外周に刻まれた溝にOリングなどのパッキン23が装着されている。ブラケット4の他方の端部は、ラック軸を挿入可能に開口している。ブラケット4内には、開口側にベアリング25が圧入されている。ベアリング25よりもステータ2側には、ロータ3の回転位置を検出するレゾルバ26の一方を構成するレゾルバステータ26Aが固定されている。ブラケット4の外周部には、レゾルバステータ26Aからの電気信号を取り出すためのセンサコネクタ27が固定されている。
The bracket 4 is formed in a substantially cylindrical shape, and is fastened and fixed to the
レゾルバステータ26Aは、磁性材料からなるプレートを積層して構成されたコア41を有し、コア41の径方向内側に向かってティース(不図示)が延設されている。ティースは、周方向で等間隔に配置されており、その各々にインシュレータ53を装着した上からレゾルバコイル(不図示)が巻装されている。各レゾルバコイルの巻線の端部は、インシュレータ53の一部を突出させて形成した端子保持部55に引き出されている。
The
端子保持部55には、レゾルバコイルの巻線の端部の数に合わせてハーネス接続端子56が一体成形されており、各ハーネス接続端子56にレゾルバコイルの巻線の端部が1つずつ固定されている。レゾルバステータ26Aは、ハーネス接続端子56とレゾルバコイルの端部の接続箇所、およびレゾルバコイルの全体を覆うように樹脂でコーティングしてあり、接続箇所、および巻線を保護している。
A
センサコネクタ27は、一端部に信号ケーブルを嵌合可能な受け部61を有し、他端部がブラケット4内に挿入されている。また、他端部側の外周にブラケット4の外面に密着させるツバ部62が延設されている。このツバ部62を介してブラケット4にボルト5が螺入されることにより、センサコネクタ27をブラケット4に締結固定する。さらに、センサコネクタ27には、一端部から他端部に貫通するコネクタ端子63が一体成形されている。各コネクタ端子63の他端(レゾルバステータ26A側端)は、ハーネス接続端子56の配置に合わせて配列されており、それぞれハーネス接続端子56に接続されている。
The sensor connector 27 has a receiving
ロータ3は、中空シャフトからなる回転軸22を有する。回転軸22の一方の端部がブラケット4に圧入されたベアリング25に軸支されている。一方の端部側の外周には、レゾルバ26の他方を構成するレゾルバロータ26Bが固定されている。レゾルバロータ26Bは、永久磁石を周方向に磁極が交互に並ぶように配置した構成を有する。さらに、回転軸22の外周で、ステータコア12に臨む位置には、金属プレートの積層体32を介して環状の永久磁石からなるロータマグネット33がブラケット34によって固定されている。ロータマグネット33は、複数の磁極が周方向に配置されている。
The rotor 3 has a
なお、回転軸22の端部には、不図示のボールナットが固定される。このボールナットは、ラック軸の一部に形成されているボールネジとの間に複数のボールを介在させることでボールナット機構を構成する。ボールナットは、ステータハウジング11に固定される不図示のブラケットに設けられたベアリングに回転自在に支持される。
A ball nut (not shown) is fixed to the end of the
ここで、各コイル16の巻き始め端部45A、および巻き終わり端部45Bは、それぞれバスバーユニット17に接続されている。バスバーユニット17は、ステータハウジング11のブラケットとは反対側であって回転軸22の周囲を取り囲むように配置され、ステータハウジング11の外周部に突設された電源コネクタ18に接続されている。
電源コネクタ18の一端部には、不図示の外部電源に一端部が接続されている電源ケーブル(不図示)の他端部を嵌着するための受け部19が一体成形されており、外部電源から電流をバスバーユニット17に供給できるようになっている。また、電源コネクタ18の他端側には、外周にステータハウジング11の外面に密着させるツバ部20が延設されている。このツバ部20を介してステータハウジング11にボルト21を螺入することにより、電源コネクタ18をステータハウジング11に締結固定する。
さらに、電源コネクタ18には、一端部から他端部に貫通するコネクタ端子64が一体成形されている。各コネクタ端子64の他端(バスバーユニット17側端)には、後述するバスバーユニット17の給電部52U,52V,52Wが接続される。
Here, the winding start end 45 </ b> A and the winding end end 45 </ b> B of each
A receiving
Further, the
図3〜図5に示すように、バスバーユニット17は、回転軸22を挿通可能な略円環状に形成された樹脂モールド体46を有している。樹脂モールド体46の外周面46Aには、ステータコア12側に向かって突出する複数の脚部44が周方向に沿って等間隔に一体成形されている。この脚部44は、バスバーユニット17の位置決めを行うためのものであって、ステータコア12のインシュレータ15上に載置可能に形成されている。
ここで、インシュレータ15には、脚部44に対応する部位に、脚部44を嵌合可能な凹部77が形成されており、ここに脚部44を嵌合させることによってバスバーユニット17の位置決めが行われるようになっている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
Here, the
また、樹脂モールド体46には、コイル16の相毎に設けられたU相用バスバー47U、V相用バスバー47V、およびW相用バスバー47W(図4(a)、図4(b)、図4(c)参照)と、中性点用バスバー48(図5参照)とが積層された状態で埋設されている。
各相用バスバー47U,47V,47Wは樹脂モールド体46の形状に対応するように略円弧状に形成されている。
Further, the
Each phase bus bar 47 </ b> U, 47 </ b> V, 47 </ b> W is formed in a substantially arc shape so as to correspond to the shape of the
U相用バスバー47Uには、U相のコイル16の巻き始め端部45Aに対応する位置にU相用端子49Uが径方向外側に向かって突設されている。V相用バスバー47Vには、V相のコイル16の巻き始め端部45Aに対応する位置にV相用端子49Vが径方向外側に向かって突設されている。W相用バスバー47Wには、W相のコイル16の巻き始め端部45Aに対応する位置にW相用端子49Wが径方向外側に向かって突設されている。
The
各相用端子49U,49V,49Wは、樹脂モールド体46の外周面46Aから径方向外側に向かって突出した状態になっている。したがって、それぞれ相用バスバー47U,47V,47Wを積層すると、樹脂モールド体46の外周面46Aに周回り方向に沿ってU相用端子49U、V相用端子49V、W相用端子49Wがこの順で突出した状態になる。
また、インシュレータ15の外周壁71Aには、各コイル16の巻き始め端部45Aの引き出し位置に対応する部位に巻き始め端用凹部72が形成されていることから、各相用端子49U,49V,49Wは、巻き始め端用凹部72に近接配置されていることになる。
Each phase terminal 49 </ b> U, 49 </ b> V, 49 </ b> W is in a state of projecting radially outward from the outer
Further, since the outer
さらに、各相用端子49U,49V,49Wの先端には、それぞれ二又状に設けられた1対の舌片部51,51が一体成形されており、これら舌片部51,51により各相のコイル16の巻き始め端部45Aを挟持可能になっている。
さらに、各相用バスバー47U,47V,47Wには、径方向内側に給電部52U,52V,52Wが一体成形されている。
Further, a pair of
Furthermore, the
給電部52U,52V,52Wは、電源コネクタ18に接続される部位である。各給電部52U,52V,52Wは、それぞれ相用バスバー47U,47V,47Wの径方向内側から電源コネクタ18のコネクタ端子64に向かって軸方向に沿って屈曲延出した後、径方向外側に向かって屈曲延出している。各給電部52U,52V,52Wは、各相用バスバー47U,47V,47Wを積層した状態で互いに干渉しないように周方向にずれて、かつ電源コネクタ18のコネクタ端子64に対応する位置に配置されている。また、各給電部52U,52V,52Wのうち、径方向外側に向かって屈曲延出している先端部65U,65V,65Wは、それぞれ面一になっている。
The
先端部65U,65V,65Wにはボルト孔67が形成されている一方、電源コネクタ18のコネクタ端子64にはボルト孔67に対応する位置にボルト孔(不図示)が形成されている。さらに、先端部65U,65V,65Wと樹脂モールド体46の一端面46Bとの間には、それぞれボルト座66が設けられている。そして、コネクタ端子64側からボルト68(図1参照)を挿通し、このボルト68をボルト座66に螺入することによって、電源コネクタ18のコネクタ端子64とバスバーユニット17の給電部52U,52V,52Wとが接続されるようになっている。
ここで、樹脂モールド体46には、各給電部52U,52V,52Wの周方向両側に対応する部位に、一端面46Bから立ち上がる壁部69が一体成形されている。この壁部69は、各給電部52U,52V,52Wの絶縁を確保するためのものである。
Bolt holes 67 are formed in the
Here, in the
中性点用バスバー48は、樹脂モールド体46の形状に対応するように略円環状に形成されている。中性点用バスバー48には、各相のコイル16の巻き終わり端部45Bに対応する位置に中性点用端子50が径方向外側に向かって突設されている。
インシュレータ15の外周壁71Aには、各コイル16の巻き終わり端部45Bの引き出し位置に対応する部位に巻き終わり端用凹部73が形成されていることから、中性点用端子50は、巻き終わり端用凹部73に近接配置されていることになる。
中性点用端子50の先端には、二又状に設けられた1対の舌片部50A,50Aが一体成形されており、これら舌片部50A,50Aにより各相のコイル16の巻き終わり端部45Bを挟持可能になっている。
The neutral
Since the winding
A pair of
図6、図7に示すように、上述のように構成されたバスバーユニット17をステータコア12のブラケット4とは反対側端に載置し、各相用バスバー47U,47V,47Wの相用端子49U,49V,49Wに各相のコイル16の巻き始め端部45Aを接続すると共に、中性点用バスバー48の中性点用端子50に各相のコイル16の巻き終わり端部45Bを接続すると、各相のコイル16はスター結線方式にて結線された状態になる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
次に、図8〜図10に基づいて、ステータ2の製造手順について説明すると共に、バスバーユニット17に接続されたコイル16の作用について説明する。
図8、図9に示すように、ステータ2を製造するときは、まず、ステータコア12のティース14にそれぞれインシュレータ15を装着する。そして、インシュレータ15の上から対応する相のコイル16を巻装する。この後、ステータハウジング11にステータコア12を内嵌固定させてステータ2の製造が完了する。
Next, the manufacturing procedure of the
As shown in FIGS. 8 and 9, when manufacturing the
次に、バスバーユニット17をステータコア12のブラケット4とは反対側端のインシュレータ15上に載置する。このとき、予めコイル16の巻き始め端部45Aをインシュレータ15の巻き始め端用凹部72を介して径方向外側に引き出しておく。また、コイル16の巻き終わり端45Bをインシュレータ15の巻き終わり端用凹部73を介して径方向外側に引き出しておく。この後、バスバーユニット17の脚部44をステータコア12のインシュレータ15に形成されている凹部77に嵌合させるようにしてバスバーユニット17の位置決めを行いつつ、バスバーユニット17をインシュレータ15上に載置する。
Next, the
バスバーユニット17の脚部44をステータコア12のインシュレータ15に形成されている凹部77に嵌合させてバスバーユニット17の位置決めを行うと、バスバーユニット17の各端子49U〜50は、対応するコイル16の端部45A,45Bの引き出し位置、つまり、対応するインシュレータ15の各凹部72,73に近接する位置に配置された状態になる。また、コイル16の各端部45A,45Bがそれぞれ凹部72,73を介して径方向外側に引き出されているので、バスバーユニット17の各端子49U〜50とコイル16の各端部45A,45Bとが干渉するのを回避することができると共に、バスバーユニット17をインシュレータ15上に載置し易くなる。
When the
バスバーユニット17をインシュレータ15上に載置した後、径方向外側に引き出されていたコイル16の各端部45A,45Bをバスバーユニット17の各端子49U〜50側に引き寄せるように変位させる。そして、バスバーユニット17の各端子49U〜50の舌片部51,50Aに、それぞれ対応するコイル16の端部45A,45Bを挟持させる。さらに、必要に応じて各舌片部51,50Aと端部45A,45Bとを溶接などしてバスバーユニット17とコイル16の結線作業が終了する。
After placing the
ここで、コイル16の高占積率化を図るあまり、コアユニット30を接合させた際、隣接するコアユニット30のコイル16の最外周部が接触してしまう場合がある(図9におけるB部参照)。
この状態でバスバーユニット17と各相のコイル16の巻き始め端部45A、および巻き終わり端部45Bとを接続すると、図10に示すように、ショートする部分が生じるおそれがある(図10における×印で示す)。
Here, when the
If the
コアユニット30のコイル16の最外周部に位置するのは、中性点用バスバー48に接続されている巻き終わり端部45Bである。すなわち、コイル16の中性点側が接触することになる。このため、ショート部分を外部電源(不図示)に接続される各相用バスバー47U,47V,47Wから遠い部分とすることができる。
Located at the outermost peripheral portion of the
したがって、上述の実施形態によれば、従来と同じコイル16の巻装方法のまま、コイル16の巻き終わり端部45Bを中性点に結線できると共に、コイル16の巻き始め端部45Aを外部電源側の相用バスバー47U,47V,47Wに結線できる。このため、作業者による結線の誤作業を防止できる。
また、例え隣接するコイルの最外周部同士が接触した場合であってもショートする部分の電圧をコイル16の線路抵抗分だけ低くすることができ、過電流を生じ難くすることが可能になる。このため、各コイル16への給電制御を行うECU(不図示)などの電子部品の損傷を防止することができる。
さらに、ショートした部分と中性点とにより閉回路Kが形成されてしまうが(図10参照)、この場合であっても従来と比較して、ロータ3の回転方向とは逆に発生するトルクを小さくすることができる。このため、電磁ブレーキによるブラシレスモータ1のロックを回避することが可能になる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the winding
Further, even if the outermost peripheral portions of adjacent coils are in contact with each other, the voltage at the short-circuited portion can be lowered by the line resistance of the
Further, a closed circuit K is formed by the shorted portion and the neutral point (see FIG. 10), but even in this case, torque generated in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 3 compared to the conventional case. Can be reduced. For this reason, it becomes possible to avoid the lock of the brushless motor 1 by an electromagnetic brake.
そして、インシュレータ15の巻き始め端用凹部72を介してコイル16の巻き始め端部45Aを径方向外側に引出すことができると共に、インシュレータ15の巻き終わり端用凹部73を介してコイル16の巻き終わり端部45Bを径方向外側に引出すことができる。このため、バスバーユニット17をインシュレータ15上に載置する際、コイル16の各端部45A,45Bとバスバーユニット17の各端子49U〜50との干渉を防止することができる。よって、バスバーユニット17の組み付け作業性を向上させることが可能になる。
また、バスバーユニット17の各相用端子49U,49V,49Wがインシュレータ15の巻き始め端用凹部72に近接配置されていると共に、バスバーユニット17の中性点用端子50がインシュレータ15の巻き終わり端用凹部73に近接配置されている。このため、バスバーユニット17と各相のコイル16の巻き始め端部45A、および巻き終わり端部45Bとの接続状態において、コイル16の各端部45A,45Bが曲折した状態で結線されてしまうことを防止でき、確実に作業者による結線の誤作業を防止できると共に、バスバーユニット17と各相のコイル16の巻き始め端部45A、および巻き終わり端部45Bとの接続作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コイル16の各端部45A,45Bに余計な応力がかからず、コイル16の断線を防止することができる。
Then, the winding
In addition, each
そして、バスバーユニット17は、回転軸22を挿通可能な略円環状に形成された樹脂モールド体46を有しており、ここに各相用バスバー47U,47V,47Wと、中性点用バスバー48とが積層された状態で埋設されている。このため、バスバーユニット17を小型化できるだけでなく、ブラシレスモータ1の空きスペースを有効活用してバスバーユニット17を配置することができる。このため、ブラシレスモータ1の小型化を図ることができる。
The
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、ブラシレスモータ1は、U相、V相、W相の3相のコイル16を備えた3相ブラシレスモータとなっている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ブラシレスモータ1が3相以上の複数相で構成されたものであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the brushless motor 1 is a three-phase brushless motor including the three-
さらに、上述の実施形態では、バスバーユニット17が回転軸22を挿通可能な略円環状に形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各相のコイル16の巻き終わり端部45Bが中性点用バスバーに接続されていれば、ブラシレスモータ1の設計条件に応じて、バスバーユニット17の形状を変更してもよい。
そして、上述の実施形態では、ブラシレスモータ1が電動パワーステアリング装置に用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電動装置に適用可能であると共に、電動装置の仕様に応じて回転軸22を中空シャフトに代えて中実シャフトとしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
And in the above-mentioned embodiment, the case where the brushless motor 1 was used for an electric power steering apparatus was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various electric devices, and the
1 ブラシレスモータ
2 ステータ
3 ロータ
14 ティース
15 インシュレータ
16 コイル
17 バスバーユニット
22 回転軸
45A 巻き始め端部
45B 巻き終わり端部
46 樹脂モールド体
47U U相用バスバー
47V V相用バスバー
47W W相用バスバー
48 中性点用バスバー
49U U相用端子
49V V相用端子
49W W相用端子
50 中性点用端子
52U,52V,52W 給電部
71A 外周壁
72 巻き始め端用凹部
73 巻き終わり端用凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記バスバーユニットは、
相毎に設けられ各々の相のコイルの巻き始め端部が接続される複数の相用バスバーと、
各相のコイルの巻き終わり端部が接続される中性点用バスバーとを有し、
各相用バスバーに給電を行うことを特徴とするブラシレスモータ。 A brushless motor comprising a stator around which coils of a plurality of phases are wound, a rotor provided rotatably with respect to the stator, and a bus bar unit for supplying power to the coils,
The bus bar unit is
A plurality of phase bus bars provided for each phase and connected to the winding start end of each phase coil;
A neutral point bus bar to which the winding end of the coil of each phase is connected;
A brushless motor characterized by supplying power to each phase bus bar.
前記ティースに装着され前記コイルと前記ティースとの絶縁を確保するために用いられるインシュレータとを有し、
前記インシュレータは、前記ティースの軸方向両端で、かつ径方向外側に設けられる外周壁を少なくとも有し、
前記外周壁の前記巻き始め端部の引き出し位置に対応する部位に、巻き始め端用凹部を形成すると共に、前記外周壁の前記巻き終わり端部の引き出し位置に対応する部位に、巻き終わり端用凹部を形成し、
各相用バスバーに前記巻き始め端部を接続するための相用端子を設け、
前記中性点用バスバーに前記巻き終わり端部を接続するための中性点用端子を設け、
各相用端子をそれぞれ対応する相の巻き始め端用凹部に近接配置すると共に、
前記中性点用端子を前記巻き終わり端用凹部に近接配置したことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。 The stator has teeth for winding the coil;
An insulator that is attached to the teeth and used to ensure insulation between the coil and the teeth;
The insulator has at least outer peripheral walls provided at both ends in the axial direction of the teeth and radially outside.
A recess for winding start end is formed in a portion corresponding to the drawing position of the winding start end portion of the outer peripheral wall, and for the winding end end in a portion corresponding to the pulling position of the winding end end portion of the outer peripheral wall. Forming a recess,
Provide a phase terminal for connecting the winding start end to each phase bus bar,
Provide a neutral point terminal for connecting the winding end to the neutral point bus bar,
While arranging each phase terminal close to the recess for the winding start end of the corresponding phase,
The brushless motor according to claim 1, wherein the neutral point terminal is disposed close to the recess for the winding end.
前記相用端子、および前記中性点用端子をそれぞれ積層して成り、
かつ前記ロータの周囲に同心上に配置可能な環状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシレスモータ。
The bus bar unit is
Each of the phase terminal and the neutral point terminal is laminated,
The brushless motor according to claim 1, wherein the brushless motor is formed in an annular shape that can be disposed concentrically around the rotor.
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