JP2010233327A - ブラシレスモータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の相のコイルが巻装されたステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータと、コイルに給電するためのバスバーユニット17とを備え、バスバーユニット17は、樹脂モールド体46に、相毎に設けられ各々相のコイルに給電を行うための相用バスバー47U〜47Wと、中性点を成す環状の中性点用バスバー48とをそれぞれ積層し、これら相用バスバー47U〜47Wと中性点用バスバー48とが互いに絶縁した状態で埋設されて成るブラシレスモータであって、中性点用バスバー48は、周方向に分割された複数のバスバー片から成り、各バスバー片には、それぞれ隣り合うバスバー片81を接続するための接続部82が設けられている。
【選択図】図4
Description
各ティースには、絶縁材である樹脂製の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。
このように構成されたバスバーユニットは、このうちの給電を行うための複数のバスバーと、外部電源とを電気的に接続することで、各相のコイルに給電を行う(例えば、特許文献1参照)。
このように構成することで、中性点用バスバーを製造するにあたって、従来のように金属板から略円環状に打ち抜く必要がなく、周方向に分割された各中性片を打ち抜けばよくなる。このため、金属板の使用されない部分が減少し、歩留まりが向上する。よって、製造コストを低減することができる。
ここで、金属板から中性片を打ち抜いた後に、各中性片の接続部を接続して中性点用バスバーを形成すると、各接続部に抵抗が生じることになる。このため、相の数、つまり、3相に応じて中性点用バスバーを3つの中性片で構成することにより、各相のコイル間の抵抗値をそれぞれ同一の値に設定することが可能になる。よって、各相のコイルで磁力差が生じてしまうことを防止でき、ブラシレスモータの性能特性の低下を防止することができる。
このように構成することで、樹脂モールド体に各接続片を埋設した後に各接続部を溶接等によって接続することができる。このため、バスバーユニットの組み立て作業性を向上させることができると共に、中性点用バスバーを単体で形成する場合と比較して余分な治具等を用意する必要がなく、製造コストの増大を抑制することができる。
このように構成することで、接続用窓から露出した接続部と、この接続部の周囲に存在する導電性の部材、例えば、コイルとの接触を壁によって阻止することができる。このため、信頼性の高いブラシレスモータを提供することができる。
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は、ブラシレスモータ1の断面斜視図、図2は、ステータコア12の斜視図である。
図1、図2に示すように、ブラシレスモータ1は、例えば、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。
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。
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。
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。
図3は、バスバーユニット17を軸方向外側からみた斜視図、図4は、バスバーユニット17をステータコア12側からみた斜視図である。
図3、図4に示すように、バスバーユニット17は各相のコイル16をスター結線方式にて結線すると共に、各相のコイル16に給電を行うためのものである。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。
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と、中性点用バスバー48とが積層された状態で、かつ互いに絶縁された状態で埋設されている。
図5、図6に示すように、各相用バスバー47U,47V,47Wは、金属板からプレス加工等によって打ち抜かれ、樹脂モールド体46の形状に対応するように略円弧状(略C字状)に形成されている。
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。
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。
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。
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、複数(この実施形態では9つ)の中性点用端子50が径方向外側に向かって突設されている。
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。
図7は、バスバー片81の斜視図である。
図5〜図7に示すように、バスバー片81は、金属板からプレス加工等によって打ち抜かれたものであって、中性点用バスバー48を周方向に3分割したものであるから略円弧状に形成されている。3つのバスバー片81は、それぞれコイル16の相毎に対応している。このため、各バスバー片81には、それぞれ対応する相のコイル16の巻き終わり端部45Bに対応する位置に、複数(この実施形態では3つ)の中性点用端子50が径方向外側に向かって突設されている。
このように構成されたバスバーユニット17は、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。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。中性点用バスバー48には、それぞれ各相用のバスバー片81U,81V,81W間に接続部82が設けられているので、各相のコイル16間に1対の接続部82が配置された状態になる。
次に、バスバーユニット17の製造方法について説明する。
まず、不図示の金属板から各相用バスバー47U,47V,47Wをプレス加工等によって打ち抜くと共に、バスバー片81をプレス加工等によって打ち抜く。
次に、不図示の金型内に、各相のバスバー47U,47V,47Wと、バスバー片81とを金型内に位置決めさせた状態で、この金型内に樹脂を流し込み、各相のバスバー47U,47V,47Wと、バスバー片81とを樹脂モールドする。
さらに、バスバーユニット17の樹脂モールド体46に形成された接続用窓83から中性点用バスバー48の接続部82がステータコア12のコイル16に向かって露出した状態になっているが、接続用窓83の周方向両側に壁84が立ち上がり形成されているので、この壁84によって接続部82とコイル16との接触が確実に防止される。
各相のコイル16に磁界が発生すると、この磁界とロータ3のロータマグネット33との間に吸引力、または反発力が発生し、これによってロータ3が回転する。
したがって、上述の実施形態によれば、中性点用バスバー48を製造するにあたって、従来のように、金属板から略円環状に打ち抜く必要がなく、周方向に分割された略円弧状のバスバー片81を打ち抜けばよくなる。このため、金属板の使用されない部分が減少し、歩留まりが向上する。よって、バスバーユニット17の製造コストを低減することができる。
また、上述の実施形態では、ブラシレスモータ1は、例えば、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、様々な電装品にブラシレスモータ1を適用することが可能である。
2 ステータ
3 ロータ
16 コイル
17 バスバーユニット
46 樹脂モールド体
46C 他端面(端面)
47U U相用バスバー(相用バスバー)
47V V相用バスバー(相用バスバー)
47W W相用バスバー(相用バスバー)
48 中性点用バスバー
81 バスバー片
81U U相用のバスバー片
81V V相用のバスバー片
81W W相用のバスバー片
82 接続部
83 接続用窓
84 壁
Claims (4)
- 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、
各相のコイルに給電するためのバスバーユニットとを備え、
前記バスバーユニットは、
樹脂モールド体に、
相毎に設けられ各々相のコイルに給電を行うための複数の相用バスバーと、
中性点を成す環状の中性点用バスバーとをそれぞれ積層し、
これら複数の相用バスバーと中性点用バスバーとが互いに絶縁した状態で埋設されて成るブラシレスモータであって、
前記中性点用バスバーは、
周方向に分割された複数の中性片から成り、
各中性片には、それぞれ隣り合う中性片を接続するための接続部が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 前記複数の相のコイルは、3相のコイルに構成されており、
前記中性点用バスバーは、3つの前記中性片で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。 - 前記樹脂モールド体の前記接続部に対応する部位に、前記接続部を露出させるための接続用窓が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。
- 前記接続部、および前記接続用窓の位置を前記樹脂モールド体の軸方向端面に設定し、
前記接続用窓の近傍に、軸方向に沿って立ち上がる壁を設けたことを特徴とする請求項3に記載のブラシレスモータ。
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