JP2012143087A - モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】1系統と2系統の引出線を中性線とクロスすることなく軸線方向に引き出すことができ、モータの軸線方向の省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができるモータを提供する。
【解決手段】隣接する各相のセグメントについて、外側導体の連結導体部OSc及び内側導体の連結導体部IScをそれぞれ分離し、外側導体の第4導体部に繋がる分離端と内側導体の第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続した。内側導体の第3導体部に繋がる分離端を各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wとするとともに、外側導体の第1導体部に繋がる分離端を各相の中性点端子T0u,T0v,T0wとした。これによって、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを、径方向において中性点端子T0u,T0v,T0wより外側に配置できるようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、モータに関するものである。
近年、モータについてさらなる高出力化が望まれ、その1つとしてステータのSC(セグメントコンダクタ)巻線化が注目され、ステータにSC巻線を施したブラシレスモータが種々提案されている(例えば、特許文献1)。
SC巻線とは、セグメントと呼ばれる分割導体をステータコアの各スロットに、軸線方向から挿入し、反対側を後工程において溶接等で接続して連続巻線を形成する巻線をいう。これによって、スロットに挿入される分割導体を断面四角形状にできスロット内の巻線の占有率が向上し高出力化に寄与している。
この種のブラシレスモータにおいて、U相、V相、W相の3相巻線が2つ(第1系統3相巻線と第2系統3相巻線)形成されたモータが提案され、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線とは、電力供給についてそれぞれ独立に制御されている。従って、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線の各相の電力受電端子から引き出されて駆動装置の駆動回路に接続される引出線は、個々独立に駆動回路に設けた所定の出力端子に接続される。又、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線が3相Y結線の巻線の場合、系統毎に、中性線が各相の中性点端子を結ぶように配線されている。
そして、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線が3相Y結線の巻線であって、駆動装置の駆動回路がモータの軸線方向の一側端に設けられている場合、各相の引出線は、ステータコアから軸線方向に引き出され駆動回路の所定の出力端子に接続される。この場合、系統毎に、各相の引出線について、周方向において、U相、V相、W相の順序をそれぞれ揃えることがでるとともに、180度対向配置することもできる。
特許第3303773号公報
ところで、ブラシレスモータに設けた駆動回路を実装した回路基板の配線レイアウトの制約から、各系統の引出線を、ブラシレスモータの外側に左右対称の位置で引き出す必要がある場合がある。この時、上記のように各系統の引出線を、系統毎に、周方向において各相の順序をそれぞれ揃え、周方向に180度対向配置させた場合、一方の系統の各引出線は中性線より径方向において内側となり、他方の系統の各引出線は中性線より径方向において外側となる。
従って、この状態から、各系統の引出線がブラシレスモータの外側に左右対称の位置で引き出されると、いずれか一方の系統の引出し線が中性線を径方向にクロスして引き出されることになる。その結果、クロスする分、ブラシレスモータが軸線方向にさらに長くする必要があり、ブラシレスモータの大型化に繋がっていた。また、クロスする分、引出線も長くなり、抵抗損失も大きくなっていた。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、第1系統と第2系統の引出線を中性線とクロスすることなく軸線方向に引き出すことができ、モータの軸線方向の省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができるモータを提供することにある。
請求項1に記載の発明は、径方向に延び周方向等間隔に複数設けられるティースを有するコアと前記ティースに装着された多相の巻線を有するステータを備えたモータであって、
前記ステータは、前記ティース間のスロットを軸方向に貫通するとともに径方向に積層される複数の導体部からなり、各相毎に径方向に隣接する導体部間において前記コアの軸方向外側端部で溶着により電気的に接続され周方向に連なり構成されるSC巻線であり、
同一相のSC巻線は、2つあり、各相の受電端子はそれぞれ同一の径方向積層位置にある導体部から軸線方向に引出した。
請求項1の発明によれば、各相の受電端子はそれぞれ同一の径方向積層位置にある導体部から軸線方向に引出したので、モータの軸線方向の省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項2に記載の発明は、第1導体部と第4導体部を有し前記第1導体部と前記第4導体部が基端部で連結された波巻用の外側導体と、第2導体部と第3導体部を有し前記第2導体部と前記第3導体部が基端部で連結され前記波巻用の外側導体に内包される重ね巻用の内側導体とからなるセグメントを有し、前記第1導体部と前記第2導体部、及び、前記第3導体部と前記第4導体部をそれぞれの組とし、前記各組を互いに隣接する同相の各スロットにそれぞれ挿入し、前記各スロットに、前記第1導体部から第4導体部を径方向に内側から第1導体部、第2導体部、第3導体部、第4導体部の順で配置し、隣接する一方のスロットの第1導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第2導体部の先端部とを接続するとともに、隣接する一方のスロットの第3導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第4導体部の先端部とを接続することによって、SC巻線よりなる3相Y結線巻線が2つ1スロットピッチずれて形成されるモータであって、前記2つの3相Y結線巻線の各相の電力受電端子と中性点端子を、それぞれ同一の導体部から軸線方向に引き出した。
請求項2の発明によれば、各相の電力受電端子と中性点端子を、それぞれ同一の導体部から軸線方向に引き出すことができ、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線は、各相の中性点端子同士を結ぶ中性線とクロスすることはない。その結果、中性点端子を同士結ぶ中性線とクロスしない分、モータの軸線方向の長さを短くでき、モータの省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のモータにおいて、前記各電力受電端子は、中性点端子よりも、前記スロットの径方向において外側に配置される。
請求項3の発明によれば、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線は、各相の中性点端子同士を結ぶ中性線とクロスしてスロットの径方向において外側に引き出されることはない。その結果、中性点端子を同士結ぶ中性線とクロスしない分、モータの軸線方向の長さを短くでき、モータの省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のモータにおいて、前記一方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分をそれぞれ分離し、前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、前記内側導体の前記第3導体部に繋がる分離端を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の前記第1導体部に繋がる分離端を各相の前記中性点端子とし、前記他方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の外側導体の基端連結部分をそれぞれ分離し、前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、前記内側導体の前記第3導体部に繋がる分離端を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の前記第1導体部に繋がる分離端を各相の前記中性点端子とした。
請求項4の発明によれば、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線は、各相の中性点端子同士を結ぶ中性線とクロスしてスロットの径方向において外側に引き出されることはない。その結果、中性点端子を同士結ぶ中性線とクロスしない分、モータの軸線方向の長さを短くでき、モータの省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項2又は3に記載のモータにおいて、前記一方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分でそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体の分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子とし、前記他方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分でそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体の分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子とした。
請求項5の発明によれば、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線は、各相の中性点端子同士を結ぶ中性線とクロスしてスロットの径方向において外側に引き出されることはない。その結果、中性点端子を同士結ぶ中性線とクロスしない分、モータの軸線方向の長さを短くでき、モータの省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載のモータにおいて、前記3相Y結線巻線の各相の電力受電端子と中性点端子は、周方向に隣接して設けられ、前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子と、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子は、周方向において180度対向する位置に配置された。
請求項6の発明によれば、一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子と、他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子は、左右対称位置から引き出すことができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のモータにおいて、前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置され、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にU相,W相,V相の順で配置された。
請求項7の発明によれば、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線は、その配線長さが最短となり、モータの省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
請求項6に記載のモータにおいて、
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載のモータにおいて、前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置され、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置された。
請求項8の発明によれば、一方の3相Y結線巻線のW相,V相,U相の電力受電端子と、は、他方の3相Y結線巻線のW相,V相,U相の電力受電端子を、周方向においてその配置順序を、揃えることができる。
請求項9に記載の発明は、請求項2〜8のいずれか1つに記載のモータにおいて、前記モータの軸線方向であって前記電力受電端子の引き出す側に収容ボックスが設けられ、その収容ボックスに前記モータの回転速度を検出する回転センサ、前記モータを駆動制御する回路素子を備えた駆動装置が配設され、前記モータ内の前記電力受電端子が軸線方向に引き出され、前記駆動装置の回路基板に接続される。
請求項9の発明によれば、駆動装置の回路基板は、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子の引出線を、回路基板の外周部に形成した出力端子に接続させることができることから、回路基板に実装する回路素子の配置をコンパクトにでき、駆動装置を収容する収容ボックスを小型にすることができる。
本発明によれば、モータの軸線方向の省スペース化及び抵抗損失の低減化を図ることができる。
本実施形態のブラシレスモータの断面図。 本実施形態のステータの断面図。 本実施形態の3相巻線の一部展開図。 同じく3相巻線の一部展開図。 スロット挿入前のセグメントの斜視図。 スロット挿入後のセグメントの斜視図。 第1系統のU1相の巻線の一部展開図。 同じく第1系統のU1相の巻線の一部展開図。 セグメントの各導体部がスロットに挿入された状態を示す断面図。 第1系統3相巻線の電気回路図。 第2系統のU2相の巻線の一部展開図。 同じく第2系統のU2相の巻線の一部展開図。 第2系統3相巻線の電気回路図。 コンシクエントポール型のロータを説明するための斜視図。 ステータとロータを説明するための軸方向からみた正面図。
以下、本発明をブラシレスモータに具体化した一実施形態を図1〜図13に従って説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータ1のモータケース2は、有底筒状に形成されたヨーク3と、該ヨーク3のフロント側の開口部を閉塞するフロントエンドプレート4とを有している。また、ヨーク3のリア側の外側には、収容ボックス5が取着されている。
ヨーク3の内周面には電機子としてのステータ6が固定されている。ステータ6は、図2に示すように、コア7を備えている。コア7は、円筒部8と該円筒部8から径方向内側に延びて周方向に複数設けられたティース9とを有する。
本実施形態では、ティース9は、60個形成されている。従って、ティース9間に形成されるスロットSは60個形成され、その60個のスロットSは、円筒部8の中心軸線から見て6度の等角度の間隔に配置形成されている。尚、説明の便宜上、個々のスロットSについて個々に特定する必要があるとき、60個のスロットSの周方向に連続した番号であるスロット番号「1」〜「60」を付けて説明する。
図3及び図4に示すように、各スロットSには、U相、V相、W相のからなる3相巻線が巻回されている。図3及び図4では、周方向にスロットSのスロット番号「1」〜「60」を付している。
各スロットSには、軸線方向の一側(リア側)から他側(フロント側)に向かってセグメントSGが挿入される。そして、各セグメントSG同士を所定の規則で接続することによって、3相Y結線のSC巻線を形成している。
図5に示すように、スロットSに挿入する前のセグメントSGは、波巻用の外側導体OSと重ね巻用の内側導体ISを有している。外側導体OSと内側導体ISは、表面が絶縁材で被膜され、外側導体OSと内側導体ISが電気的に導通しないようになっている。
外側導体OSは、第1導体部OSiと第4導体部OSoを有し、第1導体部OSiの基端部と第4導体部OSoの基端部とが連結導体部OScにて連結されている。第1導体部OSiと第4導体部OSoは、互いに連結導体部OScから離間する方向に拡開するように屈曲形成させた後、互いに平行となるように屈曲形成されている。
内側導体ISは、外側導体OSの内側に囲まれて配置される。内側導体ISは、第2導体部ISiと第3導体部ISoを有し、第2導体部ISiの基端部と第3導体部ISoの基端部とが連結導体部IScにて連結されている。第2導体部ISiは、連結導体部IScから外側導体OSの第1導体部OSiに沿って屈曲形成されている。第3導体部ISoは、連結導体部IScから外側導体OSの第4導体部OSoに沿って屈曲形成されている。
そして、外側導体OSの内側に内側導体ISを配置することによって、スロットSに挿入する前のセグメントSGが形成される。このように形成されたセグメントSGついて、外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiは同一のスロットSに挿入され、外側及び内側導体OS,ISの第4及び第3導体部OSo,ISoは前記第1及び第2導体部OSi,ISiとは異なる隣接する同相のスロットSに挿入される。
例えば、外側及び内側導体OS,ISについて、第1及び第2導体部OSi,ISiをスロット番号「60」のスロットSに挿入したとき、第4及び第3導体部OSo,ISoをスロット番号「6」のスロットSに挿入するようになっている。つまり、1つのセグメントSGの第1及び第2導体部OSi,ISiと第4及び第3導体部OSo,ISoは、6スロットピッチの間隔をおいて挿入されることになる。
そして、第4及び第3導体部OSo,ISoを挿入したスロット番号「6」のスロットSには、隣のセグメントSGの外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが挿入される。さらに、その隣のセグメントSGは、自身の外側及び内側導体OS,ISの第4及び第3導体部OSo,ISoをスロットS番号「12」のスロットSに挿入させる。
順次同様な方法で、セグメントSGをスロットSに挿入することによって、10個目のセグメントSGの外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが、スロット番号「60」のスロットSに挿入されて1周する。周回した10個のセグメントSGを互いに接続することによって1相分の巻線が形成される。
従って、スロットSが60個あり6相分の巻線が形成されるため、U相、V相、W相の3相巻線が2つ(第1系統3相巻線と第2系統3相巻線)形成されることになる。ここで、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線とをそれぞれ特定して説明するときは、第1系統3相巻線の各相をU1相、V1相、W1相とし、第2系統3相巻線の各相をU2相、V2相、W2相という。なお、スロットSの内周面は、インシュレータ10(図9参照)が形成され、セグメントSGとステータ6のコア7との間を電気的に絶縁している。
本実施形態では、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線の各相の巻線が使用するスロットSが、表1で示すように割り当てられている。
Figure 2012143087
表1から明らかなように、第1系統3相巻線のU1相は、スロット番号が「60」、「6」、「12」、「18」、「24」、「30」、「36」、「42」、「48」、「54」のスロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
そして、第1系統3相巻線のV1相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、2スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。また、第1系統3相巻線のW1相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、4スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
ちなみに、第2系統3相巻線のU2相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、1スロットピッチずれて、スロット番号が「1」、「7」、「13」、「19」、「25」、「31」、「37」、「43」、「49」、「55」のスロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
同様に、第2系統3相巻線のV2相は、第2系統3相巻線のU2相の巻線に対して、2スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。また、第2系統3相巻線のW2相は、第2系統3相巻線のU2相の巻線に対して、4スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
そして、上記の条件で60個全てのスロットSに、図5に示す波巻用の外側導体OSと重ね巻用の内側導体ISからなるセグメントSGを挿通する。続いて、全てのスロットSにセグメントSGについて、図6に示すように、外側導体OS及び内側導体ISを折り曲げ形成して各相の巻線を形成する。
波巻用の外側導体OSの折り曲げは、スロットSから突出した部分の第1導体部OSi及び第4導体部OSoを互いに離間する方向に折り曲げる。そして、外側導体OSの第1及び第4導体部OSi,OSoについて、スロットSから突出し互いに離間する方向に折り曲げられた部分を第1及び第4溶接部OWi,OWoという。
一方、重ね巻用の内側導体ISの折り曲げは、スロットSから突出した部分の第2導体部ISi及び第3導体部ISoを互いに近づく方向に折り曲げる。そして、内側導体ISの第2及び第3導体部ISi,ISoについて、スロットSから突出し互いに近づく方向に折り曲げられた部分を第2及び第3溶接部IWi,IWoという。
(第1系統3相巻線)
次に、第1系統3相巻線について説明する。
ここで、10個のセグメントSGを使って、第1系統3相巻線の内のU1相の巻線の巻線方法について、図7及び図8に従って説明する。
第1系統のU1相の巻線に使用されるスロットSは、表1に示すスロット番号のスロットSが割り当てられ、10個のセグメントSG1〜SG10が使用される。
ここで、1個目のセグメントSG1はスロット番号「60」及び「6」のスロットSに挿入される。2個目のセグメントSG2はスロット番号「6」及び「12」のスロットSに挿入される。3個目のセグメントSG3はスロット番号「12」及び「18」のスロットSに挿入される。4個目のセグメントSG4はスロット番号「18」及び「24」のスロットSに挿入される。5個目のセグメントSG5はスロット番号「24」及び「30」のスロットSに挿入される。
さらに、6個目のセグメントSG6はスロット番号「30」及び「36」のスロットSに挿入される。7個目のセグメントSG7はスロット番号「36」及び「42」のスロットSに挿入される。8個目のセグメントSG8はスロット番号「42」及び「48」のスロットSに挿入される。9個目のセグメントSG9はスロット番号「48」及び「54」のスロットSに挿入される。10個目のセグメントSG10はスロット番号「54」及び「60」のスロットSに挿入される。
なお、セグメントSG1〜SG10を各スロットSに挿入する際、後続するセグメントが所定のスロットSに挿入し易いように、外側導体OSの連結導体部OSc及び内側導体ISの連結導体部IScを斜めに捻るように折り曲げ形成して挿入している。
今、スロット番号「60」及び「6」には、U1相用の1個目のセグメントSG1が挿入されている。これによって、スロット番号「60」のスロットSには、内側導体ISの第2導体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「6」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
スロット番号「6」及び「12」には、U1相用の2個目のセグメントSG2が挿入されている。これによって、スロット番号「6」のスロットSには、内側導体ISの第2導
体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「12」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
このとき、スロット番号「6」のスロットSには、1個目のセグメントSG1の内側及び外側導体IS,OSの第3及び第4導体部ISo,OSoが配置され、2個目のセグメントSG2の外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが配置される。
つまり、図9に示すように、スロットSに、径方向に内側から第1導体部OSi、第2導体部ISi、第3導体部ISo、第4導体部OSoの順に、4層構造(径方向積層構造)となって配置されている。そして、1個目のセグメントSG1の外側導体OS(スロット番号「6」を貫挿した)の第4溶接部OWoと、2個目のセグメントSG2の内側導体IS(スロット番号「12」を貫挿した)の第3溶接部IWoとを溶接する。
スロット番号「12」及び「18」には、U1相用の3個目のセグメントSG3が挿入されている。これによって、スロット番号「12」のスロットSには、内側導体ISの第2導体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「18」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
このとき、スロット番号「12」のスロットSには、2個目のセグメントSG2の内側及び外側導体IS,OSの第3及び第4導体部ISo,OSoが配置され、3個目のセグメントSG3の外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが配置される。そして、2個目のセグメントSG2の外側導体OS(スロット番号「12」を貫挿した)の第4溶接部OWoと、3個目のセグメントSG3の内側導体IS(スロット番号「18」を貫挿した)oの第3溶接部IWoとを溶接する。
さらにまた、2個目のセグメントSG2の内側導体IS(スロット番号「6」を貫挿した)の第2溶接部IWiと、3個目のセグメントSG3の外側導体OS(スロット番号「12」を貫挿した)の第4溶接部OWoとを溶接する。以後、同様な、4〜10個のセグメントSG4〜SG10について、同様な工程を繰り返すことによって、図7及び図8に示すU1相の巻線が形成される。
第1系統3相巻線の他のV1相,W1相の巻線もU1相の巻線と同様な方法で巻回される。また、第1系統3相巻線は3相Y結線で構成されている。従って、各相の巻線について中性点N1(図10参照)と接続する中性点端子T0u,T0v,T0w及び電力を受電する電力受電端子T1u,T1v,T1wを決めている。
(中性点端子及び電力受電端子の設定)
図7、図3に示すように、本実施形態では、U1相の巻線について、1個目のセグメントSG1の外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
ここで、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、U1相の中性点端子T0uとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、U1相の電力受電端子T1uとしている。
つまり、中性点端子T0uは、スロット番号「60」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1uは、スロット番号「6」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1uは、中性点端子T0uよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
また、図3に示すように、V1相の巻線について、スロット番号「56」及び「2」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、V1相の中性点端子T0vとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、V1相の電力受電端子T1vとしている。
つまり、中性点端子T0vは、スロット番号「56」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1vは、スロット番号「2」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1vは、中性点端子T0vよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
また、図3に示すように、W1相の巻線について、スロット番号「52」及び「58」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、W1相の中性点端子T0wとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、W1相の電力受電端子T1wとしている。
つまり、中性点端子T0wは、スロット番号「52」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1wは、スロット番号「58」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1wは、中性点端子T0wよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
これによって、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wは、スロットS内の径方向において3番目に外側の位置にそれぞれ配置され、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wは、スロットS内の径方向において最も内側にそれぞれ配置される。しかも、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wは互いに近い位置に配置されている。同様に、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wも、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wの内側であって互いに近い位置に配置されている。
従って、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wを互いに接続する中性線L1nは、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wより内側に配置される。その結果、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wから引き出される各引出線L1u,L1v,L1wは、中性線L1nよりも外側に配置される。
そして、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wを互いに中性線L1nにて接続し、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを受電端とすれば、第1系統の3相Y結線の巻線が形成され、図10に示すような電気回路が形成される。なお、図中、「L1」は、電力受電端子T1u,T1v,T1wからそれぞれの巻線が周回し、それぞれ外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点までのインダクタンスを示す。また。「L2」は、それぞれその外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点から、それぞれの各中性点端子T0u,T0v,T0wまでのインダクタンスを示す。
(第2系統3相巻線)
次に、第2系統3相巻線について説明する。
第2系統3相巻線は、第1系統3相巻線と同様に3相Y結線である。そして、第2系統の3相各巻線は、第1系統の対応する3相各巻線と1スロットピッチずれて各スロットSにそれぞれ巻回される。
従って、図11、図12に示すように、第2系統のU2相巻線は、第1系統のU1相巻線に対して、1スロットピッチずれて各スロットSにそれぞれ巻回される。
第2系統のU2相の巻線に使用されるスロットSは、表1に示すスロット番号のスロットSが割り当てられ、10個のセグメントSG1a〜SG10aが使用される。
ここで、1個目のセグメントSG1aはスロット番号「1」及び「7」のスロットSに挿入される。2個目のセグメントSG2aはスロット番号「7」及び「13」のスロットSに挿入される。3個目のセグメントSG3aはスロット番号「13」及び「19」のスロットSに挿入される。4個目のセグメントSG4aはスロット番号「19」及び「25」のスロットSに挿入される。5個目のセグメントSG5aはスロット番号「25」及び「31」のスロットSに挿入される。
さらに、6個目のセグメントSG6aはスロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入される。7個目のセグメントSG7aはスロット番号「37」及び「43」のスロットSに挿入される。8個目のセグメントSG8aはスロット番号「43」及び「49」のスロットSに挿入される。9個目のセグメントSG9aはスロット番号「49」及び「55」のスロットSに挿入される。10個目のセグメントSG10aはスロット番号「55」及び「1」のスロットSに挿入される。
そして、第1系統のU1相巻線と同様に、各セグメントSG1a〜SG10aが結線されて第2系統のU2相の巻線が形成される。また、第2系統3相巻線の他のV2相,W2相の巻線もU2相の巻線と同様な方法で巻回される。
さらに、第2系統3相巻線も同様に3相Y結線で構成されている。従って、各相の巻線について中性点N2(図13参照)と接続する中性点端子T0ua,T0va,T0wa及び電力を受電する電力受電端子T2u,T2v,T2wを決めている。
(中性点端子及び電力受電端子の設定)
図3、図4に示すように、本実施形態では、U2相の巻線について、中性点端子T0ua及び電力受電端子T2uは、U1相の中性点端子T0u及び電力受電端子T1uに対して周方向において180度相対向する位置に設けられる。従って、U2相の巻線について、5個目のセグメントSG5aの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
ここで、U1相巻線と同様に、図12に示すように、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、U2相の中性点端子T0uaとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、U2相の電力受電端子T2uとしている。
つまり、中性点端子T0uaは、スロット番号「25」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2uは、スロット番号「31」のスロットS内の径方向において3番目に外側に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T2uは、中性点端子T0uaよりもスロットS内の径方向において外側に配置される。そして、U2相の電力受電端子T2u及び中性点端子T0uaは、それぞれU1相の電力受電端子T1u及び中性点端子T0uに対して、コア7の周方向に180度相対向する位置に配置される。
次に、V2相の巻線について、中性点端子T0va及び電力受電端子T2vは、V1相の中性点端子T0v及び電力受電端子T1vに対して周方向において242度相対向する位置に設けられる。従って、図3、図4に示すように、V2相の巻線について、スロット番号「33」及び「39」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、V2相の中性点端子T0vaとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、V2相の電力受電端子T2vとしている。
つまり、中性点端子T0vaは、スロット番号「33」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2vは、スロット番号「39」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。従って、電力受電端子T2vは、中性点端子T0vaよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
次に、W2相の巻線について、中性点端子T0wa及び電力受電端子T2wは、W1相の中性点端子T0w及び電力受電端子T1wに対して周方向において138度相対向する位置に設けられる。従って、図3、図4に示すように、W2相の巻線について、スロット番号「29」及び「35」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、W2相の中性点端子T0waとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、W2相の電力受電端子T2wとしている。
つまり、中性点端子T0waは、スロット番号「29」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2wは、スロット番号「35」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。従って、電力受電端子T2wは、中性点端子T0waよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
これによって、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wは、スロットS内の径方向において3番目に外側の位置にそれぞれ配置され、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waは、スロットS内の径方向において最も内側にそれぞれ配置される。しかも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wは互いに近い位置に配置されている。同様に、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wの内側であって互いに近い位置に配置されている。
従って、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waを互いに接続する中性線L2nは、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wより内側に配置される。その結果、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wから引き出される各引出線L2u,L2v,L2wは、中性線L2nより径方向において外側に配置される。
そして、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waを互いに接続し、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを引き出せば、第2系統の3相Y結線の巻線が形成され、図13に示すような電気回路が形成される。なお、図中、「L1」は、電力受電端子T2u,T2v,T2wからそれぞれの巻線が周回し、それぞれ外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点までのインダクタンスを示す。また。「L2」は、それぞれその外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点から、それぞれの各中性点端子T0ua,T0va,T0waまでのインダクタンスを示す。
上記のように第1系統3相巻線と第2系統3相巻線が巻回されたステータ6の内側には、図1に示すように、ロータ11が配設されている。ロータ11は回転軸12を有し、該回転軸12はヨーク3の底部及びフロントエンドプレート4に設けられた軸受け14,15により回転可能に支持されている。又、ロータ11の回転軸12にはロータコア16が外嵌され、該ロータコア16の外周には、前記ステータ6、詳しくはティース9の径方向内側端部と相対向するように複数のマグネットMGが等角度間隔で設けられている。尚、本実施形態のマグネットMGは10個設けられ、ロータ11の界磁極数が「10」に設定されている。
又、図14に示すように、コンシクエントポール型のロータ11の場合には、そのロータコア30に取着されたマグネットMGも数は5個、突極31の数は5個で界磁極数は10個となる。
つまり、図15に示すように、コンシクエントポール型のモータにおいて、2×p極(但し、「p」は極対数)の磁極が周方向に配置されたコンシクエントロータ11と、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータ11と径方向に対向して、ティース9(スロットS)の個数「Z」が、「2×p×m×n(個)」(但し、「m」はステータ巻線の相数、「n」は自然数)を有するコア7と前記スロットSに巻回された多相の巻線を有するステータ6とからなる。
ちなみに、図15に示す場合では、この数式に基づいて、ティース9の個数「Z」は、
Z=2×5(マグネットMGの個数)×3(相数)×2=60個
となる。
また、コンシクエントロータ11のロータコア30は、鋼板よりなるロータコア片が積層されて形成されている。また、ロータコア30には、径方向位置に、ロータコア片よりも比重及び磁性の小さい空隙33(小磁性軽量部)が形成されている。
これにより、磁気がロータコア30内で移動し易いコンシクエントロータ11においては、空隙33(小磁性軽量部)の磁気移動抑制効果による渦電流抑制効果に加えて、ロータコア片が複数積層されることで、さらに渦電流の発生が抑制される。
なお、本実施形態のブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置等に用いられるものであって、前記ロータ11の回転軸12が、図示しない減速機に連結され、該減速機を介して被駆動部としての図示しないステアリングシャフト等の相手シャフトに連結され、同ステアリングシャフト等の相手シャフトを駆動するものである。
ヨーク3のリア側外側に固設した収容ボックス5内には、駆動装置20が収納されている。駆動装置20の回路基板21は、ロータ11の回転制御するための回転センサ22、ECU(電子制御ユニット)23、第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1w及び第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2w等の各種の回路素子が実装されている。
回転センサ22は、ヨーク3の底部から外側に軸線方向に突出した回転軸12に相対向するように回路基板21に実装されている。回転センサ22は、本実施形態ではホールICからなり、回転軸12の軸端面に固着した回転センサ22と一体回転する検出用マグネット22aの回転角を検出する。
ECU(電子制御ユニット)23は、マイクロコンピュータを有している。ECU23は、回転センサ22からの検出信号に基づいて、その時々のブラシレスモータ1の回転角度、回転速度等を検出する。そして、ECU23は、第1系統3相巻線及び第2系統3相巻線の各相へ電力供給タイミング演算する。
第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、例えば、パワーMOSトランジスタからなり、ECU23の制御信号に基づいて、オンオフ制御されるようになっている。第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、所定のタイミングでオンオフ制御されることによって、第1系統3相巻線の各相に電力をそれぞれ供給制御する。これによって、第1系統3相巻線による回転磁界がステータ6に生成される。
回路基板21に実装された第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、軸線方向から見て、第1系統3相巻線に形成した各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと相対向する側に実装されている。そして、その回路基板21の第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wとそれぞれ接続され、軸線方向から見て電力受電端子T1u,T1v,T1wと相対向する前記回路基板21の径方向外周側の位置には、各相に電力を供給する出力端子O1u,O1v,O1wがそれぞれ形成されている。
従って、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wから引き出される各引出線L1u,L1v,L1wは、ヨークリア側側壁に形成した挿通穴24を貫通して各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと各相に出力端子O1u,O1v,O1wとを軸線方向に最短距離でそれぞれ接続する。
第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、例えば、パワーMOSトランジスタからなり、ECU23の制御信号に基づいて、オンオフ制御されるようになっている。第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、所定のタイミングでオンオフ制御されることによって、第2系統3相巻線の各相に電力をそれぞれ供給制御する。これによって、第2系統3相巻線による回転磁界がステータ6に生成される。
回路基板21に実装された第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、軸線方向から見て、第2系統3相巻線に形成した各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wと相対向する側に実装されている。そして、その回路基板21の第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wとそれぞれ接続され、軸線方向から見て電力受電端子T2u,T2v,T2wと相対向する位置には、各相に電力を供給する出力端子O2u,O2v,O2wがそれぞれ形成されている。
従って、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wから引き出される各引出線L2u,L2v,L2wは、ヨークリア側側壁に形成した挿通穴25を貫通して各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wと各相に出力端子O2u,O2v,O2wとを軸線方向に最短距離でそれぞれ接続する。
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)本実施形態によれば、第1系統3相Y結線巻線について、隣接する各相のセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離し、外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる分離端と内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる分離端とを電気的に接続した。
そして、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端を各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端を各相の中性点端子T0u,T0v,T0wとした。これによって、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを、径方向において中性点端子T0u,T0v,T0wより外側に配置できるようにした。
従って、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wが引出線L1u,L1v,L1wを使って軸線方向に引き出されるとき、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wを結ぶ中性線L1nとクロスすることはない。その結果、中性点端子T0u,T0v,T0wを結ぶ中性線L1nとクロスしない分、ブラシレスモータ1の軸線方向の長さを短くでき、ブラシレスモータ1の省スペース化、抵抗損失の低減化を図ることができる。
(2)本実施形態によれば、第2系統3相Y結線巻線について、隣接する各相のセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離し、外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる分離端と内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる分離端とを電気的に接続した。
そして、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端を各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端を各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waとした。これによって、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、径方向において中性点端子T0ua,T0va,T0waより外側に配置できるようにした。
従って、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wが引出線L2u,L2v,L2wを使って軸線方向に引き出されるとき、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waを結ぶ中性線L2nとクロスすることはない。その結果、中性点端子T0ua,T0va,T0waを結ぶ中性線L2nとクロスしない分、ブラシレスモータ1の軸線方向の長さを短くでき、ブラシレスモータ1の省スペース化、抵抗損失の低減化を図ることができる。
(3)本実施形態によれば、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを、周方向にW相,V相,U相の順で配置し、第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、周方向にU相,W相,V相の順で配置する。そして、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wが、周方向に180度相対向する位置に配置した。
これによって、第1系統3相Y結線巻線の電力受電端子T1u,T1v,T1w及び第2系統3相Y結線巻線の電力受電端子T2u,T2v,T2wは、ブラシレスモータ1の軸線方向の外側に左右対称の位置で引き出すことができる。
このとき、回路基板21に左右対称に形成された第1系統3相巻線のための出力端子O1u,O1v,O1wと第2系統3相巻線のための出力端子O2u,O2v,O2wとが、第1系統3相Y結線巻線の電力受電端子T1u,T1v,T1wと第2系統3相Y結線巻線の電力受電端子T2u,T2v,T2wとそれぞれ最短距離で相対向させることができる。
従って、各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wと各出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wとを接続する各引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを短くでき、省スペース化、抵抗損失の低減化を図ることができる。
しかも、軸線方向に引き出される各相の電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wの引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wが、径方向において外側から収容ボックス5内の回路基板21に向かって引き出される。そのため、駆動装置20の回路基21板は、引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを接続させるための出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wを回路基21板の外周部に形成することができる。
これによって、回路基板21に実装する回転センサ22、ECU(電子制御ユニット)23、第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1w及び第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2w等の各種の回路素子の配置をコンパクトにでき、駆動装置20を収容する収容ボックス5を小型にすることができる。
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、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を中性点端子とし、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を電力受電端子とした。
これを、例えば、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を電力受電端子とし、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を中性点端子として実施してもよい。この場合、各相の電力受電端子は、各相の中性点端子よりスロットS内の径方向において内側に配置される。そのため、回路基板21に形成される各相に出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wが、配線レイアウトの制約から回路基板21の中央部周辺に形成される場合、引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを外側に配置される中性線L1n,L2nをクロスすることなく最も短くすることができる。
・上記実施の形態では、上記実施形態ではスロットSの数を60個にしたが、これに限定されるものではなく、例えば、スロットSの数を45個にする等、適宜変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、引出線の配線長さを最短とするために、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを、周方向にW1相、V1相、U1相の順で配置し、第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、周方向にU2相、W2相、V2相の順で配置した。
これを、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wに合わせて、第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、周方向にW2相、V2相、U2相の順で配置して実施してもよい。
この場合、図4において、第2系統3相Y結線巻線のW2相の電力受電端子T2w及び中性点端子T0waは、スロット番号「23」及び「29」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「23」及び「29」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をW2相の電力受電端子T2wとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をW2相の中性点端子T0waとする。
また、W2相の電力受電端子T2v及び中性点端子T0vaは、スロット番号「27」及び「33」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「27」及び「33」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をV2相の電力受電端子T2vとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をW2相の中性点端子T0vaとする。
さらに、U2相の電力受電端子T2u及び中性点端子T0uaは、スロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をU2相の電力受電端子T2uとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をU2相の中性点端子T0uaとする。
この場合でも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、径方向において中性点端子T0ua,T0va,T0waより外側に配置できる。
・上記実施の形態では、電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2w及び前記中性点端子T0u,T0v,T0w,T0ua,T0va,T0waを前記波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScでそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体OSの前記第4導体部OSoに繋がる分離端と前記内側導体ISの前記第2導体部ISiに繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体ISの分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部ISoに繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wとし、前記外側導体OSの分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部OSiに繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子T0u,T0v,T0w,T0ua,T0va,T0waとしてもよい。
・上記実施の形態では、SC巻線について、前記波巻用の外部導体OSと前記重ね巻用の内部導体ISを周方向に交互に連結するものとしたが、波巻用の内側導体ISのみを周方向に連結するものであってもよいし、前記重ね巻用の外側導体OSのみを周方向に連結するものであってもよい。
1…ブラシレスモータ(モータ)、2…モータケース、3…ヨーク、4…フロントエンドプレート、5…収容ボックス、6…ステータ、7…コア、8…円筒部、9…ティース、10…インシュレータ、11…ロータ、12…回転軸、14,15…軸受、16,30…ロータコア、20…駆動装置、21…回路基板、22…回転センサ、22a…検出用マグネット、23…ECU(電子制御ユニット)、24,25…挿通穴、31…突極、S…スロット、IS…内側導体、MG…マグネット、N1,N2…中性点、OS…外側導体、SG…セグメント(第1片側セグメント、第2片側セグメント)、ISc,OSc…連結導体部、ISi…第2導体部、ISo…第3導体部、IWi…第2溶接部、IWo…第3溶接部、L1n,L2n…中性線、L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2w…引出線、O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2w…出力端子、OSi…第1導体部、OSo…第4導体部、OWi…第1溶接部、OWo…第4溶接部、Q1u,Q1v,Q1w…第1スイッチングトランジスタ、Q2u,Q2v,Q2w…第2スイッチングトランジスタ、SG1〜SG10,SG1a〜SG10a…セグメント、T0u,T0v,T0w,T0ua,T0va,T0wa…中性点端子、T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2w…電力受電端子。

Claims (9)

  1. 径方向に延び周方向等間隔に複数設けられるティースを有するコアと前記ティースに装着された多相の巻線を有するステータを備えたモータであって、
    前記ステータは、前記ティース間のスロットを軸方向に貫通するとともに径方向に積層される複数の導体部からなり、各相毎に径方向に隣接する導体部間において前記コアの軸方向外側端部で溶着により電気的に接続され周方向に連なり構成されるSC巻線であり、
    同一相のSC巻線は、2つあり、各相の受電端子はそれぞれ同一の径方向積層位置にある導体部から軸線方向に引出したことを特徴とするモータ。
  2. 第1導体部と第4導体部を有し前記第1導体部と前記第4導体部が基端部で連結された波巻用の外側導体と、第2導体部と第3導体部を有し前記第2導体部と前記第3導体部が基端部で連結され前記波巻用の外側導体に内包される重ね巻用の内側導体とからなるセグメントを有し、前記第1導体部と前記第2導体部、及び、前記第3導体部と前記第4導体部をそれぞれの組とし、前記各組を互いに隣接する同相の各スロットにそれぞれ挿入し、前記各スロットに、前記第1導体部から第4導体部を径方向に内側から第1導体部、第2導体部、第3導体部、第4導体部の順で配置し、
    隣接する一方のスロットの第1導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第2導体部の先端部とを接続するとともに、隣接する一方のスロットの第3導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第4導体部の先端部とを接続することによって、SC巻線よりなる3相Y結線巻線が2つ1スロットピッチずれて形成されるモータであって、
    前記2つの3相Y結線巻線の各相の電力受電端子と中性点端子を、それぞれ同一の導体部から軸線方向に引き出したことを特徴とするモータ。
  3. 請求項2に記載のモータにおいて、
    前記各電力受電端子は、中性点端子よりも、前記スロットの径方向において外側に配置されることを特徴とするモータ。
  4. 請求項2又は3に記載のモータにおいて、
    前記一方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、
    隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分をそれぞれ分離し、前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、前記内側導体の前記第3導体部に繋がる分離端を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の前記第1導体部に繋がる分離端を各相の前記中性点端子とし、
    前記他方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、
    隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の外側導体の基端連結部分をそれぞれ分離し、前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、前記内側導体の前記第3導体部に繋がる分離端を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の前記第1導体部に繋がる分離端を各相の前記中性点端子としたことを特徴とするモータ。
  5. 請求項2又は3に記載のモータにおいて、
    前記一方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、
    隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分でそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体の分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子とし、
    前記他方の3相Y結線巻線の各相の前記電力受電端子及び前記中性点端子は、
    隣接する各相のセグメントについて、前記波巻用の外側導体の基端連結部分及び前記重ね巻用の内側導体の基端連結部分でそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体の前記第4導体部に繋がる分離端と前記内側導体の前記第2導体部に繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体の分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子とし、前記外側導体の分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部に繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子としたことを特徴とするモータ。
  6. 請求項4又は5に記載のモータにおいて、
    前記3相Y結線巻線の各相の電力受電端子と中性点端子は、周方向に隣接して設けられ、前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子と、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子及び中性点端子は、周方向において180度対向する位置に配置されたことを特徴とするモータ。
  7. 請求項6に記載のモータにおいて、
    前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置され、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にU相,W相,V相の順で配置されたことを特徴とするモータ。
  8. 請求項6に記載のモータにおいて、
    前記一方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置され、前記他方の3相Y結線巻線の各相の電力受電端子は、周方向にW相,V相,U相の順で配置されたことを特徴とするモータ。
  9. 請求項2〜8のいずれか1つに記載のモータにおいて、
    前記モータの軸線方向であって前記電力受電端子の引き出す側に収容ボックスが設けられ、その収容ボックスに前記モータの回転速度を検出する回転センサ、前記モータを駆動制御する回路素子を備えた駆動装置が配設され、前記モータ内の前記電力受電端子が軸線方向に引き出され、前記駆動装置の回路基板に接続されることを特徴とするモータ。
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