JP2016021822A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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.
ブラシレスモータとしては、コイルが巻装されたステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられるロータとを有するいわゆるインナーロータ型のモータがある。この種のロータの外周面には、複数のマグネットが周方向に磁極が順番となるように配設されている。一方、ステータは、筒状のステータハウジングと、このステータハウジングの内周面に嵌合固定されるステータコアとで構成される。ステータコアは、例えば、電磁鋼板を積層することで筒状に形成されるものであって、このステータコアのティースに巻線が巻回される。 As the brushless motor, there is a so-called inner rotor type motor having a stator around which a coil is wound and a rotor that is rotatably provided on the inner side in the radial direction of the stator. On the outer peripheral surface of this type of rotor, a plurality of magnets are arranged so that the magnetic poles are in order in the circumferential direction. On the other hand, the stator includes a cylindrical stator housing and a stator core fitted and fixed to the inner peripheral surface of the stator housing. For example, the stator core is formed in a cylindrical shape by laminating electromagnetic steel plates, and a winding is wound around the teeth of the stator core.
この種のモータは、ティースに巻回された巻線の密度(占積率)が高いほどモータ性能を高めることができる。このため、占積率を向上させるために、ステータコアを周方向に分割したものがある(例えば、特許文献1参照)。
このように構成することで、分割された分割コア毎に巻線を巻回してから、ステータコアを環状に組み立てことができるので、ステータコアが分割されていない場合と比較して各ティースに巻線を巻回しやすくなる。このため、分割コアを組み立てた後のスロット内の隙間を極力減少させることが可能になり、占積率を高めることができる。また、分割コアを回転させることで巻線をティースに巻回させることができるので、巻線作業の効率アップが図れる。
This kind of motor can improve motor performance, so that the density (space factor) of the winding wound by teeth is high. For this reason, in order to improve a space factor, there exists what divided the stator core in the circumferential direction (for example, refer to patent documents 1).
By configuring in this way, after winding the winding for each divided core, the stator core can be assembled in an annular shape, so that the winding is wound on each tooth compared to the case where the stator core is not divided. It becomes easier to wind. For this reason, the gap in the slot after assembling the split cores can be reduced as much as possible, and the space factor can be increased. Moreover, since the winding can be wound around the teeth by rotating the split core, the efficiency of the winding work can be improved.
しかしながら、分割コアにより形成されたステータコアは、隣接する分割コア同士の連結部において透磁率が低下し、磁束損失が増加する。このため、ブラシレスモータは、分割コアを用いることで性能が低下するという課題がある。 However, in the stator core formed by the split cores, the magnetic permeability decreases at the connecting portion between the adjacent split cores, and the magnetic flux loss increases. For this reason, a brushless motor has the subject that performance falls by using a division | segmentation core.
そこで本発明は、磁束損失を抑制しつつ、巻線の占積率を向上させ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 provides a brushless motor capable of improving the space factor of the winding while suppressing magnetic flux loss.
本発明のブラシレスモータは、分割コアを環状に連結することで形成されるステータコアを備えるブラシレスモータにおいて、前記分割コアは、周方向に沿って延在し、両端に連結部を有するバックヨーク片と、前記バックヨーク片から径方向内側に向かって突出するティースと、を備え、前記バックヨーク片の前記連結部における径方向の幅は、前記バックヨーク片の前記ティースの基端部における径方向の幅よりも大きく設定されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、分割コアの連結部同士の接触面積をより大きく確保することで、ステータコアの磁路上の不連続箇所となるバックヨーク片の連結部において、磁束の損失を抑制することができる。したがって、磁束損失を抑制しつつ、巻線の占積率を向上させることができるブラシレスモータが得られる。
The brushless motor of the present invention is a brushless motor including a stator core formed by connecting the split cores in an annular shape, the split cores extending along the circumferential direction, and back yoke pieces having connecting portions at both ends. And a tooth projecting radially inward from the back yoke piece, and a radial width of the connecting portion of the back yoke piece is a radial width at a base end portion of the tooth of the back yoke piece. It is characterized by being set larger than the width.
According to the present invention, by ensuring a larger contact area between the connecting portions of the split core, loss of magnetic flux can be suppressed in the connecting portion of the back yoke piece that is a discontinuous portion on the magnetic path of the stator core. . Therefore, it is possible to obtain a brushless motor capable of improving the space factor of the winding while suppressing magnetic flux loss.
上記のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアの外径は、前記連結部において最大に設定されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、ステータコアは、連結部においてバックヨーク片の内径が狭まることを抑制しつつ、連結部の径方向の幅を広げることができる。したがって、巻線の占積率を確保しつつ、連結部における磁束損失が抑制されたブラシレスモータが得られる。
In the brushless motor, the outer diameter of the stator core is set to a maximum at the connecting portion.
According to the present invention, the stator core can widen the radial width of the connecting portion while suppressing the inner diameter of the back yoke piece from being reduced in the connecting portion. Therefore, it is possible to obtain a brushless motor in which the magnetic flux loss at the connecting portion is suppressed while securing the space factor of the windings.
上記のブラシレスモータにおいて、前記バックヨーク片の外周面は、径方向に対して垂直な平面部を有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、ステータコアは、多角形状に形成されるため、多角形の外接円と同等の外径を有する円形状のステータコアよりも幅が狭くなる。また、多角形状のステータコアは、同等の幅を有する円形状のステータコアよりも断面積が広くなるため、バックヨーク片の径方向の幅を維持しつつ、巻線の高い占積率を確保することができる。したがって、巻線の高い占積率を確保しつつ、ステータコアを小型化することができる。
In the brushless motor described above, the outer peripheral surface of the back yoke piece has a flat portion perpendicular to the radial direction.
According to the present invention, since the stator core is formed in a polygonal shape, the width is narrower than that of a circular stator core having an outer diameter equivalent to a polygonal circumscribed circle. Further, since the cross-sectional area of the polygonal stator core is larger than that of the circular stator core having the same width, it is possible to ensure a high space factor of the winding while maintaining the radial width of the back yoke piece. Can do. Therefore, the stator core can be reduced in size while ensuring a high space factor of the windings.
上記のブラシレスモータにおいて、絶縁性を有し前記分割コアに装着されるインシュレータを備え、前記バックヨーク片の内周面には、周方向の両端に径方向内側に向かって斜めに延出する傾斜面部が形成され、前記ティースは、径方向に沿って延出し、巻線が巻回される巻胴部と、前記巻胴部の径方向内側の先端から周方向に沿って延在する鍔部と、により構成され、前記インシュレータは、前記バックヨーク片の前記内周面を覆うバックヨーク被覆部と、前記巻胴部を覆う巻胴被覆部と、前記鍔部の径方向外側の面を覆う鍔被覆部と、を有し、前記バックヨーク被覆部のうち前記傾斜面部に対応する面と、前記鍔被覆部の面とが平行になるように形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、巻線が互いに平行な2面に挟まれた空間に巻回されるため、巻線を容易に整列巻きすることができる。また、巻線が互いに平行な2面に挟まれているため、巻線を強く巻いた際に、その下層に巻回された巻線が積層方向に対して横方向にずれて巻崩れすることを防止できる。したがって、巻線をより密に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。
The brushless motor includes an insulator having an insulating property and attached to the divided core, and an inner peripheral surface of the back yoke piece is inclined to extend radially inward at both ends in the circumferential direction. A surface portion is formed, and the teeth extend along a radial direction, and a winding drum portion around which a winding is wound, and a flange portion extending along a circumferential direction from a radially inner tip of the winding drum portion. And the insulator covers a back yoke covering portion that covers the inner peripheral surface of the back yoke piece, a winding drum covering portion that covers the winding drum portion, and a radially outer surface of the flange portion. And a surface corresponding to the inclined surface portion of the back yoke covering portion and a surface of the flange covering portion are formed parallel to each other.
According to the present invention, since the winding is wound in a space sandwiched between two parallel surfaces, the winding can be easily aligned and wound. In addition, since the winding is sandwiched between two parallel surfaces, when the winding is strongly wound, the winding wound around the lower layer is displaced laterally with respect to the stacking direction and collapses. Can be prevented. Therefore, the windings can be more closely aligned and the space factor can be improved.
上記のブラシレスモータにおいて、前記鍔被覆部の軸方向端部には、前記巻線の巻崩れを防止するための規制壁が設けられ、前記規制壁の前記巻胴被覆部側の面は、軸方向外側に向かうに従って徐々に径方向内側に向かうように形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、径方向内側に向かって整列巻きされた巻線の巻崩れを防止することができる。したがって、巻線をより容易に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。
In the brushless motor described above, a restriction wall for preventing the winding from collapsing is provided at an axial end of the flange covering part, and the surface of the restriction wall on the winding drum covering part side is It is characterized by being formed so as to gradually go inward in the radial direction as going outward in the direction.
According to the present invention, it is possible to prevent the windings that are aligned and wound radially inward from being collapsed. Accordingly, the windings can be more easily aligned and the space factor can be improved.
上記のブラシレスモータにおいて、前記連結部は、非平面状に形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、連結部同士の滑りが抑制され、連結された分割コア同士の係合力を向上させることができる。また、連結部同士の接触面積が大きくなるので、連結部における磁束の損失をより抑制することができる。
In the above brushless motor, the connecting portion is formed in a non-planar shape.
According to the present invention, sliding between the connecting portions is suppressed, and the engaging force between the connected divided cores can be improved. In addition, since the contact area between the connecting portions is increased, the loss of magnetic flux in the connecting portions can be further suppressed.
上記のブラシレスモータにおいて、周方向に隣接する前記分割コアのそれぞれの連結部には、一方に、周方向に向かって突出する凸部が形成され、他方に、前記凸部と嵌め合わされる凹部が形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、連結された分割コア同士の係合力を向上させるとともに、連結部における磁束の損失をより抑制する構造を、より簡易に得ることができる。
In the brushless motor described above, each connecting portion of the divided cores adjacent in the circumferential direction is formed with a convex portion protruding in the circumferential direction on one side, and a concave portion fitted to the convex portion on the other side. It is formed, It is characterized by the above-mentioned.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the engaging force of the divided cores connected, the structure which suppresses more the loss of the magnetic flux in a connection part can be obtained more simply.
上記のブラシレスモータにおいて、前記分割コアは、コアプレートを複数枚積層して形成され、前記コアプレートは、一方の面に形成された嵌合凸部と、他方の面に形成され前記嵌合凸部が嵌合される嵌合凹部と、を有し、前記嵌合凸部および前記嵌合凹部は、前記バックヨーク片の前記ティースに対応する位置に形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、磁路が形成されにくいバックヨーク片のティースに対応する位置に、嵌合凸部および嵌合凹部を形成することで、磁束の損失を最小限に抑えることができる。
In the brushless motor, the split core is formed by stacking a plurality of core plates, and the core plate is formed on one surface with a fitting convex portion and on the other surface with the fitting convex portion. A fitting recess, into which the portion is fitted, and the fitting projection and the fitting recess are formed at positions corresponding to the teeth of the back yoke piece.
According to the present invention, the loss of magnetic flux can be minimized by forming the fitting convex portion and the fitting concave portion at a position corresponding to the teeth of the back yoke piece where the magnetic path is difficult to be formed.
本発明のブラシレスモータによれば、分割コアの連結部同士の接触面積をより大きく確保することで、ステータコアの磁路上の不連続箇所となるバックヨーク片の連結部において、磁束の損失を抑制することができる。したがって、磁束損失を抑制しつつ、巻線の占積率を向上させることができるブラシレスモータが得られる。 According to the brushless motor of the present invention, by ensuring a larger contact area between the connecting portions of the split core, the loss of magnetic flux is suppressed at the connecting portion of the back yoke piece that is a discontinuous portion on the magnetic path of the stator core. be able to. Therefore, it is possible to obtain a brushless motor capable of improving the space factor of the winding while suppressing magnetic flux loss.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(減速機付モータ)
図1は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータが適用された減速機付モータの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、回転軸3の軸方向を単に軸方向といい、回転軸3の周方向を単に周方向といい、回転軸3の径方向を単に径方向という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Motor with reduction gear)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a motor with a reduction gear to which a brushless motor according to an embodiment of the present invention is applied. In the following description, the axial direction of the rotating
図1に示すように、減速機付モータ1は、例えば車両に搭載される電装品(例えば、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)の駆動源となるものであって、ブラシレスモータ2と、ブラシレスモータ2の回転軸3に連結されたウォームギヤ減速機4と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
(ブラシレスモータ)
ブラシレスモータ2は、ステータ10と、ステータ10に対して回転自在に設けられたロータ5と、を備えている。
(Brushless motor)
The brushless motor 2 includes a
(ロータ)
ロータ5は、回転軸3にロータコア6が圧入固定されている。ロータ5は、ロータコア6の外周面に設けられた複数の永久磁石と、回転軸3に圧入固定された回転検出手段7を構成するセンサマグネット8と、を有する。永久磁石は、周方向に磁極が順番に変わるように配置されている。
(Rotor)
In the
(ステータ)
ステータ10は、ステータ10の外郭を形成するステータハウジング11と、ステータハウジング11内に配置されたステータコア50と、を有する。
(Stator)
The
(ステータハウジング)
ステータハウジング11は、金属材料により、断面が略角丸正六角形の有底筒状に形成されている。ステータハウジング11の内側には、複数のコイル41が形成されたステータコア50が、接着や圧入等の固定手段により周方向に沿って固定配置されている。
(Stator housing)
The
ステータハウジング11の底部には、軸受ハウジング13が突出形成されている。軸受ハウジング13には、回転軸3の一端を回転自在に支持するための軸受14が内嵌されている。さらに、軸受ハウジング13の底部には、スラストプレート15が設けられている。スラストプレート15は、回転軸3の一端側のスラスト荷重を受けている。また、ステータハウジング11の開口部11aは、拡径形成されており、センサホルダ18の一部が収容されている。
A bearing
センサホルダ18は、例えば樹脂材料により、軸方向一端側が開口した有底筒状に形成されている。センサホルダ18の中央には、回転軸3が挿通する貫通孔18aが形成されている。センサホルダ18には、複数のバスバー19が埋設されている。バスバー19は、一端にステータ10のコイル41を形成する巻線42が接続され、他端は外部接続コネクタ31の端子として、外部接続コネクタ31から外部に突出している。また、センサホルダ18には、センサ基板20が配置されている。センサ基板20は、回転検出手段7を構成する回転検出センサ21を有する。回転検出センサ21は、回転軸3の回転に伴ってセンサマグネット8が回転することで生じる磁極の切り替わりを検出する。これにより、回転軸3の回転角度が検出される。
The
また、ステータハウジング11の開口部11aの周縁には、フランジ部12が一体形成されている。このフランジ部12には、ウォームギヤ減速機4を構成するギヤハウジング23にブラシレスモータ2を締結固定するための不図示のボルト挿通孔が形成されている。このボルト挿通孔を通じて、ボルト16がギヤハウジング23に螺入される。
A flange portion 12 is integrally formed on the periphery of the opening 11 a of the
(ステータコア)
図2は、ステータコアの外観斜視図である。
図2に示すように、ステータコア50は、ステータハウジング11(図1参照)の内部に圧入可能な、断面が略角丸正六角形の筒状に形成されている。ステータコア50は、外周面の形状が略六角形に形成された環状のバックヨーク51と、バックヨーク51から径方向内側に向かって突出する複数(本実施形態では6個)のティース55とを有する。ステータコア50には、インシュレータ70を介してティース55に巻線42が巻回され、複数(本実施形態では6個)のコイル41が形成されている。ここで、ステータコア50は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。すなわち、ステータコア50は、バックヨーク51を周方向に複数(本実施形態では6個)に分割して形成された分割コア60を、環状に連結することで形成されている。
(Stator core)
FIG. 2 is an external perspective view of the stator core.
As shown in FIG. 2, the
(分割コア)
図3は、分割コアの断面図である。図4は、コアプレートの外観斜視図である。
分割コア60は、例えば金属板により形成されたコアプレート65(図4参照)を複数枚積層して形成されている。分割コア60は、軸方向に沿って一様に形成されている。図3に示すように、分割コア60は、周方向に沿って延在し両端に連結部63を有するバックヨーク片61と、バックヨーク片61の周方向中央から径方向内側に向かって突出する1個のティース55と、を備える。
(Split core)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the split core. FIG. 4 is an external perspective view of the core plate.
The
図2および図3に示すように、バックヨーク片61は、外周面の形状が略六角形のバックヨーク51を各角部において周方向に分割することで形成されている。バックヨーク片61の外周面は、径方向に対して垂直な平面部61aと、平面部61aの周方向両側に形成された湾曲部61bと、により構成されている。湾曲部61bは、平面部61aの周方向両側から、それぞれ径方向内側に向かって、例えば約30度湾曲している。そして、湾曲部61bは、周方向外側において連結部63と略直角に接続している。この湾曲部61bにより、分割コア60を環状に連結したステータコア50は、断面形状が略角丸正六角形になる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
バックヨーク片61の内周面には、ティース55の基端部の周方向両側に形成され平面部61aと平行な平行面部61cと、周方向の両端に径方向内側に向かって斜めに延出する傾斜面部61dと、が形成されている。傾斜面部61dは、平行面部61cの周方向外側から、それぞれ径方向内側に向かって例えば約30度傾斜している。そして、傾斜面部61dは、周方向外側において連結部63と略直角に接続している。
On the inner peripheral surface of the
バックヨーク片61の連結部63は、径方向の幅W1が、バックヨーク片61のティース55の基端部における径方向の幅W2よりも大きくなっている。また、バックヨーク片61の一対の連結部63は、一方に周方向に向かって突出する凸部63aを有し、他方に凸部63aを受け入れ可能な凹部63bが形成されている。この連結部63により、周方向に隣接する分割コア60は、一方の分割コア60の凸部63aを、他方の分割コア60の凹部63bに嵌め合わせることで、連結されるようになっている。
The connecting
ティース55は、径方向に沿って延出し巻線42が巻回される巻胴部56と、巻胴部56の径方向内側の先端から周方向に沿って延在する鍔部57と、により構成されている。巻胴部56は、周方向の両側に、平行面部61cに垂直に接続する側壁面56aを有する。鍔部57は、巻胴部56と一体形成されている。鍔部57は、径方向内側が略円弧状に形成されている。また、鍔部57の径方向外側には、側壁面56aの径方向内側の端部から周方向外側に向かって例えば約60度傾斜した鍔部傾斜面57aが形成されている。
The
図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。
上述した分割コア60を形成しているコアプレート65は、例えばプレス加工等により形成されている。図4および図5に示すように、コアプレート65は、一方の面に形成された嵌合凸部67と、他方の面に形成され嵌合凸部67が嵌合可能な嵌合凹部69と、を有している。嵌合凸部67および嵌合凹部69は、バックヨーク片61のティース55に対応する位置、すなわちバックヨーク片61の周方向中央近傍に形成されている。コアプレート65を積層する際には、この嵌合凸部67を嵌合凹部69に嵌入して積層することで、コアプレート65同士の面方向へのずれが防止され、分割コア60を容易に製造することが可能となる。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
The
(インシュレータ)
図6は、インシュレータが装着された分割コアの外観斜視図である。
図6に示すように、分割コア60には、絶縁性を有する樹脂により形成されたインシュレータ70が装着されている。インシュレータ70は、分割コア60の周方向両側を覆う側面部71と、分割コア60の軸方向両端部を覆うエンド部81と、を有する。
(Insulator)
FIG. 6 is an external perspective view of the split core to which the insulator is attached.
As shown in FIG. 6, an
図3に示すように、側面部71は、バックヨーク片61の内周面を覆うバックヨーク被覆部75と、巻胴部56の側壁面56aを覆う巻胴被覆部73と、鍔部57の鍔部傾斜面57aを覆う鍔被覆部77と、を有する。側面部71は、コイル41の巻線42を巻回するスロット90を画成している。
As shown in FIG. 3, the
スロット90は、側壁面56aに沿う巻胴被覆部73のスロット底面73aと、平行面部61cに沿うバックヨーク被覆部75のスロット平行面75aと、傾斜面部61dに沿うバックヨーク被覆部75のスロット傾斜面75bと、鍔部傾斜面57aに沿う鍔被覆部77のスロット内壁面77aと、により画成されている。スロット内壁面77aは、スロット底面73aとのなす角θ2が例えば約120度となるように形成されている。スロット平行面75aは、スロット底面73aに対して垂直に形成されている。スロット傾斜面75bは、スロット内壁面77aと平行になるように形成されている。すなわち、スロット傾斜面75bは、スロット平行面75aとのなす角θ1が例えば約150度となるように形成されている。軸方向に垂直な断面において、スロット平行面75a、スロット底面73a、およびスロット内壁面77aの幅はそれぞれ同程度に設定されており、スロット傾斜面75bの幅はそれらよりやや短く設定されている。
The
図7は、図6のVII−VII線に沿う断面図である。
図6および図7に示すように、エンド部81は、巻胴部56の軸方向両側を覆うエンド部本体83と、径方向外側において軸方向外側に向かって立設された外側規制壁85と、径方向内側において軸方向外側に向かって立設された内側規制壁87(請求項における「規制壁」に相当。)と、を有する。
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the
エンド部本体83の軸方向外側には、エンド部底面83aが形成されている。エンド部底面83aは、巻胴被覆部73の一対のスロット底面73a(図3参照)を、巻胴部56の軸方向端部において滑らかに接続している。
An end portion bottom surface 83 a is formed on the outer side in the axial direction of the end portion
外側規制壁85は、バックヨーク被覆部75の軸方向端部に形成され、径方向内側には、外側規制面85aが形成されている。外側規制面85aは、バックヨーク被覆部75のスロット平行面75a(図3参照)が軸方向外側に向かって延びることで形成された、スロット平行面75aと同一平面であり、エンド部底面83aに対して垂直に形成されている。この外側規制壁85により、巻線42の径方向外側への巻崩れを防止している。
The
内側規制壁87は、鍔被覆部77の軸方向端部に形成され、径方向外側(巻胴被覆部73側)には、内側規制面87aが形成されている。内側規制面87aは、鍔被覆部77の一対のスロット内壁面77a(図3参照)を軸方向端部において接続している。内側規制面87aは、エンド部底面83aとのなす角θ3が例えば約120度となるように形成されている。この内側規制壁87により、巻線42の径方向内側への巻崩れを防止している。
The
上述したインシュレータ70は、軸方向の略中央において軸方向に分割されており、分割コア60の軸方向外側から軸方向に沿って挿入することで分割コア60に嵌め込まれる。
The
(ウォームギヤ減速機)
図1に戻り、ウォームギヤ減速機4は、ギヤハウジング23の他に、このギヤハウジング23内に収納されるウォーム24と、このウォーム24に噛合うウォームホイール25と、を有している。
ギヤハウジング23には、ステータハウジング11のフランジ部12が取り付けられる開口部に、センサホルダ18が収納される収納凹部29が形成されている。また、ギヤハウジング23には、収納凹部29のブラシレスモータ2とは反対側に、収納凹部29に連通するコネクタユニット収納部30が形成されている。このコネクタユニット収納部30には、外部電源からの電力をステータ10のコイル41に供給するための外部接続コネクタ31が収納されている。
(Worm gear reducer)
Returning to FIG. 1, in addition to the
In the
さらに、ギヤハウジング23には、ウォーム24を収容するウォーム収容部26と、ウォームホイール25を収容するウォームホイール収容部27と、が形成されている。
Further, the
ウォーム24は、回転軸3の他端寄りに相対回転不能に圧入されている。ウォーム収容部26の軸方向他端側には、軸受収容部32が形成されている。軸受収容部32には、回転軸3の他端を回転自在に支持するための軸受33が内嵌されている。さらに、軸受収容部32の底部には、リング状のクッションゴム34を介してスラストプレート35が設けられている。スラストプレート35は、回転軸3の他端側のスラスト荷重を受けている。
ウォームホイール25には、不図示の出力軸がブラシレスモータ2の回転軸3に直交する方向に沿って設けられている。出力軸が回転することによって、各種の電装品(パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)が駆動する。
The
The
(作用および効果)
以下、本実施形態のブラシレスモータ2の作用および効果について説明する。
(Function and effect)
Hereinafter, the operation and effect of the brushless motor 2 of the present embodiment will be described.
図3に示すように、バックヨーク片61の連結部63は、径方向の幅W1が、バックヨーク片61のティース55の基端部における径方向の幅W2よりも大きく設定されている。
このように、分割コア60の連結部63同士の接触面積をより大きく確保することで、ステータコア50の磁路上の不連続箇所となるバックヨーク片61の連結部63において、磁束の損失を抑制することができる。したがって、磁束損失を抑制しつつ、巻線42の占積率を向上させることができるブラシレスモータ2が得られる。
As shown in FIG. 3, the connecting
In this way, by ensuring a larger contact area between the connecting
また、ステータコア50は、外周面の形状が略六角形の各角部において分割されているため、ステータコア50の外径は、連結部63において最大に設定されている。
これにより、ステータコア50は、連結部63においてバックヨーク51の内径が狭まることを抑制しつつ、連結部63の径方向の幅を広げることが可能となっている。したがって、巻線42の占積率を確保しつつ、連結部63における磁束損失が抑制されたブラシレスモータ2が得られる。
Further, since the
Thereby, the
上述したステータコア50は、外周面に径方向に対して垂直な平面部61aを有する分割コア60により、多角形状に形成されている。
このため、多角形状のステータコア50は、多角形の外接円と同等の外径を有する円形状のステータコアよりも幅を狭く形成できる。また、ステータコア50は、同等の幅を有する円形状のステータコアよりも断面積が広くなるため、バックヨーク片61の径方向の幅を維持しつつ、巻線42の高い占積率を確保することができる。したがって、巻線42の高い占積率を確保しつつ、ステータコア50を小型化することができる。
The
For this reason, the
図3および図7に示すように、スロット90には、丸線からなる巻線42が俵積み状に巻回されている。具体的には、1層目としてスロット90のスロット底面73a上およびエンド部底面83a上に巻線42を隙間なく整列的に巻回し、2層目が1層目の隣接し合う巻線42の間の真上に配置されるように巻線42を隙間なく整列的に巻回する。このように、下層の隣接し合う巻線42が形成する谷間に、上層の巻線42を整列的に巻回することで、巻線42の俵積みが実現される。こうして俵積み状に巻回された巻線42は、1層ごとに互い違いになるように積層されている。すなわち、ある巻線42の1層上層にある巻線42は、巻線積層方向に対して30度ずれた位置に配置され、2層上層にある巻線42は、巻線積層方向上に配置される。
As shown in FIGS. 3 and 7, a winding 42 made of a round wire is wound around the
このため、スロット底面73aの径方向両側にあるスロット平行面75aおよびスロット内壁面77aを、スロット底面73aに対して垂直または60度傾斜するように形成することで、巻線42を容易に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。同様に、エンド部底面83aの径方向両側にある外側規制面85aおよび内側規制面87aを、エンド部底面83aに対して垂直または60度傾斜するように形成することで、巻線42を容易に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。
Therefore, by forming the slot
また、スロット平行面75aの周方向外側には、スロット内壁面77aと平行なスロット傾斜面75bが形成されている。このように、スロット90を平行な2面で形成することで、巻線42を容易に整列巻きすることができる。さらに、巻線42が互いに平行な2面に挟まれているため、巻線42を強く巻いた際に、その下層に巻回された巻線42が積層方向に対して横方向にずれて巻崩れすることを防止できる。したがって、巻線42をより密に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。
A slot inclined
また、インシュレータ70のエンド部81において、内側規制壁87の内側規制面87aが、軸方向外側に向かうに従って徐々に径方向内側に向かうように形成されている。すなわち、エンド部81における巻線42が巻回される空間は、エンド部底面83aと垂直に交差する外側規制面85aと、エンド部底面83aに対して約60度傾斜している内側規制面87aと、により軸方向に向かって広がるように形成されている。
ここで、コイル41は、スロット90において、径方向内側に向かって幅を広げるように形成されている。そこで、エンド部81の巻線42が巻回される空間を、上述のように軸方向外側に向かうに従って徐々に径方向内側に向かうように形成することで、整列巻きされた巻線42の巻崩れを防止することができる。したがって、巻線42をより容易に整列巻きすることができ、占積率を向上できる。
Further, in the
Here, the
また、バックヨーク片61の一対の連結部63は、一方が凸部63aを有し、他方が凸部63aを受け入れ可能な凹部63bを有している。この連結部63により、周方向に隣接する分割コア60は、一方の分割コア60の凸部63aを、他方の分割コア60の凹部63bに嵌め合わせることで、連結されるようになっている。
このように、連結部63を、非平面状に形成することで、連結部63同士の滑りが抑制され、分割コア60同士の係合力を向上させることができる。さらに、連結部63を非平面状に形成することで、連結部が平面状の場合と比べて、連結部63同士の接触面積が大きくなるので、磁束の損失をより抑制することができる。特に、連結部63の非平面形状を凸部63aおよび凹部63bにより構成することで、上述した効果を、より簡易な構造で得ることができる。
One of the pair of connecting
Thus, by forming the connecting
ここで、ステータコア50のティース55に形成されたコイル41の磁束は、ティース55の巻胴部56から径方向外側に向かい、バックヨーク片61とティース55との交差部において、周方向の両側に分かれてバックヨーク51に流れる。このため、バックヨーク片61のティース55に対応する位置は、磁路が形成されにくい。そこでコアプレート65の嵌合凸部67および嵌合凹部69を、バックヨーク片61のティース55に対応する位置に設けることで、磁束の損失を最小限に抑えることができる。
Here, the magnetic flux of 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。
例えば、上記実施形態においては、分割コア60がコアプレート65を積層して形成されたいわゆる積層コアの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、分割コアがいわゆる圧粉コアであってもよい。
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.
For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態においては、コイルが6個形成された6スロットのブラシレスモータについて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば12スロットのブラシレスモータであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, the 6-slot brushless motor with which six coils were formed was demonstrated. However, the present invention is not limited to this. For example, a 12-slot brushless motor may be used.
(変形例)
図8および図9は、他のコアプレートの外観斜視図である。
また、上記実施形態では、コアプレート65は、嵌合凸部67および嵌合凹部69をバックヨーク片61の周方向中央近傍に1つ有していたが、この限りではない。
例えば、図8に示すように、コアプレート165は、嵌合凸部167および嵌合凹部(不図示)をバックヨーク片161の周方向中央近傍に加え、さらに巻胴部156と鍔部157との交差部近傍に有していてもよい。
(Modification)
8 and 9 are external perspective views of other core plates.
Moreover, in the said embodiment, although the
For example, as shown in FIG. 8, the
また、図9に示すように、コアプレート265は、嵌合凸部267および嵌合凹部(不図示)を巻胴部256と鍔部257との交差部近傍と、1対の連結部263近傍と、に有していてもよい。このようにコアプレートに嵌合凸部および嵌合凹部を複数形成することで、コアプレートを積層する際に、コアプレート同士の面方向へのずれを防止するのに加え、コアプレートが嵌合凸部および嵌合凹部を中心に回転してしまうことを防止できる。さらに、連結部は径方向の幅が広くなるように形成されているため、図9に示すコアプレート265のように、連結部263近傍に嵌合凸部267および嵌合凹部を形成することで、バックヨーク片261を通る磁束の損失を抑えることができる。
As shown in FIG. 9, the
また、図8に示すように、コアプレート165の連結部163は、平面状であってもよい。これによれば、コアプレート165の形状が単純化するため、コアプレート165の製造歩留まりが向上し、製造コストを抑えることができる。
Moreover, as shown in FIG. 8, the
2…ブラシレスモータ 50…ステータコア 55…ティース 56…巻胴部 57…鍔部 60…分割コア 61…バックヨーク片 61a…平面部 61d…傾斜面部 63…連結部 63a…凸部 63b…凹部 65…コアプレート 67…嵌合凸部 69…嵌合凹部 70…インシュレータ 73…巻胴被覆部 75…バックヨーク被覆部 77…鍔被覆部 87…内側規制壁(規制壁) W1…連結部における径方向の幅 W2…ティースの基端部における径方向の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ...
Claims (8)
前記分割コアは、
周方向に沿って延在し、両端に連結部を有するバックヨーク片と、
前記バックヨーク片から径方向内側に向かって突出するティースと、
を備え、
前記バックヨーク片の前記連結部における径方向の幅は、前記バックヨーク片の前記ティースの基端部における径方向の幅よりも大きく設定されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 In a brushless motor including a stator core formed by connecting divided cores in an annular shape,
The split core is
A back yoke piece extending along the circumferential direction and having connecting portions at both ends;
Teeth projecting radially inward from the back yoke piece;
With
The radial width of the connecting portion of the back yoke piece is set larger than the radial width of the base end portion of the teeth of the back yoke piece.
A brushless motor characterized by that.
前記ステータコアの外径は、前記連結部において最大に設定されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
The outer diameter of the stator core is set to the maximum at the connecting portion,
A brushless motor characterized by that.
前記バックヨーク片の外周面は、径方向に対して垂直な平面部を有する、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1 or 2,
The outer peripheral surface of the back yoke piece has a flat portion perpendicular to the radial direction.
A brushless motor characterized by that.
絶縁性を有し前記分割コアに装着されるインシュレータを備え、
前記バックヨーク片の内周面には、周方向の両端に径方向内側に向かって斜めに延出する傾斜面部が形成され、
前記ティースは、
径方向に沿って延出し、巻線が巻回される巻胴部と、
前記巻胴部の径方向内側の先端から周方向に沿って延在する鍔部と、
により構成され、
前記インシュレータは、
前記バックヨーク片の前記内周面を覆うバックヨーク被覆部と、
前記巻胴部を覆う巻胴被覆部と、
前記鍔部の径方向外側の面を覆う鍔被覆部と、
を有し、
前記バックヨーク被覆部のうち前記傾斜面部に対応する面と、前記鍔被覆部の面とが平行になるように形成されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 3,
Insulator having insulation and attached to the split core,
On the inner peripheral surface of the back yoke piece, inclined surface portions extending obliquely inward in the radial direction are formed at both ends in the circumferential direction,
The teeth are
A winding body portion extending along the radial direction and wound with a winding;
A collar portion extending along the circumferential direction from the radially inner tip of the winding drum portion;
Composed of
The insulator is
A back yoke covering portion covering the inner peripheral surface of the back yoke piece;
A winding drum covering portion covering the winding drum portion;
A heel covering portion that covers a radially outer surface of the heel portion;
Have
The surface corresponding to the inclined surface portion of the back yoke covering portion and the surface of the flange covering portion are formed in parallel.
A brushless motor characterized by that.
前記鍔被覆部の軸方向端部には、前記巻線の巻崩れを防止するための規制壁が設けられ、
前記規制壁の前記巻胴被覆部側の面は、軸方向外側に向かうに従って徐々に径方向内側に向かうように形成されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 4,
A restriction wall for preventing the winding from collapsing is provided at the axial end of the flange covering portion,
The surface on the winding drum covering portion side of the restriction wall is formed so as to gradually go radially inward as it goes outward in the axial direction.
A brushless motor characterized by that.
前記連結部は、非平面状に形成されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 5,
The connecting portion is formed in a non-planar shape,
A brushless motor characterized by that.
周方向に隣接する前記分割コアのそれぞれの連結部には、一方に、周方向に向かって突出する凸部が形成され、他方に、前記凸部と嵌め合わされる凹部が形成されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 6,
Each of the connecting portions of the divided cores adjacent in the circumferential direction is formed with a convex portion projecting toward the circumferential direction on one side, and a concave portion fitted with the convex portion on the other side.
A brushless motor characterized by that.
前記分割コアは、コアプレートを複数枚積層して形成され、
前記コアプレートは、一方の面に形成された嵌合凸部と、他方の面に形成され前記嵌合凸部が嵌合される嵌合凹部と、を有し、
前記嵌合凸部および前記嵌合凹部は、前記バックヨーク片の前記ティースに対応する位置に形成されている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 7,
The split core is formed by stacking a plurality of core plates,
The core plate has a fitting convex portion formed on one surface, and a fitting concave portion formed on the other surface and fitted with the fitting convex portion,
The fitting convex part and the fitting concave part are formed at positions corresponding to the teeth of the back yoke piece,
A brushless motor characterized by that.
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