JP2020022249A - Stator and brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分割コア構造のステータ、及び、このステータを備えたブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a stator having a split core structure, and a brushless motor including the stator.
従来、インナーロータ型のブラシレスモータにおいて、ステータのコアを分割構造としたものが知られている。例えば特許文献1には、円環状に分割コアを配置してなるリング状のステータコアと、このステータコアを外周から締め付ける筒状のハウジングとを備えたステータが開示されている。このステータには、リング状のバスバーユニットが設けられており、各ティース部に巻回されたコイルの端末は、バスバーユニットの接続片に対して溶接されることで接続されている。 Conventionally, an inner rotor type brushless motor in which a stator core has a divided structure is known. For example, Patent Literature 1 discloses a stator including a ring-shaped stator core in which divided cores are arranged in an annular shape, and a cylindrical housing that tightens the stator core from the outer periphery. The stator is provided with a ring-shaped bus bar unit, and the ends of the coils wound around the teeth are connected to the connection pieces of the bus bar unit by welding.
しかしながら、上記の特許文献1のようにバスバーを用いて同相のコイル同士を結線する構成の場合、バスバーが高価な部品であるため、ステータ及びモータのコスト増を招く。また、バスバーは巻線よりも厚みが大きいため、上記の特許文献1のように、ステータの軸方向端面にバスバーを含むユニットを配置すると、モータの軸方向寸法が大きくなり、モータの大型化に繋がってしまうという課題もある。 However, in the case of the configuration in which the coils of the same phase are connected to each other using the bus bar as in Patent Document 1 described above, the bus bar is an expensive component, and thus the cost of the stator and the motor is increased. In addition, since the bus bar is thicker than the winding, if a unit including the bus bar is arranged on the axial end face of the stator as in Patent Document 1, the axial dimension of the motor increases, and the motor becomes larger. There is also the problem of being connected.
本件のステータ及びブラシレスモータは、このような課題に鑑み案出されたもので、バスバーを用いることなく渡り線を適切に配索することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。 The stator and the brushless motor of the present invention have been devised in view of such a problem, and an object thereof is to appropriately route a crossover without using a bus bar. It is to be noted that the present invention is not limited to this object, and it is another advantage of the present invention that the present invention is not limited to the conventional technology, and is an operation effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later. is there.
(1)ここで開示するステータは、モータのハウジング内に配置され、周方向に並設される6n個(但しnは2以上の整数)のティース部にY結線方式で巻線が巻回されるステータであって、円環状の第一円環部と、前記第一円環部から径方向外側へ放射状に延設されて前記6n個のティース部のうち一つ置きの3n個の前記ティース部に装着される第一装着部とを有する絶縁性の第一インシュレータ部品と、前記第一円環部の内径よりも小さい外径を持つ円環状の第二円環部と、前記第二円環部から径方向外側へ放射状に延設されて前記6n個のティース部のうち残りの3n個の前記ティース部に装着される第二装着部とを有する絶縁性の第二インシュレータ部品と、前記第一装着部及び前記第二装着部のそれぞれに固定されて前記ティース部として機能するコア部品と、各々の前記ティース部に対し前記第一装着部又は前記第二装着部を介して巻回されたコイル部と、6n個の前記コイル部のうち同相のコイル部を接続する渡り線と、を備える。前記ステータは、前記第一円環部の径方向内側に前記第二円環部が位置し、径方向から見て前記第一円環部及び前記第二円環部が重なるように組み合わされており、前記渡り線は、前記第一円環部の周面又は前記第二円環部の軸方向端面に沿って配索されている。 (1) In the stator disclosed herein, a winding is wound in a Y-connection system around 6n (where n is an integer of 2 or more) teeth portions arranged in a motor housing and arranged in a circumferential direction. A first annular portion having an annular shape, and 3n of the teeth extending radially outward from the first annular portion and alternately provided with the 3n teeth of the 6n teeth portions. An insulating first insulator part having a first mounting part mounted on the part, an annular second annular part having an outer diameter smaller than an inner diameter of the first annular part, and the second circle An insulating second insulator component extending radially outward from the ring portion and having a second attachment portion attached to the remaining 3n teeth portions of the 6n teeth portions, The tee fixed to each of the first mounting portion and the second mounting portion A core part functioning as a part, a coil part wound around the teeth part via the first mounting part or the second mounting part, and a coil part having the same phase among the 6n coil parts. A connecting line for connection. In the stator, the second annular portion is located radially inward of the first annular portion, and the first annular portion and the second annular portion are combined so as to overlap when viewed from the radial direction. The connecting wire is routed along a peripheral surface of the first annular portion or an axial end surface of the second annular portion.
(2)前記第一円環部は、その軸方向端面のうち前記第一装着部が存在する周方向範囲内の一部を径方向に切り欠いて形成された切欠部を有することが好ましい。
(3)この場合、前記第一円環部のうち周方向に隣接しない同相の前記コイル部を結ぶ前記渡り線が延びる位置には、前記切欠部が周方向に間隔をあけて2つ形成されており、当該渡り線は、前記2つの切欠部の一方に通されたのち他方に通されていることが好ましい。
(2) It is preferable that the first annular portion has a notch formed by radially notching a part of the axial end surface within a circumferential range where the first mounting portion exists.
(3) In this case, two notches are formed at intervals in the circumferential direction at positions where the crossover wires connecting the coil portions of the same phase that are not adjacent in the circumferential direction extend in the first annular portion. Preferably, the crossover is passed through one of the two notches and then through the other.
(4)前記第一円環部に沿って配索される前記渡り線のうち周方向に隣接する前記コイル部の間を結ぶ前記渡り線は、前記第一円環部の内周面側を沿うことが好ましい。
(5)前記第二円環部は、前記第二円環部に沿って配索される前記渡り線を案内する溝部と、前記溝部に沿う前記渡り線の浮き上がりを防ぐ庇部と、を有することが好ましい。
(4) Of the crossovers routed along the first annular portion, the crossovers connecting between the coil portions that are adjacent in the circumferential direction are formed on the inner peripheral surface side of the first annular portion. Preferably along.
(5) The second annular portion has a groove portion that guides the crossover routed along the second annular portion, and an eave portion that prevents the crossover line from rising along the groove portion. Is preferred.
(6)前記第一円環部及び前記第二円環部は、有底筒状の前記ハウジングの底部側に配置されていることが好ましい。
なお、前記第一円環部は、前記第二装着部の基端部と軸方向に重なる位置に、前記基端部を跨ぐように凹設されたアーチ部を有することが好ましい。また、前記第二円環部は、前記軸方向端面に凹設されて前記第一円環部の内周面側に位置する前記渡り線を回避する凹部を有することが好ましい。さらに、前記第二装着部の基端部には、前記第一円環部を回避する段差が形成されていることが好ましい。
(6) It is preferable that the first annular portion and the second annular portion are arranged on the bottom side of the bottomed cylindrical housing.
In addition, it is preferable that the first annular portion has an arch portion that is recessed so as to straddle the base end portion at a position overlapping the base end portion of the second mounting portion in the axial direction. Further, it is preferable that the second annular portion has a concave portion provided on the end surface in the axial direction to avoid the crossover located on the inner peripheral surface side of the first annular portion. Further, it is preferable that a step is formed at a base end of the second mounting portion to avoid the first annular portion.
(7)ここで開示するブラシレスモータは、上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載のステータと、前記ステータの中央に配置されるロータと、を備えている。 (7) A brushless motor disclosed herein includes the stator described in any one of (1) to (6) above, and a rotor disposed at the center of the stator.
開示のステータ及びブラシレスモータによれば、バスバーを用いることなく渡り線を適切に配索することができるため、コスト低減及び小型化を図ることができる。 According to the disclosed stator and brushless motor, a crossover can be appropriately routed without using a bus bar, so that cost reduction and size reduction can be achieved.
図面を参照して、実施形態としてのステータ及びブラシレスモータ(以下、単に「モータ」ともいう)について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 With reference to the drawings, a stator and a brushless motor (hereinafter, also simply referred to as “motor”) as embodiments will be described. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and application of technology not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as needed, or can be appropriately combined.
[1.構成]
[1−1.全体構成]
図1は、本実施形態に係るブラシレスモータ1(以下「モータ1」という)を軸方向に分解した図である。モータ1は、インナーロータ型のブラシレスDCモータであり、マグネット2Bを有する円筒状のロータ2と、巻線5が巻回されたステータ3と、モータ1の外郭をなすハウジング6とを備える。なお、図1に示すステータ3は、図3のX−X矢視断面図である。
[1. Constitution]
[1-1. overall structure]
FIG. 1 is an exploded view in the axial direction of a brushless motor 1 (hereinafter, referred to as “motor 1”) according to the present embodiment. The motor 1 is an inner rotor type brushless DC motor, and includes a cylindrical rotor 2 having a magnet 2 </ b> B, a
図1に示すように、ロータ2は、シャフト4と一体回転するロータコア2Aと、ロータコア2Aに固定された複数のマグネット2Bとを有する。シャフト4は、ロータ2を支持する回転軸であり、モータ1の出力(機械エネルギ)を外部に取り出す出力軸としても機能する。シャフト4には、ロータコア2Aを挟んだ二箇所に軸受7A,7Bが設けられる。本実施形態では、軸受7Aがシャフト4の一端部(下端部)に設けられ、軸受7Bがシャフト4の中間部に設けられる。
As shown in FIG. 1, the rotor 2 has a
ロータコア2Aは、同一形状の複数の鋼板が積層された積層コアであり、発生した磁力の通り道として機能する。ロータコア2Aは、シャフト4が固定される環状部分から放射状に形成された複数の扇形の磁極片を有する。また、ロータコア2Aの周方向に隣接する磁極片の間の空間は、マグネット2Bが嵌め込まれて固定される収容部として機能する。なお、本実施形態では、16極のマグネット2Bを持つロータ2を例示する。
The
ハウジング6は、一方端が開口した有底筒状(略円筒状)であってロータ2及びステータ3を収容するものである。ハウジング6は、略円筒状の側壁部6Aと円形状の底部6Bとを有し、側壁部6Aの上端面(ハウジング6の上面開口部)には図示しないエンドベル(蓋)が取り付けられる。底部6Bは、その中央に盛り上がって形成された膨出部の中央に凹設された軸受凹部6Cを有する。ハウジング6は、軸受凹部6Cに嵌め込まれた軸受7Aを介してシャフト4の一部を支持する。なお、エンドベルには軸受7Bが嵌め込まれる貫通孔が設けられる。エンドベルは、軸受7Bを介してシャフト4の他部を支持する。
The
図1〜図3に示すように、ステータ3は、中央にロータ2が配置される空間3Bを持つ略円筒状の部品であり、ハウジング6内に配置されて固定される。ステータ3は、周方向に並設される6n個(但しnは2以上の整数)のティース部3AにY結線方式で巻線5が巻回されて構成される。本実施形態では、18個(すなわちn=3)のティース部3Aを持つステータ3(いわゆる18溝のステータ)を例示する。なお、図3のステータ3には、18個のティース部3AにNo.1〜No.18の番号を丸付きで示す。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
各ティース部3Aには、巻線5が巻回されてなるコイル部15,25が設けられる。つまり、本実施形態のステータ3には18個のコイル部15,25が設けられる。18個のコイル部15,25は、U相,V相,W相のいずれかの相を構成し、同相のコイル部15,25は渡り線16,26により接続される。ステータ3における軸方向の一端部には、渡り線16,26が配索された配索部3Cが設けられる。本実施形態のステータ3は、配索部3Cがハウジング6の底部6B側に配置される。
Each
なお、図2及び図3において、各ティース部3Aに与えられたアルファベット“U”,“V”,“W”は相を示し、アルファベット“S”は各相の巻き始め線を示し、アルファベット“E”は各相の巻き終わり線を示す。また、横バー(−)は、ティース部3Aに対する巻線5の巻回方向が径方向外側から見て反時計回りであることを示し、横バーのないティース部3Aは、巻線5の巻回方向が径方向外側から見て時計回りであることを示す。以下、巻線5を時計回りに巻くことを「右巻き」といい、巻線5を反時計回りに巻くことを「左巻き」という。
2 and 3, alphabets "U", "V", "W" given to each
ステータ3は、図4及び図5に示す第一ステータ10と、図8及び図9に示す第二ステータ20とを組み合わせて構成される。すなわち、本実施形態のステータ3は、第一ステータ10側のコアと第二ステータ20側のコアとが組み合わされる分割コア構造である。第一ステータ10には、図3のステータ3に奇数番号を付したティース部3Aが設けられ、第二ステータ20には、図3のステータ3に偶数番号を付したティース部3Aが設けられる。
The
また、第一ステータ10及び第二ステータ20はいずれも、同じ機能を持つ部品を備えている。以下、第一ステータ10の部品には10番代の符号を付し、第二ステータ20の部品には20番代の符号を付す。また、同じ機能を持つ部品の符号には同じ一の位の数字を用いる。また、U相,V相,W相のコイル部15,25及び渡り線16,26を区別する場合には、符号の末尾にu,v,wを付す。
Further, both the
[1−2.要部構成]
図4及び図5に示すように、第一ステータ10は、いずれも絶縁性の第一インシュレータ部品11及び第一組付部品14と、磁性体の第一コア部品17と、巻線5により構成される第一コイル部15及び第一渡り線16とを有する。第一コア部品17には、軸方向の一方側から第一インシュレータ部品11が装着され、他方側から第一組付部品14が装着される。さらにこの上から巻線5が巻回されることで、三相の第一コイル部15u,15v,15wが3つずつ設けられる。第一渡り線16u,16v,16wは、同相の3つの第一コイル部15u,15v,15wをそれぞれ接続した巻線5である。なお、図5に示す第一ステータ10のティース部3Aにも、図3と同様の番号(奇数番号)を付す。
[1-2. Main Configuration]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
同様に、図8及び図9に示すように、第二ステータ20は、いずれも絶縁性の第二インシュレータ部品21及び第二組付部品24と、磁性体の第二コア部品27と、巻線5により構成される第二コイル部25及び第二渡り線26とを有する。第二コア部品27には、軸方向の一方側から第二インシュレータ部品21が装着され、他方側から第二組付部品24が装着される。さらにこの上から巻線5が巻回されることで、三相の第二コイル部25u,25v,25wが3つずつ設けられる。第二渡り線26u,26v,26wは、同相の3つの第二コイル部25u,25v,25wをそれぞれ接続した巻線5である。なお、図9に示す第二ステータ20のティース部3Aにも、図3と同様の番号(偶数番号)を付す。
Similarly, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the
図6及び図7に示すように、第一インシュレータ部品11は、円環状の第一円環部12と、第一円環部12から径方向外側へ放射状に延設された9個の第一装着部13とを有する。第一円環部12は、径方向寸法よりも軸方向寸法の方が大きく形成されており、円筒形状ともいえる。第一円環部12の周面は、第一渡り線16を案内する案内面として機能する。すなわち、第一円環部12は、上記の配索部3Cを構成する要素の一つである。なお、第一円環部12の軸方向両端面には、部分的に凹みが形成されている。この凹みについては後述する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
第一装着部13は、6n個(本実施形態では18個)のティース部3Aのうち一つ置きの3n個(すなわち9個)のティース部3Aに装着される部位である。すなわち、9個の第一装着部13は周方向に等間隔に配置される。周方向に隣接する第一装着部13間には、後述する第二装着部23が位置する。第一装着部13は、第一円環部12の外周面から径方向外側に連続して形成された被巻回部13aと、被巻回部13aの径方向外側に形成された周壁部13bとを有する。
The first mounting
被巻回部13aは巻線5が巻回される部位であり、軸方向及び周方向に沿う断面形状がU字形(対向する二面とこれらの一縁部を直角に繋ぐ面とからなる形状)となっている。図1に示すように、被巻回部13aにおける軸方向端で周方向かつ径方向に延在する平面部は、第一円環部12におけるコア側の端部(図1中の上端部)と軸方向位置が同一である。また、被巻回部13aにおいて周方向に対向する2つの平面部は、第一円環部12よりもコア側(図6中の左下側)に位置する。図6及び図7に示すように、周壁部13bは、被巻回部13aよりも軸方向寸法及び周方向寸法がいずれも大きく形成されており、図3に示すように、後述する第二装着部23の周壁部23bとともにステータ3の外周部を構成する。
The
図1,図4及び図5に示すように、第一コア部品17は、第一装着部13に固定されて、周壁部13bの側から内側に突出した部分がティース部3Aとして機能する。また、第一組付部品14は、第一装着部13と略同一形状に形成されており、第一コア部品17と同数(ここでは9個)設けられる。第一組付部品14は、第一装着部13に固定されて第一装着部13との間に第一コア部品17を挟持する。巻線5は、ティース部3Aに対し、第一装着部13及び第一組付部品14を介して径方向外側から巻回されることから、ノズル以外の巻線機の使用が可能となる。また、周方向に隣接するティース部3A間に、1つのティース部3A分のスペースが空いているため、分割コア構造でないステータと比較して、各ティース部3Aに巻ける巻線5の量(巻き数,長さ)が増え、巻線5の占積率が高まる。なお、本実施形態の巻線5は、第一コイル部15の周方向長さが周壁部13bの周方向長さと略同じになるまで巻回されている。
As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the
ここで、第一ステータ10の巻線5の巻回方法について、図12の結線図を用いて説明する。図12中の第一コア部品17内に記した丸付きの番号及びアルファベットは、図3のステータ3に示したものに対応する。また、図12には、第一円環部12を二点鎖線かつドット模様で示す。第一ステータ10には奇数番号のティース部3A(第一コア部品17)のみが設けられ、U相,V相,W相の第一コイル部15u,15v,15wが3つずつ形成される。
Here, a method of winding the winding 5 of the
U相の第一コイル部15uを形成する巻線5は、まず、No.5のティース部3Aに右巻きされ、次いで、略対角線上に位置するNo.15のティース部3Aに左巻きされ、最後に、隣のNo.13のティース部3Aに左巻きされる。No.5及びNo.15のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16u、及び、No.15及びNo.13のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16uは、軸方向一方側(図12中の上側)に設けられる第一円環部12に沿って配索される。
The winding 5 forming the U-phase
同様に、V相の第一コイル部15vを形成する巻線5は、まず、No.1のティース部3Aに左巻きされ、次いで、隣のNo.3のティース部3Aに左巻きされ、最後に、略対角線上に位置するNo.11のティース部3Aに右巻きされる。No.1及びNo.3のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16v、及び、No.3及びNo.11のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16vも、第一円環部12に沿って配索される。
Similarly, the winding 5 forming the V-phase
同様に、W相の第一コイル部15wを形成する巻線5は、まず、No.17のティース部3Aに右巻きされ、次いで、略対角線上に位置するNo.9のティース部3Aに左巻きされ、最後に、隣のNo.7のティース部3Aに左巻きされる。No.17及びNo.9のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16w、及び、No.9及びNo.7のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16wも、第一円環部12に沿って配索される。また、各相の巻き始め線は図示しない電源に接続され、各相の巻き終わり線は一つに結合されて第一中性点18を形成する。なお、巻き始めと巻き終わりは逆になってもよい。その場合、巻き始め線を1つに結合して第一中性点18を形成する。
Similarly, the winding 5 forming the W-phase
図5に示すように、三相の第一渡り線16u,16v,16wのそれぞれには、周方向に隣接する第一コイル部15間を結ぶ第一渡り線16と、第一円環部12に沿って略半周する第一渡り線16との二種類が存在する。本実施形態では、前者の第一渡り線16が第一円環部12の内周面側を沿い、後者の第一渡り線16が第一円環部12の外周面側を沿うように配索される。これにより、第一渡り線16同士の接触可能性が低減される。
As shown in FIG. 5, each of the three-phase first connecting
図4〜図7に示すように、第一インシュレータ部品11の第一円環部12には、第一渡り線16を適切に配索するための切欠部12a及び二種類の突起部12b,12cが設けられる。切欠部12aは、第一円環部12の軸方向端面(底部6B側を向く面)のうち、第一装着部13が存在する周方向範囲内の一部を径方向に切り欠いて形成される。言い換えると、第一円環部12の中心O(図7参照)から第一装着部13の周方向両端を結んでできる仮想的な9個の扇形領域の内側に、第一円環部12の端面を径方向に切り欠いた切欠部12aが設けられる。なお、図7中には2つの扇形領域を二点鎖線で例示している。切欠部12aが設けられる端面は、第一円環部12におけるコア側とは逆側の端面である。
As shown in FIGS. 4 to 7, the first
また、第一円環部12のうち周方向に隣接しない同相の第一コイル部15を結ぶ第一渡り線16が延びる位置には、切欠部12aが周方向に間隔をあけて2つ形成されている。具体的には、図5中のNo.5及びNo.15(U相),No.3及びNo.11(V相),No.17及びNo.9(W相)の各ティース部3Aを含む扇形領域には、2つの切欠部12aが設けられる。これにより、上記のティース部3Aを含む各扇形領域内には、2つの切欠部12aの間の部位が軸方向へ突出した突起として残る。以下、この突起を「案内突起部12b」という。なお、周方向に隣接する第一コイル部15間を結ぶ第一渡り線16が引き出される位置、すなわち図5中のNo.13(U相),No.1(V相),No.7(W相)のティース部3Aを含む扇形領域には、1つの切欠部12aが設けられる。
Two
各第一コイル部15から引き出される第一渡り線16はいずれも、切欠部12aを通って第一円環部12の径方向内側に配索される。2つの切欠部12aが並んで設けられている位置では、径方向内側に通された第一渡り線16がもう一方の切欠部12aに通されて、径方向外側へと引き出される。すなわち、周方向に隣接しない同相の第一コイル部15を結ぶ第一渡り線16(例えば、No.5及びNo.15のティース部3A間を結ぶ第一渡り線16u)は、案内突起部12bに引っ掛けられて配索される。これにより、第一渡り線16が第一コイル部15から斜めに引き出されることがなく、第一渡り線16と後述する第二コイル部25との干渉が回避される。
Each of the
また、第一円環部12の外周面におけるティース部3A間には、径方向外側へ突出した押さえ突起部12cが設けられる。押さえ突起部12cは、第一円環部12の外周面に沿って配索される第一渡り線16の軸方向の位置ずれや浮き上がりを抑制する機能を持つ。なお、本実施形態の第一インシュレータ部品11では、第一渡り線16の軸方向位置(高さ)を変えるために、No.5及びNo.7のティース部3A間には2つの押さえ突起部12cが軸方向に互いにずれて配置される。また、その他のティース部3A間には、押さえ突起部12cが1つずつ設けられている。なお、押さえ突起部12cの個数はこれに限られない。
Further, between the
また、第一インシュレータ部品11には、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときに、第二インシュレータ部品21との干渉を回避するためのアーチ部12dが設けられる。図4及び図6に示すように、アーチ部12dは、第一円環部12の切欠部12aが形成されている端面とは逆側の端面の所定位置を切り欠いて形成された凹みである。この所定位置は、周方向に隣接するティース部3A間である。すなわち、アーチ部12dは、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときに、後述する第二装着部23の基端部と軸方向に重なる位置に、基端部を跨ぐように凹設される。
Further, the
図10及び図11に示すように、第二インシュレータ部品21は、円環状の第二円環部22と、第二円環部22から径方向外側へ放射状に延設された9個の第二装着部23とを有する。第二円環部22は、第一円環部12の内径D1(図7参照)よりも小さい外径D2(図11参照)を持つ中空円盤状に形成されている。なお、第二円環部22の内径は軸受7Aの外径よりも大きく、ロータ2の外径よりも小さい。すなわち、軸方向視で、第二円環部22の少なくとも一部はロータ2と重なる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
第二円環部22の軸方向における2つの端面のうちの一方は、第二渡り線26を案内する案内面として機能する。以下、この端面を案内面22jとも呼ぶ。第二円環部22は、上記の配索部3Cを構成する要素の一つである。本実施形態では、案内面22jがハウジング6の底部6B側を向く。なお、第二円環部22の案内面22jには、凹みや孔等が形成されているが、これらの構成については後述する。
One of the two end surfaces in the axial direction of the second
第二装着部23は、6n個(本実施形態では18個)のティース部3Aのうち残りの3n個(すなわち9個)のティース部3Aに装着される部位である。すなわち、第二インシュレータ部品21の9個の第二装着部23も周方向に等間隔に配置される。第二装着部23は、第二円環部22の外周面から径方向外側に連続して形成された被巻回部23aと、被巻回部23aの径方向外側に形成された周壁部23bとを有する。
The second mounting
被巻回部23aは巻線5が巻回される部位であり、軸方向及び周方向に沿う断面形状がU字形(対向する二面とこれらの一縁部を直角に繋ぐ面とからなる形状)となっている。図1に示すように、被巻回部23aは、第二円環部22よりも軸方向においてコア側(図1中の上側,図10中の左下側)に位置する。図10及び図11に示すように、周壁部23bは、被巻回部23aよりも軸方向寸法及び周方向寸法が大きく形成されており、図3に示すように、上記の第一装着部13の周壁部13bとともにステータ3の外周部を構成する。
The
図1,図8及び図9に示すように、第二コア部品27は、第二装着部23に固定されて、周壁部23bの側から内側に突出した部分がティース部3Aとして機能する。また、第二組付部品24は、第二装着部23と略同一形状に形成されており、第二コア部品27と同数(ここでは9個)設けられる。第二組付部品24は、第二装着部23に固定されて第二装着部23との間に第二コア部品27を挟持する。第一ステータ10と同様、巻線5は、ティース部3Aに対し、第二装着部23及び第二組付部品24を介して径方向外側から巻回されることから、ノズル以外の巻線機の使用が可能となる。また、周方向に隣接するティース部3A間に、1つのティース部3A分のスペースが空いているため、分割コア構造でないステータと比較して、各ティース部3Aに巻ける巻線5の量(巻き数,長さ)が増え、巻線5の占積率が高まる。なお、第二ステータ20においても、巻線5は第二コイル部25の周方向長さが周壁部23bの周方向長さと略同じになるまで巻回されている。
As shown in FIGS. 1, 8, and 9, the
ここで、第二ステータ20の巻線5の巻回方法について、図13の結線図を用いて説明する。図13中の第二コア部品27内に記した丸付きの番号及びアルファベットは、図3のステータ3に示したものに対応する。また、図13には、第二円環部22を二点鎖線かつドット模様で示す。第二ステータ20には偶数番号のティース部3A(第二コア部品27)のみが設けられ、U相,V相,W相の第二コイル部25u,25v,25wが3つずつ形成される。
Here, a method of winding the winding 5 of the
U相の第二コイル部25uを形成する巻線5は、まず、No.4のティース部3Aに左巻きされ、次いで、隣のNo.6のティース部3Aに左巻きされ、最後に、略対角線上に位置するNo.14のティース部3Aに右巻きされる。No.4及びNo.6のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26u、及び、No.6及びNo.14のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26uは、軸方向一方側(図13中の上側)に設けられる第二円環部22に沿って配索される。
The winding 5 forming the U-phase
同様に、V相の第二コイル部25vを形成する巻線5は、まず、No.2のティース部3Aに右巻きされ、次いで、略対角線上に位置するNo.10のティース部3Aに左巻きされ、最後に、隣のNo.12のティース部3Aに左巻きされる。No.2及びNo.10のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26v、及び、No.10及びNo.12のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26vも、第二円環部22に沿って配索される。
Similarly, the winding 5 forming the V-phase
同様に、W相の第二コイル部25wを形成する巻線5は、まず、No.18のティース部3Aに左巻きされ、次いで、隣のNo.16のティース部3Aに左巻きされ、最後に、略対角線上に位置するNo.8のティース部3Aに右巻きされる。No.18及びNo.16のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26w、及び、No.16及びNo.8のティース部3A間を結ぶ第二渡り線26wも、第二円環部22に沿って配索される。また、各相の巻き始め線は図示しない電源に接続され、各相の巻き終わり線は一つに結合されて第二中性点28を形成する。なお、巻き始めと巻き終わりは逆になってもよい。その場合、巻き始め線を1つに結合して第二中性点28を形成する。
Similarly, the winding 5 forming the W-phase
図8〜図11に示すように、第二インシュレータ部品21の第二円環部22には、第二渡り線26を適切に配索するための溝部22e及び庇部22fが設けられる。溝部22eは、第二円環部22の案内面22jに形成された凹み(溝)であり、第二円環部22に沿って配索される第二渡り線26を案内する機能を持つ。溝部22eは複数設けられており、各溝部22eの深さは同一であるが、形状は同一ではない。
As shown in FIGS. 8 to 11, the second
一方、庇部22fは、溝部22eに沿って配索される第二渡り線26の浮き上がりを防ぐ機能を持つ。庇部22fは、図11中にドット模様を付けて示した貫通孔22hと軸方向視で重なる位置において、溝部22eを形成する壁の角部から軸方向と直交する方向に突設された出っ張りである。庇部22fが設けられる上記角部は、溝部22eに沿う第二渡り線26の配索方向が変わる位置である。なお、貫通孔22hは、第二インシュレータ部品21を樹脂成型する際に、庇部22fを形成するために設けられている。
On the other hand, the
また、図10及び図11に示すように、第二インシュレータ部品21には、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときに、第一渡り線16との干渉を回避するための凹部22gと、第一インシュレータ部品11との干渉を回避するための段差23cとが設けられる。凹部22gは、第二円環部22の案内面22jにおける外周端部の所定位置に形成された凹みである。この所定位置は、図3に示すように、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときに、第一円環部12の内周面側に第一渡り線16が存在する位置である。言い換えると、凹部22gは、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときに、第一円環部12の内周面側に位置する第一渡り線16を回避するように凹設される。また、段差23cは、第二装着部23の基端部に位置し、第二円環部22の案内面22jよりも一段低く形成されている。段差23cは軸方向において上記のアーチ部12dと重なる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
図1〜図3に示すように、ステータ3は、第一円環部12の径方向内側に第二円環部22が位置し、径方向から見て第一円環部12及び第二円環部22が重なるように、第一ステータ10及び第二ステータ20が組み合わされる。そして、第一中性点18及び第二中性点28が結合されることで、並列のY結線方式のステータ3が完成する。ステータ3は、第一円環部12及び第二円環部22がハウジング6内の底部6B側に配置されて固定される。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the
なお、上記の「第一円環部12及び第二円環部22が重なる」とは、図1に示すように、径方向から見たときに、二つの円環部12,22の軸方向位置が略同じであり、少なくとも両者の一部同士が重なることを意味する。すなわち、第一円環部12及び第二円環部22の両方がコア部品17,27に対し、軸方向の同一側に位置する。例えば、図4に示す第一ステータ10に対し、図8に示す第二ステータ20を左下方向から左上方向に向かって挿入して、第一円環部12の径方向内側に第二円環部22を位置させて両者が径方向から見て重なるようにすれば、図2に示すステータ3となる。なお、当然ながら、第一ステータ10のティース部3Aと第二ステータ20のティース部3Aとが周方向に交互に並ぶように組み合わされる。
In addition, the above-mentioned “the first
[2.効果]
(1)上述したステータ3では、第一渡り線16は第一円環部12の周面に沿って配索され、第二渡り線26は第二円環部22の案内面22jに沿って配索されており、渡り線16,26の配索方法が互いに異なる。これにより、第一ステータ10及び第二ステータ20を組み合わせたときに渡り線16,26同士が干渉することがないため、従来使用していたバスバーを用いることなく渡り線16,26を適切に配索できる。このため、バスバーを使用する場合と比べて、コスト低減及び小型化を図ることができる。
[2. effect]
(1) In the above-described
上述したステータ3では、ティース部3Aの径方向内側に互い干渉しない2つの円環部12,22が設けられ、これら円環部12,22に沿わせて渡り線16,26が配索されるため、渡り線16,26同士の干渉を防ぎながらモータ1のスペース効率を高めることができる。これにより、モータ1の小型化に繋げることができる。また、渡り線16,26をステータ3の径方向内側に配置する構成であるため、ティース部3Aに対して巻線5を径方向外側から巻くことができる。これにより、ノズル以外の巻線機を使用することができ、汎用性を高められる。また、分割コア構造のステータ3にすることで巻線5の占積率を高めることもできる。
In the
(2)上述したステータ3では、第一円環部12の扇形領域に切欠部12aが設けられている。このため、第一渡り線16は、第一コイル部15から引き出されたのち切欠部12aを通って、第一円環部12の径方向内側に通されたのち配索される。これにより、第一渡り線16がたるむことなく第一円環部12の周面に沿って配索できるため、第一ステータ10と第二ステータ20とが組み合わされたときの渡り線16,26同士の干渉を回避できる。
(2) In the
(3)さらに、上述した第一インシュレータ部品11では、第一円環部12のうち周方向に隣接しない同相の第一コイル部15を結ぶ第一渡り線16が延びる位置に切欠部12aが2つ設けられている。このため、周方向に隣接しない第一コイル部15を結ぶ第一渡り線16は、2つの切欠部12aに通される。言い換えると、この第一渡り線16は、2つの切欠部12aの間に存在する案内突起部12bに引っ掛けられる。このため、第一渡り線16が第一コイル部15から斜めに引き出されることがなく、第一渡り線16と第二コイル部25との干渉を回避できる。なお、上述した実施形態では、第一インシュレータ部品11に設けられた押さえ突起部12cによって第一渡り線16の浮き上がりを防止できるため、第一渡り線16をより適切に配索できる。
(3) Further, in the above-described
(4)上述したステータ3では、第一渡り線16のうち周方向に隣接する第一コイル部15の間を結ぶものは、第一円環部12の内周面側に位置する(内周面に沿うように配索される)。隣接する第一コイル部15間を結ぶ第一渡り線16の長さは短いため、第一円環部12の内周面側に配索しても第一円環部12に沿わせることができる。一方、周方向に隣接しない第一コイル部15の間を結ぶ第一渡り線16の長さは長いため、第一円環部12の外周面に沿うように配索することで、第一渡り線16同士の干渉をより回避できる。
(4) In the above-described
(5)上述したステータ3では、第二円環部22に溝部22e及び庇部22fが設けられるため、第二渡り線26を第二円環部22に沿わせて適切に配索することができ、渡り線16,26同士の干渉を確実に防止できる。
(5) In the above-described
(6)上述したステータ3は、2つの円環部12,22がハウジング6内の底部6B側に配置されて固定される。ハウジング6のエンドベル側には、センサー等が設けられるためスペースが小さいが、ハウジング6の底部6B側(軸受凹部6Cの周囲)にはスペースがある。この底部6B側のスペースに渡り線16,26を配置する(渡り線16,26を底部6B側に集約させる)ことで、デッドスペースを有効に活用できる。これにより、スペース効率が高まり、モータ1の小型化に繋げることができる。
(6) In the above-described
なお、上述した実施形態では、第二円環部22に凹部22gが設けられていることから、第一渡り線16と第二円環部22との干渉をも回避できる。さらに、第一円環部12にはアーチ部12dが設けられ、第二装着部23の基端部には段差23cが設けられているため、第一ステータ10と第二ステータ20とを組み合わせたときに、第一インシュレータ部品11と第二インシュレータ部品21との干渉も回避できる。
In the above-described embodiment, since the
[3.その他]
上述したステータ3及びモータ1の各構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、第一円環部12の切欠部12a及び突起部12b,12cの形状や配置が上述したものと異なっていてもよいし、いずれを省略してもよい。例えば、切欠部12aを省略して第一渡り線16を第一円環部12の端面側から径方向内側に通す構成としてもよいし、径方向内側に通さない構成としてもよい。また、案内突起部12bを2つの切欠部12aの間に設けるのではなく、端面から突設してもよい。あるいは、これらの要素12a〜12cの代わりに、例えば第一円環部12の外周面に溝を切って第一渡り線16を配索してもよい。なお、アーチ部12dも省略可能である。
[3. Others]
Each configuration of the
また、第二円環部22の溝部22e及び庇部22fの形状や配置が上述したものと異なっていてもよいし省略してもよい。例えば、溝部22eの深さを第二渡り線26の種類に応じて変更してもよい。また、第一渡り線16の配索方法に伴って凹部22gの位置を変更してもよいし、凹部22gを省略してもよい。なお、装着部13,23の形状や組付部品14,24の形状は、コア部品17,27の形状に応じて設定すればよい。また、第二装着部23の基端部の段差23cを省略してもよい。
Further, the shapes and arrangements of the
上述した実施形態では、マグネット2Bが16極,ステータ3が18溝のモータ1(16極18溝モータ)を例示したが、マグネット2Bの極数及びステータ3の溝数(ティース部3Aの個数)はこれに限られない。少なくとも、ティース部3Aの個数が6n個(但しnは2以上の整数)のステータであればよく、例えば14極12溝モータのステータや10極12溝モータのステータ等にも上述した構成は適用可能である。また、上述した実施形態では、並列のY結線方式のステータ3を例示したが、直列Y結線としてもよい。
In the above-described embodiment, the motor 1 (16 poles and 18 grooves motor) having the
また、ハウジング6のエンドベル側に円環部12,22が向く姿勢でステータ3がハウジング6内に配置されてもよい。なお、上述したハウジング6の形状やロータ2の構成は一例であり、上述したものに限られない。
Further, the
1 モータ(ブラシレスモータ)
2 ロータ
3 ステータ
3A ティース部
4 シャフト
5 巻線
6 ハウジング
6B 底部
10 第一ステータ
11 第一インシュレータ部品
12 第一円環部
12a 切欠部
13 第一装着部
15,15u,15v,15w 第一コイル部(コイル部)
16,16u,16v,16w 第一渡り線(渡り線)
17 第一コア部品(コア部品)
20 第二ステータ
21 第二インシュレータ部品
22 第二円環部
22e 溝部
22f 庇部
23 第二装着部
25,25u,25v,25w 第二コイル部(コイル部)
26,26u,26v,26w 第二渡り線(渡り線)
27 第二コア部品(コア部品)
D1 外径
D2 内径
1 motor (brushless motor)
2
16, 16u, 16v, 16w First crossover (crossover)
17 First core parts (core parts)
26, 26u, 26v, 26w Second crossover (crossover)
27 Second core parts (core parts)
D1 Outer diameter D2 Inner diameter
Claims (7)
円環状の第一円環部と、前記第一円環部から径方向外側へ放射状に延設されて前記6n個のティース部のうち一つ置きの3n個の前記ティース部に装着される第一装着部とを有する絶縁性の第一インシュレータ部品と、
前記第一円環部の内径よりも小さい外径を持つ円環状の第二円環部と、前記第二円環部から径方向外側へ放射状に延設されて前記6n個のティース部のうち残りの3n個の前記ティース部に装着される第二装着部とを有する絶縁性の第二インシュレータ部品と、
前記第一装着部及び前記第二装着部のそれぞれに固定されて前記ティース部として機能するコア部品と、
各々の前記ティース部に対し前記第一装着部又は前記第二装着部を介して巻回されたコイル部と、
6n個の前記コイル部のうち同相のコイル部を接続する渡り線と、を備え、
前記ステータは、前記第一円環部の径方向内側に前記第二円環部が位置し、径方向から見て前記第一円環部及び前記第二円環部が重なるように組み合わされており、
前記渡り線は、前記第一円環部の周面又は前記第二円環部の軸方向端面に沿って配索されている
ことを特徴とする、ステータ。 A stator in which windings are wound in a Y-connection system around 6n (where n is an integer of 2 or more) teeth portions arranged in a motor housing and arranged in a circumferential direction,
An annular first annular portion, and a third annular portion radially extending outward from the first annular portion and attached to every other 3n teeth portions of the 6n teeth portions. An insulating first insulator component having one mounting portion,
An annular second annular portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first annular portion, and a radially outer portion of the 6n teeth portions extending radially outward from the second annular portion; An insulating second insulator component having a second mounting portion mounted on the remaining 3n teeth portions;
A core component fixed to each of the first mounting portion and the second mounting portion and functioning as the teeth portion,
A coil portion wound via the first mounting portion or the second mounting portion for each of the teeth portions,
And a crossover connecting the in-phase coil portions of the 6n coil portions,
In the stator, the second annular portion is located radially inward of the first annular portion, and the first annular portion and the second annular portion are combined so as to overlap when viewed from the radial direction. Yes,
The stator according to claim 1, wherein the crossover is routed along a peripheral surface of the first annular portion or an axial end surface of the second annular portion.
ことを特徴とする、請求項1記載のステータ。 The first annular portion has a notch formed by radially notching a part of the axial end face within a circumferential range where the first mounting portion is present, wherein the notch is formed. Item 2. The stator according to Item 1.
当該渡り線は、前記2つの切欠部の一方に通されたのち他方に通されている
ことを特徴とする、請求項2記載のステータ。 In the first annular portion, at the position where the crossover line connecting the coil portions of the same phase that are not adjacent in the circumferential direction extends, two notch portions are formed at intervals in the circumferential direction,
3. The stator according to claim 2, wherein the connecting wire is passed through one of the two notches and then through the other.
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のステータ。 Of the crossovers routed along the first annular portion, the crossovers connecting between the coil portions that are adjacent in the circumferential direction may be along the inner peripheral surface side of the first annular portion. The stator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のステータ。 The second annular portion has a groove portion that guides the crossover routed along the second annular portion, and an eave portion that prevents the crossover line from rising along the groove portion. The stator according to any one of claims 1 to 4, wherein
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のステータ。 The stator according to any one of claims 1 to 5, wherein the first annular portion and the second annular portion are arranged on a bottom side of the bottomed cylindrical housing. .
前記ステータの中央に配置されるロータと、
を備えたことを特徴とする、ブラシレスモータ。 A stator according to any one of claims 1 to 6,
A rotor arranged at the center of the stator,
A brushless motor, comprising:
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