JP2020065350A - Brushless motor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のティースに3相のコイル群が巻かれたステータを備えたブラシレスモータ、及び当該ブラシレスモータの製造方法に関する。 The present invention relates to a brushless motor including a stator in which a coil group of three phases is wound around a plurality of teeth, and a method for manufacturing the brushless motor.
従来より、複数のティースに3相のコイル群が巻かれたステータを備えたブラシレスモータが知られている。このようなブラシレスモータの多くは、特許文献1に開示されたもののように、スター結線により結線されている。 Conventionally, a brushless motor including a stator in which a coil group of three phases is wound around a plurality of teeth is known. Many of such brushless motors are connected by a star connection like the one disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されたブラシレスモータは、スター結線において必要な中性点を構成するための端子台を備えている。また、特許文献1に開示されたブラシレスモータは、特許文献1の図3に示されるように、3相のコイル群の全てにおいて、各コイル間の渡り線がティースの上側(端子台が設けられている側)に設けられている。 The brushless motor disclosed in Patent Document 1 includes a terminal block for forming a neutral point necessary for star connection. Further, in the brushless motor disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 3 of Patent Document 1, in all of the three-phase coil groups, the connecting wire between the coils is located above the tooth (the terminal block is provided). Side).
特許文献1に開示されたブラシレスモータでは、3相のコイル群の渡り線の全てと端子台の全てとが、ティースの上側に設けられている。そのため、ティースの上側には、大きなスペースが必要となり、ブラシレスモータが大型化してしまう。その一方で、ティースの下側には一定のスペースがあるものの、当該スペースには端子台及び渡り線は一切設けられていないため、当該スペースが無駄となっている。 In the brushless motor disclosed in Patent Document 1, all the crossover wires and all the terminal blocks of the three-phase coil group are provided above the teeth. Therefore, a large space is required above the teeth, and the brushless motor becomes large. On the other hand, although there is a certain space below the teeth, the space is wasted because the terminal block and the crossover are not provided at all in the space.
本発明は前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、渡り線を各スペースに分散配置することによって、大型化を抑制することができるブラシレスモータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a brushless motor that can suppress an increase in size by disposing crossover wires in each space.
(1) 本発明に係るブラシレスモータは、軸方向に延びた軸線周りに回転自在なロータと、上記ロータの径方向において上記ロータと対向したステータと、を備える。上記ステータは、上記軸線を中心とした同一円周上に隙間を空けて配置された複数のティースを有するステータコアと、上記複数のティースの各々に渡り線を介して連続巻きされた3相のコイル群と、を備える。上記ロータの磁極数MがM=8×n(nは自然数)の関係を満たし、且つ、上記ティースの数TがT=12×nの関係を満たしている。上記3相のコイル群は、デルタ結線されている。上記3相のコイル群のうちの1相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の一方の向きである第1向き側に位置している。上記3相のコイル群のうちの他の2相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の他方の向きである第2向き側に位置している。 (1) A brushless motor according to the present invention includes a rotor that is rotatable about an axis extending in the axial direction and a stator that faces the rotor in the radial direction of the rotor. The stator includes a stator core having a plurality of teeth arranged on the same circumference around the axis with a gap therebetween, and a three-phase coil continuously wound on each of the plurality of teeth via a connecting wire. And a group. The number M of magnetic poles of the rotor satisfies the relationship of M = 8 × n (n is a natural number), and the number T of teeth satisfies the relationship of T = 12 × n. The three-phase coil groups are delta connected. The crossover wire of the one-phase coil group of the three-phase coil group is located on the first direction side which is one direction of the axial direction with respect to the teeth. The crossover wire of the other two-phase coil group of the three-phase coil group is located on the second direction side which is the other direction of the axial direction with respect to the teeth.
本構成によれば、3相のコイル群のうちの1相のコイル群の渡り線は、ティースよりも第1向き側に位置しており、3相のコイル群のうちの残り2相のコイル群の渡り線は、ティースよりも第2向き側に位置している。そのため、渡り線を、ティースよりも第1向き側のスペースと、ティースよりも第2向き側のスペースとに分散配置することができる。これにより、軸方向におけるティースの片側に渡り線が集中しないため、ブラシレスモータの大型化を抑制することができる。 According to this configuration, the crossover wire of the one-phase coil group of the three-phase coil group is located on the first direction side with respect to the tooth, and the remaining two-phase coils of the three-phase coil group. The crossover of the group is located on the second direction side of the tooth. Therefore, the crossovers can be arranged in a space on the first direction side of the teeth and a space on the second direction side of the teeth. As a result, the crossover wires are not concentrated on one side of the tooth in the axial direction, so that the brushless motor can be prevented from becoming large.
また、本構成によれば、3相のコイル群はデルタ結線されているため、中性点がない。そのため、中性点を構成するための端子台が不要である。その結果、ブラシレスモータの大型化を抑制することができる。 Further, according to this configuration, since the three-phase coil group is delta-connected, there is no neutral point. Therefore, a terminal block for forming the neutral point is unnecessary. As a result, it is possible to prevent the brushless motor from increasing in size.
また、本構成によれば、3相のコイル群はデルタ結線されている。デルタ結線は、線電流が2つに分かれて各相の相電流となる。そのため、デルタ結線において各コイルを流れる電流は、スター結線において各コイルを流れる電流より小さくなる。そのため、3相のコイル群がデルタ結線された本構成では、3相のコイル群がスター結線された構成よりもティースに巻かれてコイルを形成する線材を細くすることができる。これにより、ティースへの線材の巻回が容易となる。また、これにより、1つのティースに多くの線材を巻くことができる。 Further, according to this configuration, the three-phase coil groups are delta connected. In the delta connection, the line current is divided into two and becomes the phase current of each phase. Therefore, the current flowing through each coil in the delta connection is smaller than the current flowing through each coil in the star connection. Therefore, in the present configuration in which the three-phase coil group is delta-connected, the wire material forming the coil can be made thinner by winding around the tooth than in the configuration in which the three-phase coil group is star-connected. This facilitates winding the wire around the tooth. Further, this allows many wires to be wound around one tooth.
また、本構成によれば、ティースに巻かれたコイルに接続された2本の渡り線は、周方向においてコイルの一方側と他方側に位置するため、コイルを構成する線材のたるみを低減することができる。 Further, according to this configuration, since the two crossover wires connected to the coil wound around the teeth are located on one side and the other side of the coil in the circumferential direction, the slack of the wire material forming the coil is reduced. be able to.
(2) 例えば、上記ステータコアは、各々が上記複数のティースの一部を有する複数の分割コアが連結されたものである。 (2) For example, the stator core is formed by connecting a plurality of split cores each having a part of the plurality of teeth.
(3) 例えば、上記ロータ及び上記ステータを内部に有しており、上記ロータを回転可能に支持しているケーシングを備える。 (3) For example, a casing that has the rotor and the stator therein and that rotatably supports the rotor is provided.
(4) 上記3相のコイル群の各々の相電圧に含まれる第3高調波成分は、上記相電圧の10%以下である。 (4) The third harmonic component contained in each phase voltage of the above three-phase coil group is 10% or less of the above phase voltage.
この場合、3相のコイル群がデルタ結線されても、デルタ結線を流れる循環電流を小さくすることができる。 In this case, even if the three-phase coil group is delta connected, the circulating current flowing through the delta connection can be reduced.
(5) 本発明は、軸方向に延びた軸線周りに回転自在なロータと、上記ロータの径方向において上記ロータと対向したステータと、を備え、上記ステータは、上記軸線を中心とした同一円周上に隙間を空けて配置された複数のティースを有するステータコアと、上記複数のティースの各々に渡り線を介して連続巻きされた3相のコイル群と、を備え、上記ロータの磁極数MがM=8×n(nは自然数)の関係を満たし、且つ、上記ティースの数TがT=12×nの関係を満たしており、上記3相のコイル群は、デルタ結線されており、上記3相のコイル群のうちの1相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の一方の向きである第1向き側に位置しており、上記3相のコイル群のうちの残り2相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の他方の向きである第2向き側に位置しているブラシレスモータの製造方法である。本発明に係るブラシレスモータの製造方法は、上記径方向における上記複数のティースの上記軸線側の端部から線材を巻き始めることによって、上記3相のコイル群のうちの少なくとも1相のコイル群を形成する第1ステップと、上記径方向における上記複数のティースの上記軸線と反対側の端部から線材を巻き始めることによって、上記3相のコイル群のうちの上記第1ステップで形成されないコイル群を形成する第2ステップと、を含む。 (5) The present invention comprises a rotor rotatable around an axis extending in the axial direction, and a stator facing the rotor in the radial direction of the rotor, the stator having the same circle about the axis. The rotor includes a stator core having a plurality of teeth arranged around the circumference with a gap, and a three-phase coil group continuously wound on each of the plurality of teeth via a connecting wire. Satisfy the relation of M = 8 × n (n is a natural number), and the number T of teeth satisfies the relation of T = 12 × n, and the three-phase coil group is delta-connected. The crossover wire of the one-phase coil group of the three-phase coil group is located on the first direction side which is one direction of the axial direction with respect to the teeth, and The crossover of the remaining two-phase coil group is Than the teeth is a manufacturing method of a brushless motor that is positioned in the second orientation the side which is the other direction of the axial direction. In the method for manufacturing a brushless motor according to the present invention, at least one phase coil group among the three phase coil groups is formed by starting winding a wire rod from the ends of the plurality of teeth on the axis side in the radial direction. A coil group that is not formed in the first step of the three-phase coil group by starting winding a wire rod from the first step of forming and the ends of the plurality of teeth in the radial direction on the side opposite to the axis. Forming a second step.
複数のティースは、軸線を中心とした同一円周上に配置されている。そのため、通常、各ティースにおける線材の可能巻回段数は、径方向における内側(軸線側)が外側(軸線と反対側)よりも少なくなる。また、通常、線材は、ティースに巻かれる際に、当該内側と当該外側を径方向に往復するように巻かれる。 The plurality of teeth are arranged on the same circumference around the axis. Therefore, normally, the number of possible winding steps of the wire rod in each tooth is smaller on the inner side (axis side) in the radial direction than on the outer side (side opposite to the axis). In addition, usually, when wound around a tooth, the wire rod is wound so as to reciprocate between the inside and the outside in the radial direction.
上記場合において、線材が、径方向における複数のティースの軸線と反対側の端部(外側の端部)から巻き始められると、線材は、径方向における複数のティースの軸線側の端部(内側の端部)で1段目の巻回を終え、外側の端部へ向けて2段目の巻回がなされる。つまり、内側の端部での巻回段数の増加が、外側の端部での巻回段数の増加よりも先となる。すると、径方向に往復する巻回が繰り返されて、内側の端部において可能巻回段数に達したときに、外側の端部の巻回段数は、内側の端部よりティースへの可能巻回段数が多いにもかかわらず、内側の端部よりも少なくなってしまう。これにより、ティースに巻回される線材が少なくなってしまう。 In the above case, when the wire rod is started to be wound from the end portions (outer end portions) on the opposite side to the axial lines of the plurality of teeth in the radial direction, the wire rods are attached to the axial end portions (inner side) of the plurality of teeth in the radial direction. The winding of the first stage is completed at the end) and the second stage is wound toward the outer end. That is, the increase in the number of winding steps at the inner end portion precedes the increase in the number of winding steps at the outer end portion. Then, when the number of winding steps reaches the number of possible winding steps at the inner end by repeating the winding that reciprocates in the radial direction, the number of winding steps at the outer end is the number of possible winding steps from the inner end to the tooth. Despite the large number of steps, it is less than the inner edge. This reduces the number of wire rods wound around the tooth.
一方、上記場合において、線材が、内側の端部から巻き始められると、上記場合とは逆に、外側の端部での巻回段数の増加が、内側の端部での巻回段数の増加よりも先となる。すると、径方向に往復する巻回が繰り返されて、内側の端部において可能巻回段数に達したときに、外側の端部の巻回段数を上記場合よりも1段多くすることができる。 On the other hand, in the above case, when the wire is started to be wound from the inner end, the number of winding steps at the outer end is increased and the number of winding steps is increased at the inner end, contrary to the above case. Be ahead of. Then, when the number of winding steps reaches the possible number of winding steps at the inner end by repeating winding in the radial direction, the number of winding steps at the outer end can be increased by one step as compared with the above case.
本製造方法によれば、3相のコイル群のうちの少なくとも1相のコイル群が、径方向における複数のティースの軸線側の端部(内側の端部)から線材を巻き始めることによって形成されている。よって、当該少なくとも1相のコイル群において、巻回段数を多くすることができる。 According to this manufacturing method, at least one phase coil group of the three-phase coil group is formed by starting to wind the wire rod from the axial end (inner end) of the plurality of teeth in the radial direction. ing. Therefore, the number of winding stages can be increased in the at least one-phase coil group.
本発明のブラシレスモータによれば、渡り線を各スペースに分散配置することによって、大型化を抑制することができる。 According to the brushless motor of the present invention, it is possible to suppress an increase in size by disposing the crossover wires in each space.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。なお、本実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更され得る。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the drawings as appropriate. It should be noted that the present embodiment is merely an example of the present invention, and may be appropriately changed without departing from the scope of the present invention.
[ブラシレスモータ30の概略構成]
図1に示されるように、ブラシレスモータ30は、シャフト32、ロータ31、ステータ33、及びケーシング36を備えている。
[Schematic configuration of brushless motor 30]
As shown in FIG. 1, the
シャフト32は、軸方向102に延びている。ロータ31は、シャフト32の中心を軸方向102に延びる軸線104周りに周方向101(図2参照)に沿って回転可能である。なお、軸方向102は、図2において紙面に垂直な方向である。図2に示されるように、ステータ33は、軸方向102と直交し且つ軸線104から放射状に延びた径方向103において、ロータ31と対向配置されている。図1に示されるように、ケーシング36は、ロータ31、シャフト32、及びステータ33を内部に収容している。シャフト32は、ベアリング52を介してケーシング36に回転自在に支持されている。
The
ブラシレスモータ30は、ハーネス38によって、電力を供給するコントローラ37と電気的に接続されている。
The
[ロータ31]
図1及び図2に示されるように、ロータ31は、概ね円筒形状のロータコア22を備えている。ロータコア22には、軸方向102にロータコア22を貫通する貫通孔54が形成されている。シャフト32は、貫通孔54に圧入されている。これにより、ロータ31及びシャフト32は、一体に回転する。つまり、ロータ31は、シャフト32を介してケーシング36によって回転可能に支持されている。
[Rotor 31]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロータコア22には、軸方向102にロータコア22を貫通する8個の貫通孔63が形成されている。8個の貫通孔63は、周方向101に沿って等間隔に形成されている。
Eight through
8個の貫通孔63の各々には、マグネット40が嵌め込まれている。つまり、本実施形態において、ロータ31の磁極数は8である。8個のマグネット40は、径方向103の外側を向く磁極(換言するとステータ33を向く磁極)が周方向101において交互に異極となるように配置されている。
The
なお、ロータコア22は、図2に示される平面視において略円盤形状の鋼板が、軸方向102に沿って複数が積層されて、各鋼板において半抜きされた凹凸形状がカシメなどによって相互に嵌合されることにより一体に固定されている。
Note that the
[ステータ33]
図1及び図2に示されるように、ステータ33は、径方向103におけるロータ31の外側に位置している。ステータ33は、径方向103においてロータ31と隙間を空けて対向している。つまり、本実施形態において、ブラシレスモータ30は、ロータ31がステータ33の径方向103の内側に設けられた所謂インナーロータ型である。なお、ブラシレスモータ30は、ロータ31がステータ33の径方向103の外側に設けられた所謂アウターロータ型であってもよい。
[Stator 33]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ステータ33は、ステータコア42と、インシュレータ45と、3相のコイル群39とを備えている。なお、図2において、インシュレータ45の図示は省略されている。ステータ33は、概ね筒状の外形であるステータコア42に3相のコイル群39が巻かれたものである。ステータコア42は、平面視の形状が図2に示される形状である鋼板が軸方向102に複数枚積層され、カシメによって相互に結合されることにより一体にされている。
The
ステータコア42は、外周側にコアヨーク43を有している。コアヨーク43から円筒の中心へ突出されたティース44A〜44L(これらを総称して、「ティース44」と表示することがある。)が、ロータ31の周方向101に均等に隔てられて12個配置されている。つまり、ティース44は、軸線104を中心とした同一円周上に隙間を空けて配置されている。
The
上述したように、本実施形態において、ロータ31の磁極数は8であり、ティース44の数は12個である。つまり、本実施形態において、ブラシレスモータ30は、12スロット且つ8極である。
As described above, in the present embodiment, the number of magnetic poles of the
ステータコア42は、複数の分割コアが連結されたものである。本実施形態において、ステータコア42は、図2に示されるように、12個の分割コアで構成されている。各分割コアは、凸部94及び凹部95を備えている。凸部94は、各分割コアの周方向101の一端面から周方向101に突出している。凹部95は、各分割コアの周方向101の他端面から周方向101に凹んでいる。分割コアのうち、隣接する2つの分割コアの凸部94及び凹部95が嵌合することによって、各分割コアが連結されてステータコア42が形成される。
The
なお、図2では、分割コアが12個設けられており、12個の分割コアの各々が1つのティース44を備えているが、分割コアの数は12個に限らない。例えば、分割コアが6個設けられており、6個の分割コアの各々が2つのティース44を備えていてもよい。また、ステータコア42は、分割コアが連結されたものではなく、1つのコアで形成されていてもよい。
Note that in FIG. 2, twelve split cores are provided and each of the twelve split cores includes one
図1に示されるインシュレータ45は、軸方向102におけるステータコア42の一方側に配置される部材と他方側に配置される部材とで構成されている。これら2つの部材はそれぞれ一体成形されている。そして、これら2つの部材がティース44A〜44Lの各々を挟むように接続される。これにより、インシュレータ45は、ティース44A〜44Lの各々を外嵌している。
The
図1に示されるように、ティース44A〜44Lの各々には、インシュレータ45を介して3相のコイル群39が巻かれている。図2に示されるように、各ティース44の突出先端部は、ティース44の他の部分よりも周方向101の長さが長い幅広部59を形成している。これにより、ティース44に巻かれている3相のコイル群39がティース44の先端部側から外れることが防止される。
As shown in FIG. 1, a
[3相のコイル群39]
3相のコイル群39は、図3に示されるように配線されている。図3は、図2においてシャフト32の中心(軸線104)から径方向にステータ33を視た場合において、360°に亘ってステータ33を示したものである。なお、図3では、図示の単純化のため、コイルは各ティース44A〜44Lの1回のみ巻かれているが、実際には複数回巻かれている。
[Three-phase coil group 39]
The three-
図3に示されるように、3相のコイル群39は、第1のコイル群91と、第2のコイル群92と、第3のコイル群93とよりなる。なお、図3において、第1のコイル群91の右端R1と左端L1とは繋がっており、第2のコイル群92の右端R2と左端L2とは繋がっており、第3のコイル群93の右端R3と左端L3とは繋がっている。
As shown in FIG. 3, the three-
第1のコイル群91は、ティース44A、44D、44G、44Jに巻かれたコイル91A、91B、91C、91Dを備える。第2のコイル群92は、ティース44B、44E、44H、44Kに巻かれたコイル92D、92C、92B、92Aを備える。第3のコイル群93は、ティース44C、44F、44I、44Lに巻回されたコイル93A、93B、93C、93Dを備える。つまり、3相のコイル群39の各々は、4つのコイルを備えている。
The
第1のコイル群91は、渡り線91Eを備えている。渡り線91Eは、3箇所に設けられている。渡り線91Eは、ティース44A、44Dに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44D、44Gに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44G、44Jに巻かれた2つのコイルを接続している。
The
第2のコイル群92は、渡り線92Eを備えている。渡り線92Eは、3箇所に設けられている。渡り線92Eは、ティース44B、44Eに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44E、44Hに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44H、44Kに巻かれた2つのコイルを接続している。
The
第3のコイル群93は、渡り線93Eを備えている。渡り線93Eは、3箇所に設けられている。渡り線93Eは、ティース44C、44Fに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44F、44Iに巻かれた2つのコイルを接続し、ティース44I、44Lに巻かれた2つのコイルを接続している。
The
以上より、3相のコイル群39の各々は、複数のティース44の各々に渡り線91E、92E、93Eを介して巻かれている。つまり、3相のコイル群39の各々は、複数のティース44の間において切断されずに連続巻きされている。
As described above, each of the three-
第1のコイル群91の一端911及び他端912は、それぞれティース44A、44Jに巻かれたコイルと接続されている。第2のコイル群92の一端921及び他端922は、それぞれティース44K、44Bに巻かれたコイルと接続されている。第3のコイル群93の一端931及び他端932は、それぞれティース44C、44Lに巻かれたコイルと接続されている。
One
図4に示されるように、第1のコイル群91の一端911と、第3のコイル群93の他端932とは、接続されている。また、一端911及び他端932は、ハーネス38を構成する電線381によって、コントローラ37と電気的に接続されている。一端911及び他端932には、コントローラ37からR相の電圧が印加される。
As shown in FIG. 4, one
第2のコイル群92の一端921と、第1のコイル群91の他端912とは、接続されている。また、一端921及び他端912は、ハーネス38を構成する電線382によって、コントローラ37と電気的に接続されている。一端921及び他端912には、コントローラ37からS相の電圧が印加される。
One
第3のコイル群93の一端931と、第2のコイル群92の他端922とは、接続されている。また、一端931及び他端922は、ハーネス38を構成する電線383によって、コントローラ37と電気的に接続されている。一端931及び他端922には、コントローラ37からT相の電圧が印加される。
One
以上より、3相のコイル群39は、図4に示されるように、デルタ結線されている。また、3相のコイル群39は、コントローラ37から与えられた電圧に基づく磁界を生じさせる。これにより、ロータ31が回転する。
From the above, the three-
本実施形態において、図4に示される3相のコイル群39の相電圧(第1のコイル群91の相電圧V1、第2のコイル群92の相電圧V2、及び第3のコイル群93の相電圧V3)の各々に含まれる第3高調波成分は、各相電圧V1、V2、V3の10%以下である。なお、第3高調波成分が各相電圧V1、V2、V3の10%以下となるような構成は、3相のコイル群39の各々を構成するコイルの数や、各コイルの巻き数や、マグネットの位置及び数などを適宜変更しつつ、相電圧の波形を参照する実験を行うことによって決定される。
In the present embodiment, the phase voltage of the three-
なお、3相のコイル群39の相電圧V1、V2、V3の各々に含まれる第3高調波成分は、各相電圧V1、V2、V3の10%以下であることが望ましいが、10%より大きくてもよい。
The third harmonic component contained in each of the phase voltages V1, V2, V3 of the three-
図3及び図5に示されるように、3相のコイル群39のうちの1相のコイル群である第2のコイル群92の渡り線92Eは、ティース44よりも第1向き102A側に位置している。第1向き102Aは、軸方向102の一方の向きである。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
一方、3相のコイル群39のうちの他の2相のコイル群である第1のコイル群91及び第3のコイル群93の渡り線91E、93Eは、ティース44よりも第2向き102B側に位置している。第2向き102Bは、軸方向102の他方の向きである。つまり、第2向き102Bは、第1向き102Aの逆向きである。すなわち、渡り線91Eと渡り線91E、93Eとは、軸方向102においてティース44を挟んで互いに反対側に位置している。
On the other hand, the
なお、3相のコイル群39のうちの1相のコイル群は、渡り線92Eに限らず、3相のコイル群39のうちの他の2相のコイル群は、渡り線91E、93Eに限らない。つまり、3相のコイル群39のうちの1相のコイル群が渡り線91Eで、3相のコイル群39のうちの他の2相のコイル群が渡り線92E、93Eであってもよいし、3相のコイル群39のうちの1相のコイル群が渡り線93Eで、3相のコイル群39のうちの他の2相のコイル群が渡り線91E、92Eであってもよい。
Note that the one-phase coil group of the three-
[ブラシレスモータ30の製造方法]
ブラシレスモータ30は、ロータ31が形成されるステップ、ステータ33が形成されるステップ、ロータ31及びステータ33がケーシング36に取り付けられるステップを経て製造される。
[Method for manufacturing brushless motor 30]
The
ロータ31が形成されるステップでは、上述したように複数の鋼板が一体に固定されることでロータコア22が形成される。その後、ロータコア22にシャフト32が圧入される。
In the step of forming the
ステータ33が形成されるステップでは、上述したように複数の鋼板が一体に固定されることでステータコア42が形成される。次に、インシュレータ45がステータコア42のティース44に外嵌される。その後、後述するように、3相のコイル群39がティース44に巻かれる。
In the step of forming the
形成されたロータ31及びステータ33は公知の手段によってケーシング36に取り付けられる。また、3相のコイル群39及びコントローラ37がハーネス38によって電気的に接続される。これにより、ブラシレスモータ30が製造される。
The formed
以下、線材がティース44に巻かれることで3相のコイル群39が形成されるステップが、図5を参照しつつ説明される。3相のコイル群39の各々が各ティース44に巻かれるとき、線材が、端部441から巻き始められ、次いで概ね径方向103に沿って端部442に向かって巻かれる。ここで、端部441は、ティース44の径方向103における軸線104側の端部であり、端部442は、ティース44の径方向103における軸線104と反対側の端部である。
Hereinafter, the step of forming the three-
線材の巻回が端部442に到達すると、概ね径方向103に沿って端部441に向かって巻かれる。以後、線材は、端部441及び端部442を概ね径方向103に沿って往復動しつつ巻かれる。そして、線材がティース44に巻回可能な最大量を巻かれると、線材は次に巻かれるティース44まで引き延ばされる。この引き延ばされた線が、渡り線である。また、線材がティース44に巻回可能な最大量巻かれることによってコイルが形成される。以後、同様の手順でティース44に線材が巻かれることにより、3本の渡り線を介して4つのコイルが形成され、3相のコイル群39のうちの一つが形成される。残り2相のコイル群39も同様にして形成される。
When the winding of the wire reaches the
上記では、3相のコイル群39の各々が各ティース44に巻かれるとき、線材が、端部441から巻き始められた。つまり、3相のコイル群39の全てにおいて、線材が、端部441から巻き始められた。しかし、3相のコイル群39のうちの一部において、線材が、端部442から巻き始められてもよい。
In the above description, when each of the three-
つまり、3相のコイル群39のうち、1相のコイル群39が、線材が端部441から巻き始められることで形成された場合、残り2相のコイル群39は、線材が端部442から巻き始められることで形成される。また、3相のコイル群39のうち、2相のコイル群39が、線材が端部441から巻き始められることで形成された場合、残り1相のコイル群39は、線材が端部442から巻き始められることで形成される。また、3相のコイル群39の全てのコイル群39が、線材が端部441から巻き始められることで形成された場合、線材が端部442から巻き始められることでコイル群39が形成されることはない。
That is, when the one-
すなわち、線材がティース44に巻かれることで3相のコイル群39が形成されるステップは、端部441から線材を巻き始めることによって、3相のコイル群39のうちの少なくとも1相のコイル群を形成する第1ステップと、端部442から線材を巻き始めることによって、3相のコイル群39のうちの第1ステップで形成されないコイル群を形成する第2ステップとを含む。なお、3相のコイル群39の全てのコイル群39が、線材が端部441から巻き始められることで形成された場合、第2ステップは実行されない。
That is, the step of forming the three-
[本実施形態の作用効果]
本実施形態によれば、3相のコイル群39のうちの1相のコイル群である第2のコイル群92の渡り線92Eは、ティース44よりも第1向き102A側に位置しており、3相のコイル群39のうちの残り2相のコイル群である第1及び第3のコイル群91、93の渡り線91E、93Eは、ティース44よりも第2向き102B側に位置している。そのため、渡り線91E、92E、93Eを、ティース44よりも第1向き102A側のスペースと、ティース44よりも第2向き102B側のスペースとに分散配置することができる。これにより、軸方向102におけるティース44の片側に渡り線91E、92E、93Eが集中しないため、ブラシレスモータ30の大型化を抑制することができる。
[Operation and effect of this embodiment]
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、3相のコイル群39はデルタ結線されているため、中性点がない。そのため、中性点を構成するための端子台が不要である。その結果、ブラシレスモータ30の大型化を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, since the three-
また、本実施形態によれば、3相のコイル群39はデルタ結線されている。デルタ結線は、線電流が2つに分かれて各相の相電流となる。そのため、デルタ結線において各コイルを流れる電流は、スター結線において各コイルを流れる電流より小さくなる。そのため、3相のコイル群39がデルタ結線された本実施形態では、3相のコイル群39がスター結線された構成よりもコイルに巻かれる線材を細くすることができる。これにより、コイルへの線材の巻回が容易となる。また、これにより、1つのティース44に多くの線材を巻くことができる。
Further, according to this embodiment, the three-
また、本実施形態によれば、図3に示されるように、各ティース44に巻かれたコイルから延びている2本の渡り線の一方は、周方向101においてコイルの一方側(図3における右)に延びており、各ティース44に巻かれたコイルから延びている2本の渡り線の他方は、周方向101においてコイルの他方側(図3における左)に延びている。つまり、各ティース44に巻かれたコイルから延びている2本の渡り線は、当該コイルから周方向101の反対向きに延びている。そのため、当該コイルを構成する線材のたるみを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, one of the two connecting wires extending from the coil wound around each
また、本実施形態によれば、3相のコイル群39の各々の相電圧V1、V2、V3に含まれる第3高調波成分は、当該相電圧V1、V2、V3の10%以下である。そのため、3相のコイル群39がデルタ結線されても、デルタ結線を流れる循環電流を小さくすることができる。
Further, according to the present embodiment, the third harmonic component contained in each phase voltage V1, V2, V3 of the three-
また、複数のティース44は、軸線104を中心とした同一円周上に配置されている。そのため、通常、各ティース44における線材の可能巻回段数は、径方向103における内側(軸線104側)が外側(軸線104と反対側)よりも少なくなる。また、通常、線材は、ティース44に巻かれる際に、当該内側と当該外側を径方向に往復するように巻かれる。
Further, the plurality of
上記場合において、線材が、径方向103における複数のティース44の軸線104と反対側の端部(外側の端部)から巻き始められると、線材は、径方向103における複数のティース44の軸線104側の端部(内側の端部)で1段目の巻回を終え、外側の端部へ向けて2段目の巻回がなされる。つまり、内側の端部での巻回段数の増加が、外側の端部での巻回段数の増加よりも先となる。すると、径方向103に往復する巻回が繰り返されて、内側の端部において可能巻回段数に達したときに、外側の端部の巻回段数は、内側の端部よりティース44への可能巻回段数が多いにもかかわらず、内側の端部よりも少なくなってしまう。これにより、ティース44に巻回される線材が少なくなってしまう。
In the above case, when the wire rod is started to be wound from the end portion (outer end portion) of the plurality of
一方、上記場合において、線材が、内側の端部から巻き始められると、上記場合とは逆に、外側の端部での巻回段数の増加が、内側の端部での巻回段数の増加よりも先となる。すると、径方向103に往復する巻回が繰り返されて、内側の端部において可能巻回段数に達したときに、外側の端部の巻回段数を上記場合よりも1段多くすることができる。
On the other hand, in the above case, when the wire is started to be wound from the inner end, the number of winding steps at the outer end is increased and the number of winding steps is increased at the inner end, contrary to the above case. Be ahead of. Then, when the winding that reciprocates in the
本製造方法によれば、3相のコイル群39のうちの少なくとも1相のコイル群39が、径方向103における複数のティース44の軸線104側の端部(内側の端部)から線材を巻き始めることによって形成されている。よって、当該少なくとも1相のコイル群において、巻回段数を多くすることができる。
According to this manufacturing method, at least one-
[変形例]
上記実施形態では、ロータ31の磁極数は8であったが、ロータ31の磁極数は8の倍数であることを条件として8に限らない。つまり、ロータ31の磁極数Mは、nが自然数である場合に、M=8×nの関係を満たしていればよい。
[Modification]
In the above embodiment, the number of magnetic poles of the
上記実施形態では、ステータコア42は、12個のティース44を備えていたが、ティース44の数は12の倍数であることを条件として12個に限らない。ティース44の数Tは、上述したnを含む式であるT=12×nの関係を満たしていればよい。
In the above-described embodiment, the
30・・・ブラシレスモータ
31・・・ロータ
33・・・ステータ
39・・・コイル群
42・・・ステータコア
44・・・ティース
91E・・・渡り線
92E・・・渡り線
93E・・・渡り線
102・・・軸方向
102A・・・第1向き
102B・・・第2向き
104・・・軸線
30 ...
Claims (5)
上記ロータの径方向において上記ロータと対向したステータと、を備え、
上記ステータは、
上記軸線を中心とした同一円周上に隙間を空けて配置された複数のティースを有するステータコアと、
上記複数のティースの各々に渡り線を介して連続巻きされた3相のコイル群と、を備え、
上記ロータの磁極数MがM=8×n(nは自然数)の関係を満たし、且つ、上記ティースの数TがT=12×nの関係を満たしており、
上記3相のコイル群は、デルタ結線されており、
上記3相のコイル群のうちの1相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の一方の向きである第1向き側に位置しており、
上記3相のコイル群のうちの他の2相のコイル群の上記渡り線は、上記ティースよりも上記軸方向の他方の向きである第2向き側に位置しているブラシレスモータ。 A rotor that can rotate around an axis extending in the axial direction,
A stator facing the rotor in the radial direction of the rotor,
The stator is
A stator core having a plurality of teeth arranged with a gap on the same circumference about the axis,
And a group of three-phase coils continuously wound on each of the plurality of teeth via a connecting wire,
The number M of magnetic poles of the rotor satisfies the relationship of M = 8 × n (n is a natural number), and the number T of teeth satisfies the relationship of T = 12 × n,
The three-phase coil group is delta connected,
The crossover wire of the one-phase coil group of the three-phase coil group is located on the first direction side which is one direction of the axial direction with respect to the teeth,
The crossover wire of the coil group of the other two phases of the coil group of the three phases is located on the second direction side which is the other direction in the axial direction with respect to the teeth.
上記径方向における上記複数のティースの上記軸線側の端部から線材を巻き始めることによって、上記3相のコイル群のうちの少なくとも1相のコイル群を形成する第1ステップと、
上記径方向における上記複数のティースの上記軸線と反対側の端部から線材を巻き始めることによって、上記3相のコイル群のうちの上記第1ステップで形成されないコイル群を形成する第2ステップと、を含むブラシレスモータの製造方法。
A rotor that is rotatable around an axis extending in the axial direction and a stator that faces the rotor in the radial direction of the rotor are provided, and the stator is provided with a gap on the same circumference centered on the axis. A stator core having a plurality of teeth arranged and a three-phase coil group continuously wound on each of the plurality of teeth via a connecting wire are provided, and the number of magnetic poles M of the rotor is M = 8 × n ( n is a natural number), and the number T of teeth is T = 12 × n, the three-phase coil group is delta-connected, and the three-phase coil group The crossover wire of the one-phase coil group is located on the first direction side, which is one direction in the axial direction with respect to the teeth, and the remaining two-phase coils of the three-phase coil group. The crossover of the group is from the teeth Is a method for manufacturing a brushless motor located on the second direction side, which is the other direction in the axial direction,
A first step of forming a coil group of at least one phase among the coil groups of three phases by starting to wind a wire rod from the ends of the plurality of teeth on the axis side in the radial direction;
A second step of forming a coil group that is not formed in the first step of the three-phase coil group by starting to wind the wire from the ends of the plurality of teeth in the radial direction opposite to the axis. A method for manufacturing a brushless motor including:
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