JP2023106031A - モータステータ及びこれを備えるモータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータステータに設けられるモータ駆動回路を低コストに形成可能とする。【解決手段】一本の連続したコイル線ＣＬを計１２個のティース４のそれぞれに集中巻きで順次巻装することにより、それぞれ４個ずつ設けられるＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルをコイル線ＣＬの長手方向に沿って順に形成する。コイル線ＣＬのうち、同相のコイル同士を並列接続する渡り線部ＣＬ２、ＣＬ６、ＣＬ１０を、それぞれ、Ｕ相バスバー５の結線用端子５ａ、Ｖ相バスバー６の結線用端子６ａ及びＷ相バスバー７の結線用端子７ａに結線すると共に、コイル線ＣＬのうち、相が異なるコイル同士を接続する渡り線部ＣＬ４，ＣＬ８，ＣＬ１２を中性点バスバー８の結線用端子８ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ結線することにより、スター結線のモータ駆動回路２０を形成した。【選択図】図４

Description

本発明は、モータステータ及びこれを備えるモータに関し、特に、電動オイルポンプや電動パーキングブレーキなどといった車両（自動車）に搭載される電装機器の駆動源として好適に用い得る三相ブラシレスモータのステータに関する。

例えば下記の特許文献１には、筒状のステータコアに周方向に間隔を空けて設けられた複数のティースのそれぞれに、インシュレータなどとも称される絶縁部材を介してコイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル又はＷ相コイル）を巻装してなるモータステータと、このモータステータの径方向内側に配されたモータロータとを備えたインナロータ型の三相ブラシレスモータ（以下、単に「モータ」とも言う。）が開示されている。このモータにおいて、モータステータは、ステータコアの軸方向外側に配置されたバスバーユニットをさらに備える。バスバーユニットは、銅等の導電性材料で形成された複数のバスバー（Ｕ相バスバー、Ｖ相バスバー、Ｗ相バスバー及び中性点バスバー等）と、樹脂等の絶縁材料で形成され、複数のバスバーを互いに非接触の状態で保持したバスバーホルダとを備える。各相のバスバーにはコイル線の結線用端子がそれぞれ設けられており、ステータコアの軸方向外側に引き出された各コイルの端末部が対応するバスバーの結線用端子に結線されることによってモータの駆動回路（給電回路）が形成されている。

ところで、ブラシレスモータは、「毎極毎相のスロット数ｑ」が正の整数となる“整数溝モータ”と、「毎極毎相のスロット数ｑ」が分数となる“分数溝モータ”とに大別することができる。「毎極毎相のスロット数ｑ」は、周方向で隣り合うティース間に形成される溝（スロット）の数をＮ、モータの相数をｍ、モータの極数（永久磁石の数）をＰとした場合、ｑ＝Ｎ／（ｍ×Ｐ）の計算式によって算出される。そのため、例えば、１０極１２スロットの三相ブラシレスモータ（Ｎ＝１２、ｍ＝３、Ｐ＝１０）は、ｑ＝１２／（３・１０）＝２／５であることから“分数溝モータ”である。

ブラシレスモータを整数溝モータとするか、あるいは分数溝モータとするかは要求特性等に応じて適宜選択されるが、スロット数が同じ場合、分数溝モータは、整数溝モータよりもコギングトルクを小さくできる分、静粛で出力効率が高いモータを実現し易い、とされている。

国際公開ＷＯ２０２０／０１３０７８号公報

近年、自動車の電動化が急速に進展し、自動車に搭載される各種電装機器用のモータの需要が増加する傾向にある関係上、モータに対するコスト低減の要請が厳しさを増している。モータのコスト低減を図る上では、駆動回路の形成時におけるコイルの結線箇所をできるだけ少なくするのが望ましいところ、例えば、上述した１０極１２スロットの三相ブラシレスモータにおいて、２並列２直列で接続された計４個のＵ相コイルと、２並列２直列で接続された計４個のＶ相コイルと、２並列２直列で接続された計４個のＷ相コイルとがスター結線された駆動回路を形成する場合、結線箇所は、最大で、Ｕ相～Ｖ相：各２箇所、Ｎ相（中性点）：６箇所の計１２箇所にもなる。このように、コイルの結線箇所が１２箇所にもなると、モータステータ、ひいてはモータのコスト低減を図ることが難しくなる。

上記の実情に鑑み、本発明の主な目的は、複数のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを互いに結線することで形成されるモータ（三相ブラシレスモータ）の駆動回路を低コストに形成可能とし、これにより、上記駆動回路を有するモータステータのコスト低減を図ることにある。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、
周方向に間隔を空けて設けられた複数のティースを有する円筒状のステータコアと、複数のティースのそれぞれに絶縁部材を介してコイル線を巻装することで形成された複数のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルと、を備えたモータステータにおいて、
一本の連続したコイル線を複数のティースのそれぞれに集中巻きで順次巻装することにより、複数のＵ相コイル、複数のＶ相コイル、及び複数のＷ相コイルをコイル線の長手方向に沿って順に形成し、
上記コイル線のうち、Ｕ相コイル同士を並列接続する渡り線部、Ｖ相コイル同士を並列接続する渡り線部、及びＷ相コイル同士を並列接続する渡り線部を、それぞれ、Ｕ相バスバーの結線用端子、Ｖ相バスバーの結線用端子及びＷ相バスバーの結線用端子に結線すると共に、上記コイル線のうち、Ｕ相コイルとＶ相コイルを接続する渡り線部、Ｖ相コイルとＷ相コイルを接続する渡り線部、及びＷ相コイルとＵ相コイルを接続する渡り線部を中性点バスバーの結線用端子に結線することにより、スター結線のモータ駆動回路を形成したことを特徴とする。

上記の構成は、例えば、前述した１２スロットの三相ブラスレスモータ用のステータ、具体的には、２並列２直列で接続された４個のＵ相コイル、２並列２直列で接続された４個のＶ相コイル、及び２並列２直列で接続された４個のＷ相コイルを有し、かつこれらがスター結線された１２スロットの三相ブラシレスモータ用のステータに適用することができる。この場合には、Ｕ相～Ｗ相コイル：各１箇所、中性点：３箇所の計６箇所に減じる（最大の１２箇所から半減する）ことができる。これにより、結線作業の簡素化を通じてモータステータのコスト低減を図ることができる。

上記構成において、それぞれがコイル線の結線用端子を有する計４個のバスバーは、ステータコアの軸方向一端側で絶縁部材に互いに非接触の状態で保持させることができる。これはすなわち、ティースとこれに巻装されたコイルの間を絶縁するための絶縁部材が、従来品で言うバスバーユニットのバスバーホルダに相当する部分を一体的に有していることを意味する。この場合、従来品よりも部品点数を削減できる。また、この場合、コイルの巻装時に、バスバーに対するコイル線の結線予定箇所をバスバーの結線用端子に確実に接触させることができるので、コイル巻装後に実施される結線作業を容易にかつ正確に実施することができる。従って、部品点数削減による低コスト化、及び結線作業の容易化による低コスト化を図ることができる。

Ｕ相～Ｗ相バスバー及び中性点バスバーは、例えば、絶縁部材に設けた溝部にアウトサート（嵌合）することにより、絶縁部材に保持させることができる。このようにすれば、絶縁部材に対して相対移動可能な状態のバスバーの結線用端子に対してコイル線の渡り線部を結線することができる。このため、仮に、渡り線部の形成位置が所定位置からずれていた場合でも、結線作業を精度良く実施することができる。なお、この場合、渡り線部を結線用端子に結線すると、絶縁部材に対するバスバーの相対移動を規制（バスバーを絶縁部材に対して固定的に保持）することができるので、モータステータの取り扱い時等にバスバーが絶縁部材から分離する事態は回避することができる。

各渡り線部は、例えば、熱加締めとも称されるヒュージングにより、対応する結線用端子に結線することができる。ヒュージングであれば、絶縁皮膜付の導線からなるコイル線の絶縁皮膜が除去されるのと略同時に、導線を端子に対して接合することができるので、結線作業を効率良くかつ精度良く行うことができる。

以上の構成において、各渡り線部の周方向における巻き方向は、全て同じにすることができる。渡り線部は折り返すことも可能であるが、この場合には、渡り線部が軸方向に積み重なることによってモータステータが軸方向に長寸化する懸念がある。そのため、各渡り線部の周方向における巻き方向を全て同じにしておけば、モータステータ、ひいてはモータを軸方向にコンパクト化する上で有利となる。

本発明は、Ｕ相コイル部におけるＵ相コイルの並列数、Ｖ相コイル部におけるＶ相コイルの並列数、及びＷ相コイル部におけるＷ相コイルの並列数が何れも偶数（同数でかつ偶数）であるモータステータに適用することができる。

本発明に係るモータステータが上記のような特長を有することから、本発明に係るモータステータと、モータロータとを備えたモータ（三相ブラシレスモータ）は、低コストに提供することができる。

以上のことから、本発明によれば、複数のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを互いにスター結線することで形成されるモータ（三相ブラシレスモータ）の駆動回路を低コストに形成することが可能となる。これにより、上記駆動回路を有するモータ用のステータ、ひいてはモータのコスト低減を図ることができる。

コイル巻装前の状態における本発明の実施形態に係るモータステータの概略斜視図である。 図１のモータステータからバスバーを分離した図である。 本発明の実施形態に係るモータステータの概略平面図である。 図３のモータステータにおけるコイルの巻装構造を説明するための図である。 図４の巻装構造により得られるスター結線のモータ駆動回路を示す図である。 図４のコイルの巻装構造とは異なる巻装構造を採用した場合に得られるスター結線のモータ駆動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係るモータステータを備えたモータの一構成例を概念的に示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面（図１～図７）に基づいて説明する。以下の説明においては、方向性を示すために「軸方向」、「径方向」及び「周方向」との語句を使用するが、これらはそれぞれ、モータステータ１の軸心と平行な方向、軸心を中心とする円の径方向、及び軸心を中心とする円の周方向である。

まず、図７に基づき、本発明の一実施形態に係るモータステータ１を備えたモータ３０の一構成例を簡単に説明する。図７に示すモータ３０は、モータステータ１と、径方向隙間（図示省略）を介してモータステータ１の径方向内側に配置されたモータロータ３２と、これらを収容したケーシング３１とを備える。図示例のモータロータ３２は、出力軸３３と、出力軸３３と一体回転可能に設けられたロータコア３４と、ロータコア３４に周方向等間隔で保持された複数（例えば１０極）の永久磁石３５とを備え、出力軸３３は、軸方向に離間して配設された２つの転がり軸受３６，３７によりケーシング３１に対して回転自在に支持されている。

図７に示すモータ３０は、例えば車両に搭載される電動ポンプ、より具体的には、車両のトランスミッションケースに取り付けられ、エンジンの停止中にトランスミッションにオイルを圧送することによってトランスミッション内部で必要とされる油圧を確保するために使用される電動ポンプ（電動オイルポンプ）の駆動源として用いることができる。図示は省略するが、モータ３０を電動オイルポンプの駆動源として用いる場合、ケーシング３１の外側にある出力軸３３の自由端に、出力軸３３と一体回転可能なポンプロータが設けられる。

次に、図１～図３に基づき、本発明の一実施形態に係るモータステータ１を説明する。なお、図１は、コイル巻装前のモータステータ１（モータステータ１の構成部材であるステータコアに絶縁部材及びバスバーを組み付けたアセンブリ）の概略斜視図、図２は、図１のモータステータ１からバスバーを分離した図、図３は、本発明の実施形態に係るモータステータ１（コイルが巻装されたモータステータ１）の概略平面図である。

モータステータ１は、磁気特性に優れた金属材料（例えば電磁鋼板）で形成された円筒状のステータコア２と、Ｕ相バスバー５、Ｖ相バスバー６、Ｗ相バスバー７及び中性点バスバー（Ｎ相バスバー）８と、樹脂材料等の絶縁材料で形成された絶縁部材１０と、複数のコイルＣとを備える。

ステータコア２は、筒部３と、筒部３の内周面からステータコア２の中心に向けて突出し、絶縁部材１０を介してコイルＣ（図３参照）が巻装されるティース４とを有し、本実施形態では計１２個のティース４が周方向等間隔で設けられている。なお、以下、計１２個のティース４を区別して説明する場合には、ステータコア２の周方向に沿って順に配置した計１２個のティース１２を、それぞれ、第１ティース４Ａ～第１２ティース４Ｌという（図３参照）。図３に示すモータステータ１においては、ステータコア２の１２時の位置に第１ティース４Ａを配置し、以降、反時計回りに３０°ピッチで残り１１個のティース４（第２ティース４Ｂ～第１２ティース４Ｌ）を順に配置している。

上記のように、本実施形態のモータステータ１は計１２個のティース４（ティース４間に形成されるスロット）を備え、モータステータ１の径方向内側に配置されるモータロータ３２には１０極の永久磁石３５が設けられる（図７参照）。そのため、本実施形態のモータステータ１は、１０極１２スロットの三相ブラシレスモータ用のモータステータである。このようなブラシレスモータは、スロットの数をＮ、モータの相数をｍ、モータロータに設けられる永久磁石の数（極数）をＰとした場合、ｑ＝Ｎ／（ｍ×Ｐ）の計算式によって算出される「毎極毎相のスロット数ｑ」が分数（＝２／５）となる、いわゆる分数溝モータである。

絶縁部材１０は、ステータコア２の筒部３の内周面を被覆する第１被覆部１１と、ステータコア２のティース４（詳細には、ティース４のうち、コイル２０が巻装される部分）を被覆する第２被覆部１２と、ステータコア２の軸方向一端部に設けられ、バスバー５～８を互いに非接触の状態で保持する保持部１３と、を備える。

バスバー５～８は、図示しない外部電源から出力されたモータの駆動電流をコイルＣに供給（分配）する部材である。このため、バスバー５～８は、何れも、銅やアルミニウム合金等の高い導電性を有する金属材料で形成される。

本実施形態のＵ相バスバー５、Ｖ相バスバー６及びＷ相バスバー７は、それぞれ、コイル線ＣＬが結線される１個の結線用端子５ａ，６ａ，７ａと、外部電源に接続される１個の電源用端子５ｂ，６ｂ，７ｂとを有している（図２参照）。これらＵ相バスバー５、Ｖ相バスバー６及びＷ相バスバー７は、図１に示すように、端子５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを外部に露出させた状態で保持部１３に保持される。また、中性点バスバー８は、後述するＵ相コイル部２１、Ｖ相コイル部２２及びＷ相コイル部２３との間にそれぞれ中性点を形成する結線用端子８ａ、８ｂ，８ｃを有する（図２参照）。この中性点バスバー８も、図１に示すように、端子８ａ，８ｂ，８ｃを外部に露出させた状態で保持部１３に保持される。

図３に示すように、コイルＣは、ステータコア２に取り付けられた絶縁部材１０（の第２被覆部１２）を介して、計１２個のティース４のそれぞれに巻装されている。コイルＣには、計４個のＵ相コイルＣＵ１～ＣＵ４と、計４個のＶ相コイルＣＶ１～ＣＶ４と、計４個のＷ相コイルＣＷ１～ＣＷ４とがあり、これらが上記のバスバー５～８を用いてスター結線されることにより、図４及び図５に示すようなモータの駆動回路（給電回路）２０が形成される。

計１２個設けられるコイルＣは、一本の連続したコイル線（銅等の金属材料からなる導線を絶縁皮膜で被覆したもの）ＣＬを絶縁部材１０（の第２被覆部１２）で被覆された計１２個のティース４のそれぞれに集中巻きで順次巻装することにより形成される。本実施形態では、図４及び図５に示すように、最初にＵ相コイルＣＵ１が形成（巻装）され、以降、ＣＵ２→ＣＵ３→ＣＵ４→ＣＶ３→ＣＶ４→ＣＶ１→ＣＶ２→ＣＷ１→ＣＷ２→ＣＷ３→ＣＷ４の順にコイルＣが形成される。以下、各ティース４にコイルＣを巻装するコイル巻装工程、及びコイル巻装工程後に実施される結線工程について説明する。

［コイル巻装工程］
図４に示すように、この工程では、まず、第１ティース４Ａの外周にコイル線ＣＬが反時計回り方向に所定回数巻き回される。これにより、Ｕ相コイルＣＵ１が第１ティース４Ａの外周に集中巻きで巻装される。なお、第１ティース４Ａの外周へのコイル線ＣＬの巻き回しは、ステータコア２の軸方向一端側（保持部１３が設けられた側であり、図４では紙面上側。以下の説明においても同様。）から開始し、ステータコア２の軸方向一端側で終了させる。つまり、Ｕ相コイルＣＵ１を第１ティース４Ａに巻装する際、コイル線ＣＬの巻き始め部及び巻き終わり部は、何れも、ステータコア２の軸方向一端側に引き出す。残りのＵ相コイルＣＵ２～ＣＵ４、Ｖ相コイルＣＶ１～ＣＶ４、及びＷ相コイルＣＷ１～ＣＷ４を対応するティースに巻装する際も同様である。これは、コイル線ＣＬのうち、その長手方向で隣り合う２つのコイル間に介在して両コイルを接続する部分（渡り線部ＣＬ_１～ＣＬ_１２）をステータコア２の軸方向一端側に配置し、これらを保持部１３に保持されたバスバー５～８の結線用端子に結線するためである。

Ｕ相コイルＣＵ１を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第２ティース４Ｂの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｕ相コイルＣＵ２が第２ティース４Ｂの外周に集中巻きで巻装される。

Ｕ相コイルＣＵ２を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第７ティース４Ｇの外周に反時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｕ相コイルＣＵ３が第７ティース４Ｇの外周に集中巻きで巻装される。なお、コイル線ＣＬを第７ティース４Ｇの外周に巻き回す前には、コイル線ＣＬのうち、Ｕ相コイルＣＵ２，ＣＵ３の間に介在して両コイルを接続する渡り線部ＣＬ_２（の一部）を、保持部１３に保持されたＵ相バスバー５の結線用端子５ａに絡げておく。Ｕ相コイルＣＵ３を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第８ティース４Ｈの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｕ相コイルＣＵ４が第８ティース４Ｈの外周に集中巻きで巻装される。

ここで、当該コイル巻装工程の実施段階において、バスバー５～８は、絶縁部材１０に対して相対移動不可能に保持部１３に保持させておいても良いし、絶縁部材１０に対して相対移動可能に保持部１３に保持させておいても良い。前者の構成は、例えば、バスバー５～８をインサート部品として絶縁部材１０（保持部１３）を樹脂で射出成形することにより得ることができる。また、後者の構成は、図２に示すように、バスバー嵌合用の溝部１３ａ～１３ｄを有する絶縁部材１０（保持部１３）を樹脂で射出成形した後、上記溝部１３ａ～１３ｄにバスバー５～８をアウトサートすることにより得ることができる。後者の構成であれば、前者の構成に比べ、当該コイル巻装工程で実施されるバスバーの結線用端子へのコイル線（渡り線部）の絡げ作業を容易化することができる。なお、後者の構成を採用した場合、各バスバーの結線用端子にコイル線を結線することにより、絶縁部材１０に対するバスバー５～８の相対移動を規制（保持部１３に対してバスバー５～８を固定）することができる。

Ｕ相コイルＣＵ４（計４つのＵ相コイルＣＵ１～ＣＵ４）を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第９ティース４Ｉの外周に反時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｖ相コイルＣＶ３が第９ティース４Ｉの外周に集中巻きで巻装される。なお、コイル線ＣＬを第９ティース４Ｉの外周に巻き回す前には、コイル線ＣＬのうち、Ｕ相コイルＣＵ４とＶ相コイルＣＶ３を接続する渡り線部ＣＬ_４（の一部）を、保持部１３に保持された中性点バスバー８の結線用端子８ａに絡げておく。Ｖ相コイルＣＶ３を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第１０ティース４Ｊの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｖ相コイルＣＶ４が第１０ティース４Ｊの外周に集中巻きで巻装される。

Ｖ相コイルＣＶ４を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第３ティース４Ｃの外周に反時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｖ相コイルＣＶ１が第３ティース４Ｃの外周に集中巻きで巻装される。なお、コイル線ＣＬを第３ティース４Ｃの外周に巻き回す前には、コイル線ＣＬのうち、Ｖ相コイルＣＶ４，ＣＶ１を接続する渡り線部ＣＬ_６（の一部）を、保持部１３に保持されたＶ相バスバー６の結線用端子６ａに絡げておく。Ｖ相コイルＣＶ１を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第４ティース４Ｄの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｖ相コイルＣＶ２が第４ティース４Ｄの外周に集中巻きで巻装される。

Ｖ相コイルＣＶ２（計４つのＶ相コイルＣＶ１～ＣＶ４）を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第５ティース４Ｅの外周に反時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｗ相コイルＣＷ１が第５ティース４Ｅの外周に集中巻きで巻装される。なお、コイル線ＣＬを第５ティース４Ｅの外周に巻き回す前には、コイル線ＣＬのうち、Ｖ相コイルＣＶ２とＷ相コイルＣＷ１を接続する渡り線部ＣＬ_８（の一部）を、保持部１３に保持された中性点バスバー８の結線用端子８ｂに絡げておく。Ｗ相コイルＣＷ１を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第６ティース４Ｆの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｗ相コイルＣＷ２が第６ティース４Ｆの外周に集中巻きで巻装される。

Ｗ相コイルＣＷ２を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第１１ティース４Ｋの外周に反時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｗ相コイルＣＷ３が第１１ティース４Ｋの外周に集中巻きで巻装される。なお、コイル線ＣＬを第１１ティース４Ｋの外周に巻き回す前には、コイル線ＣＬのうち、Ｗ相コイルＣＷ２，ＣＷ３を接続する渡り線部ＣＬ_１０（の一部）を、保持部１３に保持されたＷ相バスバー７の結線用端子７ａに絡げておく。Ｗ相コイルＣＷ３を巻装した後、コイル線ＣＬをステータコア２の軸方向一端側から第１２ティース４Ｌの外周に時計回り方向に所定回数巻き回す。これにより、Ｗ相コイルＣＷ４が第１２ティース４Ｌの外周に集中巻きで巻装される。

以上により、一本の連続したコイル線ＣＬの長手方向に沿って計４個のＵ相コイル、計４個のＶ相コイル、及び計４個のＷ相コイルが順に形成される。なお、計１２個のコイルＣが形成された一本の連続したコイル線ＣＬの巻き始め部ＣＬ_ｓ及び巻き終わり部ＣＬ_ｆは、何れも、中性点バスバー８の結線用端子８ｃに絡げられる。これにより、計１２個のティース４のそれぞれにコイルＣを集中巻きで巻装するコイル巻装工程が完了する。

［結線工程］
この結線工程では、バスバー５～８の結線用端子に絡げられたコイル線ＣＬ（の渡り線部）が、絡げ先の結線用端子に結線される。具体的には、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_２がＵ相バスバー５の結線用端子５ａに結線され、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_６がＶ相バスバー６の結線用端子６ａに結線され、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_１０がＷ相バスバー７の結線用端子７ａに結線され、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_４が中性点バスバー８の結線用端子８ａに結線され、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_８が中性点バスバー８の結線用端子８ｂに結線され、
・コイル線ＣＬの渡り線部ＣＬ_１２（コイル線ＣＬのスタート線ＣＬ_ｓ及びフィニッシュ線ＣＬ_ｆ）が中性点バスバー８の結線用端子８ｃに結線される。

図示は省略するが、コイル線ＣＬの結線は、一対の電極でバスバーの結線用端子に絡げられたコイル線ＣＬを線径方向に圧縮しながら一対の電極間に所定時間通電する、いわゆるヒュージング（熱加締め）により行われる。ヒュージングであれば、絶縁皮膜付の導線からなるコイル線ＣＬの絶縁皮膜が除去されるのと略同時に、結線用端子に対して導線を接合することができるので、コイル線ＣＬの結線作業を効率良く行い得る。

なお、上記６つの結線用端子に対するコイル線ＣＬ（の渡り線部）の結線は、個別に施すようにしても良いし、まとめて施すようにしても良い。また、前述したコイル巻装工程を実施するのに先立って、コイル線ＣＬのうち、結線用端子に絡げられる部分（端子に対して接合される接合予定領域）の絶縁皮膜を除去しておいても良い。この場合、結線工程では、例えば、コイル線ＣＬのうち結線用端子に絡げられた部分（絶縁皮膜の除去部）を加締めるだけでもコイル線ＣＬを結線用端子に対して結線することができる他、ＴＩＧ溶接やレーザ溶接等の溶接によってコイル線ＣＬを結線用端子に対して結線することもできる。

上記態様でバスバー５～８の結線用端子にコイル線ＣＬ（の渡り線部）が結線されると、図５に示すように、計４個のＵ相コイルＣＵ１～ＣＵ４が２並列２直列で接続されたＵ相コイル部２１と、計４個のＶ相コイルＣＶ１～ＣＶ４が２並列２直列で接続されたＶ相コイル部２２と、計４個のＷ相コイルＣＷ１～ＣＷ４が２並列２直列で接続されたＷ相コイル部２３とがバスバー５～８を用いて互いに結線（スター結線）されたモータ駆動回路２０が得られる。

本実施形態のＵ相コイル部２１は、Ｕ相コイルＣＵ１，ＣＵ２を直列に接続してなる第１列と、Ｕ相コイルＣＵ３，ＣＵ４を直列に接続してなる第２列とが、コイル線ＣＬのうちＵ相コイルＣＵ２，ＣＵ３を接続する渡り線部ＣＬ_２によって並列接続されたものである。また、Ｖ相コイル部２２は、Ｖ相コイルＣＶ３，ＣＶ４を直列に接続してなる第１列と、Ｖ相コイルＣＶ１，ＣＶ２を直列に接続してなる第２列とが、コイル線ＣＬのうちＶ相コイルＣＶ４，ＣＶ１を接続する渡り線部ＣＬ_６によって並列接続されたものである。また、Ｗ相コイル部２３は、Ｗ相コイルＣＷ１，ＣＷ２を直列接続してなる第１列と、Ｗ相コイルＣＷ３，ＣＷ４を直列接続してなる第２列とが、コイル線ＣＬのうちＷ相コイルＣＷ２，ＣＷ３を接続する渡り線部ＣＬ_１０によって並列接続されたものである。

以上で説明したように、本実施形態のモータステータ１においては、
一本の連続したコイル線ＣＬを計１２個のティース４のそれぞれに集中巻きで順次巻装することにより、計４個のＵ相コイルＣＵ１～ＣＵ４、計４個のＶ相コイルＣＶ１～ＣＶ４（並び順は、ＣＶ３→ＣＶ４→ＣＶ１→ＣＶ２）、及び計４個のＷ相コイルＣＷ１～ＣＷ４をコイル線ＣＬの長手方向に沿って順に形成し、
コイル線ＣＬのうち、Ｕ相コイルＣＵ２，ＣＵ３同士を並列接続する渡り線部ＣＬ_２、Ｖ相コイルＣＶ４，ＣＶ１同士を並列接続する渡り線部ＣＬ_６、及びＷ相コイルＣＷ２，ＣＷ３同士を並列接続する渡り線部ＣＬ_１０を、それぞれ、Ｕ相バスバー５の結線用端子５ａ、Ｖ相バスバー６の結線用端子６ａ及びＷ相バスバー７の結線用端子７ａに結線すると共に、
コイル線ＣＬのうち、Ｕ相コイルＣＵ４とＶ相コイルＣＶ３（Ｕ相コイル部２１とＶ相コイル部２２）を接続する渡り線部ＣＬ４、Ｖ相コイルＣＶ２とＷ相コイルＣＷ１（Ｖ相コイル部２２とＷ相コイル部２３）を接続する渡り線部ＣＬ８、及びＷ相コイルＣＷ４とＵ相コイルＣＵ１（Ｗ相コイル部２３とＵ相コイル部２１）を接続する渡り線部ＣＬ１２を中性点バスバー８の結線用端子８ａ～８ｃにそれぞれ結線することにより、スター結線のモータ駆動回路２０を形成した。

例えば１０極１２スロットの三相ブラシレスモータ用の駆動回路（スター結線）を形成する際、計４個のバスバー（Ｕ相バスバー、Ｖ相バスバー、Ｗ相バスバー及び中性点バスバー）に対する結線箇所は最大で１２箇所にも及ぶ。これに対し、上記態様でモータ駆動回路２０を形成すれば、計４個のバスバー５～８に対する結線箇所を６箇所にまで減じることができる。これにより、結線作業の簡素化を通じてモータステータ１のコスト低減を図ることができる。

また、本実施形態のモータステータ１では、計４個のバスバー５～８を、ステータコア２の軸方向一端側で絶縁部材１０（の保持部１３）に互いに非接触の状態で保持している。これはすなわち、ティース４とこれに巻装されたコイルＣの間を絶縁するための絶縁部材１０が、従来品で言うバスバーユニットのバスバーホルダに相当する部分を一体的に有していることを意味する。この場合、モータステータとは別とに設けられるのが一般的であるバスバーユニットが不要となるので部品点数を削減できる。また、この場合、コイルＣの巻装時に、バスバー５～８に対するコイル線ＣＬの結線予定箇所（各渡り線部）をバスバー５～８の結線用端子に接触させることができる（本実施形態では絡げている）ので、コイル巻装後の結線作業を容易にかつ正確に実行することができる。従って、部品点数削減及び結線作業の容易化によりステータコア１を低コスト化することができる。

以上、本発明の実施形態に係るモータステータ１について説明を行ったが、モータステータ１には、本発明の要旨を変更しない限りにおいて適宜の変形を施すことができる。例えば、一本の連続したコイル線ＣＬを計１２個のティース４のそれぞれに集中巻きで順次コイルＣを巻装する際のコイルＣの巻装順は、図６に示すように変更することもできる。具体的には、第８ティース４ＨにＵ相コイルＣＵ４を巻装した後、第５ティース４ＥにＷ相コイルＣＷ１を巻装する前に、ＣＶ４→ＣＶ３→ＣＶ２→ＣＶ１の順でＶ相コイルを巻装しても構わない。但し、この場合、コイル線ＣＬのうち、その長手方向で隣り合う２つのコイル同士を接続する渡り線部には、ステータコア２の周方向における巻き方向が正方向であるものと逆方向であるものとが混在することになる。

一方、前述した実施形態では、渡り線部（ＣＬ_１～ＣＬ_１２）の周方向における巻き方向が全て同じ（図３に示す態様で配列されたティース４のそれぞれに図４に示す順番でコイルを巻装する場合、渡り線部の巻き方向は全て反時計回り）である。この場合には、各ティース４にコイルを集中巻きで順次巻装するときに、コイル線ＣＬが折り返されないため、渡り線部が軸方向に積み重なることによるモータステータ１の大型化やコイル線ＣＬの断線を防止することができる。逆に言えば、図６に示す順番でコイルＣを巻装することにより、周方向における巻き方向が正方向である渡り線部と、周方向における巻き方向が逆方向である渡り線部とが混在することになると、モータステータ１が軸方向に大型化したり、コイル線ＣＬが断線したりする可能性がある。従って、渡り線部（ＣＬ_１～ＣＬ_１２）の周方向における巻き方向は、全て同じにするのが好ましい。

以上では、１０極１２スロットの三相ブラシレスモータ（分数溝モータ）用のステータ１に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、その他の分数溝モータ用のステータ、例えば１４極１２スロットの三相ブラシレスモータ用のステータや、１４極１８スロットの三相ブラシレスモータ用のステータに適用することもできる。後者の場合、例えば２並列３直列で接続されたＵ相～Ｗ相コイルをスター結線することでモータ駆動回路が形成される。

本発明は以上で説明した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは言うまでもない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ モータステータ
２ ステータコア
４ ティース
５ Ｕ相バスバー
５ａ 結線用端子
６ Ｖ相バスバー
６ａ 結線用端子
７ Ｗ相バスバー
７ａ 結線用端子
８ 中性点バスバー
８ａ，８ｂ，８ｃ 結線用端子
１０ 絶縁部材
１３ 保持部
２０ モータ駆動回路
３０ モータ
３２ モータロータ
３３ 出力軸
３５ 永久磁石
Ｃ コイル
ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３，ＣＵ４ Ｕ相コイル
ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４ Ｖ相コイル
ＣＷ１，ＣＷ２，ＣＷ３，ＣＷ４ Ｗ相コイル
ＣＬ コイル線
ＣＬ_１～ＣＬ_１２ 渡り線部

Claims (8)

1. 周方向に間隔を空けて設けられた複数のティースを有する円筒状のステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに絶縁部材を介してコイル線を巻装することで形成された複数のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルと、を備えたモータステータにおいて、
   一本の連続した前記コイル線を前記複数のティースのそれぞれに集中巻きで順次巻装することにより、前記複数のＵ相コイル、前記複数のＶ相コイル、及び前記複数のＷ相コイルを前記コイル線の長手方向に沿って順に形成し、
   前記コイル線のうち、前記Ｕ相コイル同士を並列接続する渡り線部、前記Ｖ相コイル同士を並列接続する渡り線部、及び前記Ｗ相コイル同士を並列接続する渡り線部を、それぞれ、Ｕ相バスバーの結線用端子、Ｖ相バスバーの結線用端子及び前記Ｗ相バスバーの結線用端子に結線すると共に、前記コイル線のうち、前記Ｕ相コイルと前記Ｖ相コイルを接続する渡り線部、前記Ｖ相コイルと前記Ｗ相コイルを接続する渡り線部、及び前記Ｗ相コイルと前記Ｕ相コイルを接続する渡り線部を中性点バスバーの結線用端子に結線することにより、スター結線のモータ駆動回路を形成したことを特徴とするモータステータ。
2. 前記Ｕ相バスバー、前記Ｖ相バスバー、前記Ｗ相バスバー及び前記中性点バスバーが、前記ステータコアの軸方向一端側で前記絶縁部材に互いに非接触の状態で保持されている請求項１に記載のモータステータ。
3. 前記Ｕ相バスバー、前記Ｖ相バスバー、前記Ｗ相バスバー及び前記中性点バスバーが、前記絶縁部材に設けた溝部にアウトサートされている請求項２に記載のモータステータ。
4. ヒュージングにより、各渡り線部が対応する結線用端子に結線されている請求項１～３の何れか一項に記載のモータステータ。
5. 各渡り線部の周方向における巻き方向を全て同じにした請求項１～４の何れか一項に記載のモータステータ。
6. 前記Ｕ相コイルの並列数、前記Ｖ相コイルの並列数、及び前記Ｗ相コイルの並列数が何れも偶数である請求項１～５の何れか一項に記載のモータステータ。
7. １０極１２スロットの三相ブラシレスモータ用である請求項１～６の何れか一項に記載のモータステータ。
8. 請求項１～７の何れか一項に記載のモータステータと、モータロータとを備えたモータ。

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