JP2023106033A - モータステータ及びこれを備えるモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの形状精度に優れ、所定の出力を安定的に発揮することができるモータステータを低コストに提供する。【解決手段】円筒状のステータコア２に設けられた放射状のティース４に絶縁部材１０を介して巻装されたコイルＣと、結線用端子５ａを有するバスバー５とを備えたモータステータ１において、絶縁部材１０が、ステータコア２の軸方向一端側でバスバー５を保持した保持部１３を有し、コイルＣからステータコア２の軸方向一端側に引き出されたコイル線ＣＬが、バスバー５の結線用端子５ａに絡げられた状態で結線用端子５ａに結線されており、保持部１３に、結線用端子５ａにコイル線ＣＬが絡げられることで結線用端子５ａに作用する引張力を緩和する緩和部１４を設けられている。【選択図】図５

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ブラシレスモータのステータに関する。

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が開示されている。上記のモータステータでは、ティースに巻装されたコイルからステータコアの軸方向外側に引き出されたコイル線（「引出線」などとも称される）がバスバーに結線（電気的に接続）されることでモータの駆動回路（給電回路）が形成される。特許文献１のモータステータは、ステータコアと同軸に配置されたバスバーユニットを備えており、バスバーユニットに、それぞれがコイル線の結線用端子を有する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が互いに非接触の状態で保持されている。

国際公開ＷＯ２０２０／０１３０７８号公報

特許文献１のモータでは、コイル線の結線用端子を有するバスバーが、ステータコアとは別に設けられたバスバーユニットに保持されている関係上、
（１）コイルを巻装した後、コイルから引き出されるコイル線をバスバーの結線用端子に結線する際に両者の位置合わせを行う必要があるために、コイル線の結線作業をスムーズに実施することが難しく、また、
（２）コイルを巻装した後、コイルから引き出されたコイル線を結線するまでの間のコイルの巻き緩み等に起因して、コイルの形状精度が低下するおそれがある、などといった問題がある。

そこで、本発明は、コイルの形状精度に優れ、所定の出力を安定的に発揮することができるモータステータを低コストに提供可能とすることを主たる目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、
円筒状のステータコアと、ステータコアに設けられた放射状のティースに絶縁部材を介して巻装されたコイルと、結線用端子及び外部接続端子を有するバスバーと、を備えたモータステータにおいて、
絶縁部材が、ステータコアの軸方向一端側でバスバーを保持した保持部を有し、
コイルからステータコアの軸方向一端側に引き出されたコイル線が、上記保持部に保持されたバスバーの結線用端子に絡げられた状態で結線用端子に結線され、
上記保持部に、結線用端子に上記コイル線が絡げられることで結線用端子に作用する引張力を緩和する緩和部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るモータステータでは、絶縁部材が、ステータコアの軸方向一端側でバスバーを保持した保持部を有する。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、特許文献１に開示された従来品で言うバスバーを保持した部分を一体的に有していることを意味する。このため、従来品よりも部品点数を削減できる。

また、本発明では、コイルから引き出されたコイル線が、保持部に保持されたバスバーの結線用端子に絡げられた状態で結線用端子に結線されている。係る構成は、例えば、コイルの巻装時に、コイル線のうち結線用端子に対する結線予定箇所を絡げておき、その後、コイル線の結線予定箇所（絡げられた部分）を結線用端子に結線することで得られる。要するに、本発明に係るモータステータでは、結線用端子に対するコイル線の結線予定箇所の位置決めがなされた状態で結線作業を実施することができるので、コイルの形状精度が低下するのを可及的に防止しつつ、結線用端子に対するコイル線の結線作業をスムーズに（効率良く）実施することができる。但し、コイル線がバスバーの結線用端子に絡げられると、これに伴う引張力が結線用端子に継続的に作用するので、結線用端子が変形・破損等することによって適正な結線状態を維持できなくなる可能性がある。この点、本発明では、絶縁部材の保持部に、上記引張力を緩和する緩和部を設けているので、係る不具合の発生を可及的に防止することができる。

緩和部は、例えば、相互に分離して設けられた第１突起及び第２突起を有するものとすることができる。この場合、コイル線のうち結線用端子に結線された部分よりも上流側及び下流側に位置する部分を、それぞれ、第１突起及び第２突起に絡げるようにすれば、結線用端子に作用する引張力を効果的に緩和することができる。

緩和部を構成する第１突起及び第２突起は、少なくとも一部が、結線用端子を軸方向に投影した投影面内に配置されるように設けることができる。このようにすれば、引張力の緩和能力を高めることができる。

コイル線は、例えば、熱加締めとも称されるヒュージングにより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、導線を結線用端子に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。

本発明は、ティース及びこれに巻装されたコイルが周方向に間隔を空けて複数設けられ、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順次集中巻きすることにより複数のコイルが形成されたモータステータに好ましく適用することができる。

本発明は、例えば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に好ましく適用することができる。なお、１０極１２スロットの三相ブラシレスモータとしては、例えば、モータロータに設けられる永久磁石の数が１０で、モータステータに設けられるスロットの数が１２のＳＰＭ型（ロータ外周に永久磁石が取り付けられた表面磁石型）やＩＰＭ型（ロータに永久磁石が埋設された埋め込み磁石型）の他、周方向の極数が１０のリング形マグネットを有し、かつスロットの数が１２のモータ、を挙げることができる。

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、所定の出力を安定的に発揮できて信頼性に富む、という特長を有する。

以上のことから、本発明によれば、コイルの形状精度に優れ、所定の出力を安定的に発揮することができるモータステータを低コストに提供することができる。

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１に示すモータステータの要部拡大図である。 （ａ）図は、コイルが巻装されたモータステータの要部拡大図、（ｂ）図は、（ａ）図中のＡ－Ａ線矢視断面図である。 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６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。 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８）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８に基づき、本発明の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８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された２つの転がり軸受３６，３７によってケーシング３１に対して回転自在に支持されている。

図８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、絶縁材料（ここでは樹脂材料）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た放射状のティース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、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個の永久磁石３５が設けられる（図８参照）。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個数（極数）をＰとした場合、ｑ＝Ｎ／（ｍ×Ｐ）の計算式で算出される「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の軸方向一端側に設けられ、バスバー５～８を互いに非接触の状態で保持した短円筒状の保持部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。

図２に示すように、本実施形態のＵ相バスバー５は、全体として略円弧状に形成され、長手方向（周方向）の一端にコイル線ＣＬが結線される結線用端子５ａが設けられ、長手方向（周方向）の他端に外部電源に接続される外部接続端子５ｂが設けられている。Ｖ相バスバー６及びＷ相バスバー７も、それぞれ、Ｕ相バスバー５と同様に全体として略円弧状に形成され、周方向の一端にコイル線ＣＬが結線される結線用端子６ａ，７ａが設けられ、周方向の他端に外部電源に接続される外部接続端子６ｂ，７ｂが設けられている。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等に示すように、端子５ａ，６ａ，７ａを外部に露出（保持部１３の軸方向外側に突出）させると共に、端子５ｂ，６ｂ，７ｂを保持部１３の径方向外側に突出させた状態で保持部１３に保持される。

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が間隔を空けて設けられた円弧状の導電部材である（図２参照）。この中性点バスバー８も、Ｕ相バスバー５等と同様に、端子８ａ，８ｂ，８ｃを外部に露出（保持部１３の軸方向外側に突出）させた状態で保持部１３に保持される（図１参照）。

なお、図１～２及び図５（ｂ）に示すように、Ｕ相バスバー５の結線用端子５ａは、軸方向外側及び周方向両側に開口した略Ｖ字状をなす。その他のバスバー６～８の結線用端子６ａ，７ａ，８ａ～８ｃも、結線用端子５ａと同様の略Ｖ字状をなす。

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（いわゆる集中巻きで）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６及び図７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６及び図７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が巻装される。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の完了後に実施される結線工程の具体例を説明する。

［コイル巻装工程］
図６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６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）をバスバー５～８が設けられたステータコア２の軸方向一端側に配置し、所定の渡り線部を対応するバスバー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を接続する渡り線部ＣＬ_２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に絡げる。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、例えば、バスバー嵌合用の溝部１３ａ～１３ｄを有する図２に示す絶縁部材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（嵌合）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に絡げる。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に絡げる。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に絡げる。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に絡げる。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。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（長手方向一端部）ＣＬ_ｓ及び巻き終わり部（長手方向他端部）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（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Ｖ字状をなした結線用端子をこれに絡げられたコイル線ＣＬの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（端子に対して結線される結線予定箇所）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、Ｖ字状をなした結線用端子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７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。

なお、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。

本実施形態のモータステータ１は、上述したコイル巻装工程の実施時に、バスバー５～８の結線用端子５ａ，６ａ,７ａ及び８ａ～８ｃにコイル線ＣＬ（の渡り線部）を絡げるのに伴って上記の各結線用端子に継続的に作用する（軸方向の）引張力を緩和することを可能にした点に特徴がある。すなわち、図１の要部拡大図である図４に例示するように、絶縁部材１０に設けられた短円筒状の保持部１３のうち、Ｕ相バスバー５の結線用端子５ａが配置された位相と略同一位相上には、上記の引張力を緩和するための緩和部１４が一体的に設けられている。詳細な図示は省略するが、保持部１３のうち、Ｖ相バスバー６の結線用端子６ａ、Ｗ相バスバー７の結線用端子７ａ、中性点バスバー８の結線用端子８ａ～８ｃが配置された位相と略同一位相上にも緩和部１４が設けられている。

図４に示す本実施形態の緩和部１４は、保持部１３の端面から軸方向外側に延びた支持部１５と、相互に分離（図示例では軸方向及び周方向に相互に離間）して設けられ、支持部１５の外径面から径方向外側に突出した第１突起１６及び第２突起１７を有する。第１突起１６及び第２突起１７は、何れも、少なくとも一部が、対応する結線用端子（ここではＵ相バスバー５の結線用端子５ａ）を軸方向に投影した投影面Ｐの範囲内に配置されるように設けられる。

上記構成の緩和部１４が設けられた本実施形態では、コイル線ＣＬ（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）が対応する結線用端子（Ｕ相バスバー５の結線用端子５ａ）に絡げられる際、コイル線ＣＬは緩和部１４を構成する第１突起１６及び第２突起１７にも絡げられる。

具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、軸方向で互いに対向する保持部１３と第１突起１６の端面間に画成された間隙（通路）に配置したコイル線ＣＬの進行方向（図５（ａ）中に塗り潰し矢印で示す）を周方向から軸方向外向きに変換することにより、コイル線ＣＬを第１突起１６に絡げる。次いで、結線用端子５ａの内側通路に配置したコイル線ＣＬの進行方向を周方向から軸方向内向きに変換すると共に、コイル線ＣＬを第１突起１６と第２突起１７間に画成された通路に配置するようにコイル線ＣＬの進行方向を軸方向内向きから周方向に変換することにより、コイル線ＣＬを結線用端子５ａ及び第２突起１７に絡げる。

図示しての詳細説明は省略するが、Ｖ相バスバー６の結線用端子６ａ、Ｗ相バスバー７の結線用端子７ａ、及び中性点バスバー８の結線用端子８ａ～８ｃに対応するコイル線ＣＬ（の渡り線部）を絡げる際にも、コイル線ＣＬは、上記の各結線用端子に対応するようにして設けられた緩和部１４の第１突起１６及び第２突起１７にも絡げられる。

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、コイルＣから引き出されたコイル線ＣＬ（の渡り線部）が、絶縁部材１０の保持部１３に保持されたバスバー５～８の結線用端子に絡げられた状態で結線用端子に結線されている。このような構成は、コイルＣの巻装時に、コイル線ＣＬのうちで結線用端子に対する結線予定箇所を絡げておき、その後、コイル線ＣＬの結線予定箇所を対応する結線用端子に結線することで得られる。要するに、本実施形態のモータステータ１では、結線用端子に対するコイル線ＣＬの結線予定箇所の位置決めがなされた状態で結線作業を実施することができるので、コイルＣの形状精度が低下するのを可及的に防止しつつ、結線用端子に対するコイル線ＣＬの結線作業をスムーズに実施することができる。

但し、コイル線ＣＬがバスバーの結線用端子に絡げられると、これに伴う引張力が結線用端子に継続的に作用するので、結線用端子が変形・破損等することによって適正な結線状態を維持できなくなる可能性がある。この点、本実施形態のモータステータ１では、絶縁部材１０の保持部１３に、上記引張力を緩和する緩和部１４を設けているので、係る不具合の発生を可及的に防止することができる。

特に、本実施形態のように、相互に分離して設けられた第１突起１６及び第２突起１７を有する緩和部１４を採用した場合には、コイル線ＣＬのうち結線用端子に結線された（絡げられた）部分よりも上流側及び下流側に位置する部分を、それぞれ、第１突起１６及び第２突起１７に容易に絡げることができるので、結線用端子に作用する引張力を効果的に緩和することができる。また、本実施形態では、第１突起１６及び第２突起１７の少なくとも一部が、対応する結線用端子を軸方向に投影した投影面Ｐ内に配置されるので、この点からも引張力の緩和能力を高めることができる。また、樹脂製の保持部１３に緩和部１４が一体的に設けられる本実施形態においては、緩和部１４を構成する第１突起１６及び第２突起１７を樹脂で射出成形することができる。このとき、両突起１６，１７が周方向に相互に離間していれば、成形金型の型割りを簡素化でき、成形コストを低減できるという利点もある。

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の軸方向一端側に配置した絶縁部材１０の保持部１３に互いに非接触の状態で保持させている。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１とは別にバスバーユニットを設ける必要がなくなるので部品点数を削減できる。

ところで、以上で説明した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、上記態様で計１２個のコイルＣがスター結線されたモータ駆動回路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の更なるコスト低減を図ることもできる。

以上で説明したような作用効果が相俟って、本発明によれば、各コイルＣの形状精度に優れ、所定の出力を安定的に発揮することができるモータステータ１を低コストに提供することができる。

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、以上で説明した実施形態では、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って計１２個のコイルＣを一本のコイル線ＣＬ上に形成したが、一本のコイル線ＣＬ上に形成するコイルＣの数は任意に選択することができる。但し、モータステータ１のコスト低減を図る上では、バスバー５～８に対するコイル線ＣＬの結線箇所を極力減じるのが好ましいことから、モータステータ１の低コスト化を重要視する場合には、一本の連続したコイル線ＣＬを複数のティースのそれぞれに順次集中巻きすることによって複数のコイルＣを形成するのが好ましい。

以上では、緩和部１４として、支持部１５に２つの突起１６，１７が軸方向に相互に離間して設けられたものを採用したが、支持部１５に設ける突起は、一つもしくは三つ以上とすることもできる。

また以上では、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。また、本発明は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルがバスバーを用いてデルタ結線されるモータステータにも適用することができる。

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
１４ 緩和部
１６ 第１突起
１７ 第２突起
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
ＣＬ コイル線

Claims (7)

1. 円筒状のステータコアと、該ステータコアに設けられた放射状のティースに絶縁部材を介して巻装されたコイルと、結線用端子及び外部接続端子を有するバスバーと、を備えたモータステータにおいて、
   前記絶縁部材が、前記ステータコアの軸方向一端側で前記バスバーを保持した保持部を有し、
   前記コイルから前記ステータコアの軸方向一端側に引き出されたコイル線が、前記バスバーの結線用端子に絡げられた状態で前記結線用端子に結線され、
   前記保持部に、前記結線用端子に前記コイル線が絡げられることで前記結線用端子に作用する引張力を緩和する緩和部が設けられていることを特徴とするモータステータ。
2. 前記緩和部は、相互に分離して設けられた第１突起及び第２突起を有し、
   前記コイル線のうち前記結線用端子に結線された部分よりも上流側及び下流側に位置する部分が、それぞれ、前記第１突起及び前記第２突起に絡げられている請求項１に記載のモータステータ。
3. 前記第１突起及び第２突起は、少なくとも一部が、前記結線用端子を軸方向に投影した投影面内に配置されている請求項２に記載のモータステータ。
4. ヒュージングにより、前記コイル線が前記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. 前記ティース及びこれに巻装された前記コイルが周方向に間隔を空けて複数設けられ、
   一本の連続したコイル線を複数の前記ティースのそれぞれに順次集中巻きすることにより複数の前記コイルが形成されている請求項１～４の何れか一項に記載のモータステータ。
6. 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１～５の何れか一項に記載のモータステータ。
7. 請求項１～６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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