JP4847727B2

JP4847727B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP4847727B2
Application number: JP2005250267A
Authority: JP
Inventors: 成明田澤
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: JP2007068313A

Description

本発明は回転電機に関する。

回転電機として、特許文献１に記載の如く、ステータを構成する複数のコアのそれぞれに樹脂製ボビンを取付け、各ボビンのコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを巻回し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを３個のバスリングＡ〜Ｃのそれぞれに接続するとともに、各コイルのコモン側を中立バスリングＤに接続し、各コイルをスター結線してなるものがある。
特開2004-157056

特許文献１の回転電機では、各バスリングを概ね短円筒状にし、各バスリングの短円筒部を樹脂製バスリングホルダに同芯上に設けた各円環状のリング保持溝に嵌合して保持し、このバスリングホルダをボビンの前面に組付けている。このとき、各バスリングは短円筒部の周方向に沿う一部から直角に外方に折曲げた折曲げ部を備え、各コイルをそれらの折曲げ部のそれぞれに接続される。

従って、特許文献１の回転電機では、ボビンと別体のバスリングホルダを用いており、部品点数が多くなるし、バスリングホルダの組付け工程も余分に必要になる。ボビンの前面にバスリングホルダを組付けるものであり、その組付代分だけ大型化する。また、各バスリングが円筒状に形成され、更に折曲げ部を備えるものとしており、バスリングの形状が複雑である。

本発明の課題は、３相の各コイルをバスリングに接続してなる回転電機において、部品点数を削減し、部品組付工数を低減することにある。

請求項１の発明は、ステータを構成する複数の互いに分割されたコアのそれぞれに樹脂製ボビンを設け、各ボビンのコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを巻回し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを３個のバスリングＡ〜Ｃのそれぞれに接続するとともに、各コイルのコモン側を中立バスリングＤに接続し、各コイルをスター結線してなる回転電機において、各バスリングが平板状にされ、平板状の各バスリングが各ボビンに設けた溝状のリング保持部のそれぞれに差し込み保持され、各バスリングの筒部の周方向に沿う一部が軸方向に突出されたコイル接続部とされ、各コイルが各バスリングのコイル接続部に接続され、全部のコア及びボビンは環状に並べられてヨークの内周に嵌め込まれてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記各ボビンがコイル巻回部の外周側に突出部を有し、該突出部の径方向に沿う４位置に各リング保持部を設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記各ボビンが互いに連結され、相隣るボビンの連結部を薄肉にしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機の製造方法であって、全部の分割コアのそれぞれにボビンを取付け、これらのコアを一直線上にセットした状態で、各ボビンのコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを巻回し、平板状の各バスリングを各ボビンに設けた溝状のリング保持部のそれぞれに差し込み保持し、各コイルを各バスリングのコイル接続部に接続した後、全部のコア及びボビンを環状に並べてヨークの内周に嵌め込んでなるようにしたものである。

(a)各バスリングをボビンに設けた各リング保持部のそれぞれに保持したから、ボビンと別体のバスリングホルダを不要にし、組付精度を向上させて部品点数を削減し、部品組付工数を低減できる。ボビンそのものに各バスリングを保持するものであり、小型化できる。

(b)各バスリングを筒状にし、筒部の周方向に沿う一部に設けるコイル接続部も、該筒部の周方向に沿う一部を単に軸方向に突出させたものであり、バスリングの形状を簡素にし、部品加工性を向上できる。

(c)筒状の各バスリングを各ボビンに設けたリング保持部のそれぞれに保持することにより、複数の分割コアをヨークへの嵌め込み前から連結化でき、ステータの組立性を向上できる。

(d)各ボビンがコイル巻回部の外周側に突出部を有し、該突出部の径方向に沿う４位置に各リング保持部を設けた。従って、各バスリングをボビンのコイル巻回部まわりに同芯状に整然と並置できる。

(e)各バスリングの筒部を溝状の各リング保持部に差し込み、各バスリングに対応するリング保持部に位置決め保持でき、各バスリングの組付性を向上できる。

(f)複数の分割コアに設けられる各ボビンを互いに連結することにより、ボビンの部品点数を単一化できるし、複数の分割コアをヨークへの嵌め込み前から連結化でき、ステータの組立性を向上できる。

図１はモータを示す断面図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４はボビンの各リング保持部に保持された各バスリングを示す断面図、図５は分割コアを示す正面図、図６は図５のVI−VI線に沿う矢視図、図７はボビンの溝状リング保持部にバスリングを差し込み保持した平面図、図８は直線状ステータコアを示す正面図、図９は環状ステータコアを示す正面図である。

本発明の回転電機としてのＤＣブラシレスモータ１０は、図１〜図３に示す如く、ハウジング１１とヨーク１２を有し、円筒状のステータ１３を有底筒状のヨーク１２に収納し、該ステータ１３の筒内にロータ１４を配置し、ロータ１４の回転軸１５を、ヨーク１２の閉塞端に設けた軸受１６と、ハウジング１１の側に設けた軸受１７に回転自在に支持する。

ハウジング１１はアルミ材等からなり、ヨーク１２は薄肉鋼板のカップ状成形体等からなり、ヨーク１２の開口端の内周にハウジング１１の一端外周を嵌合し、ハウジング１１の一端面とヨーク１２の開口端との間にシール部材１８を挟着し、ハウジング１１とヨーク１２を止ねじ１９により固定する。

ステータ１３は、ヨーク１２の内周に嵌め込まれる複数、例えば12個の互いに分割されたコア２１を円周上に隣接配置して構成される。各コア２１は珪素鋼板を積層して形成されるとともに、樹脂製のボビン２２が取付けられる。ステータ１３は、各ボビン２２のコイル巻回部２２ＡにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす各相のモータコイル２３を巻回す。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をなす各コイル２３は、図４に示す如く、３個のバスリングＡ〜Ｃのそれぞれに接続されるとともに、各コイル２３のコモン側を中立バスリングＤに接続し、各コイル２３をスター結線している。

各バスリングＡ〜Ｃのそれぞれには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の外部接続用ターミナル３１（３１Ａ〜３１Ｃ）が接続される。他方、ハウジング１１に取付けられるグロメット３２には、外部の制御回路に延出するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のモータリード線３３（３３Ａ〜３３Ｃ）が挿通される。ハウジング１１の内部に設けた３個の接続部３４（３４Ａ〜３４Ｃ）で、互いに対応する外部接続用ターミナル３１とモータリード線３３とが結線される。

ロータ１４は、回転軸１５に固着された磁性体からなるロータヨーク２９に磁界を発生するマグネット１４Ａが接着等によって取付けられ、マグネット１４Ａの外側表面には不図示の保持チューブが被着される。

モータ１０は、レゾルバロータ部４１とレゾルバステータ部４２からなるレゾルバ４０を有する。即ち、ロータ１４の回転軸１５の出力端側の外周に、ロータ１４とともに回転するレゾルバロータ部４１を取付けている。また、ステータ１３の側、換言すればハウジング１１の側の内周にレゾルバステータ部４２を取付けている。レゾルバステータ部４２はレゾルバロータ部４１を囲むように配置され、回転によってレゾルバロータ部４１との間で生ずるリラクタンスの変化により、ロータ１４の回転位置を検出する。検出したロータ１４の回転位置に応じて、外部の制御回路により、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル２３に所定のパターンの電流を供給し、モータ１０を駆動する。

レゾルバステータ部４２には、オスコネクタ４３Ａが設けられている。オスコネクタ４３Ａには、センサリード線４４が結線されたメスコネクタ４３Ｂが接続される。センサリード線４４は、ハウジング１１に取付けられたグロメット３２から外部の制御回路に延出する。

以下、モータ１０のステータ１３における各ボビン２２へのバスリングＡ〜Ｄの保持、各バスリングＡ〜Ｄへの各コイル２３の接続について説明する。

各バスリングＡ〜Ｄは各ボビン２２に設けたリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに位置決めされて保持される。

各ボビン２２は、図５〜図７に示す如く、ヨーク１２にステータ１３を嵌め込んだ状態で、ヨーク１２の開口端側に位置するコイル巻回部２２Ａの外周側に突出部２２Ｂを有し、突出部２２Ｂの端面の径方向の内周側から外周側に沿う４位置のそれぞれに順に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを同芯状に設ける。バスリングＡを保持するリング保持部２４Ａが最内周に、中立バスリングＤを保持するリング保持部２４Ｄが最外周に位置する。各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄは円環溝状をなす。

各バスリングＡ〜Ｄは、ヨーク１２に嵌め込まれたステータ１３の各ボビン２２の溝状リング保持部２４Ａ〜２４Ｄに差し込み保持された状態で、平板材を曲げ成形等した筒状をなす。各バスリングＡ〜ＤはＣ字筒状をなす（但し、無端周回筒状でも可）。

各リング保持部２４Ａ〜２４Ｃは全12個のコア２１のそれぞれに取付けたボビン２２の全てに渡る必要はない。ヨーク１２に嵌め込まれたステータ１３の各ボビン２２の周方向で、バスリングＡを保持するリング保持部２４Ａは、１番目のボビン２２〜10番目（Ｕ相対応）のボビン２２に渡り、バスリングＢを保持するリング保持部２４Ｂは、１番目のボビン２２〜11番目（Ｖ相対応）のボビン２２に渡り、バスリングＣを保持するリング保持部２４Ｃは、１番目のボビン２２〜12番目（Ｗ相対応）のボビン２２に渡る。尚、中立バスリングＤを保持するリング保持部２４Ｄは全てのボビン２２に渡る。

各バスリングＡ〜Ｄは、各筒部２６の周方向の一部を軸方向にストレート状に突出させたコイル接続部２７とする。バスリングＡは筒部２６の周方向において、Ｕ相のコイル２３に対応するコア２１のボビン２２毎にコイル接続部２７Ａを突出し、バスリングＢは筒部２６の周方向において、Ｖ相のコイル２３に対応するコア２１のボビン２２毎にコイル接続部２７Ｂを突出し、バスリングＣは筒部２６の周方向において、Ｗ相のコイル２３に対応するコア２１のボビン２２毎にコイル接続部２７Ｃを突出し、中立バスリングＤは筒部２６の周方向において、全相のコイル２３に対応するコア２１のボビン２２毎にコイル接続部２７Ｄを突出する。

各コア２１のボビン２２（コイル巻回部２２Ａ）に巻回したコイル２３の両端部２３Ａ、２３Ｂのそれぞれが、内径側から各バスリングＡ〜Ｄのコイル接続部２７Ａ〜２７Ｄのそれぞれに接続される。Ｕ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれはバスリングＡのコイル接続部２７Ａと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続され、Ｖ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれはバスリングＢのコイル接続部２７Ｂと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続され、Ｗ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれはバスリングＣのコイル接続部２７Ｃと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続される。各コイル２３の両端部２３Ａ、２３Ｂのそれぞれは、ヨーク１２にステータ１３を嵌めこんだ状態で、ヨーク１２の開口端側に位置するコイル巻回部２２Ａの側から軸方向に延出された後、径方向外方にＬ字状をなすように折り曲げられ、各バスリングＡ〜Ｃのコイル接続部２７Ａ〜２７Ｃと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続される（図８、図９）。

各バスリングＡ〜Ｃは、ヨーク１２に嵌め込まれたステータ１３の各ボビン２２の周方向で、１番目のボビン２２のリング保持部２４Ａ〜２４Ｃのそれぞれに保持された始端部を径方向外方に折り曲げられ、この折曲げ始端部に前述の各相の外部接続用ターミナル３１Ａ〜３１Ｃが接続される。尚、この折曲げ始端部に一体に外部接続用ターミナル３１を形成してモータリード線３３と接続しても良い。

従って、モータ１０におけるステータ１３の組立手順は以下の如くになる。
(1)全12個の分割コア２１のそれぞれにボビン２２を取付け、これらのコア２１を一直線上にセットする（図５、図６）。

(2)各ボビン２２のコイル巻回部２２Ａに各相のコイル２３を巻回す（図８）。

(3)各ボビン２２の突出部２２Ｂのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに平板状のバスリングＡ〜Ｄのそれぞれを差し込み保持する（図７、図８）。

(4)Ｕ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれをバスリングＡのコイル接続部２７Ａと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続し、Ｖ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれをバスリングＢのコイル接続部２７Ｂと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続し、Ｗ相のコイル２３の両端部２３Ａ、２３ＢのそれぞれをバスリングＣのコイル接続部２７Ｃと中立バスリングＤのコイル接続部２７Ｄに接続する（図７、図８）。

(5)全12個のコア２１、ボビン２２を環状に並べ（図９）、これをヨーク１２の内周に嵌め込み、ステータ１３とする。

尚、上述(1)、(2)を経て、各相のコイル２３を巻回した全12個のコア２１、ボビン２２を環状に並べてヨーク１２の内周に嵌め込み、その後、筒状のバスリングＡ〜Ｄのそれぞれを各ボビン２２の突出部２２Ｂのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに差し込み保持し、上述(4)を行ない、ステータ１３とするものでも良い。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)各バスリングＡ〜Ｄをボビン２２に設けた各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持したから、ボビン２２と別体のバスリングホルダを不要にし、組付精度を向上させて部品点数を削減し、部品組付工数を低減できる。ボビン２２そのものに各バスリングＡ〜Ｄを保持するものであり、小型化できる。

(b)各バスリングＡ〜Ｄを筒状にし、筒部２６の周方向に沿う一部に設けるコイル接続部２７Ａ〜２７Ｄも、該筒部２６の周方向に沿う一部を単に軸方向に突出させたものであり、バスリングＡ〜Ｄの形状を簡素にし、部品加工性を向上できる。

(c)筒状の各バスリングＡ〜Ｄを各ボビン２２に設けたリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持することにより、複数の分割コア２１をヨーク１２への嵌め込み前から連結化でき、ステータ１３の組立性を向上できる。

(d)各ボビン２２がコイル巻回部２２Ａの外周側に突出部２２Ｂを有し、該突出部２２Ｂの径方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設けた。従って、各バスリングＡ〜Ｄをボビン２２のコイル巻回部２２Ａまわりに同芯状に整然と並置できる。

(e)各バスリングＡ〜Ｄの筒部２６を溝状の各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄに差し込み、各バスリングＡ〜Ｄに対応するリング保持部２４Ａ〜２４Ｄに位置決め保持でき、各バスリングＡ〜Ｄの組付性を向上できる。

尚、本発明の実施において、分割コア２１に取付けられる各ボビン２２を予め互いに連結し、相隣るボビン２２の連結部を薄肉にしても良い。これによれば、複数の分割コア２１に設けられる各ボビン２２を互いに連結することにより、ボビン２２の部品点数を単一化できるし、複数の分割コア２１をヨーク１２への嵌め込み前から連結化でき、ステータ１３の組立性を向上できる。また、連結ボビン２２に予めバスリングＡ〜Ｄをモールド成形しても良い。

また、本発明の実施において、分割コア２１のそれぞれに予め各ボビン２２をモールド成形しても良い。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１はモータを示す断面図である。図２は図１の正面図である。図３は図１の背面図である。図４はボビンの各リング保持部に保持された各バスリングを示す断面図である。図５は分割コアを示す正面図である。図６は図５のVI−VI線に沿う矢視図である。図７はボビンの溝状リング保持部にバスリングを差し込み保持した平面図である。図８は直線状ステータコアを示す正面図である。図９は環状ステータコアを示す正面図である。

符号の説明

１０モータ（回転電機）
１３ステータ
２１コア
２２ボビン
２２Ａコイル巻回部
２２Ｂ突出部
２３コイル
２４Ａ〜２４Ｄリング保持部
２６筒部
２７、２７Ａ〜２７Ｄコイル接続部

Claims

ステータを構成する複数の互いに分割されたコアのそれぞれに樹脂製ボビンを設け、各ボビンのコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを巻回し、
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを３個のバスリングＡ〜Ｃのそれぞれに接続するとともに、各コイルのコモン側を中立バスリングＤに接続し、各コイルをスター結線してなる回転電機において、
各バスリングが平板状にされ、平板状の各バスリングが各ボビンに設けた溝状のリング保持部のそれぞれに差し込み保持され、
各バスリングの筒部の周方向に沿う一部が軸方向に突出されたコイル接続部とされ、各コイルが各バスリングのコイル接続部に接続され、
全部のコア及びボビンは環状に並べられてヨークの内周に嵌め込まれてなることを特徴とする回転電機。
前記各ボビンがコイル巻回部の外周側に突出部を有し、該突出部の径方向に沿う４位置に各リング保持部を設けた請求項１に記載の回転電機。
前記各ボビンが互いに連結され、相隣るボビンの連結部を薄肉にした請求項１又は２に記載の回転電機。
請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機の製造方法であって、
全部の分割コアのそれぞれにボビンを取付け、これらのコアを一直線上にセットした状態で、各ボビンのコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを巻回し、平板状の各バスリングを各ボビンに設けた溝状のリング保持部のそれぞれに差し込み保持し、各コイルを各バスリングのコイル接続部に接続した後、
全部のコア及びボビンを環状に並べてヨークの内周に嵌め込んでなる回転電機の製造方法。