JP4875857B2

JP4875857B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP4875857B2
Application number: JP2005156366A
Authority: JP
Inventors: 貴行小林
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: JP2006333666A

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り、各バスリングを各ボビンのそれぞれに設けた各リング保持部のそれぞれに保持される平板リングにした回転電機において、各ボビンがコイル巻回部から突き出た単一の突出部を有し、該突出部の内面の突出方向に沿う４位置に各バスリングＡ〜Ｄのための４つのリング保持部を設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ボビンの突出部の内面が突出方向に向けて拡開する勾配面をなし、該勾配面の勾配方向に沿う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２の発明において更に、前記ボビンの突出部の内面に設けた４つのリング保持部のうちの、コイル巻回部に最も近いリング保持部に中立バスリングＤを保持したものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記複数のコアのそれぞれに取付けた各ボビンの突出部の内面が互いに円錐面を形成し、各突出部の内面に設けた４つのリング保持部の径が上記円錐面の勾配に沿って異にされ、各リング保持部に対応する各バスリングの外径も異にされ、各バスリングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、対応するリング保持部に保持され、互いに位置決め配置されてなるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記各リングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、自らの弾性的拡縮変形により対応するリング保持部に圧接状態で保持されてなるようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項４の発明において更に、前記各バスリングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、ボビンの弾性的拡縮変形により対応するリング保持部に圧接状態で保持されて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)各バスリングを平板リングにしたから、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)ボビンの突出部の内面の突出方向に沿う４位置に各リング保持部を設けることにより、各リング保持部のそれぞれに保持される平板状の各バスリングを整然と並置できる。

(d)ボビンの突出部の内面が突出方向に向けて拡開する勾配面をなし、該勾配面の勾配方向に沿う４位置に各リング保持部を設ける。従って、各バスリングの外径を異ならせ、小径のバスリングから順に勾配面の内方に差し入れ、各バスリングを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。

(e)各コイルのコモン側端子が接続される中立バスリングＤを、ボビンの突出部の内面に設けた４つのリング保持部のうちの、コイル巻回部に最も近いリング保持部に保持した。従って、中立バスリングＤに接続される各コイルの多数のコモン側端子を他のバスリングＡ〜Ｃに貫通配線する必要がなく、各相バスリングの組付性を向上できる。

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は各バスリングを示す斜視図、図６はボビンの変形例を示す断面図である。

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は鉄板のカップ状成形体等からなり、ヨーク１２に圧入されるステータ１３の後述するボビン２２の突出部２２Ｂの外周をハウジング１１の一端内周に嵌合し、ハウジング１１の一端面とヨーク１２の開放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〜Ｄはボビン２２に設けた各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに位置決めされて保持される。各バスリングＡ〜Ｄは、図５に示す如く、平板リングをなす。各バスリングＡ〜Ｄは無短周回状をなし、又は周方向の一部にスリットを設けたＣ字状をなす。

ボビン２２はコイル巻回部２２Ａから突き出る突出部２２Ｂを有し、突出部２２Ｂの内面の突出方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。

ボビン２２の突出部２２Ｂの内面に設けた４つのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのうちの、コイル巻回部２２Ａに最も近いリング保持部２４Ｄに中立バスリングＤを保持する。本実施例では、突出部２２Ｂの内面のコイル巻回部２２Ａの側から突出方向に向けて順に、リング保持部２４Ｄ、リング保持部２４Ａ、リング保持部２４Ｂ、リング保持部２４Ｃを設けてある。

本実施例では、ボビン２２の突出部２２Ｂの内面を突出方向に向けて拡開する勾配面にし、該勾配面の勾配方向に沿う４位置のそれぞれに溝状の各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。従って、ヨーク１２の内周に嵌め込まれた各コア２１のボビン２２に設けた突出部２２Ｂの内面は、互いに円錐面を形成する。このとき、各突出部２２Ｂの内面に設けたリング保持部２４Ａ〜２４Ｄは互いに円環状溝を形成し、各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれが形成する円環状溝の溝径を互いに異にする。本実施例では、リング保持部２４Ｄ、リング保持部２４Ａ、リング保持部２４Ｂ、リング保持部２４Ｃの順に溝径大にし、それらに対応する中立バスリングＤ、バスリングＡ、バスリングＢ、バスリングＣも順に外径大にする。各バスリングＤ、Ａ、Ｂ、Ｃは、小径の中立バスリングＤから順に突出部２２Ｂの勾配面の外方から内方に挿入され、自ら及び／又はボビン２２の弾性的拡縮変形により、対応するリング保持部（円環状溝）２４Ｄ、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに落とし込まれた後の拡径状態で保持され、互いに平行に位置決め配置される。

各バスリングＡ〜Ｃはそれぞれコイル接続端子２３Ａ〜２３Ｃを介してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル２３に接続され、中立バスリングＤはコモン端子２３Ｄを介して各コイル２３のコモン側に接続される。各バスリングＡ〜Ｄは、ボビン２２の突出部２２Ｂの突出方向に沿って前述の順に従い平行配置されているから、各コイル２３のコモン端子２３Ｄは最も内側の中立バスリングＤの平板内に直接接続され、Ｕ相のコイル接続端子２３Ａは中立バスリングＤに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＡの平板内に接続され、Ｖ相のコイル接続端子２３ＢはバスリングＤ、Ａに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＢの平板内に接続され、Ｗ相のコイル接続端子２３ＣはバスリングＤ、Ａ、Ｂに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＣの平板内に接続される。尚、組付け性を考慮してバスリングに設けた貫通孔をスリット溝状に変えることもできる。

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２５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２６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２７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２８で、互いに対応する外部接続用ターミナル２５とモータリード線２７とが結線される。

ロータ１４は、鉄等の磁性体からなる回転軸１５に磁界を発生するマグネット２９が接着等によって取付けられ、マグネット２９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３１とレゾルバステータ部３２からなるレゾルバ３０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３１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３２を取付けている。レゾルバステータ部３２はレゾルバロータ部３１を囲むように配置され、回転によってレゾルバロータ部３１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３２には、オスコネクタ３３Ａが設けられている。オスコネクタ３３Ａには、センサリード線３４が結線されたメスコネクタ３３Ｂが接続される。センサリード線３４は、ハウジング１１に取付けられたグロメット２６から外部の制御回路に延出する。

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、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を平板リングにしたから、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)ボビン２２の突出部２２Ｂの内面の突出方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設けることにより、各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持される平板状の各相バスリングＡ〜Ｄを整然と離間させて並置できる。

(d)ボビン２２の突出部２２Ｂの内面が突出方向に向けて拡開する勾配面をなし、該勾配面の勾配方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。従って、各バスリングＡ〜Ｄの外径を異ならせ、小径のバスリングから順に勾配面の内方に差し入れ、各バスリングＡ〜Ｄを対応するリング保持部に簡易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。

(e)各コイル２３のコモン側端子２３Ｄが接続される中立バスリングＤを、ボビン２２の突出部２２Ｂの内面に設けた４つのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのうちの、コイル巻回部２２Ａに最も近いリング保持部２４Ｄに保持した。従って、中立バスリングＤに接続される各コイル２３の多数のコモン側端子２３Ｄを他の各相バスリングＡ〜Ｃに貫通配線する必要がなく、各バスリングＡ〜Ｄの組付性を向上できる。

図６の変形例は、ボビン２２の突出部２２Ｂの勾配面の勾配方向に沿う４位置のそれぞれに設ける各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを、溝状とせず、外方側の勾配面に段差をなしてつながる平坦面にしたものである。各バスリングＤ、Ａ、Ｂ、Ｃは、小径の中立バスリングＤから順に突出部２２Ｂの勾配面の外方から内方に挿入され、自ら及び／又はボビン２２の弾性的拡縮変形により、対応するリング保持部２４Ｄ、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに圧接状態で保持される。

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。本発明は、ＤＣブラシレスモータに限らず、直流型、交流型のステップモータ等、広く一般の回転電機に適応できる。

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は各バスリングを示す斜視図である。図６はボビンの変形例を示す断面図である。

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
２３Ａ〜２３Ｃコイル接続端子
２３Ｄコモン端子
２４Ａ〜２４Ｄリング保持部

Claims

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り、
各バスリングを各ボビンのそれぞれに設けた各リング保持部のそれぞれに保持される平板リングにした回転電機において、
各ボビンがコイル巻回部から突き出た単一の突出部を有し、該突出部の内面の突出方向に沿う４位置に各バスリングＡ〜Ｄのための４つのリング保持部を設けたことを特徴とする回転電機。
前記ボビンの突出部の内面が突出方向に向けて拡開する勾配面をなし、該勾配面の勾配方向に沿う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。
前記ボビンの突出部の内面に設けた４つのリング保持部のうちの、コイル巻回部に最も近いリング保持部に中立バスリングＤを保持した請求項２に記載の回転電機。
前記複数のコアのそれぞれに取付けた各ボビンの突出部の内面が互いに円錐面を形成し、各突出部の内面に設けた４つのリング保持部の径が上記円錐面の勾配に沿って異にされ、各リング保持部に対応する各バスリングの外径も異にされ、各バスリングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、対応するリング保持部に保持され、互いに位置決め配置されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機。
前記各リングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、自らの弾性的拡縮変形により対応するリング保持部に圧接状態で保持されてなる請求項４に記載の回転電機。
前記各バスリングが突出部の勾配面の外方から内方に挿入され、ボビンの弾性的拡縮変形により対応するリング保持部に圧接状態で保持されてなる請求項４に記載の回転電機。