JP6488100B2 - 電動モータ - Google Patents
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Description
そこで、配索作業性を悪化させることなく、製造コストを低減できる給電手段を有する電動モータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、太線単線巻線の場合には、巻線時間は短縮できるが、コイル線の剛性が高いため引き回し作業性が悪化するという問題がある。このため、コイル線引き回しのためのガイドを設けることで作業性を改善できるが、部品点数の増加、ガイドを組み付けるため作業工数の増加という問題がある。
なお、上述の従来技術に記載された電動モータでは、ロータの回転位置を検出するためのセンサ(ホールセンサ)を搭載したセンサホルダを位置決めすることができず、ロータの回転を安定して計測できないという問題がある。
また、この発明は、配索作業性を向上させつつ製造コストを低減できる電動モータを提供するものである。
本発明に係る電動モータは、ティース部を有し、インシュレータを介して巻線を巻回して形成された複数の小コイルを有するステータと、前記ステータの内周側に配置され、前記ステータに対して回転自在に配置されたロータと、前記ロータの回転位置を検出するセンサを搭載したセンサホルダと、前記センサホルダを前記インシュレータに対して位置決めする位置決め部と、周方向に隣接する前記各小コイルの端末部同士を接続または連続的に繋げ、複数の前記小コイルを電気的に接続して形成された相コイルと、を備え、各相コイルの一端にハーネスを接続して、前記ハーネスの他端を前記センサホルダに形成した配索部を経由して前記ステータの外周側に引き出したことを特徴とする。
また、センサホルダに配索部を形成し、センサホルダにハーネスを配索させるので、特別な部材などが不要となり、製造コストを低減できる。
さらに、配索部を利用してハーネスを配索するので、ハーネスの配索作業性を向上できる。
また、センサホルダに配索部を形成し、センサホルダにハーネスを配索させるので、特別な部材などが不要となり、製造コストを低減できる。
さらに、配索部を利用してハーネスを配索するので、ハーネスの配索作業性を向上できる。
図1は、ブラシレスモータ1を示す斜視断面図、図2は、ステータ3およびセンサユニット7を示す斜視図、図3は、ステータ3およびセンサユニット7を示す上面図である。
さらに、ブラシレスモータ1は、ステータ3に巻回されている巻線12に一端が接続されてこの巻線12に電流を供給するハーネス50と、ロータ4の回転位置を検出してインバータ(不図示)にフィードバックするセンサユニット7と、を有している。
ステータ3は、略円筒状のステータコア10を有している。ステータコア10は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。ステータコア10から分割された分割コア61は、例えば磁性材料から成る板材を軸方向に複数枚積層して形成されたものであって、12個設けられている。各分割コア61は、周方向に延びるコア本体62を有している。コア本体62は、ステータコア10の環状の磁路を形成する部分であり、軸方向平面視で略円弧状に形成されている。
これにより、各コア本体62を連結して略円筒状のステータコア10を形成することが可能になっている。
コア本体62の外周側には、上下方向に貫通する貫通孔63がそれぞれ設けられる。この貫通孔63にボルトを挿通することにより、ステータコア10(ステータ3)を、不図示の外部機器等に締結固定することができるようになっている。
各ティース部64は、軸方向平面視で略T字状に形成されたものであって、径方向に延びる巻胴部と、周方向に延びる内周部とにより構成されている。
巻胴部には、インシュレータ11を介して巻線12が集中巻方式により巻回され、小コイル81を形成している。インシュレータ11は、ティース部64と巻線12との絶縁を図るための絶縁材であって、各分割コア61の軸方向両端側からそれぞれ装着されている。
図4はステータ3の展開図、図5は小コイル81の結線図である。
図4、図5において、各ティース部64およびこれらティース部64に巻装されている小コイル81に、それぞれ番号を付して説明する。
4番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部と、5番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部とを接続した圧着端子51
6番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部と、7番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部とを接続した圧着端子51
8番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部と、9番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部とを接続した圧着端子51
10番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部と、11番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部とを接続した圧着端子51
12番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部と、1番ティース部64に巻装されている小コイル81の端末部とを接続した圧着端子51
まず、1番ティース部64に形成されている小コイル81からそれぞれ引き出されている2つの端末部81a,81bは、交差した状態になっている。そして、2つの端末部81a,81bのうちの一方の端末部81aは、この端末部81aが引き出されている側とは反対側に配置された2番ティース部64の小コイル81の端末部81aと、圧着端子51によって接続されている。
そして、4番、5番、8番、9番、12番ティース部64に形成されている小コイル81からそれぞれ引き出されている2つの端末部81a,81bについても、1番ティース部64の小コイル81からそれぞれ引き出されている2つの端末部81a,81bと同様に構成されている。
各相のハーネス50U1〜50W2は、圧着端子51を介して各小コイル81の端末部に接続されている。なお、各相のハーネス50U1〜50W2は、それぞれの抵抗値を同一にするため、同一の長さに揃えられている。
図1〜図3に戻り、ロータ4は、一端がステータハウジング(不図示)の軸受に回転自在に支持されている回転シャフト6と、回転シャフト6に外嵌固定されているロータコア41と、ロータコア41内に周方向に沿って配置される界磁用マグネット13とを備えている。
ロータコア41は、略円板状に形成された複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成されたものであって、径方向中央に回転シャフト6を圧入可能な圧入孔(不図示)が形成されている。
界磁用マグネット13は、ブロック状に形成されたセグメント型のネオジム等からなる永久磁石であって、周方向に磁極が順番に変わるようにスリット内に配置されている。界磁用マグネット13の軸方向の長さは、ロータコア41の軸方向の長さと略一致するように設定されている。
図6は、センサユニット7の上面図、図7は、センサユニット7の下面図である。図8は、センサホルダ20を示し、(a)は上面斜視図、(b)は下面斜視図である。図9は、センサホルダ20を示し、(a)は上面図、(b)は下面図である。
センサユニット7は、複数のホール素子が実装されたプリント基板8と、このプリント基板8を保持してステータ3に固定されるセンサホルダ20とを備える。
プリント基板8は、例えばガラスを含有するエポキシ系の樹脂からなるガラスエポキシ基板であって、平面視すると長方形に形成される。プリント基板8は、センサホルダ20の裏面に配置される。プリント基板8に接続するケーブル9も、センサホルダ20の裏面に配索される。
各ホール素子は、ロータ4が回転すると、ロータコア41に配置されたセンサマグネット71の位置(回転位置)に応じて検出信号を出力する。各ホール素子からの検出信号は、インバータ(不図示)にフィードバックされて、巻線12に対する通電制御が行われる。
センサホルダ20は、径方向に延びる略T字状の形状を有しており、ロータコア41に近接配置される略矩形の内周部21と、ステータ3に固定される略T字形の外周部24とが一体成形される。内周部21の裏面にはプリント基板8が固定され、外周部24の上面にはハーネス50が配索される。
これにより、センサホルダ20がステータ3に対して位置決めされる。すなわち、凹部16と凸部22により、センサホルダ20がステータ3に対して位置決めする位置決め部15が構成される。
案内路31は、U相案内溝32U、V相案内溝32VおよびW相案内溝32Wからなる。この3つの案内溝32U、32V、32Wは、周方向に並列配置される。各案内溝32U、32V、32Wは、それぞれ2本のハーネス50を上下方向に重ねて収容保持して、この2本のハーネス50を径方向に向けて案内する。
U相案内溝32Uは、U相ハーネス50U1,50U2を収容保持する。V相案内溝32Vは、V相ハーネス50V1,50V2を収容保持する。W相案内溝32Wは、W相ハーネス50W1,50W2を収容保持する。
配索路33は、第一配索路34、第二配索路35および第三配索路36からなる。
第一配索路34と第二配索路35は、3つの案内溝32U、32V、32Wに連通しつつ、内周側に向かうに従って周方向に向けて湾曲して互いに離間する。第三配索路36は、3つの案内溝32U,32V,32Wから離間した内周側において、周方向に沿って延びつつ、第一配索路34と第二配索路35に連通する。
一対の案内側壁37は、周方向に並列配置された3つの案内溝32のうち、両端側の案内溝32V、32Wの外壁を内周側に向けて延在させたものである。つまり、一対の案内側壁37は、案内溝32V、32Wの外壁に接続しつつ、内周側に向かうに従って周方向に向けて湾曲して互いに離間するように形成される。
案内凸壁39は、外周部24の中心に立設する。つまり、案内溝32、案内側壁37および案内内壁38に囲まれるように配置される。案内凸壁39は、鋭端部が外周側を向き、円弧部が内周側を向く水滴形に形成される。
ハーネス50は、2本のU相ハーネス50U1,50U2、2本のV相ハーネス50V1,50V2および2本のW相ハーネス50W1,50W2により構成されている。
ハーネス50は、センサホルダ20を経由するように配索される。
つまり、U相ハーネス50U1,50U2は、U相案内溝32Uにおいて上下方向に重なり、配索路33において案内凸壁39に沿って湾曲して、互いに離間するように分岐する。
そして、各小コイル81の端末部に向けてステータ3に沿って配索される。
つまり、V相ハーネス50V1,50V2は、V相案内溝32Vにおいて上下方向に重なり、配索路33において、V相ハーネス50V1が案内側壁37に沿って湾曲し、V相ハーネス50V2が案内凸壁39と案内側壁37に沿って湾曲して、互いに離間するように分岐する。
そして、各小コイル81の端末部に向けてステータ3に沿って配索される。
つまり、W相ハーネス50W1,50W2は、W相案内溝32Wにおいて上下方向に重なり、配索路33において、W相ハーネス50W1が案内側壁37に沿って湾曲し、W相ハーネス50W2が案内凸壁39と案内側壁37に沿って湾曲して、互いに離間するように分岐する。
そして、各小コイル81の端末部に向けてステータ3に沿って配索される。
また、2本のU相ハーネス50U1,50U2は、センサホルダ20よりも外周側において1本のU相ハーネス50Uに接続される。同様に、2本のV相ハーネス50V1,50V2と2本のW相ハーネス50W1,50W2は、それぞれ1本のV相ハーネス50V、W相ハーネス50Wに接続される。
このような構成のもと、ブラシレスモータ1は、外部電源からの供給される電流を、各ハーネス50を介して各相コイル83に供給することにより、ステータコア10に磁界を発生させるようになっている。そして、この磁界と界磁用マグネット13との間の磁気的な吸引力および反発力により、ロータ4が回転する。
また、インシュレータ11に対してセンサホルダ20を位置決めするので、簡素な構造でステータとセンサホルダとを一体化できる。このため、ブラシレスモータ1の組付け作業性も向上できる。
しかも、センサホルダ20側に凸部22を設けることにより、センサホルダ20に凹部16を設ける場合と比較してセンサホルダ20の肉厚を薄くできる。すなわち、センサホルダ20に凹部16を設ける場合、センサホルダ20の肉厚を、凹部16を形成可能な肉厚に設定する必要がある。このようにする必要がないので、この分、センサホルダ20を小型化できる。
特に、ブラシレスモータ1から引き出されるハーネス50がセンサユニット7のセンサホルダ20に配索されるので、特別な部材などを必要とせずに、製造コストを低減できる。
さらに、センサホルダ20を利用してハーネス50を配索するので、ハーネス50の配索作業性を向上できる。
例えば、上述の実施形態では、ブラシレスモータ1は、電動自動二輪車に用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、種々の電動モータに本実施形態のブラシレスモータ1の構造を適用することが可能である。
また、インシュレータ11に凸部22を設ける一方、センサホルダ20に凹部16を設け、これら凸部22と凹部16とにより、位置決め部15を構成してもよい。
3…ステータ
4…ロータ
11…インシュレータ
12…巻線
15…位置決め部
14…凹部
20…センサホルダ
22…凸部
30…配索部
31…案内路
34…第一配索路
35…第二配索路
36…第三配索路
50…ハーネス
61…分割コア
64…ティース部
81…小コイル
82…小コイル群
83…相コイル
Claims (7)
- ティース部を有し、インシュレータを介して巻線を巻回して形成された複数の小コイルを有するステータと、
前記ステータの内周側に配置され、前記ステータに対して回転自在に配置されたロータと、
前記ロータの回転位置を検出するセンサを搭載したセンサホルダと、
前記センサホルダを前記インシュレータに対して位置決めする位置決め部と、
周方向に隣接する前記各小コイルの端末部同士を接続または連続的に繋げ、複数の前記小コイルを電気的に接続して形成された相コイルと、を備え、
各相コイルの一端にハーネスを接続して、前記ハーネスの他端を前記センサホルダに形成した配索部を経由して前記ステータの外周側に引き出したことを特徴とする電動モータ。 - 前記位置決め部は、
前記センサホルダの裏面および前記インシュレータの何れか一方に形成された凸部と、
他方に形成され、前記凸部と嵌合可能な凹部と、
により構成されており、
前記インシュレータ側に形成された前記凸部および前記凹部の何れか一方は、前記インシュレータの軸方向端部に設けられている内周壁および外周壁の何れか一方に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。 - 前記センサホルダの裏面に前記凸部が形成されると共に、前記インシュレータの前記内周壁に前記凹部が形成されることを特徴とする請求項2に記載の電動モータ。
- 前記ステータは、前記ティース部を1つ有する分割コアを複数連結してなり、
前記小コイルは、各前記ティース部に前記巻線を集中巻方式により巻装して形成された三相構造であり、
複数の前記小コイルを直列に接続してなる小コイル群を形成し、さらに、この小コイル群を二つ並列に電気的に接続して三つの前記相コイルを形成し、
各相コイルの一端に前記ハーネスを接続して各相コイルをデルタ結線したことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電動モータ。 - 前記配索部は、前記ハーネスを配列して前記ステータの外周側に向けて直線状に引き出す案内路を備えることを特徴とする請求項4に記載の電動モータ。
- 前記配索部は、
前記案内路に連通しつつ、内周側に向かうに従って周方向に向けて湾曲して互いに離間する第一配索路および第二配索路と、
前記案内路から離間した内周側において周方向に沿って延びつつ、前記第一配索路と前記第二配索路に連通する第三配索路と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の電動モータ。 - 前記配索部は、前記センサホルダに凹設されていることを特徴とする請求項4〜請求項6の何れか1項に記載の電動モータ。
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