JP6851920B2 - Brushless motor and electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a brushless motor and an electric power steering device.
例えば、インナーロータ型のブラシレスモータは、モータケースに内嵌固定されたステータと、モータケースの径方向中央に配置されステータに対して回転自在に支持されたロータとを有している。ロータの外周面には、複数の永久磁石が配設されている。ステータは、略円筒状のステータコアと、このステータコアから径方向内側に突設された複数のティース部とを備えている。
各ティース部には、絶縁性を有する樹脂材料により形成されたインシュレータが装着され、このインシュレータを介してコイルが巻装されている。そして、コイルに外部電源からの電力が給電されると、コイルに発生する磁束と永久磁石との間に吸引力、または反発力が生じロータが回転する。
For example, an inner rotor type brushless motor has a stator that is internally fitted and fixed to a motor case, and a rotor that is arranged at the center of the motor case in the radial direction and is rotatably supported by the stator. A plurality of permanent magnets are arranged on the outer peripheral surface of the rotor. The stator includes a substantially cylindrical stator core and a plurality of tooth portions protruding inward in the radial direction from the stator core.
An insulator formed of an insulating resin material is attached to each tooth portion, and a coil is wound through the insulator. Then, when electric power from an external power source is supplied to the coil, an attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic flux generated in the coil and the permanent magnet, and the rotor rotates.
ここで、ブラシレスモータのコイルの結線方法として、2系統の3相構造となるように形成する方法がある(例えば、特許文献1参照)。これによれば、回転軸線を中心に点対称に配置されたティースに、同一系統の同一相のコイルがそれぞれ巻回される。
このように、コイルを2系統の3相構造とすることにより、不具合等が生じて1系統のコイルに給電できなくなった場合であっても、もう1系統のコイルに給電を行うことができる。このため、ブラシレスモータが完全に駆動しなくなってしまうことを防止できる。
Here, as a method of connecting the coil of the brushless motor, there is a method of forming the coil so as to have a two-system three-phase structure (see, for example, Patent Document 1). According to this, coils of the same system and the same phase are wound around the teeth arranged point-symmetrically about the rotation axis.
By forming the coil into a two-system three-phase structure in this way, even if a problem or the like makes it impossible to supply power to one coil, it is possible to supply power to the other coil. Therefore, it is possible to prevent the brushless motor from completely stopping driving.
ところで、上述のブラシレスモータの各コイルのコイル端(後述する始線と終線)を任意に電気的に結線して各コイルに電流を供給するための給電手段として、バスバーユニットを用いる場合がある。バスバーユニットは、金属製の複数のバスバーを互いに絶縁された状態で樹脂モールドにより略円環状に形成されている。例えば、コイルをスター結線方式にて結線する場合にあっては、樹脂モールド体に、各相のコイルに給電を行うための複数の相バスバーと、中性点(コモン)を形成する中性点バスバーとが互いに絶縁された状態で積層される。そして、これら相バスバーと中性点バスバーとが、樹脂モールドにより略円環状に形成される。 By the way, a bus bar unit may be used as a power feeding means for arbitrarily electrically connecting the coil ends (starting line and ending line) of each coil of the brushless motor described above to supply current to each coil. .. The bus bar unit is formed in a substantially annular shape by a resin mold with a plurality of metal bus bars insulated from each other. For example, when the coils are connected by the star connection method, the resin molded body has a plurality of phase bus bars for supplying power to the coils of each phase, and a neutral point forming a neutral point (common). The bus bars are laminated so as to be insulated from each other. Then, these phase bus bars and the neutral point bus bars are formed in a substantially annular shape by the resin mold.
しかしながら、上述の従来技術のように、同一系統の同一相のコイルが、回転軸線を中心に点対称に配置されていると、これを配線するための距離も長くなる。この結果、バスバーの積層数も増大し、ブラシレスモータ全体として大型化してしまう可能性があった。 However, when the coils of the same phase of the same system are arranged point-symmetrically with respect to the rotation axis as in the above-mentioned conventional technique, the distance for wiring them also becomes long. As a result, the number of stacked bus bars also increases, and there is a possibility that the brushless motor as a whole becomes large.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、コイルを2系統の3相構造に構成する場合において、コイルの結線箇所を小型化できるブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a brushless motor and an electric power steering device capable of miniaturizing the connection portion of the coil when the coil is configured in a two-system three-phase structure. To do.
上記の課題を解決するために、本発明に係るブラシレスモータは、Nを自然数としたとき、12N個のティース部を有し、該ティース部に集中巻方式によりコイルが巻回されるステータと、前記コイルを、2系統の3相構造となるようにスター結線するバスバーと、を備え、前記ステータの中心軸を中心に、同一系統の2つの同一相の前記コイルが対向配置されたブラシレスモータであって、前記ティース部に巻回されている各前記コイルの巻き初めである始線の長さと、巻き終わりとなる終線の長さとが異なった長さに設定され、且つ全ての前記始線の長さが同一長さに設定されると共に、全ての前記終線の長さが同一長さに設定されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the brushless motor according to the present invention has a stator having 12 N teeth portions when N is a natural number, and a coil is wound around the teeth portions by a centralized winding method. A brushless motor including a bus bar in which the coils are star-connected so as to have a three-phase structure of two systems, and two coils of the same system and the same phase are arranged to face each other around the central axis of the stator. Therefore, the length of the start line at the start of winding of each of the coils wound around the teeth portion and the length of the end line at the end of winding are set to different lengths, and all the start lines are set. Is set to the same length, and the lengths of all the end lines are set to the same length.
このように、始線と終線との長さを異ならせることにより、バスバーのコイルとの接続位置をずらすことができる。これにより、バスバーの配線長さを短く設定でき、この結果、バスバーの積層数を減少させることができる。また、全ての始線の長さが同一長さに設定されると共に、全ての終線の長さが同一長さに設定されるので、各バスバーの形をできる限り同一にできる。このため、バスバーを簡素化でき、コイルの結線箇所を小型化できる。 By making the lengths of the start line and the end line different in this way, the connection position of the bus bar with the coil can be shifted. As a result, the wiring length of the bus bar can be set short, and as a result, the number of stacked bus bars can be reduced. Further, since the lengths of all the start lines are set to the same length and the lengths of all the end lines are set to the same length, the shape of each bus bar can be made the same as much as possible. Therefore, the bus bar can be simplified and the coil connection portion can be miniaturized.
本発明に係るブラシレスモータは、前記終線の長さよりも前記始線の長さが長く設定されていることを特徴とする。 The brushless motor according to the present invention is characterized in that the length of the start line is set longer than the length of the end line.
ここで、コイルの長さが長くなると、この分、寸法管理も煩わしいものとなる。
ところで、各ティース部にコイルを巻回する場合、始線を配置した後、この始線に重なるようにコイルが巻回されていき、最後に終線が引き出される。このため、始線は、後に巻回されるコイルによってティース部に固定されるので、始線の長さを管理し易くできる。この管理し易い始線を、終線の長さよりも長く設定することにより、コイルの長さ管理を容易化できる。
Here, as the length of the coil becomes longer, the dimensional control becomes complicated accordingly.
By the way, when winding a coil around each tooth portion, after arranging the start line, the coil is wound so as to overlap the start line, and finally the end line is drawn out. Therefore, since the start wire is fixed to the teeth portion by the coil wound later, the length of the start wire can be easily managed. By setting this easy-to-manage start line longer than the length of the last line, it is possible to facilitate the length management of the coil.
本発明に係るブラシレスモータは、前記始線の始線引き出し位置と、対応する前記始線の前記バスバーへの始線接続位置とが周方向にずれていると共に、前記終線の終線引き出し位置と、対応する前記終線の前記バスバーへの終線接続位置とが周方向にずれており、前記始線接続位置の前記始線引き出し位置に対するずれ量と、前記終線接続位置の前記終線引き出し位置に対するずれ量とが、それぞれ、同一に設定されていることを特徴とする。 In the brushless motor according to the present invention, the start line lead-out position of the start line and the start line connection position of the corresponding start line to the bus bar are deviated in the circumferential direction, and the end line lead-out position of the end line. And the end line connection position of the corresponding end line to the bus bar is deviated in the circumferential direction, the amount of deviation of the start line connection position with respect to the start line lead-out position, and the end line of the end line connection position. The feature is that the amount of deviation with respect to the withdrawal position is set to be the same.
このように構成することで、始線及び終線の引き回しを容易に行うことができ、各線の引き回しを同一方向に揃えることができる。このため、コイルの結線作業を容易化できると共に、コイルの結線箇所をさらに小型化できる。 With this configuration, the start and end lines can be easily routed, and the route of each line can be aligned in the same direction. Therefore, the coil connection work can be facilitated, and the coil connection portion can be further miniaturized.
本発明に係るブラシレスモータは、12個のティース部を有し、該ティース部に集中巻方式によりコイルが巻回されるステータを備え、前記コイルは、2系統の3相構造にスター結線されており、前記ステータの中心軸を中心に、同一系統の2つの同一相の前記コイルが対向配置されたブラシレスモータであって、前記対向配置された同一相の前記コイル同士を接続する渡り線コイルと、電源に接続される側の前記コイルの電源側端末部を、前記電源に接続するための電源用バスバーと、中性点に接続される側の前記コイルの中性点側端末部を、互いに接続するための中性点用バスバーと、を備え、前記電源用バスバーは2層に構成されており、前記中性点用バスバーは1層に構成されており、1層目の前記電源用バスバーには、前記2系統のうちの第1系統における第1U相電源バスバー、及び第1W相電源バスバーと、前記2系統のうちの第2系統における第2V相電源バスバー、及び第2W相電源バスバーと、が配置されており、2層目の前記電源用バスバーには、前記第1系統における第1V相電源バスバーと、前記第2系統における第2U相電源バスバーと、が配置されており、前記中性点用バスバーは、前記第1系統における第1中性点バスバーと、前記第2系統における第2中性点バスバーと、からなることを特徴とする。 Brushless motor according to the present invention has a two teeth, a stator in which coil by concentrated winding system in the tooth portion is wound, said coil is a star connection to the three-phase structure of the two systems This is a brushless motor in which two coils of the same system and the same phase are arranged to face each other around the central axis of the stator, and a crossover coil connecting the coils of the same phase arranged to face each other. And the power supply side terminal part of the coil on the side connected to the power supply, the bus bar for power supply for connecting to the power supply, and the neutral point side terminal part of the coil on the side connected to the neutral point. The bus bar for the neutral point is provided with a bus bar for the neutral point for connecting to each other, the bus bar for the power supply is configured in two layers, the bus bar for the neutral point is configured in one layer, and the first layer for the power supply is provided. The bus bar includes a 1U phase power supply bus bar and a 1W phase power supply bus bar in the first system of the two systems, a second V phase power supply bus bar in the second system of the two systems, and a second W phase power supply bus bar. And are arranged, and the first V phase power bus bar in the first system and the second U phase power bus bar in the second system are arranged in the second layer power bus bar. The bus bar for a neutral point is characterized by including a first neutral point bus bar in the first system and a second neutral point bus bar in the second system .
このように、電源用バスバー及び中性点用バスバーと、渡り線コイルとを併用することにより、バスバーの積層数を減少させることができる。しかも、バスバーを、配線距離が長くなる同一系統の同一相のコイルを結線するために用いずに、電源用バスバーと中性点用バスバーに限定している。このため、バスバー自体も小型化できる。この結果、コイルの結線箇所を小型化できる。 As described above, by using the power supply bus bar, the neutral point bus bar, and the crossover coil in combination, the number of stacked bus bars can be reduced. Moreover, the bus bar is limited to the power supply bus bar and the neutral point bus bar without being used for connecting coils of the same system and the same phase having a long wiring distance. Therefore, the bus bar itself can be miniaturized. As a result, the connection portion of the coil can be miniaturized.
本発明に係るブラシレスモータは、同一系統の2つの同一相の前記コイルと、対応する前記渡り線コイルとが、1つのコイルによって連続形成されていることを特徴とする。 The brushless motor according to the present invention is characterized in that two coils of the same phase of the same system and the corresponding crossover coil are continuously formed by one coil.
このように構成することで、同一系統の2つの同一相のコイルを、1回の作業で一連にティース部に巻回できる。このため、渡り線コイルの長さが無駄に長くなってしまうことを防止でき、コイルの結線箇所をさらに小型化できると共に、コイルの結線作業を容易化できる。 With this configuration, two coils of the same phase of the same system can be wound around the teeth portion in a series in one operation. Therefore, it is possible to prevent the length of the crossover coil from becoming unnecessarily long, the coil connection portion can be further miniaturized, and the coil connection work can be facilitated.
本発明に係るブラシレスモータは、前記ステータの軸方向一端面側に、前記電源用バスバー及び前記中性点用バスバーが配置されており、前記ステータの軸方向他端面側に、前記渡り線コイルが配置されていることを特徴とする。 In the brushless motor according to the present invention, the power supply bus bar and the neutral point bus bar are arranged on one end surface side in the axial direction of the stator, and the crossover coil is located on the other end surface side in the axial direction of the stator. It is characterized by being arranged.
このように構成することで、各バスバーと渡り線コイルとが干渉してしまうことを防止できる。このため、各バスバーとコイルとの結線作業を行う際、渡り線コイルが邪魔になることがなく、各バスバーとコイルとの結線作業を容易化できる。 With this configuration, it is possible to prevent each bus bar from interfering with the crossover coil. Therefore, when the connection work between each bus bar and the coil is performed, the crossover coil does not get in the way, and the connection work between each bus bar and the coil can be facilitated.
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記に記載のブラシレスモータを、車両のステアリング操作に基づいて、該ステアリング操作をアシストするために用いることを特徴とする。 The electric power steering device according to the present invention is characterized in that the brushless motor described above is used to assist the steering operation based on the steering operation of the vehicle.
このように構成することで、コイルの結線箇所を小型化して、全体として小型な電動パワーステアリング装置を提供できる。 With this configuration, it is possible to reduce the size of the coil connection portion and provide a compact electric power steering device as a whole.
本発明によれば、始線と終線との長さを異ならせることにより、バスバーのコイルとの接続位置をずらすことができる。これにより、バスバーの配線長さを短く設定でき、この結果、バスバーの積層数を減少させることができる。また、全ての始線の長さが同一長さに設定されると共に、全ての終線の長さが同一長さに設定されるので、各バスバーの形をできる限り同一にできる。このため、バスバーを簡素化でき、コイルの結線箇所を小型化できる。 According to the present invention, the connection position of the bus bar with the coil can be shifted by making the lengths of the start line and the end line different. As a result, the wiring length of the bus bar can be set short, and as a result, the number of stacked bus bars can be reduced. Further, since the lengths of all the start lines are set to the same length and the lengths of all the end lines are set to the same length, the shape of each bus bar can be made the same as much as possible. Therefore, the bus bar can be simplified and the coil connection portion can be miniaturized.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
(ブラシレスモータ)
図1は、ブラシレスモータ1の斜視図、図2は、ステータ2及びバスバーユニット5の斜視図である。
図1、図2に示すように、ブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置(EPS;Electric Power Steering)100に用いられるものである。ブラシレスモータ1は、略有底円筒状のモータハウジング4と、このモータハウジング4内に内嵌固定された略円筒状のステータ2と、ステータ2の径方向内側に回転自在に配置されたロータ3と、ステータ2の軸方向一端側に配置され、このステータ2に給電を行うためのバスバーユニット5と、を備えている。
なお、以下の説明では、ロータ3の回転軸線L1方向を単に軸方向、ロータ3の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するロータ3の径方向を単に径方向と称して説明する。
(First Embodiment)
(Brushless motor)
FIG. 1 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In the following description, the rotation axis L1 direction of the rotor 3 is simply referred to as an axial direction, the rotation direction of the rotor 3 is referred to as a circumferential direction, and the radial direction of the rotor 3 orthogonal to the axial direction and the circumferential direction is simply referred to as a radial direction. ..
モータハウジング4の底部4aとは反対側の開口部には、この開口部を閉塞するようにブラケット8が設けられている。このブラケット8のモータハウジング4とは反対側の大部分に、凹部8aが形成されている。そして、凹部8aの底部から、ロータ3の回転軸7の一端が不図示の軸受を介して突出されている。この回転軸7の一端には、ロータ3の回転位置を検出するためのセンサマグネット80が設けられている。センサマグネット80は、不図示の制御機器に設けられたセンサマグネット80の磁束を検出する検出部(不図示)と協働してロータ3の回転位置を検出する。
A bracket 8 is provided in the opening on the side opposite to the bottom 4a of the motor housing 4 so as to close the opening. A
また、ブラケット8に設けられた凹部8aの底部には、ターミナル72を挿通可能な開口部8bが形成されている。(本第1実施形態では回転軸7を中心としてそれぞれ反対側に位置するように2箇所設けられている。)この開口部8bを介して複数本(本第1実施形態では6本)のターミナル72の一端72aが突出されている。各ターミナル72の他端(不図示)は、モータハウジング4に収納されているバスバーユニット5側に向かって突出している。そして、各ターミナル72の他端が、それぞれバスバーユニット5の後述する各相給電端子25U〜26Wに接続されている。
Further, an
ロータ3の回転軸7の他端は、モータハウジング4の底部に設けられた不図示の軸受を介して軸方向外側に突出している。この突出した一端に、ピニオンギヤ9が外嵌固定されている。このピニオンギヤ9に、電動パワーステアリング装置100のステアリング101に設けられたギヤ102が噛合される。
The other end of the rotating shaft 7 of the rotor 3 projects outward in the axial direction via a bearing (not shown) provided at the bottom of the motor housing 4. A pinion gear 9 is externally fitted and fixed to the protruding end. A
また、ロータ3は、回転軸7のステータ2に対応する位置に外嵌固定された円柱状のロータコア10を有している。ロータコア10の外周面には、複数(例えば、本第1実施形態では8個)のマグネット(不図示)が周方向に等間隔で設けられている。各マグネットは、周方向に磁極が順番となるように配置されている。このマグネットとステータ2に形成される磁界との間で磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータ3が回転する。
Further, the rotor 3 has a
図2に詳示するように、ステータ2は、モータハウジング4の周壁4b(図1参照)の内周面に、例えば焼嵌め固定されるステータコア14を有している。ステータコア14は、略円筒状に形成され磁路として構成されるバックヨーク部12と、バックヨーク部12から径方向中央に向かって突出する12個のティース部33と、により構成されている。そして、ステータ2は、中心軸線L2がロータ3の回転軸線L1と一致するように配置されている。
As will be shown in detail in FIG. 2, the
ここで、ステータコア14のバックヨーク部12は、周方向に分割可能な分割コア方式が採用されている。すなわち、ステータコア14のバックヨーク部12は、周方向に複数に分割された分割コア30を環状に連結して構成されている。
Here, the
図3は、分割コア30の斜視図である。
同図に示すように、分割コア30は、例えば金属板を複数積層してなるものであって、周方向に延びる分割バックヨーク31を有している。分割バックヨーク31は、分割コア30を環状に連結したときにバックヨーク部12の環状の磁路を形成する部分である。分割バックヨーク31は、断面略円弧状に形成されている。
FIG. 3 is a perspective view of the
As shown in the figure, the
分割バックヨーク31の周方向の両端部は、他の分割バックヨーク31に圧入によって連結される連結部31a,31bになっている。一方の連結部31aは凸形状を有し、他方の連結部31bは連結部31aを受け入れ可能な凹形状を有している。
なお、図2に示すように、連結部31a,31bを介して各分割コア30を連結した状態(バックヨーク部12を形成した状態)では、バックヨーク部12の外周面12aには、連結部31a,31bが形成されている箇所に、これら連結部31a,31bによって軸方向に沿う凹部32が形成される。
Both ends of the split back
As shown in FIG. 2, in a state where the divided
また、分割バックヨーク31の内側面には、周方向略中央からティース部33が径方向内側(ロータの回転中心側)に向かって突出形成されている。つまり、各分割コア30は、それぞれティース部33を1つ備えている。ティース部33は、軸方向からみて径方向内側に周方向に延びる鍔部34を備えた略T字状に形成されている。そして、ティース部33の分割バックヨーク31と鍔部34との間に、ティース部33の周囲を被覆する樹脂製のインシュレータ35が装着されている。
Further, on the inner surface of the split back
インシュレータ35は軸方向に分割構成されており、ティース部33の軸方向両側からこのティース部33を挟み込むように装着される。インシュレータ35を装着した状態では、ティース部33は、分割バックヨーク31の軸方向端面及び連結部31a,31bと、鍔部34の内周面と、が露出されている。
The
また、インシュレータ35の軸方向両端面には、径方向外側に外壁部36が一体成形されていると共に、径方向内側に内壁部37が一体成形されている。
外壁部36は、軸方向に沿って立ち上がり、且つ分割バックヨーク31に沿って周方向に延びるように、軸方向からみて円弧状に形成されている。外壁部18aには、2つのスリット36a,36b(第1スリット36a、第2スリット36b)が周方向に等間隔で形成されている。
Further, on both end faces in the axial direction of the
The
このような構成のもと、各分割コア30のティース部33に、インシュレータ35の上からコイル16が集中巻方式により巻回されている。より具体的には、ティース部33の根元、つまり、ティース部33の分割バックヨーク31側に、コイル16の始線(巻き始め端)16aを配置する。そして、ここからティース部33の鍔部34に向かって螺旋状にコイル16を巻回する。鍔部34の内側面(径方向外側の側面)にコイル16が到達すると1段目のコイル16の巻回作業が完了する。
Under such a configuration, a
続いて、1段目のコイル16の上に2段目のコイル16を巻回する。この際、ティース部33の鍔部34側から根本に向かって螺旋状にコイル16を巻回する。分割バックヨーク31の内側面(径方向内側の側面)にコイルが到達すると2段目のコイル16の巻回作業が完了する。そして、このような1段目のコイル16の巻回作業及び2段目のコイル16の巻回作業と同じ作業を繰り返すことにより、ティース部33に、所定回数だけコイル16が巻回される。なお、各段のコイル16は、俵積みされている。
Subsequently, the second-
このように、各ティース部33にコイル16が巻回されるので、コイル16の始線16aは、巻進められるコイル16によってティース部33に押え付けられる形になる。このため、始線16aは、後に巻回されるコイル16によって、ティース部33に配置された箇所、つまり、ティース部33の根元(ティース部33の分割バックヨーク31側)に固定される。
Since the
一方、コイル16の終線16bは、インシュレータ35の外壁部36に形成された2つの第2スリット36bに引っ掛けるようにして固定される。このように、外壁部36に形成された2つのスリット36a,36bは、コイル16の始線16aや終線16bを固定するために用いられる他、外壁部36を介して径方向外側に向かって始線16aや終線16bを引き出すために用いられる。
On the other hand, the
ここで、コイル16の始線16aの長さ、及びコイル16の終線16bの長さを、それぞれティース部33に巻回されている俵積みのコイル16から引き出された長さと定義する。このとき、本第1実施形態では、コイル16の始線16aの長さが、コイル16の終線16bの長さよりも長くなるように設定されている。また、各分割コア30の各コイル16は、それぞれ始線16aが全て同一長さに設定されていると共に、終線16bが全て同一長さに設定されている。さらに、コイル16の始線16a及び終線16bは、制御ハウジング8側に引き出されている。
Here, the length of the
また、分割コア30の個数Mは、Nを自然数としたとき、
M=12×N ・・・(1)
を満たすように設定されている。
本実施形態では、N=1に設定され、分割コア30の個数Mは「12」に設定されている。
Further, the number M of the divided
M = 12 × N ・ ・ ・ (1)
Is set to meet.
In this embodiment, N = 1 is set, and the number M of the divided
各分割コア30を連結することにより、周方向に隣接するティース部33間に蟻溝状のスロット17が形成される。つまり、スロット17の個数も12個に設定される。このように、本実施形態のブラシレスモータ1は、マグネット11の個数が8個(磁極数が8極)、スロット17の個数が12個(スロット数が12)の8極12スロットのモータである。
By connecting the divided
ここで、制御ハウジング8側に引き出された各コイル16の始線16a及び終線16bは、バスバーユニット5に接続されている。各コイル16は、バスバーユニット5によって、2系統の3相(U相、V相、W相)構造となるようにスター結線されている。以下、詳述する。
Here, the
(各相コイルの割り当て)
図4は、各コイル16の相の割り当てと始線16a及び終線16bの引き回しを説明するための図であって、軸方向からみたステータ2の平面図に相当している。
同図に示すように、まず、ティース部33に巻回されている各コイル16の相の割り当てについて説明する。
各コイル16は、同一系統が1つ置きのティース部33に配置されている。また、各コイル16は、2系統のうちの一方の系統の任意の相に対し、この相の周方向両隣が他方の系統の他の相であって、且つ互いに異なる相となるように割り当てられている。
(Allocation of each phase coil)
FIG. 4 is a diagram for explaining the phase allocation of each
As shown in the figure, first, the phase allocation of each
Each
すなわち、1系統目のコイル16は、1つ置きのティース部33に紙面反時計回りで第1U相コイル161Ua、第1W相コイル161Wa、第1V相コイル161Va、第1U相コイル161Ub、第1W相コイル161Wb、第1V相コイル161Vbの順に割り当てられている。
また、2系統目のコイル16は、1つ置きのティース部33に紙面時計回りで第2U相コイル162Ua、第2V相コイル162Va、第2W相コイル162Wa、第2U相コイル162Ub、第2V相コイル162Vb、第2W相コイル162Wb、の順に割り当てられている。
That is, the
Further, the
このように、各相コイル161Ua〜162Wbはそれぞれ2つずつ存在し、同一系統においては、同一相のコイル161Ua〜162Wbが回転軸7(回転軸線L1、中心軸線L2)を中心に対向配置(点対称配置)されている。また、第2V相コイル162Vbと第2W相コイル162Wbとの間に、第1U相コイル161Uaが配置されている。 In this way, there are two coils 161Ua to 162Wb for each phase, and in the same system, the coils 161Ua to 162Wb of the same phase are arranged to face each other around the rotation axis 7 (rotation axis L1, center axis L2) (points). (Symmetrical arrangement). Further, a first U-phase coil 161Ua is arranged between the second V-phase coil 162Vb and the second W-phase coil 162Wb.
ここで、コイル16の始線16aの長さ及び終線16bの長さの具体的な長さについて説明する。コイル16の始線16aの長さは、周方向に並ぶ3つのティース部33に跨る長さに設定されている。すなわち、例えば、第1U相コイル161Uaの始線16aの端部は、第1V相コイル161Vaのほぼ真上に位置するように引き回されている。
一方、コイル16の終線16bの長さは、始線16aの引き回し方向と同じ方向にやや斜め上に引き出されてバスバーユニット5に接続可能な長さに設定されている。
Here, the specific lengths of the
On the other hand, the length of the
(バスバーユニット)
図5は、バスバーユニット5の平面図である。図6は、1層目のバスバーユニット5のパターン配置図である。図7は、2層目のバスバーユニット5のパターン配置図である。図8は、3層目のバスバーユニット5のパターン配置図である。
図2、図5〜図8に示すように、バスバーユニット5は略円環状に形成された3層構造とされ、複数のバスバー21U〜22Wを有している。そして、各層にそれぞれ所定のバスバー21U〜22Wが配置されている。また、バスバーユニット5は、各層に配置された各バスバー21U〜22Wの絶縁距離を確保すると共に、各バスバー21U〜22Wを3層に分けて配置した状態で保持する樹脂製のバスバーホルダ20を備えている。このバスバーホルダ20が、略円環状に形成されている。
(Busbar unit)
FIG. 5 is a plan view of the
As shown in FIGS. 2, 5 and 8, the
図6に示すように、バスバーユニット5の1層目には、第1系統の各相の第1電源バスバー21U,21V,21W(第1U相電源バスバー21U、第1V相電源バスバー21V、第1W相電源バスバー21W)と、第2系統の各相の第2電源バスバー22U,22V,22W(第2U相電源バスバー22U、第2V相電源バスバー22V、第2W相電源バスバー22W)と、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
As shown in FIG. 6, on the first layer of the
第1系統の各相の第1電源バスバー21U,21V,21Wは、軸方向からみてバスバーホルダ20の半円分に集約配置されている。また、各相の第1電源バスバー21U,21V,21Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものであり、それぞれ別個に構成されている。
The first power bus bars 21U, 21V, and 21W of each phase of the first system are centrally arranged in a semicircle of the
そして、各相の第1電源バスバー21U,21V,21Wは、それぞれ径方向外側に向かって突出する各相のコイル接続端子23U,23V,23W(第1U相コイル接続端子23U、第1V相コイル接続端子23V、第1W相コイル接続端子23W)と、軸方向に沿ってターミナルユニット70側に向かって突出する各相の給電端子25U,25V,25W(第1U相給電端子25U、第1V相給電端子25V、第1W相給電端子25W)と、これら同相のコイル接続端子23U,23V,23Wと給電端子25U,25V,25Wとを接続する各相の渡り部27U,27V,27W(第1U相渡り部27U、第1V相渡り部27V、第1W相渡り部27W)と、により構成されている。
The first power bus bars 21U, 21V, 21W of each phase are
第1U相コイル接続端子23Uは、第1U相コイル161Uaの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1U相コイル161Uaの始線16aの端部が接続される。
第1V相コイル接続端子23Vは、第1V相コイル161Vaの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1V相コイル161Vaの始線16aの端部が接続される。
第1W相コイル接続端子23Wは、第1W相コイル161Waの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1W相コイル161Waの始線16aの端部が接続される。
The 1st U phase
The first V-phase
The 1st W phase
各相の給電端子25U,25V,25Wは、近接して並んで配置されている。各相の給電端子25U,25V,25Wは、ターミナルユニット70のそれぞれ対応するターミナル72の他端に接続される。
各相の渡り部27U,27V,27Wは、バスバーホルダ20の形状に沿って軸方向からみて円弧状に形成されている。各相の渡り部27U,27V,27Wは、それぞれ周長が異なっている。
The
The
一方、第2系統の各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wは、各相の第1電源バスバー21U,21V,21Wが配置されている箇所とは反対側のバスバーホルダ20の半円分に集約配置されている。各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものであり、それぞれ別個に構成されている。
On the other hand, the second power bus bars 22U, 22V, 22W of each phase of the second system are semicircular parts of the
各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wの基本的構成は、各相の第1電源バスバー21U,21V,21Wと同様であり、接続されるコイル16が異なるだけである。
すなわち、各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wは、第2U相コイル接続端子24U、第2V相コイル接続端子24V、及び第2W相コイル接続端子24Wを備えている。また、各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wは、第2U相給電端子26U、第2V相給電端子26V、及び第2W相給電端子26Wを備えている。さらに、各相の第2電源バスバー22U,22V,22Wは、第2U相渡り部28U、第2V相渡り部28V、及び第2W相渡り部28Wを備えている。
The basic configuration of the second power bus bars 22U, 22V, 22W of each phase is the same as that of the first power bus bars 21U, 21V, 21W of each phase, only the
That is, the second power bus bars 22U, 22V, 22W of each phase include a second U phase
第2U相コイル接続端子24Uには、第2U相コイル162Uaの始線16aの端部が接続される。
第2V相コイル接続端子24Vには、第2V相コイル162Vaの始線16aの端部が接続される。
第2W相コイル接続端子24Wには、第2W相コイル162Waの始線16aの端部が接続される。
The end of the
The end of the
The end of the
図7に示すように、バスバーユニット5の2層目には、第1系統の第1中性点バスバー41と、第2系統の第2中性点バスバー42と、第2系統の第2W相コイル162Waと第2W相コイル162Wbとを接続する第2W相中間バスバー44Wと、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
As shown in FIG. 7, in the second layer of the
第1中性点バスバー41は、軸方向からみてバスバーホルダ20の半円分よりもやや短い範囲に配置されている。第1中性点バスバー41は、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第1中性点バスバー41は、径方向外側に向かって突出する各相のコイル接続端子45U,45V,45W(第1U相コイル接続端子45U、第1V相コイル接続端子45V、第1W相コイル接続端子45W)と、各相のコイル接続端子45U,45V,45Wを接続する第1渡り部47と、により構成されている。
The first neutral
第1U相コイル接続端子45Uは、第1U相コイル161Ubの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1U相コイル161Ubの終線16bの端部が接続される。
第1V相コイル接続端子45Vは、第1V相コイル161Vbの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1V相コイル161Vbの終線16bの端部が接続される。
第1W相コイル接続端子45Wは、第1W相コイル161Wbの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1W相コイル161Wbの終線16bの端部が接続される。
第1渡り部47は、バスバーホルダ20の形状に沿って軸方向からみて円弧状に形成されている。
The 1st U-phase coil connection terminal 45U is arranged substantially directly above the place where the end of the
The 1st V-phase
The 1st W phase
The
一方、第2中性点バスバー42は、第1中性点バスバー41に対し、任意の径方向に沿う直線を中心に線対称の範囲に配置されている。第2中性点バスバー42の基本的構成は、第1中性点バスバー41と同様であり、接続されるコイル16が異なるだけである。
すなわち、第2中性点バスバー42は、第2U相コイル接続端子46U、第2V相コイル接続端子46V、及び第2W相コイル接続端子46Wと、各相のコイル接続端子46U,46V,46Wを接続する第2渡り部48と、により構成されている。
On the other hand, the second neutral
That is, the second neutral
第2U相コイル接続端子46Uには、第2U相コイル162Ubの終線16bの端部が接続される。
第2V相コイル接続端子46Vには、第2V相コイル162Vbの終線16bの端部が接続される。
第2W相コイル接続端子46Wには、第2W相コイル162Wbの終線16bの端部が接続される。
The end of the
The end of the
The end of the
また、第2W相中間バスバー44Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第2W相中間バスバー44Wは、2つの第2W相コイル接続端子52Wと、これら2つの第2W相コイル接続端子52Wを接続する第2渡り部54Wと、により構成されている。
2つの第2W相コイル接続端子52Wは、それぞれ第2W相コイル162Waの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第2W相コイル162Wbの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第2W相コイル接続端子52Wには、それぞれ第2W相コイル162Waの終線16bと第2W相コイル162Wbの始線16aとが接続されている。
The second W phase
The two second W phase
図8に示すように、バスバーユニット5の3層目には、第1系統の第1U相コイル161Uaと第1U相コイル161Ubとを接続する第1U相中間バスバー43Uと、第1系統の第1V相コイル161Vaと第1V相コイル161Vbとを接続する第1V相中間バスバー43Vと、第1系統の第1W相コイル161Waと第1W相コイル161Wbとを接続する第1W相中間バスバー43Wと、第2系統の第1U相コイル162Uaと第2U相コイル162Ubとを接続する第2U相中間バスバー44Uと、第2系統の第1V相コイル162Vaと第2V相コイル162Vbとを接続する第2V相中間バスバー44Vと、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
As shown in FIG. 8, the third layer of the
第1U相中間バスバー43Uは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第1U相中間バスバー43Uは、2つの第1U相コイル接続端子51Uと、これら2つの第1U相コイル接続端子51Uを接続する第1渡り部53Uと、により構成されている。
2つの第1U相コイル接続端子51Uは、それぞれ第1U相コイル161Uaの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第1U相コイル161Ubの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第1U相コイル接続端子51Uには、それぞれ第1U相コイル161Uaの終線16bと第1U相コイル161Ubの始線16aとが接続されている。
The first U phase
The two first U-phase
第1V相中間バスバー43Vは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第1V相中間バスバー43Vは、2つの第1V相コイル接続端子51Vと、これら2つの第1V相コイル接続端子51Vを接続する第1渡り部53Vと、により構成されている。
2つの第1V相コイル接続端子51Vは、それぞれ第1V相コイル161Vaの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第1V相コイル161Vbの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第1V相コイル接続端子51Vには、それぞれ第1V相コイル161Vaの終線16bと第1V相コイル161Vbの始線16aとが接続されている。
The first V-phase intermediate bus bar 43V is formed by pressing a conductive plate-shaped member. The first V phase intermediate bus bar 43V is composed of two first V phase
The two first V-phase
第1W相中間バスバー43Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第1W相中間バスバー43Wは、2つの第1W相コイル接続端子51Wと、これら2つの第1W相コイル接続端子51Wを接続する第1渡り部53Wと、により構成されている。
2つの第1W相コイル接続端子51Wは、それぞれ第1W相コイル161Waの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第1W相コイル161Wbの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第1W相コイル接続端子51Wには、それぞれ第1W相コイル161Waの終線16bと第1W相コイル161Wbの始線16aとが接続されている。
The first W phase
The two first W phase
第2U相中間バスバー44Uは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第2U相中間バスバー44Uは、2つの第2U相コイル接続端子52Uと、これら2つの第2U相コイル接続端子52Uを接続する第2渡り部54Uと、により構成されている。
2つの第2U相コイル接続端子52Uは、それぞれ第2U相コイル162Uaの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第2U相コイル162Ubの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第2U相コイル接続端子52Uには、それぞれ第2U相コイル162Uaの終線16bと第2U相コイル162Ubの始線16aとが接続されている。
The second U phase
The two second U-phase
第2V相中間バスバー44Vは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第2V相中間バスバー44Vは、2つの第2V相コイル接続端子52Vと、これら2つの第2V相コイル接続端子52Vを接続する第2渡り部54Vと、により構成されている。
2つの第2V相コイル接続端子52Vは、それぞれ第2V相コイル162Vaの終線16bの端部が配置されている箇所の真上と第2V相コイル162Vbの始線16aの端部が配置されている箇所の真上に配置されている。そして、2つの第2V相コイル接続端子52Vには、それぞれ第2V相コイル162Vaの終線16bと第2V相コイル162Vbの始線16aとが接続されている。
The second V-phase
The two second V-phase
このように、3層にそれぞれ所定のバスバー21U〜44Wを配置することにより、図5に示すように、各コイル16の始線16a及び終線16bが接続可能なように全周に各コイル接続端子23U〜52Wが配置されたバスバーユニット5が構成される。
By arranging predetermined bus bars 21U to 44W in each of the three layers in this way, as shown in FIG. 5, each coil is connected to the entire circumference so that the
図9は、各相のコイル16及びバスバーユニット5を展開した図である。
同図に示すように、コイル16の始線16aの長さを終線16bの長さよりも長く設定することにより(図3参照)、各バスバー21U〜44Wの各コイル接続端子23U〜52Wの位置と、対応するコイル16の始線16aの端部及び終線16bの端部の位置と、が所定量だけ周方向にずれる。
FIG. 9 is a developed view of the
As shown in the figure, by setting the length of the
ここで、各コイル接続端子23U〜52Wと対応するコイル16の始線16aとの周方向のずれ量、及び各コイル接続端子23U〜52Wと対応するコイル16の終線16bとの周方向のずれ量は、それぞれ同一のずれ量に設定されている。換言すれば、このずれ量が全て同一になるように、各コイル16の始線16aの長さ、及び終線16bの長さが設定されているとも言える。このため、コイル16の始線16a及び終線16bは全て同一方向で、且つ同じように斜めに引き回される。
Here, the amount of deviation between the
図10は、コイル16の結線図である。
同図に示すように、バスバーユニット5によって、コイル16は、2系統の3相(U相、V相、W相)構造となるようにスター結線方式にて結線される。また各系統において、同相となるコイル16は、直列に結線される。
FIG. 10 is a wiring diagram of the
As shown in the figure, the
このように、上述の第1実施形態では、12個のティース部33(12個のスロット17)を有し、これらティース部33に集中巻方式によりコイル16が巻回され、さらに回転軸7(回転軸線L1、中心軸線L2)を中心に、同一系統の2つの同一相のコイル16が対向配置(点対称配置)されたステータ2を備えたブラシレスモータ1において、コイル16の始線16aの長さを、終線16bの長さよりも長く設定している。このため、各バスバー21U〜44Wの各コイル接続端子23U〜52Wの位置と、対応するコイル16の始線16aの端部及び終線16bの端部の位置と、を所定量だけ周方向にずらすことができる。これにより、各バスバー21U〜44Wの各渡り部27U〜54Wの周方向の長さ(配線長さ)を短く設定できる。この結果、バスバーユニット5を3層に分けるだけで全てのバスバー21U〜44Wを配置できる。すなわち、従来と比較してバスバーユニットを構成するバスバーの積層数を減少させることができる。
As described above, in the above-described first embodiment, the
また、各コイル16は、それぞれ始線16aが全て同一長さに設定されていると共に、終線16bが全て同一長さに設定されている。このため、各始線16aや各終線16bを引き回す際、束ね易くすることができる。
さらに、バスバーユニット5の各層において、同層に配置されているバスバー21U〜44Wの形状をできる限り同一にすることができる。
Further, in each
Further, in each layer of the
すなわち、バスバーユニット5の1層目において(図6参照)、第1U相バスバー21Uと第2U相バスバー22Uとをほぼ同一の形状とすることができる。換言すれば、第1U相バスバー21Uと第2U相バスバー22Uとを任意の径方向の直線を中心にして線対称な形状とすることができる。
また、バスバーユニット5の1層目において、第1V相バスバー21Vと第2W相バスバー22Wとをほぼ同一の形状とすることができる。換言すれば、第1V相バスバー21Vと第2W相バスバー22Wとを任意の径方向の直線を中心にして線対称な形状とすることができる。
That is, in the first layer of the bus bar unit 5 (see FIG. 6), the first U-phase bus bar 21U and the second
Further, in the first layer of the
さらに、バスバーユニット5の2層目において(図7参照)、第1中性点バスバー41と第2中性点バスバー42とをほぼ同一の形状とすることができる。換言すれば、第1中性点バスバー41と第2中性点バスバー42とを任意の径方向の直線を中心にして線対称な形状とすることができる。
そして、バスバーユニット5の3層目において(図8参照)、各中間バスバー43U,43V,43W,44U,44Vの形状を、ほぼ同一にすることができる。
Further, in the second layer of the bus bar unit 5 (see FIG. 7), the first neutral
Then, in the third layer of the bus bar unit 5 (see FIG. 8), the shapes of the intermediate bus bars 43U, 43V, 43W, 44U, 44V can be made substantially the same.
また、各分割コア30において、ティース部33にコイル16を巻回する際、自身のコイル16によってティース部33に固定される始線16aを、終線16bよりも長く設定している。ここで、コイル16の端末部(始線16a、終線16b)の長さが長くなると、この分、寸法管理も煩わしいものとなるが、ティース部33に確実に固定される始線16aの長さを長く設定することにより、コイル16の端末部の長さ管理を容易化できる。
Further, in each divided
さらに、各バスバー21U〜44Wの各コイル接続端子23U〜52Wの位置と、対応するコイル16の始線16aの端部及び終線16bの端部の位置と、が所定量だけ周方向にずれている。そして、各コイル接続端子23U〜52Wと対応するコイル16の始線16aとの周方向のずれ量、及び各コイル接続端子23U〜52Wと対応するコイル16の終線16bとの周方向のずれ量は、それぞれ同一のずれ量に設定されている。このため、コイル16の始線16a及び終線16bは全て同一方向で、且つ同じように斜めに引き回すことができ、このコイル16の引き回し作業を容易化できる。また、ステータ2からバスバーユニット5へコイル16を引き回す箇所の始線16a及び終線16bを束ね易くすることができ、小型化できる。
Further, the positions of the
(第2実施形態)
次に、図11〜図17に基づいて、第2実施形態について説明する。なお、以下の図では、前述の第1実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する。
ここで、第2実施形態のブラシレスモータ201は、電動パワーステアリング装置100に用いられるものである点、略有底円筒状のモータハウジング4と、このモータハウジング4内に内嵌固定された略円筒状のステータ2と、ステータ2の径方向内側に回転自在に配置されたロータ3と、ステータ2の軸方向一端側に配置され、このステータ2に給電を行うためのバスバーユニット205と、を備えている点等の基本的構成は、前述の第1実施形態と同様である。また、ステータ2は、12個の分割コア30を連結してなる点、各分割コア30のティース部33に、コイル16が集中巻方式により巻回されている点等の基本的構成も前述の第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 17. In the following figures, the same reference numerals as those in the above-described first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
Here, the
ここで、前述の第1実施形態と第2実施形態との相違点は、第1実施形態のバスバーユニット5と第2実施形態のバスバーユニット205との構成が異なる点、及びこのバスバーユニット205に接続されるコイル16の引き回し方が異なる点である。
Here, the differences between the first embodiment and the second embodiment described above are that the configuration of the
図11は、分割コア30の斜視図である。
同図に示すように、第2実施形態では、回転軸7(回転軸線L1、中心軸線L2)を中心に対向配置(以下、単に対向配置という)された同一系統で且つ同一相の2つのティース部33に、コイル16が一連に巻回されている。そして、2つのティース部33に架け渡されるコイル16が、2つのティース部33に巻回されたコイル16同士を接続する渡り線コイル216として機能する。渡り線コイル216は、ステータ202のバスバーユニット205側に引きまわれている。また、対向配置された2つのティース部33の何れか一方にコイル16の始線16aが引き出され、他方にコイル16の終線16bが引き出される。
FIG. 11 is a perspective view of the
As shown in the figure, in the second embodiment, two teeth of the same system and the same phase are arranged so as to face each other (hereinafter, simply referred to as opposite arrangements) about the rotation axis 7 (rotation axis L1, central axis L2). A
図12は、各コイル16の相の割り当てと始線16a、終線16b及び渡り線コイル216の引き回しを説明するための図であって、前述の図4に対応している。
同図に示すように、各系統の各相のコイル16の割り当ては、前述の第1実施形態と同様である。そして、全ての分割コア30を連結すると、合計6本の各相の渡り線コイル216(第1U相渡り線コイル216U1、第1V相渡り線コイル216V1、第1W相渡り線コイル216W1、第2U相渡り線コイル216U2、第2V相渡り線コイル216V2、第2W相渡り線コイル216W2)がステータ202のバスバーユニット205側に引き回される。また、各分割コア30からそれぞれ1つずつコイル16の始線16a又は終線16bの何れかが引き出される。
FIG. 12 is a diagram for explaining the phase allocation of each
As shown in the figure, the allocation of the
(バスバーユニット)
図13は、バスバーユニット205の平面図である。図14は、1層目のバスバーユニット205のパターン配置図である。図15は、2層目のバスバーユニット205のパターン配置図である。図16は、3層目のバスバーユニット205のパターン配置図である。
図13〜図16に示すように、バスバーユニット5は略円環状に形成された3層構造とされ、複数のバスバー221U〜242を有している。そして、各層にそれぞれ所定のバスバー221U〜242が配置されている。また、バスバーユニット5は、各層に配置された各バスバー221U〜242の絶縁距離を確保すると共に、各バスバー221U〜242を3層に分けて配置した状態で保持する樹脂製のバスバーホルダ220を備えている。このバスバーホルダ220が、略円環状に形成されている。
(Busbar unit)
FIG. 13 is a plan view of the
As shown in FIGS. 13 to 16, the
図14に示すように、バスバーユニット205の1層目には、第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wと、第2系統の第2V相電源バスバー222V、及び第2W相電源バスバー222Wと、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wは、軸方向からみてバスバーホルダ220の半円分に集約配置されている。また、第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものであり、それぞれ別個に構成されている。
As shown in FIG. 14, on the first layer of the
The first U-phase
そして、第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wは、それぞれ径方向外側に向かって突出する第1U相コイル接続端子223U、及び第1W相コイル接続端子223Wと、軸方向に沿ってターミナルユニット70側に向かって突出する第1U相給電端子225U、及び第1W相給電端子225Wと、これらコイル接続端子223U,223Wと給電端子225U,225Wとを接続する第1U相渡り部227U、及び第1W相渡り部227Wと、により構成されている。
The first U-phase
第1U相コイル接続端子223Uは、第1U相コイル161Uaの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1U相コイル161Uaの始線16aの端部が接続される。
第1W相コイル接続端子223Wは、第1W相コイル161Waの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1W相コイル161Waの始線16aの端部が接続される。
The 1st U phase
The 1st W phase
第1U相給電端子225U、及び第1W相給電端子225Wは、後述する第1V相給電端子225Vと共に、近接して並んで配置されている。第1U相給電端子225U、及び第1W相給電端子225Wは、ターミナルユニット70のそれぞれ対応するターミナル72の他端に接続される。
第1U相渡り部227U、及び第1W相渡り部227Wは、バスバーホルダ20の形状に沿って軸方向からみて円弧状に形成されている。第1U相渡り部227U、及び第1W相渡り部227Wは、それぞれ周長が異なっている。
The 1st U phase feeding terminal 225U and the 1st W
The 1st
一方、第2系統の第2V相電源バスバー222V、及び第2W相電源バスバー222Wは、第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wが配置されている箇所とは反対側のバスバーホルダ220の半円分に集約配置されている。第2系統の第2V相電源バスバー222V、及び第2W相電源バスバー222Wは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものであり、それぞれ別個に構成されている。
On the other hand, the 2nd V phase
第2系統の第2V相電源バスバー222V、及び第2W相電源バスバー222Wの基本的構成は、第1系統の第1U相電源バスバー221U、及び第1W相電源バスバー221Wと同様であり、接続されるコイル16が異なるだけである。
すなわち、第2系統の第2V相電源バスバー222Vは、第2V相コイル接続端子224Vと、第2V相給電端子226Vと、第2V相渡り部228Vと、を備えている。また、第2W相電源バスバー222Wは、第2W相コイル接続端子224Wと、第2W相給電端子226Wと、第2W相渡り部228Wと、を備えている。
The basic configuration of the 2nd system 2V phase
That is, the second V-phase
第2V相コイル接続端子224Vには、第2V相コイル162Vaの始線16aの端部が接続される。
第2W相コイル接続端子224Wには、第2W相コイル162Waの始線16aの端部が接続される。
The end of the
The end of the
図15に示すように、バスバーユニット205の2層目には、第1系統の第1V相電源バスバー221Vと、第2系統の第2U相電源バスバー222Uと、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
第1系統の第1V相電源バスバー221Vは、軸方向からみて1層目の第1U相給電端子225U、及び第1W相給電端子225Wが配置されている側のバスバーホルダ220の半円分に集約配置されている。また、第1系統の第1V相電源バスバー221Vは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。
As shown in FIG. 15, in the second layer of the
The 1st V phase power
そして、第1系統の第1V相電源バスバー221Vは、径方向外側に向かって突出する第1V相コイル接続端子223Vと、軸方向に沿ってターミナルユニット70側に向かって突出する第1V相給電端子225Vと、これら第1V相コイル接続端子223Vと第1V相給電端子225Vとを接続する第1V相渡り部227Vと、により構成されている。
第1V相コイル接続端子223Vは、第1V相コイル161Vaの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1V相コイル161Vaの始線16aの端部が接続される。
The first V-phase
The 1st V-phase
一方、第2系統の第2U相電源バスバー222Uは、軸方向からみて1層目の第2系統の第2V相電源バスバー222V、及び第2W相電源バスバー222Wが配置されている側のバスバーホルダ220の半円分に集約配置されている。また、第2系統の第2U相電源バスバー222Uは、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。
On the other hand, the second U phase
第2系統の第2U相電源バスバー222Uの基本的構成は、第1系統の第1V相電源バスバー221Vと同様であり、接続されるコイル16が異なるだけである。
すなわち、第2系統の第2U相電源バスバー222Uは、第2U相コイル接続端子224Uと、第2U相給電端子226Uと、第2U相渡り部228Uと、を備えている。
第2U相コイル接続端子224Uは、第2U相コイル162Uaの始線16aの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置されている。第2U相コイル接続端子224Uには、第2U相コイル162Uaの始線16aの端部が接続される。
The basic configuration of the second U-phase
That is, the second U phase
The second U-phase
図16に示すように、バスバーユニット205の3層目には、第1系統の第1中性点バスバー241と、第2系統の第2中性点バスバー242と、が互いに絶縁距離を確保した状態で配置されている。
As shown in FIG. 16, in the third layer of the
第1中性点バスバー241は、軸方向からみてバスバーホルダ220の半円分よりもやや短い範囲に配置されている。第1中性点バスバー241は、導電性の板状部材にプレス加工を施して形成されたものである。第1中性点バスバー241は、径方向外側に向かって突出する各相のコイル接続端子245U,245V,245W(第1U相コイル接続端子245U、第1V相コイル接続端子245V、第1W相コイル接続端子245W)と、各相のコイル接続端子245U,245V,245Wを接続する第1渡り部247と、により構成されている。
The first neutral
第1U相コイル接続端子245Uは、第1U相コイル161Ubの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1U相コイル161Ubの終線16bの端部が接続される。
第1V相コイル接続端子245Vは、第1V相コイル161Vbの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1V相コイル161Vbの終線16bの端部が接続される。
第1W相コイル接続端子245Wは、第1W相コイル161Wbの終線16bの端部が配置された箇所のほぼ真上に配置され、この第1W相コイル161Wbの終線16bの端部が接続される。
第1渡り部247は、バスバーホルダ20の形状に沿って軸方向からみて円弧状に形成されている。
The 1st U-phase
The 1st V-phase
The 1st W phase
The
一方、第2中性点バスバー242は、第1中性点バスバー241に対し、任意の径方向に沿う直線を中心に線対称の範囲に配置されている。第2中性点バスバー242の基本的構成は、第1中性点バスバー241と同様であり、接続されるコイル16が異なるだけである。
すなわち、第2中性点バスバー242は、第2U相コイル接続端子246U、第2V相コイル接続端子246V、及び第2W相コイル接続端子246Wと、各相のコイル接続端子246U,246V,246Wを接続する第2渡り部248と、により構成されている。
On the other hand, the second neutral
That is, the second neutral
第2U相コイル接続端子246Uには、第2U相コイル162Ubの終線16bの端部が接続される。第2V相コイル接続端子246Vには、第2V相コイル162Vbの終線16bの端部が接続される。第2W相コイル接続端子246Wには、第2W相コイル162Wbの終線16bの端部が接続される。
The end of the
このように、3層にそれぞれ所定のバスバー221,222,241,242を配置することにより、図13に示すように、各コイル16の始線16a及び終線16bが接続可能なように各コイル接続端子223U〜246Wが配置されたバスバーユニット205が構成される。
By arranging the predetermined bus bars 211,222 and 241,242 in the three layers in this way, as shown in FIG. 13, each
図17は、各相のコイル16及びバスバーユニット205を展開した図である。
同図に示すように、同一系統で且つ同一相の2つのティース部33に、コイル16が一連に巻回され、2つのティース部33に架け渡されるコイル16を渡り線コイル216として機能させる。これにより、バスバーユニット205を構成するバスバー221,222,241,242の個数を減少させつつ、前述の図10に示すように、コイル16を、2系統の3相(U相、V相、W相)構造となるようにスター結線方式にて結線できる。
FIG. 17 is a developed view of the
As shown in the figure, a
このように、上述の第2実施形態では、12個のティース部33(12個のスロット17)を有し、これらティース部33に集中巻方式によりコイル16が巻回され、さらに回転軸7(回転軸線L1、中心軸線L2)を中心に、同一系統の2つの同一相のコイル16が対向配置(点対称配置)されたステータ2を備えたブラシレスモータ1において、同一系統の2つの同一相のコイル16を一連に巻回されている。そして、2つのティース部33に架け渡されるコイル16を、2つのティース部33に巻回されたコイル16同士を接続する渡り線コイル216として機能させている。さらに、この渡り線コイル216を形成することにより、バスバーユニット205を、各相電源バスバー221U〜222Wと各中性点バスバー241,242とにより構成することができ、バスバーユニット205を3層構造にできる。しかも、バスバーユニット205を、配線距離が長くなる同一系統の同一相のコイル16を結線するために用いずに、各相電源バスバー221U〜222Wと各中性点バスバー241,242とで構成している。このため、バスバーユニット205自体も小型化できる。この結果、コイルの結線箇所を小型化できる。
As described above, in the above-described second embodiment, the
また、同一系統の2つの同一相の各コイル16と対応する渡り線コイル216とが、一つのコイル16により一連に形成されるので、同一系統で且つ同一相の巻回作業を、一度に行うことができ、コイル16の巻回作業の効率化を図ることができる。また、渡り線コイル216の長さが無駄に長くなってしまうことを防止でき、コイル16の結線箇所をさらに小型化できる。
Further, since each of the two
(第2実施形態の変形例)
次に、図18に基づいて、第2実施形態の変形例について説明する。
図18は、第2実施形態の変形例における分割コア30の斜視図であって、前述の第2実施形態における図11に対応している。
ここで、上述の第2実施形態では、ステータ202のバスバーユニット205側に、同一系統で且つ同一相の2つのティース部33に架け渡される渡り線コイル216が引きまわれている場合について説明した。しかしながら、図18に示すように、ステータ202のバスバーユニット205とは反対側に渡り線コイル216を引き回してもよい。
(Modified example of the second embodiment)
Next, a modified example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a perspective view of the
Here, in the above-described second embodiment, the case where the
このような場合、渡り線コイル216の巻回数が、バスバーユニット205とは反対側に渡り線コイル216を引き回す分、1/2ターン増加する。しかしながら、同一系統で且つ同一相の2つのティース部33に巻回される2つのコイル16の両方とも1/2ターンずつ増加することになるので、同一系統で且つ同一相において、磁気的なバランスが保たれる。
In such a case, the number of turns of the
このように構成することで、前述の第2実施形態と同様の効果を奏するのに加え、ステータ202のバスバーユニット205とは反対側に渡り線コイル216を引き回すので、バスバーユニット205と渡り線コイル216とが干渉してしまうことを防止できる。このため、バスバーユニット205と各コイル16との結線作業を行う際、渡り線コイル216が邪魔になることがなく、バスバーユニット205と各コイル16との結線作業を容易化できる。
With this configuration, in addition to achieving the same effect as in the second embodiment described above, the
なお、上述の第2実施形態及び第2実施形態の変形例では、同一系統の2つの同一相の各コイル16と対応する渡り線コイル216とが、一つのコイル16により一連に形成されてい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、各ティース部33に巻回されるコイル16と、渡り線コイル216とを別々に形成し、これらコイル16と渡り線コイル216とを、例えば、圧着端子等を用いて接続する構成としてもよい。このように構成することで、例えば、各ティース部33を別々の治具に取付けてコイル16を巻回する等、コイル16の巻回作業の自由度を高めることができる。
In the above-described second embodiment and the modified example of the second embodiment, two
また、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置100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、ブラシレスモータ1を様々な電動駆動装置に用いることが可能である。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
さらに、上述の実施形態では、ステータ2,202を構成する分割コア30の個数Mは、12個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、分割コア30の個数Mは、上記式(1)を満たすように設定されていればよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the number M of the divided
1,201…ブラシレスモータ
2,202…ステータ
5,205…バスバーユニット
16…コイル
16a…始線
16b…終線
21U,221U…第1U相電源バスバー(電源用バスバー)
21V,221V…第1V相電源バスバー(電源用バスバー)
21W,221W…第1W相電源バスバー(電源用バスバー)
22U,222U…第2U相電源バスバー(電源用バスバー)
22V,222V…第2V相電源バスバー(電源用バスバー)
22W,222W…第2W相電源バスバー(電源用バスバー)
23U,223U…第1U相コイル接続端子(始線接続位置)
23V,223V…第1V相コイル接続端子(始線接続位置)
23W,223W…第1W相コイル接続端子(始線接続位置)
24U,224U…第2U相コイル接続端子(始線接続位置)
24V,224V…第2V相コイル接続端子(始線接続位置)
24W,224W…第2W相コイル接続端子(始線接続位置)
33…ティース部
41,241…第1中性点バスバー(中性点用バスバー)
42,242…第2中性点バスバー(中性点用バスバー)
43U…第1U相中間バスバー(バスバー)
43V…第1V相中間バスバー(バスバー)
43W…第1W相中間バスバー(バスバー)
44U…第2U相中間バスバー(バスバー)
44V…第2V相中間バスバー(バスバー)
44W…第2W相中間バスバー(バスバー)
45U,51U,245U…第1U相コイル接続端子(終線接続位置)
45V,51V,245V…第1V相コイル接続端子(終線接続位置)
45W,51W,245W…第1W相コイル接続端子(終線接続位置)
46U,52U,246U…第2U相コイル接続端子(終線接続位置)
46V,52V,246V…第2V相コイル接続端子(終線接続位置)
46W,52W,246W…第2W相コイル接続端子(終線接続位置)
100…電動パワーステアリング装置
101…ステアリング
161Ua,161Ub…第1U相コイル(コイル)
161Va,161Vb…第1V相コイル(コイル)
161Wa,161Wb…第1W相コイル(コイル)
162Ua,162Ub…第2U相コイル(コイル)
162Va,162Vb…第2V相コイル(コイル)
162Wa,162Wb…第2W相コイル(コイル)
216…渡り線コイル
1,201 ... Brushless motor 2,202 ... Stator 5,205 ...
21V, 221V ... Phase 1V power bus bar (power bus bar)
21W, 221W ... Phase 1W power bus bar (power bus bar)
22U, 222U ... Phase 2U power bus bar (power bus bar)
22V, 222V ... Phase 2V power bus bar (power bus bar)
22W, 222W ... Phase 2W power bus bar (power bus bar)
23U, 223U ... 1st U phase coil connection terminal (starting line connection position)
23V, 223V ... 1st V phase coil connection terminal (starting line connection position)
23W, 223W ... 1st W phase coil connection terminal (starting line connection position)
24U, 224U ... 2nd U phase coil connection terminal (starting line connection position)
24V, 224V ... 2nd V phase coil connection terminal (starting line connection position)
24W, 224W ... 2nd W phase coil connection terminal (starting line connection position)
33 ... Teeth section 41,241 ... 1st neutral point bus bar (neutral point bus bar)
42, 242 ... 2nd neutral point bus bar (neutral point bus bar)
43U ... Phase 1U intermediate bus bar (bus bar)
43V ... 1st V phase intermediate bus bar (bus bar)
43W ... Phase 1W intermediate bus bar (bus bar)
44U ... Phase 2U intermediate busbar (busbar)
44V ... Phase 2V intermediate bus bar (bus bar)
44W ... Phase 2W intermediate bus bar (bus bar)
45U, 51U, 245U ... 1st U phase coil connection terminal (end line connection position)
45V, 51V, 245V ... 1st V phase coil connection terminal (end line connection position)
45W, 51W, 245W ... 1st W phase coil connection terminal (end line connection position)
46U, 52U, 246U ... 2nd U phase coil connection terminal (end line connection position)
46V, 52V, 246V ... 2nd V phase coil connection terminal (end line connection position)
46W, 52W, 246W ... 2nd W phase coil connection terminal (end line connection position)
100 ... Electric
161Va, 161Vb ... 1st V-phase coil (coil)
161Wa, 161Wb ... 1st W phase coil (coil)
162Ua, 162Ub ... Second U-phase coil (coil)
162Va, 162Vb ... Second V-phase coil (coil)
162Wa, 162Wb ... Second W phase coil (coil)
216 ... Crossover coil
Claims (7)
前記コイルを、2系統の3相構造となるようにスター結線するバスバーと、を備え、
前記ステータの中心軸を中心に、同一系統の2つの同一相の前記コイルが対向配置されたブラシレスモータであって、
前記ティース部に巻回されている各前記コイルの巻き初めである始線の長さと、巻き終わりとなる終線の長さとが異なった長さに設定され、且つ全ての前記始線の長さが同一長さに設定されると共に、全ての前記終線の長さが同一長さに設定されることを特徴とするブラシレスモータ。 When N is a natural number, a stator having 12 N teeth and a coil wound around the teeth by a centralized winding method.
The coil is provided with a bus bar for star-connecting the coils so as to have a two-system three-phase structure.
A brushless motor in which two coils of the same system and the same phase are arranged to face each other around the central axis of the stator.
The length of the start line at the start of winding of each of the coils wound around the teeth portion and the length of the end line at the end of winding are set to different lengths, and the lengths of all the start lines are set. Is set to the same length, and the lengths of all the end lines are set to the same length.
前記終線の終線引き出し位置と、対応する前記終線の前記バスバーへの終線接続位置とが周方向にずれており、
前記始線接続位置の前記始線引き出し位置に対するずれ量と、前記終線接続位置の前記終線引き出し位置に対するずれ量とが、それぞれ、同一に設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。 The start line pull-out position of the start line and the start line connection position of the corresponding start line to the bus bar are deviated in the circumferential direction, and
The end line pull-out position of the end line and the end line connection position of the corresponding end line to the bus bar are deviated in the circumferential direction.
Claim 1 or claim 1, wherein the deviation amount of the start line connection position with respect to the start line lead-out position and the deviation amount of the end line connection position with respect to the end line lead-out position are set to be the same, respectively. The brushless motor according to claim 2.
前記コイルは、2系統の3相構造にスター結線されており、
前記ステータの中心軸を中心に、同一系統の2つの同一相の前記コイルが対向配置されたブラシレスモータであって、
前記対向配置された同一相の前記コイル同士を接続する渡り線コイルと、
電源に接続される側の前記コイルの電源側端末部を、前記電源に接続するための電源用バスバーと、
中性点に接続される側の前記コイルの中性点側端末部を、互いに接続するための中性点用バスバーと、
を備え、
前記電源用バスバーは2層に構成されており、前記中性点用バスバーは1層に構成されており、
1層目の前記電源用バスバーには、前記2系統のうちの第1系統における第1U相電源バスバー、及び第1W相電源バスバーと、前記2系統のうちの第2系統における第2V相電源バスバー、及び第2W相電源バスバーと、が配置されており、
2層目の前記電源用バスバーには、前記第1系統における第1V相電源バスバーと、前記第2系統における第2U相電源バスバーと、が配置されており、
前記中性点用バスバーは、前記第1系統における第1中性点バスバーと、前記第2系統における第2中性点バスバーと、からなることを特徴とするブラシレスモータ。 It has 12 teeth parts, and the teeth parts are provided with a stator in which a coil is wound by a centralized winding method.
The coil is star-connected to a two-system three-phase structure.
A brushless motor in which two coils of the same system and the same phase are arranged to face each other around the central axis of the stator.
A crossover coil that connects the coils of the same phase arranged so as to face each other,
A power bus bar for connecting the power supply side terminal of the coil on the side connected to the power supply to the power supply, and
A bus bar for the neutral point for connecting the terminal portion on the neutral point side of the coil on the side connected to the neutral point to each other, and a bus bar for the neutral point.
Equipped with a,
The power supply bus bar is configured in two layers, and the neutral point bus bar is configured in one layer.
The first layer of the power bus bar includes a first U phase power bus bar and a first W phase power bus bar in the first system of the two systems, and a second V phase power bus bar in the second system of the two systems. , And the 2nd W phase power bus bar are arranged.
The first V-phase power bus bar in the first system and the second U-phase power bus bar in the second system are arranged in the second layer of the power bus bar.
The neutral point bus bar is a brushless motor including a first neutral point bus bar in the first system and a second neutral point bus bar in the second system.
ことを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 4, wherein two coils having the same phase of the same system and the corresponding crossover coil are continuously formed by one coil.
前記ステータの軸方向他端面側に、前記渡り線コイルが配置されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のブラシレスモータ。 The power supply bus bar and the neutral point bus bar are arranged on one end surface side in the axial direction of the stator.
The brushless motor according to claim 4 or 5, wherein the crossover coil is arranged on the other end surface side in the axial direction of the stator.
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