JP7106043B1

JP7106043B1 - モータ

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Publication number: JP7106043B1
Application number: JP2022528576A
Authority: JP
Inventors: 真一岡田; 将臣鷲野; 盛幸枦山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2041-07-16
Also published as: WO2023286273A1; JPWO2023286273A1

Abstract

フィルタをモータの本体に内蔵させることでモータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができるモータを提供する。インバータで駆動されるモータ（１）であって、箱型のフレーム（５）と、フレームの内部に固定されたステータコア（４）および巻線（６）を有するステータ（１２）と、ステータと隙間を介して配置され、フレームに回転可能に支持されたロータ（１１）と、インバータの出力ケーブルと巻線とを電気的に接続する配線と、フレームとステータとの隙間に配置され、接地電位と配線との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタ（３０）とを備えている。

Description

本願は、モータに関する。

インバータで駆動されるモータにおいて、インバータとモータとを電気的に接続するケーブルの長さが長くかつインバータの出力電圧の立ち上がり時間が短い場合、モータの入力端子でインバータサージと呼ばれる過電圧が発生する。このインバータサージは、モータのインピーダンスがケーブルのインピーダンスよりも大きいことに起因して発生する。インバータサージは、マイクロサージとも呼ばれる。これ以降、インバータサージで発生する過電圧を単にサージ電圧と表現する。モータの入力端子に印加されるサージ電圧はモータの絶縁性に悪影響を与えるので、サージ電圧を抑制する必要がある。

サージ電圧を抑制するために、インバータの出力端子とモータの入力端子との間にフィルタを接続したモータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、冷却ファンを備えたモータにおいて、冷却ファンが発生する冷却風でフィルタを冷却することでフィルタを小型化したモータが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５－１８４９８３号公報特開平５－９１７５５号公報

しかしながら、従来のモータにおいてはインバータの出力端子とモータの入力端子との間にフィルタを備えているので、インバータとモータとで構成されたモータ駆動系全体の設置体積が増加するという問題があった。

本願は上述のような課題を解決するためになされたもので、フィルタをモータの本体に内蔵させることでモータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができるモータを提供することを目的とする。

本願のモータは三相のインバータで駆動されるモータであって、箱型のフレームと、フレームの内部に固定されたステータコアおよび三相の巻線を有するステータと、ステータと隙間を介して配置され、フレームに回転可能に支持されたロータと、三相のインバータの出力ケーブルと三相の巻線とを電気的に接続する配線と、フレームとステータとの隙間に配置され、接地電位と配線との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタとを備えており、フィルタは、インダクター、コンデンサおよび抵抗の少なくとも２つ素子の直列接続体で構成されており、フィルタを構成する複数の素子は、隣り合う巻線のコイルエンドの同じ隙間に周方向に並んで配置されており、一つの相のフィルタと同じ相の巻線とは隣接して配置されており、一つの相のフィルタを構成する複数の素子のうち配線側の素子が同じ相の巻線に近い位置に配置されている。

本願のモータにおいては、三相のインバータの出力ケーブルと三相の巻線とを電気的に接続する配線と、フレームとステータとの隙間に配置され、接地電位と配線との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタとを備えており、フィルタは、インダクター、コンデンサおよび抵抗の少なくとも２つ素子の直列接続体で構成されており、フィルタを構成する複数の素子は、隣り合う巻線のコイルエンドの同じ隙間に周方向に並んで配置されており、一つの相のフィルタと同じ相の巻線とは隣接して配置されており、一つの相のフィルタを構成する複数の素子のうち配線側の素子が同じ相の巻線に近い位置に配置されているので、モータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができる。

実施の形態１に係るモータの縦断面図である。実施の形態１に係るモータの横断面図である。実施の形態１に係るモータの外観図である。実施の形態１の端子箱の内部の構成図である。実施の形態１によるインバータの出力側とモータの入力側とにおける電圧波形の説明図である。実施の形態１によるインバータとモータとの接続を示した説明図である。実施の形態１におけるフィルタを備えた結線板の説明図である。実施の形態１における軸方向から見た結線板の構成図である。実施の形態１に係るモータの側面図である。実施の形態１における結線板の基本構造の断面図である。実施の形態１における結線板の断面図である。実施の形態１におけるフィルタの特性図である。実施の形態１におけるモータの入力側の電圧波形図である。実施の形態２に係るモータの巻線の接続図である。実施の形態２におけるプリント基板の構成図である。実施の形態２に係るモータの側面図である。

以下、本願を実施するための実施の形態に係るモータについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るモータの縦断面図である。図２は、本実施の形態に係るモータの横断面図である。図１はモータの回転軸に平行な方向の断面図であり、図２はモータの回転軸に直交する方向の断面図である。これ以降、本実施の形態のモータとして、３相２コイルのモータで説明する。

図１および図２に示すように、モータ１は、円柱状のシャフト２に固定されたロータコア３と、ロータコア３と隙間を介して配置された円筒状のステータコア４と、ステータコア４の外周に設置された箱型のフレーム５と、ステータコア４に巻かれた巻線６とを有する。ステータコア４は、周方向に並んで配置され、内周側に突出した複数のティース８を備えている。ティース８同士の間はスロットと呼ばれる空間になっている。巻線６は、スロットを利用してティース８に巻かれている。ロータコア３およびステータコア４は、例えば電磁鋼板が積層されて構成されている。ステータコア４の両端部には、巻線６とステータコア４との間を電気的に絶縁するためのコイルエンド絶縁材７が配置されている。また、ステータコア４のティース８の側壁には、図示してはいないが、巻線６とステータコア４との間を電気的に絶縁するためのスロット内絶縁材が配置されている。シャフト２はベアリング９を介してフレーム５に対して回転可能に支持されている。本実施の形態のモータ１は、箱型のフレーム５と、シャフト２およびロータコア３を有するロータ１１と、ステータコア４および巻線６を有するステータ１２とで構成されている。本実施の形態のモータ１は、シャフト２を回転軸としてロータ１１がステータ１２に対して回転する。

図１に示すように、ステータコア４の軸方向の一方の端部とフレーム５との間には、巻線６同士を電気的に接続するための配線が形成された結線板２１と、結線板２１の配線と巻線６およびステータコア４とを電気的に接続する導通ピン２２とが設置されている。結線板２１は円環状の形状であり、結線板２１には後述するフィルタ３０が実装されている。本実施の形態のモータ１は、図２に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相がそれぞれ２つの巻線で構成されている。Ｕ相はＵ１、Ｕ２の２つの巻線、Ｖ相はＶ１、Ｖ２の２つの巻線、Ｗ相はＷ１、Ｗ２の２つの巻線で構成されている。

図３は、本実施の形態のモータ１の外観図である。図３Ａに示すモータ１は外形が円柱状であり、図３Ｂに示すモータ１は外形が四角柱状である。図２に示すように、ステータコア４は円筒状であるため、図３に示す２つのモータにおいては、フレーム５の外形が異なるのみである。フレーム５はロータコア３およびステータコア４を収める金属製または樹脂製の箱型の構造物であり、ステータコア４の径方向の外周側と軸方向の両端側とを覆っている。フレーム５の外側には端子箱１３が設置されており、この端子箱１３の側壁にはインバータからモータ１へ電力を供給するためのケーブルを通すケーブル孔１４が形成されている。

図４は、端子箱の内部の構成図である。端子箱１３の内部には端子台１５が設けられている。端子箱１３は、金属または樹脂で構成されている。端子台１５は、樹脂板で構成されている。端子台１５には金属で構成された３つの接続端子１６が設けられている。端子箱１３のケーブル孔１４から４本のケーブル１７が挿入され、ケーブル１７の１本は、接地用端子１８に接続される。３本のケーブル１７は、３つの接続端子１６の一方の端部にそれぞれ接続される。３つの接続端子１６の他方の端部には、３相の巻線にそれぞれつながる３本の配線ケーブル１９が接続されている。

図５は、本実施の形態において、インバータの出力側とモータの入力側とにおける電圧波形の説明図である。インバータ１０とモータ１とをつなぐケーブル１７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のケーブルと接地線Ｇのケーブルとの４本で構成されている。図５に示すように、インバータ１０からは矩形波の電圧が出力されるが、ケーブルが長くかつ矩形波の立ち上がり時間が短い場合、モータ１の入力側ではサージ電圧と呼ばれる元の電圧の約２倍になる過電圧が発生する。このサージ電圧は、インバータ１０とケーブル１７との間のインピーダンスの不整合、およびケーブル１７とモータ１との間のインピーダンスの不整合に起因して発生する。一般に、インバータのインピーダンスが最も小さく、ケーブルのインピーダンスはインバータのインピーダンスより大きく、モータのインピーダンスが最も大きい。サージ電圧はインバータ１０からの出力電圧に比べて大きいため、モータ１の絶縁部材に印加される電圧ストレスが大きくなり部分放電の原因となる。仮に部分放電が発生した場合、絶縁部材が損傷してモータ１の故障の原因となる。

図６は、本実施の形態において、インバータとモータとの接続を示した説明図である。ケーブル１７は端子箱１３の中の端子台１５に接続されており、端子台１５と巻線６との間は配線ケーブル１９および結線板２１の配線２３を経由して接続されている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線６は、結線板２１の配線２３によってスター結線で接続されている。接地線Ｇは、配線ケーブル１９および結線板２１の配線２３を経由してステータコアに接続されている。ステータコアの電位は、接地電位に設定されている。なお、ステータコアとフレーム５とは導通しているので、接地線Ｇをフレーム５に接続してもよい。本実施の形態のモータ１においては、サージ電圧を抑制するためのフィルタは結線板２１に実装されている。

図７は、本実施の形態において、フィルタを備えた結線板の説明図である。図７に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相および接地線Ｇのケーブル１７は、端子箱１３の端子台１５、配線ケーブル１９並びに結線板２１の配線２３を経由してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線６およびステータコア４にそれぞれ接続されている。結線板２１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の配線２３と接地の配線２３との間にフィルタ３０が接続されている。フィルタ３０は、インダクター３１とコンデンサ３２と抵抗３３との直列接続で構成されている。

図８は、本実施の形態において、軸方向から見た結線板の構成図である。結線板２１は円環状の形状であり、その形状はステータコアの軸方向の断面形状とほぼ同じである。図８において、ステータコア４および巻線６を細い破線で示している。フィルタ３０は結線板２１とステータコア４との間に配置される、つまり図８では結線板２１の裏側に配置されるため、フィルタ３０も細い破線で示している。結線板２１は３層のプリント基板で構成されており、各層には配線２３が形成されている。各層の配線２３はスルーホールを用いて導通ピンなどに電気的に接続される。図８において、白丸はスルーホールを表し、黒丸はスルーホールに挿入された導通ピンを表している。さらに図８において、太い実線は１層目の配線２３、太い破線は２層目の配線２３、太い点線は３層目の配線２３をそれぞれ表している。本実施の形態においては、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の配線が交差するため結線板２１に３層のプリント基板を用いている。図８において、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｇで示したスルーホールは、端子台１５からＵ相、Ｖ相、Ｗ相および接地線Ｇの配線ケーブル１９がそれぞれ接続されるスルーホールである。６個のスルーホール２９は、フィルタ３０の構成部品であるインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３を結線板２１に実装するためのスルーホールである。図８において、細い破線で示す各相の巻線６は、その外周側に配置された導通ピンと電気的に接続されている。巻線６と導通ピンとは、溶接、かしめなどの方法で電気的に接続されている。また、接地の配線ケーブル１９が接続されるＧで示したスルーホールは、２層目の配線およびスルーホールを経由して、導通ピンＰでステータコア４と電気的に接続されている。

本実施の形態の結線板２１では次のような順番で各相のスルーホールと巻線とが電気的に接続されている。Ｕ相の接続を例に取って説明する。Ｕ相は、Ｕで示したＵ相のスルーホールＡ、１層目の配線Ｂ、Ｕ１巻線に接続されている一方の導通ピンが挿入されたスルーホールＣ、一方の導通ピンＤ、Ｕ１巻線Ｅ、Ｕ１巻線に接続されている他方の導通ピンＦ、他方の導通ピンが挿入されたスルーホールＨ、１層目の配線Ｉ、Ｕ２巻線に接続されている一方の導通ピンが挿入されたスルーホールＪ、一方の導通ピンＫ、Ｕ２巻線Ｌ、Ｕ２巻線に接続されている他方の導通ピンＭ、他方の導通ピンが挿入されたスルーホールＮ、中性点となる１層目の配線Ｏ、の順に接続されている。また、Ｕで示したＵ相のスルーホールとＧで示した接地のスルーホールとの間には、導通ピンが挿入されたスルーホールＣ、６個のスルーホール２９および１層目の配線を利用してフィルタ３０が接続されている。

Ｖ相およびＷ相の接続もＵ相と同様な順に接続されており、ＶおよびＷで示したスルーホールから２つの巻線を経由して中性点となる１層目の配線Ｏまでそれぞれ接続されている。また、Ｖで示したＶ相のスルーホールとＧで示した接地のスルーホールとの間には、２層目の配線、導通ピンが挿入されたスルーホール、６個のスルーホール２９および導通ピンＰを利用してフィルタ３０が接続されている。さらに、Ｗで示したＷ相のスルーホールとＧで示した接地のスルーホールとの間には、３層目の配線、導通ピンが挿入されたスルーホール、６個のスルーホール２９および１層目の配線を利用してフィルタ３０が接続されている。

図９は、図８にＸで示した矢印の方向からモータを見た側面図である。ステータコア４のティース８の周りにはスロット内絶縁材を介して巻線６が巻かれている。ティース８の軸方向の両端部のコイルエンド絶縁材７の外側で巻線が半円状になっているところをコイルエンドと呼ぶ。巻線６のＷ２のコイルエンドとＵ１のコイルエンドとの間には隙間がある。同様に、巻線６のＵ１のコイルエンドとＶ１のコイルエンドとの間、およびＶ１のコイルエンドとＷ１のコイルエンドとの間にも隙間がある。これらの隙間にフィルタ３０を構成するインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３が配置されている。インダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３は、結線板２１のスルーホール２９に電気的に接続されている。なお、図９に示したように、スロット内の巻線の間に絶縁フィルム２０が配置されていてもよい。

図１０は、本実施の形態における結線板の断面図である。図１０は、プリント基板で構成された結線板２１の基本構造を示した断面図である。結線板２１は、銅箔で構成された１層目配線層２４、２層目配線層２５および３層目配線層２６が絶縁層２７を挟んで積層されたプリント基板で構成されている。プリント基板の表面および裏面はレジスト層２８で保護されている。プリント基板を用いた結線板２１は、次のようにして作製される。銅箔をエッチング処理して１層目配線層２４、２層目配線層２５および３層目配線層２６の配線パターンを作製し、それらの配線層を絶縁層２７となるプリプレグに挟んで圧力をかけながら熱硬化させる。プリプレグは、例えばガラス繊維の板材に熱硬化性の樹脂を含浸させた板状の素材である。
なお、配線幅が狭い場合、配線に流れる電流によっては発熱が問題となる場合がある。その場合は、配線幅を広くするために４層以上のプリント基板を用いてもよい。

図１１は、図８のＹ－Ｙ線の位置における結線板の断面図である。図１１に示すように、フィルタ３０の構成部品の１つであるインダクター３１は、そのリード線３４が結線板２１のスルーホール２９に挿入されて結線板２１に固定されている。フィルタ３０の他の構成部品であるコンデンサ３２および抵抗３３も、そのリード線３４が結線板２１のスルーホール２９に挿入されて結線板２１に固定されている。リード線３４は、スルーホール２９に半田付けされて１層目配線層２４、２層目配線層２５および３層目配線層２６のいずれかの配線層と電気的に接続される。
フィルタ３０の構成部品であるインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３と結線板２１との接続は、結線板２１をステータコア４に取り付ける前に実施される。フィルタ３０の構成部品であるインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３が実装された結線板２１をフィルタ付き結線板と称する。

本実施の形態のモータ１は、次のようにして製造される。ステータコア４に巻線６が巻かれる。巻線６が巻かれたステータコア４は、フレーム５の内部に例えば焼き嵌めを用いて固定される。フレーム５内に固定されたステータコア４の上にフィルタ付き結線板が配置され、導通ピンを用いて結線板２１の配線２３とステータコア４および巻線６とが電気的に接続される。次に、ロータコア３が固定されたシャフト２がベアリング９を介してフレーム５に取り付けられる。このようにして本実施の形態のモータ１は製造される。

なお、フレーム５を密閉型とし、その内部に絶縁性のモールド液を充填してもよい。モールド液は、モータ本体の放熱性、絶縁性および耐異物性を向上させると共に、結線板２１に取り付けられたフィルタ３０の構成部品の放熱性、絶縁性および耐異物性を向上させることができる。また、巻線６とフィルタ３０が実装された結線板２１とを絶縁性の高熱伝導性樹脂で一体化してもよい。絶縁性の高熱伝導性樹脂も巻線６およびフィルタ３０の構成部品の放熱性、絶縁性および耐異物性を向上させることができる。

図１２は、本実施の形態におけるフィルタの特性図である。図１２は、フィルタの特性である周波数とインピーダンスとの関係の一例を示している。ここで、フィルタ３０を構成するインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３の特性値は次の値とした。インダクター３１のインダクタンスは１５０ｎＨ、コンデンサ３２の容量は１０ｎＦ、抵抗３３の抵抗値は６８Ωである。インバータから出力された矩形波がモータに到達したときの電圧波形の立ち上がり部分に含まれる周波数成分は、５００ｋＨｚ～１０ＭＨｚの領域である。この周波数領域におけるケーブルのインピーダンスは５０～１００Ωであり、モータ本体のインピーダンスは数ｋΩである。そのため、フィルタがない場合、ケーブルのインピーダンスとモータ本体のインピーダンスとが不整合となりサージ電圧が発生する。フィルタがある場合、図１２に示すように、５００ｋＨｚ～１０ＭＨｚの領域ではフィルタのインピーダンスは約７０Ωである。モータ本体のインピーダンスを１ｋΩとすると、フィルタとモータ本体との合成インピーダンスは約６５Ωになる。その結果、フィルタを備えたモータのインピーダンスはケーブルのインピーダンスと同等になるので、サージ電圧の発生が抑制される。ここで、１つの例として１０極のモータを２００Ｈｚの周期で回転させる場合、１ｋＨｚの疑似交流電流（駆動電流の基本波）が流れるようにインバータで電圧を制御する。駆動電流の基本波に対してフィルタが低インピーダンスの場合、漏れ電流による発熱などの問題が発生する。本実施の形態のフィルタを備えたモータにおいては、図１２に示すように数百ｋＨｚ以下の低周波数領域ではフィルタのインピーダンスは大きいため、漏れ電流はほとんど発生せず、無駄な発熱を防ぐことができる。

図１３は、本実施の形態におけるモータの入力側の電圧波形図である。図１３に示す特性はインバータとモータとをつなぐケーブルの長さが２０ｍのときのＵ相の特性であり、実線は本実施の形態におけるフィルタ３０がある場合の電圧波形であり、破線は比較のためのフィルタ３０がない場合の電圧波形である。このフィルタ３０の構成は、インダクター３１のインダクタンスが１５０ｎＨ、コンデンサ３２の容量が１０ｎＦ、および抵抗３３の抵抗値が６８Ωである。図１３に示すように、フィルタ３０がない場合は過電圧となるサージ電圧が発生しているが、フィルタ３０がある場合はサージ電圧の発生が抑制されている。

本実施の形態のモータは、箱型のフレームと、フレームの内部に固定されたステータコアおよび巻線を有するステータと、ステータと隙間を介して配置され、フレームに回転可能に支持されたロータと、インバータの出力ケーブルが接続される接続端子と、接続端子と巻線とを電気的に接続する配線と、接地電位と接続端子との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタとを備えている。そして、本実施の形態のモータは、フレームとステータとの隙間に配線となる配線層が形成された結線板を備え、フィルタは結線板に実装されているので、モータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができる。

従来のモータにおいては、サージ電圧を抑制するためのフィルタをインバータの出力端子とモータの入力端子との間に別の構成部品として設ける必要があった。そのため、インバータとモータとで構成されたモータ駆動系全体の設置体積が大きくなるという問題があった。本実施の形態のモータにおいては、モータの本体の内部であるフレームとステータとの隙間にフィルタを設けているので、モータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができる。また、密閉型のフレームの内部が絶縁性のモールド液で充填されている場合は、フィルタの構成部品の放熱性、絶縁性および耐異物性が向上する。さらに、巻線とフィルタが実装された結線板とが絶縁性の高熱伝導性樹脂で一体化されている場合は、振動によるフィルタの構成部品の脱落の問題もない。

なお、本実施の形態のモータにおいて、フィルタはインダクターとコンデンサと抵抗との直列接続で構成されている。フィルタは、インダクター、コンデンサおよび抵抗の少なくとも２つの直列接続体で構成されていてもよい。

また、本実施の形態においては、結線板は全てがフレームの内部に位置する構成である。別の構成として、配線ケーブルがそれぞれ接続されるスルーホールの部分がフレームの外に位置するような結線板を用いてもよい。このような構成とすることで、端子箱を介さずにインバータからのケーブルを結線板のスルーホールに直接接続することができる。

実施の形態２．
図１４は、実施の形態２に係るモータの巻線の接続図である。実施の形態１のモータにおいては、多層プリント基板で構成された結線板の配線で巻線同士が接続されていた。本実施の形態のモータにおいては、端子台１５から引き出されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の配線ケーブル１９は被覆導線４０で構成されており、これらの配線ケーブル１９は巻線６と電気的に接続された導通ピン２２にそれぞれ接続されている。そして、巻線同士も被覆導線４０で接続されている。巻線同士を接続する被覆導線４０は、巻線６と電気的に接続された導通ピン２２に接続されている。巻線の接続関係は、実施の形態１の図６に示した接続関係と同様であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線６はスター結線で接続されている。被覆導線４０は、フレーム５とステータコア４との間の隙間に配置されている。

図１５は、本実施の形態のモータにおいて、被覆導線４０とステータコア４との間に配置されるプリント基板の構成図である。図１５に示すように、本実施の形態におけるフィルタ３０は、プリント基板４１に実装される。図１５において、白丸はスルーホールを表している。プリント基板４１には、フィルタ３０の構成部品を実装するためのスルーホール２９、Ｕ相の配線接続用のスルーホール４２、Ｖ相の配線接続用のスルーホール４３、Ｗ相の配線接続用のスルーホール４４、接地線接続用のスルーホール４５、およびスルーホール間を接続する配線４６が形成されている。Ｕ相の配線接続用のスルーホール４２、Ｖ相の配線接続用のスルーホール４３、Ｗ相の配線接続用のスルーホール４４および接地線接続用のスルーホール４５には、端子台１５から引き出されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相および接地の配線ケーブル１９がそれぞれ接続される。フィルタ３０の構成部品であるインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３は、そのリード線がスルーホール２９に挿入されてプリント基板４１に固定されている。フィルタ３０の構成部品は、スルーホール２９および配線４６を用いて、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の配線と接地線との間に直列に接続されている。

なお、図１５に示したプリント基板４１はステータコアの約１／４周の扇型であるが、フィルタ３０の放熱性の向上のためにステータコアの全周に渡る円環状の形状であってもよい。また、スルーホール間を接続する配線４６は、プリント基板４１の一方の面に形成されているが、配線の放熱性の向上のために、接地線接続用のスルーホール４５につながる配線を他方の面に形成してもよい。

図１６は、図１４にＸで示した矢印の方向からモータを見た側面図である。図１６に示すように、巻線６とフレーム５との間に、被覆導線４０およびプリント基板４１が配置されている。フィルタ３０を構成するインダクター３１、コンデンサ３２および抵抗３３は、プリント基板４１に実装されており、コイルエンドの隙間の位置に配置されている。なお、図１６に示したように、スロット内の巻線の間に絶縁フィルム２０が配置されていてもよい。

また、フレーム５を密閉型とし、その内部に絶縁性のモールド液を充填してもよい。モールド液は、モータ本体の放熱性、絶縁性、耐異物性を向上させると共に、プリント基板４１に取り付けられたフィルタ３０の構成部品の放熱性、絶縁性、耐異物性を向上させることができる。巻線６がワニスで固定されている場合、プリント基板４１とフィルタの構成部品とは絶縁性の高熱伝導性樹脂で一体化されていてもよい。

本実施の形態のモータは、箱型のフレームと、フレームの内部に固定されたステータコアおよび巻線を有するステータと、ステータと隙間を介して配置され、フレームに回転可能に支持されたロータと、インバータの出力ケーブルが接続される接続端子と、接続端子と巻線とを電気的に接続する配線と、接地電位と接続端子との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタとを備えている。そして、本実施の形態のモータは、フレームとステータとの隙間に配線となる被覆導線とプリント基板とを備え、フィルタはプリント基板に実装されているので、モータ駆動系全体の設置体積の増加を抑制することができる。

なお、実施の形態１および２においては３相の巻線がスター結線のモータを用いて説明したが、３相の巻線がデルタ結線のモータを用いてもよい。また、実施の形態１～３においては３相２コイルのモータを用いて説明したが、３相Ｎコイル（Ｎは自然数）のモータを用いてもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１モータ、２シャフト、３ロータコア、４ステータコア、５フレーム、６巻線、７コイルエンド絶縁材、８ティース、９ベアリング、１０インバータ、１１ロータ、１２ステータ、１３端子箱、１４ケーブル孔、１５端子台、１６接続端子、１７ケーブル、１８接地用端子、１９配線ケーブル、２０絶縁フィルム、２１結線板、２２導通ピン、２３配線、２４１層目配線層、２５２層目配線層、２６３層目配線層、２７絶縁層、２８レジスト層、２９スルーホール、３０フィルタ、３１インダクター、３２コンデンサ、３３抵抗、３４リード線、４０被覆導線、４１プリント基板、４２Ｕ相の配線接続用のスルーホール、４３Ｖ相の配線接続用のスルーホール、４４Ｗ相の配線接続用のスルーホール、４５接地線接続用のスルーホール、４６配線。

Claims

三相のインバータで駆動されるモータであって、
箱型のフレームと、
前記フレームの内部に固定されたステータコアおよび三相の巻線を有するステータと、
前記ステータと隙間を介して配置され、前記フレームに回転可能に支持されたロータと、
三相の前記インバータの出力ケーブルと三相の前記巻線とを電気的に接続する配線と、
前記フレームと前記ステータとの隙間に配置され、接地電位と前記配線との間に設けられたサージ電圧を抑制するフィルタとを備え、
前記フィルタは、インダクター、コンデンサおよび抵抗の少なくとも２つの素子の直列接続体で構成されており、
前記フィルタを構成する複数の前記素子は、隣り合う前記巻線のコイルエンドの同じ隙間に周方向に並んで配置されており、
一つの相の前記フィルタと同じ相の前記巻線とは隣接して配置されており、一つの相の前記フィルタを構成する複数の前記素子のうち前記配線側の前記素子が同じ相の前記巻線に近い位置に配置されていることを特徴とするモータ。
前記フレームと前記ステータとの隙間に配置され、前記配線となる配線層が形成された結線板を備え、前記フィルタは、前記結線板に実装されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記フレームと前記ステータとの隙間に配置され、前記配線となる被覆導線とプリント基板とを備え、前記フィルタは、前記プリント基板に実装されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記巻線と前記フィルタとは絶縁性の材料で一体化されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ。