JPWO2018020650A1

JPWO2018020650A1 - ステータ及びモータ

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Publication number: JPWO2018020650A1
Application number: JP2018530292A
Authority: JP
Inventors: 慶介福永
Original assignee: Nidec America Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2019-05-16
Also published as: DE112016007102T5; US20190252937A1; CN109478817B; WO2018020650A1; CN109478817A

Abstract

上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータは、周方向に配列された複数のティースを有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに導線が巻かれた複数のコイルと、を有する。前記複数のコイルは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各コイル群と、同一相同士の前記コイルを中継する渡り線と、を有する。前記ステータコアの上側及び下側のそれぞれにおいて、一の相の前記渡り線は、他の相の前記渡り線と周方向に離れた領域に配置される。

Description

本発明は、ステータ及びモータに関する。

特開２０１５−２１１５８７号公報には、円柱状のロータと、ロータが配置される空間を中央部に有するステータと、を備えるブラシレスモータが開示される。ステータは、環状のステータコアと、ステータコアの内周側に、周方向に順に設けられている第１〜第１２のティースと、を有する。第１〜第１２のティースのそれぞれに導体が巻き付けられて第１〜第１２のコイルが形成される。第１〜第１２のコイルには、Ｕ相を構成するコイルと、Ｖ相を構成するコイルと、Ｗ相を構成するコイルが含まれる。

各相は、同一相の２つのコイルを結ぶ渡り線を有する。各相の渡り線は、ステータコアの軸方向両端面の一方の端面の外縁部に配置されている。各相の渡り線は、互いに交差しないように配置されている。複数の渡り線は、軸方向から見て一部が重畳しているが、軸方向に異なる位置に配置されることによって、各相の渡り線は互いに接触しない。

特開２０１５−２１１５８７号公報

渡り線同士の接触を避ける手法として、特許文献１のように渡り線の軸方向の高さ位置を変えることは有効である。ただし、この手法では、モータの軸方向の厚みが厚くなる可能性がある。また、渡り線同士の接触を避けるために絶縁チューブ等の絶縁部材を渡り線の周りに配置すると、ステータの製造時における作業負担が増える可能性がある。

そこで、本発明は、渡り線同士の接触が生じ難く、小型化を図ることができるステータ及びモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なステータは、上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータであって、周方向に配列された複数のティースを有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに導線が巻かれた複数のコイルと、を有する。前記複数のコイルは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各コイル群と、同一相同士の前記コイルを中継する渡り線と、を有する。前記ステータコアの上側及び下側のそれぞれにおいて、一の相の前記渡り線は、他の相の前記渡り線と周方向に離れた領域に配置される。

本発明の例示的なモータは、上述した本発明の例示的なステータと、前記ステータと対向するロータと、を有する。

例示的な本発明によれば、渡り線同士の接触が生じ難く、小型化を図ることができるステータ及びモータを提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係るモータの概略断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るステータが有するステータコアの概略平面図である。図３は、本発明の実施形態に係るステータの概略平面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るステータの配線図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るステータが有する複数のコイルの結線構造を示す模式図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るステータの変形例における配線図である。図７は、本発明の第１実施形態に係るステータが有する複数のコイルの結線構造の変形例を示す模式図である。図８は、本発明の第２実施形態に係るステータの配線図である。図９は、本発明の第２実施形態に係るステータが有する複数のコイルの結線構造を示す模式図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係るステータが有する複数のコイルの結線構造の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、図１に示すモータの中心軸Ａの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの中心軸Ａを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。同様にして、ステータについても、モータ内に組み込まれた状態においてモータの軸方向、径方向及び周方向と一致する方向を単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。本明細書では、図１に示す方向にモータを配置した場合の軸方向を上下方向と定義する。なお、上下方向は単に説明のための用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。

＜１．モータ及びステータの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るモータ１の概略断面図である。モータ１は電動ブレーキブースターに用いられる。モータ１はブラシレスモータである。モータ１は、ステータ１０と、ロータ２０と、バスバー３０と、を有する。

ステータ１０は、上下方向に延びる中心軸Ａを中心とする環状に設けられる。ステータ１０は、ステータコア１１と、複数のコイルＣとを有する。図２は、本発明の実施形態に係るステータ１０が有するステータコア１１の概略平面図である。図３は、本発明の実施形態に係るステータ１０の概略平面図である。

図２に示すように、ステータコア１１は、周方向に配列された複数のティースＴを有する。ステータコア１１は、円環状のコアバック１１１を有する。複数のティースＴは、コアバック１１１から径方向内方に突出する。ステータコア１１は、複数の磁性鋼板が軸方向に積層されて構成される。ただし、ステータコア１１は、例えば、１つの部材で構成されてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されてもよい。図３に示すように、複数のコイルＣは、複数のティースＴのそれぞれに導線が巻かれて構成される。詳細には、ステータ１０は、図１及び図３に示すように、複数のティースＴを覆うインシュレータ１２を有する。インシュレータ１２は、例えば樹脂等の絶縁部材である。コイルＣは、インシュレータ１２を介してティースＴに導線が巻かれて構成される。

本実施形態においては、ステータコア１１は、周方向に順に配列された第１〜第１２ティースＴ１〜Ｔ１２を有する。すなわち、ティースＴの数は１２である。第１〜第１２ティースＴ１〜Ｔ１２は、周方向に等間隔に配列される。ステータ１０は、第１〜第１２ティースＴ１〜Ｔ１２のそれぞれに導線が巻かれた第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２を有する。すなわち、コイルＣの数は１２である。

ロータ２０はステータ１０と対向する。詳細には、ロータ２０の外周面は、ステータ１０の内周面と対向する。ロータ２０は、中心軸Ａを中心として回転する。ロータ２０は、柱状のシャフト２１と、円筒状のロータコア２２と、マグネット２３とを有する。シャフト２１は、中心軸Ａに沿って延びる。ロータコア２２は、シャフト２１の径方向外方に配置される。ロータコア２２は、例えば複数の磁性鋼板を積層して構成される。マグネット２３は、ロータコア２２の外周面に固定される。シャフト２１は、ロータコア２２の上下に配置されるベアリング２４によって回転可能に支持される。

バスバー３０は、ステータ２０と電気的に接続される。バスバー３０には、コイルＣから引き出された引出線が接続される。本実施形態においては、バスバー３０は、例えば、インサート成型によって絶縁性の樹脂によって保持される。絶縁性の樹脂とバスバー３０とで構成されるバスバーユニット３１は、略円環状に設けられ、ステータ１０の上側に配置される。バスバー３０が設けられることにより、コイルＣから引き出された引出線の結線処理が複雑になることを避けることができる。コイルＣとバスバー３０の関係の詳細については後述する。

モータ１は、その他、軸方向に延びる有底略円筒形のハウジング４０を有する。ハウジング４０は、ステータ１０より径方向外方に配置され、ステータ１０を囲む。ハウジング４０の底壁の中央部には、２つのベアリング２４のうちの下側のベアリング２４が固定される。上側のベアリング２４は、ハウジング４０内に配置される中蓋４１の中央部に固定される。

なお、中蓋４１の上には、ギアにより構成されるプランジャ５０が配置される。モータ１の回転運動がプランジャ５０によって直線運動に変換されてピストン（図示せず）を押圧しブレーキに必要な負圧を発生させる。

＜２．コイルの結線構造＞
＜２−１．第１実施形態＞
図４は、本発明の第１実施形態に係るステータ１０の配線図である。図４に示すように、ステータ１０においては、複数のコイルＣはデルタ結線される。複数のコイルＣは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各コイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧを有する。本実施形態では、第１コイルＣ１、第４コイルＣ４、第７コイルＣ７及び第１０コイルＣ１０は、Ｕ相コイル群ＵＧを構成する。第２コイルＣ２、第５コイルＣ５、第８コイルＣ８及び第１１コイルＣ１１は、Ｖ相コイル群ＶＧを構成する。第３コイルＣ３、第６コイルＣ６、第９コイルＣ９及び第１２コイルＣ１２は、Ｗ相コイル群ＷＧを構成する。

ステータ１０においては、３相の各コイルＣがＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で周方向に並ぶ。３相の各コイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧは、２つのコイルＣが直列接続されたコイル組ＣＳを有する。本実施形態では、ステータ１０は６つのコイル組ＣＳを有する。各コイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧは、２つのコイル組ＣＳを有する。３相の各コイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧは、コイル組ＣＳが２つ並列接続された構成である。本実施形態の構成では、コイルＣの数が１２とされ、コイルＣが周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で繰り返し並ぶために、モータ１の磁気バランスを良くすることができ、効率の良いモータ１を製造できる。

詳細には、Ｕ相コイル群ＵＧにおいては、第１コイルＣ１と第４コイルＣ４、及び、第７コイルＣ７と第１０コイルＣ１０が、それぞれコイル組ＣＳを構成する。これら２つのコイル組ＣＳは、第１コイルＣ１と第１０コイルＣ１０、及び、第４コイルＣ４と第７コイルＣ７がそれぞれ電気的に接続されて並列接続になる。

Ｖ相コイル群ＶＧにおいては、第２コイルＣ２と第１１コイルＣ１１、及び、第５コイルＣ５と第８コイルＣ８が、コイル組ＣＳを構成する。これら２つのコイル組ＣＳは、第２コイルＣ２と第５コイルＣ５、及び、第８コイルＣ８と第１１コイルＣ１１がそれぞれ電気的に接続されて並列接続になる。

Ｗ相コイル群ＷＧにおいては、第３コイルＣ３と第６コイルＣ６、及び、第９コイルＣ９と第１２コイルＣ１２が、それぞれコイル組ＣＳを構成する。これら２つのコイル組ＣＳは、第３コイルＣ３と第１２コイルＣ１２、及び、第６コイルＣ６と第９コイルＣ９がそれぞれ電気的に接続されて並列接続になる。

図５は、本発明の第１実施形態に係るステータ１０が有する複数のコイルＣの結線構造を示す模式図である。図５の左右方向は周方向に該当する。複数のコイルＣは、全て同一方向に導線を巻いて構成される。本実施形態では、複数のコイルＣは、いずれも反時計回り方向に導線が巻かれている。ただし、複数のコイルＣは、時計回り方向に導線が巻かれてもよい。導線は、例えば円環状のステータに巻き付けられる。ただし、導線は直線状のステータに巻き付けられ、その後、円環状のステータが形成されてもよい。また、導線は、複数に分割されたコア要素に巻き付けられ、その後、円環状のステータが形成されてもよい。複数のコイルＣは、同一相同士のコイルＣを中継する渡り線ＣＷを有する。本実施形態では、各コイル組ＣＳを構成する２つのコイルＣは、一本の導線によって形成される。このために、コイル組ＣＳ毎に一本の渡り線ＣＷが存在する。本実施形態では、６本の渡り線ＣＷが存在する。

直列接続される第１コイルＣ１と第４コイルＣ４の組は、第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１と、第１引出線Ｌ１と、第４引出線Ｌ４とを有する。第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１は、ステータコア１１の上下一方側に配置されて両コイルＣ１、Ｃ４を中継する。本実施形態では、第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１は、ステータコア１１の下側に配置される。第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１はインシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第１引出線Ｌ１は第１コイルＣ１から引き出される。第４引出線Ｌ４は第４コイルＣ４から引き出される。

直列接続される第７コイルＣ７と第１０コイルＣ１０の組は、第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２と、第７引出線Ｌ７と、第１０引出線Ｌ１０とを有する。第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２は、ステータコア１１の上下他方側に配置されて両コイルＣ７、Ｃ１０を中継する。本実施形態では、第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２は、ステータコア１１の上側に配置される。第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２は、インシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第７引出線Ｌ７は第７コイルＣ７から引き出される。第１０引出線Ｌ１０は第１０コイルＣ１０から引き出される。

直列接続される第５コイルＣ５と第８コイルＣ８の組は、第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１と、第５引出線Ｌ５と、第８引出線Ｌ８とを有する。第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１は、ステータコア１１の上下一方側に配置されて両コイルＣ５、Ｃ８を中継する。本実施形態では、第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１は、ステータコア１１の下側に配置される。第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１は、インシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第５引出線Ｌ５は第５コイルＣ５から引き出される。第８引出線Ｌ８は第８コイルＣ８から引き出される。

直列接続される第２コイルＣ２と第１１コイルＣ１１の組は、第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２と、第２引出線Ｌ２と、第１１引出線Ｌ１１とを有する。第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２は、ステータコア１１の上下他方側に配置されて両コイルＣ２、Ｃ１１を中継する。本実施形態では、第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２は、ステータコア１１の上側に配置される。第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２は、インシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第２引出線Ｌ２は第２コイルＣ２から引き出される。第１１引出線Ｌ１１は第１１コイルＣ１１から引き出される。

直列接続される第９コイルＣ９と第１２コイルＣ１２の組は、第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１と、第９引出線Ｌ９と、第１２引出線Ｌ１２とを有する。第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１は、ステータコア１１の上下一方側に配置されて両コイルＣ９、Ｃ１２を中継する。本実施形態では、第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１は、ステータコア１１の下側に配置される。第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１は、インシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第９引出線Ｌ９は第９コイルＣ９から引き出される。第１２引出線Ｌ１２は第１２コイルＣ１２から引き出される。

直列接続される第３コイルＣ３と第６コイルＣ６の組は、第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２と、第３引出線Ｌ３と、第６引出線Ｌ６とを有する。第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２は、ステータコア１１の上下他方側に配置されて両コイルＣ３、Ｃ６を中継する。本実施形態では、第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２は、ステータコア１１の上側に配置される。第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２は、例えばインシュレータ１２の径方向の外周面に沿って配置される。第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２は、インシュレータ１２の一部に支持されてもよい。第３引出線Ｌ３は第３コイルＣ３から引き出される。第６引出線Ｌ６は第６コイルＣ６から引き出される。

本実施形態では、ステータコア１１の下側において、第１Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ１、第１Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ１及び第１Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ１は、周方向において互いに離れた領域に配置される。また、ステータコア１１の上側において、第２Ｕ相渡り線ＣＷ_Ｕ２、第２Ｖ相渡り線ＣＷ_Ｖ２及び第２Ｗ相渡り線ＣＷ_Ｗ２は、周方向において互いに離れた領域に配置される。すなわち、ステータコア１１の上側及び下側のそれぞれにおいて、一の相の渡り線ＣＷは、他の相の渡り線ＣＷと周方向に離れた領域に配置される。一の相の渡り線ＣＷは、周方向において、他の相の渡り線と重ならない。

ステータ１０においては、ステータコア１１の上下で、３相の渡り線ＣＷが周方向において互いに重ならないために、渡り線ＣＷ同士の接触が生じる可能性を低減できる。このために、渡り線ＣＷの絶縁を確保するための絶縁チューブ等の部品の使用を省略することができる。また、渡り線ＣＷ同士の接触を避けるために、各相の渡り線ＣＷが設けられる上下方向の位置をずらす必要がなく、ステータ１０及びモータ１の小型化を図ることができる。本実施形態の構成によれば、渡り線ＣＷの配置を単純化できるために、自動化ラインの利用が可能である。本実施形態の構成によれば、簡易に導線をステータコア１１に巻くことができるために製造コストを低減することができる。なお、渡り線ＣＷは、ステータ１０の径方向外側の外縁部に配置されてもよいし、径方向内側の内縁部に配置されてもよい。また、ステータ１０の軸方向両端面の一方に配置されてもよい。

複数のコイルＣから上下方向に引き出される引出線Ｌは、全て同一方向に引き出されている。本実施形態では、上下方向に引き出される第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２は全て同一方向に引き出される。詳細には、第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２の全ては上側に引き出される。このような構成では、引出線Ｌを接続するバスバー３０をステータコア１１の上側か下側のいずれか一方に纏めて配置することができる。本実施形態では、バスバー３０は、ステータコア１１の上側に纏めて配置される。

詳細には、バスバー３０は、第１バスバー３０１と、第２バスバー３０２と、第３バスバー３０３とを有する。第１バスバー３０１は、第１引出線Ｌ１、第８引出線Ｌ８、第１０引出線Ｌ１０及び第１１引出線Ｌ１１と接続される。第２バスバー３０２は、第２引出線Ｌ２、第３引出線Ｌ３、第５引出線Ｌ５及び第１２引出線Ｌ１２と接続される。第３バスバー３０３は、第４引出線Ｌ４、第６引出線Ｌ６、第７引出線Ｌ７及び第９引出線Ｌ９と接続される。これにより、第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２はデルタ結線される。第１バスバー３０１、第２バスバー３０２及び第３バスバー３０３は、互いに電気的に接続されることなく、バスバーユニット３１に保持される。本実施形態では、第１バスバー３０１、第２バスバー３０２及び第３バスバー３０３は径方向の位置をずらした状態で、バスバーユニット３１に保持される。

本実施形態では、コイル組ＣＳにおいて、渡り線ＣＷは、周方向に並ぶ２つのコイルＣの周方向外側同士を繋いでいる。この構成は、６つのコイル組ＣＳの全てに当てはまる。このような構成とすると、導線にテンションをかけた状態で各コイルＣを形成し易く、コイルＣを形成した後に導線が緩む可能性を低減することができる。

図６は、本発明の第１実施形態に係るステータ１０の変形例における配線図である。図７は、本発明の第１実施形態に係るステータ１０が有する複数のコイルＣの結線構造の変形例を示す模式図である。図７の左右方向は周方向に該当する。図６及び図７に示す変形例においても、複数のコイルＣはデルタ結線される。図６及び図７に示す変形例の結線構造は、概ね上述した第１実施形態の構成と同じであるが一部の構造が異なる。以下、異なる部分に絞って説明する。

Ｕ相コイル群ＵＧにおいては、第１コイルＣ１と第４コイルＣ４、及び、第７コイルＣ７と第１０コイルＣ１０が、それぞれコイル組ＣＳを構成する。この点、上述した第１実施形態の構成と同じである。ただし、これら２つのコイル組ＣＳは、第１コイルＣ１と第７コイルＣ７、及び、第４コイルＣ４と第１０コイルＣ１０がそれぞれ電気的に接続されて並列接続とされる。すなわち、並列接続の仕方が上述した第１実施形態の構成と異なる。

Ｖ相コイル群ＶＧにおいては、第２コイルＣ２と第１１コイルＣ１１、及び、第５コイルＣ５と第８コイルＣ８が、コイル組ＣＳを構成する。この点、上述した第１実施形態の構成と同じである。ただし、これら２つのコイル組ＣＳは、第２コイルＣ２と第８コイルＣ８、及び、第５コイルＣ５と第１１コイルＣ１１がそれぞれ電気的に接続されて並列接続とされる。すなわち、並列接続の仕方が上述した第１実施形態の構成と異なる。

Ｗ相コイル群ＷＧにおいては、第３コイルＣ３と第６コイルＣ６、及び、第９コイルＣ９と第１２コイルＣ１２が、それぞれコイル組ＣＳを構成する。この点、上述した第１実施形態の構成と同じである。ただし、これら２つのコイル組ＣＳは、第３コイルＣ３と第９コイルＣ９、及び、第６コイルＣ６と第１２コイルＣ１２がそれぞれ電気的に接続されて並列接続とされる。すなわち、並列接続の仕方が上述した第１実施形態の構成と異なる。

図７に示すように、第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２の全ては上側に引き出される点は、上述した第１実施形態の構成と同じである。ただし、第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２が接続されるバスバー３０の組み合わせが、上述した第１実施形態の構成と異なる。第１バスバー３０１は、第１引出線Ｌ１、第２引出線Ｌ２、第７引出線Ｌ７及び第８引出線Ｌ８と接続される。第２バスバー３０２は、第５引出線Ｌ５、第６引出線Ｌ６、第１１引出線Ｌ１１及び第１２引出線Ｌ１２と接続される。第３バスバー３０３は、第３引出線Ｌ３、第４引出線Ｌ４、第９引出線Ｌ９及び第１０引出線Ｌ１０と接続される。

第２コイルＣ２と第１１コイルＣ１１のコイル組、第３コイルＣ３と第６コイルＣ６のコイル組、及び、第７コイルＣ７と第１０コイルＣ１０のコイル組において、渡り線ＣＷは、周方向に並ぶ２つのコイルＣの周方向内側同士を繋いでいる。すなわち、変形例においては、一部のコイル組ＣＳにおいて、渡り線ＣＷは、周方向に並ぶ２つのコイルＣの周方向外側同士を繋ぐという構成になっていない。この点、上述した第１実施形態の構成と異なる。

変形例の構成においても、ステータコア１１の上下で、一の相の渡り線ＣＷは、他の相の渡り線ＣＷと周方向に離れた領域に配置される。すなわち、ステータコア１１の上下で、３相の渡り線ＣＷが周方向において互いに重ならないために、渡り線ＣＷ同士の接触が生じる可能性を低減できる。このために、渡り線ＣＷの絶縁を確保するための絶縁チューブ等の部品の使用を省略することができる。また、渡り線ＣＷ同士の接触を避けるために、各相の渡り線ＣＷが設けられる上下方向の位置をずらす必要がなく、ステータ１０及びモータ１の小型化を図ることができる。また、引出線Ｌの全てが上側に引き出されているために、バスバー３０をステータコア１１の上側に纏めて配置することができる。

＜２−２．第２実施形態＞
第２実施形態のコイルの結線構造の説明にあたって、第１実施形態と重複する内容については、特に説明の必要がない場合には説明を省略する。

図８は、本発明の第２実施形態に係るステータ１０の配線図である。図８に示すように、ステータ１０においては、複数のコイルＣはスター結線される。複数のコイルＣは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧを有する。各相のコイル群ＵＧ、ＶＧ、ＷＧを構成するコイルＣは、第１実施形態と同じである。また、コイル組ＣＳを構成するコイルＣの組み合わせも第１実施形態と同じである。更に、各コイル組ＣＳが並列接続される構成についても第１実施形態と同様である。これらの詳細説明については省略する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るステータ１０が有する複数のコイルＣの結線構造を示す模式図である。図９の左右方向は周方向に該当する。第１実施形態と同様に、複数のコイルＣは、全て同一方向に導線を巻いて構成される。本実施形態では、複数のコイルＣは、いずれも反時計回り方向に導線が巻かれている。各コイル組ＣＳは、第１実施形態と同じ渡り線ＣＷと引出線Ｌとを有する。これらの詳細説明については省略する。ただし、各コイル組ＣＳから引き出される引出線Ｌの方向、及び、各引出線Ｌが接続されるバスバー３０の構成が異なる。以下の、この異なる点について説明する。

第２実施形態では、複数のコイルＣから上下方向に引き出される引出線Ｌのうち、中性点に接続される引出線と、その他の引出線とは、逆方向に引き出されている。詳細には、上下方向に引き出される第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２のうち、第１、第２、第５、第６、第９及び第１０引出線と、第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線とは逆方向に引き出されている。本実施形態では、第１、第２、第５、第６、第９及び第１０引出線は上側に引き出される。第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線は下側に引き出される。

第２実施形態では、バスバー３０は、第１バスバー３０４と、第２バスバー３０５と、第３バスバー３０６と、第４バスバー３０７とを有する。第１バスバー３０４は、第１引出線Ｌ１及び第１０引出線Ｌ１０と接続される。第２バスバー３０５は、第２引出線Ｌ２及び第５引出線Ｌ５と接続される。第３バスバー３０６は、第６引出線Ｌ６及び第９引出線Ｌ９と接続される。第４バスバー３０７は、第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ１１、Ｌ１２と接続される。第４バスバー３０７は、中性点用のバスバーである。これにより、第１〜第１２コイルＣ１〜Ｃ１２はスター結線される。第１、第２及び第３バスバー３０４〜３０６は、互いに電気的に接続されることなく、ステータコア１１の上側に配置されるバスバーユニット３１に保持される。本実施形態では、３つのバスバー３０４〜３０６は径方向の位置をずらした状態で、バスバーユニット３１に保持される。第４バスバー３０７は、ステータコア１１の下側に配置される。第４バスバー３０７も、樹脂によって支持されてよい。

第２実施形態の構成においても、ステータコア１１の上下で、一の相の渡り線ＣＷは、他の相の渡り線ＣＷと周方向に離れた領域に配置される。すなわち、ステータコア１１の上下で、３相の渡り線ＣＷが周方向において互いに重ならないために、渡り線ＣＷ同士の接触が生じる可能性を低減できる。また、全てのコイル組ＣＳにおいて、渡り線ＣＷは、周方向に並ぶ２つのコイルＣの周方向外側同士を繋いでいる。このために、導線にテンションをかけた状態で各コイルＣを形成し易く、コイルＣを形成した後に導線が緩む可能性を低減することができる。

図１０は、本発明の第２実施形態に係るステータ１０が有する複数のコイルＣの結線構造の変形例を示す模式図である。図１０の左右方向は周方向に該当する。変形例のコイルＣの結線構造は、概ね上述した第２実施形態の構成と同じであるが一部の構造が異なる。以下、異なる部分に絞って説明する。

図１０に示す変形例では、複数のコイルＣから上下方向に引き出される引出線Ｌは、全て同一方向に引き出されている。詳細には、上下方向に引き出される第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２は全て同一方向に引き出される。本実施形態では、第１〜第１２引出線Ｌ１〜Ｌ１２はいずれも上側に引き出される。この点が上述した第２実施形態の構成と異なる。当該構成の違いにより、変形例の構成では、引出線Ｌを接続するバスバー３０をステータコア１１の上下の一方側に纏めて配置することができる。

なお、変形例の構成では、第４バスバー３０７もステータコア１１の上側に配置されるために、第４バスバー３０７もバスバーユニット３１に保持される。４つのバスバー３０７は、互いに電気的に接続されることなくバスバーユニット３１に保持される。

変形例の構成においても、ステータコア１１の上下で、３相の渡り線ＣＷが周方向において互いに重ならないために、渡り線ＣＷ同士の接触が生じる可能性を低減できる。また、全てのコイル組ＣＳにおいて、渡り線ＣＷは、周方向に並ぶ２つのコイルＣの周方向外側同士を繋いでいる。このために、導線にテンションをかけた状態で各コイルＣを形成し易く、コイルＣを形成した後に導線が緩む可能性を低減することができる。

＜変形例等＞
以上に示した実施形態の構成は、本発明の例示にすぎない。実施形態の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されて構わない。複数の実施形態及び各実施形態における変形例等は可能な範囲で組み合わせて実施することもできる。

以上においては、本発明のモータ及びステータコアが、電動ブレーキブースターに適用される場合を示した。ただし、これは例示にすぎず、本発明は、例えば電動パワーステアリング装置、ポンプ、アンチロックブレーキシステム等、他の用途にも広く適用できる。

本発明は、例えば家電、自動車、船舶、航空機、列車等に利用されるモータに広く適用することができる。

１・・・モータ
１０・・・ステータコア
２０・・・ロータ
３０・・・バスバー
３０１、３０４・・・第１バスバー
３０２、３０５・・・第２バスバー
３０３、３０６・・・第３バスバー
３０７・・・第４バスバー
Ａ・・・中心軸
Ｃ・・・コイル
ＣＳ・・・コイル組
ＣＷ・・・渡り線
Ｌ・・・引出線
Ｔ・・・ティース
ＵＧ・・・Ｕ相コイル群
ＶＧ・・・Ｖ相コイル群
ＷＧ・・・Ｗ相コイル群

Claims

上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータであって、
周方向に配列された複数のティースを有するステータコアと、
前記複数のティースのそれぞれに導線が巻かれた複数のコイルと、
を有し、
前記複数のコイルは、
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各コイル群と、
同一相同士の前記コイルを中継する渡り線と、
を有し、
前記ステータコアの上側及び下側のそれぞれにおいて、一の相の前記渡り線は、他の相の前記渡り線と周方向に離れた領域に配置される、ステータ。
前記３相の各コイル群は、２つの前記コイルが直列接続されたコイル組を有し、
前記コイル組において、前記渡り線は、周方向に並ぶ前記２つのコイルの周方向外側同士を繋いでいる、請求項１に記載のステータ。
前記ティース及び前記コイルの数は１２であり、
前記３相の各コイル群は、２つの前記コイルが直列接続されたコイル組が２つ並列接続された構成であり、
前記３相の各コイルが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で周方向に並んでいる、請求項１又は２に記載のステータ。
前記複数のコイルはデルタ結線され、
前記複数のコイルから上下方向に引き出される引出線は、全て同一方向に引き出されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
前記複数のコイルがスター結線され、
前記複数のコイルから上下方向に引き出される引出線は、全て同一方向に引き出されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
前記複数のコイルがスター結線され、
前記複数のコイルから上下方向に引き出される引出線のうち、中性点に接続される引出線と、その他の前記引出線とは、逆方向に引き出されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
請求項１から６のいずれか１項に記載のステータと、
前記ステータと対向するロータと、
を有する、モータ。
前記コイルから引き出された引出線を接続するバスバーを更に有する、請求項７に記載のモータ。
モータであって、
上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータと、
前記ステータと対向するロータと、
前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、
を有し、
前記ステータは、
周方向に順に配列された第１〜第１２ティースを有するステータコアと、
前記第１〜第１２ティースのそれぞれに導線が巻かれた第１〜第１２コイルと、
を有し、
前記第１コイル、第４コイル、第７コイル及び第１０コイルはＵ相コイル群を構成し、
前記第２コイル、第５コイル、第８コイル及び第１１コイルはＶ相コイル群を構成し、
前記第３コイル、第６コイル、第９コイル及び第１２コイルはＷ相コイル群を構成し、
直列接続される前記第１コイル及び前記第４コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｕ相渡り線と、
前記第１コイルから引き出される第１引出線と、
前記第４コイルから引き出される第４引出線と、
を有し、
直列接続される前記第７コイル及び前記第１０コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｕ相渡り線と、
前記第７コイルから引き出される第７引出線と、
前記第１０コイルから引き出される第１０引出線と、
を有し、
直列接続される前記第５コイル及び前記第８コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｖ相渡り線と、
前記第５コイルから引き出される第５引出線と、
前記第８コイルから引き出される第８引出線と、
を有し、
直列接続される前記第２コイル及び前記第１１コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｖ相渡り線と、
前記第２コイルから引き出される第２引出線と、
前記第１１コイルから引き出される第１１引出線と、
を有し、
直列接続される前記第９コイル及び前記第１２コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｗ相渡り線と、
前記第９コイルから引き出される第９引出線と、
前記第１２コイルから引き出される第１２引出線と、
を有し、
直列接続される前記第３コイル及び前記第６コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｗ相渡り線と、
前記第３コイルから引き出される第３引出線と、
前記第６コイルから引き出される第６引出線と、
を有し、
上下方向に引き出される前記第１〜第１２引出線は全て同一方向に引き出され、
前記バスバーは、
前記第１引出線、前記第８引出線、前記第１０引出線、及び、前記第１１引出線と接続される第１バスバーと、
前記第２引出線、前記第３引出線、前記第５引出線、及び、前記第１２引出線と接続される第２バスバーと、
前記第４引出線、前記第６引出線、前記第７引出線、及び、前記第９引出線と接続される第３バスバーと、
を有する、モータ。
モータであって、
上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータと、
前記ステータと対向するロータと、
前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、
を有し、
前記ステータは、
周方向に順に配列された第１〜第１２ティースを有するステータコアと、
前記第１〜第１２ティースのそれぞれに導線が巻かれた第１〜第１２コイルと、
を有し、
前記第１コイル、第４コイル、第７コイル及び第１０コイルはＵ相コイル群を構成し、
前記第２コイル、第５コイル、第８コイル及び第１１コイルはＶ相コイル群を構成し、
前記第３コイル、第６コイル、第９コイル及び第１２コイルはＷ相コイル群を構成し、
直列接続される前記第１コイル及び前記第４コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｕ相渡り線と、
前記第１コイルから引き出される第１引出線と、
前記第４コイルから引き出される第４引出線と、
を有し、
直列接続される前記第７コイル及び前記第１０コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｕ相渡り線と、
前記第７コイルから引き出される第７引出線と、
前記第１０コイルから引き出される第１０引出線と、
を有し、
直列接続される前記第５コイル及び前記第８コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｖ相渡り線と、
前記第５コイルから引き出される第５引出線と、
前記第８コイルから引き出される第８引出線と、
を有し、
直列接続される前記第２コイル及び前記第１１コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｖ相渡り線と、
前記第２コイルから引き出される第２引出線と、
前記第１１コイルから引き出される第１１引出線と、
を有し、
直列接続される前記第９コイル及び前記第１２コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｗ相渡り線と、
前記第９コイルから引き出される第９引出線と、
前記第１２コイルから引き出される第１２引出線と、
を有し、
直列接続される前記第３コイル及び前記第６コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｗ相渡り線と、
前記第３コイルから引き出される第３引出線と、
前記第６コイルから引き出される第６引出線と、
を有し、
上下方向に引き出される第１〜第１２引出線のうち、前記第１、第２、第５、第６、第９及び第１０引出線と、前記第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線とは逆方向に引き出され、
前記バスバーは、
前記第１引出線及び前記第１０引出線と接続される第１バスバーと、
前記第２引出線及び前記第５引出線と接続される第２バスバーと、
前記第６引出線及び前記第９引出線と接続される第３バスバーと、
前記第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線と接続される中性点点用の第４バスバーと、
を有する、モータ。
モータであって、
上下方向に延びる中心軸を中心とする環状のステータと、
前記ステータと対向するロータと、
前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、
を有し、
前記ステータは、
周方向に順に配列された第１〜第１２ティースを有するステータコアと、
前記第１〜第１２ティースのそれぞれに導線が巻かれた第１〜第１２コイルと、
を有し、
前記第１コイル、第４コイル、第７コイル及び第１０コイルはＵ相コイル群を構成し、
前記第２コイル、第５コイル、第８コイル及び第１１コイルはＶ相コイル群を構成し、
前記第３コイル、第６コイル、第９コイル及び第１２コイルはＷ相コイル群を構成し、
直列接続される前記第１コイル及び前記第４コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｕ相渡り線と、
前記第１コイルから引き出される第１引出線と、
前記第４コイルから引き出される第４引出線と、
を有し、
直列接続される前記第７コイル及び前記第１０コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｕ相渡り線と、
前記第７コイルから引き出される第７引出線と、
前記第１０コイルから引き出される第１０引出線と、
を有し、
直列接続される前記第５コイル及び前記第８コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｖ相渡り線と、
前記第５コイルから引き出される第５引出線と、
前記第８コイルから引き出される第８引出線と、
を有し、
直列接続される前記第２コイル及び前記第１１コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｖ相渡り線と、
前記第２コイルから引き出される第２引出線と、
前記第１１コイルから引き出される第１１引出線と、
を有し、
直列接続される前記第９コイル及び前記第１２コイルの組は、
前記ステータコアの上下一方側に配置されて両コイルを中継する第１Ｗ相渡り線と、
前記第９コイルから引き出される第９引出線と、
前記第１２コイルから引き出される第１２引出線と、
を有し、
直列接続される前記第３コイル及び前記第６コイルの組は、
前記ステータコアの上下他方側に配置されて両コイルを中継する第２Ｗ相渡り線と、
前記第３コイルから引き出される第３引出線と、
前記第６コイルから引き出される第６引出線と、
を有し、
上下方向に引き出される前記第１〜第１２引出線は全て同一方向に引き出され、
前記バスバーは、
前記第１引出線及び前記第１０引出線と接続される第１バスバーと、
前記第２引出線及び前記第５引出線と接続される第２バスバーと、
前記第６引出線及び前記第９引出線と接続される第３バスバーと、
前記第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２引出線と接続される中性点用の第４バスバーと、
を有する、モータ。