JP2014150686A - ステータ及び電動ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 コイル線とコア本体がショートすることを抑制する。
【解決手段】 ステータは、コア本体と、コア本体の複数のコアにそれぞれ巻回されるコイル線と、コア本体の一端に配置される絶縁部材を備えている。コア本体は、複数のコアが外周側で連結されており、連結された部位で折り曲げることで円筒状態と展開状態とに切換え可能となる。コア本体の一端には、コイル線を案内する渡り線案内部が設けられている。コア本体を円筒状態とすると、コア本体の折り曲げた部位では、隣接するコア同士が接触する。絶縁部材は、コア本体を円筒状態としたときに、少なくとも一部の隣接するティース部間に配される隔壁片を有している。隔壁片は、コア本体の軸方向に伸びると共にコア本体の半径方向に伸びており、その外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位に対向すると共に接触部位の近傍に位置する。
【選択図】 図2
【解決手段】 ステータは、コア本体と、コア本体の複数のコアにそれぞれ巻回されるコイル線と、コア本体の一端に配置される絶縁部材を備えている。コア本体は、複数のコアが外周側で連結されており、連結された部位で折り曲げることで円筒状態と展開状態とに切換え可能となる。コア本体の一端には、コイル線を案内する渡り線案内部が設けられている。コア本体を円筒状態とすると、コア本体の折り曲げた部位では、隣接するコア同士が接触する。絶縁部材は、コア本体を円筒状態としたときに、少なくとも一部の隣接するティース部間に配される隔壁片を有している。隔壁片は、コア本体の軸方向に伸びると共にコア本体の半径方向に伸びており、その外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位に対向すると共に接触部位の近傍に位置する。
【選択図】 図2
Description
本明細書に開示の技術は、ブラシレスモータに用いられるステータに関する。
特許文献1には、ブラシレスモータに用いられるステータが開示されている。このステータは、分割型の連結コアを有しており、コイル線が卷回される複数のコアを有するコア本体を備えている。コア本体は、複数のコアが外周側で連結され、その連結された部位で折り曲げることで円筒状態と展開状態とに切換え可能となっている。このため、コア本体を展開状態とした状態でコア本体の各コアにコイル線を卷回し、その後に円筒状態とすることができる。展開状態で各コアにコイル線を卷回するため、コア本体の小型化が可能となる。
分割型の連結コアでは、展開状態で各コアにコイル線を卷回した後、隣接するコア間で折り曲げて円筒状態とする。このため、円筒状態としたときに、各コアに卷回したコイル線が緩み易い。また、分割型の連結コアでは、通常、円筒状態としたときに隣接するコア同士が密着できるよう、隣接するコアの密着させる部位に絶縁被膜が形成されない。これらのため、コア本体を円筒状態としたときに、緩んだコイル線がコア本体の絶縁被膜が形成されない部分に接触する虞があり、コイル線とコア本体がショートする虞がある。本明細書では、コア本体を円筒状態としたときに、コイル線とコア本体がショートする事態が発生することを抑制する技術を提供する。
本明細書で開示される技術は、ブラシレスモータに用いられるステータに関する。このステータは、複数のコアを有するコア本体と、複数のコアのそれぞれに巻回されるコイル線と、コア本体の一端に配置される絶縁部材と、を備えている。コア本体は、複数のコアが外周側で連結されており、その連結された部位で折り曲げることで円筒状態と展開状態とに切換え可能となっている。コア本体の前記一端には、コイル線を案内する渡り線案内部が設けられている。複数のコアのそれぞれは、コイル線が卷回されるティース部を備えている。コイル線は、複数のコアのうちの一のコアのティース部に巻回されると共に、渡り線案内部に案内されて他のコアのティース部に案内され、そのティース部に巻回されている。コア本体を円筒状態とすると、コア本体の折り曲げた部位では、隣接するコア同士が接触すると共に、その接触部位がコア本体の軸方向に伸びている。絶縁部材は、コア本体を円筒状態としたときに、少なくとも一部の隣接するティース部間に配される隔壁片を有している。隔壁片は、コア本体の軸方向に伸びると共にコア本体の半径方向に伸びており、その外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位に対向すると共に接触部位の近傍に位置する。ここで、「近傍に位置する」とは、隔壁片と接触部位の間にコイル線が入り込まない程度に、隔壁片と接触部位とが接近していることを意味し、また、隔壁片と接触部位とが実際に接触している場合も含まれる。
このステータは、隣接するコア同士が接触する接触部位に絶縁部材の隔壁片が対向し、隔壁片の外周端が接触部位の近傍に位置する。したがって、コイル線が緩み易い部位に隔壁片が配置されるため、仮にコイル線が緩んでも、コイル線とコア本体の接触部位とが接触することを抑制することができる。これによって、コア本体を円筒状態としたときに、コイル線とコア本体がショートする事態が発生することを抑制することができる。
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。
(特徴1) 本明細書に開示するステータでは、隔壁片の外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位の少なくとも一部に当接していてもよい。このような構成によると、隔壁片の外周端が隣接するコア同士が接触する接触部位の少なくとも一部に当接するため、コア本体に対して絶縁部材が位置決めされ、その位置で絶縁部材を保持することができる。
(特徴2)本明細書に開示するステータでは、絶縁部材は、円筒状態としたコア本体の外周側に位置し、渡り線案内部を覆う覆片をさらに有していてもよい。このような構成によると、コイル線が緩んでも、コイル線が渡り線案内部から外れてしまうことを抑制することができる。
(特徴3)本明細書に開示するステータでは、渡り線案内部は、コイル線を収容する凹溝を備えていてもよい。絶縁部材の覆片には、渡り線案内部の凹溝に対応する凸部が形成されていてもよい。このような構成によると、渡り線案内部からコイル線が外れることをより抑制することができる。
(特徴4)本明細書に開示するステータでは、絶縁部材は、渡り線案内部に案内されるコイル線に張力を付与する張力付与部をさらに有していてもよい。このような構成によると、コイル線の緩みを好適に抑制することができる。
(特徴5)本明細書に開示するステータでは、コイル線に電気的に接続されると共に外部電源と電気的に接続可能な端子部材をさらに有していてもよい。端子部材と絶縁部材とが一体化されていてもよい。端子部材を配する側に渡り線案内部が設けられる場合は、端子部材と絶縁部材を一体化することで、コイル線の緩みを好適に抑制することができる。
なお、上述した各ステータは、電動ポンプのステータとして好適に用いることができる。すなわち、本明細書に開示する電動ポンプは、上述したステータのいずれかと、そのステータに対向して配置されたロータと、ロータに接続されたインペラと、インペラを収容するケーシングとを備える。
(第1実施例) 図1に示すように、本実施例のステータ60は、燃料ポンプ10に用いられる。燃料ポンプ10は、燃料タンク(図示省略)内に配置され、自動車のエンジン(図示省略)に燃料(例えばガソリン等)を供給する。図1に示すように、燃料ポンプ10は、モータ部50とポンプ部30を備える。モータ部50とポンプ部30は、ハウジング2内に配置されている。ハウジング2は、両端が開口された円筒形状を有する。
ポンプ部30は、ケーシング32とインペラ34を備える。ケーシング32は、ハウジング2の下端の開口を閉塞する。ケーシング32の下端には、吸入口38が設けられている。ケーシング32の上端には、ケーシング32内とモータ部50とを連通する連通孔(図示省略)が設けられている。ケーシング32内には、インペラ34が収容されている。
モータ部50は、ポンプ部30の上方に位置する。モータ部50は、ブラシレスモータであり、三相モータである。モータ部50は、ロータ54とステータ60とを備える。ロータ54は、永久磁石を備える。ロータ54の中心には、シャフト52が貫通して固定されている。シャフト52の下端は、インペラ34の中心部に挿入され、貫通している。ロータ54は、シャフト52の両端部に配置された軸受けによって、Z軸に平行である回転軸Rを中心に回転可能に支持されている。なお実施例では、図1の状態で上下を規定する。即ち、モータ部50から見てポンプ部30は「下」に位置し、ポンプ部30から見てモータ部50は「上」に位置する。例えば、Z方向は上下方向と同じ意味で用いられる。
ステータ60は、コア本体90とターミナル70と樹脂層66とを備える。なお、図1では、コア本体90の断面は省略されている。樹脂層66は、コア本体90を覆っている。樹脂層66は、ハウジング2の上端の開口を閉塞する。樹脂層66の上端には、吐出口11が形成されている。吐出口11は、モータ部50と燃料ポンプ10外の燃料経路とを連通する。吐出口11は、ポンプ部30で昇圧された燃料を、燃料経路に吐出するための開口である。樹脂層66では、コア本体90を覆う部分と吐出口11とが、樹脂で一体成形されている。なお、コア本体90を覆う部分と吐出口11とは、別体で構成されていてもよい。
図2,3に示すように、コア本体90の上端にはターミナル70が取付けられており、コア本体90の下端には絶縁カバー80が取付けられている。図2,3から明らかなように、コア本体90の下端にはコイル線97を案内する渡り線案内溝99が形成されている。したがって、絶縁カバー80は、コア本体90の渡り線案内溝99が形成された側の端部に設けられている。
図7〜9に示すように、コア本体90は6個のコア90a〜90fを有している。コア90a〜90fは、2個のU相のコア90a,90dと、2個のV相のコア90b,90eと、2個のW相のコア90c,90fで構成されている。各コア90a〜90fには、コイル線97が巻回されている。具体的には、コア90aに巻回されたコイル線97は、渡り線案内溝99に案内されてコア90dに案内され、コア90dに巻回されている。同様に、コア90bに巻回されたコイル線97はコア90eに巻回され、コア90cに巻回されたコイル線97はコア90fに巻回されている。これによって、コア90a,90dはU相となり、コア90b,90eはV相となり、コア90c,90fはW相となる。なお、コア90a〜90cはコイル線97を巻き始める側のコアであり、コア90d〜90fはコイル線が巻き終わる側のコアとなっている。
6個のコア90a〜90fは、外周側で連結されており、ハウジング2に収容される前は、直線状に展開された状態(図8,9に示す状態)と、連結された部位で折り曲げることで円筒状に折り曲げられた状態(図2,3,7に示す状態)とに切換え可能となっている。具体的には、図8,9に示す展開状態では、隣接するコア(90a,90b),(90b,90c),(90c,90d),(90d,90e),(90e,90f)は外周側で連結されており、コア90a〜90fは直線状に配置されている。この状態では、両端に位置するコア90aとコア90fは接触していない。なお、コア90a〜90fが直線状に配置されていると、各コア90a〜90fにコイル線97を容易に卷回することができる。
一方、図2,3,7に示す円筒状態では、隣接するコア(90a,90b),(90b,90c),(90c,90d),(90d,90e),(90e,90f)は、これらの連結部位で折り曲げられて密着すると共に、両端に位置するコア90a,90fの一端同士が外周側で密着する。これによって、6個のコア90a〜90fが環状に配置され、略円筒形状となる。コア90a〜90fの中心には、ロータ54が配置される。なお、隣接するコア90a〜90f同士が密着する部位(すなわち、各コアの外周側の両端の部位(図8の92aで示す部位))には、絶縁部が形成されておらず、各コア90a〜90fのコアプレート92が露出している。したがって、隣接するコア90a〜90fのコアプレート92同士は密着し、隣接するコア90a〜90f間の磁気抵抗が増加することが抑制される。後述するように、各コア90a〜90fは、コア本体90の軸方向に積層された複数のコアプレート92を有している。このため、隣接するコア90a〜90fのコアプレート92同士が密着する部位は、コア本体90の軸方向(燃料ポンプ10の軸方向)に伸びている。
次に、コア90a〜90fについて説明する。なお、各コア90a〜90fは略同一構成であるため、まず、コア90cについて説明し、その他のコア90a,90b,90d〜90fについては、コア90cとの相違点についてのみ説明する。図6a,6bに示すようにコア90cは、コアプレート群(92,92,・)と、コアプレート群(92,92,・)の表面に設けられたインシュレータ94を備える。コアプレート群(92,92、・)は、複数枚のコアプレート92によって構成されている。複数枚のコアプレート92はz方向(上下方向)に積層されており、各コアプレート92は磁性体材料によって形成されている。各コアプレート92は、円弧状のヨーク部分と、ヨーク部分の内側から半径方向内側に伸びるティース部分を備える。インシュレータ94は、積層された複数枚のコアプレート92からなるコアプレート群(92,92・・)の表面を覆っている。
コアプレート92のヨーク部分は、コアプレート92の最も外周側に位置する。コアプレート92のヨーク部分の両端は、隣接するコア90b、90dのコアプレート(正確には、コアプレートのヨーク部分)と連結されている。コアプレート92のティース部分は、ヨーク部分からロータ54側(ステータ60の内周側)に伸びている。コアプレート92のティース部分と、隣接するコア90b、90dのコアプレートのティース部分との間には間隔が空けられている。ティース部分には、コイル線97を巻回するためのコイル卷回部95が形成されている。ティース部分の先端は、ロータ54に対向し、ロータ54の外周面に沿った形状を有している。上述した説明から明らかなように、複数枚のコアプレート92が積層されると、各コアプレート92のティース部分によって1つのティースが構成され、各コアプレート92のヨーク部分によって1つのヨークが構成される。
インシュレータ94は、絶縁性の樹脂材料によって形成されている。図6aに示すようにインシュレータ94は、コアプレート群(92,92,・)の上端面に設けられた上側絶縁部96と、コアプレート群(92,92,・)の下端面に設けられた下側絶縁部98と、コアプレート群(92,92,・)のティースの表面に設けられたティース側絶縁部91を備えている。
ティース側絶縁部91は、ティースの先端を覆う鍔部93と、コイル線97が巻回される巻回部95を有している。鍔部93は、ロータ54の外周面に沿った形状に形成されている。鍔部93は、コアプレート群(92,92,・)から上下方向に突出している。巻回部95は、コアプレート群(92,92,・)のコイル巻回部の表面を被覆している。巻回部95の厚み(上下方向の厚み)は、鍔部93の厚みより薄くされている。
上側絶縁部96は、コアプレート群(92,92,・)の上面のうちヨークの上面に形成されている。上側絶縁部96は、コアプレート群(92,92,・)から上方向に突出している。このため、ティース側絶縁部91の鍔部93と上側絶縁部96によって、コイル線97を巻回・収容するための凹部が形成されている。また、上型絶縁部96には、コイル線97の端部を保持するコイル線保持部96aが形成されている。コイル線保持部96aは、ステータ60の半径方向外側に開口している。このため、コイル線保持部96aの溝(コイル線97を保持する溝)の深さを充分にとりながら、コイル線保持部96aが上下方向に大きくなることを抑制することができる。図2,3に示すように、コイル線保持部96aは、コア90毎に周方向に間隔を空けて2つ設けられている。このため、コイル線96の端部を一対のコイル線保持部96aに巻付けると(コイル線保持部96aに絡げると)、一対のコイル線保持部96aの間にコイル線97が掛け渡されることとなる。
下側絶縁部98は、コアプレート群(92,92,・)の下面のうちヨークの下面に形成されている。下側絶縁部98は、コアプレート群(92,92,・)から下方向に突出している。このため、ティース側絶縁部91の鍔部93と下側絶縁部98によって、コイル線97を巻回・収容するための凹部が形成されている。下型絶縁部98の外周面には、コイル線97を案内する渡り線案内溝99が形成されている。コイル線97は、渡り線案内溝99に案内されることで、同一相となる2つのコア90に巻回される。
既に説明したように、隣接するコア同士が密着する部位(図8の92aで示す部位)には絶縁部が形成されておらず、コアプレート群(92,92、・)が露出している。このため、コア90bとコア90cとが密着する部分の断面を示す図6bにおいては、インシュレータ94(すなわち、上側絶縁部96,下側絶縁部98,ティース側絶縁部91)は存在しておらず、断面としては表されていない。
上述した上側絶縁部96と下側絶縁部98とティース側絶縁部91は、コアプレート群(92,92,・)をモールド内にインサートしたインサート成形によって一体に成形することができる。すなわち、インシュレータ94は、上側絶縁部96と下側絶縁部98とティース側絶縁部91によって構成されており、これらはコアプレート群(92,92,・)と一体に成形されている。
なお、図9に示す図から明らかなように、コア90a,90b,90d〜90fは、下側絶縁部に形成される渡り線案内溝の構成においてのみ、コア90cと相違する。すなわち、コア90aでは、1つの渡り線案内溝が形成され、コア90bは2つの渡り線案内溝が形成される。コア90d〜90fは、コア90cと異なりコイル線97の巻き終わり側であるため構成が相違している。
次に、絶縁カバー80について説明する。絶縁カバー80は、絶縁性の樹脂材料によって形成されている。図4,5に示すように、絶縁カバー80は、リング状の基部88と、基部88の外周端から上方に伸びる外周壁82と、基部88の内周端から上方に伸びる複数の隔壁片(84,86)を有している。
リング状の基部88は、その外径がコア本体90の外径と略同一となる一方、その内径はコア本体90の内径より大きくされている(図6a,6b参照)。このため、ロータ54を、基部88の開口(内径側の開口)を通って、コア90a〜90fの中心に配置することができる。外周壁82は、基部88の全周に亘って形成されており、コア本体90の軸方向(z方向)に伸びている。外周壁82の内周面は、下側絶縁部98よりわずかに外周側に位置している。外周壁82の外周面の位置は、コア本体90の外周面の位置と略同一となっている。隔壁片(84,86)は、周方向に等間隔を空けて配置されている。隔壁片(84,86)は、6個のコア90a〜90fに対応するように6個形成されている。隔壁片(84,86)は、半径方向及び軸方向に伸びる隔壁部84と、基部88の内周端に形成されたリブ部86を有している。隔壁部84と外周壁82の間には隙間85が形成されている。隙間85の間隔は、隣接するコア90a〜90fを連結する部分と略同一の寸法となっている。
図6a,6b,7に示すように、絶縁カバー80を円筒状のコア本体90に取付けると、隔壁片(84,86)は、隣接するコア90a〜90fのティース間に位置する。この状態では、隔壁片(84,86)の隔壁部84は、隣接するコア同士が密着する部位の下端部の内周面に接触し、接触した状態でコア本体90の軸方向に伸びている。また、絶縁カバー80の外周壁82は、下側絶縁部98の外周面を覆っている。下側絶縁部98には渡り線案内溝99が形成され、渡り線案内溝99にはコイル線97が配されている。したがって、絶縁カバー80の外周壁82は、渡り線案内溝99の開口部を覆い、コイル線97が渡り線案内溝99から脱落することを防止している。なお、絶縁カバー80は、コア本体90に圧入により取付けることができる。すなわち、隔壁片(84,86)の隔壁部84が、隣接するコア同士が密着する部位の下端部の内周面に圧入されるように、絶縁カバー80をコア本体90に取付けることができる。上記のような圧入によって絶縁カバー80をコア本体90に取付けると、絶縁カバー80をコア本体90に固定するための部位を別途設ける必要がない。
上述したコア本体90の上端には、ターミナル70が配置される。図10に示すように、ターミナル70は、ターミナル部分71と、複数の嵌合部75を備える。ターミナル部分71は、3個の外部端子部72,74,76と、コモン端子部78を備える。3個の外部端子部72,74,76とコモン端子部78とは一体で作製されている。3個の外部端子部72,74,76とコモン端子部78とは、環状に配置されている。
外部端子部72,74,76は、それぞれU、V及びW相の端子として用いられ、接着部72a,74a,76aをそれぞれ備えている。各接着部72a,74a,76aは、その上端部から、外周側かつ下方に向かって斜めに伸びるフック部77(接着部72aのみに符号を付す)を備えている。各接着部72a,74a,76aの下方には、嵌合部75(接着部72aの下方のみに符号を付す)が配置されている。各嵌合部75は、下方(即ちコア90側)に向かって突出している。各嵌合部75は、周方向に間隔を空けた一対の挿入片を備えている。
コモン端子部78は、コモン端子として用いられる。コモン端子部78は、3個の接着部78aを備える。各接着部78aは、上記接着部72a,74a,76aと同様のフック部77(1つの接着部78aのみに符号を付す)を備えている。接着部78aの下方には、嵌合部75が設けられている。したがって、ターミナル70は、6組の接着部72a〜78aと嵌合部75を備える。外部端子部72〜76とコモン端子部78とは、連結部79によって一体化されている。連結部79は、環状形状を有しており、樹脂材料で形成されている。
上述したターミナル70は、コア本体90の上端に取り付けられる。ターミナル70がコア本体90に取付けられると、接着部72aとその下方の嵌合部75は、コア90aの1対のコイル線保持部96a間に位置し、接着部74aとその下方の嵌合部75は、コア90bの1対のコイル線保持部96aの間に位置し、接着部76aとその下方の嵌合部75は、コア90cの1対のコイル線保持部96aの間に位置する。また、3組の接着部78aと嵌合部75のそれぞれは、コア90d〜90fの3対のコイル線保持部96aのそれぞれの間に位置する。この状態では、各コア90a〜90fの1対のコイル線保持部96aの間に掛け渡されたコイル線97は、フック部77によって各接着部72a〜78aに挟持される。したがって、コイル線97を各接着部72a〜78aに溶接する際の溶接作業を容易に行うことができる。
次に、上述したコア90a〜90fにコイル線97を巻回する方法を説明する。まず、図8,9に示すようにコア本体90を展開状態とし、コイル線97の一端をコア90aの一対のコイル線保持部96aにからげ、コア90aのコイル線保持部96aにコイル線97の一端を保持する。次いで、コイル線97に張力をかけながら、コア90aの巻回部95にコイル線97を巻回する。コア90aの巻回部95に巻回されたコイル線97は、下側絶縁部98の渡り線案内溝99に案内されてコア90dに渡され、コア90dに巻回された後、コア90dのコイル線保持部96aに絡げられる。最後に、コイル線97を切断して、コイル線97のコア90a,90dへの巻回が終わる。コア90b,90c,90e,90fについては、上述した方法と同様に、コア90b,90eにコイル線97を巻回し、コア90c,90fにコイル線97を巻回する。各コア90a〜90fへのコイル線97の巻回が終了すると、展開状態のコア本体90を折り曲げて円筒状態とする。次いで、円筒状態としたコア本体90の下端に絶縁カバー80を取り付けると共に、コイル線97とターミナル70を溶接により接着する。
上述した実施例に係るステータ60では、コア本体90の一端(すなわち、渡り線案内溝99が形成される側の端部)に絶縁カバー80が配される。絶縁カバー80は、隣接するティース間に配置される隔壁片(84,86)を有し、隔壁片(84,86)の先端は、隣接するコア同士が密着する部位(隣接するコアのコアプレート92同士が密着する部位)の内周面に当接する。このため、2つのコア(90a,90d),(90b,90e),(90c,90f)間に掛け渡されるコイル線97が緩んだとしても、コアプレート92同士が密着する部位(絶縁部が設けられていない部位)にコイル線97が接触することが防止される。これによって、コイル線97とコア本体90とがショートすることが防止される。
また、渡り線案内溝99の開口部は、絶縁カバー80の外周壁82により覆われる。このため、渡り線案内溝99からコイル線97が脱落することが防止され、コイル線97が渡り線案内溝99内に保持される。これによって、コイル線97が外部に露出して、燃料ポンプ10の他の金属部位に接触することが防止される。なお、本実施例では、コア本体90に複数の渡り線案内溝99を設けているが、コア本体に1つの渡り線案内溝を設け、この渡り線案内溝で複数のコイル線を案内するようにしてもよい。
最後に、上述した実施例と請求項との対応関係を説明しておく。絶縁カバー80が請求項でいう「絶縁部材」の一例であり、渡り線案内溝99が請求項でいう「渡り線案内部」の一例である。
なお、上述した実施例では、全ての隣接するコア90a〜90fの間に隔壁片(84,86)を配置したが、本明細書に開示の技術は、このような例には限られない。例えば、一対のコア(90a,90d),(90b,90e),(90c,90f)間に巻回されるコイル線97は、巻き始めのコア(90a〜90c)から巻き終わりのコア(90d〜90f)に引き回される部位で緩みやすい。このため、これらの部位にのみ隔壁片(84,86)を設けるようにしてもよい。なお、上述した実施例のように、全ての隣接するコア90a〜90fの間に隔壁片(84,86)を設けると、絶縁カバー80のコア本体90に対する取付け位置を気にする必要がないため、絶縁カバー80の取付け作業を容易に行うことができる。
また、上述した実施例のステータ60は種々に変形することができる。例えば、図11〜13に示すように、絶縁カバー80の外周壁82の内周面に複数の凸部82aを形成してもよい。各凸部82aは、隔壁片(84,86)に対応した位置(すなわち、周方向に等間隔)に配置されている。各凸部82aは、対応する隔壁片(84,86)に対向しており、これによって、隔壁片(84,86)と外周壁82との隙間が狭くされている。図11〜13に示す例では、絶縁カバー80の外周壁82に凸部82aが形成され、凸部82aによってコイル線97が半径方向内側に付勢される。これによって、コア間に掛け渡されるコイル線97に張力が付与され、コイル線97の緩みがより抑制される。このため、コイル線97とコアプレート92が接触することによるショートが生じることがより抑制される。なお、上記の凸部82aが請求項でいう「張力付与部」の一例である。
また、図14に示すように、絶縁カバー80の外周壁82の内周面には、渡り線案内溝99に対応した凸部82bが形成されていてもよい。外周壁82に凸部82bを形成することで、渡り線案内溝99からのコイル線97の脱落がより抑制され、コイル線97がステータ60の外周面から露出してしまうことをより抑制することができる。
(第2実施例) 第2実施例のステータ100では、コア本体110の上端に渡り線案内溝が形成されている点で第1実施例と異なるが、その他の構成は、第1実施例のステータ60と同様の構成を備える。このため、第1実施例のステータ60と同様の構成については説明を省略し、第1実施例のステータ60と異なる点を説明する。
図15に示すように、第2実施例のステータ100では、コア本体110の上側絶縁部116に渡り線案内溝115が形成される。このため、コア本体110を展開状態から円筒状態とすると、コア本体110の上端側でコイル線97が緩むこととなる。このため、図16に示すように、ターミナル120は、隣接するコアの間に配置される隔壁片122を有している。隔壁片122は、コア本体110の軸方向及び半径方向に伸びている。コア本体110にターミナル120を取付けると、隔壁片122は、隣接するコア同士が密着する部位(隣接するコアのコアプレート同士が密着する部位)の内周面に接触する。このため、コア本体110を展開状態から円筒状態とすることで、コイル線97に緩みが生じたとしても、コイル線97がコア本体110に接触することを抑制することができる。
なお、上述した第2実施例においては、渡り線案内溝115に案内されるコイル線97が絶縁部材で覆われていなかったが、渡り線案内溝115に案内されるコイル線97を絶縁部材でさらに覆うようにしてもよい。例えば、図17〜19に示すステータ110aのように、ターミナル130は、隔壁片122に加えてさらに複数の覆片124を備えていてもよい。覆片124は、平面視すると円弧状の板部であり、周方向に間隔を空けて設けられている。ターミナル130がコア本体110に取付けられると、覆片124が渡り線案内溝115に案内されるコイル線97の外側を覆っている。なお、隣接する覆片124の間には、コイル線97をターミナル130に溶接するための部位(溶接部位)が配置される。このため、覆片124を設けても、コイル線のターミナル130への溶接を行うことができる。なお、覆片124には、図11〜13に示すような凸部82a(コイル線97に張力を付与する凸部)や、図14に示すような凸部82b(渡り線案内溝115からコイル線97が脱落することを抑制する凸部)を形成してもよい。このような凸部を覆片124に形成することで、コイル線97とコア本体110との接触をより抑制できると共に、コイル線97が外部に露出してしまうことを抑制することができる。
(第3実施例) 第3実施例のステータでは、各コア132a〜132fに巻回するコイル線134を並列に接続する点で、各コア90a〜90fに巻回するコイル線97を直列に接続する第1実施例と異なる。すなわち、第1実施例では、コア本体90の上端に、外部端子部72〜76とコモン端子部78を有するターミナル70が取付けられていた。第3実施例のステータでは、コア本体131の上端に外部端子部142,144,146を有する第1ターミナル140(図21,22)が取付けられ、コア本体131の下端にコモン端子となる第2ターミナル160(図23)が取付けられる。
すなわち、図20に示すように第3実施例のコア本体131は、複数のコア132a〜132fを有しており、各コア132a〜132fの下端にはコイル線保持部136a〜136fが形成されている。コア132d〜132fの上端にはコイル線渡り部138d〜138fが形成され、コア132a〜132cの上端にはコイル線渡り部が形成されていない。
図21,22に示すように、コア本体131の上端に取付ける第1ターミナル140は、3個の外部端子部142,144,146を備えている。外部端子部142は、コア132dのコイル線渡り部138dに掛け渡されたコイル線134に接続され、外部端子部144は、コア132eのコイル線渡り部138eに掛け渡されたコイル線134に接続され、外部端子部146は、コア132fのコイル線渡り部138fに掛け渡されたコイル線134に接続される。第1ターミナル140には、隔壁片150及び覆片148a,148b,148cが一体に形成されている。隔壁片150は、隣接するコア同士が密着する部位の内周面に接触し、コア本体131の軸方向に伸びている。また、覆片148a,148b,148cは、渡り線案内溝に案内されるコイル線134の外側を覆っている。隔壁片150及び覆片148a,148b,148cは、絶縁性の樹脂部材によって形成されている。
図23に示すように、コア本体131の下端に取付ける第2ターミナル160は、金属製の板材によって形成されている。第2ターミナル160は、6個の嵌合部154と、これら6個の嵌合部154を連結する連結部152を有している。各嵌合部154は、コア132a〜132fの下端のコイル線保持部136a〜136fに掛け渡されたコイル線134に接続される。
第3実施例のステータにおいても、コア本体131を展開状態から円筒状態とすることでコイル線134が緩んだとしても、コイル線134がコア本体131に接触してショートすることが抑制される。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した各実施例では、ステータを燃料ポンプ10に用いた例であったが、本明細書に開示するステータは、冷却水ポンプ等の電動ポンプや、他の装置に用いられてもよい。
また、上述した実施例では、絶縁カバー80の隔壁部84が、隣接するコア同士が密着する部位に接触していたが、両者の間に隙間が形成されていてもよい。すなわち、絶縁カバー80の隔壁片の外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が密着する部位に対向し、この密着部位の近傍に位置してもよい。隔壁片と密着部位の間に隙間が形成されていたとしても、その隙間が両者の間にコイル線が入り込まないような隙間(コイル線の外径以下の隙間)であれば、コイル線とコア本体との接触を未然に防止することができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:燃料ポンプ
30:ポンプ部
50:モータ部
54:ロータ
60:ステータ
70:ターミナル
80:絶縁カバー
90:コア本体
30:ポンプ部
50:モータ部
54:ロータ
60:ステータ
70:ターミナル
80:絶縁カバー
90:コア本体
Claims (7)
- ブラシレスモータに用いられるステータであって、
複数のコアを有するコア本体と、
複数のコアのそれぞれに巻回されるコイル線と、
コア本体の一端に配置される絶縁部材と、を備えており、
コア本体は、複数のコアが外周側で連結されており、その連結された部位で折り曲げることで円筒状態と展開状態とに切換え可能となっており、
コア本体の前記一端には、コイル線を案内する渡り線案内部が設けられており、
複数のコアのそれぞれは、コイル線が卷回されるティース部を備えており、
コイル線は、複数のコアのうちの一のコアのティース部に巻回されると共に、前記渡り線案内部に案内されて他のコアのティース部に案内され、そのティース部に巻回されており、
コア本体を円筒状態とすると、コア本体の折り曲げた部位では、隣接するコア同士が接触すると共に、その接触部位がコア本体の軸方向に伸びており、
絶縁部材は、コア本体を円筒状態としたときに、少なくとも一部の隣接するティース部間に配される隔壁片を有しており、
隔壁片は、コア本体の軸方向に伸びると共にコア本体の半径方向に伸びており、その外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位に対向すると共に接触部位の近傍に位置する、ステータ。 - 隔壁片の外周端が、円筒状態としたコア本体の内周面のうち、隣接するコア同士が接触する接触部位の少なくとも一部に当接する、請求項1に記載のステータ。
- 絶縁部材は、円筒状態としたコア本体の外周側に位置し、渡り線案内部を覆う覆片をさらに有している、請求項1又は2に記載のステータ。
- 渡り線案内部は、コイル線を収容する凹溝を備えており、
絶縁部材の覆片には、渡り線案内部の凹溝に対応する凸部が形成されている、請求項2に記載のステータ。 - 絶縁部材は、渡り線案内部に案内されるコイル線に張力を付与する張力付与部をさらに有している、請求項1〜4のいずれかに記載のステータ。
- コイル線に電気的に接続されると共に外部電源と電気的に接続可能な端子部材をさらに有しており、
端子部材と絶縁部材とが一体化されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のステータ。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のステータと、
ステータに対向して配置されたロータと、
ロータに接続されたインペラと、
インペラを収容するケーシングと、を備えた電動ポンプ。
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-
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- 2013-02-01 JP JP2013018828A patent/JP2014150686A/ja active Pending
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