JP4245109B2

JP4245109B2 - 回転機器

Info

Publication number: JP4245109B2
Application number: JP2000136047A
Authority: JP
Inventors: 満彦松下; 尊典小澤; 義人西川; 幹紹鈴木
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: JP2001320848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転機器に係り、詳しくは平角銅線を巻装した回転機器の巻線端末処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転機器のステータコアのティースに巻装した巻線の各コイル端部間の結線は、各ティース（スロット）に巻装した巻線の端末を所定結線位置に取り回してから行うようになっている。巻線が丸線であれば、その巻線がどの方向にも曲げることができるため、結線時における巻線端末の取り回しが自由、つまり、巻線の端末処理が容易である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、平角銅線を巻装した回転機器が提案されている。このような回転機器では、各ティース（スロット）に巻装した巻線が平角形状であるため、巻線の各コイル端部間の結線時における各巻線端末の取り回しが困難であった。つまり、巻線が縦断面正方形に近い平角線である場合、巻線の曲げは辺の２方向にしか容易に曲げれなかった。また、巻線が縦断面長方形且つ両辺長の差が大きい薄型の平角線である場合、巻線が厚さ方向に曲げやすく、幅方向に曲げにくくなっている。
【０００４】
従って、平角銅線を巻装した回転機器の巻線端末処理は、簡素化することができなかった。
本発明は、前述した事情に鑑みなてされたものであって、その目的は、巻線端末処理の簡素化を図ることができる回転機器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のティースを有するステータコアと、絶縁性材料からなり前記ステータコアの一端側に固定された巻線端末支持部材と、前記ステータコアの各ティースに巻装され端末が前記巻線端末支持部材側に引き出された平板導線と、導電性材料からなり前記平板導線の端末を連結する板状の巻線端末連結部材とを備え、前記巻線端末支持部材には、前記平板導線の端末が貫挿するための巻線貫挿孔を複数設けるとともに、２つ以上の前記巻線貫挿孔を結ぶ案内嵌合溝を複数設け、その案内嵌合溝に前記巻線端末連結部材を嵌合させるようにしたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転機器において、前記巻線貫挿孔を結ぶ案内嵌合溝は、各巻線貫挿孔の内周側において周方向に湾曲して形成されているとともに、前記巻線端末連結部材を、湾曲させて各案内嵌合溝に嵌合させたことを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の回転機器において、前記巻線端末連結部材を、各案内嵌合溝に嵌合させてから、各巻線貫挿孔を貫挿し巻線端末支持部材に支持された前記平板導線の端末に固着手段にて固着させたことを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の回転機器において、前記巻線端末連結部材と前記平板導線の端末とは、それぞれの広い当接面にて互いに当接していることを要旨とする。
【０００９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、平板導線の端末を、ぞれぞれ巻線端末支持部材から上方へ突出するように各巻線貫挿孔に貫挿してから案内嵌合溝に嵌合する巻線端末連結部材にて連結することができる。
【００１０】
その結果、平板導線の端末を取り回せず簡単に結線させることができる。つまり、回転機器の巻線端末処理の簡素化を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、巻線貫挿孔を結ぶ案内嵌合溝は、各巻線貫挿孔の内周側において周方向に湾曲して形成されているとともに、巻線端末連結部材を、湾曲させて各案内嵌合溝に嵌合させた。
【００１１】
従って、各巻線端末連結部材の両端は弾性反力で外周側に位置した平板導線の端末に対して力が加える状態となる。その結果、各巻線端末連結部材と平板導線の端末とは、常に圧接した状態となり互いに離間することなく常に安定に連結することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、巻線端末連結部材を、各案内嵌合溝に嵌合させてから、各巻線貫挿孔を貫挿し巻線端末支持部材に支持された前記平板導線の端末に固着手段にて固着させた。従って、連結すべく平板導線の端末は、確実に巻線端末連結部材にて連結することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明の作用に加えて、巻線端末連結部材と平板導線の端末との当接が広い面接触であるため、平板導線の端末は巻線端末連結部材により安定に連結される。また、接触面積が大きいため、接点での電圧降下を防止することができ、回転機器の効率を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を回転機器としての３相９スロットのブラシレスモータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は本実施形態のブラシレスモータ１０のステータ１１と、巻線端末支持部材としての台座２１及び巻線端末連結部材としての複数個の連結片３１ａ〜３１ｃを示す。
【００１６】
ステータ１１は、図１及び図２に示すように、ステータコア１１ａを構成するアウタコア１２及びインナコア１３を備えている。アウタコア１２は円環状をなしていて、その内周面１４に９つの楔状の凹部１４ａを設けている。
【００１７】
前記インナコア１３は、径方向に延び、かつ回転方向に配置された９個のティース１５を備えている。各ティース１５の先端部（外側端部）には、前記凹部１４ａと嵌合するための楔状の凸部１５ａを設けている。ティース１５の基端部（内側端部）は、隣接するそれと相互に連結され、この連結により円環部１５ｂが形成される。なお、ティース１５の基端部と先端部との間の部分をティース１５の巻線巻装部１５ｃとしている。
【００１８】
各ティース１５の巻線巻装部１５ｃには、平板導線としての巻線１６がそれぞれ巻装されている。なお、本実施形態では、各ティース１５に巻装する巻線１６は、横断面矩形の平角銅線からなっている。そして、図１及び図２に示すように、巻線１６を巻装したティース１５の前記凸部１５ａが対応する前記アウタコア１２の凹部１４ａに嵌合することによってインナコア１３とアウタコア１２とは一体に連結される。つまり、ステータ１１が形成される。このとき、各ティース１５に巻装された巻線１６の２つの巻線端末１６ａ，１６ｂがそれぞれステータ１１の上方へ延びるように引き出されている。なお、図１及び図２に示すように、前記アウタコア１２の内周面１４に近接する９本の巻線端末を巻線端末１６ａとし、前記インナコア１３の円環部１５ｂに近接する９本の巻線端末を巻線端末１６ｂとしている。
【００１９】
前記台座２１は、絶縁材料としての合成樹脂からなり、皿状に成形されている。台座２１は、図１，図４及び図６に示すように、前記アウタコア１２の外径と同じの外径を有し、しかもアウタコア１２の内径より大きな内径を有するリング部２１ａと、該リング部２１ａの上端を閉じる底板部２１ｂとを備えている。その底板部２１ｂの中央には、ブラシレスモータ１０の回転子（ロータ）１７の回転軸１８（図５及び図６に２点鎖線で示す）が貫挿するための円形貫通孔２３が設けられている。
【００２０】
また、図１，図３及び図６に示すように、台座２１の底板部２１ｂには、前記巻線端末１６ａ，１６ｂが貫挿するための第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂが貫設されている。本実施形態では、第１の巻線貫挿孔２４ａは、各巻線端末１６ａが貫挿するために設けられたものであって、前記底板部２１ｂの外周側における同一円周上に９個形成されている。第２の巻線貫挿孔２４ｂは、各巻線端末１６ｂが貫挿するために設けられたものであって、前記底板部２１ｂの内周側における同一円周上に９個形成されている。
【００２１】
さらに、図１，図３及び図６に示すように、台座２１の底板部２１ｂには、前記第１の巻線貫挿孔２４ａ同士を結ぶ第１の案内嵌合溝２５ａと、前記第２の巻線貫挿孔２４ｂ同士を結ぶ第２の案内嵌合溝２５ｂ及び第３の案内嵌合溝２５ｃがその底板部２１ｂの外表面から設けられている。本実施形態では、図３に示すように、第１の案内嵌合溝２５ａは、それぞれ２つの第１の巻線貫挿孔２４ａを連通するように３つ設けられている。第２の案内嵌合溝２５ｂは、それぞれ２つの巻線貫挿孔２４ｂを連通するように３つ設けられている。第３の案内嵌合溝２５ｃは、３つの第２の巻線貫挿孔２４ｂを連通するように１つ設けられている。しかも、第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂをそれぞれ結ぶ第１〜第３の案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃは、それらの第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂの内周側において周方向に湾曲して形成されている。
【００２２】
連結片３１ａ〜３１ｃは、導電性材料としての金属板から形成されている。図１及び図５に示すように、第１の連結片３１ａは、２つの端末当接部３２と、その両端末当接部３２を連結する連結部３３とから構成され、前記各第１の案内嵌合溝２５ａに嵌合するように３個設けられている。第２の連結片３１ｂは、２つの端末当接部３４と、その両端末当接部３４を連結する連結部３５とから構成され、前記各第２の案内嵌合溝２５ｂに嵌合するように３個設けられている。第３の連結片３１ｃは、３つの端末当接部３６と、その３つの端末当接部３６を連結する連結部３７とから構成され、前記各第３の案内嵌合溝２５ｃに嵌合するように１個設けられている。
【００２３】
なお、本実施形態では、各端末当接部３２，３４，３６と各巻線端末１６ａ，１６ｂとは、広い当接面にて互いに当接するようになっている。また、各端末当接部３２，３４，３６の当接面の幅が前記巻線端末１６ａ，１６ｂの当接面の幅よりやや広く形成されている。
【００２４】
そして、図４及び図６に示すように、台座２１のリング部２１ａの下端面がアウタコア１２の上端面と当接するまでに前記各巻線端末１６ａ，１６ｂを相対応する第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂにそれぞれ貫挿させる。このとき、各巻線端末１６ａ，１６ｂは、底板部２１ｂの外表面から突出している。次に、図４〜図６及び図８に示すように、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃを、湾曲させるとともに各端末当接部３２，３４，３６を相対応する前記各巻線端末１６ａ，１６ｂと摺接しながら各第１〜第３の案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃにそれぞれ嵌合させる。その後、図７に示すように、第１〜第３の連結片３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、固着手段としてのろう付けにて巻線端末１６ａ，１６ｂに固着させる。つまり、第１〜第３の連結片３１ａ，３１ｂ，３１ｃの各端末当接部３２，３４，３６を、巻線端末１６ａ，１６ｂにろう付けさせるようになっている。すると、連結すべく巻線１６間の結線、つまり巻線端末処理が完了する。
【００２５】
なお、単独に第１の巻線貫挿孔２４ａを貫挿し底板部２１ｂの外表面から突出した所定の３つの巻線端末１６ａは、それぞれ外部駆動源の３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）と接続するようになっている（図示せず）。
【００２６】
本実施形態のブラシレスモータ１０によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）本実施形態では、アウタコア１２の上端面に配置する合成樹脂からなる台座２１の底板部２１ｂには、巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂが貫挿するための巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂを設けている。また、その底板部２１ｂには、前記巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂを連結する連結片３１ａ〜３１ｃを嵌合する案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃを設けている。
【００２７】
従って、巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂを、ぞれぞれ台座２１の底板部２１ｂから上方へ突出するように各巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂに貫挿してから案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃに嵌合する連結片３１ａ〜３１ｃにて連結することができる。
【００２８】
その結果、巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂを取り回せず簡単に結線させることができる。つまり、ブラシレスモータ１０の巻線端末処理の簡素化を図ることができる。
【００２９】
（２）本実施形態では、第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂをそれぞれ結ぶ第１〜第３の案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃは、それらの第１及び第２の巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂの内周側において周方向に湾曲して形成されている。また、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃを、湾曲して各第１〜第３の案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃにそれぞれ嵌合させるようにした。
【００３０】
従って、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃが湾曲された状態で嵌合されていることから、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃの両端における端末当接部３２，３４，３６は、弾性反力で外周側に位置した巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂに対して力が加えられた状態となる。その結果、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃの端末当接部３２，３４，３６と巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂとは、常に圧接した状態となり互いに離間することなく常に安定に連結することができる。
【００３１】
（３）本実施形態では、各第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃを、各案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃに嵌合させてからそれらの巻線端末１６ａ，１６ｂにろう付けにて固着させるようにした。
【００３２】
従って、連結すべく巻線端末１６ａ同士及び巻線端末１６ｂ同士は、確実に連結片３１ａ〜３１ｃにて連結することができる。
（４）本実施形態では、連結片３１ａ〜３１ｃの端末当接部３２，３４，３６と各巻線端末１６ａ，１６ｂとは、広い当接面にて互いに当接するようになっている。
【００３３】
従って、連結片３１ａ〜３１ｃと巻線端末１６ａ，１６ｂとの当接が広い面接触であるため、巻線端末１６ａ，１６ｂは連結片３１ａ〜３１ｃにより安定に連結される。また、接触面積が大きいため、接点での電圧降下を防止することができ、モータ効率を確保することができる。
【００３４】
（５）本実施形態では、第１〜第３の連結片３１ａ〜３１ｃの端末当接部３２，３４，３６の当接面の幅が巻線端末１６ａ，１６ｂの当接面の幅よりやや広く形成されている。
【００３５】
従って、連結片３１ａ〜３１ｃと巻線端末１６ａ，１６ｂとの間のろう付けは容易に施すことができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３６】
○上記実施形態では、巻線１６は、その短辺面が巻線巻装部１５ｃに当接するように巻線巻装部１５ｃに巻装されて実施したが、巻線１６を、その長辺面が巻線巻装部１５ｃに当接するように巻線巻装部１５ｃに巻装させて実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００３７】
○上記実施形態では、次に巻線巻装部１５ｃに巻き付ける巻線１６は先に巻線巻装部１５ｃに巻き付けた巻線１６とは重ならないようにしたが、次に巻線巻装部１５ｃに巻き付ける巻線１６を先に巻線巻装部１５ｃに巻き付けた巻線１６と一部分が重なりながら巻き付けるように実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００３８】
○上記実施形態では、各ティース１５に巻装する巻線１６は、横断面矩形の平角銅線にて実施したが、巻線１６を、横断面矩形に限定せずその他の横断面扁平形状等の平角銅線にて実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
○上記実施形態では、台座２１は合成樹脂にて成形されたが、台座２１を、合成樹脂以外の絶縁性材料にて成形してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４０】
○上記実施形態では、連結片３１ａ〜３１ｃを、巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂを貫挿し台座２１に支持された巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂと摺接しながら案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃに嵌合させてからそれらの巻線端末１６ａ，１６ｂにろう付けにて固着させるようにしたが、連結片３１ａ〜３１ｃを、巻線貫挿孔２４ａ，２４ｂを貫挿し台座２１に支持された巻線１６の巻線端末１６ａ，１６ｂと摺接しながら案内嵌合溝２５ａ〜２５ｃに嵌合させてからそれらの巻線端末１６ａ，１６ｂに固着手段としての溶接又は半田付け等にて固着させるようにしてもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４１】
○上記実施形態では、本発明を３相９スロットのブラシレスモータに具体化して実施したが、本発明を他のブラシレスモータ又は平角巻線を有するその他の電動機（モータ）に具体化して実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）〜（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（１）請求項４に記載の回転機器において、平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）と当接する巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）の当接面の幅を、同平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）の当接面の幅より広く形成されていることを特徴とする回転機器。
【００４３】
従って、請求項４に記載の回転機器の効果に加えて、巻線端末連結部材と平板導線の端末とは、固着手段にて容易に固着することができる。
（２）請求項１乃至４のいずれか１に記載の回転機器において、前記インナコア（１３）の各ティース（１５）に巻装する平板導線（１６）は、平角銅線であることを特徴とする回転機器。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、回転機器の巻線端末処理の簡素化を図ることができる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、平板導線の端末と巻線端末連結部材とは常に安定に連結することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、連結すべく平板導線の端末は、確実に巻線端末連結部材にて連結することができる。
【００４６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明の効果に加えて、平板導線の端末は巻線端末連結部材により安定に連結されるとともに、回転機器の効率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のブラスレスモータの要部分解斜視図。
【図２】同じくブラスレスモータのステータの平面図。
【図３】同じくブラスレスモータの台座の平面図。
【図４】同じくブラスレスモータの要部斜視図。
【図５】同じくブラスレスモータの平面図。
【図６】同じくブラスレスモータの図５におけるＡ−Ａ線断面図。
【図７】同じくブラスレスモータの巻線端末と連結片との連結を示す要部斜視図。
【図８】同じくブラスレスモータの巻線端末と連結片との連結を示す要部分解斜視図。
【符号の説明】
１０…回転機器としてのブラシレスモータ、１１ａ…ステータコア、１５…ティース、１６…平板導線としての巻線、１６ａ，１６ｂ…巻線端末、２１…巻線端末支持部材としての台座、２４ａ，２４ｂ…巻線貫挿孔、２５ａ〜２５ｃ…案内嵌合溝、３１ａ〜３１ｃ…巻線端末連結部材としての連結片。

Claims

複数のティース（１５）を有するステータコア（１１ａ）と、
絶縁性材料からなり前記ステータコア（１１ａ）の一端側に固定された巻線端末支持部材（２１）と、
前記ステータコア（１１ａ）の各ティース（１５）に巻装され端末（１６ａ，１６ｂ）が前記巻線端末支持部材（２１）側に引き出された平板導線（１６）と、
導電性材料からなり前記平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）を連結する板状の巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）と
を備え、
前記巻線端末支持部材（２１）には、前記平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）が貫挿するための巻線貫挿孔（２４ａ，２４ｂ）を複数設けるとともに、２つ以上の前記巻線貫挿孔（２４ａ，２４ｂ）を結ぶ案内嵌合溝（２５ａ〜２５ｃ）を複数設け、
その案内嵌合溝（２５ａ〜２５ｃ）に前記巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）を嵌合させるようにしたことを特徴とする回転機器。
請求項１に記載の回転機器において、
前記巻線貫挿孔（２４ａ，２４ｂ）を結ぶ案内嵌合溝（２５ａ〜２５ｃ）は、各巻線貫挿孔（２４ａ，２４ｂ）の内周側において周方向に湾曲して形成されているとともに、前記巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）を、湾曲させて各案内嵌合溝（２５ａ〜２５ｃ）に嵌合させたことを特徴とする回転機器。
請求項１又は２に記載の回転機器において、
前記巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）を、各案内嵌合溝（２５ａ〜２５ｃ）に嵌合させてから、各巻線貫挿孔（２４ａ，２４ｂ）を貫挿し巻線端末支持部材（２１）に支持された前記平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）に固着手段にて固着させたことを特徴とする回転機器。
請求項１乃至３のいずれか１に記載の回転機器において、
前記巻線端末連結部材（３１ａ〜３１ｃ）と前記平板導線（１６）の端末（１６ａ，１６ｂ）とは、それぞれの広い当接面にて互いに当接していることを特徴とする回転機器。