JP5700643B2 - ブラシレスモータ及びブラシレスモータの駆動方法 - Google Patents

ブラシレスモータ及びブラシレスモータの駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、ブラシレスモータ及びブラシレスモータの駆動方法に関するものである。
従来、ブラシレスモータにおいて、ロータに取着する磁石を半減させてなるコンシクエントポール型のモータが提案されている(例えば、特許文献1)。コンシクエントポール構造のブラシレスモータにおいては、磁石を半減できることから低コスト化に繋がる反面、ロータの周方向の交互に形成される異なる磁極(N極とS極)の磁気的バランスがアンバランスになることから、単純に採用してもコギングトルクを増大させることが知られている。
また、ブラシレスモータにおいて、ステータにSC巻線を施したブラシレスモータが種々提案されている(例えば、特許文献2)。SC巻線は、U字状のセグメントと呼ばれる分割導体をステータコアの各スロットに、軸線方向から挿入し、反対側を後工程において溶接等で接続して周方向に連続巻線を形成する巻線をいう。このSC巻線は、スロット数を多くすることができコギングトルクを低減させることができるとともに、スロット内の巻線の占有率が向上し、出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。
特開平9−327139号公報 特許第3303773号公報
ところで、ブラシレスモータにおいては、更なる低コスト、コギングトルク低減、高出力化が要求されている。特に、自動車等の車両に搭載されるブラシレスモータにおいては、低コスト化は勿論、ドライバー等を不快とさせないように更なる低騒音化、低振動化が求められている。しかも、自動車等の車両においては、搭載する電動装置の増加により、設置スペースの減少及び搭載重量の増大に基づいて、ブラシレスモータの更なる小体格化及び軽量化が求められている。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、低コスト、コギングトルク低減、高出力化を可能にするとともに、小体格化及び軽量化を図ることのできるブラシレスモータ及びブラシレスモータの駆動方法を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、前記ステータの前記スロットは、径方向において、周方向幅が同じ幅に形成され、前記スロットには、前記巻線を周方向に重なることなく径方向に一列に積層して配置し、前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成し、前記ロータコアには、前記凹部及び前記突極の少なくとも一方の径方向内側位置に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分を形成し、前記ロータコアにおいて、前記凹部及び前記突極は、前記小磁性軽量部分の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部の外周面に形成されており、前記ロータコアは、鋼板よりなるロータコア片を複数積層して形成し、前記ロータコア片には、前記小磁性軽量部分の構成部の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部構成部を形成し、前記磁石固定部構成部の外周面に凹部構成部を周方向に等ピッチに形成するとともに、前記磁石固定部構成部の外周面の前記凹部構成部と前記凹部構成部との間に突極構成部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記小磁性軽量部分の構成部によって前記小磁性軽量部分を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記磁石固定部構成部によって前記磁石固定部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記凹部構成部によって前記凹部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記突極構成部によって前記突極を形成した。
請求項1に記載の発明及び以下の請求項3,5,7,11に記載の発明によれば、小磁性軽量部分は比重が小さいことから、モータの重量を軽量化できる。また、小磁性軽量部分は磁性が小さいことから、磁極の磁束が回転軸側に流れ難くなり、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスが向上する。そのため、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。しかも、高出力向化により出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。
請求項2に記載の発明は、磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、前記ステータの前記スロットは、径方向において、周方向幅が同じ幅に形成され、前記スロットには、前記巻線を周方向に重なることなく径方向に一列に積層して配置し、前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成し、前記ロータコアには、前記凹部及び前記突極の少なくとも一方の径方向内側位置に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分を形成し、前記ロータコアにおいて、前記凹部及び前記突極は、前記小磁性軽量部分の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部の外周面に形成されており、前記ロータコアは、鋼板よりなるロータコア片を複数積層して形成し、前記ロータコア片には、前記小磁性軽量部分の構成部の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部構成部を形成し、前記磁石固定部構成部の外周面に凹部構成部を周方向に等ピッチに形成するとともに、前記磁石固定部構成部の外周面の前記凹部構成部と前記凹部構成部との間に突極構成部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記小磁性軽量部分の構成部によって前記小磁性軽量部分を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記磁石固定部構成部によって前記磁石固定部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記凹部構成部によって前記凹部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記突極構成部によって前記突極を形成した。
請求項2に記載の発明及び以下の請求項4,6,8,12に記載の発明によれば、小磁性軽量部分は比重が小さいことから、モータの重量を軽量化できる。また、小磁性軽量部分は磁性が小さいことから、磁極の磁束が回転軸側に流れ難くなり、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスが向上する。そのため、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。しかも、高出力化により出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。
請求項3に記載の発明は、2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記各橋絡部は、それぞれ径方向に延びる橋絡部の径方向中心軸線が、前記第2の磁極の周方向中心位置と直交するように前記磁石固定筒部の内周面に連結されている
請求項3に記載の発明及び以下の請求項4〜8,11,12に記載の発明によれば、ロータの周方向に交互に形成される第1の磁極及び第2の磁極の磁気バランスが向上する
また、請求項に記載の発明及び以下の請求項4〜8,11,12に記載の発明によれば、複数の橋絡部は、軸固定筒部と磁石固定筒部との間に周方向に等ピッチに形成したので、磁石固定筒部の第1の磁極からの磁束は、これら橋絡部を介して軸固定筒部の固定筒部に流れ難くなり第2の磁極に集中する。従って、ロータの周方向に交互に形成される第1に磁極と第2の磁極の磁気バランスが向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。しかも、高出力化により出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。また、軸固定筒部と前記磁石固定筒部の間を各橋絡部で連結することによって、ロータコアに空間を形成したので、モータを軽量化することができる。
また、請求項に記載の発明及び以下の請求項4に記載の発明によれば、第1の磁極の磁束は、橋絡部を介して軸固定筒部に流れ難くなり第2の磁極に集中するようになり、第1に磁極と第2の磁極の磁気バランスがより向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。
請求項4に記載の発明は、磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記各橋絡部は、それぞれ径方向に延びる橋絡部の径方向中心軸線が、前記第2の磁極の周方向中心位置と直交するように前記磁石固定筒部の内周面に連結されている。
請求項5に記載の発明は、2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記空隙を形成する前記磁石固定筒部の内側面は、その中央位置が前記ステータ側に向かって最も深くなる溝が形成され、前記溝は、その内底面が軸方向から見て円弧状に形成されるとともに、その円弧状の内底面の両側部が円弧状に縁どりして前記内側面に連続されている。
請求項5に記載の発明及び以下の請求項6に記載の発明によれば、磁石の磁束は、隣接する突極に集中するようになり、ロータの周方向に交互に形成される第1の磁極と第2の磁極との磁気バランスがより向上する。
請求項6に記載の発明は、磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記空隙を形成する前記磁石固定筒部の内側面は、その中央位置が前記ステータ側に向かって最も深くなる溝が形成され、前記溝は、その内底面が軸方向から見て円弧状に形成されるとともに、その円弧状の内底面の両側部が円弧状に縁どりして前記内側面に連続されている。
請求項7に記載の発明は、2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記各橋絡部の延長線上の前記磁石固定筒部の側面には、第2の小磁性軽量部分が軸方向に形成されている。
請求項7に記載の発明及び以下の請求項8に記載の発明によれば、第1の磁極と第2の磁極との磁気バランスがより向上させることができるとともに、モータの重量をより軽量化することができる。
請求項8に記載の発明は、磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記各橋絡部の延長線上の前記磁石固定筒部の側面には、第2の小磁性軽量部分が軸方向に形成されている。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載のブラシレスモータにおいて、前記第2の小磁性軽量部分は、前記磁石固定筒部の側面を貫通する第2の空隙である。
請求項9に記載の発明によれば、第1の磁極と第2の磁極との磁気バランスがより向上させることができるとともに、モータの重量をより軽量化することができる。
請求項10に記載の発明は、請求項3〜9のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記各橋絡部は、軸線方向の長さが、前記軸固定筒部及び前記磁石固定筒部の軸線方向の長さより短く形成されている。
請求項10に記載の発明によれば、磁石の磁束は、回転軸方向に流れ難く突極に集中するようになり、ロータの周方向に交互に形成される第1の磁極と第2の磁極との磁気バランスが向上する。
請求項11に記載の発明は、2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、少なくとも前記磁石をカバーにて覆い、前記カバーは、前記磁石固定筒部の側面に形成した第2の空隙に連結固定されている
請求項11に記載の発明及び以下の請求項12に記載の発明によれば、磁石はカバーによって脱落することはない。また、脱落を防止するカバーは、ロータコアに形成したので、カバーを固定するための特別な部品等を設け、その特別な部品をモータ内に取り付けるためのスペースを確保しなくてもよい
請求項12に記載の発明は、磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、回転軸に固着される軸固定筒部と、前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部とを有し、前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、前記コンシクエントロータのロータコアは、少なくとも前記磁石をカバーにて覆い、前記カバーは、前記磁石固定筒部の側面に形成した第2の空隙に連結固定されている
請求項13に記載の発明は、請求項3〜12のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成する。
請求項13に記載の発明によれば、ロータコアに形成される凹部に磁石を取着することにより、突極のステータ側には磁石のステータ側に形成される第1の磁極と異なる第2の磁極が形成される。その第1の磁極及び第2の磁極がロータの周方向に交互に形成される。
請求項1に記載の発明は、請求項〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記コンシクエントロータのロータコアは、鋼板よりなるロータコア片が複数積層されて構成されている。
請求項1に記載の発明によれば、磁気がロータコア内で移動し易いコンシクエントロータにおいては、小磁性軽量部の磁気移動抑制効果による渦電流抑制効果に加え、ロータコア片が複数積層されることで、さらに渦電流の発生が抑えられる。
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータのロータコアに固着された回転軸は、非磁性材により形成されている。
請求項1に記載の発明によれば、第1の磁極の磁束は、回転軸に流れ難くなり、1の磁極と第2の磁極との磁気バランスがより向上する。
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは、径方向に延び周方向に等ピッチに複数設けられるティースを有するステータコアと前記ティースに装着された異なる3相巻線を2つ有し、前記ステータの各3相巻線は、それぞれ、前記ティース間のスロットを軸方向に貫通するとともに径方向に積層配置される複数の導体部からなり、各相毎に径方向に隣接する導体部間において前記コア側の軸方向外側端部で溶着により電気的に接続され周方向に連なり構成されるSC巻線であり、各相の受電端子はそれぞれ同一の径方向積層位置にある導体部から軸線方向に引き出した。
請求項1に記載の発明によれば、スロット数を多くすることができコギングトルクを低減させることができるとともに、スロット内の巻線の占有率が向上し、出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。
請求項1に記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは、第1導体部と第4導体部を有し前記第1導体部と前記第4導体部が基端部で連結された波巻用の外側導体と、第2導体部と第3導体部を有し前記第2導体部と前記第3導体部が基端部で連結され前記波巻用の外側導体に内包される重ね巻用の内側導体とからなるセグメントを有し、前記第1導体部と前記第2導体部、及び、前記第3導体部と前記第4導体部をそれぞれの組とし、前記各組を互いに隣接する同相のステータコアに形成した各スロットにそれぞれ挿入し、前記各スロットに、前記第1導体部から第4導体部を径方向に内側から第1導体部、第2導体部、第3導体部、第4導体部の順で配置し、隣接する一方のスロットの第1導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第2導体部の先端部とを接続するとともに、隣接する一方のスロットの第3導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第4導体部の先端部とを接続することによって、SC巻線よりなる3相Y結線巻線が2つ1スロットピッチずれて巻回されたステータである。
請求項1に記載の発明によれば、スロット数を多くすることができコギングトルクを低減させることができるとともに、スロット内の巻線の占有率が向上し、出力当たりのモータの体格を小体格化することができる。
請求項1に記載の発明は、請求項1又は1に記載したブラシレスモータの駆動方法であって、前記ステータに巻回した2つの異なる3相巻線に対して30度位相差をもって通電するようにした。
請求項1に記載の発明によれば、2つの異なる3相巻線を電気角30度の位相差をもって給電することにより、ブラシレスモータに発生する電気角6次成分のトルクリップルを消失させることができる。また、ステータとロータの間が、電気角60度の磁気スキューとなるように設定したことにより、ブラシレスモータに発生する電気角12次成分のトルクリップルを消失させることができる。
本発明によれば、低コスト、コギングトルク低減、高出力化を可能にするとともに、小体格化及び軽量化を図ることができる。
本実施形態のブラシレスモータの断面図。 本実施形態のフロントエンドプレート側から見たステータの斜視図。 本実施形態のリアカバー壁側から見たステータの斜視図。 本実施形態のフロントエンドプレート側から見たステータの一部断面図。 図4のステータのa−a線断面図。 本実施形態の3相巻線の一部展開図。 同じく3相巻線の一部展開図。 スロット挿入前のセグメントの斜視図。 スロット挿入後のセグメントの斜視図。 第1系統のU1相の巻線の一部展開図。 同じく第1系統のU1相の巻線の一部展開図。 セグメントの各導体部がスロットに挿入された状態を示す断面図。 隣接する同一相のセグメント同士の接続を説明するための説明図。 第1系統3相巻線の電気回路図。 第2系統のU2相の巻線の一部展開図。 同じく第2系統のU2相の巻線の一部展開図。 第2系統3相巻線の電気回路図。 ロータを説明するための斜視図。 ステータとロータを説明するための軸方向からみた正面図。 ロータを説明するための斜視図。 ロータコアを説明するための斜視図。 ロータコアを軸方向から見た正面図。 本発明の別例を示すロータコアを軸方向から見た正面図。 本発明の別例を示すロータコアの断面図。 本発明の別例を示すロータコアの斜視図。
以下、本発明のブラシレスモータを具体化した一実施形態を図1〜図22に従って説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータ1のモータケース2は、有底の筒状ハウジング3と、その筒状ハウジング3のフロント側の開口部を閉塞するフロントエンドプレート4とで形成されている。また、筒状ハウジング3のリア側のリアカバー壁3aには、収容ボックス5が取着されている。
筒状ハウジング3の内周面には、図2及び図3に示すステータ6が固定されている。ステータ6は、図4及び図5に示すように、ステータコア7を備え、そのステータコア7は、円筒部8と該円筒部8から径方向内側に延びて周方向に複数設けられたティース9とを有する。ステータコア7は、図1、図5に示すように、積層鋼材よりなる複数のステータコア片7a(図2〜図4においては省略)が積層されて1つのステータコア7を形成している。
本実施形態では、ティース9は、図4に示すように、60個形成されている。従って、ティース9間に形成されるスロットSは60個形成され、その60個のスロットSは、円筒部8の中心軸線から見て6度の等角度の間隔に配置形成されている。尚、説明の便宜上、個々のスロットSについて個々に特定する必要があるとき、60個のスロットSの周方向に連続した番号であるスロット番号「1」〜「60」を付けて説明する。
図6及び図7に示すように、各スロットSには、U相、V相、W相のからなる3相巻線が巻回されている。図6及び図7では、周方向にスロットSのスロット番号「1」〜「60」を付している。
各スロットSには、軸方向の一側(リアカバー壁3a側)から他側(フロントエンドプレート4側)に向かって図8に示すU字状のセグメントSGが挿入される。そして、各セグメントSG同士を所定の規則で接続することによって、3相Y結線のSC巻線を形成している。
図8に示すように、スロットSに挿入する前のセグメントSGは、U字形状をした波巻用の外側導体OSと重ね巻用の内側導体ISを有している。外側導体OSと内側導体ISは、表面が絶縁材で被膜され、外側導体OSと内側導体ISが電気的に導通しないようになっている。
外側導体OSは、第1導体部OSiと第4導体部OSoを有し、第1導体部OSiの基端部と第4導体部OSoの基端部とが連結導体部OScにて連結されている。第1導体部OSiと第4導体部OSoは、互いに連結導体部OScから離間する方向に拡開するように屈曲形成させた後、互いに平行となるように屈曲形成されている。
内側導体ISは、外側導体OSの内側に囲まれて配置される。内側導体ISは、第2導体部ISiと第3導体部ISoを有し、第2導体部ISiの基端部と第3導体部ISoの基端部とが連結導体部IScにて連結されている。第2導体部ISiは、連結導体部IScから外側導体OSの第1導体部OSiに沿って屈曲形成されている。第3導体部ISoは、連結導体部IScから外側導体OSの第4導体部OSoに沿って屈曲形成されている。
そして、外側導体OSの内側に内側導体ISを配置することによって、スロットSに挿入する前のU字形状のセグメントSGが形成される。このように形成されたセグメントSGついて、外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiは同一のスロットSに挿入され、外側及び内側導体OS,ISの第4及び第3導体部OSo,ISoは前記第1及び第2導体部OSi,ISiとは異なる隣接する同相のスロットSに挿入される。
例えば、外側及び内側導体OS,ISについて、第1及び第2導体部OSi,ISiをスロット番号「60」のスロットSに挿入したとき、第4及び第3導体部OSo,ISoをスロット番号「6」のスロットSに挿入するようになっている。つまり、1つのセグメントSGの第1及び第2導体部OSi,ISiと第4及び第3導体部OSo,ISoは、6スロットピッチの間隔をおいて挿入されることになる。
そして、第4及び第3導体部OSo,ISoを挿入したスロット番号「6」のスロットSには、隣のセグメントSGの外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが挿入される。さらに、その隣のセグメントSGは、自身の外側及び内側導体OS,ISの第4及び第3導体部OSo,ISoをスロットS番号「12」のスロットSに挿入させる。
順次同様な方法で、リアカバー壁3a側からフロントエンドプレート4側に向かってセグメントSGをスロットSに挿入する。これによって、10個目のセグメントSGの外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが、スロット番号「60」のスロットSに挿入されて1周する。周回した10個のセグメントSGを互いに接続することによって1相分の巻線が形成される。
従って、スロットSが60個あり6相分の巻線が形成されるため、U相、V相、W相の3相巻線が2つ(第1系統3相巻線と第2系統3相巻線)形成されることになる。ここで、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線とをそれぞれ特定して説明するときは、第1系統3相巻線の各相をU1相、V1相、W1相とし、第2系統3相巻線の各相をU2相、V2相、W2相という。
第1系統3相巻線と第2系統3相巻線は、それぞれ独立した3相交流電源が供給されている。本実施形態では、第1系統3相巻線に給電される3相交流と第2系統3相巻線に給電される3相交流は、電気角30度の位相差を有している。
本実施形態では、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線の各相の巻線が使用するスロットSが、表1で示すように割り当てられている。
Figure 0005700643
表1から明らかなように、第1系統3相巻線のU1相は、スロット番号が「60」、「6」、「12」、「18」、「24」、「30」、「36」、「42」、「48」、「54」のスロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
そして、第1系統3相巻線のV1相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、2スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。また、第1系統3相巻線のW1相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、4スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
ちなみに、第2系統3相巻線のU2相は、第1系統3相巻線のU1相の巻線に対して、1スロットピッチずれて、スロット番号が「1」、「7」、「13」、「19」、「25」、「31」、「37」、「43」、「49」、「55」のスロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
同様に、第2系統3相巻線のV2相は、第2系統3相巻線のU2相の巻線に対して、2スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。また、第2系統3相巻線のW2相は、第2系統3相巻線のU2相の巻線に対して、4スロットピッチずれた各スロットSに巻線が巻回(セグメントSGが挿入)されることがわかる。
そして、上記の条件で60個全てのスロットSに、図8に示す波巻用の外側導体OSと重ね巻用の内側導体ISからなるセグメントSGを挿通する。続いて、全てのスロットSにセグメントSGについて、図9に示すように、外側導体OS及び内側導体ISを折り曲げ形成して各相の巻線を形成する。
波巻用の外側導体OSの折り曲げは、スロットSから突出した部分の第1導体部OSi及び第4導体部OSoを互いに離間する方向に折り曲げる。そして、外側導体OSの第1及び第4導体部OSi,OSoについて、スロットSから突出し互いに離間する方向に折り曲げられた部分を第1及び第4溶接部OWi,OWoという。
一方、重ね巻用の内側導体ISの折り曲げは、スロットSから突出した部分の第2導体部ISi及び第3導体部ISoを互いに近づく方向に折り曲げる。そして、内側導体ISの第2及び第3導体部ISi,ISoについて、スロットSから突出し互いに近づく方向に折り曲げられた部分を第2及び第3溶接部IWi,IWoという。
(第1系統3相巻線)
次に、第1系統3相巻線について説明する。
ここで、10個のセグメントSGを使って、第1系統3相巻線の内のU1相の巻線の巻線方法について、図10及び図11に従って説明する。
第1系統のU1相の巻線に使用されるスロットSは、表1に示すスロット番号のスロットSが割り当てられ、10個のセグメントSG1〜SG10が使用される。
ここで、1個目のセグメントSG1はスロット番号「60」及び「6」のスロットSに挿入される。2個目のセグメントSG2はスロット番号「6」及び「12」のスロットSに挿入される。3個目のセグメントSG3はスロット番号「12」及び「18」のスロットSに挿入される。4個目のセグメントSG4はスロット番号「18」及び「24」のスロットSに挿入される。5個目のセグメントSG5はスロット番号「24」及び「30」のスロットSに挿入される。
さらに、6個目のセグメントSG6はスロット番号「30」及び「36」のスロットSに挿入される。7個目のセグメントSG7はスロット番号「36」及び「42」のスロットSに挿入される。8個目のセグメントSG8はスロット番号「42」及び「48」のスロットSに挿入される。9個目のセグメントSG9はスロット番号「48」及び「54」のスロットSに挿入される。10個目のセグメントSG10はスロット番号「54」及び「60」のスロットSに挿入される。
なお、セグメントSG1〜SG10を各スロットSに挿入する際、後続するセグメントが所定のスロットSに挿入し易いように、外側導体OSの連結導体部OSc及び内側導体ISの連結導体部IScを斜めに捻るように、図3に示すように、折り曲げ形成して挿入している。
今、図10に示すように、スロット番号「60」及び「6」には、U1相用の1個目のセグメントSG1が挿入されている。これによって、スロット番号「60」のスロットSには、内側導体ISの第2導体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「6」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
スロット番号「6」及び「12」には、U1相用の2個目のセグメントSG2が挿入されている。これによって、スロット番号「6」のスロットSには、内側導体ISの第2導
体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「12」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
このとき、スロット番号「6」のスロットSには、1個目のセグメントSG1の内側及び外側導体IS,OSの第3及び第4導体部ISo,OSoが配置され、2個目のセグメントSG2の外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが配置される。
つまり、図12に示すように、スロットSに、径方向に内側から第1導体部OSi、第2導体部ISi、第3導体部ISo、第4導体部OSoの順に、4層構造となって配置されている。そして、1個目のセグメントSG1の外側導体OS(スロット番号「6」を貫挿した)の第4溶接部OWoと、2個目のセグメントSG2の内側導体IS(スロット番号「12」を貫挿した)の第3溶接部IWoとを溶接する。
なお、スロットSの内周面は、インシュレータ10が形成され、セグメントSGとステータ6のステータコア7との間を電気的に絶縁している。
スロット番号「12」及び「18」には、U1相用の3個目のセグメントSG3が挿入されている。これによって、スロット番号「12」のスロットSには、内側導体ISの第2導体部ISiと外側導体OSの第1導体部OSiが配置され、スロット番号「18」のスロットSには、内側導体ISの第3導体部ISoと外側導体OSの第4導体部OSoが配置されている。
このとき、スロット番号「12」のスロットSには、2個目のセグメントSG2の内側及び外側導体IS,OSの第3及び第4導体部ISo,OSoが配置され、3個目のセグメントSG3の外側及び内側導体OS,ISの第1及び第2導体部OSi,ISiが配置される。そして、2個目のセグメントSG2の外側導体OS(スロット番号「12」を貫挿した)の第4溶接部OWoと、3個目のセグメントSG3の内側導体IS(スロット番号「18」を貫挿した)oの第3溶接部IWoとを溶接する。
さらにまた、2個目のセグメントSG2の内側導体IS(スロット番号「6」を貫挿した)の第2溶接部IWiと、3個目のセグメントSG3の外側導体OS(スロット番号「12」を貫挿した)の第4溶接部OWoとを溶接する。以後、同様な、4〜10個のセグメントSG4〜SG10について、同様な工程を繰り返すことによって、図10及び図11に示すU1相の巻線が形成される。
ここで、隣接するセグメントSG同士の溶接について説明する。
なお、説明の便宜上、スロット番号「60」及び「6」のスロットSに挿入される1個目のセグメントSG1に対して、隣接する2個目のセグメントSG2と10個目のセグメントSG10との間の溶接について説明する。
図13に示すように、1個目のセグメントSG1の外側導体OSの第1溶接部OWiは、その先端面S1が10個目のセグメントSG10の内側導体ISの第2溶接部IWiの先端面S2との間で溶接部材B1で溶接され、且つ、電気的に接続されている。また、1個目のセグメントSG1の内側導体ISの第2溶接部IWiは、その先端面S2が2個目のセグメントSG2の外側導体OSの第1溶接部OWiの先端面S1との間で溶接部材B1で溶接され、且つ、電気的に接続されている。
さらに、1個目のセグメントSG1の内側導体ISの第3溶接部IWoは、その先端面S3が10個目のセグメントSG10の外側導体OSの第4溶接部OWoの先端面S4との間で溶接部材B2で溶接され、且つ、電気的に接続されている。
さらにまた、1個目のセグメントSG1の外側導体OSの第4溶接部OWoは、その先端面S4が2個目のセグメントSG2の内側導体ISの第3溶接部IWoの先端面S3との間で溶接部材B2で溶接され、且つ、電気的に接続されている。
このようにして、第1系統3相巻線の他のV1相,W1相の巻線もU1相の巻線と同様な方法で巻回される。また、第1系統3相巻線は3相Y結線で構成されている。そして、各相の巻線について中性点N1(図14参照)と接続する中性点端子T0u,T0v,T0w及び電力を受電する電力受電端子T1u,T1v,T1wを決めている。
なお、第1系統3相巻線の各相の巻線について、各セグメントSGは、図1及び図2に示すように、全て溶接端が軸方向において一様に揃うように溶接されている。そして、各セグメントSGのフロント側の先端とフロントエンドプレート4の間隔は同じになるように形成されている。
(中性点端子及び電力受電端子の設定)
図6、図15に示すように、本実施形態では、U1相の巻線について、1個目のセグメントSG1の外側導体OS及び内側導体ISのリアカバー壁3a側に位置する連結導体部OSc,IScを分離する。
ここで、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、U1相の中性点端子T0uとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、U1相の電力受電端子T1uとしている。
つまり、中性点端子T0uは、スロット番号「60」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1uは、スロット番号「6」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1uは、中性点端子T0uよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
また、図6に示すように、V1相の巻線について、スロット番号「56」及び「2」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、V1相の中性点端子T0vとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、V1相の電力受電端子T1vとしている。
つまり、中性点端子T0vは、スロット番号「56」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1vは、スロット番号「2」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1vは、中性点端子T0vよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
また、図6に示すように、W1相の巻線について、スロット番号「52」及び「58」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、W1相の中性点端子T0wとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、W1相の電力受電端子T1wとしている。
つまり、中性点端子T0wは、スロット番号「52」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T1wは、スロット番号「58」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T1wは、中性点端子T0wよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
これによって、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wは、スロットS内の径方向において3番目に外側の位置にそれぞれ配置され、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wは、スロットS内の径方向において最も内側にそれぞれ配置される。しかも、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wは互いに近い位置に配置されている。同様に、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wも、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wの内側であって互いに近い位置に配置されている。
従って、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wを互いに接続する中性線L1nは、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wより内側に配置される。その結果、図3に示すように、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wから引き出される各引出線L1u,L1v,L1wは、中性線L1nよりも外側に配置される。
そして、各相の中性点端子T0u,T0v,T0wを互いに中性線L1nにて接続し、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを受電端とすれば、第1系統の3相Y結線の巻線が形成され、図14に示すような電気回路が形成される。なお、図中、「L1」は、電力受電端子T1u,T1v,T1wからそれぞれの巻線が周回し、それぞれ外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点までのインダクタンスを示す。また。「L2」は、それぞれその外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点から、それぞれの各中性点端子T0u,T0v,T0wまでのインダクタンスを示す。
(第2系統3相巻線)
次に、第2系統3相巻線について説明する。
第2系統3相巻線は、第1系統3相巻線と同様に3相Y結線である。そして、第2系統の3相各巻線は、第1系統の対応する3相各巻線と1スロットピッチずれて各スロットSにそれぞれ巻回される。
従って、図15、図16に示すように、第2系統のU2相巻線は、第1系統のU1相巻線に対して、1スロットピッチずれて各スロットSにそれぞれ巻回される。
第2系統のU2相の巻線に使用されるスロットSは、表1に示すスロット番号のスロットSが割り当てられ、10個のセグメントSG1a〜SG10aが使用される。
ここで、1個目のセグメントSG1aはスロット番号「1」及び「7」のスロットSに挿入される。2個目のセグメントSG2aはスロット番号「7」及び「13」のスロットSに挿入される。3個目のセグメントSG3aはスロット番号「13」及び「19」のスロットSに挿入される。4個目のセグメントSG4aはスロット番号「19」及び「25」のスロットSに挿入される。5個目のセグメントSG5aはスロット番号「25」及び「31」のスロットSに挿入される。
さらに、6個目のセグメントSG6aはスロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入される。7個目のセグメントSG7aはスロット番号「37」及び「43」のスロットSに挿入される。8個目のセグメントSG8aはスロット番号「43」及び「49」のスロットSに挿入される。9個目のセグメントSG9aはスロット番号「49」及び「55」のスロットSに挿入される。10個目のセグメントSG10aはスロット番号「55」及び「1」のスロットSに挿入される。
そして、第1系統のU1相巻線と同様に、各セグメントSG1a〜SG10aが結線されて第2系統のU2相の巻線が形成される。また、第2系統3相巻線の他のV2相,W2相の巻線もU2相の巻線と同様な方法で巻回される。
さらに、第2系統3相巻線も同様に3相Y結線で構成されている。従って、各相の巻線について中性点N2(図17参照)と接続する中性点端子T0ua,T0va,T0wa及び電力を受電する電力受電端子T2u,T2v,T2wを決めている。
なお、第2系統3相巻線の各相の巻線について、各セグメントSGの溶接端は、第1系統3相巻線のセグメントSGの溶接部材B1,B2と軸方向において一様に揃うように合わせてあり、図1〜図4に示すように、全てのセグメントSGの溶接部材B1,B2が軸方向において一様に揃うように溶接されている。その結果、全てのセグメントSGのフロント側の先端とフロントエンドプレート4との間隔は同じとなる。
(中性点端子及び電力受電端子の設定)
図6、図7に示すように、本実施形態では、U2相の巻線について、中性点端子T0ua及び電力受電端子T2uは、U1相の中性点端子T0u及び電力受電端子T1uに対して周方向において180度相対向する位置に設けられる。従って、U2相の巻線について、5個目のセグメントSG5aの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
ここで、U1相巻線と同様に、図16に示すように、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、U2相の中性点端子T0uaとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、U2相の電力受電端子T2uとしている。
つまり、中性点端子T0uaは、スロット番号「25」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2uは、スロット番号「31」のスロットS内の径方向において3番目に外側に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。
従って、電力受電端子T2uは、中性点端子T0uaよりもスロットS内の径方向において外側に配置される。そして、U2相の電力受電端子T2u及び中性点端子T0uaは、それぞれU1相の電力受電端子T1u及び中性点端子T0uに対して、ステータコア7の周方向に180度相対向する位置に配置される。
次に、V2相の巻線について、中性点端子T0va及び電力受電端子T2vは、V1相の中性点端子T0v及び電力受電端子T1vに対して周方向において242度相対向する位置に設けられる。従って、図7に示すように、V2相の巻線について、スロット番号「33」及び「39」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、V2相の中性点端子T0vaとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、V2相の電力受電端子T2vとしている。
つまり、中性点端子T0vaは、スロット番号「33」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2vは、スロット番号「39」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。従って、電力受電端子T2vは、中性点端子T0vaよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
次に、W2相の巻線について、中性点端子T0wa及び電力受電端子T2wは、W1相の中性点端子T0w及び電力受電端子T1wに対して周方向において138度相対向する位置に設けられる。従って、図7に示すように、W2相の巻線について、スロット番号「29」及び「35」に挿入されたセグメントSGの外側導体OS及び内側導体ISの連結導体部OSc,IScを分離する。
同様に、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第4導体部OSoに繋がる方と、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第2導体部ISiに繋がる方とを接続する。
そして、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を、W2相の中性点端子T0waとしている。一方、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を、W2相の電力受電端子T2wとしている。
つまり、中性点端子T0waは、スロット番号「29」のスロットS内の径方向において最も内側に配置された外側導体OSの第1導体部OSiから引き出された端子である。また、電力受電端子T2wは、スロット番号「35」のスロットS内の径方向において3番目に外側の位置に配置された内側導体ISの第3導体部ISoから引き出された端子である。従って、電力受電端子T2wは、中性点端子T0waよりスロットS内の径方向において外側に配置される。
これによって、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wは、スロットS内の径方向において3番目に外側の位置にそれぞれ配置され、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waは、スロットS内の径方向において最も内側にそれぞれ配置される。しかも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wは互いに近い位置に配置されている。同様に、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wの内側であって互いに近い位置に配置されている。
従って、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waを互いに接続する中性線L2nは、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wより内側に配置される。その結果、図3に示すように、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wから引き出される各引出線L2u,L2v,L2wは、中性線L2nより径方向において外側に配置される。
そして、各相の中性点端子T0ua,T0va,T0waを互いに接続し、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを引き出せば、第2系統の3相Y結線の巻線が形成され、図17に示すような電気回路が形成される。なお、図中、「L1」は、電力受電端子T2u,T2v,T2wからそれぞれの巻線が周回し、それぞれ外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点までのインダクタンスを示す。また。「L2」は、それぞれその外側導体OSの連結導体部OScの分離端と内側導体ISの連結導体部IScの分離端との接続点から、それぞれの各中性点端子T0ua,T0va,T0waまでのインダクタンスを示す。
上記のように、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線が巻回されたステータ6の内側には、図1に示すように、ロータ11が配設されている。ロータ11は、回転軸12に貫挿固着されている。回転軸12は、本実施形態では非磁性体の金属のシャフトであって、筒状ハウジング3のリアカバー壁3a及びフロントエンドプレート4に設けられた軸受け14,15により回転可能に支持されている。回転軸12に固着されたロータ11は、コンシクエントポール型構造のロータである。
ロータ11は、図1、図18〜図21に示すように、鋼板よりなるロータコア片16aが複数積層されて形成されたロータコア16を有し、回転軸12に固着されている。
ロータコア16は、図21に示すように、円筒状に形成され回転軸12に固着された軸固定筒部21と、円筒状に形成され軸固定筒部21の外周面を一定の間隔を開けて内包する磁石固定筒部22と、軸固定筒部21と磁石固定筒部22とを一定の間隔に連結保持する橋絡部23を有している。
磁石固定筒部22の外周面には周方向に5個の扇状の凹部22aが等角度の間隔で、軸方向に凹設されている。そして、扇状の凹部22aを形成することで、凹部22aと凹部22aの間に5個の突極24が形成される。
周方向に、等間隔に形成された凹部22aには、図20に示すように、マグネットMGが固着配置されている。5個のマグネットMGは、ロータコア16に対して、径方向において内側の面がN極に、径方向においてステータ側の面がS極(第1の磁極)となるように配置される。その結果、マグネットMGに対し周方向に隣り合う突極24の外側面(ステータ側)は、マグネットMGの外側面と異なる磁極であるN極(第2の磁極)となる。
なお、本実施形態のロータ11に対するステータ6は、図19に示すように、ロータ11のマグネットMGの個数(=極対数)を「p」(但し、pは2以上の整数)、SC巻線の相数を「m」として、ティース9の個数「Z」が、「Z=2×p×m×n(個)」(但し、「n」は自然数)となるように構成されている。
ちなみに、本実施形態では、この数式に基づいて、ティース9の個数「Z」は、
Z=2×5(マグネットMGの個数)×3(相数)×2=60(個)
となる。
軸固定筒部21と磁石固定筒部22とを連結保持する橋絡部23は5個有し、各橋絡部23は軸固定筒部21の外側面から径方向に延出され、磁石固定筒部22の内側面と連結されている。5個の橋絡部23は、周方向に等間隔に配置され、その等間隔に配置された5個の橋絡部23は軸方向に沿って延出形成されている。
また、各橋絡部23の磁石固定筒部22の内側面との連結位置は、マグネットMGを嵌合固着した凹部22aと対応する位置に連結される。しかも、各橋絡部23は、径方向に延びる橋絡部23の径方向中心線がマグネットMGの周方向の幅の中心位置を直交するように連結されている。
従って、軸固定筒部21の外側面と磁石固定筒部22の内側面との間に形成された空間は、周方向に等間隔に配置され5個の橋絡部23にて5個に分割され、5個の軸方向に貫通した空隙25(小磁性軽量部)が形成される。
空隙25は、積層鋼板よりなるロータコア材より比重及び磁性が小さいことから、ロータコア16は、この空隙25(小磁性軽量部)が形成されることによって軽量となり、モータ全体の重量を軽量化することができる。
磁石固定筒部22の軸方向の両側面であって、各橋絡部23側に近い位置には、軸方向に凹設したカバー固定孔26がそれぞれ形成されるようになっている。各カバー固定孔26は、図18に示すように、ロータコア16の外周を覆うロータカバー27を固定する際に使用される。
ロータカバー27は、円筒形状のカバー部27aを有している。カバー部27aはそのフロントエンドプレート4側の開口端からに磁石固定筒部22の側面を覆うように、回転軸12方向に屈曲形成して環状の補強リブ27bが設けられている。環状の補強リブ27bの内周部であって各カバー固定孔26に対応する位置には、図18に示すように、係合突起27c(図1参照)が形成されている。係合突起27cは、折り曲げ形成されることによって、各係合突起27cが対応するカバー固定孔26に嵌着されて、ロータカバー27のカバー部27aを、ロータコア16に支持固定する。
また、カバー部27aのリアカバー壁3a側の開口端は、磁石固定筒部22のリアカバー壁3a側の側面を覆う環状の側板27dがその側板27dの外周端とカシメ固着されている。
筒状ハウジング3のリアカバー壁3aの内側であって、ステータ6に配線した第1系統3相巻線の中性線L1nと対峙した位置に、第1収容凹部31を形成し、その第1収容凹部31に、中性線L1nが介在するスペースを設けている。これによって、リアカバー壁3a側に張り出される中性線L1を、この第1収容凹部18により軸方向に逃がすことができ、その分、モータの軸方向の体格を小さくできる。
この第1収容凹部31には、第1貫通孔H1が形成されている。第1収容凹部31に形成された第1貫通孔H1は、長孔であって、中性線L1nに隣接して形成された第1系統3相巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと対峙している。そして、電力受電端子T1u,T1v,T1wから引き出される各引出線L1u,L1v,L1wが、図1に示すように、第1貫通孔H1を貫通して収容ボックス5内に案内されるようになっている。
また、筒状ハウジング3のリアカバー壁3aの内側であって、ステータ6に配線した第2系統3相巻線の中性線L2nと対峙した位置に、第2収容凹部32を形成し、その第2収容凹部32に、中性線L2nが介在するスペースを設けている。これによって、リアカバー壁3a側に張り出される中性線L2を、この第2収容凹部32により軸方向に逃がすことができ、その分、モータの軸方向の体格を小さくできる。
この第2収容凹部32には、第2貫通孔H2が形成されている。第2収容凹部32に形成された第2貫通孔H2は、長孔であって、中性線L2nに隣接して形成された第2系統3相巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wと対峙している。そして、電力受電端子T2u,T2v,T2wから引き出される各引出線L2u,L2v,L2wが、図1に示すように、第2貫通孔H2を貫通して収容ボックス5内に案内されるようになっている。
リアカバー壁3aの外側に固設した収容ボックス5内には、駆動装置40が収納されている。駆動装置40の回路基板41は、ロータ11の回転制御するための回転センサ42、ECU(電子制御ユニット)43、第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1w及び第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2w等の各種の回路素子が実装されている。
回転センサ42は、リアカバー壁3aから外側に軸線方向に突出した回転軸12に相対向するように回路基板41に実装されている。回転センサ42は、本実施形態ではホールICからなり、回転軸12の軸端面に固着した回転センサ42と一体回転する検出用マグネット42aの回転角を検出する。
ECU(電子制御ユニット)43は、マイクロコンピュータを有している。ECU43は、回転センサ42からの検出信号に基づいて、その時々のブラシレスモータ1の回転角度、回転速度等を検出する。そして、ECU43は、第1系統3相巻線及び第2系統3相巻線の各相へ電力供給タイミング演算する。つまり、ECU43は、第1系統3相巻線に給電する3相交流に対して、第2系統3相巻線に給電する3相交流を、電気角30度の位相差をもって給電する。
第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、例えば、パワーMOSトランジスタからなり、ECU43の制御信号に基づいて、オンオフ制御されるようになっている。第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、所定のタイミングでオンオフ制御されることによって、第1系統3相巻線の各相に電力をそれぞれ供給制御する。これによって、第1系統3相巻線による回転磁界がステータ6に生成される。
回路基板41に実装された第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wは、軸線方向から見て、第1系統3相巻線に形成した各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと相対向する側に実装されている。そして、その回路基板41の第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wとそれぞれ接続され、軸線方向から見て電力受電端子T1u,T1v,T1wと相対向する前記回路基板41の径方向外周側の位置には、各相に電力を供給する出力端子O1u,O1v,O1wがそれぞれ形成されている。
従って、各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wから引き出される各引出線L1u,L1v,L1wは、リアカバー壁3aに形成した第1貫通孔H1を貫通して各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wと各相に出力端子O1u,O1v,O1wとを軸線方向に最短距離でそれぞれ接続する。
第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、例えば、パワーMOSトランジスタからなり、ECU43の制御信号に基づいて、オンオフ制御されるようになっている。第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、所定のタイミングでオンオフ制御されることによって、第2系統3相巻線の各相に電力をそれぞれ供給制御する。これによって、第2系統3相巻線による回転磁界がステータ6に生成される。
回路基板41に実装された第2スイッチングトランジスタQ2u,Q2v,Q2wは、軸線方向から見て、第2系統3相巻線に形成した各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wと相対向する側に実装されている。そして、その回路基板41の第1スイッチングトランジスタQ1u,Q1v,Q1wとそれぞれ接続され、軸線方向から見て電力受電端子T2u,T2v,T2wと相対向する位置には、各相に電力を供給する出力端子O2u,O2v,O2wがそれぞれ形成されている。
従って、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wから引き出される各引出線L2u,L2v,L2wは、リアカバー壁3aに形成した第2貫通孔H2を貫通して各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wと各相に出力端子O2u,O2v,O2wとを軸線方向に最短距離でそれぞれ接続する。
なお、本実施形態のブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置等に用いられるものであって、前記ロータ11の回転軸12が、図示しない減速機に連結され、該減速機を介して被駆動部としての図示しないステアリングシャフト等の相手シャフトに連結され、同ステアリングシャフト等の相手シャフトを駆動するものである。
次に、上記実施の形態の作用について記載する。
ブラシレスモータ1のロータコア16は、回転軸12に固着された軸固定筒部21とその軸固定筒部21の外周面を一定の間隔を開けて内包する磁石固定筒部22を設け、軸固定筒部21と磁石固定筒部22とを橋絡部23にて形成した。そして、軸固定筒部21の外側面と磁石固定筒部22の内側面との間に、橋絡部23にて区画された形成された空隙25を形成したことで、ロータコア16は、空隙25にて比重が小さくなる。
また、軸固定筒部21と磁石固定筒部22との間に空隙25は、磁性が小さいことから、磁石固定筒部22の凹部22aに配置したマグネットMGの磁束が、隣接する突極24に集中する。そして、ロータコア16の周方向に交互に形成される突極24とマグネットMGの磁気バランスは向上する。
また、各橋絡部23は、磁石固定筒部22に対して、それぞれ径方向に延びる橋絡部23の中心軸線が、突極24の周方向中心位置と直交するように磁石固定筒部22の内周面に連結したことにより、マグネットMG磁束は、橋絡部23を介して軸固定筒部21により流れ難くなり突極24に集中する。そして、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがさらに向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、ロータコア16は、ロータコア16に形成した空隙25にて軽量化でき、モータ全体の重量を軽量化することができる。
しかも、軸固定筒部21と磁石固定筒部22との間に形成した空隙25は、磁性の小さいため、磁石固定筒部22の凹部22aに配置したマグネットMGの磁束を、隣接する突極24に集中させることができ、ロータコア16の周方向に交互に形成される突極24とマグネットMGの磁気バランスを向上させることができる。
その結果、ロータコア16の周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスが向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化を図ることができる。しかも、高出力化により出力当たりのブラシレスモータ1の体格を小体格化することができる。
(2)本実施形態によれば、橋絡部23は、軸固定筒部21と磁石固定筒部22との間であって空隙25を挟んで周方向に等ピッチに形成した。従って、磁石固定筒部22のマグネットMGからの磁束は、これら橋絡部23を介して軸固定筒部21に流れ難く、磁石固定筒部22の突極24に集中する。
その結果、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがさらに向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。
(3)本実施形態によれば、各橋絡部23は、それぞれ径方向に延びる橋絡部23の中心軸線が、突極24の周方向中心位置と直交するように磁石固定筒部22の内周面に連結したため、マグネットMG磁束は、橋絡部23を介して軸固定筒部21により流れ難くなり突極24に集中するようになる。その結果、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがさらに向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。
(4)本実施形態によれば、ロータコア16をロータカバー27で覆った。従って、ロータコア16の凹部22aに固着したマグネットMGが万が一、凹部22aから剥がれてもロータカバー27から飛び出ないため周囲の部品を損傷させることはない。
しかも、ロータカバー27は、ロータコア16(磁石固定筒部22)に形成したカバー固定孔26にて支持固定されるようにした。従って、ロータカバーを固定するための特別な部品等を設け、その特別な部品をモータ内に取り付けるためのスペースを確保しなくてもよい。
(5)本実施形態によれば、ロータコア16を、積層鋼板よりなるロータコア片16aを複数積層して形成した。従って、ロータコア16は軸方向に磁気抵抗が大きくなり、マグネットMGの磁束はロータコア16の軸方向に流れ難くなり突極24に集中するようになる。
また、コンシクエントポール型のロータ11は、一般に、磁気がロータコア16内で移動し易いが小磁性軽量部としての空隙25の磁気移動抑制効果による渦電流が抑制されるが、これに、ロータコア16を複数のロータコア片16が複数積層することで、さらに渦電流の発生を抑えることができる。その結果、さらに、高出力化でき、出力当たりのブラシレスモータ1の体格を小体格化することができる。
同様に、ステータコア7を、積層鋼材よりなる複数のステータコア片7aを積層してステータコア7を形成した。従って、ステータコア7に発生する磁束は軸方向に流れ難くなりティース9の先端に集中するようになる。
(6)本実施形態によれば、回転軸12を非磁性材により形成した。従って、マグネットMGの磁束は、回転軸12に流れ難くなり、突極24に集中するようになる。その結果、ロータの周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがさらに向上し、コギングトルクの低減、低騒音化、低振動化、高出力化につながる。
(7)本実施形態によれば、ステータ6のSC巻線の各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wを、フロントエンドプレート4側に設けたセグメントSGの先端部間の溶接部材B1,B2と反対側のリアカバー壁3a側に設けた。従って、各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wは、フロントエンドプレート4側の密集する溶接箇所を避けて、リアカバー壁3a側でそれぞれ各引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wと接続でき、コギングトルクの小さなSC巻線からなるブラシレスモータ1の体格を小さくできる。
また、各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wを、セグメントSGの先端間の溶接部分ではなく、リアカバー壁3a側に配置された寸法形成されたU字状のセグメントSGの連結導体部ISc,OScに形成したので、SC巻線を形成する各U字状のセグメントSGの連結導体部ISc,OScとリアカバー壁3aと間のクリアランスを短くでき、ブラシレスモータ1の体格を小さくできる。
また、各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wに接続された対応する各引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wは、寸法形成されたセグメントSGの連結導体部ISc,OScからそのまま軸方向に引き出してくるので、収容ボックス5内の回路基板41に設けた各出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wとの接続が容易となる。
リアカバー壁3a側に設けた各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wは、軸線方向に引き出されリアカバー壁3aに形成した第1及び第2貫通孔H1,H2を、それぞれ各引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを介して、貫通してリアカバー壁3aに隣接する制御回路の各出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wに接続されるようにしたので、制御回路の部品をその内径側に置くことが可能になり、制御回路を有するブラシレスモータ1の体格が全体として小体格となる。
また、セグメントSGの溶接部分をフロントエンドプレート4側、すなわち、制御回路と反対側にしたので、溶接時の残渣が収容ボックス5内の制御回路の各回路等に付着することも抑制することができる。
(8)本実施形態によれば、リアカバー壁3a側に設けた各電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wは、スロットS内の径方向において3番目に外側の位置にそれぞれ配置されることから、軸線方向に引き出される各引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wは、収容ボックス5内の制御回路の部品を実装する回路基板41に外側に対峙する。そのため、回路基板41の外側に各出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wを配置し、回路基板41の内側に回路部品を実装することが可能になり、制御回路を有するブラシレスモータ1の体格を全体として小さくできる。
(9)本実施形態によれば、フロントエンドプレート4側に配置されたステータ6の周方向に繋げたセグメントSGの先端部間の各溶接部材B1,B2は、軸方向の長さが同一になるようにした。従って、SC巻線を形成する各セグメントSGの先端部間の各溶接部材B1,B2とフロントエンドプレート4と間のクリアランスを短くでき、ブラシレスモータ1の軸方向の体格を小さくできる。
(10)本実施形態によれば、筒状ハウジング3のリアカバー壁3aの内側であって、中性線L1n,L2nと対峙した位置に、第1及び第2収容凹部18,19を形成し、その第1及び第2第1収容凹部18,19に、中性線L1n,L2nが介在するスペースを設けた。これによって、リアカバー壁3a側に張り出される中性線L1,L2nを、この第1及び第2収容凹部18,19により軸方向に吸収することができ、その分、モータの軸方向の体格を小さくできる。
(11)本実施形態によれば、第1及び第2収容凹部18,19であって中性線L1n,L2nに隣接して形成された第1及び第2系統3相巻線の電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wと対峙した部分に、それぞれ第1及び第2貫通孔H1,H2を形成した。従って、第1及び第2貫通孔H1は、それぞれ引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを貫通させるだけの最低限の大きさの孔にすることができ、モータケース2と収容ボックス5との間で、行き来する異物の相互間移動を抑制することができる。
(12)本実施形態によれば、ステータ6のステータコア7に60個のスロットSを形成し60個のティース9を設けた。そして、60個のティース9に第1系統3相巻線と第2系統3相巻線を巻回した。この時、第2系統の3相各巻線は、第1系統の3相各巻線に対して1スロットピッチずらして各スロットSに巻回した。
そして、第1系統3相巻線に給電する3相交流に対して、第2系統3相巻線に給電する3相交流を電気角30度の位相差をもって給電するようにした。
ブラシレスモータ1の第1及び第2系統の3相巻線にそれぞれ発生する電気角6次成分のトルクリップル波は、第1及び第2系統の3相巻線のスロットSがその半分の30度(電気角)ずれていることから相殺される。その結果、ブラシレスモータ1に発生する電気角6次成分のトルクリップルを消失させることができる。
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、図23に示すように、各空隙25であって、その空隙25を形成する磁石固定筒部22の内側面を、その中央位置がステータ側に向かって最も深くなる溝50を形成して実施してもよい。この場合、溝50は、その内底面が軸方向から見て円弧状に形成されるとともに、その円弧状の内底面の両側部の面が円弧状に縁どりして磁石固定筒部22の内側面に連続するとよい。
これによって、マグネットMGの磁束は、隣接する突極24により集中するようになり、ロータ11の周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがより向上する。
・上記実施の形態では、各橋絡部23は、軸線方向の長さが、軸固定筒部21及び磁石固定筒部22の軸線方向に長さと同じになるように形成した。
これを、各橋絡部23の軸線方向の長さを、図24に示すように、軸固定筒部21及び磁石固定筒部22の軸線方向の長さより短く形成して実施してもよい。
これによって、橋絡部23の磁気抵抗がより大きくなり、マグネットMGの磁束は、回転軸12の方向により流れ難くなり突極24に集中するようになる。その結果、ロータ11の周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスが向上する。
・上記実施の形態では、各橋絡部23は、磁石固定筒部22の内周面であってマグネットMGを固着した凹部22aに対向する位置に連結した。これを、図25に示すように、各橋絡部23を、磁石固定筒部22の内周面であって突極24に対向する位置に連結するようにして実施してもよい。
この場合に、各橋絡部23の延長線上の磁石固定筒部22の側面に、第2の空隙55(小磁性軽量部分)を軸方向に貫通形成してもよい。これによって、第2の空隙55によって、マグネットMGの磁束が突極24に集中しやすくなり、ロータ11の周方向に交互に形成される磁極の磁気バランスがより向上させることができるとともに、モータの重量をより軽量化することができる。
勿論、上記実施形態において、各橋絡部23の延長線上の磁石固定筒部22の側面に、第2の空隙55(小磁性軽量部分)を軸方向に貫通形成してもよい。この場合、第2の空隙55(小磁性軽量部分)を、カバー固定孔26として利用してロータカバー27を固定するように実施してもよい。
・上記実施の形態では、小磁性軽量部分を空隙25で形成した。これを、軸固定筒部21と磁石固定筒部22との間を橋絡部23にて連結しないで、軸固定筒部21と磁石固定筒部22との間の空間に、比重及び磁性が小さい例えば合成樹脂を充填し、軸固定筒部21と磁石固定筒部22とを連結固着して実施してもよい。
勿論、軸固定筒部21と回転軸12との間の空間に、軸固定筒部21より比重及び磁性が小さい合成樹脂を直接に小磁性軽量部分として充填し、その合成樹脂を介して軸固定筒部21と回転軸12とを連結固着してもよい。
・上記実施の形態では、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を中性点端子とし、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を電力受電端子とした。
これを、例えば、外側導体OSの連結導体部OScの分離端であって同外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる方を電力受電端子とし、内側導体ISの連結導体部IScの分離端であって同内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる方を中性点端子として実施してもよい。この場合、各相の電力受電端子は、各相の中性点端子よりスロットS内の径方向において内側に配置される。そのため、回路基板41に形成される各相に出力端子O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2wが、配線レイアウトの制約から回路基板41の中央部周辺に形成される場合、引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wを外側に配置される中性線L1n,L2nをクロスすることなく最も短くすることができる。
・上記実施の形態では、上記実施形態ではスロットSの数を60個にしたが、これに限定されるものではなく、例えば、スロットSの数を45個にする等、適宜変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、引出線の配線長さを最短とするために、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wを、周方向にW1相、V1相、U1相の順で配置し、第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、周方向にU2相、W2相、V2相の順で配置した。
これを、第1系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T1u,T1v,T1wに合わせて、第2系統3相Y結線巻線の各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、周方向にW2相、V2相、U2相の順で配置して実施してもよい。
この場合、図7において、第2系統3相Y結線巻線のW2相の電力受電端子T2w及び中性点端子T0waは、スロット番号「23」及び「29」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「23」及び「29」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をW2相の電力受電端子T2wとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をW2相の中性点端子T0waとする。
また、W2相の電力受電端子T2v及び中性点端子T0vaは、スロット番号「27」及び「33」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「27」及び「33」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をV2相の電力受電端子T2vとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をW2相の中性点端子T0vaとする。
さらに、U2相の電力受電端子T2u及び中性点端子T0uaは、スロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入されるセグメントSGにて形成される。つまり、スロット番号「31」及び「37」のスロットSに挿入されるセグメントSGについて、波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScをそれぞれ分離する。そして、上記同様に接続した後、内側導体ISの第3導体部ISoに繋がる分離端をU2相の電力受電端子T2uとするとともに、外側導体OSの第1導体部OSiに繋がる分離端をU2相の中性点端子T0uaとする。
この場合でも、各相の電力受電端子T2u,T2v,T2wを、径方向において中性点端子T0ua,T0va,T0waより外側に配置できる。
・上記実施の形態では、電力受電端子及び前記中性点端子を前記波巻用の外側導体OSの連結導体部OSc及び前記重ね巻用の内側導体ISの連結導体部IScでそれぞれ分離し、その一方を前記外側導体OSの前記第4導体部OSoに繋がる分離端と前記内側導体ISの前記第2導体部ISiに繋がる分離端とを電気的に接続するとともに、その他方を用いず、前記内側導体ISの分離した他方のものと同形態であって前記第3導体部ISoに繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wとし、前記外側導体OSの分離した他方のもとの同形態であって前記第1導体部OSiに繋がって軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第2片側セグメントを用い、その引出し部を各相の前記中性点端子T0u,T0v,T0w,T0ua,T0va,T0waとしてもよい。
この場合、軸方向に延びる引出し部を一体に形成した第1片側セグメントにおいて、その引出し部を電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wとした場合には、電力受電端子T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2wは引出線L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2wとなる。
・上記実施の形態では、SC巻線について、前記波巻用の外側導体OSと前記重ね巻用の内側導体ISを周方向に交互に連結するものとしたが、波巻用の内側導体ISのみを周方向に連結するものであってもよいし、前記重ね巻用の外側導体OSのみを周方向に連結するものであってもよい。
・上記実施形態では、マグネットMGの数は5個であったが、これに限定されることはなく、2個、3個、4個又はそれ以上であってもよい。勿論、ステータのスロットSの数を適宜変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、ステータコア7は、セグメントSGを使用してSC巻線で実施したが、通常の例えば銅線を巻回して多相の巻線にして実施してもよい。
・上記実施形態では、コンシクエントポール構造のロータ11を、所謂、SPM(Surface Permanent Magnet Motor)型に具体化したが、IPM(Interior Permanent magnet Motor)型のロータに応用してもよい。
・上記実施形態では、ブラシレスモータ1は、電動パワーステアリング装置(EPS)に用いられるEPS用モータであったが、それ以外のパワーウィンド用モータ、ワイパ駆動用モータ等、その他のモータに応用してもよい。
1…ブラシレスモータ(モータ)、2…モータケース、3…筒状ハウジング、3a…リアカバー壁(リアカバー)、4…フロントエンドプレート、5…収容ボックス、6…ステータ、7…ステータコア、7a…ステータコア片、8…円筒部、9…ティース、10…インシュレータ、11…ロータ(コンシクエントロータ)、11a…ロータコア片11a(ロータコア材)、12…回転軸、14,15…軸受、16…ロータコア、21…軸固定筒部、22…磁石固定筒部、22a…凹部、23…橋絡部、24…突極、25…空隙、26…カバー固定孔、27…ロータカバー、27a…カバー部、27b…補強リブ、27c…係合突起、27d…側板、31…第1収容凹部、32…第2収容凹部、40…駆動装置、41…回路基板、42…回転センサ、42a…検出用マグネット、43…ECU(電子制御ユニット)、50…溝、55…第2の空隙、B1,B2…溶接部材、S…スロット、S1〜S4…先端面、H1…第1貫通孔、H2…第2貫通孔、IS…内側導体、MG…マグネット、N1,N2…中性点、OS…外側導体、SG…セグメント、ISc,OSc…連結導体部、ISi…第2導体部、ISo…第3導体部、IWi…第2溶接部、IWo…第3溶接部、L1n,L2n…中性線、L1u,L1v,L1w,L2u,L2v,L2w…引出線、O1u,O1v,O1w,O2u,O2v,O2w…出力端子、OSi…第1導体部、OSo…第4導体部、OWi…第1溶接部、OWo…第4溶接部、Q1u,Q1v,Q1w…第1スイッチングトランジスタ、Q2u,Q2v,Q2w…第2スイッチングトランジスタ、SG1〜SG10,SG1a〜SG10a…セグメント、T0u,T0v,T0w,T0ua,T0va,T0wa…中性点端子、T1u,T1v,T1w,T2u,T2v,T2w…電力受電端子。

Claims (18)

  1. 2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、
    前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータと
    を備えたブラシレスモータであって、
    前記ステータの前記スロットは、径方向において、周方向幅が同じ幅に形成され、前記スロットには、前記巻線を周方向に重なることなく径方向に一列に積層して配置し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成し、前記ロータコアには、前記凹部及び前記突極の少なくとも一方の径方向内側位置に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分を形成し、前記ロータコアにおいて、前記凹部及び前記突極は、前記小磁性軽量部分の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部の外周面に形成されており、
    前記ロータコアは、鋼板よりなるロータコア片を複数積層して形成し、
    前記ロータコア片には、前記小磁性軽量部分の構成部の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部構成部を形成し、前記磁石固定部構成部の外周面に凹部構成部を周方向に等ピッチに形成するとともに、前記磁石固定部構成部の外周面の前記凹部構成部と前記凹部構成部との間に突極構成部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記小磁性軽量部分の構成部によって前記小磁性軽量部分を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記磁石固定部構成部によって前記磁石固定部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記凹部構成部によって前記凹部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記突極構成部によって前記突極を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。
  2. 磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、
    前記ステータの前記スロットは、径方向において、周方向幅が同じ幅に形成され、前記スロットには、前記巻線を周方向に重なることなく径方向に一列に積層して配置し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成し、前記ロータコアには、前記凹部及び前記突極の少なくとも一方の径方向内側位置に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分を形成し、前記ロータコアにおいて、前記凹部及び前記突極は、前記小磁性軽量部分の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部の外周面に形成されており、
    前記ロータコアは、鋼板よりなるロータコア片を複数積層して形成し、
    前記ロータコア片には、前記小磁性軽量部分の構成部の径方向外側に周方向に延びる磁石固定部構成部を形成し、前記磁石固定部構成部の外周面に凹部構成部を周方向に等ピッチに形成するとともに、前記磁石固定部構成部の外周面の前記凹部構成部と前記凹部構成部との間に突極構成部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記小磁性軽量部分の構成部によって前記小磁性軽量部分を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記磁石固定部構成部によって前記磁石固定部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記凹部構成部によって前記凹部を形成し、軸方向に積層された前記ロータコア片の前記突極構成部によって前記突極を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。
  3. 2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、
    前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータと
    を備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記各橋絡部は、それぞれ径方向に延びる橋絡部の径方向中心軸線が、前記第2の磁極の周方向中心位置と直交するように前記磁石固定筒部の内周面に連結されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  4. 磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記各橋絡部は、それぞれ径方向に延びる橋絡部の径方向中心軸線が、前記第2の磁極の周方向中心位置と直交するように前記磁石固定筒部の内周面に連結されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  5. 2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、
    前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータと
    を備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記空隙を形成する前記磁石固定筒部の内側面は、その中央位置が前記ステータ側に向かって最も深くなる溝が形成され、
    前記溝は、その内底面が軸方向から見て円弧状に形成されるとともに、その円弧状の内底面の両側部が円弧状に縁どりして前記内側面に連続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  6. 磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記空隙を形成する前記磁石固定筒部の内側面は、その中央位置が前記ステータ側に向かって最も深くなる溝が形成され、
    前記溝は、その内底面が軸方向から見て円弧状に形成されるとともに、その円弧状の内底面の両側部が円弧状に縁どりして前記内側面に連続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  7. 2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、
    前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータと
    を備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記各橋絡部の延長線上の前記磁石固定筒部の側面には、第2の小磁性軽量部分が軸方向に形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  8. 磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記各橋絡部の延長線上の前記磁石固定筒部の側面には、第2の小磁性軽量部分が軸方向に形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  9. 請求項7又は8に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記第2の小磁性軽量部分は、前記磁石固定筒部の側面を貫通する第2の空隙であることを特徴とするブラシレスモータ。
  10. 請求項3〜9のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記各橋絡部は、軸線方向の長さが、前記軸固定筒部及び前記磁石固定筒部の軸線方向の長さより短く形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  11. 2×p極(但し、pは極数対)の磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、
    前記磁極当たり複数個設けられる前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但し、mはステータ巻線の相数、nは自然数)のティース及びスロットを有するコアと前記スロットに巻回された多相の巻線とを有するステータと
    を備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、少なくとも前記磁石をカバーにて覆い、
    前記カバーは、前記磁石固定筒部の側面に形成した第2の空隙に連結固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  12. 磁極が周方向に交互に配置されたコンシクエントロータと、前記コンシクエントロータの外周に、前記磁極当たり複数個設けられたスロットにSC巻線よりなる多相の巻線が巻回されたステータとを備えたブラシレスモータであって、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、複数の磁石を、前記ステータ側に第1の磁極が向くように周方向に等ピッチに配置して、前記磁石と前記磁石との間に形成される前記ステータ側の面を、前記第1の磁極と異なる第2の磁極で形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、
    回転軸に固着される軸固定筒部と、
    前記軸固定筒部を一定の間隔を開けて内包し、前記ステータ側に前記第1の磁極と前記第2の磁極が周方向に交互に等ピッチに形成された磁石固定筒部と、
    前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部との間であって周方向に等ピッチに形成され、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを一定の間隔に連結保持する橋絡部と
    を有し、
    前記ロータコアには、前記軸固定筒部と前記磁石固定筒部とを連結する前記各橋絡部間に、ロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分としての空隙を形成し、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、少なくとも前記磁石をカバーにて覆い、
    前記カバーは、前記磁石固定筒部の側面に形成した第2の空隙に連結固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  13. 請求項3〜12のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、外周面に凹部を周方向に等ピッチに形成して、前記各凹部に対して、磁石を前記ステータ側に第1の磁極が向くように配置し、前記凹部と前記凹部との間に形成される突極に、前記第1の磁極と異なる第2の磁極を形成することを特徴とするブラシレスモータ。
  14. 請求項〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記コンシクエントロータのロータコアは、鋼板よりなるロータコア片が複数積層されて構成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  15. 請求項1〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ロータのロータコアに固着された回転軸は、非磁性材により形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  16. 請求項1〜1のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ステータは、径方向に延び周方向に等ピッチに複数設けられるティースを有するステータコアと前記ティースに装着された異なる3相巻線を2つ有し、
    前記ステータの各3相巻線は、それぞれ、前記ティース間のスロットを軸方向に貫通するとともに径方向に積層配置される複数の導体部からなり、各相毎に径方向に隣接する導体部間において前記コア側の軸方向外側端部で溶着により電気的に接続され周方向に連なり構成されるSC巻線であり、各相の受電端子はそれぞれ同一の径方向積層位置にある導体部から軸線方向に引き出したことを特徴とするブラシレスモータ。
  17. 請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ステータは、第1導体部と第4導体部を有し前記第1導体部と前記第4導体部が基端部で連結された波巻用の外側導体と、第2導体部と第3導体部を有し前記第2導体部と前記第3導体部が基端部で連結され前記波巻用の外側導体に内包される重ね巻用の内側導体とからなるセグメントを有し、
    前記第1導体部と前記第2導体部、及び、前記第3導体部と前記第4導体部をそれぞれの組とし、前記各組を互いに隣接する同相のステータコアに形成した各スロットにそれぞれ挿入し、前記各スロットに、前記第1導体部から第4導体部を径方向に内側から第1導体部、第2導体部、第3導体部、第4導体部の順で配置し、
    隣接する一方のスロットの第1導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第2導体部の先端部とを接続するとともに、隣接する一方のスロットの第3導体部の先端部と隣接する他方のスロットの第4導体部の先端部とを接続することによって、SC巻線よりなる3相Y結線巻線が2つ1スロットピッチずれて巻回されたステータであることを特徴とするブラシレスモータ。
  18. 請求項1又は1に記載したブラシレスモータの駆動方法であって、前記ステータに巻回した2つの異なる3相巻線に対して30度位相差をもって通電するようにしたことを特徴とするブラシレスモータの駆動方法。
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