JPWO2018168090A1 - ステータ、モータ、電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

上下方向に延びる中心軸周りに環状に配置され、コイル線が巻き回されるステータコアと、ステータコアの上側に配置される第１サポート部材と、第１サポート部材の上側に配置される第２サポート部材とを備え、第１サポート部材は、ステータコアから引き出されるコイル線を案内する収容溝を有し、収容溝は、第１サポート部材の上面に沿う方向に延びる上側に開口した溝であり、第２サポート部材は、コイル線を軸方向に支持する貫通孔を有し、第２サポート部材の少なくとも一部は、軸方向に見て、第１サポート部材の収容溝と重なる、ステータ。

Description

本発明は、ステータ、モータ、電動パワーステアリング装置に関する。

従来、樹脂モールド体に複数のバスバーが埋め込まれたバスバーユニットを備えたモータが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２９０９２１号公報

複数のバスバーを樹脂モールド体に埋め込んだバスバーユニットは、ユニット自体の製造工数が多くなる。また、モータの結線態様によっては多くのコイル線とバスバーを溶接する必要があり、工程が煩雑になる場合がある。

本発明の一態様は、簡素な構造でコイル線の絶縁を確保できるステータおよびモータ、ならびに上記モータを備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の態様によれば、上下方向に延びる中心軸周りに環状に配置され、コイル線が巻き回されるステータコアと、前記ステータコアの上側に配置される第１サポート部材と、前記第１サポート部材の上側に配置される第２サポート部材とを備え、前記第１サポート部材は、前記ステータコアから引き出される前記コイル線を案内する収容溝を有し、前記収容溝は、前記第１サポート部材の上面に沿う方向に延びる上側に開口した溝であり、前記第２サポート部材は、前記コイル線を軸方向に支持する貫通孔を有し、前記第２サポート部材の少なくとも一部は、軸方向に見て、前記第１サポート部材の前記収容溝と重なる、ステータが提供される。

本発明の一態様によれば、簡素な構造でコイル線の絶縁を確保できるステータおよびモータ、ならびに上記モータを備えた電動パワーステアリング装置が提供される。

図１は、実施形態のモータの断面図である。 図２は、実施形態のモータの要部を示す斜視図である。 図３は、実施形態のモータの平面図である。 図４は、第１サポート部材の平面図である。 図５は、第１サポート部材を上面側から見た斜視図である。 図６は、第１サポート部材を下面側から見た斜視図である。 図７は、第１サポート部材におけるコイル線の引き回し態様を示すステータの部分斜視図である。 図８は、第２サポート部材を下面側から見た斜視図である。 図９は、実施形態の電動パワーステアリング装置を示す模式図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。 以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向を上下方向とする。ただし、本明細書における上下方向は、単に説明のために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。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向（中心軸Ｊの軸周り）を単に「周方向」と呼ぶ。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

＜モータ＞ 図１は、本実施形態のモータの断面図である。図２は、本実施形態のモータの要部を示す斜視図である。図３は、本実施形態のモータの平面図である。 モータ１は、ハウジング２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、ベアリングホルダ７０と、制御基板８０と、を備える。モータ１では、制御基板８０と、ベアリングホルダ７０と、ステータ４０とが、上側から下側に向かって、この順に配置される。 ステータ４０は、コイル４３を含むステータ本体４０Ａと、ステータ本体４０Ａから引き出されるコイル線４５を支持する第１サポート部材５０および第２サポート部材６０と、を有する。

なお、以下の説明において、第１サポート部材５０および第２サポート部材６０に支持される複数のコイル線のいずれか又は複数を特定せずに指す場合、単に「コイル線４５」と表示する。一方、特定のコイル線を示す場合には、「コイル線４５ａ」、「コイル線４５Ａ」のように添字（ａ、Ａ等）を付した符号を用いて表示する。

ハウジング２０は、上下方向に延びる筒部２１と、筒部２１の下端に位置する底壁部２３と、上側に開口する開口部２０ａと、を有する。ハウジング２０の内面には、ステータ本体４０Ａが固定される。ハウジング２０の開口部２０ａには、ベアリングホルダ７０が挿入される。ベアリングホルダ７０の上面に制御基板８０が配置される。制御基板８０は、ベアリングホルダ７０のホルダ貫通部７７から露出するコイル線４５と接続される。

筒部２１は、本実施形態の場合、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。筒部２１の形状は、円筒状に限られず、例えば、多角形の筒形としてもよい。 底壁部２３は、ステータ４０の下側に配置され、下側ベアリング３４を保持するベアリング保持部２３ａと、底壁部２３を軸方向に貫通する出力軸孔２２と、を有する。

ロータ３０は、シャフト３１を有する。シャフト３１は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心とする。ロータ３０は、シャフト３１とともに中心軸Ｊ周りに回転する。シャフト３１の下側の端部は、出力軸孔２２を通じてハウジング２０の下側へ突出する。

上側ベアリング３３および下側ベアリング３４は、シャフト３１を、中心軸周りに回転可能に支持する。下側ベアリング３４は、ステータ４０の下側において、ベアリング保持部２３ａに保持される。上側ベアリング３３は、ステータ４０の上側において、ベアリングホルダ７０に保持される。

ステータ本体４０Ａは、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータ本体４０Ａは、ステータコア４１と、インシュレータ４２と、コイル４３と、を有する。インシュレータ４２は、ステータコア４１のティースに取り付けられる。コイル４３は、インシュレータ４２に巻き回されるコイル線により構成され、ステータコア４１のティースに配置される。ステータ４０の外周面は、ハウジング２０の内周面に固定される。

第１サポート部材５０は樹脂製の部材であり、ステータ本体４０Ａの上面に配置される。第１サポート部材５０は、図２および図３に示すように、軸方向に見て円環状である。第１サポート部材５０の上面には、樹脂製の第２サポート部材６０と、金属製の中性点用バスバー９１、９２とが配置される。

図４は、第１サポート部材の平面図である。図５は、第１サポート部材を上面側から見た斜視図である。図６は、第１サポート部材を下面側から見た斜視図である。

第１サポート部材５０は、第２サポート部材６０と重なる位置に、第１サポート部材５０を上下方向に貫通する貫通部５６を有する。貫通部５６は、本実施形態の場合、径方向外側へ開口する切り欠き部である。貫通部５６は、第１サポート部材５０を上下方向に貫通する貫通孔であってもよい。

貫通部５６は、径方向に延びる板状の区画壁５８により第１貫通部５６ａと第２貫通部５６ｂとに区画される。第１貫通部５６ａ、第２貫通部５６ｂはいずれも第１サポート部材５０を上下方向に貫通する。 区画壁５８は、径方向に見て台形状の外形を有する。区画壁５８の上面には、第２サポート部材６０の一部が挿入される接続凹部５８ａが２箇所設けられる。径方向内側の接続凹部５８ａは位置決め用に径方向に延びる楕円凹部である。径方向外側の接続凹部５８ａは固定用の丸孔である。区画壁５８の下面には、ステータコア４１の上面に突き当てられる脚部５８ｂが設けられる。第１サポート部材５０はステータコア４１に固定される。

第１サポート部材５０は、４つの収容溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを有する。収容溝５１ａ〜５１ｃは、第１サポート部材５０の上面に開口した溝である。収容溝５１ａ〜５１ｃは、上面に沿う方向（中心軸Ｊと直交する平面に沿う方向）に延びる。収容溝５１ａ〜５１ｃは、コイル４３から引き出されるコイル線４５（図２参照）を収容可能な幅と深さを有する。

４つの収容溝５１ａ〜５１ｄは、軸方向に見て、貫通部５６を挟んだ両側に２つずつ配置される。収容溝５１ａ〜５１ｄのうち、２つの収容溝５１ａ、５１ｂは、貫通部５６の第１貫通部５６ａ側の側方に位置する。他の２つの収容溝５１ｃ、５１ｄは、貫通部５６の第２貫通部５６ｂ側の側方に位置する。

２つの収容溝５１ａ、５１ｂは、貫通部５６側の端部において第１貫通部５６ａと周方向につながる。収容溝５１ａ、５１ｂは第１貫通部５６ａの内面に開口する。収容溝５１ａ、５１ｂは、第１貫通部５６ａから貫通部５６の側方へ直線状に延びる。収容溝５１ａ、５１ｂが直線状であることにより、コイル４３から引き出されるコイル線４５を収容溝５１ａ、５１ｂに容易に収容することができる。これにより、ステータ４０の組み立て作業性が向上する。なお、コイル線４５を直線に沿って配置可能であれば、収容溝５１ａ、５１ｂの形状は様々な形態を採ってもよい。例えば、収容溝５１ａ、５１ｂは、延びる方向の軸線が直線であれば、先端が先細りする形状としてもよい。

収容溝５１ａ、５１ｂは、軸方向に見て、径方向に並んで配置される。収容溝５１ｂの径方向内側に位置する収容溝５１ａは、収容溝５１ｂよりも長い。第１サポート部材５０は円環状であるため、直線状の収容溝５１ａ、５１ｂのうち、長い方の収容溝５１ａを径方向内側に配置することで、第１サポート部材５０における収容溝５１ａ、５１ｂの占有面積を小さくできる。径方向に隣り合う収容溝５１ａ、５１ｂの間には、壁部１５１が設けられる。壁部１５１によって、収容溝５１ａ、５１ｂに収容されるコイル線４５同士の接触が抑制される。

収容溝５１ａの底面は、中心軸Ｊに対して傾斜した上向き傾斜面５５ａを含む。収容溝５１ｂの底面は、中心軸Ｊに対して傾斜した上向き傾斜面５５ｂを含む。上向き傾斜面５５ａ、５５ｂは、いずれも、第１貫通部５６ａに向かうに従って軸方向位置が高くなる傾斜面である。この構成によれば、コイル線４５を、上向き傾斜面５５ａ、５５ｂに沿わせて斜めに引き出すことができる。これにより、コイル線４５を直角に曲げることなく、第２サポート部材６０が配置される貫通部５６へ引き回すことができる。

本実施形態の場合、図５に示すように、上向き傾斜面５５ａと上向き傾斜面５５ｂは、径方向外側から見た周方向位置が重なる領域において、上向き傾斜面５５ａが上向き傾斜面５５ｂよりも上側に位置する。上向き傾斜面５５ａと上向き傾斜面５５ｂは中心軸Ｊに対する傾斜角度が同等であり、上向き傾斜面５５ａの上端は、上向き傾斜面５５ｂの上端よりも上側に位置する。収容溝５１ａ、５１ｂの底面の軸方向位置を異ならせることで、収容溝５１ａ、５１ｂに収容されるコイル線４５同士の接触が抑制される。

収容溝５１ａの貫通部５６と反対側の端部は、第１サポート部材５０の下面から上方向に延びる案内部５７ａにつながる。収容溝５１ｂの貫通部５６と反対側の端部は、第１サポート部材５０の下面から上方向に延びる案内部５７ｂにつながる。本実施形態の場合、案内部５７ａ、５７ｂは、第１サポート部材５０の径方向外側および上下方向へ開口する切り欠き部である。案内部５７ａ、５７ｂは、径方向内側へ開口する切欠きであっても良く、第１サポート部材５０の下面に開口し、対応する収容溝５１ａ、５１ｂにつながる穴部であってもよい。

第１サポート部材５０は、図６に示すように、
案内部５７ａにおいてコイル線４５を案内する面として、下側（ステータ本体４０Ａ側）を向くとともに中心軸Ｊに対して傾斜した下向き傾斜面５２ａを有する。第１サポート部材５０は、案内部５７ｂにおいてコイル線４５を案内する面として、下側（ステータ本体４０Ａ側）を向くとともに中心軸Ｊに対して傾斜した下向き傾斜面５２ｂを有する。コイル４３から引き出されるコイル線４５が下向き傾斜面５２ａ、５２ｂに接触することにより、コイル線４５は収容溝５１ａ、５１ｂへ向かいやすくなる。そのため、コイル線４５を引き出す作業を容易に行うことができる。

他の２つの収容溝５１ｃ、５１ｄは、収容溝５１ａ、５１ｂと同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。以下では、収容溝５１ｃ、５１ｄの構成についてのみ説明する。 収容溝５１ｃ、５１ｄは、貫通部５６側の端部において第２貫通部５６ｂの内側に開口する。収容溝５１ｃ、５１ｄは、第２貫通部５６ｂから貫通部５６の側方へ直線状に延びる。収容溝５１ｃ、５１ｄは、軸方向に見て、径方向に並んで配置される。収容溝５１ｄの径方向内側に位置する収容溝５１ｃは、収容溝５１ｄよりも長い。径方向に隣り合う収容溝５１ｃ、５１ｄの間には、壁部１５２が設けられる。

収容溝５１ｃの底面は、中心軸Ｊに対して傾斜した上向き傾斜面５５ｃを含む。収容溝５１ｄの底面は、中心軸Ｊに対して傾斜した上向き傾斜面５５ｄを含む。上向き傾斜面５５ｃ、５５ｄは、いずれも、第２貫通部５６ｂに向かうに従って軸方向位置が高くなる傾斜面である。

収容溝５１ｃの貫通部５６と反対側の端部は、第１サポート部材５０の下面から上方向に延びる案内部５７ｃにつながる。収容溝５１ｄの貫通部５６と反対側の端部は、第１サポート部材５０の下面から上方向に延びる案内部５７ｄにつながる。本実施形態の場合、上向き傾斜面５５ｃと上向き傾斜面５５ｄは、径方向外側から見た周方向位置が重なる領域において、上向き傾斜面５５ｃが上向き傾斜面５５ｄよりも上側に位置する。上向き傾斜面５５ｃと上向き傾斜面５５ｄは中心軸Ｊに対する傾斜角度が同等であり、上向き傾斜面５５ｃの上端は、上向き傾斜面５５ｄの上端よりも上側に位置する。

第１サポート部材５０は、図６に示すように、案内部５７ｃのコイル線４５を案内する面として、下側（ステータ本体４０Ａ側）を向くとともに中心軸Ｊに対して傾斜した下向き傾斜面５２ｃを有する。第１サポート部材５０は、案内部５７ｄのコイル線４５を案内する面として、下側（ステータ本体４０Ａ側）を向くとともに中心軸Ｊに対して傾斜した下向き傾斜面５２ｄを有する。

図７は、第１サポート部材５０におけるコイル線４５の引き回し態様を示すステータの部分斜視図である。 第１サポート部材５０の収容溝５１ａ、５１ｂは、ステータ本体４０Ａのコイル４３から引き出されるコイル線４５を、第１サポート部材５０の上面に沿わせて配置し、第２サポート部材６０へ案内する。

収容溝５１ａは、案内部５７ａの下側に位置するコイル４３ａから延びるコイル線４５ａを第１貫通部５６ａへ案内する。コイル４３ａから上側へ延びるコイル線４５ａは、案内部５７ａの下向き傾斜面５２ａに沿って収容溝５１ａ側へ折り曲げられ、収容溝５１ａ内へ挿入される。コイル線４５ａは、収容溝５１ａ内を直線状に斜め上方へ延び、第１貫通部５６ａに達する。コイル線４５ａは、第１貫通部５６ａ内で上側へ折り曲げられ、貫通部５６の上方へ延びた状態で保持される。

収容溝５１ｂは、案内部５７ｂの下側に位置するコイル４３ｂから延びるコイル線４５ｂを第２貫通部５６ｂへ案内する。コイル４３ｂから上側へ延びるコイル線４５ｂは、案内部５７ｂの下向き傾斜面５２ｂに沿って収容溝５１ｂ側へ折り曲げられ、収容溝５１ｂ内へ挿入される。コイル線４５ｂは、収容溝５１ｂ内を直線状に斜め上方へ延び、収容溝５１ｂ内で上側へ折り曲げられ、収容溝５１ｂの上方へ延びた状態で保持される。コイル線４５ｂは、収容溝５１ｂ上で折り曲げられているが、第２貫通部５６ｂにまで延びることも考えられる。そのため、第２貫通部５６ｂにまでコイル線４５ｂが到達してしまったとしても、他のコイル線４５aと接触することを避けるため、収容溝５１ａと収容溝５１ｂとの間に段差を設けている。

第１貫通部５６ａは、第１貫通部５６ａの下側に位置するコイル４３ｃから延びるコイル線４５ｃを上方へ案内する。コイル線４５ｃは、コイル４３ｃから上方へ延び、第１貫通部５６ａ内に挿入される。コイル線４５ｃは、第１貫通部５６ａ内で区画壁５８の上向き傾斜面５８ｃに沿って区画壁５８側へ折り曲げられ、区画壁５８上で上側へ折り曲げられる。コイル線４５ｃは、区画壁５８の上方へ延びた状態で保持される。 コイル線４５ｃは、第１サポート部材５０の収容溝５１ａ、５１ｂを通らずに第２サポート部材６０へ引き回される。このようなコイル線４５ｃを設けることで、第１サポート部材５０における収容溝５１ａ〜５１ｄの数を減らすことができ、コイル線４５を引き回す際の作業性が向上する。

収容溝５１ｃ、５１ｄ、第２貫通部５６ｂは、上記に説明した収容溝５１ａ、５１ｂ、第１貫通部５６ａと同様に、コイル４３から引き出されるコイル線４５を、貫通部５６または収容溝５１ｄの上方へ案内する。これにより、第１サポート部材５０は、図７に示すように、６本のコイル線４５を貫通部５６の上方へ延びた状態で保持する。第１サポート部材５０から上方へ延びるコイル線４５は、後述する第２サポート部材６０の貫通孔６１に挿入される。

第１サポート部材５０は、図６に示すように、下面から下側（ステータ本体４０Ａ側）へ突出する複数の脚部５０ｂ、５８ｂを有する。第１サポート部材５０は、脚部５０ｂ、５８ｂの下端面においてステータ本体４０Ａに接触する。この構成により、第１サポート部材５０とステータ本体４０Ａとの間に空間を保持でき、コイル４３から引き出されるコイル線４５を引き回すことができる。

図３に示すように、第１サポート部材５０は、中性点用バスバー９１の両端が挿入されるバスバー収容部５３ａ、５３ｄと、中性点用バスバー９１を保持する２箇所のバスバー保持部５３ｂ、５３ｃとを有する。第１サポート部材５０は、中性点用バスバー９２の両端が挿入されるバスバー収容部５４ａ、５４ｄと、中性点用バスバー９２を保持する２箇所のバスバー保持部５４ｂ、５４ｃと、を有する。中性点用バスバー９１および中性点用バスバー９２は、帯状の金属板を２箇所で３０°程度折り曲げた弧状の導電部材である。中性点用バスバー９１および中性点用バスバー９２は、円環状の第１サポート部材５０に沿って配置される。

第１サポート部材５０のバスバー収容部５３ａ、５３ｄおよびバスバー保持部５３ｂ、５３ｃは、中性点用バスバー９１を挿入するスリットを有する。中性点用バスバー９１は、板面が中心軸Ｊを向くようにバスバー収容部５３ａ、５３ｄおよびバスバー保持部５３ｂ、５３ｃのスリットに挿入される。バスバー保持部５３ｂ、５３ｃは、中性点用バスバー９１の２箇所の折り曲げ部を保持する。

中性点用バスバー９１は、バスバー収容部５３ａ、５３ｄおよびバスバー保持部５３ｂ、５３ｃのスリットの間に延びる直線状部分において、コイル線４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃと接続される。コイル４３から引き出されるコイル線４５Ａは、バスバー収容部５３ａとバスバー保持部５３ｂとの中間位置において上側へ延びた状態で第１サポート部材５０に支持され、中性点用バスバー９１の直線部分９１Ａと溶接等により接続される。

同様に、コイル線４５Ｂは、バスバー保持部５３ｂとバスバー保持部５３ｃとの中間位置において、中性点用バスバー９１の直線部分９１Ｂと接続される。コイル線４５Ｃは、バスバー保持部５３ｃとバスバー収容部５３ｄとの中間位置において、中性点用バスバー９１の直線部分９１Ｃと接続される。

バスバー収容部５４ａ、５４ｄおよびバスバー保持部５４ｂ、５４ｃは、バスバー収容部５３ａ、５３ｄおよびバスバー保持部５３ｂ、５３ｃと同様の構成を備える。中性点用バスバー９２は、バスバー収容部５４ａ、５４ｄおよびバスバー保持部５４ｂ、５４ｃのスリットに挿入され、バスバー収容部５４ａ、５４ｄおよびバスバー保持部５４ｂ、５４ｃのスリットの中間位置において、コイル線４５Ｄ、４５Ｅ、４５Ｆと接続される。

本実施形態のステータ４０では、第１サポート部材５０に中性点用バスバー９１、９２を保持していることで、ステータ４０内で中性点接続を行うことができ、コイル線４５を効率よく引き回すことができる。また、中性点用バスバー９１、９２は単純な形状のバスバーでよいため、構造も簡素化することができる。 なお、第１サポート部材５０に保持されるバスバーは、中性点用バスバーに限られず、三相回路のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を接続する相用バスバーであってもよい。

本実施形態のステータ４０は、６個のコイル４３からなる三相巻線組を、周方向に２組配置した構成を有する。一方の三相巻線組は、中性点用バスバー９１に中性点を接続され、図７に示すコイル線４５ａ〜４５ｃが三相の相用配線として引き出される。他方の三相巻線組は、中性点用バスバー９２に中性点を接続され、コイル線４５ｄ〜４５ｆが相用配線として引き出される。これらの三相巻線組から引き出された６本のコイル線４５ａ〜４５ｆが、後述する第２サポート部材６０の貫通孔６１に挿入される。

図８は、第２サポート部材を下面側から見た斜視図である。 第２サポート部材６０は、図１から図４に示すように、第１サポート部材５０の貫通部５６の上側に配置される。第２サポート部材６０は、樹脂成形部材であり、コイル線４５をそれぞれ保持する６つの貫通孔６１を有する。

なお、以下の説明において、複数の貫通孔６１のいずれか又は複数を特定せずに指す場合、単に「貫通孔６１」と表示する。一方、特定の貫通孔を示す場合には、「貫通孔６１ａ」のように添字（ａ等）を付した符号を用いて表示する。

第２サポート部材６０は、図１および図８に示すように、下部に位置する下部支持部６０Ａと、下部支持部６０Ａから上方に突出する上部支持部６０Ｂとを有する。６つの貫通孔６１は、下部支持部６０Ａと上部支持部６０Ｂを軸方向に貫通する。下部支持部６０Ａは、図３に示すように、軸方向に見て、上部支持部６０Ｂよりも大きい平面領域を有する。

下部支持部６０Ａは、第１サポート部材５０から延びる６本のコイル線４５を、それぞれに対応する貫通孔６１（６１ａ〜６１ｆ）へ案内する構成を備える。貫通孔６１ａ〜６１ｆは、下部支持部６０Ａの下面に開口する。下部支持部６０Ａの下面において、中央の２つの貫通孔（第１貫通孔）６１ｃ、６１ｆの開口位置は、他の４つの貫通孔（第２貫通孔）６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅよりも下側である。貫通孔６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅの開口位置は、軸方向において同じ高さ位置である。

貫通孔６１ｃ、６１ｆは、コイル４３から貫通部５６へ直接引き出されたコイル線４５ｃ、４５ｆが挿入される貫通孔である。これらの貫通孔６１ｃ、６１ｆの下側の開口位置を、他の貫通孔６１の下側の開口位置よりも低くしたことで、コイル線４５ｃ、４５ｆと他のコイル線４５との接触を避けることができる。

下部支持部６０Ａにおいて、貫通孔６１ａ、６１ｄには、第１サポート部材５０の収容溝５１ａ、５１ｃを経由して引き回されたコイル線４５ａ、４５ｄ（図７参照）が挿入される。貫通孔６１ｂ、６１ｅには、収容溝５１ｂ、５１ｄを経由して引き回されたコイル線４５ｂ、４５ｅが挿入される。貫通孔６１ｃ、６１ｆには、コイル４３から貫通部５６へ直接引き出されたコイル線４５ｃ、４５ｆが挿入される。

貫通孔６１ａ〜６１ｆは、下部支持部６０Ａの下面における開口径が、上部支持部６０Ｂの上面における開口径
よりも大きい。この構成により、コイル線４５ａ〜４５ｆを貫通孔６１ａ〜６１ｆに挿入しやすくなり、作業性が向上する。

本実施形態では、中央の２つの貫通孔６１ｃ、６１ｆの下面側の開口径が、他の貫通孔６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅの下面側の開口径よりも大きい。コイル線４５ａ〜４５ｆを貫通孔６１ａ〜６１ｆに挿入する際には、最も下側に開口する貫通孔６１ｃ、６１ｆに、最初にコイル線４５ｃ、４５ｆが挿入される。このときに、貫通孔６１ｃ、６１ｆの開口径が大きいことで、コイル線４５ｃ、４５ｆの位置調整が行いやすくなり、挿入作業が容易になる。

なお、６つの貫通孔６１のうち、外側に位置する貫通孔６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅの下側の開口径が、中央の貫通孔６１ｃ、６１ｆの下側の開口径よりも大きい構成としてもよい。外側の貫通孔６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅに挿入されるコイル線４５ａ、４５ｂ、４５ｄ、４５ｅは、収容溝５１ａ〜５１ｄを経由して引き回される。そのため、貫通部５６へ直接引き出されるコイル線４５ｃ、４５ｆと比較して、貫通孔６１に対する位置合わせが難しい。そこで、外側の貫通孔６１ａ、６１ｂ、６１ｄ、６１ｅの下側の開口径を大きくすることで、コイル線４５を貫通孔６１に挿入しやすくなる。

下部支持部６０Ａは、隣り合う２つの貫通孔６１ｃ、６１ｆの間から下側へ突出し、第１サポート部材５０と接触する基台部６３を有する。基台部６３は、下面から下側へ突出する２つの凸部６２を有する。凸部６２は、第１サポート部材５０の区画壁５８に設けられる接続凹部５８ａに挿入される。基台部６３は、凸部６２と接続凹部５８ａとにより位置決めされた状態で区画壁５８上に配置される。

下部支持部６０Ａは、下面から下方へ延びる板状の２つの仕切壁６４を有する。一方の仕切壁６４は、貫通孔６１ａ、６１ｂの間に位置する。他方の仕切壁６４は、貫通孔６１ｄ、６１ｅの間に位置する。仕切壁６４は、図３に示すように、下部支持部６０Ａの径方向内側へ突出して延びる。仕切壁６４が設けられていることで、貫通孔６１ａ、６１ｂに挿入されるコイル線４５ａ、４５ｂの接触、並びに、貫通孔６１ｄ、６１ｅに挿入されるコイル線４５ｄ、４５ｅの接触を避けることができる。

第２サポート部材６０は、図４に示すように、第１サポート部材５０上に配置されたときに、軸方向に見て、４つの収容溝５１ａ〜５１ｄの少なくとも一部と重なる。より詳細には、第２サポート部材６０は、２つの収容溝５１ｂ、５１ｄを上側から覆う。第２サポート部材６０は。収容溝５１ａ、５１ｃの貫通部５６側の端部を上側から覆う。２つの仕切壁６４は、それぞれ収容溝５１ａ、５１ｃ上を斜めに横切る位置に配置される。第２サポート部材６０は、第１サポート部材５０の貫通部５６を上側から覆う。

上部支持部６０Ｂは、下部支持部６０Ａの上面から軸方向上側へ柱状に延びる。図３に示すように、上部支持部６０Ｂにおいて、６つの貫通孔６１は、軸方向に見て一方向に等間隔に並んでいる。すなわち、上部支持部６０Ｂは、モータ１から突出する６本のコイル線４５を、一方向に等間隔に並んだ状態で保持する。このようにコイル線４５を整列した状態で保持することで、コイル線４５と制御基板８０との接続を精度よく容易に行うことができる。また、コイル線４５と制御基板８０と接続の自動化も容易な構成となる。

第２サポート部材６０は、上部支持部６０Ｂの外周面に、複数のリブ６７を有する。リブ６７は、軸方向に延びる細長い突起である。リブ６７は、本実施形態のモータ１において、上部支持部６０Ｂを所定位置に固定する。 図１に示すように、ベアリングホルダ７０には、軸方向に貫通する貫通孔からなるホルダ貫通部７７が設けられる。上部支持部６０Ｂは、ハウジング２０にベアリングホルダ７０が取り付けられた状態で、ホルダ貫通部７７に挿入される。リブ６７は、ホルダ貫通部７７の内周面に接触又は押し当てられる。この構成により、上部支持部６０Ｂは、軸方向に見て、ホルダ貫通部７７内の所定位置に精度よく配置される。これにより、上部支持部６０Ｂに保持されたコイル線４５が、ベアリングホルダ７０上の所定位置に精度よく配置されることとなる。その結果、ベアリングホルダ７０上に配置される制御基板８０に対してコイル線４５が精度よく配置されるので、制御基板８０とコイル線４５との接続を精度よく容易に行うことができる。

上記構成を備えた本実施形態のステータ４０によれば、第１サポート部材５０と第２サポート部材６０とを別々の部材としたことで、第２サポート部材６０を取り付けない状態で第１サポート部材５０におけるコイル線４５の引き回しを行うことができる。これにより、コイル線４５を引き回す際の作業性が向上する。 コイル線４５を所定位置に保持する第１サポート部材５０に対して、第２サポート部材６０を取り付けることで、第２サポート部材６０が収容溝５１ａ〜５１ｄの一部を軸方向に覆うので、収容溝５１ａ〜５１ｄに収容されたコイル線４５が上側へ浮くのを抑え、絶縁性を確保することができる。 第１サポート部材５０および第２サポート部材６０は、金属部品のインサート成形が不要であり、樹脂成形のみで作製できるため、簡素な構造でコイル線４５の絶縁を確保できる。 本実施形態のモータ１によれば、ステータ４０において簡素な構造で絶縁性を確保することができる。

なお、本実施形態では、第１サポート部材５０が円環状である場合について説明したが、第１サポート部材５０は環状に限られず、周方向において一部が途切れた形状であってもよい。例えば、第１サポート部材５０は、周方向に延びる円弧状や折線形状とすることができる。

モータ１において、複数のコイル４３は、複数の接続系統を構成する。具体的には、複数のコイル４３は、図７に示した３本のコイル線４５ａ〜４５ｃを相用端子とする第１接続系統と、コイル線４５ｄ〜４５ｆを相用端子とする第２接続系統と、を構成する。これにより、いずれかの接続系統に不具合が生じた場合であっても、モータ１に電流を供給することができる。上記の第１接続系統および第２接続系統は、それぞれに含まれるコイル４３がスター結線によって接続された三相回路によって構成される。なお、複数の接続系統とは、電気的に接続される外部電源がそれぞれ異なり、接続系統ごとに独立して電流が供給される複数の回路である。

本実施形態では、１つの第２サポート部材６０によって６本のコイル線４５を支持する構成としたが、第２サポート部材６０を二分割し、分割したそれぞれの第２サポート部材が３本ずつのコイル線４５を支持する構成としてもよい。これにより、例えば、第１接続系統と第２接続系統の三相巻線組のコイル線４５を別々の位置に配置することができる。なお、モータ１は、３つ以上の接続系統を有する構成としてもよい。

＜電動パワーステアリング装置＞ 次に、本実施形態のモータ１を搭載する装置の実施形態について説明する。本実施形態においては、モータ１を電動パワーステアリング装置に搭載した例について説明する。図９は、本実施形態の電動パワーステアリング装置２を示す模式図である。

電動パワーステアリング装置２は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。本実施形態の電動パワーステアリング装置２は、モータ１の動力により操舵力を直接的に軽減するラック式のパワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置２は、モータ１と、操舵軸９１４と、車軸９１３と、を備える。

操舵軸９１４は、ステアリング９１１からの入力を、車輪９１２を有する車軸９１３に伝える。モータ１の動力は、図示略のボールねじを介して、車軸９１３に伝えられる。ラック式の電動パワーステアリング装置２に採用されるモータ１は、車軸９１３に取り付けられ外部に露出しているため、防水構造を必要とする。

本実施形態の電動パワーステアリング装置２は、本実施形態のモータ１を備える。このため、本実施形態と同様の効果を奏する電動パワーステアリング装置２が得られる。 なお、ここでは、本実施形態のモータ１の使用方法の一例として電動パワーステアリング装置２を挙げたが、モータ１の使用方法は限定されない。

１…モータ、２…電動パワーステアリング装置、２０ａ…開口部、３０…ロータ、３１…シャフト、４０…ステータ、４１…ステータコア、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…コイル、４５，４５ａ〜４５ｄ，４５Ａ〜４５Ｄ…コイル線、５０…第１サポート部材、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ…収容溝、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ…下向き傾斜面、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５８ｃ…上向き傾斜面、５６…貫通部、５６ａ…第１貫通部、５６ｂ…第２貫通部、５８…区画壁、６０…第２サポート部材、６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ…貫通孔、６４…仕切壁、６７…リブ、７０…ベアリングホルダ、７７…ホルダ貫通部、９１，９２…中性点用バスバー、１５１，１５２…壁部、９１１…ステアリング、Ｊ…中心軸

Claims (21)

1. 上下方向に延びる中心軸周りに環状に配置され、コイル線が巻き回されるステータコアと、 前記ステータコアの上側に配置される第１サポート部材と、 前記第１サポート部材の上側に配置される第２サポート部材とを備え、 前記第１サポート部材は、前記ステータコアから引き出される前記コイル線を案内する収容溝を有し、 前記収容溝は、前記第１サポート部材の上面に沿う方向に延びる上側に開口した溝であり、 前記第２サポート部材は、前記コイル線を軸方向に支持する貫通孔を有し、 前記第２サポート部材の少なくとも一部は、軸方向に見て、前記第１サポート部材の前記収容溝と重なる、ステータ。
2. 前記収容溝は、軸方向に見て、直線状である、請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１サポート部材は、複数の前記収容溝を有し、隣り合う前記収容溝を隔てる壁部を有する、請求項１または２に記載のステータ。
4. 複数の前記収容溝が径方向に隣り合って配置され、 径方向に沿う断面における２つの前記収容溝の底面は、軸方向位置が互いに異なる、請求項３に記載のステータ。
5. 複数の前記収容溝が径方向に隣り合って配置され、 軸方向に見て、相対的に長い前記収容溝が径方向内側に配置される、請求項３に記載のステータ。
6. 前記第１サポート部材は、前記ステータ側を向くとともに前記中心軸に対して傾斜する下向き傾斜面を有し、前記ステータコアから延びる前記コイル線は、前記下向き傾斜面と軸方向で重なる位置を通って前記収容溝に案内される、請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ。
7. 前記収容溝の底面は、前記中心軸に対して傾斜した上向き傾斜面を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のステータ。
8. 前記第１サポート部材を上下方向に貫通する貫通部を有し、 前記第２サポート部材の少なくとも一部は、軸方向に見て前記貫通部と重なり、 前記ステータコアから前記貫通部を経由して前記第２サポート部材に延び、前記第２サポート部材に支持されるコイル線を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のステータ。
9. 前記貫通部は、径方向に延びる区画壁によって第１貫通部と第２貫通部とに区画され、 前記第１貫通部と前記第２貫通部のそれぞれに前記コイル線が通される、請求項８に記載のステータ。
10. 前記区画壁の上面に前記第２サポート部材が接続される、請求項９に記載のステータ。
11. 前記第２サポート部材は、前記収容溝を通って前記第２サポート部材に延びる前記コイル線を支持する第１貫通孔と、前記貫通部を通って前記第２サポート部材に延びる前記コイル線を支持する第２貫通孔とを有し、 前記第１貫通孔の下面側の開口部と、前記第２貫通孔の下面側の開口部は、軸方向位置が互いに異なる、請求項８から１０のいずれか１項に記載のステータ。
12. 前記第２サポート部材は、複数の前記貫通孔を有し、 前記第２サポート部材は、隣り合う前記貫通孔の下面側の開口部の間に、径方向に延びる仕切壁を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載のステータ。
13. 前記第２サポート部材は、複数の前記貫通孔を有し、 少なくとも２つの前記貫通孔の下面側の開口部は、互いに異なる大きさである、請求項１から１２のいずれか１項に記載のステータ。
14. 前記第２サポート部材は、３つ以上の前記貫通孔を有し、 ３つ以上の前記貫通孔の上面側の開口部は、軸方向に見て一方向に並んでいる、請求項１から１３のいずれか１項に記載のステータ。
15. 前記ステータコアに巻き回された前記コイル線により複数の三相巻線組が構成され、それぞれの前記三相巻線組から引き出された前記コイル線が、前記第２サポート部材の前記貫通孔に支持される、請求項１から１４のいずれか１項に記載のステータ。
16. 前記第１サポート部材は、環状または円弧状であり、 前記第１サポート部材は、バスバーを支持する、請求項１から１５のいずれか１項に記載のステータ。
17. 前記バスバーは、中性点用バスバーである、請求項１６に記載のステータ。
18. 請求項１から１７のいずれか１項に記載のステータと、 前記ステータと隙間を介して対向するロータと、 前記ロータを前記中心軸周りに回転可能に支持するシャフトと、 前記シャフトを支持するベアリングと、 前記ベアリングを保持するベアリングホルダと、 を備え、 前記ベアリングホルダを軸方向に貫通するホルダ貫通部を有し、 前記第２サポート部材は、前記ホルダ貫通部に挿入される、 モータ。
19. 前記第２サポート部材の外周面に、前記ホルダ貫通部の壁面と接触するリブを有する、請求項１８に記載のモータ。
20. 前記ベアリングホルダの上側に配置され、前記第２サポート部材から延びる前記コイル線に接続される基板を有する、請求項１８または１９に記載のモータ。
21. 請求項１８から２０のいずれか１項に記載のモータを備える、電動パワーステアリング装置。

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