(57)【要約】【課題】同一方向に連続巻線をすることにより、端末の電気接続が出来る箇所が限られてしまう。更に、中性点をスター結線にて電気接続する場合、均等に分配されている為、各々を電気接続する部材が必要となる。【解決手段】同相を構成する第１〜４の巻線を一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第１の巻線と第２の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記第１の巻線と前記第２の巻線とに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第３の巻線と第４の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記一本の線材上で内側に位置する２つの巻線の間(第２の巻線と第３の巻線との間)を中性点とした回転電機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相を構成する第１〜４の巻線を一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第１の巻線と第２の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記第１の巻線と前記第２の巻線とに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第３の巻線と第４の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記一本の線材上で内側に位置する２つの巻線の間(第２の巻線と第３の巻線との間)を中性点としたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、１０極１２スロットのブラシレスモータを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの結線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載製の回転電機は、出力性能は勿論のこと、搭載箇所が限られる為に小型化・低コスト化が求められる。三相ブラシレスモータの場合、複数のコイルが巻かれたステータを外側固定子とし、外周にマグネットが配置されたロータを内側回転子としている。固定子は巻線を高密度に巻き、出力性能を向上させると共に巻き線の作業性を向上させるために、固定子鉄心を複数個に分割化した分割鉄心が従来から採用されている。
分割鉄心を採用した場合、各ティース部に巻かれた、巻き始め部分と巻き終わり部分を結ぶ為に渡り線の部分を電気接続しなければならず、多大な労力や部品が必要となるため、連続巻線が従来から採用されている。
例えば、特許文献１の場合、連続した同一巻き方向にて複数個の鉄心に巻線を施し，渡り線部の電気接続箇所を少なくすると共に、同一方向に連続巻線をすることにより巻線作業が容易となる構成としている。
また、特許文献２では、同一方向に連続巻線をするとともに互いに隣接するバックヨーク部同士が折り曲げ可能に連結されて２個を１組として連続して巻線が施されることで設備費用を抑制できる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-50690
【特許文献２】特開2010-246352
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び特許文献２の場合、同一方向に連続巻線をすることにより、端末の電気接続が出来る箇所が限られてしまう。更に、中性点をスター結線にて電気接続する場合、均等に分配されている為、各々を電気接続する部材が必要となる。
この場合、連続巻線を実施せずに各ティース部に巻かれた、巻き始め部分と巻き終わり部分とを結ぶ部材を追加する必要がある。
本発明は、部材を増やさずに更に低コスト化が可能な回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するために、連続巻線の巻き線の向きや三相ブラシレスモータの特徴である均等に配置された巻線配列を利用し、部材を増やすことなく、端末部を任意の位置に配置出来るようにすることが可能である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，各相の端末処理位置はおおよそ１２０度の範囲で任意に決められるため、端末配置箇所の自由度が増し、小型化やレイアウトの制約に対応することが可能である。更に、中性点部の接続を１箇所に集中することが可能でありターミナルの数を減らすことで低コスト化が可能となる構造とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るU相配列を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るV相配列を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るW相配列を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るスター結線の共通中性点の配列を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る連続巻き線の外観図である。
【図７】従来技術の実施形態に係る単巻き線に用いるバスバー外観図である。
【図８】従来技術の実施形態に係る２連巻き線に用いるバスバー外観図である。
【図９】本発明の実施形態に係る４連巻き線に用いるバスバー外観図である。
【図１０】本発明及び従来技術の実施形態に係るバスバー端子とコイルの接続部外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施例について図１を用いて説明する。
本発明の一実施例である回転電機100は，内側回転子と外側固定子となるインナーロータ型の１０極１２スロットのブラシレスモータであり，図１に示すように内側回転子はシャフト４にロータ５が固定され、外周側に磁石６が配置されている。更に磁石の外周側には磁石の飛散防止用に磁石カバー７が配置される。次に外形側固定子は、分割されたステータコア１に絶縁用のボビン２を装着し、コイル３を巻く構成となっている。
次に連続巻線の配列について図２〜６を用いて説明する。図２〜４はＵ、Ｖ、Ｗ相の各配列を示す。
第１巻線３ａ、第２巻線３ｂ、第３巻線３ｃ、第４巻線３ｄを一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第１巻線３ａと第２巻線３ｂとを逆巻きに巻き回し、第１巻線３ａと第２巻線３ｂとに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第３巻線３ｃと第４巻線３ｄとを逆巻きに巻き回し、一本の線材上で内側に位置する２つの巻線の間(第２巻線３ｂと第３巻線３ｃとの間)を中性点としたことで、図２〜４にて示すようにＵ、Ｖ、Ｗ各相はおおよそ１２０度の範囲で任意の個所に端末処理位置を配置することが可能である。Ｕ相端末処理可能範囲３eを図２、Ｖ相端末処理可能範囲３ｆを図３、Ｗ相端末処理可能範囲３ｇを図４にそれぞれ示す。
また、図５は、図２〜４にて示すＵＶＷの中性点側の配置可能箇所について示している。図５に示すように各相の中性点は、重なる箇所を容易に構成出来るため、中性点用に配回しの部材を追加することなく１箇所で接続することが可能である。中性点端末処理可能範囲３ｈを図５に示す。
図６に示すように同相を構成する第１〜４巻線３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄを一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第１巻線３ａと第２巻線３ｂとを逆巻きに巻き回し、第１巻線３ａと第２巻線３ｂとに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第３巻線３ｃと第４巻線３ｄとを逆巻きに巻き回し、一本の線材上で内側に位置する２つの巻線の間(第２巻線３ｂと第３巻線３ｃとの間)を中性点としたことで、各相の端末処理位置はおおよそ１２０度の範囲で任意に決められるため、端末配置箇所の自由度が増し、小型化やレイアウトの制約に対応することが可能である。更に、中性点部の接続を１箇所に集中することが可能でありターミナルの数を減らすことで低コスト化が可能となる構造とすることも可能である。
次に、本発明の一実施例の４連続巻線を採用することにより、バスバーターミナルの数を減らすことが可能となり、低コスト化が可能になる点、及び外径を大きくすることや、軸長を伸ばすことなく、レイアウト制約に自由に対応することが可能であることを図７〜図９の単巻き線に用いるバスバー、２連続巻き線に用いるバスバー、４連続巻き線に用いるバスバー時に使用するバスバーの外観図を用いて説明する。
単巻線を採用した場合、図７に示すように、バスバー構造は単巻き線に用いるバスバーとなり、その場合コイルとの接続は各ティースの 巻き始め、巻き終わりにバスバー端子８が必要であり、１２スロットの場合は１５度ピッチの間隔で接続部を設ける必要がある。
バスバー部にて２４本のコイル端末を処理する場合、端末処理部に必要なスペースが充分に必要であり、インバータとの接続用三相線位置は端末処理のスペース制約により、端末処理部に対し、上部もしくは内外径側での処理が必要となる。また、端末処理部に関しても図１０のバスバー端子とコイルの接続部外観図に示すように、溶接部９は端末処理部毎に必要であり、溶接機の先端形状、角度、向きなど様々な課題を解決しなければならない。この課題は、コイル端末処理部を減少させるほどスペースは広がるため連続巻線を増やすほど簡易的に解決することが可能である。
次に、２連巻き線を採用した場合について図８を用いて説明する。図８に示すようにコイルとの接続は単巻きに対し、半減にすることが可能であり、３０度ピッチでの配置が可能である。２連巻きを採用することで、各ティースに対し、１箇所のみの接続箇所とすることが可能であり、スペースの確保が可能である。２連巻きを採用することにより、端末処理部のスペースを確保し、単巻きにて挙げた課題は解決することが可能である。
しかしながら、２連巻きを用いた場合でも３０度ピッチ均等に端末処理部を設ける必要があり、１２箇所配置する為、位置の制約を受けてしまう。また、コイル巻き始め、巻き終わり位置は決まっており、端末処理の位置を動かすことは困難である。
最後に、４連巻き線を採用した場合について図９を用いて説明する。図４連巻き時にはバスバー端子８は４箇所となるだけではなく、可変することも可能である。本実施例からも４連巻きを実施することで２連巻きでの課題であった端末処理位置を自由に設定できるのみならず、バスバー端子８を減らすことも可能である。
以上のことから、隣接するコイルの巻き方向を逆巻きにした巻線方向を一方向としない４連続巻線をおこなうことで、端末処理部を調整することが可能であり、レイアウトの自由度が向上することが可能である。また、端末処理部を削減することでバスバー端子部材を低減することが可能である。
なお、本効果は隣接するティースが同相となる１０極１２スロットモータの特有を有効に活用した効果である。
【符号の説明】
【０００９】
１００…回転電機
１…ステータコア
２…ボビン
３…コイル
３ａ…第１巻線
３ｂ…第２巻線
３ｃ…第３巻線
３ｄ…第４巻線
３ｅ…Ｕ相端末処理可能範囲
３ｆ…Ｖ相端末処理可能範囲
３ｇ…Ｗ相端末処理可能範囲
３ｈ…中性点端末処理可能範囲
４…シャフト
５…ロータ
６…磁石
７…磁石カバー
８…バスバー端子
９…溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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