(57)【要約】ステータコアは、コア片が一列に並ぶコア組立体を環状に変形し、コア組立体の両端部をコア締結部として締結して形成している。相巻線のそれぞれは、コア組立体の一端部から他端部方向へと引き回される。そして、相巻線（４０ｖ）の引出部（４３ｖ）と相巻線（４０ｗ）の引出部（４３ｗ）とを線端末とし、相巻線（４０ｕ）の引出部（４３ｕ）を、引出部（４３ｖ）、（４３ｗ）方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、引出部（４３ｖ）、（４３ｗ）の線端末とを３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続している。
2013136646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に複数の磁極を有するロータと、ティースを含むコア片を１２個連結したステータコアに巻線を巻回したステータとを備え、３相の交流で通電駆動されるモータであって、
前記ステータコアは、前記コア片が帯状に連結されたコア組立体を環状に変形し、前記コア組立体の両端部をコア締結部として締結して形成され、
前記巻線は、相に対応づけた第１の相巻線と第２の相巻線と第３の相巻線とで構成され、
前記相巻線のそれぞれは、所定の前記コア片を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、前記巻回部から引出された引出部とを含み、前記コア組立体の一端部から他端部方向へと引き回され、
前記第１の相巻線の引出部と前記第２の相巻線の引出部とを線端末とし、
前記第３の相巻線の引出部を、他の２つの前記引出部方向へと複数の前記コア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、前記他の２つ引出部の線端末とを３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記相巻線のそれぞれは、前記複数のコイルが直列接続となるように１本の線を引き回して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
隣り合う一対の前記コイルは、同相としたコイルペアとして相の順に配置され、
前記第１の相巻線の引出部は、前記コア組立体の最も他端部側となる第１のコイルペアから引出され、
前記第２の相巻線の引出部は、前記第１のコイルペアに隣接する第２のコイルペアから引出されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記ステータは、フックを有した端子ピンを備え、
前記第１のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第１の相巻線の引出部を接続し、
前記第２のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第２の相巻線の引出部を接続し、
前記第３の相巻線の引出部を、前記端子ピンそれぞれの前記フックに引っ掛けて、３つの前記相巻線の線端末を中性点として電気的に接続したことを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記コア組立体には、インシュレータを介して前記巻線が巻回され、
前記インシュレータは、前記端子ピンを保持するピン保持部を有し、
前記第１のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部と、前記第２のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部とに、前記端子ピンを配置したことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記インシュレータは、前記コア組立体の一面側に前記巻線を絡げる突起部を有することを特徴とする請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
請求項１に記載のモータにおけるステータの製造方法であって、
コア素材板を複数枚積層して前記コア組立体を形成するステップと、
巻線パターンに従って、前記コア組立体の各コア片に巻線を巻回し、巻線組立体を形成するステップと、
前記第３の相巻線の引出部を、他の２つの前記引出部方向へと複数の前記コア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、前記他の２つの引出部の線端末とを電気的に接続するステップと、
前記巻線組立体を環状に変形させ、前記巻線組立体の両端を締結するステップと、
を備えたことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項８】
前記巻線組立体を形成するステップにおいて、前記相巻線のそれぞれを、前記複数のコイルが直列接続となるように１本の線を引き回し、前記巻線組立体を形成することを特徴とする請求項７に記載のステータの製造方法。
【請求項９】
隣り合う一対の前記コイルを、同相としたコイルペアとして相の順に配置し、
前記線端末それぞれを電気的に接続するステップにおいて、
前記第１の相巻線の引出部を、前記コア組立体の最も他端部側となる第１のコイルペアから引出し、
前記第２の相巻線の引出部を、前記第１のコイルペアに隣接する第２のコイルペアから引出して、前記線端末それぞれを電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載のステータの製造方法。
【請求項１０】
前記ステータは、フックを有した端子ピンを備え、
前記線端末それぞれを電気的に接続するステップにおいて、
前記第１のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第１の相巻線の引出部を接続し、
前記第２のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第２の相巻線の引出部を接続し、
前記第３の相巻線の引出部を、前記端子ピンそれぞれの前記フックに引っ掛けて、３つの前記相巻線の線端末を中性点として電気的に接続することを特徴とする請求項９に記載のステータの製造方法。
【請求項１１】
前記巻線組立体を形成するステップにおいて、
前記コア組立体には、前記端子ピンを保持するピン保持部を有したインシュレータを介して前記巻線を巻回し、
前記第１のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部と、前記第２のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部とに、前記端子ピンを配置し、
その後、前記線端末それぞれを電気的に接続することを特徴とする請求項１０に記載のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相の交流で通電駆動されるモータのステータの構成およびそのステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような３相駆動のモータのステータにおいて、巻線作業の効率化や巻線のスロット占積率の向上などを図るため、巻線の巻回方法やステータコアへの巻線構成を工夫した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１では、３相Ｙ結線の中性点を形成するための中性線の接続構造を工夫し、ステータにおける巻線の結線の容易化を図っている。すなわち、周方向に複数の磁極歯を有するステータにおいて、３相のうちの任意の１相のコイルからの中性線に対して、他の２相のコイルからの中性線をそれぞれ１箇所ずつで接続している。これにより、少ない本数の中性線どうしの接続で中性点を形成し、結線の容易化を図っている。【０００４】
しかしながら、特許文献１のような手法は、磁極歯を環状に配置したステータコアに対して、上述のような中性線の結線処理を含む巻線配線処理を行う。すなわち、環状のステータコアに巻線配線処理を行うため、ステータ組立での巻線配線工程では複雑な線処理の作業が必要となり、中性線の接続作業も含めて巻線配線作業の容易化を十分に図れないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３２７４５号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明のモータは、回転軸を中心に複数の磁極を有するロータと、ティースを含むコア片を１２個連結したステータコアに巻線を巻回したステータとを備え、３相の交流で通電駆動されるモータである。本モータのステータコアは、コア片が帯状に連結されたコア組立体を環状に変形し、コア組立体の両端部をコア締結部として締結して形成される。また、巻線は、相に対応づけた第１の相巻線と第２の相巻線と第３の相巻線とで構成される。これら相巻線のそれぞれは、所定のコア片を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含み、コア組立体の一端部から他端部方向へと引き回される。そして、第１の相巻線の引出部と第２の相巻線の引出部とを線端末とし、第３の相巻線の引出部を、他の２つの引出部方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と他の２つの引出部の線端末とを、３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続した構成である。
【０００７】
また、本発明のステータの製造方法は、本発明のモータにおけるステータの製造方法であって、コア素材板を複数枚積層してコア組立体を形成するステップと、巻線パターンに従って、コア組立体の各コア片に巻線を巻回し、巻線組立体を形成するステップと、第３の相巻線の引出部を、他の２つの引出部方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、他の２つの引出部の線端末とを電気的に接続するステップと、巻線組立体を環状に変形させ、巻線組立体の両端を締結するステップとを備える。
【０００８】
このような構成によれば、コア片が帯状に並ぶコア組立体に対して、巻線処理とともに、コア組立体の一端部から他端部方向へと相巻線を引き回したその他端部側のみで中性点を形成する巻線配線の作業ができる。このため、本実施の形態では、環状のステータコアに対する線処理のような複雑な作業は必要なく、容易に巻線配線処理を実施できる。
【０００９】
このように、本発明のモータおよびそのステータの製造方法によれば、コア組立体に対して、巻線処理とともに、コア組立体の１つの端部側のみで中性点を形成する巻線配線の作業もできるため、巻線配線処理の容易化が可能な構成を有したモータおよびそのステータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるモータの断面図である。
【図２】図２は、同、モータの要部を示す上面図である。
【図３】図３は、同、モータの巻線展開図である。
【図４】図４は、同、モータのコア組立体の平面図である。
【図５】図５は、同、モータの巻線組立体の構成図である。
【図６】図６は、同、モータの端子ピンの斜視図である。
【図７】図７は、同、モータのインシュレータに端子ピンを挿入した様子を示す断面図である。
【図８】図８は、同、モータのインシュレータに端子ピンを挿入した様子を示す上面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態におけるステータの製造方法の各ステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態におけるモータおよびそのステータの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の要部を示す上面図である。本実施の形態では、ステータの内周側にロータを備えたインナロータ型のブラシレスモータの一例を挙げて説明する。また、本ブラシレスモータは、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の交流で通電駆動されるモータである。さらに、このような３相駆動を行うため、本ブラシレスモータの各相の巻線は、それぞれの巻線端末が中性点として電気的に接続されたＹ結線としている。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施の形態のモータ１０は、ロータ１１とステータ１２とを備えている。
【００１４】
ロータ１１は、円柱状のロータヨーク１３の外周に磁極となる磁石１４を保持して回転軸１５を中心に回転する。回転軸１５は、ロータヨーク１３を貫通し、回転軸１５の中央箇所にロータヨーク１３を保持している。また、ロータヨーク１３の外周側には、リング状に永久磁石である磁石１４が一体に固着されている。本実施の形態では、図２に示すように、ロータ１１が、Ｓ極とＮ極とを一対として５対の磁石１４を保持し、これによって周方向に１０極に着磁された一例を示している。ロータヨーク１３から軸方向に延伸した回転軸１５は、それぞれ軸受１６を貫通し、軸受１６によってロータ１１が回転自在に支承されている。
【００１５】
また、ステータ１２は、インシュレータ３０を介してステータコア２０に巻線４０が巻回されている。ステータコア２０は、環状のヨーク２１とヨーク２１から内周側に突出する複数のティース２２とを備えている。それぞれのティース２２は、ロータ１１に対面するように、周方向に等間隔で配置され、それぞれのティース２２には、各相に対応づけて巻線４０を巻回している。本実施の形態では、このようなティース２２を１２個備えている。すなわち、詳細については以下で説明するが、ステータ１２は、ヨーク２１の一部を形成するヨーク片と１つのティース２２とで構成されるコア片に巻線４０を巻回して１つのコイルを形成し、このようなコイルを１２個環状に組み合わせた構成である。また、ステータコア２０は、軸方向に関しては、複数枚の磁性鋼板を積層することで構成される。さらに、ステータコア２０は、周方向に関しては、直線状にコア片が並ぶコア組立体を環状に変形させ、コア締結部２８の箇所を溶接等で接続することで、環状構造のステータコア２０が形成される。
【００１６】
このように、モータ１０は、ステータコア２０の各ティース２２とロータ１１の磁石１４とが空隙を介して対面するように、ロータ１１がステータ１２の内周側に配置されている。そして、このようなロータ１１とステータ１２とが、図１に示すように、筐体１７内に配置されてモータ１０が構成される。筐体１７からは、回転軸１５の一端が負荷を回転駆動するための出力軸として突出している。
【００１７】
また、詳細については以下で説明するが、本実施の形態では、インシュレータ３０を、ステータコア２０に対して出力軸側の面に装着するインシュレータ３０ｔと、反出力軸側の面に装着するインシュレータ３０ｂとの２種類で構成している。図２では、このインシュレータ３０ｔを装着した側を示している。さらに、インシュレータ３０ｔには、２つの端子ピン５０を装着している。
【００１８】
また、上述したように、モータ１０は、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相およびＷ相とする３相の交流で巻線４０が通電駆動される。このように３相駆動するため、巻線４０は、図２に示すように、各相に対応づけて、Ｕ相の交流電流を流す相巻線４０ｕと、Ｖ相の交流電流を流す相巻線４０ｖと、Ｗ相の交流電流を流す相巻線４０ｗとする３つの相巻線で構成される。また、相巻線のそれぞれは、所定のティース２２を巻回してコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含む。図２において、相巻線４０ｕの場合、相巻線４０ｕは、相巻線４０ｕの巻き始めとしての引出部４１ｕと、所定の４つのティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｕと、最後に巻回した巻回部４２ｕから引出され、相巻線４０ｕの巻き終わり部分となる引出部４３ｕとを含む構成である。
【００１９】
同様に、相巻線４０ｖは、巻き始めとしての引出部４１ｖと、ティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｖと、最後に巻回した巻回部４２ｖから引出された引出部４３ｖとを含む。相巻線４０ｗは、巻き始めとしての引出部４１ｗと、ティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｗと、最後に巻回した巻回部４２ｗから引出された引出部４３ｗとを含む。なお、図２では、煩雑さを避けるため、巻回部間を繋ぐ渡り線の部分については省略している。また、渡り線を絡げるのに利用するため、インシュレータ３０ｔには、突起部３５を設けている。
【００２０】
相巻線それぞれにおいて、巻き始めの引出部４１ｕ、引出部４１ｖ、引出部４１ｗは、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電力を印加する入力端子（図示せず）に接続される。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、それぞれの相巻線の巻き終わり側の引出部を電気的に１つに接続し、Ｙ結線の中性点としている。すなわち、図２に示すように、まず、Ｖ相の相巻線４０ｖを第１の相巻線としてその引出部４３ｖと、Ｗ相の相巻線４０ｗを第２の相巻線としてその引出部４３ｗとを、相巻線のほぼ端末となる線端末として引出している。一方、Ｕ相の相巻線４０ｕを第３の相巻線としてその引出部４３ｕを、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗよりも長くなるように引出している。さらに、引出部４３ｕを、他の２つの引出部方向、すなわち引出部４３ｖおよび引出部４３ｗ方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばしている。そして、引き伸ばした引出部４３ｕの線端末と、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗとを端子ピン５０を利用して接続している。本実施の形態ではこのような構成とすることにより、Ｙ結線の中性点となる中性線どうしの接続の容易化を図っている。
【００２２】
このような構成のモータ１０においてＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電流により、それぞれ相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗを通電すると、ステータ１２の各ティース２２とロータ１１の磁石１４との間に磁気による吸引力と反発力が生じ、回転軸１５を中心にロータ１１が回転する。
【００２３】
次に、ステータ１２に巻回する巻線４０の詳細な配線構成について説明する。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の巻線展開図である。図３は、図２に示す巻線４０の配線を展開して示しており、ステータ１２での巻線配線をよりわかり易くするために示している。以下、図３を参照しながら、特に、各相巻線の配線処理を中心にステータ１２の詳細について説明する。
【００２５】
まず、ステータ１２は、１２個のティース２２を有するとともに３相駆動される構成である。このため、１つの相あたり４個のティース２２、すなわち４個のコイルが割り当てられる。本実施の形態では、４個のコイルを次のように割り当てている。まず、隣り合う一対のコイルをコイルペアとしている。さらに、コイルペアを周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置している。そして、１つのコイルペアにおいて、巻線４０を互いに逆方向となるように巻回している。すなわち、互いに隣接する同じ相のコイルどうしは、巻線４０を互いに逆方向となるように巻回している。また、互いに隣接する異なった相のコイルどうしは、巻線４０を互いに同方向となるように巻回している。
【００２６】
具体的には、まず、図３に示すように、コイルＵ１とコイルＵ１ｂとを１つのコイルペアとしている。このようなコイルペアを、Ｕ相（Ｕ１、Ｕ１ｂ）、Ｖ相（Ｖ１ｂ、Ｖ１）、Ｗ相（Ｗ１、Ｗ１ｂ）、Ｕ相（Ｕ２ｂ、Ｕ２）、Ｖ相（Ｖ２、Ｖ２ｂ）、Ｗ相（Ｗ２ｂ、Ｗ２）の順に配置している。そして、巻き始めＵＳから巻き終わりＵＥまでの相巻線４０ｕ、巻き始めＶＳから巻き終わりＶＥまでの相巻線４０ｖ、および巻き始めＷＳから巻き終わりＷＥまでの相巻線４０ｗを次のように引き回している。
【００２７】
Ｕ相に対しては、図３に示すように、まず、巻き始めの引出部４１ｕから最初のティース２２に右回りで相巻線４０ｕを巻回して、コイルＵ１を形成している。次に、コイルＵ１の隣となるティース２２に左回りで相巻線４０ｕを巻回して、コイルＵ１ｂを形成する。次に、渡り線４５を介して４つのコイルを渡り、次のＵ相のコイルペアに行き、左回りのコイルＵ２ｂと右回りのコイルＵ２とを形成する。そして、コイルＵ２ｂとコイルＵ２との間から相巻線４０ｕを引出し、巻き終わりの引出部４３ｕとしている。
【００２８】
同様に、図３の巻線展開の巻線パターンに従って、相巻線４０ｖは、巻き始めの引出部４１ｖで始まり、左回りのコイルＶ１ｂと右回りのコイルＶ１とのコイルペアを形成し、次に、右回りのコイルＶ２と左回りのコイルＶ２ｂとのコイルペアを形成する。そして、相巻線４０ｖは、コイルＶ２ｂにおいてコイルＶ２の逆側から引出され、引出した端末部分を巻き終わりの引出部４３ｖとしている。また、相巻線４０ｗは、巻き始めの引出部４１ｗで始まり、右回りのコイルＷ１と左回りのコイルＷ１ｂとのコイルペアを形成し、次に、左回りのコイルＷ２ｂと右回りのコイルＷ２とのコイルペアを形成する。そして、相巻線４０ｗは、コイルＷ２ｂとコイルＷ２との間から相巻線４０ｗを引出され、引出した端末部分を巻き終わりの引出部４３ｗとしている。
【００２９】
また、巻線処理が終了して引出した引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗは適切な長さにカットされる。そして、上述したように、引出した引出部４３ｕは、引出部４３ｖと端子ピン５０で接続され、さらに引出部４３ｗとも次の端子ピン５０で接続される。
【００３０】
以上のような巻線４０の配線を行うことにより、各相において４つのコイルが直列に接続された直列コイルが形成される。そして、これら３つの直列コイルの一端を互いに端子ピン５０で接続することで、Ｙ結線の中性点が形成される。特に、このような配線とすることにより、巻回前のステータコア２０に対して相巻線をそれぞれ、一端側から他端側へと一方向に引き回して巻回していけばよいため、複雑な巻線作業はしなくてよい。また、一方向に引き回した終端側で中性点を形成するため、中性線の結線も容易となる。さらに、本実施の形態では、図３に示すように、渡り線４５の引き回しや中性線の結線は、コイルに対して１つの側（図３ではコイルＵ１等に対して下側）のみで行うことができる。すなわち、ステータコア２０の一方の面側のみで、渡り線４５の引き回しや中性線の結線ができ、巻線の複雑な配線を抑えるとともに、これによる作業性の向上も図っている。具体的には、本実施の形態では、突起部３５を利用しながら、インシュレータ３０ｔ側のみで渡り線４５などの線の引き回し処理を行っている。
【００３１】
次に、ステータ１２の詳細な構成について説明する。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のステータコア２０を形成する基となるコア組立体２３の平面図である。
【００３３】
図４に示すように、コア組立体２３は、連結部２４を介して連結された複数のコア片２５で構成されている。また、コア組立体２３は、帯状の磁性鋼板から、図４に示す所定の形状に打抜くことでコア素材板を形成し、コア素材板を複数枚積層することで形成している。本実施の形態では、このようなコア片２５が１２個連結されている。また、コア片２５のそれぞれは、ティース２２となるティース部２５ｔと、ヨーク２１の一部となるヨーク部２５ｙとで構成されている。また、連結部２４の箇所には、Ｖ字状の切り欠き２６が形成されている。このようなコア組立体２３に対して、連結部２４の箇所をそれぞれ塑性変形させることで、環状のステータコア２０が形成される。なお、本実施の形態では、コア組立体２３を環状に変形させてステータコア２０を形成した後に巻線４０を巻回するのではなく、コア組立体２３に巻線４０を巻回した後、環状に変形させることでステータ１２を形成している。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態における、コア組立体２３に巻線４０を巻回して組み立てた巻線組立体２７の構成図である。図５では、インシュレータ３０ｂ側を示している。巻線組立体２７は、次のように構成されている。すなわち、図４に示すコア組立体２３のコア片２５それぞれに対して、一面側にインシュレータ３０ｔを取り付け、他面側にインシュレータ３０ｂを取り付ける。そして、図３の巻線パターンに従って、各ティース部２５ｔにインシュレータ３０を挿んだ状態で、相巻線のそれぞれをコア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回して巻回した構成である。これにより、コア片２５に巻線４０を巻回したコイルが直線状に一列に並ぶ巻線組立体２７が形成される。
【００３５】
次に、端子ピン５０を利用して中性点を形成する処理の詳細について説明する。
【００３６】
図６は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のステータ１２に装着する端子ピン５０の斜視図である。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、中性点を形成するため、巻線４０の引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗを、それぞれ端子ピン５０を利用して電気的に接続している。このような巻線４０の引出部の線処理を行うため、端子ピン５０は、金属製であり、本実施の形態ではスズめっきされた銅としている。また、端子ピン５０の構造としては、図６に示すように、端子ピン５０をインシュレータ３０ｔに挿入するための挿入部５５と、インシュレータ３０ｔから突出して引出線の線処理に利用する線処理部５１とで構成されている。さらに、挿入部５５には、インシュレータ３０ｔからの抜けを防止するためにかぎ状の引っ掛け部５７や、ガタを防止するために凸部５６を設けている。そして、線処理部５１には、引出部４３ｕと引出部４３ｖ、および引出部４３ｕと引出部４３ｗとを接続するために、Ｕ字型かぎ状のフックである線固定部５２を設けている。
【００３８】
図７は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のインシュレータ３０ｔに端子ピン５０を挿入した様子を示す断面図である。本実施の形態では、このようなインシュレータ３０ｔを、出力軸側となるコア片２５上の面に配置している。
【００３９】
インシュレータ３０ｔは、図７に示すように、ヨーク２１の外周面を覆う外側端部３１に、端子ピン５０を保持するためのピン保持部として、端子ピン５０を挿入するための挿入孔３２を設けている。また、挿入孔３２には、引っ掛け部５７を引っ掛ける凸部を設けており、引っ掛け部５７を挿入孔３２に挿入した後、引き出しにくい構造としている。さらに、端子ピン５０の凸部５６が挿入孔３２の内壁を押すように、挿入孔３２の幅を設定しており、これによって端子ピン５０のガタを防止している。これによって、容易かつ十分な強度で端子ピン５０をステータ１２に固定している。また、インシュレータ３０ｔには、端子ピン５０の線処理部５１と面接触するように、端子ピン５０に対して内周側に壁部３４を設けている。この壁部３４によって、端子ピン５０の固定強度を高めるとともに、端子ピン５０と巻線４０との接触を防止している。
【００４０】
また、図８は、端子ピン５０をインシュレータ３０ｔに挿入した様子を示す上面図である。
【００４１】
本実施の形態では、さらに図８に示すように、ティース部２５ｔの延伸方向において、端子ピン５０が突起部３５の外側方向に位置するように、端子ピン５０を配置している。このような位置に端子ピン５０を配置しているため、図８に示すように、引出部４３ｕをコア片２５の連結方向に直線状に引き伸ばすのみで、端子ピン５０の線固定部５２に対して、そのＵ字形状内に容易に引出部４３ｕを配置できる。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、コア組立体２３における切り欠き２６のＶ字状の先端箇所に渡り線４５や引出部４３ｕを引き回すような構成としている。その一例として、図８では引出部４３ｕと切り欠き２６との位置関係を示している。コア組立体２３に対して渡り線４５をこのような位置で引き回すことにより、巻線組立体２７を環状に変形するとき、渡り線４５の引っ張りや、その逆の緩みが生じないため、安定した環状構造のステータ１２を形成できる。
【００４３】
コイルが一列に並ぶ図５に示すような巻線組立体２７に対して、引出部４３ｕおよび引出部４３ｗに近接するインシュレータ３０ｔの挿入孔３２それぞれに、このような端子ピン５０を挿入する。その後、図７のように、インシュレータ３０ｔに挿入された端子ピン５０に対して、引出部４３ｖの端末を線固定部５２に引っ掛け、さらに、引出部４３ｕの端末も線固定部５２に引っ掛ける。そして、線固定部５２のＵ字形状を閉じるように変形させることで、引出部４３ｕと引出部４３ｖとが接続される。同様に、引出部４３ｕと引出部４３ｗとについても、端子ピン５０を利用して接続する。また、各引出部を挟んだ線固定部５２をはんだ付け処理することで、引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗが電気的に接続される。
【００４４】
巻線組立体２７に対して、以上のような各引出部と端子ピン５０との接続処理を行うことで、完成した巻線組立体２７である巻線組立完成体が形成される。
【００４５】
本実施の形態では、このようにコイルが一列に並ぶ巻線組立体２７の状態で、巻線組立体２７の１つの端部側のみで、上述のような中性点を形成する作業ができる。このため、本実施の形態では、環状のステータコアに対する巻線配線処理のような複雑な作業は必要なく、巻線配線処理の容易化を図ることができる。
【００４６】
また、このように端子ピン５０を利用して中性点を形成した巻線組立完成体を、環状となるように塑性変形させ、その端部２３ａと端部２３ｂとをコア締結部２８として締結することで、本実施の形態における環状構造のステータ１２を形成している。
【００４７】
なお、インシュレータ３０ｔには、渡り線４５などを容易に引き回しできるように、巻線絡げ用の突起部３５も設けている。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態のステータコア２０は、コア片２５が帯状に連結されたコア組立体２３を環状に変形し、コア組立体２３の両端部をコア締結部２８として締結して形成している。また、巻線４０は、相にそれぞれ対応づけた相巻線４０ｕと相巻線４０ｖと相巻線４０ｗとで構成している。相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗのそれぞれは、所定のコア片２５を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含み、コア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回される。そして、相巻線４０ｖの引出部４３ｖと相巻線４０ｗの引出部４３ｗとを線端末とし、相巻線４０ｕの引出部４３ｕを、引出部４３ｖ、４３ｗ方向へと複数のコア片２５を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、引出部４３ｖ、４３ｗの線端末とを３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続している。このように、本実施の形態では、コイルが一列に並んだ巻線組立体２７の段階で中性線の結線処理を施して巻線組立体２７を完成させ、このような巻線組立体２７を環状に変形させてステータ１２を形成しているため、容易に巻線配線処理が実施できるとともに、ステータ１２の信頼性の向上も図ることができる。
【００４９】
次に、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法の詳細について説明する。
【００５０】
図９は、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法の各ステップを示すフローチャートである。以下、図９のフローチャートに従って、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法を説明する。
【００５１】
まず、ステータ１２を製造するにあたり、ステータ１２の基礎部分となるコア組立体２３を形成する（ステップＳ１００）。すなわち、上述したように、まず、帯状の磁性鋼板を図４に示すような形状に打抜き、コア素材板を形成する。さらに、コア素材板を複数枚積層することで、図４に示すコア組立体２３を形成する。
【００５２】
次に、コア組立体２３の各コア片２５にインシュレータ３０を取り付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、コア組立体２３のコア片２５それぞれに対して、一面側にインシュレータ３０ｔを取り付け、他面側にインシュレータ３０ｂを取り付ける。
【００５３】
次に、図３の巻線パターンに従って、各コア片２５のティース部２５ｔにインシュレータ３０を挿んだ状態で、相巻線それぞれをコア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回しながら、ティース部２５ｔそれぞれに巻線４０を巻回する（ステップＳ１０４）。全てのコア片２５に対する巻回処理が終了すると、相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの引出部の所定の箇所に対して、絶縁被覆を機械処理やはんだディップ処理で取り除く（ステップＳ１０６）。さらに、引出部を所定の長さにカットする（ステップＳ１０８）。これにより、図５に示すようなコア片２５に巻線４０を巻回したコイルが直線状に一列に並ぶ巻線組立体２７ができ上がる。
【００５４】
次に、所定の２つのインシュレータ３０ｔに端子ピン５０をそれぞれ取り付ける（ステップＳ１１４）。具体的には、相巻線４０ｖの引出部４３ｖに近隣するインシュレータ３０ｔと、相巻線４０ｗの引出部４３ｗに近隣するインシュレータ３０との挿入孔３２に、それぞれ端子ピン５０の挿入部５５を挿入する。
【００５５】
次に、引出部４３ｕ、４３ｖ、４３ｗを所定の端子ピン５０に接続する（ステップＳ１１６）。具体的には、引出部４３ｖの端末を一方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛け、引出部４３ｗの端末を他方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛ける。次に、引出部４３ｕを両方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛ける。そして、線固定部５２のＵ字形状をそれぞれ閉じるように変形させる。その後、引出部を挟んだ端子ピン５０の線固定部５２をはんだ付けする（ステップＳ１１８）。これによって、引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗが電気的に接続され、中性点が形成され、巻線組立完成体ができ上がる。
【００５６】
次に、巻線組立体２７の肉薄な連結部２４を利用して、巻線組立完成体を環状となるように塑性変形させる（ステップＳ１１０）。そして、巻線組立完成体の端部２３ａと端部２３ｂとを、溶接やヒュージング（抵抗溶接）などによって、コア締結部２８として締結する（ステップＳ１１２）。これによって、環状構造のステータ１２が形成される。
【００５７】
本実施の形態では、このようなステップに従ってステータ１２を形成している。特に、本実施の形態では、ステップＳ１１４〜Ｓ１１８において、コイルが一列に並んだ巻線組立体２７の段階で中性線の結線処理を施して巻線組立体２７を完成させる。そしてその後に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２において、このように完成した巻線組立体２７を環状に変形させてステータ１２を形成している。このため、環状のステータコアに対する線処理のような複雑な作業は必要なく、容易に巻線配線処理が実施できるとともに、ステータ１２の信頼性の向上も図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の実施の形態におけるモータおよびそのステータの製造方法によれば、巻線処理の容易化が可能となり信頼性を高めることができるため、家電製品や電装品など、モータを用いた電気機器に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    モータ
１１    ロータ
１２    ステータ
１３    ロータヨーク
１４    磁石
１５    回転軸
１６    軸受
１７    筐体
２０    ステータコア
２１    ヨーク
２２    ティース
２３    コア組立体
２３ａ，２３ｂ    端部
２４    連結部
２５    コア片
２５ｔ    ティース部
２５ｙ    ヨーク部
２６    切り欠き
２７    巻線組立体
２８    コア締結部
３０，３０ｂ，３０ｔ    インシュレータ
３１    外側端部
３２    挿入孔
３４    壁部
３５    突起部
４０    巻線
４０ｕ，４０ｖ，４０ｗ    相巻線
４１ｕ，４１ｖ，４１ｗ，４３ｕ，４３ｖ，４３ｗ    引出部
４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ    巻回部
４５    渡り線
５０    端子ピン
５１    線処理部
５２    線固定部
５５    挿入部
５６    凸部
５７    引っ掛け部
【図１】
2013136646.tif 000003
【図２】
2013136646.tif 000004
【図３】
2013136646.tif 000005
【図４】
2013136646.tif 000006
【図５】
2013136646.tif 000007
【図６】
2013136646.tif 000008
【図７】
2013136646.tif 000009
【図８】
2013136646.tif 000010
【図９】
2013136646.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月4日(2014.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相の交流で通電駆動されるモータのステータの構成およびそのステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような３相駆動のモータのステータにおいて、巻線作業の効率化や巻線のスロット占積率の向上などを図るため、巻線の巻回方法やステータコアへの巻線構成を工夫した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、３相Ｙ結線の中性点を形成するための中性線の接続構造を工夫し、ステータにおける巻線の結線の容易化を図っている。すなわち、周方向に複数の磁極歯を有するステータにおいて、３相のうちの任意の１相のコイルからの中性線に対して、他の２相のコイルからの中性線をそれぞれ１箇所ずつで接続している。これにより、少ない本数の中性線どうしの接続で中性点を形成し、結線の容易化を図っている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような手法は、磁極歯を環状に配置したステータコアに対して、上述のような中性線の結線処理を含む巻線配線処理を行う。すなわち、環状のステータコアに巻線配線処理を行うため、ステータ組立での巻線配線工程では複雑な線処理の作業が必要となり、中性線の接続作業も含めて巻線配線作業の容易化を十分に図れないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３２７４５号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明のモータは、回転軸を中心に複数の磁極を有するロータと、ティースを含むコア片を１２個連結したステータコアに巻線を巻回したステータとを備え、３相の交流で通電駆動されるモータである。本モータのステータコアは、コア片が帯状に連結されたコア組立体を環状に変形し、コア組立体の両端部をコア締結部として締結して形成される。また、巻線は、相に対応づけた第１の相巻線と第２の相巻線と第３の相巻線とで構成される。これら相巻線のそれぞれは、所定のコア片を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含み、コア組立体の一端部から他端部方向へと引き回される。そして、第１の相巻線の引出部と第２の相巻線の引出部とを線端末とし、第３の相巻線の引出部を、他の２つの引出部方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と他の２つの引出部の線端末とを、３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続した構成である。
【０００７】
また、本発明のステータの製造方法は、本発明のモータにおけるステータの製造方法であって、コア素材板を複数枚積層してコア組立体を形成するステップと、巻線パターンに従って、コア組立体の各コア片に巻線を巻回し、巻線組立体を形成するステップと、第３の相巻線の引出部を、他の２つの引出部方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、他の２つの引出部の線端末とを電気的に接続するステップと、巻線組立体を環状に変形させ、巻線組立体の両端を締結するステップとを備える。
【０００８】
このような構成によれば、コア片が帯状に並ぶコア組立体に対して、巻線処理とともに、コア組立体の一端部から他端部方向へと相巻線を引き回したその他端部側のみで中性点を形成する巻線配線の作業ができる。このため、本実施の形態では、環状のステータコアに対する線処理のような複雑な作業は必要なく、容易に巻線配線処理を実施できる。
【０００９】
このように、本発明のモータおよびそのステータの製造方法によれば、コア組立体に対して、巻線処理とともに、コア組立体の１つの端部側のみで中性点を形成する巻線配線の作業もできるため、巻線配線処理の容易化が可能な構成を有したモータおよびそのステータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるモータの断面図である。
【図２】図２は、同、モータの要部を示す上面図である。
【図３】図３は、同、モータの巻線展開図である。
【図４】図４は、同、モータのコア組立体の平面図である。
【図５】図５は、同、モータの巻線組立体の構成図である。
【図６】図６は、同、モータの端子ピンの斜視図である。
【図７】図７は、同、モータのインシュレータに端子ピンを挿入した様子を示す断面図である。
【図８】図８は、同、モータのインシュレータに端子ピンを挿入した様子を示す上面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態におけるステータの製造方法の各ステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態におけるモータおよびそのステータの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の要部を示す上面図である。本実施の形態では、ステータの内周側にロータを備えたインナロータ型のブラシレスモータの一例を挙げて説明する。また、本ブラシレスモータは、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の交流で通電駆動されるモータである。さらに、このような３相駆動を行うため、本ブラシレスモータの各相の巻線は、それぞれの巻線端末が中性点として電気的に接続されたＹ結線としている。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施の形態のモータ１０は、ロータ１１とステータ１２とを備えている。
【００１４】
ロータ１１は、円柱状のロータヨーク１３の外周に磁極となる磁石１４を保持して回転軸１５を中心に回転する。回転軸１５は、ロータヨーク１３を貫通し、回転軸１５の中央箇所にロータヨーク１３を保持している。また、ロータヨーク１３の外周側には、リング状に永久磁石である磁石１４が一体に固着されている。本実施の形態では、図２に示すように、ロータ１１が、Ｓ極とＮ極とを一対として５対の磁石１４を保持し、これによって周方向に１０極に着磁された一例を示している。ロータヨーク１３から軸方向に延伸した回転軸１５は、それぞれ軸受１６を貫通し、軸受１６によってロータ１１が回転自在に支承されている。
【００１５】
また、ステータ１２は、インシュレータ３０を介してステータコア２０に巻線４０が巻回されている。ステータコア２０は、環状のヨーク２１とヨーク２１から内周側に突出する複数のティース２２とを備えている。それぞれのティース２２は、ロータ１１に対面するように、周方向に等間隔で配置され、それぞれのティース２２には、各相に対応づけて巻線４０を巻回している。本実施の形態では、このようなティース２２を１２個備えている。すなわち、詳細については以下で説明するが、ステータ１２は、ヨーク２１の一部を形成するヨーク片と１つのティース２２とで構成されるコア片に巻線４０を巻回して１つのコイルを形成し、このようなコイルを１２個環状に組み合わせた構成である。また、ステータコア２０は、軸方向に関しては、複数枚の磁性鋼板を積層することで構成される。さらに、ステータコア２０は、周方向に関しては、直線状にコア片が並ぶコア組立体を環状に変形させ、コア締結部２８の箇所を溶接等で接続することで、環状構造のステータコア２０が形成される。
【００１６】
このように、モータ１０は、ステータコア２０の各ティース２２とロータ１１の磁石１４とが空隙を介して対面するように、ロータ１１がステータ１２の内周側に配置されている。そして、このようなロータ１１とステータ１２とが、図１に示すように、筐体１７内に配置されてモータ１０が構成される。筐体１７からは、回転軸１５の一端が負荷を回転駆動するための出力軸として突出している。
【００１７】
また、詳細については以下で説明するが、本実施の形態では、インシュレータ３０を、ステータコア２０に対して出力軸側の面に装着するインシュレータ３０ｔと、反出力軸側の面に装着するインシュレータ３０ｂとの２種類で構成している。図２では、このインシュレータ３０ｔを装着した側を示している。さらに、インシュレータ３０ｔには、２つの端子ピン５０を装着している。
【００１８】
また、上述したように、モータ１０は、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相およびＷ相とする３相の交流で巻線４０が通電駆動される。このように３相駆動するため、巻線４０は、図２に示すように、各相に対応づけて、Ｕ相の交流電流を流す相巻線４０ｕと、Ｖ相の交流電流を流す相巻線４０ｖと、Ｗ相の交流電流を流す相巻線４０ｗとする３つの相巻線で構成される。また、相巻線のそれぞれは、所定のティース２２を巻回してコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含む。図２において、相巻線４０ｕの場合、相巻線４０ｕは、相巻線４０ｕの巻き始めとしての引出部４１ｕと、所定の４つのティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｕと、最後に巻回した巻回部４２ｕから引出され、相巻線４０ｕの巻き終わり部分となる引出部４３ｕとを含む構成である。
【００１９】
同様に、相巻線４０ｖは、巻き始めとしての引出部４１ｖと、ティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｖと、最後に巻回した巻回部４２ｖから引出された引出部４３ｖとを含む。相巻線４０ｗは、巻き始めとしての引出部４１ｗと、ティース２２を巻回する４つの巻回部４２ｗと、最後に巻回した巻回部４２ｗから引出された引出部４３ｗとを含む。なお、図２では、煩雑さを避けるため、巻回部間を繋ぐ渡り線の部分については省略している。また、渡り線を絡げるのに利用するため、インシュレータ３０ｔには、突起部３５を設けている。
【００２０】
相巻線それぞれにおいて、巻き始めの引出部４１ｕ、引出部４１ｖ、引出部４１ｗは、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電力を印加する入力端子（図示せず）に接続される。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、それぞれの相巻線の巻き終わり側の引出部を電気的に１つに接続し、Ｙ結線の中性点としている。すなわち、図２に示すように、まず、Ｖ相の相巻線４０ｖを第１の相巻線としてその引出部４３ｖと、Ｗ相の相巻線４０ｗを第２の相巻線としてその引出部４３ｗとを、相巻線のほぼ端末となる線端末として引出している。一方、Ｕ相の相巻線４０ｕを第３の相巻線としてその引出部４３ｕを、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗよりも長くなるように引出している。さらに、引出部４３ｕを、他の２つの引出部方向、すなわち引出部４３ｖおよび引出部４３ｗ方向へと複数のコア片を渡って引き伸ばしている。そして、引き伸ばした引出部４３ｕの線端末と、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗとを端子ピン５０を利用して接続している。本実施の形態ではこのような構成とすることにより、Ｙ結線の中性点となる中性線どうしの接続の容易化を図っている。
【００２２】
このような構成のモータ１０においてＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電流により、それぞれ相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗを通電すると、ステータ１２の各ティース２２とロータ１１の磁石１４との間に磁気による吸引力と反発力が生じ、回転軸１５を中心にロータ１１が回転する。
【００２３】
次に、ステータ１２に巻回する巻線４０の詳細な配線構成について説明する。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態におけるモータ１０の巻線展開図である。図３は、図２に示す巻線４０の配線を展開して示しており、ステータ１２での巻線配線をよりわかり易くするために示している。以下、図３を参照しながら、特に、各相巻線の配線処理を中心にステータ１２の詳細について説明する。
【００２５】
まず、ステータ１２は、１２個のティース２２を有するとともに３相駆動される構成である。このため、１つの相あたり４個のティース２２、すなわち４個のコイルが割り当てられる。本実施の形態では、４個のコイルを次のように割り当てている。まず、隣り合う一対のコイルをコイルペアとしている。さらに、コイルペアを周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置している。そして、１つのコイルペアにおいて、巻線４０を互いに逆方向となるように巻回している。すなわち、互いに隣接する同じ相のコイルどうしは、巻線４０を互いに逆方向となるように巻回している。また、互いに隣接する異なった相のコイルどうしは、巻線４０を互いに同方向となるように巻回している。
【００２６】
具体的には、まず、図３に示すように、コイルＵ１とコイルＵ１ｂとを１つのコイルペアとしている。このようなコイルペアを、Ｕ相（Ｕ１、Ｕ１ｂ）、Ｖ相（Ｖ１ｂ、Ｖ１）、Ｗ相（Ｗ１、Ｗ１ｂ）、Ｕ相（Ｕ２ｂ、Ｕ２）、Ｖ相（Ｖ２、Ｖ２ｂ）、Ｗ相（Ｗ２ｂ、Ｗ２）の順に配置している。そして、巻き始めＵＳから巻き終わりＵＥまでの相巻線４０ｕ、巻き始めＶＳから巻き終わりＶＥまでの相巻線４０ｖ、および巻き始めＷＳから巻き終わりＷＥまでの相巻線４０ｗを次のように引き回している。
【００２７】
Ｕ相に対しては、図３に示すように、まず、巻き始めの引出部４１ｕから最初のティース２２に右回りで相巻線４０ｕを巻回して、コイルＵ１を形成している。次に、コイルＵ１の隣となるティース２２に左回りで相巻線４０ｕを巻回して、コイルＵ１ｂを形成する。次に、渡り線４５を介して４つのコイルを渡り、次のＵ相のコイルペアに行き、左回りのコイルＵ２ｂと右回りのコイルＵ２とを形成する。そして、コイルＵ２ｂとコイルＵ２との間から相巻線４０ｕを引出し、巻き終わりの引出部４３ｕとしている。
【００２８】
同様に、図３の巻線展開の巻線パターンに従って、相巻線４０ｖは、巻き始めの引出部４１ｖで始まり、左回りのコイルＶ１ｂと右回りのコイルＶ１とのコイルペアを形成し、次に、右回りのコイルＶ２と左回りのコイルＶ２ｂとのコイルペアを形成する。そして、相巻線４０ｖは、コイルＶ２ｂにおいてコイルＶ２の逆側から引出され、引出した端末部分を巻き終わりの引出部４３ｖとしている。また、相巻線４０ｗは、巻き始めの引出部４１ｗで始まり、右回りのコイルＷ１と左回りのコイルＷ１ｂとのコイルペアを形成し、次に、左回りのコイルＷ２ｂと右回りのコイルＷ２とのコイルペアを形成する。そして、相巻線４０ｗは、コイルＷ２ｂとコイルＷ２との間から相巻線４０ｗを引出され、引出した端末部分を巻き終わりの引出部４３ｗとしている。
【００２９】
また、巻線処理が終了して引出した引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗは適切な長さにカットされる。そして、上述したように、引出した引出部４３ｕは、引出部４３ｖと端子ピン５０で接続され、さらに引出部４３ｗとも次の端子ピン５０で接続される。
【００３０】
以上のような巻線４０の配線を行うことにより、各相において４つのコイルが直列に接続された直列コイルが形成される。そして、これら３つの直列コイルの一端を互いに端子ピン５０で接続することで、Ｙ結線の中性点が形成される。特に、このような配線とすることにより、巻回前のステータコア２０に対して相巻線をそれぞれ、一端側から他端側へと一方向に引き回して巻回していけばよいため、複雑な巻線作業はしなくてよい。また、一方向に引き回した終端側で中性点を形成するため、中性線の結線も容易となる。さらに、本実施の形態では、図３に示すように、渡り線４５の引き回しや中性線の結線は、コイルに対して１つの側（図３ではコイルＵ１等に対して下側）のみで行うことができる。すなわち、ステータコア２０の一方の面側のみで、渡り線４５の引き回しや中性線の結線ができ、巻線の複雑な配線を抑えるとともに、これによる作業性の向上も図っている。具体的には、本実施の形態では、突起部３５を利用しながら、インシュレータ３０ｔ側のみで渡り線４５などの線の引き回し処理を行っている。
【００３１】
次に、ステータ１２の詳細な構成について説明する。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のステータコア２０を形成する基となるコア組立体２３の平面図である。
【００３３】
図４に示すように、コア組立体２３は、連結部２４を介して連結された複数のコア片２５で構成されている。また、コア組立体２３は、帯状の磁性鋼板から、図４に示す所定の形状に打抜くことでコア素材板を形成し、コア素材板を複数枚積層することで形成している。本実施の形態では、このようなコア片２５が１２個連結されている。また、コア片２５のそれぞれは、ティース２２となるティース部２５ｔと、ヨーク２１の一部となるヨーク部２５ｙとで構成されている。また、連結部２４の箇所には、Ｖ字状の切り欠き２６が形成されている。このようなコア組立体２３に対して、連結部２４の箇所をそれぞれ塑性変形させることで、環状のステータコア２０が形成される。なお、本実施の形態では、コア組立体２３を環状に変形させてステータコア２０を形成した後に巻線４０を巻回するのではなく、コア組立体２３に巻線４０を巻回した後、環状に変形させることでステータ１２を形成している。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態における、コア組立体２３に巻線４０を巻回して組み立てた巻線組立体２７の構成図である。図５では、インシュレータ３０ｂ側を示している。巻線組立体２７は、次のように構成されている。すなわち、図４に示すコア組立体２３のコア片２５それぞれに対して、一面側にインシュレータ３０ｔを取り付け、他面側にインシュレータ３０ｂを取り付ける。そして、図３の巻線パターンに従って、各ティース部２５ｔにインシュレータ３０を挿んだ状態で、相巻線のそれぞれをコア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回して巻回した構成である。これにより、コア片２５に巻線４０を巻回したコイルが直線状に一列に並ぶ巻線組立体２７が形成される。
【００３５】
次に、端子ピン５０を利用して中性点を形成する処理の詳細について説明する。
【００３６】
図６は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のステータ１２に装着する端子ピン５０の斜視図である。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、中性点を形成するため、巻線４０の引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗを、それぞれ端子ピン５０を利用して電気的に接続している。このような巻線４０の引出部の線処理を行うため、端子ピン５０は、金属製であり、本実施の形態ではスズめっきされた銅としている。また、端子ピン５０の構造としては、図６に示すように、端子ピン５０をインシュレータ３０ｔに挿入するための挿入部５５と、インシュレータ３０ｔから突出して引出線の線処理に利用する線処理部５１とで構成されている。さらに、挿入部５５には、インシュレータ３０ｔからの抜けを防止するためにかぎ状の引っ掛け部５７や、ガタを防止するために凸部５６を設けている。そして、線処理部５１には、引出部４３ｕと引出部４３ｖ、および引出部４３ｕと引出部４３ｗとを接続するために、Ｕ字型かぎ状のフックである線固定部５２を設けている。
【００３８】
図７は、本発明の実施の形態におけるモータ１０のインシュレータ３０ｔに端子ピン５０を挿入した様子を示す断面図である。本実施の形態では、このようなインシュレータ３０ｔを、出力軸側となるコア片２５上の面に配置している。
【００３９】
インシュレータ３０ｔは、図７に示すように、ヨーク２１の外周面を覆う外側端部３１に、端子ピン５０を保持するためのピン保持部として、端子ピン５０を挿入するための挿入孔３２を設けている。また、挿入孔３２には、引っ掛け部５７を引っ掛ける凸部を設けており、引っ掛け部５７を挿入孔３２に挿入した後、引き出しにくい構造としている。さらに、端子ピン５０の凸部５６が挿入孔３２の内壁を押すように、挿入孔３２の幅を設定しており、これによって端子ピン５０のガタを防止している。これによって、容易かつ十分な強度で端子ピン５０をステータ１２に固定している。また、インシュレータ３０ｔには、端子ピン５０の線処理部５１と面接触するように、端子ピン５０に対して内周側に壁部３４を設けている。この壁部３４によって、端子ピン５０の固定強度を高めるとともに、端子ピン５０と巻線４０との接触を防止している。
【００４０】
また、図８は、端子ピン５０をインシュレータ３０ｔに挿入した様子を示す上面図である。
【００４１】
本実施の形態では、さらに図８に示すように、ティース部２５ｔの延伸方向において、端子ピン５０が突起部３５の外側方向に位置するように、端子ピン５０を配置している。このような位置に端子ピン５０を配置しているため、図８に示すように、引出部４３ｕをコア片２５の連結方向に直線状に引き伸ばすのみで、端子ピン５０の線固定部５２に対して、そのＵ字形状内に容易に引出部４３ｕを配置できる。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、コア組立体２３における切り欠き２６のＶ字状の先端箇所に渡り線４５や引出部４３ｕを引き回すような構成としている。その一例として、図８では引出部４３ｕと切り欠き２６との位置関係を示している。コア組立体２３に対して渡り線４５をこのような位置で引き回すことにより、巻線組立体２７を環状に変形するとき、渡り線４５の引っ張りや、その逆の緩みが生じないため、安定した環状構造のステータ１２を形成できる。
【００４３】
コイルが一列に並ぶ図５に示すような巻線組立体２７に対して、引出部４３ｕおよび引出部４３ｗに近接するインシュレータ３０ｔの挿入孔３２それぞれに、このような端子ピン５０を挿入する。その後、図７のように、インシュレータ３０ｔに挿入された端子ピン５０に対して、引出部４３ｖの端末を線固定部５２に引っ掛け、さらに、引出部４３ｕの端末も線固定部５２に引っ掛ける。そして、線固定部５２のＵ字形状を閉じるように変形させることで、引出部４３ｕと引出部４３ｖとが接続される。同様に、引出部４３ｕと引出部４３ｗとについても、端子ピン５０を利用して接続する。また、各引出部を挟んだ線固定部５２をはんだ付け処理することで、引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗが電気的に接続される。
【００４４】
巻線組立体２７に対して、以上のような各引出部と端子ピン５０との接続処理を行うことで、完成した巻線組立体２７である巻線組立完成体が形成される。
【００４５】
本実施の形態では、このようにコイルが一列に並ぶ巻線組立体２７の状態で、巻線組立体２７の１つの端部側のみで、上述のような中性点を形成する作業ができる。このため、本実施の形態では、環状のステータコアに対する巻線配線処理のような複雑な作業は必要なく、巻線配線処理の容易化を図ることができる。
【００４６】
また、このように端子ピン５０を利用して中性点を形成した巻線組立完成体を、環状となるように塑性変形させ、その端部２３ａと端部２３ｂとをコア締結部２８として締結することで、本実施の形態における環状構造のステータ１２を形成している。
【００４７】
なお、インシュレータ３０ｔには、渡り線４５などを容易に引き回しできるように、巻線絡げ用の突起部３５も設けている。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態のステータコア２０は、コア片２５が帯状に連結されたコア組立体２３を環状に変形し、コア組立体２３の両端部をコア締結部２８として締結して形成している。また、巻線４０は、相にそれぞれ対応づけた相巻線４０ｕと相巻線４０ｖと相巻線４０ｗとで構成している。相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗのそれぞれは、所定のコア片２５を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、巻回部から引出された引出部とを含み、コア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回される。そして、相巻線４０ｖの引出部４３ｖと相巻線４０ｗの引出部４３ｗとを線端末とし、相巻線４０ｕの引出部４３ｕを、引出部４３ｖ、４３ｗ方向へと複数のコア片２５を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、引出部４３ｖ、４３ｗの線端末とを３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続している。このように、本実施の形態では、コイルが一列に並んだ巻線組立体２７の段階で中性線の結線処理を施して巻線組立体２７を完成させ、このような巻線組立体２７を環状に変形させてステータ１２を形成しているため、容易に巻線配線処理が実施できるとともに、ステータ１２の信頼性の向上も図ることができる。
【００４９】
次に、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法の詳細について説明する。
【００５０】
図９は、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法の各ステップを示すフローチャートである。以下、図９のフローチャートに従って、本発明の実施の形態におけるステータ１２の製造方法を説明する。
【００５１】
まず、ステータ１２を製造するにあたり、ステータ１２の基礎部分となるコア組立体２３を形成する（ステップＳ１００）。すなわち、上述したように、まず、帯状の磁性鋼板を図４に示すような形状に打抜き、コア素材板を形成する。さらに、コア素材板を複数枚積層することで、図４に示すコア組立体２３を形成する。
【００５２】
次に、コア組立体２３の各コア片２５にインシュレータ３０を取り付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、コア組立体２３のコア片２５それぞれに対して、一面側にインシュレータ３０ｔを取り付け、他面側にインシュレータ３０ｂを取り付ける。
【００５３】
次に、図３の巻線パターンに従って、各コア片２５のティース部２５ｔにインシュレータ３０を挿んだ状態で、相巻線それぞれをコア組立体２３の一端部から他端部方向へと引き回しながら、ティース部２５ｔそれぞれに巻線４０を巻回する（ステップＳ１０４）。全てのコア片２５に対する巻回処理が終了すると、相巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの引出部の所定の箇所に対して、絶縁被覆を機械処理やはんだディップ処理で取り除く（ステップＳ１０６）。さらに、引出部を所定の長さにカットする（ステップＳ１０８）。これにより、図５に示すようなコア片２５に巻線４０を巻回したコイルが直線状に一列に並ぶ巻線組立体２７ができ上がる。
【００５４】
次に、所定の２つのインシュレータ３０ｔに端子ピン５０をそれぞれ取り付ける（ステップＳ１１４）。具体的には、相巻線４０ｖの引出部４３ｖに近隣するインシュレータ３０ｔと、相巻線４０ｗの引出部４３ｗに近隣するインシュレータ３０との挿入孔３２に、それぞれ端子ピン５０の挿入部５５を挿入する。
【００５５】
次に、引出部４３ｕ、４３ｖ、４３ｗを所定の端子ピン５０に接続する（ステップＳ１１６）。具体的には、引出部４３ｖの端末を一方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛け、引出部４３ｗの端末を他方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛ける。次に、引出部４３ｕを両方の端子ピン５０の線固定部５２に引っ掛ける。そして、線固定部５２のＵ字形状をそれぞれ閉じるように変形させる。その後、引出部を挟んだ端子ピン５０の線固定部５２をはんだ付けする（ステップＳ１１８）。これによって、引出部４３ｕ、引出部４３ｖおよび引出部４３ｗが電気的に接続され、中性点が形成され、巻線組立完成体ができ上がる。
【００５６】
次に、巻線組立体２７の肉薄な連結部２４を利用して、巻線組立完成体を環状となるように塑性変形させる（ステップＳ１１０）。そして、巻線組立完成体の端部２３ａと端部２３ｂとを、溶接やヒュージング（抵抗溶接）などによって、コア締結部２８として締結する（ステップＳ１１２）。これによって、環状構造のステータ１２が形成される。
【００５７】
本実施の形態では、このようなステップに従ってステータ１２を形成している。特に、本実施の形態では、ステップＳ１１４〜Ｓ１１８において、コイルが一列に並んだ巻線組立体２７の段階で中性線の結線処理を施して巻線組立体２７を完成させる。そしてその後に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２において、このように完成した巻線組立体２７を環状に変形させてステータ１２を形成している。このため、環状のステータコアに対する線処理のような複雑な作業は必要なく、容易に巻線配線処理が実施できるとともに、ステータ１２の信頼性の向上も図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の実施の形態におけるモータおよびそのステータの製造方法によれば、巻線処理の容易化が可能となり信頼性を高めることができるため、家電製品や電装品など、モータを用いた電気機器に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    モータ
１１    ロータ
１２    ステータ
１３    ロータヨーク
１４    磁石
１５    回転軸
１６    軸受
１７    筐体
２０    ステータコア
２１    ヨーク
２２    ティース
２３    コア組立体
２３ａ，２３ｂ    端部
２４    連結部
２５    コア片
２５ｔ    ティース部
２５ｙ    ヨーク部
２６    切り欠き
２７    巻線組立体
２８    コア締結部
３０，３０ｂ，３０ｔ    インシュレータ
３１    外側端部
３２    挿入孔
３４    壁部
３５    突起部
４０    巻線
４０ｕ，４０ｖ，４０ｗ    相巻線
４１ｕ，４１ｖ，４１ｗ，４３ｕ，４３ｖ，４３ｗ    引出部
４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ    巻回部
４５    渡り線
５０    端子ピン
５１    線処理部
５２    線固定部
５５    挿入部
５６    凸部
５７    引っ掛け部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に複数の磁極を有するロータと、ティースを含むコア片を１２個連結したステータコアに巻線を巻回したステータとを備え、３相の交流で通電駆動されるモータであって、
前記ステータコアは、前記コア片が帯状に連結されたコア組立体を環状に変形し、前記コア組立体の両端部をコア締結部として締結して形成され、
前記巻線は、相に対応づけた第１の相巻線と第２の相巻線と第３の相巻線とで構成され、
前記相巻線のそれぞれは、所定の前記コア片を巻回して複数のコイルを形成する巻回部と、前記巻回部から引出された引出部とを含み、前記コア組立体の一端部から他端部方向へと引き回され、
前記第１の相巻線の引出部と前記第２の相巻線の引出部とを線端末とし、
前記第３の相巻線の引出部を、他の２つの前記引出部方向へと複数の前記コア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、前記他の２つ引出部の線端末とを３相Ｙ結線の中性点として電気的に接続したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記相巻線のそれぞれは、前記複数のコイルが直列接続となるように１本の線を引き回して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
隣り合う一対の前記コイルは、同相としたコイルペアとして相の順に配置され、
前記第１の相巻線の引出部は、前記コア組立体の最も他端部側となる第１のコイルペアから引出され、
前記第２の相巻線の引出部は、前記第１のコイルペアに隣接する第２のコイルペアから引出されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記ステータは、フックを有した端子ピンを備え、
前記第１のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第１の相巻線の引出部を接続し、
前記第２のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第２の相巻線の引出部を接続し、
前記第３の相巻線の引出部を、前記端子ピンそれぞれの前記フックに引っ掛けて、３つの前記相巻線の線端末を中性点として電気的に接続したことを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記コア組立体には、インシュレータを介して前記巻線が巻回され、
前記インシュレータは、前記端子ピンを保持するピン保持部を有し、
前記第１のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部と、前記第２のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部とに、前記端子ピンを配置したことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記インシュレータは、前記コア組立体の一面側に前記巻線を絡げる突起部を有することを特徴とする請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
請求項１に記載のモータにおけるステータの製造方法であって、
コア素材板を複数枚積層して前記コア組立体を形成するステップと、
巻線パターンに従って、前記コア組立体の各コア片に巻線を巻回し、巻線組立体を形成するステップと、
前記第３の相巻線の引出部を、他の２つの前記引出部方向へと複数の前記コア片を渡って引き伸ばし、引き伸ばした線端末と、前記他の２つの引出部の線端末とを電気的に接続するステップと、
前記巻線組立体を環状に変形させ、前記巻線組立体の両端を締結するステップと、
を備えたことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項８】
前記巻線組立体を形成するステップにおいて、前記相巻線のそれぞれを、前記複数のコイルが直列接続となるように１本の線を引き回し、前記巻線組立体を形成することを特徴とする請求項７に記載のステータの製造方法。
【請求項９】
隣り合う一対の前記コイルを、同相としたコイルペアとして相の順に配置し、
前記線端末それぞれを電気的に接続するステップにおいて、
前記第１の相巻線の引出部を、前記コア組立体の最も他端部側となる第１のコイルペアから引出し、
前記第２の相巻線の引出部を、前記第１のコイルペアに隣接する第２のコイルペアから引出して、前記線端末それぞれを電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載のステータの製造方法。
【請求項１０】
前記ステータは、フックを有した端子ピンを備え、
前記線端末それぞれを電気的に接続するステップにおいて、
前記第１のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第１の相巻線の引出部を接続し、
前記第２のコイルペアの箇所に端子ピンを配置し、前記端子ピンに前記第２の相巻線の引出部を接続し、
前記第３の相巻線の引出部を、前記端子ピンそれぞれの前記フックに引っ掛けて、３つの前記相巻線の線端末を中性点として電気的に接続することを特徴とする請求項９に記載のステータの製造方法。
【請求項１１】
前記巻線組立体を形成するステップにおいて、
前記コア組立体には、前記端子ピンを保持するピン保持部を有したインシュレータを介して前記巻線を巻回し、
前記第１のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部と、前記第２のコイルペアの前記インシュレータのピン保持部とに、前記端子ピンを配置し、
その後、前記線端末それぞれを電気的に接続することを特徴とする請求項１０に記載のステータの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013136646.tif 000012
【図２】
2013136646.tif 000013
【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】
2013136646.tif 000018
【図８】
2013136646.tif 000019
【図９】
2013136646.tif 000020
【国際調査報告】
2013136646.tif 000021
2013136646.tif 000022
2013136646.tif 000023
2013136646.tif 000024