(57)【要約】【課題】９個のティース部を有し、且つ磁極数が８極又は１０極に設定されたモータにおいて、モータ性能を向上させることができるモータを提供する。【解決手段】各ティース部１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が３つずつ割り当てられ、且つ同相のティース部１２が周方向に並んで配置されており、各ティース部１２に、複数の巻線１６が並列に且つ集中巻方式で巻回されており、同相の巻線１６は、一列毎に直列に接続されている。【選択図】図２
2019009933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
８極及び１０極の何れか一方の極数に設定されている磁極と、
巻線が巻回される９個のティース部と、
を備え、
各前記ティース部は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が３つずつ割り当てられ、且つ同相の前記ティース部が周方向に並んで配置されており、
各前記ティース部に、複数の前記巻線が並列に且つ集中巻方式で巻回されており、
同相の前記巻線は、一列毎に直列に接続されている
ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
各相の一列毎の前記巻線は、同相の３つの前記ティース部に、一本で連続して巻回されている
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
複数の前記巻線は、１つのスター結線構造をなしている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ブラシレスモータとして、略円環状のステータと、ステータの径方向内側に配置され、ステータに対して回転自在に設けられたロータと、を備えたものがある。ステータは、略円環状のステータコアと、ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース部と、を備えている。そして、各ティース部に、それぞれ巻線が集中巻方式により巻回されている。一方、ロータは、回転軸と、回転軸に外嵌固定された略円柱状のロータコアと、ロータコアの外周面に配置された複数のマグネット（磁極）と、を備えている。このような構成のもと、巻線に例えば３相交流電流を供給すると、ステータの各ティース部に所望の磁界が発生し、この磁界とロータのマグネットとの間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータが回転する。
【０００３】
ところで、上記のようなモータは、その仕様に応じてティース部の数と磁極数の組み合わせがさまざまである。例えば、ティース部の数が９個、磁極数が８極に設定されるモータがある。このようなモータには、同相に割り当てられたティース部が周方向に並んで配置される巻線パターンがある。すなわち、Ｕ相に割り当てられたティース部が周方向に３つ並び、次いでＶ相に割り当てられたティース部が周方向に３つ並び、次いでＷ相に割り当てられたティース部が周方向に３つ並ぶ。そして、各ティース部に、巻線が集中巻方式により巻回される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２５３６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記のようなモータにおいて、隣り合う同相の３つのティース部に巻回される巻線の結線方法として、３つの巻線を並列に接続する方法と、３つの巻線を直列に接続する方法と、の大きく２つの方法が挙げられる。
３つの巻線を並列に接続する場合、同相の巻線間に閉回路が形成され、さらに、各同相の巻線に生じる誘起電圧に位相差が発生する。このため、同相の巻線間でモータの回転トルクを発生させる電流と逆方向に流れる循環電流が発生し、モータ性能が低下してしまう可能性があった。
【０００６】
一方、３つの巻線を直列に接続する場合、巻線抵抗が大きくなるので、印加電圧を大きくする必要がある。また、巻線の線径を太径化して巻線抵抗を小さくすることも考えられるが、このようにすると巻線の巻回工程が煩わしくなるとともに、巻線の占積率を向上しにくくなり、モータ性能が低下してしまう可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、９個のティース部を有し、且つ磁極数が８極又は１０極に設定されたモータにおいて、モータ性能を向上させることができるモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係るモータは、８極及び１０極の何れか一方の極数に設定されている磁極と、巻線が巻回される９個のティース部と、を備え、各前記ティース部は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が３つずつ割り当てられ、且つ同相の前記ティース部が周方向に並んで配置されており、各前記ティース部に、複数の前記巻線が並列に且つ集中巻方式で巻回されており、同相の前記巻線は、一列毎に直列に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成することで、巻線抵抗を小さくでき、巻線の線径を細径化できるので、巻線の巻回工程を容易にできるとともに、巻線の占積率を向上させることができる。また、各ティース部に巻線を並列に巻回しながらも、同相のティース部間の各巻線を直列に接続するので、同相の巻線間の循環電流の発生をできる限り抑えることができる。このため、９個のティース部を有し、且つ磁極数が８極又は１０極に設定されたモータにおいて、モータ性能を向上させることができる。
【００１０】
本発明に係るモータは、各相の一列毎の前記巻線は、同相の３つの前記ティース部に、一本で連続して巻回されていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、相毎にティース部から巻線を引き出す場合に比べて、ティース部から引き出される巻線の端末部を減少させることができる。このため、例えば、バスバーを用いて各相の巻線を結線する際、バスバーにおける巻線の端末部との接続端子を減少させることができる。よって、バスバーの構成を簡素化できるとともに、バスバーと巻線との結線作業を容易化できる。
【００１２】
本発明に係るモータは、複数の前記巻線は、１つのスター結線構造をなしていることを特徴とする。
【００１３】
このように、各相の巻線をスター結線する場合において、ティース部に巻回された巻線間での循環電流の発生を効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、巻線抵抗を小さくでき、巻線の線径を細径化できるので、巻線の巻回工程を容易にできるとともに、巻線の占積率を向上させることができる。また、各ティース部に巻線を並列に巻回しながらも、同相のティース部間の各巻線を直列に接続するので、同相の巻線間の循環電流の発生をできる限り抑えることができる。このため、９個のティース部を有し、且つ磁極数が８極又は１０極に設定されたモータにおいて、モータ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるブラシレスモータを軸方向からみた平面図である。
【図２】本発明の実施形態における各ティース部への巻線の巻回工程を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態におけるバスバーユニットを軸方向からみた平面図である。
【図４】本発明の実施形態における巻線の結線図である。
【図５】本発明の実施形態におけるロータの回転数、及び電流値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（ブラシレスモータ）
図１は、ブラシレスモータ１を軸方向からみた平面図である。
ブラシレスモータ１は、例えば、車両に搭載される電動ブレーキ装置の駆動源として用いられるものである。図１に示すように、ブラシレスモータ１は、円筒部３を有するモータハウジング２と、このモータハウジング２内に内嵌固定された略円筒状のステータ４と、ステータ４の径方向内側に回転自在に配置されたロータ５と、ステータ４の軸方向一端側に配置され、このステータ４に給電を行うためのバスバーユニット６（図３参照、図１では不図示）と、を備えている。なお、以下の説明では、ロータ５の回転軸線方向を単に軸方向、ロータ５の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するロータ５の径方向を単に径方向と称して説明する。
【００１８】
ロータ５は、モータハウジング２に回転自在に支持された回転軸７と、回転軸７に外嵌固定されている略円柱状のロータコア８と、ロータコア８に外嵌固定されている略円筒状のリングマグネット９と、を備えている。
ロータコア８は、電磁鋼板を軸方向に積層したり、軟磁性粉を加圧したりすることにより形成される。ロータコア８の径方向中央には、貫通孔８ａが形成されている。この貫通孔８ａに、回転軸７が圧入、又は挿入されている。貫通孔８ａに、回転軸７を挿入する場合、例えば接着剤を用いて、回転軸７にロータコア８が固定される。
【００１９】
リングマグネット９は、ロータコア８の外周面に挿入され、例えば接着剤により固定されている。リングマグネット９には、磁極が周方向に順番になるように、複数極形成されている。本実施形態では、リングマグネット９の磁極数は、８極又は１０極に設定されている。
【００２０】
ステータ４は、モータハウジング２の円筒部３の内周面３ａに、例えば焼嵌め固定されるステータコア１０を有している。ステータコア１０は、略円筒状のバックヨーク部１１と、バックヨーク部１１の内周面から径方向中央に向かって突出する９個のティース部１２と、により構成されている。バックヨーク部１１は、磁路として構成される。
ティース部１２は、軸方向に直交する断面が略Ｔ字状となるように形成されている。ティース部１２は、周方向に等間隔で配置されており、周方向に隣接するティース部１２間に蟻溝状のスロット１３が形成される。
【００２１】
また、ステータコア１０は、ティース部１２毎にバックヨーク部１１が周方向に分割構成されて、複数の分割コア１４を構成している。そして、周方向に分割された分割バックヨーク部１５同士が連結され、略円筒状のバックヨーク部１１を形成している。
【００２２】
各ティース部１２には、このティース部１２の周囲を覆うように樹脂製の不図示のインシュレータが装着されている。そして、各ティース部１２には、不図示のインシュレータの上から巻線１６が集中巻方式により巻回されている。巻線１６は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に設定されている。以下、各ティース部１２への巻線１６の巻回工程について、詳述する。
【００２３】
（各相の巻線の割り当てと巻線の巻回方法）
まず、ティース部１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が３つずつ割り当てられ、且つ同相のティース部１２が周方向に並んで配置されている。そして、巻線１６は、巻回されたティース部１２の相と同じ相に割り当てられる。このとき、巻線１６の巻回方向によって、その巻線１６が「＋」又は「−」になる。つまり、一方向に巻回された巻線１６を＋Ｕ相、＋Ｖ相、＋Ｗ相の巻線１６としたとき、逆方向に巻回された巻線１６は、−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相の巻線１６となる。
【００２４】
次に、図２に基づいて、各ティース部１２への巻線１６の巻回方法について説明する。
図２は、各ティース部１２への巻線１６の巻回工程を説明する図である。
同図に示すように、各ティース部１２に巻線１６を巻回するにあたって、ステータコア１０を９個の分割コア１４に分割する。そして、巻線装置１７の治具１８に、各分割コア１４をセットする。
【００２５】
ここで、各ティース部１２には、それぞれ３本の巻線１６が並列に、且つ集中巻方式で巻回されている。また、同相の３つのティース部１２には、３本の巻線１６がそれぞれ連続（一列に）して巻回され、その両端末部１６ａが分割コア１４から引き出される。
より具体的には、例えば、横並びに配置されたＵ相の３つのティース部１２のうち、両端に配置された１つのティース部１２に、３本の巻線１６の一方向に巻回する。この巻回作業が終了した後、そのまま３本の巻線１６を隣接するティース部１２に、一方向とは逆の他方向に巻回する。さらに、この巻回作業が終了した後、そのまま３本の巻線１６を残り１つのティース部１２に、一方向に巻回する。これにより、横並びに配置された３つのティース部１２には、＋Ｕ相、−Ｕ相、＋Ｕ相の巻線１６がこの順で形成される。なお、Ｖ相、及びＷ相の各３つのティース部１２についても同様に巻線１６の巻回作業を行う。
【００２６】
このように、同相の３つのティース部１２には、３本の巻線１６がそれぞれ連続（一列に）して巻回される。同相のティース部１２を、横並びに配置した状態で巻線１６を巻回するので、この巻線１６の巻回作業を容易にできる。
また、同相の３つのティース部１２には、３本の巻線１６がそれぞれ連続（一列に）して巻回されるので、巻線１６は、同相の３つのティース部１２につき、合計６本の端末部１６ａが引き出される。すなわち、ステータ４全体では、合計１８本の端末部１６ａが引き出される。
【００２７】
そして、各ティース部１２に巻線１６を巻回した後、各分割コア１４を連結し、ステータコア１０を形成する。また、引き出された巻線１６の端末部１６ａは、ステータ４の軸方向一端側に配置されたバスバーユニット６（図３参照）によって結線される。
【００２８】
図３は、バスバーユニット６を軸方向からみた平面図である。
同図に示すように、バスバーユニット６は、円環状の樹脂モールド体１９に導電性の複数のバスバー２１が埋設されたものである。バスバー２１には、各巻線１６の端末部１６ａが接続される端子２１ａが、樹脂モールド体１９から径方向外側に向かって突出するように設けられている。巻線１６の端末部１６ａは、合計１８本なので、バスバーユニット６の端子２１ａの個数も１８個に設定されている。そして、各端子２１ａに、所定の巻線１６の端末部１６ａが接続される。複数のバスバー２１は、樹脂モールド体１９内で互いに絶縁されて配置されており、各相の巻線１６をスター結線する。
【００２９】
図４は、巻線１６の結線図である。
図１、図４に示すように、各相の巻線１６は、バスバー２１を介してスター結線される。また、ティース部１２毎に３本の巻線１６が並列巻され、さらに、同相の各ティース部１２に並列巻された３本の巻線１６がそれぞれ纏めて直列に結線される。
【００３０】
このような構成のもと、各相の巻線１６にバスバー２１を介して電流を供給すると、各ティース部１２に所定の磁界が形成される。この磁界とロータ５のリングマグネット９との間で磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータ５が回転する。
【００３１】
ここで、並列巻された巻線１６は、それぞれ同一のティース部１２に巻回された巻線１６同士で閉回路を形成することになる（図４参照）。同一のティース部１２では、各巻線１６に生じる誘起電圧に位相差が殆ど発生することがない。このため、各ティース部１２に巻線１６を並列巻としながら、この並列巻された巻線１６間での循環電流の発生を抑制できる。
【００３２】
このように、上述の実施形態では、ブラシレスモータ１は、ロータ５のリングマグネット９が８極又は１０極の何れかに設定され、ステータ４のティース部１２の個数が９個に設定されている。また、ステータ４のティース部１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が３つずつ割り当てられ、且つ同相のティース部１２が周方向に並んで配置されている。このような構成のブラシレスモータ１において、各ティース部１２に、３本の巻線１６が並列巻され、さらに、同相の各ティース部１２に並列巻された３本の巻線１６がそれぞれ直列に接続されている。このように構成することで、各ティース部１２に巻線１６を並列巻としながら、この並列巻された巻線１６間での循環電流の発生を抑制できる。このため、ブラシレスモータ１のモータ性能を向上させることができる。
【００３３】
なお、このような効果は、各ティース部１２に少なくとも２本以上の複数の巻線１６が並列巻されている場合に、同様にいえることである。このことについて、以下に具体的に説明する。
【００３４】
図５は、縦軸をブラシレスモータ１のロータ５の回転数［ｒｐｍ］、及びブラシレスモータ１に供給する電流値［Ａ］とし、横軸をブラシレスモータ１のトルク［Ｎ・ｍ］としたときの、ロータ５の回転数、及び電流値の変化を示すグラフであって、各ティース部１２に１本の巻線１６を巻回した場合（シングル巻９Ｔｕｒｎ、シングル巻３Ｔｕｒｎ）と、各ティース部１２に２本の巻線１６を並列巻した場合（ダブル巻３Ｔｕｒｎ）と、を比較したグラフである。なお、図５に示すグラフ中、「Ｔｕｒｎ」とは、ティース部１２に巻線１６を巻回した回数を示す。つまり、３Ｔｕｒｎとは、ティース部１２に巻線１６を３回巻回したことを示す。
同図に示すように、各ティース部１２に１本の巻線１６を巻回した場合と比較して、各ティース部１２に２本の巻線１６を並列巻した場合のモータ性能が向上していることが確認できる。
【００３５】
また、各ティース部１２に巻線１６を並列巻するので、巻線１６の巻線抵抗を小さくでき、巻線１６の線径を細径化できる。このため、巻線１６の巻回工程を容易にできるとともに、巻線１６の占積率を向上させることができる。
【００３６】
さらに、同相の各ティース部１２に並列巻された３本の巻線１６をそれぞれ直列に接続するにあたって、各相の一列毎の巻線１６を、各ティース部１２に連続（一列に）して巻回している。このため、相毎にティース部１２から巻線１６を引き出す場合に比べて、ティース部１２から引き出される巻線１６の端末部１６ａを減少させることができる。この結果、巻線１６を結線するバスバーユニット６の端子２１ａを減少させることができる。よって、バスバーユニット６の構成を簡素化できるとともに、バスバーユニット６と巻線１６との結線作業を容易化できる。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ブラシレスモータ１は、車両に搭載される電動ブレーキ装置の駆動源として用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電動機に、本実施形態のブラシレスモータ１を採用することができる。
【００３８】
また、上述の実施形態では、ロータ５に設けられた磁極が、リングマグネット９である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、リングマグネット９に代わって、セグメントマグネットを使用することも可能である。
さらに、上述の実施形態では、各ティース部１２に巻回された巻線１６が、バスバーユニット６を介してスター結線されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、スター結線に代えてデルタ結線としてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、各ティース部１２に３本の巻線１６が並列巻されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも２本以上の複数の巻線１６が並列巻されていればよい。
さらに、上述の実施形態では、各ティース部１２に巻回された巻線１６がバスバーユニット６を介して結線されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、バスバーユニット６を介さずに、直接巻線１６の端末部１６ａ同士を結線してもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、各ティース部１２に巻線１６を巻回するにあたって、巻線装置１７を使用する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな方法により、各ティース部１２に巻線１６を巻回することが可能である。
さらに、同相の各ティース部１２に並列巻された３本の巻線１６を、それぞれ直列に接続するために、同相の３つのティース部１２に、３本の巻線１６をそれぞれ連続（一列に）して巻回する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各ティース部１２に、それぞれ別々に巻線１６を並列巻し、その後、対応する巻線１６の端末部１６ａ同士を溶接したり結線端子を用いて接続したりするように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…ブラシレスモータ（モータ）
２…リングマグネット（磁極）
１２…ティース部
１６…巻線
【図１】
2019009933.tif 000003
【図２】
2019009933.tif 000004
【図３】
2019009933.tif 000005
【図４】
2019009933.tif 000006
【図５】
2019009933.tif 000007