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公開番号2020145797
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200910
出願番号2019039285
出願日20190305
発明の名称電機子
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H02K 3/18 20060101AFI20200814BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルの最内径位置を径方向外側に配置することができる電機子を提供すること。
【解決手段】ステータは、径方向に延びる被巻回部75と該被巻回部75の径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対の外延部76とを有する被巻回部材77と、被巻回部75に巻回されたコイル33とを備える。外延部76の基端部における径方向内側には、軸方向から見て、一対の外延部76の周方向先端部における径方向内側端部同士を通る直線である巻回最外径位置A1よりも径方向外側に凹設された凹部78が設けられる。コイル33の一層目は、その中心線Bがコイル線径Lの0.5倍よりも大きく且つコイル線径Lの1.5倍よりも小さく巻回最外径位置A1から径方向内側に配置された第1コイル79と、該第1コイル79の径方向外側で凹部78内に一部が配置された第2コイル80とを有する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
径方向に延びる被巻回部(75)と該被巻回部の径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対の外延部(76)とを有する被巻回部材(77)と、
前記被巻回部に巻回されたコイル(33)と
を備えた電機子(30)であって、
前記外延部の基端部における径方向内側には、軸方向から見て、一対の前記外延部の周方向先端部における径方向内側端部同士を通る直線である巻回最外径位置(A1)よりも径方向外側に凹設された凹部(78)が設けられ、
前記コイルの一層目は、その中心線(B)がコイル線径(L)の0.5倍よりも大きく且つコイル線径の1.5倍よりも小さく前記巻回最外径位置から径方向内側に配置された第1コイル(79)と、該第1コイルの径方向外側で前記凹部内に少なくとも一部が配置された第2コイル(80)とを有する電機子。
続きを表示(約 520 文字)【請求項2】
前記被巻回部材は、径方向に延びるティース(31b)と該ティースの径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対のコア外延部(31c)とを有するコア構成部材(31d)と、少なくとも前記ティースの一部を覆うインシュレータ(32)とを含み、
前記インシュレータは、前記第1コイルの径方向内側への移動を規制する第1凸部(81)を有する請求項1に記載の電機子。
【請求項3】
前記被巻回部材は、径方向に延びるティースと該ティースの径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対のコア外延部とを有するコア構成部材と、少なくとも前記ティースの一部を覆うインシュレータとを含み、
前記インシュレータは、前記第1コイルの径方向外側への移動を規制する第2凸部(82)を有する請求項1又は請求項2に記載の電機子。
【請求項4】
前記第2凸部の頂部は、コイル線径の0.5倍よりも小さく前記巻回最外径位置から径方向内側に配置された請求項3に記載の電機子。
【請求項5】
前記電機子は、径方向内側にロータ(20)が設けられるステータである請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電機子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電機子に関するものである。
続きを表示(約 7,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来、モータの電機子であるステータとしては、径方向内側に延びるティースと該ティースの径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対のコア外延部とを有するコア構成部材が周方向に複数並設され、ティースにインシュレータを介してコイルが巻回されたものがある(例えば、特許文献1参照)。このようなステータでは、コア構成部材を周方向に並設する前の状態で、ティースの周囲を旋回するように円運動してコイルを巻回するフライヤ装置を用いることで、周方向に隣り合うことになるコア構成部材のティースが邪魔になることなく、コイルを容易に巻回することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第5502115号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記のようなステータでは、一対のコア外延部の周方向先端部における径方向内側端部同士を通る直線よりも径方向外側にフライヤ装置を用いてコイルを巻回することが困難であり、コイルの最外径位置が前記直線よりも径方向内側となってしまう。このことは、コイルの最内径位置も径方向内側に寄ってしまう原因となり、コイルの径方向内側に他の構成を配置するスペースを大きく確保できなくなる原因となる。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コイルの最内径位置を径方向外側に配置することができる電機子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する電機子は、径方向に延びる被巻回部(75)と該被巻回部の径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対の外延部(76)とを有する被巻回部材(77)と、前記被巻回部に巻回されたコイル(33)とを備えた電機子(30)であって、前記外延部の基端部における径方向内側には、軸方向から見て、一対の前記外延部の周方向先端部における径方向内側端部同士を通る直線である巻回最外径位置(A1)よりも径方向外側に凹設された凹部(78)が設けられ、前記コイルの一層目は、その中心線(B)がコイル線径(L)の0.5倍よりも大きく且つコイル線径の1.5倍よりも小さく前記巻回最外径位置から径方向内側に配置された第1コイル(79)と、該第1コイルの径方向外側で前記凹部内に少なくとも一部が配置された第2コイル(80)とを有する。
【0007】
同構成によれば、外延部の基端部における径方向内側には、軸方向から見て、一対の前記外延部の周方向先端部における径方向内側端部同士を通る直線である巻回最外径位置よりも径方向外側に凹設された凹部が設けられるため、凹部が設けられていない場合に比べてコイルを径方向外側に配置するスペースが確保される。そして、コイルの一層目は、その中心線がコイル線径の0.5倍よりも大きく且つコイル線径の1.5倍よりも小さく前記巻回最外径位置から径方向内側に配置された第1コイルと、該第1コイルの径方向外側で前記凹部内に少なくとも一部が配置された第2コイルとを有するため、容易にコイルを凹部内に配置することができる。すなわち、第1コイルを巻回した後に第2コイルを巻回最外径位置に沿って巻回すれば、第2コイルを、第1コイルの外周面に案内させて第1コイルの径方向外側であって前記凹部内に配置できるため、容易にコイルを凹部内に配置することができる。その結果、例えば、凹部が設けられていない場合に比べて、コイルの最内径位置を径方向外側に配置することができ、コイルの径方向内側に他の構成を配置するスペースを大きく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
一実施形態におけるモータを含む電動ブレーキシステムの概略構成図。
同実施形態におけるステータの模式平面図。
同実施形態におけるステータの斜視図。
同実施形態におけるステータのコアユニットの斜視図。
同実施形態におけるステータのコアユニットの平面図。
同実施形態におけるステータのコアユニットの一部平面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、電機子としてのステータを備えたモータの一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
【0010】
図1に示すように、モータ10は、電動ブレーキシステムに用いられるものである。電動ブレーキシステムは、ブレーキ液の液圧を調整するハイドロユニット11と、ハイドロユニット11と連結されてハイドロユニット11を駆動させる前記モータ10と、モータ10の駆動を制御するEDU(Electric Driver Unit)12とを有する。本例のブレーキシステムでは、EDU12とモータ10との間にハイドロユニット11が介在されている。モータ10とEDU12とは、ハイドロユニット11の筐体11aに設けられた貫通孔11bを通して電気的に接続されている。
【0011】
本実施形態のモータ10は、ロータ20とステータ30とを有する。
図1に示すように、ロータ20は、ステータ30の径方向内側に設けられるものであり、ロータコア21と、ロータコア21に設けられる図示しないマグネットと、ロータコア21の径方向中心に設けられる回転軸22とを有する。回転軸22は、その軸方向一端部が直接又は間接的にハイドロユニット11内のギヤ11cと連結される。これにより、回転軸22が回転駆動することでハイドロユニット11内のギヤ11cが駆動してブレーキ液の液圧が調整されることとなる。
【0012】
図2及び図3に示すように、ステータ30は、ステータコア31と、ステータコア31のインシュレータ32(図2中、図示略)と、コイル33とを備えている。
ステータコア31は、略円環状の環状部31aと、環状部31aから径方向内側に延出する複数のティース31bとを有する。本実施形態のティース31bは、12個設けられている。各ティース31bには、インシュレータ32を介してコイル33が巻回されている。コイル33は、集中巻きにて巻回される。
【0013】
コイル33は、EDU12内に設けられた第1インバータ回路12aと電気的に接続される第1の三相巻線40と、EDU12内に設けられた第2インバータ回路12bと電気的に接続される第2の三相巻線50とを有する。すなわち、本実施形態ではEDU12内に複数系統の回路であって、本実施形態では2系統の第1及び第2インバータ回路12a,12bが設けられ、それら第1及び第2インバータ回路12a,12bが各三相巻線40,50に対して電流を供給するようになっている。
【0014】
図2に示すように、第1の三相巻線40は、前記第1インバータ回路12aから120度位相の異なる三相交流電流が供給される複数の三相巻線41a〜41fを有する。複数の三相巻線41a〜41fは、U+相巻線41aと、U−相巻線41bと、V+相巻線41cと、V−相巻線41dと、W+相巻線41eと、W−相巻線41fとを有する。
【0015】
図2に示すように、第2の三相巻線50は、前記第2インバータ回路12bから120度位相の異なる三相交流電流が供給される複数の三相巻線51a〜51fを有する。複数の三相巻線51a〜51fは、X+相巻線51aと、X−相巻線51bと、Y+相巻線51cと、Y−相巻線51dと、Z+相巻線51eと、Z−相巻線51fとを有する。
【0016】
そして、本実施形態のコイル33は、ティース31b毎に、周方向に、例えばW−相巻線41f、V+相巻線41c、Y+相巻線51c、X−相巻線51b、U−相巻線41b、W+相巻線41e、Z+相巻線51e、Y−相巻線51d、V−相巻線41d、U+相巻線41a、X+相巻線51a、Z−相巻線51fの順で巻回されている。このように、本実施形態の全てのコイル33は、周方向に隣り合うコイル33と異相とされている。
【0017】
ここで、U+相巻線41aとU−相巻線41bとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が同じ向きとなっている。またV+相巻線41cとV−相巻線41dとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が同じ向きとなっている。またW+相巻線41eとW−相巻線41fとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が同じ向きとなっている。また、U+相巻線41a及びU−相巻線41bは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。V+相巻線41c及びV−相巻線41dは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。W+相巻線41e及びW−相巻線41fは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。
【0018】
また、X+相巻線51aとX−相巻線51bとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が同じ向きとなっている。またY+相巻線51cとY−相巻線51dとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が互いに同じ向きとなっている。またZ+相巻線51eとZ−相巻線51fとは、ティース31bに対して巻回される巻回方向が同じ向きとなっている。X+相巻線51a及びX−相巻線51bは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。Y+相巻線51c及びY−相巻線51dは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。Z+相巻線51e及びZ−相巻線51fは、互いに周方向において150度異なる位置に設けられたティース31bに巻回されている。
【0019】
U+相巻線41aとU−相巻線41bとは渡り線41gによって接続されている。V+相巻線41cとV−相巻線41dとは渡り線41hによって接続されている。W+相巻線41eとW−相巻線41fとは渡り線41jによって接続されている。X+相巻線51aとX−相巻線51bとは渡り線51gによって接続されている。Y+相巻線51cとY−相巻線51dとは渡り線51hによって接続されている。Z+相巻線51eとZ−相巻線51fとは渡り線51jによって接続されている。なお、渡り線41g,41h,41j,51g,51h,51jは、ステータコア31における軸方向他端側であってハイドロユニット11と対向しない側(図1中、下側)に設けられ、インシュレータ32に設けられた後述する案内部32a(図4参照)によって図2に示すように案内されて設けられている。なお、W+相巻線41eとW−相巻線41fとを接続する渡り線41jと、Z+相巻線51eとZ−相巻線51fとを接続する渡り線51jとは、他の渡り線41g,41h,51g,51hよりも径方向外側を引き回されて他の渡り線41g,41h,51g,51hよりも長く設けられている。
【0020】
本実施形態の第1の三相巻線40は、第1インバータ回路12aに対してデルタ結線にて接続される。第2の三相巻線50は、第2インバータ回路12bに対してデルタ結線にて接続される。
【0021】
より詳しくは、U+相巻線41aの端末線33aは、W−相巻線41fの端末線33aとともに第1インバータ回路12aのU端子に接続される。U−相巻線41bの端末線33aは、V+相巻線41cの端末線33aとともに第1インバータ回路12aのV端子に接続される。W+相巻線41eの端末線33aは、V−相巻線41dの端末線33aとともに第1インバータ回路12aのW端子に接続される。
【0022】
X+相巻線51aの端末線33aは、Z−相巻線51fの端末線33aとともに第2インバータ回路12bのX端子に接続される。X−相巻線51bの端末線33aは、Y+相巻線51cの端末線33aとともに第2インバータ回路12bのY端子に接続される。Z+相巻線51eの端末線33aは、Y−相巻線51dの端末線33aとともに第2インバータ回路12bのZ端子に接続される。なお、前記渡り線41g,41h,41j,51g,51h,51jは、前記端末線33aとは反対側のコイル33の端部を相毎に接続するものである。
【0023】
図1に示すように、ステータ30には、ステータコア31の軸方向一方側であるハイドロユニット11側にガイド部材60が設けられる。
ガイド部材60は、コイル33から軸方向一方側に引き出された端末線33aを周方向に案内し、更にEDU12まで案内するためのものであり、ガイド本体61と、引き出し用ガイド62とを有する。
【0024】
図3に示すように、ガイド本体61は、軸方向に複数の段差を有する略円盤状に形成され、径方向外側から径方向内側に延びて軸方向に貫通した複数の切り欠き63を備える。そして、コイル33の端末線33aは、切り欠き63を軸方向に貫通してガイド本体61の軸方向一方側に導出されて周方向に折り曲げられ、ガイド本体61の段差に沿ってガイド本体61の周方向の一部まで周方向に案内されている。
【0025】
引き出し用ガイド62は、軸方向に長い柱状をなすように構成され、ガイド本体61の周方向の一部に固定されている。そして、ガイド本体61の周方向の一部まで案内された端末線33aは、引き出し用ガイド62の内部を通ってその軸方向一方側に導出され、前述したように第1及び第2インバータ回路12a,12bに接続されることになる。
【0026】
ここで、本実施形態のステータコア31は、前記環状部31aがティース31b毎に分割された構成であって、径方向内側に延びるティース31bと該ティース31bの径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対のコア外延部31cとを有するコア構成部材31dが周方向に複数並設されてなる。詳しくは、本実施形態では、12個のコア構成部材31dのコア外延部31cが環状をなすように配置され、周方向に隣り合うコア外延部31c同士が溶接されてステータコア31が形成されている。
【0027】
また、図5及び図6に示すように、本実施形態のティース31bは、軸方向から見て、コイル33が巻回されない先端部の幅が、コイル33が巻回される中間部の幅と同じであって、該中間部の幅より大きくならないように設定されている。また、コア外延部31cは、軸方向から見て、その径方向外側の面及び径方向内側の面が共に円弧形状に形成されている。そして、コア構成部材31dを周方向に並設する前の状態で、ティース31bにはインシュレータ32を介してコイル33が巻回されている。
【0028】
図4に示すように、本実施形態のインシュレータ32は、コア構成部材31dの軸方向一方側(図4中、下方側)から組み付けられる第1インシュレータ71と、コア構成部材31dの軸方向他方側(図4中、上方側)から組み付けられる第2インシュレータ72とを含む。第2インシュレータ72は、一対が前述した案内部32aによって連結されて連結インシュレータ部材73とされている。案内部32aは、150度離れた第2インシュレータ72同士を連結するように形成されている。案内部32aは、第2インシュレータ72の径方向内側から径方向内側に延びる内延部73aとそれら内延部73a同士を連結する円弧連結部73bとを有する。円弧連結部73bは、軸方向から見て円弧形状に形成されている。また、円弧連結部73bにおける径方向内側には、軸方向に突出する円弧壁部73cが形成され、該円弧壁部73cの径方向外側の面に沿って前記渡り線41g,41h,41j,51g,51h,51jが案内されている。なお、図4及び図5では、150度離れたコア構成部材31dの組を2組分有した1つのコアユニット74を図示している。本実施形態のステータ30は、コアユニット74を3つ有し、それらコアユニット74は、組み付けられた状態で案内部32a同士が衝突しないように、それぞれ案内部32aの位置が軸方向や径方向に僅かにずらされて形成されている(図示略)。
【0029】
インシュレータ32、すなわち、第1インシュレータ71及び第2インシュレータ72は、ティース31bの軸方向端面及びその軸方向端面から屈曲した周方向端面の一部を覆うティース被覆部32bを有する。また、インシュレータ32は、ティース被覆部32bの径方向外側から延びて前記コア外延部31cの軸方向端面及び径方向内側面の一部を覆う外側被覆部32cを有する。
【0030】
本実施形態では、ティース31bとティース被覆部32bが径方向に延びてコイル33が巻回される被巻回部75を構成し、コア外延部31cと外側被覆部32cとが被巻回部75の径方向外側端部から周方向の両方に延びる一対の外延部76を構成し、それら被巻回部75と外延部76とが被巻回部材77を構成している。
(【0031】以降は省略されています)

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