JPS62296733A - 三相ブラシレスモータの固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は三相ブラシレスモータに係わり、特に複数の歯
部を有する固定子鉄心に絶縁を施、し、前記歯部に直接
電線を巻き付けて三相コイルを巻装する三相ブラシレス
モータの固定子の製造方法及びこれに用いる固定子端面
絶縁板に係わるものであり、樹脂モールドによってハウ
ジングを形成して使用するファンモータ、汎用モータ等
に最適な製造方法を提供するものである。

〈従来技術〉 第７図は従来の三相ブラシレスモータの固定子の模式的
説明図であり、１は固定子鉄心、２及び３は歯部を示す
。この固定子鉄心１とコイル及びコイル間の渡り線との
接触箇所には電気的な絶縁材が介在してあり、一般には
樹脂成形による端面絶縁板によって固定子鉄心の軸方向
両端面及びスロット内を被覆して構成する。

一方コイルの巻装は、巻始端４より出発して歯部２に所
定巻数巻回した後、向かい合う歯部３へ渡り、同じく所
定回数巻回して巻終端５に至るように構成されており、
巻始端６より巻終端７に至るコイル及び巻始端８より巻
終端９に至るコイルも同様に構成される。即ち各相がそ
れぞれ独立して巻装されるわけである。しかる後、４，
６．８の各巻始端を口出部に、５．７．９の各巻終端を
接続して中性点となしている。もちろん前記各巻ｎ端を
口出部、各巻始端を中性点としてもよい。

第８図はコイル口出部とリード線、及びコイル相互間の
結線方法を示すものであり、図中１０は予めリード線１
２ａ、　１２ｂ、　１２ｃを接続して構成された印刷配
線基板を示す。この基板１０を端面絶縁板に設けた位置
決め用の部品等を用いてコイル端部に固定した後、各相
コイルの口出部（例えば巻始端）を４’、６’、８°の
各印刷パターン部にそれぞれ半田付けし、一方各相コイ
ルの他端（例えば巻ｎ端）を印刷による中性点パターン
部１１に半田付けして接続が完成していた。即ち、リー
ド線とコイルとは基板１０を中継して接続されていた。

第９図は上記の印刷配線基板１０を用いない結線方式を
示すものであり、リード線１２にコイルの口出部３０を
巻き付けて半田付けをし、また図示しないが、中性点を
接続する場合は、各相コイルの巻終端または巻始端３本
をよじった後に半田付けして形成していた。

第１０図は第７図に示したコイルの巻装状態を展開図で
表わしたものである。歯部に巻回されるコイルはすべて
同一方向に所定巻数巻回され、巻始端４．６．８より各
相の一方のコイルが巻回された後、それぞれ渡り線＋３
．１４．１５を経由して各相の他方のコイルが巻回され
、それぞれ巻終＠　５．７゜９へ至り、三相のコイルが
構成される。これら３組のコイルは同時に巻装されるた
め、合計６本のコイル端末が存在する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 かくして従来の製造方法では６本のコイル端末が存在す
るため、巻回後にコイルが緩んで歯部より外れたりして
取り扱いが！！ｌとなってしまう欠点があった。また各
相の渡り線が互いに必ず交差するため、渡り線相互の絶
縁が充分でなく、高電圧で使用するものにあっては品質
上の問題が生じ得た。さらに印刷配線基板を用いた結線
方式は、従来、前記基板がホール素子等の回転子位置検
出センサの位置決めまたは固定に利用できるため、使用
上有益であったが、近年発展した誘起電圧を用いて回転
子位置を検出するいわゆるセンサレス型の三相ブラシレ
スモータにおいては、センサを搭載する必要がないため
、リード線とコイルとの中継用としてのみこのような基
板を用いることはコストアップとなり、また近年特に要
望されるモータの小型化の支障にもなっていた。さらに
印刷配線基板を用いない結線方式にしても、リード線へ
のコイル口出部の巻き付け、中性点を形成する３本のコ
イル端末の接続、接続部の絶縁及び固定等の手作業に多
大の時間を要し、作業能率の悪いものであった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の目的とするところは、巻回したコイルが緩んだ
り歯部から外れたりすることなく、渡り線相互の絶縁が
容易且つ完全になされ、さらにリード線とコイルとの接
続及び中性点を形成するコイル端末相互の接続及びそれ
らの固定が容易に達成される点にあり、特にモールドに
よりハウジングを形成するセンサレス型の三相ブラシレ
スモータに最適な製造技術を供与するものである。

本発明においては、各相コイルを途中で切断することな
く、１番目の相、２番目の相、３番目の相と順々に巻装
するものである。またこのとき２番目の相は１及び３番
目の相と巻回方向を逆向きにして巻装する。次に上記巻
装を終えた各相コイルの結線方法は、第１の方法として
、巻始端を１番目の相の口出部とし、２番目の相の巻終
部と３番目の相の巻始部間を切断してそれぞれ２及び３
番目の相の口出部とし、巻終端を１番目の相の巻終部と
２番目の相の巻始部間に接続して中性点とするものであ
り、第２の方法として、巻終端を３番目の相の口出部と
し、１番目の相の巻終部と２番目の相の巻始部間を切断
してそれぞれ１及び２番目の相の口出部とし、巻始端を
２番目の相の巻終部と３番目の相の巻始部間に接続して
中性点とするものである。上記第１の方法と第２の方法
とでは各相コイルの巻回方向が異なるのみであって、同
様の三相Ｙ結線のコイルが形成される。

上記の巻装及び結線工程において、本発明の効果を高め
るため、以下に述べる固定子端面絶縁板が使用される。

先ず、第１の端面絶縁板として、固定子鉄心スロットの
外径側の固定子外周部近傍に、２段の段部とこれらの段
を結んで連絡する１ケ所のテーパー部とを有する渡り線
案内壁を立設するものである。いま、上記２段の段部の
うち固定子鉄心に近い方を下段、他方を上段とすると、
コイル巻装工程における１番目の相の同相コイル間を結
ぶ渡り線は下段に沿って渡り、２番目の相の同相コイル
間を結ぶ渡り線ははじめ下段に沿い、途中上記テーパー
部にて上段へと移って以降上段に沿って渡り、また３番
目の相の同相コイル間を結ぶ渡り線は上段に沿って渡る
ように構成するものであり、このように構成することに
より、各相の渡り線を互いに交差することなく渡らせる
ものである。

次に第２の端面絶縁板として、上記第１の端面絶縁板と
同じ位置に渡り線案内壁を立設し、この渡り線案内壁の
所定部分に外径側へ突出する複数の側壁を設け、また別
の所定部分には１ケ所の切欠部を設けるものである。コ
イル巻装工程において、後に切断されて口出部となるべ
き相間の渡り線部分は、上記１ｌｌＩＩｌ！の外径側に
沿って上記渡り線案内壁から外方へ隔離されて渡るよう
に構成される。またコイル巻装工程において、後に中性
点となるべき相間の渡り線部分は、上記渡り線案内壁の
切欠部を通って渡るように構成される。

尚、通常は結線作業を容易にするために、固定子軸方向
の一方の端面に半田付は工程を要する口出部と中性点を
設け、他方の端面に同相コイル間の渡り線を渡らせる構
造が望ましく、その場合上記第１及び第２の端面絶縁板
はそれぞれの用途に応じて固定子鉄心の各々の端面に取
り付けられるのであるが、一般には成形型費の節約の必
要上から、上記第１及び第２の端面絶縁板の双方の構造
を併せ持った端面絶縁板を製作し、これを固定子鉄心の
両端面に取り付けて使用する構造が実用的である。

〈実施例〉 本発明を実施例を示す図面に従って詳細に説明する。第
１図は本発明の実施例を示す３相４極のブラシレスモー
タの固定子コイルの構成図であり、各コイルは樹脂成形
によって形成された端面絶縁板によって被覆された固定
子鉄心歯部に直接電線を巻き付けて、１歯部につき１コ
イルの固定子コイルを形成している。コイル巻装工程に
おいては、巻始端１６より巻装が始まり、先ず１個の歯
部に所定巻数の巻回を行なって１番目の相１７の一方の
コイル１７ａを巻装し、続いて渡り線２３−１を経由し
て別の歯部にコイル１７ａと同−巻数且つ同一方向のき
回を行なって１番目の相１７の他方のコイル１１ｂを巻
装する。次に相間の渡り線２１を経由して別の歯部へ移
り、以下１番目の相１７と同様に、２番目の相１８のコ
イル１８ａ及び１８ｂ、また３番目の相１９のコイル１
９ａ及び＋９ｂをそれぞれ巻装して巻終端２０に至る。

ここで、コイル１７ａまたは１７ｂに対して、コイル＋
８ａ及び１８ｂは同一巻数ではあるが巻回方向は逆であ
り、またコイル１９ａ及び１９ｂは同−巻数且つ同一巻
回方向となっている。

次に結線方法であるが、第１図（ａ）においては、巻始
端１６を１番目の相１７の口出部とするとともに、相聞
の渡り′ｍ２２を切断して２番目の相１８と３番目の相
１９の口出部を形成し、巻終端２０を相間の渡り線２１
に接続して中性点とすれば三相Ｙ結線のコイルが形成で
きる。また第１図　（ｂ）においては、巻終端２０を３
番目の相１９の口出部とするとともに、相間の渡り線２
１を切断して１番目の相１７と２番目の相１８の口出部
を形成し、巻始端１６を相間の渡り線２２に接続して中
性点とすれば三相Ｙ結線のコイルが形成できる。即ち２
番目の相を１及び３番目の相と逆方向に巻回することに
より、各相コイル間を途中で切断することなくすべての
コイルの巻装ができる。

第２図は第１図　（ａ）に示した固定子コ、′ルの展開
図であり、図中の矢印はコイルの巻回方向または渡り線
の渡り方向を示している。第２図のごとく巻装すること
により、各相の口出部または中性点となる巻始端１６、
巻終端２０、相聞の渡りＩ！１ｉ２１及び２２を固定子
の軸方向の一方端に、また同相コイル間の渡りｍ　２３
−１．２３−２．２３−３を他方端に配置することにな
り、この結果、後工程で結線処理を要する部分をすべて
固定子の一方端に集中させることができる。さらに同相
コイル間の渡り線２３−１．２３−２．２３−３相互の
重なりは、すべての箇所において２本以下とすることが
できる。

上記同相コイル間の渡り線は、固定子の端面絶縁板を用
いて互いに交差することなく渡らせるものであり、この
様子を第３図に示す。図中３１は本発明に使用する端面
絶縁板であり、固定子鉄心　１の軸方向端面及びスロッ
ト内を覆うべく所定形状に樹脂成形によって形成され、
鉄心１の両端面から８ｉ看されている。この端面絶縁板
３１には固定子内周側と外周側にコイル巻装時のコイル
案内用の壁部が立設されており、外周側の壁２４には２
段の段部を設けて同相コイル間の渡り線の案内を兼用さ
せるものである。この渡り線案内壁２４は固定子端面に
略円環状に立設しており、第２図の実施例に示したコイ
ル１９ｂと　１７ａの近辺において、下段と上段とを結
んで連絡するテーパー部を１ケ所有している。第２図の
実施例に示した同相コイル間を結ぶ各渡り線は、各コイ
ルから渡り線案内壁の背部へ引き出され、渡り線２３−
１は下段を渡る渡り線２３ａとなり、また渡り＠　２３
−３は上段を渡る渡り線２３ｂとなる。一方渡り線２３
−２は、コイル１８ａより出てコイル１９ｂの背部まで
下段を渡った侵、第４図に示すテーパー部２５を通って
コイル１７ａの背部では上段に移り、以降コイル１８ｂ
に入るまで上段を渡る。渡り線案内壁２４の背部への各
渡り線の出し入れは、渡り線案内壁２４の上端部から軸
方向下方に延びる溝を設けることにより、コイル巻回装
置のニードルもしくは固定子のいずれか一方を軸と垂直
な方向に移動させることにより容易に行なうことができ
る。このとき、上記溝の深さを渡り線案内壁の上段面あ
るいは下段面のいずれかに設定することにより、渡り線
はそれぞれの段に載置される。従って、本発明では巻装
の順序に従って、巻装の前半の工程では下段へ、また巻
装の後半の工程では上段へとそれぞれ渡り線を振り分け
るため、渡り線相互が交差することはない。

また各相の口出部及び中性点の結線を行なう固定子のも
う一方の端面においては、第５図及び第６図に示す端面
絶縁板を用いてそれぞれの結線を行なうものである。第
５図において、２６−１　、２６−２　、２６−３　、
２６−４は渡り線案内壁２４と一体に設けた側壁であり
、また２７は端面絶縁板３１と一体に形成されたリード
線保持部である。第２図の実施例に示した巻始端　１６
は側壁２６−４の外方を経由して側壁２６−３と２６−
４との中間位置に案内され、また相間の渡り線２２はコ
イル１８ｂの１１１部から渡り線案内壁２４の背部へ引
き出された後、側壁２６−２及び２６−１の外方を紅白
してコイル１９ａへ渡らせである。クランプ片２９によ
ってリード線保持部２７にクランプされたリード線＋２
−＋。

１２−２　、１２−３は、リード線１２−１の芯線部が
巻始端１６と、リード＠　１２−２及び１２−３の芯線
部がｇ１壁２６−１を介して離れた位置で相間の渡り線
２２とそれぞれ略接触状態に位置決めされ、しかる後そ
れぞれの接触部が半田付けされる。コイルを構成する電
線をポリウレタン等の半田に溶融する絶縁皮膜のものを
用いれば、上記の結線は非常に容易である。上記半田付
は後、相聞の渡り線２２はリード線１２−２及び１２−
３それぞれの結線部の中間で所定長さカットされ、この
結果３つの相の口出部が完成する。尚図示したように、
側壁の外方に段部３３を形成しておくことにより、リー
ド線と電線との＾さの位置決めが容易となる。

一方第６図は中性点の結線を説明する図であり、図中２
８は渡り線案内壁２４に設けた切欠部である。第２図の
実施例に示した相間の渡り線２１は、コイルＲｈの巻終
部から渡り線案内壁２４の背部へ引き出された後、切欠
部２８を経由してコイル１８ａへ渡らせである。また巻
終１２０は、コイル＋９ｂから渡り線案内壁２４の背部
へ引き出された後、切欠部２８へ案内される。しかる後
、結線工程において巻終端２０は相間の渡り＠　２１と
切欠部２８にて半田付けされて中性点が完成する。この
場合も半田に溶融する絶縁皮膜の電線であれば、結線は
非常に容易である。

第５図及び第６図に示した固定子の口出線側に用いる端
面絶縁板と、第３図及び第４図に示したその反対側に用
いる端面絶縁板とは同一型によって形成されるものであ
り、従って、第３図乃至第６図に示したすべての機能を
併せ持って形成される。第５図に示した側壁２６−１乃
至２６−４と第６図に示した切欠部２８は、固定子鉄心
の６１ＩＩｌｌのスロットのうちの１ｇＡのスロット背
部に設ける構造が望ましく、こうすることにより、歯部
に巻装されたコイルに邪魔されることなく結線作業がで
きる。また反日用部側で用いる端面絶縁板のリード線保
持部２７は切り取られ、日出線側で用いるクランプ片２
９として用いればよい。また反口出部側において、側壁
２６−１乃至２６−４の設けられた部分を渡る同相コイ
ル間の渡り線は、側壁に設けた段部３３１．：沿って上
段の渡り線を渡すことにより、渡り線相互の交差を避け
ることができる。

前述の結線工程を終えた固定子は、樹脂モールドするこ
とによりハウジングと一体的に固定される。この結果、
前述の結線箇所は樹脂により覆われて絶縁が保たれ、一
方各渡り線もそれぞれの位置を維持して固定される。

〈発明の効果〉 かかる本発明の製造方法では、コイル巻装後に生じる端
末が巻始端と巻終端の２本のみであるので、従来の６木
の端末を有するものと比較してコイルの緩みがなく、コ
イルが歯部より外れたりすることがなり、製作時の取り
扱いが穫めて簡単となる。結線工程においては、相間の
渡り線を設けたことにより、この部分で２本のリード線
がそのまま接続でき、さらにこの部分をリード線の引出
部とすることにより簡素で作業性の良い結線が可能とな
る。また相間の渡り線を設けたことにより、２木の電線
を接続するのみで中性点が形成でき、また前記渡り線に
は適切な張力が加わっているため、中性点の結線箇所が
後工程でずれたりすることもない。つまり本発明によれ
ば結線作業が容易となり、モータ組立が簡単となる。

また後工程で結線作業を要する部分を固定子の軸方向の
一方端に集中させ、他方端において同相コイル間の渡り
線を互いに他相のものと交差することなく渡らせたこと
により、前記−万端における結線作業が容易となり、前
記他方端においては渡り線相互の絶縁距離が充分確保さ
れてモータの品質を大幅に向上し得たものである。

さらに端面絶縁板の渡り線案内壁に設けた側壁により、
リード線の結線箇所を渡り線案内壁より隔離できるため
、結線作業が容易となり、さらに１１ｉ’ｌ記結線箇所
の相互間に介在する前記側壁によって前記結線箇所の移
動が防止され、結線箇所相互の絶縁が確保される。また
端面絶縁板の渡り線案内壁に設けた切欠部において中性
点の結線を行なうことにより、半田付は用の工具または
冶貝によって前記渡り線案内壁を破損させたりすること
もなく、結線作業を容易になし得るものである。

また本発明は、以上の如く結線箇所の固定を容易且つ確
実に達成し得るものであり、後工程における固定子の樹
脂モールドの際に圧力等を受けても前記結線箇所がずれ
たりすることもなく、一方モールド樹脂によって前記結
線箇所の絶縁が完成するものである。よって従来用いら
れた印刷配線基板が不要となり、モータのコストが低減
されるとともに、モータの小型化が達成されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例を示し、第１図（ａ
）及び　（ｂ）はそれぞれ異なる実施例を示す三相ブラ
シレスモータの固定子コイルの構成図、第２図は第１図
　（ａ）に示した固定子コイルの展開図、第３図は固定
子の反口出部側を示す要部正面断面図、第４図は渡り線
案内壁のテーパー部を示す要部斜視図、第５図及び第６
図は固定子の口出部側における端面絶縁板の機能を説明
する要部斜視図、第７図乃至第１０図は従来の三相ブラ
シレスモータの固定子を示し、第７図は模式的説明図、
第８図は口出部側より見た一部断面平面図、第９図は結
線方法の別の実施例を示す要部正面図、第１０図は第７
図に示した固定子コイルの展開図である。 １２−１．１２−２．１２−３−−−−　リード線、１
Ｂ−−−一巻始端、１７−−　−−１番目の相、１１１
１−−−−２番目の相、１つ一３番目の相、２０−−−
一巻終端、２１．２２−−−一相間の渡り線、２３−１
．２３−２．２３−３−−−一同相コイル間の渡り線、
２４−−−一渡り線案内壁、２５−−−−テーパー部、
２６−１．２６−２．２６−３．２６−４−−−一側壁
、２８−−−一切欠部、３１−−−一端面絶縁板、３２
−−−−コイル。 第　２閏 第１０図 第　９ｒ４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定子鉄心の複数個の歯部にＹ結線された三相コ
   イルを巻装したブラシレスモータにおいて、各相コイル
   を途中で切断することなく、１番目の相、２番目の相、
   ３番目の相と順々に巻始端より巻終端まで、２番目の相
   を１及び３番目の相と巻回方向を逆向きにして巻装し、
   前記各相コイルの巻装後、巻始端を１番目の相の口出部
   とするとともに、２番目の相の巻終部と３番目の相の巻
   始部間を切断してそれぞれ２及び３番目の相の口出部と
   し、巻終端を１番目の相の巻終部と２番目の相の巻始部
   間に接続して中性点とするかあるいは、前記各相コイル
   の巻装後、巻終端を３番目の相の口出部とするとともに
   、１番目の相の巻終部と２番目の相の巻始部間を切断し
   てそれぞれ１及び２番目の相の口出部とし、巻始端を２
   番目の相の巻終部と３番目の相の巻始部間に接続して中
   性点とすることを特徴とする三相ブラシレスモータの固
   定子の製造方法。
2. （２）固定子の軸方向の一方端に各相コイルの口出部と
   中性点とを設け、他方端に同相のコイル間を結ぶ渡り線
   を互いに他相のものと交差することなく渡らせることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の三相ブラシレス
   モータの固定子の製造方法。
3. （３）固定子鉄心両端面に装着して前記固定子鉄心とコ
   イルとを電気的に絶縁する固定子端面絶縁板において、
   ２段の段部とこれらの段を結ぶ１ヶ所のテーパー部とを
   有する渡り線案内壁を外周部近傍に立設したことを特徴
   とする固定子端面絶縁板。
4. （４）固定子鉄心両端面に装着して前記固定子鉄心とコ
   イルとを電気的に絶縁する固定子端面絶縁板において、
   外周部近傍に渡り線案内壁を立設するとともに、前記渡
   り線案内壁の所定部分に外径側へ突出する複数の側壁を
   設け、また別の所定部分に切欠部を設けたことを特徴と
   する固定子端面絶縁板。