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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104765
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】ステータ
(51)【国際特許分類】
H02K 11/20 20160101AFI20240730BHJP
【ＦＩ】
H02K11/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023009104
(22)【出願日】2023-01-25
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石原 幹三
【テーマコード（参考）】
5H611
【Ｆターム（参考）】
5H611AA01
5H611PP02
5H611QQ05
5H611QQ06
5H611RR02
5H611RR03
5H611UA03
(57)【要約】
【課題】モータの小型化をしつつ、モータの回路の状態を良好に把握する。
【解決手段】ステータ１０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けられるコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。磁気センサ３１Ｃは、ステータコア２１に取り付けられる。
【選択図】図２
【解決手段】ステータ１０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けられるコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。磁気センサ３１Ｃは、ステータコア２１に取り付けられる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる、ステータ。
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる、ステータ。
【請求項2】
前記コイルは、複数相設けられ、
複数相の前記コイルは、各々が複数のコイル部を有し、
更に、各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部を備え、
前記磁気センサは、前記コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力する、請求項１に記載のステータ。
複数相の前記コイルは、各々が複数のコイル部を有し、
更に、各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部を備え、
前記磁気センサは、前記コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力する、請求項１に記載のステータ。
【請求項3】
各前記コイルにおける複数の前記コイル部の各々は、前記接続状態に関わらず電流が流れる第１コイル部と、前記接続状態に応じて電流が流れる通電状態と電流が流れない非通電状態と、に切り替わる第２コイル部と、を有し、
前記磁気センサは、前記第２コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力する、請求項２に記載のステータ。
前記磁気センサは、前記第２コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力する、請求項２に記載のステータ。
【請求項4】
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記第１コイル部及び前記第２コイル部は、互いに異なる前記ティース部に巻回される構成をなす、請求項３に記載のステータ。
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記第１コイル部及び前記第２コイル部は、互いに異なる前記ティース部に巻回される構成をなす、請求項３に記載のステータ。
【請求項5】
前記検出信号が印加される出力線と、
前記出力線が接続され、前記切替部が取り付けられる回路基板と、を備え、
前記磁気センサは、前記出力線を介して前記回路基板に接続される、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
前記出力線が接続され、前記切替部が取り付けられる回路基板と、を備え、
前記磁気センサは、前記出力線を介して前記回路基板に接続される、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項6】
前記ステータコアの表面には、凹部が形成されており、
前記磁気センサの少なくとも一部が、前記凹部に収容されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
前記磁気センサの少なくとも一部が、前記凹部に収容されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項7】
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記凹部は、前記内周縁部及び前記外周縁部のいずれか他方に形成され、前記ステータコアの軸線方向に沿って延びる溝状をなしている、請求項６に記載のステータ。
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記凹部は、前記内周縁部及び前記外周縁部のいずれか他方に形成され、前記ステータコアの軸線方向に沿って延びる溝状をなしている、請求項６に記載のステータ。
【請求項8】
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記コイルは、各前記ティース部に巻回される巻線部を有し、
前記磁気センサは、検出対象の前記巻線部の軸線方向と直交する平面方向において、前記巻線部の内周部よりも内側に配置される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記コイルは、各前記ティース部に巻回される巻線部を有し、
前記磁気センサは、検出対象の前記巻線部の軸線方向と直交する平面方向において、前記巻線部の内周部よりも内側に配置される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項9】
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部から前記ヨーク部の軸線に向けて突出した形態をなし、前記内周縁部に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記磁気センサは、前記ヨーク部の外周縁部に取り付けられる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部から前記ヨーク部の軸線に向けて突出した形態をなし、前記内周縁部に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記磁気センサは、前記ヨーク部の外周縁部に取り付けられる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ステータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、巻線切替装置によって三相交流電動機の巻線の結線状態を巻線並列と、巻線直列と、に切り替える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１６２１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の巻線切替装置は、巻線切替装置の可動部が変位することによって導体部を変位させ、導体部に接触する電極を切り替える構成である。このような構成の場合、導体部の摩耗等によって、巻線切替装置の電気的特性が変化するおそれがある。このような変化を検知するためにモータ内に電流センサや電圧センサ等を設けることが考えられる。しかし、電流センサや電圧センサを設けてしまうとモータの外形が大きくなりがちになる。
【0005】
本開示は、モータの小型化をしつつ、モータの回路の状態を良好に把握し得るステータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる。
ステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、モータの小型化をしつつ、モータの回路の状態を良好に把握し得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。なお、以下で例示される〔１〕から〔９〕の特徴は、矛盾しない範囲でどのように組み合わされてもよい。
【0010】
本開示のステータは、
〔１〕ステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる。
〔１〕ステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記ステータコアに取り付けられる。
【0011】
〔１〕のステータは、コイルに電流センサや電圧センサを取り付ける構成と比較して、コイルの大型化を抑えやすい。
【0012】
〔２〕上記〔１〕のステータにおいて、
前記コイルは、複数相設けられ、
複数相の前記コイルは、各々が複数のコイル部を有し、
更に、各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部を備え、
前記磁気センサは、前記コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力し得る。
前記コイルは、複数相設けられ、
複数相の前記コイルは、各々が複数のコイル部を有し、
更に、各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部を備え、
前記磁気センサは、前記コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力し得る。
【0013】
上記〔２〕のステータは、接続状態に応じて変化する電流を検出することができる。
【0014】
〔３〕上記〔２〕のステータにおいて、
各前記コイルにおける複数の前記コイル部の各々は、前記接続状態に関わらず電流が流れる第１コイル部と、前記接続状態に応じて電流が流れる通電状態と電流が流れない非通電状態と、に切り替わる第２コイル部と、を有し、
前記磁気センサは、前記第２コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力し得る。
各前記コイルにおける複数の前記コイル部の各々は、前記接続状態に関わらず電流が流れる第１コイル部と、前記接続状態に応じて電流が流れる通電状態と電流が流れない非通電状態と、に切り替わる第２コイル部と、を有し、
前記磁気センサは、前記第２コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた前記検出信号を出力し得る。
【0015】
上記〔３〕のステータは、検出信号に基づいて接続状態の切り替わりをより把握しやすい。
【0016】
〔４〕上記〔３〕のステータにおいて、
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記第１コイル部及び前記第２コイル部は、互いに異なる前記ティース部に巻回される構成をなし得る。
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記第１コイル部及び前記第２コイル部は、互いに異なる前記ティース部に巻回される構成をなし得る。
【0017】
上記〔４〕のステータは、第２コイル部を流れる電流のみを検出しやすい。
【0018】
〔５〕上記〔２〕から〔４〕のいずれかのステータは、
前記検出信号が印加される出力線と、
前記出力線が接続され、前記切替部が取り付けられる回路基板と、を備え、
前記磁気センサは、前記出力線を介して前記回路基板に接続され得る。
前記検出信号が印加される出力線と、
前記出力線が接続され、前記切替部が取り付けられる回路基板と、を備え、
前記磁気センサは、前記出力線を介して前記回路基板に接続され得る。
【0019】
上記〔５〕のステータは、配線を簡素化し易い。
【0020】
〔６〕上記〔１〕から〔４〕のいずれかのステータにおいて、
前記ステータコアの表面には、凹部が形成されており、
前記磁気センサの少なくとも一部が、前記凹部に収容され得る。
前記ステータコアの表面には、凹部が形成されており、
前記磁気センサの少なくとも一部が、前記凹部に収容され得る。
【0021】
上記〔６〕のステータは、より小型化しやすい。
【0022】
〔７〕上記〔６〕のステータにおいて、
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記凹部は、前記内周縁部及び前記外周縁部のいずれか他方に形成され、前記ステータコアの軸線方向に沿って延びる溝状をなし得る。
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記凹部は、前記内周縁部及び前記外周縁部のいずれか他方に形成され、前記ステータコアの軸線方向に沿って延びる溝状をなし得る。
【0023】
上記〔７〕のステータは、軸線方向のガイドとして機能する溝状の凹部を利用して、磁気センサの収容スペースを確保することができる。
【0024】
〔８〕上記〔１〕から〔４〕のいずれかのステータにおいて、
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記コイルは、各前記ティース部に巻回される巻線部を有し、
前記磁気センサは、検出対象の前記巻線部の軸線方向と直交する平面方向において、前記巻線部の内周部よりも内側に配置され得る。
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部及び外周縁部のいずれか一方から前記ヨーク部の径方向に突出した形態をなし、前記一方に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記コイルは、各前記ティース部に巻回される巻線部を有し、
前記磁気センサは、検出対象の前記巻線部の軸線方向と直交する平面方向において、前記巻線部の内周部よりも内側に配置され得る。
【0025】
上記〔８〕のステータは、検出対象の巻線部を流れる電流に起因して生じる磁気を検出しやすい。
【0026】
〔９〕上記〔１〕から〔４〕のいずれかのステータにおいて、
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部から前記ヨーク部の軸線に向けて突出した形態をなし、前記内周縁部に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記磁気センサは、前記ヨーク部の外周縁部に取り付けられ得る。
前記ステータコアは、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁部から前記ヨーク部の軸線に向けて突出した形態をなし、前記内周縁部に前記ヨーク部の軸線周りに並んで配置される複数のティース部と、を有し、
前記磁気センサは、前記ヨーク部の外周縁部に取り付けられ得る。
【0027】
上記〔９〕のステータは、磁気センサを取り付けやすい。
【0028】
＜実施形態１＞
［モータの構成］
実施形態１のステータ１０が用いられるモータは、多相交流電源を利用する多相モータである。ステータ１０は、図１に示すように、ステータコア２１と、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、回路基板３１Ａと、切替部３１と、複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。
［モータの構成］
実施形態１のステータ１０が用いられるモータは、多相交流電源を利用する多相モータである。ステータ１０は、図１に示すように、ステータコア２１と、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、回路基板３１Ａと、切替部３１と、複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。
【0029】
［ステータコアの構成］
図４に示すように、ステータコア２１は、円環状をなしたヨーク部２１Ｅと、複数のティース部２１Ｆを有している。ヨーク部２１Ｅ、及びティース部２１Ｆは、一体的に形成されている。ヨーク部２１Ｅ、及びティース部２１Ｆは、導電性を有する金属製である。ティース部２１Ｆは、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの軸線に向けて突出した形態をなしている。複数のティース部２１Ｆは、ヨーク部２１Ｅの内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに所定の間隔を空けて並んで配置されている。
図４に示すように、ステータコア２１は、円環状をなしたヨーク部２１Ｅと、複数のティース部２１Ｆを有している。ヨーク部２１Ｅ、及びティース部２１Ｆは、一体的に形成されている。ヨーク部２１Ｅ、及びティース部２１Ｆは、導電性を有する金属製である。ティース部２１Ｆは、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの軸線に向けて突出した形態をなしている。複数のティース部２１Ｆは、ヨーク部２１Ｅの内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに所定の間隔を空けて並んで配置されている。
【0030】
ステータコア２１のヨーク部２１Ｅの外周面（表面）には、複数の凹部２１Ｇが形成されている。これら凹部２１Ｇは、ヨーク部２１Ｅの外周縁部に形成されている。凹部２１Ｇは、ヨーク部２１Ｅの軸線方向に沿って延び、ヨーク部２１Ｅの軸線に向けて窪んだ溝状をなしている（図１参照）。各凹部２１Ｇは、各ティース部２１Ｆに対応して配置されている。具体的には、各凹部２１Ｇは、各ティース部２１Ｆに対し、ヨーク部２１Ｅの軸線に直交する放射方向に並んで配置されている。
【0031】
［コイルの構成］
図２に示すように、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、三相のセグメントコイルとして構成されている。コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、所謂、集中巻の形態とされている。コイル２１Ｂは、第１相（Ｕ相）に相当し、コイル２１Ｃは、第２相（Ｖ相）に相当し、コイル２１Ｄは、第３相（Ｗ相）に相当する。第１相（Ｕ相）のコイル２１Ｂは、巻線部であるコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕを有している。第２相（Ｖ相）のコイル２１Ｃは、巻線部であるコイル部１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖを有している。第３相（Ｗ相）のコイル２１Ｄは、巻線部であるコイル部１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗを有している。
図２に示すように、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、三相のセグメントコイルとして構成されている。コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、所謂、集中巻の形態とされている。コイル２１Ｂは、第１相（Ｕ相）に相当し、コイル２１Ｃは、第２相（Ｖ相）に相当し、コイル２１Ｄは、第３相（Ｗ相）に相当する。第１相（Ｕ相）のコイル２１Ｂは、巻線部であるコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕを有している。第２相（Ｖ相）のコイル２１Ｃは、巻線部であるコイル部１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖを有している。第３相（Ｗ相）のコイル２１Ｄは、巻線部であるコイル部１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗを有している。
【0032】
コイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗ（以下単に、コイル部群Ｃともいう）の各々は、自身を形成する電線がステータコア２１のティース部２１Ｆに１つずつ螺旋状（コイル状）に巻回されている。コイル部群Ｃは、ヨーク部２１Ｅの内周に沿って円環状に並んで配置されている。コイル部群Ｃは、各々の巻回方向に直交する軸線をステータコア２１の中心線に直交する向きにして配置されている。
【0033】
各コイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗは、一対の端末部Ｔを有している。各端末部Ｔは、ヨーク部２１Ｅの軸線方向の一方側に引き出されている（図１参照）。
【0034】
［回路基板の構成］
回路基板３１Ａは、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成されている。図１に示すように、回路基板３１Ａは、円環状をなしている。回路基板３１Ａの一方の板面Ｐ１、及び他方の板面Ｐ２には、導電性を有した回路パターン（図示せず）が形成されている。回路基板３１Ａは、一方の板面Ｐ１を端末部Ｔが引き出された側のステータコア２１の端面に対向させて配置される。
回路基板３１Ａは、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成されている。図１に示すように、回路基板３１Ａは、円環状をなしている。回路基板３１Ａの一方の板面Ｐ１、及び他方の板面Ｐ２には、導電性を有した回路パターン（図示せず）が形成されている。回路基板３１Ａは、一方の板面Ｐ１を端末部Ｔが引き出された側のステータコア２１の端面に対向させて配置される。
【0035】
［切替部の構成］
切替部３１は、複数のリレースイッチ３１Ｂによって構成されている。複数のリレースイッチ３１Ｂは、半導体リレーとして構成される。半導体リレーは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等によって構成される。各リレースイッチ３１Ｂは、制御装置（図示せず）からの制御信号によるオン指示又はオフ指示によってオン状態とオフ状態とに切り替えられる構成とされている。各リレースイッチ３１Ｂは、制御装置からのオン指示によって、自身を介した通電を許容するオン状態となり、制御装置からのオフ指示によって、自身を介した通電を遮断するオフ状態となる。
切替部３１は、複数のリレースイッチ３１Ｂによって構成されている。複数のリレースイッチ３１Ｂは、半導体リレーとして構成される。半導体リレーは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等によって構成される。各リレースイッチ３１Ｂは、制御装置（図示せず）からの制御信号によるオン指示又はオフ指示によってオン状態とオフ状態とに切り替えられる構成とされている。各リレースイッチ３１Ｂは、制御装置からのオン指示によって、自身を介した通電を許容するオン状態となり、制御装置からのオフ指示によって、自身を介した通電を遮断するオフ状態となる。
【0036】
各リレースイッチ３１Ｂは、例えば、回路基板３１Ａの一方の板面Ｐ１に形成された回路パターンに対して半田によって固定される。こうして、回路基板３１Ａには、切替部３１が取り付けられる。各リレースイッチ３１Ｂは、回路基板３１Ａとステータコア２１との間に配置される（図３参照）。
【0037】
［コイル部と切替部との接続の構成］
各端末部Ｔは、例えば、回路基板３１Ａの一方の板面Ｐ１に形成された回路パターンに対して半田によって固定される（図３参照）。コイル部群Ｃと各リレースイッチ３１Ｂとは、回路基板３１Ａを介して、例えば、図５に示すような構成をなして電気的に接続される。具体的には、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、中性部Ｎから放射状に連なるように電気的に接続されている。
各端末部Ｔは、例えば、回路基板３１Ａの一方の板面Ｐ１に形成された回路パターンに対して半田によって固定される（図３参照）。コイル部群Ｃと各リレースイッチ３１Ｂとは、回路基板３１Ａを介して、例えば、図５に示すような構成をなして電気的に接続される。具体的には、複数のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、中性部Ｎから放射状に連なるように電気的に接続されている。
【0038】
本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。
【0039】
コイル２１Ｂは、コイル部１Ｕ，３Ｕが電気的に直列に接続された第１コイル部Ｃ１と、コイル部２Ｕ，４Ｕが電気的に直列に接続された第２コイル部Ｃ２と、に２つのリレースイッチ３１Ｂが電気的に接続されている。コイル２１Ｂにおいて、各リレースイッチ３１Ｂは、第１コイル部Ｃ１の他端と第２コイル部Ｃ２の他端との間、及び第１コイル部Ｃ１の他端と第２コイル部Ｃ２の一端との間、に１つずつ設けられている。
【0040】
コイル２１Ｃは、コイル部１Ｖ，３Ｖが電気的に直列に接続された第１コイル部Ｃ３と、コイル部２Ｖ，４Ｖが電気的に直列に接続された第２コイル部Ｃ４と、に２つのリレースイッチ３１Ｂが電気的に接続されている。コイル２１Ｃにおいて、各リレースイッチ３１Ｂは、第１コイル部Ｃ３の他端と第２コイル部Ｃ４の他端との間、及び第１コイル部Ｃ３の他端と第２コイル部Ｃ４の一端との間、に１つずつ設けられている。
【0041】
コイル２１Ｄは、コイル部１Ｗ，３Ｗが電気的に直列に接続された第１コイル部Ｃ５と、コイル部２Ｗ，４Ｗが電気的に直列に接続された第２コイル部Ｃ６と、に２つのリレースイッチ３１Ｂが電気的に接続されている。コイル２１Ｄにおいて、各リレースイッチ３１Ｂは、第１コイル部Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ６の他端との間、及び第１コイル部Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ６の一端との間、に１つずつ設けられている。
【0042】
第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の一端は、図示しないインバータに電気的に接続されている。実施形態１においてリレースイッチ３１Ｂは、各相に２個設けられる。このため、実施形態１では、合計で６個のリレースイッチ３１Ｂが用いられる。各コイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗは、１つずつティース部２１Ｆに巻回されている（図２参照）。従って、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５、及び第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、互いに異なるティース部２１Ｆに巻回されていることになる。
【0043】
例えば、図示しない制御装置によって、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の他端との間のリレースイッチ３１Ｂをオフ状態にする。これとともに、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の一端との間のリレースイッチ３１Ｂをオン状態にする。これによって、第１コイル部Ｃ１及び第２コイル部Ｃ２、第１コイル部Ｃ３及び第２コイル部Ｃ４、第１コイル部Ｃ５及び第２コイル部Ｃ６の各々を直列に接続することができる。
【0044】
これに対して、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の他端との間のリレースイッチ３１Ｂをオン状態にする。これとともに、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５の他端と第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の一端との間のリレースイッチ３１Ｂをオフ状態にする。これによって、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５に電流が流れる状態にし、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６に電流が流れない状態にすることができる。このように、切替部３１は、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおけるコイル部群Ｃの接続状態を切り替えることによってモータの特性を変化させることができる。第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５は、接続状態に関わらず電流が流れる構成である。第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、接続状態に応じて電流が流れる通電状態と、電流が流れない非通電状態とに切り替わる構成である。切替部３１は、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおけるコイル部群Ｃの接続状態を切り替えることによって各コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおける直列に接続する数を変更する。
【0045】
［磁気センサの構成］
磁気センサ３１Ｃには、ホール素子や、磁気抵抗素子等の磁気検知素子が用いられる。磁気センサ３１Ｃは、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力し得る構成とされている。図１に示すように、各磁気センサ３１Ｃは、一対の出力線３１Ｄを介して、回路基板３１Ａに電気的に接続される。例えば、各出力線３１Ｄの一方の端末部は、回路基板３１Ａに形成された貫通孔に挿通され、回路基板３１Ａの他方の板面Ｐ２に形成された回路パターンに対して半田によって固定される。磁気センサ３１Ｃから出力された検出信号は、一対の出力線３１Ｄに印加され、出力線３１Ｄを介して、回路基板３１Ａに伝送される。
磁気センサ３１Ｃには、ホール素子や、磁気抵抗素子等の磁気検知素子が用いられる。磁気センサ３１Ｃは、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力し得る構成とされている。図１に示すように、各磁気センサ３１Ｃは、一対の出力線３１Ｄを介して、回路基板３１Ａに電気的に接続される。例えば、各出力線３１Ｄの一方の端末部は、回路基板３１Ａに形成された貫通孔に挿通され、回路基板３１Ａの他方の板面Ｐ２に形成された回路パターンに対して半田によって固定される。磁気センサ３１Ｃから出力された検出信号は、一対の出力線３１Ｄに印加され、出力線３１Ｄを介して、回路基板３１Ａに伝送される。
【0046】
図２に示すように、磁気センサ３１Ｃは、ステータコア２１のヨーク部２１Ｅの外周縁部に取り付けられている。具体的には、各磁気センサ３１Ｃは、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６が巻回されたティース部２１Ｆに対応する凹部２１Ｇに収容されている。第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、磁気センサ３１Ｃの検出対象である。実施形態１では、各磁気センサ３１Ｃは、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６に含まれるコイル部２Ｕ，４Ｖ，２Ｗが巻回されたティース部２１Ｆに対応する凹部２１Ｇに収容される。
【0047】
各磁気センサ３１Ｃは、検出対象となる第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の軸線方向と直交する平面方向において、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６の内周部よりも内側に配置される（図３参照）。図３には、第２コイル部Ｃ４の軸線方向と直交する平面方向において、第２コイル部Ｃ４の内周部よりも内側に磁気センサ３１Ｃが配置された様子が表れている。これにより、各磁気センサ３１Ｃは、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６を流れる電流に起因して生じる磁気を良好に検知し、検知した磁気に応じた検出信号を出力する。
【0048】
こうして形成されたステータ１０は、図示しない円筒状のハウジングに対して同軸状の姿勢で収容される。ステータ１０をハウジングに収容する際、ステータコア２１は、モータを組み立てる自動機の把持部（図示せず）によって凹部２１Ｇが把持される。これにより、ステータ１０の周方向の位置が決まり、ハウジングに対して常に一定の姿勢で挿入する作業を繰り替して行うことができる。ヨーク部２１Ｅの外周面は、ハウジングの内周面に接触する。これによって、ステータ１０は、ハウジングに対して固定される。
【0049】
次に、本構成の効果を例示する。
ステータ１０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けられるコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。磁気センサ３１Ｃは、ステータコア２１に取り付けられる。この構成によれば、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに電流センサや電圧センサを取り付ける構成と比較して、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの大型化を抑えやすい。
ステータ１０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に取り付けられるコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する複数の磁気センサ３１Ｃと、を備えている。磁気センサ３１Ｃは、ステータコア２１に取り付けられる。この構成によれば、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに電流センサや電圧センサを取り付ける構成と比較して、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの大型化を抑えやすい。
【0050】
ステータ１０において、コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、複数相設けられ、
複数相のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、各々が複数のコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗを有する。ステータ１０は、更に、各コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおける複数のコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗの接続状態を切り替える切替部３１を備える。磁気センサ３１Ｃは、コイル部２Ｕ，４Ｕ，２Ｖ，４Ｖ，２Ｗ，４Ｗを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する。この構成によれば、接続状態に応じて変化する電流を検出することができる。
複数相のコイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、各々が複数のコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗを有する。ステータ１０は、更に、各コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおける複数のコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗの接続状態を切り替える切替部３１を備える。磁気センサ３１Ｃは、コイル部２Ｕ，４Ｕ，２Ｖ，４Ｖ，２Ｗ，４Ｗを流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する。この構成によれば、接続状態に応じて変化する電流を検出することができる。
【0051】
ステータ１０において、各コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄにおける複数のコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗの各々は、第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５と、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６と、を有する。第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５は、接続状態に関わらず電流が流れる。第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、接続状態に応じて電流が流れる通電状態と電流が流れない非通電状態とに切り替わる。磁気センサ３１Ｃは、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力する。この構成によれば、検出信号に基づいて接続状態の切り替わりを、より把握しやすい。
【0052】
ステータ１０において、ステータコア２１は、円環状のヨーク部２１Ｅと、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの径方向内向きに突出した形態をなし、内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに並んで配置される複数のティース部２１Ｆと、を有している。第１コイル部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５及び第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、互いに異なるティース部２１Ｆに巻回される構成をなす。この構成によれば、第２コイル部Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６を流れる電流のみを検出しやすい。
【0053】
ステータ１０は、検出信号が印加される出力線３１Ｄと、出力線３１Ｄが接続され、切替部３１が取り付けられる回路基板３１Ａと、を備え、磁気センサ３１Ｃは、出力線３１Ｄを介して回路基板３１Ａに接続される。この構成によれば、配線を簡素化し易い。
【0054】
ステータ１０において、ステータコア２１の表面には、凹部２１Ｇが形成されており、磁気センサ３１Ｃが、凹部２１Ｇに収容される。この構成によれば、モータをより小型化しやすい。
【0055】
ステータ１０において、ステータコア２１は、円環状のヨーク部２１Ｅと、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの径方向内向きに突出した形態をなし、内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに並んで配置される複数のティース部２１Ｆと、を有する。凹部２１Ｇは、ヨーク部２１Ｅの外周縁部に形成され、ステータコア２１の軸線方向に沿って延びる溝状をなす。この構成によれば、軸線方向のガイドとして機能する溝状の凹部２１Ｇを利用して、磁気センサ３１Ｃの収容スペースを確保することができる。
【0056】
ステータ１０において、ステータコア２１は、円環状のヨーク部２１Ｅと、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの径方向内向きに突出した形態をなし、内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに並んで配置される複数のティース部２１Ｆと、を有する。コイル２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、各ティース部２１Ｆに巻回されるコイル部１Ｕ，３Ｕ，２Ｕ，４Ｕ，１Ｖ，３Ｖ，２Ｖ，４Ｖ，１Ｗ，３Ｗ，２Ｗ，４Ｗ（巻線部）を有する。磁気センサ３１Ｃは、検出対象のコイル部２Ｕ，４Ｖ，２Ｗ（巻線部）の軸線方向と直交する平面方向において、コイル部２Ｕ，４Ｖ，２Ｗ（巻線部）の内周部よりも内側に配置される。この構成によれば、検出対象のコイル部２Ｕ，４Ｖ，２Ｗを流れる電流に起因して生じる磁気を検出しやすい。
【0057】
ステータ１０において、ステータコア２１は、円環状のヨーク部２１Ｅと、ヨーク部２１Ｅの内周縁部からヨーク部２１Ｅの軸線に向けて突出した形態をなし、内周縁部にヨーク部２１Ｅの軸線周りに並んで配置される複数のティース部２１Ｆと、を有する。磁気センサ３１Ｃは、ヨーク部２１Ｅの外周縁部に取り付けられる。この構成によれば、磁気センサ３１Ｃを取り付けやすい。
【0058】
＜他の実施形態＞
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0059】
実施形態１とは異なり、磁気センサの一部が凹部に収容された構成としてもよい。
【0060】
実施形態１とは異なり、磁気センサを第１コイル部が巻回されたティース部に対応する凹部に収容した構成としてもよい。また、磁気センサを第１コイル部、第２コイル部に関係なく凹部に収容した構成としてもよい。これによって、磁気センサは、コイル部を流れる電流に起因して生じる磁気に応じた検出信号を出力し得る。
【0061】
実施形態１とは異なり、アウターロータ型のステータに本開示を適用してもよい。具体的には、円環状のヨーク部の外周縁部からヨーク部の径方向の外向きに突出した形態をなし、ヨーク部の軸線周りに並ぶように複数のティース部を設ける。そして、ヨーク部の内周縁部に、ヨーク部の径方向の外向きに窪むように凹部を設け、この凹部に磁気センサを設ける。
【0062】
実施形態１とは異なり、回路基板を円盤状としてもよい。この場合ロータは、ハウジングの一方側のみに突出した形成となる。
【0063】
実施形態１ではＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルがコイル部を４つ有する構成を示したが、各コイルにおけるコイル部の数はこの数に限られない。
【0064】
リレースイッチの数は、実施形態１に開示された数に限らない。例えば、図６に示すように、第１コイル部５０、第２コイル部５１が３つのリレースイッチ５２，５３，５４で接続される構成としてもよい。この構成の場合、リレースイッチ５２，５４をオフ状態にし、リレースイッチ５３をオン状態とすることによって、第１コイル部５０、第２コイル部５１を直列接続とすることができる。これに対して、リレースイッチ５２，５４をオン状態にし、リレースイッチ５３をオフ状態とすることによって、第１コイル部５０、第２コイル部５１を並列接続とすることができる。この構成の場合、リレースイッチ５２，５３，５４を切り替えることによって第１コイル部５０、及び第２コイル部５１の接続状態を直列接続と、並列接続と、に切り替えることができる。
【0065】
実施形態１とは異なり、コイルは分布巻であってもよい。分布巻の場合、磁気センサが第１コイル部と第２コイル部の磁気を検出する位置に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【0066】
１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ，３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ…コイル部（巻線部）
１０…ステータ
２１…ステータコア
２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…コイル
２１Ｅ…ヨーク部
２１Ｆ…ティース部
２１Ｇ…凹部
３１…切替部
３１Ａ…回路基板
３１Ｂ，５２，５３，５４…リレースイッチ
３１Ｃ…磁気センサ
３１Ｄ…出力線
Ｃ…コイル部群
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，５０…第１コイル部
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，５１…第２コイル部
Ｎ…中性部
Ｐ１…板面
Ｔ…端末部
１０…ステータ
２１…ステータコア
２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…コイル
２１Ｅ…ヨーク部
２１Ｆ…ティース部
２１Ｇ…凹部
３１…切替部
３１Ａ…回路基板
３１Ｂ，５２，５３，５４…リレースイッチ
３１Ｃ…磁気センサ
３１Ｄ…出力線
Ｃ…コイル部群
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，５０…第１コイル部
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，５１…第２コイル部
Ｎ…中性部
Ｐ１…板面
Ｔ…端末部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】