特開 2024-71959 アキシャルギャップモータ

(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】P2024071959

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】アキシャルギャップモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/52 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

H02K3/52 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182504

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】392008437

【氏名又は名称】株式会社久保田鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 泰之

(72)【発明者】

【氏名】藤田 直丈

(72)【発明者】

【氏名】久保田 卓

(72)【発明者】

【氏名】中平 毅

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA08

5H604BB01

5H604BB08

5H604BB13

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC16

(57)【要約】

【課題】三相のアキシャルギャップモータの組み立て作業性を良好にするとともにコストを低減する。
【解決手段】Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２が一体に形成されている。Ｖ相の第１コイル２３及びＶ相の第２コイル２４が一体に形成されている。Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６が一体に形成されている。Ｕ相の第１コイル２１、Ｖ相の第１コイル２３及びＷ相の第１コイル２５が電源供給回路に接続されている。Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第２コイル２４及びＷ相の第２コイル２６が共通のバスバー８０によって接続されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｕ相の第１コイル、Ｕ相の第２コイル、Ｖ相の第１コイル、Ｖ相の第２コイル、Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルを有するステータと、回転軸に固定された磁石とが前記回転軸方向に所定の隙間をあけて配置された三相のアキシャルギャップモータにおいて、
第１の線材により、前記Ｕ相の第１コイルの一端側と前記Ｕ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｕ相の第１コイル及びＵ相の第２コイルが一体に形成され、
第２の線材により、前記Ｖ相の第１コイルの一端側と前記Ｖ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｖ相の第１コイル及びＶ相の第２コイルが一体に形成され、
第３の線材により、前記Ｗ相の第１コイルの一端側と前記Ｗ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルが一体に形成され、
前記Ｕ相の第１コイルの他端側、前記Ｖ相の第１コイルの他端側及び前記Ｗ相の第１コイルの他端側が電源供給回路に接続され、
前記Ｕ相の第２コイルの他端側、前記Ｖ相の第２コイルの他端側及び前記Ｗ相の第２コイルの他端側が共通のバスバーによって接続されていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータは、前記Ｕ相の第１コイル、前記Ｕ相の第２コイル、前記Ｖ相の第１コイル、前記Ｖ相の第２コイル、前記Ｗ相の第１コイル及び前記Ｗ相の第２コイルを保持するコイルホルダを備え、
前記コイルホルダは、前記回転軸の周りを周方向に囲むように形成され、
前記Ｕ相の第２コイルの他端側、前記Ｖ相の第２コイルの他端側及び前記Ｗ相の第２コイルの他端側は、前記コイルホルダの外周側に配置され、
前記バスバーは、前記コイルホルダの外周側に保持されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【請求項3】

請求項２に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記Ｕ相の第１コイル、前記Ｖ相の第１コイル、前記Ｗ相の第１コイル、前記Ｕ相の第２コイル、前記Ｖ相の第２コイル、前記Ｗ相の第２コイルがこの順で前記回転軸周りに配置され、
前記第１の線材は、前記Ｕ相の第１コイルの一端側から前記Ｕ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延び、
前記第２の線材は、前記Ｖ相の第１コイルの一端側から前記Ｖ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延び、
前記第３の線材は、前記Ｗ相の第１コイルの一端側から前記Ｗ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延びていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【請求項4】

請求項２に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記バスバーには、前記Ｕ相の第２コイルの他端側に位置する前記第１の線材が差し込まれた状態で接続される第１接続孔と、前記Ｖ相の第２コイルの他端側に位置する前記第２の線材が差し込まれた状態で接続される第２接続孔と、前記Ｗ相の第２コイルの他端側に位置する前記第３の線材が差し込まれた状態で接続される第３接続孔とが形成されていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【請求項5】

請求項４に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記コイルホルダには、前記Ｕ相の第１コイルの他端側に位置する前記第１の線材が差し込まれた状態で接続される第１保持部と、前記Ｖ相の第１コイルの他端側に位置する前記第２の線材が差し込まれた状態で接続される第２保持部と、前記Ｗ相の第１コイルの他端側に位置する前記第３の線材が差し込まれた状態で接続される第３保持部とが設けられていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【請求項6】

請求項３に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記第１の線材における弧状に延びる部分と、前記第２の線材における弧状に延びる部分と、前記第３の線材における弧状に延びる部分とは、前記回転軸に沿う方向から見たときに互いに重複するように配置されていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば電動ポンプ等に利用されるアキシャルギャップモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、電動ポンプとして、ロータとステータとが回転軸方向に所定の間隔をあけて対向するように配置されたアキシャルギャップモータを備えたポンプが知られている。例えば特許文献１では、回転軸を中心として周方向に並ぶ複数のステータコアが電気絶縁性を有する樹脂材料により一体に保持された構造が開示されている。

【0003】

また、特許文献２、３には、コアと、当該コアの外周に巻回されるコイルと、コア及びコイルの間に配置されたボビンとからなる複数のステータコアメンバが、回転軸を中心に環状に配列された状態で一体的に樹脂モールド成形された構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－９９１９１号公報

【特許文献2】国際公開第２０１６／１７０６０８号

【特許文献3】特開２０１８－１１０５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献３には、複数個のコイルが回転軸の周方向に並ぶように配設されている。例えばコイルが６個の場合で三相交流を流す場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイルを一対設けることになる。このとき、Ｕ相の一対のコイルを接続するためのバスバー、Ｖ相の一対のコイルを接続するためのバスバー、Ｗ相の一対のコイルを接続するためのバスバーが必要になり、少なくとも３本のバスバーを設けることになる。

【0006】

しかしながら、バスバーが３本必要になると、組み立て時の工程が増加することになり、組立作業性が悪化するとともに、部品点数が多くなることによってコスト高になる。

【0007】

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三相のアキシャルギャップモータの組み立て作業性を良好にするとともにコストを低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様では、Ｕ相の第１コイル、Ｕ相の第２コイル、Ｖ相の第１コイル、Ｖ相の第２コイル、Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルを有するステータと、回転軸に固定された磁石とが前記回転軸方向に所定の隙間をあけて配置された三相のアキシャルギャップモータを前提とすることができる。第１の線材により、前記Ｕ相の第１コイルの一端側と前記Ｕ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｕ相の第１コイル及びＵ相の第２コイルが一体に形成され、また、第２の線材により、前記Ｖ相の第１コイルの一端側と前記Ｖ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｖ相の第１コイル及びＶ相の第２コイルが一体に形成され、さらに、第３の線材により、前記Ｗ相の第１コイルの一端側と前記Ｗ相の第２コイルの一端側とが接続された状態で当該Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルが一体に形成されている。前記Ｕ相の第１コイルの他端側、前記Ｖ相の第１コイルの他端側及び前記Ｗ相の第１コイルの他端側が電源供給回路に接続されている。前記Ｕ相の第２コイルの他端側、前記Ｖ相の第２コイルの他端側及び前記Ｗ相の第２コイルの他端側が共通のバスバーによって互いに導通可能に接続されており、スター結線されている。

【0009】

この構成によれば、Ｕ相の第１コイル及びＵ相の第２コイルが第１の線材によって一体に形成されているので、両コイルを接続するための専用のバスバーは不要になる。同様に、Ｖ相の第１コイル及びＶ相の第２コイルを接続するための専用のバスバー、Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルを接続するための専用のバスバーも不要になる。従って、バスバーとしては、Ｕ相の第２コイルの他端側、Ｖ相の第２コイルの他端側及びＷ相の第２コイルの他端側を接続するバスバーだけで済むので、部品点数が減るとともに、アキシャルギャップモータを小型化できる。

【0010】

本開示の第２の態様に係るステータは、前記Ｕ相の第１コイル、前記Ｕ相の第２コイル、前記Ｖ相の第１コイル、前記Ｖ相の第２コイル、前記Ｗ相の第１コイル及び前記Ｗ相の第２コイルを保持するコイルホルダを備えていてもよい。この場合、前記コイルホルダは、前記回転軸の周りを周方向に囲むように形成することができる。また、前記Ｕ相の第２コイルの他端側、前記Ｖ相の第２コイルの他端側及び前記Ｗ相の第２コイルの他端側は、前記コイルホルダの外周側に配置されており、これに対応するように、前記バスバーは、前記コイルホルダの外周側に保持されているので、回転軸から離れているコイルホルダの外周側においてコイルとバスバーとを接続できる。

【0011】

本開示の第３の態様では、前記Ｕ相の第１コイル、前記Ｖ相の第１コイル、前記Ｗ相の第１コイル、前記Ｕ相の第２コイル、前記Ｖ相の第２コイル、前記Ｗ相の第２コイルがこの順で前記回転軸周りに配置されていてもよい。この場合、前記第１の線材は、前記Ｕ相の第１コイルの一端側から前記Ｕ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延びており、また、前記第２の線材は、前記Ｖ相の第１コイルの一端側から前記Ｖ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延びており、さらに、前記第３の線材は、前記Ｗ相の第１コイルの一端側から前記Ｗ相の第２コイルの一端側まで前記コイルホルダの外周側を弧状に延びている。この構成によれば、第１の線材、第２の線材及び第３の線材のうち、コイル同士を接続している部分を、回転軸から離れているコイルホルダの外周側に配置することができる。

【0012】

本開示の第４の態様では、バスバーに第１接続孔、第２接続孔及び第３接続孔が形成されている。これにより、例えばバスバーをコイルホルダに保持させた後、Ｕ相の第１コイル及びＵ相の第２コイルをコイルホルダに組み付ける際には、Ｕ相の第２コイルの他端側に位置する第１の線材を第１接続孔に差し込んで接続すればよく、組み立て時の作業性が良好になる。Ｖ相、Ｗ相についても第２接続孔、第３接続孔を利用することで同様に組み立て時の作業性が良好になる。

【0013】

本開示の第５の態様では、コイルホルダに第１保持部、第２保持部及び第３保持部が設けられている。これにより、Ｕ相の第１コイルの他端側に位置する第１の線材を第１保持部に差し込むだけでコイルホルダに簡単に保持できる。Ｖ相、Ｗ相についても第２保持部第３保持部を利用することで同様に組み立て時の作業性が良好になる。

【0014】

本開示の第６の態様では、第１の線材における弧状に延びる部分と、第２の線材における弧状に延びる部分と、第３の線材における弧状に延びる部分とが回転軸に沿う方向から見たときに互いに重複するように配置されているので、３つの弧状に延びる部分を省スペースで配置できる。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、Ｕ相の第１コイル及びＵ相の第２コイルを第１の線材によって一体に形成し、Ｖ相の第１コイル及びＶ相の第２コイルを第２の線材によって一体に形成し、Ｗ相の第１コイル及びＷ相の第２コイルを第３の線材によって一体に形成したので、バスバーの数を減らすことができる。これにより、組み立て作業性を良好にすることができるとともにコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係るアキシャルギャップモータを備えた電動ポンプの正面図である。

【図2】図１におけるII－II線断面図である。

【図3】ステータの分解斜視図である。

【図4】ステータの斜視図である。

【図5】コイルホルダにコイル及びバスバーが組み付けられた状態を示す斜視図である。

【図6A】Ｕ相の第１コイル及び第２コイルの平面図である。

【図6B】図６ＡにおけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図6C】図６ＡにおけるＣ－Ｃ線断面図である。

【図7】Ｖ相の第１コイル及び第２コイルの平面図である。

【図8】Ｗ相の第１コイル及び第２コイルの平面図である。

【図9】コイルの結線を模式的に示す図である。

【図10】バスバーの平面図である。

【図11】別の実施形態に係る図９相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係るアキシャルギャップモータ２を備えた遠心式の電動ポンプ１の外観を示す図である。本実施形態では、電動ポンプ１が電動ウォーターポンプである場合について説明する。従って、本発明の実施形態に係る電動ポンプ１は、車両に搭載されている各種機器を冷却する冷却水を所定の経路内で循環させるためのものである。前記各種機器としては、例えば走行用モータ、インバータ回路、エンジン、変速機、空調機器等を挙げることができるが、これらに限られるものではなく、他の機器の冷却水を循環させることもできる。この実施形態の説明では、図１の上側を電動ポンプ１の上側といい、図１の下側を電動ポンプ１の下側というものとするが、これは説明の便宜を図るために定義するだけであり、実際の使用時の姿勢を限定するものではなく、どのような姿勢で電動ポンプ１を使用してもよい。

【0019】

以下の説明では、本発明を電動ポンプ１に適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、様々な液体や気体を送る電動ポンプに適用することもできる。また、気体を送る電動ポンプは、ブロアーやファン、圧縮機等であってもよい。

【0020】

図２に示すように、電動ポンプ１は、アキシャルギャップモータ２と、モータ筐体３と、アキシャルギャップモータ２によって回転駆動されるインペラ４と、ハウジング５と、回路基板（制御基板）６と、背面部材７とを備えている。回路基板６には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等を含む電源供給回路６ａが設けられている。電源供給回路６ａは、後述するコイル２１～２６に所定の電流を供給する部分である。尚、電源供給回路６ａには、例えば車両のバッテリ等（図示せず）から電力が供給されるようになっている。

【0021】

インペラ４はハウジング５内に収容されており、このハウジング５内に収容されたインペラ４がアキシャルギャップモータ２によって所定の方向に回転駆動されるようになっている。尚、図２では電動ポンプ１の主要部を分かりやすくするために、一部を仮想線で記載しているが、各部の形状や大きさは図示したものに限られず、変更可能である。

【0022】

（ハウジング５の構成）
ハウジング５は、例えば樹脂材を射出成形してなる射出成形品である。図１に示すように、ハウジング５の中央に位置する部分には、インペラ４の回転中心線方向に突出する吸入管部５０が一体成形されている。吸入管部５０の先端部（上流端部）には、吸入口５０ａが開口している。吸入口５０ａには、図示しない吸入側配管を流通した冷却水が吸入されるようになっている。

【0023】

ハウジング５は、吸入管部５０の基端部（下流端部）から径方向に延びるポンプ室形成壁部５１を有しており、吸入管部５０の突出方向と反対側は略全体が開放された形状となっている。ポンプ室形成壁部５１の内方には、吸入管部５０の下流端部に連通するポンプ室Ｓ１（図２に示す）が形成されており、このポンプ室Ｓ１内にインペラ４が収容されている。図１に示すように、ポンプ室形成壁部５１には、吸入管部５０の基端部から径方向に離れた部分に膨出部５１ａが形成されている。膨出部５１ａは、インペラ４の回転中心線周りに円弧状に延びるように形成されており、その膨出部５１ａの内方には、ポンプ室Ｓ１に連通する流出通路Ｓ２（図２に示す）が形成されている。つまり、電動ポンプ１は、インペラ４の回転により、流体を回転中心線に沿う方向に吸入した後、径方向に吐出するように構成されている。

【0024】

図１に示すように、ハウジング５における流出通路Ｓ２の下流端部に対応する部分には、吐出管部５２が一体成形されている。吐出管部５２は、インペラ４の回転中心を中心とする仮想円の接線方向に突出するように形成されている。吐出管部５２の基端部（上流端部）は、流出通路Ｓ２の下流端部と連通している。吐出管部５２の先端部（下流端部）には、吐出口５２ａ（図１にのみ示す）が開口している。吐出口５２ａには、図示しない吐出側配管が連通しており、吐出管部５２を流通した冷却水が吐出側配管に流入するようになっている。

【0025】

（モータ筐体３の構成）
モータ筐体３は、例えば樹脂材を射出成形してなる射出成形品であり、ハウジング５を開放側から覆うように形成されている。モータ筐体３は、後述するアキシャルギャップモータ２のステータ２Ａを構成する複数のステータコア２０及び複数のコイル２１～２６が埋め込まれた状態で固定されるステータ埋込部３１を有している。ステータ埋込部３１は、厚肉な板状をなしている。ステータ埋込部３１と、ハウジング５のポンプ室形成壁部５１との間に、上記ポンプ室Ｓ１が形成されている。

【0026】

また、モータ筐体３には、ハウジング５のポンプ室形成壁部５１の内側に嵌まるように形成された環状部３０が設けられている。環状部３０は、ステータ埋込部３１の周縁部からハウジング５内へ向けて突出するように形成されており、環状部３０の外周面と、ポンプ室形成壁部５１の内周面とは互いに密着するようになっている。環状部３０の外周面と、ポンプ室形成壁部５１の内周面とを密着、もしくは接着することにより、両者間の水密性及び気密性が確保される。他の接合例として、環状部３０とポンプ室形成壁部５１とを例えばスピン融着（溶着）することもでき、これにより、ガスケットなどの封止部品とボルト締結を廃止しながら２部品を接合して水密性及び気密性を確保できる。また、融着等することなく、環状部３０とポンプ室形成壁部５１との間にガスケットなどの封止部品３００を介在させた状態で、ボルト締結して両者を接合してもよい。環状部３０とポンプ室形成壁部５１との接合構造は、水密性及び気密性を確保できればよいので、上述した構造以外の接合構造を用いることも可能である。

【0027】

（アキシャルギャップモータ２の構成）
アキシャルギャップモータ２は、モータ筐体３に固定された複数のステータコア２０及び当該各ステータコア２０に巻装されたコイル２１～２６と、第１磁石４４及び第１バックヨーク４５と、第２磁石４６及び第２バックヨーク４７と、回転軸（支軸）４０と、軸受４１とを備えている。図２において、インペラ４は、ステータコア２０及びコイル２１～２６の右側に配置され、回路基板６は、ステータコア２０及びコイル２１～２６の左側に配置されるが、この構成に限られるものではなく、左右が反転した構成であってもよい。

【0028】

アキシャルギャップモータ２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相のモータである。すなわち、図３にも示すように、アキシャルギャップモータ２は、ステータコア２０を６つ備えている。６つのステータコア２０は１つのコアホルダ６０に保持されている。図４に示すように、コアホルダ６０の中心部に軸受４１が挿入された状態で一体化される。

【0029】

また、図５に示すように、アキシャルギャップモータ２は、ステータコア２０にそれぞれ対応した６つのコイル、即ち、Ｕ相の第１コイル２１、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第１コイル２３、Ｖ相の第２コイル２４、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６を備えている。６つのステータコア２０、Ｕ相の第１コイル２１、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第１コイル２３、Ｖ相の第２コイル２４、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６、コアホルダ６０及びコイルホルダ７０により、ステータ２Ａが構成されている。

【0030】

図３にも示すように、本例では６つのステータコア２０が回転軸４０を周方向に囲むように環状に配設され、６つのステータコア２０の周方向の間隔は等間隔に設定されている。６つのステータコア２０は同じものであり、例えば鉄等の金属製の部材で構成され、回転中心線方向（回転軸４０方向）に長い柱状をなしている。ステータコア２０の長手方向に直交する方向の断面は、回転中心線に最も近い部分に頂点が位置する略三角形状とされている。この断面形状は、ステータコア２０の長手方向一端から他端まで略同じになっている。尚、ステータコア２０の数は６つに限られるものではなく、任意の個数に設定できる。以下、ステータコア２０の数に応じてコイル２１～２６の数、コアホルダ６０の形状、コイルホルダ７０の形状を変更することができる。

【0031】

図３に示すように、コアホルダ６０は、６つのステータコア２０をそれぞれ保持する６つのコア保持部６１と、６つのコア保持部６１を連結する連結板部６２とを有しており、コア保持部６１及び連結板部６２は、電気絶縁性を持った樹脂材料で一体成形されている。６つのコア保持部６１は、６つのステータコア２０の位置に対応しており、回転中心線を囲むように環状に設けられている。各コア保持部６１の形状は筒状であり、ステータコア２０の外周面を囲むように形成されている。ステータコア２０とコイル２１との間にコア保持部６１が介在することになるので、コア保持部６１によってステータコア２０とコイル２１とが絶縁される。

【0032】

連結板部６２は、回転中心線と同心上に配置される円盤状をなしており、環状に並ぶ６つのコア保持部６１の基端部同士を連結することにより、６つのコア保持部６１の間隔を所定の間隔で維持する。連結板部６２は、各ステータコア２０の一端面（図２の右側の端面、即ちインペラ４側の端面）を覆う板状の第１覆い部６２ａを有している。ステータコア２０が６つあるので、第１覆い部６２ａも回転中心線の周方向に互いに間隔をあけて６つ設けられている。各第１覆い部６２ａは、ステータコア２０の一端面に沿って延びており、略三角形状となっている。コア保持部６１は、第１覆い部６２ａの周縁部からステータコア２０の他端側へ突出するように形成されている。

【0033】

Ｕ相の第１コイル２１、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第１コイル２３、Ｖ相の第２コイル２４、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６も、ステータコア２０と同様に回転軸４０を周方向に囲むように環状に配設されている。図５にも示すように、Ｕ相の第１コイル２１とＵ相の第２コイル２２が対をなしており、回転軸４０の軸中心を対称の中心として点対称となるように配置されている。また、Ｖ相の第１コイル２３とＶ相の第２コイル２４が対をなしており、これらも回転軸４０の軸中心を対称の中心として点対称となるように配置されている。さらに、Ｗ相の第１コイル２５とＷ相の第２コイル２６が対をなしており、これらも回転軸４０の軸中心を対称の中心として点対称となるように配置されている。そして、Ｕ相の第１コイル２１、Ｖ相の第１コイル２３、Ｗ相の第１コイル２５、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第２コイル２４、Ｗ相の第２コイル２６がこの順で回転軸４０周りに配置されている。尚、各コイル２１～２６の巻き方や巻き数は任意に設定することができる。

【0034】

Ｕ相の第１コイル２１、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第１コイル２３、Ｖ相の第２コイル２４、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６は、コアホルダ６０にも保持されるが、本例ではこれらコイル２１～２６を保持するコイルホルダ７０を設けてコイル２１～２６の保持をより確実なものにしている。すなわち、コイルホルダ７０は、全体として回転軸４０の周りを周方向に囲むように形成されており、図３に示すように、６つのコイル２１～２６の外周面を囲む周壁部７１と、端壁部７２とを有している。周壁部７１及び端壁部７２は電気絶縁性を持った樹脂材料で一体成形されている。端壁部７２は、回転中心線に直交する方向に延びており、ステータコア２０の他端面（図３の左側の端面、即ち反インペラ４側の端面）を覆う板状の第２覆い部７２ａを有している。各第２覆い部７２ａは、ステータコア２０の他端面に沿って延びており、略三角形状となっている。端壁部７２の中央部には開口７２ｂが形成されており、この開口７２ｂの形成により、後述するインサート成形時の溶融樹脂の流動性を高めている。

【0035】

周壁部７１は、コイルホルダ７０の外周側を構成する部分であり、端壁部７２の周縁部からコイル２１の外周部に沿うように突出している。周壁部７１の一部は、径方向へ膨出するように形成されており、この径方向へ膨出した部分には、第１保持部７３、第２保持部７４及び第３保持部７５が反インペラ側へ突出するように形成されている。また、周壁部７１における径方向へ膨出した部分には、後述するインサート成形時の溶融樹脂の流動性を高めるための開口７１ｂも形成されている。

【0036】

図６Ａに示すように、Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２は、共通の第１の線材１０１により、一体に形成されており、１つのＵ相コイルユニットＹ１を構成している。第１の線材１０１は例えば銅線等の導電性を有する線材で構成されている。Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２を形成する際には、例えば１本の第１の線材１０１を柱状の芯（図示せず）に所定回数だけ巻き付けることでＵ相の第１コイル２１を形成することができ、Ｕ相の第１コイル２１を形成した後、同じ芯の別の部分に第１の線材１０１を所定回数だけ巻き付けることでＵ相の第２コイル２２を形成することができる。これにより、Ｕ相の第１コイル２１の一端側とＵ相の第２コイル２２の一端側とが接続された状態、即ち両コイル２１、２２が導通した状態のＵ相コイルユニットＹ１が得られる。

【0037】

第１の線材１０１におけるＵ相の第１コイル２１とＵ相の第２コイル２２との間の部分は、Ｕ相の第１コイル２１の一端側からＵ相の第２コイル２２の一端側までコイルホルダ７０の外周側を弧状に延びる第１弧状部１０１ａとされている。本例では、第１弧状部１０１ａが周壁部７１の外周面に沿うように延びている。図６Ｂに示すように、Ｕ相の第１コイル２１の一端側は、図６Ｂ中、上側であり、また、Ｕ相の第１コイル２１の他端側は、図６Ｂ中、下側である。Ｕ相の第１コイル２１の他端側には、電源供給回路６ａに接続される第１電源接続部１０１ｂが設けられている。第１電源接続部１０１ｂは、第１の線材１０１で構成されており、Ｕ相の第１コイル２１の他端側から突出している。Ｕ相コイルユニットＹ１がコイルホルダ７０に組み付けられると、第１電源接続部１０１ｂが第１保持部７３に形成された貫通孔に差し込まれた状態で保持される。

【0038】

図６Ｃに示すように、Ｕ相の第２コイル２２の一端側は、図６Ｃ中、下側であり、また、Ｕ相の第２コイル２２の他端側は、図６Ｃ中、上側である。Ｕ相の第２コイル２２の他端側には、後述するバスバー８０に接続される第１バスバー接続部１０１ｃが設けられている。第１バスバー接続部１０１ｃは、第１の線材１０１で構成されており、Ｕ相の第２コイル２２の他端側から突出している。第１電源接続部１０１ｂの突出方向と、第１バスバー接続部１０１ｃの突出方向とは同じである。第１電源接続部１０１ｂの方が、第１バスバー接続部１０１ｃよりも長く形成されている。

【0039】

図７に示すように、Ｖ相の第１コイル２３及びＶ相の第２コイル２４は、共通の第２の線材１０２により、一体に形成されており、１つのＶ相コイルユニットＹ２を構成している。第２の線材１０２は、第１の線材１０１と同じであり、Ｖ相コイルユニットＹ２は、Ｕ相コイルユニットＹ１と同様に形成されている。

【0040】

すなわち、第２の線材１０２におけるＶ相の第１コイル２３とＶ相の第２コイル２４との間の部分は、Ｖ相の第１コイル２３の一端側からＶ相の第２コイル２４の一端側までコイルホルダ７０の外周側を弧状に延びる第２弧状部１０２ａとされている。また、Ｖ相の第１コイル２３の他端側には、電源供給回路６ａに接続される第２電源接続部１０２ｂが設けられている。第２電源接続部１０２ｂは、第２の線材１０２で構成されており、Ｖ相の第１コイル２３の他端側から突出している。Ｖ相コイルユニットＹ２がコイルホルダ７０に組み付けられると、第２電源接続部１０２ｂが第２保持部７４に形成された貫通孔に差し込まれた状態で保持される。また、Ｖ相の第２コイル２４の他端側には、バスバー８０に接続される第２バスバー接続部１０２ｃが設けられている。第２バスバー接続部１０２ｃは、第２の線材１０２で構成されており、Ｖ相の第２コイル２４の他端側から突出している。第２電源接続部１０２ｂの突出方向と、第２バスバー接続部１０２ｃの突出方向とは同じである。第２電源接続部１０２ｂの方が、第２バスバー接続部１０２ｃよりも長く形成されている。

【0041】

図８に示すように、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６は、共通の第３の線材１０３により、一体に形成されており、１つのＷ相コイルユニットＹ３を構成している。第３の線材１０３は、第１の線材１０１と同じであり、Ｗ相コイルユニットＹ３は、Ｕ相コイルユニットＹ１と同様に形成されている。

【0042】

すなわち、第３の線材１０３におけるＷ相の第１コイル２５とＷ相の第２コイル２６との間の部分は、Ｗ相の第１コイル２５の一端側からＷ相の第２コイル２６の一端側までコイルホルダ７０の外周側を弧状に延びる第３弧状部１０３ａとされている。また、Ｗ相の第１コイル２５の他端側には、電源供給回路６ａに接続される第３電源接続部１０３ｂが設けられている。第３電源接続部１０３ｂは、第３の線材１０３で構成されており、Ｗ相の第１コイル２５の他端側から突出している。Ｗ相コイルユニットＹ３がコイルホルダ７０に組み付けられると、第３電源接続部１０３ｂが第３保持部７５に形成された貫通孔に差し込まれた状態で保持される。また、Ｗ相の第２コイル２６の他端側には、バスバー８０に接続される第３バスバー接続部１０３ｃが設けられている。第３バスバー接続部１０３ｃは、第３の線材１０３で構成されており、Ｗ相の第２コイル２６の他端側から突出している。第３電源接続部１０３ｂの突出方向と、第３バスバー接続部１０３ｃの突出方向とは同じである。第３電源接続部１０３ｂの方が、第３バスバー接続部１０３ｃよりも長く形成されている。

【0043】

図５は、Ｕ相コイルユニットＹ１、Ｖ相コイルユニットＹ２及びＷ相コイルユニットＹ３がコイルホルダ７０に組み付けられた状態を示している。回転軸４０に沿う方向から見たときに、第１の線材１０１における第１弧状部１０１ａと、第２の線材１０２における第２弧状部１０２ａと、第３の線材１０３における第３弧状部１０３ａとが少なくとも一部において互いに重複するように配置されている。これにより、第１弧状部１０１ａ、第２弧状部１０２ａ及び第３弧状部１０３ａを省スペースで配置できる。

【0044】

ステータ２Ａは、バスバー８０を備えている。バスバー８０は、導電性を有する金属材料で構成されており、Ｕ相の第２コイル２２の他端側、Ｖ相の第２コイル２４の他端側及びＷ相の第２コイル２６の他端側を導通可能に接続するための部材である。この実施形態では、バスバー８０が１つだけ設けられており、従って、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第２コイル２４及びＷ相の第２コイル２６は共通のバスバー８０によって接続されることになる。

【0045】

図９は、コイル２１～２６の結線を模式的に示している。バスバー８０により、Ｕ相の第２コイル２２、Ｖ相の第２コイル２４及びＷ相の第２コイル２６を接続することで、コイル２１～２６を、いわゆるスター結線とすることができる。

【0046】

図１０に示すように、バスバー８０は円弧状をなしている。バスバー８０の周方向一端部には、第１突出板部８１が径方向内方へ向けて突出ように形成されている。バスバー８０の周方向中間部には、第２突出板部８２が径方向内方へ向けて突出ように形成されている。バスバー８０の周方向他端部には、第３突出板部８３が径方向内方へ向けて突出ように形成されている。第１突出板部８１には、Ｕ相の第２コイル２２の他端側に設けられている第１バスバー接続部１０１ｃが差し込まれた状態で導通可能に接続される第１接続孔８１ａが貫通形成されている。第２突出板部８２には、Ｖ相の第２コイル２４の他端側に設けられている第２バスバー接続部１０２ｃが差し込まれた状態で導通可能に接続される第２接続孔８２ａが貫通形成されている。第３突出板部８３には、Ｗ相の第２コイル２６の他端側に設けられている第３バスバー接続部１０３ｃが差し込まれた状態で導通可能に接続される第３接続孔８３ａが貫通形成されている。

【0047】

Ｕ相の第２コイル２２の他端側、Ｖ相の第２コイル２４の他端側及びＷ相の第２コイル２６の他端側は、コイルホルダ７０の外周側に配置されている。従って、第１バスバー接続部１０１ｃ、第２バスバー接続部１０２ｃ及び第３バスバー接続部１０３ｃも、コイルホルダ７０の外周側に配置されることになる。これに対応するように、バスバー８０は、コイルホルダ７０の外周側に保持されている。

【0048】

図４に示すように、軸受４１は、回転中心線方向に延びる筒状に形成されており、上述したようにモータ筐体３に対して回転不能に固定されている。図２に示す回転軸４０は、軸受４１に挿通された状態で回転可能に支持された中空軸で構成されており、回転軸４０の長さは軸受４１の長さよりも長く設定されている。したがって、軸受４１に支持された状態で、回転軸４０の一端部（インペラ４側の端部）は、軸受４１の一端部から突出しており、また、回転軸４０の他端部（反インペラ４側の端部）は、軸受４１の他端部から突出している。尚、図示しないが、回転軸４０をモータ筐体３に固定した非回転の支軸とし、この支軸に対して軸受４１を回転可能に配設してもよい。

【0049】

回転軸４０の一端部には、インペラ４の径方向中心部が固定されている。具体的には、回転軸４０の一端部の内面には雌ねじ部が形成されており、ボルトＥの軸部を、インペラ４の径方向中心部を貫通させてから回転軸４０の雌ねじ部に螺合させることで、インペラ４が回転軸４０に対して相対回転不能に締結固定される。

【0050】

第１磁石４４及び第１バックヨーク４５は、インペラ４とステータコア２０との間に配設されており、インペラ４におけるステータコア２０側の面に固定されている。また、第１バックヨーク４５は、ボルトＥによってインペラ４と共に回転軸４０に共締めされている。第１磁石４４及び第１バックヨーク４５は、樹脂製の被覆材４８によって被覆されている。インペラ４は、回転軸４０の一端部に対して回転不能に固定された部材であるため、このインペラ４に固定された第１磁石４４及び第１バックヨーク４５も回転軸４０の一端部に対して回転不能に固定されることになる。第１磁石４４が回転軸４０の一端部に固定された状態で、ステータコア２０の一端面と第１磁石４４とが回転中心線方向に所定の隙間をあけて並ぶように配置される。

【0051】

第２磁石４６及び第２バックヨーク４７は、回路基板６側に配置されており、回転軸４０の他端部に固定されている。具体的には、回転軸４０の他端部の内面にも一端部と同様な雌ねじ部（図示せず）が形成されており、ボルトＦの軸部を、第２バックヨーク４７の径方向中心部を貫通させてから回転軸４０の雌ねじ部に螺合させることで、第２バックヨーク４７が回転軸４０に締結固定される。第２バックヨーク４７に第２磁石４６が固定されており、第２磁石４６は樹脂製の被覆材４９によって被覆されている。従って、ステータコア２０の他端面と第２磁石４６とが回転中心線方向に並ぶように配置される。

【0052】

第１磁石４４及び第２磁石４６は、例えば樹脂磁石等を用いることができる。第１磁石４４及び第２磁石４６は円板状に形成されている。第１磁石４４及び第２磁石４６には、複数のＮ極部分とＳ極部分とが回転軸４０周りに交互に設けられている。第１磁石４４及び第２磁石４６とステータコア２０との間隔ができるだけ小さな所定の間隔となるように、第１磁石４４及び第２磁石４６のステータコア２０に対する位置が設定されている。

【0053】

第１バックヨーク４５及び第２バックヨーク４７も円板状に形成され、それぞれ第１磁石４４及び第２磁石４６におけるステータコア２０と反対側の面に積層されて当該第１磁石４４及び第２磁石４６と一体化されている。第１バックヨーク４５及び第２バックヨーク４７の外径は第１磁石４４及び第２磁石４６の外径よりも大きく設定してもよいし、同程度に設定してもよい。

【0054】

電動ポンプ１は、第２バックヨーク４７をステータコア２０と反対側から覆うカバー８を備えている。このカバー８によりモータ筐体３の内部空間が他端側において閉塞されている。カバー８は、例えばアルミニウム合金等の熱伝導性が高い材料で構成されている。カバー８の外側には、アキシャルギャップモータ２を制御するための回路基板６が当該カバー８と接触した状態で配設されている。回路基板６には、発熱する電源供給回路６ａが搭載されている。回路基板６は、背面部材７によって覆われている。背面部材７は、回路基板６と共にカバー８に締結固定されている。背面部材７も例えばアルミニウム合金等の熱伝導性が高い材料で構成されている。

【0055】

（アキシャルギャップモータ２の製造方法）
次に、上記のように構成されたアキシャルギャップモータ２の製造方法について説明する。まず、コアホルダ６０及びコイルホルダ７０を用意する。コアホルダ６０及びコイルホルダ７０は、一次樹脂を成形（一次成形）することで得られる部材であり、電磁シールド樹脂でない樹脂で形成されている。コアホルダ６０には、ステータコア２０を保持させる。一次成形時に、６つのステータコア２０をインサート成形することも可能であり、この場合、コアホルダ６０に６つのステータコア２０を保持させる必要はない。コアホルダ６０とコイルホルダ７０は同時に成形しなくてもよく、このため、コアホルダ６０とコイルホルダ７０の樹脂が同一でなくてもよい。

【0056】

また、図５に示すように、バスバー８０をコイルホルダ７０に組み付けて保持する。次いで、Ｕ相コイルユニットＹ１をコイルホルダ７０に組み付ける。例えば、Ｕ相コイルユニットＹ１をコイルホルダ７０の上方に位置付けた後、下方へ移動させる。このとき、第１電源接続部１０１ｂ及び第１バスバー接続部１０１ｃが共にＵ相コイルユニットＹ１の移動方向（下方）に突出した姿勢となっているので、第１電源接続部１０１ｂ及び第１バスバー接続部１０１ｃをそれぞれコイルホルダ７０の第１保持部７３及びバスバー８０の第１接続孔８１ａに差し込むことができる。これにより、組み立て時の作業性が良好になる。

【0057】

また、Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２は１本の第１の線材１０１で連続して形成されており、接続部分を持っていないので、組立工数を削減できるとともに、信頼性を向上できる。さらに、Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２が一体となっているので、組付時には、Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２の相対的な位置関係を保ったままで、例えば自動組付装置（図示せず）などによって自動組付が容易に行える。

【0058】

また、Ｕ相コイルユニットＹ１におけるＵ相の第１コイル２１とＵ相の第２コイル２２との間の部分を外周側に配置することで一次成形物に沿わせることができる。これにより、二次成形時の樹脂圧／流れのよるコイルの位置ずれを抑制できるとともに、製品表層への露出も抑制できる。

【0059】

同様に、Ｖ相コイルユニットＹ２をコイルホルダ７０に組み付けることができ、この場合、第２電源接続部１０２ｂ及び第２バスバー接続部１０２ｃをそれぞれコイルホルダ７０の第２保持部７４及びバスバー８０の第２接続孔８２ａに差し込むことができる。また、同様に、Ｗ相コイルユニットＹ３をコイルホルダ７０に組み付けることができ、この場合、第３電源接続部１０３ｂ及び第３バスバー接続部１０３ｃをそれぞれコイルホルダ７０の第３保持部７５及びバスバー８０の第３接続孔８３ａに差し込むことができる。尚、Ｕ相コイルユニットＹ１、Ｖ相コイルユニットＹ２及びＷ相コイルユニットＹ３のコイルホルダ７０への組付順は上述した順番に限られるものではなく、任意に設定できる。第１バスバー接続部１０１ｃ、第２バスバー接続部１０２ｃ及び第３バスバー接続部１０３ｃはバスバー８０にハンダ付けする。

【0060】

コアホルダ６０はモータ筐体３にインサート成形される。また、コイルホルダ７０はコアホルダ６０に固定された状態でモータ筐体３にインサート成形される。つまり、ステータ２Ａはモータ筐体３にインサート成形される。

【0061】

すなわち、上述したようにコアホルダ６０に６つのステータコア２０を保持させるとともに、コイル２１～２６及びバスバー８０をコイルホルダ７０に保持させてステータ２Ａを得た後、ステータ２Ａを、モータ筐体３を成形する金型（図示せず）内に収容して位置決めし、型締めした後、当該金型内に溶融樹脂（二次樹脂）を射出することで二次成形を行う。溶融樹脂が固化した後に脱型することで、ステータ２Ａがインサート成形されたモータ筐体（二次成形品）３が得られる。尚、コアホルダ６０とコイルホルダ７０をアッセンブリしなくてもよく、別々に二次成形の金型に置いてインサート成形することも可能である。

【0062】

第１電源接続部１０１ｂ、第２電源接続部１０２ｂ及び第３電源接続部１０３ｂは、モータ筐体３から反インペラ４側へ突出し、モータ筐体３の外部に露出している。モータ筐体３に対して回路基板６を組み付けると、第１電源接続部１０１ｂ、第２電源接続部１０２ｂ及び第３電源接続部１０３ｂが電源供給回路６ａに接続されるようになっている。

【0063】

ステータコア２０及びコイル２１～２６が一体化したコアホルダ６０をモータ筐体３にインサート成形することで、ステータコア２０及びコイル２１～２６をモータ筐体３に対して正確な位置に固定できる。また、複数のコイル２１～２６がコイルホルダ７０により保持されるので、コイル２１～２６同士の相対的な位置決めを正確にすることができる。

【0064】

軸受４１もインサート成形することができる。すなわち、ステータ２Ａを金型内に収容する時に軸受４１も一緒に収容して位置決めしておく。その後、二次成形の樹脂が固化することにより、軸受４１がモータ筐体３の所定の位置に固定された二次成形品が得られる。

【0065】

例えば、ハウジング５や二次樹脂は、例えば電磁シールド樹脂等で構成することができる。電磁シールド樹脂は、電磁波をシールドすることが可能な樹脂であり、従来から周知の材料である。例えばベース樹脂材に導電性炭素繊維を配合することによって得られた電磁シールド樹脂材を使用することができる。例えば、ポリフェニレンサルファイドをベース樹脂とした炭素繊維強化熱可塑性樹脂が好適であるが、これに限られるものではない。一方、コアホルダ６０、コイルホルダ７０、被覆材４８、４９は、電磁シールド樹脂でない樹脂で形成されている。

【0066】

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｕ相の第１コイル２１及びＵ相の第２コイル２２が第１の線材１０１によって一体に形成されているので、両コイル２１、２２を接続するための専用のバスバーは不要になる。同様に、Ｖ相の第１コイル２３及びＶ相の第２コイル２４が第２の線材１０２によって一体に形成されているので、両コイル２３、２４を接続するための専用のバスバーが不要になり、さらに、Ｗ相の第１コイル２５及びＷ相の第２コイル２６が第３の線材１０３によって一体に形成されているので、両コイル２５、２６を接続するための専用のバスバーも不要になる。従って、１つのバスバー８０を設けるだけで済むので、部品点数が減るとともに、アキシャルギャップモータ２を小型化できる。また、部品点数が減ることで、組み立て作業性を良好にすることができるとともにコストを低減できる。

【0067】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0068】

上記実施形態では、バスバー８０がコイルホルダ７０に組み付けられるように構成されているが、これに限らず、コイルホルダ７０の射出成形時にバスバー８０をインサート成形してもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、第１バスバー接続部１０１ｃ、第２バスバー接続部１０２ｃ及び第３バスバー接続部１０３ｃをバスバー８０にハンダ付けしているが、これに限らず、例えば、ヒュージングによって接続してもよいし、レーザ溶接によって接続してもよく、接続方法は限定されない。

【0070】

また、上記実施形態では、２連コイル×３相の合計６コイルの例について説明したが、これに限らず、図１１に示すように、３連コイル×３相の合計９コイルであっても、本発明を適用できる。つまり、コイルの数は、限定されるものではない。図１１に示すように、、Ｕ相の第１コイル２１とＵ相の第２コイル２２との間に、Ｕ相の第３コイル２００が設けられ、また、Ｖ相の第１コイル２３とＶ相の第２コイル２４との間に、Ｖ相の第３コイル２０１が設けられ、また、Ｗ相の第１コイル２５とＷ相の第２コイル２６との間に、Ｗ相の第３コイル２０２が設けられている。

【0071】

図１１に示す場合、第１の線材１０１により、Ｕ相の第１コイル２１の一端側とＵ相の第２コイル２２の一端側とがＵ相の第３コイル２００を介して接続された状態でコイル２１、２２、２００が一体に成形される。また、第２の線材１０２により、Ｖ相の第１コイル２３の一端側とＶ相の第２コイル２４の一端側とがＶ相の第３コイル２０１を介して接続された状態でコイル２３、２４、２０１が一体に成形される。また、第３の線材１０３により、Ｗ相の第１コイル２５の一端側とＷ相の第２コイル２６の一端側とがＷ相の第３コイル２０２を介して接続された状態でコイル２５、２６、２０２が一体に成形される。

【産業上の利用可能性】

【0072】

以上説明したように、本開示に係るアキシャルギャップモータは、例えば例えば自動車に搭載される電動ウォーターポンプ等で利用することができる。

【符号の説明】

【0073】

２ アキシャルギャップモータ
２Ａ ステータ
３ モータ筐体
４ インペラ
２０ ステータコア
２１ Ｕ相の第１コイル
２２ Ｕ相の第２コイル
２３ Ｖ相の第１コイル
２４ Ｖ相の第２コイル
２５ Ｗ相の第１コイル
２６ Ｗ相の第２コイル
４４ 第１磁石
７０ コイルホルダ
７３ 第１保持部
７４ 第２保持部
７５ 第３保持部
８０ バスバー
８１ａ 第１接続孔
８２ａ 第２接続孔
８３ａ 第３接続孔
１０１ 第１の線材
１０２ 第２の線材
１０３ 第３の線材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】