特許 7461063 結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-26

(45)【発行日】2024-04-03

(54)【発明の名称】結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーター

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/52 20060101AFI20240327BHJP

【ＦＩ】

H02K3/52 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022011894

(22)【出願日】2022-01-28

(65)【公開番号】P2022120815

(43)【公開日】2022-08-18

【審査請求日】2022-01-28

(31)【優先権主張番号】110104505

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】596009559

【氏名又は名称】姚 立和

(74)【代理人】

【識別番号】100143720

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 耕一郎

(72)【発明者】

【氏名】姚 立和

(72)【発明者】

【氏名】謝 弼任

(72)【発明者】

【氏名】謝 培升

(72)【発明者】

【氏名】田 騏禎

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７７０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０３８８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２８５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１０４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２００１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１６８０９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２９６１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０７１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０００７９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３２３７４０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターを構成する同相でない複数の導線(51、52、53)を分けて配線するもので、環状の円盤構造を備える結線台(30)であって、
前記結線台(30)の頂面には、径方向の内側から外側にかけて相互に間隔が置かれた複数のガイド溝(300、31、32、33)が形成され、
さらに、各前記ガイド溝(300、31、32、33)のそれぞれの底面には、前記結線台(30)の頂面とその反対側の面とを連通させる孔であって、前記結線台(30)の頂面の反対側から前記頂面の側に前記導線(51、52、53)を通すための貫通孔(310、320、330)がそれぞれ形成されていて、
隣り合う前記ガイド溝(300、31、32、33)同士の間は、円環状の切れ目がない壁によって仕切られており、かつ、
隣り合う前記ガイド溝(300、31、32、33)同士の前記貫通孔(310、320、330)同士は繋がっておらず、それぞれの前記貫通孔(310、320、330)は独立した孔として形成され、
前記結線台(30)の各ガイド溝(300、31、32、33)における貫通孔(310、320、330)の両側の少なくとも一側には、少なくとも1つの挟線バンプ(311、321、331)が形成され、
前記結線台(30)における前記各ガイド溝(300、31、32、33)に対応する部分には互いに分離した結束ブロック(36)がそれぞれ設けられるとともに、各前記結束ブロック(36)における各前記ガイド溝(300、31、32、33)に対応する部分には、内部と外部が連通する線孔(37)がそれぞれ形成され、
前記結束ブロック(36)における少なくとも一端には、固定片(38)が形成され、前記結線台(30)の内縁及び外縁には、結束ブロック(36)の固定片(38)に相対する固定溝(39)が形成されている
ことを特徴とする結線台(30)。

【請求項2】

請求項1に記載の結線台(30)において、
前記結線台(30)は、3つのガイド溝(300、31、32、33)を備える
ことを特徴とする結線台(30)。

【請求項3】

請求項1に記載の結線台(30)において、
前記結線台(30)における前記複数のガイド溝(300、31、32、33)の底部の高さは同じである
ことを特徴とする結線台(30)。

【請求項4】

鉄心(20)と、複数の導線(51、52、53)を備えるコイルユニット(25)とからなるモータステータ(10)であって、
鉄心(20)及びコイルユニット(25)の頂端には、請求項1から請求項3のいずれかに記載の結線台(30)が設けられる
ことを特徴とするモータステータ(10)。

【請求項5】

請求項4に記載のモータステータ(10)において、
前記鉄心(20)は、複数のケイ素鋼片(21)と、複数のI型部品(22)と、を備え、
前記複数のケイ素鋼片(21)が積み重ねられるとともに相互に連結されることで、一定の厚みを備える中空の円柱体が形成され、
前記複数のI型部品(22)は、中空の円柱体の内周側に設けられ、各I型部品(22)は、外板(23)と内板(24)をそれぞれ備えることで、各前記I型部品(22)には、異なる相位に応じて内板(24)と外板(23)の間に導線(51、52、53)が巻き付けられることで、コイルユニット(25)が形成される
ことを特徴とするモータステータ(10)。

【請求項6】

請求項5に記載のモータステータ(10)において、
前記結線台(30)の外周縁には、複数の外側位置決めバンプ(34)が形成されるとともに、前記結線台(30)の内周縁には、複数の内側位置決めバンプ(35)が形成され、
前記鉄心(20)のI型部品(22)における外板(23)の頂縁は、前記複数の外側位置決めバンプ(34)に対応する嵌合溝(230)をそれぞれ備え、さらに、前記I型部品(22)における内板(24)と頂縁の間には、前記複数の内側位置決めバンプ(35)に対応する嵌合溝(240)がそれぞれ形成される
ことを特徴とするモータステータ(10)。

【請求項7】

筺体と、モータステータ(10)と、モーター回転子とからなるモーターであって、
前記モーターは、請求項4から請求項6のいずれかに記載のモータステータ(10)及びモーター回転子を備える
ことを特徴とするモーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モーターの技術分野に関し、特にモータステータにおけるコイルユニットの導線を結線台の中に効果的に分けて入れることで、導線を通す方法をより簡易化するとともに、同相ではない導線の誤接触を防ぐことで、使用上の安全性を大幅に高めることのできる結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーターに関する。

【背景技術】

【0002】

現在の産業界のニーズを考えると、モーター使用時の安全性及びモーターの体積を縮小することは非常に重要な課題である。三相モーターの場合、同相ではないコイルユニットの導線の接続ミス及び誤接触を防ぐため、一般のモータステータの頂端は、結線台を備える。結線台によって、同相ではないコイルユニットの導線を一か所に集めることで結線作業が完了するとともに、三相電源に接続しやすくなる。

【0003】

台湾特許第Ｉ６８１６０８号、台湾特許第Ｉ７０８４５９号等に示す通り、従来のモータステータの結線台は、通常、側辺の開き口に位置することで、前記複数のコイルユニットの導線は、側辺から結線台における異なる導線溝の中にそれぞれ入れられる。しかしながら、これら従来の結線台には、以下に挙げる使用上の問題がいくつか存在する。

【0004】

１、まず、導線は結線台の側辺を通って結線台の中に入れられるため、下方に位置するコイルユニットの導線を、外周縁の方向に折り曲げて延出させた後、側辺から結線台の導線溝の中に導線を１本ずつ入れて対応させる必要があるため、導線を入れる際の手間と複雑さが自然と増すとともに、結線台を通る導線は、その外径の大きさも増すことで、全体の体積が大きくなってしまい、それにより、モーターの材積も大きくなる。

【0005】

２、さらに、三相の導線は、結線台における異なる導線溝に巻き付けられるため、内側に位置する導線溝の導線が側辺を通って結線台の中に入れられる場合、最外側及び中間の導線溝をまたぐ必要があり、誤接触が生じるのを防ぐため、通常、結線台には特殊な構造設計が必要である。例えば、台湾特許第Ｉ６８１６０８号の結線台は、導線溝の底面を異なる高さにすることで、同相ではない導線の位置がずれるようにしており、台湾特許第第Ｉ７０８４５９号の結線台は、隣り合う導線溝の間に高さの異なる仕切り板を設けることで、同相ではない導線の位置がずれるようにしている。しかしながら、いずれの方法であっても結線台の高さが増し、同様に、全体の体積が大きくなってしまうことで、モーターの材積も大きくなってしまう。

【0006】

３、さらに、上述の通り、最内側の導線は、結線台における最外側と中間の導線溝をまたぐ必要があり、中間の導線も結線台の最外側の導線溝をまたぐ必要があるが、この場合、高さが異なる以外には、コイルユニットにおける前記複数の導線の間を隔てる物は何もないため、同相ではないコイルユニットの導線がいつ互いにショートするか分からないという危険があり、モーターを使用する上での安全性が危惧される。

【0007】

言い換えると、従来のモータステータの結線台の設計は完全ではなく、それにより、結線作業が困難であり、組み立て作業も複雑であるとともに、エラー率も大幅に増加する。さらに、結線台の体積が増加することで、モーターの体積と重量にも影響が及び、使用上の安全性にも問題がある場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】台湾特許第Ｉ６８１６０８号明細書

【文献】台湾特許第Ｉ７０８４５９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、モータステータにおけるコイルユニットの導線を結線台の中に効果的に分けて入れることで、導線を通す方法をより簡易化するとともに、同相ではない導線の誤接触を防ぐことで、使用上の安全性を大幅に高めることのできる、結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーターを提供することを目的とする。

【0010】

本発明は、さらに、結線台の外径と高さを縮小することで、全体の体積を小さくし、さらに、モーターの材積を縮小することのできる、結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーターを提供することを目的とする。

【0011】

本発明は、さらに、効果的且つ迅速に同相のコイルユニットの導線を整理することができ、各前記導線を絶縁材で被覆する必要がないことで、効果的且つ簡単に製造できるとともに組み立てることができ、さらに、商品の歩留り率を向上させることのできる、結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーターを提供することを目的とする。

【0012】

本発明は、さらに、各相位のコイルユニットの導線を正しい方向に巻き付けられることで、結線の組み立てをさらに簡易化することができるとともに、エラー率を効果的に低減することのできる、結線台、モータステータ、及び、結線台とモータステータを応用したモーターを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、結線台であり、特に、モーターのモータステータに応用される結線台である。前記モータステータは、鉄心と、複数のコイルユニットとからなり、そのうち、鉄心は、複数のケイ素鋼片と、複数のＩ型部品を備え、前記複数のケイ素鋼片が積み重ねられるとともに相互に連結されることで一定の厚みを備える中空の円柱体に形成される。前記複数のＩ型部品は、中空の円柱体の内周側に設けられ、各Ｉ型部品は、外板と、内板をそれぞれ備え、各前記Ｉ型部品には、異なる相位に応じて内板、外板の間に導線が巻き付けられることで、コイルユニットが形成されるとともに、鉄心の頂端には、各前記コイルユニットに対応する結線台が設けられ、それにより、同相ではないコイルユニットの導線を一か所に集めることで、結線作業が完了するとともに、電源に接続しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の結線台を応用したモータステータの外観図である。

【図2】本発明における結線台の斜視分解図である。

【図3】本発明における結線台の平面図である。

【図4】本発明の結線台における図３中の切断線４－４の側面図である。

【図5】本発明の結線台を応用したモータステータの平面図である。

【図6】本発明の結線台を応用したモータステータにおける図５中の切断線６－６の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明は、結線台３０であり、特に、モーターのモータステータに応用される結線台３０である。図１、図２に示す通り、前記モータステータ１０は、鉄心２０と、複数のコイルユニット２５とからなり、そのうち、鉄心２０は、複数のケイ素鋼片２１と、複数のＩ型部品２２を備え、前記複数のケイ素鋼片２１が積み重ねられるとともに相互に連結されることで一定の厚みを備える中空の円柱体に形成される。前記複数のＩ型部品２２は、中空の円柱体の内周側に設けられ、各Ｉ型部品２２は、外板２３と、内板２４をそれぞれ備え、各前記Ｉ型部品２２には、異なる相位に応じて内板２４と外板２３の間に導線５１、導線５２、及び、導線５３が巻き付けられることで、コイルユニット２５が形成されるとともに、鉄心２０の頂端には、各前記コイルユニット２５に対応する結線台３０が設けられ、それにより、同相ではないコイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３を一か所に集めることで、結線作業が完了するとともに、電源に接続しやすくなる。

【0016】

前記結線台３０は本発明の特徴であり、前記結線台３０の構造について好ましい実施例を参照しつつ詳細を説明する。参照する図２、図３、及び、図４に示す通り、前記結線台３０は環状の円盤構造であるとともに、前記結線台３０の頂面には、内側から外側にかけて相数に対応し且つ相互に間隔が置かれた少なくとも３つのガイド溝３００が形成される。例えば、三相である場合、３つのガイド溝３００、四相である場合、４つのガイド溝３００、または、五相である場合、５つのガイド溝３００が形成される。さらに、一部の実施例に基づき、前記複数のガイド溝３００の底部の高さは同じである。本発明は、主に、三相モーターを実施例とする。前記結線台３０の頂面は、相互に間隔が置かれた３つのガイド溝３００を備え、ガイド溝３００における内側から外側は、それぞれ、第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３と定義され、それにより、上述の各前記コイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３がそれぞれ巻き付けられる。さらに、前記結線台３０における第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３の底面には、内外連通する複数の貫通孔３１０、貫通孔３２０、及び、貫通孔３３０がそれぞれ形成され、それにより、外部の各前記コイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３を、相互に対応する結線台３０の第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２または第３ガイド溝３３内にそれぞれ通して巻き付けることにより、同相ではないコイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３が確実に分けられるとともに、誤接触が生じないことで、使用上の安全性が向上する。

【0017】

また、前記結線台３０における第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３の導線５１、導線５２、及び、導線５３に対応し且つ正確に巻き付けられた方向の一側には、少なくとも１つの挟線バンプ３１１、挟線バンプ３２１、及び、挟線バンプ３３１がそれぞれ形成されることで、使用者は、導線５１、導線５２、及び、導線５３を巻き付ける方向を判断することができるとともに（図５に図示）、導線５１、導線５２、及び、導線５３が勝手に離脱するのを効果的に防ぐことができる（図６に図示）。さらに、前記結線台３０の外周縁には、複数の外側位置決めバンプ３４が形成され、複数の外側位置決めバンプ３４は、上述の鉄心２０におけるＩ型部品２２の外板２３にそれぞれ対応して嵌合され、前記Ｉ型部品２２における外板２３の頂縁は、対応する嵌合溝２３０をそれぞれ備える。さらに、前記結線台３０の内周縁には、複数の内側位置決めバンプ３５が形成され、複数の内側位置決めバンプ３５は、上述の鉄心２０におけるＩ型部品２２の内板２４にそれぞれ対応して嵌合され、前記隣り合うＩ型部品２２における内板２４と頂縁の間には、対応する嵌合溝２４０がそれぞれ形成され、それにより、前記結線台３０は、外周面の外側位置決めバンプ３４及び内周面の内側位置決めバンプ３５によって前記鉄心２０の頂端に嵌合且つ固設される（図１、図５、及び、図６に図示）。

【0018】

さらに、前記結線台３０における各前記第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３に対応する部分には、結束ブロック３６がそれぞれ設けられ、各前記結束ブロック３６における上述の第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３に対応する部分に従って、内部と外部が連通する線孔３７がそれぞれ形成され、それにより、同相の導線５１、導線５２、及び、導線５３が一か所に集められて出されるとともに、各前記結束ブロック３６の両端には、固定片３８がそれぞれ形成され、固定片３８は、前記結線台３０の頂面にそれぞれ対応して嵌合され、前記結線台３０の内縁及び外縁には、結束ブロック３６の固定片３８に相対する固定溝３９がそれぞれ形成されることで、各前記結束ブロック３６を前記結線台３０の頂端に係合することができ（図１、図５、及び、図６に図示）、同相の導線５１、導線５２、及び、導線５３を整理しやすくできるとともに、導線５１、導線５２、及び、導線５３を、別に絶縁材で被覆する必要がないことで、より組み立てやすくすることができる。

【0019】

従って、同相ではない導線５１、導線５２、及び、導線５３を、結線台３０の底面における貫通孔３１０、貫通孔３２０、及び、貫通孔３３０から相対する第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３内に通せることで、材積を小さくできるとともに、安全性の高い結線台の構造を構成することができる。

【0020】

本発明の結線台３０を実際に使用する場合、図１、図２、図５、及び、図６に示す通り、前記モータステータ１０には、鉄心２０の各前記Ｉ型部品２２に導線５１、導線５２、及び、導線５３をそれぞれ巻き付けることで、コイルユニット２５が形成される。それにより、各前記コイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３を、前記結線台３０における第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３の底面の貫通孔３１０、貫通孔３２０、及び、貫通孔３３０にそれぞれ上向きに通すことで、同相ではない導線５１、導線５２、及び、導線５３を、相対する結線台３０の第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、第３ガイド溝３３内にそれぞれ通し、さらに、第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３における挟線バンプ３１１、挟線バンプ３２１、及び、挟線バンプ３３１の設置方向に従って巻き付けるとともに、前記結線台３０を外側位置決めバンプ３４及び内側位置決めバンプ３５によって前記鉄心２０の頂端に嵌め込む。

【0021】

さらに、対応する結束ブロック３６を固定片３８によって結線台３０における相対する位置に固定して設けるとともに、同相の導線５１、導線５２、及び、導線５３を一か所に集めて結束ブロック３６の線孔３７に通すことで、結線作業が完了し、電源に接続しやすくできる。

【0022】

上述の設計と説明から分かる通り、本発明の結線台３０は、相互に間隔が置かれた複数のガイド溝３００、例えば、三相の場合、第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３が形成されることによって、さらに、各前記ガイド溝３００の底面に形成された貫通孔３１０、貫通孔３２０、及び、貫通孔３３０の設計によって、同相ではないコイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３を結線台３０の底面から相対するガイド溝３００内に入れることができる。それにより、同相ではないコイルユニット２５の導線５１、導線５２、及び、導線５３を確実に分けることができるとともに、誤接触が生じないことで、使用上の安全性が向上する。さらに、従来のモータステータの結線台に比べて、結線台３０の外径と高さを小さくすることができることで、結線台３０を小さくすることができ、さらにはモーターの材積も縮小できる。

【0023】

さらに、結線台３０により第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３内に設置された挟線バンプ３１１、挟線バンプ３２１、及び、挟線バンプ３３１は、導線５１、導線５２、及び、導線５３が正確な方向に巻き付くようにすることができることで、作業ミスを防止する効果を備え、さらに、導線５１、導線５２、及び、導線５３が勝手に離脱するのを効果的に防ぐことができる。また、前記結線台３０における各前記第１ガイド溝３１、第２ガイド溝３２、及び、第３ガイド溝３３に対応する結束ブロック３６により、同相の導線５１、導線５２、及び、導線５３が一か所に集められて出されることで、同相の導線５１、導線５２、及び、導線５３を整理しやすいだけでなく、導線５１、導線５２、及び、導線５３を絶縁材で別に被覆する必要がないため、より組み立てやすくすることができる。

【符号の説明】

【0024】

１０ モータステータ
２０ 鉄心
２１ ケイ素鋼片
２２ Ｉ型部品
２３ 外板
２３０ 嵌合溝
２４ 内板
２４０ 嵌合溝
２５ コイルユニット
３０ 結線台
３００ ガイド溝
３１ 第１ガイド溝
３１０ 貫通孔
３１１ 挟線バンプ
３２ 第２ガイド溝
３２０ 貫通孔
３２１ 挟線バンプ
３３ 第３ガイド溝
３３０ 貫通孔
３３１ 挟線バンプ
３４ 外側位置決めバンプ
３５ 内側位置決めバンプ
３６ 結束ブロック
３７ 線孔
３８ 固定片
３９ 固定溝
５１ 導線
５２ 導線
５３ 導線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】