JP5920619B2 - ブラシレスモータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータのコアが複数に分割され、巻線がデルタ結線されるブラシレスモータの製造方法に関する。

例えば、自動車燃料ポンプ等の車載装置や家電機器の駆動モータとして、従来から、ステータコア一体型のブラシレスモータが用いられている。図１１Ａに示す従来のブラシレスモータのステータは、環状の一体型鉄心１０１の内周側に複数のティース部を有する。複数のティース部に巻回されたコイル１０２は、例えばスター結線またはデルタ結線される。巻線は、図示するように、一体型鉄心１０１の内側に形成される空間部に、巻線機１０３のノズル１０４を差し込んで行なわれる。この場合、空間部が狭いために巻線に時間がかかるだけでなく、均等に巻くのが難しい、無駄なスペースができてしまう、といった不具合がある。

これに対して、ブラシレスモータのステータコアを複数に分割し、コイル巻線後に連結させて円筒形とする構成としたものがある。分割コアを用いると、図１１Ｂに示すように、コア２０１をティース部が外側となるように広げ、その外側に巻線機２０２を配置することができるため、ノズル２０３から繰り出されるコイル２０４を、個々の分割コアに高密度で整列巻することが可能になる。

特許文献１には、１つの磁極ティースを含む固定子片を単位とし、その複数個が外周部に設けた折り曲げ可能な連結部により連結されたユニットコアを有する回転電機が開示されている。その連結部が折り曲げられることで固定子片同志が密着され、ユニットコアの複数個が環状に接続固定されて固定子が構成される。磁極ティースに巻回されるコイルは、巻終わりが切断されることなく他のコイルの巻始めに渡って、コイル同志が接続され、渡り線は、固定子の外周部にあるコイル巻枠の外側面において、互いに間隔をおいて渡るように配設されている。

特許第３０１７０８５号明細書

ステータの巻線が連続して引き回される場合、分割コア間を往復する渡り線同士の接触や干渉による損傷、絶縁性の低下等が問題となる。これに対して、特許文献１は、コイル巻枠の外側面に、渡り線が互いに間隔をおいて斜めに渡るように構成し、または階段状に渡るように例えば複数段の溝を形成しており、渡り線同士が絶縁に必要な距離を保つことができるようになっている。

しかしながら、特許文献１は、ユニットコアの隣り合う複数の固定子片に対して連続的に巻線するか、３相Ｙ結線（スター結線）において同相となるコイル間を直列接続するための渡り線である。各相の渡り線は、一定の向きに平行に形成されるので、軸方向にずらして配置することは、比較的容易にできる。ところが、デルタ結線では、相間を接続するために渡り線の数が多くなり、渡り線が往復する際に交差して接触や干渉が生じやすい。

さらに、渡り線がコアの外周側に配置されるため、巻線後にコアを円筒状に丸めてステータを成形する工程において、外周側に位置する渡り線が突っ張ると損傷するおそれがある。この対策として、配線時に緩みを持たせることが考えられるが、緩みが大きすぎると、後工程で樹脂モールドする際にはみ出して、外観を損ねたり、モールド不良となったりする不具合がある。このため、巻線に手間がかかり、作業性を著しく低下させる。

そこで、本願発明は、ステータのコアがコイル巻線後に連結される構成で、かつステータの巻線がデルタ結線されるブラシレスモータにおいて、巻線同士の接触や干渉を回避し、さらにステータ成形時の渡り線の突っ張りや緩みを防止して、作業性よく高品質なブラシレスモータを製造することを目的とする。

本願請求項１の発明は、周方向に複数のティース部が形成されるコア、上記コアに巻回されデルタ結線された巻線、上記コアと上記巻線とを絶縁しつつ保持するインシュレータ、および上記巻線への通電用端子を有するステータと、該ステータに径方向内方から対向し周方向に異なる磁極を有するロータとを備え、
上記コアは、複数のティース部の１つをそれぞれ含む複数のコア要素が、周方向の端部に設けた連結部にて回動可能に連結されることにより、環状の外形を構成している。
上記巻線は、上記コアが展開された状態で複数のティース部のそれぞれに巻回される複数のコイルと、上記コイル同士または上記コイルと上記端子の間を接続する渡り線を含み、
上記渡り線長さは、上記コアが展開された状態における相内結線および相間結線のための長さに、上記コアの連結部を回動させて環状の外形とするための調整分を付加した長さであり、上記渡り線は、上記インシュレータの軸方向の端部外壁に設けられた周方向に延びる渡り線保持溝に、突っ張りまたは緩みのないように保持されるブラシレスモータの製造方法に係る。

このブラシレスモータの製造方法は、上記コイル同士または上記コイルと上記端子の間の渡り線の長さを調整するための複数の渡り線調整部材が支持された巻線台に、上記コアの連結部を回動させて上記複数のコア要素が展開された状態とし、上記インシュレータの上記渡り線保持溝を上記複数の渡り線調整部材側に向けて配置する工程を含む。
上記複数の渡り線調整部材は、上記渡り線が接続する上記コイルが巻回されまたは上記端子が設けられた上記コア要素間の距離であるコア間距離の長さに応じて複数設けられており、上記コア間距離の長い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど、上記渡り線長さの上記調整分の長さが長くなるように配置されていることを特徴とする。

また、上記複数の渡り線調整部材は、上記コア間距離の長い上記渡り線に対応するものほど、上記渡り線が接続する２つの上記コア要素を結ぶ直線との距離が長くなるように配置されている。

さらに、上記コア間距離の短い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど上記巻線台の上記コアに近い側に配置されており、上記コア間距離の長い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど上記巻線台の上記コアから遠い側に配置されている。

例えば、上記渡り線調整部材は、上記渡り線の中間位置の近傍に設けられる渡り調整ピンである。
また、上記渡り調整部材を、上記渡り線の１つまたは複数に対応させて設けてもよい。

本願請求項４の製造方法では、
上記コアの複数のティース部に、所定の順序でコイルを集中巻きするとともに、各コア要素から導出される渡り線を、上記渡り線調整部材の外側を通って次のコア要素に導入することにより、上記渡り線長さを、環状の外形とするための調整分を付加した長さに調整する工程と、
上記コアの連結部を回動させて上記複数のコア要素を丸め、環状の外形とするとともに、上記渡り線を上記渡り線保持溝に収容する工程とを含む。

本願請求項５の製造方法は、上記渡り線保持溝に保持される上記渡り線を、樹脂モールドする工程を含む。

本発明の製造方法によって製造されるブラシレスモータにおいて、好ましくは、上記インシュレータは、上記渡り線保持溝を、軸方向の一方の側と他方の側に隔離する隔壁を有し、上記渡り線は、上記渡り線保持溝の一方の側または他方の側に、渡り線同士が交差しないように軸方向に整列して保持される。
また、好ましくは、上記インシュレータは、上記コイルの巻き終わり部から延びる上記渡り線を、上記渡り線保持溝に導出するための複数の導出溝を有し、これら複数の導出溝は、上記渡り線保持溝に保持される上記渡り線の軸方向の位置に対応した軸方向高さに形成される。
本発明の製造方法によって製造されるブラシレスモータは、モータ部と、モータ部により回転駆動される回転部材を有し、回転部材の回転により燃料を吸入し吐出するポンプ部と、を備える燃料ポンプにおいて、モータ部を構成する。

本発明請求項１の発明において、ブラスレスモータのステータは、コアが展開された状態で複数のティース部のそれぞれにコイルを巻回し、コアの連結部を回動させて環状の外形とする。デルタ結線される巻線は、コイル同士または端子との間を接続する渡り線長さを、予め調整分を付加した成形後の長さとなるように調整されるので、成形時にインシュレータの渡り線保持溝に、突っ張りも緩みもなく収容保持される。よって、巻線の損傷を防止でき、外観が良好で高品質なブラシレスモータを作業性よく得ることができる。

インシュレータは、渡り線保持溝に隔壁を設けた構成とすると、渡り線を２つのグループに分けることができ、渡り線同士の干渉を回避する効果が高い。渡り線を、渡り線保持溝と高さの一致した導出溝から導出する構成とすれば、配線経路が案内されるため、作業性が向上する。

本願請求項４のブラスレスモータの製造方法は、ステータの巻線工程において、複数のコア要素が展開された状態で、インシュレータの渡り線保持溝に、渡り線調整部材を対向させる。渡り線調整部材を経由して配線することで、渡り線長さを、調整分を含む所要長となるように設定してあり、巻線後にコアを丸めて環状の外形とすると、渡り線が渡り線保持溝に突っ張りも緩みもなく収容保持される。よって、巻線の損傷を防止でき、外観が良好で高品質なブラシレスモータを作業性よく得ることができる。

本発明の第１実施形態におけるブラシレスモータの主要部構成図であり、コアをインサートモールドしたインシュレータの展開図である。 本発明の第１実施形態におけるブラシレスモータのステータ形状を示す図である。 コアをインサートモールドしたインシュレータの正面図で、図１ＡのＩＣ矢視図である。 第１実施形態のブラシレスモータを用いた燃料ポンプの縦断面図である。 第１実施形態のブラシレスモータを用いた燃料ポンプの横断面図で、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。 第１実施形態のブラシレスモータを用いた燃料ポンプの上面図で、図２ＡのＩＩＣ矢視図である。 第１実施形態におけるコアをインサートモールドしたインシュレータに巻線した状態の展開図である。 第１実施形態におけるコアをインサートモールドしたインシュレータの展開図である。 第１実施形態におけるコアの展開図である。 第１実施形態における巻線手順を説明するための図である。 図７ＣのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。 渡り線長さを調整する方法を説明するためのコアをインサートモールドしたインシュレータの展開図である。 渡り線長さを調整する方法を説明するためのステータ構造図である。 渡り線長さを調整する方法を説明するための模式的な図である。 第１実施形態における渡り調整ピンの配置と巻線工程を説明するための図である。 第１実施形態における巻線工程を説明するタイムチャート図である。 第１実施形態におけるインシュレータに巻線する第１段階の展開状態の正面図である。 第１実施形態におけるインシュレータに巻線する第２段階の展開状態の正面図である。 第１実施形態におけるインシュレータに巻線する第３段階の展開状態の正面図である。 第２実施形態における巻線工程を説明するための図である。 第２実施形態における渡り線調整ピンの配置図である。 第３実施形態における渡り線調整部材の配置と巻線工程を説明するための図である。 第３実施形態における渡り線調整部材の構成を説明するための模式的な図である。 巻線の配線レイアウトを示す模式的な図である。 巻線のデルタ結線図である。 従来のステータコアと巻線方法を示す模式的な図である。 従来のステータコアと巻線方法を示す模式的な図である。

以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本発明のブラシレスモータの主要部構成を、図２に、ブラシレスモータを適用した装置の一例として、車両用燃料ポンプを示す。まず、図２により燃料ポンプの全体構成について説明する。図２Ａにおいて、燃料ポンプ１は、円筒状のハウジングＨ内にモータ部３とポンプ部４を備え、図示しない燃料タンク内に装着される。そして、ハウジングＨ下方に突出する吸込口Ｈ１から燃料タンクの燃料を吸入し、ハウジングＨ上方に突出する吐出口Ｈ２から、内燃機関の燃料通路（図示せず）に吐出する。

ハウジングＨの下端開口には、吸込口Ｈ１が形成されるポンプカバーＨ３が配設され、上端開口には、吐出口Ｈ２が形成されるカバーエンドＨ４が配設される。これらポンプカバーＨ３とカバーエンドＨ４は、ハウジングＨの上下開口縁部を内側に加締めることにより、ハウジングＨ内に固定され、ハウジングＨの上下開口を閉鎖している。

モータ部３によって駆動されるポンプ部４は、軸方向に対向するポンプカバーＨ２とポンプケーシング４１の間に、ポンプ室４２を形成し、回転部材としてのインペラ６０を収容している。ポンプカバーＨ２は、吸込口Ｈ１に続く吸入通路４３が、インペラ６０側の面に形成される溝４４と連通し、ポンプケーシング４１のインペラ６０側の面には、溝４５が形成され、これに続く通路４６が形成されている。円板状のインペラ６０は、公知の構成で、モータ部３のシャフト５２の回転によりポンプ室４２内で回転し、吸入された燃料を加圧する。

本発明のブラシレスモータであるモータ部３は、シャフト５２と、その周りに配設されるロータ５０と、ステータ１０とを備える。シャフト５２は、両端が軸受５５、５６に支持され、ロータ５０の中心軸に沿う軸穴５１に圧入固定されてロータ５０とともに回転する。ロータ５０は、鉄心５３の周囲に磁石５４を有する。図２Ｂに示すように、磁石５４は、環状のロータ５０の外側を取り囲んで、周方向にＮ極５４１とＳ極５４２とが交互に配置される。本実施形態では、Ｎ極５４１とＳ極５４２とを４極対（計８極）設けており、スロット数６、磁極数８のブラシレスモータを構成するが、これは一例であり、スロット数および磁極数は変更してもよい。

ステータ１０は、円筒体形状で、ハウジングＨの内側に収容されている。ステータ１０は、コア１１と、インシュレータ２１と、巻線３０および端子３３１〜３３３を有している。コア１１は、鉄等の磁性材料からなり、図２Ｂに示すように、複数（本実施形態では６個）のコア要素１１１〜１１６が周方向に連結されて構成されている。各コア要素１１１〜１１６は、環状の外形を構成する環状部１２と、環状部１２から径方向内方に放射状に突出するティース部１３とを有している。互いに連接するコア要素１１１〜１１６のティース部１３間には、軸方向に貫通する６個のスロット１４が構成される。

巻線３０は、各スロット１４を通して、各コア要素１１１〜１１６のティース部１３に、連続して集中巻きされる。以下、各コア要素１１１〜１１６のティース部１３に集中巻きされた巻線を、それぞれコイル３２１〜３２６とし、これらコイル３２１〜３２６間を接続する渡り線３１１〜３１６を含む総称として、「巻線３０」の語を用いる。巻線３０を保持するインシュレータ２１は、さらに、カバーエンドＨ４を形成するモールド樹脂２０によって、カバーエンドＨ４と一体的に樹脂成形される。これにより、ステータ１０とカバーエンドＨ４が一体化される。

図２Ｃにおいて、端子３３１〜３３３は、カバーエンドＨ４に設けられる吐出口Ｈ２および吐出通路３４と干渉しない位置に埋設され、軸方向に突出している。本実施形態では、端子３３１はＷ相、端子３３２はＶ相、端子３３３はＵ相の端子に相当し、各相の巻線３０が接続される。図示しない駆動装置からの３相電力が端子３３１〜３３３を通して巻線３０に供給されると、ステータ１０に回転磁界が生じ、ロータ５０がシャフト５２ととともにインペラ６０を回転させる。これにより、吸入口Ｈ１から吸入通路４３を溝４４へ導かれる燃料が、インペラ６０の回転により昇圧されつつ溝４５へ導かれ、通路４６からモータ部３内の通路６１を経て、吐出通路３４に続く吐出口Ｈ２から吐出される。

次に、本発明の特徴部分であるモータ部３の巻線３０と巻線方法の詳細について説明する。本発明において、ステータ１０の３相巻線３０は、デルタ結線されており、図１Ｂは、その実際の巻線例である。図１Ｂにおいて、巻線３０は、コア１１がインサートモールドされたインシュレータ２１に巻回され、インシュレータ２１は、コア１１と巻線３０とを絶縁しつつ保持する。巻線工程は、図１Ａ、Ｃに示すように、インシュレータ２１で被覆されるコア１１が展開された状態においてなされ、その後の丸め工程において、コア１１両端のコア要素１１１、１１６を衝合させて（図１Ｂの接合線Ｌ）、環状の外形を有するように整える。

巻線３０は、表面が絶縁被覆された金属線、例えば、絶縁被覆銅線からなる。巻線工程または丸め工程において、巻線３０同士または巻線３０と他の部材との干渉や接触により、被覆が損傷すると、巻線３０同士または巻線３０と他の部材とが短絡するといった不具合が生じるおそれがある。図１Ａのように、渡り線３１が展開されたコア１１の両端に渡る場合には、両端間の最短距離（図中点線）に対して、適度なゆとりがないと、丸め工程時に突っ張り、干渉等が生じやすい。これを回避するため、本発明のステータ１０は、図１Ｃのように、インシュレータ２１に渡り線３１の保持溝２６１、２６２を設けており、さらに渡り線長さを調整する手段を備える。これらについて、図３〜１０により説明する。

図３Ｃに示すように、コア１１は、６個のコア要素１１１〜１１６から構成される連結体である。各コア要素１１１〜１１６は、互いに隣接する環状部１２の周方向の端部同士が、連結部であるヒンジ部１５により連結されている。図３Ｂにおいて、インシュレータ２１は、絶縁性の樹脂からなり、コア要素１１１〜１１６に対応した６個のインシュレータ要素２１１〜２１６から構成される連結体である。各インシュレータ要素２１１〜２１６は、環状部１２を被覆する環状被覆部２２と、ティース部１３を被覆するティース被覆部２３とを備える。

図３Ａは、インシュレータ２１の端子方向から見た図１Ｂの展開図で、図１１Ｂの結線図に基づいている。具体的には、Ｗ相端子３３１とＶ相端子３３２の間に、Ｗ相第１コイル３２１、渡り線３１１、Ｗ相第２コイル３２４および渡り線３１２がこの順に直列接続されており、Ｖ相端子３３２とＵ相端子３３３の間に、Ｖ相第１コイル３２２、渡り線３１３、Ｖ相第２コイル３２５および渡り線３１４がこの順に直列接続されている。また、Ｕ相端子３３３とＷ相端子３３１の間に、Ｕ相第１コイル３２３、渡り線３１５、Ｕ相第２コイル３２６および渡り線３１６がこの順に直列接続されている。

図１０Ａは、図１０Ｂの結線図に対応した巻線の配線レイアウトであり、図中の矢印は巻線方向を示している。このように、デルタ結線による巻線３０は、例えば、Ｗ相端子３３１から巻き始めＷ相端子３３１に戻るまでを、一筆書きのような連続線とすることが可能である。図４Ａは、この巻線手順において、インシュレータ要素２１１〜２１６間を配線される渡り線３１１〜３１６の配線順と配線方向を示す。図中、Ａは対向結線（相内結線：４コア間）、Ｂはデルタ結線（相間結線：３コア間）、Ｃはデルタ結線（相間結線：６コア間）となっている。

図１Ｃは、巻線前、すなわち初期段階のインシュレータ２１であり、被覆部２２のうち、軸方向のコア１１より端子側の部分は、渡り線配線部２４を構成する。渡り線配線部２４には、巻線を導入するための導入通路２７１〜２７６と、巻線を導出し渡り線を配線する起点導出溝２８１〜２８６が形成される。導入通路２７１〜２７６は、配線作業の自由度を確保できるよう、巻線１本分の線径に対して比較的幅広く形成される。一方、導出溝２８１〜２８６は、巻線１本分の線径に対応する幅に形成されており、渡り線の正確な位置決めが可能となっている。

ここで、インシュレータ２１のうち、コア１１の端子側端部に対応する段差部の高さを、基準高さｈ０とすると、基準高さｈ０からの導出溝２８１〜２８６の軸方向高さｈ１〜ｈ６は、それぞれ互いに異なるように設定されている。これにより、各導出溝２８１〜２８６から導出される渡り線は、すべて固有の高さで配線されることとなる。具体的には、図４Ａの巻線手順で巻線同士が交差しないように、ｈ１＜ｈ２＜ｈ４＜ｈ３＜ｈ６＜ｈ５となっている。また、渡り線配線部２４の組付時の外周側には、周方向に延び、径方向に突出する上壁２５３の下壁２５１、隔壁２５２、上壁２５３の３つの壁が設けられている。

これら３つの壁のうち、下壁２５１と隔壁２５２とは、その間に渡り線保持溝２６１を形成し、隔壁２５２と上壁２５３とは、その間に渡り線保持溝２６２を形成する。このように、渡り線保持溝２６１、２６２は、インシュレータ２１の外壁の周方向に延びるように形成される。また、隔壁２５２は、渡り線保持溝２６１、２６２を、軸方向の端子側と反端子側とに２分割しており、言い換えれば、軸方向の一方の側と他方の側とに隔離している。さらに、渡り線保持溝２６１、２６２は、上述の導出溝２８１〜２８６の軸方向の位置に対応した高さに形成されている。

この構成において、図４Ａの巻線手順で配線すると、図４Ｂに示すように、渡り線３１１〜３１６が渡り線保持溝２６１、２６２内に、それぞれ固有の高さで収容される。図４Ｂは、図１Ｃのコア要素１１３における配線状態を示す断面図である。ただし、上述したように、巻線工程では、コア要素１１１〜１１６が水平面内に位置する展開状態で配線されるため、渡り線３１１〜３１６の長さの調整が難しい。このため、本発明では、図５に示す方法で、コア１１の展開状態で必要な渡り線長さａを予め決定し、渡り線調整部材としての渡り調整ピン７を用いて、所望の渡り線長さａとなるように巻線を行う。これを次に説明する。

図５Ａにおいて、コア１１の両端に位置するコア要素１１１とコア要素１１６の距離を、コア間距離ｂとする。また、図５Ｂにおいて、コア１１を丸めた成形形状で、インシュレータ２１の外周に沿う円弧状とするために必要な調整分を付加した渡り線長さをａとする。ここで、図５Ｂを基に、コア１１を環状に成形した時のインシュレータ２１外径と、コア要素１１１とコア要素１１６のなす角度（例えば３００°）を用いて、必要な渡り線長さａを算出することができる。さらに、図５Ｃにおいて、渡り調整ピン７のｘ方向位置（コア周方向位置）を渡り線３１の中点とした時、渡り調整ピン７のｙ方向位置（コア軸方向位置）を、コア間距離ｂを底辺とする二等辺三角形の高さｙとして、各辺の長さから概算することができる。他のコア要素間の渡り線についても同様にして、必要な渡り線長さを算出する。

図６Ａは、このようにして算出した渡り線長さを基に、渡り調整ピンを配置した例である。コア１１がインサートモールドされたインシュレータ２１は、展開された状態で、端子３３１〜３３３側が手前側となるように、巻線台８上に配置されている。巻線台８には、複数の渡り調整ピン７が端子３３１〜３３３の突出方向（コア軸方向）に突出可能に支持されており、具体的には、図４Ａに示した対向結線Ａ（相内結線：４コア間）に対応する渡り調整ピン７２、デルタ結線Ｂ（相間結線：３コア間）に対応する渡り調整ピン７１、デルタ結線Ｃ（相間結線：６コア間）に対応する渡り調整ピン７３の３種類を有する。

これら渡り調整ピン７は、渡り線長さａが短い順、すなわちコア間距離ｂが短く必要となる調整分（緩み分）が小さい順に、コア１１に近い巻線台８上方から下方へ、デルタ結線Ｂに対応する２つの渡り調整ピン７１、対向結線Ａに対応する３つの渡り調整ピン７２、デルタ結線Ｃに対応する渡り調整ピン７３の順に配置されている。これら渡り調整ピン７１〜７３は、図示しない駆動手段により、それぞれ巻線工程の任意のタイミングで巻線台８から突出（ＯＵＴ）、収納（ＩＮ）可能となっている。巻線時には、巻線台８上方に位置する公知のノズルＮを用いてコア１１の各コア要素にインシュレータ２１を介して巻線を行い、コア間に渡り線を配線するときに、図示するように、対応する渡り調整ピン７の下方を通すことにより、所望の渡り線長さとすることができる。

図６Ｂは、巻線工程におけるこれら渡り調整ピン７１〜７３のＯＵＴ、ＩＮ動作の一部を例示するタイムチャートであり、図７に示す結線の手順〈１〉〜〈６〉を参照しながら、渡り線長さの調整方法を説明する。ここでは、図１１Ｂの結線図におけるＷ相第１コイル３２１をＷ１コイル３２１、Ｗ１コイル３２１が巻回されるインシュレータ要素２１１をＷ１インシュレータ要素２１１のように表すものとする。また、各段階でコイルが集中巻きされるインシュレータ要素２１１〜２１６の符号を図中にて囲み、配線される渡り線３１１〜３１６を配線の順となる上記手順の符号〈１〉〜〈６〉を用いて、配線方向とともに示している。

図７Ａに示す巻線工程の第１段階では、以下〈１〉〜〈２〉の手順で巻線される。
〈１〉Ｗ相端子３３１の係止部３４１から引き出された巻線は、導入通路２７１を通って、Ｗ１インシュレータ要素２１１に導入され、Ｗ１コイル３２１として集中巻きされる。その後、導出溝２８１から導出された渡り線３１１が、Ｗ２インシュレータ要素２１４まで配線される。この時、図６Ａ、Ｂにおいて、導出溝２８１の上端（ｔ１）から下端（ｔ２）へ渡ったタイミングで、対向結線Ａに対応する渡り調整ピン７２がＯＵＴとなり、渡り線３１１は渡り調整ピン７２の下側を通って、導入通路２７４へ至る。渡り線３１１が、導入通路２７４の下端（ｔ３）から上端（ｔ４）へ達すると、渡り調整ピン７２はＩＮとなる。

〈２〉導入通路２７４を通って、Ｗ２インシュレータ要素２１４に導入された巻線は、Ｗ２コイル３２４として集中巻きされる。その後、導出溝２８４から導出された渡り線３１２が、Ｖ１インシュレータ要素２１２まで配線され、Ｖ相端子３３２の係止部３４２に係止される。この渡り線３１２は、渡り線３１１よりも上方の経路に配線されるため、渡り線３１１と渡り線３１２が交差されることが回避できる。

この時、図６Ａ、Ｂにおいて、導出溝２８４の上端（ｔ５）から下端（ｔ６）を通り、Ｖ１インシュレータ要素２１２方向へ戻る途中のタイミング（ｔ７）で、デルタ結線Ｂに対応する渡り調整ピン７１がＯＵＴとなり、渡り線３１２は渡り調整ピン７１の下側を通って、導出溝２８２から係止部３４２に至る。渡り線３１１が通過すると（ｔ８）、渡り調整ピン７１はＩＮとなり、導出溝２８２の下端（ｔ９）から上端（ｔ１０）へ達する。ここで、渡り線長さが短いデルタ結線Ｂは、渡り調整ピン７１がインシュレータ２１の外壁に接近しており、配線時にノズルＮとの干渉が生じるおそれがある。このため、渡り調整ピン７１の出し入れのタイミングを、ノズルＮが通過する前後の比較的短い間隔で行なうのがよい。

図７Ｂに示す巻線工程の第２段階では、以下〈３〉、〈４〉の手順で巻線される。
〈３〉Ｖ相端子３３２の係止部３４２から引き出された巻線は、導入通路２７２を通って、Ｖ１インシュレータ要素２１２に導入され、Ｖ１コイル３２２として集中巻きされる。その後、導出溝２８２から導出された渡り線３１３が、Ｖ２インシュレータ要素２１５まで配線される。この渡り線３１３は、図６Ａ、Ｂにおける〈１〉と同様のタイミングで、対向結線Ａに対応する渡り調整ピン７２を出し入れすることにより配線される。

〈４〉渡り線３１３は、導入通路２７５を通って、Ｖ２インシュレータ要素２１５に導入され、Ｖ２コイル３２５として集中巻きされる。その後、導出溝２８５から導出された渡り線３１４が、Ｕ１インシュレータ要素２１３まで配線され、Ｕ相端子３３３の係止部３４３に係止される。この渡り線３１４は、図６Ａ、Ｂにおける〈２〉と同様のタイミングで、デルタ結線Ｂに対応する渡り調整ピン７１を出し入れすることにより配線される。この時、渡り線３１４は、渡り線３１３よりも上方の経路に配線されるため、渡り線３１３と渡り線３１４が交差されることが回避できる。

図７Ｃに示す巻線工程の第３段階では、以下〈５〉、〈６〉の手順で巻線される。
〈５〉Ｕ相端子３３３の係止部３４３から引き出された巻線は、導入通路２７３を通って、Ｕ１インシュレータ要素２１３に導入され、Ｕ１コイル３２３として集中巻きされる。その後、導出溝２８３から導出された渡り線３１５が、Ｕ２インシュレータ要素２１６まで配線される。この渡り線３１５は、図６Ａ、Ｂにおける〈１〉と同様のタイミングで、対向結線Ａに対応する渡り調整ピン７２を出し入れすることにより配線される。

〈６〉渡り線３１５は、導入通路２７６を通って、Ｕ２インシュレータ要素２１６に導入され、Ｕ２コイル３２６として集中巻きされる。その後、導出溝２８６から導出された渡り線３１５が、Ｕ１インシュレータ要素２１６まで配線され、巻き始め箇所であるＷ相端子３３１の係止部３４１に再び係止される。この渡り線３１６は、渡り線３１５よりも上方の経路に配線されるため、渡り線３１５と渡り線３１６が交差されることが回避できる。

この時、図６Ａ、Ｂにおいて、デルタ結線Ｃに対応する渡り調整ピン７３は、常にＯＵＴの状態にあり、導出溝２８６の上端（ｔ１１）から下端（ｔ１２）を通り、Ｗ１インシュレータ要素２１１方向へ向かう渡り線３１６は渡り調整ピン７３の下側を通って、導出溝２８１を経て（ｔ１３、ｔ１４）係止部３４１に至る。

このように、渡り調整ピン７１〜７３を用いて上記手順で配線すると、渡り線配線部２４に６本の渡り線３１１〜３１６が所定の長さで、互いに干渉することなく軸方向に整列する。特に、中間部のインシュレータ要素２１３、２１４においては、種々の長さの６本の渡り線３１１〜３１６全てが横断することになるが、６本の渡り線３１１〜３１２は、２つの渡り線保持溝２６１、２６２に対応する２つのグループに区分されて保持される。すなわち、３本の渡り線３１１、３１３、３１２は、下壁２５１と隔壁２５２との間の渡り線保持溝２６１に、３本の渡り線３１５、３１６、３１４は、隔壁２５２と上壁２５３との間の渡り線保持溝２６２に保持されるので、異なるグループの渡り線同士が干渉することはない。

そして、渡り線３１１〜３１６の配線順を考慮した上記手順により、渡り線同士が交差することが回避される結果、渡り線保持溝２６１、２６２内に各渡り線が一段で、互いに重なることなく収容される。しかも、これら渡り線３１１〜３１６の長さは、渡り調整ピン７１〜７３により適切な長さに調整されているため、続くコア１１の丸め工程において突っ張り軸方向にずれたり、あるいは緩みを生じてはみ出したりすることがない。したがって、図４Ｂのように、６本の渡り線３１１〜３１２は、２つの渡り線保持溝２６１、２６２内に、それぞれ固有の高さで整列収容することができる。

また、インシュレータ要素２１１〜２１６に形成される渡り線保持溝２６１、２６２は、それぞれ収容される渡り線の本数に応じて幅が定められ、渡り線３１１〜３１６は、下壁２５１または上壁２５３と隔壁２５２の間に保持される。これにより、同一の渡り線保持溝２６１、２６２内においても、移動が規制されるので、軸方向のずれによる渡り線同士の干渉を防止できる。

また、渡り線保持溝２６１、２６２への導出溝２８１〜２８６は、渡り線保持溝２６１、２６２内における渡り線３１１〜３１６の高さに形成されている。これにより、導出溝２８１〜２８６から導出される渡り線３１１〜３１６は、そのままの高さで周方向に延び、さらに渡り調整ピン７１〜７３により配線経路が案内されるため、配線作業性が向上する。

よって、本実施形態によれば、ステータ１０の巻線工程および丸め工程において、渡り線３１１〜３１６の接触や干渉による損傷を防止し、信頼性を向上させることができる。また、環状に成形したコア１１の外周に渡り線３１１〜３１６がはみ出すことなく、渡り線保持溝２６１、２６２内に重ならずに整列させることができるので、巻線長さにむだがなく、巻線後の手直し等が不要となる。そして、モールド樹脂２０によってカバーエンドＨ４と一体化することで、配線作業後の渡り線３１１〜３１６の位置ずれを防止し、モールド後の外観不良や、ハウジングＨ等他部材との接触による損傷、絶縁性低下を防止でき、生産性が向上する。

図８Ａは、本発明の第２実施形態であり、渡り調整ピン７の他の配置例である。本実施形態では、上述した図６Ａにおけるデルタ結線Ｂ用の渡り調整ピン７１と、対向結線Ａ用の渡り調整ピン７２を共通化した渡り調整ピン７４を設けている。具体的には、コア要素１１２とコア要素１１４、コア要素１１３とコア要素１１５の２コア間のデルタ結線Ｂについて、それぞれコア要素１１１とコア要素１１５、コア要素１１２とコア要素１１６の４コア間の対向結線Ａと渡り調整ピン７４を共通化することができる。これについて、図８Ｂで説明する。

図８Ｂに示すように、図６Ａにおけるデルタ結線Ｂ用の渡り調整ピン７１と、対向結線Ａ用の渡り調整ピン７２とは、比較的近接して位置している。このため、図中矢印で示すように、互いに接近する方向へ渡り調整ピン７１、７２を移動し、渡り調整ピン７４として統合することができる。この時、渡り調整ピン７４は、デルタ結線Ｂと対向結線Ａの両方の渡り線のほぼ中間に位置する。これにより、渡り調整ピン７の本数を減らして設備を簡略化し、かつ良好な配線作業性を維持することができる。

なお、渡り調整ピン７４は、対向結線Ａ用の渡り調整ピン７２に対して、図５に基づいて設定される位置よりコア１１側に移動することになる。ただし、実際の配線では、渡り調整ピン７４の外側を渡る曲線状となり、図示する三角形の２辺の長さより渡り線が長くなりやすい。このため、適切な位置設定を行なうことで渡り調整ピン７の統合が可能であり、突っ張りや緩みなく巻線することができる。このため、本実施形態では、統合が不要である対向結線Ａ用の渡り調整ピン７２についても、渡り調整ピン７４位置へ移動している。同様に、デルタ結線Ｃ用の渡り調整ピン７３を移動することもできる。

図９Ａ、Ｂは、本発明の第３実施形態であり、渡り線調整部材としての渡り調整溝８１〜８３を有する渡り線調整部８０を設けている。渡り線調整部８０はブロック状で、巻線台８の外壁中央部に固定されており、デルタ結線Ｂ用の渡り調整溝８１、対向結線Ａ用の渡り調整溝８２、デルタ結線Ｃ用の渡り調整溝８３を備えている。これら渡り調整溝８１〜８３は、コア１１の周方向（図９Ａの左右方向）に延び、その高さは、上述した図６Ａにおける渡り調整ピン７１〜７３の高さに一致している。また、図９Ｂに示すように、各渡り調整溝８１〜８３は、線径に応じた半円形溝で図の下方に開口し、対応する渡り線の本数に応じた数だけ設けられる。例えば、渡り調整溝８１は、デルタ結線Ｂに対応する２つの渡り調整溝８１１、８１２が、インシュレータ２１の軸方向に並設される。また、渡り調整溝８２は、対向結線Ａ用の３つの渡り調整溝８２１〜８２３を有し、渡り調整溝８３は１つで、デルタ結線Ｃに対応している。

これら渡り調整溝８１１〜８３は、インシュレータ２１の軸方向に互いに異なる高さで配置される。すなわち、図４Ｂに示したインシュレータ２１の渡り線保持溝２６１、２６２内における渡り線３１１〜３１６の位置と対応するように、配置されることで、渡り線同士の干渉を防止でき、作業性を向上できる。

上記実施形態のステータ１０は、デルタ結線される３相巻線の各相が２つのコイルを直列接続する構成としたが、各相のコイル数は、２つ以上の偶数であればよい。また、コア要素１１１〜１１６からなるコア１１の構成、インシュレータ２１の渡り線保持構造、その他構成部材の形状、端子やコイルのレイアウト等は変更することもできる。また、コア１１はインシュレータ２１にインサートモールドした構成としたが、別体で設けたインシュレータを装着する構成としてもよい。

本発明のブラシレスモータは、燃料ポンプに限らず、他の流体用ポンプに用いることもできる。また、体格が小さく高品質な駆動装置として、種々の装置に利用することができる。

１ 燃料ポンプ
１０ ステータ
１１ コア
１１１〜１１６ コア要素
１２ 環状部
１３ ティース部
１４ スロット
１５ ヒンジ部(連結部)
２０ モールド樹脂
２１ インシュレータ
２１１〜２１６ インシュレータ要素
３ モータ部（ブラシレスモータ）
３０ 巻線
３１１〜３１６ 渡り線
３２１〜３２６ コイル
３３１〜３３３ 端子
４ ポンプ部
５０ ロータ
７ 渡り調整ピン（渡り線調整部材）

Claims (8)

1. 周方向に複数のティース部が形成されるコア、上記コアに巻回されデルタ結線された巻線、上記コアと上記巻線とを絶縁しつつ保持するインシュレータ、および上記巻線への通電用端子を有するステータと、該ステータに径方向内方から対向し周方向に異なる磁極を有するロータとを備え、
   上記コアは、複数のティース部の１つをそれぞれ含む複数のコア要素が、周方向の端部に設けた連結部にて回動可能に連結されることにより、環状の外形を構成しており、
   上記巻線は、上記コアが展開された状態で複数のティース部のそれぞれに巻回される複数のコイルと、上記コイル同士または上記コイルと上記端子の間を接続する渡り線を含み、
   上記渡り線長さは、上記コアが展開された状態における相内結線および相間結線のための長さに、上記コアの連結部を回動させて環状の外形とするための調整分を付加した長さであり、上記渡り線は、上記インシュレータの軸方向の端部外壁に設けられた周方向に延びる渡り線保持溝に、突っ張りまたは緩みのないように保持されるブラシレスモータの製造方法であり、
   上記コイル同士または上記コイルと上記端子の間の渡り線の長さを調整するための複数の渡り線調整部材が支持された巻線台に、上記コアの連結部を回動させて上記複数のコア要素が展開された状態とし、上記インシュレータの上記渡り線保持溝を上記複数の渡り線調整部材側に向けて配置する工程を含み、
   上記複数の渡り線調整部材は、上記渡り線が接続する上記コイルが巻回されまたは上記端子が設けられた上記コア要素間の距離であるコア間距離の長さに応じて複数設けられており、
   上記コア間距離の長い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど、上記渡り線長さの上記調整分の長さが長くなるように配置されており、
   上記複数の渡り線調整部材は、上記コア間距離の長い上記渡り線に対応するものほど、上記渡り線が接続する２つの上記コア要素を結ぶ直線との距離が長くなるように配置されており、
   上記コア間距離の短い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど上記巻線台の上記コアに近い側に配置されており、上記コア間距離の長い上記渡り線に対応する上記渡り線調整部材ほど上記巻線台の上記コアから遠い側に配置されていることを特徴とするブラシレスモータの製造方法。
2. 上記渡り線調整部材は、上記渡り線の中間位置の近傍に設けられる渡り調整ピンである請求項１に記載のブラシレスモータの製造方法。
3. 上記渡り線調整部材を、上記渡り線の１つまたは複数に対応させて設ける請求項１ないし２に記載のブラシレスモータの製造方法。
4. 上記コアの複数のティース部に、所定の順序でコイルを集中巻きするとともに、各コア要素から導出される渡り線を、上記渡り線調整部材の外側を通って次のコア要素に導入することにより、上記渡り線長さを、環状の外形とするための調整分を付加した長さに調整する工程と、
   上記コアの連結部を回動させて上記複数のコア要素を丸め、環状の外形とするとともに、上記渡り線を上記渡り線保持溝に収容する工程と、を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの製造方法。
5. 上記渡り線保持溝に保持される上記渡り線を、樹脂モールドする工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータの製造方法。
6. 上記インシュレータは、上記渡り線保持溝を、軸方向の一方の側と他方の側に隔離する隔壁を有し、上記渡り線は、上記渡り線保持溝の一方の側または他方の側に、渡り線同士が交差しないように軸方向に整列して保持される請求項１ないし５のいずれか１項に記載のブラシレスモータの製造方法。
7. 上記インシュレータは、上記コイルの巻き終わり部から延びる上記渡り線を、上記渡り線保持溝に導出するための複数の導出溝を有し、これら複数の導出溝は、上記渡り線保持溝に保持される上記渡り線の軸方向の位置に対応した軸方向高さに形成される請求項１ないし６のいずれか１項に記載のブラシレスモータの製造方法。
8. 上記ブラシレスモータは、
   モータ部と、モータ部により回転駆動される回転部材を有し、回転部材の回転により燃料を吸入し吐出するポンプ部と、を備える燃料ポンプにおいて、モータ部を構成する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のブラシレスモータの製造方法。

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