CN105027393B - 汇流条单元 - Google Patents

Abstract

汇流条单元的多个汇流条中的至少一个汇流条包括：弯曲主体部，其跨越沿定子的轴向分离的第1层叠位置与第2层叠位置之间而弯曲延伸；圆弧状的第1主体部，其自弯曲主体部的一端延伸而成，并在第1层叠位置处在定子的周向上与不同的汇流条排列配置；以及圆弧状的第2主体部，其自弯曲主体部的另一端延伸而成，并在第2层叠位置处在定子的周向上与不同的汇流条排列配置。

Description

汇流条单元

技术领域

本发明涉及一种连接于马达、发电机等的绕组、且用于向该绕组供给电流的汇流条单元。

背景技术

已知在马达等的定子中，为了自外部的端子部向各线圈的绕组供给电流，而使用汇流条单元。

在日本JP6－233483A中公开了一种汇流条单元，该汇流条单元包括与U相、V相、W相及作为中性点的N相对应的汇流条、以及将这些汇流条以沿定子的轴向分离的状态进行保持的绝缘性树脂。

在上述以往的汇流条单元中，由于以沿定子的轴向排列的方式设有容纳各汇流条的四个层叠位置(层)，因此汇流条单元的轴向尺寸变大，安装汇流条单元的马达的轴向尺寸变大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使轴向尺寸小型化的汇流条单元。

根据本发明的某实施方式，提供一种汇流条单元，其包括供构成定子的多个线圈的绕组末端连接的多个汇流条，多个汇流条沿定子的轴向配置，其中，多个汇流条中的至少一个汇流条包括：弯曲主体部，其跨越沿定子的轴向分离的第1层叠位置与第2层叠位置之间而弯曲延伸；圆弧状的第1主体部，其自弯曲主体部的一端延伸而成，并在第1层叠位置处在定子的周向上与不同的汇流条排列配置；以及圆弧状的第2主体部，其自弯曲主体部的另一端延伸而成，并在第2层叠位置处在定子的周向上与不同的汇流条排列配置。

附图说明

图1是构成三相交流马达的定子的构造图。

图2是表示汇流条单元的立体图。

图3是表示第1～第4汇流条的立体图。

图4是表示第4汇流条的主视图。

图5是表示第4汇流条的侧视图。

图6是表示第2汇流条的主视图。

图7是表示第2汇流条的侧视图。

图8是表示第1汇流条的主视图。

图9是表示第1汇流条的侧视图。

图10是表示第3汇流条的主视图。

图11是表示第3汇流条的侧视图。

图12是表示层叠的第1～第4汇流条的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示构成三相交流马达的定子100的结构图。

在保持于壳体101的圆环状的定子芯102处，以向内周侧突出的方式形成有多个未图示的齿部。在各齿部上形成有卷绕铜线而成的线圈111～114、121～124、131～134。

在定子芯102上沿定子100的周向呈环状配设有U相线圈111～114、V相线圈121～124、W相线圈131～134，共12个线圈。

第1U相线圈111以及相邻于第1U相线圈111的第2U相线圈112相对于第3U相线圈113以及相邻于第3U相线圈113的第4U相线圈114相对配置。而且，第1V相线圈121以及相邻于第1V相线圈121的第2V相线圈122相对于第3V相线圈123以及相邻于第3V相线圈123的第4V相线圈124相对配置。而且，第1W相线圈131以及相邻于第1W相线圈131的第2W相线圈132相对于第3W相线圈133以及相邻于第3W相线圈133的第4W相线圈134相对配置。

汇流条单元1将自未图示的电源供给的电流分别经由作为外部端子的U相端子19、V相端子29、W相端子39(图2)供给到U相线圈111～114、V相线圈121～124、W相线圈131～134。各相线圈111～114、121～124、131～134分别借助各相线圈111～114、121～124、131～134的绕组末端117而与汇流条单元1连接。而且，各相的相邻的线圈彼此之间其绕组末端116相连接。

第1U相线圈111以及第4U相线圈114的一端借助汇流条10而连接于U相端子19。第1U相线圈111以及第4U相线圈114的另一端连接于第2U相线圈112以及第3U相线圈113的一端。第2U相线圈112以及第3U相线圈113的另一端借助中性点用汇流条40而连接于中性点。

第1U相线圈111与第2U相线圈112彼此串联。第3U相线圈113与第4U相线圈114彼此串联。而且，第1U相线圈111以及第2U相线圈112与第3U相线圈113以及第4U相线圈114在U相端子19与中性点之间彼此并联。换言之，U相线圈111～114以两串联、两并联的方式连接。

同样，第1V相线圈121以及第4V相线圈124的一端借助汇流条20而连接于V相端子29。第1V相线圈121以及第4V相线圈124的另一端连接于第2V相线圈122以及第3V相线圈123的一端。第2V相线圈122以及第3V相线圈123的另一端借助中性点用汇流条40而连接于中性点。

同样，第1W相线圈131以及第4W相线圈134的一端借助汇流条30而连接于W相端子39。第1W相线圈131以及第4W相线圈134的另一端连接于第2W相线圈132以及第3W相线圈133的一端。第2W相线圈132以及第3W相线圈133的另一端借助中性点用汇流条40而连接于中性点。

汇流条单元1的U相端子19、V相端子29、W相端子39连接于与未图示的电源相连接的外部布线，并自该外部布线供给电力。另一方面，连接于中性点的各线圈112、113、122、123、132、133借助中性点用汇流条40而聚集于相同电位。

图2是表示汇流条单元1的立体图。

轴线O是汇流条单元1以及定子100的中心线。在以下的说明中，“轴向”的意思是轴线O延伸的方向，“径向”的意思是以轴线O为中心放射的方向，“周向”的意思是环绕轴线O的方向。

汇流条单元1以呈与定子100同心状的方式设于定子100的轴向端部。定子100配置于图2中的汇流条单元1的下侧。汇流条单元1包括与各相对应的汇流条10、20、30、将中性点电连接的中性点用的汇流条40、容纳这些全部汇流条10、20、30、40并且将各汇流条10、20、30、40之间电绝缘地保持于预定位置的绝缘性树脂体50。

各汇流条10、20、30、40与绝缘性树脂体50通过例如嵌入成形而一体成形。将自绝缘性树脂体50的外周突出的多个臂53卡合于位于定子100的外周的卡合部(未图示)，从而将绝缘性树脂体50固定于定子100。

图3是表示第1～第4汇流条10、20、30、40的立体图。

汇流条单元1包括：第1汇流条10，其连接于U相线圈111、114；第2汇流条20，其连接于V相线圈121、124；第3汇流条30，其连接于W相线圈131、134；以及中性点用的第4汇流条40，其连接于U相线圈112、113、V相线圈122、123以及W相线圈132、133。

第1～第4汇流条10、20、30、40分别具有：主体部11、21、31、41，它们分别以板厚方向与轴向一致的方式沿周向延伸设置；多个突出部13、23、33、43，它们分别自主体部11、21、31、41的外周向径向外侧突出；延伸设置部14、24、34、44，它们分别自突出部13、23、33、43弯折并沿轴向以及径向延伸设置；以及连接部18、28、38、48，它们分别设于延伸设置部14、24、34、44的延伸设置方向顶端，并连接于各相线圈111～114、121～124、131～134的绕组末端117。

第1～第4汇流条10、20、30、40通过自平板状的导电材料冲切出预定的形状之后、使延伸设置部14、24、34、44自突出部13、23、33、43弯折并使连接部18、28、38、48自延伸设置部14、24、34、44弯折而形成。

延伸设置部14、24、34、44的冲切宽度设定为大于或等于突出部13、23、33、43的冲切宽度，从而充分地确保了导电材料的截面积。

主体部11、21、31、41以板厚方向与轴向一致的方式形成为沿周向延伸设置的圆弧状。换言之，主体部11、21、31、41的轴向的厚度为导电材料的板厚，径向的宽度为导电材料的冲切宽度。

与U相对应的第1汇流条10设有U相端子19，该U相端子19自主体部11沿轴向延伸设置至绝缘性树脂体50的外部并连接于外部布线。与V相对应的第2汇流条20同样地设有V相端子29。与W相对应的第3汇流条30同样地设有W相端子39。汇流条单元1将自未图示的电源供给的电流分别经由作为外部端子的U相端子19、V相端子29、W相端子39而分配到各相线圈111～114、121～124、131～134。

图4是第4汇流条40的主视图，图5是第4汇流条40的侧视图。

第4汇流条40的主体部41呈缺少圆环形状的一部分的圆弧状，自靠近第3U相线圈113的位置延伸至靠近第3V相线圈123的位置。在主体部41的圆环形状上的缺口部位配置有U相端子19、V相端子29、W相端子39。此外，并不局限于此，主体部41也可以是完整的圆环形状。

第4汇流条40的延伸设置部44形成为自突出部43呈曲柄形延伸的带状，并自突出部43向靠近定子100的方向弯折。延伸设置部44具有：第1轴向延伸设置部45，其沿轴向(靠近定子100的方向)延伸；径向延伸设置部46，其自第1轴向延伸设置部45沿径向延伸；以及第2轴向延伸设置部47，其自径向延伸设置部46的与第1轴向延伸设置部45相反一侧的端部沿与第1轴向延伸设置部45平行的方向(远离定子100的方向)延伸设置。

在进行延伸设置部44的弯折加工时，将被夹具(未图示)夹持的延伸设置部44相对于被其他夹具(未图示)夹持的突出部43呈直角弯折。

在主体部41，沿延伸设置部44延伸的部位的外周41A具有比与其相邻的部位的外周41B小的外径，在延伸设置部44与主体部41的外周41A之间具有间隙。由此，在进行弯折加工时，避免夹持延伸设置部44的夹具干扰主体部41。

第2轴向延伸设置部47的轴向长度被设定为与第1轴向延伸设置部45的轴向长度相等。由此，连接部48配置于轴向上与主体部41相同的位置。

6个连接部48沿第4汇流条40的周向隔开预定的间隔配置。连接部48是自第2轴向延伸设置部47的径向顶端突出的部位，该部位被弯折成钩状。

图6是第2汇流条20的主视图，图7是第2汇流条20的侧视图。

第2汇流条20的主体部21呈半圆弧状，自靠近第1V相线圈121的位置延伸至靠近第4W相线圈134的位置。

第2汇流条20的延伸设置部24形成为自突出部23呈曲柄形延伸的带状，延伸设置部24具有沿轴向(远离定子100的方向)延伸的第1轴向延伸设置部25、以及自第1轴向延伸设置部25沿径向延伸的径向延伸设置部26。

第2汇流条20的沿延伸设置部24延伸的主体部21的外周21A具有比与其相邻的外周21B小的外径，在延伸设置部24与主体部21的外周21A之间具有间隙。由此，在进行弯折加工时，避免夹持延伸设置部24的夹具干扰主体部21。

相对于突出部23向远离定子100的方向弯折延伸设置部24，从而使连接部28向沿定子100的轴向远离主体部21的方向偏置。适当地设定第1轴向延伸设置部25的尺寸，从而将连接部28配置在与第4汇流条40的连接部48相同的轴向位置。适当地设定径向延伸设置部26的尺寸，从而将连接部28配置在与第4汇流条40的连接部48相同的径向位置。

两个连接部28配置于第2汇流条20的两端。连接部28是自径向延伸设置部26的径向顶端突出的部位，该部位被弯折成钩状。

图8是第1汇流条10的主视图，图9是第1汇流条10的侧视图。

第1汇流条10的主体部11呈半圆弧状，自靠近第4U相线圈114的位置延伸至靠近第1U相线圈111的位置。

第1汇流条10的延伸设置部14形成为自突出部13呈曲柄形延伸的带状，延伸设置部14具有沿轴向(远离定子100的方向)延伸的第1轴向延伸设置部15、以及自第1轴向延伸设置部15沿径向延伸的径向延伸设置部16。

相对于突出部13向远离定子100的方向弯折延伸设置部14，从而使连接部18向沿定子100的轴向远离主体部11的方向偏置。适当地设定第1轴向延伸设置部15的尺寸，从而将连接部18配置在与第4汇流条40的连接部48相同的轴向位置。适当地设定径向延伸设置部16的尺寸，从而将连接部18配置在与第4汇流条40的连接部48相同的径向位置。

两个连接部18配置于主体部11的两端。连接部18是自径向延伸设置部16的径向顶端突出的部位，该部位被弯折成钩状。

图10是第3汇流条30的主视图，图11是第3汇流条30的侧视图。

第3汇流条30的主体部31呈欠缺一部分的圆弧状，自靠近第4U相线圈114的位置延伸至靠近第4W相线圈134的位置。

在主体部31的途中形成有弯曲主体部31D。弯曲主体部31D具有沿着沿径向延伸的线弯折的两个弯曲部31E、31F，其截面弯曲为曲柄形。

在主体部31形成有自弯曲主体部31D沿周向(图10中的逆时针方向)延伸的圆弧状的第1主体部31G、以及自弯曲主体部31D沿周向(图10中的顺时针方向)延伸的圆弧状的第2主体部31H。

第1主体部31G在后述的第1层叠位置处在周向上与第1汇流条10排列配置(参照图12)。在第1主体部31G的顶端配置有一个连接部38。

第2主体部31H在后述的第2层叠位置处在周向上与第2汇流条20排列配置(参照图12)。在第2主体部31H的途中配置有一个连接部38，在第2主体部31H的顶端配置有W相端子39。

两个延伸设置部34形成为自突出部33呈曲柄形延伸的带状，两个延伸设置部34具有沿轴向(远离定子100的方向)延伸的第1轴向延伸设置部35、以及自第1轴向延伸设置部35沿径向延伸的径向延伸设置部36。

第2主体部31H的沿延伸设置部34延伸的部位的外周31A具有比与其相邻的部位的外周31B小的外径，在延伸设置部34与主体部31的外周31A之间具有间隙。由此，在进行弯折加工时，避免夹持延伸设置部34的夹具干扰主体部31。

相对于突出部33向远离定子100的方向弯折延伸设置部34，从而使连接部38向沿定子100的轴向远离主体部31的方向偏置。

将设于第1主体部31G的第1轴向延伸设置部35的轴向上的尺寸H1设定为小于设于第2主体部31H的第1轴向延伸设置部35的尺寸H2。两者的尺寸差(H2－H1)被设定为与第1层叠位置和第2层叠位置沿轴向分离的长度相等。由此，设于第1主体部31G的连接部38与设于第2主体部31H的连接部38配置于轴向上的相同位置。因此，各连接部38相对于第4汇流条40的连接部48配置在轴向上的相同位置。

连接部38是自径向延伸设置部36的径向顶端突出的部位，该部位被弯折成钩状。

适当地设定径向延伸设置部36的尺寸，从而将各连接部38相对于第4汇流条40的连接部48配置在径向上的相同位置。

此外，连接部18、28、38、48并不局限于上述那样弯折成钩状的形状，也可以是其他形状。

图12是省略绝缘性树脂体50而表示将第1～第4汇流条10、20、30、40组装于各层叠位置的状态的立体图。

在汇流条单元1处依次设有相对于定子100沿轴向分离的第1层叠位置、第2层叠位置、第3层叠位置。在离定子100最近的第1层叠位置配置第1汇流条10的主体部11。在离定子100第二近的第2层叠位置配置第2汇流条20的主体部21。第3汇流条30的主体部31跨越第1层叠位置与第2层叠位置之间而配置。在离定子100最远的第3层叠位置配置第4汇流条40的主体部41。

在第3汇流条30，呈曲柄状弯曲的弯曲主体部31D跨越第1层叠位置与第2层叠位置之间而配置。

自弯曲主体部31D呈圆弧状延伸的第1主体部31G在第1层叠位置处在周向上与第1汇流条10的主体部11排列配置。由于第1主体部31G沿周向与第1汇流条10的主体部11分离，因此两者保持为绝缘状态。

第1主体部31G的一部分配置为与第2汇流条20的主体部21重合。由于第1主体部31G沿轴向与第2汇流条20的主体部21分离，因此两者保持为绝缘状态。

自弯曲主体部31D呈圆弧状延伸的第2主体部31H在第2层叠位置处在周向上与第2汇流条20的主体部21排列配置。由于第2主体部31H沿周向与第2汇流条20的主体部21分离，因此两者保持为绝缘状态。

第2主体部31H的一部分配置为与第1汇流条10的主体部11重合。由于第2主体部31H沿轴向与第1汇流条10的主体部11分离，因此两者保持为绝缘状态。

对于第3汇流条30的主体部31，将第1主体部31G与第1汇流条10的主体部11一起配置于第1层叠位置，并且将第2主体部31H与第2汇流条20的主体部21一起配置于第2层叠位置。由此，与独立设置供第3汇流条30的主体部31配置的层叠位置相比，能够减小汇流条单元1的轴向尺寸。

将第1～第4汇流条10、20、30、40以如上述那样层叠的状态进行嵌入成形。以在模具(未图示)中容纳第1～第4汇流条10、20、30、40并向模具内注入绝缘性树脂材的方式进行嵌入成形。

在绝缘性树脂材固化之后，自模具拆卸第1～第4汇流条10、20、30、40与绝缘性树脂体50结合而成的汇流条单元1，完成图2所示的汇流条单元1。

如以上那样构成汇流条单元1，在汇流条单元1的外周沿周向均等地配置12个连接部18、28、38。将该汇流条单元1安装于定子100的端部。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

汇流条单元1的多个汇流条10、20、30中的至少一个汇流条30包括：弯曲主体部31D，其跨越沿定子100的轴向分离的第1层叠位置与第2层叠位置之间而弯曲延伸；圆弧状的第1主体部31G，其由弯曲主体部31D的一端延伸而成，并在第1层叠位置处在定子100的周向上与不同的汇流条10排列配置；以及圆弧状的第2主体部31H，其由弯曲主体部31D的另一端延伸而成，并在第2层叠位置在定子100的周向上与不同的汇流条20排列配置。

由此，一个汇流条30跨越第1层叠位置与第2层叠位置之间而在周向上与两个不同的汇流条10、20排列配置，因此能够减少设于汇流条单元1的层叠位置(层)的数量，从而能够使汇流条单元1的轴向尺寸小型化。由此，能够使安装汇流条单元1的马达小型化。

而且，多个汇流条10、20、30包含：将定子100的与各相对应并相对配置的线圈电连接的第1汇流条10、第2汇流条20以及第3汇流条30；以及将各线圈的中性点电连接的第4汇流条40。第1汇流条10配置于第1层叠位置，第2汇流条20配置于第2层叠位置，第3汇流条30借助弯曲主体部31D跨越第1层叠位置与第2层叠位置之间而配置，第4汇流条40配置于第3层叠位置，该第3层叠位置处于与第1层叠位置以及第2层叠位置不同的位置。

由此，四个汇流条10、20、30、40配置于三个层叠位置，因此能够使汇流条单元1的轴向尺寸小型化。

换言之，由于汇流条单元1构成为，将U相汇流条10、V相汇流条20、W相汇流条30、中性点用汇流条40容纳于具有三个层(层叠位置)的绝缘性树脂体50，因此与将汇流条10、20、30、40容纳于四个层的汇流条单元相比，能够减小汇流条单元1的轴向的尺寸。

而且，与各相对应的汇流条10、20、30分别具有两个连接于线圈111、114、121、124、131、134且相对配置的连接部18、28、38、以及连接于外部布线的外部端子19、29、39。由于与各相对应且相对配置的线圈彼此并联于各相外部端子19、29、39与中性点之间，因此汇流条单元1能够应用于各相相对配置类型的马达。

而且，由于线圈111～114、121～124、131～134构成为相邻的两个线圈彼此相对配置，且该两个线圈串联于各相外部端子19、29、39与中性点之间，因此汇流条单元1能够应用于两个线圈彼此相对配置的马达。

而且，第3汇流条30的第1主体部31G以及第2主体部31H以板厚方向与定子100的轴向一致的方式沿定子100的周向延伸设置，第1主体部31G以及第2主体部31H包括自第1主体部31G以及第2主体部31H的外周向定子100的径向外侧突出而沿定子100的轴向以及径向延伸设置的延伸设置部34、以及设于延伸设置部34的延伸设置方向顶端并连接于线圈的绕组末端的连接部38。使自第1主体部31G延伸设置的延伸设置部34的长度与自第2主体部31H延伸设置的延伸设置部34的长度不同，从而将连接部38配置于定子100的轴向上的相同位置。

由此，对于汇流条30，能够将隔着弯曲主体部31D而设置的多个连接部38配置于定子100的轴向上的相同位置。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的一个应用例，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如，在上述实施方式中，使与各相对应的两个线圈彼此相对配置，并将各相的线圈111～114、121～124、131～134连接成两串联两并联，但也可以使三个以上的线圈彼此相对配置。即，若使三个线圈彼此相对配置则成为三串联两并联，若使四个线圈彼此相对配置则成为四串联两并联。

而且，在上述实施方式中，例示了具有12个线圈111～114、121～124、131～134的三相交流马达，但线圈的个数并不限定于此。也可以伴随着设于定子的线圈的数量的增加而分别设置多个第1～第3汇流条。

而且，在上述实施方式中，将第1～第4汇流条10、20、30、40以第1汇流条10、第2汇流条20、第3汇流条30、第4汇流条40的顺序配设，但也可以是其他的排列顺序。

而且，在上述实施方式中，例示了包括4种汇流条10、20、30、40的情况，但也可以对应于马达的种类而采用包括3种以下或者5种以上的汇流条的结构。

而且，汇流条单元1并不局限于通过电力产生动力的马达，也能够应用于通过动力而产生电力的发电机。

本申请基于2013年3月8日向日本国特许厅提出申请的特愿2013－047247要求优先权，并将该申请的全部内容以参照的方式编入到本说明书中。

Claims (2)

1.一种汇流条单元，其包括供构成定子的多个线圈的绕组末端连接的多个汇流条，上述多个汇流条沿上述定子的轴向配置，其中，

上述多个汇流条具有：将上述定子的与各相对应的上述线圈电连接的第1汇流条、第2汇流条以及第3汇流条；以及将上述各线圈的中性点电连接的第4汇流条；

上述第1汇流条配置于第1层叠位置，

上述第2汇流条配置于位于在上述定子的轴向上与上述第1层叠位置分离的位置的第2层叠位置，

上述第3汇流条包括：弯曲主体部，其跨越上述第1层叠位置与上述第2层叠位置之间而弯曲延伸；圆弧状的第1主体部，其自上述弯曲主体部的一端延伸而成，并在上述第1层叠位置处在上述定子的周向上与上述第1汇流条排列配置；以及圆弧状的第2主体部，其自上述弯曲主体部的另一端延伸而成，并在上述第2层叠位置处在上述定子的周向上与上述第2汇流条排列配置，

上述第4汇流条配置于第3层叠位置，该第3层叠位置处于在上述定子的轴向上离开上述第1层叠位置及上述第2层叠位置的位置。

2.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

上述第1主体部以及上述第2主体部以板厚方向与上述定子的轴向一致的方式沿上述定子的周向延伸设置，上述第1主体部以及上述第2主体部具有自上述第1主体部以及上述第2主体部的外周向上述定子的径向外侧突出并沿上述定子的轴向以及径向延伸设置的延伸设置部、以及设于上述延伸设置部的延伸设置方向顶端并连接于上述线圈的绕组末端的连接部，

将自上述第1主体部延伸设置的上述延伸设置部的长度与自上述第2主体部延伸设置的上述延伸设置部的长度设定为不同长度，以使上述连接部配置于上述定子的轴向上的相同位置。