JP2008278692A - バスバーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ティースよりもヨークの方がステータ軸方向の厚さが大きい回転電機用ステータの省スペース化を図る。
【解決手段】同心に配置されたリング状の複数の給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと、その各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗよりも外周側に配置されたリング状の中性点バスバー１６Ｎと、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと中性点バスバー１６Ｎを保持するホルダー１７と、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗから外周側に延出する給電端子１９Ｂと、中性点バスバー１６Ｎから外周側に延出する中性点端子１９Ａとを有し、中性点端子１９Ａと給電端子１９Ｂは、ステータ周方向に見てステータ軸方向に開放するＵ状の接続部２１Ａ，２１Ｂを同一円周上に有し、その各接続部２１Ａ，２１Ｂがステータ径方向にかしめてステータコアのコイルの端末８Ａ，８Ｂに接続される構成をバスバーユニット３に採用する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等に組み込まれる回転電機用ステータに関する。

ハイブリッド自動車や燃料電池自動車は、駆動装置や回生ブレーキとして回転電機を使用する。この回転電機に組み込まれるステータとして、リング状のヨークとそのヨークから径方向内方に延出するティースとからなるステータコアと、そのステータコアのティースにインシュレータを介して巻回されるコイルと、ステータコアと同心に配置されたリング状のバスバーユニットとを有する回転電機用ステータが知られている（特許文献１）。

この回転電機用ステータは、バスバーユニットに組み込まれた給電用バスバーから内周側に延出する給電端子と、バスバーユニットに組み込まれた中性点バスバーから内周側に延出する中性点端子を有し、コイルの巻回部からヨーク側に引き出された巻き始め端末が給電端子に接続され、巻き終わり端末が中性点端子に接続されている。
特開２００６−６７７４０号公報

しかし、この回転電機用ステータのバスバーユニットは、給電端子と中性点端子に、コイルの巻回部からヨーク側に引き出されたコイルの端末を接続したときに、給電用バスバーと中性点バスバーがステータ軸方向に見てヨークと重なった配置となる。そのため、このバスバーユニットは、ティースよりもヨークの方がステータ軸方向の厚さが大きいステータに組み込んだ場合、ステータの軸方向の厚さが大きくなり、他の部品の設置スペースが不足しやすいという問題があった。

この発明が解決しようとする課題は、ティースよりもヨークの方がステータ軸方向の厚さが大きい回転電機用ステータの省スペース化を図ることである。

上記の課題を解決するために、同心に配置された複数の給電用バスバーと、その各給電用バスバーと同心に配置された中性点バスバーと、前記各給電用バスバーと前記中性点バスバーを保持するホルダーと、前記各給電用バスバーから外周側に延出する給電端子と、前記中性点バスバーから外周側に延出する中性点端子とを有し、前記給電端子と前記中性点端子は、ステータ周方向に見てステータ軸方向に開放するＵ状の接続部を同一円周上に有し、その各接続部がステータ径方向にかしめてステータコアのコイルの端末に接続される構成をバスバーユニットに採用した。

このバスバーユニットは、前記ホルダーが、前記複数の給電用バスバーのうちの前記中性点バスバーに隣り合う前記給電用バスバーと中性点バスバーの間を周方向に延びる隔壁を有し、その隔壁の軸方向端面に周方向に連続する溝を形成した構成を加えるとより好ましいものとなる。

この発明のバスバーユニットは、給電端子と中性点端子が給電用バスバーと中性点バスバーから外周側に延出しているので、給電端子と中性点端子に、ステータコアのティースに巻回したコイルの巻回部からヨーク側に引き出されたコイルの端末を接続したときに、給電用バスバーと中性点バスバーがステータ軸方向に見てティースと重なった配置となり、ヨークとは重ならない。そのため、ティースよりもヨークの方がステータ軸方向の厚さが大きいステータにこのバスバーユニットを組み込んだ場合、ステータの軸方向の厚さが大きくなりにくく、ステータの設置スペースを抑えることができる。

また、給電端子へのコイル端末の接続と、中性点端子へのコイル端末の接続とを、同一円周上で同一方向にかしめて行なうことができるので、コイルへの接続の作業性に優れる。

また、前記ホルダーが、前記複数の給電用バスバーのうちの前記中性点バスバーに隣り合う前記給電用バスバーと中性点バスバーの間を周方向に延びる隔壁を有し、その隔壁の軸方向端面に周方向に連続する溝を形成したものは、隔壁に溝が形成されているので、給電用バスバーと中性点バスバーの間の沿面距離が大きく、給電用バスバーと中性点バスバーの絶縁の信頼性に優れる。

図１および図２に、この発明の実施形態のバスバーユニットを組み込んだ回転電機用ステータを示す。この回転電機用ステータは、円環状に配置した分割ステータ１と、その分割ステータ１を外周から締め付ける筒状のハウジング２と、この発明の実施形態に係るリング状のバスバーユニット３とからなる。

図３および図４に示すように、分割ステータ１は、円弧状のヨーク４と、ヨーク４からステータ径方向内方に延出するティース５とからなる分割コア６を有し、ティース５には、インシュレータ７を介してコイル８が巻回されている。分割コア６は、金属磁性粉末の圧粉体からなり、図２に示すように分割ステータ１を円環状に配置した状態で、ヨーク４が連なってリング状のヨーク９を構成する。また、ヨーク４は、ティース５よりもステータ軸方向の厚さが大きくなっており、これにより、ヨーク９が形成する磁路の断面積を確保している。

インシュレータ７は、図４に示すように、ティース５に装着される筒部１０と、筒部１０の一端と他端にそれぞれ形成されたフランジ部１１，１２と、ステータ外周側のフランジ部１２から外周側に延出してヨーク９の軸方向端面に重なる延出部１３とを有する。筒部１０とフランジ部１１，１２と延出部１３はいずれも絶縁材料からなる。

延出部１３には、図３に示すように、ステータ周方向に対向する１対の巻き始め端末係止片１４Ａ，１４Ａと、ステータ周方向に対向する１対の巻き終わり端末係止片１４Ｂ，１４Ｂが形成され、各巻き始め端末係止片１４Ａと各巻き終わり端末係止片１４Ｂには、一端が開放したスリット１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成されている。

コイル８は、ティース５に巻回された巻回部８Ｃから巻き始め端末８Ａと巻き終わり端末８Ｂがヨーク４側に引き出され、巻き始め端末８Ａが、ステータ周方向に延びた状態で巻き始め端末係止片１４Ａのスリット１５Ａに係止され、巻き終わり端末８Ｂも、ステータ周方向に延びた状態で巻き終わり端末係止片１４Ｂのスリット１５Ｂに係止されている。

バスバーユニット３は、図５に示すように、外周側から内周側に向けて順に同心配置されたリング状の給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと同心に配置された中性点バスバー１６Ｎと、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと中性点バスバー１６Ｎを保持するホルダー１７とを有する。給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗには、３相交流のＵ，Ｖ，Ｗ相の電源に接続される一次側端子１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗがそれぞれ設けられている。

また、バスバーユニット３には、給電用バスバー１６Ｕから外周側に延出する給電端子１９Ｂと、給電用バスバー１６Ｖから外周側に延出する給電端子１９Ｂと、給電用バスバー１９Ｗから外周側に延出する給電端子１９Ｂとが周方向に順に設けられ、隣り合う給電端子１９Ｂ，１９Ｂの間に、中性点バスバー１６Ｎから外周側に延出する中性点端子１９Ａが設けられている。

中性点端子１９Ａは、図３に示すように、中性点バスバー１６Ｎから外周側に延出する延出部２０Ａと、延出部２０Ａに連なる接続部２１Ａとからなる。接続部２１Ａは、ステータ周方向に見てステータ軸方向に開放するＵ状に形成されており、ステータ径方向にかしめることによって、スリット１５Ａに係止されたコイルの巻き始め端末８Ａに接続される。

給電端子１９Ｂも、中性点端子１９Ａと同様に、給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗから外周側に延出する延出部２０Ｂと、延出部２０Ｂに連なる接続部２１Ｂとからなる。接続部２１Ｂは、ステータ周方向に見てステータ軸方向に開放するＵ状に形成されており、ステータ径方向にかしめることによって、スリット１５Ｂに係止されたコイルの巻き終わり端末８Ｂに接続される。また、各給電端子１９Ｂの接続部２１Ｂは、図５に示すように、中性点端子１９Ａの接続部２１Ａと同一円周上に配置されている。

ホルダー１７は、図６に示すように、給電用バスバー１６Ｕと中性点バスバー１６Ｎの間に、ステータ周方向に延びる隔壁２２を有する。隔壁２２は、給電用バスバー１６Ｕから延出する給電端子１９Ｂから、その給電端子１９Ｂに対して周方向に隣り合う中性点端子１９Ａの位置まで延びており、隔壁２２のステータ軸方向端面には、周方向に連続する溝２３が形成されている。

この回転電機用ステータは、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、分割コア６にインシュレータ７を介してコイル８を巻回し、コイル８の巻き始め端末８Ａを巻き始め端末係止片１４Ａのスリット１５Ａに係止させるとともに、コイルの巻き終わり端末８Ｂを巻き終わり端末係止片１４Ｂのスリット１５Ｂに係止させる。このようにして形成された分割ステータ１を円環状に配置し、その外周にハウジング２を焼き嵌めする。つづいて、バスバーユニット３を分割ステータ１と同心に配置して、コイルの巻き始め端末８Ａを各中性点端子１９Ａの接続部２１Ａ内に導入するとともに、コイルの巻き終わり端末８Ｂを各給電端子１９Ｂの接続部２１Ｂ内に導入する。その後、中性点端子１９Ａの接続部２１Ａをかしめてコイルの巻き始め端末８Ａと接合するとともに、給電端子１９Ｂの接続部２１Ｂをかしめてコイルの巻き終わり端末８Ｂと接合する。

このバスバーユニット３を用いると、図７に示すように、中性点端子１９Ａと給電端子１９Ｂに、ティース５に巻回したコイルの巻回部８Ｃからヨーク９側に引き出されたコイルの端末８Ａ，８Ｂを接続したとき、給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと中性点バスバー１６Ｎがティース５とステータ軸方向に重なった配置となり、ティース５よりもステータ軸方向の厚さの大きいヨーク４とは重ならない。そのため、ステータの軸方向の厚さが大きくなりにくく、ステータの設置スペースを抑えることができる。

また、このバスバーユニット３は、中性点端子１９Ａの接続部２１Ａと給電端子１９Ｂの接続部２１Ｂとが同一円周上にあり、かつ、かしめる方向が同一なので、中性点端子１９Ａと巻き始め端末８Ａの接続と、給電端子１９Ｂと巻き終わり端末８Ｂの接続とを同じ動作で行なうことができ、コイル８への接続の作業性がよい。

また、給電用バスバー１６Ｕと中性点バスバー１６Ｎの間の隔壁２２に溝２３が形成されているので、給電用バスバー１６Ｕと中性点バスバー１６Ｎの間の沿面距離が大きく、給電用バスバー１６Ｕと中性点バスバー１６Ｎの絶縁の信頼性に優れる。

中性点バスバー１６Ｎは、図に示すように、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗよりも外周側に配置すると好ましい。このようにすると、中性点バスバー１６Ｎを隣り合う給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗの間に配置した場合や、各給電用バスバー１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗよりも内周側に配置した場合に比較して、中性点端子１９Ａと給電端子１９Ｂの材料を全体として抑えることができ、経済的である。

上記実施形態では、バスバーユニット３を、ヨーク４の厚さがティース５よりも大きい分割コア６を円環状に配置してステータコアを形成した回転電機用ステータに組み込んでいるが、このバスバーユニット３は、リング状の電磁鋼板の積層体でステータコアを形成し、ヨークの積層数をティースの積層数よりも多くすることによってステータ軸方向のヨークの厚さをティースよりも大きくした回転電機用ステータに組み込んでもよい。

また、上記実施形態では、コイルの巻き始め端末８Ａを中性点端子１９Ａに接続するとともにコイルの巻き終わり端末８Ｂを給電端子１９Ｂに接続しているが、コイルの巻き始め端末８Ａを給電端子１９Ｂに接続するとともにコイルの巻き終わり端末８Ｂを中性点端子１９Ａに接続するようにしてもよい。

図では、２本のコイルを並列に巻回しているが、１本のコイルを巻回するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべ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、上記した意味ではなく、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態のバスバーユニットを組み込んだ回転電機用ステータを示す平面図 図１の回転電機用ステータの軸直角断面図 図１の回転電機用ステータの分解斜視図 図３の分割ステータをステータ軸を含む平面に沿って切断した状態の斜視図 図１のバスバーユニットの平面図 図５のバスバーユニットの拡大斜視図 図１の回転電機用ステータのステータ軸を含む平面に沿った断面図

符号の説明

３ バスバーユニット
８Ａ，８Ｂ コイルの端末
１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ 給電用バスバー
１６Ｎ 中性点バスバー
１７ ホルダー
１９Ａ 中性点端子
１９Ｂ 給電端子
２１Ａ，２１Ｂ 接続部
２２ 隔壁
２３ 溝

Claims (2)

1. 同心に配置されたリング状の複数の給電用バスバー（１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ）と、その各給電用バスバー（１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ）と同心に配置されたリング状の中性点バスバー（１６Ｎ）と、前記各給電用バスバー（１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ）と前記中性点バスバー（１６Ｎ）を保持するホルダー（１７）と、前記各給電用バスバー（１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ）から外周側に延出する給電端子（１９Ｂ）と、前記中性点バスバー（１６Ｎ）から外周側に延出する中性点端子（１９Ａ）とを有するバスバーユニットであって、前記給電端子（１９Ｂ）と前記中性点端子（１９Ａ）は、ステータ周方向に見てステータ軸方向に開放するＵ状の接続部（２１Ｂ，２１Ａ）を同一円周上に有し、その各接続部（２１Ｂ，２１Ａ）がステータ径方向にかしめてステータコアのコイルの端末（８Ｂ，８Ａ）に接続されるバスバーユニット。
2. 前記ホルダー（１７）が、前記複数の給電用バスバー（１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ）のうちの前記中性点バスバー（１６Ｎ）に隣り合う前記給電用バスバー（１６Ｕ）と中性点バスバー（１６Ｎ）の間を周方向に延びる隔壁（２２）を有し、その隔壁（２２）の軸方向端面に周方向に連続する溝（２３）を形成した請求項１に記載のバスバーユニット。

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