JP2009148026A - 回転電機の集中配電部材 - Google Patents

Abstract

【課題】集中配電部材において、各バスバーとバスバー絶縁部との位置規制を行うことである。
【解決手段】回転電機のステータに巻回される各相コイルのうち同相コイル同士を接続する各相接続用の接続バスバー１１と、回転電機のステータに巻回される各相コイル同士を接続する中性点用の接続バスバー１１と、相互に絶縁するために各接続バスバー１１が挿入可能である円環状形状の保持溝１０８を有し、絶縁材料で構成されるバスバー絶縁部１２と、各接続バスバー１１に設けられるバスバー側位置決め部と、バスバー絶縁部１２に設けられ、バスバー側位置決め部と協働して、各接続バスバー１１とバスバー絶縁部１２との位置決めを行う絶縁側位置決め部と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転電機の集中配電部材に係り、特に、各相のバスバーを備える回転電機の集中配電部材に関する。

回転電機に各相のバスバーが設けられる場合に、それぞれのバスバーを相互間に絶縁することが必要となる。例えば、特許文献１には、モータの各相に対応して設けられた複数本のバスバーと、合成樹脂からなる連続円環状の絶縁ホルダと、を含んで構成される集中配電部材であって、絶縁ホルダの一側面には、その周方向に沿って延びる３つの保持溝が凹設されており、各保持溝には、それぞれ各相に対応するバスバーが個別に挿入され、絶縁ホルダ及び各バスバーは、全体的に絶縁樹脂層によって被覆されるものが開示されている。

特開２００３−１３４７２４号公報

上記特許文献１の構成を用いることで、各相のバスバーを相互に絶縁することができる。しかし、特許文献１の構成は、各相のバスバーを相互に絶縁することは可能であるが、各バスバーと絶縁ホルダであるバスバー絶縁部との間の位置規制がないため、組付け性が悪いことがある。

本発明の目的は、各バスバーとバスバー絶縁部との位置規制を行うことができる回転電機の集中配電部材を提供することである。

本発明に係る回転電機の集中配電部材は、回転電機のステータに巻回される各相コイルのうち同相コイル同士を接続する各相接続用のバスバーと、回転電機のステータに巻回される各相コイル同士を接続する中性点用のバスバーと、各バスバーが挿入され、各バスバーを相互に絶縁する円環状形状の保持溝を有するバスバー絶縁部と、バスバー絶縁部に設けられる絶縁側位置決め部と、各バスバーに設けられ、絶縁側位置決め部と協働して、バスバー絶縁部と各バスバーとの位置決めを行うバスバー側位置決め部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機の集中配電部材において、絶縁側位置決め部は、保持溝の溝幅方向に対向する内側壁において、１方側の内側壁の少なくとも１部が保持溝の開口側から底面側に向けて溝幅が狭くなる傾斜壁であり、バスバー側位置決め部は、傾斜壁と当接する凸部であることが好ましい。

また、本発明に係る回転電機の集中配電部材において、絶縁側位置決め部は、保持溝の底面部において、保持溝の長手方向に沿って一旦盛上った後に元に戻る凸部であり、バスバー側位置決め部は、保持溝の底面部に設けられる保持溝の凸部と嵌合する凹部であることが好ましい。

また、本発明に係る回転電機の集中配電部材において、各バスバーを保持溝の深さ方向に押さえる押さえカバー部を備え、バスバー絶縁部は、内径側の外形壁と外径側の外形壁との少なくとも１方に絶縁側係合部を有し、押さえカバー部は、絶縁側係合部と協働して、押さえカバー部とバスバー絶縁部とを係合するカバー側係合部を有することが好ましい。

上記構成の少なくとも１つにより、回転電機の集中配電部材は、バスバー絶縁部に設けられる絶縁側位置決め部と、各バスバーに設けられ、絶縁側位置決め部と協働して、バスバー絶縁部と各バスバーとの位置決めを行うバスバー側位置決め部とを有する。したがって、各バスバーとバスバー絶縁部との位置決めを行うことができる。

上記構成の少なくとも１つにより、回転電機の集中配電部材において、絶縁側位置決め部は、保持溝の溝幅方向に対向する内側壁において、１方側の内側壁の少なくとも１部が保持溝の開口側から底面側に向けて溝幅が狭くなる傾斜壁であり、バスバー側位置決め部は、傾斜壁と当接する凸部である。したがって、各バスバーとバスバー絶縁部との保持溝の溝幅方向の位置決めを行うことができる。

上記構成の少なくとも１つにより、絶縁側位置決め部は、保持溝の底面部において、保持溝の長手方向に沿って一旦盛上った後に元に戻る凸部であり、バスバー側位置決め部は、保持溝の底面部に設けられる保持溝の凸部と嵌合する凹部である。したがって、各バスバーとバスバー絶縁部との保持溝の長手方向の位置決めを行うことができる。

上記構成の少なくとも１つにより、回転電機の集中配電部材において、各バスバーを保持溝の深さ方向に押さえる押さえカバー部を備え、バスバー絶縁部は、内径側の外形壁と外径側の外形壁との少なくとも１方に絶縁側係合部を有し、押さえカバー部は、絶縁側係合部と協働して、押さえカバー部とバスバー絶縁部とを係合するカバー側係合部を有する。したがって、各バスバーとバスバー絶縁部との保持溝の深さ方向の位置決めを行うことができる。

以下、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、回転電機のコイルの巻回方法として、集中巻として説明するが、分布巻であってもよい。

図１は、集中配電部材８を回転電機のステータ３０に配置する様子を示す図である。図２は、接続バスバー１１、バスバー絶縁部１２、集中配電部材カバー部２０を分離した状態を示す図１の破線Ａの拡大対応図である。図３は、図２を矢印Ｂ方向から見た図である。

ステータ３０は、ステータヨーク３６と、ステータヨーク３６から内径方向に向けて延伸するティース３２と、ティース３２に巻回されるコイル３４とを含んで構成される。コイル３４は、ティース３２に集中巻で巻回される巻線である。コイル３４は、ティース３２に巻回されている巻回コイル部３４６と、コイル３４の両端であって、ステータ３０の外径方向に延伸している一端部３４４と他端部３４２と、を含んで構成される。

集中配電部材８は、回転電機において同相のコイル３４同士を接続或いは中性点を形成し、異相のコイル３４同士の絶縁性を確保する部材である。集中配電部材８は、集中配電部材本体部１０と、集中配電部材カバー部２０とを含んで構成される。

集中配電部材本体部１０は、複数の接続バスバー１１と、バスバー絶縁部１２とを含んで構成される。複数の接続バスバー１１は、３相の回転電機である場合には、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、中性点用にそれぞれ設けられる。また、バスバー絶縁部１２には、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、中性点用にそれぞれ４つの保持溝１０８が設けられる。

バスバー絶縁部１２は、複数の接続バスバー１１が相互に絶縁されるために挿入可能である円環状形状の保持溝１０８を有する部材である。バスバー絶縁部１２は、バスバー絶縁本体部１０６と、絶縁側係合部１０５と、保持溝１０８と、テーパ部１０９と、絶縁側凸部１０７とを含んで構成される。なお、かかるバスバー絶縁部１２としては、プラスチック等の絶縁材料で成形したものであって、表面に十分な絶縁被膜がなされたものが用いられても良い。

バスバー絶縁本体部１０６は、ドーナツ形状を有する絶縁部材である。保持溝１０８は、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、中性点用のバスバーがそれぞれ配置される程度の深さの溝であって、バスバー絶縁部１２に円環状に設けられる。また、保持溝１０８は、それぞれのバスバー配置されたときに、それぞれのバスバーが相互に絶縁される溝である。

絶縁側凸部１０７は、バスバー絶縁部１２の保持溝１０８を構成する底面の一部に設けられる凸部である。ここで、絶縁側凸部１０７は、保持溝１０８の長手方向に沿って一旦盛り上がった後に元に戻る形状の凸部である。また、絶縁側凸部１０７は、保持溝１０８の底面に周方向に沿って所定の間隔で設けられる。

テーパ部１０９は、バスバー絶縁部１２の保持溝１０８の溝幅方向に対向する内側壁において、１方の内側壁の少なくとも１部が保持溝１０８の開口側から底面側に向けて保持溝１０８の溝幅が狭くなるように傾斜を有する壁である。

絶縁側係合部１０５は、バスバー絶縁部１２を構成する内径側の外形壁と外径側の外形壁から、それぞれ内径側と外径側に向けて突出している突起部である。絶縁側係合部１０５は、バスバー絶縁部１２の周方向に沿って、予め定められた所定の間隔で設けられる。

接続バスバー１１は、回転電機の３相コイルの同相コイル同士を接続或いは異相コイルを接続して中性点を形成する機能を有する。接続バスバー１１は、バスバー本体部１０１と、バスバー端子部１０２と、バスバー側凸部１０３と、バスバー側凹部１０４とを含んで構成される。接続バスバー１１は、導電材質で構成される金属板を所望の平面形状に加工した後に曲加工を行ったものである。

バスバー本体部１０１は、ステータ３０の環状に沿うように円弧形状に曲げられた円弧部１０１ｂと、ステータ３０の軸方向に延伸する延伸部１０１ａを含んで構成される。

バスバー端子部１０２は、延伸部１０１ａの先端に設けられ、Ｕ字形状に曲げられた接続部である。バスバー端子部１０２は、集中配電部材８がステータ３０に配置された際にコイル３４の一端部３４４あるいは他端部３４２のいずれか１方と接続される。そして、保持溝１０８の周方向に配置される接続バスバー１１のすべてのバスバー端子部１０２が接続されると、回転電機の３相コイルのうち、同相コイル同士、あるいは、各相コイルの中性点を電気的に接続されることとなる。

バスバー側凸部１０３は、バスバー本体部１０１に設けられる凸部である。バスバー側凸部１０３は、接続バスバー１１が挿入されたときに、保持溝１０８の開口側において、バスバー絶縁部１２のテーパ部１０９と当接する位置に配置され、テーパ部１０９と協働して径方向（図３の矢印Ｄ方向）の位置決めを行う機能を有する。

バスバー側凹部１０４は、バスバー本体部１０１に設けられる凹部である。バスバー側凹部１０４は、保持溝１０８に設けられる絶縁側凸部１０７と嵌合する凹部であって、絶縁側凸部１０７と協働して周方向（図２の矢印Ｃ方向）の位置決めを行う機能を有する。

集中配電部材カバー部２０は、カバー本体部２０２と、カバー側係合部２０１とを含んで構成される。集中配電部材カバー部２０は、接続バスバー１１がバスバー絶縁部１２に挿入されたときにバスバー絶縁部１２と協働して軸方向（図２の矢印Ｅ方向）から押さえる機能を有する。

カバー本体部２０２は、バスバー絶縁部１２の径方向の幅と同程度の幅を有する絶縁部材である。

カバー側係合部２０１は、カバー本体部２０２から保持溝１０８の深さ方向に向けて延伸する部材である。カバー側係合部２０１は、バスバー絶縁部１２の内径側と外径側の絶縁側係合部１０５にそれぞれ対応して設けられる。カバー側係合部２０１は、絶縁側係合部１０５の突起部が挿入される程度の溝を有し、カバー側係合部２０１と絶縁側係合部１０５とが協働して、集中配電部材カバー部２０とバスバー絶縁部１２とを係合する。

カバー側押さえ部２０３は、カバー本体部２０２から保持溝１０８の深さ方向に向けて延伸する部材である。カバー側押さえ部２０３は、接続バスバー１１が挿入された際に上部から各接続バスバー１１を保持溝１０８の底面に向けて押える機能を有する。

上記構成の作用について説明する。図４は、図２において、接続バスバー１１をバスバー絶縁部１２に挿入した様子を示すである。図５は、図３において、接続バスバー１１をバスバー絶縁部１２に挿入した後に集中配電部材カバー部２０を係合した様子を示す図である。図１、図２と同様の要素について同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図４において、接続バスバー１１は、バスバー絶縁部１２の保持溝１０８に挿入されている様子が示されている。接続バスバー１１のバスバー側凹部１０４は、絶縁側凸部１０７と嵌合している。ここで、絶縁側凸部１０７は、保持溝１０８の長手方向に沿って一旦盛り上がった後に元に戻る形状の凸部であるから、各接続バスバーは、バスバー絶縁部１２の周方向に沿って位置ずれを起こさない。したがって、各接続バスバー１１とバスバー絶縁部１２との保持溝１０８の周方向の位置決めを行うことができる。

図５において、バスバー絶縁部１２のテーパ部１０９は、保持溝１０８の開口側から底面側に向けて保持溝１０８の幅が狭くなる傾斜の壁であり、バスバー側凸部１０３は、テーパ部１０９と保持溝１０８の開口側において当接している。このように、バスバー側凸部１０３は、テーパ部１０９と当接していることから、各接続バスバー１１は、バスバー絶縁部１２の径方向に位置ずれを起こさない。したがって、各接続バスバー１１とバスバー絶縁部１２との保持溝１０８の径方向の位置決めを行うことができる。

図５において、バスバー絶縁部１２の絶縁側係合部１０５と集中配電部材カバー部２０のカバー側係合部２０１とが係合して、バスバー絶縁部１２と集中配電部材カバー部２０とが固定される。ここで、集中配電部材カバー部２０のカバー側押さえ部２０３は、接続バスバー１１が挿入された際に上部から各接続バスバー１１を保持溝１０８の底面に向けて押えるため、各接続バスバー１１は、バスバー絶縁部１２の保持溝１０８の軸方向に位置ずれを起こさない。したがって、各接続バスバー１１とバスバー絶縁部１２との保持溝１０８の軸方向の位置決めを行うことができる。

本発明の実施の形態の集中配電部材を回転電機のステータに配置する様子を示す図である。 接続バスバー、バスバー絶縁部、集中配電部材カバー部を分離した状態を示す図１の破線Ａの拡大対応図である。 図２を矢印Ｂ方向から見た図である。 図２において、接続バスバーをバスバー絶縁部に挿入した様子を示すである。 図３において、接続バスバーをバスバー絶縁部に挿入した後に集中配電部材カバー部を係合した様子を示す図である。

符号の説明

８ 集中配電部材、１０ 集中配電部材本体部、１１ 接続バスバー、１２ バスバー絶縁部、２０ 集中配電部材カバー部、３０ ステータ、３２ ティース、３４ コイル３６ ステータヨーク、１０１ バスバー本体部、１０１ａ 延伸部、１０１ｂ 円弧部、１０２ バスバー端子部、１０３ バスバー側凸部、１０４ バスバー側凹部、１０５ 絶縁側係合部、１０６ バスバー絶縁本体部、１０７ 絶縁側凸部、１０８ 保持溝、１０９ テーパ部、２０１ カバー側係合部、２０２ カバー本体部、２０３ カバー側押さえ部、３４２ 他端部、３４４ 一端部、３４６ 巻回コイル部。

Claims (4)

1. 回転電機のステータに巻回される各相コイルのうち同相コイル同士を接続する各相接続用のバスバーと、
   回転電機のステータに巻回される各相コイル同士を接続する中性点用のバスバーと、
   各バスバーが挿入され、各バスバーを相互に絶縁する円環状形状の保持溝を有するバスバー絶縁部と、
   バスバー絶縁部に設けられる絶縁側位置決め部と、
   各バスバーに設けられ、絶縁側位置決め部と協働して、バスバー絶縁部と各バスバーとの位置決めを行うバスバー側位置決め部と、
   を備えることを特徴とする回転電機の集中配電部材。
2. 請求項１に記載の回転電機の集中配電部材において、
   絶縁側位置決め部は、保持溝の溝幅方向に対向する内側壁において、１方側の内側壁の少なくとも１部が保持溝の開口側から底面側に向けて溝幅が狭くなる傾斜壁であり、
   バスバー側位置決め部は、傾斜壁と当接する凸部であることを特徴とする回転電機の集中配電部材。
3. 請求項１に記載の回転電機の集中配電部材において、
   絶縁側位置決め部は、保持溝の底面部において、保持溝の長手方向に沿って一旦盛上った後に元に戻る凸部であり、
   バスバー側位置決め部は、保持溝の底面部に設けられる保持溝の凸部と嵌合する凹部であることを特徴とする回転電機の集中配電部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれか1つに記載の回転電機の集中配電部材において、
   各バスバーを保持溝の深さ方向に押さえる押さえカバー部を備え、
   バスバー絶縁部は、内径側の外形壁と外径側の外形壁との少なくとも１方に絶縁側係合部を有し、
   押さえカバー部は、絶縁側係合部と協働して、押さえカバー部とバスバー絶縁部とを係合するカバー側係合部を有することを特徴とする回転電機の集中配電部材。

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