JP2013099154A

JP2013099154A - 回転電機の固定子、固定子用ホルダ、回転電機、及び自動車

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Publication number: JP2013099154A
Application number: JP2011241119A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Kaneda; 数馬金田; Wataru Ito; 伊藤　　渉; Hironori Kato; 裕典加藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-20
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: US9203275B2; CN103094999B; JP5813463B2; CN103094999A; EP2590303A3; EP2590303A2; US20130106250A1

Abstract

【課題】バスリングについてコンパクトな配置構成とすることができる回転電機の固定子、固定子用ホルダ、回転電機及び自動車を提供する。
【解決手段】本実施形態の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻装される複数の巻線と、前記巻線の各々を選択的に電気的に接続するバスリングであって相互に径寸法が異なる第１バスリング及び第２バスリングと、前記第１バスリング及び前記第２バスリングを保持するホルダ手段とを備え、前記ホルダ手段は、複数の前記第１バスリングを前記固定子鉄心の軸方向に並べて支持する第１支持部と、前記第２バスリングを、前記第１バスリングの径方向外側または径方向内側で支持する第２支持部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転電機の固定子、固定子用ホルダ、前記固定子を備えた回転電機、及び前記回転電機を備えた自動車に関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車に駆動電動機として搭載される車両用の回転電機では、固定子鉄心に巻装された３相の巻線について各相毎にバスリングを介して結線したものがある。この場合、各巻線は、Ｕ相用バスリング、Ｖ相用バスリング、及びＷ相用バスリングと中性点用バスリングとを用いてスター結線している。

ところで、前記の車両用の回転電機ではその小型化が求められている。しかしながら、当該回転電機は、４つのバスリングを備える構成にあって、各バスリングを固定子に対して同心状に配置した場合でも、その配置スペースが固定子の径方向に嵩張ることとなり、小型化を図る上で問題がある。

特開２００８−２２６２０号公報

そこで、バスリングについてコンパクトな配置構成とすることができる回転電機の固定子、固定子用ホルダ、回転電機及び自動車を提供する。

本実施形態の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻装される複数の巻線と、前記巻線の各々を選択的に電気的に接続するバスリングであって相互に径寸法が異なる第１バスリング及び第２バスリングと、前記第１バスリング及び前記第２バスリングを保持するホルダ手段とを備え、前記ホルダ手段は、複数の前記第１バスリングを前記固定子鉄心の軸方向に並べて支持する第１支持部と、前記第２バスリングを、前記第１バスリングの径方向外側または径方向内側で支持する第２支持部とを備える。

本実施形態のホルダ部材と共に示す固定子の拡大断面図固定子からバスリングとホルダ部材を分解した状態の外観斜視図スプールに対する巻線の巻回に係る説明図（ａ）は固定子鉄心の軸方向から見たスプール部分の拡大図、（ｂ）は同スプール部分についてバスリングをホルダ部材により取り付けた状態で示す拡大図各バスリングをホルダ部材により組み付けてユニット化した状態の斜視図（ａ）及び（ｂ）はホルダ部材を拡大して示す側面図及び斜視図電気自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図

以下、電気自動車に用いられ、インバータにより駆動される駆動電動機に適用した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、図７は、回転電機たる当該駆動電動機１を搭載した電気自動車を示す。

図２に示すように、駆動電動機１の固定子２は、円環状をなす多数の電磁鋼板を積層してなる略円筒状の固定子鉄心３を備える。固定子鉄心３は、円筒状のヨーク３ｂと、ヨーク３ｂの内周部において周方向に等間隔で設けられた複数（例えば２４個）のティース３ａとを有する。各ティース３ａは、四角柱状をなしてヨーク３ｂの内周面から中心方向へ突出するように形成されている。このティース３ａに、スプール４を介して三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線５（Ｕ相巻線５ｕ、Ｖ相巻線５ｖ、Ｗ相巻線５ｗ）が巻装されている。詳しい図示は省略するが、駆動電動機１の回転子６は、円環状をなす多数の電磁鋼板を積層してなる略円筒状の回転子鉄心と、この回転子鉄心を電磁鋼板の積層方向に貫く回転軸とを備える。回転子６は、固定子２の界磁空間に、その外周面と固定子２の内周面との間に僅かな隙間（エアギャップ）を隔てて配置され、固定子２に対して回転可能になっている。

前記スプール４は、電気絶縁性を有するインシュレータである。スプール４はボビンとして、前記巻線５が巻回される胴部４ａと、この胴部４ａの一端側に形成された鍔部４ｂとを樹脂成形により一体に有する。ここで、図１は、スプール４の胴部４ａに、Ｕ相巻線５ｕを巻装した状態を示しており、図３は、当該スプール４を固定子鉄心３（以下、単に鉄心３と称す）の径方向内側から見た図にあって、Ｕ相巻線５ｕについて模式的に示している。なお、Ｖ相巻線５ｖ、Ｗ相巻線５ｗもＵ相巻線５ｕと同様の構成である。

図１〜図３に示すように、胴部４ａは角筒状をなし、鍔部４ｂは矩形枠状をなしており、スプール４には、胴部４ａの軸方向に延びる嵌合孔７が形成されている。スプール４は、その嵌合孔７にティース３ａを挿通させて鉄心３に装着している。スプール４の鍔部４ｂには、図２で上方側（鉄心３の軸方向における一方側）の端部に、当該軸方向に窪む係止穴８が形成されている。この係止穴８は鍔部４ｂの隅部に位置し（図３、図４（ａ）（ｂ）参照）、後述するホルダ部材１０の係合脚１０ａが圧入により係止される係止部となっている。また、図３において、鍔部４ｂの上方側（鉄心３の軸方向における一方側）の端部には、その左右方向の中央部を切り欠くようにして切欠部９が形成されている。スプール４では、Ｕ相巻線５ｕの巻回始端部５ａを胴部４ａの当該中央部において切欠部９から外周側（図４（ａ）で左側）に導出させた状態で、後述するＵ相バスリング１１ｕの接続部１６と接続される（図４（ｂ）参照）。スプール４では、鍔部４ｂの係止穴８や切欠部９が前記の樹脂成形時の成形型で形成される。

そして、Ｕ相巻線５ｕは、その巻回始端部５ａを切欠部９に臨ませた状態で、胴部４ａに対して図３中、反時計回りに巻き付けられている。この場合、Ｕ相巻線５ｕは、図４（ａ）に矢印で示すように、巻回方向を外周側（同図で左側）から内周側（同図で右側）、内周側から外周側へ層毎に反転させながら、所定のターン数ｎ（ｎは整数）巻回されている。なお、図４（ａ）の符号１〜ｎは、Ｕ相巻線５ｕの巻回順序を示しており、Ｏはスプール４の中心軸線を示している。

Ｕ相巻線５ｕの巻回終端部５ｂは、スプール４を鉄心３の径方向内側から見て、切欠部９が形成された前記の中央部に位置し、内周寄り（図４（ｂ）で右寄り）の位置で中性点バスリング１２の接続部１８と接続されるようになっている。これにより、組み立て等の際、スプール４におけるＵ相巻線５ｕの巻回始端部（一端）５ａ及び巻回終端部（他端）５ｂと、相互に隣り合う他のスプール４或は他の巻線５ｖ、５ｗとの引っ掛りが防止される。また、スプール４において、Ｕ相巻線５ｕが係止穴８の手前側まで巻回され、巻回始端部５ａと巻回終端部５ｂを、係止穴８に係合させたホルダ部材１０から離間させてある（図４（ｂ）のＬ０参照）。従って、巻回始端部５ａと巻回終端部５ｂが、ホルダ部材１０を用いた組み付け時の邪魔にならないようになっている。また、巻回始端部５ａと巻回終端部５ｂは、夫々の先端が鉄心３の軸方向における一方側（図４における紙面手前側）を指向するように形成してある。上記したようにスプール４の胴部４ａ周りにおける巻回始端部５ａと巻回終端部５ｂの周方向の位置は互いに一致するが、図３では説明の便宜上、巻回始端部５ａと巻回終端部５ｂの位置をずらして示している。

本実施形態では、各巻線５ｕ、５ｖ、５ｗの他端５ｂを中性点バスリング１２に接続し、各巻線５ｕ、５ｖ、５ｗの一端５ａを、夫々相毎にＵ相バスリング１１ｕ、Ｖ相バスリング１１ｖ、及びＷ相バスリング１１ｗに接続して、巻線５ｕ〜５ｗのスター結線を行う。これら、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２の構造、及び各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２を保持するホルダ部材１０について順次説明する。

各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２は、導電性材料（例えば銅合金）から形成されており、絶縁被膜により被覆されている。また、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２には、後に詳述するように巻線５ｕ、５ｖ、５ｗの各々が選択的に電気的に接続される。このうち、Ｕ相バスリング１１ｕ、Ｖ相バスリング１１ｖ、及びＷ相バスリング１１ｗは、何れも中性点バスリング１２と径寸法が異なる第１バスリングを構成する。Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗは、図２に示すように何れも鉄心３の軸方向に対して垂直な主面１５を有する平板状をなし、且つ相互に同じ寸法形状に形成された環状部材である。Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗは、鉄心３の軸方向から見てティース３ａの基部（ティース３ａ先端とは反対側の部分）と重なるよう、鉄心３の外径寸法より小さく且つ内径寸法より大きい径寸法に設定されている。また、図１、図２に示すように、ホルダ部材１０に対して、Ｕ相とＶ相のバスリング１１ｕ、１１ｖの両主面１５が対向し、Ｖ相とＷ相のバスリング１１ｖ、１１ｗの両主面１５が対向するように配置される。Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗには、巻線接続部として外周側に張出す二股状の接続部１６が、夫々周方向に等間隔（例えば４５度間隔）で一体に設けられている。図５のＰｕ、Ｐｖ、Ｐｗは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源が供給される夫々の接続端子であり、各相に対応するバスリング１１ｕ〜１１ｗに一体に設けられている。

前記中性点バスリング１２は、他のバスリング１１ｕ〜１１ｗの内径寸法よりも若干小さい外径寸法に設定された第２バスリングである。中性点バスリング１２は、径方向に厚さが薄く且つ鉄心３の軸方向に幅が広い帯状の環状部材である。中性点バスリング１２には、巻線接続部として内周側に張出す二股状の接続部１８が、周方向に等間隔（例えば１５度間隔）で一体に設けられている。接続部１８は、図１の断面図において逆「Ｌ」字状をなしている。同図に示すように、中性点バスリング１２は、前記のように比較的幅が広く、接続部１８を含めると、ホルダ部材１０において軸方向に並べて支持された上下両端のバスリング１１ｕ〜１１ｗにわたる幅広な寸法に設定されている。

上記のバスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２を保持するホルダ手段（固定子用ホルダ）は、例えば前記スプール４と同数（２４個）のホルダ部材１０で構成される。ここで、ホルダ部材１０を拡大して示す図６も参照しながら説明する。

ホルダ部材１０は、図６（ｂ）に示すように全体として棚状をなし、前述した取付用の係合脚１０ａ等を有している。詳細には、Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗを支持する嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´と、中性点バスリング１２を支持する突出片１０ｂと、両者１０ｂ、１０ｃを一体に繋ぐ仕切壁１０ｄと、前記係合脚１０ａとを、射出成形により一体に有する。また、ホルダ部材１０は、可撓性を有する樹脂材料として例えばＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、或はナイロンから形成され、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２間における絶縁距離を確保する絶縁手段（スペーサ）としても機能する。

具体的には、前記嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´は、Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗを鉄心３の軸方向に並べて支持する第１支持部である。図６（ａ）に示すように、嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´は、仕切壁１０ｄの一方の壁面２１ａに多段棚状をなすように突出し、その突出寸法Ｌ１は、バスリング１１ｕ〜１１ｗにおける（接続部１６を除く）幅寸法より大きく設定されている。また、嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´の厚さ寸法ｔ１は、それら相互間の間隙より若干小さく設定されており、嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´つまり各棚でバスリング１１ｕ〜１１ｗを挟むように嵌合させて保持する。このため、嵌合突部１０ｃにより、バスリング１１ｕ〜１１ｗ間の間隙を嵌合突部１０ｃの厚みｔ１の分、確保することができると共に、バスリング１１ｕ〜１１ｗを軸方向に極力コンパクトに配置することができる。図６（ａ）中、下側の嵌合突部１０ｃ´は、その先端側に係合脚１０ａが設けられ、他の突部１０ｃの突出寸法Ｌ１より大きな突出寸法Ｌ１´に設定されている。即ち、嵌合突部１０ｃ´の突出寸法Ｌ１´は、例えば図１、図６（ａ）に示すように少なくとも接続部１６を含むバスリング１１ｕの幅寸法よりも大きく設定される。これにより、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２を、スプール４の係止穴８を基準に径方向内側で保持することができる。

前記突出片１０ｂは、仕切壁１０ｄの他方の壁面２１ｂから嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´とは反対方向へ突出する。この突出片１０ｂは、その途中部１０ｅから仕切壁１０ｄに平行する方向で且つ嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´の延設方向Ｄ（図６（ｂ）の矢印方向）と交差する方向に延びる形状をなす。ここで、延設方向Ｄとは、嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´の突出方向に対して交差する方向であり、突出片１０ｂは、途中部１０ｅから嵌合突部１０ｃの並び方向に折り返されている。これにより、突出片１０ｂは第２支持部として、他方の壁面２１ｂとの間に中性点バスリング１２が嵌合する、当該突出片１０ｂの先端側が開放された嵌合溝部２５を構成する。こうして、突出片１０ｂは、嵌合溝部２５に開放側から中性点バスリング１２を嵌合させることで、他のバスリング１１ｕ〜１１ｗの径方向内側で支持する第２支持部とされている。

嵌合溝部２５は、仕切壁１０ｄの他方の壁面２１ｂ側に沿って図６（ａ）中、下側に窪んでいる。また、突出片１０ｂにおける途中部１０ｅから先端の部位は、同図に誇張して示すように開放側が開拡するが如き仕切壁１０ｄに対して若干傾く傾斜壁部２２とされている。このため、中性点バスリング１２は、その下端部を傾斜壁部２２に当接させながら同図で下方に押し込むように移動させて、嵌合溝部２５に嵌合させることで組み付けるようになっている。ここで、図５に示すように、例えば２４個のホルダ部材１０を用いる場合、突出片１０ｂを上向きにして環状配置したホルダ部材１０に対し、中性点バスリング１２を嵌合溝部２５の開放側から嵌合させる。前述のように、中性点バスリング１２は金属製で鉄心３の軸方向に幅が広い帯状をなすことから、外力が作用しても容易に変形しないようになっている。従って、嵌合溝部２５に中性点バスリング１２が嵌め込まれることに伴い、可撓性を有する仕切壁１０ｄを介して、他のバスリング１１ｕ〜１１ｗが径方向にずれないように内側から押し広げるような力が作用する。

図４（ｂ）に示すように、嵌合溝部２５は、仕切壁１０ｄの他方の壁面２１ｂ側に沿って前記延設方向Ｄ（同図で略上下方向）へ延びる直線状に形成されている。このため、嵌合溝部２５に嵌め込まれた中性点バスリング１２が、当該溝部２５の両端部Ｅ１、Ｅ２で当接することで、ホルダ部材１０に対する相対的な周方向への移動が抑制される。従って、図５に示すように、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２を、ホルダ部材１０により保持することで、バスリングユニット２０としてユニット化した場合、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２相互間での周方向のずれや径方向のずれが抑制されるようになっている。

前記仕切壁１０ｄは、中性点バスリング１２と、他のバスリング１１ｕ〜１１ｗとを仕切っている。仕切壁１０ｄの厚さ寸法ｔ２は、図６（ａ）に示すように嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´の厚さ寸法ｔ１より大きく設定されると共に（ｔ２＞ｔ１）、中性点バスリング１２と他のバスリング１１ｕ〜１１ｗとの間で所定の絶縁距離となるように設定されている。つまり、ホルダ部材１０の前記嵌合突部１０ｃは、バスリング１１ｕ〜１１ｗのスペーサとして当該バスリング１１ｕ〜１１ｗ間に空間部（図５の符号１９ａ参照）を形成し、仕切壁１０ｄは中性点バスリング１２と他のバスリング１１ｕ〜１１ｗとの間のスペーサとして空間部（図４（ｂ）の符号１９ｂ参照）を形成する。そして、これら空間部１９ａ、１９ｂに後述する樹脂２３が入り込むことで、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２相互間における電気的絶縁性が確保されるようになっている。

前記係合脚１０ａは、前記係止穴８に対して鉄心３の軸方向から係合する係合片である。係合脚１０ａは、嵌合突部１０ｃ´の先端に、嵌合溝部２５の開放側とは反対側に突出するように設けられている。一方、詳しい図示は省略するが、前記スプール４の係止穴８は、先細りとなるテーパ状をなすため、係合脚１０ａが圧入により係止されるようになっている。また、固定子２の組み立ての際、係合脚１０ａは、バスリングユニット２０を、係止穴８に沿って鉄心３の軸方向にガイドするガイド手段として機能する。

続いて、固定子２の組み立て手順について、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２と巻線５の接続方法も併せて説明する。
先ず、巻線５ｕ〜５ｗとしては、前述のように何れもスプール４に対する巻き方向や巻回始端部５ａ及び巻回終端部５ｂの位置が同じ、同一構成のものが用意される。当該巻線５が巻回されたスプール４を、鉄心３の各ティース３ａに対して内周側から装着する。この場合、スプール４は、その嵌合孔７がティース３ａに嵌合するため、鉄心３にガタつかないように配置される（図２参照）。

他方、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２は、スプール４（巻線５）に係る組み立て工程とは別の工程で予め組み付けておくことができる。即ち、Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗを各ホルダ部材１０の嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´間に挿入して嵌合させる。このとき、例えば２４個のホルダ部材１０を用いた組み付けを行うことから、図示しない治具を用いてホルダ部材１０を、突出片１０ｂを上向きにして等間隔で２４個環状配置しておき、当該ホルダ部材１０に対してバスリング１１ｕ〜１１ｗを取り付けるようにしてもよい。また、この場合、各バスリング１１ｕ〜１１ｗは、夫々の接続部１６がホルダ部材１０から所定距離Ｌ０離間し（図４（ｂ）参照）且つ夫々の接続部１６が１５度間隔となるように周方向に位置決めする。

次いで、各ホルダ部材１０の嵌合溝部２５に対して、中性点バスリング１２を、その接続部１８の周方向の位置と他のバスリング１１ｕ〜１１ｗの接続部１６の周方向の位置とが対応するように嵌合溝部２５に上側から嵌合させる。このとき、中性点バスリング１２は、その下端部が傾斜壁部２２に当接しながら押し込まれるようにして嵌合溝部２５に嵌合する。そして、嵌合溝部２５に中性点バスリング１２が嵌め込まれることに伴い、可撓性を有する仕切壁１０ｄを介して、他のバスリング１１ｕ〜１１ｗを径方向にずれないように内側から押し広げるような力が作用する。これにより、中性点バスリング１２とＵ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗは、同心状の位置関係が保持され、以ってホルダ部材１０によりバスリングユニット２０としてユニット化される（図５参照）。また、このようにユニット化した状態では、中性点バスリング１２が、嵌合溝部２５の両端部Ｅ１、Ｅ２で当接してホルダ部材１０に対する相対的な周方向への移動が抑制され、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２が、ホルダ部材１０によって周方向或は径方向にずれないように嵌合保持される。

この後、バスリングユニット２０を、鉄心３側に対して装着する。この場合、各巻線５ｕ、５ｖ、５ｗ上に、対応するバスリング１１ｕ〜１１ｗの接続部１６を位置させるようにして、バスリングユニット２０におけるホルダ部材１０の係合脚１０ａを、鉄心３における各スプール４の係止穴８の位置に合わせて挿入する。ここで、バスリングユニット２０は、係合脚１０ａにより係止穴８に沿って鉄心３の軸方向にガイドされながら、当該係合脚１０ａが係止穴８に嵌り込んで固定される。これにより、各スプール４は、ティース３ａにおける鉄心３の径方向への移動が阻止される。

装着されたバスリングユニット２０は、各巻線５ｕ〜５ｗの巻回始端部５ａに対してＵ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗの各接続部１６が相毎に対応し、且つ各巻線５ｕ〜５ｗの巻回終端部５ｂに対して中性点バスリング１２の各接続部１８が対応するように配置される（図４（ｂ）参照）。このため、バスリングユニット２０では、鉄心３側への装着により、各巻線５ｕ〜５ｗの巻回始端部５ａや巻回終端部５ｂを引き回すことなく、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２の接続部１６、１８にそのまま差し込むようにして接続することができる。

そして、巻線５の両端部５ａ、５ｂは、夫々の接続部１６，１８において、例えばヒュージングつまり熱かしめにより固定される。ヒュージングでは、バスリングユニット２０において接続部１６、１８とホルダ部材１０との間に間隙Ｌ０が設けられていることから、ホルダ部材１０に対する熱的影響を回避することができる。なお、前記のヒュージングに代えてＴＩＧ溶接等を行うことによっても、巻線５の端部５ａ、５ｂと接続部１６，１８とを電気的に堅固に接続することができる。この後、図１に示すように絶縁性の樹脂２３によりモールドすることで、固定子２が形成される。これにより、バスリングユニット２０は樹脂２３により埋められ、バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２相互間は、ホルダ部材１０で保持されていない部分、つまり図４（ｂ）に示す空間部１９ｂや図５に示す空間部１９ａにも樹脂２３が入り込んで固定されると共に、絶縁性が確保される。

図７は、上記の駆動電動機１を走行駆動用として、当該電動機１を駆動するシステムを搭載した電気自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。１００は自動車のシャーシ（車体）であり、組電池パック２００内には、図示しない組電池が単数あるいは複数組み込まれている。この電池パック２００のプラス、マイナス電極は、インバータ装置を含み電圧を変換すると共に、運転指令を受けて出力電流・電圧のレベル制御及び位相制御などを行う電圧変換及び運転制御部３００に接続されている。電圧変換及び運転制御部３００の出力は、駆動電動機１に駆動電力として供給される。

前記車体１００には、左右の駆動輪たる車輪ＷＲ，ＷＬが取り付けられている。車輪ＷＲ，ＷＬは、駆動電動機１が出力する駆動力により駆動可能に構成されており、駆動電動機１の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、車輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。電池管理基板４００は、組電池の状態を管理すると共に通信を行うための回路（制御部、通信インターフェース、記憶部などを含む）が搭載されている。

以上説明したように、本実施形態の固定子２は、相互に径寸法が異なる第１バスリング及び第２バスリングを保持するホルダ手段を備え、このホルダ手段は、複数の第１バスリングを鉄心３の軸方向に並べて支持する第１支持部と、第２バスリングを、第１バスリングの径方向内側で支持する第２支持部とを備える。

これによれば、ホルダ手段において、複数の第１バスリングは軸方向に並び、第２バスリングは第１バスリングの内周に沿って支持される。このため、相互に径寸法が異なる第１バスリング及び第２バスリングについて、軸方向と径方向の配置スペースを小さくすることができ、ひいては固定子２の軸方向寸法と径方向寸法を小さくすることができる。なお、第２バスリングの径寸法を、第１バスリングの径寸法よりも相対的に大きく設定し、第２支持部を、第１バスリングの径方向外側で支持するように構成した場合でも、上記と同様の効果を奏する。

前記電気自動車の駆動電動機においては、小型にして高出力を得るため、印加電圧（使用電圧）をより高く設定する傾向にある。この点、複数の第１バスリングは、何れも固定子鉄心３の軸方向に対して垂直な主面を有する環状部材であり、第２バスリングは、固定子鉄心３の軸方向に幅が広い帯状の環状部材である。

これによれば、第１支持部において、複数の第１バスリングは軸方向に隣り合う主面同士が対向する配列となるため、軸方向の配設スペースを極力小さくすることができる。また、第１バスリングの内側或は外側に、軸方向に幅をもつ第２バスリングが沿う配置となるため、第１バスリング及び第２バスリングの径方向の配設スペースを極力小さくすることができる。従って、固定子２の一層の小型化を図ることができる一方、各バスリングの軸方向と径方向の配設スペースに余裕ができる。このため、複数の第１バスリング相互間の離間距離、並びにこれら第１バスリングと第２バスリングとの間の離間距離を夫々大きくとることで絶縁性能を向上させ、高電圧化を図ることができる。更に、第２バスリングは、固定子鉄心３の軸方向つまり第１バスリングの並び方向に幅が広く、比較的変形し難いものとすることができる。よって、第２支持部で支持された第２バスリングの剛性を利用して、第１支持部における複数の第１バスリングの径方向のずれを抑制することが可能となる。

前記固定子用ホルダは、仕切壁１０ｄと、この仕切壁１０ｄの一方の壁面２１ａから多段棚状に突出する第１支持部と、仕切壁１０ｄの他方の壁面２１ｂから第１支持部の棚とは反対方向へ突出する突出片１０ｂであり、この突出片１０ｂは、その途中部１０ｅから仕切壁１０ｄに平行する方向であり且つ前記多段棚（嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´）の延設方向と交差する方向に延びる形状をなして、他方の壁面２１ｂと突出片１０ｂとの間に当該突出片１０ｂの先端側が開放された溝部２５を構成する第２支持部とを備える。

そして、固定子用ホルダについて、例えば第１支持部を径方向外側に向けた環状配置とし、第１バスリングの如き環状部材を、第１支持部の各棚に挿入して保持させ、第２バスリングの如き（第１支持部の環状部材よりも径寸法が小さい）環状部材を、第２支持部の溝部２５に開放側から挿入して保持させ、これら環状部材を保持した固定子ホルダを固定子鉄心３側へ装着する。

これによれば、第２支持部の溝部２５に環状部材を挿入することに伴い、仕切壁１０ｄを介して、第１支持部における複数の環状部材を径方向にずれないように内側から押し広げるような力が作用する。これにより、固定子用ホルダにおいて、径寸法の異なる環状部材の同心状の位置関係を保持することができる。このように、仕切壁１０ｄに突設した棚状部分或は突出片１０ｂといった比較的簡単な構造の固定子用ホルダを用いて、径寸法の異なる複数の環状部材を効果的に支持することができる。また、各環状部材は第１支持部あるいは仕切壁１０ｄの厚みの分、相互に離間して支持されるため、固定子ホルダを環状部材のスペーサとして機能させることができる。なお、固定子用ホルダについて第１支持部を径方向内側に向けた環状配置とし、第２支持部で支持する環状部材の径寸法を、第１支持部で支持する環状部材の径寸法よりも相対的に大きく設定した場合でも、上記と同様の効果を奏する。

前記固定子用ホルダ（ホルダ手段）は、少なくとも第１支持部及び第２支持部を備え、全体として環状をなす１つのホルダ部材で構成してもよい。
この点、上記実施形態における固定子用ホルダは、ホルダ部材１０として、固定子鉄心３に巻装された各巻線５の配列に沿って複数配置され、仕切壁１０ｄは、前記複数の第１バスリングと前記第２バスリングとを仕切り、固定子鉄心３の軸方向に延設され、前記第１支持部は複数の第１バスリングに対して嵌合する嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´であり、前記第２支持部は第２バスリングが嵌合する嵌合溝部２５を構成する突出片１０ｂである。

このように、固定子用ホルダを、巻線５の配列に沿って複数配置される各ホルダ部材１０で構成した場合でも、嵌合溝部２５に軸方向から挿入した第２バスリングにより、仕切壁１０ｄを介して、第１支持部における複数の第１バスリングがバラけないように径方向内側または径方向外側から保持することができる。また、これにより、複数の第１バスリングと第２バスリングは、夫々の支持部に嵌合された状態で同心状の位置関係が保持され、以ってホルダ部材１０によりユニット２０化することができる。よって、このユニット２０のみを別工程で組立てることが可能となり、組み付け作業性を向上させることができる。

上記のように、各巻線５ｕ〜５ｗの一端５ａは、夫々相毎にＵ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗに接続され、各巻線５ｕ〜５ｗの他端５ｂは、中性点バスリング１２に接続される。この点、前記固定子用ホルダは、固定子鉄心３に巻装されたＵ相〜Ｗ相の各巻線５ｕ〜５ｗの配列に沿って複数配置され、これら各巻線５ｕ〜５ｗが相毎に接続されるＵ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗを夫々前記第１支持部の各棚で保持し、前記各巻線５ｕ〜５ｗが共通に接続される中性点バスリング１２を前記第２支持部の溝部２５で保持するように構成されている。

これによれば、固定子用ホルダによって、Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗと中性点バスリング１２は、各巻線５ｕ〜５ｗの配列に沿う同心状の位置関係が保持される。このため、これらバスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２と各巻線５ｕ〜５ｗとの相対的な位置関係を見越して、Ｕ相〜Ｗ相に係わりなく巻回始端部５ａ及び巻回終端部５ｂの夫々の位置を設定し（図４（ａ）参照）、上記実施形態の如く各巻線５ｕ〜５ｗを同一構成とすることができる。そして、各巻線５ｕ〜５ｗの巻回始端部５ａ及び巻回終端部５ｂについて、夫々の位置を変更しなくても、Ｕ相〜Ｗ相バスリング１１ｕ〜１１ｗ及び中性点バスリング１２に対する前記の接続作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。

固定子２は、巻線５が巻装され、固定子鉄心３と巻線５とを絶縁する樹脂製のスプール４を備え、このスプール４に、固定子鉄心３の軸方向からホルダ部材１０を係合させることにより係止する係止部を樹脂成形により設けた。これによれば、スプール４の樹脂成形時に係止部を容易に形成することができ、安価で簡単な構成とすることができる。また、固定子鉄心３と巻線５とを絶縁するスプール４を利用して、係止部を係止穴８の如く巻線５近傍に形成することができる。また、上記構成によれば、固定子鉄心３における軸方向の一方の端部側で、前記ホルダ部材１０を係止部に係止させて前記ユニット２０を取り付けることができるので、より作業性を向上させることができる。

前記固定子用ホルダにおける溝部２５の開放側とは反対側に突設された係合片を備える。これによれば、固定子用ホルダの係合片を、下向きにして係止穴８に挿入する際、上方が開放された溝部２５の中性点バスリング１２が抜け落ちることがないので、作業性を一層向上させることができる。

ホルダ部材１０において、係合脚１０ａを設けた嵌合突部１０ｃ´の突出寸法Ｌ１´を、少なくともバスリング１１ｕ〜１１ｗの幅寸法よりも大きく設定した。これによれば、ホルダ部材１０によって、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２を前記インシュレータから径方向外側にはみ出さないように保持することができる。従って、各バスリング１１ｕ〜１１ｗ、１２が、固定子鉄心３より外周側に張出すことがなく、固定子２が径方向に大型化することもない。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略，置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、ホルダ部材１０の係合脚１０ａを省略すると共に、スプール４における係止穴８に代えて係合脚１０ａの無いホルダ部材を係止するための溝部を設けるようにしてもよい。また、ホルダ部材１０に図６（ａ）中、下向きに設けた係合脚１０ａに代えて、同図で一番上の嵌合突部１０ｃに上向きの係合脚を設けるようにしてもよい。つまり、係合片としての径合脚は、ホルダ部材１０に対して嵌合突部１０ｃ、１０ｃ´の並ぶ方向に延びる構成であればよい。

巻線５の巻回始端部５ａ及び巻回終端部５ｂが、スプール４において切欠部９を形成した中央部に位置するように巻線５を巻回したが、これに限定するものではない。即ち、スプール４において、巻線５の両端部５ａ、５ｂがホルダ部材１０の組み付け時の邪魔にならず、且つ前述したヒュージング等による熱的影響を回避できる位置関係にあればよい。従って、スプール４における巻線５の両端部５ａ、５ｂの位置は、ホルダ部材１０用の係止穴８との相対的位置関係により適宜変更してもよい。また、スプール４において、係止穴８を鍔部４ｂの隅部（図３中、左上）に形成したが、同図の右上の隅部に形成してもよい。

ホルダ部材１０の個数は、スプール４ないしティース３ａの数に応じて適宜変更してもよい。
駆動電動機１は、上記した電気自動車に限らず、ハイブリッド自動車等、駆動電動機１が出力する駆動力により駆動可能な車輪を備えた自動車に適用してもよい。

図面中、１は回転電機、２は固定子、３は固定子鉄心、４はスプール（インシュレータ）、６は回転子、８は係止部、１０はホルダ部材（固定子用ホルダ、ホルダ手段）、１０ａは係合片、１０ｂは突出片（第２支持部）、１０ｃ、１０ｃ´は嵌合突部（第１支持部）１０ｄは仕切壁、１１ｕはＵ相バスリング（第１バスリング）、１１ｖはＶ相バスリング（第１バスリング）、１１ｗはＷ相バスリング（第１バスリング）、１２は中性点バスリング（第２バスリング）、２５は嵌合溝部（溝部）、ＷＲ、ＷＬは車輪を示す。

Claims

固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に巻装される複数の巻線と、
前記巻線の各々を選択的に電気的に接続するバスリングであって相互に径寸法が異なる第１バスリング及び第２バスリングと、
前記第１バスリング及び前記第２バスリングを保持するホルダ手段とを備え、
前記ホルダ手段は、
複数の前記第１バスリングを前記固定子鉄心の軸方向に並べて支持する第１支持部と、
前記第２バスリングを、前記第１バスリングの径方向外側または径方向内側で支持する第２支持部とを備えることを特徴とする回転電機の固定子。
前記複数の第１バスリングは、何れも前記固定子鉄心の軸方向に対して垂直な主面を有する環状部材であり、
前記第２バスリングは、前記固定子鉄心の軸方向に幅が広い帯状の環状部材であることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
前記ホルダ手段は、前記固定子鉄心に巻装された各巻線の配列に沿って配置される複数のホルダ部材で構成され、
各ホルダ部材は、
前記複数の第１バスリングと前記第２バスリングとを仕切り、前記固定子鉄心の軸方向に延設される仕切壁と、
前記第１支持部として前記仕切壁の一方の壁面から多段棚状に突出し、前記複数の第１バスリングに対して嵌合する嵌合突部と、
前記第２支持部として前記仕切壁の他方の壁面から前記第１支持部の棚とは反対方向へ突出する突出片であり、この突出片は、その途中部から前記仕切壁に平行する方向で且つ前記多段棚の延設方向と交差する方向に延びる形状をなして、前記他方の壁面と前記突出片との間に前記第２バスリングが嵌合する、当該突出片の先端側が開放された嵌合溝部を構成する突出片とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の固定子。
前記巻線が巻装され、前記固定子鉄心と前記巻線とを絶縁する樹脂製のスプールを備え、
前記スプールに、前記固定子鉄心の軸方向から前記ホルダ部材を係合させることにより係止する係止部を樹脂成形により形成したことを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子。
請求項１から４の何れか１項に記載の固定子と、
前記固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。
請求項５に記載の回転電機と、
前記回転電機が出力する駆動力により駆動可能な車輪とを備えることを特徴とする自動車。
仕切壁と、
前記仕切壁の一方の壁面から多段棚状に突出する第１支持部と、
前記仕切壁の他方の壁面から前記第１支持部の棚とは反対方向へ突出する突出片であり、この突出片は、その途中部から前記仕切壁に平行する方向であり且つ前記多段棚の延設方向と交差する方向に延びる形状をなして、前記他方の壁面と前記突出片との間に当該突出片の先端側が開放された溝部を構成する第２支持部とを備えることを特徴とする固定子用ホルダ。
前記固定子用ホルダにおける前記溝部の開放側とは反対側に突設された係合片を備えることを特徴とする請求項７記載の固定子用ホルダ。
請求項７または８記載の固定子用ホルダが、固定子鉄心に巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線の配列に沿って複数配置され、
前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線が相毎に接続されるＵ相バスリング、Ｖ相バスリング、及びＷ相バスリングを夫々前記第１支持部の各棚で保持し、
前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線が共通に接続される中性点バスリングを前記第２支持部の溝部で保持することを特徴とする回転電機の固定子。