JP2015133772A - バスバーモジュールおよび回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向長さを抑制できるとともに、製造コストを低減できるバスバーモジュールおよび回転電機を提供する。【解決手段】バスバーモジュール２０において、環状部２９と延出部３０とを有し、延出部３０にコイル１２の一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａが接続されるコイル接続孔３１と位置決め孔３２とを備え、相毎に設けられた相別バスバー２２と、中性点をなし、環状部３７と延出部３８とを有し、延出部３８にコイル１２の他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂが接続されるコイル接続孔３９と位置決め孔４０とを備えた中性点バスバー２３と、相別バスバー２２と中性点バスバー２３を保持するバスバーホルダ２５とを備え、相別バスバー２２と中性点バスバー２３とが、バスバーホルダ２５に組付けられた複数の位置決めピン２８によりバスバーホルダ２５に対して位置決めされるとともに、絶縁体２４を介して軸方向に積層される。【選択図】図１

Description

本発明は、バスバーモジュールおよび回転電機に関する。

従来より、モータケースに固定されたステータと、モータケースの径方向略中央に配置されステータに対して回転自在に支持されたロータと、を備えた回転電機が知られている。ロータの外周面には、複数の永久磁石が配置されている。ステータは、略円筒状のステータコアと、このステータコアから内径側に突設された複数のティースとを備えている。

各ティースには、電気的絶縁性を有する樹脂性のインシュレータが装着され、このインシュレータを介してコイルが巻装されている。こうした回転電機として、例えば、複数のコイルを３組に分け、それぞれに位相が１２０°異なる電力を外部電源から供給する三相の回転電機がよく用いられている。各コイルに電力が給電されると、コイルに発生する磁束と永久磁石との間に吸引力、又は反発力が生じロータが回転する。

上記回転電機には、バスバーと呼ばれる棒状又は板状の導電体を相毎に用いて各ティースに巻装されたコイルと外部電源とを電気的に接続するとともに、各バスバーを互いに電気的に絶縁した構造を有するバスバーモジュールが多く用いられる。

例えば、特許文献１では、図８（ａ）に示すように、電気的絶縁材からなるバスバーホルダ８１に同心円状に複数の溝部８６を設けて、相毎のバスバー８２を配設したバスバーモジュール８０が開示されている。

特開２００５−３１２２２１号公報

しかしながら、特許文献１のバスバーモジュール８０では、図８（ｂ）に示すように、コイル接続部８３を有するバスバー８２の腕部８４は、Ｌ字状に形成され、溝部８６に配設されるバスバー８２の導電体８５からバスバーモジュール８０の軸方向に所定の絶縁距離Ｈ分離し他の相のバスバー８２を跨ぐことで、各バスバー８２間の電気的絶縁性を確保している。このため、バスバーモジュールおよび回転電機の軸方向長さを短くできないという問題があった。特に、高電圧を供給すればするほど、絶縁距離Ｈを大きく確保する必要があり、上記軸方向長さを短くすることが、ますます困難となっていた。また、各バスバー８２は同心円状に配設されるので、相毎にバスバー８２の形状が異なり、その形状も複雑なため、製造コストがかかるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、軸方向長さを抑制できるとともに、製造コストを低減できるバスバーモジュールおよび回転電機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ステータコアに巻装された複数の相のコイルに給電するためのバスバーモジュールにおいて、円板状に形成され、環状部と前記環状部より外径側に延出する延出部とを有し、前記延出部に前記コイルの一方の端末が接続されるコイル接続孔と位置決め孔とを備え、前記相毎に設けられた相別バスバーと、中性点をなし、円板状に形成され、環状部と前記環状部より外径側に延出する延出部とを有し、前記延出部に前記コイルの他方の端末が接続されるコイル接続孔と位置決め孔とを備えた中性点バスバーと、前記相別バスバーと前記中性点バスバーを保持するバスバーホルダとを備え、前記相別バスバーと前記中性点バスバーとが、前記バスバーホルダに組付けられた複数の位置決めピンにより前記バスバーホルダに対して位置決めされるとともに、絶縁体を介して軸方向に積層されていることを特徴とする。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、相別バスバーと中性点バスバーとが絶縁体を介して軸方向に積層され、コイルの一方の端末と他方の端末とがそれぞれ円板状に形成された相別バスバーと中性点バスバーとの延出部のコイル接続孔に接続されているので、バスバーモジュールの軸方向の長さを抑制することができる。また、相別バスバーは、円板状に形成され環状部と延出部とを有する簡易な構造となっているので、容易に製造することができる。さらに、バスバーホルダに組付けられた複数の位置決めピンにより、相別バスバーと中性点バスバーとがバスバーホルダに対して簡単に位置決めされるので、良好な組付性を得ることができる。これにより、バスバーモジュールの製造コストを低減できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のバスバーモジュールを備えていることを特徴とする。

上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、軸方向の長さを抑制し、製造コストを低減した回転電機を得ることができる。

本発明によれば、軸方向長さを抑制できるとともに、製造コストを低減できるバスバーモジュールおよび回転電機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機の概略構成を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る回転電機の結線図である。 図１の矢印Ｂ方向からみたバスバーホルダの平面図である。 （ａ）は、図１の矢印Ｂ方向からみた相別バスバーの平面図であり、（ｂ）は、図１の矢印Ｂ方向からみた絶縁体の平面図である。 図１の矢印Ｂ方向からみた中性点バスバーの平面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿うバスバーモジュールの給電部周辺の断面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿うバスバーモジュールの断面図である。 （ａ）は、従来のバスバーモジュールの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るバスバーモジュールおよび回転電機について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、本発明を回転電機としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有する３相ブラシレスモータに具体化した形態について説明する。

図１に示すように、回転電機１は、モータケース２と、モータケース２に保持された第１軸受５および第２軸受６と、第１軸受５および第２軸受６に回転自在に支持される円柱状の出力軸７と、出力軸７と一体回転するように設けられた円筒状のロータ８と、ロータ８の径方向に所定の隙間を有して対向し、モータケース２に固定された円筒状のステータ９と、外部電源（図示しない）とステータ９との回転電機１内部における電気的な接続のためのバスバーモジュール２０とを備えている。また、回転電機１は、ロータ８の回転角を検出する不図示の位置検出センサを有している。

モータケース２は、径方向中央部に貫通孔３ａを有した有底筒状のモータケース本体３と、モータケース本体３の開放端に不図示のボルト等により固定される有底筒状のモータケース蓋部４とからなる。

モータケース本体３の内周面には、ステータ９の外周面が例えば圧入によって固定されている。また、モータケース本体３の貫通孔３ａの周縁部に、第１軸受５を保持する保持部が形成されている。

モータケース蓋部４の径方向中央部には、モータケース蓋部４の内側に開いた凹部４ａ
が形成されている。凹部４ａの周縁部には、第２軸受６を保持する保持部が形成されている。また、モータケース蓋部４の筒状部の外周には、後述するバスバーモジュール２０の給電部２１をモータケース蓋部４の外側に突出させるための切り欠き４ｂが設けられている。切り欠き４ｂは、給電部２１と外部電源とを電気的に接続する際に、外部電源側のコネクタ（不図示）等により封止される。

出力軸７は、円柱状の長尺部材からなる。出力軸７の一方の端部は、モータケース本体３の貫通孔３ａから延出しており、他方の端部は、モータケース２内に収容されている。出力軸７は、モータケース本体３とステータ９の内周面に同心に配置されている。

ロータ８は、円筒状をなしていて、出力軸７と同心に且つ一体回転できるように固定されている。ロータ８は、ロータ本体８ａと、ロータ本体８ａの外周面に一体回転可能に取り付けられたロータマグネット８ｂとを備えている。ロータマグネット８ｂは、永久磁石からなり、環状に形成されて、その外周にＮ極とＳ極との磁極が交互に周方向に複数並んでいる。

ステータ９は、複数枚の鋼板材を軸方向（図１の上下方向）に積層状に重ねて形成された円筒状のステータコア１０を有している。ステータコア１０には、径方向内側に向かって複数のティース（不図示）が周方向に等間隔で突設され、隣接するティースの間にはスロットが形成されている。本実施形態では、ティースおよびスロットの個数は、９個である。すなわち、本実施形態の回転電機１は、９スロットのブラシレスモータである。ステータコア１０の各ティースには、インシュレータ１１を介してコイル１２が巻装されている。なお、インシュレータ１１は、コイル１２をステータコア１０から絶縁するために樹脂等により形成されている。

コイル１２は、絶縁被膜にて覆われた電線からなり、Ｕ相のコイル１２Ｕと、Ｖ相のコイル１２Ｖと、Ｗ相のコイル１２Ｗとを備えている。各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗは、図２に示すように、スター結線の３相巻線を構成するもので、本実施形態では、３相の各相毎に３個並列に設けられており、全部で９個ある。

具体的には、Ｕ相のコイル１２ＵはＵ相のコイル１２Ｕ_１，１２Ｕ_２，１２Ｕ_３からなり、Ｖ相のコイル１２ＶはＶ相のコイル１２Ｖ_１，１２Ｖ_２，１２Ｖ_３からなり、Ｗ相のコイル１２ＷはＷ相のコイル１２Ｗ_１，１２Ｗ_２，１２Ｗ_３からなる。各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗは、ステータコア１０をバスバーモジュール２０側から軸方向（図１の矢印Ｂ方向）にみて、ステータコア１０の周方向に沿って各ティースに対して、時計回りに１２Ｕ_１，１２Ｖ_１，１２Ｗ_１，１２Ｕ_２，１２Ｖ_２，・・・・の順に設けられている。

図２に示すように、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａは、外部電源側の端末としてステータコア１０のバスバーモジュール２０側に引き出されて、対応する相別バスバー２２であるＵ相バスバー２２Ｕ，Ｖ相バスバー２２Ｖ，Ｗ相バスバー２２Ｗを介して同一相に含まれる他のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと結線されている。

また、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂは、中性点端末としてステータコア１０のバスバーモジュール２０側に引き出されて、中性点バスバー２３を介して他のすべてのコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂと結線されている。

上記のように構成された回転電機１は、外部電源から各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗに電力が供給することにより磁界が発生する。そして、この磁界とロータマグネット８ｂとの間の吸引力、又は反発力により、ロータ８が回転するようになっている。ここで、外部電源からの電力は、モータケース２内に設けられたバスバーモジュール２０を介して各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗに供給される。

次に、バスバーモジュール２０について具体的に説明する。

バスバーモジュール２０は、図１に示すように、Ｕ相バスバー２２ＵとＶ相バスバー２２ＶとＷ相バスバー２２Ｗとからなる相別バスバー２２と、中性点バスバー２３と、各バスバー間、すなわち、Ｕ相バスバー２２ＵとＶ相バスバー２２Ｖの間、Ｖ相バスバー２２ＶとＷ相バスバー２２Ｗとの間、Ｗ相バスバー２２Ｗと中性点バスバー２３の間を電気的に絶縁する絶縁体２４と、相別バスバー２２および中性点バスバー２３を保持するバスバーホルダ２５とを備えている。バスバーホルダ２５は、バスバーホルダ本体２６とバスバーホルダ蓋部２７とからなる。

バスバーモジュール２０の構成は、バスバーホルダ本体２６の上面（図１の上側）に、中性点バスバー２３、Ｗ相バスバー２２Ｗ、Ｖ相バスバー２２Ｖ、Ｕ相バスバー２２Ｕの順に積層され、バスバーホルダ蓋部２７により各バスバーが固定される構成となっている。なお、各バスバー間には、絶縁体２４が介装される。

詳細には、バスバーホルダ２５は、外周面に環状の段部２６ａを有する円板状のバスバーホルダ本体２６と、バスバーホルダ本体２６の段部２６ａに嵌着される有底筒状のバスバーホルダ蓋部２７とからなる。バスバーホルダ本体２６とバスバーホルダ蓋部２７とは、例えば合成樹脂の一種であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の電気的絶縁材により形成されている。

図３に示すように、バスバーホルダ本体２６には、径方向中央部に出力軸７が挿通する貫通孔２６ｂが形成され、この貫通孔２６ｂと同心で貫通孔２６ｂの内径より大きい円周上に周方向等間隔で、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂが挿通する複数のコイル挿通孔２６ｃが形成されている。

さらに、バスバーホルダ本体２６には、貫通孔２６ｂと同心で、複数のコイル挿通孔２６ｃの中心が通る円周より小さく貫通孔２６ｂの内周より大きい円周上に、周方向等間隔で且つコイル挿通孔２６ｃと同一角度位相で、複数の円筒状の溝２６ｄが形成されている。本実施形態では、コイル挿通孔２６ｃと円筒状の溝２６ｄの個数は、同一であり、１８個である。

バスバーホルダ本体２６の円筒状の溝２６ｄには、図１に示すように、それぞれ位置決めピン２８が例えば嵌合等により組付けられている。位置決めピン２８は、例えば合成樹脂等の電気絶縁材により円柱状に形成されている。位置決めピン２８のバスバーホルダ本体２６から突出する長さは、バスバーモジュール２０組付け時に、図１の一番上側に配置される相別バスバー２２であるＵ相バスバー２２Ｕに達する長さとされている。

バスバーホルダ蓋部２７には、底部の径方向中央部に出力軸７が挿通する貫通孔２７ａが形成されている。バスバーホルダ蓋部２７の底部の内側には、複数の位置決めピン２８とコイル１２に係合しない位置に環状の凸部２７ｂが２箇所形成されている。また、バスバーボルダ蓋部２７の筒状部の外周には、バスバーモジュール２０の給電部２１をバスバーホルダ蓋部２７の外側に突出させるための切り欠き２７ｃが形成されている。

相別バスバー２２は、例えば銅板等の導電材により形成され、Ｕ相バスバー２２ＵとＶ相バスバー２２ＶとＷ相バスバー２２Ｗとからなり、互いに同一形状をなしている。図４（ａ）に示すように、相別バスバー２２は、円板状に形成され、内周に出力軸７が挿通する円筒状の環状部２９と、環状部２９の外周面から外径側に周方向等間隔に延出する複数（本実施形態では、３個）の長方形状の延出部３０とを備えている。

各延出部３０には、延出部３０の周方向中央に、対応する相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａが接続されるコイル接続孔３１と、位置決めピン２８に係合する位置決め孔３２とが形成されている。各延出部３０に形成されたコイル接続孔３１と位置決め孔３２の中心を通る円の直径は、それぞれバスバーホルダ本体２６の複数のコイル挿通孔２６ｃと複数の溝２６ｄの中心を通る円の直径と同一とされている。

相別バスバー２２は、例えばプレス加工等により製造された後に、図１，図６に示すように、複数の延出部３０の内１つの延出部３０の外周側面に、外部電源との電気的接続をするための給電部２１が溶接される。給電部２１は、例えば銅板等の導電材により形成され、Ｕ相給電部２１ＵとＶ相給電部２１ＶとＷ相給電部２１Ｗとからなる。Ｕ相給電部２１Ｕ、Ｖ相給電部２１Ｖ、Ｗ相給電部２１Ｗは、それぞれ対応するＵ相バスバー２２Ｕ、Ｖ相バスバー２２Ｖ、Ｗ相バスバー２２Ｗに溶接により結合される。

Ｖ相給電部２１Ｖは、長方形状をなしており、外周側の端部に電源接続孔４５が設けられている。

Ｕ相給電部２１Ｕは、Ｌ字状に形成された接合部４１と、接合部４１の一端に連接し周方向に図６の時計回りに延出する円弧状の延出部４２と、延出部４２の延出端に連接し外径方向に延びる電源接続部４３とを備える。電源接続部４３の外周側の端部には、電源接続孔４４が設けられている。

Ｗ相給電部２１Ｗは、Ｌ字状に形成された接合部４６と、接合部４６の一端に連接し周方向に図６の反時計回りに延出する円弧状の延出部４７と、延出部４７の延出端に連接し外径方向に延びる電源接続部４８とを備える。電源接続部４８の外周側の端部には、電源接続孔４９が設けられている。

Ｕ相給電部２１ＵとＷ相給電部２１Ｗの電源接続部４３，４８は、バスバーモジュール２０組付け時にＶ相給電部２１Ｖに対し平行となるように、各延出部４２，４７から所定角度に形成されている。また、Ｕ相給電部２１ＵとＷ相給電部２１ＷのＬ字状の接合部４１，４６の軸方向長さ（図１の上下方向）は、バスバーモジュール２０組付け時に、Ｖ相給電部２１Ｖと、Ｕ相給電部２１ＵおよびＷ相給電部２１Ｗの電源接続部４３，４８とが同一平面上に配置される長さとされている。

また、本実施形態では、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗから外部電源へ向かう方向の断面形状は、同一とされている。なお、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの形状は、外部電源との電気的接続方法に応じて、適宜形状が変更される。

各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの電源接続孔４４，４５，４９には外部電源側のコネクタ端子（不図示）が固定され、各相の電力がバスバーモジュール２０を介して各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗに供給される。

なお、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗの延出部３０の外周端面から各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの電源接続孔４４，４５，４９までの距離が異なる為、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの抵抗値が異なり、回転電機１の特性に悪影響が生じる可能性がある。これを避けるために、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに流れる最大電流を許容できる範囲内で、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの断面形状を調整して、各抵抗値を等しくしてもよい。また、各相の給電部２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗにそれぞれ誘電率の異なる導電材を適用し、各抵抗値を等しくしてもよい。

絶縁体２４は、例えば絶縁紙や合成樹脂シート等の電気的絶縁材から形成され、図４（ｂ）に示すように、相別バスバー２２と同一構造を有し、相別バスバー２２より一回り大きく形成されている。

すなわち、絶縁体２４は、相別バスバー２２と同様に、円板状に形成され、内周に出力軸７が挿通する円筒状の環状部３３と、環状部３３の外周面から外径側に周方向等間隔に延出する複数（本実施形態では、３個）の長方形状の延出部３４とを備えている。各延出部３４には、延出部３４の周方向中央に、コイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａが挿通するコイル挿通孔３５と、位置決めピン２８が挿通する位置決め孔３６とが形成されている。各延出部３４に形成されたコイル挿通孔３５と位置決め孔３６の中心を通る円の直径は、それぞれバスバーホルダ本体２６の複数のコイル挿通孔２６ｃと複数の溝２６ｄの中心を通る円の直径と同一とされている。

中性点バスバー２３は、例えば銅板等の導電材からなり、スター結線の中性点をなしている。図５に示すように、中性点バスバー２３は、円板状に形成され、内周に出力軸７が挿通する円筒状の環状部３７と、環状部３７の外周面から外径側に周方向等間隔に延出する複数（本実施形態では、９個）の長方形状の延出部３８とを備えている。中性点バスバー２３は、相別バスバー２２に対し、延出部３８の個数が違うのみで、環状部３７と延出部３８の形状は同一である。

各延出部３８には、延出部３８の周方向中央に、コイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂが接続されるコイル接続孔３９と、バスバーホルダ本体２６に固定された位置決めピン２８に係合する位置決め孔４０とが形成されている。各延出部３８に形成されたコイル接続孔３９と位置決め孔４０の中心を通る円の直径は、それぞれバスバーホルダ本体２６の複数のコイル挿通孔２６ｃと複数の溝２６ｄの中心を通る円の直径と同一とされている。

次に、バスバーモジュール２０の回転電機１への組付け方法について具体的に説明する

図１を参照して、まず、回転電機１のモータケース本体３には、ステータ９と、第１軸受５と、ロータ８が固定された出力軸７とが組付けられる。ここで、ステータ９のステータコア１０に巻装された各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂは、バスバーモジュール２０が組付けられる側（図１の上側）に突出している。

各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａは、それぞれ電気的に接続されるＵ相バスバー２２Ｕ，Ｖ相バスバー２２Ｖ，Ｗ相バスバー２２Ｗの上面に達する長さを有している。同様に、コイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂは、電気的に接続される中性点バスバー２３の上面に達する長さを有している。各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂの先端側は、所定長さ絶縁被膜が除去されている。

モータケース本体３にステータ９等が組付けられた後、バスバーホルダ本体２６が、そのコイル挿通孔２６ｃに各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂとを挿通させて、バスバーホルダ本体２６の下面（図１の下側）とステータ９のインシュレータ１１の上面とが当接する状態に組付けられる。

次に、中性点バスバー２３が、バスバーホルダ本体２６に固定された位置決めピン２８を中性点バスバー２３の位置決め孔４０に挿通させ、バスバーホルダ本体２６に対して径方向に位置決めされた状態で組付けられる。この際、中性点バスバー２３の角度位相は、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂが中性点バスバー２３のコイル接続孔３９に挿通される角度位相とされている。

中性点バスバー２３の上には、絶縁体２４を介してＷ相バスバー２２Ｗが組付けられる。Ｗ相バスバー２２Ｗも、中性点バスバー２３と同様に、位置決めピン２８をＷ相バスバー２２Ｗの位置決め孔３２に挿通させ、バスバーホルダ本体２６に対して径方向に位置決めされた状態で組付けられる。この際、Ｗ相バスバー２２Ｗの角度位相は、Ｗ相バスバー２２Ｗに接合された給電部２１Ｗの電源接続部４８が図７の左側に向く角度位相とされている。この状態で、Ｗ相のコイル１２Ｗの一方の端末１３Ｗａは、Ｗ相バスバー２２Ｗのコイル接続孔３１に挿通されている。

また、中性点バスバー２３とＷ相バスバー２２Ｗの間に介装される絶縁体２４も、位置決めピン２８を絶縁体２４の位置決め孔３６に挿通させ、バスバーホルダ本体２６に対して径方向に位置決めされた状態で組付けられる。この際、Ｗ相バスバー２２Ｗの下面に配置される絶縁体２４の角度位相は、Ｗ相のコイル１２Ｗの一方の端末１３Ｗａが絶縁体２４のコイル挿通孔３５に挿通される角度位相とされている。すなわち、Ｗ相バスバー２２Ｗの下面に配置される絶縁体２４の延出部３４は、バスバーモジュール２０の軸方向（図１の上下方向）において、Ｗ相バスバー２２Ｗの延出部３０と重なるように配置される。

同様にして、Ｗ相バスバー２２Ｗの上には、絶縁体２４を介してＶ相バスバー２２Ｖが所定の角度位相（本実施形態では、４０度）ずらして組付けられる。そして、Ｖ相バスバー２２Ｖの上には、絶縁体２４を介してＵ相バスバー２２Ｕが、さらに所定の角度位相ずらして組付けられる。

Ｖ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕも、それぞれ位置決め孔３２に位置決めピン２８を挿通させ、バスバーホルダ本体２６に対して径方向に位置決めされた状態で組付けられる。この際、Ｖ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕの角度位相は、それぞれＶ相バスバー２２Ｖに接合された給電部２１ＶとＵ相バスバー２２Ｕに接合された給電部２１Ｕの電源接続部４３とが図７の左側に向く角度位相とされている。この状態で、Ｖ相とＵ相のコイル１２Ｖ，１２Ｕの一方の端末１３Ｖａ，１３Ｕａは、それぞれ対応するＶ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕのコイル接続孔３１に挿通されている。

また、Ｗ相バスバー２２ＷとＶ相バスバー２２Ｖとの間、およびＶ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕとの間に介装される絶縁体２４も、それぞれ位置決めピン２８を絶縁体２４の位置決め孔３６に挿通させ、バスバーホルダ本体２６に対して径方向に位置決めされた状態で組付けられる。この際、Ｖ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕの下面に配置される絶縁体２４の角度位相は、それぞれＶ相とＵ相のコイル１２Ｖ，１２Ｕの一方の端末１３Ｖａ，１３Ｖａが絶縁体２４のコイル挿通孔３５に挿通される角度位相とされている。すなわち、Ｖ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕの下面に配置される絶縁体２４の延出部３４は、バスバーモジュール２０の軸方向（図１の上下方向）において、それぞれＶ相バスバー２２ＶとＵ相バスバー２２Ｕの延出部３０と重なるように配置される。

各バスバー間に介装された絶縁体２４は、相別バスバー２２に対し一回り大きく形成されているので、相別バスバー２２と絶縁体２４の製造時に生じる形状誤差を吸収して、各バスバー間の電気的絶縁性をより確実に確保することができる。

バスバーホルダ本体２６に、各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗと中性点バスバー２３とが角度位相をずらしながら積層されているので、図７に示すように、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａ，１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂと、各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗと中性点バスバー２３の延出部３０，３８に形成されたコイル接続孔３１，３９とを上面側（図１の矢印Ｂ方向）から接合することができる。接合は、抵抗溶接やレーザ溶接、ＴＩＧ溶接等で実施される。この接合により、バスバーモジュール２０は、コイル１２、ステータ９を介してモータケース本体３に固定される。

この接合の後に、バスバーホルダ蓋部２７の筒状部が上面側からバスバーホルダ本体２６の段部２６ａに嵌着され、バスバーホルダ蓋部２７がバスバーホルダ本体２６に組付けられる。これにより、バスバーモジュール２０と外部との電気的絶縁性を確保している。また、バスバーホルダ蓋部２７が組付けられると、バスバーホルダ蓋部２７の底部の内側に形成された凸部２７ｂは、バスバーホルダ本体に対し一番上側に配置されたＵ相バスバー２２Ｕの上面に当接するようになっている。これにより、バスバーモジュール２０内における相別バスバー２２、中性点バスバー２３、絶縁体２４の軸方向の動きを確実に規制することができる。

バスバーモジュール２０を回転電機１に組付けた後、第２軸受６を保持したモータケース蓋部４が、上面側から組付けられ、出力軸７の端部外周面を第２軸受６に圧入しながら、モータケース本体３に固定される。

上記のように構成されたバスバーモジュール２０によれば、Ｕ相バスバー２２ＵとＶ相バスバー２２ＶとＷ相バスバー２２Ｗからなる相別バスバー２２と中性点バスバー２３とが、それぞれ絶縁体２４を介して軸方向に積層され、各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の端末１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａと他方の端末１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂがそれぞれ円板状に形成された相別バスバー２２Ｕと中性点バスバー２３との延出部３０，３８のコイル接続孔３１，３９に接続されているので、バスバーモジュール２０の軸方向の長さを抑制することができる。特に、外部電源から各相のコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗに高電圧の電力が供給されても、本構成によれば、軸方向の長さを抑制することができる。

また、相別バスバー２２のＵ相バスバー２２ＵとＶ相バスバー２２ＶとＷ相バスバー２２Ｗとは同一形状に形成され、円筒状の環状部２９と複数の延出部３０とを有する簡易な構造となっているので、容易に製造することができる。さらに、バスバーホルダ２５のバスバーホルダ本体２６に組付けられた複数の位置決めピン２８により、相別バスバー２２と中性点バスバー２３とがバスバーホルダ本体２６に対して簡単に位置決めされるので、良好な組付性を得ることができる。これにより、バスバーモジュール２０の製造コストを低減できる。

また、上記バスバーモジュール２０を備えた回転電機１によれば、回転電機１の軸方向の長さを抑制し、製造コストを低減した回転電機１を得ることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、以下の実施形態に変更することも可能である。

上記実施形態では、バスバーホルダ本体２６の上面に、中性点バスバー２３、Ｗ相バスバー２２Ｗ、Ｖ相バスバー２２Ｖ、Ｕ相バスバー２２Ｕの順に積層した例を挙げたが、中性点バスバー２３と各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗとの積層順序は、適宜変更してもよい。この場合、外部電源との接続性を良くするために、各相のバスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗの間に中性点バスバー２３を挟まず、中性点バスバー２３は、最上面又は、最下面に設定することが好ましい。

上記実施形態の回転電機１では、表面磁石型のＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造のロータ８であったが、磁石埋込型のＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）構造のロータであってもよい。

上記実施形態では、回転電機１として３相のブラシレスモータを一例として挙げたが、相数は適宜変更してもよい。例えば、２相や６相等の回転電機に適用してもよい。

上記実施形態では、回転電機１として９スロットのブラシレスモータを一例として挙げたが、スロットの個数は適宜変更してもよい。３相の回転電機であれば、例えば、６スロット、１２スロット等の回転電気に適用してもよい。

上記実施形態では、回転電機１としてブラシレスモータに適用したが、発電機に本発明を適用してもよい。

１：回転電機、 ２：モータケース、 ３：モータケース本体、 ３ａ：貫通孔、
４：モータケース蓋部、 ４ａ：凹部、 ４ｂ：切り欠き、 ５：第１軸受、
６：第２軸受、 ７：出力軸、 ８：ロータ、 ８ａ：ロータ本体、
８ｂ：ロータマグネット、 ９：ステータ、 １０：ステータコア、
１１：インシュレータ、 １２：コイル、
１２Ｕ，１２Ｕ_１，１２Ｕ_２，１２Ｕ_３：Ｕ相のコイル、
１２Ｖ，１２Ｖ_１，１２Ｖ_２，１２Ｖ_３：Ｖ相のコイル、
１２Ｗ，１２Ｗ_１，１２Ｗ_２，１２Ｗ_３：Ｗ相のコイル、
１３Ｕａ，１３Ｖａ，１３Ｗａ：一方の端末、
１３Ｕｂ，１３Ｖｂ，１３Ｗｂ：他方の端末、
２０：バスバーモジュール、 ２１：給電部、 ２１Ｕ：Ｕ相給電部、
２１Ｖ：Ｖ相給電部、 ２１Ｗ：Ｗ相給電部、 ２２：相別バスバー、
２２Ｕ：Ｕ相バスバー、 ２２Ｖ：Ｖ相バスバー、 ２２Ｗ：Ｗ相バスバー、
２３：中性点バスバー、 ２４：絶縁体、 ２５：バスバーホルダ、
２６：バスバーホルダ本体、 ２６ａ：段部、 ２６ｂ：貫通孔、
２６ｃ：コイル挿通孔、 ２６ｄ：溝、 ２７：バスバーホルダ蓋部、
２７ａ：貫通孔、 ２７ｂ：凸部、 ２７ｃ：切り欠き、
２８：位置決めピン、 ２９，３３，３７：環状部、 ３０，３４，３８：延出部、
３１，３９：コイル接続孔、 ３２，３６，４０：位置決め孔、 ３５：コイル挿通孔、
４１，４６：接合部、 ４２，４７：延出部、 ４３，４８：電源接続部、
４４，４５，４９：電源接続孔、
８０：バスバーモジュール、 ８１：バスバーホルダ、 ８２：バスバー、
８３：コイル接続部、 ８４：腕部、 ８５：導電体、 ８６：溝部、
Ｈ：絶縁距離

Claims (2)

1. ステータコアに巻装された複数の相のコイルに給電するためのバスバーモジュールにおいて、
   円板状に形成され、環状部と前記環状部より外径側に延出する延出部とを有し、前記延出部に前記コイルの一方の端末が接続されるコイル接続孔と位置決め孔とを備え、前記相毎に設けられた相別バスバーと、
   中性点をなし、円板状に形成され、環状部と前記環状部より外径側に延出する延出部とを有し、前記延出部に前記コイルの他方の端末が接続されるコイル接続孔と位置決め孔とを備えた中性点バスバーと、
   前記相別バスバーと前記中性点バスバーを保持するバスバーホルダとを備え、
   前記相別バスバーと前記中性点バスバーとが、前記バスバーホルダに組付けられた複数の位置決めピンにより前記バスバーホルダに対して位置決めされるとともに、
   絶縁体を介して軸方向に積層されていることを特徴とするバスバーモジュール。
2. 請求項１に記載のバスバーモジュールを備えていることを特徴とする回転電機。

Images