JP2020145916A - 電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータのコイルとバスバーとの接続が容易な構造を有するモータを提供する。【解決手段】モータ１０は、複数のステータ部材２０とバスバー部材３０とを備える。複数のステータ部材２０は、それぞれにコイル２３が巻回され、モータ１０の軸方向に視て環状に配列されている。バスバー部材３０は、複数のステータ部材２０のコイル端部２３１、２３２に接続する。バスバー部材３０は、環状のベース部３１０と、ベース部３１０に接続し、コイル端部２３１、２３２に接続する接続端子３１１と、を備える。接続端子３１１は、２個の凹部３１１３を備える。２個の凹部３１１３は、隣り合う第１のステータ部材２０のコイル端部２３１と第２のステータ部材２０のコイル端部２３２とがそれぞれに挿通する。【選択図】 図９

Description

本発明は、ステータに巻回されたコイルに流れる電流の位相を制御することで回転力を発生させる電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器に関する。

特許文献１は、モータを開示している。特許文献１のモータは、ステータコア、および、バスバーを備える。ステータコアは、それぞれに巻き線が巻回された複数のティースからなる。複数のティースは、周方向に等間隔で配置されている。

バスバーは、モータの軸方向において、ステータコアに隣接している。バスバーは、円環状の基部と、基部に繋がる接続部を備えている。接続部は、基部を基準にして、ステータコアが配置される側と反対側に突出している。接続部は、対向する２個の平板を有する。

ティースの巻き線とバスバーとを接続する場合、作業者は、巻き線を外部に引き出し、接続部の２個の平板の間に挿入する。そして、作業者は、接続部の２個の平板の間に巻き線を挟みこんだ状態で、溶接等を行う。

特開２０１６−１３０５３号公報

しかしながら、特許文献１のモータの構造では、ステータのティースの巻き線とバスバーの接続部との位置関係は、常に一定になるとは限らない。

このため、ステータの巻き線とバスバーの接続部との接合作業は、容易でない。

したがって、本発明の目的は、ステータのコイルとバスバーとの接続が容易な構造を有する電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器を提供することにある。

この発明の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器は、複数のコイル、ステータ、および、バスバーを備える。複数のコイルは、それぞれが第１のコイル端部と第２のコイル端部とを有する。ステータは、複数のコイルが環状に配置され、巻回されている。バスバーは、第１のコイル端部および第２のコイル端部に接続する。複数のコイルにおける隣り合うコイル同士で、第１のコイル端部と第２のコイル端部とは、環状に沿った方向において隣り合って配置されている。

バスバーは、環状のベース部と、ベース部に接続し、コイル端部に接続する接続端子と、を備える。接続端子は、第１凹部と第２凹部を備える。第１凹部と第２凹部とは、互いに隣り合う第１のコイル端部と第２のコイル端部とがそれぞれに挿通する。

この構成では、隣り合うコイル端子は、バスバーの接続端子の凹部に挿通する。したがって、コイル端子とバスバーの接続端子とを接合する際に、コイル端子は、引き回さなくてもよい。

この発明によれば、ステータのコイルとバスバーとの接続は、容易になる。

実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。 複数のステータ部材の配置を示す斜視図である。 （Ａ）は、ステータ部材の斜視図であり、（Ｂ）は、ステータ部材の概略構成を示す断面図である。 実施形態に係るバスバー部材の外観斜視図である。 実施形態に係るバスバー部材の分解斜視図である。 （Ａ）は、実施形態に係るバスバー端子を拡大した斜視図であり、（Ｂ）は、バスバー端子を拡大した平面図であり、（Ｃ）は、バスバー端子を拡大した第１側面図であり、（Ｄ）は、バスバー端子を拡大した第２側面図である。 実施形態に係る複数のステータ部材とバスバー部材との位置関係を示す斜視図である。 実施形態に係る複数のステータ部材と１個のバスバーとの位置関係を示す斜視図である。 実施形態に係るステータ部材と１個のバスバーとの位置関係を示す拡大図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、コイル端部と接続端子との接合態様を示す拡大図である。 実施形態に係るモータの等価回路図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ接続端子の一態様を示す斜視図であり、（Ｃ）は、接続端子の一態様を示す第１側面図であり、（Ｄ）は、接続端子の一態様を示す第２側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ接続端子の別態様を示す二面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）の構造での接合態様を示す図である。 接合態様の派生例を示す部分的な側面図である。

本発明の実施形態に係るモータについて、図を参照して説明する。図１は、実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。図２は、複数のステータ部材の配置を示す斜視図である。図３（Ａ）は、ステータ部材の斜視図であり、図３（Ｂ）は、ステータ部材の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器として、モータを説明するが、発電機であってもよい。すなわち、電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器とは、電気エネルギーから力学的エネルギーへの変換器であっても、力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換器であってもよい。

（モータ１０の概略構造）
図１に示すように、モータ１０は、ステータ部材２０、バスバー部材３０、ロータ部材４０、および、筐体５０を備える。ステータ部材２０は、複数である。ステータ部材２０は、本発明の「ステータ」に対応する。

筐体５０は、第１部材５１と第２部材５２とを備える。第１部材５１は、円筒形の壁５１１と、円筒形の一方端を塞ぐ平板状の壁５１２とを有する。第１部材５１は、開口を有する略円筒形の箱状である。第２部材５２は、略板状である。第２部材５２は、平板状の壁５２１を有する。第２部材５２は、第１部材５１の開口を塞ぐように配置されている。これにより、筐体５０は、壁５１１、壁５１２、および、壁５２１によって外部から略遮蔽された空間５００を有する。第１部材５１および第２部材５２の材質は、剛性の高い材質である。

ステータ部材２０、バスバー部材３０、および、ロータ部材４０は、筐体５０によって形成される空間５００に、配置されている。ロータ部材４０は、壁５２１および壁５１２を平面視して、略中心に配置されている。言い換えれば、ロータ部材４０は、壁５１１によって形成される略円筒形の中心軸を含む所定の大きさの中心領域に配置されている。この際、ロータ部材４０の軸方向は、複数のステータ部材２０によって形成される略円筒形の軸方向と一致する（平行である）。

図１に示すように、複数のステータ部材２０は、筐体５０の円筒形の壁５１１とロータ部材４０との間に配置されている。この際、図２に示すように、複数のステータ部材２０は、円筒形の周方向に沿って、等間隔に配置されている。複数のステータ部材２０は、互いに近接している。

図１に示すように、バスバー部材３０は、筐体５０の軸方向において、複数のステータ部材２０に隣接して配置されている。バスバー部材３０は、後述する接続パターンによって、ステータ部材２０に接続している。また、バスバー部材３０は、バスバー出力端子を備えている。バスバー出力端子の一部は、筐体５０の外部に露出している。

なお、図示を省略しているが、複数のステータ部材２０と壁５１１との間には、絶縁性の樹脂が形成されているとよい。樹脂の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い。これにより、モータ１０の放熱性能は、向上する。また、この絶縁性の樹脂は、複数のステータ部材２０におけるロータ部材４０に面する側を除く部分に形成されていてもよい。

（ロータ部材４０の概略的な構造）
ロータ部材４０は、シャフト４１、ロータヨーク４２、磁石４３、および、軸受け４４を備える。シャフト４１は、棒状であり、高い剛性を有する。シャフト４１の軸の延びる方向（軸方向）は、複数のステータ部材２０によって形成される円環形の軸に一致する。シャフト４１は、軸受け４４を介して筐体５０に設置されている。ロータヨーク４２は、シャフト４１の外周面に配置されている。磁石４３は、ロータヨーク４２の外周面に配置されている。

（ステータ部材２０の具体的な構造）
ステータ部材２０は、ステータコア２１、インシュレータ２２、および、コイル２３を備える。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、ステータコア２１は、磁性材料からなり、略柱状である。ステータコア２１は、外端面２１４と内端面２１５とを有する。ステータコア２１の内端面２１５と磁石４３とは、対向している。 インシュレータ２２は、絶縁性を有する。インシュレータ２２は、外側部材２２１、内側部材２２２、および、中央部材２２３を備える。中央部材２２３は、略筒状である。中央部材２２３の軸方向に視て、外側部材２２１および内側部材２２２の面積は、中央部材２２３の外形の面積よりも大きい。なお、インシュレータ２２は、上側部材と下側部材との二つの部材に分割されており、上側部材と下側部材とによって、ステータコア２１を覆っている。このため、上側部材の中央部材２２３と下側部材の中央部材２２３とは、断面が略半円の形状である。 中央部材２２３は、ステータコア２１の中央部の外周面の略全面を覆っている。外側部材２２１は、ステータコア２１の外端部付近に配置され、内側部材２２２は、ステータコア２１の内端部付近に配置されている。この構成によって、ステータコア２１の外端面２１４は、インシュレータ２２によって覆われておらず、ステータコア２１の内端面２１５は、インシュレータ２２によって覆われていない。

コイル２３は、円柱形で線状の導体からなる。コイル２３は、主導体２３０、コイル端部２３１、および、コイル端部２３２を有する。コイル端部２３１およびコイル端部２３２も、線状の円柱形である。コイル端部２３１は、主導体２３０の一方端であり、コイル端部２３２は、主導体２３０の他方端である。コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、本発明の「コイルの端部」に対応する。

主導体２３０は、絶縁性の皮膜によって覆われている。コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、絶縁性の皮膜によって覆われていない。主導体２３０は、インシュレータ２２の中央部材２２３に巻き付けられている。この際、主導体２３０は、インシュレータ２２における中央部材２２３の外周面、外側部材２２１における中央部材２２３に接続する側で中央部材２２３に重ならない壁面、および、内側部材２２２における中央部材２２３に接続する側で中央部材２２３に重ならない壁面によって囲まれる領域内に配置される。 コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、インシュレータ２２の外側部材２２１側からステータ部材２０の外部に導かれている。この際、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、外側部材２２１における１つの面２２６から外部に導かれている。コイル端部２３１は、外側部材２２１における面２２６の一方端から外部に導かれ、コイル端部２３２は、外側部材２２１における面２２６の他方端から外部に導かれている。なお、ここでの一方端および他方端は、ステータ部材２０の幅方向における端を意味しており、複数のステータ部材２０が並ぶ方向（周方向）での端を意味している。

この構成によって、図２に示すように、隣り合うステータ部材２０において、一方のステータ部材２０のコイル端部２３１と他方のステータ部材２０のコイル端部２３２とは、複数のステータ部材２０が並ぶに沿って近接している。ここで、例えば、一方のステータ部材２０のコイル端部２３１が本発明の「第１のステータのコイル端部」に対応し、他方のステータ部材２０のコイル端部２３２が本発明の「第２のステータのコイル端部」に対応する。

（バスバー部材３０の具体的な構造）
図４は、実施形態に係るバスバー部材の外観斜視図である。図５は、実施形態に係るバスバー部材の分解斜視図である。図６（Ａ）は、実施形態に係るバスバー端子を拡大した斜視図である。図６（Ｂ）は、バスバー端子を拡大した平面図である。図６（Ｃ）は、バスバー端子を拡大した第１側面図であり、図６（Ｄ）は、バスバー端子を拡大した第２側面図である。

図４、図５に示すように、バスバー部材３０は、バスバー３１、バスバー３２、バスバー３３、および、複数の絶縁層３４を備える。バスバー３１、バスバー３２、および、バスバー３３は、板状であり、導電性を有する。バスバー３１、バスバー３２、および、バスバー３３は、板状であることによって、薄く、且つ、大電流を流すことができる。

バスバー３１、バスバー３２、バスバー３３、および、複数の絶縁層３４は、絶縁層３４、バスバー３１、絶縁層３４、バスバー３２、絶縁層３４、バスバー３３、および、絶縁層３４の順に積層されている。なお、この積層方向の両端の絶縁層３４は、筐体５０等との絶縁性が取れれば、省略することも可能である。

バスバー３１は、ベース部３１０、複数の接続端子３１１、および、出力端子３１２を備える。ベース部３１０は、環状である。複数の接続端子３１１は、ベース部３１０の周方向に沿って、等間隔で配置されている。図４、図５の例では、複数の接続端子３１１は、周方向に沿って略９０°の角度間隔で配置されている。複数の接続端子３１１は、ベース部３１０の外周から外方に突出する形状である。複数の接続端子３１１は、ベース部３１０の周方向に沿って幅を有する。この幅は、上述の隣り合うステータ部材２０における隣り合うコイル端部２３１とコイル端部２３２との距離に対応している。出力端子３１２は、ベース部３１０の外周から外方に突出する形状である。出力端子３１２は、ベース部３１０の周方向における複数の接続端子３１１の接続位置とは異なる位置に接続する。

複数の接続端子３１１は、幅方向に直交する長さ方向において、途中で曲がっている。言い換えれば、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）に示すように、複数の接続端子３１１は、第１部分３１１１および第２部分３１１２を備える。第１部分３１１１は、ベース部３１０に接続している。第１部分３１１１におけるベース部３１０への接続端部と反対側の端部は、第２部分３１１２に接続している。

第１部分３１１１は、ベース部３１０と略面一である。言い換えれば、ベース部３１０の主面と第１部分３１１１の主面とは、同一平面上において繋がっている。第２部分３１１２は、第１部分３１１１に、直交している。すなわち、第２部分３１１２の主面と第１部分３１１１の周面とは、略直交している。

複数の接続端子３１１の曲がる方向は同じである。すなわち、複数の接続端子３１１の第２部分３１１２は、ベース部３１０に対して、同じ方向に突出する。

接続端子３１１の第２部分３１１２には、２個の凹部３１１３が形成されている。２個の凹部３１１３は、第２部分３１１２の長さ方向における第１部分３１１１に接続する端部と反対側の端部から第１部分３１１１側に凹む形状である。

２個の凹部３１１３は、第２部分３１１２の幅方向において、互いに間隔を空けて形成されている。２個の凹部３１１３の間隔は、互いに隣り合うステータ部材２０における第１のステータ部材２０のコイル端部２３１の位置と第２のステータ部材２０のコイル端部２３２の位置との間隔と略同じである。

２個の凹部３１１３は、主部３４１と先端部３４２とを備える。主部３４１の深さ方向の一方端は、第２部分３１１２の先端で外部に開口する。主部３４１の深さ方向の他方端は、先端部３４２に繋がっている。

主部３４１は、第２部分３１１２を平面視して、矩形である。すなわち、主部３４１の幅は、深さ方向に全体において同じである。主部３４１の幅は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の直径以上である。主部３４１の長さは、幅よりも大きいと良いが、これに限るものではない。

先端部３４２は、第２部分３１１２を平面視して、略半円形である。言い換えれば、第２部分３１１２を平面視して、先端部３４２を形成する壁面の軌跡は、円弧状である。そして、先端部３４２における第２部分３１１２の幅方向の中央と第２部分３１１２の先端との距離は、先端部３４２における第２部分３１１２の幅方向の両端と第２部分３１１２の先端との距離よりも長い。先端部３４２によって形成される略半円形の直径は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の直径と略同じである。

バスバー３２は、ベース部３２０、複数の接続端子３２１、および、出力端子３２２を備える。バスバー３２は、バスバー３１と同様の構造を有する。具体的には、バスバー３２のベース部３２０は、バスバー３１のベース部３１０と同様である。バスバー３２の複数の接続端子３２１は、バスバー３１の複数の接続端子３１１と同様である。ただし、複数の接続端子３２１におけるベース部３２０に直交する方向に延びる部分は、複数の接続端子３１１におけるベース部３１０に直交する方向に延びる部分よりも長い。バスバー３２の出力端子３２２は、バスバー３１の出力端子３１２と同様である。

バスバー３３は、ベース部３３０、複数の接続端子３３１、および、出力端子３３２を備える。バスバー３３は、バスバー３１と同様の構造を有する。具体的には、バスバー３３のベース部３３０は、バスバー３１のベース部３１０と同様である。バスバー３３の複数の接続端子３３１は、バスバー３１の複数の接続端子３１１と同様である。ただし、複数の接続端子３３１におけるベース部３３０に直交する方向に延びる部分は、複数の接続端子３１１におけるベース部３１０に直交する方向に延びる部分および複数の接続端子３２１におけるベース部３２０に直交する方向に延びる部分よりも長い。バスバー３３の出力端子３３２は、バスバー３１の出力端子３１２と同様である。

バスバー３１のベース部３１０、バスバー３２のベース部３２０、および、バスバー３３のベース部３３０は、積層方向に視て重なっている。

バスバー３１、バスバー３２、および、バスバー３３は、互いの接続端子が重ならない。より具体的には、バスバー３１の接続端子３１１、バスバー３２の接続端子３２１、および、バスバー３３の接続端子３３１は、ベース部３１０、ベース部３２０、および、ベース部３３０が重なる円環の周方向において、等間隔に配置されている。この際、接続端子３１１、バスバー３２の接続端子３２１、および、バスバー３３の接続端子３３１は、周方向に沿って順に配置されている。

絶縁層３４は、円環形である。絶縁層３４は、絶縁紙からなる。絶縁層３４は、バスバー３１、バスバー３２、および、バスバー３３よりも薄い。絶縁層３４は、少なくとも、バスバー３１のベース部３１０とバスバー３２のベース部３２０との間、および、バスバー３２のベース部３２０とバスバー３３のベース部３３０との間に配置されている。これらの絶縁層３４によって、バスバー部材３０は、バスバー３１、バスバー３２、バスバー３３間の絶縁性を確保している。

なお、図４、図５では、ベース部３１０、ベース部３２０、および、ベース部３３０は、円環状であるが、環状であれば、円環状に限らない。また、図４、図５では、ベース部３１０、ベース部３２０、および、ベース部３３０は、周方向に切れ目が無い構造であるが、切れ目があってもよい。

（複数のステータ部材２０とバスバー部材３０との位置関係および接続構造）
図７は、実施形態に係る複数のステータ部材とバスバー部材との位置関係を示す斜視図である。図８は、実施形態に係る複数のステータ部材と１個のバスバーとの位置関係を示す斜視図である。図９は、実施形態に係るステータ部材と１個のバスバーとの位置関係を示す拡大図である。

図７および図８に示すように、バスバー部材３０は、接続端子３１１の第２部分３１１２、接続端子３２１の第２部分、および、接続端子３３１の第２部分がステータ部材２０側となるように、複数のステータ部材２０に対して配置されている。この際、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１は、隣接するステータ部材２０の対向部に重なるように、配置されている。また、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１は、複数のステータ部材２０のインシュレータ２２の外端面２１４に対向するように、配置されている。

隣接するステータ部材２０のコイル端部２３１とコイル端部２３２とは、接続端子３１１の２個の凹部３１１３、接続端子３２１の２個の凹部３１１３、または、接続端子３３１の２個の凹部３１１３のいずれかに挿通している。例えば、図９に示すように、隣接するステータ部材２０のコイル端部２３１とコイル端部２３２とは、接続端子３１１の２個の凹部３１１３に挿通している。コイル端部２３１が挿通する凹部３１１３が、本発明の「第１凹部」に対応し、コイル端部２３２が挿通する凹部３１１３が、本発明の「第２凹部」に対応する。

この際、コイル端部２３１とコイル端部２３２との間隔と、２個の凹部３１１３の間隔とは、略同じである。これにより、隣接するステータ部材２０のコイル端部２３１とコイル端部２３２とは、接続端子３１１の２個の凹部３１１３に、容易に挿通される。

したがって、コイル端部２３１とコイル端部２３２を接続端子３３１に接合する時に、作業者は、コイル端部２３１とコイル端部２３２とを接続端子３３１に近づけるように、コイル端部２３１とコイル端部２３２とを引き回さなくてもよい。よって、作業者は、ステータ部材２０のコイル２３とバスバー部材３０とを、容易に接合できる。

また、凹部３１１３の幅は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の直径より大きい方がよい。このことによって、複数のステータ部材２０にバスバー部材３０を取り付ける際に、作業者は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２を、凹部３１１３に容易に挿入できる。これにより、コイル端部２３１およびコイル端部２３２とバスバー部材３０とが容易に接合可能な状態で、バスバー部材３０は、複数のステータ部材２０に対して配置される。

また、凹部３１１３の主部３４１の深さは、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の直径以上である。このことによって、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、第２部分３１１２の先端側の開口から凹部３１１３の外部に突出することなく、凹部３１１３内に収容される。これにより、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、凹部３１１３から外れ難い。また、この構造によって、後述の舌部３３１５を用いた接合は、容易になる。

また、凹部３１１３の先端部３４２が半円形である。この場合、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、凹部３１１３の先端部３４２において、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の周方向に沿って（略半周分）、第２部分３１１２に接触する。この場合の接触は、全面であることが好ましいが、製造公差等による部分的な接触であってもよい。これにより、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、凹部３１１３内に、より確実に固定される。

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、コイル端部と接続端子との接合態様を示す拡大図である。図１０（Ａ）に示す態様は、図７に示す接合態様を拡大したものである。図１０（Ｂ）に示す態様は、図１０（Ａ）とは別の態様の一例を示したものである。なお、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２とバスバー３１との接合態様を示している。しかしながら、コイル端部２３１およびコイル端部２３２とバスバー３２またはバスバー３３との接合態様も、バスバー３１の場合と同様である。

図１０（Ａ）および図７に示す態様では、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、第２部分３１１２の厚み方向から第２部分３１１２の幅方向に曲がっている。

この際、コイル端部２３１は、コイル端部２３１を有するステータ部材２０のインシュレータ２２の外端面２２４に沿って、隣接するステータ部材２０と反対側に曲がっている。一方、コイル端部２３２は、コイル端部２３２を有するステータ部材２０のインシュレータ２２の外端面２２４に沿って、隣接するステータ部材２０と反対側に曲がっている。

コイル端部２３１およびコイル端部２３２の曲げ部は、凹部３１１３が第２部分３１１２の主面側に開口する部分に設けられる。

図１０（Ａ）の態様の場合、図１０（Ａ）および図９に示すように、第２部分３１１２は、１個の舌部３１１４と２個の舌部３１１５を備える。舌部３１１４は、第２部分３１１２の幅方向の中央に配置されており、２個の舌部３１１５は、第２部分３１１２の幅方向の端に配置されている。隣り合う舌部３１１４と舌部３１１５とは、凹部３１１３によって分離している。

一方の舌部３１１５は、コイル端部２３１に重なっている。他方の舌部３１１５は、コイル端部２３２に重なっている。コイル端部２３１に重なる舌部３１１５が、本発明の「第１舌部」に対応し、コイル端部２３２に重なる舌部３１１５が、本発明の「第２舌部」
に対応する。

一方の舌部３１１５は、折り曲げられており、この折り曲げ構造によって、コイル端部２３１の外周を覆っている。この状態で、舌部３１１５とコイル端部２３１とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部２３１と接続端子３１１とは、接合される。

他方の舌部３１１５は、折り曲げられており、この折り曲げ構造によって、コイル端部２３２の外周を覆っている。この状態で、舌部３１１５とコイル端部２３２とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部２３２と接続端子３１１とは、接合される。

図１０（Ｂ）の態様の場合、図１０（Ｂ）に示すように、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、接続端子３１１の第２部分３１１２の長さ方向で、且つ、第１部分３１１１側に湾曲している。この状態で、コイル端部２３１およびコイル端部２３２と第２部分３１１２とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部２３１およびコイル端部２３２と接続端子３１１とは、接合される。

ここで、上述のように、凹部３１１３の先端部３４２は、円弧状の壁面を有する。これにより、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、先端部３４２の壁面に当接された状態で曲げられる。したがって、例えば、作業者は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２を、第１部分３１１１側に、容易に、且つ、確実に曲げることができる。

なお、以上のような構造によって、図１１に示す回路構成のモータ１０が実現される。図１１は、実施形態に係るモータの等価回路図である。

図１１に示すように、モータ１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを備える。Ｕ相コイルは、コイルＵ１、コイルＵ２、コイルＵ３、コイルＵ４が並列接続された回路構成を有する。Ｖ相コイルは、コイルＶ１、コイルＶ２、コイルＶ３、コイルＶ４が並列接続された回路構成を有する。Ｗ相コイルは、コイルＷ１、コイルＷ２、コイルＷ３、コイルＷ４が並列接続された回路構成を有する。

Ｕ相コイルの一方端は、Ｖ相コイルの一方端に接続する。Ｖ相コイルの他方端は、Ｗ相コイルの一方端に接続する。Ｗ相コイルの他方端は、Ｕ相コイルの他方端に接続する。すなわち、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルは、Δ結線されている。

コイルＵ１、コイルＵ２、コイルＵ３、コイルＵ４、コイルＶ１、コイルＶ２、コイルＶ３、コイルＶ４、コイルＷ１、コイルＷ２、コイルＷ３、および、コイルＷ４のそれぞれは、上述のステータ部材２０によって実現される。Ｕ相コイルとＶ相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー３１によって実現される。Ｖ相コイルとＷ相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー３２によって実現される。Ｗ相コイルとＵ相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー３３によって実現される。そして、Δ結線の３個の出力部は、バスバー３１の出力端子３１２、バスバー３２の出力端子３２２、および、バスバー３３の出力端子３３２によって実現される。

以上の構成において、上述のように、バスバー３１の接続端子３１１、バスバー３２の接続端子３２１、および、バスバー３３の接続端子３３１は、軸方向において、複数のステータ部材２０側に曲がっている。さらに、バスバー３１の接続端子３１１の第２部分３１１２、バスバー３２の接続端子３２１の第２部分、および、バスバー３３の接続端子３３１の第２部分は、軸方向において、複数のステータ部材２０のインシュレータ２２に重なっている。言い換えれば、モータ１０を側面視して（軸方向に直交する方向に視て）、バスバー３１の接続端子３１１、バスバー３２の接続端子３２１およびバスバー３３の接続端子３３１のそれぞれの第２部分は、複数のステータ部材２０のインシュレータ２２に重なっている。そして、これらの第２部分において、接続端子は、ステータ部材２０のコイル端部２３１およびコイル端部２３２に接続する。

これにより、モータ１０の軸方向における、バスバー部材３０と複数のステータ部材２０とからなる部分の大きさは、バスバー部材３０におけるバスバー３１のベース部３１０、バスバー３２のベース部３２０、バスバー３３のベース部３３０、および、複数の絶縁層３４の積層部の厚みと、ステータ部材２０の軸方向の大きさとを加算した厚みのみとなる。言い換えれば、モータ１０の軸方向における、バスバー部材３０と複数のステータ部材２０とからなる部分の大きさは、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１の大きさに影響されない。したがって、バスバー部材３０と複数のステータ部材２０とからなる部分の形状は、小さくなる。これにより、モータ１０は、出力を低下させることなく、形状を小さくできる。

さらに、図１、図７、図８に示すように、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１のそれぞれの第２部分は、ステータコア２１の外端面２１４よりも、中心軸側に配置されている。これにより、軸に直交する方向の寸法は、大きくならない。したがって、モータ１０は、出力を維持したまま、軸に直交する方向の形状も小さくできる。

また、一例として、図９に示すように、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１のそれぞれの第２部分は、インシュレータ２２の外側部材２２１の外端面２２４に当接している。これらの当接部は、バスバー部材３０を複数のステータ部材２０へ配置する際の位置決めに利用できる。したがって、モータ１０の組み立ては、容易になる。

さらに、上述のように、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１の各第２部分には、凹部が形成されており、当該凹部にコイル端部が挿通する。これにより、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１と複数のコイル端部との位置決めおよび接合も容易になる。したがって、モータ１０の組み立ては、さらに容易になる。

また、図１０（Ａ）に示すように、複数のコイル端部は、各第２部分の舌部３１１５によって覆われた状態でヒュージングされる。これにより、コイル端部と第２部分との接合の信頼性は、向上する。さらに、ヒュージング用の治具がコイル端部に直接接触しない。したがって、コイル端部付近の皮膜は、ヒュージング用の治具に付着し難い。このため、ヒュージングの工程管理は容易になり、ヒュージング用の治具のメンテナンスは容易になる。

そして、この際、コイル端部２３１およびコイル端部２３２が挿通する２個の凹部３１１３を有することによって、舌部３１１５は、形成される。したがって、第２部分３１１２に舌部３１１５の形成用の切り込み等を入れなくても、舌部３１１５は、形成される。

（接続端子（凹部）の別態様）
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、それぞれ接続端子の一態様を示す斜視図である。図１２（Ｃ）は、接続端子の一態様を示す第１側面図である。図１２（Ｄ）は、接続端子の一態様を示す第２側面図である。図１３（Ａ）、および、図１３（Ｂ）は、それぞれ接続端子の一態様を示す二面図である。図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の態様における接合例を示す斜視図である。図１４は、図１３（Ｃ）の接合態様の派生例を示す部分的な側面図である。なお、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、および、図１３（Ｃ）では、バスバー３１の接続端子３１１を例に示すが、バスバー３２の接続端子３２１、および、バスバー３３の接続端子３３１についても、同様の構成が可能である。

図１２（Ａ）に示す接続端子３１１の第２部分３１１２には、２個の凹部３１１３Ａが形成されている。２個の凹部３１１３Ａは、上述の２個の凹部３１１３に対して、深さのみが異なり、他の構成においては同様である。凹部３１１３Ａの深さは、コイル端部２３１の直径およびコイル端部２３２の直径よりも小さく、例えば、コイル端部２３１の半径およびコイル端部２３２の半径程度である。

図１２（Ｂ）に示す接続端子３１１の第２部分３１１２には、２個の凹部３１１３Ｂが形成されている。２個の凹部３１１３Ｂは、上述の２個の凹部３１１３に対して、平面視において先端部が直線である点で異なり、他の構成においては同様である。

図１２（Ｃ）に示す接続端子３１１の第２部分３１１２には、２個の凹部３１１３Ｃが形成されている。２個の凹部３１１３Ｃは、上述の２個の凹部３１１３に対して、平面視した形状が異なり、他の構成においては同様である。

凹部３１１３Ｃは、主部３４１Ｃと先端部３４２を備える。主部３４１Ｃでは、外部へ開口する側の端部（第２部分３１１２における第１部分３１１１に接続する側と反対側の端部）の幅は、先端部３４２側の端部の幅よりも大きい。この構成では、バスバー部材３０が複数のステータ部材２０に近接しながら設置される時に、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、凹部３１１３Ｃに収容されやすい。これにより、モータ１０の組み立て作業性は、さらに向上する。

図１２（Ｄ）に示す接続端子３３１では、第２部分３１１２は、湾曲している。より具体的には、第２部分３１１２は、幅方向のどの位置においても、ベース部３１０までの距離が同じである。このような構成とすれば、インシュレータ２２の外側部材２２１の外端面２２４が湾曲している場合、第２部分３１１２と外端面２２４とは、全面で当接する。

図１３（Ａ）に示す接続端子３１１では、第２部分３１１２と第１部分３１１１とは直交していない。例えば、図１３（Ａ）に示すように、第２部分３１１２のインシュレータ側の面と第１部分３１１１のインシュレータとの成す角は、９０°よりも大きく１８０°よりも小さい鈍角である。

図１３（Ｂ）に示す接続端子３１１では、第２部分３１１２と第１部分３１１１とは、真っ直ぐに繋がっている。言い換えれば、接続端子３１１は、長さ方向の途中に曲がる部分を有さない。

このような構成では、図１３（Ｃ）に示すように、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、第２部分３１１２の主面に直交する方向に曲げられ、且つ、第２部分３１１２の幅方向に延びるように曲げられる。そして、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、舌部３１１５によって覆われた状態で、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。この際、図１３（Ｂ）に示すように、舌部３１１４は、第１部分３１１１の主面に直交する方向に曲げられているとよりよい。

さらに、図１４に示すように、図１３（Ｃ）の場合、接合後に、コイル端部２３１、コイル端部２３２、および、舌部３１１５を、ステータアッセンブリ側に曲げると、よりよい。これにより、ステータアッセンブリとバスバー部材３０との構造体における軸方向の長さは、小さくなる。

なお、インシュレータ２２の外側部材２２１および外端面２２４の構造は、次に示す構造であるとよい。

インシュレータ２２の外端面２２４における接続端子が接する面は、平坦である。すなわち、隣接するステータ部材２０における互いに隣接する端部において、外端面２２４は、内側に削られている。この際、外端面２２４は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２が導出される箇所も含むように削られる。そして、隣接するインシュレータの削られている箇所は、面一になっている。

このような構成によって、インシュレータの形状は小さくなる。さらに、コイル端部２３１およびコイル端部２３２が導出される箇所において、接続端子と外端面２２４の距離が近接または当接する。したがって、上述のコイル端部２３１およびコイル端部２３２が接続端子の凹部３１１３に挿通する構造は、容易に実現される。

また、インシュレータ２２の面２２６は、コイル端部２３１およびコイル端部２３２を導出する溝を備えていることが好ましい。これらの溝の間隔は、接続端子の２個の凹部３１１３の間隔と略同じである。

この構成によって、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、所望の位置に引き出される。したがって、上述のコイル端部２３１およびコイル端部２３２が接続端子の凹部３１１３に挿通する構造は、さらに容易に実現される。

１０：モータ
２０：ステータ部材
２１：ステータコア
２２：インシュレータ
２３：コイル
３０：バスバー部材
３１、３２、３３：バスバー
３４：絶縁層
４０：ロータ部材
４１：シャフト
４２：ロータヨーク
４３：磁石
４４：軸受け
５０：筐体
５１：第１部材
５２：第２部材
２１４：外端面
２１５：内端面
２２１：外側部材
２２２：内側部材
２２３：中央部材
２２４：外端面
２２６：面
２３０：主導体
２３１、２３２：コイル端部
３１０、３２０、３３０：ベース部
３１１、３２１、３３１：接続端子
３１２、３２２、３３２：出力端子
５００：空間
５１１、５１２、５２１：壁
３１１１：第１部分
３１１２：第２部分
３１１３、３１１３Ａ、３１１３Ｂ、３１１３Ｃ：凹部
３１１４、３１１５：舌部
３３１、３３１Ｃ：主部
３３２：先端部

Claims (8)

1. それぞれが第１のコイル端部と第２のコイル端部とを有する複数のコイルと、
   前記複数のコイルが環状に配置され、巻回されたステータと、
   前記第１のコイル端部および前記第２のコイル端部に接続するバスバーと、
   を備え、
   前記複数のコイルにおける隣り合うコイル同士で、前記第１のコイル端部と前記第２のコイル端部とは、前記環状に沿った方向において隣り合って配置されており、
   前記バスバーは、
   環状のベース部と、
   前記ベース部に接続し、前記コイル端部に接続する接続端子と、
   を備え、
   前記接続端子は、
   互いに隣り合う第１のコイル端部と第２のコイル端部とがそれぞれに挿通する第１凹部と第２凹部を備える、
   電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
2. 前記第１凹部と前記第２凹部とは、前記接続端子の幅方向に沿って並んでいる、
   請求項１に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
3. 前記第１凹部と前記第２凹部とは、前記接続端子における前記ベース部への接続端と反対側の端部から凹んでいる、
   請求項１または請求項２に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
4. 前記第１凹部の先端部および前記第２凹部の先端部は、凹部の幅方向の中央が凹部の幅方向の両端よりも深い形状である、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
5. 前記コイル端部は、線状の円柱形であり、
   前記第１凹部の深さは、前記第１のステータのコイル端部の直径よりも大きく、
   前記第２凹部の深さは、前記第２のステータのコイル端部の直径よりも大きい、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
6. 前記第１のステータのコイル端部は、前記第１凹部の壁におよび前記第１のステータの外面に沿って曲がっており、
   前記第２のステータのコイル端部は、第２凹部の壁および前記第２のステータの外面に沿って曲がっている、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
7. 前記接続端子は、
   前記接続端子の第１の側端と前記第１凹部との間の第１舌部と、
   前記接続端子の第２の側端と前記第２凹部との間の第２舌部と、
   を備え、
   前記第１のステータのコイル端部は、前記第１舌部によって部分的に覆われており、
   前記第２のステータのコイル端部は、前記第２舌部によって部分的に覆われている、
   請求項６に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
8. 前記接続端子は、
   一方端が前記ベース部に接続する長さ方向において途中で、前記ステータ側に曲がる曲げ部を有し、
   前記第１凹部および前記第２凹部は、曲げ部と他方端との間に形成されている、
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。

Images