JP2022136852A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】断面積の大きなバスバーを採用した場合であっても小型化を実現できるモータを提供する。【解決手段】ステータは、ステータコアと、複数の導体連結体を有しセグメントコイルを構成する巻線部を有する。導体連結体は、一方および他方の末端にそれぞれ設けられ軸方向一方側に延び出る第1末端部および第2末端部と、を有する。バスバーユニットは、第1末端部に接続される中性点用バスバーと、第2末端部に接続される複数の相用バスバー70と、を有する。中性点用バスバーは、周方向に沿って延びる。相用バスバーは、周方向に沿って延び、少なくとも一部が中性点用バスバーの径方向外側に重なる本体部71,81,91と、本体部から軸方向一方側に延び出る接続部79,89,99と、を有する。第1末端部は、中性点用バスバーの軸方向一方側を通過して接続部に接続される。【選択図】図6
Description
本発明は、モータに関する。
電気自動車用モータでは、振動や騒音の減少を目的として分布巻きが採用されている。また、モータの高効率化を目的として、複数のセグメントコイルを用いた巻線構造の検討が進められている(例えば、特許文献1)。また、このようなモータには、ステータに電流を供給するバスバーが接続される。
近年、モータのさらなる高電圧化が求められており、電流量の増加に合わせた幅広なバスバーが採用される場合がある。従来構造において、幅広なバスバーを採用すると、それに応じてバスバーがモータに対して径方向外側に突出しモータが大型化する虞があった。
本発明は、上記事情に鑑みて、断面積の大きなバスバーを採用した場合であっても小型化を実現できるモータを提供することを目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、中心軸線を中心として回転可能なロータと、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、前記ステータの軸方向一方側に配置されるバスバーユニットと、を備える。前記ステータは、ステータコアと、複数の導体連結体を有しセグメントコイルを構成する巻線部を有する。前記導体連結体は、一方および他方の末端にそれぞれ設けられ軸方向一方側に延び出る第1末端部および第2末端部と、を有する。前記バスバーユニットは、前記第1末端部に接続される中性点用バスバーと、前記第2末端部に接続される複数の相用バスバーと、を有する。前記中性点用バスバーは、周方向に沿って延びる。前記相用バスバーは、周方向に沿って延び、少なくとも一部が中性点用バスバーの径方向外側に重なる本体部と、前記本体部から軸方向一方側に延び出る接続部と、を有する。前記第1末端部は、前記中性点用バスバーの軸方向一方側を通過して前記接続部に接続される。
本発明の一つの態様によれば、断面積の大きなバスバーを採用した場合であっても小型化を実現できるモータを提供できる。
各図に適宜示すZ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸線Jは、Z軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸線Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、上側を「軸方向一方側」と呼び、下側を「軸方向他方側」と呼ぶ場合がある。また、中心軸線Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ場合がある。
さらに、中心軸線Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼び、上側から見て時計回りの方向を「周方向一方側」と呼び、上側から見て反時計回りの方向を「周方向他方側」と呼ぶ場合がある。
さらに、中心軸線Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼び、上側から見て時計回りの方向を「周方向一方側」と呼び、上側から見て反時計回りの方向を「周方向他方側」と呼ぶ場合がある。
なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。さらに、軸方向一方側、および軸方向他方側として説明する方向は、互いに入れ替えた場合であっても、実施形態の効果を再現可能である。同様に、周方向一方側θ1、および周方向他方側θ2として説明する方向は、互いに入れ替えた場合であっても、実施形態の効果を再現可能である。
<モータ>
図1は、本実施形態のモータ1の断面模式図である。
本実施形態のモータ1は、インナーロータ型のモータである。また、本実施形態のモータ1は、三相の交流モータである。モータ1の中心は、中心軸線Jである。
図1は、本実施形態のモータ1の断面模式図である。
本実施形態のモータ1は、インナーロータ型のモータである。また、本実施形態のモータ1は、三相の交流モータである。モータ1の中心は、中心軸線Jである。
モータ1は、ロータ3と、ステータ2と、バスバーユニット5と、接続用バスバーユニット100と、ベアリングホルダ4と、これらを収容するハウジング1aと、を備える。
<ロータ>
ロータ3は、中心軸線Jを中心として回転可能である。ロータ3は、環状のステータ2の径方向内側に配置される。すなわち、ロータ3は、径方向においてステータ2に対向する。ロータ3は、シャフト3aと、ロータマグネット3bと、ロータコア3cと、を有する。
ロータ3は、中心軸線Jを中心として回転可能である。ロータ3は、環状のステータ2の径方向内側に配置される。すなわち、ロータ3は、径方向においてステータ2に対向する。ロータ3は、シャフト3aと、ロータマグネット3bと、ロータコア3cと、を有する。
シャフト3aは、中心軸線Jに沿って軸方向に延びている。シャフト3aは、例えば、中心軸線Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト3aは、2つのベアリング3pによって中心軸線J回りに回転可能に支持されている。
図2は、図1のII-II線に沿うモータ1の断面図である。
ロータコア3cは、電磁鋼板を積層して構成される。ロータコア3cは、軸方向に延びる筒状である。ロータコア3cの内周面は、シャフト3aの外周面に固定される。ロータコア3cには、ロータマグネット3bが挿入され固定される保持孔3hが設けられる。
ロータコア3cは、電磁鋼板を積層して構成される。ロータコア3cは、軸方向に延びる筒状である。ロータコア3cの内周面は、シャフト3aの外周面に固定される。ロータコア3cには、ロータマグネット3bが挿入され固定される保持孔3hが設けられる。
ロータマグネット3bは、径方向においてステータ2と対向する。ロータマグネット3bは、ロータコア3cに埋め込まれた状態で保持される。本実施形態のロータマグネット3bは、8極(8ポール)である。ロータ3のポール数は本実施形態に限定さない。また、ロータマグネット3bは、円環状のリングマグネットなど他の形態のマグネットであってもよい。
<ステータ>
ステータ2は、ロータ3と隙間を介して径方向に対向する。本実施形態においてステータ2は、ロータ3の径方向外側に配置される。ステータ2は、ステータコア20と、巻線部30と、複数の絶縁紙6と、を備える。
ステータ2は、ロータ3と隙間を介して径方向に対向する。本実施形態においてステータ2は、ロータ3の径方向外側に配置される。ステータ2は、ステータコア20と、巻線部30と、複数の絶縁紙6と、を備える。
ステータコア20は、中心軸線Jを中心とする環状である。ステータコア20は、軸方向に沿って積層された複数の電磁鋼板からなる。ステータコア20は、中心軸線Jを中心とする円筒状のコアバック部21と、コアバック部21から径方向内側に向かって延びる複数のティース部22と、を有する。
複数のティース部22は、周方向に等間隔に並ぶ。ティース部22の径方向内側の先端部には、アンブレラ部22aが設けられる。アンブレラ部22aは、ティース部22に対し周方向の両側に突出している。すなわち、アンブレラ部22aの周方向の寸法は、ティース部22の周方向の寸法よりも大きい。アンブレラ部22aの径方向内側を向く面は、ロータ3の外周面と径方向に隙間を介して対向する。
ティース部22には、巻線部30が装着される。周方向に隣り合うティース部22同士の間には、スロットSが設けられる。すなわち、ステータコア20には、周方向に並ぶ複数のスロットSが設けられる。
スロットS内には、巻線部30の導体50が収容される。また、スロットS内には、絶縁紙6が1つずつ配置される。絶縁紙6は、スロットS内において、巻線部30とステータコア20との絶縁を確保する。
1つのスロットSには、径方向に並ぶ8層のレイヤが設けられる。1つのスロット内において、それぞれのレイヤには、それぞれ1つの導体50が配置される。スロットS内には、8つの導体50が径方向に沿って1列に並ぶ。
スロットSは、径方向内側に開口する開口部29hを有する。開口部29hは、隣り合うティース部22の先端に位置するアンブレラ部22a同士の間に位置する。開口部29hの周方向に沿う幅寸法は、導体50の周方向に沿う寸法より小さい。このため、導体50は、開口部29hを通過し難く、導体50のステータコア20からの離脱が抑制される。
本実施形態において、ステータコア20は、48個のティース部22を有する。すなわち、本実施形態のステータ2は、48スロットである。なお、ステータ2のスロット数は、ロータマグネット3bの極数および巻線部30の巻き方に応じて適宜設定される。
図3は、本実施形態の巻線部30およびバスバーユニット5が構成する回路を示す模式図である。
本実施形態の巻線部30は、複数(本実施形態では12個)の導体連結体60を有しセグメントコイルを構成する。12個の導体連結体60は、4個のU相導体連結体60Uと、4個のV相導体連結体60Vと、4個のW相導体連結体60Wと、に分類される。
本実施形態の巻線部30は、複数(本実施形態では12個)の導体連結体60を有しセグメントコイルを構成する。12個の導体連結体60は、4個のU相導体連結体60Uと、4個のV相導体連結体60Vと、4個のW相導体連結体60Wと、に分類される。
また、後段で詳細に説明するが、バスバーユニット5は、3個の相用バスバー70、80、90と、1個の中性点用バスバー10と、を有する。3個の相用バスバー70、80、90は、第1相用バスバー70と第2相用バスバー80と第3相用バスバー90とに分類される。
U相導体連結体60U、V相導体連結体60V、およびW相導体連結体60Wは、中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90によってY結線がなされる。本実施形態では、各相の4個の導体連結体60に対応する4個のY結線が構成され、それぞれのY結線が並列接続される。すなわち、巻線部30は、バスバーユニット5によって4Y結線がなされる。
なお、本実施形態では、巻線部30が同相の4本の導体連結体60を有する場合について説明した。しかしながら、巻線部30が少なくとも2つの導体連結体60を有し、これらが周方向に隣り合うスロットSを通過する連結体対69を構成すれば、本実施形態と同様の巻線構成をとることができる。したがって、複数の導体連結体60は、Mを自然数として2×MのY結線がなされていればよい(本実施形態において、M=2)。
導体連結体60は、第1末端部63および第2末端部64を有する。第1末端部63および第2末端部64は、導体連結体60の一方および他方の末端にそれぞれ設けられる。導体連結体60は、第1末端部63と第2末端部64との間で、ステータコア20に装着されて各相のコイルを構成する。導体連結体60は、第1末端部63および第2末端部64においてバスバーユニット5に接続される。
4個のU相導体連結体60U、4個のV相導体連結体60V、および4個のW相導体連結体60Wの第2末端部64は、1つの中性点用バスバー10に接続される。これにより、12個の導体連結体60の第2末端部64は、同電位となり中性点を構成する。すなわち、中性点用バスバー10は、3相回路の中性点を構成する。
4個のU相導体連結体60Uの第1末端部63は、第1相用バスバー70に接続される。4個のV相導体連結体60Vの第1末端部63は、第2相用バスバー80に接続される。4個のW相導体連結体60Wの第1末端部63は、第3相用バスバー90に接続される。相用バスバー70、80、90には、それぞれ120°毎に位相をずらした交流電流が流される。
同相の4個の導体連結体60のうち2個の導体連結体60は、互いに隣り合うスロットSを通過してステータコア20に装着される。本明細書において、互いに隣り合うスロットSを通過する2個の導体連結体60を、連結体対69と呼ぶ。また、以下の説明において、連結体対69をなす2個の導体連結体60を互いに区別する場合、一方を第1の導体連結体60Aと呼び、他方を第2の導体連結体60Bと呼ぶ。
図4は、連結体対69をなす2個の導体連結体60の巻き線構成を示す模式図である。
図4に示すように、導体連結体60は、複数の導体50が直列に連結されて構成される。それぞれの導体50は、平角線が屈曲されて構成されている。そのため、丸線を用いる場合に比べて、スロットSにおいける導体50の占積率を向上させることができる。なお、本明細書において「平角線」とは、断面形状が四角形状または略四角形状の線材である。本明細書において「略四角形状」とは、四角形状の角部が丸みを帯びた角丸の四角形状を含む。図示は省略するが、本実施形態において導体50は、表面にエナメルの被膜を有する。
図4に示すように、導体連結体60は、複数の導体50が直列に連結されて構成される。それぞれの導体50は、平角線が屈曲されて構成されている。そのため、丸線を用いる場合に比べて、スロットSにおいける導体50の占積率を向上させることができる。なお、本明細書において「平角線」とは、断面形状が四角形状または略四角形状の線材である。本明細書において「略四角形状」とは、四角形状の角部が丸みを帯びた角丸の四角形状を含む。図示は省略するが、本実施形態において導体50は、表面にエナメルの被膜を有する。
導体連結体60を構成する複数の導体50は、末端用導体51と、ヘアピン導体52と、と、第1の折り返し用導体54と、第2の折り返し用導体55と、に分類される。
各種の導体50は、軸方向(Z方向)に沿って直線状に延びる直線部50a、50b、50cと、下側(軸方向他方側)の端部に位置する連結部50jと、を少なくとも有する。直線部50a、50b、50cは、スロットSを通過する。すなわち、導体連結体60は、直線部50a、50b、50cにおいて、スロットSに収容される。導体連結体60は、直線部50a、50b、50c以外の領域で、ステータコア20の上側および下側に延び出る。ステータコア20の上側および下側から延び出る部分は、ステータコア20のコイルエンド30e(図1参照)を構成する。
なお、直線部50aは、第1直線部50a、第2直線部50b、および第3直線部50cに分類される。第1直線部50aは、渡り部50d又は末端部63、64に連なる直線部である。第2直線部50bおよび第3直線部50cは、折り返し部50f、50gの一端又は他端に連なる直線部である。
連結部50jは、他の導体50の連結部50jに連結される。一対の導体50の連結部50j同士は、溶接などの接合手段によって互いに接合される。連結部50jは、導体50をステータコア20に装着した後に周方向に折り曲げられ、他の導体50の連結部50jに溶接される。ステータコア20に装着前の導体50において、連結部50jは、直線部50a、50b、50cに連続する直線状である。導体50は、ステータコア20の上側(軸方向一方側)から、連結部50jおよび直線部50a、50b、50cをスロットSに挿入することで、ステータコア20に取り付けられる。導体50は、連結部50jが周方向に折り曲げられ、他の連結部50jに溶接されることで、ステータコア20から軸方向に離脱することが抑制される。
本実施形態のステータ2は、ステータコア20のスロットSに対して、複数の導体50を上側から挿入するとともに、下側で接合することで、組み立てることができる。このため、複雑な組み立て工程を必要とせず、組み立て工程を簡素化できる。
次に、各種の導体50について説明する。
末端用導体51は、末端部63、64と、直線部50aと、連結部50jと、をそれぞれ1つずつ有する。末端部63、64は、末端用導体51の上側の端部に位置する。末端部63、64は、直線部50aに対し周方向に折り曲げられる。末端用導体51において、末端部63、64と連結部50jとは、直線部50aに対して延びる方向が周方向の反対側である。末端用導体51において、末端部63、64は、直線部50aの上端から周方向一方側θ1に延び、連結部50jは、直線部50aの下端から周方向他方側θ2に延びる。
末端用導体51は、末端部63、64と、直線部50aと、連結部50jと、をそれぞれ1つずつ有する。末端部63、64は、末端用導体51の上側の端部に位置する。末端部63、64は、直線部50aに対し周方向に折り曲げられる。末端用導体51において、末端部63、64と連結部50jとは、直線部50aに対して延びる方向が周方向の反対側である。末端用導体51において、末端部63、64は、直線部50aの上端から周方向一方側θ1に延び、連結部50jは、直線部50aの下端から周方向他方側θ2に延びる。
末端部63、64には、中性点用バスバー10、第1相用バスバー70、第2相用バスバー80、および第3相用バスバー90のうち、何れか1つが接続される。2つの末端部63、64は、それぞれ導体連結体60の両端部に設けられる。2つの末端部63、64のうち、一方は第1末端部63であり、他方は第2末端部64である。
ヘアピン導体52は、2つの直線部50aと、2つの連結部50jと、1つの渡り部50dと、を有する。渡り部50dは、ヘアピン導体52の上端部に配置される。渡り部50dは、2つの直線部50a同士を渡す。すなわちヘアピン導体52において、2つの直線部50aは、渡り部50dを介して互いに繋がる。ヘアピン導体52において、2つの連結部50jは、それぞれ異なる直線部50aの下端に繋がる。複数の渡り部50dは、ステータコア20の上側(軸方向一方側)の端面から突出する。
ヘアピン導体52において、2つの直線部50a同士は、毎極スロット数sで並ぶ。ここで、毎極スロット数sとは、ロータ3とステータ2との組み合わせにおいて、ロータ3の1つの磁極間に配置されるステータ2のスロットSの数を意味する。毎極スロット数sは、(ステータ2の全スロット数)/(ロータ3の磁極数)で算出される。本実施形態において、ロータ3の磁極数は8であり、ステータ2のスロット数は48であるため、毎極スロット数sは6である。ヘアピン導体52において、2つの直線部50a同士は、6スロット分だけ周方向に離間している。
ヘアピン導体52において、2つの連結部50jは、折り曲げられる方向が周方向において互いに反対側である。2つの連結部50jのうち、周方向一方側θ1に位置する一方は直線部50aの下端から周方向他方側θ2に延び、周方向他方側θ2に位置する他方は直線部50aの下端から周方向一方側θ1に延びる。第1の導体連結体60Aおよび第2の導体連結体60Bには、それぞれ12個のヘアピン導体52が設けられる。
第1の折り返し用導体54は、2つの直線部50b、50cと、2つの連結部50jと、1つの第1の折り返し部(折り返し部)50fと、を有する。第2の折り返し用導体55は、2つの直線部50b、50cと、2つの連結部50jと、1つの第2の折り返し部(折り返し部)50gと、を有する。第1の折り返し部50fおよび第2の折り返し部50gは、それぞれ第1の折り返し用導体54又は第2の折り返し用導体55の上端部に配置される。
第1の折り返し部50fおよび第2の折り返し部50gは、2つの直線部50b、50c同士を渡す。すなわち第1の折り返し用導体54および第2の折り返し用導体55において、2つの直線部50b、50cは、それぞれ第1の折り返し部50f又は第2の折り返し部50gを介して互いに繋がる。
第1の折り返し用導体54および第2の折り返し用導体55において、2つの連結部50jは、周方向一方側θ1に折り曲げられる。すなわち、第1の折り返し用導体54および第2の折り返し用導体55において、2つの連結部50jは、それぞれ直線部50b、50cの下端から周方向一方側θ1に延びる。
第1の折り返し用導体54および第2の折り返し用導体55は、それぞれ2つの直線部50b、50cを有する。2つの直線部50b、50cのうち周方向一方側θ1側に位置する一方は第2直線部50bであり、周方向他方側θ2側に位置する一方は、第3直線部50cである。
第1の折り返し用導体54と第2の折り返し用導体55において、それぞれの2つの直線部50b、50c同士の距離は、互いに異なる。第1の折り返し用導体54において、第2直線部50bと第3直線部50cとは、周方向において、毎極スロット数s+1(本実施形態では7スロット)で並ぶ。一方で、第2の折り返し用導体55において、第2直線部50bと第3直線部50cとは、周方向において毎極スロット数s-1(本実施形態では5スロット)で並ぶ。このため、第1の折り返し部50fは、第2の折り返し部50gと比較して、周方向への渡り量が2スロット分だけ大きい。第1の導体連結体60Aには1個の第1の折り返し用導体54が設けられる。一方で、第2の導体連結体60Bには1個の第2の折り返し用導体55が設けられる。
次に、第1の導体連結体60Aおよび第2の導体連結体60Bの巻き線構成について説明する。
第1の導体連結体60Aにおいて、2つの末端用導体51は、それぞれ第1の導体連結体60Aの両端に配置され、略中間に第1の折り返し用導体54が配置される。第1の導体連結体60Aは、第1末端部63から第1の折り返し部50fに至るまでの間に、周方向他方側θ2に向かって6スロット毎に波巻きされる。また、第1の導体連結体60Aは、第1の折り返し部50fから第2末端部64に至るまでの間に、周方向一方側θ1に向かって6スロット毎に波巻きされる。
第1の導体連結体60Aにおいて、2つの末端用導体51は、それぞれ第1の導体連結体60Aの両端に配置され、略中間に第1の折り返し用導体54が配置される。第1の導体連結体60Aは、第1末端部63から第1の折り返し部50fに至るまでの間に、周方向他方側θ2に向かって6スロット毎に波巻きされる。また、第1の導体連結体60Aは、第1の折り返し部50fから第2末端部64に至るまでの間に、周方向一方側θ1に向かって6スロット毎に波巻きされる。
ここで、第1の導体連結体60Aにおいて、第1末端部63と第1の折り返し部50fとの間で、周方向他方側θ2に波巻きされる領域を、第1部分61と呼ぶ。また、第1の導体連結体60Aにおいて、第1の折り返し部50fと第2末端部64との間で、周方向一方側θ1に波巻きされる領域を、第2部分62と呼ぶ。すなわち、第1の導体連結体60Aは、第1末端部63と、第1末端部63から周方向他方側θ2に波巻きされる第1部分61と、第1部分61の周方向他方側θ2の端部に接続される第1の折り返し部50fと、第1の折り返し部50fから周方向一方側θ1に波巻きされる第2部分62と、第2部分62の周方向一方側θ1の端部に接続される第2末端部64と、を有する。
第2の導体連結体60Bにおいて、2つの末端用導体51は、それぞれ第2の導体連結体60Bの両端の末端に配置され、略中間に第2の折り返し用導体55が配置される第2の導体連結体60Bは、第1末端部63から第2の折り返し部50gに至るまでの間(第1部分61)に、周方向他方側θ2に向かって6スロット毎に波巻きされる。また、第2の導体連結体60Bは、第2の折り返し部50gから第2末端部64である第2末端部64に至るまでの間(第2部分62)に、周方向一方側θ1に向かって6スロット毎に波巻きされる。すなわち、第2の導体連結体60Bは、第1末端部63と、第1末端部63から周方向他方側θ2に波巻きされる第1部分61と、第1部分61の周方向他方側θ2の端部に接続される第2の折り返し部50gと、第2の折り返し部50gから周方向一方側θ1に波巻きされる第2部分62と、第2部分62の周方向一方側θ1の端部に接続される第2末端部64と、を有する。
本実施形態の導体連結体60は、第1部分61および第2部分62において、毎極スロット数sで波巻きされる。すなわち、導体連結体60は、全節巻きでステータコア20に装着される。このため、本実施形態によれば、同一のスロットS内に配置される複数の導体50は、全て同相の導体連結体60の一部である。したがって、本実施形態によれば、異なる相の導体連結体60を1つのスロットS内で絶縁する必要がなく、絶縁の確保が容易となる。
本実施形態において、巻線部30は、第1末端部63、第2末端部64、渡り部50d、および折り返し部50f、50gを有する。第1末端部63、第2末端部64、渡り部50d、および折り返し部50f、50gは、ステータコア20の上側でコイルエンド30eを構成する。一方で、連結部50jは、ステータコア20の下側でコイルエンド30eを構成する。第1末端部63および第2末端部64は、コイルエンド30eの最外周に配置される。すなわち、第1末端部63および第2末端部64は、複数の渡り部50dの径方向外側に位置する。第1末端部63は、ステータコア20から上側(軸方向一方側)に延びて、相用バスバー70、80、90に接続される。同様に、第2末端部64は、ステータコア20から上側(軸方向一方側)に延びて、中性点用バスバー10に接続される。本実施形態によれば、第1末端部63および第2末端部64が、コイルエンド30eの最外周に配置されるため、バスバーユニット5をコイルエンド30eの径方向外側に配置できる。これにより、コイルエンド30eの上側に配置する場合と比較して、モータ1の上下方向の寸法の小型化を図ることができる。
本実施形態によれば、折り返し部50f、50gは、コイルエンド30eの最内周に配置される。すなわち、折り返し部50f、50gは、複数の渡り部50dの径方向内側に配置される。このため、折り返し部50f、50gの配策領域として、コイルエンド30eの径方向内側の領域を使用することができ、コイルエンド30eの上下方向の寸法を小型できる。
さらに、本実施形態によれば、折り返し部50f、50gがコイルエンド30eの最内周に位置することで、2つの末端部63、64をコイルエンド30eの最外周に位置させることができる。すなわち、本実施形態によれば、第1末端部63および第2末端部64は、最外層のレイヤから延び出る。したがって、中性点用バスバー10と第1末端部63との接続工程、および相用バスバー70、80、90と第2末端部64との接続工程をコイルエンド30eに対し径方向から行うことができ、モータ1の製造工程を簡素化できる。
図4に示すように、第1の導体連結体60Aと第2の導体連結体60Bとは、それぞれの折り返し部50f、50gにおいて、通過するスロットSの周方向の順序が反対となる。第1の導体連結体60Aの第1末端部63は、第2の導体連結体60Bの第1末端部63の周方向一方側に位置する。また、第1の導体連結体60Aの第2末端部64は、第2の導体連結体60Bの第2末端部64の周方向他方側に位置する。U相の連結体対69、V相の連結体対69、およびW相の連結体対69は、周方向他方側θ2に向かってこの順で並んで配置される。
<バスバーユニット>
図1に示すように、バスバーユニット5は、ステータ2の上側に配置される。より具体的には、バスバーユニット5は、コアバック部21の上側かつコイルエンド30eの径方向外側に配置される。したがって、バスバーユニット5は、コイルエンド30eと径方向に対向する。バスバーユニット5は、コイルエンド30eから延び出る導体連結体60の末端部63、64に接続される。
図1に示すように、バスバーユニット5は、ステータ2の上側に配置される。より具体的には、バスバーユニット5は、コアバック部21の上側かつコイルエンド30eの径方向外側に配置される。したがって、バスバーユニット5は、コイルエンド30eと径方向に対向する。バスバーユニット5は、コイルエンド30eから延び出る導体連結体60の末端部63、64に接続される。
図5は、バスバーユニット5および接続用バスバーユニット100の斜視図である。図6は、バスバーユニット5の斜視図である。図7は、バスバーユニット5の平面図である。なお、図6および図7において、バスバーユニット5の保持部材5aの図示が省略されている。
図6には、バスバーユニット5のバスバー10、70、80、90の各部が配置される上下方向(軸方向)の階層を、第1階層L1および第2L2として図示する。第2階層L2は、第1階層L1より上側(軸方向一方側)に位置する。
図7には、中心軸線Jを中心とする第1仮想円VC1、第2仮想円VC2、および第3仮想円VC3を図示する。第1仮想円VC1、第2仮想円VC2、および第3仮想円VC3は、この順で半径が大きくなる。
図5に示すように、バスバーユニット5は、中性点用バスバー10と、複数の相用バスバー70、80、90と、保持部材5aと、2つの温度計5e、5fと、を有する。2つの温度計5e、5fのうち一方はバスバー用温度計5eであり、他方はオイル用温度計5fである。
図7および図8に示すように、中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90は、径方向を板厚方向とする板状である。中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90は、プレス加工によって成形される。中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90は、周方向に沿って延びる。
(中性点用バスバー)
図7に示すように、中性点用バスバー10は、相用バスバー70、80、90の径方向内側に配置される。中性点用バスバー10は、中性点用バスバー本体部11と、複数の中性点用接続部19と、を有する。
図7に示すように、中性点用バスバー10は、相用バスバー70、80、90の径方向内側に配置される。中性点用バスバー10は、中性点用バスバー本体部11と、複数の中性点用接続部19と、を有する。
中性点用バスバー本体部11は、軸方向から見て中心軸線Jを中心とする円弧状に延びる。中性点用バスバー本体部11は、全長に亘って第1階層L1に配置される。
中性点用バスバー本体部11は、周方向他方側θ2の端部に、径方向外側に湾曲して迂回して延びる退避部12を有する。すなわち、中性点用バスバー10の周方向他方側θ2の端部には、径方向外側にオフセットする退避部12が設けられる。軸方向から見て、退避部12は、第2仮想円VC2上に配置され、中性点用バスバー10の退避部12以外の領域は、第1仮想円VC1上に配置される。
図7に示すように、中性点用バスバー10は、軸方向から見て、退避部12以外の領域において中心軸線Jを中心とする同一半径の円弧状に配置される。一方で、中性点用バスバー10は、退避部12において、他の領域よりも径方向外側に配置される。上述したように、中性点用バスバー10は、相用バスバー70、80、90の径方向内側に配置されて円弧状に延びる。このため、バスバーユニット5の径方向内側を向く内周面は、退避部12と重なる領域において径方向外側に凹む。
バスバーユニット5は、ステータ2のコイルエンド30eを径方向外側から囲む。コイルエンド30eは、末端部63、64が周方向に並ぶ領域の周方向外側において、径方向外側に突出する突出部30fが設けられる。本実施形態において、退避部12の周方向位置は、突出部30fの周方向位置と一致する。本実施形態によれば、バスバーユニット5が、退避部12において径方向外側に向かって凹むことで、バスバーユニット5とコイルエンド30eとの干渉を抑制するとともに、絶縁距離を確保することができる。
退避部12は、複数の相用バスバー70、80、90の何れよりも周方向に延び出る。したがって、退避部12は、径方向において相用バスバー70、80、90と重なることがない。退避部12は、径方向外側に湾曲していても、相用バスバー70、80、90と近接することがなく、相用バスバー70、80、90との絶縁を保つことができる。
中性点用接続部19は、中性点用バスバー本体部11から上側に突出する。複数の中性点用接続部19は、周方向に沿って並ぶ。退避部12に接続される中性点用接続部19は、第2仮想円VC2上に配置され、その他の中性点用接続部19は、第1仮想円VC1上に配置される。
中性点用接続部19は、一様な幅で上下方向に延びる。全ての中性点用接続部19の形状は、互いに一致する。それぞれの中性点用接続部19には、コイルエンド30eから径方向外側に延び出る第2末端部64が溶接等の接合手段によって接続される。すなわち、中性点用バスバー10は、中性点用接続部19において、導体連結体60の第2末端部64に接続される。
本実施形態の中性点用バスバー10は、12個の中性点用接続部19を有する。12個の中性点用接続部19は、周方向に隣り合う2つを一対とする6個の中性点用接続対19tに分類される。すなわち、中性点用バスバー10は、それぞれ2個の中性点用接続部19が周方向に並ぶ中性点用接続対19tを6個有する。本実施形態の中性点用バスバー10には、12個の中性点用接続部19が設けられる。したがって、中性点用バスバー10は、6個の中性点用接続対19tを有する。
複数の中性点用接続対19tは、周方向に沿って等間隔に並ぶ。中性点用接続対19tに接続される2個の第2末端部64は、周方向に隣り合うスロットSを通過してステータコア20に装着される2つの導体連結体60(図4に示す連結体対69)の第2末端部64である。したがって、中性点用接続対19tに接続される2個の導体連結体60は、互いに同相である。
(相用バスバー)
図6に示すように、相用バスバー70、80、90は、それぞれ本体部71、81、91と、入力端子部78、88、98と、複数の接続部79、89、99と、を有する。それぞれの相用バスバー70、80、90の本体部71、81、91同士、入力端子部78、88、98同士は、形状が異なる。一方で、それぞれの相用バスバー70、80、90の複数の接続部79、89、99同士は、略同形状である。3つの相用バスバー70、80、90の本体部71、81、91は、それぞれ少なくとも一部が中性点用バスバー10の径方向外側に重なる。
図6に示すように、相用バスバー70、80、90は、それぞれ本体部71、81、91と、入力端子部78、88、98と、複数の接続部79、89、99と、を有する。それぞれの相用バスバー70、80、90の本体部71、81、91同士、入力端子部78、88、98同士は、形状が異なる。一方で、それぞれの相用バスバー70、80、90の複数の接続部79、89、99同士は、略同形状である。3つの相用バスバー70、80、90の本体部71、81、91は、それぞれ少なくとも一部が中性点用バスバー10の径方向外側に重なる。
図6に示すように、相用バスバー70、80、90において、接続部79、89、99は、本体部71、81、91から上側に突出する。すべての接続部79、89、99は、第2仮想円VC2上に配置される。
接続部79、89、99は、一様な幅で上下方向に延びる。全ての接続部79、89、99の形状は、互いに一致する。また、接続部79、89、99と中性点用接続部19とは、互いに同形状である。それぞれの接続部79、88、99には、コイルエンド30eから径方向外側に延び出る第1末端部63が溶接等の接合手段によって接続される。
本実施形態において、全ての相用バスバー70、80、90の全ての接続部79、89、99、および中性点用接続部19の軸方向位置は、互いに一致する。接続部79、89、99および中性点用接続部19は、抵抗溶接などの接合手段で、第1末端部63又は第2末端部64に接続される。本実施形態によれば、全ての接続部79、89、99、および中性点用接続部19の軸方向位置が互いに一致することで、抵抗溶接用の電極など、各接合手段に用いられる接合装置を軸方向に移動させることなく、各接続部79、89、99、および中性点用接続部19の接合を行うことができる。結果的に、接合工程を簡素化することができる。
本実施形態において、相用バスバー70、80、90は、それぞれ4つの接続部を有する。すなわち、第1相用バスバー70は4つの接続部79を有し、第2相用バスバー80は4つの接続部89を有し、第3相用バスバー90は4つの接続部99を有する。それぞれの相用バスバー70、80、90は、周方向に隣り合う2個の接続部を一対とする2個の接続対をそれぞれ有する。すなわち、第1相用バスバー70は2個の接続部79が周方向に並ぶ接続対79tを2個有し、第2相用バスバー80は2個の接続部89が周方向に並ぶ接続対89tを2個有し、第3相用バスバー90は2個の接続部99が周方向に並ぶ接続対99tを2個有する。
第1相用バスバー70の接続対79tに接続される2個の導体連結体60は、U相導体連結体60Uであり、周方向に隣り合うスロットSを通過してステータコア20に装着される2つの導体連結体60(図4に示す連結体対69)の第1末端部63である。同様に、第2相用バスバー80の接続対89tに接続される2個の導体連結体60は、V相の連結体対69の第1末端部63である。さらに、第3相用バスバー90の接続対99tに接続される2個の導体連結体60は、W相の連結体対69の第1末端部63である。
図8は、図7のVIII-VIII線を通過するバスバーユニット5の断面図である。なお、図8の断面線は、複数の接続部79、89、99のうち、第2相用バスバー80の接続部89を通過する。
図8に示すように、コイルエンド30eの第1末端部63は、径方向外側に向かうに従い上側に向かって傾斜して延びる延出部63bと、延出部63bの先端から上側に延びる先端部63aと、を有する。第1末端部63は、先端部63aにおいて接続部89に接続される。また、第1末端部63は、延出部63bにおいて、中性点用バスバー10の上側を通過して接続部89に接続される。
本明細書において、「第1末端部63は、中性点用バスバー10の上側を通過する」とは、第1末端部63の一部(本実施形態では延出部63b)が、中性点用バスバー10の上側に配置され、かつ上下方向からみて中性点用バスバーに重なることを意味する。
なお、ここでは、複数の相用バスバー70、80、90のうち第2相用バスバー80の接続部89および当該接続部89に接続される第1末端部63の経路について説明した。しかしながら、他の相用バスバー70、80、90に接続される第1末端部63も、これと同様に中性点用バスバー10の上側を通過する。ただし、複数の接続対79t、89t、99tのうち最も周方向一方側θ1に配置される接続対79tの2つの接続部79については、径方向内側に中性点用バスバー10が配置されない。このため、この接続部79に接続される第1末端部63の下側には中性点用バスバー10が配置されない。
本実施形態によれば、中性点用バスバー10と相用バスバー70、80、90とを径方向に重ねて配置する。このため、中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90を幅広として断面積を大きくしても径方向寸法が大型化することがない。すなわち、本実施形態のモータ1によれば、大電流化に対応して中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90の断面積を大きくしつつ、径方向寸法の大型化を抑制できる。特に、本実施形態によれば、中性点用バスバー10および相用バスバー80、90、99は、径方向を板厚方向とする板状である。このため、中性点用バスバー10と相用バスバー70、80、90とを径方向に重ねて配置することで、径方向寸法側大型化することを効果的に抑制できる。
また、本実施形態によれば、第1末端部63が中性点用バスバー10の上側を通過して接続部79、89、99に接続される。相用バスバー70は、中性点用バスバー10の径方向外側に配置されるため、第1末端部63は、相用バスバー70まで径方向外側に引き出される。本実施形態によれば、中性点用バスバーの上側の領域を、第1末端部63の経路として有効利用することができ、モータ1全体の大型化を抑制できる。
また、図7に示すように、接続部79、89、99に接続される第1末端部63は、延出部63bにおいて、周方向に並ぶ中性点用接続部19の間を通過する。また、延出部63bの上下方向位置は、中性点用接続部19の上下方向位置と一致する。本実施形態によれば、周方向に並ぶ中性点用接続部19同士の間の空間を、第1末端部63の経路として有効利用することができる。
図6に示すように、相用バスバー70、80、90の入力端子部78、88、98は、それぞれの本体部71、81、91から上側に向かって延び出る。また、図5に示すように、入力端子部78、88、98は、それぞれ接続用バスバーユニット100の接続用バスバー110、120、130に接続される。
本実施形態において、入力端子部78、88、98は、上側に向かうに従い径方向外側に向かって傾斜する傾斜部78a、88a、98aをそれぞれ有する。入力端子部78、88、98の径方向内側には、相用バスバー70、80、90又は中性点用バスバー10に接続される接続部19、79、89、99が配置される。本実施形態によれば、入力端子部78、88、98は、傾斜部78a、88aより上側の領域において、接続部19、79、89、99に対し径方向外側に退避する。これにより、保持部材5aから露出する部分同士を径方向に離間して配置することができ、これらの間の絶縁距離を確保できる。
(第1相用バスバー)
図6および図7に示すように、第1相用バスバー70の本体部71は、周方向に沿って湾曲する。軸方向から見て、本体部71は、全長に渡り第2仮想円VC2上に配置される。また、本体部71は、全長に渡りほぼ一様な板幅(軸方向に沿う寸法)で、周方向に沿って延びる。本体部71は、全長に亘って第1階層L1に配置される。
図6および図7に示すように、第1相用バスバー70の本体部71は、周方向に沿って湾曲する。軸方向から見て、本体部71は、全長に渡り第2仮想円VC2上に配置される。また、本体部71は、全長に渡りほぼ一様な板幅(軸方向に沿う寸法)で、周方向に沿って延びる。本体部71は、全長に亘って第1階層L1に配置される。
第1相用バスバー70の本体部71は、基部72と、第1周端部73と、第2周端部75と、を有する。第1周端部73は、基部72の周方向一方側θ1に位置する。一方で、第2周端部75は、基部72の周方向他方側θ2に位置する。
第1相用バスバー70の2個の接続対79tは、それぞれ第1周端部73および第2周端部75から上側に延び出る。すなわち、2個の接続対79tのうち、一方は本体部71の周方向一方側θ1の端部に配置され、他方は本体部71の周方向他方側θ2の端部に配置される。
また、第1相用バスバー70の入力端子部78は、周方向において、2個の接続対79tの間に配置される。入力端子部78は、基部72から上側に延び出る。
(第2相用バスバー)
第2相用バスバー80の本体部81は、周方向に沿って湾曲する。本体部81は、基部82と、第1周端部83と、第2周端部85と、第1連結部84と、第2連結部86と、を有する。
第2相用バスバー80の本体部81は、周方向に沿って湾曲する。本体部81は、基部82と、第1周端部83と、第2周端部85と、第1連結部84と、第2連結部86と、を有する。
第2相用バスバー80の基部82は、第1階層L1に位置する。また、基部82は、第3仮想円VC3上に配置される。基部82は、第1相用バスバー70と径方向に重なる。基部82は、第1相用バスバー70の本体部71の径方向外側に配置される。
第2相用バスバー80の第1周端部83は、基部82の周方向一方側θ1に位置する。第1周端部83は、第2階層L2に配置される。すなわち、第1周端部83は、基部82に対して上側に配置される。また、第1周端部83は、第2仮想円VC2上に配置される。第1周端部83は、第1相用バスバー70と軸方向に重なる。
第1連結部84は、基部82と第1周端部83との間に配置される。すなわち、第1連結部84は、基部82と第1周端部83とを繋ぐ。上述したように、基部82と第1周端部83とは、上下方向の階層が異なる。このため、第1連結部84は、上下方向の異なる階層を跨いで延びる。第1連結部84は、基部82と第1周端部83との間で軸方向に延びる第1軸方向延在部84bを有する。第1軸方向延在部84bは、第1階層L1と第2階層L2との間を跨いで延びる。
さらに、基部82と第1周端部83とは、軸方向から見て重なる仮想円が異なる。このため、第1連結部84は、上下方向から見て異なる仮想円間を跨いで延びる。第1連結部84は、基部82と第1周端部83との間で径方向に延びる第1径方向延在部84aを有する。第1径方向延在部84aは、第2仮想円VC2と第3仮想円VC3との間を跨いで延びる。このように、第1連結部84は、第1径方向延在部84aと、第1軸方向延在部84bと、を有する。
第2相用バスバー80の第2周端部85は、基部82の周方向他方側θ2に位置する。第2周端部85は、第2階層L2に配置される。すなわち、第2周端部85は、基部82に対して上側に配置される。また、第2周端部85は、第2仮想円VC2上に配置される。第2周端部85は、第3相用バスバー90と軸方向に重なる。
第2連結部86は、基部82と第2周端部85との間に配置される。すなわち、第2連結部86は、基部82と第2周端部85とを繋ぐ。上述したように、基部82と第2周端部85とは、上下方向の階層が異なる。このため、第2連結部86は、上下方向の異なる階層を跨いで延びる。第2連結部86は、基部82と第2周端部85との間で軸方向に延びる第2軸方向延在部86bを有する。第2軸方向延在部86bは、第1階層L1と第2階層L2との間を跨いで延びる。
さらに、基部82と第2周端部85とは、軸方向から見て重なる仮想円が異なる。このため、第2連結部86は、上下方向から見て異なる仮想円間を跨いで延びる。第2連結部86は、基部82と第2周端部85との間で径方向に延びる第2径方向延在部86aを有する。第2径方向延在部86aは、第2仮想円VC2と第3仮想円VC3との間を跨いで延びる。このように、第2連結部86は、第2径方向延在部86aと、第2軸方向延在部86bと、を有する。
第2相用バスバー80の2個の接続対89tは、それぞれ第1周端部83および第2周端部85から上側に延び出る。すなわち、2個の接続対89tのうち、一方は第2相用バスバー80の周方向一方側θ1の端部に配置され、他方は第2相用バスバー80の周方向他方側θ2の端部に配置される。
第2相用バスバー80の入力端子部88は、周方向において、2個の接続対89tの間に配置される。入力端子部88は、基部82から上側に延び出る。
(第3相用バスバー)
第3相用バスバー90の本体部91は、周方向に沿って湾曲する。本体部91は、基部92と、第1周端部93と、第2周端部95と、第1連結部94と、第2連結部(連結部)96と、を有する。
第3相用バスバー90の本体部91は、周方向に沿って湾曲する。本体部91は、基部92と、第1周端部93と、第2周端部95と、第1連結部94と、第2連結部(連結部)96と、を有する。
第3相用バスバー90の基部92は、第2階層L2に位置する。また、基部92は、第3仮想円VC3上に配置される。基部92は、第2相用バスバー80の基部82と軸方向に重なる。基部92は、第2相用バスバー80の基部82の上側に配置される。すなわち、第2相用バスバー80の基部82は、少なくとも一部が第3相用バスバー90と軸方向に重なる。
第3相用バスバー90の第1周端部93は、基部92の周方向一方側θ1に位置する。第1周端部93は、第2階層L2に配置される。第1周端部93は、第1相用バスバー70の上側(軸方向一方側)に重なる。第1周端部93は、第2仮想円VC2上に配置される。第1周端部93は、第2相用バスバー80の入力端子部88の径方向内側に配置される。すなわち、第1周端部93は、第2相用バスバー80の径方向内側に重なる。
第1連結部94は、基部92と第1周端部93との間に配置される。すなわち、第1連結部94は、基部92と第1周端部93とを繋ぐ。上述したように、基部92と第1周端部93とは、軸方向から見て重なる仮想円が異なる。このため、第1連結部94は、上下方向から見て異なる仮想円間を跨いで延びる。第1連結部94は、基部92と第1周端部93との間で径方向に延びる第1径方向延在部94aを有する。第1径方向延在部94aは、第2仮想円VC2と第3仮想円VC3との間を跨いで延びる。
第3相用バスバー90の第2周端部95は、基部92の周方向他方側θ2に位置する。第2周端部95は、第1階層L1に配置される。したがって、第2周端部95は、基部92に対して下側に配置される。第2周端部95は、第2相用バスバー80の第2周端部85の下側に重なって配置される。言い換えると、第2相用バスバー80の第2周端部85は、第3相用バスバー90と軸方向に重なる。また、第2周端部95は、第2仮想円VC2上に配置される。第2周端部95は、中性点用バスバー10の径方向外側に重なる。
第2連結部96は、基部92と第2周端部95との間に配置される。すなわち、第2連結部96は、基部92と第2周端部95とを繋ぐ。上述したように、基部92と第2周端部95とは、上下方向の階層が異なる。このため、第2連結部96は、上下方向の異なる階層を跨いで延びる。第2連結部96は、基部92と第2周端部95との間で軸方向に延びる第2軸方向延在部96bを有する。第2軸方向延在部96bは、第1階層L1と第2階層L2との間を跨いで延びる。
さらに、基部92と第2周端部95は、軸方向から見て重なる仮想円が異なる。このため、第2連結部96は、上下方向から見て異なる仮想円間を跨いで延びる。第2連結部96は、基部92と第2周端部95との間で径方向に延びる第2径方向延在部96aを有する。第2径方向延在部96aは、第2仮想円VC2と第3仮想円VC3との間を跨いで延びる。このように、第2連結部96は、第2径方向延在部96aと、第2軸方向延在部96bと、を有する。
第3相用バスバー90の2個の接続対99tは、それぞれ第1周端部93および第2周端部95から上側に延び出る。すなわち、2個の接続対99tのうち、一方は第3相用バスバー90の周方向一方側θ1の端部に配置され、他方は第3相用バスバー90の周方向他方側θ2の端部に配置される。
第3相用バスバー90の入力端子部98は、周方向において、2個の接続対99tの間に配置される。入力端子部98は、基部92から上側に延び出る。
本実施形態によれば、第2相用バスバー80において、基部82が第1相用バスバー70と径方向に重なり、第1周端部83が、第1相用バスバー70と軸方向に重なる。すなわち、本実施形態によれば、第2相用バスバー80は、第1相用バスバー70と、一部では径方向に重なり、一部では軸方向に重なる。このように、本実施形態の複数の相用バスバー70、80、90は、径方向および軸方向に積層されている。これにより、径方向および軸方向のいずれかのみにおいて積層される場合と比較して、径方向および軸方向の寸法をバランスよく調整することができる。これにより、バスバーユニット5の大部分を、軸方向においてコイルエンド30eから突出することを抑制し、径方向においてコアバック部21から外側に突出することを抑制できる。
なお、本実施形態では、3つの相用バスバー70、80、90は、周方向の何れの位置においても、軸方向に1つ又は2つ並び、径方向に1つ又は2つ並ぶ。すなわち、3つの相用バスバー70、80、90は、軸方向に3つ以上積層されたり、軸方向に3つ以上積層されたりすることがない。
また、第2相用バスバー80は、基部82において第3相用バスバー90と上側に重なり、第2周端部85において、第3相用バスバー90と下側に重なる。すなわち、第2相用バスバー80と第3相用バスバー90とは、軸方向において部分的に上下関係が逆転して配置される。これにより、第2相用バスバー80と第3相用バスバー90とを交差させ、接続部89、99の配置の自由度が高まり、接続工程や巻線構成を簡素化できる。
本実施形態によれば、第2相用バスバー80および第3相用バスバー90のそれぞれの連結部84、86、94、96は、それぞれのバスバーにおいて基部82、92と周端部83、85、93、95を繋ぐ。また、連結部84、86、94、96は、径方向延在部84a、86a、94a、96aおよび軸方向延在部84b、86b、96bを有する。径方向延在部84a、86a、94a、96aは、第2仮想円VC2と第3仮想円VC3との間を跨って延び、軸方向延在部84b、86b、96bは、第1階層L1と第2階層L2との間を跨って延びる。第2相用バスバー80および第3相用バスバー90は、連結部84、86、94、96においてのみ、軸方向の階層(第1階層L1または第2階層L2)および径方向の層(第2仮想円VC2または第3仮想円VC3)跨ぐように構成される。本実施形態によれば、相用バスバー70、80、90は、連結部以外の領域で各層の間で距離を保って配置されており、絶縁の安定性およびモールドの安定性が高められている。
(保持部材)
保持部材5aは、絶縁性の樹脂部材からなる。保持部材5aは、中性点用バスバー10および複数の相用バスバー70、80、90の一部を埋め込むインサート成形によって成形される。これにより、保持部材5aは、中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90を保持する。
保持部材5aは、絶縁性の樹脂部材からなる。保持部材5aは、中性点用バスバー10および複数の相用バスバー70、80、90の一部を埋め込むインサート成形によって成形される。これにより、保持部材5aは、中性点用バスバー10および相用バスバー70、80、90を保持する。
保持部材5aは、中性点用バスバー10の中性点用バスバー本体部11を埋め込み、中性点用接続部19を露出させる。同様に、保持部材5aは、相用バスバー70、80、90の本体部71、81、91を埋め込み、接続部79、89、99および入力端子部78、88、98を露出させる。
保持部材5aは、中心軸線Jを中心とする円弧状に延びる。保持部材5aは、径方向内側を向く内周面5jと、径方向外側を向く外周面5kと、を有する。
保持部材5aの内周面5jには、第1の温度計保持部5bが設けられる。第1の温度計保持部5bは、内周面5jの周方向他方側θ2の端部に配置される。一方で、保持部材5aの外周面5kには、第2の温度計保持部5cが設けられる。第2の温度計保持部5cは、外周面5kの周方向一方側θ1の端部に配置される。
第1の温度計保持部5bは、径方向内側および上側に開口する凹状である。第1の温度計保持部5bは、中性点用バスバー10の退避部12に達する。すなわち、中性点用バスバー10の退避部12は、第1の温度計保持部5bの内側面において露出する。第1の温度計保持部5bの内部には、バスバー用温度計5eが配置される。バスバー用温度計5eは、第1の温度計保持部5b内で中性点用バスバー10に接触し中性点用バスバー10の温度を測定する。
第2の温度計保持部5cは、径方向外側、並びに上下方向に開口する凹状である。第2の温度計保持部5cには、オイル用温度計5fが配置される。第2の温度計保持部5cは、上下方向に開口しているためオイルが抜けやすい。オイル用温度計5fは、第2の温度計保持部5c内を通過するオイルの温度を測定できる。
保持部材5aの外周面5kには、複数の配線保持部5pが設けられる。複数の配線保持部5pは、周方向に沿って並ぶ。配線保持部5pは、下側に向かって開口するフック形状を有する。配線保持部5pは、バスバー用温度計5eおよびオイル用温度計5fから延び出る配線5ea、5faを保持する。バスバー用温度計5eの配線5eaは、保持部材5aの外周面5kに沿って周方向一方側θ1に延びる。同様に、オイル用温度計5fの配線5faは、保持部材5aの外周面5kに沿って周方向他方側θ2に延びる。バスバー用温度計5eの配線5eaとオイル用温度計5fの配線5faとは、バスバーユニット5の周方向の中央の外周面5kにおいて束ねられ図示略の制御装置まで引き出される。
図5に示すように、保持部材5aの内周面5jには、周方向に沿って並ぶ複数の凹溝(凹部)5gが設けられる。複数の凹溝5gは、それぞれ接続部79、89、99の下側に位置する。また、凹溝5gは、接続部79、89、99から下側に向かって延びる。すなわち、凹溝5gの上端部には接続部79、89、99が連なる。また、凹溝5gは、下側に向かって径方向内側に傾斜する。凹溝5gの下端部は、内周面5jにおいて径方向内側に開口する。
図8に示すように、凹溝5gには、第1末端部63の一部(本実施形態において延出部63b)が挿入される。凹溝5gに挿入される第1末端部63は、この凹溝5gの上側に配置される接続部79、89、99に接続される。本実施形態によれば、凹溝5gに第1末端部63が挿入されることで、第1末端部63に対しバスバーユニット5を周方向に位置決めすることができる。これにより、バスバーユニット5の接続部79、89、99と第1末端部63との接合工程において、接続部79、89、99と第1末端部63とが周方向に位置ずれすることを抑制することができ、接合工程を安定的に行うことができる。なお、第1末端部63は、凹溝5gに嵌り、これによって保持部材5aに固定されていてもよい。
<接続用バスバーユニット>
図5に示すように、接続用バスバーユニット100は、上下方向においてバスバーユニット5と積層して配置される。接続用バスバーユニット100は、バスバーユニット5および図示略のインバータに接続される。インバータは、接続用バスバーユニット100およびバスバーユニット5を介して、ステータ2に電力を供給する。
図5に示すように、接続用バスバーユニット100は、上下方向においてバスバーユニット5と積層して配置される。接続用バスバーユニット100は、バスバーユニット5および図示略のインバータに接続される。インバータは、接続用バスバーユニット100およびバスバーユニット5を介して、ステータ2に電力を供給する。
接続用バスバーユニット100は、3つの接続用バスバー110、120、130と、第1固定部101と、第2固定部102と、第3固定部103と、を有する。3つの接続用バスバー110、120、130のうち、第1接続用バスバー110は第1相用バスバー70に接続され、第2接続用バスバー120は第2相用バスバー80に接続され、第3接続用バスバー130は第3相用バスバー90に接続される。
図9は、接続用バスバーユニット100の平面図である。接続用バスバー110、120、130は、板状である。接続用バスバー110、120、130は、周方向に沿って延びる。3つの接続用バスバー110、120、130は、それぞれ第1端部111、121、131と第2端部112、122、132とを有する。
第1端部111、121、131は、それぞれ接続用バスバー110、120、130において、周方向一方側θ1に配置される。第1端部111、121、131は、それぞれ何れかの相用バスバー70、80、90の入力端子部78に溶接などの接合手段によって接合される。
第2端部112、122、132は、それぞれ接続用バスバー110、120、130において、周方向他方側θ2に配置される。第2端部112、122、132は、図示略のインバータに接続される。
第1接続用バスバー110および第2接続用バスバー120は、全長に亘って軸方向と直交する方向を板厚方向とする。また、第3接続用バスバー130は、第1端部131および第2端部132において軸方向と直交する方向を板厚方向とし、第1端部131と第2端部132との間の部分で軸方向を板厚方向とする。以下の説明において、第3接続用バスバー130の、軸方向を板厚方向とする部位を直交配置部133と呼ぶ。
直交配置部133は、第1接続用バスバー110および第2接続用バスバー120の直上に位置する。すなわち、直交配置部133は、第1接続用バスバー110および第2接続用バスバー120の上側に位置し、かつ軸方向から見てこれらと重なる。すなわち、接続用バスバーユニット100には、3つの接続用バスバー110、120、130のうち1つが軸方向に重なる領域が設けられる。
3つの接続用バスバー110、120、130の相対的な位置関係という観点において、接続用バスバーユニット100には、周方向において、第1領域A1と、第2領域A2と、第3領域A3と、が設けられる。第1領域A1は、3つの接続用バスバー110、120、130が径方向に並ぶ領域である。第2領域A2は、2つの接続用バスバー110、120が径方向に並び1つの接続用バスバー130が他2つの接続用バスバー110、120に対し軸方向に重なる領域である。第3領域A3は、2つの接続用バスバー110、120のみが径方向に並ぶ領域である。各領域は、第3領域A3、第1領域A1、第2領域A2の順で、周方向一方側θ1から周方向他方側θ2に向かって並ぶ。
本実施形態の接続用バスバーユニット100によれば、第3接続用バスバー130を軸方向に重ねる第2領域A2と、径方向に重ねる第1領域A1とが、周方向位置によって使い分けられている。これにより、接続用バスバー110、120、130の経路を他部材と干渉および絶縁距離を考慮して最適に設定しやすい。
本実施形態によれば、接続用バスバーユニット100は、第2領域A2において、第3接続用バスバー130を第1接続用バスバー110および第2接続用バスバー120の上側に配置する。これにより、接続用バスバーユニット100は、第2領域A2における径方向への肥大化が、抑制される。
第1固定部101、第2固定部102、および第3固定部103は、3つの接続用バスバー110、120、130のうち少なくとも2つを互いに固定する。第1固定部101、第2固定部102、および第3固定部103は、それぞれ第1領域A1、第2領域A2、および第3領域A3に配置される。
第1固定部101は、第1領域A1において径方向に並ぶ2つの接続用バスバー110、120を保持するが、同じく第1領域A1に配置される第3接続用バスバー130を保持しない。第2固定部102は、第2領域A2において3つの接続用バスバー110、120、130を保持する。また、第3固定部103は、第3領域A3において2つの接続用バスバー110、120を保持する。
本実施形態によれば、接続用バスバーユニット100は、接続用バスバー110、120、130を保持する第1固定部101、第2固定部102、および第3固定部103を有する。このため、モータ1に衝撃または振動が作用した場合において、接続用バスバー110、120、130と相用バスバー70、80、90との接続部に加わる負荷を軽減し、バスバー間の接続を安定させることができる。
本実施形態の固定部101、102、103によれば、第2領域A2においてのみ全ての接続用バスバー110、120、130を保持する。第2領域A2は、1つの接続用バスバー130が軸方向に積層され他の2つの接続用バスバー110、120が径方向に積層される領域である。本実施形態によれば、例えば、第1領域A1などの、全ての接続用バスバー110、120、130が径方向に並ぶ領域で全ての接続用バスバー110、120、130を保持する場合と比較して、固定部が肥大化することを抑制できる。結果的に、接続用バスバーユニット100、ひいてはモータ1の小型化を図ることができる。
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。例えば、上述の実施形態において、モータ1が三相モータである場合について説明したが、五相モータなどの他のモータであってもよい。
1…モータ、2…ステータ、3…ロータ、5…バスバーユニット、5a…保持部材、5e…温度計、5g…凹溝(凹部)、10…中性点用バスバー、11…中性点用バスバー本体部、12…退避部、19…中性点用接続部、20…ステータコア、30…巻線部、50…導体、50d…渡り部、50j…連結部、60…導体連結体、63…第1末端部(末端部)、64…第2末端部(末端部)、70…第1相用バスバー(相用バスバー)、71,81,91…本体部、72,82,92…基部、73,83,93…第1周端部、75,85,95…第2周端部、78,88,98…入力端子部、78a、88a、98a…傾斜部、79,89,99…接続部、79t,89t,99t…接続対、80…第2相用バスバー(相用バスバー)、84,94…第1連結部、84a,94a…第1径方向延在部、84b…第1軸方向延在部、86,96…第2連結部、86a,96a…第2径方向延在部、86b,96b…第2軸方向延在部、90…第3相用バスバー(相用バスバー)、96…第2連結部(連結部)、100…接続用バスバーユニット、101…第1固定部、102…第2固定部、103…第3固定部、110,120,130…接続用バスバー、A1…第1領域、A2…第2領域、A3…第3領域、J…中心軸線、θ1…周方向一方側、θ2…周方向他方側
Claims (19)
- 中心軸線を中心として回転可能なロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、
前記ステータの軸方向一方側に配置されるバスバーユニットと、を備え、
前記ステータは、
ステータコアと、
複数の導体連結体を有しセグメントコイルを構成する巻線部を有し、
前記導体連結体は、一方および他方の末端にそれぞれ設けられ軸方向一方側に延び出る第1末端部および第2末端部と、を有し、
前記バスバーユニットは、
前記第1末端部に接続される中性点用バスバーと、
前記第2末端部に接続される複数の相用バスバーと、を有し、
前記中性点用バスバーは、周方向に沿って延び、
前記相用バスバーは、
周方向に沿って延び、少なくとも一部が中性点用バスバーの径方向外側に重なる本体部と、
前記本体部から軸方向一方側に延び出る接続部と、を有し、
前記第1末端部は、前記中性点用バスバーの軸方向一方側を通過して前記接続部に接続される、
モータ。 - 複数の前記相用バスバーには、第1相用バスバーおよび第2相用バスバーが含まれ、
前記第2相用バスバーの前記本体部は、
前記第1相用バスバーと径方向に重なる基部と、
前記基部の周方向一方側に位置し前記第1相用バスバーと軸方向に重なる第1周端部と、
前記基部と前記第1周端部とを繋ぐ第1連結部と、を有する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記第2相用バスバーの前記第1連結部は、
前記基部と前記第1周端部との間で径方向に延びる第1径方向延在部と、
前記基部と前記第1周端部との間で軸方向に延びる第1軸方向延在部と、を有する、
請求項2に記載のモータ。 - 複数の前記相用バスバーには、第3相用バスバーが含まれ、
前記第2相用バスバーの前記本体部は、
前記基部の周方向他方側に位置し前記第3相用バスバーと軸方向一方側に重なる第2周端部と、
前記基部と前記第2周端部とを繋ぐ第2連結部と、を有し、
前記基部は、少なくとも一部が前記第3相用バスバーと軸方向他方側に重なる、
請求項2又は3に記載のモータ。 - 前記第2相用バスバーの前記第2連結部は、
前記基部と前記第2周端部との間で径方向に延びる第2径方向延在部と、
前記基部と前記第2周端部との間で軸方向に延びる第2軸方向延在部と、を有する、
請求項4に記載のモータ。 - 前記第3相用バスバーの前記本体部は、
前記第2相用バスバーの軸方向一方側に重なる基部と、
前記第3相用バスバーの前記基部の周方向一方側に位置し前記第2相用バスバーの径方向内側かつ前記第1相用バスバーの軸方向一方側に重なる第1周端部と、
前記第3相用バスバーの前記基部の周方向他方側に位置し前記中性点用バスバーの径方向外側に重なる第2周端部と、を有する、
請求項4又は5に記載のモータ。 - 前記第3相用バスバーの本体部は、
前記第2相用バスバーの前記第2連結部と径方向に対向する連結部を有し、
前記連結部は、前記第3相用バスバーにおいて前記基部と前記第2周端部との間で軸方向に延びる、
請求項6に記載のモータ。 - 3つの前記相用バスバーを有し、
3つの前記相用バスバーは、周方向の何れの位置においても、軸方向に1つ又は2つ並び、径方向に1つ又は2つ並ぶ、
請求項1~7の何れか一項に記載のモータ。 - 中性点用バスバーの周方向一方側、又は他方側の端部には、複数の前記相用バスバーの何れよりも周方向に延び出るとともに径方向外側に湾曲する退避部を有する、
請求項1~8の何れか一項に記載のモータ。 - 前記バスバーユニットは、
温度計と、
前記中性点用バスバーおよび前記相用バスバーを保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記温度計を保持する温度計保持部を有する、
請求項1~9の何れか一項に記載のモータ。 - 前記バスバーユニットは、
前記中性点用バスバーおよび前記相用バスバーを保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記相用バスバーの前記本体部を埋め込むとともに前記接続部を露出させ、
前記保持部材の径方向内側を向く内周面には、前記接続部の下側に位置し前記接続部に接続される前記第1末端部の一部が挿入される凹部が設けられる、
請求項1~10の何れか一項に記載のモータ。 - 3つの前記相用バスバーを有し、
それぞれの前記相用バスバーは、それぞれ2個の前記接続部が周方向に並ぶ接続対を有し、
3つの前記相用バスバーの前記接続対は、周方向に沿って順に並ぶ、
請求項1~11の何れか一項に記載のモータ。 - 前記中性点用バスバーは、
周方向に沿って延びる中性点用バスバー本体部と、
前記中性点用バスバー本体部から軸方向一方側に突出し周方向に沿って並ぶ複数の中性点用接続部と、を有し、
全ての前記相用バスバーの前記接続部、および中性点用接続部の軸方向位置は、互いに一致する、
請求項1~12の何れか一項に記載のモータ。 - 前記中性点用バスバーおよび前記相用バスバーは、径方向を板厚方向とする板状である、
請求項1~13の何れか一項に記載のモータ。 - 軸方向において前記バスバーユニットと積層して配置され前記バスバーユニットに接続される接続用バスバーユニットを備え、
前記接続用バスバーユニットは、周方向に沿って延びそれぞれ異なる前記相用バスバーに接続される3つの接続用バスバーを有し、
前記接続用バスバーユニットには、
3つの前記接続用バスバーが径方向に並ぶ第1領域と、
2つの前記接続用バスバーが径方向に並び1つの前記接続用バスバーが他2つの前記接続用バスバーに対し軸方向に重なる第2領域と、が設けられる、
請求項1~14の何れか一項に記載のモータ。 - 前記接続用バスバーユニットは、
前記第1領域において径方向に並ぶ2つの前記接続用バスバーを保持する第1固定部と、
前記第2領域において3つの前記接続用バスバーを保持する第2固定部と、を有する、
請求項15に記載のモータ。 - 前記相用バスバーは、軸方向一方側に向かって延び出て前記接続用バスバーに接続される入力端子部を有し、
前記入力端子部は、上側に向かうに従い径方向外側に向かって傾斜する傾斜部を有する、
請求項1~16に記載のモータ。 - 前記巻線部は、前記ステータコアの軸方向一方側の端面から突出する渡り部を有し、
複数の前記第1末端部は、前記渡り部の径方向外側に位置し、前記ステータコアから軸方向一方側に延びて接続部と接続される、
請求項1~17の何れか一項に記載のモータ。 - 前記巻線部は、前記バスバーユニットによって4Y結線がなされる、
請求項1~18の何れか一項に記載のモータ。
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