JP2022151972A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を実現できるモータを提供する。【解決手段】本発明のモータの一つの態様は、中心軸線Ｊを中心として回転可能なロータと、ロータの径方向外側に配置されるステータ２と、ステータの軸方向一方側に配置される第１バスバー７０，８０，９０および第２バスバー１０と、を備える。ステータは、複数の導体が直列に連結された複数の導体連結体を有する巻線部３０と、導体連結体が通る複数のスロットが設けられるステータコアと、を有する。巻線部は、ステータコアの軸方向一方側に位置するコイルエンドを有する。導体連結体は、コイルエンドの径方向の最外周に位置する第１末端部６３および第２末端部６４を有する。第１バスバーは、第１末端部に接続される。第２バスバーは、第２末端部に接続される。第１バスバーは、コイルエンドの軸方向一方側に位置する。第２バスバーは、コイルエンドの径方向外側に位置する。【選択図】図６

Description

本発明は、モータに関する。

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。このようなモータには、セグメントコイルに接続されるステータに電流を供給するバスバーが接続される。特許文献１には、コイルエンドの径方向外側に配置されるバスバーモジュールが開示されている。このバスバーモジュールの接続部は、コイルエンドの径方向外側に集中しているため、接続工程が簡素化されている。

特開２０１６－２５７４５号公報

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、バスバーモジュールが径方向に大型化し、バスバーモジュールがコアバックより外側にはみ出てモータの大型化に繋がる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、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第１バスバーおよび第２バスバーと、を備える。前記ステータは、複数の導体が直列に連結された複数の導体連結体を有する巻線部と、前記導体連結体が通る複数のスロットが設けられるステータコアと、を有する。前記巻線部は、前記ステータコアの軸方向一方側に位置するコイルエンドを有する。前記導体連結体は、前記コイルエンドの径方向の最外周に位置する第１末端部および第２末端部を有する。前記第１バスバーは、前記第１末端部に接続される。前記第２バスバーは、前記第２末端部に接続される。前記第１バスバーは、前記コイルエンドの軸方向一方側に位置する。前記第２バスバーは、前記コイルエンドの径方向外側に位置する。

本発明の一つの態様によれば、小型化を実現できるモータを提供できる。

図１は、一実施形態のモータの断面模式図である。 図２は、図１のII－II線に沿うモータの断面図である。 図３は、一実施形態の巻線部およびバスバーモジュールが構成する回路を示す模式図である。 図４は、一実施形態の導体連結体の巻き線構成を示す模式図である。 図５は、一実施形態のステータ、相用バスバーモジュールおよび中性点用バスバーモジュールの斜視図である。 図６は、一実施形態のステータ、相用バスバーモジュールおよび中性点用バスバーモジュールの平面図である。 図７は、一実施形態の相用バスバーモジュールの斜視図である。 図８は、一実施形態の中性点用バスバーモジュールの斜視図である。 図９は、図５の領域ＩＸの拡大図である。 図１０は、変形例のモータの部分断面模式図である。

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。

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に示すように、モータ１は、ロータ３と、ステータ２と、相用バスバーモジュール（第１のバスバーモジュール）５Ａと、中性点用バスバーモジュール（第２のバスバーモジュール）５Ｂ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。

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、相用バスバーモジュール５Ａ、および中性点用バスバーモジュール５Ｂ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。

また、後段で詳細に説明するが、相用バスバーモジュール５Ａは、３個の相用バスバー（第１バスバー）７０、８０、９０を有し、中性点用バスバーモジュール５Ｂは、１個の中性点用バスバー（第２バスバー）１０を有する。３個の相用バスバー７０、８０、９０は、Ｕ相用バスバー７０とＶ相用バスバー８０とＷ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、相用バスバーモジュール５Ａ、および中性点用バスバーモジュール５Ｂ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において相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂ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、Ｕ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、Ｖ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、Ｗ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。

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。

末端部６３、６４には、中性点用バスバー１０、Ｕ相用バスバー７０、Ｖ相用バスバー８０、およびＷ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。

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、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。

＜相用バスバーモジュールおよび中性点用バスバーモジュール＞
図１に示すように、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂは、ステータ２の上側に配置される。より具体的には、相用バスバーモジュール５Ａは、コイルエンド３０ｅの直上に配置される。また、中性点用バスバーモジュール５Ｂ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、相用バスバーモジュール５Ａは、コイルエンド３０ｅと軸方向に対向し、中性点用バスバーモジュール５Ｂは、コイルエンド３０ｅと径方向に対向する。
なお、本明細書において「直上」とは、上側かつ上下方向から見て少なくとも一部が重なって配置されることを意味する。したがって、相用バスバーモジュール５Ａは、コイルエンド３０ｅより上側、かつ上下方向から見てコイルエンド３０ｅに重なって配置される。

図５は、本実施形態のステータ２、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂの斜視図である。図６は、本実施形態のステータ２、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂの平面図である。図７は、相用バスバーモジュール５Ａの斜視図である。図８は、中性点用バスバーモジュール５Ｂの斜視図である。なお、図７および図８において、第１保持部材５ｃおよび第２保持部材５ｄの図示が省略されている。

図６に示すように、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂは、それぞれ周方向に沿って延びる。相用バスバーモジュール５Ａの周方向位置と中性点用バスバーモジュール５Ｂの周方向位置とは、互いに重なる。

（相用バスバーモジュール）
図７に示すように、相用バスバーモジュール５Ａは、相用バスバー７０、８０、９０と第１保持部材５ｃを有する。すなわち、モータ１は、相用バスバー７０、８０、９０と第１保持部材５ｃとを有する。相用バスバー７０、８０、９０は、プレス加工によって成形される板状である。

相用バスバー７０、８０、９０は、それぞれ第１本体部７１、８１、９１と、入力端子部７８、８８、９８と、複数の第１端子部７９、８９、９９と、を有する。それぞれの相用バスバー７０、８０、９０の第１本体部７１、８１、９１同士は、同形状である。また、それぞれの相用バスバー７０、８０、９０の複数の入力端子部７８、８８、９８同士は、同形状である。一方で、それぞれの相用バスバー７０、８０、９０の複数の第１端子部７９、８９、９９同士は、形状が異なる。

第１本体部７１、８１、９１は、周方向に沿って円弧状に延びる。第１本体部７１、８１、９１は、それぞれ軸方向を板厚方向とする板状である。相用バスバー７０、８０、９０は、第１本体部７１、８１、９１において軸方向に積層される。３つの第１本体部７１、８１、９１は、Ｕ相用バスバー７０、Ｖ相用バスバー８０、Ｗ相用バスバー９０の順で上側から下側に並ぶ。３つの第１本体部７１、８１、９１は、それぞれ周方向に沿って円弧状に延びる。３つの第１本体部７１、８１、９１は、周方向においてずらされて配置される。したがって、相用バスバーモジュール５Ａには、３つの第１本体部７１、８１、９１のうち３つが積層される領域と、２つが積層される領域と、１つのみが配置される領域と、の３種類の領域が周方向に並んで設けられる。

相用バスバー７０、８０、９０は、それぞれ２つの第１端子部７９、８９、９９を有する。２つの第１端子部７９、８９、９９は、それぞれの相用バスバー７０、８０、９０の周方向の両端部に配置される。

１つの第１端子部７９、８９、９９には、それぞれ２つの第１末端部６３が接続される。したがって、１つの相用バスバー７０、８０、９０には、４つの第１末端部６３が接続される。

第１端子部７９、８９、９９は、第１本体部７１、８１、９１の外縁から径方向外側および上側に延び出る。３つの相用バスバー７０、８０、９０の第１端子部７９、８９、９９の上端部の位置は互いに一致する。上述したように、３つの相用バスバー７０、８０、９０の第１本体部７１、８１、９１は、上下方向の位置が互いに異なる。このため、相用バスバー７０、８０、９０の第１端子部７９の上下方向の突出寸法は、互いに異なる。すなわち、Ｕ相用バスバー７０、Ｖ相用バスバー８０、Ｗ相用バスバー９０の第１端子部７９の上下方向の突出寸法は、この順で大きくなる。

図９は、図５の領域IXの拡大図である。
図９を基に第１端子部９９の構成について説明する。なお、図示を省略するが、他の相用バスバー７０、８０の第１端子部７９、８９についても、図９に示す第１端子部９９と同様の構成を有する。

第１端子部９９は、第１本体部９１から延び出る延出部７４と、延出部７４の上端部に位置する端子本体７６と、を有する。端子本体７６は、軸方向（上下方向）を板幅方向として周方向に延びる帯状の板部である。端子本体７６は、周方向両端部を径方向外側にＵ字状に折り曲げられている。端子本体７６の周方向の両端部の折り曲げられた部分は、第１把持部７５を構成する。すなわち、第１端子部９９は、それぞれ互いに向かい合って開口するＵ字状の２つの第１把持部７５を有する。

第１把持部７５は、第１末端部６３を径方向両側から開口内で挟む。第１把持部７５と第１末端部６３とは、互いに溶接される。これにより、第１末端部６３は、相用バスバー７０、８０、９０に電気的に接続される。

本実施形態において、それぞれの第１端子部９９には、２つの第１末端部６３が接続される。図９に示すＷ相用バスバー９０の第１端子部９９に接続される２個の導体連結体６０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Ｗ相の２つの導体連結体６０の第１末端部６３である。Ｕ相、Ｖ相についても同様であり、第１端子部７９、８９、９９は、周方向に隣り合うスロットＳから延び出る同相の２つの第１末端部と接続される。

本実施形態によれば、第１端子部９９は、周方向において互いに開口を対向させる２つの第１把持部７５においてそれぞれ第１末端部６３に接続される。このため、抵抗溶接用の電極によって、２つの第１把持部７５を、同時に径方向両側から挟むことができる。抵抗溶接によって、第１把持部７５と第１末端部６３とを２か所で同時に溶接することができ、接続工程を簡素化できる。

図５に示すように、本実施形態によれば、同相の２つの第１末端部６３を１つの第１端子部７９、８９、９９に接続できる。このため、相用バスバー７０、８０、９０において、第１端子部７９、８９、９９の数を減らすことができ、相用バスバー７０、８０、９０の形状を簡素化できる。さらに、２つの第１末端部６３同士を近づけて配置することで全体として、相用バスバー７０、８０、９０を周方向に小型化できる。

図７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、それぞれの第１本体部７１、８１、９１の内縁から上側に向かって延び出る。また、入力端子部７８、８８、９８は、別途用意される他のバスバー（図示略）を介してインバータ（図示略）に接続される。それぞれの相用バスバー７０、８０、９０において、入力端子部７８、８８、９８は、周方向において２つの第１端子部７９、８９、９９の間に配置される。

第１保持部材５ｃは、絶縁性の樹脂部材からなる。第１保持部材５ｃは、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、第１保持部材５ｃは、３つの相用バスバー７０、８０、９０を保持する。

第１保持部材５ｃは、相用バスバー７０、８０、９０の第１本体部７１、８１、９１を埋め込み、第１端子部７９、８９、９９および入力端子部７８、８８、９８を露出させる。第１保持部材５ｃの樹脂部材は、相用バスバー７０、８０、９０の第１本体部７１、８１、９１の間に入り込んでいる。すなわち、軸方向に積層される第１本体部７１、８１、９１同士の間には、絶縁性の樹脂部材が介在する。これにより、第１本体部７１、８１、９１同士を近づけて配置しても、第１本体部７１、８１、９１同士の絶縁を確保できる。

第１保持部材５ｃは、第１本体部７１、８１、９１を埋め込む部分から下側（軸方向他方側）に延び出る３つの第１脚部（脚部）５ｆおよび１つの第２脚部（脚部）５ｇを有する。第１脚部５ｆは、第１本体部７１、８１、９１に対して径方向外側に位置する。第１脚部５ｆの下端は、コアバック部２１の上面（軸方向一方側を向く面）に接触する。また、第２脚部５ｇは、第１本体部７１、８１、９１に対して径方向内側に位置する。第２脚部５ｇの下端は、ティース部２２の上面に位置する。これにより、相用バスバーモジュール５Ａは、ステータコア２０に搭載される。

（中性点用バスバーバスバーモジュール）
図８に示すように、中性点用バスバーモジュール５Ｂは、中性点用バスバー１０と第２保持部材５ｄを有する。すなわち、モータ１は、中性点用バスバー１０と第２保持部材５ｄとを有する。中性点用バスバー１０は、プレス加工によって成形される板状である。中性点用バスバー１０は、第２本体部１１と、複数の第２端子部１９と、を有する。第２本体部１１は、周方向に沿って円弧状に延びる。第２本体部１１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には、６つの第２端子部１９が設けられる。１つの第２端子部１９には、２つの第２末端部６４が接続される。したがって、中性点用バスバー１０には、１２個の第２末端部６４が接続される。６つの第２端子部１９は、それぞれの相用バスバー７０、８０、９０の周方向に沿って等間隔に配置される。第２端子部１９は、第２本体部１１の上端縁から上側に延び出る。６つの中性点用バスバー１０の第２端子部１９の上端部の位置は互いに一致する。

図９に示すように、第２端子部１９は、第１端子部９９と同様の形状を有する。第２端子部１９は、第２本体部１１から延び出る延出部１４と、延出部１４の上端部に位置する端子本体１６と、を有する。端子本体１６は、軸方向（上下方向）を板幅方向として周方向に延びる帯状の板部である。端子本体１６は、周方向両端部を径方向内側にＵ字状に折り曲げられている。第２端子部１９の端子本体１６の折り曲げられる方向と、第１端子部９９の折り曲げられる方向とは、径方向において反対である。端子本体１６の周方向の両端部の折り曲げられた部分は、第２把持部１５を構成する。すなわち、第２端子部１９は、互いに向かい合って開口するＵ字状の２つの第２把持部１５を有する。

第２把持部１５は、第２末端部６４を径方向両側から開口内で挟む。第２把持部１５と第２末端部６４とは、互いに溶接される。これにより、第２末端部６４は、中性点用バスバー１０に電気的に接続される。第２端子部１９は、第１端子部７９と同様に、抵抗溶接用の電極によって、２つの第２把持部１５を、同時に径方向両側から挟むことができるため、第２把持部１５と第２末端部６４とを２か所で同時に溶接することができ、接続工程を簡素化できる。

本実施形態において、１つの第２端子部１９には、２つの第２末端部６４が接続される。第２端子部１９に接続される２個の導体連結体６０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に装着される同相の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。すなわち、本実施形態によれば、同相の２つの第２末端部６４を１つの第２端子部１９に接続できる。このため、中性点用バスバー１０において、第２端子部１９の数を減らすことができ、中性点用バスバー１０の形状を簡素化できる。さらに、２つの第２末端部６４同士を近づけて配置することで全体として、中性点用バスバー１０を周方向に小型化できる。

図６に示すように、相用バスバー７０、８０、９０の第１端子部７９、８９、９９は、それぞれ、第１末端部６３に径方向内側から接続される。また、中性点用バスバー１０の第２端子部１９は、第２末端部６４に径方向外側から接続される。すなわち、第１端子部７９、８９、９９と第２端子部１９とは、末端部６３、６４に対して径方向の反対側から接続される。本実施形態によれば、第１端子部７９、８９、９９と第２端子部１９とが近づきすぎることを抑制することができ、第１端子部７９、８９、９９と第２端子部１９との絶縁を確保し易い。加えて、第１端子部７９、８９、９９と第１末端部６３との接続位置、および第２端子部１９と第２末端部６４との接続位置を、中心軸線Ｊを中心とする同一円周上に配置しやすく、接続工程を簡素化できる。

本実施形態によれば、第１端子部７９、８９、９９および第２端子部１９は、周方向において交互に並ぶ。このため、第１端子部７９、８９、９９同士を周方向において十分に離間させて配置しやすく、第１端子部７９、８９、９９同士の間の絶縁を確保し易い。

図５に示すように、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、上側に延びてそれぞれ上端部で第１端子部７９、８９、９９又は第２端子部１９に接続される。また、第１末端部６３と第１端子部７９、８９、９９との接続位置は、第２末端部６４と第２端子部１９との接続位置よりも、上側に位置する。このため、第１端子部７９、８９、９９と第２端子部１９とを周方向に近づけて配置しても、軸方向において離れているため、これらの間の直線的な距離を確保できる。これにより、第１端子部７９、８９、９９と第２端子部１９と間の絶縁を確保することができる。

第２保持部材５ｄは、絶縁性の樹脂部材からなる。第２保持部材５ｄは、中性点用バスバー１０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、第２保持部材５ｄは、中性点用バスバー１０を保持する。第２保持部材５ｄは、コアバック部２１の上面（軸方向一方側を向く面）に接触する。すなわち、中性点用バスバーモジュール５Ｂは、ステータコア２０に搭載される。

第２保持部材５ｄは、径方向外側に突出する２つの固定部５ｅを有する。２つの固定部５ｅは、周方向に沿って並ぶ。固定部５ｅは、モータ１を収容する図示略のハウジングに固定される。図６に示すように、固定部５ｅは、軸方向からみてコアバック部２１の外縁から径方向外側に突出する。

本実施形態によれば、相用バスバーモジュール５Ａは、コイルエンド３０ｅの上側に位置する。すなわち、相用バスバー７０、８０、９０は、コイルエンド３０ｅの上側に位置する。また、中性点用バスバーモジュール５Ｂは、コイルエンド３０ｅの径方向外側に位置する。すなわち、中性点バスバー１０は、コイルエンド３０ｅの径方向外側に位置する。本実施形態では、相用バスバー７０、８０、９０と中性点用バスバー１０とが、コイルエンド３０ｅの径方向外側および上側に分けて配置される。このため、相用バスバー７０、８０、９０と中性点用バスバー１０とを、ともにコイルエンド３０ｅの上側又は径方向外側に配置する場合と比較して、モータ１を軸方向および径方向に小型化できる。

特に本実施形態では、コイルエンド３０ｅの径方向外側に配置される中性点用バスバーモジュール５Ｂの径方向の厚さ寸法を、コアバック部２１の径方向の厚さ寸法より小さくできる。これによって、図６に示すように、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂが、ステータコア２０の軸方向への投影面積から突出することを抑制でき、結果的にモータ１の小型化を図ることができる。

本実施形態によれば、コイルエンド３０ｅに対して軸方向に配置される相用バスバー７０、８０、９０は、第１本体部７１、８１、９１の板厚方向を軸方向として配置される。このため、モータ１の軸方向寸法の大型化が効果的に抑制される。また、コイルエンド３０ｅに対し径方向に配置される中性点用バスバー１０は、第２本体部１１の板厚方向を径方向として配置される。このため、モータ１の径方向寸法の大型化が効果的に抑制される。

本実施形態によれば、相用バスバーモジュール５Ａの複数の相用バスバー７０、８０、９０は、第１本体部７１、８１、９１において軸方向に積層される。このため、コイルエンド３０ｅに対し軸方向に配置される相用バスバーモジュール５Ａが、複数のＵ相用バスバー７０、８０、９０を有していても、軸方向に大型化し難い。結果的に、モータ１の軸方向寸法の大型化を抑制できる。

なお、相用バスバーモジュール５Ａおよび中性点用バスバーモジュール５Ｂのコイルエンド３０ｅに対する配置は、本実施形態と反対としてもよい。この場合について、図１０を基に変形例として説明する。

＜変形例＞
図１０は、変形例のモータ１０１の一部を示す断面模式図である。
図１０に示すように、変形例のモータ１０１は、中性点用バスバー（第１バスバーモジュール）１０５Ａと、相用バスバーモジュール（第２バスバーモジュール）５Ｂと、を有する。中性点用バスバーモジュール１０５Ａは、コイルエンド３０ｅの上側に位置し、相用バスバーモジュール１０５Ｂは、コイルエンド３０ｅの径方向外側に位置する。

中性点用バスバーモジュール１０５Ａは、中性点用バスバー１１０を有する。中性点用バスバー１１０は、軸方向を板厚方向とする板状の本体部１１１と、第１端子部１１９を有する。

一方で、相用バスバーモジュール１０５Ｂは、複数（本実施形態では３つ）の相用バスバー１７０、１８０、１９０を有する。それぞれの相用バスバー１７０、１８０、１９０は、径方向を板厚方向とする板状の本体部１７１、１８１、１９１と、第２端子部１７９と、を有する。複数の相用バスバー１７０、１８０、１９０は、本体部１７１、１８１、１９１において径方向に積層される。

本変形例によれば、コイルエンド３０ｅの径方向外側に配置されるバスバーの個数が３個であり、コイルエンド３０ｅの上側に配置されるバスバーの個数が１個である。このため、上述の実施形態と比較して、径方向には大型化し軸方向に小型化したモータ１０を提供できる。本変形例の中性点用バスバーモジュール１０５Ａおよび相用バスバーモジュール１０５Ｂは、コアバック部２１の径方向の寸法が比較的大きく、コイルエンド３０ｅの上側のスペースに制約があるモータ１０１に、好適に採用される。

以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、各実施形態および変形例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、５Ａ…相用バスバーモジュール（第１のバスバーモジュール）、５Ｂ…中性点用バスバーモジュール（第２のバスバーモジュール）、１０…中性点用バスバー（第２バスバー）、１１…第２本体部（本体部）、１５…第２把持部、１９…第２端子部、２０…ステータコア、３０…巻線部、３０ｅ…コイルエンド、５０…導体、５０ｆ…折り返し部、５０ｆ…第１の折り返し部（折り返し部）、５０ｇ…第２の折り返し部（折り返し部）、６０…導体連結体、６３…第１末端部、６４…第２末端部、７０，８０，９０…相用バスバー（第１バスバー）、７１，８１，９１…第１本体部（本体部）、７５…第１把持部、７９，８９，９９…第１端子部、Ｊ…中心軸線、Ｓ…スロット

Claims (12)

1. 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第１バスバーおよび第２バスバーと、を備え、
   前記ステータは、
   複数の導体が直列に連結された複数の導体連結体を有する巻線部と、
   前記導体連結体が通る複数のスロットが設けられるステータコアと、を有し、
   前記巻線部は、前記ステータコアの軸方向一方側に位置するコイルエンドを有し、
   前記導体連結体は、前記コイルエンドの径方向の最外周に位置する第１末端部および第２末端部を有し、
   前記第１バスバーは、前記第１末端部に接続され、
   前記第２バスバーは、前記第２末端部に接続され、
   前記第１バスバーは、前記コイルエンドの軸方向一方側に位置し、
   前記第２バスバーは、前記コイルエンドの径方向外側に位置する、
   モータ。
2. 前記第１バスバーは、前記第１末端部に径方向内側から接続される第１端子部を有し、
   前記第２バスバーは、前記第２末端部に径方向外側から接続される第２端子部を有し、
   前記第１端子部および前記第２端子部は、周方向において交互に並ぶ、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１末端部および前記第２末端部は、軸方向一方側に延びてそれぞれ上端部で前記第１端子部又は前記第２端子部に接続され、
   前記第１末端部と前記第１端子部との接続位置は、前記第２末端部と前記第２端子部との接続位置よりも、軸方向一方側に位置する、
   請求項２に記載のモータ。
4. 前記第１バスバーは、軸方向を板厚方向とする板状の第１本体部を有し、
   前記第２バスバーは、径方向を板厚方向とする板状の第２本体部を有する、
   請求項１～３の何れか一項に記載のモータ。
5. 前記第１バスバーを複数有し、
   複数の前記第１バスバーは、前記第１本体部において軸方向に積層される、
   請求項４に記載のモータ。
6. 前記導体連結体は、前記コイルエンドの最内周に位置する折り返し部を有する、
   請求項１～５の何れか一項に記載のモータ。
7. 前記巻線部は、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーによって４Ｙ結線がなされる、
   請求項６に記載のモータ。
8. 複数の前記導体連結体のうち、同相の２つは周方向に隣り合うスロットを通過し、
   前記第１バスバーは、周方向に隣り合うスロットから延び出る同相の２つの前記第１末端部と接続される第１端子部を有し、
   前記第２バスバーは、周方向に隣り合うスロットから延び出る同相の２つの前記第２末端部と接続される第２端子部を有する、
   請求項７に記載のモータ。
9. 前記第１端子部は、互いに向かい合って開口するＵ字状の２つの第１把持部を有し、それぞれの前記第１把持部は前記第１末端部を開口内で挟み、
   前記第２端子部は、互いに向かい合って開口するＵ字状の２つの第２把持部を有し、それぞれの前記第２把持部は前記第２末端部を開口内で挟む、
   請求項８に記載のモータ。
10. 前記第１把持部と前記第１末端部とは、互いに溶接され、
    前記第２把持部と前記第２末端部とは、互いに溶接される、
    請求項９に記載のモータ。
11. 前記第１バスバーを保持する絶縁性の第１保持部材を有し、
    前記第１保持部材は、軸方向他方側に延びて前記ステータコアの軸方向一方側を向く面に接触する複数の脚部を有する、
    請求項１～１０の何れか一項に記載のモータ。
12. 前記第２バスバーを保持する絶縁性の第２保持部材を有し、
    前記第２保持部材は、前記ステータコアの軸方向一方側を向く面に接触する、
    請求項１～１１の何れか一項に記載のモータ。

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