JP2023158302A - バスバーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】モータを小型化することができるバスバーユニットを提供する。【解決手段】バスバーユニット２０は、相毎に巻線を有するモータ１に設けられ、輪状バスバーホルダ２１と、輪状バスバーホルダ２１に周方向に間隔を開けて設けられ、モータ１の軸方向に沿って延びる収容部２２と、モータ１の相毎に設けられ、少なくとも一部が収容部２２に収容される第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃとを備え、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、一端部に形成され、巻線に接続される巻線接続部３４と、他端部に形成され、モータ１の外部に接続される外部接続部３１と、一端部と他端部との間に形成され、モータ１の軸方向に沿って延びる中間部３３とを有する。【選択図】図２

Description

この発明はバスバーユニットに関する。

従来のモータのバスバーユニットとして、例えば特許文献１に記載されているようなバスバーユニットが知られている。特許文献１に記載されているモータのバスバーユニットは、モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルにそれぞれ接続されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のバスバーを有している。

特開２００９－２１９３３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているモータのバスバーユニットでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のバスバーが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルからモータ側方に突出するコネクタ部まで、モータの周方向に沿って延びるように形成されていたため、モータにおけるバスバーの占有スペースが大きくモータの小型化を妨げるという問題点があった。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、モータを小型化することができるバスバーユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係るバスバーユニットは、相毎に巻線を有する回転電機に設けられるバスバーユニットであって、輪状バスバーホルダと、輪状バスバーホルダに周方向に間隔を開けて設けられ、回転電機の軸方向に沿って延びる収容部と、回転電機の相毎に設けられ、少なくとも一部が収容部に収容されるバスバーとを備え、バスバーは、一端部に形成され、巻線に接続される巻線接続部と、他端部に形成され、回転電機の外部に接続される外部接続部と、一端部と他端部との間に形成され、回転電機の軸方向に沿って延びる中間部とを有する。

また、バスバーを少なくとも２個備え、各バスバーは少なくとも２個の形状が同一であってもよい。
また、輪状バスバーホルダは、周方向に沿って形成され、巻線接続部に接続された巻線を保持する巻線保持部を備えてもよい。
また、バスバーの中間部は板状であってもよい。
また、バスバーの中間部は柱状であってもよい。
また、バスバーの巻線接続部は鉤状部を有してもよい。

この発明に係るバスバーユニットによれば、回転電機に設けられるバスバーは、一端部に形成され、巻線に接続される巻線接続部と、他端部に形成され、回転電機の外部に接続される外部接続部と、一端部と他端部との間に形成され、回転電機の軸方向に沿って延びる中間部とを有するため、モータを小型化することができる。

本発明の実施の形態１に係るモータの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るバスバーユニットの斜視図である。 図２に示す収容部の斜視図である。 図２に示す第１～第３バスバーの斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るバスバーユニットの斜視図である。 図５に示す収容部の斜視図である。 図５に示す第１～第３バスバーの斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る第１～第３バスバーの斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る輪状バスバーホルダの斜視図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るモータを、添付図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態１に係るモータの斜視図である。回転電機を構成するモータ１は、上部の中心部に回転軸１１が突出している輪状のエンドプレート１２と、端部にエンドプレート１２が取り付けられた円柱状のモータケース１３とを有している。エンドプレート１２は、モータ１の上側端部を構成している。また、モータ１の相数は３相である。

エンドプレート１２の上側には、エンドプレート１２に形成された貫通穴を通して、後に詳しく説明する第１バスバー３０ａ、第２バスバー３０ｂ及び第３バスバー３０ｃの上部にそれぞれ設けられた外部接続部３１の上部と、収容部２２の上部とが突出している。

図２は、本発明の実施の形態１に係るバスバーユニットの斜視図である。バスバーユニット２０は、モータ１（図１参照）のエンドプレート１２の直下に設けられている。バスバーユニット２０は、樹脂により形成された輪状バスバーホルダ２１を有している。輪状バスバーホルダ２１の内径部２８ａの周上には、モータ１の回転軸１１の軸方向に沿って上側に突出する収容部２２が周方向に間隔を開けて３個形成されている。各収容部２２には、第１バスバー３０ａ、第２バスバー３０ｂ及び第３バスバー３０ｃがそれぞれ収容されている。第１バスバー３０ａは、バスバーユニット２０の下側においてモータケース１３の内部に収容されている図示しないＵ相ステータコイルに接続されており、第２バスバー３０ｂは、バスバーユニット２０の下側においてモータケース１３の内部に収容されている図示しないＶ相ステータコイルに接続されており、第３バスバー３０ｃは、バスバーユニット２０の下側においてモータケース１３の内部に収容されている図示しないＷ相ステータコイルに接続されている。

輪状バスバーホルダ２１の内径部２８ａの下端部には、径方向外側に水平方向に伸びる水平部２８ｂが設けられている。水平部の径方向最外部には、軸方向に沿って上側に伸びる外径部２８ｃが設けられている。内径部２８ａと水平部２８ｂと外径部２８ｃとは、上側が開放された輪状溝部２３を形成している。輪状溝部２３の外径部２８ｃには、軸方向に沿って伸びるスリット部２４が周方向に間隔を開けて複数設けられている。なお、輪状溝部２３は巻線保持部を構成している。

図３は、図２に示す収容部２２を示す斜視図である。収容部２２は輪状バスバーホルダ２１の内径部２８ａから径方向外側に突出し軸方向に沿って延びている２個の側壁部２５と、各側壁部２５に対して離隔して、径方向外側に突出し軸方向に沿って延びている２個の支持部２６とを有している。側壁部２５と支持部２６との間には、間隙部２７が形成されている。支持部２６は、上端部２６ａと、下端部において側壁部２５側に屈曲した屈曲部２６ｂとを有している。なお、図３に示したのはバスバーユニット２０の収容部２２のうちの１個であるが、他の収容部２２も同じ形状を有している。

図４は、図２に示す第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの斜視図である。第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、曲げ加工した銅板により形成されている。また、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、上部に形成され、水平方向に伸びる外部接続部３１を有している。外部接続部３１には、雌ネジ穴３２が形成されている。また、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、外部接続部３１に対して垂直方向に延びる挿入部３５と、挿入部３５に対向しており外部接続部３１に対して垂直に伸びる中間部３３と、中間部３３の下端部から水平方向に延びる巻線接続部３４とを有している。なお、本実施の形態では第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは銅板により形成されていたが、板状の導体であれば例えばアルミニウム合金板等の他の材料で形成されていてもよい。

再び図２を参照すると、バスバーユニット２０は、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの挿入部３５（図４参照）及び中間部３３が、各収容部２２の間隙部２７（図３参照）にそれぞれ挿入され、挿入部３５及び中間部３３の下端部が各屈曲部２６ｂに支持され、外部接続部３１が各上端部２６ａに支持されることで、輪状バスバーホルダ２１の各収容部２２に第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃが収容されている。なお、中間部３３はモータ１の軸方向に沿って延び、外部接続部３１及び巻線接続部３４は、モータ１の軸方向に沿う方向に対して垂直に延びている。また、輪状バスバーホルダ２１の各収容部２２に第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃを収容してバスバーユニット２０を製造するための方法としては、各収容部２２に第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃが収容されたバスバーユニット２０を一体成形する方法、又は予め成形した輪状バスバーホルダ２１の各収容部２２に第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃを挿入して組み付ける方法等の任意の方法を用いることができる。

各収容部２２に収容された第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、外部接続部３１に形成された雌ネジ穴３２に、ネジ止めにより接続される図示しない導線により、例えばモータ１を制御するための制御基板やモータ１の回転を検出する回転センサ等の、モータ１（図１参照）外部の電気回路に接続される。また、各収容部２２に収容された第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの巻線接続部３４には、モータ１の相毎に設けられた図示しないステータ巻線が、はんだ付け等により接合される。また、図示しないステータ巻線は、輪状溝部２３に収容、保持され、スリット部２４を通過してモータ１内部の図示しないステータコアに巻回される。すなわち、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、モータ１外部の電気回路と内部のステータ巻線とを接続するバスバーである。

本実施の形態１に係る発明では、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃが同一の形状であるため共通化することが可能であり、また、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃが従来技術のバスバーと比較して簡単な形状であるため、モータ１の部品点数及び金型点数と、モータ１の製造工数とを削減することができ、モータ１の製造コストを削減することが可能である。

また、本実施の形態１に係る発明では、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの外部接続部３１と巻線接続部３４とが一体に成形されており、外部接続部３１と巻線接続部３４との間の中間部３３がモータ１の軸方向に沿って延びている。そのため、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、従来技術の互いに接触しないようにモータの周方向に沿って延びる中間部を有するバスバーと比較して、中間部３３の長さが短縮され、バスバーの占有スペースが削減されており、モータ１を小型化することが可能である。

また、本実施の形態１に係る発明では、バスバーユニット２０において、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃが輪状バスバーホルダ２１の各収容部２２に収容されるため、バスバーユニット２０を小型化することが可能である。さらに、バスバーユニット２０において、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃと輪状バスバーホルダ２１とを一体成形し、モータ１の組み立てを容易にすることが可能である。

このように、本実施の形態１に係るバスバーユニットは、相毎に巻線を有するモータ１に設けられるバスバーユニット２０であって、輪状バスバーホルダ２１と、輪状バスバーホルダ２１に周方向に間隔を開けて設けられ、モータ１の軸方向に沿って延びる収容部２２と、モータ１の相毎に設けられ、少なくとも一部が収容部２２に収容される第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、を備え、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、一端部に形成され、巻線に接続される巻線接続部３４と、他端部に形成され、モータ１の外部に接続される外部接続部３１と、一端部と他端部との間に形成され、モータ１の軸方向に沿って延びる中間部３３とを有するため、モータを小型化することができる。

また、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃを３個備え、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは３個の形状が同一であるため、モータ１の製造コストを削減することができる。

また、輪状バスバーホルダ２１は、周方向に沿って形成され、巻線接続部３４に接続された巻線を保持する輪状溝部２３を備えるため、巻線の引き回しが容易であり、モータ１の製造を容易にすることができる。

また、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの中間部３３は板状であるため、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃを曲げ加工により安価に、軽量に形成することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るバスバーユニットを添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態において、実施の形態１の図１～図４の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるのでその詳細な説明は省略する。本実施の形態２に係るバスバーユニットは、実施の形態１に対して、バスバーユニット及びバスバーの形状を変更したものである。

図５は、本実施の形態２に係るバスバーユニット２０ａの斜視図である。バスバーユニット２０ａの内径部２８ａの周上には、モータ１（図１参照）の軸方向に沿って延びる筒状の収容部２２ａが周方向に間隔を開けて配置されている。収容部２２ａには、第１バスバー４０ａ、第２バスバー４０ｂ及び第３バスバー４０ｃが収容されている。

図６は、図５に示す収容部２２ａの斜視図である。収容部２２ａは、輪状バスバーホルダ２１の内径部２８ａから径方向外側に突出し軸方向に沿って延びている２個の側壁部２５を有している。各側壁部２５は、径方向内側で軸方向に沿って延びる内側壁部２５ｂに接続している。また、収容部２２ａは、一部が内側壁部２５ｂに対向しており、径方向外側で軸方向に沿って延びている外側壁部２５ａを有している。外側壁部２５ａは、端部に曲面部を有しており、該曲面部を介して各側壁部２５に接続している。収容部２２ａは、外側壁部２５ａ、内側壁部２５ｂ及び側壁部２５により筒状に形成されており、内側に内壁部２５ｃを有している。なお、図６に示したのは収容部２２ａのうちの１個であるが、他の収容部２２ａも同じ形状である。

図７は、図５に示す第１～第３バスバーの斜視図である。第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、銅部材を切削加工して柱状に形成したものである。また、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、上部に形成され、水平方向に伸びる外部接続部４１を有している。外部接続部４１には、雌ネジ穴４２が形成されている。さらに、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、外部接続部４１から下方向に延びる柱状の中間部４３と、下端部に水平方向に突出して形成された巻線接続部４４とを有している。第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃの中間部４３の外周部は、輪状バスバーホルダ２１ｂ（図６参照）の各収容部２２ａの内壁部２５ｃに嵌合可能に形成されている。なお、本実施の形態２では、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃは銅部材を切削加工して形成されていたが、例えばアルミニウム合金等の他の種類の導体を切削加工して形成されていてもよいし、また、例えば鋳造等の任意の方法により形成されていてもよい。

再び図５を参照すると、バスバーユニット２０ａは、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃの中間部４３が、輪状バスバーホルダ２１ａの各収容部２２ａにそれぞれ挿入されることで、各収容部２２ａに第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃが収容されている。なお、輪状バスバーホルダ２１ａの各収容部２２ａに第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃを収容してバスバーユニット２０ａを製造するための方法としては、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃが輪状バスバーホルダ２１ａの各収容部２２ａに収容されたバスバーユニット２０ａを一体成形する方法、又は予め成形した輪状バスバーホルダ２１ａの各収容部２２ａに第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃを挿入して組み付ける方法等の任意の方法を用いることができる。その他の構成は実施の形態１と同じである。

本実施の形態２に係るバスバーユニット２０ａは、実施の形態１に係るバスバーユニット２０と同様の効果を奏し、これに加えて、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃが切削加工により形成されているため、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃの強度を向上させることができる。

このように、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃの中間部４３は柱状であるため、第１，第２，第３バスバー４０ａ，４０ｂ，４０ｃの強度を向上させることができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係るバスバーユニットを添付図面に基づいて説明する。本実施の形態３に係るバスバーユニットは、実施の形態１に対して、バスバーの形状を変更したものである。

図８は、本実施の形態３に係る第１～第３バスバーの斜視図である。第１，第２，第３バスバー５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、銅板を曲げ加工により形成したものである。また、第１，第２，第３バスバー５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、上部に形成され、水平方向に伸びる外部接続部５１を有している。外部接続部５１には、雌ネジ穴５２が形成されている。さらに、第１，第２，第３バスバー５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、外部接続部５１から下方向に延びる中間部５３と、中間部５３の下部に水平方向に突出して形成された巻線接続部５４とを有している。この巻線接続部５４は、バスバーユニット２０（図２参照）の径方向外側方向に突出するとともに、径方向内側に開いた鉤状部を構成している。その他の構成は実施の形態１と同じである。

このように、第１，第２，第３バスバー５０ａ，５０ｂ，５０ｃの巻線接続部５４は鉤状部を有するため、巻線接続部５４へのステータ巻線の接続が容易となる。

なお、本実施の形態では第１，第２，第３バスバー５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、銅板を曲げ加工により形成したものであったが、例えば板状のアルミニウム合金等の他の種類の導体を曲げ加工して形成されていてもよい。また、巻線接続部５４が鉤状部を構成していれば、中間部５３は実施の形態２のように柱状部材（図７参照）であってもよい。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係るバスバーユニットを添付図面に基づいて説明する。本実施の形態４に係るバスバーユニットは、実施の形態２に対して、輪状バスバーホルダの形状を変更したものである。なお、本実施の形態４において、実施の形態２の図５～図７の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるのでその詳細な説明は省略する。
輪状バスバーホルダ２１ｂは、内径部２８ａに接続され水平方向に延びる輪状縁部２３ｂを有している。輪状縁部２３ｂは、実施の形態２の輪状溝部２３（図２参照）に対して、溝部の形状を画定する外径部２８ｃを有さないことを特徴とする。その他の構成は実施の形態２と同じである。

このように、輪状バスバーホルダ２１ｂが輪状縁部２３ｂを有することで、より簡単な構成で輪状バスバーホルダ２１ｂが巻線を保持することができる。

なお、本発明の実施の形態４に係る輪状縁部２３ｂを有する輪状バスバーホルダ２１ｂの構成は、本発明の実施の形態１に係る輪状バスバーホルダ２１の収容部２２と適宜組み合わせて用いることができる。

また、本発明の実施の形態１～４においては、モータ１は相数が３相のモータであり、３本の第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃと３個の収容部２２，２２ａが設けられていたが、これに限定されるものではなく、モータの相数、バスバーの数及び収容部の数は必要に応じて適宜変更してもよい。

本実施の形態１に係るバスバーユニットによると、相毎に巻線を有するモータ１に設けられるバスバーユニット２０であって、輪状バスバーホルダ２１と、輪状バスバーホルダ２１に周方向に間隔を開けて設けられ、モータ１の軸方向に沿って延びる収容部２２と、モータ１の相毎に設けられ、少なくとも一部が収容部２２に収容される第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、を備え、第１，第２，第３バスバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、一端部に形成され、巻線に接続される巻線接続部３４と、他端部に形成され、モータ１の外部に接続される外部接続部３１と、一端部と他端部との間に形成され、モータ１の軸方向に沿って延びる中間部３３とを有するため、バスバーの長さを短縮することができ、小型のモータにおいて使用する用途に適している。

２０ バスバーユニット
２１ 輪状バスバーホルダ
２１ａ 輪状バスバーホルダ
２１ｂ 輪状バスバーホルダ
２２ 収容部
２２ａ 収容部
２３ 輪状溝部（巻線保持部）
２３ｂ 輪状縁部（巻線保持部）
３０ａ 第１バスバー
３０ｂ 第２バスバー
３０ｃ 第３バスバー
３１ 外部接続部
３３ 中間部
３４ 巻線接続部
４０ａ 第１バスバー
４０ｂ 第２バスバー
４０ｃ 第３バスバー
４１ 外部接続部
４３ 中間部
４４ 巻線接続部
５０ａ 第１バスバー
５０ｂ 第２バスバー
５０ｃ 第３バスバー
５１ 外部接続部
５３ 中間部
５４ 巻線接続部

Claims (6)

1. 相毎に巻線を有する回転電機（１）に設けられるバスバーユニット（２０）であって、
   輪状バスバーホルダ（２１）と、
   前記輪状バスバーホルダ（２１）に周方向に間隔を開けて設けられ、前記回転電機（１）の軸方向に沿って延びる収容部（２２）と、
   前記回転電機（１）の前記相毎に設けられ、少なくとも一部が前記収容部（２２）に収容されるバスバー（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と
   を備え、
   前記バスバー（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）は、
   一端部に形成され、前記巻線に接続される巻線接続部（３４）と、
   他端部に形成され、前記回転電機（１）の外部に接続される外部接続部（３１）と、
   前記一端部と前記他端部との間に形成され、前記回転電機（１）の軸方向に沿って延びる中間部（３３）と
   を有するバスバーユニット。
2. 前記バスバー（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を少なくとも２個備え、前記各バスバー（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）は少なくとも２個の形状が同一である請求項１に記載のバスバーユニット。
3. 前記輪状バスバーホルダ（２１）は、周方向に沿って形成され、前記巻線接続部（３４）に接続された前記巻線を保持する巻線保持部（２３）を備える請求項１又は２に記載のバスバーユニット。
4. 前記バスバー（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）の前記中間部（３３）は板状である請求項１又は２に記載のバスバーユニット。
5. 前記バスバー（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）の前記中間部（４３）は柱状である請求項１又は２に記載のバスバーユニット。
6. 前記バスバー（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）の巻線接続部（５４）は鉤状部を有する請求項１又は２に記載のバスバーユニット。