JP5657308B2 - 回転電機 - Google Patents

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本発明は、環状または弧状のベース部と、ステータが備えるコイルから延出されるコイル端末を電気的に接続するようにして前記ベース部から延出される端子部とをそれぞれ有する複数の導電部材を備える回転電機に関する。
U相、V相およびW相のコイルの一端側のコイル端末がそれぞれ個別的に接続されるU相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部と、U相、V相およびW相のコイルの他端側のコイル端末が共通に接続される中性点用の導電部材のベース部とが、ステータの半径方向に並ぶように配置されるブラシレスモータが、特許文献1で知られている。
特開2009−33848号公報
ところで、上記特許文献1で開示されるように、U相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部と、中性点用の導電部材のベース部とがステータの半径方向に並ぶように配置される構成では、導電部材の配置部ではステータの半径方向に回転電機が大型化してしまい、半径方向の寸法を抑えたい回転電機では不利となる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ステータの半径方向および軸方向での複数の導電部材の配置上のバランスを改善し、大型化を回避しつつ複数の導電部材の配置上の自由度を高めた回転電機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、環状または弧状のベース部と、ステータが備えるY結線で結ばれるU相、V相およびW相のコイルから延出されるコイル端末を電気的に接続するようにして前記ベース部から延出される端子部とをそれぞれ有する複数の導電部材を備える回転電機において、前記U相、V相およびW相のコイルの一端側のコイル端末がそれぞれ個別的に接続されるU相用、V相用およびW相用の導電部材の前記ベース部が、前記ステータの軸線に直交する平面で前記ステータの半径方向に沿って並ぶように配置され、前記U相、V相およびW相のコイルの他端側のコイル端末が共通に接続される中性点用の導電部材の前記ベース部が、前記ステータの半径方向に沿って並ぶ前記U相用、V相用およびW相用の導電部材の前記ベース部に前記ステータの軸線方向で重なるように配置され、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材の前記ベース部と、それらのベース部を嵌合、保持する3つの収容溝を有するホルダの少なくとも一部と、前記中性点用の導電部材の前記ベース部とが、樹脂から成る被覆部材に埋封されることを第1の特徴とする。
また本発明は、第の特徴の構成に加えて、前記中性点用の導電部材の前記ベース部が、前記ホルダに直接当接して保持されることを第の特徴とする。
本発明は、第または第の特徴の構成に加えて、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材の前記ベース部から一体に延出されるコネクタ端子部を配置するカプラ部が、前記被覆部材に一体に形成されることを第の特徴とする。
本発明は、第〜第の特徴の構成のいずれかに加えて、前記中性点用の導電部材の前記ベース部が、前記ステータの軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成されるとともに、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材の前記ベース部を嵌合、保持するようにして前記ホルダに設けられる前記収容溝の開口端を覆うように配置されることを第の特徴とする。
さらに本発明は、第1〜第の特徴の構成のいずれかに加えて、前記被覆部材のうち前記中性点用の導電部材の前記ベース部を覆う部分の外面がシール面として形成され、前記ステータが固定されるケースと、前記シール面との間にシール部材が介装されることを第の特徴とする。
なお実施の形態のモータケース5が本発明のケースに対応し、実施の形態の第4シール部材43が本発明のシール部材に対応する。
本発明の第1の特徴によれば、U相用、V相用およびW相用の導電部材ベース部が、ステータの半径方向に沿って並ぶように配置され、それらのベース部にステータの軸線方向で重なるように中性点用の導電部材のベース部が配置されるので、ステータの半径方向および軸方向での複数の導電部材の配置上のバランスをとることが可能となり、回転電機の大型化を回避しつつ複数の導電部材の配置上の自由度を高めることができ、しかもコイルをY結線で結ぶための複数の導電部材の配置が容易となる。
特に、U相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部と、それらのベース部を嵌合、保持するホルダの少なくとも一部と、中性点用の導電部材のベース部とが、合成樹脂製の被覆部材に埋封されるので、量産性を高くして複数の導電部材およびホルダをユニット化することができる。
本発明の第の特徴によれば、中性点用の導電部材のベース部がホルダに直接当接して保持されるので、中性点用の導電部材のベース部を被覆部材に埋封する際の当該ベース部の保持が容易となる。
本発明の第の特徴によれば、U相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部からはコネクタ端子部が一体に延出され、それらのコネクタ端子部を配置するカプラ部が被覆部材に一体に形成されるので、複数の導電部材およびホルダのユニット化と同時にカプラ部を形成することができ、生産性を高めることができる。
本発明の第の特徴によれば、中性点用の導電部材のベース部が、ステータの軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成され、ホルダに設けられる収容溝の開口端を覆うように配置されるので、収容溝を覆う部分での被覆部材の形状を安定化させることができる。すなわちU相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部が嵌合、保持された状態の収容溝の開口端側が凹凸形状となるので、そのまま被覆部材で被覆すると、樹脂収縮の差によって前記収容溝の開口端を覆う部分で被覆部材の外面が、波打ち、不安定となる可能性があるが、ステータの軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成されるベース部で収容溝の開口端を覆うので、収容溝を覆う部分での被覆部材の形状を安定化することができるのである。
さらに本発明の第の特徴によれば、被覆部材のうち中性点用の導電部材のベース部を覆う部分の外面がシール面として形成されるので、形状が安定化する部分で被覆部材の外面をシール面とすることでシール性の確保に寄与することができる。
ブラシレスモータの縦断面図である。 図1の2矢部拡大図である。 U相用、V相用およびW相用の導電部材のベース部がホルダに嵌合、保持された状態を示す斜視図である。 図3の状態のホルダにさらに中性点用の導電部材のベース部が保持された状態を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について、添付の図1〜図4を参照しながら説明する。
先ず図1において、回転電機であるブラシレスモータは、モータケース5で回転自在に支承された回転軸8に設けられるロータ9と、該ロータ9を囲繞するようにして前記モータケース5に固定されるステータ10とを備える。
前記モータケース5は、軸方向一端を開放するとともに端壁6aを軸方向他端に有して有底円筒状に形成されるケース主体6と、該ケース主体6の一端開口部を閉じるようにして前記ケース主体6に複数のねじ部材11…で締結される蓋部材7とで構成される。前記蓋部材7には第1支持孔12が設けられ、ケース主体6の前記端壁6aには第1支持孔12と同軸の第2支持孔13が設けられており、前記回転軸8は第1および第2支持孔12,13を貫通する。しかも第1支持孔12の内周および回転軸8の外周間には、第1ボールベアリング14と、第1ボールベアリング14よりも軸方向外方に配置される環状の第1シール部材15とが介装され、第2支持孔13の内周および回転軸8の外周間には、第2ボールベアリング16が介設される。
前記ケース主体6の端壁6aには、合成樹脂から成るカバー17が複数のねじ部材18…で締結されており、前記端壁6aの外面および前記カバー17間には環状の第2シール部材19が介装される。
前記カバー1および前記モータケース5間で前記回転軸8にはレゾルバ21の一部を構成するレゾルバ用ロータ22が固定され、レゾルバ用ロータ22とともにレゾルバ21を構成するレゾルバ用ステータ23は、前記レゾルバ用ロータ22を囲繞してホルダ24に固定され、このホルダ24は前記カバー17にモールド結合される。
前記ブラシレスモータのステータ10は、複数の鋼板が積層されて成るとともに前記モータケース5のケース主体6に固着されるステータコア25と、該ステータコア25に装着される合成樹脂製のボビン26と、Y結線で結ばれるようにして前記ボビン26に巻き掛けられるU相、V相およびW相のコイル27…とで構成される。
而してU相、V相およびW相のコイル27…は、前記ステータ10の周方向に等間隔をあけた位置で前記ボビン26に順次巻装されており、それらの各相のコイル27…に電力を供給するための給電ユニット28が、前記ケース主体6および前記蓋部材7間に挟持される。
図2を併せて参照して、前記給電ユニット28は、U相、V相およびW相のコイル27…の一端側のコイル端末29…がそれぞれ個別的に接続されるU相用の導電部材31、V相用の導電部材32およびW相用の導電部材33と、U相、V相およびW相のコイル27…の他端側のコイル端末30…が共通に接続される中性点用の導電部材34と、それらの導電部材31〜34を保持するホルダ35と、前記導電部材31〜34の一部および前記ホルダ35の少なくとも一部を埋封せしめる樹脂製の被覆部材36とで構成されるものであり、前記各導電部材31〜34は金属製であり、前記ホルダ35および前記被覆部材36は合成樹脂製である。
図3において、U相用の導電部材31は、弧状のベース部31aと、U相のコイル27…の一端側のコイル端末29…を電気的に接続するようにして前記ベース部31aから半径方向に沿う内方に延出される複数個たとえば4個の端子部31b…とを一体に有しており、端子部31b…はベース部31aの内周の周方向に等間隔をあけた位置から半径方向内方に延びる腕部31c…の内端に形成される。
またV相用の導電部材32およびW相用の導電部材33は、弧状のベース部32a,33aと、V相およびW相のコイル27…の一端側のコイル端末29…を電気的に接続するようにして前記ベース部32a,33aから半径方向に沿う内方に延出される複数個たとえば3個の端子部32b…,33b…とを一体に有しており、端子部32b…,33b…はベース部32a,33aの内周の周方向に等間隔をあけた位置から半径方向内方に延びる腕部32c…,33c…の内端に形成される。
前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32、前記W相用の導電部材33のベース部31a,32a,33aは、周方向複数箇所を屈曲させて弧状に形成されるものであり、それらのベース部31a〜33aは、前記ステータ10の軸線に直交する平面で前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶように配置される。
前記ホルダ35は、前記ステータ10におけるボビン26の一端部を囲繞する保持リング部35aと、前記ボビン26の一端部に対向するようにして前記保持リング部35aから半径方向内方に張り出す鍔部35bと、該鍔部35bの内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば24箇所から半径方向内方に突出するガイド部35c…とを一体に有する。
前記ホルダ35の保持リング部35aの一端部には、前記ステータ10の軸線に直交する平面で前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶように配置される前記ベース部31a〜33aを嵌合、保持する3つの収容溝37,38,39が、前記ステータ10とは反対側に開放するようにして設けられる。
図4を併せて参照して、前記給電ユニット28が備える4つの導電部材31〜34のうち前記ホルダ35の収容溝37〜39に嵌合、保持されるベース部31a,32a,33aを有するU相用の導電部材31、V相用の導電部材32およびW相用の導電部材33を除く残余の導電部材である中性点用の導電部材34は、前記ステータ10の軸線に直交する平面に沿って平坦に形成される環状のベース部34aと、U相、V相およびW相のコイル27…の他端側のコイル端末30…を電気的に接続するようにして前記ベース部34aから半径方向に沿う内方に延出される複数個たとえば12個の端子部34b…とを一体に有しており、端子部34b…はベース部34aの内周の周方向に等間隔をあけた位置から半径方向内方に延びる腕部34c…の内端に形成される。
しかも中性点用の導電部材34のベース部34aは、前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶ前記ベース部31a〜33aに前記ステータ10の軸線方向で重なるように配置されるものであり、前記収容溝37〜39の開口端を覆うようにして、前記ホルダ35の保持リング部35aに直接当接して保持される。而して前記ホルダ35の保持リング部35aには、中性点用の導電部材34が備える複数個の腕部34c…のうち3個の腕部34c…の基端部を両側から挟むとともにベース部34aの内周に当接する一対ずつ3組の位置決め突部35d,35d…が、保持リング部35a上での前記ベース部34aの位置を定めるようにして一体に突設される。
前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32および前記W相用の導電部材33の端子部31b…,32b…,33b…は、前記ベース部31a〜33aを前記収容溝37,38,39に嵌合、保持した状態で前記ステータ10の周方向に間隔をあけて配置される。また前記中性点用の導電部材34の端子部34b…は、前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32および前記W相用の導電部材33の端子部31b…,32b…,33b…間にそれぞれ配置されるようにして前記ステータ10の周方向に間隔をあけて配置される。
しかも前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32、前記W相用の導電部材33および前記中性点用の導電部材34の端子部31b…〜34b…は、前記ベース部31a〜34aを前記ホルダ35で保持した状態では前記ホルダ35の周方向に等間隔をあけて配置されるものであり、前記ホルダ35の鍔部35bには、前記収容溝37,38,39内の前記ベース部31a,32a,33aから半径方向内方に延出される腕部31c…,32c…,33c…と、前記ホルダ35に当接、保持される前記ベース部34aから半径方向内方に延出される腕部34c…とをそれぞれ嵌合させる溝40…が、ホルダ35の半径方向に延びるようにして設けられる。
前記端子部31b…〜34b…は、前記ホルダ35における鍔部35bの内周から半径方向内方に突出するようにして前記腕部31c…〜34c…の内端に形成される。またホルダ35の前記ガイド部35c…は、前記ステータ10の一端部から延出されるコイル端末29…,30…を前記端子部31b…〜34b…側に導いて電気的に接続するためのものであり、前記端子部31b…〜34b…相互間に配置されるようにして前記ホルダ35に一体に設けられる。
前記被覆部材36は、前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32、前記W相用の導電部材33および前記中性点用の導電部材34のベース部31a〜34aと、前記ホルダ35の少なくとも一部を埋封して環状に形成される被覆主部36aと、該被覆主部36aから半径方向外方に突出するカプラ部36bとを一体に有する。
前記被覆主部36aは、前記ホルダ35におけるホルダ主部35aの外周と、該ホルダ主部35aの軸方向一端部とを、前記ベース部31a〜33aが嵌合、保持された前記収容溝37〜39の開口端を覆うように配置されるベース部34aとともに覆うように形成されるものであり、前記ホルダ35における保持リング部35aには、溶融樹脂を流入させてホルダ35および被覆部材36の結合を強固とするための複数の切欠き部44,44…が、半径方向に延びるようにして設けられる。
ところで前記給電ユニット28は、前記ケース主体6の開口端側に一体に形成される挿入筒部6bを嵌合しつつ、前記ケース主体6および前記蓋部材7間に挟持されるものであり、前記挿入筒部6bの外周には、前記給電ユニット28における被覆部材36の内周に弾発、接触する環状の第3シール部材41が装着される。
また前記被覆部材36のうち前記中性点用の導電部材34の前記ベース部34aを覆う部分の外面には、閉塞端を環状かつ平面状のシール面42とした環状溝45が設けられており、前記モータケース5のうち蓋部材7と前記シール面42との間に介装される環状の第4シール部材43が前記環状溝45に嵌装される。
前記カプラ部36bは、前記被覆主部36aを前記ケース主体6および前記蓋部材7間に挟持した状態で前記モータケース5の側壁から外側方に突出するものであり、このカプラ部36bには、前記U相用の導電部材31、前記V相用の導電部材32および前記W相用の導電部材33のベース部31a〜33aから半径方向外方に突出するコネクタ端子部31d,32d,33dが配置される。
次にこの実施の形態の作用について説明すると、ブラシレスモータは、環状または弧状のベース部31a,32a,33a,34aと、ステータ10が備えるコイル27…から延出されるコイル端末29…,30…を電気的に接続するようにして前記ベース部31a〜34aから延出される端子部31b,32b,33b,34bとをそれぞれ有する複数の導電部材31,32,33,34を備えるのであるが、それらの導電部材31〜34の一部31〜33の前記ベース部31a〜33aが、ステータ10の軸線に直交する平面で前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶように配置され、残余の導電部材34の前記ベース部34aが、前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶ前記ベース部31a〜33aに前記ステータ10の軸線方向で重なるように配置されるので、ステータ10の半径方向および軸方向での複数の導電部材31〜34の配置上のバランスをとることが可能となり、ブラシレスモータの大型化を回避しつつ複数の導電部材31〜34の配置上の自由度を高めることができる。
またステータ10が、Y結線で結ばれるU相、V相およびW相のコイル27…を備え、U相、V相およびW相のコイル27…の一端側のコイル端末29…がそれぞれ個別的に接続されるU相用、V相用およびW相用の導電部材31,32,33の前記ベース部31a,32a,33aが、前記ステータ10の軸線に直交する平面で前記ステータ10の半径方向に沿って並ぶように配置され、U相、V相およびW相のコイル27…の他端側のコイル端末30…が共通に接続される中性点用の導電部材34の前記ベース部34aが、U相用、V相用およびW相用の導電部材31〜33の前記ベース部31a〜33aに前記ステータ10の軸線方向で重なるように配置されるので、U相、V相およびW相のコイル27…をY結線で結ぶための複数の導電部材31〜34の配置が容易となる。
また前記U相用、V相用およびW相用の導電部材31〜33の前記ベース部31a〜33aと、それらのベース部31a〜33aを嵌合、保持する3つの収容溝37,38,39を有するホルダ35の少なくとも一部と、前記中性点用の導電部材34の前記ベース部34aとが、樹脂から成る被覆部材36に埋封されて給電ユニット28が構成されるので、量産性を高くして複数の導電部材31〜34およびホルダ35をユニット化することができる。
しかも中性点用の導電部材34の前記ベース部34aが、前記ホルダ35に直接当接して保持されるので、中性点用の導電部材34のベース部34aを被覆部材36に埋封する際の当該ベース部34aの保持が容易となる。
また前記U相用、V相用およびW相用の導電部材31〜33の前記ベース部31a〜33aから一体に延出されるコネクタ端子部31d,32d,33dを配置するカプラ部36bが、前記被覆部材36に一体に形成されるので、複数の導電部材31〜34およびホルダ35のユニット化と同時にカプラ部36bを形成することができ、生産性を高めることができる。
また前記中性点用の導電部材34の前記ベース部34aが、前記ステータ10の軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成されるとともに、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材31〜33の前記ベース部31a〜33aを嵌合、保持するようにして前記ホルダ35に設けられる前記収容溝37〜39の開口端を覆うように配置されるので、収容溝37〜39を覆う部分での被覆部材36の形状を安定化させることができる。すなわちU相用、V相用およびW相用の導電部材31〜33のベース部31a〜33aが嵌合、保持された状態の収容溝37〜39の開口端側が凹凸形状となるので、そのまま被覆部材36で被覆すると、樹脂収縮の差によって前記収容溝37〜39の開口端を覆う部分で被覆部材36の外面が、波打ち、不安定となる可能性があるが、ステータ10の軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成されるベース部34aで収容溝37〜39の開口端を覆うので、収容溝37〜39を覆う部分での被覆部材36の形状を安定化することができるのである。
さらに被覆部材36のうち前記中性点用の導電部材34の前記ベース部34aを覆う部分の外面がシール面42として形成され、前記ステータ10が固定されるモータケース5の蓋部材7と、前記シール面42との間に第4シール部材43が介装されるので、形状が安定化する部分で被覆部材36の外面をシール面42とすることでシール性の確保に寄与することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
たとえば上記実施の形態では回転電機としてブラシレスモータを取り上げて説明したが、本発明はブラシレスモータ以外のモータや発電機にも適用することができる。
5・・・ケースであるモータケース
10・・・ステータ
27・・・コイル
29,30・・・コイル端末
31・・・U相用の導電部材
31a,32a,33a,34a・・・ベース部
31b,32b,33b,34b・・・端子部
31d,32d,33d・・・コネクタ端子部
32・・・V相用の導電部材
33・・・W相用の導電部材
34・・・中性点用の導電部材
35・・・ホルダ
36・・・被覆部材
36b・・・カプラ部
37,38,39・・・収容溝
42・・・シール面
43・・・シール部材である第4シール部材

Claims (5)

  1. 環状または弧状のベース部(31a,32a,33a,34a)と、ステータ(10)が備えるY結線で結ばれるU相、V相およびW相のコイル(27)から延出されるコイル端末(29,30)を電気的に接続するようにして前記ベース部(31a,32a,33a,34a)から延出される端子部(31b,32b,33b,34b)とをそれぞれ有する複数の導電部材(31,32,33,34)を備える回転電機において、
    前記U相、V相およびW相のコイル(27)の一端側のコイル端末(29)がそれぞれ個別的に接続されるU相用、V相用およびW相用の導電部材(31〜33)の前記ベース部(31a,32a,33a)が、前記ステータ(10)の軸線に直交する平面で前記ステータ(10)の半径方向に沿って並ぶように配置され、前記U相、V相およびW相のコイル(27)の他端側のコイル端末(30)が共通に接続される中性点用の導電部材(34)の前記ベース部(34a)が、前記ステータ(10)の半径方向に沿って並ぶ前記U相用、V相用およびW相用の導電部材(31〜33)の前記ベース部(31a33a)に前記ステータ(10)の軸線方向で重なるように配置され、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材(31〜33)の前記ベース部(31a〜33a)と、それらのベース部(31a〜33a)を嵌合、保持する3つの収容溝(37,38,39)を有するホルダ(35)の少なくとも一部と、前記中性点用の導電部材(34)の前記ベース部(34a)とが、樹脂から成る被覆部材(36)に埋封されることを特徴とする回転電機。
  2. 前記中性点用の導電部材(34)の前記ベース部(34a)が、前記ホルダ(35)に直接当接して保持されることを特徴とする請求項記載の回転電機。
  3. 前記U相用、V相用およびW相用の導電部材(31〜33)の前記ベース部(31a〜33a)から一体に延出されるコネクタ端子部(31d,32d,33d)を配置するカプラ部(36b)が、前記被覆部材(36)に一体に形成されることを特徴とする請求項または記載の回転電機。
  4. 前記中性点用の導電部材(34)の前記ベース部(34a)が、前記ステータ(10)の軸線に直交する平面に沿って平坦な円弧状に形成されるとともに、前記U相用、V相用およびW相用の導電部材(31〜33)の前記ベース部(31a〜33a)を嵌合、保持するようにして前記ホルダ(35)に設けられる前記収容溝(37〜39)の開口端を覆うように配置されることを特徴とする請求項のいずれかに記載の回転電機。
  5. 前記被覆部材(36)のうち前記中性点用の導電部材(34)の前記ベース部(34a)を覆う部分の外面がシール面(42)として形成され、前記ステータ(10)が固定されるケース(5)と、前記シール面(42)との間にシール部材(43)が介装されることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の回転電機。
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