JP7205454B2 - ステータ、ステータアッセンブリ、電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器 - Google Patents

Description

本発明は、ステータ、ステータを含むステータアッセンブリ、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、ループ状に形成された巻き線の一部を外部に引き出し、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、引き出した巻き線の一部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、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、ティースの巻き線すなわちステータの巻き線（コイル）とバスバーの接続部との接合は、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ステータ、当該ステータを用いたステータアッセンブリ、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。

この発明のステータは、ステータコア、インシュレータ、コイルを備える。ステータコアは、軸方向に沿って延びる形状であり、軸方向に向かって延びる側面を有する。インシュレータは、絶縁性を有し、ステータコアの側面に配置されている。コイルは、線状であり、ステータコアの側面に対して、インシュレータを間に介して巻き付けられている。コイルは、線状のコイルの一方端に第１コイル端部を有し、線状のコイルの他方端に第２コイル端部を有する。インシュレータは、ステータコアの側面を覆う中央部材と、中央部材の軸方向の外方に接続する外側部材と、を備える。外側部材は、中央部材と外側部材とが並ぶ方向を厚み方向として、厚み方向に延びる第１凹部および第２凹部を有する。第１コイル端部は、第１凹部に挿通し、第２コイル端部は、第２凹部に挿通する。

この構成では、第１コイル端部は、第１凹部によって所望の方向に導かれ、第２コイル端部は、第２凹部によって所望の方向に導かれる。これにより、第１コイル端部および第２コイル端部は、バスバーに接続し易い位置に確実に導かれる。

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が容易になる。

実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。 ステータアッセンブリの斜視図である。 （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。 インシュレータの部分的な拡大図である。 ステータアッセンブリの部分的な拡大図である。 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。 ステータ部材の一態様を示す拡大図である。 （Ａ）は、バスバーの接続端子の別態様を示す二面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の構造での接合態様を示す図である。 （Ａ）は、図１５（Ａ）の構造での接合態様を示す部分的な平面図であり、（Ｂ）は、図１５（Ａ）の構造での接合態様を示す部分的な側面図であり、（Ｃ）は、接合箇所をステータアッセンブリ側に曲げた状態を示す側面図である。

本発明の実施形態に係るステータ（ステータ部材）、ステータアッセンブリ（ステータアッシー）、および、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、ステータアッセンブリの斜視図である。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ステータアッセンブリの形状であ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。すなわち、複数のステータ部材２０は、複数のステータ部材２０による円筒形の開口内の中心にロータ部材４０が配置され、ロータ部材４０の軸が開口面に直交するように、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。ステータアッセンブリは、このように周状に配列された複数のステータ部材２０によって構成される。

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（ステータアッセンブリ）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、筐体５０の軸方向に平行である。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の外主面に配置されている。磁石４３は、ロータヨーク４２の外主面に配置されている。

（ステータアッセンブリおよびステータ部材２０の具体的な構造）
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。図４は、インシュレータの部分的な拡大図である。図５は、ステータアッセンブリの部分的な拡大図である。

上述のように、複数のステータ部材２０は、周状に配置されている。そして、このように周状に配置された複数のステータ部材２０は、円環形のステータアッセンブリを構成する。そして、以下では、ステータ部材２０の幅方向、軸方向、および、高さ方向は、次のように定義する。

ステータ部材２０の幅方向は、ステータ部材２０における複数のステータ部材２０が並ぶ方向に平行な方向である。ステータ部材２０の軸方向は、ステータ部材２０におけるステータアッセンブリの中心から放射状に延びる方向（ステータアッセンブリによって実現される円の径方向）である。ステータ部材２０の高さ方向は、ステータ部材２０における幅方向と軸方向とに直交する方向である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、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。

ステータコア２１は、磁性材料からなる。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は、柱状であり、ステータ部材２０の軸方向に延びる形状であり、軸方向に平行な側面を有する。

外端面２１４は、ステータコア２１における軸方向の一方端の面である。内端面２１５は、ステータコア２１における軸方向の他方端の面である。

内端面２１５は、ロータ部材４０の磁石４３に対して近接し、且つ対向している。

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、例えば、絶縁性の樹脂によって形成されている。絶縁性の樹脂を用いることによって、後述する各種の形状は、容易に且つ高精度で実現できる。

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。外側部材２２１は、中央部材２２３の延びる方向の一方端（外方）に接続し、外側部材２２１は、中央部材２２３の延びる方向の他方端（内方）に接続する。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の側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ている。この際、ステータコア２１の外端面２１４は、外側部材２２１における中央部材２２３に接続する端面と反対側の端面よりも外方に突出している。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。この際、ステータコア２１の内端面２１５は、内側部材２２２における中央部材２２３に接続する端面と反対側の端面よりも外方に突出している。この構成によって、ステータコア２１の外端面２１４および内端面２１５は、インシュレータ２２によって覆われていない。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、および、図５（Ｂ）に示すように、外側部材２２１は、外端面２２４および面２２６を有する。外端面２２４は、高さ方向および幅方向に平行で、軸方向に直交する面である。面２２６は、軸方向および幅方向に平行で、高さ方向に直交する面である。また、外側部材２２１は、外端面２２４および面２２６に直交する第１側面と第２側面とを有する。第１側面は、外側部材２２１の幅方向の一方端の面であり、第２側面は、外側部材２２１の幅方向の他方端の面である。

外端面２２４は、外側部材２２１における中央部材２２３に接続する側と反対側の面である。外端面２２４は、ステータ部材２０を外端面２２４側から軸方向に視て、ステータコア２１の外端面２１４よりも、高さ方向に広がっている。言い換えれば、外端面２２４の高さ方向の端部は、ステータコア２１の外端面２１４の高さ方向の端部から離間している。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、および、図５（Ｂ）に示すように、外端面２２４は、幅方向に沿って、第１領域２２４１、中央領域２２４０、および、第２領域２２４２からなる。第１領域２２４１は、幅方向の一方端の領域であり、第２領域２２４２は、幅方向の他方端の領域である。中央領域２２４０は、第１領域２２４１と第２領域２２４２との間の領域である。第１領域２２４１、中央領域２２４０、および、第２領域２２４２は、それぞれ幅方向に所定の長さを有し、第１領域２２４１と第２領域２２４２の長さは、略同じである。第１領域２２４１と第２領域２２４２とは、平面である。

第１領域２２４１は、中央領域２２４０に対して傾斜する平面状である。より具体的には、第１領域２２４１における中央領域２２４０側の端部に対して、第１領域２２４１における外端面２２４の一方端側の端部は、ステータ部材２０の内側に位置する。

第２領域２２４２は、中央領域２２４０に対して傾斜する平面状である。より具体的には、第２領域２２４２における中央領域２２４０側の端部に対して、第２領域２２４２における外端面２２４の他方端側の端部は、ステータ部材２０の内側に位置する。

このように、第１領域２２４１と第２領域２２４２とを有することによって、外側部材２２１の幅方向の端部の大きさは、小さくできる。これにより、インシュレータ２２は、小型化できる。ひいては、これに応じて、ステータコア２１の厚みは、薄くでき、ステータ部材２０は、小型化できる。

さらに、隣り合う第１のステータ部材２０の第１領域２２４１と第２のステータ部材２０の第２領域２２４２とは、略面一である。すなわち、隣り合う第１のステータ部材２０の第１領域２２４１と第２のステータ部材２０の第２領域２２４２とは、略同一平面上に存在する。

面２２６は、外端面２２４に直交する。面２２６は、ステータコア２１の軸方向に略平行である。面２２６は、外端面２２４の高さ方向におけるステータコア２１側と反対側の端に接続している。

面２２６は、第１凹部２２７１および第２凹部２２７２を備える。第１凹部２２７１および第２凹部２２７２は、面２２６から凹む形状である。第１凹部２２７１および第２凹部２２７２は、外側部材２２１を厚み方向に貫通している。すなわち、第１凹部２２７１および第２凹部２２７２は、外側部材２２１における中央部材２２３側の面および外端面２２４に開口している。

第１凹部２２７１は、外側部材２２１の幅方向の一方端の付近に配置されている。より具体的には、第１凹部２２７１は、外側部材２２１における第１領域２２４１を有する部分に配置されている。

第１凹部２２７１の幅（外側部材２２１の幅方向に平行な長さ）は、コイル２３のコイル端部２３１の直径以上である。第１凹部２２７１の深さ（外側部材２２１の高さ方向に平行な長さ）は、コイル端部２３１の直径以上であることが好ましい。

第１凹部２２７１において、外端面２２４の第１領域２２４１側の開口位置（本発明の「第２端部」に対応する。）は、ステータ部材２０の中央側の開口位置（本発明の「第１端部」に対応する。）よりも、外側部材２２１の一方端側の第１側面に近い。

第２凹部２２７２は、外側部材２２１の幅方向の他方端の付近に配置されている。より具体的には、第２凹部２２７２は、外側部材２２１における第２領域２２４２を有する部分に配置されている。

第２凹部２２７２の幅（外側部材２２１の幅方向に平行な長さ）は、コイル２３のコイル端部２３２の直径以上である。第２凹部２２７２の深さ（外側部材２２１の高さ方向に平行な長さ）は、コイル端部２３２の直径以上であることが好ましい。なお、コイル端部２３１の直径とコイル端部２３２の直径とは、基本的には同じであるので、第１凹部２２７１と第２凹部２２７２とは同じ形状であるとよい。

第２凹部２２７２において、外端面２２４の第２領域２２４２側の開口位置（本発明の「第４端部」に対応する。）は、ステータ部材２０の中央側の開口位置（本発明の「第３端部」に対応する。）よりも、外側部材２２１の他方端側の第２側面に近い。

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は、本発明の「第１コイル端部」に対応し、コイル端部２３２は、本発明の「第２コイル端部」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２３３、外側部材２２１、および、内側部材２２２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。より具体的には、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、および、図５（Ｂ）に示すように、コイル端部２３１は、第１凹部２２７１を挿通して、外端面２２４の第１領域２２４１から外部に導かれる。また、コイル端部２３２は、第２凹部２２７２を挿通して、外端面２２４の第２領域２２４２から外部に導かれる。

この構成によって、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、隣り合う第１のステータ部材２０および第２のステータ部材２０において、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とは、これらのステータ部材２０が並ぶ方向に沿って近接している。

そして、この部分には、後述するバスバー部材３０の接続端子（例えば、図５（Ａ）の接続端子３１１の第１部分３１１１および第２部分３１１２）が配置される。したがって、コイル端部２３１およびコイル端部２３２は、接続端子の配置される位置に、確実に導かれる。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の接続端子との接合は、容易になる。

さらに、上述のように、第１凹部２２７１は、コイル端部２３１の先端部に近づくほど、外側部材２２１の幅方向の一方端に近接する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、コイル端部２３１の導かれる方向ＣＬ１は、軸方向Ｄｉ１（外側部材２２１の厚みに直交する方向）に対して角度θ（θ≠０°）をなす。コイル端部２３１は、このように導かれることで、先端に近くなるほど、外側部材２２１の一方端に近づく。

同様に、上述のように、第２凹部２２７２は、コイル端部２３２の先端部に近づくほど、外側部材２２１の幅方向の他方端に近接する。図５（Ｂ）に示すように、コイル端部２３２の導かれる方向ＣＬ２は、軸方向Ｄｉ２（外側部材２２１の厚みに直交する方向）に対して角度θ（θ≠０°）をなす。コイル端部２３２は、このように導かれることで、先端に近くなるほど、外側部材２２１の他方端に近づくように導かれる。

これにより、隣り合う第１のステータ部材２０と第２のステータ部材２０との近接、対向領域において、コイル端部２３１の先端部とコイル端部２３２の先端部は、外側部材２２１の厚み方向に平行に導き出されるよりも近づく。この結果、コイル端部２３１とコイル端部２３２との接合は、確実になり、接合の信頼性は向上する。さらに、この位置に配置するバスバー部材３０の接続端子の幅は、小さくできる。

（バスバー部材３０の具体的な構造）
図６は、実施形態に係るバスバー部材の外観斜視図である。図７は、実施形態に係るバスバー部材の分解斜視図である。図８（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８（Ｂ）は、バスバー端子を拡大した平面図である。図８（Ｃ）は、バスバー端子を拡大した第１側面図であり、図８（Ｄ）は、バスバー端子を拡大した第２側面図である。

図６、図７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６、図７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（第１凹部２２７１と第２凹部２２７２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８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（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の主面とは、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個の接続端子用凹部３１１３が形成されている。２個の接続端子用凹部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個の接続端子用凹部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個の接続端子用凹部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個の接続端子用凹部３１１３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。

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６、図７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６、図７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９は、実施形態に係る複数のステータ部材（ステータアッセンブリ）とバスバー部材との位置関係を示す斜視図である。図１０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１１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９および図１０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、隣り合うステータ部材２０のインシュレータ２２における互いに近接する外端面２２４の第１領域２２４１と第２領域２２４２に対向するように、配置されている。

この際、上述のように、近接する第１領域２２４１と第２領域２２４２とは、同一平面上にある。すなわち、第１領域２２４１と第２領域２２４２とは、１つの平面を形成する。ここで、例えば、接続端子３１１であれば、この平面に対して、第２部分３１１２の内面が平行になる。そして、第２部分３１１２の内面の略全面は、第１領域２２４１と第２領域２２４２に当接する。

したがって、複数のステータ部材２０に対するバスバー部材３０の位置決めは、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１を用いることによって、容易になる。

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個の接続端子用凹部３１１３、接続端子３２１の２個の接続端子用凹部３１１３、または、接続端子３３１の２個の接続端子用凹部３１１３のいずれかに挿通している。例えば、図１１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個の接続端子用凹部３１１３に挿通している。

この際、コイル端部２３１とコイル端部２３２との間隔と、２個の接続端子用凹部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個の接続端子用凹部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、接続端子用凹部３１１３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。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、接続端子用凹部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、接続端子用凹部３１１３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接続端子用凹部３１１３の外部に突出することなく、接続端子用凹部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、接続端子用凹部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。

図１２（Ａ）および図１２（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１２（Ａ）に示す態様は、図９に示す接合態様を拡大したものである。図１２（Ｂ）に示す態様は、図１２（Ａ）とは別の態様の一例を示したものである。なお、図１２（Ａ）、図１２（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１２（Ａ）および図９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、接続端子用凹部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１２（Ａ）の態様の場合、図１２（Ａ）および図１１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、接続端子用凹部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。

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、レーザ溶接等で固定されている。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、レーザ溶接等で固定されている。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１２（Ｂ）の態様の場合、図１２（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、レーザ溶接等で固定されている。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。

なお、以上のような構造によって、図１３に示す回路構成のモータ１０が実現される。図１３は、実施形態に係るモータの等価回路図である。

図１３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９、図１０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１１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１２（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、はんだ、または、レーザ溶接等で固定されている。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個の接続端子用凹部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。

さらに、上述の構成を用いることによって、複数のステータ部材２０のコイル端部２３１およびコイル端部２３２は、バスバー部材３０の接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１の配置される位置に確実に導かれる。これにより、複数のステータ部材２０のコイル端部２３１およびコイル端部２３２と、バスバー部材３０の接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１との接合は、容易になる。

さらに、上述の構成を用いることによって、近接するコイル端部２３１の先端とコイル端部２３２の先端との距離は短くなる。これにより、コイル端部２３１とコイル端部２３２との接合は容易になり、接合の信頼性も向上する。また、接続端子３１１、接続端子３２１、および、接続端子３３１の幅は、小さくできる。

さらに、上述の構成を用いることによって、インシュレータ２２の幅方向の両端が小さくなる。これにより、ステータ部材２０は小型化でき、ひいては、モータ１０は小型化できる。

（ステータ部材の別態様）
図１４は、ステータ部材の一態様を示す拡大図である。図１４に示すステータ部材は、上述のステータ部材２０に対して、第１領域２２４１および第２領域２２４２に対応する箇所が内側に凹む点で異なる。図１４に示すステータ部材の他の構成は、ステータ部材２０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

インシュレータ２２の外側部材２２１は、第１領域２２９１および第２領域２２９２を有する。第１領域２２９１は、中央領域２２４０に対して傾斜を有し、且つ、全体として外側部材２２１の厚みに凹んでいる。同様に、第２領域２２９２は、中央領域２２４０に対して傾斜を有し、且つ、全体として外側部材２２１の厚みに凹んでいる。

第１領域２２９１の凹む深さおよび第２領域２２９２の凹む深さは、適宜設定可能であるが、例えば、バスバー部材３０の接続端子の第２部分の厚みに略同じである。

この構成では、バスバー部材３０の接続端子の第２部分は、第１領域２２９１と第２領域２２９２とによって形成される凹部に嵌め込まれる。これにより、バスバー部材３０は、複数のステータ部材２０に対して、容易に位置決めされる。

（接続端子（凹部）の別態様）
図１５（Ａ）は、バスバーの接続端子の別態様を示す二面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の構造での接合態様を示す図である。図１６（Ａ）は、図１５（Ａ）の構造での接合態様を示す部分的な平面図である。図１６（Ｂ）は、図１５（Ａ）の構造での接合態様を示す部分的な側面図である。図１６（Ｃ）は、接合箇所をステータアッセンブリ側に曲げた状態を示す側面図である。

図１５（Ａ）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１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）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、レーザ溶接等で固定されている。この際、図１５（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１６（Ｃ）に示すように、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。

バスバー部材がこのような構成であっても、上述のステータ部材２０の構成を用いることによって、バスバー部材と複数のステータ部材２０とが並ぶ方向に視て、コイル端部２３１およびコイル端部２３２の位置は、第２部分３１１２の接続端子用凹部３１１３と重なる。したがって、コイル端部２３１およびコイル端部２３２と接続端子３１１の接合は、容易になる。

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：端面
２１５：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：第１コイル端部
２３２：第２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
２２４０：中央領域
２２４１、２２９１：第１領域
２２４２、２２９２：第２領域
２２７１：第１凹部
２２７２：第２凹部
３１１１：第１部分
３１１２：第２部分
３１１３：接続端子用凹部
３１１４、３１１５、３３１５：舌部

Claims (9)

1. 軸方向に沿って延びる形状であり、前記軸方向に向かって延びる側面を有するステータコアと、
   前記ステータコアの前記側面に配置された、絶縁性のインシュレータと、
   前記ステータコアの前記側面に対して、前記インシュレータを間に介して巻き付けられた線状のコイルと、
   を備え、
   前記コイルは、
   前記線状のコイルの一方端に第１コイル端部を有し、前記線状のコイルの他方端に第２コイル端部を有し、
   前記インシュレータは、
   前記ステータコアの前記側面を覆う中央部材と、
   前記中央部材の前記軸方向の外方に接続する外側部材と、を備え、
   前記外側部材は、前記中央部材と前記外側部材とが並ぶ方向を厚み方向として、前記厚み方向に延びる第１凹部および第２凹部を有し、
   前記第１コイル端部は、前記第１凹部に挿通し、
   前記第２コイル端部は、前記第２凹部に挿通しており、
   前記外側部材は、前記中央部材側と反対側の外端面を有し、
   前記外端面は、
   前記第１凹部の露出する位置を含み、前記外側部材の前記厚み方向に直交する幅方向の一方端の側の第１領域と、
   前記第２凹部の露出する位置を含み、前記外側部材の前記厚み方向に直交する幅方向の他方端の側の第２領域と、
   前記幅方向において、前記第１領域と前記第２領域との間の中央領域と、を有し、
   前記第１領域は、
   前記一方端側の端が前記中央領域側の端よりもステータの内側となるように、前記中央領域に対して傾斜した平面状であり、
   前記第２領域は、
   前記他方端側の端が前記中央領域側の端よりも前記ステータの内側となるように、前記中央領域に対して傾斜した平面状である、
   ステータ。
2. 前記第１凹部は、前記一方端に配置され、
   前記第２凹部は、前記他方端に配置されている、
   請求項１に記載のステータ。
3. 前記外側部材は、前記外端面に直交し、前記外側部材の幅方向の一方端を形成する第１側面を有し、
   前記第１凹部は、前記中央部材側の第１端部と、前記外端面側の第２端部とを有し、
   前記第２端部は、前記第１端部よりも前記第１側面に近接するように配置されている、
   請求項２に記載のステータ。
4. 前記外側部材は、前記幅方向において前記第１側面と反対側で、前記外端面に直交する第２側面を有し、
   前記第２凹部は、前記中央部材側の第３端部と、前記外端面側の第４端部とを有し、
   前記第４端部は、前記第３端部よりも前記第２側面に近接するように配置されている、
   請求項３に記載のステータ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のステータを複数備え、
   前記複数のステータは、環状に配置され、
   前記複数のステータにおける隣り合う第１のステータと第２のステータは、
   前記第１のステータの前記外側部材の幅方向の一方端と、前記第２のステータの前記外側部材の幅方向の他方端とは、対向して近接している、
   ステータアッセンブリ。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のステータを複数備え、
   前記複数のステータは、環状に配置され、
   前記複数のステータにおける隣り合う第１のステータと第２のステータは、
   前記第１のステータの前記外側部材の幅方向の一方端と、前記第２のステータの前記外側部材の幅方向の他方端とは、対向して近接しており、
   前記第１のステータの前記第１領域と、前記第２のステータの前記第２領域とは、面一である、
   ステータアッセンブリ。
7. 請求項５または請求項６に記載のステータアッセンブリと、
   前記ステータアッセンブリの中央の開口に配置され、開口面に直交する軸を有するロータ部材と、
   前記ステータアッセンブリに対して、前記ロータ部材の軸の延びる方向に沿って近接して配置されたバスバーと、
   を備え、
   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、前記第１コイル端部および前記第２コイル端部に接続する板状の接続端子と、
   を備え、
   前記接続端子は、
   前記第１のステータと前記第２のステータが近接して対向する部分に重ねて配置され、
   前記第１凹部および第２凹部に近接し、前記接続端子を厚み方向に貫通する接続端子用凹部を有し、
   前記第１コイル端部および前記第２コイル端部は、前記接続端子用凹部に挿通している、
   電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。
8. 前記バスバーの接続端子は、
   前記外側部材の前記第１領域の平面状の外面の外側で固定され、
   または、前記外側部材の前記第２領域の平面状の外面の外側で固定される、
   請求項７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。
9. 前記接続端子は、
   前記ベース部に接続し、前記ベース部と平行な主面を有する第１部分と、
   前記第１部分に接続し、前記第１部分の主面に直交する主面を有する第２部分と、を備え、
   前記第２部分の主面は、隣接する前記外側部材の外端面に平行である、
   請求項７または請求項８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。

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