WO2018135087A1 - コイルとバスバーとの接続構造、及びそれを有するモータ - Google Patents

コイルとバスバーとの接続構造、及びそれを有するモータ Download PDF

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WO2018135087A1
WO2018135087A1 PCT/JP2017/039708 JP2017039708W WO2018135087A1 WO 2018135087 A1 WO2018135087 A1 WO 2018135087A1 JP 2017039708 W JP2017039708 W JP 2017039708W WO 2018135087 A1 WO2018135087 A1 WO 2018135087A1
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WO
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coil
bus bar
connection structure
portions
motor
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PCT/JP2017/039708
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菱田　光起
弘和 山内
祐一 吉川
慶一郎 額田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • connection structure between a coil and a bus bar attached to a stator of a motor, and a motor having the connection structure.
  • Patent Document 1 As a technique for improving the space factor of the coil, a configuration in which a cast coil using a copper material is arranged in a slot has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a current is often supplied from a power source to the coil through a conductive member called a bus bar.
  • a bus bar is used to collectively supply current to the coils of each phase.
  • the coil is formed by winding a copper wire with an insulating coating and a circular cross section
  • the bus bar is formed by combining plate members.
  • the coil lead-out portion and the bus bar lead-out portion are joined by a joining process such as fusing, and the two are connected.
  • the coil and the bus bar have greatly different shapes and joint widths, it is difficult to stably fix them in the joining process. This has complicated the joining process.
  • the contact surface with the bus bar is in contact with only the periphery of the combined coils.
  • the contact object and the contact shape are different depending on the place, which tends to be complicated. Due to this, there is a possibility that poor connection occurs between the two.
  • the coil has a shape formed by winding a wire having a rectangular cross section as disclosed in Patent Document 1, the above problem may be avoided.
  • several problems may occur. For example, if the spatial density of the connection point between the coil and the bus bar increases due to the relationship between the motor size and the number of slots, it may be difficult to move the fusing nozzle for pressurization and heating to the connection point. .
  • An object of the present invention is to provide a structure capable of stably connecting a motor coil and a bus bar.
  • the leading ends of the coil and bus bar lead portions are stepped portions, or one is a convex portion and the other is a concave portion, and the leading ends of the lead portions are joined to each other.
  • connection structure between the coil and the bus bar is a connection structure between the coil and the bus bar attached to the stator of the motor, and each of the coil and the bus bar has a lead portion.
  • At least one tip portion of the drawer portion is provided with a step portion having a side surface extending substantially parallel to the longitudinal direction of the drawer portion by cutting out a corner portion of the tip portion in a step shape.
  • the coil and the bus bar are connected in a state in which the side surface of the stepped portion of one drawer portion is in contact with the other drawer portion.
  • connection structure of another coil and bus bar of the present disclosure is a connection structure of a coil and a bus bar attached to a stator of a motor, and each of the coil and the bus bar has a lead portion.
  • a convex portion extending in the longitudinal direction of the lead portion is provided at one end of the lead portion of the coil and the lead portion of the bus bar, and a concave portion into which the convex portion can be fitted is provided at the other end.
  • the coil and the bus bar are connected in a state where the convex portion is fitted in the concave portion.
  • connection structure of the coil and the bus bar of the present disclosure is a connection structure of a coil and a bus bar attached to the stator of the motor, and each of the coil and the bus bar has a lead portion.
  • Each of the leading portions has a wide portion including a base portion and a protruding portion protruding laterally from the base portion at the tip. The coil and the bus bar are connected in a state where the wide portion is overlapped with the protruding portions in contact with each other.
  • the motor according to the present disclosure includes a shaft, a rotor provided in contact with the outer periphery of the shaft, and a stator disposed at a certain distance from the rotor outside the rotor.
  • the stator includes a substantially annular stator core, a plurality of teeth provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core, slots provided between the teeth, and a slot mounted on the teeth.
  • a bus bar electrically connected to the coil. At least one of the connection portions between the coil and the bus bar has the connection structure described above.
  • This configuration makes it possible to realize a highly reliable motor with few connection failures by stably connecting the coil and the bus bar.
  • the coil and the bus bar can be stably connected, and a highly reliable motor with few connection failures can be realized.
  • FIG. 3 is a top view of the motor according to the first embodiment.
  • 1 is a side view of a motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1C-1C ′ in FIG. 1B.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a U-phase coil molded body in which a motor coil and a bus bar according to Embodiment 1 are integrated.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a connection body between a V-phase coil molded body and a bus bar of the motor according to the first embodiment.
  • 2 is a perspective view showing a connection body between a W-phase coil molded body and a bus bar of the motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a side view of a motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1C-1C ′ in FIG. 1B.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a U-phase coil molded body
  • FIG. 1 It is a perspective view which combined the U, V, and W phase coil molding of the motor concerning Embodiment 1, and a bus bar.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection structure of the coil and bus bar of the motor which concern on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the connection method of the coil and bus bar of the motor which concern on Embodiment 1.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 1, and a bus bar.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional schematic diagram which shows another example of the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 1, and a bus bar.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional schematic diagram which shows another example of the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 1, and a bus bar. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 2, and a bus bar. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 2, and a bus bar. It is a figure explaining the connection method of the coil and bus bar of the motor which concern on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional schematic diagram which shows another example of the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 1, and a bus bar. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection structure of the coil of the motor which concerns on the modification 2, and a bus bar. It is a figure explaining the connection method of the coil and bus bar of the motor which concern on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional schematic diagram which shows another example of the connection structure
  • FIG. 1A is a top view of the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a side view of the motor according to the first embodiment.
  • 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C ′ in FIG. 1B. In addition, in FIG. 1C, only the cross section of the principal part is shown by hatching.
  • the motor 1 includes a rotor 3, a shaft 2, a stator 4, coils U11 to U41, V12 to V42, W11 to W41, and bus bars 51 to 54 inside a cover case (not shown). Yes.
  • the longitudinal direction of the shaft 2 (direction perpendicular to the paper surface) is referred to as the Z-axis direction.
  • directions orthogonal to this are referred to as an X-axis direction and a Y-axis direction.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.
  • “Integral” or “integrated” means that multiple parts are not only mechanically connected by bolting or caulking, but also by material bonding such as covalent bonding, ionic bonding, metal bonding, etc. Is an object that is electrically connected, or a state in which one part is electrically connected after the whole part is material-bonded by melting or the like.
  • the rotor 3 is provided in contact with the outer periphery of the shaft 2.
  • the rotor 3 includes magnets 31 that are opposed to the stator 4 and in which N poles and S poles are alternately arranged along the outer circumferential direction of the shaft 2.
  • a neodymium magnet is used as the magnet 31 used in the rotor 3, but the material, shape, and material of the magnet 31 can be appropriately changed according to the output of the motor and the like.
  • the stator 4 includes a substantially annular stator core 41, a plurality of teeth 42 provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core 41, and slots 43 provided between the teeth 42. .
  • the stator 4 is disposed outside the rotor 3 with a certain distance from the rotor 3 when viewed from the Z-axis direction.
  • the stator core 41 is formed by, for example, punching after laminating electromagnetic steel sheets containing silicon or the like.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 is 10 in total, that is, 5 N poles and 5 S poles facing the stator 4.
  • the number of slots 43 is twelve.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 and the number of slots 43 are not particularly limited to these, and can be applied to other combinations of the number of magnetic poles and the number of slots.
  • the stator 4 has 12 coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41.
  • Each of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 is attached to the corresponding tooth 42 and disposed in each slot 43 as viewed from the Z-axis direction. That is, the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 are concentrated with respect to the teeth 42. Further, the coils U11 to U41 are integrated with or connected to the bus bar 51, the coils V12 to V42 are integrated with the bus bar 52, and the coils W11 to W41 are integrated with the bus bar 53, respectively.
  • the first letter represents each phase of the motor 1 (in this embodiment, U phase, V phase, W phase).
  • the second letter represents the sequence of coils in the same phase.
  • the third character represents the winding direction of the coil, and in this embodiment, 1 is the clockwise direction and 2 is the counterclockwise direction. Therefore, the coil U11 indicates that the U-phase arrangement order is the first coil and the winding direction is the clockwise direction.
  • Coil V42 is the fourth coil in the V-phase arrangement order, and represents that the winding direction is the counterclockwise direction. Note that “clockwise” means clockwise when viewed from the center of the motor 1, and “counterclockwise” means counterclockwise when viewed from the center of the motor 1.
  • the coils U11 and U41 are U-phase coils, and the coils U22 and U32 are U-bar coils (the direction of the generated magnetic field is opposite to that of the U-phase coil). However, in the following description, unless otherwise specified, they are collectively referred to as U-phase coils. Similarly, the coils V12 to V42 and the coils W11 to W41 are collectively referred to as a V-phase coil and a W-phase coil, respectively.
  • FIG. 5 is a perspective view in which the U, V, W phase coil molded body 64 of the motor according to the first embodiment and the bus bar are combined. As shown in FIG. 5, it is possible to integrate the coil molded body 64 of each phase with the bus bars 51-54. However, the shape becomes complicated, and it may be difficult to form an integral structure of the coil and the bus bar. Further, in the process of assembling the coils V12 to W41 to the stator 4, the assembly positioning margin may be reduced.
  • the coil molded body 61 (see FIG. 2) in which the coils U11 to U41 and the bus bars 51 and 54 are integrated or connected is used.
  • a coil molded body 62a (see FIG. 3) in which a pair of adjacent coils V12 and V21 are integrated and a coil molded body 62b (see FIG. 3) in which another set of adjacent coils V31 and V42 are integrated. 3)
  • a coil molded body 64 shown in FIG. 5 is an aligned body of coil molded bodies 61 to 63 of each phase of U, V, and W phases.
  • each coil group and the bus bar is not limited to the above, and it goes without saying that it can be appropriately changed depending on the specifications of the motor 1, the performance of the stator 4 or the coil assembly equipment, and the like. .
  • FIG. 2 is a perspective view showing a U-phase coil molding in which the motor coil and the bus bar according to the first embodiment are integrated.
  • coils U11 to U41 and bus bars 51 and 54 are integrated to form a coil molded body 61.
  • the side where the bus bar 51 is disposed in the coil molded body 61 may be referred to as “upward” and the opposite side as “downward”.
  • the bus bar 51 has a substantially semi-annular shape when viewed from the Z-axis direction. Both ends of the bus bar 51 are integrated with the lead portions U11a and U32a of the coils U11 and U32.
  • the lead-out portion 51b of the bus bar 51 is electrically connected to a power source (U phase; not shown).
  • the bus bar 54 is a substantially annular plate-like member as viewed from the Z-axis direction, and is provided with a plurality of drawer portions 54a.
  • the lead portions U22a and U41a of the coils U22 and U41 are integrated with the lead portions 54a and 54a of the bus bar 54, respectively.
  • the pair of coils U11 and U22 are directly integrated without the bus bars 51 and 54 interposed therebetween.
  • Another set of coils U32 and U41 is also directly integrated in the same manner as the coils U11 and U22.
  • current is passed through the coils U11 to U41, the winding directions of the coil U11 and the coil U22 are opposite to each other, so that the directions of the generated magnetic fluxes are opposite to each other.
  • the directions of the magnetic fluxes generated in the coils U32 and U41 are opposite to each other.
  • the coils U11 to U41 and the bus bars 51 and 54 are all made of a copper material.
  • the coils U11 to U41 are made of a copper wire having a rectangular cross section.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a connection body (coil molded body 62) between the V-phase coil molded bodies 62a and 62b and the bus bar 52 of the motor according to the first embodiment.
  • the bus bar 52 is a substantially semi-annular plate-like member as viewed from the Z-axis direction. Both ends of the bus bar 52 are connected to the lead portions V12a and V31a of the coils V12 and V31, respectively.
  • the lead-out part 52b of the bus bar 52 is electrically connected to a power source (V phase; not shown).
  • a pair of adjacent coils V12 and V21 are directly integrated, for example, like the coils U11 and U22.
  • another set of adjacent coils V31 and V42 is also directly integrated.
  • the coils V12 to V42 and the bus bar 52 are all made of copper.
  • the coils V12 to V42 are made of a copper wire having a rectangular cross section.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a connection body (coil molded body 63) between the W-phase coil molded bodies 63a and 63b and the bus bar 53 of the motor according to the first embodiment.
  • the bus bar 53 is a substantially semi-annular plate-like member as viewed from the Z-axis direction. Both ends of the bus bar 53 are connected to the lead portions W11a and W32a of the coils W11 and W32, respectively.
  • the lead-out portion 53b of the bus bar 53 is electrically connected to a power source (W phase; not shown).
  • W phase power source
  • a pair of adjacent coils W11 and W22 are integrated in the same manner as the coils U11 and U22, for example.
  • Another set of adjacent coils W32 and W41 are also integrated in the same manner.
  • the coils W11 to W41 and the bus bar 53 are all made of a copper material.
  • the coils W11 to W41 are made of a copper wire having a rectangular cross section.
  • FIG. 5 is a perspective view in which the U, V, W phase coil molded body of the motor according to the first embodiment and a bus bar are combined.
  • the coil molded body 64 is an alignment body of the coil molded bodies 61 to 63 of each phase.
  • the bus bar 54 is a substantially annular plate-like member as viewed from the Z-axis direction.
  • the bus bar 54 is provided with a plurality of drawer portions 54a.
  • the respective lead portions (not shown) of the coils U22, U41, V21, V42, W22, W41 are integrated or connected to the lead portion 54a of the bus bar 54, respectively.
  • the potential of the bus bar 54 corresponds to the neutral point potential of the motor 1.
  • the lead-out portions 51a to 54a of the bus bars 51 to 54 are conductive members having a rectangular cross section provided extending from the bus bars 51 to 54, respectively.
  • the cross-section is not limited to a rectangular shape at the leading end of each drawer portion to be described later.
  • connection between the V-phase coils V12 to V42 and the bus bars 52 and 54 and the connection between the W-phase coils W11 to W41 and the bus bars 53 and 54 are performed through a fusing process.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a connection structure between the motor coil and the bus bar according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of connecting the motor coil and the bus bar according to the first embodiment.
  • the lead-out portions V12a and 52a have base portions 70 and 80, respectively, and further have step portions 100 and 110 at the tips of the base portions 70 and 80, respectively.
  • the step portions 100 and 110 are obtained by cutting out the corners of the tip in a step shape.
  • the side surfaces 101 and 111 of the stepped portions 100 and 110 are joined in contact with each other, and a joining surface 90 is formed.
  • the side surfaces 101 and 111 are set to be parallel to the longitudinal direction of the lead-out portions V12a and 52a (in the present embodiment, the Z-axis direction).
  • the leading end surfaces 102 and 112 of the lead portions V12a and 52a and the bottom surfaces 103 and 113 of the step portions 100 and 110 are respectively provided continuously to the side surfaces 101 and 111, and are orthogonal to the longitudinal direction of the lead portions V12a and 52a. Like to do.
  • the front end surface 112 provided on the bus bar 52 is in contact with the bottom surface 103 of the stepped portion 100 provided on the coil V12.
  • the bottom surface 113 of the stepped portion 110 provided on the bus bar 52 is in contact with the tip surface 102 provided on the coil V12.
  • Parallel and “orthogonal” include the processing tolerance of the coil V12 or the bus bar 52, the assembly tolerance of both, and the assembly tolerance of the coil V12 and the bus bar 52 to the stator 4 and are referred to as “parallel” and “orthogonal”. This is the same as in the following description.
  • the stepped portion 110 provided in the busbar 52 and the stepped portion 100 provided in the coil V12 are engaged with each other, and the side surfaces 101 and 111 of the stepped portions 100 and 110 are connected to each other. Make contact.
  • the two fusing nozzles 200 are moved from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead-out portions V12a and 52a, and the connecting portions of the lead-out portions V12a and 52a are brought into contact with each other and pressed.
  • the energization of the fusing nozzle 200 is performed to heat the connecting portions of the lead-out portions V12a and 52a, and the side surfaces 101 and 111 are joined to each other.
  • the force from the fusing nozzle 200 can be applied without loss to the side surfaces 101 and 111 provided in the direction orthogonal to the moving direction of the fusing nozzle 200.
  • the contact surfaces of the side surfaces 101 and 111 can be reliably joined.
  • the coil V12 and the bus bar 52 can be connected stably and reliably, and poor connection can be reduced.
  • the motor 1 often generates vibrations in each member due to its rotational movement. If the mechanical strength of the connection portion between the members is low, there is a possibility that connection failure may occur due to long-term use of the motor 1.
  • the mechanical strength of the connection portion can be increased and the reliability can be improved.
  • the lead-out portion V12a also has a rectangular cross section except for the step portion 100.
  • the drawer portion 52a of the bus bar 52 also has a rectangular cross section except for the step portion 110. For this reason, even when the step portions 100 and 110 are provided in both, the engagement is easy. It is also easy to prevent the contact surface from floating by making the side surfaces 101 and 111 parallel to each other.
  • the coils V12 to W41 and the bus bars 52 to 54 are connected at a plurality of locations. Some of them are located at the same height when viewed from the Z-axis direction. However, the height of the connecting portion may not actually be uniform due to a processing tolerance of the lead-out portion or the stepped portion or an assembly tolerance when the coils V12 to W41 are mounted on the stator 4. In such a case, for example, at least one of the front end surface 112 of the bus bar 52 and the bottom surface 103 of the stepped portion 100 and the bottom surface 113 of the stepped portion 110 and the front end surface 102 of the lead-out portion V12a may not necessarily be in contact with each other. .
  • connection structure between the coil and the bus bar is a connection structure between the coil and the bus bar attached to the stator 4 of the motor 1, and the coil and the bus bar each have the lead portions V12a and 52a.
  • At least one tip portion of the lead portion V12a is provided with a step portion 100 having a side surface 101 extending substantially parallel to the longitudinal direction of the lead portion V12a by cutting out the corner portion of the tip portion in a step shape.
  • the coil and the bus bar are connected in a state where the side surface 101 of the stepped portion 100 of the one lead portion V12a is in contact with the other lead portion 52a.
  • a stepped portion 100 having side surfaces 101 and 111 extending substantially parallel to the longitudinal direction of the leading portion by cutting out the corners of the leading end portion in a stepped shape at the leading end of each of the leading portions V12a and 52a. 110 may be provided.
  • the coil and the bus bar may be connected in a state where the side surfaces 101 and 111 of the stepped portions 100 and 110 are in contact with each other.
  • each of the lead portions V12a and 52a has bottom surfaces 103 and 113 that are continuous with the side surfaces 101 and 111 in the stepped portions 100 and 110, and tip surfaces 102 and 112 that are portions other than the stepped portion in the tip portion. May be.
  • the bottom surfaces 103 and 113 and the front end surfaces 102 and 112 may be provided so as to be substantially orthogonal to the longitudinal direction of the lead portions V12a and 52a.
  • a predetermined interval may be provided between the front end surface 102 of one drawer portion V12a and the bottom surface 113 of the other drawer portion 52a.
  • the coil is made of a kind of metal wire selected from copper, aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, and SUS having a rectangular cross section, and the coil lead-out portion V12a may be a part of the wire.
  • the bus bar may be a plate-like member, and the lead-out portion 52a of the bus bar may be a conductive member having a rectangular cross section provided so as to extend from the plate-like member.
  • the motor 1 includes a shaft 2, a rotor 3 provided in contact with the outer periphery of the shaft 2 inside the cover case, and a rotor 3 spaced apart from the rotor 3 at a certain interval.
  • the stator 4 is arranged.
  • the stator 4 includes a substantially annular stator core 41, a plurality of teeth 42 provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core 41, slots 43 provided between the teeth 42, and teeth 42.
  • a coil disposed in the slot 43 in a mounted state and a bus bar electrically connected to the coil. At least one of the connection portions between the coil and the bus bar has the connection structure described above.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing a connection structure between a coil of a motor and a bus bar according to the first modification.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing another example of the connection structure between the coil of the motor and the bus bar according to the first modification.
  • FIG. 8C is a schematic cross-sectional view showing still another example of the connection structure between the coil of the motor and the bus bar according to the first modification.
  • the convex part 120 is provided in the front-end
  • a recess 130 is provided at the tip of the drawer 52a.
  • the side surface of the convex portion 120 and the inner side surface of the concave portion 130 are parallel to the longitudinal direction of the lead portions V12a and 52a.
  • tip part of the convex part 120 and the bottom part of the recessed part 130 are orthogonally crossed with the longitudinal direction of drawer
  • the convex portion 120 may be provided at the tip of the lead portion 52a, and the concave portion 130 may be provided at the tip of the lead portion V12a.
  • the same effect as the structure shown in FIG. 8A can be obtained.
  • FIG. 8C it is good also considering the convex part 120 and the recessed part 130 as a triangle shape in a cross section.
  • the tip shapes of the convex portion 120 and the concave portion 130 can be appropriately changed according to the processing tolerance of the lead-out portions V12a and 52a, the mechanical stability when the both are fitted, or the like.
  • the convex portion 120 extends in the longitudinal direction of the lead-out portion V12a or 52a, and the shape thereof is an n-prism (n is a natural number of 3 or more), and the concave portion 130 is a shape that can be fitted to the convex portion 120. It is preferable. By forming the convex portion 120 in such a shape, a plurality of bonding surfaces 90 can be reliably formed, and the connection between the coil V12 and the bus bar 52 is further stabilized.
  • the tip of the convex part 120 and the bottom part of the concave part 130 do not have to be in contact with each other.
  • a support surface 91 as shown in FIG. 7 is formed, and the mechanical strength of the connection portion is increased.
  • connection structure between the coil and the bus bar according to the first modification is a connection structure between the coil and the bus bar attached to the stator of the motor, and the coil and the bus bar have the lead portions V12a and 52a, respectively.
  • a convex portion 120 extending in the longitudinal direction of the lead portion V12a is provided at one end of the coil lead portion V12a and the bus bar lead portion 52a, and a concave portion 130 into which the convex portion 120 can be fitted is provided at the other end. It has been.
  • the coil and the bus bar are connected in a state where the convex portion 120 is fitted in the concave portion 130.
  • the shape may be an n-prism (n is a natural number of 3 or more) extending in the longitudinal direction of the coil or bus bar lead-out portions V12a and 52a.
  • the side surface of the convex portion 120 and the inner side surface of the concave portion 130 may be provided in parallel with the longitudinal direction of the lead portions 52a and V12a.
  • the coil and the bus bar may be connected in a state where the side surface of the convex portion 120 and the inner side surface of the concave portion 130 are in contact with each other.
  • a predetermined interval may be provided between the tip portion of the convex portion 120 and the bottom portion of the concave portion.
  • Modification 2 9A and 9B are schematic cross-sectional views illustrating a connection structure between a coil of a motor and a bus bar according to the second modification. These are views of the same connecting portion viewed from different directions.
  • the coil V12 and the bus bar 52 may be connected in a state where they intersect, for example, in a state where the two lead portions V12a and 52a are orthogonal to each other.
  • the effect of improving the mechanical strength by the support surface 91 is smaller than that of the structure shown in FIG.
  • the force from the fusing nozzle 200 can be applied to the bonding surface 90 without loss. Therefore, the coil V12 and the bus bar 52 can be reliably joined.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a method of connecting the motor coil and the bus bar according to the second embodiment.
  • the difference between the configuration shown in this embodiment and the configuration shown in Embodiment 1 is the position where the bonding surface 90 is provided.
  • the joint surface 90 is formed in a region where the base portions 70 and 80 of the lead portions V12a and 52a overlap.
  • wide portions 140 and 150 are provided instead of the stepped portions 100 and 110 at the leading ends of the lead-out portions V12a and 52a.
  • a joining surface 90 is formed in a portion of the wide portions 140 and 150 where the base portions 70 and 80 do not overlap, that is, a portion protruding laterally from the base portions 70 and 80.
  • connection method between the motor coil and the bus bar according to the present embodiment will be described in further detail.
  • the facing surfaces of the wide portions 140 and 150 are brought into contact with each other in a state where the wide portion 150 provided on the bus bar 52 and the wide portion 140 provided on the coil V12 are opposed to each other.
  • Two fusing nozzles (not shown) are moved from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead-out portions V12a and 52a so that the portions of the wide portions 140 and 150 that protrude laterally from the base portions 70 and 80 are sandwiched from both sides. Contact and pressurize.
  • the fusing nozzle is brought into contact with the portions of the wide portions 140 and 150 that protrude laterally from the base portions 70 and 80 of the drawer portions V12a and 52a, Can be pressurized.
  • connection portions between the coil and the bus bar there may be a case where the fusing nozzle cannot secure a space for sandwiching the connection portions from both sides and applying pressure.
  • the location where the fusing nozzle is inserted can be shifted by applying the structure shown in the present embodiment. Therefore, it is possible to secure a space for joining.
  • the force from the fusing nozzle can be applied without loss. Therefore, the contact surfaces of the wide portions 140 and 150 can be reliably joined. As a result, the coil V12 and the bus bar 52 can be connected stably and reliably. Therefore, connection failure can be reduced.
  • connection structure between the coil and the bus bar is a connection structure between the coil and the bus bar that is attached to the stator of the motor, and the coil and the bus bar have the lead portions V12a and 52a, respectively.
  • the lead-out portions V12a and 52a respectively have wide portions 140 and 150 each having a base portion 70 and 80 and a protruding portion protruding laterally from the base portions 70 and 80 at the tip.
  • the coil and the bus bar are connected in a state where the wide portions 140 and 150 are overlapped with the protruding portions in contact with each other.
  • the coil and the bus bar when connecting the coil and the bus bar, a force required for the connection can be applied to the opposing surfaces of the wide portions 140 and 150 in contact with each other. Therefore, the coil and the bus bar can be connected stably and reliably. Further, by providing the joining surface 90 at a position away from the base portions 70 and 80, it becomes easy to secure a space for inserting a jig such as a fusing nozzle used for joining.
  • connection structure between the coil V12 and the bus bar 52 has been described as an example. However, it goes without saying that the above-described structure and connection method can also be applied to the connection between another coil and another bus bar.
  • Embodiments 1 and 2 an example in which fusing is used to connect the lead-out portions V12a and 52a has been described.
  • the present invention is not limited to this, and it can also be applied to a joining process using resistance welding machines, ultrasonic equipment, and high-frequency induction heating.
  • the space factor of the coil in the slot 43 can be improved and the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • tip part of a coil with a rectangular cross section can be used as a drawer part as it is. Therefore, the process of forming or attaching the drawer portion can be omitted.
  • the coils U11 to U41, V12 to V42, W11 to W41, and the bus bars 51 to 54 are all made of a copper material.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and other metal materials such as aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, and SUS (Steel Use Stainless) may be used.
  • connection structure between the motor coil and the bus bar according to the present disclosure reduces motor connection failures. Therefore, it is useful for realizing a highly reliable motor.

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Abstract

モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部を有する。引き出し部の少なくとも一方の先端部には、先端部の角部を段差状に切り欠くことで、引き出し部の長手方向と実質的に平行に延びる側面を有する段差部が設けられる。一方の引き出し部の段差部の側面が他方の引き出し部に当接した状態で、コイルとバスバーとが接続されている。

Description

コイルとバスバーとの接続構造、及びそれを有するモータ
　ここに開示する技術は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造、及びそれを有するモータに関する。
　近年、産業、車載用途で、モータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
　モータの効率向上手法の一つとして、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。
　コイルの占積率を向上させる手法として、銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
　一般に、モータのコイルに電流を供給するために、バスバーと呼ばれる導電部材を介して、電源からコイルに電流が供給されることが多い。例えば、１２スロットの３相モータにおいて、各相のコイルに電流を一括供給するためにバスバーが用いられる。
　通常、コイルは絶縁被覆がなされた、断面が円形の銅線材を巻回してなり、バスバーは板状部材を組み合わせてなる形状である。この場合に、コイルの引き出し部とバスバーの引き出し部とをヒュージング等の接合処理により、接合して両者を接続する。
　しかし、コイルとバスバーとでは、形状及び接合部の幅が大きく異なるため、接合工程において、両者を安定して固定することが難しい。そのために接合プロセスが複雑となっていた。特に、コイルが複数になった場合、コイルは纏めて一つにしたとしても、バスバーとの接触面は一纏りとなったコイル周辺とのみ接する。一方で、１つに纏まったコイルの真ん中では、バスバーと接触しない部分が生じるなど、場所によって接触物、及び、接触形状が異なり、複雑になりやすい。このことに起因して、両者間で接続不良が生じるおそれがあった。
　一方、特許文献１に開示されたような、断面矩形状の線材を巻回してなる形状のコイルであれば、上記の問題を回避できる可能性がある。しかし、この場合においてもいくつかの問題が生じる可能性がある。例えば、モータのサイズとスロット数との関係で、コイルとバスバーとの接続箇所の空間密度が高くなった場合、加圧及び加熱用のヒュージングノズルを接続箇所に移動させるのが難しくなったりする。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
　ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものである。その目的は、モータのコイルとバスバーとを安定して接続できる構造を提供することにある。
　上記の目的を達成するために、ここに開示する技術では、コイル及びバスバーの引き出し部の先端を互いに段差部、あるいは一方を凸部、他方を凹部とし、互いの引き出し部の先端同士を接合して接続構造を得るようにした。
　具体的には、本開示のコイルとバスバーとの接続構造は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部を有する。引き出し部の少なくとも一方の先端部には、先端部の角部を段差状に切り欠くことで、引き出し部の長手方向と実質的に平行に延びる側面を有する段差部が設けられる。一方の引き出し部の段差部の側面が他方の引き出し部に当接した状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　この構成によれば、コイルとバスバーとの接続にあたって、一方の引き出し部の段差部の側面を他方の引き出し部に当接させる際に、両者を十分に加圧することができ、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。
　本開示の別のコイルとバスバーとの接続構造は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部を有する。コイルの引き出し部及びバスバーの引き出し部の一方の先端には、引き出し部の長手方向に延びる凸部が、他方の先端には、凸部が嵌合可能な凹部がそれぞれ設けられている。凸部が凹部に嵌合された状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　この構成によれば、コイルとバスバーとの接続にあたって、凸部と凹部とが接触する側面に対し、接続に要する力を加えることができる。また、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。さらに、接触面が複数あるため、コイルとバスバーとの接続が安定する。
　本開示のさらなる別のコイルとバスバーとの接続構造は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部を有する。引き出し部は、基部と基部から側方に突出する突出部とを備えた幅広部をそれぞれ先端に有する。幅広部が突出部同士を当接させて重ねられた状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　この構成によれば、コイルとバスバーとの接続にあたって、両者が接触する幅広部の対向面に対し、接続に要する力を加えることができる。よって、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。また、接合面を基部から離れた位置に設けることで、接合に用いられるヒュージングノズルなどの治具を挿入するスペースを確保することが容易となる。
　本開示のモータは、カバーケースの内部に、シャフトと、シャフトの外周に接して設けられたロータと、ロータの外側に、ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータとを有する。ステータは、実質的に円環形状のステータコアと、ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、ティースに装着された状態で、スロット内に配置されているコイルと、コイルと電気的に接続されたバスバーと、を有する。コイルとバスバーとの接続部の少なくとも一つは、上記の接続構造を有する。
　この構成によれば、コイルとバスバーとが安定に接続することで、接続不良の少ない高信頼性のモータを実現できる。
　本開示によれば、コイルとバスバーとの接続を安定して行うことができ、接続不良の少ない高信頼性のモータを実現できる。
実施形態１に係るモータの上面図である。 実施形態１に係るモータの側面図である。 図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ’線での断面図である。 実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとが一体化されたＵ相のコイル成形体を示す斜視図である。 実施形態１に係るモータのＶ相のコイル成形体とバスバーとの接続体を示す斜視図である。 実施形態１に係るモータのＷ相のコイル成形体とバスバーとの接続体を示す斜視図である。 実施形態１に係るモータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイル成形体とバスバーとを組み合わせた斜視図である。 実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。 実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとの接続方法を説明する図である。 変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。 変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造の別の例を示す断面模式図である。 変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造のさらなる別の例を示す断面模式図である。 変形例２に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。 変形例２に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。 実施形態２に係るモータのコイルとバスバーとの接続方法を説明する図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態１）
　（モータ構造）
　図１Ａは、実施形態１に係るモータの上面図である。図１Ｂは、実施形態１に係るモータの側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ’線での断面図である。なお、図１Ｃにおいては、要部の断面のみをハッチングで示す。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、ロータ３と、シャフト２と、ステータ４と、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１と、バスバー５１～５４と、を備えている。
　以降の説明において、図１Ａに示すように、シャフト２の長手方向（紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼ぶ。図１Ａに示すように、これに直交する方向（紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
　「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけではなく、共有結合、イオン結合、金属結合などの材料接合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料接合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
　ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１として、ネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
　ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されている。
　ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
　本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれらに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用できる。
　ステータ４は１２個のコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１を有している。コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、各スロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１～Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２～Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１～Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化または接続されて配置されている。
　ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、「時計回り」とは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
　厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２～Ｖ４２及びコイルＷ１１～Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
　図５は、実施形態１に係るモータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイル成形体６４とバスバーとを組み合わせた斜視図である。図５に示すように、各相のコイル成形体６４をバスバー５１～５４と一体化することは可能ではある。しかし、形状が複雑になり、コイルとバスバーとの一体構造を形成するのが難しくなる場合がある。また、ステータ４へのコイルＶ１２～Ｗ４１の組立工程において、組立の位置合わせ余裕度が小さくなることもありうる。
　よって、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルについては、コイルＵ１１～Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体化または接続されたコイル成形体６１（図２を参照）とし、Ｖ相については、隣り合う一組のコイルＶ１２，Ｖ２１が一体化したコイル成形体６２ａ（図３を参照）と、隣り合う別の一組のコイルＶ３１，Ｖ４２とが一体化したコイル成形体６２ｂ（図３を参照）の２種類とし、Ｗ相についても、Ｖ相と同様に２種類の一体化したコイルが準備されているものとする。なお、図５に示すコイル成形体６４は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相のコイル成形体６１～６３の整列体である。
　なお、各コイル群とバスバーとの一体化構造のバリエーションは、上記に限定されるものではなく、モータ１の仕様、ステータ４、またはコイルの組立設備の性能等によって適宜変更しうることは言うまでもない。
　（コイルとバスバーとの接続体）
　図２は、実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとが一体化されたＵ相のコイル成形体を示す斜視図である。図２において、コイルＵ１１～Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体化されて、コイル成形体６１が構成されている。以降の説明において、図２に示すように、Ｚ軸方向における、コイル成形体６１におけるバスバー５１が配置された側を「上方」、その反対側を「下方」と言うことがある。
　コイル成形体６１のうち、バスバー５１は、Ｚ軸方向から見て実質的な半円環状である。バスバー５１の両端部は、コイルＵ１１，Ｕ３２の引き出し部Ｕ１１ａ，Ｕ３２ａとそれぞれ一体化されている。また、バスバー５１の引き出し部５１ｂは、電源（Ｕ相；図示せず）に電気的に接続されている。
　バスバー５４は、Ｚ軸方向から見て実質的に円環状の板状部材であり、複数の引き出し部５４ａが設けられている。コイルＵ２２，Ｕ４１の引き出し部Ｕ２２ａ，Ｕ４１ａは、バスバー５４の引き出し部５４ａ，５４ａとそれぞれ一体化されている。
　一組のコイルＵ１１、Ｕ２２は、バスバー５１，５４を介さず、直接に一体化されている。別の一組のコイルＵ３２，Ｕ４１も、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に直接に一体化されている。コイルＵ１１～Ｕ４１に電流を流したとき、コイルＵ１１とコイルＵ２２とで巻回方向が反対であるため、発生する磁束の向きは互いに逆向きである。コイルＵ３２とコイルＵ４１も同様に、発生する磁束の向きは互いに逆向きである。
　また、コイルＵ１１～Ｕ４１及びバスバー５１，５４は、いずれも銅材でできている。コイルＵ１１～Ｕ４１は断面矩形状の銅製の線材からなる。
　図３は、実施形態１に係るモータのＶ相のコイル成形体６２ａ，６２ｂとバスバー５２との接続体（コイル成形体６２）を示す斜視図である。図３に示すように、バスバー５２は、Ｚ軸方向から見て実質的に半円環状の板状部材である。バスバー５２の両端部は、コイルＶ１２，Ｖ３１の引き出し部Ｖ１２ａ，Ｖ３１ａとそれぞれ接続されている。バスバー５２の引き出し部５２ｂは、電源（Ｖ相；図示せず）に電気的に接続されている。Ｖ相の４つのコイルのうち、隣り合う一組のコイルＶ１２，Ｖ２１が、例えば、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に直接に一体化されている。隣り合う別の一組のコイルＶ３１，Ｖ４２も同様に直接に一体化されている。
　コイルＶ１２～Ｖ４２及びバスバー５２は、いずれも銅材でできている。コイルＶ１２～Ｖ４２は、断面矩形状の銅製の線材からなる。
　図４は、実施形態１に係るモータのＷ相のコイル成形体６３ａ，６３ｂとバスバー５３との接続体（コイル成形体６３）を示す斜視図である。図４に示すように、バスバー５３は、Ｚ軸方向から見て実質的に半円環状の板状部材である。バスバー５３の両端部はそれぞれ、コイルＷ１１，Ｗ３２の引き出し部Ｗ１１ａ，Ｗ３２ａと接続されている。バスバー５３の引き出し部５３ｂは、電源（Ｗ相；図示せず）に電気的に接続されている。Ｗ相の４つのコイルのうち、隣り合う一組のコイルＷ１１，Ｗ２２が、例えば、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に一体化されている。隣り合う別の一組のコイルＷ３２，Ｗ４１も同様に一体化されている。
　コイルＷ１１～Ｗ４１及びバスバー５３は、いずれも銅材でできている。コイルＷ１１～Ｗ４１は、断面矩形状の銅製の線材からなる。
　図５は、実施形態１に係るモータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイル成形体とバスバーとを組み合わせた斜視図である。コイル成形体６４は、各相のコイル成形体６１～６３の整列体である。バスバー５４は、Ｚ軸方向から見て実質的に円環状の板状部材である。バスバー５４には、複数の引き出し部５４ａが設けられている。コイルＵ２２，Ｕ４１，Ｖ２１，Ｖ４２，Ｗ２２，Ｗ４１のそれぞれの引き出し部（図示せず）は、バスバー５４の引き出し部５４ａとそれぞれ一体化あるいは接続されている。バスバー５４の電位は、モータ１の中性点電位に対応している。
　バスバー５１～５４の引き出し部５１ａ～５４ａはそれぞれ、バスバー５１～５４から延びて設けられた断面矩形状の導電部材である。ただし、後述する各々の引き出し部の先端部については断面が矩形に限定されない。
　Ｖ相のコイルＶ１２～Ｖ４２とバスバー５２，５４との接続、及びＷ相のコイルＷ１１～Ｗ４１とバスバー５３，５４との接続は、ヒュージングによる接合工程を経て行われる。
　コイルＶ１２～Ｗ４１の引き出し部の先端及びバスバー５２～５４の引き出し部の先端を、以降に説明する形状とすることで、これらの接合工程を確実に行うことができる。
　（コイルとバスバーとの接続構造）
　図６は、実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。図７は、実施形態１に係るモータのコイルとバスバーとの接続方法を説明する図である。ここでは、コイルＶ１２の引き出し部Ｖ１２ａと、バスバー５２の一方の端部にあたる引き出し部５２ａとが接続された構造を例にとって説明する。引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａはそれぞれ、基部７０，８０を有し、さらに基部７０，８０の先端に段差部１００，１１０を有している。段差部１００，１１０は、先端の角部を段差状に切り欠くことによって得られる。段差部１００，１１０の側面１０１，１１１同士が接触した状態で接合され、接合面９０が形成されている。
　側面１０１，１１１は、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向（本実施形態ではＺ軸方向）と平行になるようにしている。また、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの先端面１０２，１１２、及び段差部１００，１１０の底面１０３，１１３はそれぞれ、側面１０１，１１１に連続して設けられるとともに、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と直交するようにしている。
　一方、バスバー５２に設けられた先端面１１２と、コイルＶ１２に設けられた段差部１００の底面１０３とが接している。バスバー５２に設けられた段差部１１０の底面１１３と、コイルＶ１２に設けられた先端面１０２とが接している。これらの接触面が支持面９１を構成している。支持面９１は必ずしも接合されている必要は無い。
　なお、「平行」、「直交」とは、コイルＶ１２またはバスバー５２の加工公差、両者の組立公差、及びステータ４へのコイルＶ１２、バスバー５２の組立公差を含んで「平行」、「直交」という意味であり、以降の説明においても同様である。
　バスバー５２とコイルＶ１２との接続については、まず、バスバー５２に設けられた段差部１１０と、コイルＶ１２に設けられた段差部１００とをかみ合わせて、段差部１００，１１０の側面１０１，１１１同士を接触させる。２つのヒュージングノズル２００を引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と直交する方向から移動させて、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの接続部を両側から挟むように当接させ、加圧する。
　ヒュージングノズル２００に通電して引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの接続部を加熱し、側面１０１，１１１同士を接合する。
　以上のように、本実施形態によれば、ヒュージングノズル２００からの力を、ヒュージングノズル２００の移動方向と直交する方向に設けられた側面１０１，１１１に対してロス無く加えることができ、側面１０１，１１１同士の接触面を確実に接合できる。このことにより、コイルＶ１２とバスバー５２とを安定して確実に接続でき、接続不良を低減できる。
　また、バスバー５２に設けられた先端面１１２と、コイルＶ１２に設けられた段差部１００の底面１０３とが接した状態にすることにより、バスバー５２とコイルＶ１２との間に互いに支え合う力が働き、両者の接続部の機械強度を高めることができる。
　モータ１は、その回転運動によって、各部材に振動が発生することが多い。部材間の接続部の機械強度が低いと、モータ１の長期使用により、接続不良を生じるおそれもある。本実施形態のように、コイルＶ１２とバスバー５２との接続部に支持面９１を有することで、接続部の機械強度を高め、信頼性を向上させることができる。
　また、コイルＶ１２が断面矩形状の銅製の線材からなるため、引き出し部Ｖ１２ａも、段差部１００を除き、断面が矩形状である。バスバー５２の引き出し部５２ａも、段差部１１０を除き、断面が矩形状である。このため、両者に段差部１００，１１０を設けた場合においても、かみ合わせが容易である。また、側面１０１，１１１同士を平行にして接触面が浮かないようにすることも容易に行える。
　なお、図３，４に示したように、コイルＶ１２～Ｗ４１とバスバー５２～５４との接続は複数箇所で行われる。そのうちのいくつかは、Ｚ軸方向からみて同じ高さに位置する。しかし、引き出し部または段差部の加工公差、あるいはステータ４にコイルＶ１２～Ｗ４１を装着する際の組立公差等に起因し、実際には接続部の高さが揃わない場合もある。このような場合は、例えば、バスバー５２の先端面１１２と段差部１００の底面１０３、及び、段差部１１０の底面１１３と引き出し部Ｖ１２ａの先端面１０２の少なくともどちらかは、必ずしも接していなくてよい。バスバー５２の先端面１１２と段差部１００の底面１０３との間に所定の間隔があってもよく、また、段差部１１０の底面１１３と引き出し部Ｖ１２ａの先端面１０２との間に所定の間隔があってもよい。他のコイルとバスバーとの接続部についても同様である。
　以上のように、本実施形態のコイルとバスバーとの接続構造は、モータ１のステータ４に装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａを有する。引き出し部Ｖ１２ａの少なくとも一方の先端部には、先端部の角部を段差状に切り欠くことで、引き出し部Ｖ１２ａの長手方向と実質的に平行に延びる側面１０１を有する段差部１００が設けられる。一方の引き出し部Ｖ１２ａの段差部１００の側面１０１が他方の引き出し部５２ａに当接した状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　これにより、コイルとバスバーとの接続にあたって、一方の引き出し部Ｖ１２ａの段差部の側面１０１を他方の引き出し部５２ａに当接させる際に、両者を十分に加圧することができ、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。
　また、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの各々の先端部には、先端部の角部を段差状に切り欠くことで、引き出し部の長手方向と実質的に平行に延びる側面１０１，１１１を有する段差部１００，１１０が設けられてもよい。段差部１００，１１０の側面１０１，１１１同士が互いに当接した状態で、コイルとバスバーとが接続されていてもよい。
　また、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの各々は、段差部１００，１１０内において側面１０１，１１１に連続する底面１０３，１１３と、先端部において段差部以外の部分からなる先端面１０２，１１２とを有してもよい。底面１０３，１１３及び先端面１０２，１１２は、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と実質的に直交するように設けられていてもよい。
　また、一方の引き出し部Ｖ１２ａの先端面１０２と他方の引き出し部５２ａの底面１１３との間に所定の間隔が設けられていてもよい。
　また、コイルは、断面矩形状の銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳから選択される一種の金属製の線材からなり、コイルの引き出し部Ｖ１２ａは線材の一部であってもよい。バスバーは板状部材であり、バスバーの引き出し部５２ａは板状部材から延びるように設けられた断面矩形状の導電部材であってもよい。
　また、本実施形態のモータ１は、カバーケースの内部に、シャフト２と、シャフト２の外周に接して設けられたロータ３と、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されているステータ４とを有する。ステータ４は、実質的に円環形状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３と、ティース４２に装着された状態で、スロット４３内に配置されているコイルと、コイルと電気的に接続されたバスバーと、を有する。コイルとバスバーとの接続部の少なくとも一つは、上記の接続構造を有する。
　これにより、コイルとバスバーとが安定に接続することで、接続不良の少ない高信頼性のモータを実現できる。
　（変形例１）
　図８Ａは、変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。図８Ｂは、変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造の別の例を示す断面模式図である。図８Ｃは、変形例１に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造のさらなる別の例を示す断面模式図である。図８Ａに示すように、引き出し部Ｖ１２ａの先端に凸部１２０を設ける。引き出し部５２ａの先端に凹部１３０を設ける。これらを嵌合した状態で、凸部１２０の側面と凹部１３０の内側面とを接合する。これによっても、上述した効果が得られる。この場合は、接合面９０が複数存在するため、図５に示す構造よりも、コイルＶ１２とバスバー５２との接続がさらに安定するという効果もある。
　ここで、凸部１２０の側面と凹部１３０の内側面は、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と平行になるようにしている。また、凸部１２０の先端部と凹部１３０の底部は引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と直交するようにしている。
　また、図８Ｂに示すように、凸部１２０を引き出し部５２ａの先端に設け、凹部１３０を引き出し部Ｖ１２ａの先端に設けてもよい。図８Ａに示した構造と同様の効果が得られる。さらに、図８Ｃに示すように、凸部１２０、凹部１３０を断面で三角形状としてもよい。凸部１２０及び凹部１３０の先端形状は、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの加工公差、または、両者を嵌合させたときの機械的安定性等に応じて適宜変更されうる。凸部１２０は、引き出し部Ｖ１２ａまたは５２ａの長手方向に延びており、その形状はｎ角柱（ｎは３以上の自然数）であり、凹部１３０は、この凸部１２０に嵌合可能な形状であることが好ましい。凸部１２０をこのような形状とすることで、接合面９０を確実に複数形成することができ、コイルＶ１２とバスバー５２との接続がさらに安定する。
　図８Ａ～８Ｃに示す構造において、凸部１２０の先端部と凹部１３０の底部とが接していなくてもよい。これらが接していると図７に示すような支持面９１が形成され、接続部の機械強度が高まる。しかし、上述したとおり、接続部の高さが揃わないような場合には、凸部１２０の先端部と凹部１３０の底部との間に所定の間隔があってもよい。
　以上のように、変形例１のコイルとバスバーとの接続構造は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａを有する。コイルの引き出し部Ｖ１２ａ及びバスバーの引き出し部５２ａの一方の先端には、引き出し部Ｖ１２ａの長手方向に延びる凸部１２０が、他方の先端には、凸部１２０が嵌合可能な凹部１３０がそれぞれ設けられている。凸部１２０が凹部１３０に嵌合された状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　これにより、コイルとバスバーとの接続にあたって、凸部１２０と凹部１３０とが接触する側面に対し、接続に要する力を加えることができる。また、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。さらに、接触面が複数あるため、コイルとバスバーとの接続が安定する。
　また、コイルまたはバスバーの引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向に延びるｎ角柱（ｎは３以上の自然数）形状であってもよい。
　また、凸部１２０の側面及び凹部１３０の内側面は、引き出し部５２ａ，Ｖ１２ａの長手方向と平行に設けられていてもよい。凸部１２０の側面と凹部１３０の内側面とが互いに当接した状態で、コイルとバスバーとが接続されていてもよい。
　また、凸部１２０の先端部と凹部の底部との間に、所定の間隔が設けられていてもよい。
　（変形例２）
　図９Ａ，９Ｂは、変形例２に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造を示す断面模式図である。これらは、同じ接続部を異なる方向から見た図である。
　これまで、コイルＶ１２の引き出し部Ｖ１２ａの長手方向とバスバー５２の引き出し部５２ａの長手方向とが、同じ（Ｚ軸方向）である場合について説明してきた。
　しかし、モータ１の設計によっては、これらが交差した状態、例えば、２つの引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａが直交した状態で、コイルＶ１２とバスバー５２との接続を行う場合もありうる。
　このような場合においても、図９Ａ，９Ｂに示すように各引き出し部の先端に段差部１００，１１０を設けることで、実施形態１に示した構造と同様の効果が得られる。
　変形例２の場合、支持面９１による機械強度の向上効果は、例えば、図６に示した構造に比べて小さくなる。しかし、ヒュージングノズル２００からの力を、接合面９０に対してロス無く加えることができる。よって、コイルＶ１２とバスバー５２とを確実に接合できる。
　（実施形態２）
　図１０は、実施形態２に係るモータのコイルとバスバーとの接続方法を説明する図である。
　本実施形態に示す構成と実施形態１に示した構成との違いは、接合面９０を設ける位置である。
　例えば、図６，７に示した構造では、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの基部７０，８０が重なる領域に接合面９０が形成されている。
　一方、図１０に示すように、本実施形態に示す構造では、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの先端には段差部１００，１１０の代わりに幅広部１４０，１５０が設けられている。幅広部１４０，１５０のうち、基部７０，８０が重ならない部分、つまり基部７０，８０から側方に突出した部分に接合面９０が形成されている。
　本実施形態に係るモータのコイルとバスバーとの接続方法について、さらに詳述する。
　バスバー５２に設けられた幅広部１５０と、コイルＶ１２に設けられた幅広部１４０とを対向させた状態で、幅広部１４０、１５０の対向面同士を接触させる。図示しない２つのヒュージングノズルを引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの長手方向と直交する方向から移動させて、幅広部１４０、１５０のうち、基部７０，８０から側方に突出した部分を両側から挟むように当接させ、加圧する。
　ヒュージングノズルに通電して、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａを加熱し、幅広部１４０、１５０の対向面同士を接合する。
　以上のように、本実施形態によれば、幅広部１４０、１５０のうち、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａの基部７０，８０から側方に突出した部分に対して、ヒュージングノズルを当接させて、加圧することができる。
　コイルとバスバーとの接続部の数が多くなると、ヒュージングノズルにより、接続部を両側から挟み込んで加圧するためのスペースを確保できない場合がある。このような場合において、本実施形態に示した構造を適用することで、ヒュージングノズルを挿入する場所をずらすことができる。よって、接合のためのスペースの確保が可能となる。また、上述したように、ヒュージングノズルからの力をロス無く加えることができる。よって、幅広部１４０、１５０同士の接触面を確実に接合できる。このことにより、コイルＶ１２とバスバー５２とを安定して確実に接続できる。したがって、接続不良を低減できる。
　以上のように、本実施形態のコイルとバスバーとの接続構造は、モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、コイル及びバスバーはそれぞれ引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａを有する。引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａは、基部７０，８０と基部７０，８０から側方に突出する突出部とを備えた幅広部１４０，１５０をそれぞれ先端に有する。幅広部１４０，１５０が突出部同士を当接させて重ねられた状態で、コイルとバスバーとが接続されている。
　これにより、コイルとバスバーとの接続にあたって、両者が接触する幅広部１４０，１５０の対向面に対し、接続に要する力を加えることができる。よって、コイルとバスバーとを安定して確実に接続できる。また、接合面９０を基部７０，８０から離れた位置に設けることで、接合に用いられるヒュージングノズルなどの治具を挿入するスペースを確保することが容易となる。
　なお、実施形態１，２において、コイルＶ１２とバスバー５２との接続構造を例にとって説明した。しかし、他のコイルと他のバスバーとの接続についても、上述した構造及び接続方法が適用できることは言うまでもない。
　なお、実施形態１，２において、引き出し部Ｖ１２ａ，５２ａ同士を接続するのに、ヒュージングでの接合を行う例を示した。しかし、特にこれに限られず、抵抗溶接機、超音波機器、高周波誘導加熱での接合プロセスでも対応可能である。
　また、断面矩形状の線材を巻回してコイルＶ１２～Ｗ４１を構成することで、スロット４３内でのコイルの占積率が向上し、モータ１の効率を向上させることができる。また、断面矩形状のコイルの先端部をそのまま引き出し部として使用することができる。したがって、引き出し部を形成する工程、あるいは取付ける工程を省略できる。
　実施形態１，２において、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１及びバスバー５１～５４はいずれも銅材でできている。しかし、特にこれに限定されず、他の金属材料、例えば、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などのいずれかを用いてもよい。
　本開示に係るモータのコイルとバスバーとの接続構造は、モータの接続不良を低減する。したがって、高信頼性のモータを実現する上で有用である。
　１　　モータ
　２　　シャフト
　３　　ロータ
　４　　ステータ
　４１　　ステータコア
　４２　　ティース
　４３　　スロット
　５１，５２，５３，５４　　バスバー
　５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ　　引き出し部
　６１，６２，６２ａ，６２ｂ，６３，６３ａ，６３ｂ，６４　　コイル成形体
　７０，８０　　基部
　９０　　接合面
　９１　　支持面
　１００，１１０　　段差部
　１０１，１１１　　側面
　１０２，１１２　　先端面
　１０３，１１３　　底面
　１２０　　凸部
　１３０　　凹部
　１４０，１５０　　幅広部
　２００　　ヒュージングノズル
　Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１　　コイル
　Ｕ１１ａ，Ｕ２２ａ，Ｕ３２ａ，Ｕ４１ａ，Ｖ１２ａ，Ｖ３１ａ，Ｗ１１ａ，Ｗ３２ａ　　引き出し部

Claims (11)

  1. モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、
    前記コイル及び前記バスバーはそれぞれ引き出し部を有し、
    前記引き出し部の少なくとも一方の先端部には、前記先端部の角部を段差状に切り欠くことで、前記引き出し部の長手方向と実質的に平行に延びる側面を有する段差部が設けられ、
    一方の前記引き出し部の前記段差部の前記側面が他方の前記引き出し部に当接した状態で、前記コイルと前記バスバーとが接続されているコイルとバスバーとの接続構造。
  2. 前記引き出し部の各々の先端部には、前記先端部の角部を段差状に切り欠くことで、前記引き出し部の長手方向と実質的に平行に延びる側面を有する段差部が設けられ、
    前記段差部の前記側面同士が互いに当接した状態で、前記コイルと前記バスバーとが接続されている、請求項１に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  3. 前記引き出し部の各々は、前記段差部内において前記側面に連続する底面と、前記先端部において前記段差部以外の部分からなる先端面とを有し、
    前記底面及び前記先端面は、前記引き出し部の長手方向と実質的に直交するように設けられている、請求項２に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  4. 一方の前記引き出し部の前記先端面と他方の前記引き出し部の前記底面との間に所定の間隔が設けられている、請求項３に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  5. モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、
    前記コイル及び前記バスバーはそれぞれ引き出し部を有し、
    前記コイルの前記引き出し部及び前記バスバーの前記引き出し部の一方の先端には、前記引き出し部の長手方向に延びる凸部が、他方の先端には、前記凸部が嵌合可能な凹部がそれぞれ設けられており、
    前記凸部が前記凹部に嵌合された状態で、前記コイルと前記バスバーとが接続されているコイルとバスバーとの接続構造。
  6. 前記凹部は、前記コイルまたは前記バスバーの前記引き出し部の前記長手方向に延びるｎ角柱（ｎは３以上の自然数）形状である、請求項５に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  7. 前記凸部の側面及び前記凹部の内側面は、前記引き出し部の前記長手方向と平行に設けられ、
    前記凸部の前記側面と前記凹部の前記内側面とが互いに当接した状態で、前記コイルと前記バスバーとが接続されている、請求項５または６に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  8. 前記凸部の先端部と前記凹部の底部との間に、所定の間隔が設けられている、請求項５～７のいずれか１項に記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  9. モータのステータに装着されるコイルとバスバーとの接続構造であって、
    前記コイル及び前記バスバーはそれぞれ引き出し部を有し、
    前記引き出し部は、基部と前記基部から側方に突出する突出部とを備えた幅広部をそれぞれ先端に有し、
    前記幅広部が前記突出部同士を当接させて重ねられた状態で、前記コイルと前記バスバーとが接続されているコイルとバスバーとの接続構造。
  10. 前記コイルは、断面矩形状の銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳから選択される一種の金属製の線材からなり、前記コイルの前記引き出し部は前記線材の一部であり、
    前記バスバーは板状部材であり、前記バスバーの前記引き出し部は前記板状部材から延びるように設けられた断面矩形状の導電部材である、請求項１～９のいずれかに記載のコイルとバスバーとの接続構造。
  11. カバーケースの内部に、シャフトと、前記シャフトの外周に接して設けられたロータと、前記ロータの外側に、前記ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータとを有するモータであって、
    前記ステータは、実質的に円環形状のステータコアと、前記ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、前記ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、前記ティースに装着された状態で、前記スロット内に配置されているコイルと、前記コイルと電気的に接続されたバスバーと、を有し、
    前記コイルと前記バスバーとの接続部の少なくとも一つは、請求項１～１０のいずれか１項に記載の接続構造を有する、モータ。
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