(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023158302
(43)【公開日】2023-10-30
(54)【発明の名称】バスバーユニット
(51)【国際特許分類】
H02K 3/50 20060101AFI20231023BHJP
【FI】
H02K3/50 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022068051
(22)【出願日】2022-04-18
(71)【出願人】
【識別番号】000203634
【氏名又は名称】多摩川精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 優佑
【テーマコード(参考)】
5H604
【Fターム(参考)】
5H604BB01
5H604BB08
5H604BB14
5H604CC01
5H604QB03
5H604QB16
(57)【要約】
【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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はバスバーユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【発明の効果】
【0008】
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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の実施の形態1に係るモータの斜視図である。
【
図2】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4】
図2に示す第1~第3バスバーの斜視図である。
【
図5】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7】
図5に示す第1~第3バスバーの斜視図である。
【
図8】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。
【
図9】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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【産業上の利用可能性】
【0040】
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。
【符号の説明】
【0041】
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