JP2010130803A - 多相交流モータ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーにおける電流密度が過剰に大きくなることを防ぎつつ軽量化することが可能なモータ及び電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明のモータ１０では、各バスバー３１，３２，３３の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのうち幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の幅を、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部に向かうに従って末端電路部を越える毎に、末端電路部の単位幅ｗ分ずつ狭くした。これにより、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａにおける電流密度が過大になることを防いでほぼ一定にすることができかつ、バスバー３１，３２，３３、ひいてはモータ１０の軽量化を図ることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、モータ駆動回路に接続されて多相交流を受電する多相分の複数のバスバーを備えた多相交流モータ及び電動パワーステアリング装置に関する。

従来この種の多相交流モータにおいて、多相分の各バスバーは、ステータの周方向に沿って延びた一定幅の中継電路部のうち、ステータの周方向における複数位置から分岐した複数の末端電路部と、中継電路部の１箇所に設けられた幹電路部とを備えている。複数の各末端電路部には、ステータに巻回されたコイルの端末部が接続され、幹電路部にはモータ駆動回路が接続されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９９２８７号公報（［００２４］〜［００２６］、第７図）

ところで、多相交流モータは更なる軽量化が望まれており、金属部品であるバスバーの軽量化は有効であると考えられる。しかしながら、例えば、バスバーにおける中継電路部の幅を、単にその両端部間で画一的に狭めただけでは、中継電路部のうち幹電路部に近い部分で電流密度が過剰に大きくなるという問題が起こり得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、バスバーにおける電流密度が過大になることを防ぎつつ軽量化することが可能なモータ及び電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る多相交流モータ（１０）は、モータ駆動回路（４３）に接続されて多相交流を受電する多相分の複数のバスバー（３１，３２，３３）を、ステータ（１２）の一端部に配置すると共に、ステータ（１２）の周方向に並べられた複数のコイル（Ｃ１〜Ｃ１２）の端末を所定のバスバー（３１，３２，３３）に接続した多相交流モータ（１０）において、各バスバー（３１，３２，３３）には、ステータ（１２）の周方向に沿って延びた中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）と、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうちステータ（１２）の周方向における複数位置から分岐し、先端にコイル（Ｃ１〜Ｃ１２）の端末部が接続された複数の末端電路部（３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４）と、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の１箇所に設けられ、モータ駆動回路（４３）に接続される幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）とが備えられ、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうち幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の幅を、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部に向かうに従って末端電路部を越える毎に徐々に狭くしたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の多相交流モータ（１０）において、末端電路部（３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４）の幅を統一し、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうち幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、それら複数の末端電路部の数を特定整数ｎ、末端電路部の幅を単位幅ｗとした場合、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）とその幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から最も近い末端電路部（３１Ｃ２，３１Ｃ３，３２Ｃ２，３３Ｃ２）との間の中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の幅Ｗｎを、Ｗｎ＝ｗ×ｎ、とし、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）からｍ番目に近い末端電路部とｍ＋１番目に近い末端電路部との間の中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の幅Ｗｍを、Ｗｍ＝ｗ×（ｎ−ｍ）、としたところに特徴を有する。

請求項３の発明に係る多相交流モータ（１０）は、モータ駆動回路（４３）に接続されて多相交流を受電する多相分の複数のバスバー（３１，３２，３３）を、ステータ（１２）の一端部に配置すると共に、ステータ（１２）の周方向に並べられた複数のコイル（Ｃ１〜Ｃ１２）の端末を所定のバスバー（３１，３２，３３）に接続した多相交流モータ（１０）において、各バスバー（３１，３２，３３）には、ステータ（１２）の周方向に沿って延びた中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）と、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうちステータ（１２）の周方向における複数位置から分岐し、先端にコイル（Ｃ１〜Ｃ１２）の端末部が接続された複数の末端電路部と、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の１箇所に設けられ、モータ駆動回路（４３）に接続される幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）とが備えられ、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうち幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の断面積を、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部に向かうに従って末端電路部を越える毎に徐々に小さくしたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載の多相交流モータ（１０）において、末端電路部の断面積を統一し、中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）のうち幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、それら複数の末端電路部の数を特定整数ｎ、末端電路部の断面積を単位断面積ｓとした場合、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）とその幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）から最も近い末端電路部との間の中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の断面積Ｓｎを、Ｓｎ＝ｓ×ｎ、とし、幹電路部（３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ）からｍ番目に近い末端電路部とｍ＋１番目に近い末端電路部との間の中継電路部（３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ）の断面積Ｓｍを、Ｓｍ＝ｓ×（ｎ−ｍ）、としたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の多相交流モータ（１０）において、多相交流は３相交流であり、３相分の３つのバスバー（３１，３２，３３）と各相毎の複数のコイル（Ｃ１〜Ｃ１２）とでデルタ結線回路が構成されているところに特徴を有する。

請求項６の発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れかに記載の多相交流モータ（１０）を駆動源として備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
上記のように構成した請求項１に係る多相交流モータでは、バスバーの中継電路部のうち、幹電路部から中継電路部の端部までの間に複数の末端電路部を有した部分では、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に、流れる電流が減少する。そこで、本願発明では、中継電路部の幅を、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に徐々に狭くしたので、中継電路部における電流密度が過大になることを防ぎつつ、バスバー、ひいては多相交流モータの軽量化を図ることが可能になる。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、中継電路部のうち幹電路部から中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、幹電路部とその幹電路部から最も近い末端電路部との間の中継電路部の幅（Ｗｎ）が最大となり、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に、末端電路部の単位幅ｗ分ずつ、中継電路部の幅が減少する。

［請求項３の発明］
上記のように構成した請求項３に係る多相交流モータによれば、バスバーの中継電路部のうち、幹電路部から中継電路部の端部までの間に複数の末端電路部を有した部分では、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に流れる電流が減少するので、これに対応して、中継電路部の断面積を、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に徐々に小さくすれば、中継電路部における電流密度が過大になることを防ぎつつ、バスバー、ひいては多相交流モータの軽量化を図ることができる。ここで、中継電路部の断面積を幹電路部と中継電路部の端部との間で変化させる場合には、中継電路部の幅を一定にして肉厚を変化させてもよいし、中継電路部の幅と肉厚を両方変化させてもよい。

［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、中継電路部のうち幹電路部から中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、幹電路部とその幹電路部から最も近い末端電路部との間の中継電路部の断面積（Ｓｎ）が最大となり、幹電路部から中継電路部の端部に向かうに従って末端電路部を超える毎に、末端電路部の単位断面積ｓ分ずつ、中継電路部の断面積が減少する。

［請求項５の発明］
前記多相交流は請求項５の発明のように３相交流としてもよいし、３相以外の多相交流でもよい。また、請求項５の発明のように、３相分の３つのバスバーと各相毎の複数のコイルとでデルタ結線回路を構成してもよいしスター結線回路を構成してもよい。

［請求項６の発明］
請求項６の電動パワーステアリング装置によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の多相交流モータを駆動源として備えているので、軽量化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態の多相交流モータ１０（以下、単に「モータ１０」という）は、三相交流ブラシレスモータであって、図１に示すように筒形ハウジング１１の内部にステータ１２を備え、そのステータ１２の内側にローター１３を回転可能に備えている。

ローター１３は、ローターヨーク１６の外周面に複数（例えば８個）の界磁用のセグメント磁石１７を固定してなる。ローターヨーク１６は、例えば複数の珪素鋼板を積層してなる円筒状のヨーク本体１８の中心にローターシャフト１９が貫通した構造になっている。

ステータ１２は、ステータコア１４とその周方向に並べられた複数のコイルＣ１〜Ｃ１２とから構成されている。即ち、ステータコア１４の内面からは、複数（例えば１２個）のティース１５が内側に向かって突出しており、それら各ティース１５にワイヤ５０（図４参照）を巻回して１２個のコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２が構成されている。

図４に示すように、各コイルＣ１〜Ｃ１２の端末部（ワイヤ５０）は、ステータコア１４の一端側に集められている。そして、ステータコア１４のうちコイルＣ１〜Ｃ１２の端末部を集めた側の端部には、図２に示すように、３つのバスバー３１，３２，３３が備えられている。以下、バスバー３１，３２，３３を区別する場合には、「第１のバスバー３１」、「第２のバスバー３２」、「第３のバスバー３３」という。

３つのバスバー３１，３２，３３は、板金製であり、ステータ１２の周方向に沿って屈曲しつつ延びた帯板状の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのうちステータ１２の周方向における複数位置から分岐した複数（本実施形態では、４つ）の末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４と、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの１箇所から分岐した１つの幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとを一体に備えている。各バスバー３１，３２，３３における中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４の肉厚は同一となっている。３つのバスバー３１，３２，３３に備えられた合計１２個の末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４が、ステータ１２の周方向で均等配置されるように、３つのバスバー３１，３２，３３は互いに１２０度ずつずらして配置されており、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの一部がステータ１２の径方向で互いに重なった状態になっている。

各バスバー３１，３２，３３に備えた幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、各中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａからステータ１２より離れる側（図２の紙面手前側）に突出している（図３参照）。幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは途中で外側に向かってクランク状に折れ曲がっている。幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、先端部分が他の部分に比べて幅広になっており、先端部分以外の他の部分は一定の幅となっている。また、先端部分には長孔３５が貫通形成されている（図３参照）。

各バスバー３１，３２，３３の幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、ステータ１２の周方向における１箇所で横並びに近接配置されている。詳細には、第１のバスバー３１の幹電路部３１Ｂは、中継電路部３１Ａの長手方向（ステータ１２の周方向）における中間位置から起立している。第１のバスバー３１に対してステータ１２の周方向の一方側及び他方側にそれぞれ１２０度ずらして配置された第２及び第３のバスバー３２，３３は、幹電路部３２Ｂ，３３Ｂが、中継電路部３２Ａ，３３Ａの長手方向の両端部のうち第１のバスバー３１の幹電路部３１Ｂに近い側の端部からそれぞれ起立している。また、幹電路部３２Ｂ，３３Ｂは、途中で第１のバスバー３１の幹電路部３１Ｂに近づくように直角に曲がっている。なお、第２のバスバー３２と第３のバスバー３３とは、対称な形状となっており（図２及び図３参照）、例えば、共通の打抜き型で打ち抜かれた同一形状の板金に対して、幹電路部、中継電路部及び末端電路部を、互いに逆向きに曲げ加工をすることで成形することができる。

モータ１０の筒形ハウジング１１の一端部にはコネクタ部１９Ａ（図７参照）が備えられており、このコネクタ部１９Ａを構成する角筒（図示せず）の内側に各バスバー３１，３２，３３の幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの先端部が突出して配置されている。

各バスバー３１，３２，３３に備えられた各４つの末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４は、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａからステータ１２より離れる側に突出しかつ筒形ハウジング１１の周壁に向けて直角曲げされている（図３参照）。図２に示すように、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４には、先端部を縦割りにしたスリット３６が形成されている。また、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４の幅は全て統一されている。

上述した３つのバスバー３１，３２，３３は、ステータコア１４のうちコイルＣ１〜Ｃ１２の端末を集めた側の端部に装着されたバスバーホルダー２０によって保持されている（図４参照）。

図２に示すように、バスバーホルダー２０は、ステータコア１４に対応した環状構造なしており、３つのバスバー３１，３２，３３を互いに絶縁状態にして保持している。

詳細には、バスバーホルダー２０は、同心の内側環状壁２４と外側環状壁２５の一端部同士を環状底壁２６で連絡して、ステータコア１４とは反対側に開放した環状溝形構造をなしており（図４参照）、内側環状壁２４と外側環状壁２５と環状底壁２６とで囲まれた環状凹所２３に３つのバスバー３１，３２，３３を受容している。

バスバーホルダ２０を周方向で１２等分した位置には、外側環状壁２５を内側環状壁２４に向かって凹ませた側面凹部２７（図２及び図５参照）が形成されており、ステータ１２の一端側に集められたコイルＣ１〜Ｃ１２の端末部（ワイヤ５０）が、これら１２箇所の側面凹部２７に１つずつ通されている。また、１２箇所の側面凹部２７と、３つのバスバー３１，３２，３３に備えた合計１２個の末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４の先端部とがステータ１２の軸方向で一致しており（図２及び図５参照）、コイルＣ１〜Ｃ１２の端末部が各末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４のスリット３６内に配された状態で溶接されている。

バスバーホルダー２０の環状凹所２３のうち、側面凹部２７が形成された部分は、内側環状壁２４と外側環状壁２５との間隔が狭まった狭窄部となっており、それら各狭窄部には、それぞれ絶縁壁２８が設けられている。絶縁壁２８は環状底壁２６から起立しかつ、内側環状壁２４と外側環状壁２５とに径方向で対向している。

そして、３つのバスバー３１，３２，３３は、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａが内側環状壁２４と絶縁壁２８との間又は、絶縁壁２８と外側環状壁２５との間に板厚方向で挟持されることで、バスバーホルダ２０に保持されている。

中継電路部３１Ａのうち４つの末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４が突出して内側環状壁２４と絶縁壁２８との間に挟持された部分及び、中継電路部３３Ａのうち末端電路部３３Ｃ３，３３Ｃ４が突出して内側環状壁２４と絶縁壁２８との間に挟持された部分には、図６に示すように内側環状壁２４側に突出した係止突起３７が形成され、係止突起３７が内側環状壁２４に形成された係止段差部２９に係止している。

図３に示すように、バスバーホルダー２０は、その周方向の複数位置からステータコア１４に向かって位置決め突片２１と係止突片２２とが延びている。図５に示すように、位置決め突片２１及び係止突片２２はそれぞれ３つずつ備え、バスバーホルダー２０を周方向で６等配した位置に交互に配設されている。そして、位置決め突片２１がステータコア１４の一端側外周面に形成された位置決め用縦溝１４Ｍ（図４参照）に挿入されてバスバーホルダー２０が周方向で位置決めされている。また、係止突片２２は所謂、スナップフィットであって、その先端部に備えた係止爪がステータコア１４の一端側外周面に係止している。

このバスバーホルダー２０に保持された３つのバスバー３１，３２，３３により、ステータコア１４に備えた１２個のコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・が結線されて、図８に示す三相のモータ回路１９０が構成されている。

モータ回路１９０を説明する前に、モータ１０を駆動制御するためのモータ駆動制御回路４０について説明する。図７に示すように、モータ駆動制御回路４０は、モータ駆動回路４３とモータ制御回路４４とを備えてなる。モータ駆動制御回路４０は直流電源９２に接続されており、モータ１０（モータ回路１９０）とモータ駆動制御回路４０（詳細には、モータ駆動回路４３）との間は、双方に備えたコネクタ１９Ａ，４０Ａにて接続されている。

モータ制御回路４４は、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、そのメモリに記憶されたプログラムを実行して、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。

モータ駆動回路４３は、直流電源９２の正極と負極（ＧＮＤ）との間に、第１〜第３の相回路４３Ｖ，４３Ｕ，４３Ｗを備えた三相ブリッジ回路になっている。

第１の相回路４３Ｖには、上段側のスイッチＶＨと下段側のスイッチＶＬとが直列接続して備えられかつ、それらの共通接続点から第１の給電ライン４２Ｖが延びている。この第１の給電ライン４２Ｖは、コネクタ１９Ａ，４０Ａを介してモータ１０（モータ回路１９０）のうち第１のバスバー３１の幹電路部３１Ｂに接続されている。

第２の相回路４３Ｕには、上段側のスイッチＵＨと下段側のスイッチＵＬとが直列接続して備えられかつ、それらの共通接続点から第２の給電ライン４２Ｕが延びている。この第２の給電ライン４２Ｕは、コネクタ１９Ａ，４０Ａを介してモータ１０（モータ回路１９０）のうち第２のバスバー３２の幹電路部３２Ｂに接続されている。

第３の相回路４３Ｗには、上段側のスイッチＷＨと下段側のスイッチＷＬとが直列接続して備えられかつ、それらの共通接続点から第３の給電ライン４２Ｗが延びている。この第３の給電ライン４２Ｗは、コネクタ１９Ａ，４０Ａを介してモータ１０（モータ回路１９０）のうち第３のバスバー３３の幹電路部３３Ｂに接続されている。

図７に示すように、モータ回路１９０は、第１〜第３の相巻線１９１，１９２，１９３を環状に結線した、所謂、デルタ結線回路となっている。図８には、モータ回路１９０が詳細に示されており、同図に示すように、第１の相巻線１９１は、コイルＣ５とコイルＣ６の直列回路と、コイルＣ１１とコイルＣ１２の直列回路とを、第１のバスバー３１と第２のバスバー３２との間に並列接続した構成になっている。

第２の相巻線１９２は、コイルＣ１とコイルＣ２の直列回路と、コイルＣ７とコイルＣ８の直列回路とを、第１のバスバー３１と第３のバスバー３３との間に並列接続した構成となっている。

第３の相巻線１９３は、コイルＣ３とコイルＣ４の直列回路と、コイルＣ９とコイルＣ１０の直列回路とを、第２のバスバー３２と第３のバスバー３３との間に並列接続した構成となっている。なお、直列回路を構成する１対のコイルは、それぞれ１本のワイヤ５０から構成されている。

つまり、図９に示すように、モータ１０（モータ回路１９０）における１２個のコイルＣ１〜Ｃ１２のうち、コイルＣ１，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１１の端末部は、第１のバスバー３１の４つの末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４に接続されており、コイルＣ３，Ｃ５，Ｃ１０，Ｃ１２の端末部は、第２のバスバー３２の４つの末端電路部３２Ｃ１〜３２Ｃ４に接続されており、コイルＣ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ９の端末は、第３のバスバー３３の４つの末端電路部３３Ｃ１〜３３Ｃ４の何れかに接続されている。なお、図９では、説明の便宜のため、末端電路部と幹電路部とが中継電路部から相反する方向に突出するように図示してあるが、実際の突出方向は同一（ステータ１２より離れる方向。図３，図４参照）である。

詳細には、第１のバスバー３１のうち、幹電路部３１Ｂから遠い位置の末端電路部３１Ｃ１，３１Ｃ４には、それぞれコイルＣ６，Ｃ１が接続され、幹電路部３１Ｂに近い位置の末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３には、それぞれコイルＣ８，Ｃ１１が接続されている。

第２のバスバー３２のうち、幹電路部３２Ｂに最も近い位置の末端電路部３２Ｃ１にはコイルＣ１０が接続され、２番目に幹電路部３２Ｂに近い末端電路部３２Ｃ２にはコイルＣ１２が接続され、３番目に幹電路部３２Ｂに近い末端電路部３２Ｃ３にはコイルＣ３が接続され、幹電路部３２Ｂから最も遠い末端電路部３２Ｃ４にはコイルＣ５が接続されている。

第３のバスバー３３のうち、幹電路部３３Ｂに最も近い末端電路部３３Ｃ１にはコイルＣ９が接続され、２番目に幹電路部３３Ｂに近い末端電路部３３Ｃ２にはコイルＣ７が接続され、３番目に幹電路部３３Ｂに近い末端電路部３３Ｃ３にはコイルＣ４が接続され、幹電路部３３Ｂから最も遠い末端電路部３３Ｃ４にはコイルＣ２が接続されている。

ところで、本実施形態の各バスバー３１，３２，３３における中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのうち、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の幅（断面積）は、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部に向かうに従って末端電路部を越える毎に徐々に小さくなっている。

詳細には、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのうち幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、それら複数の末端電路部の数を特定整数ｎ、末端電路部の幅を単位幅ｗ、末端電路部の断面積を単位断面積ｓとした場合に、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとその幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから最も近い末端電路部との間の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの幅Ｗｎ及び断面積Ｓｎが、それぞれ、
Ｗｎ＝ｗ×ｎ
Ｓｎ＝ｓ×ｎ
、となり、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂからｍ番目に近い末端電路部とｍ＋１番目に近い末端電路部との間の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの幅Ｗｍ及び断面積Ｓｍが、それぞれ、
Ｗｍ＝ｗ×（ｎ−ｍ）
Ｓｍ＝ｓ×（ｎ−ｍ）
、となっている。

これを踏まえて、図８及び図９を参照しつつ各バスバー３１，３２，３３について個別に説明すると、第１のバスバー３１では、中継電路部３１Ａのうち末端電路部３１Ｃ２が分岐した位置と末端電路部３１Ｃ３が分岐した位置との中間位置から幹電路部３１Ｂが分岐している。即ち、中継電路部３１Ａのうち幹電路部３１Ｂから中継電路部３１Ａの一端部迄の間に「２つ」の末端電路部３１Ｃ１，３１Ｃ２を有しており、幹電路部３１Ｂから中継電路部３１Ａの他端部迄の間に「２つ」の末端電路部３１Ｃ３，３１Ｃ４を有している。

そして、幹電路部３１Ｂと、その幹電路部３１Ｂから最も近い末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３との間の中継電路部３１Ａの幅Ｗｎが「２ｗ」、断面積Ｓｎが「２ｓ」となっており、幹電路部３１Ｂから最も（１番目に）近い末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３と２番目に近い末端電路部３１Ｃ１，３１Ｃ４との間の中継電路部３１Ａの幅Ｗｍ及び断面積Ｓｍがそれぞれ、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４と同一の「ｗ」及び「ｓ」となっている。つまり、幹電路部３１Ｂから中継電路部３１Ａの両端に向かい末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３を越えたところで、中継電路部３１Ａの幅及び断面積が末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４の単位幅「ｗ」及び単位断面積「ｓ」分だけ減少している。

第２のバスバー３２では、中継電路部３２Ａの末端電路部３２Ｃ１が分岐した位置と末端電路部３２Ｃ２が分岐した位置の中間位置から幹電路部３２Ｂが分岐している。そして、中継電路部３２Ａのうち幹電路部３２Ｂから中継電路部３２Ａの一端部との間に「３つ」の末端電路部３２Ｃ２，３２Ｃ３，３２Ｃ４を有している。

それら３つの末端電路部３２Ｃ２，３２Ｃ３，３２Ｃ４のうちで幹電路部３２Ｂから最も近い末端電路部３２Ｃ２と幹電路部３２Ｂとの間の中継電路部３２Ａの幅Ｗｎが「３ｗ」、断面積Ｓｎが「３ｓ」となっており、幹電路部３２Ｂから最も（１番目に）近い末端電路部３２Ｃ２と２番目に近い末端電路部３２Ｃ３との間の中継電路部３２Ａの幅Ｗｍが「２ｗ」、断面積Ｓｎが「２ｓ」となっており、幹電路部３２Ｂから２番目に近い末端電路部３２Ｃ３と３番目に近い末端電路部３２Ｃ４との間の中継電路部３２Ａの幅Ｗｍが「ｗ」、断面積Ｓｎが「ｓ」となっている。つまり、幹電路部３２Ｂから中継電路部３２Ａの一端部に向かい末端電路部３２Ｃ２，３２Ｃ３を越える毎に、中継電路部３２Ａの幅及び断面積が、末端電路部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の単位幅「ｗ」及び単位断面積「ｓ」分だけ減少している。

第３のバスバー３３では、中継電路部３３Ａの末端電路部３３Ｃ１が分岐した位置と末端電路部３３Ｃ２が分岐した位置の中間位置から幹電路部３３Ｂが分岐している。そして、中継電路部３３Ａのうち幹電路部３３Ｂから中継電路部３３Ａの一端部との間に「３つ」の末端電路部３３Ｃ２，３３Ｃ３，３３Ｃ４を有している。

それら３つの末端電路部３３Ｃ２，３３Ｃ３，３３Ｃ４のうちで幹電路部３３Ｂから最も近い末端電路部３３Ｃ２と幹電路部３３Ｂとの間の中継電路部３３Ａの幅Ｗｎが「３ｗ」、断面積Ｓｎが「３ｓ」となっており、幹電路部３３Ｂから最も（１番目に）近い末端電路部３３Ｃ２と２番目に近い末端電路部３３Ｃ３との間の中継電路部３３Ａの幅Ｗｍが「２ｗ」、断面積Ｓｍが「２ｓ」となっており、幹電路部３３Ｂから２番目に近い末端電路部３３Ｃ３と３番目に近い末端電路部３３Ｃ４との間の中継電路部３３Ａの幅Ｗｍが「ｗ」、断面積Ｓｍが「ｓ」となっている。つまり、幹電路部３３Ｂから中継電路部３３Ａの一端部に向かい末端電路部３３Ｃ２，３３Ｃ３を越える毎に、中継電路部３３Ａの幅及び断面積が末端電路部３３Ｃ１〜３３Ｃ４の単位幅「ｗ」及び単位断面積「ｓ」分だけ減少している。

次に本実施形態の作用及び効果を説明する。直流電源９４の直流出力は、モータ駆動回路４３におけるスイッチＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，・・・のオンオフにより３相交流電流に変換され、バスバー３１，３２，３３を介してモータ回路１９０の各相巻線１９１，１９２，１９３に流される。

詳細には、モータ駆動制御回路４０からバスバー３１，３２，３３の幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂへと流れ込んだ電流は、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａを流れて、それぞれ４つの末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４から各コイルに均等に分配される。また、４つのコイルから各バスバー３１，３２，３３の末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４へと流れ込んだ電流は、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａを流れ、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂで合流してモータ駆動制御回路４０へと流れる。

つまり、第１のバスバー３１では、中継電路部３１Ａのうち、幹電路部３１Ｂに近い末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３の間を流れる電流が、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４の１つ当たりに流れる電流の約２倍であり、幹電路部３１Ｂから遠い末端電路部３１Ｃ１，３１Ｃ２の間及び、末端電路部３１Ｃ２，３１Ｃ３の間を流れる電流が、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４の１つ当たりに流れる電流とほぼ等しくなっている。

第２のバスバー３２では、中継電路部３２Ａのうち、幹電路部３２Ｂと末端電路部３２Ｃ２との間を流れる電流が、末端電路部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の１つ当たりに流れる電流の約３倍であり、末端電路部３２Ｃ２と末端電路部３２Ｃ３の間を流れる電流が、末端電路部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の１つ当たりに流れる電流の約２倍であり、末端電路部３２Ｃ３と末端電路部３２Ｃ４の間を流れる電流が、末端電路部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の１つ当たりに流れる電流とほぼ等しくなっている。

また、第３のバスバー３３も、第２のバスバー３２と同様であり、中継電路部３３Ａのうち、幹電路部３３Ｂと末端電路部３３Ｃ２との間を流れる電流が、末端電路部３３Ｃ１〜３３Ｃ４の１つ当たりに流れる電流の約３倍であり、末端電路部３３Ｃ２と末端電路部３３Ｃ３の間を流れる電流が、末端電路部３３Ｃ１〜３３Ｃ４の１つ当たりに流れる電流の約２倍であり、末端電路部３３Ｃ３と末端電路部３３Ｃ４の間を流れる電流が、末端電路部３３Ｃ１〜３３Ｃ４の１つ当たりに流れる電流とほぼ等しくなっている。

これに対し、本実施形態によれば、バスバー３１，３２，３３における中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの幅及び断面積が、流れる電流に比例して大きくなるように構成されている。具体的には、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４の幅を単位幅ｗ、断面積を単位断面積ｓとした場合に、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのうち幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部迄の間にｎ個の末端電路部を有した部分では、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとその幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから最も近い末端電路部との間の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの幅Ｗｎ及び断面積がＳｎが、
Ｗｎ＝ｗ×ｎ
Ｓｎ＝ｓ×ｎ
、でそれぞれ最大となり、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂから中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの端部に向かうに従って末端電路部を越える毎に、末端電路部３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４の単位幅「ｗ」及び単位断面積「ｓ」分ずつ、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの幅及び断面積が減少している。

これにより、各バスバー３１，３２，３３の中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａにおける電流密度が過大になることを防いでほぼ一定にすることができかつ、バスバー３１，３２，３３、ひいてはモータ１０の軽量化を図ることができる。

次に、このモータ１０を使用した電動パワーステアリング装置１００について説明する。図１０に示すように、この電動パワーステアリング装置１００は、車両１１０に備えた１対の転舵輪１０１，１０１の間に差し渡された転舵輪間シャフト１０２と、その転舵輪間シャフト１０２の外側を覆ったシャフトケース１０３とを備えている。転舵輪間シャフト１０２の両端は、タイロッド１０２Ｔ，１０２Ｔを介して各転舵輪１０１，１０１に連結され、シャフトケース１０３は、車両１１０の本体に固定されている。また、転舵輪間シャフト１０２の中間部分にはラック（図示せず）が形成され、シャフトケース１０３の中間部を側方から貫通したピニオン（図示せず）がこのラックに噛合している。

ピニオンの上端部にはインターミディエートシャフト１０５（以下、「インタミシャフト１０５」という）が連結され、そのインタミシャフト１０５の上端部にはステアリングシャフト１０６が連結され、さらにそのステアリングシャフト１０６の上端部にはハンドル１０７が連結されている。そして、インタミシャフト１０５とステアリングシャフト１０６との連結部分に、減速機構１０８を介してモータ１０のローター１３が連結されている。また、ステアリングシャフト１０６には、舵角センサ１１１とトルクセンサ１１２とが取り付けられ、ハンドル１０７の操舵角θ１を検出すると共に、ステアリングシャフト１０６にかかる操舵トルクＴｆを検出している。さらに、転舵輪１０１の近傍には、転舵輪１０１の回転に基づいて車速Ｖ１を検出するための車速センサ１１３が設けられている。そして、モータ制御回路４４が、舵角センサ１１１、トルクセンサ１１２及び車速センサ１１３の検出信号に基づいた運転状況に応じてモータ１０を駆動し、これにより運転者によるハンドル操作をモータ１０で補助して転舵輪１０１，１０１を転舵することができる。

このように、本実施形態によれば、モータ１０を軽量化することで電動パワーステアリング装置１００の軽量化を図ることができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態において、各バスバー３１，３２，３３の幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂには、末端電路部の１つ当たりに流れる電流の約４倍の電流が流れるので、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの幅及び断面積を、末端電路部の単位幅「ｗ」及び単位断面積「ｓ」の約４倍の大きさにしてもよい。

（２）前記実施形態では、３相分の３つのバスバー３１，３２，３３と１２個のコイルＣ１〜Ｃ１２とでデルタ結線回路が構成されていたが、中性点を構成するバスバーを追加してスター結線回路を構成してもよい。また、コイル数は１２個に限定するものではなく、界磁用磁石（セグメント磁石１７）の数（極数）に応じて、適宜変更してもよい。

（３）前記実施形態では、三相交流モータに本発明を適用したが、三相以外の他の多相交流モータに本発明を適用してもよい。

（４）前記実施形態では、３つのバスバー３１，３２，３３の全てに本発明を適用していたが、何れか１つのバスバーにのみ本発明を適用してもよい。

（５）前記実施形態では、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの肉厚を一定として幅を変化させていたが、幅を一定として肉厚を変化させてもよいし、幅と肉厚の両方を変化させてもよい。

（６）前記実施形態では、第２のバスバー３２と第３のバスバー３３とを共通の打抜き型で打ち抜いた同一形状の板金から成形していたが、幹電路部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂを、ステータ１２の周方向における１箇所で近接配置しなくてよいのであれば、第１〜第３のバスバー３１，３２，３３を全て共通の打抜き型で打ち抜いた同一形状の板金から成形してもよい。

（７）前記実施形態では、バスバー３１，３２，３３における中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの板厚方向がステータ１２の径方向を向くように構成されていたが、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの板厚方向がステータ１２の軸方向を向くようにして、中継電路部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ同士がステータ１２の軸方向で重なるような構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係る多相交流モータの平断面図 バスバー及びバスバーホルダの平面図 バスバー及びバスバーホルダーの側面図 図２におけるＫ−Ｋ線断面図 バスバーホルダの底面図 図２におけるＪ−Ｊ線断面図 モータ駆動制御回路のブロック図 モータ回路の概念図 バスバーとコイルとの結線を示す概念図 電動パワーステアリング装置を備えた車両の概念図

符号の説明

１０ 多相交流モータ
１２ ステータ
３１，３２，３３ バスバー
３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ 中継電路部
３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ 幹電路部
３１Ｃ１〜３１Ｃ４，３２Ｃ１〜３２Ｃ４，３３Ｃ１〜３３Ｃ４ 末端電路部
４３ モータ駆動回路
９２ 直流電源
１００ 電動パワーステアリング装置
Ｃ１〜Ｃ１２ コイル

Claims (6)

1. モータ駆動回路に接続されて多相交流を受電する多相分の複数のバスバーを、ステータの一端部に配置すると共に、前記ステータの周方向に並べられた複数のコイルの端末を所定の前記バスバーに接続した多相交流モータにおいて、
   前記各バスバーには、前記ステータの周方向に沿って延びた中継電路部と、前記中継電路部のうち前記ステータの周方向における複数位置から分岐し、先端に前記コイルの端末部が接続された複数の末端電路部と、前記中継電路部の１箇所に設けられ、前記モータ駆動回路に接続される幹電路部とが備えられ、
   前記中継電路部のうち前記幹電路部から前記中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の幅を、前記幹電路部から前記中継電路部の端部に向かうに従って前記末端電路部を越える毎に徐々に狭くしたことを特徴とする多相交流モータ。
2. 前記末端電路部の幅を統一し、
   前記中継電路部のうち前記幹電路部から前記中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、それら複数の末端電路部の数を特定整数ｎ、前記末端電路部の幅を単位幅ｗとした場合、
   前記幹電路部とその幹電路部から最も近い前記末端電路部との間の前記中継電路部の幅Ｗｎを、
   Ｗｎ＝ｗ×ｎ
   、とし、
   前記幹電路部からｍ番目に近い前記末端電路部とｍ＋１番目に近い前記末端電路部との間の前記中継電路部の幅Ｗｍを、
   Ｗｍ＝ｗ×（ｎ−ｍ）
   、としたことを特徴とする請求項１に記載の多相交流モータ。
3. モータ駆動回路に接続されて多相交流を受電する多相分の複数のバスバーを、ステータの一端部に配置すると共に、前記ステータの周方向に並べられた複数のコイルの端末を所定の前記バスバーに接続した多相交流モータにおいて、
   前記各バスバーには、前記ステータの周方向に沿って延びた中継電路部と、前記中継電路部のうち前記ステータの周方向における複数位置から分岐し、先端に前記コイルの端末部が接続された複数の末端電路部と、前記中継電路部の１箇所に設けられ、前記モータ駆動回路に接続される幹電路部とが備えられ、
   前記中継電路部のうち前記幹電路部から前記中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分の断面積を、前記幹電路部から前記中継電路部の端部に向かうに従って前記末端電路部を越える毎に徐々に小さくしたことを特徴とする多相交流モータ。
4. 前記末端電路部の断面積を統一し、
   前記中継電路部のうち前記幹電路部から前記中継電路部の端部迄の間に複数の末端電路部を有した部分では、それら複数の末端電路部の数を特定整数ｎ、前記末端電路部の断面積を単位断面積ｓとした場合、
   前記幹電路部とその幹電路部から最も近い前記末端電路部との間の前記中継電路部の断面積Ｓｎを、
   Ｓｎ＝ｓ×ｎ
   、とし、
   前記幹電路部からｍ番目に近い前記末端電路部とｍ＋１番目に近い前記末端電路部との間の前記中継電路部の断面積Ｓｍを、
   Ｓｍ＝ｓ×（ｎ−ｍ）
   、としたことを特徴とする請求項３に記載の多相交流モータ。
5. 前記多相交流は３相交流であり、３相分の３つの前記バスバーと各相毎の複数の前記コイルとでデルタ結線回路が構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多相交流モータ。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の多相交流モータを駆動源として備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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