JP2014176211A - バスバー - Google Patents

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Abstract

【課題】配線との十分な接触面積を確保することが可能なバスバーを提供する。
【解決手段】ステータ10に巻装されるコイル13に接続される帯板状のバスバー21は、ステータ10の周方向に沿って延設される本体部21aと、本体部21aからステータ10の径方向外側に延設される径方向延設部21cと、径方向延設部21cの先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成され、コイル13の巻線端末に接続される配線16を挟持するフック部21dと、を備える。
【選択図】図4

Description

本発明は、モータや発電機の各巻線に接続されるバスバーに関する。
モータにおいて外部の端子部から各巻線に電流を供給するためバスバーを用いることが知られている。
特許文献1には、テープ状に形成された環状のリードフレームと、リードフレームの幅方向一端から屈曲してリードフレームの径方向に向けて延びる接続端子と、接続端子の先端に形成されたU字状接続溝と、から構成されるバスバーが記載されている。
特開2000−333400号公報
上記従来の技術では、接続端子の先端に形成されたU字状接続溝にコイルの巻線端末から延びる配線が接続されるので、配線と接続端子との接触面積を大きくすることができない。つまり、配線と接続端子とは、接続端子の板厚分に相当する面積でしか接触しない。
これにより、接続端子に対する配線の取り付け強度が不足する可能性がある。また、配線と接続端子との接触面積が小さいと電気抵抗が大きくなるので、特に、大電流が流れるモータに適用される場合、発熱等の不具合を生じる可能性がある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、配線との十分な接触面積を確保することが可能なバスバーを提供することを目的とする。
本発明は、ステータに巻装されるコイルに接続される帯板状のバスバーであって、ステータの周方向に沿って延設される本体部と、本体部からステータの径方向外側に延設される径方向延設部と、延設部の先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成され、コイルの巻線端末に接続される配線を挟持するフック部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、径方向延設部の先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成されるフック部が、コイルの巻線端末に接続される配線を挟持するので、配線とバスバーとの接触面積を十分に確保することができる。
3相交流モータを構成するステータの構造図である。 本発明の実施形態に係るバスバーを用いたバスバーユニットの正面図である。 図2のA−A断面を示す断面図である。 第1実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第2実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第3実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第4実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第5実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第6実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。 第7実施形態におけるバスバーの一部を拡大して示す斜視図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
第1実施形態について説明する。
図1は、3相交流モータを構成するステータ10を示す構成図である。ハウジング11に保持された円環状のステータコア12には、図示しないティースが内周側に突出するように多数形成されている。各ティースには、銅線が巻装されてコイル13が形成されている。
本実施形態では、全部で12個のコイル13が、同一の相が対向配置されるように配設される。各コイルは、U相、V相、W相のうちのいずれかに該当し、隣接するU相コイル13同士が対向配置され、隣接するV相コイル13同士が対向配置され、隣接するW相コイル13同士が対向配置される。
各相の隣接するコイル13同士はその巻線端末14が結線されている。さらに、各相コイル13は、各相コイル13の巻線端末15を介して後述するバスバーユニット20と接続される。
図2は、バスバーユニット20を示す全体図である。図3は、図2のA−A断面を示す断面図である。
バスバーユニット20は、ステータ10と同心状にステータ10の軸方向端部に設けられ、ステータ10は図3における右側に配置される。バスバーユニット20は、各相に対応するバスバー21及び中性点を電気的に接続する中性点用バスバー21と、これらすべてのバスバー21を収装するバスバーベース22と、を備える。
バスバー21はすべて半円弧状又はほぼ円弧状の導電体である。バスバーベース22は、すべてのバスバー21を収装する3重の環状溝22aを有する円環状の絶縁体である。
バスバー21は、図2及び図3に示すように、環状溝22aの底部に配置される本体部21aと、本体部21aから環状溝22aの外部へと延設される軸方向延設部21bと、軸方向延設部21bの先端からステータ10の径方向に延設される径方向延設部21cと、径方向延設部21cの先端に設けられ各相コイル13の巻線端末15から延びる配線16(図4参照)に接続されるフック部21dと、から構成される。さらに、各相に対応するバスバー21はそれぞれ、本体部21aから環状溝22aの外部へと延設され外部配線に接続される各相端子23を備える。
バスバーユニット20は、図示しない電源から供給される電流を、外部端子としての、各相端子23をそれぞれ介して、各相コイル13に供給する。全てのバスバー21のうち、V相バスバー21及びW相バスバー21が途中で環状溝22a間を横断するように配置され、3重の環状溝22aに全てのバスバー21が収装される。
バスバー21の本体部21a、軸方向延設部21b、径方向延設部21c及びフック部21dは、帯板状の導電部材によって一体的に形成される。
本体部21aは、ステータ10の周方向に沿って環状溝22aの底部に延設される。つまり、本体部21aは全体として円弧状に形成され、径方向の厚みは導電部材の板厚であり、軸方向の幅は導電部材の帯幅となる。
軸方向延設部21bは、本体部21aの幅方向側端からステータ10の軸方向に環状溝22aを抜け出るまで延設される。軸方向延設部21bと本体部21aとは互いに屈曲することなく同一の面上に延在する。
径方向延設部21cは、軸方向延設部21bの延設方向先端からステータ10の径方向外側に向けて屈曲して延設される。径方向延設部21cの先端は、バスバーユニット20の最外周部に位置する環状溝22aより外側まで延設される。
フック部21dは、径方向延設部21cの延設方向先端に設けられ、ステータ10の径方向内側に向けて開口するフック状に形成される。つまり、フック部21dは、径方向延設部21cの延設方向先端から延出するとともに、途中でステータ10の径方向内側に折り返されて略U字状に形成される。
図4は、図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
本体部21aは、ステータ10の周方向に沿って湾曲した曲面状に形成される。軸方向延設部21bは、本体部21aと径方向延設部21cとの間に介装され、本体部21aからステータ10の軸方向に延設される。径方向延設部21cは、軸方向延設部21bからステータ10の径方向外側に向けて屈曲して延設される。フック部21dは、径方向延設部21cの先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成される。
すなわち、図4に示すように、径方向延設部21cは本体部21a及び軸方向延設部21bに対して垂直に延び、フック部21dは径方向延設部21cから屈曲して延びる。屈曲部をすべて展開すると、バスバー21は略T字状となる。したがって、バスバー21を製造するに当たって、板状の導電部材を打ち抜き加工する際には、導電部材を単に略T字状に打ち抜き加工するだけでよいので、打ち抜き加工を容易に行うことができる。
打ち抜き加工によって得られた導電部材は、軸方向延設部21bと径方向延設部21cとの境界部分においてステータ10の径方向外側に屈曲され、フック部21dにおいてさらにステータ10の径方向内側に屈曲される。これにより、打ち抜き加工された導電部材からバスバー21が形成される。
ステータ10から軸方向に延びるコイル13の巻線端末15に接続された配線16は、図4に示すように、バスバー21のフック部21dに引っ掛けられ、フック部21dをかしめることでバスバー21に挟持される。
以上のようにして、各バスバー21のフック部21dが各相コイル13と結線されることで、外部配線から各相コイル13へと電流が供給される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
径方向延設部21cの先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成されるフック部21dが、コイル13の巻線端末に接続される配線16を挟持するので、配線16とバスバー21との接触面積を十分に確保することができる。これにより、配線16のバスバー21に対する取付強度を向上させることができる。
さらに、配線16とバスバー21との接触部における電気抵抗を抑制することができるので、バスバー21が特に大電流が流れるモータに適用された場合に、発熱等の不具合の発生を防止することができる。
さらに、軸方向延設部21bが本体部21aと径方向延設部21cとの間に介装されるので、径方向延設部21cがより軸方向外側に配置されることになる。これにより、内側の環状溝22aに収装されるバスバー21の径方向延設部21cが、当該バスバー21より外側の環状溝22aに収装されるバスバー21と接触することを防止することができる。
さらに、フック部21dはステータ10の径方向内側に向けて開口するように形成されるので、径方向延設部21cをステータ10の径方向内側に裏返すだけでフック部21dを形成することができ、打ち抜き加工後の導電部材からより簡易にバスバー21を形成することができる。
さらに、本体部21aと、軸方向延設部21bと、径方向延設部21cと、フック部21dと、が導電部材によって一体的に形成され、バスバー21の展開状態において軸方向延設部21b、径方向延設部21c及びフック部21dが本体部21aから垂直に延設されるので、導電部材の打ち抜き加工時の構造が簡素化され、打ち抜き加工を容易に行うことができる。
第2実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー31は、フック部31dの構造が第1実施形態と異なり、その他の構成は同一である。図5は、本実施形態のバスバー31を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー31のフック部31dは、径方向延設部31cの延設方向先端に設けられ、ステータ10の軸方向であってステータ10とは反対側に向けて開口するフック状に形成されたフック部31dを有する。フック部31dは、径方向延設部31cの延設方向先端からステータ10の軸方向に屈曲して略U字状に形成される。
本実施形態の場合、打ち抜き加工によって得られた導電部材は、軸方向延設部31bと径方向延設部31cとの境界部分においてステータ10の径方向外側に屈曲され、径方向延設部31cとフック部31dとの境界部分においてさらにステータ10の軸方向一方に屈曲され、フック部31dにおいてさらにステータ10の軸方向他方に屈曲される。これにより、打ち抜き加工された導電部材からバスバー31が形成される。
ステータ10から軸方向に延出するコイル13の巻線端末15に接続された配線16は、図5に示すように、バスバー31のフック部31dに引っ掛けられ、フック部31dをかしめることでバスバー31に挟持される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
フック部31dは、ステータ10の軸方向であってステータ10とは反対側に向けて開口するフック状に形成されるので、フック部31dが軸方向延設部31bよりステータ10とは反対側に突出することがない。よって、バスバーユニット20の軸方向寸法を小型化することができる。
第3実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー41は、フック部41dの構造が第1実施形態と異なり、その他の構成は同一である。図6は、本実施形態のバスバー41を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー41のフック部41dは、径方向延設部41cの延設方向先端に設けられ、ステータ10の軸方向であってステータ10側に向けて開口するフック状に形成されたフック部41dを有する。フック部41dは、径方向延設部41cの延設方向先端からステータ10の軸方向に屈曲して略U字状に形成される。
本実施形態の場合、打ち抜き加工によって得られた導電部材は、軸方向延設部41bと径方向延設部41cとの境界部分においてステータ10の径方向外側に屈曲され、径方向延設部41cとフック部41dとの境界部分においてさらにステータ10の軸方向一方に屈曲され、フック部41dにおいてさらにステータ10の軸方向他方に屈曲される。これにより、打ち抜き加工された導電部材からバスバー41が形成される。
ステータ10から軸方向に延出するコイル13の巻線端末15に接続された配線16は、図6に示すように、バスバー41のフック部41dに引き回され、フック部41dをかしめることでバスバー41に挟持される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
フック部41dは、ステータ10の軸方向であってステータ10側に向けて開口するフック状に形成されるので、コイル13とバスバー41との接続をより簡易かつ確実に行うことができる。
第4実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー51は、本体部51a以外の構造が第1実施形態と異なる。図7は、本実施形態のバスバー51を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー51は、本体部51aと、板厚方向がステータ10の軸方向に一致するように本体部51aからステータ10の径方向に延設される径方向延設部51cと、径方向延設部51cの先端に接続されるフック部51dと、を有する。つまり、本実施形態のバスバー51は、軸方向延設部を有することなく本体部51aの側端から径方向延設部51cがステータ10の径方向に屈曲して延びている。
フック部51dは、径方向延設部51cの先端に接続されてステータ10の軸方向一方に延びるとともにステータ10の周方向一方に延びる第1延設部51eと、第1延設部51eの先端からステータ10の軸方向一方に延びるとともに途中で折り返してステータ10の軸方向他方に延びる折返し部51fと、折返し部51fの先端からステータ10の周方向他方に延びて第1延設部51eとの間に配線を挟持する第2延設部51gと、を有する。
第1延設部51eと第2延設部51gとは略相似形であり、折返し部51fを曲げることで第1延設部51eと第2延設部51gとが対向する。図7の下方から延び出てくる配線16は、第1延設部51eと第2延設部51gとの間に引き回され、両者をかしめることでバスバー51に挟持される。
折返し部51fは、第1延設部51e及び第2延設部51gの上端全域を接続するのではなく、周方向一方側の一部の領域のみを接続する。これにより、折返し部51fが設けられない領域から配線16を上方へと挿通させることができる。したがって、配線16の長さにかかわらず適切な位置を第1延設部51eと第2延設部51gとによって挟持することができる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
第1延設部51eと第2延設部51gとが周方向に延設されるとともに、第1延設部51e及び第2延設部51gの上端がステータ10の周方向一方の折返し部51fによって接続されるので、バスバー51をモータに配設する際に図7の下方から延び出てくる配線16を、第1延設部51eと第2延設部51gとの間に挟持することができる。よって、配線16の先端を第1延設部51eと第2延設部51gとの間を通して図7の上方へと挿通させることができるので、配線16の長さにかかわらず確実に配線16を挟持することができる。
第5実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー61は、フック部61dの構造が第4実施形態とは異なり、その他の構成は同一である。図8は、本実施形態のバスバー61を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー61は、本体部61aと、板厚方向がステータ10の軸方向に一致するように本体部61aからステータ10の径方向に延設される径方向延設部61cと、径方向延設部61cの先端に接続されるフック部61dと、を有する。バスバー61は、第4実施形態と同様に、軸方向延設部を有することなく本体部61aの側端から径方向延設部61cがステータ10の径方向に屈曲して延びている。
フック部61dは、径方向延設部61cの先端からステータ10の軸方向一方に延びる第1延設部61eと、第1延設部61eの先端からステータ10の周方向に延びる第2延設部61gと、第2延設部61gの先端からステータ10の軸方向他方に延びるとともに途中で折り返してステータ10の軸方向一方に延び配線16を挟持する折返し部61fと、を有する。
第1延設部61eは図8の上方に向けて延設され、第2延設部61gは図8の右方に向けて延設される。したがって、第1延設部61eと第2延設部61gとはステータ10の径方向から見た場合に略L字型に形成される。
折返し部61fは、第2延設部61gの図8における下端から下方へ延びるとともに、途中で上方へと折返して第2延設部61gの上端と略同一の高さまで延設される。つまり、折返し部61fと第2延設部61gの一部とは互いに側面が対向し、図8の上方に開口したフック状に形成される。図8の下方から延び出てくる配線16は、折返し部61fと第2延設部61gとの対向部に引き回され、両者をかしめることでバスバー61に挟持される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
折返し部61fと第2延設部61gとが上方に開口したフック状に形成されるので、下方から延び出てくる配線16を、ステータ10の周方向に曲げた状態で折返し部61fと第2延設部61gとの間に挟持することができる。よって、挟持された配線16が抜け落ちることを防止して配線16をより確実に挟持することができる。
第6実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー71は、フック部71dの構造が第5実施形態とは異なり、その他の構成は同一である。図9は、本実施形態のバスバー71を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー71は、本体部71aと、板厚方向がステータ10の軸方向に一致するように本体部71aからステータ10の径方向に延設される径方向延設部71cと、径方向延設部71cの先端に接続されるフック部71dと、を有する。バスバー71は、第5実施形態と同様に、軸方向延設部を有することなく本体部71aの側端から径方向延設部71cがステータ10の径方向に屈曲して延びている。
フック部71dは、径方向延設部71cの先端からステータ10の軸方向一方に延びる第1延設部71eと、第1延設部71eの先端からステータ10の周方向に延びる第2延設部71gと、第2延設部71gの先端からステータ10の軸方向一方に延びるとともに途中で折り返してステータ10の軸方向他方に延び配線16を挟持する折返し部71fと、を有する。
第1延設部71eは図8の上方に向けて延設され、第2延設部71gは図8の右方に向けて延設される。したがって、第1延設部71eと第2延設部71gとはステータ10の径方向から見た場合に略L字型に形成される。
折返し部71fは、第2延設部71gの図9における上端から上方へ延びるとともに、途中で下方へと折返して第2延設部71gの下端と略同一の高さまで延設される。つまり、折返し部71fと第2延設部71gの一部とは互いに側面が対向し、図9の下方に開口したフック状に形成される。図9の下方から延び出てくる配線16は、折返し部71fと第2延設部71gとの対向部に引き回され、両者をかしめることでバスバー71に挟持される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
折返し部71fと第2延設部71gとが下方に開口したフック状に形成されるので、配線16をバスバー71により簡易かつ確実に挟持することができる。
第7実施形態について説明する。
本実施形態のバスバー81は、フック部81dの構造が第5実施形態とは異なり、その他の構成は同一である。図10は、本実施形態のバスバー81を用いた場合における図2の範囲Bを拡大して示す斜視図である。
バスバー81は、本体部81aと、本体部81aからステータ10の径方向に延設される径方向延設部81cと、径方向延設部81cの先端に接続されるフック部81dと、を有する。バスバー81は、第5実施形態と同様に、軸方向延設部を有することなく本体部81aの側端から径方向延設部81cがステータ10の径方向に屈曲して延びている。
フック部81dは、径方向延設部81cの先端に接続されてステータ10の軸方向一方に延びるとともにステータ10の周方向一方に延びる第1延設部81eと、第1延設部81eの先端からステータ10の周方向一方に延びるとともに途中で折り返してステータ10の周方向他方に延び配線16を挟持する折返し部81fと、を有する。
折返し部81fは、第1延設部81eからステータ10の周方向一方に延びる面と、折り返してステータ10の周方向他方に延びる面と、が対向するように形成される。つまり、折返し部81fは、ステータ10の周方向他方側(図10の左方)に開口するフック状に形成される。
図10の下方から延び出てくる配線16は、折返し部81fの2つの対向する面の間に引き回され、当該対向面同士をかしめることでバスバー81に挟持される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
折返し部81fがステータ10の周方向他方側に開口するフック状に形成されるので、バスバー81をモータに配設する際に図10の下方から延び出てくる配線16を、折り曲げることなく折返し部81fに挟持することができる。よって、配線16の先端を折返し部81fの間を通して図10の上方へと挿通させることができるので、配線16の長さにかかわらず確実に配線16を挟持することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、3重の環状溝22aに4種類の各バスバー21を嵌め込んだバスバーユニット20を例示したが、4重の環状溝に各バスバー21を嵌め込んだバスバーユニットであってもよい。
さらに、上記実施形態では、モータのステータ10に巻装されるコイル13に電流を供給するバスバー21〜81について説明したが、このバスバー21〜81を発電機に適用してもよい。
さらに、上記第1〜第3実施形態では軸方向延設部21b〜41bを設けているが、第4実施形態のように軸方向延設部21b〜41bを省略してもよい。なお、この場合、異なるバスバー21〜41同士が短絡することのないように、本体部21a〜41aの幅及びバスバーベース22の環状溝22aの深さが設定される。
さらに、上記第4〜第7実施形態では軸方向延設部を設けていないが、第1実施形態のように軸方向延設部21bを設けてもよい。これにより、異なるバスバー51〜81同士の短絡をより確実に防止することができる。
さらに、上記全ての実施形態では、コイル13の巻線端末15に接続される配線16をフック部21d〜81dにかしめることで固定しているが、溶接やろう付け等のその他の接続方法によって固定してもよい。
さらに、上記第4〜第7実施形態では、各第1延設部51e〜81eが径方向延設部51c〜81cから各図の上方へと屈曲する場合を例示したが、反対に各図の下方へと屈曲していてもよい。これにより、バスバーユニット20の軸方向寸法を小型化することができる。
10 ステータ
13 コイル
15 巻線端末
21、31、41、51、61、71、81 バスバー
21a、51a、61a、71a、81a 本体部
21b、31b、41b 軸方向延設部
21c、31c、41c、51c、61c、71c、81c 径方向延設部
21d、31d、41d、51d、61d、71d、81d フック部
51e、61e、71e、81e 第1延設部
51f、61f、71f、81f 折返し部
51g、61g、71f 第2延設部

Claims (6)

  1. ステータに巻装されるコイルに接続される帯板状のバスバーであって、
    前記ステータの周方向に沿って延設される本体部と、
    前記本体部から前記ステータの径方向外側に延設される径方向延設部と、
    前記径方向延設部の先端に接続されるとともに途中で折り返されてフック状に形成され、前記コイルの巻線端末に接続される配線を挟持するフック部と、
    を備えることを特徴とするバスバー。
  2. 前記本体部と前記径方向延設部との間に介装され、前記本体部から前記ステータの軸方向に延設される軸方向延設部をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項1に記載のバスバー。
  3. 前記フック部は、前記ステータの径方向内側又は軸方向に向けて屈曲させたフック状に形成される、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバスバー。
  4. 前記フック部は、
    前記径方向延設部の先端に接続されて前記ステータの軸方向一方に延びるとともに前記ステータの周方向一方に延びる第1延設部と、
    前記第1延設部の周方向先端部から前記ステータの軸方向一方に延びるとともに途中で折り返して前記ステータの軸方向他方に延びる折返し部と、
    前記折返し部の先端部から前記ステータの周方向他方に延びて前記第1延設部との間に前記配線を挟持する第2延設部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバスバー。
  5. 前記フック部は、
    前記径方向延設部の先端から前記ステータの軸方向一方に延びる第1延設部と、
    前記第1延設部の先端部から前記ステータの周方向に延びる第2延設部と、
    前記第2延設部の先端部から前記ステータの軸方向他方又は一方に延びるとともに途中で折り返して前記ステータの軸方向一方又は他方に延び前記配線を挟持する折返し部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバスバー。
  6. 前記フック部は、
    前記径方向延設部の先端に接続されて前記ステータの軸方向一方に延びるとともに前記ステータの周方向一方に延びる第1延設部と、
    前記第1延設部の周方向先端部から前記ステータの周方向一方に延びるとともに途中で折り返して前記ステータの周方向他方に延び前記配線を挟持する折返し部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバスバー。
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