JP2015080382A - バスバーユニット及び電動機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータコアと回路基板との間のスペースの省スペース化を図ることができるバスバーユニットを得る。
【解決手段】バスバーユニット100は、Dバスバー108と、Aバスバー102と、Bバスバー104と、を含んで構成されている。Dバスバー108は、板状に形成された基壁部132を備えている。Aバスバー102は、基壁部132の中心部132Aに対して軸方向一方側にオフセットして配置されたオフセット部114Dを有し、該オフセット部114Dの一部が基壁部132の一部と軸方向にオーバーラップしている基壁部114を備えている。Bバスバー104は、オフセット部114Dに対して径方向にオフセットして配置された内側オフセット部120Aを有し、該内側オフセット部120Aの一部が基壁部132の他部及び基壁部114の他部と軸方向にオーバーラップしている基壁部120を備えている。
【選択図】図27A
【解決手段】バスバーユニット100は、Dバスバー108と、Aバスバー102と、Bバスバー104と、を含んで構成されている。Dバスバー108は、板状に形成された基壁部132を備えている。Aバスバー102は、基壁部132の中心部132Aに対して軸方向一方側にオフセットして配置されたオフセット部114Dを有し、該オフセット部114Dの一部が基壁部132の一部と軸方向にオーバーラップしている基壁部114を備えている。Bバスバー104は、オフセット部114Dに対して径方向にオフセットして配置された内側オフセット部120Aを有し、該内側オフセット部120Aの一部が基壁部132の他部及び基壁部114の他部と軸方向にオーバーラップしている基壁部120を備えている。
【選択図】図27A
Description
本発明は、バスバーユニット及び電動機に関する。
下記特許文献1には、有底円筒状に形成されていると共に周方向内側の面にマグネットが取付けられたロータ(回転子)と、当該ロータの径方向内側に配置されていると共にステータコア(固定子コア)の各々のティース部に導電性の巻線が巻回されることによって構成されたステータ(固定子)と、を有するアウターロータタイプの電動機が開示されている。また、この電動機は、ステータの巻線への通電を切り替えるための制御回路を備えており、この制御回路の一部を構成する回路基板と巻線の端末部とは、即ち、回路基板に設けられた導電パターン部と巻線の端末部とは、はんだ付けにより接合されている。
ところで、ステータに用いられる巻線としては銅製の巻線が用いられることが一般的ではあるが、銅とは異なる代替材料の巻線を用いてステータを構成することが考えられる。しかしながら、この場合、銅製の巻線を用いた場合と同様の方法で巻線の端末部と回路基板の導電パターン部とを接続することが困難となることが考えられる。巻線の端末部と回路基板の導電パターン部とを容易に接続するために、両者の間に上記特許文献2に記載されたようなバスバー等を介在させることが考えられるが、この場合、前記バスバー等の寸法に対応するスペースをステータコアと回路基板との間に設けることが必要になる。すなわち、電動機の寸法の小型化が妨げられる。
本発明は上記事実を考慮し、ステータコアと回路基板との間のスペースの省スペース化を図ることができるバスバーユニットを得ることを第1の目的とし、寸法の小型化を図ることができる電動機を得ることを第2の目的とする。
請求項1記載のバスバーユニットは、固定子の軸方向一方側に配置されるバスバーユニットであって、前記固定子の軸方向を板厚方向として該固定子の径方向に延びる板状に形成された第1の基壁部と、該第1の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第1の被接合部と、を有する第1のバスバーと、前記第1の基壁部の中心部に対して軸方向一方側にオフセットして配置された第1のオフセット部と、該第1のオフセット部の一部が前記第1の基壁部の一部と軸方向にオーバーラップしている板状の第2の基壁部と、該第2の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第2の被接合部と、を有する第2のバスバーと、前記第1のオフセット部に対して径方向にオフセットして配置された第2のオフセット部と、該第2のオフセット部の一部が前記第1の基壁部の他部及び前記第2の基壁部の他部と軸方向にオーバーラップしている板状の第3の基壁部と、該第3の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第3の被接合部と、を有する第3のバスバーと、を備えている。
請求項1記載のバスバーユニットによれば、第1の基壁部、第2の基壁部、及び第3の基壁部において互いに軸方向に積層されている箇所を2層以下で構成することができる。これにより、バスバーユニットにおける第1の被接合部、第2の被接合部、及び第3の被接合部よりも径方向内側の部位、即ち、固定子と対向する部位が軸方向に厚くなることを抑制することができる。その結果、固定子の一部を構成するステータコア(固定子コア)と巻線への通電を制御する制御装置の一部を構成する回路基板との間のスペースの省スペース化を図ることができる。
請求項2記載のバスバーユニットは、請求項1記載のバスバーユニットにおいて、前記第1の基壁部は、径方向に延びる平面状に形成されており、前記第2の基壁部の径方向の端部及び前記第3の基壁部の径方向の端部が、前記第1の基壁部と軸方向の同位置に配置されている。
請求項2記載のバスバーユニットによれば、第1のバスバーの第1の基壁部を所定の平面上に載置すると共に、第2のバスバーの第2の基壁部及び第3のバスバーの第3の基壁部を上記所定の平面上に載置することによって、各々のバスバーの軸方向への位置を規制することができる。すなわち、第1のバスバー、第2のバスバー及び第3のバスバーの軸方向への位置がバラつくことを抑制することができる。
請求項3記載のバスバーユニットは、請求項1又は請求項2記載のバスバーユニットにおいて、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部が、軸方向視で環状に配列されている。
ところで、固定子は一般的に環状に形成されており、これにより固定子の各々のティース部に巻回された巻線の端末部も軸方向視で環状に引き出される。これに加えて、請求項3記載のバスバーユニットでは、巻線の端末部が接合される第1の被接合部、第2の被接合部及び第3の被接合部が、軸方向視で環状に配列されている。これにより、巻線の端末部と第1の被接合部、第2の被接合部及び第3の被接合部とを接合する際の作業性を良好にすることができる。
請求項4記載のバスバーユニットは、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のバスバーユニットにおいて、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部の板厚、幅及び長さの少なくともいずれかが調整されることによって、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部の電気抵抗が調整されている。
請求項4記載のバスバーユニットによれば、第1の基壁部、第2の基壁部、及び第3の基壁部の内部を流れる電流値が調整されることにより、固定子コア内を流れる磁束のバランスが調整される。
請求項5記載のバスバーユニットは、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のバスバーユニットにおいて、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部が絶縁性の部材に内包されることにより、前記第1のバスバー、前記第2のバスバー、及び前記第3のバスバーが一体化されている。
請求項5記載のバスバーユニットによれば、当該バスバーユニットの取り扱いを容易にすることができる。
請求項6記載のバスバーユニットは、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のバスバーユニットにおいて、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部は、径方向を板厚方向として軸方向に延びる板状に形成されており、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部には、径方向に向けて突出すると共に前記巻線の端末部が接合される突出部がそれぞれ形成されており、それぞれの前記突出部が、軸方向の同位置に配置されている。
請求項6記載のバスバーユニットによれば、突出部が軸方向の同位置に配置されていることにより、自動接合機で巻線の端末部と突起部とを接合する際の接合位置が特定され易くなる。これにより、巻線の端末部と第1の被接合部、第2の被接合部及び第3の被接合部との接合箇所の品質を向上させることができる。
請求項7記載のバスバーユニットは、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のバスバーユニットにおいて、軸方向を板厚方向として径方向に延びると共に、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部のいずれとも軸方向に重ならない位置に配置された第4の基壁部と、該第4の基壁部の径方向外側の端部に設けられ、固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第4の被接合部と、を有する3つの第4のバスバーを備え、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部、前記第3の被接合部、及び前記第4の被接合部が周方向に沿って環状に配列されている。
請求項7記載のバスバーユニットによれば、3つの第4のバスバーを有することにより、第1のバスバー、第2のバスバー及び第3のバスバーの形状に自由度を持たせることができる、つまり、第1のバスバー、第2のバスバー及び第3のバスバーの形状をより単純な形状にすることができる。
請求項8記載の電動機は、回転軸の軸線回りに回転可能に設けられた回転子と、磁性材料を用いて形成された固定子コア及び導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルを含んで構成された固定子と、前記巻線への通電を制御するための制御装置の一部を構成する回路基板と、前記巻線の端末部が、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部、及び前記第3の被接合部にそれぞれ接合されていると共に前記回路基板に接続された請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のバスバーユニットと、を備えている。
請求項8記載の電動機によれば、上記バスバーユニットを含んで構成された電動機を組み立てる際の組立性を良好にすることができる。
図1〜図27Bを用いて本発明の実施形態に係る電動機について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、電動機の軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、電動機の軸方向、径方向、周方向を示すものとする。
図1に示されるように、本実施形態の電動機は、車両の空調装置の一部を構成するブロアモータMとされている。このブロアモータMは、回転軸30の軸線回りに回転可能に設けられた回転子12と、回転磁界を生じさせることによって回転子12を回転させる固定子10と、を備えている。また、ブロアモータMは、固定子10を保持する固定子ベース14と、固定子10への通電を制御するための制御装置15と、制御装置15等を収容するケース20と、当該ケース20内において固定子10と回路基板18とを隔てる隔成部材としての仕切板16と、巻線46の端末部84を回路基板18に接続するためのバスバーユニット100と、を備えている。以下、先ず回転子12の構成について説明し、次いで固定子10、固定子ベース14、制御装置15、ケース20、仕切板16、及びバスバーユニット100の構成について説明する。
(回転子12)
回転子12は、有天円筒状のハウジング24と、このハウジング24の内周面に固定された複数のセグメントマグネット26と、を備えており、セグメントマグネット26は、固定子10の径方向外側に当該固定子10と対向して配置されている。ハウジング24の軸心部には、軸受部材としての一対のベアリング28が収容される筒状部24Aが設けられており、この筒状部24Aにベアリング28のアウタレースが圧入されることによって、当該ベアリング28がハウジング24の軸心部に固定されている。また、ベアリング28のインナレースには、固定子ベース14に固定された回転軸30が挿入されている。これにより、回転子12が、固定子10及び固定子ベース14に対して回転可能とされている。また、回転子12には、シロッコファン32が一体回転可能に固定されている。
回転子12は、有天円筒状のハウジング24と、このハウジング24の内周面に固定された複数のセグメントマグネット26と、を備えており、セグメントマグネット26は、固定子10の径方向外側に当該固定子10と対向して配置されている。ハウジング24の軸心部には、軸受部材としての一対のベアリング28が収容される筒状部24Aが設けられており、この筒状部24Aにベアリング28のアウタレースが圧入されることによって、当該ベアリング28がハウジング24の軸心部に固定されている。また、ベアリング28のインナレースには、固定子ベース14に固定された回転軸30が挿入されている。これにより、回転子12が、固定子10及び固定子ベース14に対して回転可能とされている。また、回転子12には、シロッコファン32が一体回転可能に固定されている。
(固定子10)
図2,図3に示されるように、固定子10は、鋼材などの磁性材料を用いて形成された固定子コア42と、絶縁部材44と、U相,V相,W相の3相を構成すると共にアルミニウム製の複数の巻線46U、46U’、46V、46V’、46W、46W’と、を有している。なお、各図において、矢印Z1は、固定子10の軸方向一方側を示し、矢印Z2は、固定子10の軸方向他方側を示している。
図2,図3に示されるように、固定子10は、鋼材などの磁性材料を用いて形成された固定子コア42と、絶縁部材44と、U相,V相,W相の3相を構成すると共にアルミニウム製の複数の巻線46U、46U’、46V、46V’、46W、46W’と、を有している。なお、各図において、矢印Z1は、固定子10の軸方向一方側を示し、矢印Z2は、固定子10の軸方向他方側を示している。
固定子コア42は、分割コアであり、図4に示されるように、この固定子コア42の周方向に分割された12個のコア構成部材48U、48U’、48V、48V’、48W、48W’によって構成されている。この複数のコア構成部材48U〜48W’は、概略T字状に形成されたティース部50と、このティース部50の基端部に形成された継鉄構成部52とをそれぞれ有している。複数のコア構成部材48U〜48W’が環状に配列された状態において、複数の継鉄構成部52は、環状の継鉄54を形成し、複数のティース部50は、継鉄の周囲に放射状に配置される。
この複数のコア構成部材48U〜48W’の各々には、凸状の係合部56と、凹状の被係合部58がそれぞれ設けられている。係合部56は、継鉄構成部52における一方の側部に形成されており、被係合部58は、継鉄構成部52における他方の側部に形成されている。そして、この複数のコア構成部材48U〜48W’は、隣り合う係合部56及び被係合部58が係合されることにより環状に連結される。
また、図5に示されるように、凸状の係合部56における基端部には、くびれ部60が形成されており、凹状の被係合部58における開口部には、くびれ部60の形状に対応するすぼみ部62が形成されている。このくびれ部60を有する係合部56と、すぼみ部62を有する被係合部58は、互いに遊嵌し得る寸法及び形状で形成されている。
そして、上述の如く複数のコア構成部材48U〜48W’が環状に連結されることにより固定子コア42が構成されている状態(図4参照)で、図5の下図に示されるように、固定子コア42の内側に固定子ベース14の軸心部14Aが圧入される。また、固定子コア42の内側に固定子ベース14の軸心部14Aが圧入されると、互いに遊嵌する係合部56及び被係合部58が固定子コア42の周方向に引っ張られ、固定子コア42が径方向外側に拡げられた状態とされる。
図6に示されるように、絶縁部材44(図2参照)は、6つのインシュレータ64U、64U’、64V、64V’、64W、64W’に分割されている。U相のインシュレータ64Uとインシュレータ64U’とは、固定子10の軸方向視にて面対称に形成されている。同様に、V相のインシュレータ64Vとインシュレータ64V’とは、固定子10の軸方向視にて面対称に形成され、W相のインシュレータ64Wとインシュレータ64W’とは、固定子10の軸方向視にて面対称に形成されている。
この複数のインシュレータ64U〜64W’は、一対の絶縁部66と連結部68とをそれぞれ有している。各絶縁部66は、コア構成部材48U〜48W’と略同様の外形形状を有しており、コア構成部材48U〜48W’にそれぞれ装着されることで固定子10の軸方向両側から各コア構成部材48U〜48W’を覆っている。
各連結部68は、複数のコア構成部材48U〜48W’の内径部に沿う円弧状に形成されており、一対の絶縁部66のうち固定子10の軸方向他方側(矢印Z2側)に位置する端部を連結している。インシュレータ64U、64U’に形成された一対の連結部68は、固定子10の軸方向視にて環状を成すように互いに同一の半径を有している。同様に、インシュレータ64V、64V’に形成された一対の連結部68は、固定子10の軸方向視にて環状を成すように互いに同一の半径を有しており、インシュレータ64W、64W’に形成された一対の連結部68は、固定子10の軸方向視にて環状を成すように互いに同一の半径を有している。
また、図2に示されるように、各連結部68は、断面L字状に形成されており、固定子10の軸方向を高さ方向として形成された案内部70と、案内部70における高さ方向の一端側(矢印Z1側)から連結部68の径方向外側へ延出する支持部72とを有している。図6に示されるように、インシュレータ64U、64V、64Wは、固定子10の軸方向における連結部68の形成位置が異なる以外は、互いに同様の形状とされている。同様に、インシュレータ64U’、64V’、64W’は、固定子10の軸方向における連結部68の形成位置が異なる以外は、互いに同様の形状とされている。
なお、詳細に図示しないが、各インシュレータ64U〜64W’は、一対の絶縁部66の上部及び連結部68を有するインシュレータアッパと、一対の絶縁部66の下部のみを形成する一対のインシュレータロアによって構成されている。
図7,図8に示されるように、U相を構成する巻線46Uは、絶縁部66を介してコア構成部材48Uのティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74Uと、この一対のコイル74Uを接続する渡り線76Uとを有している。同様に、U相を構成する巻線46U’は、絶縁部66を介してコア構成部材48U’ のティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74U’と、この一対のコイル74U’を接続する渡り線76U’とを有している。
一対のコイル74Uは、順方向に巻回されており、一対のコイル74U’は、逆方向に巻回されている。また、各コイル74Uは、一対のコア構成部材48Uに対して一方の連結部68が張り出す側(矢印A側)と反対側に巻き終わり部又は巻き始め部が位置するように締り方向に巻回されている。同様に、各コイル74U’は、一対のコア構成部材48U’に対して他方の連結部68が張り出す側(矢印A’側)と反対側に巻き終わり部又は巻き始め部が位置するように締り方向に巻回されている。
図7に示されるように、一対の渡り線76U、76U’は、いずれも上述の連結部68に倣って配置されている。この各渡り線76U、76U’は、より具体的には、案内部70の外周面に倣って配置されており、この案内部70によって連結部68の径方向内側から支持されている。また、この各渡り線76U、76U’は、支持部72によって固定子10の軸方向一方側(矢印Z1側)から支持されている。
また、図6に示されるように、V相を構成する巻線46Vは、上述の巻線46Uと同様に、絶縁部66を介してコア構成部材48Vのティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74Vと、この一対のコイル74Vを接続する渡り線76Vとを有している。巻線46V’は、上述の巻線46U’と同様に、絶縁部66を介してコア構成部材48V’ のティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74V’と、この一対のコイル74V’を接続する渡り線76V’とを有している。
同様に、W相を構成する巻線46Vは、絶縁部66を介してコア構成部材48Wのティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74Wと、この一対のコイル74Wを接続する渡り線76Wとを有している。巻線46W’は、絶縁部66を介してコア構成部材48W’ のティース部50に集中巻きで巻回された一対のコイル74W’と、この一対のコイル74W’を接続する渡り線76W’とを有している。渡り線76V〜76W’は、上述のU相の渡り線76U、76U’と同様に連結部68の案内部70及び支持部72によって支持されている(図2参照)。
図7,図8に示されるように、インシュレータ64Uにおける絶縁部66と連結部68との接続部分には、固定子10の軸方向を高さ方向とする(固定子10の軸方向他方側に突出する)案内突起78が設けられている。案内突起78は、図9に模式的に示されるように、その高さ方向の上側(矢印Z2側)に向かうに従って上述の連結部68が張り出す側(矢印A側)に向かう傾斜面78Aを有している。そして、渡り線76Uの端部は、案内突起78の傾斜面78Aによって案内(支持)されることにより、コア構成部材48Uの両側の側部に形成された係合部56と被係合部58との間に位置されている(図8参照)。この案内突起78は、上述のインシュレータ64U’〜64W’(図6等参照)にも形成されており、渡り線76U’〜76W’は、渡り線76Uと同様に案内突起78によって案内されている。
そして、この固定子10では、図8に示されるように、U相を形成する一方のインシュレータ64Uに一対のコア構成部材48Uが組み付けられると共に、この一対のコア構成部材48Uに巻線46Uが巻回されることにより、電機子構成ユニット80Uが構成されている。また、U相を形成する他方のインシュレータ64U’に一対のコア構成部材48U’が組み付けられると共に、この一対のコア構成部材48U’に巻線46U’が巻回されることにより、電機子構成ユニット80U’が構成されている。
さらに、このU相の電機子構成ユニット80U、80U’と同様に、V相、W相についても、電機子構成ユニット80V、80V’、80W、80W’が構成されている(図6参照)。この6つの電機子構成ユニット80U〜80W’は、互いに独立して構成されている。
図6に示されるように、各電機子構成ユニット80U〜80W’では、一対のコア構成部材48U〜48W’がそれぞれ4個分の隙間を空けて配置されている。つまり、電機子構成ユニット80Uでは、一対のコア構成部材48Uの間にV相の2個のコア構成部材48V、48V’とW相の2個のコア構成部材48W,48W’が配置される隙間が設けられている。同様に、電機子構成ユニット80U’では、一対のコア構成部材48U’の間にV相の2個のコア構成部材48V、48V’とW相の2個のコア構成部材48W,48W’が配置される隙間が設けられている。電機子構成ユニット80V〜80W’についても同様である。
さらに、図6に示されるように、上述の6つの電機子構成ユニット80U〜80W’は、隣り合う同士(同じ相を構成する同士)で組み合わされて3つの電機子構成部82U、82V、82Wを構成している。つまり、電機子構成ユニット80U、80U’は、互いに組み合わされて電機子構成部82Uを構成している(図7も参照)。同様に、電機子構成ユニット80V、80V’は、互いに組み合わされて電機子構成部82Vを構成しており、電機子構成ユニット80W、80W’は、互いに組み合わされて電機子構成部82Wを構成している。
電機子構成部82Uを構成する一対の電機子構成ユニット80U、80U’の固定は、隣り合うコア構成部材48の係合部56及び被係合部58が係合されることにより行われる(図4参照)。電機子構成部82Vを構成する一対の電機子構成ユニット80V、80V’の固定、及び、電機子構成部82Wを構成する一対の電機子構成ユニット80W、80W’の固定についても同様である。
また、図7に示されるように、電機子構成部82Uでは、一対の渡り線76U、76U’が一対の連結部68の各々に倣って配置されている。さらに、この電機子構成部82Uでは、電機子構成ユニット80Uに設けられた連結部68及び渡り線76(一方の連結部68及び一方の渡り線76)と、電機子構成ユニット80U’に設けられた連結部68及び渡り線76(他方の連結部68及び他方の渡り線76)とが電機子構成部82Uの軸芯部に対する一方側(矢印A側)と他方側(矢印A’側)に分かれて設けられている。この電機子構成部82Uに設けられた一対の連結部68は、一対の電機子構成ユニット80U、80U’が組み合わされた状態において環状を成している。
同様に、図6に示されるように、電機子構成部82Vでは、電機子構成ユニット80Vに設けられた連結部68及び渡り線76と、電機子構成ユニット80V’に設けられた連結部68及び渡り線76とが電機子構成部82Vの軸芯部に対する一方側と他方側に分かれて設けられている。また、電機子構成部82Wでは、電機子構成ユニット80Wに設けられた連結部68及び渡り線76と、電機子構成ユニット80W’に設けられた連結部68及び渡り線76とが電機子構成部82Wの軸芯部に対する一方側と他方側に分かれて設けられている。電機子構成部82Vに設けられた一対の連結部68は、一対の電機子構成ユニット80V、80V’が組み合わされた状態において環状を成しており、電機子構成部82Wに設けられた一対の連結部68は、一対の電機子構成ユニット80W、80W’が組み合わされた状態において環状を成している。
そして、図6に示されるように、上述の複数の電機子構成部82U〜82Wは、互いに軸方向から組み付けられる。このとき、最上層は、U相の電機子構成部82Uとされ、中間層は、V相の電機子構成部82Vとされ、最下層は、W相の電機子構成部82Wとされている。複数の電機子構成部82U〜82Wが軸方向から組み付けられた状態において、複数のコア構成部材48U〜48W’は、固定子10の軸方向他方側(矢印Z2側)から見て反時計回りにU→U’→V→V’→W→W’→U’→U→V’→V→W’→Wの順で配列されている。
また、図2に示されるように、上述のようにして複数の電機子構成部82U〜82Wが互いに組み付けられた状態において、各巻線46の端末部84は、固定子10の軸方向一方側(矢印Z1側)に導出されており、また各巻線46の端末部84は、周方向に沿って等間隔に配列されている。
また、このようにして複数の電機子構成部82U〜82Wが互いに組み付けられた状態において、複数の渡り線76U〜76W’は、複数のコア構成部材48の内径部よりも内側を通っている。この複数の渡り線76U〜76W’のうち中間層の電機子構成部82Vにおける渡り線76V、76V’は、その上下層であるU相の連結部68とW相の連結部68との間に配置されている。
さらに、中間層及び最下層に配置された電機子構成部82V、82Wにおける連結部68は、環状に配列された複数のコイル74U〜74W’の内側に配置されている。そして、この中間層及び最下層であるV相及びW相の連結部68は、複数のコイル74U〜74W’と固定子10の軸方向にオーバーラップされている。つまり、換言すれば、環状に配列された複数のコイル74U〜74W’における固定子10の軸方向に沿った長さを複数のコイル74U〜74W’の高さ方向とした場合に、中間層及び最下層であるV相及びW相の連結部68は、複数のコイル74U〜74W’における高さの範囲H内に設けられている。そして、これにより、中間層及び最下層であるV相及びW相の連結部68は、複数のコイル74における高さ方向の端部(連結部68が位置する側の端部)であるコイルエンド86よりも低い位置に設けられている。
(固定子ベース14)
図10及び図11に示されるように、固定子ベース14はアルミニウム合金等を用いて形成された金属製とされており、この固定子ベース14は、固定子コア42(図5参照)の内側に圧入される円柱状の軸心部14Aと、軸心部14Aの径方向外側に延びる複数のスポークリブ14Bと、複数のスポークリブ14Bの外周端を周方向に繋ぐ環状部14Cと、を備えている。
図10及び図11に示されるように、固定子ベース14はアルミニウム合金等を用いて形成された金属製とされており、この固定子ベース14は、固定子コア42(図5参照)の内側に圧入される円柱状の軸心部14Aと、軸心部14Aの径方向外側に延びる複数のスポークリブ14Bと、複数のスポークリブ14Bの外周端を周方向に繋ぐ環状部14Cと、を備えている。
軸心部14Aの中心には、回転軸30(図1参照)が固定される固定孔14Dが形成されており、また軸心部14Aにおける固定孔14Dの周方向外側には、回転子12の軸心部に固定されたベアリング28(図1参照)に向けて冷却風を導入するための複数の軸心部側冷却風導入路14Eが形成されている。図12及び図13に示されるように、軸心部側冷却風導入路14Eは、後に詳述するケース20の内側と外側とを連通しており、これにより、シロッコファン32(図1参照)が回転することによって、ケース20の内側の空気を軸心部側冷却風導入路14Eを通じてベアリング28に導入することが可能となっている。
図10及び図11に示されるように、スポークリブ14Bは、電動機の径方向を長手方向として軸方向に延びる矩形ブロック状に形成されており、本実施形態では、12個のスポークリブ14Bが周方向に沿って等間隔に配置されている。なお、12個のスポークリブ14Bのうち3つのスポークリブ14Bの径方向外側の端部は軸方向視でY字状に分岐している。図14Aに示されるように、固定子10が固定子ベース14に保持された状態において、ティース部50及び当該ティース部50の回りに形成されたコイル74の周方向の中心が、軸方向視で一対のスポークリブ14Bの間に配置されている。そして、一対のスポークリブ14B及び環状部14Cに囲まれた領域は、コイル74に向けて冷却風を導入するコイル側冷却風導入路14Fとされている。また、図12及び図13に示されるように、環状部14Cと後述する仕切板16とは離間しており、当該環状部14Cと仕切板16との間に形成された隙間はケース20の内側の空気をコイル側冷却風導入路14Fに導入するための導入口14Gとされている。これにより、シロッコファン32が回転することによって、ケース20の内側の空気を導入口14G及びコイル側冷却風導入路14Fを通じてコイル74に導入することが可能となっている。
(制御装置15)
図1に示されるように、制御装置15は、所定の導電パターン部を有すると共に電動機の軸方向を板厚方向とする矩形板状に形成された回路基板18に複数の回路素子19やヒートシンク23が取付けられることによって構成されている。図15に示されるように、回路基板18には、後に詳述するEバスバー110の接続部144が挿通される複数の挿通孔18Aが形成されており、図14Bに示されるように、当該挿通孔18AにEバスバー110の接続部144が挿通された状態でハンダ付けがなされることによって、Eバスバー110が回路基板18に接続されている。これにより、巻線46の端末部84がバスバーユニット100を介して回路基板18に接続されるようになっている。
図1に示されるように、制御装置15は、所定の導電パターン部を有すると共に電動機の軸方向を板厚方向とする矩形板状に形成された回路基板18に複数の回路素子19やヒートシンク23が取付けられることによって構成されている。図15に示されるように、回路基板18には、後に詳述するEバスバー110の接続部144が挿通される複数の挿通孔18Aが形成されており、図14Bに示されるように、当該挿通孔18AにEバスバー110の接続部144が挿通された状態でハンダ付けがなされることによって、Eバスバー110が回路基板18に接続されている。これにより、巻線46の端末部84がバスバーユニット100を介して回路基板18に接続されるようになっている。
(ケース20)
図1に示されるように、ケース20は電動機の軸方向に分割することが可能とされた2分割構造とされており、このケース20は上ケース21と下ケース22とを有して構成されている。
図1に示されるように、ケース20は電動機の軸方向に分割することが可能とされた2分割構造とされており、このケース20は上ケース21と下ケース22とを有して構成されている。
回転子12側に配置された上ケース21は、下ケース22側が開放された有天箱状に形成されており、上ケース21の天壁部21Aには、固定子10が挿通されると共に当該固定子10をケース20の外側に突出させるための円形の開口21Bが形成されている。固定子10を支持する固定子ベース14が、上ケース21に固定されることによって、固定子10が開口21Bを通じてケース20の外側に突出するようになっている。なお、上ケース21には、ケース20の外側の空気を前述の軸心部側冷却風導入路14E及びコイル側冷却風導入路14F(図12参照)に導入するための図示しない開口が形成されている。
また、下ケース22は、上ケース21側が開放された有底箱状に形成されており、この下ケース22が上ケース21に固定されることによって、上ケース21の開放端が閉止されている。
(仕切板16)
図15に示されるように、仕切板16は樹脂材料を用いて形成されており、この仕切板16は軸方向を板厚方向とする略矩形状に形成されている。また、仕切板16の中心部には、回路基板18側が開放されていると共にバスバーユニット100が収容される収容凹部17が形成されている。図16A及び図13に示されるように、収容凹部17は、軸方向視でバスバーユニット100の保持部112に対応する円形状に形成された円形窪み部17Aと、円形窪み部17Aから径方向外側に延びる12個の放射状溝部17Bと、を有して構成されている。図12に示されるように、仕切板16における放射状溝部17Bに対応する部位は、固定子10側に向けて突出する凸状部17Cとされており、図14Bに示されるように、この凸状部17Cは、固定子ベース14の一対のスポークリブ14Bの間に配置されている。換言すると、収容凹部17の一部を構成する放射状溝部17Bが一対のスポークリブ14Bの間に配置されている。また、図10に示されるように、凸状部17C(収容凹部17)には、円筒状の筒状部17Dが立設されており、この筒状部17Dを通じて巻線46の端末部84を固定子10側から回路基板18側に配索することが可能となっている。
図15に示されるように、仕切板16は樹脂材料を用いて形成されており、この仕切板16は軸方向を板厚方向とする略矩形状に形成されている。また、仕切板16の中心部には、回路基板18側が開放されていると共にバスバーユニット100が収容される収容凹部17が形成されている。図16A及び図13に示されるように、収容凹部17は、軸方向視でバスバーユニット100の保持部112に対応する円形状に形成された円形窪み部17Aと、円形窪み部17Aから径方向外側に延びる12個の放射状溝部17Bと、を有して構成されている。図12に示されるように、仕切板16における放射状溝部17Bに対応する部位は、固定子10側に向けて突出する凸状部17Cとされており、図14Bに示されるように、この凸状部17Cは、固定子ベース14の一対のスポークリブ14Bの間に配置されている。換言すると、収容凹部17の一部を構成する放射状溝部17Bが一対のスポークリブ14Bの間に配置されている。また、図10に示されるように、凸状部17C(収容凹部17)には、円筒状の筒状部17Dが立設されており、この筒状部17Dを通じて巻線46の端末部84を固定子10側から回路基板18側に配索することが可能となっている。
図16Bに示されるように、仕切板16には、回路基板18側に向けて突出する位置決め部としてのボス部16Aが立設されており、回路基板18が仕切板16に固定された状態において、回路基板18とボス部16Aの突出方向の先端とが当接している。また、ボス部16Aの軸方向の高さが所定の高さに設定されることによって、回路基板18がEバスバー110における第5の接続部144を除く他の部位に当接しないようになっている。すなわち、回路基板18が第5の接続部144以外の他の部位に接触しないようになっている。
(バスバーユニット100)
図17A及び図17Bに示されるように、バスバーユニット100は、銅板にプレス加工等が施された後にSn(スズ)メッキが施されることによって形成されたAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及び3個のEバスバー110が保持部112を介して一体化されることによって構成されている。以下、先ずAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及びEバスバー110について説明し、次いで、バスバーユニット100の製造方法について説明する。
図17A及び図17Bに示されるように、バスバーユニット100は、銅板にプレス加工等が施された後にSn(スズ)メッキが施されることによって形成されたAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及び3個のEバスバー110が保持部112を介して一体化されることによって構成されている。以下、先ずAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及びEバスバー110について説明し、次いで、バスバーユニット100の製造方法について説明する。
図18に示されるように、第2のバスバー又は第3のバスバーとしてのAバスバー102は、軸方向を板厚方向として径方向に延びると共に固定子10(図1参照)と軸方向に対向して配置された第2の基壁部又は第3の基壁部としての基壁部114を備えており、この基壁部114の中心部114Aには、円形の開口114Bが形成されている。また、基壁部114には、2つの段差部114Cが形成されており、これにより、基壁部114の中心部114Aから径方向一方側にかけての部位114Dが、基壁部114の径方向の両端部114E,114Fに比して仕切板16と離間する方向に向けてオフセットしている。なお、当該部位114Dを第1のオフセット部又は第2のオフセット部としてのオフセット部114Dというものとする。また、基壁部114の径方向一方側の端部114Eと径方向他方側の端部114Fとは軸方向視で略同一直線状に配置されている。なお、基壁部114の端部114E,114Fを第1層目とし、オフセット部114Dを第2層目とする。また、Aバスバー102は、基壁部114の径方向一方側及び他方側の端からそれぞれ仕切板16(図10参照)と離間する方向に向けて屈曲して延びる第2の被接合部又は第3の被接合部としての被接合部116,118を備えている。この被接合部116,118の軸方向の中間部には、径方向外側に向けて突出する突出部Jが形成されている。
図19に示されるように、第2のバスバー又は第3のバスバーとしてのBバスバー104は、軸方向を板厚方向として径方向に延びる第2の基壁部又は第3の基壁部としての基壁部120を備えている。この基壁部120は、基壁部114の中心部114A(オフセット部114D)に対して径方向外側にオフセットして配置されたC字状の第1のオフセット部又は第2のオフセット部としての内側オフセット部120Aを備えており、この内側オフセット部120Aの一部は、基壁部114の径方向他方側の端部114F(図18参照)と軸方向にオーバーラップしている。また、基壁部120における内側オフセット部120Aの径方向の両端には、それぞれ段差部120Bが形成されており、これにより、内側オフセット部120Aが、基壁部120の径方向の両端部120C,120Dに比して仕切板16と離間する方向に向けてオフセットしている。また、基壁部120の径方向一方側の端部120Cと径方向他方側の端部120Dとは軸方向視で略同一直線状に配置されている。なお、基壁部120の両端部120C,120Dを第1層目とし、内側オフセット部120Aを第2層目とする。また、Bバスバー104は、基壁部120の径方向一方側及び他方側の端からそれぞれ仕切板16と離間する方向に向けて屈曲して延びる第2の被接合部又は第3の被接合部としての被接合部122,124を備えている。この被接合部122,124の軸方向の中間部には、Aバスバー102と同様の構成の突出部Jが形成されている。
図20に示されるように、第2のバスバー又は第3のバスバーとしてのCバスバー106は、軸方向を板厚方向として径方向に延びる第2の基壁部又は第3の基壁部としての基壁部126を備えている。この基壁部126は、前述の内側オフセット部120A(図19参照)に対して径方向外側にオフセットして配置されたC字状の第1のオフセット部又は第2のオフセット部としての外側オフセット部126Aを備えており、この外側オフセット部126Aの一部は、基壁部114の径方向他方側の端部114F(図18参照)及び基壁部120の径方向一方側の端部120C(図19参照)と軸方向にオーバーラップしている。また、基壁部126における外側オフセット部126Aの径方向の両端には、それぞれ段差部126Bが形成されており、これにより、外側オフセット部126Aが、基壁部126の両端部126C,126Dに比して仕切板16と離間する方向に向けてオフセットしている。また、基壁部126の径方向一方側の端部126Cと径方向他方側の端部126Dとは軸方向視で略同一直線状に配置されている。なお、基壁部126の両端部126C,126Dを第1層目とし、外側オフセット部126Aを第2層目とする。また、Cバスバー106は、基壁部126の径方向一方側及び他方側の端からそれぞれ仕切板16と離間する方向に向けて屈曲して延びる第2の被接合部又は第3の被接合部としての被接合部128,130を備えている。この被接合部128,130の軸方向の中間部には、Aバスバー102と同様の構成の突出部Jが形成されている。
また、図18、図19及び図20に示されるように、本実施形態では、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の幅(断面積)及び長さが調整されることによって、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の電気抵抗が略同一となるように調整されている。
図21に示されるように、第1のバスバーとしてのDバスバー108は、軸方向を板厚方向として径方向に延びる平面状に形成された基壁部132を備えている。この基壁部132は、前述の内側オフセット部120A(図19参照)と軸方向にオーバーラップしているC字状の中心部132Aと、中心部132Aの径方向の端から径方向外側にそれぞれ延びる3つの延出部132Bと、を備えている。一の延出部132Bに対して周方向一方側に配置された延出部132Bは、当該一の延出部132Bに対して周方向一方側に150°ずらした位置に配置されており、一の延出部132Bに対して周方向他方側に配置された延出部132Bは、当該一の延出部132Bに対して周方向他方側に120°ずらした位置に配置されている。なお、基壁部132を第1層目とする、即ち、基壁部132は、Aバスバー102の基壁部114の径方向の両端部114E,114F、Bバスバー104の基壁部120の径方向の両端部120C,120D、及びCバスバー106の基壁部126の径方向の両端部126C,126Dと軸方向の同位置に配置されている。また、Dバスバー108は、それぞれの延出部132Bの径方向外側の端から仕切板16と離間する方向に向けて屈曲して延びる第1の被接合部としての被接合部134,136,138を備えている。この被接合部134,136,138の軸方向の中間部には、Aバスバー102と同様の構成の突出部Jが形成されている。
図22に示されるように、第4のバスバーとしてのEバスバー110は、軸方向を板厚方向として径方向に延びる第4の基壁部としての基壁部140と、基壁部140の径方向外側の端から仕切板16と離間する方向に向けて屈曲して延びる第4の被接合部としての被接合部142と、を備えている。なお、基壁部140を第1層目とする。また、被接合部142の軸方向の中間部には、Aバスバー102と同様の構成の突出部Jが形成されている。さらに、Eバスバー110は、被接合部142の軸方向の端から仕切板16と離間する方向に向けて延びる一対の接続部144を備えており、この接続部144は、軸方向を長手方向とするピン状に形成されている。
次に、バスバーユニット100の製造方法について説明する。
図23A及び図23Bに示されるように、先ず、3個のEバスバー110を所定の位置に配置する。また、これらのEバスバー110の基壁部140は、前述の基壁部114、基壁部120、基壁部126、及び基壁部132のいずれとも軸方向に重ならない位置に配置されている。詳述すると、一のEバスバー110に対して周方向一方側に配置されたEバスバー110は、当該一のEバスバー110に対して周方向一方側に120°ずらした位置に配置されており、一のEバスバー110に対して周方向他方側に配置されたEバスバー110は、当該一のEバスバー110に対して周方向他方側に90°ずらした位置に配置されている。なお、一のEバスバー110が配置された位置を基準位置Sというものとする。
次いで、図24A及び図24Bに示されるように、Dバスバー108を所定の位置に配置する。このDバスバー108が所定の位置に配置された状態において、Dバスバー108の一の延出部132Bが、基準位置Sに対して周方向他方側に60°ずらした位置に配置されている。
次いで、図25A及び図25Bに示されるように、Aバスバー102を所定の位置に配置する。このAバスバー102が所定の位置に配置された状態において、当該Aバスバー102の基壁部114の径方向一方側の端部114Eは、基準位置Sに対して周方向一方側に60°ずらした位置に配置されている。
次いで、図26A及び図26Bに示されるように、Bバスバー104を所定の位置に配置する。このBバスバー104が所定の位置に配置された状態において、当該Bバスバー104の基壁部120の径方向一方側の端部120Cは、基準位置Sに対して周方向他方側に30°ずらした位置に配置されている。
次いで、図27A及び図27Bに示されるように、Cバスバー106を所定の位置に配置する。このCバスバー106が所定の位置に配置された状態において、当該Cバスバー106の基壁部126の径方向一方側の端部126Cは、基準位置Sに対して周方向一方側に30°ずらした位置に配置されている。
なお、以上説明したAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及びEバスバー110は、図示しない冶具(金型)にセットされることによって所定の位置にそれぞれ配置される(バスバー配列工程)。また、Aバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及びEバスバー110が所定の位置に配置された状態において、被接合部116,118、被接合部122,124、被接合部128,130、被接合部134,136,138及び被接合部142は周方向に沿って等間隔に配列されていると共に、それぞれの被接合部に形成された突出部Jは軸方向の同位置に配置されている。
次いで、図17A及び図17Bに示されるように、上記の冶具(金型)内に絶縁性の部材である樹脂材を射出する。これにより、基壁部114、基壁部120、基壁部126、基壁部132及び基壁部140を内包する保持部112が上記樹脂材により形成される(一体化工程)。
以上の工程を経て、バスバーユニット100が製造される。
図16Aに示されるように、巻線46の端末部84が仕切板16の筒状部17Dを通じて回路基板18側に配索された後に、バスバーユニット100が仕切板16に形成された収容凹部17内に収容されると、被接合部116,118、被接合部122,124、被接合部128,130、被接合部134,136,138及び被接合部142がそれぞれの巻線46の端末部84の径方向内側に配置されると共に、被接合部116,118、被接合部122,124、被接合部128,130、被接合部134,136,138及び被接合部142とそれぞれの巻線46の端末部84とが近接して配置される。そして、プロジェクション溶接が施されることによって、被接合部116,118、被接合部122,124、被接合部128,130、被接合部134,136,138及び被接合部142の突出部Jと巻線46の端末部84とが接合される(巻線端末接合工程)。
次いで、図14Bに示されるように、回路基板18に形成された挿通孔18AにEバスバー110の接続部144が挿通された状態でハンダ付けがなされることによって、バスバーユニット100が回路基板18に接続される(バスバー接続工程)。これにより、巻線46の端末部84がバスバーユニット100を介して回路基板18に接続される。そして、図1に示されるように、上ケース21の開放端が下ケース22によって閉止されることによって、ブロアモータMが製造される。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図1に示されるように、本実施形態のブロアモータMによれば、制御装置15によって巻線46への通電が制御されることによって固定子10に生じる磁界を受けて、回転子12がシロッコファン32と共に回転する。これにより、車両のキャビン内への送風が開始される。
また、本ブロアモータMでは、アルミニウム製の巻線46の端末部84が上記構成のバスバーユニット100を介して回路基板18に接続されている。そのため、巻線46の材料の種類の影響を受けることなく巻線46の端末部84と回路基板18の導電パターン部とを容易に接続することができる。特に、本実施形態では、バスバーユニット100の主要部を構成するAバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及びEバスバー110が銅製とされているため、従来と同様にハンダ付けにてバスバーユニット100を回路基板18に接続することが可能となっている。
また、本実施形態では、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)とが溶接接合されているため、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とをかしめ等により接合した場合に比して、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)との接合状態を安定させることができる。また、本ブロアモータMによれば、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とを溶接接合した後に、バスバーの接続部144を回路基板18に接合するため、つまり、前述のバスバー接続工程が巻線端末接合工程を経た後に行われるため、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)とを溶接接合した際に生じるスパッタが回路基板18に付着することによる回路不具合等を抑制することができる。
ところで、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とが周方向に隣り合って配置されている構成においては、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とを接合するために、一のバスバーの被接合部と隣り合う他のバスバーの被接合部との間に工具や溶接電極等を挿入するためのスペースが必要になる。しかしながら、図16Aに示されるように、本実施形態では、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)とが径方向に隣り合って配置されているため、工具や溶接電極等を挿入するためのスペースを一のバスバーの被接合部と隣り合う他のバスバーの被接合部との間に設けなくてもよい。これにより、ブロアモータMの小型化を図ることができる。
図16Bに示されるように、本実施形態では、前述のボス部16Aが仕切板16に設けられることによって、回路基板18がEバスバー110における接続部144以外の他の部位(被接合部142)に接触しないようになっている。これにより、ブロアモータMの製造時に、回路基板18がEバスバー110の被接合部142に当接することによる回路基板18の損傷を抑制することができる。
また、本実施形態では、Eバスバー110の接続部144がピン状に形成されているため、当該接続部144を回路基板18にハンダを介して接続した際に、ハンダ溜まりが接続部144の回り生じることを抑制することができる。
図1に示されるように、本実施形態では、固定子10とバスバーユニット100とを軸方向に隔てる仕切板16が設けられているため、回転子12及び固定子10側からバスバーユニット100側に水滴等が浸入することを抑制することができ、ひいては、巻線46の端末部84及びバスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)が腐食することを抑制することができる。
図16Aに示されるように、本実施形態では、バスバーの被接合部(被接合部116,118〜被接合部142)が周方向に沿って等間隔に配置されていると共に、当該被接合部と巻線46の端末部84とが軸方向に隣り合って配置されている。そのため、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とをプロジェクション溶接にて容易に接合することができると共に、プロジェクション溶接機の加工制御が複雑化することを抑制することができる。
なお、本実施形態では、巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とを溶接接合した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、かしめ加工によって巻線46の端末部84とバスバーの被接合部とを接合することもできる。
また、本実施形態では、Eバスバー110の接続部144がピン状に形成されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。バスバーの回路基板への接合部の形状は、接続部144の回りに生じるハンダ溜まりの程度等を考慮して適宜設定すれば良い。
図14Aに示されるように、本実施形態では、上記のコイル側冷却風導入路が固定子ベース14に設けられているため、コイル74の周辺において冷却風が通り抜ける流路を拡大することなく当該コイル74を効率よく冷却することができる。すなわち、本実施形態では、ブロアモータMの冷却性能を確保しつつブロアモータMの小型化を図ることができる。
また、図16Aに示されるように、本実施形態では、コイル側冷却風導入路14F側に向けて窪んだ収容凹部17内にバスバーユニット100を配置する構成とすることにより、ブロアモータMの軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
さらに、図14Aに示されるように、本実施形態では、軸方向に延びる一対のスポークリブ14B等によって囲まれた領域がコイル側冷却風導入路14Fとされていることにより、冷却風をコイルに効率よく当てることができる。
また、図14Bに示されるように、本実施形態では、収容凹部17の一部を構成する放射状溝部17Bが一対のスポークリブ14Bの間に配置されていることにより、ブロアモータMの軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
さらに、図1に示されるように、本実施形態では、固定子ベース14に形成された軸心部側冷却風導入路14Eからベアリング28に向けて冷却風を導入することができるため、当該ベアリング28を効率よく冷却することができる。
なお、本実施形態では、軸心部側冷却風導入路14Eを固定子ベース14に設けた例について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではない。軸心部側冷却風導入路14Eを固定子ベース14に設けるか否かについてはブロアモータMの作動時のベアリング28の発熱量等を考慮して適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、軸方向に延びる一対のスポークリブ14B等によって囲まれた領域をコイル側冷却風導入路14Fとした例について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではない。冷却風導入路の形状等は、仕切板16やケース20の形状等を考慮して適宜設定すればよい。
次に、本実施形態の特有の作用並びに効果について説明する。
本実施形態のブロアモータMの一部を構成するバスバーユニット100によれば、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126において互いに軸方向に積層されている箇所を2層以下で構成することができる。これにより、バスバーユニット100における被接合部116,118、被接合部122,124、及び被接合部128,130よりも径方向内側の部位、即ち、固定子10と対向する部位が軸方向に厚くなることを抑制することができる。その結果、固定子10の一部を構成する固定子コア42と回路基板18との間のスペースの省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態では、バスバーユニット100が、Dバスバー108及びEバスバー110を含んで構成されているため、ブロアモータMの多スロット化に対応することができる。また、本実施形態では、基壁部114、基壁部120及び基壁部126の一部を第1層目に対して軸方向にオフセットして配置して、当該オフセットされた部位とDバスバー108の基壁部132を軸方向に重ねて配置している。これにより、バスバーユニット100における固定子10と対向する部位が軸方向に厚くなることが抑制されている。すなわち、本実施形態では、ブロアモータMの多スロット化に対応しつつ固定子コア42と回路基板18との間のスペースの省スペース化を図ることができる。
また、本バスバーユニット100では、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の幅(断面積)及び長さが調整されることによって、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の電気抵抗が略同一となるように調整されている。これにより、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の内部を流れる電流値が調整されることにより、固定子コア42内を流れる磁束のバランスが調整され、ひいては、ブロアモータMの回転にアンバランスが生じる(トルク変動が増加する)ことを抑制することができる。
また、本実施形態のバスバーユニット100は、Aバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及び3個のEバスバー110が保持部112を介して一体化されることによって構成されているため、当該バスバーユニット100の取り扱いを容易にすることができ、ひいては、ブロアモータMを組み立てる際の組立性を良好にすることができる。
なお、本実施形態では、Aバスバー102、Bバスバー104、Cバスバー106、Dバスバー108及び3個のEバスバー110が保持部112を介して一体化される例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Aバスバー102、Bバスバー104及びCバスバー106を絶縁性の部材を介して一体化することによってバスバーユニットを構成し、当該バスバーユニットとDバスバー108及びEバスバー110とを別体に構成することもできる。
また、本実施形態では、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の幅(断面積)及び長さが調整されることによって、基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の電気抵抗が略同一となるように調整されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。基壁部114、基壁部120、及び基壁部126の電気抵抗は、固定子10や制御装置15を構成する部品の電気抵抗等を考慮して適宜設定すればよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
M…ブロアモータ(電動機),10…固定子,12…回転子,15…制御装置,18…回路基板,30…回転軸,42…固定子コア,46…巻線,74…コイル,84…巻線の端末部,100…バスバーユニット,102…Aバスバー(第2のバスバー又は第3のバスバー),104…Bバスバー(第2のバスバー又は第3のバスバー),106…Cバスバー(第2のバスバー又は第3のバスバー),108…Dバスバー(第1のバスバー),110…Eバスバー(第4のバスバー),112…保持部(絶縁性の部材),114…基壁部(第2の基壁部又は第3の基壁部),114D…オフセット部(第1のオフセット部又は第2のオフセット部),116…被接合部(第2の被接合部又は第3の被接合部),118…被接合部(第2の被接合部又は第3の被接合部),120…基壁部(第2の基壁部又は第3の基壁部),120A…内側オフセット部(第1のオフセット部又は第2のオフセット部),122…被接合部(第2の被接合部又は第3の被接合部),124…被接合部(第2の被接合部又は第3の被接合部),126…基壁部(第2の基壁部又は第3の基壁部),126A…外側オフセット部(第1のオフセット部又は第2のオフセット部),128…被接合部(第2の被接合部又は第3の被接合部),130…第3の被接合部,132…基壁部(第1の基壁部),132A…中心部,134…被接合部(第1の被接合部),136…被接合部(第1の被接合部),138…被接合部(第1の被接合部),140…基壁部(第4の基壁部),142…被接合部(第4の被接合部),Z…軸方向,R…径方向,C…周方向
Claims (8)
- 固定子の軸方向一方側に配置されるバスバーユニットであって、
前記固定子の軸方向を板厚方向として該固定子の径方向に延びる板状に形成された第1の基壁部と、該第1の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第1の被接合部と、を有する第1のバスバーと、
前記第1の基壁部の中心部に対して軸方向一方側にオフセットして配置された第1のオフセット部と、該第1のオフセット部の一部が前記第1の基壁部の一部と軸方向にオーバーラップしている板状の第2の基壁部と、該第2の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第2の被接合部と、を有する第2のバスバーと、
前記第1のオフセット部に対して径方向にオフセットして配置された第2のオフセット部と、該第2のオフセット部の一部が前記第1の基壁部の他部及び前記第2の基壁部の他部と軸方向にオーバーラップしている板状の第3の基壁部と、該第3の基壁部の端部に設けられ、前記固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第3の被接合部と、を有する第3のバスバーと、
を備えたバスバーユニット。 - 前記第1の基壁部は、径方向に延びる平面状に形成されており、
前記第2の基壁部の径方向の端部及び前記第3の基壁部の径方向の端部が、前記第1の基壁部と軸方向の同位置に配置されている請求項1記載のバスバーユニット。 - 前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部が、軸方向視で環状に配列されている請求項1又は請求項2記載のバスバーユニット。
- 前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部の板厚、幅及び長さの少なくともいずれかが調整されることによって、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部の電気抵抗が調整されている請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のバスバーユニット。
- 前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部が絶縁性の部材に内包されることにより、前記第1のバスバー、前記第2のバスバー、及び前記第3のバスバーが一体化されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のバスバーユニット。
- 前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部は、径方向を板厚方向として軸方向に延びる板状に形成されており、
前記第1の被接合部、前記第2の被接合部及び前記第3の被接合部には、径方向に向けて突出すると共に前記巻線の端末部が接合される突出部がそれぞれ形成されており、
それぞれの前記突出部が、軸方向の同位置に配置されている請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のバスバーユニット。 - 軸方向を板厚方向として径方向に延びると共に、前記第1の基壁部、前記第2の基壁部、及び前記第3の基壁部のいずれとも軸方向に重ならない位置に配置された第4の基壁部と、該第4の基壁部の径方向外側の端部に設けられ、固定子の一部を構成する巻線の端末部が接合される第4の被接合部と、を有する3つの第4のバスバーを備え、
前記第1の被接合部、前記第2の被接合部、前記第3の被接合部、及び前記第4の被接合部が周方向に沿って環状に配列されている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のバスバーユニット。 - 回転軸の軸線回りに回転可能に設けられた回転子と、
磁性材料を用いて形成された固定子コア及び導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルを含んで構成された固定子と、
前記巻線への通電を制御するための制御装置の一部を構成する回路基板と、
前記巻線の端末部が、前記第1の被接合部、前記第2の被接合部、及び前記第3の被接合部にそれぞれ接合されていると共に前記回路基板に接続された請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のバスバーユニットと、
を備えた電動機。
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JP6305604B1 (ja) * | 2017-05-12 | 2018-04-04 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
DE102018219536A1 (de) * | 2018-11-15 | 2020-05-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Verschaltungsanordnung für eine elektrische Maschine |
WO2022149947A1 (ko) * | 2021-01-11 | 2022-07-14 | 엘지전자 주식회사 | 모터 조립체용 커넥션링 및 그의 제조방법, 모터 조립체 |
US11876414B2 (en) | 2018-07-19 | 2024-01-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Electric motor comprising a wiring unit, and method for producing an electric motor comprising a wiring unit |
-
2013
- 2013-10-18 JP JP2013217661A patent/JP2015080382A/ja active Pending
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