JP7327228B2

JP7327228B2 - モータ

Info

Publication number: JP7327228B2
Application number: JP2020047364A
Authority: JP
Inventors: 佳紀秋津
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: JP2021151043A; WO2021187400A1

Description

本発明は、バスバーを備えたモータに関する。

従来、モータの巻線に接続される巻線側部分と、外部機器の端子が接続される端子側部分と、を備えたバスバーが知られている。例えば、特許文献１には、モータの中心軸と平行に延びる端子側部分と、中心軸の周囲を延びる巻線側部分とを備え、全体が同じ材質の導電材料で一体形成されたバスバーが記載されている。

特開２０１９－１７０１３７号公報

ところが、バスバー全体を同じ材質の導電材料、例えば黄銅で形成すると、バスバー全体の抵抗損失が多く、発熱量が増加するという問題がある。また、中心軸と平行に延びる端子側部分と中心軸の周囲を延びる巻線側部分とを打ち抜き加工によって一体に形成すると、材料ロスが増加し、歩留まりが低下するという問題点があった。

本発明の目的は、全体としての抵抗損失が少なく、かつ歩留まり良く製作できるバスバーを備えたモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、３相のモータ（１）であって、ステータ（３）とロータ（４）とが収められたモータハウジング（２）と、モータハウジングの一方側で当該モータの中心軸（Ｏ）に沿ってロータのシャフト（８）を支持するエンドフレーム（２２）と、エンドフレームに被さる円板部（１５１）、及び、円板部からロータと反対方向に立設され、当該モータの中心軸と平行に、相に応じた３つの貫通孔（１５４）が形成されたスリーブ（１５３）を有するターミナルホルダ（１５）と、各相に１つ設けられ、ステータの各相の巻線（５）と外部機器（７）とに接続される３つのバスバー（６）と、を備える。
各相のバスバーは、巻線（５）に電気的に接続される巻線側部分（６１）と、外部機器（７）に接続される各相の端子部（６２３）を有する端子側部分（６２）と、巻線側部分および端子側部分を接合する接合部分（６３）と、を有する。
端子側部分は、当該モータの中心軸と平行に延び、対応する貫通孔に貫通保持される第１片（６２１）と、当該モータの中心軸の周囲に延びる第２片（６２２）とを含み、巻線側部分が第２片の延長方向へ延びるように端子側部分に接続されている。巻線側部分および端子側部分がそれぞれ異なる電気抵抗率の導電材料で形成されている。

本発明のモータによれば、巻線側部分および端子側部分がそれぞれ異なる電気抵抗率の導電材料で形成されているので、バスバー全体としての抵抗損失を少なくし、発熱を抑えることができる。また、巻線側部分および端子側部分を別々に加工し、材料ロスを抑え、バスバーを歩留まり良く製作することができる。

本発明の一実施形態を示すモータの断面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。バスバーホルダ、ターミナルホルダおよびエンドフレームの斜視図である。バスバーの実施形態を示す斜視図である。（ａ）端子側部分の打ち抜き形状を示す展開図、（ｂ）巻線側部分の打ち抜き形状を示す展開図である。比較例の一体型バスバーの打ち抜き形状を示す展開図である。

＜一実施形態＞
以下、本発明による一実施形態のモータ用バスバーを図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態を適用したモータの構成について説明する。
図１に示すモータ１は、車両のブレーキ油圧を発生させるシステムで用いられる３相ブラシレスモータであって、モータハウジング２が底付きの本体２１と、本体２１の上端開放部２１１を覆うエンドフレーム２２とからなっている。本体２１の内側には、ステータ３とロータ４とが収められ、ステータ３の複数のティース（図示略）に３相の巻線５が巻き回されている。各巻線５の端部５１は、別々のバスバー６を介して外部機器のコネクタ７（以下、外部コネクタ７）に電気接続される。

ロータ４にはシャフト８が固定され、シャフト８の上端が上軸受９によりエンドフレーム２２に支持され、シャフト８の下端が下軸受１１によりハウジング本体２１の底壁部２１２に支持されている。そして、外部コネクタ７から巻線５に電源が供給されると、ステータ３とロータ４との間に形成された回転磁界によって、シャフト８がロータ４と一緒に中心軸Ｏの周りで回転される。なお、本明細書では、図１において、バスバー６が突出する方向をモータ１の「上」、反対側を「下」と呼ぶ。

図１、図２に示すように、ステータ３の上には、３相のバスバー６を保持するバスバーホルダ１４が設置されている。バスバーホルダ１４は、樹脂等の絶縁材料からなる円環部１４１を備え、円環部１４１の中央にエンドフレーム２２の胴部２２１が嵌入する開口部１４２が形成されている。また、円環部１４１には、巻線５の端部５１が挿入される複数の切欠部１４３、バスバー６を位置決めする突起または穴からなる複数の位置決め部１４４、およびステータ３に掛止される複数の掛止片１４５が形成されている。

図１、図３に示すように、エンドフレーム２２の上には、３相のバスバー６の端子部６２３を保持するターミナルホルダ１５が装着されている。ターミナルホルダ１５は、エンドフレーム２２のフランジ部２２２に被さる円板部１５１と、エンドフレーム２２の胴部２２１に内側から嵌着される円筒部１５２とを備え、全体が樹脂等の絶縁材料でリング状に形成されている。そして、円板部１５１にスリーブ１５３が立設され、スリーブ１５３の３つの貫通孔１５４にバスバー６の端子側部分６２が貫通保持されている。なお、エンドフレーム２２のフランジ部２２２には、バスバー６が嵌合するスリット２２３が形成されている。

次に、バスバー６の構成について詳述する。
図４は、図２に示した３相のバスバー６のうち符号（６Ｕ）が追記されたバスバーを示す。バスバー６Ｕは、３相のうち対応する一つの相の２本の巻線５が接続される巻線側部分６１と、外部コネクタ７に接続される端子部６２３を有する端子側部分６２と、巻線側部分６１および端子側部分６２を接合する接合部分６３とを備え、全体が略Ｌ字形に構成されている。製作時には、巻線側部分６１および端子側部分６２が別部品として打ち抜き加工され、両方の部品の接合部分６３が溶接によって接続される。

巻線側部分６１および端子側部分６２は、それぞれ異なる電気抵抗率の導電材料で形成されている。本実施形態では、巻線側部分６１が相対的に低い電気抵抗率の第１導電材料で形成され、端子側部分６２が相対的に高い電気抵抗率の第２導電材料で形成されている。第１導電材料としては、巻線側部分６１が接続される巻線５と実質的に同じ材質の純銅が用いられている。第２導電材料としては、端子側部分６２が接続される外部コネクタ７の端子材料と実質的に同じ材質の黄銅が用いられている。

図３、図４に示すように、巻線側部分６１は、モータ１の中心軸Ｏの周囲を延びる横長に形成され、巻線側部分６１の一端に端子側部分６２が接合される巻線側接合部６１１が設けられている。巻線側接合部６１１と反対側の端部には、２本の巻線５の端部５１（図１参照）が別々接続される２つの接続片６１２が形成されている。接続片６１２と巻線側接合部６１１との間には、バスバーホルダ１４の位置決め部１４４に係止される巻線側係止片６１３が形成されている。そして、巻線側係止片６１３によりバスバーホルダ１４を介して、巻線側部分６１がステータ３に対する定位置に係止されている。

端子側部分６２は、モータ１の中心軸Ｏと略平行に延びる縦長の第１片６２１と、中心軸Ｏの周囲を延びる第２片６２２とからなり、第１片６２１の上端に端子部６２３を備え、第２片６２２の先端に端子側接合部６２４を備えている。巻線側部分６１は第２片６２２の延長方向に延び、巻線側接合部６１１が端子側接合部６２４に接合される。第１片６２１と第２片６２２との交差部６２５には、バスバーホルダ１４の係止孔（図示略）に係止される端子側係止片６２６が設けられ、端子側部分６２が端子側係止片６２６によりバスバーホルダ１４を介してステータ３に対する定位置に係止されている。

バスバー６の接合部分６３には、溶接部６３１が巻線側接合部６１１および端子側接合部６２４の両方に跨るように形成されている。図４に示す溶接部６３１は、スポット溶接により点状に形成されているが、巻線側接合部６１１および端子側接合部６２４の周縁に沿って線状の溶接部を形成してもよい。なお、図２に示された、３つのバスバー６は、巻線側部分の６１の長さが相違する点を除き、バスバー６Ｕと略同様に構成されている。

次に、上記のように構成されたバスバー６の作用効果について悦明する。
本実施形態では、巻線側部分６１が端子側部分６２よりも電気抵抗率の低い純銅で形成されているので、バスバー６の全体を黄銅で形成した場合と比較し、全体としての抵抗損失を少なくし、発熱を抑えることができる。バスバー６の製作にあたっては、それぞれの導電板から巻線側部分６１および端子側部分６２がプレスで打ち抜かれ、接合部分６３に溶接部６３１が形成される。

溶接部６３１は、材質が異なる２部品を強固に接合し、接合部分６３に充分な溶着面積を確保し、抵抗損失を低減させる。また、２部品を打ち抜くことで、端子側部分６２および巻線側部分６１を図５（ａ），（ｂ）に示すような形状で加工することができる。したがって、打ち抜き加工に伴う材料ロスを少なくし、バスバー６を歩留まりよく製作することができる。

＜比較例＞
図６は、比較例として、巻線側部分７１および端子側部分７２が一体化されたバスバー７０の打ち抜き形状を示す。図５および図６を対比すると、本実施形態によるバスバー６は比較例のバスバー７０と比べて、製作時の材料ロスが少ないことがわかる。また、本実施形態のバスバー６は、端子側部分６２が黄銅で形成されているため、バスバー６の全体としての材料費を低減することができる。

＜他の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
（１）上記実施形態では、巻線側部分６１の電気抵抗率が端子側部分６２の電気抵抗率よりも低く設定されているが、他の実施形態において、端子側部分の電気抵抗率を巻線側部分の電気抵抗率よりも低く設定することも可能である。こうすれば、外部機器を発熱から保護する必要がある用途において、端子側部分の抵抗損失を少なくすることができる。

（２）上記実施形態では、巻線側部分６１および端子側部分６２をステータ３の定位置に係止するために、巻線側係止片６１３および端子側係止片６２６がバスバーホルダ１４を介してステータ３に間接的に係止されているが、他の実施形態において、巻線側係止片および端子側係止片をステータ３に直接的に係止できるように設けることも可能である。

（３）上記実施形態では、接合部分６３がモータ１の中心軸Ｏの周囲を延びる部位に配置されているが、他の実施形態において、接合部分をモータ中心軸と平行に延びる部位に配置することも可能である。
その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状および構成を適宜に変更して実施することも可能である。

１・・・モータ、３・・・ステータ、４・・・ロータ、５・・・巻線、
６・・・モータ用バスバー、７・・・外部コネクタ（外部機器）、
６１・・・巻線側部分、６２・・・端子側部分、６２３・・・端子部、
６３・・・接合部分、６３１・・・溶接部。

Claims

３相のモータ（１）であって、
ステータ（３）とロータ（４）とが収められたモータハウジング（２）と、
前記モータハウジングの一方側で当該モータの中心軸（Ｏ）に沿って前記ロータのシャフト（８）を支持するエンドフレーム（２２）と、
前記エンドフレームに被さる円板部（１５１）、及び、前記円板部から前記ロータと反対方向に立設され、当該モータの中心軸と平行に、相に応じた３つの貫通孔（１５４）が形成されたスリーブ（１５３）を有するターミナルホルダ（１５）と、
各相に１つ設けられ、前記ステータの各相の巻線（５）と外部機器（７）とに接続される３つのバスバー（６）と、
を備え、
各相の前記バスバーは、
前記巻線に接続される巻線側部分（６１）と、
前記外部機器に接続される端子部（６２３）を有する端子側部分（６２）と、
前記巻線側部分および前記端子側部分を接合する接合部分（６３）と、を有し、
前記端子側部分は、当該モータの中心軸と平行に延び、対応する前記貫通孔に貫通保持される第１片（６２１）と、当該モータの中心軸の周囲に延びる第２片（６２２）とを含み、前記巻線側部分が前記第２片の延長方向へ延びるように前記端子側部分に接続されており、前記巻線側部分および前記端子側部分がそれぞれ異なる電気抵抗率の導電材料で形成されているモータ。
前記バスバーの前記巻線側部分は、前記端子側部分の導電材料よりも低い電気抵抗率を有する導電材料で形成されている請求項１に記載のモータ。
前記バスバーの前記巻線側部分の導電材料が純銅であり、前記端子側部分の導電材料が黄銅である請求項２に記載のモータ。
前記バスバーの前記接合部分に、前記巻線側部分および前記端子側部分の両方に跨る溶接部（６３１）が形成されている請求項１～３の何れか一項に記載のモータ。