JP2005065374A - Winding terminal connection structure - Google Patents
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Abstract
【課題】 電動機の最大出力を向上する。
【解決手段】 ステータ1の内周にティースを形成し、ティースに巻線を巻回し、巻線の巻線端をリング形状のバスバー11〜16に接続し、バスバー11〜16を絶縁板32〜36を介して出力軸45の軸方向に積層し、バスバー11〜16群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に熱伝導の良好な材料からなりかつ円筒カラー形状の絶縁部材30を配置し、バスバー11〜16および絶縁板31〜37を絶縁部材30を介してハウジング40に圧入し、バスバー11〜16の外周面を絶縁部材30を介してハウジング40に密着する。
【選択図】 図1To improve the maximum output of an electric motor.
SOLUTION: Teeth are formed on the inner periphery of a stator 1, windings are wound around the teeth, winding ends of the windings are connected to ring-shaped bus bars 11-16, and the bus bars 11-16 are connected to insulating plates 32- The insulating member 30 made of a material having good heat conduction and having a cylindrical collar shape is disposed between the outer peripheral surface of the ring-shaped portion of the bus bars 11 to 16 and the housing 40. The bus bars 11 to 16 and the insulating plates 31 to 37 are press-fitted into the housing 40 via the insulating member 30, and the outer peripheral surfaces of the bus bars 11 to 16 are brought into close contact with the housing 40 via the insulating member 30.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は一つのティースに巻回された巻線を1相当り複数用いて構成した電動機(モータ)のステータの上記巻線の端末結線構造に関するものである。 The present invention relates to a terminal connection structure of the above-described winding of a stator of an electric motor (motor) constituted by using one or more windings wound around one tooth.
特許文献1に記載された従来例では、固定子鉄心にボビン状絶縁体を取り付け、ボビン状絶縁体にターミナルホルダを取り付け、ターミナルホルダにバスバーと絶縁板とを出力軸の軸方向に積層した積層体を保持させている。
In the conventional example described in
しかしながら、このような従来例においては、銅損(ジュール損失)に起因して巻線に発生した熱を有効に放熱することができないから、巻線の温度が上昇するので、電動機の最大出力が低下する。 However, in such a conventional example, since the heat generated in the winding due to copper loss (joule loss) cannot be effectively radiated, the temperature of the winding rises, so that the maximum output of the motor is descend.
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、電動機の最大出力を向上することができる巻線の端末結線構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a winding terminal connection structure capable of improving the maximum output of an electric motor.
この目的を達成するため、本発明においては、リング形状の導電材料からなる複数のバスバーに巻線の巻線端を接続し、複数の上記バスバーを絶縁板を介して電動機の出力軸の軸方向に積層し、複数の上記バスバーの外周面を絶縁部材を介してハウジングに密着する。 In order to achieve this object, in the present invention, a winding end of a winding is connected to a plurality of bus bars made of a ring-shaped conductive material, and the plurality of bus bars are connected to an axial direction of an output shaft of an electric motor via an insulating plate. And the outer peripheral surfaces of the plurality of bus bars are in close contact with the housing via insulating members.
本発明に係る巻線の端末結線構造においては、巻線に発生した熱をバスバー、絶縁部材、ハウジングを介して放熱することができるから、巻線の温度上昇を抑えることができるので、電動機の最大出力を向上することができる。 In the terminal connection structure of the winding according to the present invention, the heat generated in the winding can be radiated through the bus bar, the insulating member, and the housing, so that the temperature rise of the winding can be suppressed. The maximum output can be improved.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態の巻線の端末結線構造を有するスイッチト・リラクタンス・モータを示す断面図、図2は図1に示したスイッチト・リラクタンス・モータのステータ部を示す図である。図に示すように、ハウジング40にベアリングケース41、42が取り付けられ、ベアリングケース41、42にベアリング43、44が取り付けられ、ベアリングケース41、42にベアリング43、44を介して出力軸45が回転可能に支持され、出力軸45にロータ50、角度センサロータ51が焼嵌め嵌合にて回転不可に固定されている。また、ハウジング40にステータ1が焼嵌め嵌合にて回転不可に締結され、ステータ1は0.35mm厚の電磁鋼板をプレスで打ち抜き、出力軸45の軸方向に積層して形成されている。また、ステータ1の内周にはU相の4極のティースU1T〜U4T、V相の4極のティースV1T〜V4T、W相の4極のティースW1T〜W4T(全12極のティース)が形成され、各ティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tには巻線(集中巻き巻線)U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4がティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tの廻りを囲むように集中的に巻回されている。そして、これらの巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4はそれぞれ2つの巻線端すなわち電流の流入側である巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P、電流の流出側である巻線端U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nを有し、それぞれの巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nは出力軸45とは反対方向すなわち図1紙面右方に伸びている。また、U相電流流入側のバスバー11、U相電流流出側のバスバー12、V相電流流入側のバスバー13、V相電流流出側のバスバー14、W相電流流入側のバスバー15、W相電流流出側のバスバー16は絶縁板(絶縁層)32〜36を介して出力軸45の軸方向に積層され、絶縁板31と絶縁板37とによりバスバー11〜16群全体の前後が絶縁されている。そして、バスバー11〜16はリング形状であり、また厚さ2mmの電気用銅板を打ち抜きで製作したものである。さらに、バスバー11〜16群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に熱伝導の良好な材料からなる絶縁部材30が配置されており、絶縁部材30はバスバー11〜16群のリング形状部の外周面とハウジング40との絶縁をとる部材であり、絶縁部材30の形状は円筒カラー形状である。そして、バスバー11〜16および絶縁板31〜37は絶縁部材30を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー11〜16の外周面は絶縁部材30を介してハウジング40に密着している。また、バスバー11〜16の内周側に角度センサステータ52が配置され、ハウジング40にウォータジャケット48が設けられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a switched reluctance motor having a winding terminal connection structure according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a stator portion of the switched reluctance motor shown in FIG. FIG. As shown in the figure,
図3は図1、図2に示した巻線の端末結線構造に使用するバスバーを示す図、図4、図5は図1、図2に示したスイッチト・リラクタンス・モータの一部を示す図である。図に示すように、バスバー11〜16のリング形状部には大きさの異なる2種類の貫通穴すなわち巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの断面形状に応じた第1の貫通穴91(小さい貫通穴)、巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの断面形状より大きい第2の貫通穴92(大きい貫通穴)が形成されている。そして、貫通穴91はバスバー11〜16に接続する(結線する)巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの位置に対応した箇所に形成され、貫通穴92はバスバー11〜16に接続しない巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの位置に対応した箇所に形成されている。なお、バスバー11〜16のリング形状部から伸びたバー状部は電動機の外に給電端子を配置するための引き出し線に相当する部分である。また、バスバー11〜16群の両側およびバスバー11〜16の間には厚さ1mmの絶縁板31〜37が設けられ、絶縁板32〜36の両側のバスバー11〜16間の沿面距離を確保しており、絶縁板31〜37もバスバー11〜16と同様の形状をしており、絶縁板31〜37には前述した貫通穴92より若干直径が小さな貫通穴が設けられている。なお、絶縁板31〜37の厚さは両側のバスバー11〜16の電位差を考慮して、絶縁距離を確保した厚さとなっている。そして、バスバー11(第1層のバスバー)には巻線端U1P〜U4Pが接続される。すなわち、バスバー11には巻線端U1P〜U4Pに対応する箇所に貫通穴91が設けられ、巻線端U1P〜U4Pを貫通穴91に貫通させたのち、バスバー11と巻線端U1P〜U4Pとを半田付けする。また、バスバー11の巻線端U1P〜U4Pを除く他の巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nに対応する箇所には貫通穴92が設けられていて、巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nはバスバー11と接触することなく、更に巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nは図4紙面手前側まで伸びている。また、バスバー12(第2層のバスバー)には巻線端U1N〜U4Nが接続される。すなわち、バスバー12には巻線端U1N〜U4Nに対応する箇所に貫通穴91が設けられ、巻線端U1N〜U4Nを貫通穴91に貫通させたのち、バスバー12と巻線端U1N〜U4Nとを半田付けする。また、バスバー12の巻線端U1N〜U4Nを除く他の巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P、V1N〜V4N、W1N〜W4Nに対応する箇所には貫通穴92が設けられていて、巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P、V1N〜V4N、W1N〜W4Nはバスバー12と接触することなく、更に巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、V1N〜V4N、W1N〜W4Nは図5紙面手前側まで伸びている。このようにして、同一相の巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の電流の流入側である巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P同士が接続され、また電流の流出側である巻線端U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4N同士が接続される。つまり、U相において、巻線端U1P〜U4Pがバスバー11により接続され、また巻線端U1N〜U4Nがバスバー12により接続される。V相、W相においても同様である。このように、1つの相について4つの巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4で構成し、同一相の巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4はそれぞれ並列に接続されている。また、同一相の巻線の通電方向を同一とする一方の巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4Pが接続されたバスバー11、13、15と他方の巻線端U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nが接続されたバスバー12、14、16とにより1相分のバスバー組が構成され、U相のバスバー組のバスバー11、12が絶縁板32を介して積層方向直近に配置され、V相のバスバー組のバスバー13、14が絶縁板34を介して積層方向直近に配置され、W相のバスバー組のバスバー15、16が絶縁板36を介して積層方向直近に配置されている。
FIG. 3 is a view showing a bus bar used for the terminal connection structure of the winding shown in FIGS. 1 and 2, and FIGS. 4 and 5 are a part of the switched reluctance motor shown in FIGS. FIG. As shown in the figure, the ring-shaped portions of the
ところで、各巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4には電流により銅損が発生し、各巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4が発熱する。この熱は巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4が巻かれているティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tにも逃げるが、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4に施されたワニス、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4とティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tとの間に施された絶縁紙などにより、ティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tに逃げる熱流路の熱抵抗は大きい。これに比較すると、電気用銅の熱伝導率は良好であるから、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4を伝って、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4と同じ電気用銅で形成されかつ直近に配置されたバスバー11〜16に熱は流れ込む。そして、図1に示した巻線の端末結線構造においては、バスバー11〜16の外周面が絶縁部材30を介してハウジング40に密着しているから、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4に発生した熱はバスバー11〜16、絶縁部材30、ハウジング40を介して放熱されるので、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の温度上昇が抑えられるため、電動機の最大出力を向上することができる。
By the way, copper loss generate | occur | produces in each winding U1-U4, V1-V4, W1-W4 by an electric current, and each winding U1-U4, V1-V4, W1-W4 heat | fever-generates. This heat escapes to the teeth U1T to U4T, V1T to V4T, and W1T to W4T around which the windings U1 to U4, V1 to V4, W1 to W4 are wound, but the windings U1 to U4, V1 to V4, W1 Teeth U1T to U4T, such as varnish applied to W4, windings U1 to U4, V1 to V4, W1 to W4 and insulating paper applied between the teeth U1T to U4T, V1T to V4T, and W1T to W4T, The thermal resistance of the heat flow path that escapes to V1T to V4T and W1T to W4T is large. Compared to this, since the thermal conductivity of electrical copper is good, it is the same as the windings U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4 through the windings U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4. Heat flows into the
また、各バスバー11〜16の外周面が絶縁部材30を介してハウジング40に密着しているから、各バスバー11〜16の熱はそれぞれ同等にハウジング40に放熱される。したがって、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の相間の温度バラツキが低減されるから、相間の温度バラツキに起因したトルク脈動が生じない。
Moreover, since the outer peripheral surface of each bus-bar 11-16 is closely_contact | adhered to the
また、同一相の巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4が並列接続されているから、各巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4からの熱流は略同等であり、巻線U1〜U4の温度、V1〜V4の温度、W1〜W4の温度も同等である。たとえば、図6に示すように、巻線U1〜U4を直列接続したときには、過渡状態において巻線U2、U3の温度が高くなってしまうのに対して、図7に示すように、巻線U1〜U4を並列接続したときには、巻線U1〜U4とバスバー11、12とが電気的に直近に配置されるから、過渡状態においても巻線U1〜U4の温度は同等である。そして、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の温度不平衡が生じると、電流値にバラツキが生じ、各ティースU1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4Tに励起される起磁力に不平衡が生じてトルク脈動が生じることがあるが、本実施の形態においては、巻線U1〜U4の温度、V1〜V4の温度、W1〜W4の温度は同等であるから、トルク脈動が生じることがない。 In addition, since the same-phase windings U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4 are connected in parallel, the heat flows from the windings U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4 are substantially the same. The temperature of U1-U4, the temperature of V1-V4, and the temperature of W1-W4 are also equivalent. For example, as shown in FIG. 6, when the windings U1 to U4 are connected in series, the temperatures of the windings U2 and U3 become high in the transient state, whereas the winding U1 is shown in FIG. When U4 is connected in parallel, the windings U1 to U4 and the bus bars 11 and 12 are electrically arranged close to each other, so that the temperatures of the windings U1 to U4 are the same even in the transient state. And when temperature imbalance of winding U1-U4, V1-V4, W1-W4 arises, variation will arise in an electric current value, and it is in the magnetomotive force excited by each teeth U1T-U4T, V1T-V4T, W1T-W4T. Torque pulsation may occur due to imbalance, but in this embodiment, the temperature of the windings U1 to U4, the temperature of V1 to V4, and the temperature of W1 to W4 are equal, and thus torque pulsation occurs. There is nothing.
また、バスバー11〜16をリング形状としているから、バスバー11〜16の内周側に角度センサ、軸受などのロータ構成部品を配置することができるので、電動機が出力軸の軸方向に長くなるといった問題が生じない。また、たとえばU相の巻線U1〜U4の巻線端U1P〜U4Pを接続するという機能を満足するには、バスバー11をリング形状ではなく、巻線端U3Pが接続された箇所と巻線端U4Pが接続された箇所との間を切り欠いた円弧形状としても構わないが、本実施の形態ではバスバー11〜16をリング形状としているから、バスバー11〜16に流入した熱をリング形状の外周面に一様に分散させることができる。また、バスバー11〜16を厚みのあるリング形状としているから、熱マスを増化することができる。また、ハウジング40にウォータジャケット48が設けられているから、ステータ1を冷却することができ、またステータ1と共通的にバスバー11〜16群も冷却されるので、バスバー11〜16群専用の冷却装置を設ける必要がない。
Further, since the bus bars 11 to 16 are ring-shaped, rotor components such as angle sensors and bearings can be arranged on the inner peripheral side of the bus bars 11 to 16, so that the electric motor becomes longer in the axial direction of the output shaft. There is no problem. For example, in order to satisfy the function of connecting the winding ends U1P to U4P of the U-phase windings U1 to U4, the
また、接続する巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの位置に対応した箇所に、巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの断面形状に応じた貫通穴91を形成し、巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nを貫通穴91を貫通して接続し、また接続しない巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nに対応した箇所に巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nとバスバー11〜16とが接触しないよう巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの断面形状より大きい貫通穴92を形成しているから、各巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の接続を確実にかつ容易に行なうことができ、またバスバー11〜16の径方向の幅を大きくとることができるから、バスバー11〜16の厚さをそれほど増さずに相当の熱マスを確保することできるので、バスバー11〜16の積層体の軸方向寸法を抑えることができるため、電動機を小型化することができる。
Further, through
また、バスバー組のバスバー11、12、バスバー13、14、バスバー15、16を絶縁板32、34、36を介して積層方向直近に配置しているから、バスバー11、12間、バスバー13、14間、バスバー15、16間の寄生インダクタンスを低減することがきできるので、電源電圧を効率良く巻線インダクタンスに印加することができる。なお、寄生インダクタンス低減の効果は巻線インダクタンスが低インダクタンスである電動機において大きい。
In addition, the bus bars 11 and 12, the bus bars 13 and 14, and the bus bars 15 and 16 of the bus bar set are arranged in the closest stacking direction via the insulating
(第2の実施の形態)
図8は本発明の第2の実施の形態の巻線の端末結線構造に使用するバスバーを示す図、図9、図10は図8に示したバスバーを有するスイッチト・リラクタンス・モータの一部を示す図である。図に示すように、U相電流流入側のバスバー21、U相電流流出側のバスバー22、V相電流流入側のバスバー23、V相電流流出側のバスバー24、W相電流流入側のバスバー25、W相電流流出側のバスバー26はリング形状であり、バスバー21〜26は厚さ2mmの電気用銅板を打ち抜きで製作したものである。そして、バスバー21〜26のリング形状部の内周部には、バスバー21〜26に接続する巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nに対応して突出部93が形成されている。また、バスバー21(第1層のバスバー)には巻線端U1P〜U4Pが接続される。すなわち、バスバー21の巻線端U1P〜U4Pに対応する箇所に突出部93が形成され、巻線端U1P〜U4Pはバスバー21の突出部93に半田付けされている。また、巻線端U1P〜U4Pを除く他の巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nはバスバー21の突出部93およびリング形状部に接触することなく更に図9紙面手前側まで伸びている。また、バスバー22(第2層のバスバー)には巻線端U1N〜U4Nが接続される。すなわち、バスバー22の巻線端U1N〜U4Nに対応する箇所に突出部93が形成され、巻線端U1N〜U4Nはバスバー22の突出部93に半田付けされている。また、巻線端U1P〜U4P、U1N〜U4Nを除く他の巻線端V1P〜V4P、W1P〜W4P、V1N〜V4N、W1N〜W4Nはバスバー22の突出部93およびリング形状部に接触することなく更に図10紙面手前側まで伸びている。このようにして、同一相の巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4の電流の流入側である巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P同士が接続され、また電流の流出側である巻線端U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4N同士が接続される。つまり、たとえばU相において、巻線端U1P〜U4Pがバスバー21により接続され、また巻線端U1N〜U4Nがバスバー22により接続される。そして、V相、W相においても同様である。このように、1つの相について4つの巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4で構成され、同一相の巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4はそれぞれ並列に接続されている。また、同一相の巻線の通電方向を同一とする一方の巻線端U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4Pが接続されたバスバー21、23、25と他方の巻線端U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4Nが接続されたバスバー22、24、26により1相分のバスバー組が構成されている。そして、他の構成は図1に示した構成と同様である。すなわち、U相のバスバー組のバスバー21、22が絶縁板32を介して積層方向直近に配置され、V相のバスバー組のバスバー23、24が絶縁板34を介して積層方向直近に配置され、W相のバスバー組のバスバー25、26が絶縁板36を介して積層方向直近に配置されている。そして、バスバー21〜26および絶縁板31〜37は絶縁部材30を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー21〜26の外周面は絶縁部材30を介してハウジング40に密着している。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a bus bar used in the terminal connection structure of the winding according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 9 and 10 are a part of a switched reluctance motor having the bus bar shown in FIG. FIG. As shown in the figure, a
このような巻線の端末結線構造においては、バスバー21〜26の内周側の巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nの位置に対応した箇所に突出部93を形成し、巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nは突出部93に接続しているから、巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nとバスバー21〜26との接続のための工具をバスバー21〜26の内周側から挿入することができるので、作業性を向上することができる。
In such a terminal connection structure of windings,
また、図11に示すようなバスバー21〜26の積層体を製作し、バスバー21〜26の突出部93を除く部分を絶縁素材でモールドし、このモールドしたバスバー21〜26の積層体を巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4が施されたステータ1が収容されたハウジング40に圧入し、バスバー21〜26の突出部93に巻線端U1P〜W4P、U1N〜W4Nを接続してもよい。
Further, a laminated body of
(第3の実施の形態)
図12は本発明の第3の実施の形態の巻線の端末結線構造を有するスイッチト・リラクタンス・モータを示す断面図である。図に示すように、バスバー11、13、15は絶縁板62、63を挟んで出力軸45の軸方向に積層され、絶縁板61と絶縁板64とはバスバー11、13、15群全体の前後を絶縁している。また、バスバー12、14、16は絶縁板66、67を挟んで出力軸45の軸方向に積層され、絶縁板65と絶縁板68とはバスバー12、14、16群全体の前後を絶縁している。そして、バスバー11、13、15は電動機リヤ側(ステータ1の図12紙面右側)に配置され、バスバー11、13、15群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に熱伝導の良好な材料からなる絶縁部材71が配置されており、絶縁部材71はバスバー11、13、15群のリング形状部の外周面とハウジング40との絶縁をとる部材であり、絶縁部材71の形状は円筒カラー形状である。そして、バスバー11、13、15および絶縁板61〜64は絶縁部材71を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー11、13、15の外周面は絶縁部材71を介してハウジング40に密着している。また、バスバー12、14、16は電動機フロント側(ステータ1の図12紙面左側)に配置され、バスバー12、14、16群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に熱伝導の良好な材料からなる絶縁部材72が配置されており、絶縁部材72はバスバー12、14、16群のリング形状部の外周面とハウジング40との絶縁をとる部材であり、絶縁部材72の形状は円筒カラー形状である。そして、バスバー12、14、16および絶縁板65〜68は絶縁部材72を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー12、14、16の外周面は絶縁部材72を介してハウジング40に密着している。すなわち、バスバー11、13、15とバスバー12、14、16とがステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4を挟んだ反対側に配置されている。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a switched reluctance motor having a winding terminal connection structure according to a third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the bus bars 11, 13, and 15 are laminated in the axial direction of the
このような巻線の端末結線構造においては、U相のバスバー組のバスバー11、12をステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4を挟んだ反対側に配置し、V相のバスバー組のバスバー13、14をステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4を挟んだ反対側に配置し、V相のバスバー組のバスバー15、16をステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4を挟んだ反対側に配置しているから、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4からバスバー11〜16に流入する熱量を分散することができ、またハウジング40におけるバスバー11〜16の外周面と密着する箇所の熱集中を分散できるので、放熱効果を向上することができる。
In such a terminal connection structure of windings, bus bars 11 and 12 of a U-phase bus bar set are arranged on the opposite side across the
(第4の実施の形態)
図13は本発明の第4の実施の形態の巻線の端末結線構造を有する4相のスイッチト・リラクタンス・モータを示す断面図である。図に示すように、バスバー11、12、15、16は絶縁板62〜64を挟んで出力軸45の軸方向に積層され、絶縁板61と絶縁板69とはバスバー11、12、15、16群全体の前後を絶縁している。また、バスバー13、14、X相電流流入側のバスバー17、X相電流流出側のバスバー18は絶縁板66〜68を挟んで出力軸45の軸方向に積層され、絶縁板65と絶縁板70とはバスバー13、14、17、18群全体の前後を絶縁している。すなわち、バスバー組のバスバー11、12、バスバー13、14、バスバー15、16、バスバー17、18が積層方向直近に配置されている。そして、バスバー17、18はリング形状であり、厚さ2mmの電気用銅板を打ち抜きで製作したものである。また、バスバー11、12、15、16は電動機リヤ側(ステータ1の図13紙面右側)に配置され、バスバー11、12、15、16群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に絶縁部材71が配置されている。そして、バスバー11、12、15、16および絶縁板61〜64、69は絶縁部材71を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー11、12、15、16の外周面は絶縁部材71を介してハウジング40に密着している。また、バスバー13、14、17、18は電動機フロント側(ステータ1の図12紙面左側)に配置され、バスバー13、14、17、18群のリング形状部の外周面とハウジング40との間に絶縁部材72が配置されている。そして、バスバー13、14、17、18および絶縁板65〜68、70は絶縁部材72を介してハウジング40に圧入され、これにより各バスバー13、14、17、18の外周面は絶縁部材72を介してハウジング40に密着している。すなわち、バスバー11、12、15、16とバスバー13、14、17、18とをステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4、X相の巻線を挟んだ反対側に配置している。
(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a sectional view showing a four-phase switched reluctance motor having a winding terminal connection structure according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the bus bars 11, 12, 15, and 16 are stacked in the axial direction of the
このような巻線の端末結線構造においては、バスバー組のバスバー11、12、バスバー13、14、バスバー15、16、バスバー17、18を積層方向直近に配置しているから、バスバー11、12間、バスバー13、14間、バスバー15、16間、バスバー17、18間の寄生インダクタンスを低減することがきできるので、電源電圧を効率良く巻線インダクタンスに印加することができる。しかも、バスバー11、12のバスバー組およびバスバー15、16のバスバー組とバスバー13、14のバスバー組およびバスバー17、18のバスバー組とをステータ1および巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4、X相の巻線を挟んだ反対側に配置しているから、巻線U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4、X相の巻線からバスバー11〜18に流入する熱量を分散でき、またハウジング40におけるバスバー11〜18の外周面と密着する箇所の熱集中を分散できるので、放熱効果を向上することができる。
In such a terminal connection structure of windings, the bus bars 11 and 12, the bus bars 13 and 14, the bus bars 15 and 16, and the bus bars 17 and 18 of the bus bar set are arranged in the immediate vicinity of the stacking direction. Since the parasitic inductance between the bus bars 13 and 14, between the bus bars 15 and 16, and between the bus bars 17 and 18 can be reduced, the power supply voltage can be efficiently applied to the winding inductance. Moreover, the bus bar set of the bus bars 11 and 12, the bus bar set of the bus bars 15 and 16, the bus bar set of the bus bars 13 and 14, and the bus bar set of the bus bars 17 and 18 are connected to the
(第5の実施の形態)
図14は本発明の第5の実施の形態の巻線の端末結線構造に使用するバスバーの一部を模式的に示す断面図である。図に示すように、厚さ0.5mmの電気用銅板を打ち抜いた薄板状導電部材81の表面に絶縁塗膜82が施され、4枚の薄板状導電部材81が重ねられており、バスバーはリング形状である。そして、バスバーは絶縁部材を介してハウジングに圧入され、これにより各バスバーの外周面は絶縁部材を介してハウジングに密着している。
(Fifth embodiment)
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a part of a bus bar used in the winding terminal connection structure according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in the figure, an insulating
このようなバスバーを使用した巻線の端末結線構造においては、積層方向に厚みをもつバスバーにおける電流の表皮効果を回避することができ、特に高周波駆動電動機にあって効率が向上するとともに、バスバー自身の発熱も抑えることができる。また、熱はリング形状部の外周部に逃げる構造としているので、絶縁塗膜82による積層方向の熱抵抗の増加は問題とならない。
In the terminal connection structure of the winding using such a bus bar, the skin effect of the current in the bus bar having a thickness in the stacking direction can be avoided, and the efficiency is improved particularly in the high frequency drive motor, and the bus bar itself The heat generation of can also be suppressed. Further, since the heat escapes to the outer peripheral portion of the ring-shaped portion, an increase in the thermal resistance in the stacking direction due to the insulating
なお、上述実施の形態においては、電動機の形式がスイッチト・リラクタンス・モータの場合について説明したが、本発明はこの形式の電動機のステータの巻線の端末結線構造に限定するものではなく、巻線(集中巻き巻線)を用いた全ての電動機のステータの巻線の端末結線構造に適用することができる。また、上述実施の形態においては、導電材料として電気用銅を用いたが、他の導電材料を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the type of the motor is a switched reluctance motor has been described. However, the present invention is not limited to the terminal connection structure of the stator winding of this type of motor. The present invention can be applied to a terminal connection structure of stator windings of all electric motors using wires (concentrated windings). Moreover, in the above-described embodiment, electrical copper is used as the conductive material, but other conductive materials may be used.
1…ステータ 11〜18…バスバー
21〜26…バスバー 30…絶縁部材
31〜37…絶縁板 40…ハウジング
61〜70…絶縁板 71、72…絶縁部材
81…薄板状導電部材 82…絶縁塗膜
91…第1の貫通穴 92…第2の貫通穴
93…突出部
U1〜U4、V1〜V4、W1〜W4…巻線
U1T〜U4T、V1T〜V4T、W1T〜W4T…ティース
U1P〜U4P、V1P〜V4P、W1P〜W4P…巻線端
U1N〜U4N、V1N〜V4N、W1N〜W4N…巻線端
DESCRIPTION OF
81 ... Thin plate-like
91 ... 1st through
93 ... Projection U1-U4, V1-V4, W1-W4 ... Windings U1T-U4T, V1T-V4T, W1T-W4T ... Teeth U1P-U4P, V1P-V4P, W1P-W4P ... Winding ends U1N-U4N, V1N to V4N, W1N to W4N ... Winding ends
Claims (8)
リング形状の導電材料からなる複数のバスバーに上記巻線の巻線端を接続し、
複数の上記バスバーを絶縁板を介して上記電動機の出力軸の軸方向に積層し、
複数の上記バスバーの外周面を絶縁部材を介してハウジングに密着した
ことを特徴とする巻線の端末結線構造。 In the terminal connection structure of the winding of the stator of the electric motor configured by using one or more windings wound around one tooth,
Connecting the winding ends of the windings to a plurality of bus bars made of a ring-shaped conductive material,
Laminating a plurality of the bus bars in the axial direction of the output shaft of the motor via an insulating plate,
A terminal connection structure for windings, wherein the outer peripheral surfaces of the plurality of bus bars are in close contact with the housing through insulating members.
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