JP2005065374A - 巻線の端末結線構造 - Google Patents

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。

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。

特開２００２−７８２７２号公報

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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である。 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である。 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。 バスバーに巻線を直列接続した状態を示す図である。 バスバーに巻線を並列接続した状態を示す図である。 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である。 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８に示したバスバーを積層した状態を示す斜視図である。 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。 第４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。 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。

符号の説明

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

Claims (8)

1. 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のステータの上記巻線の端末結線構造において、
   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。
2. 上記バスバーの上記バスバーに接続する上記巻線端の位置に対応した箇所に上記巻線端の断面形状に応じた第１の貫通穴を形成し、上記巻線端を上記第１の貫通穴を貫通させて接続し、上記バスバーの上記バスバーに接続しない巻線端に対応した箇所に上記巻線端の断面形状より大きい第２の貫通穴を形成したことを特徴とする請求項１に記載の巻線の端末結線構造。
3. 上記バスバーの内周の上記バスバーに接続される上記巻線端の位置に対応した箇所に突出部を形成し、上記巻先端を上記突出部に接続したことを特徴とする請求項１に記載の巻線の端末結線構造。
4. 同一相の複数の上記巻線を並列接続したことを特徴とする請求項１、２または３に記載の巻線の端末結線構造。
5. 同一相の複数の上記巻線の通電方向を同一とする一方の上記巻先端が接続された上記バスバーと同一相の複数の上記巻線の他方の巻先端が接続された上記バスバーとにより１相分のバスバー組を構成し、上記バスバー組の上記バスバーを絶縁板を介して積層方向直近に配置したことを特徴とする請求項４に記載の巻線の端末結線構造。
6. 同一相の複数の上記巻線の通電方向を同一とする一方の上記巻先端が接続された上記バスバーと同一相の複数の上記巻線の他方の巻先端が接続された上記バスバーとにより１相分のバスバー組を構成し、上記バスバー組の上記バスバーをそれぞれ上記ステータおよび上記巻線を挟んだ反対側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の巻線の端末結線構造。
7. 同一相の複数の上記巻線の通電方向を同一とする一方の上記巻先端が接続された上記バスバーと同一相の複数の上記巻線の他方の巻先端が接続された上記バスバーとにより１相分のバスバー組を構成し、偶数の上記バスバー組の半数をそれぞれ上記ステータおよび上記巻線を挟んだ反対側に配置したことを特徴とする請求項４または５に記載の巻線の端末結線構造。
8. 上記バスバーを、表面に絶縁塗膜を施した薄板状導電部材を複数枚重ねて形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の巻線の端末結線構造。

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