JP6260358B2

JP6260358B2 - 集中巻きモータの配電部材

Info

Publication number: JP6260358B2
Application number: JP2014045034A
Authority: JP
Inventors: 義行塩路
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: JP2015171245A

Description

本発明は、集中巻きモータの配電部材に関する。

集中巻きモータは、分布巻きモータよりも小型化できるため各種機器の回転電機として多用され、中でもエンジンとモータとを組み合わせたハイブリッド自動車においては、出力特性等のモータ性能と共に小型・軽量化の観点から有用されている。

このような集中巻きモータには、例えば、特許文献１に示されているようにステータの巻き線に集中的に配電を行うための円環状の配電部材が用いられている。

この配電部材は、モータの各相に対応する複数のバスバー（バスリング）と、該バスバーを保持する絶縁ホルダとを備えていて、バスバーのＣ字型のリング部を円環状の絶縁ホルダに径方向に同心状に設けたＣ字型の溝に嵌挿保持した構造としている。

バスバーは、そのリング部にステータの巻き線に接続するコイル接続端子部を径方向内側に向けて突設してあると共に、電源側ケーブルに接続するバスバー強電端子部を径方向外側に向けて突設した構造としている。

特開２００８−６１３０５号公報

特許文献１の開示技術では、絶縁ホルダの各溝を周方向に位相をずらしたＣ字型に形成して、ここに各バスバーのＣ字型のリング部を嵌挿することにより、バスバーの周方向の位置決めを行ってずれをなくし、併せて溝の開口を樹脂材の充填によりシールすることによりバスバーを固定するようにしている。

このため、前記溝に対するリング部の嵌挿に専用の治具や工具が必要で組付け性が悪く、また、これら溝とリング部相互の成形誤差により各バスバー間でそれらの端子部が周方向に位置ずれを生じて、巻き線の接続に支障を来してしまうことは否めない。

また、絶縁ホルダの溝の開口に樹脂シール材を充填して閉塞する必要があるため、上述の組付け性および成形性が悪くなってしまうことと相俟って、コスト的にも不利となってしまう。

そこで、本発明はバスバーと絶縁ホルダ相互の組付および固定が容易で、しかも、それらの成形誤差に起因する周方向の相対位置ずれを回避することができる集中巻きモータの配電部材を提供するものである。

本発明の集中巻きモータの配電部材は、リング部および該リング部に突設した端子部を有し、モータのステータに巻回した巻き線に配電する複数のバスバーと、一側に開口する複数の溝を同心状に備えて、各溝に前記リング部を嵌挿保持して各バスバーを径方向に多段に配置する環状の絶縁ホルダと、を備えている。

そして、各バスバーは、それらの端子部の根元部分に所要の間隔をおいて並設した突起部を備えており、前記絶縁ホルダの溝内における前記バスバーの端子部と突起部とで区画された部分に接着剤を充填して、該バスバーを接着固定したことを主要な特徴としている。

本発明によれば、絶縁ホルダの溝によってバスバーのリング部端が周方向に位置規制されることがなく、該絶縁ホルダの溝に対する前記リング部の嵌挿組付けが容易となる。

そして、バスバーは、絶縁ホルダの溝内で該バスバーの端子部と突起部とで区画された部分に接着剤を充填して固着するため固定作業を容易に行え、巻き線等、相手部材に対する端子部の接続位置を適正に定めることができる。

しかも、接着固定が局所的で、かつ、接着剤の周方向の流出がないので接着剤使用量を可及的に少なくすることができる。

本発明に係る配電部材の全体構造を示す略示的外観図。図１におけるコイル接続端子部の配置部分の断面図。図１におけるコイル接続端子部の配置部分から外れた一般部分の断面図。本実施形態に用いられるバスバーの部分斜視図。本実施形態の絶縁ホルダの図４に示したコイル接続端子部に対応した部分を示す部分斜視図。図４と図５の組付け状態を示す部分斜視図。図６のコイル接続端子部の配置部における接着剤充填状態を透視的に示す部分斜視図。図７のコイル接続端子部の配置部を拡大して示す平面図。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１に、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の集中巻きモータのステータに巻回された巻き線に配電を行う本実施形態の配電部材１の全体的な外観を略示的に示している。

集中巻きモータ２０は、回転軸２２を備えたロータ２１と、このロータ２１の周囲に配置したステータ２３とを備えたブラシレスモータとして構成され、配電部材１はこの集中巻きモータ２０の一端面側に配設される。

配電部材１は、集中巻きモータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した３つのバスバー２，３，４およびアース用の中立バスバー５と、これらのバスバー２〜５を保持する円環状の絶縁ホルダ６と、を備えている（図２、図３参照）。

絶縁ホルダ６は、電気絶縁性と耐熱性および機械的強度等に優れた適宜の樹脂材料をもって円環状に形成し、その一側には前記バスバー２〜５に対応した複数の溝７を同方向に開口して同心状に形成してある。

また、溝７が開口した側の外周縁には複数の取付部８を径方向外側に張り出して設けて、該取付け部８を介して図外のモータハウジングに装着するようにしている。

一方、バスバー２〜５は、何れも導電性の金属板をもって帯板状にプレス成形してこれをＣ字状に形成したリング部２Ａ〜５Ａと、それらの幅方向の一端縁に突設した複数のコイル接続端子部（端子部）２Ｂ〜５Ｂと、を備えている（図２、図４参照）。

バスバー２〜５は、リング部２Ａ〜５Ａを絶縁ホルダ６の溝７に嵌挿して該絶縁ホルダ６の径方向に多段に配置してあり、径方向外側に配置するものほど外径を大きくしている。

図１〜図３に示す例では、例えば、絶縁ホルダ６の径方向外側から内側に順次Ｕ相のバスバー２、Ｖ相のバスバー３、Ｗ相のバスバー４、中立バスバー５とした配置とし、それらのコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂを周方向に等間隔に配置している。

コイル接続端子２Ｂ〜５Ｂは絶縁ホルダ６の径方向内側に向けて曲折して形成してあって、その曲折した突出端が同一円周上に揃うように径方向外側のものほど寸法を長く設定して、その同一円周上でステータ２３に巻回した巻き線を接続するようにしている。

本実施形態では、これらコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの突出端を平面コ字形の２股に形成して、ステータ２３の巻き線を接続し易いようにしている。

また、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応したバスバー２〜４は、コイル接続端子部２Ｂ〜４Ｂを突設した側の端縁にそれらとは周方向にオフセットした所要の位置にバスバー強電端子部（端子部）２Ｃ〜４Ｃを突設してある。

これらバスバー強電端子部２Ｃ〜４Ｃは、コイル接続端子部２Ｂ〜４Ｂとは反対側に絶縁ホルダ６の径方向外側に向けて形成してあり、それらの突出端を図外のインバータに接続するようにしている。

ここで、前記バスバー２〜５は、図４に示すように何れもコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの根元部分に周方向に所要の接着剤充填量を確保できる任意の間隔をおいて突起部９を並設してある。

図４はＷ相のバスバー４を代表して示しており、本実施形態ではコイル接続端子部４Ｂを中心にその両側に一対の突起部９を対称的に突設してある。

突起部９は、その突設基部側はコイル接続端子部４Ｂの根元部分とほぼ同一幅に幅広に形成して剛性を確保している。

絶縁ホルダ６の溝７を区画する溝壁の高さは、図３に示すように隣接するバスバー２〜５のリング部２Ａ〜５Ａの幅寸法よりも大きく設定して、十分な相間絶縁距離ａを確保するようにしている。最内周および最外周の溝壁は中間部分の溝壁よりも大きな高さに形成して絶縁性を十分に確保するようにしている。

そして、前記絶縁ホルダ６の溝７内における前記バスバー２〜５のコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂと突起部９とで区画された部分に接着剤１０を充填し、該接着剤１０の硬化によりバスバー２〜５を絶縁ホルダ６に固定している（図７、図８参照）。図７では説明の便宜上、上述の充填した接着剤１０を透視的に示している。

前記絶縁ホルダ６は、本実施形態では図５〜図８に示すように前記バスバー２〜５のコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂと突起部９とに亘る領域に、それらを挟んで相対する内，外の溝壁端縁から突出して、これらコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの根元部分と突起部９とを遮
蔽する突縁部１１を設けてある。

これら相対する突縁部１１の一方、例えば、本実施形態では相対する内側の突縁部１１に、コイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの径方向内側に曲折した延出基部に対応した部分に、該延出基部を嵌合定置する凹部１２を形成してある。

凹部１２の上縁は、対応するコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの延出基部を嵌挿案内するための斜面としている。

本実施形態では、前述の突起部９はこれら相対する突縁部１１の突出高さ近傍まで突設してあって、前述の接着剤１０をこの突縁部１１の突出高さ近くまで充填してある。

また、相対するこれら突縁部１１の周方向端部の対向面には、図８に示すように突縁部１１の突出方向に沿ってシール用のリップ１３を突設して溝７の幅を局所的に狭く設定し、該リップ１３を前記突起部９に密接させるようにしている。このリップ１３は、相対する内，外の溝壁の成形基部に亘って形成することが望ましい。

本実施形態の配電部材１によれば、前記従来のものと異なり絶縁ホルダ６の溝７によってバスバー２〜５のリング部２Ａ〜５Ａの端部が周方向に位置規制されることがない。このため、該絶縁ホルダ６の溝７に対するリング部２Ａ〜５Ａの嵌挿組付が容易となる。また、絶縁ホルダ６とバスバー２〜５の相互の成形誤差に起因する周方向の相対位置ずれを生起することがない。

そして、各バスバー２〜５は、絶縁ホルダ６の対応する溝７内でバスバー２〜５とそれらに並設した突起部９とで区画された部分に接着剤１０を充填して固着するため固定作業を容易に行え、ステータ２３の巻き線に対するコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの接続位置を適正に定めることができる。

しかも、接着固定が局所的で、かつ、接着剤１０の周方向の流出がないので、接着剤使用量を可及的に少なくすることができ、組付け性が良好なことと相俟ってコスト的に有利に得ることができる。

ここで、上述の絶縁ホルダ６は、バスバー２〜５のコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂとそれらに並設した突起部９に亘る領域に、それらを挟んで相対する内，外の溝壁端縁から突出した突縁部１１を備えている。

このため、突縁部１１による遮蔽作用により、隣接するバスバー２〜５の相間絶縁を良好にすることは勿論、接着剤１０を突縁部１１の突出高さ近くまで充填して充填高さを稼ぐことができるので、バスバー２〜５の固着度合いを高めることができる。

また、この相対する突縁部１１の一方には、コイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの径方向内側に曲折した延出基部に対応した部分に凹部１２を設けて、ここに該延出基部を嵌合固定している。

これにより、絶縁ホルダ６に対するバスバー２〜５の周方向の位置決めを適切に行えて接着固定する際の位置ずれを回避できる。しかも、前記溝７にリング部２Ａ〜５Ａをある程度目安を付けて嵌挿して周方向に多少ずらすようにすれば、前記凹部１２に対して延出基部を落ち込み係合させることができるので、位置決め組付を容易に行うことができる。

一方、相対する突縁部１１の周方向端部の対向面にシール用のリップ１３設けて溝幅を
局所的に狭めてリップ１３を突縁部１１に密接させているため、接着剤１０の周方向の流出を回避して接着性を高めることができる。

そして、上述の絶縁ホルダ６の溝壁の高さや突縁部１１の設定、および接着剤１０の充填により、隣接するバスバー２〜５の相間絶縁を良好に行えて、全体を絶縁材料でモールド成形したり、溝７の開口を全体的に絶縁材料で閉塞する必要がなく、より一層コスト的に有利に得ることができる。

前記実施形態では、コイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの配置部に本発明を適用した場合を例示したが、バスバー強電端子部２Ｃ〜４Ｃの配置部に適用することもできる。

また、突起部９はコイル接続端子部２Ｂ〜５Ｂの周方向両側部に並設した場合を例示したが、仕様によって片側だけとすることでも良い。

１…配電部材
２〜５…バスバー
２Ａ〜５Ａ…リング部
２Ｂ〜５Ｂ…コイル接続端子部（端子部）
２Ｃ〜４Ｃ…バスバー強電端子部（端子部）
６…絶縁ホルダ
７…溝
８…取付部
９…突起部
１０…接着剤
１１…突縁部
１２…凹部
１３…シール用のリップ
２０…集中巻きモータ
２１…ロータ
２２…回転軸
２３…ステータ

Claims

リング部および該リング部に突設した端子部を有し、モータのステータに卷回した巻き線に配電する複数のバスバーと、
一側に開口する複数の溝を同心状に備えて、各溝に前記リング部を嵌挿保持して各バスバーを径方向に多段に配置する環状の絶縁ホルダと、を備え、
前記バスバーは、前記端子部の根元部分に所要の間隔をおいて並設した突起部を備え、
前記絶縁ホルダの溝内における前記バスバーの端子部と突起部とで区画された部分に接着剤を充填して、該バスバーを接着固定したことを特徴とする集中巻きモータの配電部材。
前記バスバーの端子部は、前記絶縁ホルダの溝から突出した部分を該絶縁ホルダの径方向に曲折して延出配置してある一方、
前記絶縁ホルダは、前記バスバーの端子部と突起部とに亘る領域で、これら端子部の根元部分と突起部とを挟んで相対する内，外の溝壁端縁から突出して、これら端子部の根元部分と突起部とを遮蔽する突縁部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の集中巻きモータの配電部材。
前記相対する突縁部の一方には、前記端子部の径方向に曲折した延出基部に対応した部分に、該延出基部を嵌合定置する凹部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の集中巻きモータの配電部材。
前記突起部は、前記相対する突縁部の突出高さ近傍まで突設してあって、前記接着剤をこの突縁部の突出高さ近くまで充填したことを特徴とする請求項２または３に記載の集中巻きモータの配電部材。
前記相対する突縁部における周方向端部間で、前記絶縁ホルダの溝幅を局部的に狭く設定したことを特徴とする請求項４に記載の集中巻きモータの配電部材。