JP7188370B2 - converter between electrical and mechanical energy - Google Patents
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Description
本発明は、ステータに巻回されたコイルに流れる電流の位相を制御することで回転力を発生させる電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a converter between electrical energy and mechanical energy that generates rotational force by controlling the phase of current flowing through coils wound around a stator.
特許文献1は、モータを開示している。特許文献1のモータは、ステータコア、および、バスバーを備える。ステータコアは、それぞれに巻き線が巻回された複数のティースからなる。複数のティースは、周方向に等間隔で配置されている。 Patent Literature 1 discloses a motor. The motor of Patent Literature 1 includes a stator core and a busbar. The stator core is composed of a plurality of teeth around which windings are wound. A plurality of teeth are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
バスバーは、モータの軸方向において、ステータコアに隣接している。バスバーは、円環状の基部と、基部に繋がる接続部を備えている。接続部は、基部を基準にして、ステータコアが配置される側と反対側に突出している。接続部は、対向する2個の平板を有する。 The busbar is adjacent to the stator core in the axial direction of the motor. The busbar has an annular base and a connecting part connected to the base. The connecting portion protrudes on the side opposite to the side on which the stator core is arranged with respect to the base portion. The connecting portion has two opposing flat plates.
ティースの巻き線とバスバーとを接続する場合、作業者は、巻き線を外部に引き出し、接続部の2個の平板の間に挿入する。そして、作業者は、接続部の2個の平板の間に巻き線を挟みこんだ状態で、溶接等を行う。 When connecting the tooth winding and the bus bar, the operator draws the winding outside and inserts it between the two flat plates of the connecting portion. Then, the worker performs welding or the like while sandwiching the winding wire between the two flat plates of the connecting portion.
しかしながら、特許文献1のモータの構造では、ステータのティースの巻き線とバスバーの接続部との位置関係は、常に一定になるとは限らない。 However, in the structure of the motor disclosed in Patent Document 1, the positional relationship between the windings of the teeth of the stator and the connecting portions of the busbars is not always constant.
このため、ステータの巻き線とバスバーの接続部との接合作業は、容易でない。 Therefore, it is not easy to join the windings of the stator and the connecting portions of the busbars.
したがって、本発明の目的は、ステータのコイルとバスバーとの接続が容易な構造を有する電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a converter between electrical energy and mechanical energy having a structure that facilitates connection between stator coils and bus bars.
この発明の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器は、複数のコイル、ステータ、および、バスバーを備える。複数のコイルは、それぞれが第1のコイル端部と第2のコイル端部とを有する。ステータは、複数のコイルが環状に配置され、巻回されている。バスバーは、第1のコイル端部および第2のコイル端部に接続する。複数のコイルにおける隣り合うコイル同士で、第1のコイル端部と第2のコイル端部とは、環状に沿った方向において隣り合って配置されている。 The electrical to mechanical energy converter of the present invention comprises a plurality of coils, stators and busbars. The plurality of coils each have a first coil end and a second coil end. The stator is wound with a plurality of coils arranged in an annular shape. A busbar connects to the first coil end and the second coil end. Among adjacent coils in the plurality of coils, the first coil end portion and the second coil end portion are arranged adjacent to each other in the direction along the ring.
バスバーは、環状のベース部と、ベース部に接続し、コイル端部に接続する接続端子と、を備える。接続端子は、第1凹部と第2凹部を備える。第1凹部と第2凹部とは、互いに隣り合う第1のコイル端部と第2のコイル端部とがそれぞれに挿通する。 The bus bar includes an annular base portion and connection terminals connected to the base portion and connected to the coil ends. The connection terminal has a first recess and a second recess. The first coil end portion and the second coil end portion adjacent to each other are inserted through the first concave portion and the second concave portion, respectively.
この構成では、隣り合うコイル端子は、バスバーの接続端子の凹部に挿通する。したがって、コイル端子とバスバーの接続端子とを接合する際に、コイル端子は、引き回さなくてもよい。 In this configuration, the adjacent coil terminals are inserted through the recesses of the connection terminals of the busbar. Therefore, when joining the coil terminals and the connection terminals of the bus bar, the coil terminals do not need to be routed.
この発明によれば、ステータのコイルとバスバーとの接続は、容易になる。 According to the present invention, the connection between the stator coils and the busbars is facilitated.
本発明の実施形態に係るモータについて、図を参照して説明する。図1は、実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。図2は、複数のステータ部材の配置を示す斜視図である。図3(A)は、ステータ部材の斜視図であり、図3(B)は、ステータ部材の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器として、モータを説明するが、発電機であってもよい。すなわち、電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器とは、電気エネルギーから力学的エネルギーへの変換器であっても、力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換器であってもよい。 A motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a motor according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of a plurality of stator members; FIG. FIG. 3A is a perspective view of a stator member, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the stator member. In this embodiment, a motor is described as a converter between electric energy and mechanical energy, but a generator may be used. That is, the converter between electrical energy and mechanical energy may be a converter from electrical energy to mechanical energy or a converter from mechanical energy to electrical energy.
(モータ10の概略構造)
図1に示すように、モータ10は、ステータ部材20、バスバー部材30、ロータ部材40、および、筐体50を備える。ステータ部材20は、複数である。ステータ部材20は、本発明の「ステータ」に対応する。
(Schematic structure of motor 10)
As shown in FIG. 1 ,
筐体50は、第1部材51と第2部材52とを備える。第1部材51は、円筒形の壁511と、円筒形の一方端を塞ぐ平板状の壁512とを有する。第1部材51は、開口を有する略円筒形の箱状である。第2部材52は、略板状である。第2部材52は、平板状の壁521を有する。第2部材52は、第1部材51の開口を塞ぐように配置されている。これにより、筐体50は、壁511、壁512、および、壁521によって外部から略遮蔽された空間500を有する。第1部材51および第2部材52の材質は、剛性の高い材質である。
The
ステータ部材20、バスバー部材30、および、ロータ部材40は、筐体50によって形成される空間500に、配置されている。ロータ部材40は、壁521および壁512を平面視して、略中心に配置されている。言い換えれば、ロータ部材40は、壁511によって形成される略円筒形の中心軸を含む所定の大きさの中心領域に配置されている。この際、ロータ部材40の軸方向は、複数のステータ部材20によって形成される略円筒形の軸方向と一致する(平行である)。
図1に示すように、複数のステータ部材20は、筐体50の円筒形の壁511とロータ部材40との間に配置されている。この際、図2に示すように、複数のステータ部材20は、円筒形の周方向に沿って、等間隔に配置されている。複数のステータ部材20は、互いに近接している。
As shown in FIG. 1 , the plurality of
図1に示すように、バスバー部材30は、筐体50の軸方向において、複数のステータ部材20に隣接して配置されている。バスバー部材30は、後述する接続パターンによって、ステータ部材20に接続している。また、バスバー部材30は、バスバー出力端子を備えている。バスバー出力端子の一部は、筐体50の外部に露出している。
As shown in FIG. 1 , the
なお、図示を省略しているが、複数のステータ部材20と壁511との間には、絶縁性の樹脂が形成されているとよい。樹脂の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い。これにより、モータ10の放熱性能は、向上する。また、この絶縁性の樹脂は、複数のステータ部材20におけるロータ部材40に面する側を除く部分に形成されていてもよい。
Although not shown, an insulating resin may be formed between the plurality of
(ロータ部材40の概略的な構造)
ロータ部材40は、シャフト41、ロータヨーク42、磁石43、および、軸受け44を備える。シャフト41は、棒状であり、高い剛性を有する。シャフト41の軸の延びる方向(軸方向)は、複数のステータ部材20によって形成される円環形の軸に一致する。シャフト41は、軸受け44を介して筐体50に設置されている。ロータヨーク42は、シャフト41の外周面に配置されている。磁石43は、ロータヨーク42の外周面に配置されている。
(Schematic structure of rotor member 40)
The
(ステータ部材20の具体的な構造)
ステータ部材20は、ステータコア21、インシュレータ22、および、コイル23を備える。図3(A)および図3(B)に示すように、ステータコア21は、磁性材料からなり、略柱状である。ステータコア21は、外端面214と内端面215とを有する。ステータコア21の内端面215と磁石43とは、対向している。 インシュレータ22は、絶縁性を有する。インシュレータ22は、外側部材221、内側部材222、および、中央部材223を備える。中央部材223は、略筒状である。中央部材223の軸方向に視て、外側部材221および内側部材222の面積は、中央部材223の外形の面積よりも大きい。なお、インシュレータ22は、上側部材と下側部材との二つの部材に分割されており、上側部材と下側部材とによって、ステータコア21を覆っている。このため、上側部材の中央部材223と下側部材の中央部材223とは、断面が略半円の形状である。 中央部材223は、ステータコア21の中央部の外周面の略全面を覆っている。外側部材221は、ステータコア21の外端部付近に配置され、内側部材222は、ステータコア21の内端部付近に配置されている。この構成によって、ステータコア21の外端面214は、インシュレータ22によって覆われておらず、ステータコア21の内端面215は、インシュレータ22によって覆われていない。
(Specific structure of stator member 20)
コイル23は、円柱形で線状の導体からなる。コイル23は、主導体230、コイル端部231、および、コイル端部232を有する。コイル端部231およびコイル端部232も、線状の円柱形である。コイル端部231は、主導体230の一方端であり、コイル端部232は、主導体230の他方端である。コイル端部231およびコイル端部232は、本発明の「コイルの端部」に対応する。
The
主導体230は、絶縁性の皮膜によって覆われている。コイル端部231およびコイル端部232は、絶縁性の皮膜によって覆われていない。主導体230は、インシュレータ22の中央部材223に巻き付けられている。この際、主導体230は、インシュレータ22における中央部材223の外周面、外側部材221における中央部材223に接続する側で中央部材223に重ならない壁面、および、内側部材222における中央部材223に接続する側で中央部材223に重ならない壁面によって囲まれる領域内に配置される。 コイル端部231およびコイル端部232は、インシュレータ22の外側部材221側からステータ部材20の外部に導かれている。この際、図3(A)、図3(B)に示すように、コイル端部231およびコイル端部232は、外側部材221における1つの面226から外部に導かれている。コイル端部231は、外側部材221における面226の一方端から外部に導かれ、コイル端部232は、外側部材221における面226の他方端から外部に導かれている。なお、ここでの一方端および他方端は、ステータ部材20の幅方向における端を意味しており、複数のステータ部材20が並ぶ方向(周方向)での端を意味している。
The
この構成によって、図2に示すように、隣り合うステータ部材20において、一方のステータ部材20のコイル端部231と他方のステータ部材20のコイル端部232とは、複数のステータ部材20が並ぶに沿って近接している。ここで、例えば、一方のステータ部材20のコイル端部231が本発明の「第1のコイル端部」に対応し、他方のステータ部材20のコイル端部232が本発明の「第2のコイル端部」に対応する。
With this configuration, as shown in FIG. 2 , in the
(バスバー部材30の具体的な構造)
図4は、実施形態に係るバスバー部材の外観斜視図である。図5は、実施形態に係るバスバー部材の分解斜視図である。図6(A)は、実施形態に係るバスバー端子を拡大した斜視図である。図6(B)は、バスバー端子を拡大した平面図である。図6(C)は、バスバー端子を拡大した第1側面図であり、図6(D)は、バスバー端子を拡大した第2側面図である。
(Specific structure of busbar member 30)
FIG. 4 is an external perspective view of a busbar member according to the embodiment. FIG. 5 is an exploded perspective view of the busbar member according to the embodiment. FIG. 6A is an enlarged perspective view of the busbar terminal according to the embodiment. FIG. 6B is an enlarged plan view of a busbar terminal. FIG. 6C is a first enlarged side view of the busbar terminals, and FIG. 6D is a second enlarged side view of the busbar terminals.
図4、図5に示すように、バスバー部材30は、バスバー31、バスバー32、バスバー33、および、複数の絶縁層34を備える。バスバー31、バスバー32、および、バスバー33は、板状であり、導電性を有する。バスバー31、バスバー32、および、バスバー33は、板状であることによって、薄く、且つ、大電流を流すことができる。
As shown in FIGS. 4 and 5 , the
バスバー31、バスバー32、バスバー33、および、複数の絶縁層34は、絶縁層34、バスバー31、絶縁層34、バスバー32、絶縁層34、バスバー33、および、絶縁層34の順に積層されている。なお、この積層方向の両端の絶縁層34は、筐体50等との絶縁性が取れれば、省略することも可能である。
The
バスバー31は、ベース部310、複数の接続端子311、および、出力端子312を備える。ベース部310は、環状である。複数の接続端子311は、ベース部310の周方向に沿って、等間隔で配置されている。図4、図5の例では、複数の接続端子311は、周方向に沿って略90°の角度間隔で配置されている。複数の接続端子311は、ベース部310の外周から外方に突出する形状である。複数の接続端子311は、ベース部310の周方向に沿って幅を有する。この幅は、上述の隣り合うステータ部材20における隣り合うコイル端部231とコイル端部232との距離に対応している。出力端子312は、ベース部310の外周から外方に突出する形状である。出力端子312は、ベース部310の周方向における複数の接続端子311の接続位置とは異なる位置に接続する。
The
複数の接続端子311は、幅方向に直交する長さ方向において、途中で曲がっている。言い換えれば、図6(A)、図6(B)、図6(C)、図6(D)に示すように、複数の接続端子311は、第1部分3111および第2部分3112を備える。第1部分3111は、ベース部310に接続している。第1部分3111におけるベース部310への接続端部と反対側の端部は、第2部分3112に接続している。
The plurality of
第1部分3111は、ベース部310と略面一である。言い換えれば、ベース部310の主面と第1部分3111の主面とは、同一平面上において繋がっている。第2部分3112は、第1部分3111に、直交している。すなわち、第2部分3112の主面と第1部分3111の周面とは、略直交している。
The
複数の接続端子311の曲がる方向は同じである。すなわち、複数の接続端子311の第2部分3112は、ベース部310に対して、同じ方向に突出する。
The bending directions of the plurality of
接続端子311の第2部分3112には、2個の凹部3113が形成されている。2個の凹部3113は、第2部分3112の長さ方向における第1部分3111に接続する端部と反対側の端部から第1部分3111側に凹む形状である。
Two
2個の凹部3113は、第2部分3112の幅方向において、互いに間隔を空けて形成されている。2個の凹部3113の間隔は、互いに隣り合うステータ部材20における第1のコイル端部231の位置と第2のコイル端部232の位置との間隔と略同じである。
The two
2個の凹部3113は、主部341と先端部342とを備える。主部341の深さ方向の一方端は、第2部分3112の先端で外部に開口する。主部341の深さ方向の他方端は、先端部342に繋がっている。
The two
主部341は、第2部分3112を平面視して、矩形である。すなわち、主部341の幅は、深さ方向に全体において同じである。主部341の幅は、コイル端部231およびコイル端部232の直径以上である。主部341の長さは、幅よりも大きいと良いが、これに限るものではない。
The
先端部342は、第2部分3112を平面視して、略半円形である。言い換えれば、第2部分3112を平面視して、先端部342を形成する壁面の軌跡は、円弧状である。そして、先端部342における第2部分3112の幅方向の中央と第2部分3112の先端との距離は、先端部342における第2部分3112の幅方向の両端と第2部分3112の先端との距離よりも長い。先端部342によって形成される略半円形の直径は、コイル端部231およびコイル端部232の直径と略同じである。
The
バスバー32は、ベース部320、複数の接続端子321、および、出力端子322を備える。バスバー32は、バスバー31と同様の構造を有する。具体的には、バスバー32のベース部320は、バスバー31のベース部310と同様である。バスバー32の複数の接続端子321は、バスバー31の複数の接続端子311と同様である。ただし、複数の接続端子321におけるベース部320に直交する方向に延びる部分は、複数の接続端子311におけるベース部310に直交する方向に延びる部分よりも長い。バスバー32の出力端子322は、バスバー31の出力端子312と同様である。
The
バスバー33は、ベース部330、複数の接続端子331、および、出力端子332を備える。バスバー33は、バスバー31と同様の構造を有する。具体的には、バスバー33のベース部330は、バスバー31のベース部310と同様である。バスバー33の複数の接続端子331は、バスバー31の複数の接続端子311と同様である。ただし、複数の接続端子331におけるベース部330に直交する方向に延びる部分は、複数の接続端子311におけるベース部310に直交する方向に延びる部分および複数の接続端子321におけるベース部320に直交する方向に延びる部分よりも長い。バスバー33の出力端子332は、バスバー31の出力端子312と同様である。
The
バスバー31のベース部310、バスバー32のベース部320、および、バスバー33のベース部330は、積層方向に視て重なっている。
The
バスバー31、バスバー32、および、バスバー33は、互いの接続端子が重ならない。より具体的には、バスバー31の接続端子311、バスバー32の接続端子321、および、バスバー33の接続端子331は、ベース部310、ベース部320、および、ベース部330が重なる円環の周方向において、等間隔に配置されている。この際、接続端子311、バスバー32の接続端子321、および、バスバー33の接続端子331は、周方向に沿って順に配置されている。
The connection terminals of the
絶縁層34は、円環形である。絶縁層34は、絶縁紙からなる。絶縁層34は、バスバー31、バスバー32、および、バスバー33よりも薄い。絶縁層34は、少なくとも、バスバー31のベース部310とバスバー32のベース部320との間、および、バスバー32のベース部320とバスバー33のベース部330との間に配置されている。これらの絶縁層34によって、バスバー部材30は、バスバー31、バスバー32、バスバー33間の絶縁性を確保している。
The insulating
なお、図4、図5では、ベース部310、ベース部320、および、ベース部330は、円環状であるが、環状であれば、円環状に限らない。また、図4、図5では、ベース部310、ベース部320、および、ベース部330は、周方向に切れ目が無い構造であるが、切れ目があってもよい。
4 and 5, the
(複数のステータ部材20とバスバー部材30との位置関係および接続構造)
図7は、実施形態に係る複数のステータ部材とバスバー部材との位置関係を示す斜視図である。図8は、実施形態に係る複数のステータ部材と1個のバスバーとの位置関係を示す斜視図である。図9は、実施形態に係るステータ部材と1個のバスバーとの位置関係を示す拡大図である。
(Positional Relationship and Connection Structure Between Plurality of
FIG. 7 is a perspective view showing the positional relationship between a plurality of stator members and busbar members according to the embodiment. FIG. 8 is a perspective view showing the positional relationship between a plurality of stator members and one busbar according to the embodiment. FIG. 9 is an enlarged view showing the positional relationship between the stator member and one busbar according to the embodiment.
図7および図8に示すように、バスバー部材30は、接続端子311の第2部分3112、接続端子321の第2部分、および、接続端子331の第2部分がステータ部材20側となるように、複数のステータ部材20に対して配置されている。この際、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331は、隣接するステータ部材20の対向部に重なるように、配置されている。また、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331は、複数のステータ部材20のインシュレータ22の外端面224に対向するように、配置されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
隣接するステータ部材20のコイル端部231とコイル端部232とは、接続端子311の2個の凹部3113、接続端子321の2個の凹部3113、または、接続端子331の2個の凹部3113のいずれかに挿通している。例えば、図9に示すように、隣接するステータ部材20のコイル端部231とコイル端部232とは、接続端子311の2個の凹部3113に挿通している。コイル端部231が挿通する凹部3113が、本発明の「第1凹部」に対応し、コイル端部232が挿通する凹部3113が、本発明の「第2凹部」に対応する。
The
この際、コイル端部231とコイル端部232との間隔と、2個の凹部3113の間隔とは、略同じである。これにより、隣接するステータ部材20のコイル端部231とコイル端部232とは、接続端子311の2個の凹部3113に、容易に挿通される。
At this time, the interval between the coil ends 231 and 232 and the interval between the two
したがって、コイル端部231とコイル端部232を接続端子331に接合する時に、作業者は、コイル端部231とコイル端部232とを接続端子331に近づけるように、コイル端部231とコイル端部232とを引き回さなくてもよい。よって、作業者は、ステータ部材20のコイル23とバスバー部材30とを、容易に接合できる。
Therefore, when joining the
また、凹部3113の幅は、コイル端部231およびコイル端部232の直径より大きい方がよい。このことによって、複数のステータ部材20にバスバー部材30を取り付ける際に、作業者は、コイル端部231およびコイル端部232を、凹部3113に容易に挿入できる。これにより、コイル端部231およびコイル端部232とバスバー部材30とが容易に接合可能な状態で、バスバー部材30は、複数のステータ部材20に対して配置される。
Also, the width of the
また、凹部3113の主部341の深さは、コイル端部231およびコイル端部232の直径以上である。このことによって、コイル端部231およびコイル端部232は、第2部分3112の先端側の開口から凹部3113の外部に突出することなく、凹部3113内に収容される。これにより、コイル端部231およびコイル端部232は、凹部3113から外れ難い。また、この構造によって、後述の舌部3315を用いた接合は、容易になる。
Also, the depth of the
また、凹部3113の先端部342が半円形である。この場合、コイル端部231およびコイル端部232は、凹部3113の先端部342において、コイル端部231およびコイル端部232の周方向に沿って(略半周分)、第2部分3112に接触する。この場合の接触は、全面であることが好ましいが、製造公差等による部分的な接触であってもよい。これにより、コイル端部231およびコイル端部232は、凹部3113内に、より確実に固定される。
Further, the
図10(A)および図10(B)は、コイル端部と接続端子との接合態様を示す拡大図である。図10(A)に示す態様は、図7に示す接合態様を拡大したものである。図10(B)に示す態様は、図10(A)とは別の態様の一例を示したものである。なお、図10(A)、図10(B)は、コイル端部231およびコイル端部232とバスバー31との接合態様を示している。しかしながら、コイル端部231およびコイル端部232とバスバー32またはバスバー33との接合態様も、バスバー31の場合と同様である。
FIGS. 10(A) and 10(B) are enlarged views showing how coil ends and connection terminals are joined. The mode shown in FIG. 10(A) is an enlarged view of the bonding mode shown in FIG. The mode shown in FIG. 10(B) shows an example of a mode different from FIG. 10(A). 10(A) and 10(B) show how the
図10(A)および図7に示す態様では、コイル端部231およびコイル端部232は、第2部分3112の厚み方向から第2部分3112の幅方向に曲がっている。
10A and 7 , the
この際、コイル端部231は、コイル端部231を有するステータ部材20のインシュレータ22の外端面224に沿って、隣接するステータ部材20と反対側に曲がっている。一方、コイル端部232は、コイル端部232を有するステータ部材20のインシュレータ22の外端面224に沿って、隣接するステータ部材20と反対側に曲がっている。
At this time, the
コイル端部231およびコイル端部232の曲げ部は、凹部3113が第2部分3112の主面側に開口する部分に設けられる。
The bent portions of
図10(A)の態様の場合、図10(A)および図9に示すように、第2部分3112は、1個の舌部3114と2個の舌部3115を備える。舌部3114は、第2部分3112の幅方向の中央に配置されており、2個の舌部3115は、第2部分3112の幅方向の端に配置されている。隣り合う舌部3114と舌部3115とは、凹部3113によって分離している。
In the embodiment of FIG. 10(A), the
一方の舌部3115は、コイル端部231に重なっている。他方の舌部3115は、コイル端部232に重なっている。コイル端部231に重なる舌部3115が、本発明の「第1舌部」に対応し、コイル端部232に重なる舌部3115が、本発明の「第2舌部」
に対応する。
One
corresponds to
一方の舌部3115は、折り曲げられており、この折り曲げ構造によって、コイル端部231の外周を覆っている。この状態で、舌部3115とコイル端部231とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部231と接続端子311とは、接合される。
One
他方の舌部3115は、折り曲げられており、この折り曲げ構造によって、コイル端部232の外周を覆っている。この状態で、舌部3115とコイル端部232とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部232と接続端子311とは、接合される。
The
図10(B)の態様の場合、図10(B)に示すように、コイル端部231およびコイル端部232は、接続端子311の第2部分3112の長さ方向で、且つ、第1部分3111側に湾曲している。この状態で、コイル端部231およびコイル端部232と第2部分3112とは、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。これにより、コイル端部231およびコイル端部232と接続端子311とは、接合される。
In the case of the mode of FIG. 10(B), as shown in FIG. 10(B), the
ここで、上述のように、凹部3113の先端部342は、円弧状の壁面を有する。これにより、コイル端部231およびコイル端部232は、先端部342の壁面に当接された状態で曲げられる。したがって、例えば、作業者は、コイル端部231およびコイル端部232を、第1部分3111側に、容易に、且つ、確実に曲げることができる。
Here, as described above, the
なお、以上のような構造によって、図11に示す回路構成のモータ10が実現される。図11は、実施形態に係るモータの等価回路図である。
Note that the
図11に示すように、モータ10は、U相コイル、V相コイル、W相コイルを備える。U相コイルは、コイルU1、コイルU2、コイルU3、コイルU4が並列接続された回路構成を有する。V相コイルは、コイルV1、コイルV2、コイルV3、コイルV4が並列接続された回路構成を有する。W相コイルは、コイルW1、コイルW2、コイルW3、コイルW4が並列接続された回路構成を有する。
As shown in FIG. 11, the
U相コイルの一方端は、V相コイルの一方端に接続する。V相コイルの他方端は、W相コイルの一方端に接続する。W相コイルの他方端は、U相コイルの他方端に接続する。すなわち、U相コイル、V相コイル、W相コイルは、Δ結線されている。 One end of the U-phase coil is connected to one end of the V-phase coil. The other end of the V-phase coil is connected to one end of the W-phase coil. The other end of the W-phase coil is connected to the other end of the U-phase coil. That is, the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are delta-connected.
コイルU1、コイルU2、コイルU3、コイルU4、コイルV1、コイルV2、コイルV3、コイルV4、コイルW1、コイルW2、コイルW3、および、コイルW4のそれぞれは、上述のステータ部材20によって実現される。U相コイルとV相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー31によって実現される。V相コイルとW相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー32によって実現される。W相コイルとU相コイルとを接続する接続部は、例えば上述のバスバー33によって実現される。そして、Δ結線の3個の出力部は、バスバー31の出力端子312、バスバー32の出力端子322、および、バスバー33の出力端子332によって実現される。
Coil U1, Coil U2, Coil U3, Coil U4, Coil V1, Coil V2, Coil V3, Coil V4, Coil W1, Coil W2, Coil W3, and Coil W4 are each realized by the
以上の構成において、上述のように、バスバー31の接続端子311、バスバー32の接続端子321、および、バスバー33の接続端子331は、軸方向において、複数のステータ部材20側に曲がっている。さらに、バスバー31の接続端子311の第2部分3112、バスバー32の接続端子321の第2部分、および、バスバー33の接続端子331の第2部分は、軸方向において、複数のステータ部材20のインシュレータ22に重なっている。言い換えれば、モータ10を側面視して(軸方向に直交する方向に視て)、バスバー31の接続端子311、バスバー32の接続端子321およびバスバー33の接続端子331のそれぞれの第2部分は、複数のステータ部材20のインシュレータ22に重なっている。そして、これらの第2部分において、接続端子は、ステータ部材20のコイル端部231およびコイル端部232に接続する。
In the above configuration, as described above, the
これにより、モータ10の軸方向における、バスバー部材30と複数のステータ部材20とからなる部分の大きさは、バスバー部材30におけるバスバー31のベース部310、バスバー32のベース部320、バスバー33のベース部330、および、複数の絶縁層34の積層部の厚みと、ステータ部材20の軸方向の大きさとを加算した厚みのみとなる。言い換えれば、モータ10の軸方向における、バスバー部材30と複数のステータ部材20とからなる部分の大きさは、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331の大きさに影響されない。したがって、バスバー部材30と複数のステータ部材20とからなる部分の形状は、小さくなる。これにより、モータ10は、出力を低下させることなく、形状を小さくできる。
As a result, the size of the portion of the
さらに、図1、図7、図8に示すように、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331のそれぞれの第2部分は、ステータコア21の外端面214よりも、中心軸側に配置されている。これにより、軸に直交する方向の寸法は、大きくならない。したがって、モータ10は、出力を維持したまま、軸に直交する方向の形状も小さくできる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1, 7, and 8, the second portions of the
また、一例として、図9に示すように、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331のそれぞれの第2部分は、インシュレータ22の外側部材221の外端面224に当接している。これらの当接部は、バスバー部材30を複数のステータ部材20へ配置する際の位置決めに利用できる。したがって、モータ10の組み立ては、容易になる。
As an example, as shown in FIG. 9 , the second portions of each of the
さらに、上述のように、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331の各第2部分には、凹部が形成されており、当該凹部にコイル端部が挿通する。これにより、接続端子311、接続端子321、および、接続端子331と複数のコイル端部との位置決めおよび接合も容易になる。したがって、モータ10の組み立ては、さらに容易になる。
Furthermore, as described above, the second portions of the
また、図10(A)に示すように、複数のコイル端部は、各第2部分の舌部3115によって覆われた状態でヒュージングされる。これにより、コイル端部と第2部分との接合の信頼性は、向上する。さらに、ヒュージング用の治具がコイル端部に直接接触しない。したがって、コイル端部付近の皮膜は、ヒュージング用の治具に付着し難い。このため、ヒュージングの工程管理は容易になり、ヒュージング用の治具のメンテナンスは容易になる。
Also, as shown in FIG. 10A, the plurality of coil ends are fused while being covered by the
そして、この際、コイル端部231およびコイル端部232が挿通する2個の凹部3113を有することによって、舌部3115は、形成される。したがって、第2部分3112に舌部3115の形成用の切り込み等を入れなくても、舌部3115は、形成される。
At this time, a
(接続端子(凹部)の別態様)
図12(A)、図12(B)は、それぞれ接続端子の一態様を示す斜視図である。図12(C)は、接続端子の一態様を示す第1側面図である。図12(D)は、接続端子の一態様を示す第2側面図である。図13(A)、および、図13(B)は、それぞれ接続端子の一態様を示す二面図である。図13(C)は、図13(B)の態様における接合例を示す斜視図である。図14は、図13(C)の接合態様の派生例を示す部分的な側面図である。なお、図12(A)、図12(B)、図12(C)、図12(D)、図13(A)、図13(B)、および、図13(C)では、バスバー31の接続端子311を例に示すが、バスバー32の接続端子321、および、バスバー33の接続端子331についても、同様の構成が可能である。
(Another form of connection terminal (recess))
12(A) and 12(B) are perspective views each showing one mode of the connection terminal. FIG. 12(C) is a first side view showing one aspect of the connection terminal. FIG. 12D is a second side view showing one aspect of the connection terminal. FIGS. 13A and 13B are dihedral views each showing one aspect of the connection terminal. FIG. 13(C) is a perspective view showing an example of joining in the mode of FIG. 13(B). FIG. 14 is a partial side view showing a derived example of the joining mode of FIG. 13(C). 12(A), 12(B), 12(C), 12(D), 13(A), 13(B), and 13(C), the
図12(A)に示す接続端子311の第2部分3112には、2個の凹部3113Aが形成されている。2個の凹部3113Aは、上述の2個の凹部3113に対して、深さのみが異なり、他の構成においては同様である。凹部3113Aの深さは、コイル端部231の直径およびコイル端部232の直径よりも小さく、例えば、コイル端部231の半径およびコイル端部232の半径程度である。
Two
図12(B)に示す接続端子311の第2部分3112には、2個の凹部3113Bが形成されている。2個の凹部3113Bは、上述の2個の凹部3113に対して、平面視において先端部が直線である点で異なり、他の構成においては同様である。
Two
図12(C)に示す接続端子311の第2部分3112には、2個の凹部3113Cが形成されている。2個の凹部3113Cは、上述の2個の凹部3113に対して、平面視した形状が異なり、他の構成においては同様である。
Two
凹部3113Cは、主部341Cと先端部342を備える。主部341Cでは、外部へ開口する側の端部(第2部分3112における第1部分3111に接続する側と反対側の端部)の幅は、先端部342側の端部の幅よりも大きい。この構成では、バスバー部材30が複数のステータ部材20に近接しながら設置される時に、コイル端部231およびコイル端部232は、凹部3113Cに収容されやすい。これにより、モータ10の組み立て作業性は、さらに向上する。
The
図12(D)に示す接続端子331では、第2部分3112は、湾曲している。より具体的には、第2部分3112は、幅方向のどの位置においても、ベース部310までの距離が同じである。このような構成とすれば、インシュレータ22の外側部材221の外端面224が湾曲している場合、第2部分3112と外端面224とは、全面で当接する。
In the
図13(A)に示す接続端子311では、第2部分3112と第1部分3111とは直交していない。例えば、図13(A)に示すように、第2部分3112のインシュレータ側の面と第1部分3111のインシュレータとの成す角は、90°よりも大きく180°よりも小さい鈍角である。
In the
図13(B)に示す接続端子311では、第2部分3112と第1部分3111とは、真っ直ぐに繋がっている。言い換えれば、接続端子311は、長さ方向の途中に曲がる部分を有さない。
In the
このような構成では、図13(C)に示すように、コイル端部231およびコイル端部232は、第2部分3112の主面に直交する方向に曲げられ、且つ、第2部分3112の幅方向に延びるように曲げられる。そして、コイル端部231およびコイル端部232は、舌部3115によって覆われた状態で、ヒュージング、はんだ、または、レーザ溶接等によって固定されている。この際、図13(B)に示すように、舌部3114は、第1部分3111の主面に直交する方向に曲げられているとよりよい。
In such a configuration, as shown in FIG. 13C, the
さらに、図14に示すように、図13(C)の場合、接合後に、コイル端部231、コイル端部232、および、舌部3115を、ステータアッセンブリ側に曲げると、よりよい。これにより、ステータアッセンブリとバスバー部材30との構造体における軸方向の長さは、小さくなる。
Furthermore, as shown in FIG. 14, in the case of FIG. 13C, it is better to bend the coil ends 231, 232, and
なお、インシュレータ22の外側部材221および外端面224の構造は、次に示す構造であるとよい。
The structures of the
インシュレータ22の外端面224における接続端子が接する面は、平坦である。すなわち、隣接するステータ部材20における互いに隣接する端部において、外端面224は、内側に削られている。この際、外端面224は、コイル端部231およびコイル端部232が導出される箇所も含むように削られる。そして、隣接するインシュレータの削られている箇所は、面一になっている。
The surface of the
このような構成によって、インシュレータの形状は小さくなる。さらに、コイル端部231およびコイル端部232が導出される箇所において、接続端子と外端面224の距離が近接または当接する。したがって、上述のコイル端部231およびコイル端部232が接続端子の凹部3113に挿通する構造は、容易に実現される。
Such a configuration reduces the shape of the insulator. Furthermore, the connecting terminal and the
また、インシュレータ22の面226は、コイル端部231およびコイル端部232を導出する溝を備えていることが好ましい。これらの溝の間隔は、接続端子の2個の凹部3113の間隔と略同じである。
Moreover, it is preferable that the
この構成によって、コイル端部231およびコイル端部232は、所望の位置に引き出される。したがって、上述のコイル端部231およびコイル端部232が接続端子の凹部3113に挿通する構造は、さらに容易に実現される。
With this configuration, the coil ends 231 and 232 are pulled out to desired positions. Therefore, the structure in which the
10:モータ
20:ステータ部材
21:ステータコア
22:インシュレータ
23:コイル
30:バスバー部材
31、32、33:バスバー
34:絶縁層
40:ロータ部材
41:シャフト
42:ロータヨーク
43:磁石
44:軸受け
50:筐体
51:第1部材
52:第2部材
214:外端面
215:内端面
221:外側部材
222:内側部材
223:中央部材
224:外端面
226:面
230:主導体
231、232:コイル端部
310、320、330:ベース部
311、321、331:接続端子
312、322、332:出力端子
500:空間
511、512、521:壁
3111:第1部分
3112:第2部分
3113、3113A、3113B、3113C:凹部
3114、3115:舌部
331、331C:主部
332:先端部
10: Motor 20: Stator member 21: Stator core 22: Insulator 23: Coil 30:
Claims (9)
前記複数のコイルが環状に配置され、各コイルが絶縁性のインシュレータを介してステータコアに巻回されたステータと、
前記第1のコイル端部および前記第2のコイル端部に接続するバスバーと、
を備え、
前記複数のコイルにおける隣り合うコイル同士で、前記第1のコイル端部と前記第2のコイル端部とは、前記環状に沿った方向において隣り合って配置されており、
前記バスバーは、
環状のベース部と、
前記ベース部に接続し、前記コイル端部に接続する接続端子と、
を備え、
前記バスバーと前記ステータとは、当該ステータの軸方向に並んでおり、
前記接続端子は、
前記ベース部に接続する一方端と、
前記ベース部とは反対側の他方端と、
前記一方端から前記他方端へ向かう長さ方向において途中で前記ステータ側に曲がる曲げ部と、
前記曲げ部と前記他方端との間に形成された凹部であり、互いに隣り合う前記第1のコイル端部と前記第2のコイル端部とがそれぞれに挿通する第1凹部と第2凹部と、
を備え、
前記第1凹部及び前記第2凹部は、前記インシュレータの外端面に対向している、
電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 a plurality of coils each having a first coil end and a second coil end;
a stator in which the plurality of coils are arranged in a ring shape and each coil is wound around a stator core via an insulating insulator ;
a bus bar connected to the first coil end and the second coil end;
with
Among adjacent coils in the plurality of coils, the first coil end portion and the second coil end portion are arranged adjacent to each other in a direction along the annular shape,
The busbar is
an annular base;
a connection terminal connected to the base portion and connected to the coil end portion;
with
The busbar and the stator are arranged in the axial direction of the stator,
The connection terminals are
one end connected to the base;
the other end opposite to the base portion;
a bent portion that bends toward the stator in the longitudinal direction from the one end to the other end;
A first recess and a second recess, which are recesses formed between the bent portion and the other end and through which the first coil end portion and the second coil end portion adjacent to each other are inserted, respectively ,
with
The first recess and the second recess face the outer end surface of the insulator ,
A converter between electrical and mechanical energy.
前記ステータコアを覆う筒状部材と、 a tubular member covering the stator core;
前記筒状部材の外端に連結されており、当該筒状部材よりも外形の面積が大きい外側部材と、 an outer member connected to the outer end of the tubular member and having a larger outer area than the tubular member;
を備え、 with
前記外側部材の外端面が前記インシュレータの外端面であり、その外端面に、前記第1凹部及び前記第2凹部が対向している、 The outer end surface of the outer member is the outer end surface of the insulator, and the first recess and the second recess are opposed to the outer end surface.
請求項1に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 2. A converter between electrical energy and mechanical energy according to claim 1.
請求項2に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 3. A converter between electrical energy and mechanical energy according to claim 2.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 The first recess and the second recess are arranged along the width direction of the connection terminal,
A converter between electrical energy and mechanical energy according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 The first recess and the second recess are recessed from the end of the connection terminal opposite to the end connected to the base,
5. A converter between electrical energy and mechanical energy according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 The tip of the first recess and the tip of the second recess have a shape in which the center in the width direction of the recess is deeper than both ends in the width direction of the recess.
A converter between electrical energy and mechanical energy according to any one of claims 1 to 5 .
前記第1凹部の深さは、前記第1のコイル端部の直径よりも大きく、
前記第2凹部の深さは、前記第2のコイル端部の直径よりも大きい、
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 The coil end is linear and cylindrical,
The depth of the first recess is greater than the diameter of the first coil end,
the depth of the second recess is greater than the diameter of the second coil end;
A converter between electrical energy and mechanical energy according to any one of claims 1 to 6 .
一方のコイルが有する前記第1のコイル端部は、前記第1凹部の壁と、当該一方のコイルが巻回された前記インシュレータの外端面とに沿って曲がっており、
他方のコイルが有する前記第2のコイル端部は、前記第2凹部の壁と、当該他方のコイルが巻回された前記インシュレータの外端面とに沿って曲がっている、
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 In two adjacent coils among the plurality of coils,
The first coil end portion of one coil is bent along the wall of the first recess and the outer end surface of the insulator around which the one coil is wound ,
The second coil end of the other coil is bent along the wall of the second recess and the outer end surface of the insulator around which the other coil is wound .
8. A converter between electrical energy and mechanical energy according to any one of claims 1 to 7 .
前記接続端子の第1の側端と前記第1凹部との間の第1舌部と、
前記接続端子の第2の側端と前記第2凹部との間の第2舌部と、
を備え、
前記第1のコイル端部は、前記第1舌部によって部分的に覆われており、
前記第2のコイル端部は、前記第2舌部によって部分的に覆われている、
請求項8に記載の電気エネルギーと力学的エネルギーとの変換器。 The connection terminals are
a first tongue between the first side edge of the connection terminal and the first recess;
a second tongue between a second side edge of the connection terminal and the second recess;
with
the first coil end is partially covered by the first tongue;
the second coil end is partially covered by the second tongue;
9. A converter between electrical energy and mechanical energy according to claim 8 .
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