(57)【要約】【課題】高温になりにくいバスバー装置、ステータ、及びブラシレスモータを提供する。【解決手段】互いに隣接する複数のバスバー５０，６０，７０によって複数のコイルの端部同士を電気的に接続するとともに、非導電性の材料からなる絶縁層８０，９０が複数のバスバー５０，６０，７０の間に介在されてなるバスバー装置において、絶縁層８０，９０は、隣接するバスバー５０，６０，７０に対して離間するような溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａを備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接する複数のバスバーによって複数のコイルの端部同士を電気的に接続するとともに、非導電性の材料からなる絶縁層が前記複数のバスバーの間に介在されてなるバスバー装置において、
前記絶縁層は、隣接するバスバーに対して離間するような溝、及び隣接するバスバーに対して突出する突部の少なくとも一つを備えるバスバー装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバー装置の製造方法において、
前記バスバーは、導電材料を鍛造することによって製造されるバスバー装置の製造方法。
【請求項３】
周方向に並ぶ複数のコイルと、請求項１に記載のバスバー装置と、を備えたステータ。
【請求項４】
周方向に並ぶ複数のコイルの端部を請求項１に記載のバスバー装置において電気的に接続してなるステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、を備えたブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータが備える複数のコイルに接続されるバスバー装置、当該バスバー装置を備えたステータ、並びに当該バスバー装置を備えたブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータには、周方向に配置された複数のコイルと、外部の電源装置との間を電気的に接続する複数のバスバーを有するバスバー装置と、を備えたものがある。複数のコイルには、外部の電源装置からバスバーを介して電流が供給される。通常、バスバー同士の間には、樹脂等の絶縁材料にて形成される絶縁部材が介在されている。これにより、バスバー同士の間の絶縁が確保されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のバスバー装置は、モータの軸方向に複数のバスバー及び絶縁材料が交互に積層された構成を有している。これにより、ブラシレスモータの径方向への大きさが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バスバーは、電流の流路であるため、外部の電源装置からコイルに電流を供給することにより発熱する。しかしながら、特許文献１のバスバー装置は、複数のバスバー及び絶縁材料が積層された構成であるため、バスバーにおいて発生した熱の逃げ場が少ない。このため、バスバー装置、ひいては、ステータ、並びにモータが高温になりやすい。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温になりにくいバスバー装置、ステータ、及びブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、互いに隣接する複数のバスバーによって複数のコイルの端部同士を電気的に接続するとともに、非導電性の材料からなる絶縁層が前記複数のバスバーの間に介在されてなるバスバー装置において、前記絶縁層は、隣接するバスバーに対して離間するような溝、及び隣接するバスバーに対して突出する突部の少なくとも一つを備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、絶縁層とバスバーとの間には、空間が形成される。すなわち、バスバーは、空間に接するので、電流が流れることに伴い発熱しても、その熱は空間に移動することができる。これにより、バスバー装置が高温になることが抑制される。
【０００９】
上記バスバーは、導電材料を鍛造することによって製造されることを要旨とする。
通常、バスバーは、導電材料が打ち抜かれることによって製造される。このように製造されたバスバーの端面にはバリが発生することが多いため、歩留まりが悪い。その点、上記構成によれば、製造されたバスバーの端面にバリが生じにくいので、歩留まりがよい。
【００１０】
周方向に並ぶ複数のコイルと、上記構成のバスバー装置と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、ステータが高温になることが抑制される。
【００１１】
周方向に並ぶ複数のコイルの端部を上記構成のバスバー装置において電気的に接続してなるステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、を備えていることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、ブラシレスモータが高温になることが抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバスバー装置、ステータ、及びブラシレスモータによれば、高温になりにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】モータの断面図。
【図２】銅線材の斜視図。
【図３】バスバー装置の分解斜視図。
【図４】ホルダの斜視図。
【図５】第１のバスバーの斜視図。
【図６】第１及び第２の絶縁壁の斜視図。
【図７】バスバー装置の断面図。
【図８】バスバー装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、バスバー装置を備えるブラシレスモータの一実施形態について説明する。
＜ブラシレスモータの概要＞
図１に示すように、ブラシレスモータ１１（以下、モータ１１）は、有底円筒状のケース１２、およびケース１２の開口を塞ぐ蓋１３を備えている。ケース１２の内周面には円筒状のステータ１４が固定されている。ステータ１４は、円筒状のコア１５と、コア１５の両端にそれぞれ設けられた２つのインシュレータ１６，１７と、これらインシュレータ１６，１７を介してコア１５に巻回された複数のコイル１８とを備えている。
【００１６】
ステータ１４には、ロータ１９が挿通されている。ロータ１９は、円柱状の回転軸２０と、回転軸２０の外周面に固定された円筒状のロータコア２４と、ロータコア２４の外周面に固定された円筒状のロータマグネット２１を有している。回転軸２０は、ケース１２の内底部および蓋１３の内面にそれぞれ設けられた２つの軸受２２，２３を介して回転可能に支持されている。なお、ステータ１４の蓋１３側の端部には、バスバー装置３０が取り付けられている。
【００１７】
＜バスバー装置＞
図３に示すように、バスバー装置３０は、ホルダ４０と、第１、第２、第３のバスバー５０，６０，７０と、第１、第２の絶縁壁８０，９０と、を備えている。
【００１８】
図３に示すように、ホルダ４０は、円筒状のホルダ本体部４１と、当該ホルダ本体部４１の蓋１３側の面に凹設された円環状の収容部４２と、を備えている。収容部４２の深さは、第１、第２、第３のバスバー５０，６０，７０の厚みと第１、第２の絶縁壁８０，９０の厚みとを足し合わせた長さよりも若干長い深さを有している。
【００１９】
また、図４に示すように、ホルダ本体部４１の外周面には、１５個の切欠４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈ，４３Ｉ，４３Ｊ，４３Ｋ，４３Ｌ，４３Ｍ，４３Ｎ，４３Ｏが設けられている。第１〜第１２の切欠４３Ａ〜４３Ｌは、等間隔、すなわち３０°毎に設けられている。第１３、及び第１４の切欠４３Ｍ，４３Ｎは、第１１の切欠４３Ｋと第１２の切欠４３Ｌとの間に等間隔で設けられている。第１の切欠４３Ａを０°の位置としたとき、第１３の切欠４３Ｍは３１０°、第１４の切欠４３Ｎは３２０°の位置とされている。第１５の切欠４３Ｏは、第１２の切欠４３Ｊと第１３の切欠４３Ｋとの間に設けられている。第１５の切欠４３Ｏは２８５°の位置とされている。
【００２０】
図５に示すように、第１のバスバー５０は、輪状のバスバー本体部５１と、バスバー本体部５１から径方向外側に延びる給電部５２と、同じくバスバー本体部５１から径方向外側に延びる４つのコイル接続部５３，５４，５５，５６と、を備えている。バスバー本体部５１の内径は収容部４２の内径よりも若干小さく、外径は収容部４２の外径よりも若干小さく設定されている。給電部５２は３２０°の位置とされている。コイル接続部５３〜５６は、それぞれ３０°，１２０°，１８０°，３３０°の位置とされている。
【００２１】
コイル接続部５３は、その基端部から折り曲げられて蓋１３側に延びる第１の延出部５３ａと、第１の延出部５３ａの先端部から折り曲げられてバスバー本体部５１の径方向外側に延びる第２の延出部５３ｂと、を備えている。第１の延出部５３ａは、第２及び第３のバスバー６０，７０の厚みと第１及び第２の絶縁壁８０，９０の厚みとを足した長さとされている。なお、コイル接続部５４〜５６は、コイル接続部５３と同様の構成とされている。すなわち、コイル接続部５４は第１及び第２の延出部５４ａ，５４ｂを、コイル接続部５５は第１及び第２の延出部５５ａ，５５ｂを、コイル接続部５６は第１及び第２の延出部５６ａ，５６ｂを、それぞれ備えている。第１の延出部５４ａ，５５ａ，５６ａの長さは、第１の延出部５３ａと同様に、第２及び第３のバスバー６０，７０の厚みと第１及び第２の絶縁壁８０，９０の厚みとを足し合わせた長さとされている。
【００２２】
図３に示すように、第２のバスバー６０は、第１のバスバー５０と同様に、バスバー本体部６１、給電部６２、４つのコイル接続部６３，６４，６５，６６と、を備えている。給電部６２は３１０°の位置とされている。コイル接続部６３〜６６は、それぞれ０°，６０°，２１０°，２７０°の位置とされている。
【００２３】
コイル接続部６３〜６６は、コイル接続部５３と同様の構成とされている。すなわち、コイル接続部６３〜６６は、第１及び第２の延出部をそれぞれ備えている。第１の延出部の長さは、第３のバスバー７０の厚みと第２の絶縁壁９０の厚みとを足し合わせた長さとされている。すなわち、第２のバスバー６０は、給電部６２、及び４つのコイル接続部６３〜６６が設けられる位置と、コイル接続部６３〜６６の第１の延出部の長さとが、第１のバスバー５０の対応する構成と異なるだけである。
【００２４】
第３のバスバー７０は、第１及び第２のバスバー５０，６０と同様に、バスバー本体部７１、給電部７２、４つのコイル接続部７３，７４，７５，７６と、を備えている。給電部７２は２８５°の位置とされている。コイル接続部７３〜７６は、それぞれ９０°，１５０°，２４０°，３００°の位置に設けられ、バスバー本体部７１から径方向外側に延びている。すなわち、第３のバスバー７０は、給電部７２、及び４つのコイル接続部７３〜７６が設けられる位置が第１のバスバー５０の対応する構成と異なる。また、４つのコイル接続部７３〜７６は、第１のバスバー５０における４つのコイル接続部５３〜５６の第１の延出部に対応する構成が省略され、バスバー本体部７１から直接コイル接続部５３〜５６の第２の延出部に対応する構成が設けられている。
【００２５】
なお、これら第１〜第３のバスバー５０〜７０は、図２に示すような、導電材料である銅線材１００を鍛造することにより形成される。
図６、及び図７に示すように、第１及び第２の絶縁壁８０，９０は、非導電性の樹脂材料からなり、輪状の絶縁壁本体部８１，９１と、絶縁壁本体部８１，９１の蓋１３側の面において円環状に突出する突状壁８２，９２と、絶縁壁本体部８１，９１のケース１２側の面において円環状に突出する突状壁８３，９３と、を備えている。絶縁壁本体部８１の内径及び外径はバスバー本体部５１〜７１の内径及び外径と等しく設定されている。突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径よりも大きく、外径は絶縁壁本体部８１の外径よりも小さく設定されている。突状壁８２，９２の蓋１３側の面、及び突状壁８３，９３のケース１２側の面には、円環状の溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａが凹設されている。なお、第１及び第２の絶縁壁８０，９０が絶縁層に、突状壁８２，８３，９２，９３が突部に、それぞれ相当する。
【００２６】
図３に示すように、ケース１２側から第１のバスバー５０，第１の絶縁壁８０、第２のバスバー６０、第２の絶縁壁９０、第３のバスバー７０は、この順番で積層され、ホルダ４０の収容部４２に収容されている。第１〜第３のバスバー５０〜７０の各給電部及び各コイル接続部が設けられる位置は、各切欠４３Ａ〜４３Ｏの位置と対応している。従って、図８に示すように、第１〜第３のバスバー５０〜７０の各給電部及び各コイル接続部は、各切欠４３Ａ〜４３Ｏからホルダ４０の外部に突出する。
【００２７】
ホルダ４０の外部に突出した状態で、給電部５２はＵ相の、給電部６２はＶ相の、給電部７３はＷ相の交流電流を供給するための図示しない給電用の端子に、それぞれ電気的に接続される。コイル接続部５３〜５６は、複数のコイル１８のうちのＵ相のコイルに電気的に接続される。コイル接続部６３〜６６は、複数のコイル１８のうちのＶ相のコイルに電気的に接続される。コイル接続部７３〜７６は、複数のコイル１８のうちのＷ相のコイルに電気的に接続される。
【００２８】
＜バスバー装置の作用＞
図７に示すように、バスバー本体部５１の内径は収容部４２の内径よりも若干大きく、外径は収容部４２の外径よりも若干小さく設定されている。また、絶縁壁本体部８１の内径及び外径はバスバー本体部５１〜７１の内径及び外径と等しく設定されている。そして、第１及び第２の絶縁壁８０，９０は、突状壁８２，８３，９２，９３を備えている。突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径よりも大きく、外径は絶縁壁本体部８１の外径よりも小さく設定されている。さらに、突状壁８２，８３，９２，９３には、溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａが形成されている。これらにより、バスバー本体部５１と絶縁壁本体部８１との間、絶縁壁本体部８１とバスバー本体部６１との間、バスバー本体部６１と絶縁壁本体部９１との間、絶縁壁本体部９１とバスバー本体部７１との間には、それぞれ３つずつの空間Ｓが設けられる。すなわち、第１〜第３のバスバー５０〜７０は、空間Ｓに接している。従って、交流電流が供給されることに伴って第１〜第３のバスバー５０〜７０が発熱しても、その熱は空間Ｓに移動することができる。
【００２９】
また、従来、第１〜第３のバスバー５０〜７０のような形状のバスバーは、銅材を打ち抜いて形成されるため、例えばバスバーの端面にバリが発生しやすかったが、本例の第１〜第３のバスバー５０〜７０は、図２に示すような、銅線材１００を鍛造することにより形成される。このため、第１〜第３のバスバー５０〜７０の製造段階においてバリが発生することが抑制される。
【００３０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）バスバー装置３０は、ケース１２側から第１のバスバー５０，第１の絶縁壁８０、第２のバスバー６０、第２の絶縁壁９０、第３のバスバー７０が、この順番で積層されるとともに、ホルダ４０の収容部４２に収容されることにより、組み上がる。この構成のバスバー装置３０において、第１及び第２の絶縁壁８０，９０に、突状壁８２，８３，９２，９３を設けた。また、突状壁８２，８３，９２，９３に、溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａを設けた。これらにより、バスバー本体部５１と絶縁壁本体部８１との間、絶縁壁本体部８１とバスバー本体部６１との間、バスバー本体部６１と絶縁壁本体部９１との間、絶縁壁本体部９１とバスバー本体部７１との間に、空間Ｓが設けられる。すなわち、第１〜第３のバスバー５０〜７０は、空間Ｓに接している。従って、第１〜第３のバスバー５０〜７０が発熱しても、その熱は空間Ｓに移動することができる。これにより、バスバー装置３０、ひいては、ステータ１４、並びにモータ１１が高温になることが抑制される。
【００３１】
（２）突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径よりも大きく、外径は絶縁壁本体部８１の外径よりも小さく設定した。これにより、バスバー本体部５１と絶縁壁本体部８１との間、絶縁壁本体部８１とバスバー本体部６１との間、バスバー本体部６１と絶縁壁本体部９１との間、絶縁壁本体部９１とバスバー本体部７１との間には、溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａに伴う空間Ｓに加えて突状壁８２，８３，９２，９３の内側及び外側にも空間Ｓが形成される。すなわち、突状壁８２，８３，９２，９３の内側及び外側に形成される空間Ｓの分だけ、第１〜第３のバスバー５０〜７０が空間Ｓと接する面積が増加している。これにより、第１〜第３のバスバー５０〜７０に溝だけが設けられた場合よりも更に、バスバー装置３０、ひいては、ステータ１４、並びにモータ１１が高温になることが抑制される。
【００３２】
（３）銅線材１００を鍛造することにより第１〜第３のバスバー５０〜７０を製造する。従って、製造過程において第１〜第３のバスバー５０〜７０の端面にバリが発生することが抑制される。これにより、銅材を打ち抜いてバスバーを製造する場合と比較して、銅材の歩留まりが向上する。
【００３３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、突状壁８２，８３，９２，９３は、省略してもよい。この場合、バスバー本体部６１〜８１に溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａを設ける。このように構成しても、各バスバー５０〜７０と第１及び第２の絶縁壁８０，９０との間には空間Ｓが形成されるので、上記実施形態の（１）の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
・上記実施形態において、溝８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａを省略してもよい。このように構成しても、突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径よりも大きく、外径は絶縁壁本体部８１の外径よりも小さいので、各バスバー５０〜７０と第１及び第２の絶縁壁８０，９０との間には空間Ｓが形成される。すなわち、第１〜第３のバスバー５０〜７０が発熱しても、その熱は空間Ｓに移動することができる。これにより、バスバー装置３０、ひいては、ステータ１４、並びにモータ１１が高温になることが抑制される。
【００３５】
・上記実施形態において、第１〜第３のバスバー５０〜７０は、鍛造以外の製造方法により製造されてもよい。他の製造方法により製造されても、上記実施形態の（１）及び（２）の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
・上記実施形態において、第１〜第３のバスバー５０〜７０は、電導材で形成されればよい。すなわち、銅材以外の材料、例えばアルミで形成されてもよい。
・上記実施形態において、第１〜第３のバスバー５０〜７０に設けられる溝は、蓋１３側の面及びケース１２側の面に１つずつであったが、複数であってもよい。
【００３７】
・上記実施形態において、突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径と等しく設定してもよい。この場合、突状壁８２，８３，９２，９３の外径は絶縁壁本体部８１の外径よりも小さく設定する。また、突状壁８２，８３，９２，９３の外径は絶縁壁本体部８１の外径と等しく設定してもよい。この場合、突状壁８２，８３，９２，９３の内径は絶縁壁本体部８１の内径よりも大きく設定する。これらのように構成しても、各バスバー５０〜７０と第１及び第２の絶縁壁８０，９０との間には空間Ｓが形成される。従って、バスバー装置３０、ひいては、ステータ１４、並びにモータ１１が高温になることが抑制される。
【００３８】
・上記実施形態において、溝、又は突状壁、又はその両方によって形成される空間Ｓは、各バスバー５０〜７０における蓋１３側の面及びケース１２側の面の少なくとも一方に設けられればよい。
【００３９】
・上記実施形態において、各バスバー５０〜７０、及び、第１及び第２の絶縁壁８０，９０は、モータ１１の軸方向に積層されたが、モータ１１の径方向に積層されてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１１…ブラシレスモータ、１２…ケース、１３…蓋、１４…ステータ、１５…コア、１６，１７…インシュレータ、１８…コイル、１９…ロータ、２０…回転軸、２１…ロータマグネット、２２，２３…軸受、２４…ロータコア、３０…バスバー装置、４０…ホルダ、５０，６０，７０…バスバー、８０，９０…絶縁壁、８１…絶縁壁本体部、８２，８３，９２，９３…突状壁、８２ａ，８３ａ，９２ａ，９３ａ…溝、１００…銅線材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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