(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状のコアバック部、および該コアバック部の内周面から径方向内方に突出するティースを有する分割コアを、上記コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて周方向に配列して構成されている円環状の固定子鉄心と、上記分割コアのそれぞれの上記ティースに巻回されているコイルと、を有する固定子を備えた回転電機の結線ユニットにおいて、
上記固定子の軸方向一端に、上記固定子と同軸に、かつ上記コイルと相対して配設され、同心状に形成された複数の円環状のバスバー収納溝を有するホルダと、
それぞれ、複数の上記バスバー収納溝のそれぞれに収納され、同相の上記コイルが接続される複数のバスバーと、を備え、
複数の上記バスバーのそれぞれは、それぞれ、長方形断面を有し、該長方形断面の長辺を軸方向とする円弧状の帯状体に作製されており、径方向に重なって上記バスバー収納溝に収納された複数枚のバスバー分割体と、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体に形成された外部給電端子と、上記バスバー分割体と同じ板厚を有し、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体から径方向に突出して、上記コイルが接続される複数本のコイル給電端子と、を備える回転電機の結線ユニット。
【請求項２】
複数本の上記コイル給電端子は、複数枚の上記バスバー分割体の中の１枚のバスバー分割体にのみ形成されている請求項１に記載の回転電機の結線ユニット。
【請求項３】
複数本の上記コイル給電端子は、複数枚の上記バスバー分割体のそれぞれに形成され、
複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体には、３本以上の上記コイル給電端子が形成されている請求項１に記載の回転電機の結線ユニット。
【請求項４】
複数本の上記コイル給電端子は、複数枚の上記バスバー分割体のそれぞれに同じ本数ずつ形成されている請求項１に記載の回転電機の結線ユニット。
【請求項５】
上記外部給電端子は、１本であり、複数枚の上記バスバー分割体の全てが径方向に重なる位置で、複数枚の上記バスバー分割体の全てに接続されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の結線ユニット。
【請求項６】
複数枚の上記バスバー分割体の両端部のなかの、周方向の最も外側に位置する両端部が、上記外部給電端子又は上記コイル給電端子に接続され、
複数枚の上記バスバー分割体の両端部のなかの残る両端部が、径方向の隣に位置するバスバー分割体に接続されている請求項５記載の回転電機の結線ユニット。
【請求項７】
複数枚の上記バスバー分割体の両端部が、それぞれ、上記外部給電端子又は上記コイル給電端子に接続されている請求項５記載の回転電機の結線ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、車両用の発電機や電動機に適用される回転電機の結線ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の結線ユニットは、絶縁性樹脂により円環状に作製され、複数の溝が同心円状に形成されているホルダと、それぞれ、導電材料から帯状に打ち抜かれ、円環状に曲げられて、複数の溝に収納されてホルダに保持された、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、および中性点用のバスバーと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相用のバスバーを導電材料から帯状に打ち抜く際に、コイル給電端子および外部給電端子が帯状のバスバー本体と同時に打ち抜かれる。また、中性点用のバスバーを導電材料から帯状に打ち抜く際に、コイル給電端子が帯状のバスバー本体と同時に打ち抜かれる。このように構成された従来の結線ユニットは、固定子の軸方向外側に配設され、固定子鉄心のティースに巻回されたコイルの端末がコイル給電端子に溶接などにより接続されて、３相コイルが構築される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バスバー本体の断面積は、通電される電流値により決定される。また、コイル給電端子に通電される電流値は、バスバー本体に通電される電流値より小さいので、コイル給電端子は、バスバー本体の板厚まで厚くする必要がない。しかしながら、従来の結線ユニットでは、バスバー本体、コイル給電端子および外部給電端子が導電部材から同時に打ち抜かれるので、それらの板厚が同じとなり、コイル給電端子の剛性が大きくなってしまう。これにより、コイル給電端子の曲げ加工性が悪化するという課題があった。さらに、回転電機が高温となった場合には、固定子の熱変形をコイル給電端子で吸収できず、コイルの端末とコイル給電端子との接合部が損傷するという課題もあった。
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数枚のバスバー分割体を径方向に重ねて各相のバスバーを構成し、コイル給電端子の板厚の増大を抑えて、コイル給電端子の曲げ加工性を高めるとともに、固定子の熱変形に起因するコイル端末とコイル給電端子との接合部での損傷発生を抑制できる回転電機の結線ユニットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機の結線ユニットは、円弧状のコアバック部、および該コアバック部の内周面から径方向内方に突出するティースを有する分割コアを、上記コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて周方向に配列して構成されている円環状の固定子鉄心と、上記分割コアのそれぞれの上記ティースに巻回されているコイルと、を有する固定子を備えた回転電機の結線ユニットであって、上記固定子の軸方向一端に、上記固定子と同軸に、かつ上記コイルと相対して配設され、同心状に形成された複数の円環状のバスバー収納溝を有するホルダと、それぞれ、複数の上記バスバー収納溝のそれぞれに収納され、同相の上記コイルが接続される複数のバスバーと、を備える。複数の上記バスバーのそれぞれは、それぞれ、長方形断面を有し、該長方形断面の長辺を軸方向とする円弧状の帯状体に作製されており、径方向に重なって上記バスバー収納溝に収納された複数枚のバスバー分割体と、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体に形成された外部給電端子と、上記バスバー分割体と同じ板厚を有し、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体から径方向に突出して、上記コイルが接続される複数本のコイル給電端子と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、同相のコイルが接続されるバスバーが、複数枚のバスバー分割体を径方向に重ねて配置して構成されているので、バスバー分割体の板厚は、同相のコイルが接続されるバスバーが１本のバスバーで構成されている場合のバスバーに比べて、薄くできる。そして、バスバー分割体から径方向に突出しているコイル給電端子が、バスバー分割体と同じ板厚であるので、コイル給電端子の曲げ加工性が向上される。さらに、コイル給電端子の剛性が小さくなるので、固定子の熱変形に起因するコイル端末とコイル給電端子との接合部に作用する応力がコイル給電端子で吸収され、接合部での損傷発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を軸方向外方から見た端面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を構成する固定子ユニットを示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子に結線ユニットを装着した状態を軸方向外方から見た端面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーを流れる電流の流れを説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーの第１実施態様を流れる電流の流れを説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーの第２実施態様を流れる電流の流れを説明する図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を軸方向外方から見た端面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を構成する固定子ユニットを示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子に結線ユニットを装着した状態を軸方向外方から見た端面図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ矢視断面図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。なお、図７中、符号２７が付された黒丸は溶接部を示している。
【００１０】
図１において、回転電機１００は、ハウジング１内に回転可能に配設された回転子６と、ハウジング１に保持されて、回転子６を囲繞するように同軸に配設された固定子１０と、固定子１０と外部装置（図示せず）との間で電力の授受を行うための結線ユニット２０と、を備える。
【００１１】
ハウジング１は、例えば鉄製であり、フロントフレーム２と、リアフレーム３と、円筒状のセンターフレーム４と、を備える。ハウジング１は、フロントフレーム２とリアフレーム３をセンターフレーム４の軸方向の両側に配置し、通しボルト５により、フロントフレーム２、リアフレーム３およびセンターフレーム４を締着一体化して構成される。
【００１２】
回転子６は、回転子鉄心７と、回転子鉄心７の軸心位置に挿入、固着された回転軸８と、を備え、回転軸８をフロントフレーム２およびリアフレーム３に軸受９を介して支持されて、ハウジング１内に回転可能に配設される。なお、図示していないが、磁極を構成する永久磁石が回転子鉄心７の外周面に配設されている。
【００１３】
固定子１０は、円環状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された固定子巻線１２と、を備える。
【００１４】
固定子ユニット１３は、図３に示されるように、分割コア１４と、分割コア１４の軸方向の両端に配設される一対の絶縁樹脂製のインシュレータ１５と、分割コア１４と一対のインシュレータ１５の周りに導体線を巻き回して作製されるコイル１６と、を備える。
【００１５】
分割コア１４は、円環状の固定子鉄心１１を周方向に１２等分割したもので、電磁鋼板を積層して作製され、円弧状のコアバック部１４ａ、およびコアバック部１４ａの内周壁面から径方向内方に突出するティース１４ｂを有する略Ｔ字状に形成される。そして、インシュレータ１５が、ティース１４ｂの軸方向の両端に配設される。コイル１６は、ティース１４ｂとティース１４ｂの両端に配設された一対のインシュレータ１５の周りに導体線を巻き回して作製された集中巻コイルである。そして、導体線の両端である一対のコイル端末１６ａ，１６ｂが、コイル１６から固定子ユニット１３の軸方向の同じ方向に延び出ている。
【００１６】
固定子１０は、図２に示されるように、分割コア１４のコアバック部１４ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列された１２個の固定子ユニット１３を、圧入や焼き嵌めにより、センターフレーム４に内嵌状態に保持して作製される。固定子１０のスロット数は１２となる。固定子鉄心１１は、コアバック部１４ａの周方向の側面同士を突き合わせて１２個の分割コア１４を円環状に配列して構成される。コイル１６は、周方向に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相・・・の順番で１２個配列されている。
【００１７】
結線ユニット２０は、図５および図６に示されるように、絶縁性樹脂で円環状に作製され、４つのバスバー収納溝２１ａが一端面に同心円状に形成されたホルダ２１と、４つのバスバー収納溝２１ａのそれぞれに収納されるＵ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、および中性点用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ，２２Ｎと、ホルダ２１を覆うように形成され、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、および中性点用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ，２２Ｎとホルダ２１を固定するモールド樹脂部２３と、を備える。また、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、および中性点用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ，２２ＮのＵ相用、Ｖ相用、Ｗ相用、および中性点用のコイル給電端子２６ｂが、モールド樹脂部２３から径方向外方に延び出ている。さらに、Ｕ相用、Ｖ相用、およびＷ相用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２ＷのＵ相用、Ｖ相用、およびＷ相用の外部給電端子２６ａが、モールド樹脂部２３から径方向内方に延び出ている。
【００１８】
つぎに、Ｕ相用バスバー２２Ｕの構成について図７から図９を参照しつつ説明する。
【００１９】
Ｕ相用バスバー２２Ｕは、第１バスバー分割体２４と、第２バスバー分割体２５と、を備える。第１バスバー分割体２４は、絶縁被覆された銅やアルミの板金から帯状に打ち抜かれる。また、１本の外部給電端子２６ａおよび４本のコイル給電端子２６ｂが、当該板金から第１バスバー分割体２４と一体に打ち抜かれる。外部給電端子２６ａは、第１バスバー分割体２４の長さ方向の一端、かつ幅方向の一側に形成されている。４本のコイル給電端子２６ｂは、第１バスバー分割体２４の幅方向の一側に、第１バスバー分割体２４の長さ方向に等ピッチで形成されている。
【００２０】
第１バスバー分割体２４は、図８に示されるように、円弧の一部が欠落した不完全円環状に曲げ成形される。そして、外部給電端子２６ａは、第１バスバー分割体２４に対して直角に曲げられて、第１バスバー分割体２４から内径側に延び出ている。さらに、コイル給電端子２６ｂのそれぞれは、第１バスバー分割体２４に対して直角に曲げられて、第１バスバー分割体２４から外径側に延び出ている。
【００２１】
第２バスバー分割体２５は、絶縁被覆された銅やアルミの板金から、図８中、外部給電端子２６ａから時計回りに２番目のコイル給電端子２６ｂまでの長さと等しい長さの帯状に打ち抜かれる。第２バスバー分割体２５は、図９に示されるように、円弧状に曲げ成形される。なお、第２バスバー分割体２５が打ち抜かれる板金は、第１バスバー分割体２４が打ち抜かれる板金と同じものである。
【００２２】
円弧状に曲げ成形された第２バスバー分割体２５は、図７に示されるように、不完全円環状に曲げ成形された第１バスバー分割体２４の内周側に、一端部同士を面一として、かつ接するように配置される。そして、第２バスバー分割体２５が、溶接部２７で外部給電端子２６ａおよび２本のコイル給電端子２６ｂのそれぞれに溶接されて、第１バスバー分割体２４と一体化され、Ｕ相用バスバー２２Ｕが作製される。
【００２３】
なお、Ｖ相用バスバー２２ＶおよびＷ相用バスバー２２Ｗは、図示していないが、Ｕ相用バスバー２２Ｕと同様に、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５とから構成されている。また、中性点用バスバー２２Ｎは、図示していないが、第１バスバー分割体２４より長く、１２本のコイル給電端子２６ｂが等ピッチに形成された円弧形の第１バスバー分割体と、第１バスバー分割体の略半分の長さの第２バスバー分割体と、から構成されている。そして、第１バスバー分割体と第１バスバー分割体とが径方向に重ねて配置され、第２バスバー分割体が６本のコイル給電端子２６ｂのそれぞれに溶接されて、第１バスバー分割体と一体化され、中性点用バスバー２２Ｎが作製される。
【００２４】
このように構成された結線ユニット２０は、図４から図６に示されるように、固定子１０の軸方向一側に、同軸に、かつ周方向に配列されたコイル１６と相対するように配置されて、固定子１０に保持される。Ｕ相の４本のコイル１６のコイル端末１６ａが、それぞれ、Ｕ相用バスバー２２Ｕのコイル給電端子２６ｂに溶接などにより接合される。Ｖ相の４本のコイル１６のコイル端末１６ａが、それぞれ、Ｖ相用バスバー２２Ｖのコイル給電端子２６ｂに溶接などにより接合される。Ｗ相の４本のコイル１６のコイル端末１６ａが、それぞれ、Ｗ相用バスバー２２Ｗのコイル給電端子２６ｂに溶接などにより接合される。さらに、１２本のコイル１６のコイル端末１６ｂが、それぞれ、中性点用バスバー２２Ｎのコイル給電端子２６ｂに溶接などにより接合される。
【００２５】
これにより、それぞれ、４本のコイル１６を並列接続して構成されたＵ相巻線、Ｖ相巻線、およびＷ相巻線をＹ結線した３相交流巻線の固定子巻線１２が作製される。
【００２６】
つぎに、Ｕ相用バスバー２２Ｕを用いて、バスバーに流れる電流の流れについて図１０を参照しつつ説明する。図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーを流れる電流の流れを説明する図である。
【００２７】
外部給電端子２６ａに供給された電力は、第２バスバー分割体２５を介して、外部給電端子２６ａ側の２つのコイル１６に供給され、第１バスバー分割体２４を介して残る２つのコイル１６に供給される。そこで、各コイル１６に供給される電流値をｉとすると、外部給電端子２６ａに流れる電流値は４ｉとなり、第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５のそれぞれに流れる最大電流値は２ｉとなる。
【００２８】
ここで、Ｕ相バスバーが１本のバスバーで構成されている従来例の場合には、外部給電端子２６ａに供給された電力は、１本のバスバーを介して、４つのコイル１６のそれぞれに供給されることになる。そこで、各コイル１６に流れる電流値をｉとすると、バスバーに流れる最大電流値は４ｉとなる。
【００２９】
したがって、第１バスバー分割体２４、第２バスバー分割体２５、および従来例におけるバスバーの電流密度が等しいとすると、第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５の断面積は、従来例におけるバスバーの断面積の半分となる。
【００３０】
そこで、従来例におけるバスバーの板厚を第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５の板厚の２倍とすると、従来例のバスバーの幅である軸方向長さは、第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５の軸方向長さと同じとなる。これにより、従来例の結線ユニットを配設した固定子の軸方向寸法は、結線ユニット２０を配設した固定子１０の軸方向寸法と同じとなる。
【００３１】
しかしながら、従来例では、バスバーの板厚が厚くなるので、バスバーと一体に形成される外部給電端子およびコイル給電端子の板厚も厚くなる。そこで、外部給電端子およびコイル給電端子の曲げ加工性が悪化し、バスバーの生産性が低下する。さらに、コイル給電端子の剛性が大きくなり、回転電機が高温となった場合には、固定子の熱変形に起因するコイル端末とコイル給電端子との接合部に作用する応力をコイル給電端子で吸収できず、コイル端末とコイル給電端子との接合部が損傷する危険性があった。
【００３２】
実施の形態１によれば、Ｕ相用、Ｖ相用およびＷ相用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗが第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５の２枚で作製されているので、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５の板厚を、相用バスバーを１枚で作製している従来例に比べて、薄くできる。そこで、外部給電端子およびコイル給電端子の曲げ加工性が高められ、第１バスバー分割体２４の生産性が向上される。さらに、コイル給電端子２６ｂの径方向の剛性は板厚の３乗に比例するので、コイル給電端子２６ｂの径方向の剛性が小さくなり、回転電機１００が高温となった場合でも、固定子１０の熱変形に起因するコイル端末１６ａ，１６ｂとコイル給電端子２６ｂとの接合部に作用する応力をコイル給電端子２６ｂで吸収でき、コイル端末１６ａ，１６ｂとコイル給電端子２６ｂとの接合部の損傷発生を抑制できる。
【００３３】
また、Ｕ相用、Ｖ相用およびＷ相用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗが、それぞれ、円弧状に成形された第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５を径方向に重ねて構成されている。これにより、第２バスバー分割体２５の長さを第１バスバー分割体２４の長さより短くできるので、各相用バスバーを１本のバスバーで構成する場合に比べて、材料費を削減できる。
【００３４】
また、第２バスバー分割体２５が、第１バスバー分割体２４の外部給電端子２６ａおよびコイル給電端子２６ｂに溶接されているので、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５が一つの電気回路を構成する、これにより、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５の間の電位差がなくなるので、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５の間でのスパークの発生が抑制される。
【００３５】
また、第２バスバー分割体２５が外部給電端子２６ａに溶接されているので、第１バスバー分割体２４と第２バスバー分割体２５が１つの電気回路となり、外部給電端子２６ａの共有化が図られる。
また、外部給電端子２６ａとコイル給電端子２６ｂが第１バスバー分割体２４にのみ形成されている。そこで、第２バスバー分割体２５は、外部給電端子２６ａおよびコイル給電端子２６ｂなどの突起部のない長方形の帯状となるので、歩留まりが向上される。
【００３６】
なお、中性点用バスバー２２Ｎが、円弧形に成形された第１バスバー分割体と第２バスバー分割体と径方向に重ねて配置し、両者を溶接により一体化して構成されているので、Ｕ相用、Ｖ相用およびＷ相用バスバー２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗと同様の効果が得られる。
【００３７】
ここで、従来例におけるバスバーの板厚を、第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５の板厚と等しくすることにより、外部給電端子およびコイル給電端子の曲げ加工性の悪化、および固定子の熱変形によるコイル端末とコイル給電端子との接合部の損傷発生を抑制できる。しかし、この場合には、従来例のバスバーの幅は、第１バスバー分割体２４および第２バスバー分割体２５の幅の２倍となるので、従来例の結線ユニットを配設した固定子の軸方向寸法が長くなるという新たな課題が生じる。つまり、実施の形態１によれば、このように作製された従来例に比べて、結線ユニット２０が配設された固定子１０の軸方向寸法を短縮することができる。
【００３８】
つぎに、第１バスバー分割体と第２バスバー分割体との接合構造について図１１および図１２を参照しつつ説明する。図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーの第１実施態様を流れる電流の流れを説明する図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の結線ユニットにおけるＵ相用バスバーの第２実施態様を流れる電流の流れを説明する図である。
【００３９】
第１実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ’は、図１１に示されるように、第１バスバー分割体２４と、第２バスバー分割体２５’と、を備える。第２バスバー分割体２５’は、外部給電端子２６ａから他端側の２番目のコイル給電端子２６ｂまでの長さより長く形成されている。円弧状に曲げ成形された第２バスバー分割体２５’は、不完全円環状に曲げ成形された第１バスバー分割体２４の内周側に、一端部同士を面一として、かつ接するように配置され、３箇所の溶接部２７で外部給電端子２６ａおよび２本のコイル給電端子２６ｂのそれぞれに溶接されている。さらに、第２バスバー分割体２５’の他端が，溶接部２７で、第１バスバー分割体２４に溶接されている。
【００４０】
第２実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ”は、図１１に示されるように、第１バスバー分割体２４と、第２バスバー分割体２５’と、を備える。第２バスバー分割体２５’は、外部給電端子２６ａから他端側の２番目のコイル給電端子２６ｂまでの長さより長く形成されている。円弧状に曲げ成形された第２バスバー分割体２５’は、不完全円環状に曲げ成形された第１バスバー分割体２４の内周側に、一端部同士を面一として、かつ接するように配置され、溶接部２７で外部給電端子２６ａおよび２本のコイル給電端子２６ｂのそれぞれに溶接されている。つまり、第２実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ”は、第２バスバー分割体２５’の他端が、第１バスバー分割体２４と電気的に接続されていない点で、第１実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ’と相違している。
【００４１】
第１および第２実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ’，２２Ｕ”においても、外部給電端子２６ａに供給された電力は、第２バスバー分割体２５’を介して、外部給電端子２６ａ側の２つのコイル１６に供給され、第１バスバー分割体２４を介して残る２つのコイル１６に供給される。
【００４２】
このとき、第１実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ’では、第２バスバー分割体２５’の２番目のコイル給電端子２６ｂからの突出部を流れる電流は、第１バスバー分割体２４を流れる電流と合流して、残る２つのコイル１６に供給される。一方、第２実施態様のＵ相用バスバー２２Ｕ”では、第２バスバー分割体２５’の他端が第１バスバー分割体２４と電気的に非接触であるので、第２バスバー分割体２５’の２番目のコイル給電端子２６ｂからの突出部を流れる電流は行き場を失い、スパークが発生してしまう。したがって、長さの短い第２バスバー分割体２５’の両端は、長さの長い第１バスバー分割体２４に溶接して、第１バスバー分割体２４と電気的に接続状態とすることが望ましい。
【００４３】
実施の形態２．
図１３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図、図１４はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図、図１５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。
【００４４】
図１３において、Ｕ相用バスバー２２Ｕａは、第１バスバー分割体２４ａと、第２バスバー分割体２５ａと、を備える。
【００４５】
第１バスバー分割体２４ａは、図１４に示されるように、外部給電端子２６ａ側の２本のコイル給電端子２６ｂが省略されている点を除いて、実施の形態１における第１バスバー分割体２４と同様に構成されている。第２バスバー分割体２５ａは、図１５に示されるように、２本のコイル給電端子２６ｂが形成されている点を除いて、実施の形態１における第２バスバー分割体２５と同様に構成されている。
【００４６】
円弧状に曲げ成形された第２バスバー分割体２５ａは、図１３に示されるように、不完全円環状に曲げ成形された第１バスバー分割体２４ａの内周側に、一端部同士を面一として、かつ接するように配置される。そして、第１バスバー分割体２４ａと第２バスバー分割体２５ａが、外部給電端子２６ａと２本のコイル給電端子２６ｂの位置で溶接されて一体化され、Ｕ相用バスバー２２Ｕａが作製される。
【００４７】
なお、Ｖ相用バスバーおよびＷ相用バスバーは、図示していないが、Ｕ相用バスバー２２Ｕａと同様に、第１バスバー分割体２４ａと第２バスバー分割体２５ａとから構成されている。また、中性点用バスバーは、図示していないが、第１バスバー分割体２４ａより長い円弧形に形成され、６本のコイル給電端子２６ｂが他端側に等ピッチで形成された第１バスバー分割体と、第１バスバー分割体の略半分の長さの円弧形に形成され、６本のコイル給電端子２６ｂが等ピッチで形成された第２バスバー分割体と、から構成されている。そして、第１バスバー分割体と第１バスバー分割体とが、一端部を面一として、径方向に重ねて配置され、第２バスバー分割体が６本のコイル給電端子２６ｂのそれぞれで第１バスバー分割体に溶接されて、第１バスバー分割体と一体化され、中性点用バスバーが作製されている。
【００４８】
この実施の形態２では、各相用バスバーが、第１バスバー分割体２４ａと第２バスバー分割体２５ａを径方向に重ねて構成され、第２バスバー分割体２５ａの一端部が、外部給電端子２６ａに溶接され、第２バスバー分割体２５ａのコイル給電端子２６ｂが、第１バスバー分割体２４ａに溶接されている。なお、第２バスバー分割体２５ａの両端部は、外部給電端子２６ａとコイル給電端子２６ｂを介して第１バスバー分割体２４ａに電気的に接続されている。また、中性点用バスバーも、各相用バスバーと同様に構成されている。
したがって、実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４９】
また、実施の形態２によれば、４本のコイル給電端子２６ｂが第１バスバー分割体２４ａと第２バスバー分割体２５ａに２本ずつ分配されているので、第１バスバー分割体２４ａと第２バスバー分割体２５ａの電流密度を均一化できる。また、４つのコイル１６に給電される電流経路が明確となり、信頼性が向上される。
【００５０】
なお、実施の形態２では、第２バスバー分割体２５ａの一端部は、外部給電端子２６ａ第１バスバー分割体２４ａに接続され、他端部は、コイル給電端子２６ｂに接続されている。そこで、第２バスバー分割体２５ａの他端部でのスパークは発生しないので、第２バスバー分割体２５ａ他端部から突出するコイル給電端子２６ｂと第１バスバー分割体２４ａとの溶接を省略することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを示す正面図、図１７はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第１バスバー分割体を示す正面図、図１８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の結線ユニットに適用されるＵ相用バスバーを構成する第２バスバー分割体を示す正面図である。
【００５２】
図１６において、Ｕ相用バスバー２２Ｕｂは、第１バスバー分割体２４ｂと、第２バスバー分割体２５ｂと、を備える。
【００５３】
第１バスバー分割体２４ｂは、図１７に示されるように、長さ方向の中央部に形成された外部給電端子２６ａと、長さ方向の両端に形成された２本のコイル給電端子２６ｂと、を備える。第２バスバー分割体２５ｂは、図１８に示されるように、長さ方向の両端に形成された２本のコイル給電端子２６ｂを備える。
【００５４】
円弧状に曲げ成形された第２バスバー分割体２５ｂは、図１６に示されるように、不完全円環状に曲げ成形された第１バスバー分割体２４ｂの内周側に、長さ方向の中央部を一致させて、かつ接するように配置される。そして、第２バスバー分割体２５ｂの長さ方向の中央部が、外部給電端子２６ａに溶接され、第２バスバー分割体２５ｂの両端部に形成された２本のコイル給電端子２６ｂが。第１バスバー分割体２４ｂに溶接されて、Ｕ相用バスバー２２Ｕｂが作製される。
【００５５】
なお、Ｖ相用バスバーおよびＷ相用バスバーは、図示していないが、Ｕ相用バスバー２２Ｕｂと同様に、第１バスバー分割体２４ｂと第２バスバー分割体２５ｂとから構成されている。また、中性点用バスバーは、図示していないが、第１バスバー分割体２４ｂより長い円弧形に形成され、コイル給電端子２６ｂが両端側に等ピッチで３本ずつ形成された第１バスバー分割体と、第１バスバー分割体の略半分の長さの円弧形に形成され、コイル給電端子２６ｂが等ピッチで６本形成された第２バスバー分割体と、から構成されている。そして、第１バスバー分割体と第１バスバー分割体とが、長さ方向の中央部を一致させて、径方向に重ねて配置され、第２バスバー分割体に形成された６本のコイル給電端子２６ｂが第１バスバー分割体に溶接されて、中性点用バスバーが作製されている。
【００５６】
この実施の形態３では、各相用バスバーが、第１バスバー分割体２４ｂと第２バスバー分割体２５ｂを径方向に重ねて構成され、第２バスバー分割体２５ｂの中央部が、外部給電端子２６ａに溶接され、第２バスバー分割体２５ｂのコイル給電端子２６ｂが、第１バスバー分割体２４ａに溶接されている。なお、第２バスバー分割体２５ｂの両端部は、コイル給電端子２６ｂを介して第１バスバー分割体２４ｂに電気的に接続されている。また、中性点用バスバーも、各相用バスバーと同様に構成されている。
したがって、実施の形態３においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５７】
また、実施の形態３によれば、４本のコイル給電端子２６ｂが第１バスバー分割体２４ｂと第２バスバー分割体２５ｂに２本ずつ分配されているので、第１バスバー分割体２４ｂと第２バスバー分割体２５ｂの電流密度を均一化できる。また、４つのコイル１６に給電される電流経路が明確となり、信頼性が向上される。
【００５８】
なお、実施の形態３では、第１バスバー分割体２４ｂおよび第２バスバー分割体２５ｂのそれぞれの両端は、コイル給電端子２６ｂに接続されているので、第２バスバー分割体２５ｂの両端部でスパークは発生しない。そこで、第２バスバー分割体２５ｂから突出するコイル給電端子２６ｂと第１バスバー分割体２４ｂとの溶接を省略することができる。
【００５９】
また、上記各実施の形態では、１２スロットの固定子鉄心を用いているが、固定子鉄心のスロット数は１２に限定されない。例えば、１８スロットの固定子鉄心を用いた場合には、相巻線は６つのコイルにより構成されるので、各相巻線を構成する６本のコイルのそれぞれに給電するコイル給電端子は、第１および第２バスバー分割体に３本ずつ分配すればよいし、６本のコイル給電端子を、第１バスバー分割体に４本分配し、第２バスバー分割体に２本分配してもよい。このように、少なくとも１つのバスバー分割体に３本以上のコイル給電端子を形成できるので、同相のコイルの個数が多くなっても、バスバー分割体の枚数の増加を抑制できる。
【００６０】
ここで、線材を曲げ加工して、コイル給電端子を備えたバスバー分割体を作製した場合には、コイル給電端子の形成位置は線材の両端部に限定される。つまり、線材の長さ方向の端部以外にコイル給電端子を形成するには、溶接工程が必要となり、生産性が低下してしまう。そこで、線材を用いた場合には、コイル給電端子は線材の両端にのみ形成されることになり、同相のコイルの個数が多くなった場合には、バスバー分割体の本数が増大してしまう。
【００６１】
これに対し、本願では、バスバー分割体が長方形断面を有する帯状の板金であるので、コイル給電端子をバスバー分割体と同時にプレス成形などにより打ち抜いて作製できる。そこで、溶接工程を用いることなく、コイル給電端子をバスバー分割体の長さ方向の任意の位置に形成できるので、生産性を低下させることなく、任意の本数のコイル給電端子を備えるバスバー分割体を作製できる。これにより、同相のコイルの個数が多くなった場合でも、バスバー分割体の枚数の増加を抑制できる。
【００６２】
また、上記各実施の形態では、固定子巻線が、それぞれ、４本のコイル１６を並列接続して構成されたＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線をＹ結線して３相交流巻線に構成されているが、固定子巻線は、それぞれ、４本のコイル１６を並列接続して構成されたＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線をΔ結線して３相交流巻線に構成されてもよい。この場合、中性点用バスバーは省略される。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、１本の外部給電端子が第１バスバー分割体にのみ形成されているが、外部給電端子は、第１バスバー分割体と第２バスバー分割体の両方に形成されてもよい。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、相用バスバーが第１バスバー分割体と第２バスバー分割体の２本のバスバー分割体により構成されているが、相用バスバーを構成するバスバー分割体の本数は２本に限定されず、固定子鉄心のスロット数にあわせて、適宜設定すればよい。このとき、外部給電端子の共有化の観点から、複数本の円弧形のバスバー分割体を、全てのバスバー分割体の一部分が径方向に重なるように径方向に重ねて配置し、全てのバスバー分割体を径方向に重なる部分で１本の外部給電端子により電気的に接続することが好ましい。
【符号の説明】
【００６５】
１０  固定子、１１  固定子鉄心、１４  分割コア、１４ａ  コアバック部、１４ｂ  ティース、１６  コイル、２０  結線ユニット、２１  ホルダ、２１ａ  バスバー収納溝、２２Ｕ  Ｕ相用バスバー、２２Ｖ  Ｖ相用バスバー、２２Ｗ  Ｗ相用バスバー、２４，２４ａ，２４ｂ  第１バスバー分割体、２５，２５ａ，２５ｂ  第２バスバー分割体、２６ａ  外部給電端子、２６ｂ  コイル給電端子。
【要約】
【課題】この発明は、複数枚のバスバー分割体を径方向に重ねて各相のバスバーを構成し、コイル給電端子の板厚の増大を抑えて、コイル給電端子の曲げ加工性を高めるとともに、固定子の熱変形に起因するコイル端末とコイル給電端子との接合部での損傷発生を抑制できる回転電機の結線ユニットを得る。
【解決手段】同相のコイルが接続される複数のバスバーのそれぞれは、それぞれ、長方形断面を有し、該長方形断面の長辺を軸方向とする円弧状の帯状体に作製されており、径方向に重なってホルダのバスバー収納溝に収納された複数枚のバスバー分割体と、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体に形成された外部給電端子と、上記バスバー分割体と同じ板厚を有し、複数枚の上記バスバー分割体の少なくとも１枚のバスバー分割体から径方向に突出して、上記コイルが接続される複数本のコイル給電端子と、を備える。
【選択図】図１【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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