(57)【要約】【課題】ステータＳの小型化を図り易くする。【課題手段】円環状に配置された分割コア１のそれぞれにコイル２が巻回され、その各コイル２を各相毎に、分割コア１の円環状配置に沿う環状バスバ３（３ａ、３ｂ、３ｃ）により接続した回転電機のステータである。円環状配置の各分割コア１側面の各コイル面に対向して各相のバスバ３を設け、かつ、その各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを円環状配置の分割コア側面に並列に配置する。分割コアの径方向は、回転電機の大型化に伴って長くなり、それに伴って分割コアの側面も広くなっており、その側面に各バスバを並列することは容易であり、並列したバスバによるステータの軸方向の拡大はそのバスバの厚みのみである。このため、ステータの小型化には有利な構造と言える。各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃをジグザグ状とすれば、コイル端末２ｂとの接続点を同一円周上ｃ2とすることができる。【選択図】図１
2006180615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコア１にコイル２が各相毎に巻回され、その各コイル２を各相毎に、前記コア１の円環状に沿う環状バスバ３ａ、３ｂ、３ｃにより接続した回転電機のステータＳにおいて、
上記コア１側面の上記コイル２面に対向して上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃを設けるとともに、その各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃを前記コア１側面に並列に配置し、かつ前記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃを、前記コア１のその円環状周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状として、上記各コイル２との接続点２ｂの全てを同一円周上ｃ2としたことを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項２】
円環状のコア１にコイル２が各相毎に巻回され、その各コイル２を各相毎に、前記コア１の円環状に沿う環状バスバ３ａ、３ｂ、３ｃにより接続した回転電機のステータＳにおいて、
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃを、円環状として上記コア１側面の上記各コイル２面に対向して設けるとともにそのコア１側面に並列に配置し、前記各コイル２の巻回層からの端末２ｂを、上記コア１のその円環状周方向に沿って千鳥足状に立ち上げて、前記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃと接続したことを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項３】
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃへの各コイルの接続を、各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃに各コイル２の端末２ｂを挿入固定することによりなしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機のステータに使用するバスバ結合ユニットであって、
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは、上記円環状コア１側面に沿うように並列に配置されるとともに電気的に絶縁されて一体化しており、かつ、各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは、前記コア１の周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状とされて上記各コイル２との接続点２ｂの全てが同一円周上ｃ2となっていることを特徴とする回転電機のステータ用バスバ結合ユニット。
【請求項５】
請求項２に記載の回転電機のステータに使用するバスバ結合ユニットであって、
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは、円環状をして上記円環状コア１側面に沿うように並列に配置されるとともに電気的に絶縁されて一体化しており、上記各コイル２の巻回層からの端末２ｂが、前記コア１のその円環状周方向に沿って千鳥足状に立ち上って接続されることを特徴とする回転電機のステータ用バスバ結合ユニット。
【請求項６】
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ有機系樹脂で被覆され集合接着されて一体化されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の回転電機のステータ用バスバ結合ユニット。
【請求項７】
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃには、上記各コイル２の巻回層からの端末２ｂが挿入固定される孔５が形成されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の回転電機のステータ用バスバ結合ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド自動車用、燃料電池自動車用等の回転電機のステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、環境問題の点から、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車が開発され、これらの自動車は、回転電機を補助駆動源又は主駆動源とし、その回転電機は当然のこととして小型化が要求される。その回転電機の小型化への一手段として、ステータの小型化がある。
【０００３】
そのステータに、円環状に配置された分割コアのそれぞれにコイルが巻回され、その各コイルを各相毎に、前記各分割コアの円環状配置に沿う環状バスバにより接続したものがある（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平０６−２３３４８３号公報
【特許文献２】特開２００４−５６８７３号公報
【０００４】
その各コイルとバスバの接続構造は、各相の同一大きさの環状バスバを絶縁層を介して重ねて一体化した結線用ユニット（特許文献１：符号１６、特許文献２：符号２０）を、円環状配置の各コイルの側面に対向して設けたり（特許文献１）、その各コイルの外周面に対向して設けて（特許文献２）、その結線用ユニットのバスバに各コイルの端末を各相毎に接続している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記各従来技術の結線用ユニットは、バスバをそのユニットの軸心方向に重ねているため、その重ね方向に厚いものとなり、その厚みが、ステータの小型化に支障となる場合がある。例えば、特許文献１記載の技術では、その結線用ユニットを円環状配置の各コイルの側面に対向して設けているため、ステータの軸方向が長くなり、その長さの縮小を要求される場合には障害となる。
また、特許文献２記載の技術は、その結線用ユニットを円環状配置の各コイルの外周面に設けているため、ステータの径方向が長くなり、その径の縮小を要求される場合には障害となる。
【０００６】
この発明は、以上の状況に鑑み、ステータの小型化を図り易くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、この発明は、この種の回転電機においては、通常、その径方向の縮小化が要求されることに着目し、まず、特許文献１と同様に、円環状コア側面の各コイル面に対向して各相のバスバを設けることとしたのである。
【０００８】
つぎに、ステータの軸方向の縮小化を図るべく、その各相のバスバを円環状コアの側面に並列に配置することとしたのである。
円環状コアの径方向は、回転電機の大型化に伴って長くなり、それに伴ってコアの側面も広くなっているが、従来はその広くなった側面の有効利用が成されていなかった。その広くなった側面に各バスバを並列することは容易であり、並列したバスバによるステータの軸方向の拡大はそのバスバの厚みのみである。このため、ステータの小型化には有利な構造と言える。
【０００９】
また、この発明は、各相のバスバを、円環状コアのその周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状として、各コイルとの接続点の全てを同一円周上としたのである。
このようにすれば、各相のコイルのコアへの巻回作業において、その巻回端末の位置が同一円周上となって、その巻回作業が容易となる。
【００１０】
これに対し、各コイルの巻回層からの端末を、上記円環状コアの周方向に沿って千鳥足状に立ち上げれば、バスバを円環状の物とすることができ、バスバの製作が容易となる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、以上のように、コアの各コイルの側面に対向して各相のバスバを設け、かつ、その各相のバスバを各コイルの側面に並列に配置したので、ステータの小型化に非常に有効な構造とすることができる。
また、バスバを内外ジグザグ状形状とすれば、分割コイルの製作が容易となり、逆に、各分割コイルの端末をジグザグ状形状に立ち上げれば、安価なバスバを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の一実施形態としては、円環状のコアにコイルが各相毎に巻回され、その各コイルを各相毎に、前記コアの円環状に沿う環状バスバにより接続した回転電機のステータにおいて、前記コア側面の前記コイル面に対向して各相のバスバを設けるとともに、その各相のバスバを前記コア側面に並列に配置し、かつ前記各相のバスバを、前記コアのその円環状周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状として、前記各コイルとの接続点の全てを同一円周上とした構成を採用できる。
このようにすれば、各コイルの巻回作業において、その巻回端末の位置が同一円周上となって、その巻回作業が容易となる。
【００１３】
他の実施形態としては、円環状のコアにコイルが各相毎に巻回され、その各コイルを各相毎に、前記コアの円環状に沿う環状バスバにより接続した回転電機のステータにおいて、前記各相のバスバを、円環状として前記コア側面の各コイル面に対向して設けるとともにそのコア側面に並列に配置し、各コイルの巻回層からの端末を、コアのその円環状周方向に沿って千鳥足状に立ち上げて、各相のバスバと接続するようにした構成を採用する。
このようにすれば、各バスバをジグザグ状形状にフォーミングする必要がなくなる。
【００１４】
上記各相のバスバへの各コイルの接続には、半田付け、レーザロー付け、レーザ溶接、電子ビーム溶接、超音波溶接等の周知の種々の手段を採用することができる。そのとき、各バスバに各コイルの端末を挿入固定するようにすれば、機械的な固定力によって接続強度が補助されるため、接続の信頼性が高くなる。機械的な固定力のみによる接続とすることもできる。
その挿入固定には、上記バスバを角形銅材として、バスバの機械的強度を高めることが好ましい。この角形銅材は引き抜きにより安価に製造できるとともに、フォーミングにより、その形状変化も容易である。
【００１５】
上記コイル端末のバスバへの挿入固定における固定は、例えば、バスバの各コイルとの接続点に挿通孔を形成し、その挿通孔に締結用筒体を嵌入するとともに、その締結用筒体にコイルの端末が挿入された筒状接続子を嵌入し、締結用筒体と接続子の両嵌合面はテ―パ状として、締結用筒体に接続子を嵌入することにより、その締結用筒体が拡径して前記挿入孔内面に圧接して被接続材に固定され、前記接続子は締結用筒体に締結されるとともにその接続子が縮径してコイル端末を締結する構成を採用できる。
このような機械的な固着構造とすると、その固着作用が簡便となり、自動化がし易い。
【００１６】
また、他の固定手段として、上記バスバの各コイルとの接続点に挿通孔を形成し、その挿通孔に締結用筒体を嵌入するとともに、その締結用筒体にコイルの端末が固定された接続子を嵌入し、締結用筒体と接続子の両嵌合面はテーパ状として、締結用筒体に接続子を嵌入することにより、その締結用筒体に接続子が締結されるとともに、締結用筒体が拡径して前記挿入孔内面に圧接する構成を採用することもできる。
【００１７】
なお、バスバには、上記角形鋼材の他、絶縁被覆電線、絶縁被覆銅線、導体打ち抜き片等の周知のものを採用できる。
これらの各種素材から成るバスバは、電気的に絶縁して一体化し、その結合ユニットを上記コアに取付けるようにすれば、バスバをコアに取付けてそのコイルに接続する作業が容易となる。
【００１８】
そのバスバ結合ユニットとしては、上記各相のバスバが、上記円環状コア側面に沿うように並列に配置されるとともに電気的に絶縁されて一体化しており、かつ、各相のバスを、前記コアの周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状として各コイルとの接続点の全てが同一円周上となっている構成を採用できる。
【００１９】
また、各相のバスバが、円環状をして上記円環状コア側面に沿うように並列に配置されるとともに電気的に絶縁されて一体化しており、各コイルの巻回層からの端末が、前記コアのその円環状周方向に沿って千鳥足状に立ち上って接続されている構成とすることもできる。
これらのバスバ結合ユニットにおいて、各相のバスバには、上記各コイルの巻回層からの端末が挿入固定される孔が形成されているものとすることができる。
なお、各バスバの電気的絶縁状態での一体化は、各バスバを離して樹脂モールドしたり、バスバを個々に有機系樹脂で被覆し、接着剤等によって集合接着する等の各種の適宜な手段を採用する。
【実施例】
【００２０】
一実施例を図１〜図６に示し、この実施例は、燃料電池自動車用回転電機やハイブリッド自動車用回転電機のステータＳに係り、従来と同様に、円環状に配置された分割コア１のそれぞれにコイル２が巻回され、その各コイル２の外側端２ｂを各相毎に、前記各分割コア１の円環状配置に沿う環状バスバ３（３ａ、３ｂ、３ｃ）により接続し、各内側端２ａを環状バスバ３ｄにより接続したものである。各分割コア１は円環状に並べて金属製円筒４によって焼バメ等に固定されており、その各コイル２の巻回層の内外側端２ａ、２ｂはバスバ取付面の同一円周上ｃ1、ｃ2に立ち上がっている。
【００２１】
各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、引き抜き平角銅棒(線)からなって、その外側に位置する３本３ａ、３ｂ、３ｃには、各コイル２の相に対応してそれぞれコイル端末２ｂとの接続孔５が形成されており（各バスバにそれぞれ等間隔６個）、その各接続孔５が同一円周上ｃ2になるように、その各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃは各分割コア１のその配置周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状に形成されている。内側のバスバ３ｄには、等間隔にコイル２の数（１８個）の接続孔（挿通孔）５が形成されて、その接続孔５は同一円周上ｃ1となっている。
【００２２】
各バスバ３へのコイル２端末（接続端）２ａ、２ｂの接続は、図５、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、接続孔５に嵌入される締結用筒体６と、その締結用筒体６に嵌入される筒状接続子７によってなされる（図６各図では、後記の有機系樹脂被覆１１を省略）。その締結用筒体６と接続子７は、軸方向にスリット６ａ、７ａが形成され、その両嵌合面６ｂ、７ｂはテーパ状となっており、締結用筒体６に接続子７を嵌入すると、その締結用筒体６が拡径するとともに接続子７が縮径する。
【００２３】
したがって、図６（ａ）に示すように、バスバ３の接続孔５に、締結用筒体６と接続子７を嵌め、同（ｂ）に示すように、接続子７にコイル２の端末２ａ、２ｂを挿し込み、同（ｃ）に示すように、締結用筒体６をバスバ３に打ち込み等によってさらに嵌め込むと、テーパ面６ｂ、７ｂによって、締結用筒体６は拡径作用、接続子７は縮径作用を受けるが、接続孔５は拡径しないため、接続子７が主に縮径して、コイル２の端末２ａ、２ｂを強固に締結するとともに、締結用筒体６は接続孔５の内面に強固に圧接し、バスバ３にコイル２の端末２ａ、２ｂが強固に締結される。
【００２４】
各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、ポリアミドイミド等の有機系樹脂で被覆１１されてそれぞれ電気的に絶縁被覆され、図３に示すように、その外側３本のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは接着剤によって集合接着されて結合ユニット１０となっている。通常、角銅棒は、引き抜き時に有機系樹脂で被覆１１を連続的に行なうことができ、かつその有機系樹脂被覆１１でもって高耐熱化を得ることができるため、安価なバスバ３又は結合ユニット１０を得ることができる。
【００２５】
結合ユニット１０からは各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃの接続端子１２ａ、１２ｂ、１２ｃが引き出されており、この接続端子１２ａ、１２ｂ、１２ｃでもって各コイル２が外部の制御器等に接続され、各コイル２に適宜に電源が供給される。
【００２６】
この各バスバ３の接続孔５に上記締結用筒体６と接続子７を嵌め込み、図３に示すように、ケーシング４内のコア１から突出するコイル２の各端末２ａ、２ｂに各バスバ３の接続孔５が一致するように、結合ユニット１０を樹脂モールドＣされたコア１（樹脂モールドＣ）上に重ねてその接続孔５（接続子７）に各コイル２の端末２ａ、２ｂを挿入し、締結用筒体６を打ち込んで（押し込んで）コイル２を各バスバ３に接続する（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。
この後、必要に応じて樹脂モールド等によってコア１と結合ユニット１０を一体化して、図１に示す、円環状配置の各分割コア１側面の各コイル２面に対向して各相のバスバ３が設けられて、その各相のバスバ３が前記円環状配置の分割コア１側面に並列に配置された回転電機のステータＳを得る。
【００２７】
なお、各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの厚みは、導通電流値、コイル端末２ａ、２ｂとの結合度合等に応じて適宜に設定でき、例えば、図４のものに比べて、図８に示すような肉厚のものとすることもできる。また、各バスバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、図７、図８に示すように、樹脂モールド１１’によって扁平なリング状に一体化して、結合ユニット１０とすることもできる。
このとき、図３、図４に示した実施例と同様に、外側のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃと内側のバスバ３ｄを別々に樹脂モールド１１’した結合ユニット１０とすることもできる。内側のバスバ３ｄを樹脂モールドすれば、外側のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃの結合ユニット１０と同一高さになる利点があるが、内側バスバ３ｄは、樹脂モールド１１’せずにそのままコイル２の端末２ａに接続するようにすることができる。
【００２８】
上記各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃは、図２で示す波状ではなく、図９に示すように、多角形状にして各コイル２の接続点２ｂの全てを円環状配置の各分割コア１のその配置同一円周上ｃ2とすることもできる。
また、各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃを、図１０に示すように、円環状とするとともに、各コイル２の巻回層からの端末２ｂを、円環状配置の各分割コア１のその配置周方向に沿って千鳥足ジグザグ状に立ち上げて、各相のバスバ３ａ、３ｂ、３ｃと接続するようにすることもできる。
【００２９】
バスバ３へのコイル２端末２ａ、２ｂの接続手段としては、図１１、図１２（有機系樹脂による被覆１１を省略、以下同じ）に示すように、接続子７にコイル２の端末を圧着等により予め接続固定した後、上記と同様に、その接続子７を接続孔５に締結用筒体６を介して締結することにより、バスバ３にコイル端末２ａ、２ｂを接続することもできる（図１２（ａ）〜（ｃ））。このとき、図１３に示すように、接続子７の接続孔５への圧入のみによっても良く、また、図１４に示すように、接続子７の挿入（圧入）後、カシメ等を行うようにすることもできる。
さらに、図１５（ａ）に示すように、接続孔５にコイル端末２ａ、２ｂを挿入後、ロー材ａを使用したレーザロー付け、同（ｂ）に示すように、レーザ溶接、図１６に示すように電子ビームｂ溶接などの種々の手段が考えられる。
【００３０】
実施例では、コア１は、分割されたものを使用したが、分割されていない円環状の一体ものでもよく、その場合には、その円環状コア１にその周方向にそって各相のコイル２を交互に順々に巻回することとなる。
なお、この発明は、実施例の燃料電池自動車用又はハイブリッド自動車用回転電機のステータＳに限らず、その他の大小を問わず各種の回転電機のステータに採用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施例の概略斜視図
【図２】同概略平面図
【図３】同組み立て作用図
【図４】同結合ユニットを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図
【図５】同実施例の組み立て説明図
【図６（ａ）】バスバへのコイル端末接続作用説明図
【図６（ｂ）】同作用説明図
【図６（ｃ）】同作用説明図
【図７】他の実施例の組み立て作用図
【図８】同実施例のバスバの結合ユニットの断面図
【図９】他の実施例の一部除去平面図
【図１０】他の実施例の一部除去平面図
【図１１】バスバへのコイル端末接続冶具説明用斜視図
【図１２】同冶具によるバスバへのコイル端末接続作用説明図
【図１３】バスバへの他のコイル端末接続説明図
【図１４】バスバへの他のコイル端末接続説明図
【図１５】バスバへの他のコイル端末接続説明図
【図１６】バスバへの他のコイル端末接続説明図
【符号の説明】
【００３２】
１  分割コア
２  コイル
２ａ、２ｂ  コイル端末（コイル接続端、接続点）
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  バスバ
４  ケーシング
５  バスバのコイル端末接続孔（挿通孔）
６  締結用筒体
７  筒状接続子
１０  バスバの結合ユニット
１１  有機系樹脂被覆
【図１】
2006180615.tif 000003
【図２】
2006180615.tif 000004
【図３】
2006180615.tif 000005
【図４】
2006180615.tif 000006
【図５】
2006180615.tif 000007
【図６（ａ）】
2006180615.tif 000008
【図６（ｂ）】
2006180615.tif 000009
【図６（ｃ）】
2006180615.tif 000010
【図７】
2006180615.tif 000011
【図８】
2006180615.tif 000012
【図９】
2006180615.tif 000013
【図１０】
2006180615.tif 000014
【図１１】
2006180615.tif 000015
【図１２】
2006180615.tif 000016
【図１３】
2006180615.tif 000017
【図１４】
2006180615.tif 000018
【図１５】
2006180615.tif 000019
【図１６】
2006180615.tif 000020