JP2006204029A - Structure of connection and fixation between wire and connected material - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド自動車用、燃料電池自動車用回転電機等のステータのコイルとバスバの接続等の線材と被接続材との接続固定構造に関するものである。 The present invention relates to a connection and fixing structure for a wire and a connected material such as a connection between a stator coil and a bus bar in a rotating electric machine for a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle.
コイル等の線材とバスバ等の被接続材との接続固定は、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、圧接、圧着等が一般的であり、テーパ面による締め付けを利用した電線の接続方法もある(特許文献1参照)。
そのテーパ面を利用した接続方法は、被接続材にテーパ状の孔を形成し、その孔に同じくテーパ状外面を有する締結具を嵌めるとともに、その締結具内又は締結具とテーパ状の孔内面の間に線材を挿入し、締結具の嵌め込みによるテーパ孔と締結具のテーパ面による締結具の縮径又は締結具とテーパ状の孔内面の間の縮小によって線材を締結する。
The connection method using the tapered surface is formed by forming a tapered hole in the material to be connected, and fitting a fastener having the same tapered outer surface into the hole, and in the fastener or the inner surface of the fastener and the tapered hole. A wire rod is inserted between the two, and the wire rod is fastened by reducing the diameter of the fastener by the tapered hole and the taper surface of the fastener or by reducing between the fastener and the inner surface of the tapered hole.
これらの接続手段は、それなりに有効であるが、半田付け、レーザ電子ビームによるものは、接続時の熱により絶縁用の樹脂を破壊する問題、圧接、圧着は接続強度や接続用治具の挿入スペース確保の問題等がある。
また、テーパ面による線材の締結は、被接続材にテーパ孔を形成しているため、確実な接続強度を得るためには、その孔加工に精度が要求され、その作業が煩雑となる。
These connection means are effective as they are, but soldering and laser electron beam are problems that destroy the insulating resin due to heat at the time of connection. There is a problem of space securing.
Moreover, since the taper hole is formed in the to-be-connected material, fastening of the wire by the tapered surface requires accuracy in the hole processing in order to obtain a reliable connection strength, and the work becomes complicated.
この発明は、このような状況下、テーパ面による線材の締結において、簡単な構造で強固な接続強度を得ることができるようにすることを課題とする。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a strong connection strength with a simple structure when fastening a wire rod with a tapered surface.
上記課題を達成するために、この発明は、特許文献1記載の技術と同様に、テーパ面を利用し、かつ2つの部材によるテーパ面の嵌合により、線材を締結することによって、被接続材に接続固定することとしたのである。
テーパ面による嵌合は、そのテーパの角度を任意に選択することにより、その固定強度を任意に得ることができる。また、テーパ面による嵌合は、その嵌合(挿入)時の嵌合(挿入)部材の位置決めが容易であり、また、組み立て(固定)も楽である。
さらに、2つの部材によれば、その部材が嵌る被接続材の孔はテーパ面である必要はなく、その形成が容易であって、機械的な固定のため、自動化も容易である。また、締結作用をなす2部材を量産品とすれば、安価となり、製作精度も高いものを得ることができる。
In order to achieve the above object, the present invention uses a tapered surface and fastens the wire by fitting the tapered surface by two members, as in the technique described in Patent Document 1. It was decided to fix the connection.
In the fitting by the tapered surface, the fixing strength can be arbitrarily obtained by arbitrarily selecting the taper angle. Further, the fitting by the tapered surface facilitates the positioning of the fitting (insertion) member at the time of the fitting (insertion), and the assembly (fixing) is also easy.
Further, according to the two members, the hole of the connected material into which the member fits does not need to be a tapered surface, and the formation thereof is easy, and automation is also easy because of mechanical fixation. Further, if the two members having the fastening action are mass-produced products, it is possible to obtain a product that is inexpensive and has high manufacturing accuracy.
具体的な一手段としては、被接続材の挿通孔に締結用筒体を嵌入し、その締結用筒体に線材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、その締結用筒体が拡径して前記挿通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しているとともにその接続子が縮径して前記線材端末を締結している構成を採用する。 As a specific means, a fastening cylinder is inserted into the insertion hole of the connected material, and a cylindrical connector with a wire end inserted is inserted into the fastening cylinder, and connected to the fastening cylinder. Both fitting surfaces of the child are tapered, and by inserting the connector into the fastening cylinder, the fastening cylinder expands and presses against the inner surface of the insertion hole and is fixed to the connected material. The connector employs a configuration in which the connector is fastened to the fastening cylinder and the connector is reduced in diameter to fasten the wire rod end.
他の具体的手段としては、被接続材の挿通孔に締結用筒体を嵌入し、その締結用筒体に線材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、その締結用筒体が拡径して前記挿通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ている構成を採用する。 As other specific means, a fastening cylinder is inserted into the insertion hole of the material to be connected, and a connector in which the end of the wire is fixed is inserted into the fastening cylinder, and the fastening cylinder and the connector Both fitting surfaces are tapered, and by inserting a connector into the fastening cylinder, the diameter of the fastening cylinder expands and is pressed against the inner surface of the insertion hole and fixed to the material to be connected. Adopts a structure fastened to the fastening cylinder.
これらの線材と被接続材の接続固定構造は種々のものに採用できるが、例えば、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する態様に採用できる。このとき、線材はコイル、被接続材はバスバであり、そのバスバは銅平角線(角形銅材)からなるものとする。
バスバを銅平角線とすれば、バスバの機械的強度が高まるうえに、銅平角線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。また、挿通孔の形成も容易であり、強度的にも十分なものとなる。
The connection and fixing structure of these wire and connected material can be adopted for various things.For example, a coil is wound around each of the split cores arranged in an annular shape, and each coil is connected to each phase. It can employ | adopt for the aspect connected by the cyclic | annular bus bar along the annular arrangement | positioning of a division | segmentation core. At this time, the wire is a coil, the connected material is a bus bar, and the bus bar is made of a copper rectangular wire (square copper material).
If the bus bar is a copper rectangular wire, the mechanical strength of the bus bar is increased, and the copper rectangular wire can be manufactured at low cost by drawing, and the shape can be easily changed by forming. Also, the insertion hole can be easily formed, and the strength is sufficient.
この発明は、以上のように、2部材によるテーパ面の嵌合により、線材を締結して被接続材に接続固定することとしたので、十分な接続強度を得ることができると共に、そのテーパの角度を任意に選択することにより、その接続強度を任意に得ることができ、また、機械的な固定のため、自動化も容易である。 In the present invention, as described above, since the wire rod is fastened and connected and fixed to the material to be connected by the fitting of the tapered surfaces by the two members, sufficient connection strength can be obtained and the taper of the taper surface can be obtained. By arbitrarily selecting the angle, the connection strength can be arbitrarily obtained, and automation is also easy due to mechanical fixation.
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又はハイブリッド自動車用回転電機のステータSに係り、円環状に配置された分割コア1のそれぞれにコイルが巻回され、その各コイルの外側端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、樹脂モールドCしてコイルを固定したのち、金属製の円筒(タガ)4を焼バメなどによって嵌めて一体化されており、その各コイル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。
An embodiment is shown in FIGS. 1 to 6, and this embodiment relates to a stator S of a rotating electric machine for a fuel cell vehicle or a rotating electric machine for a hybrid vehicle, and a coil is wound around each of the split cores 1 arranged in an annular shape. The
各バスバ3a、3b、3c、3dは、引き抜き銅平角線からなって、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、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は波状形状に形成されている。内側のバスバ3dには、等間隔にコイルの数の接続孔(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。
Each
各バスバ3へのコイル端末(接続端)2a、2bの接続は、図6、図7(a)〜(c)(後記の樹脂モールド11、有機系樹脂被覆を省略、以下同じ)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。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。この締結用筒体6と接続子7は量産品として安価な物とする。
Connection of the coil terminals (connection ends) 2a and 2b to each
したがって、図7(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にコイルの端末2a、2bを挿しこみ、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、締結用筒体6と接続子7が一体化するとともに、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、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にコイルの端末2a、2bが強固に締結される。
このとき、接続子7が円錐台状で、その嵌合面がテーパとなっているため、その嵌合(挿入)時の接続子7の位置決めが容易であり(図11(a)参照)、また、組み立て(締結用筒体6の接続子7への嵌合固定)も楽である(図11(b)から同(c)参照)。
Therefore, as shown in FIG. 7A, the
At this time, since the
各バスバ3a、3b、3c、3dは、図3、図4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されて、結合ユニット10とされる。このとき、図5に示すように、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。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でもって各コイルが外部の制御器等に接続され、各コイルに適宜に電源が供給される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5の態様の場合、同図のように、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、樹脂モールドせずにそのままコイルの端末2aに接続するようにすることができる。
バスバ3は、裸銅平角線でもよいが、ポリアミドイミド等の有機系樹脂によって被覆されたものを採用でき、それを接着剤によって集合接着して一体化した結合ユニット10とすることができる。ポリアミドイミド等の有機系樹脂によって被覆すれば、高耐熱化を得ることができる。
In the case of the embodiment of FIG. 5, if the
The
この結合ユニット10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内に樹脂モールドされたコアの突出するコイルの各端末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されたコア上に重ねてその接続孔5(接続子7)に各コイルの端末2a、2bを挿入し、締結用筒体6を打ち込んでコイルを各バスバ3に接続する(図7(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、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の側面に並列に配置された回転電機のステータSを得る。
The fastening
Thereafter, if necessary, the core 1 and the
上記各相のバスバ3a、3b、3cは、図2で示す波状ではなく、図8に示すように、多角形状にして各コイルの接続の全てを各分割コア1の円環状配置の同一円周上C2とすることもできる。
また、各相のバスバ3a、3b、3cを、図9に示すように、円環状とするとともに、各コイルの巻回層からの端末2bを、各分割コア1の円環状配置の周方向に沿って千鳥足状に立ち上げて、各相のバスバ3a、3b、3cと接続固定するようにすることもできる。
The
Further, as shown in FIG. 9, the
バスバ3へのコイル端末2a、2bの接続手段としては、図10、図11に示すように、接続子7にコイル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11(a)〜(c))。
As a means for connecting the
この実施の形態は、回転電機のステータSに係るが、この発明は、各種の線材と被接続材との接続固定構造に採用できることは言うまでもない。 Although this embodiment relates to a stator S of a rotating electrical machine, it is needless to say that the present invention can be adopted in a connection fixing structure of various wire materials and connected materials.
1 分割コア
2a、2b コイル(線材)端末
3、3a、3b、3c、3d バスバ(被接続材)
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 バスバ用樹脂モールド
C コイル用樹脂モールド
S 回転電機用ステータ
C1、C2 バスバの各接続孔とコイルの各端末のピッチ円
1
4
6
Claims (3)
上記線材が上記コイル、上記被接続材が上記バスバ3であり、そのバスバ3が銅平角線からなる回転電機のステータ。 The wire connection fixing structure according to claim 1 or 2, wherein a coil is wound around each of the split cores 1 arranged in an annular shape, and each of the coils is arranged in an annular shape for each phase. Adopted in the stator S of the rotating electrical machine connected by the annular bus bar 3 along the arrangement,
A stator of a rotating electrical machine in which the wire is the coil, the connected material is the bus bar 3, and the bus bar 3 is a copper rectangular wire.
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