JP2008061345A - モータ用集中配電部材 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを構成するステータに用いられる複数相のバスバーリング間の絶縁性を保証することで耐圧試験を行う検査工程を省略する。
【解決手段】バスバーリング１０の絶縁被覆１３に存在するピンホールを熱収縮チューブ２３を用いて覆うことで、ピンホール部分が露出しないようにする。そして、熱収縮チューブ２３が被着されたバスバーリング１０の外周面をクリップ２４，２６の保持溝２５内に挟み込むことで複数相のバスバーリングを一定間隔を空けて積層状態に保持することができる。したがって、各バスバーリング１０間でクリップ２４，２６の外表面を通じて沿面放電することを防ぐことができる。このようにして、各バスバーリング１０間の絶縁性を保証した上で、バスバーリング１０の耐圧試験を行う検査工程を省略し、もって製造コストを低減することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車用途に用いられるモータ用集中配電部材に関する。

この種のモータはロータの周囲にステータを有し、このステータに配置された複数の巻線と、この巻線に給電するための円環状をなす集中配電部材とを備えている。この集中配電部材としては、例えば、下記特許文献１に記載のものが知られており、各バスバーリングが保持部材によって同軸上に一定間隔を空けて積層状態に保持され、各バスバーリングには、巻線に接続される複数のタブと、電源側に接続される端子部とが設けられている。この保持部材は、各バスバーリングを一定間隔を空けて保持することにより、各バスバーリング間の絶縁性を保持する役割を果たしている。ここで、各バスバーリングを所定の位置に保持するためには、必ずしもバスバーリングの全周に亘って保持部材を装着する必要はなく、周方向に沿って間欠的に保持部材を装着するとともに表面をエナメルコーティングしたバスバーリングを用いて各バスバーリング間の絶縁性を保持する方法が考えられる。
特開２００５−１６０１３７公報

しかしながら、バスバーリングの表面をエナメルコーティングする方法では、バスバーリングの表面を完全に覆うことが不可能であり、ピンホールが必ず発生してしまう。そして、このようなピンホールがあると、バスバーリング間の絶縁性を保持することができない。そのため、表面をエナメルコーティングしたバスバーリングを用いたとしても、結局のところ、耐圧試験を行うことで各バスバーリング間の絶縁性を保証する必要があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、モータを構成するステータに用いられる複数相のバスバーリング間の絶縁性を保証することで耐圧試験を行う検査工程を省略し、もって製造コストを低減することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、モーターを構成するステータの巻線に電力を供給するためのモータ用集中配電部材であって、導体が絶縁被膜によって覆われた複数相のバスバーリングと、前記バスバーリングに設けられこれを電源側に接続するための端子と、前記バスバーリングにおいて周方向に等間隔で複数設けられ前記バスバーリングを前記巻線に接続するためのタブと、前記バスバーリングのうち前記タブを除く位置の外周面に密着して被着された絶縁チューブと、前記絶縁チューブが被着された前記バスバーリングの外周面を挟み込む収容溝を有し、前記各バスバーリングの中心を同軸上に位置させて前記各バスバーリングを一定間隔を空けて積層状態に保持する保持部材とを備える構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記タブは、前記バスバーリングの所定角度間隔の位置において、前記バスバーリングをその径方向内側に曲げ加工して形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記絶縁チューブは、熱収縮チューブであるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によると、バスバーリングの外周面を保持部材の収容溝内に挟み込むことで複数相のバスバーリングを一定間隔を空けて積層状態に保持することができる。したがって、各バスバーリング間の絶縁性を保持することができる。仮に収容溝と接するバスバーリングの絶縁被膜にピンホールが存在していても、このピンホール部分を絶縁チューブを用いて覆うことで、当該ピンホール部分が保持部材の外表面に露出しないようにすることができる。したがって、当該ピンホール部分から保持部材の外表面を通じて隣り合うバスバーリングのピンホール部分に向けて沿面放電することを防ぐことができる。このようにして、各バスバーリング間の絶縁性を保証した結果、バスバーリングの耐圧試験を行う検査工程を省略することができ、もって製造コストを低減することができる。

＜請求項２の発明＞
保持部材の脱着操作は、操作空間を十分に確保するという理由からバスバーリングの径方向外側から行われることが望ましい。しかし、タブがバスバーリングの径方向外側に突設されると、巻線がバスバーリングの径方向外側に設置されることになる。そのため、保持部材をバスバーリングの径方向外側から脱着しようとした場合に、保持部材と巻線が干渉し合うことで脱着がし難くなる。その点、請求項２の発明によると、巻線をバスバーリングの径方向内側に設置することができる。したがって、巻線とタブが接続された状態においてもバスバーリングの径方向外側から保持部材を脱着することができる。

＜請求項３の発明＞
請求項３の発明によると、熱収縮チューブをバスバーリングの所定の位置に嵌め込む際には、熱収縮チューブの内径をバスバーリングの線径より大きめとなるように設定しておき、熱収縮チューブを所定の位置に嵌め込んだ後に、熱収縮チューブを熱収縮させることでバスバーリングの外周面に熱収縮チューブを密着して被着させることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。本実施形態のモータは、３相６極のモータであり、エンジン（図示せず）とトランスミッション（図示せず）との間の狭い空間に配置され、エンジンの水平なクランクシャフト（図示せず）に同軸に連結されたロータ（図示せず）と、ロータを同心状に包囲するリング状のステータ（図示せず）と、ステータを同心状に包囲するリング状の集中配電部材Ｄとを備えている。

集中配電部材Ｄは、ステータの巻線に電力を供給するためのものであって、３つのバスバーリング１０と、１８個のクリップ（本発明における保持部材に相当する。）２４，２６と、３つの端子１８とからなる。バスバーリング１０は、円形断面の金属材料からなる単芯線（本発明における導体に相当する。）１２の外周を絶縁被覆１３で包囲した形態のマグネットワイヤ１１を曲げ加工したものであり、全体として概ね正１８角形に成形されている。詳しくは、１８本の直線部１４と６つのタブ１６と２本の接続端部１７を有している。

１８本の直線部１４のうち１５本は第１〜第５の５組の直線部列１５Ａ〜１５Ｅに分かれ、各組において３本の直線部１４が互いに１６０°の角度をなすように屈曲した形態で直接連なっている。これらの５組の直線部列１５Ａ〜１５Ｅは、タブ１６を介すことにより、第１〜第５の順に連なり、隣り合う直線部列１５Ａ〜１５Ｅ同士は１６０°の角度をなしている。

タブ１６は、各直線部列１５Ａ〜１５Ｅの端部、即ち隣り合う直線部列１５Ａ〜１５Ｅの境界部分から径方向内側へ略「コ」字形に屈曲させるように形成されている。また、各タブ１６においては、その一部が絶縁被覆１３を除去して単芯線１２を露出させた状態となっており、この単芯線１２の露出部分には、巻線の端部がフュージング等により導通可能に接続されるようになっている。バスバーリング１０のうちタブ１６を除く位置の外周面には、熱収縮チューブ（本発明における絶縁チューブに相当する。）２３が密着して被着されている。

熱収縮チューブ２３は、バスバーリング１０に嵌め込む際には、バスバーリング１０の線径よりも大きめとなるように設定されている。そして、熱収縮チューブ２３が所定の直線部１４に嵌め込まれた後に、加熱処理を行うことにより熱収縮チューブ２３を収縮させてバスバーリング１０の外周面に密着させる。これにより、直線部１４における絶縁被膜１３にピンホールが存在している場合でも、そのピンホール部分が熱収縮チューブ２３に覆われることでピンホール部分が外部に露出することを防ぐことができる。

残りの３本の直線部１４は、互いに１６０°をなすように屈曲して連なることによって第６直線部列１５Ｆを構成し、この第６直線部列１５Ｆの両端部が、上記と同じ形態のタブ１６を介すことにより、第１直線部列１５Ａと第５直線部列１５Ｅに連なっている。第６直線部列１５Ｆにおける中央の直線部１４のほぼ中央部分からは、２本の接続端部１７が互いに密着して並ぶように延出されている。２本の接続端部１７は、径方向外側（図２及び図３における上方）へ延出し、その延出端から軸方向（バスバーリング１０の中心における軸方向をいう。以下について同じ）に延出した略「Ｌ」字形をなしている。図４に示すように、接続端部１７の軸方向の延出長さは、３つのバスバーリング１０が軸方向に積層される形態で配置されることに鑑み、各バスバーリング１０毎に異なる長さに設定されている。

対をなす接続端部１７の延出端部は、絶縁被覆１３を除去して単芯線１２を露出させた状態とされており、この単芯線１２の露出部分には、端子１８が導通可能に接続されている。端子１８は、金属板材からなり、軸方向と略平行な接続板部１９と、この接続板部１９から略直角に（略径方向に）延出する取付板部２０とを一体形成した略「Ｌ」字形をなすものである。接続板部１９の両側縁からは一対のカシメ片２１が折り返し状に延出されており、接続端部１７の端部の露出した単芯線１２は、接続板部１９とカシメ片２１との間で挟み付けられるようにして端子１８に固着されている。また、取付板部２０には、軸方向に貫通する取付孔２２が形成されており、この取付板部２０には、インバータ（図示せず）側に接続された電線（図示せず）が接続され、この取付板部２０を介して電力がバスバーリング１０に供給されるようになっている。
また、上記のように、各バスバーリング１０における接続端部１７の軸方向の延出部の長さを互いに異なる寸法としているので、後述するように３つのバスバーリング１０を所定の位置関係に軸方向に積層して結束した状態では、図４に示すように、軸方向における取付板部２０の位置が全てのバスバーリング１０で面一状に揃うようになっている。

３つのバスバーリング１０は、合成樹脂（例えば、ポリフェニレンサルファイド）からなる３種類のクリップ２４，２６，２９を用いることでバスバーリング１０の中心を同軸上に位置させて各バスバーリング１０を一定の間隔を空けて積層状態に保持される。板状クリップ２４は、全体として方形の平板状をなすとともに、その一方の板面には、３本の直線状の保持溝（本発明における収容溝に相当する。）２５が互いに平行に且つ一定間隔を空けて形成されている。保持溝２５は弧状をなし、その内径はバスバーリング１０（マグネットワイヤ１１）の外径とほぼ同じ寸法とされている。一方、端子用クリップ２６は、板面が同じ高さとなるように且つ互いに離間して配置された一対の平板状をなす板状部２７と、この両板状部２７の端縁同士を連結する略「コ」字形の板状をなす屈曲部２８とを一体形成したものであり、両板状部２７には、板状クリップ２４と同じ形態の３本の保持溝２５が形成されている。インナクリップ２９は、ブロック状（肉厚の板状）をなし、接続端部１７の屈曲した基端部を嵌合させるための図示しない保持溝を有している。

３つのバスバーリング１０は、各バスバーリング１０が一定の間隔を空けて並んだ定位置に配置されるとともに、各直線部１４同士が互いに平行に並ぶように周方向において位置決めされる。このとき、３つの端子１８同士が、互いに２０°ずつ周方向にずれるようにする。この状態では、１８個のタブ１６が２０°の等角度間隔を空けて配置され、この１８個のタブ１６で仕切られた１８ヶ所の領域のうち端子１８が存在する３ヶ所の領域では、各端子１８が、他の２つのバスバーリング１０の平行に並ぶ２本の直線部１４のほぼ中央部と対応するように位置する。また、１８ヶ所の領域のうち端子１８が存在しない１５ヶ所の領域では、３本の直線部１４が互いに平行をなすように軸方向に並ぶ。

上記したクリップ２４，２６，２９は、周方向に隣り合うタブ１６同士の間に組み付けられる。即ち、板状クリップ２４は、平行に並ぶ３つの直線部１４に対して径方向外側から保持溝２５を嵌合させるようにして組み付けられ、これにより、周方向に間隔を空けた１５箇所において、夫々、３本の直線部１４が板状クリップ２４を介して互いに平行な位置関係に保持される。また、端子用クリップ２６は、径方向外側から屈曲部２８を接続端部１７に被せるとともに、平行に並ぶ３本の直線部１４に保持溝２５を嵌合させるようにして組み付けられ、これにより、周方向に隣接する３箇所において、夫々、端子１８が接続されている直線部１４を含む３本の直線部１４が端子用クリップ２６を介して互いに平行な位置関係に保持される。さらに、インナクリップ２９は、その保持溝（図示せず）を接続端部１７の基端部に嵌合させつつ、端子用クリップ２６における屈曲部２８の内周側の開口部を塞ぐようにして組み付けられる。そして、屈曲部２８とインナクリップ２９とによって囲まれた空間内には、樹脂製の充填剤（図示せず）が充填され、この空間内に位置する接続端部１７同士の隙間を埋める。これにより、接続端部１７が屈曲変形されたときに絶縁被覆１３が裂けて単芯線１２が露出したとしても、接続端部１７同士が絶縁状態に保たれる。

本実施形態は以上のような構造であって、続いてその作用を説明する。
まず、バスバーリング１０の直線部１４に熱収縮チューブ２３を嵌め込む。そして、熱収縮チューブ１４を加熱処理することで、熱収縮チューブ２３を直線部１４の外周面に密着して被着させる。全ての直線部１４に対して熱収縮チューブ２３を被着させた後に、３つのバスバーリング１０をクリップ２４，２６，２９を装着する。熱収縮チューブ２３が被着された直線部１４の外周面をクリップ２４，２６の保持溝２５に嵌合させる。すると、保持溝２５内に嵌合した３つの直線部１４が軸方向に一定間隔を空けて平行をなし、積層状態に保持される。

上述のように本実施形態においては、バスバーリング１０の外周面をクリップ２４，２６の保持溝２５内に挟み込むことで複数相のバスバーリング１０を一定間隔を空けて積層状態に保持することができる。したがって、各バスバーリング１０間の絶縁性を保持することができる。仮に保持溝２５と接するバスバーリング１０の絶縁被膜１３にピンホールが存在していても、このピンホール部分を熱収縮チューブ２３を用いて覆うことで、当該ピンホール部分が区リッピ２４，２６の外表面に露出しないようにすることができる。したがって、当該ピンホール部分からクリップ２４，２６の外表面を通じて隣り合うバスバーリング１０のピンホール部分に向けて沿面放電することを防ぐことができる。このようにして、各バスバーリング１０間の絶縁性を保証した結果、バスバーリング１０の耐圧試験を行う検査工程を省略することができ、もって製造コストを低減することができる。

また、タブ１６がバスバーリング１０の径方向内側に突設されているから、巻線をバスバーリング１０の径方向内側に設置することができる。したがって、巻線とタブ１６が接続された状態においてもバスバーリング１０の径方向外側からクリップ２４，２６を脱着することができる。

また、熱収縮チューブ２３をバスバーリング１０の所定の位置に嵌め込む際には、熱収縮チューブ２３の内径をバスバーリング１０の線径より大きめとなるように設定しておき、熱収縮チューブ２３を所定の位置に嵌め込んだ後に、熱収縮チューブ２３を熱収縮させることでバスバーリング１０の外周面に熱収縮チューブ２３を密着して被着させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態ではバスバーリング１０が直線部１４のみによって構成されるようにしたが、本発明によれば、バスバーリングが複数の直線部１４と複数の円弧部とを交互に連続させた形態としてもよい。
（２）上記実施形態ではタブ１６をバスバーリング１０と一体に形成したが、本発明によれば、タブをバスバーリング１０とは別体部品としてもよい。
（３）上記実施形態ではバスバーリング１０（マグネットワイヤ１１）を曲げ加工したものとしたが、本発明によれば、バスバーリングは帯状の板材を曲げ加工したものとしてもよい。

（４）上記実施形態ではタブ１６を略「コ」字形としたが、本発明によれば、タブは、略「Ｕ」字形、略三角形、略「Ｉ」字形、略台形、略円弧形などの形状にしてもよい。
（５）上記実施形態ではバスバーリング１０の数を３つとしたが、本発明は、バスバーリングの数が２つ以下、または４つ以上の場合にも適用できる。
（６）上記実施形態では１つのバスバーリング１０におけるタブ１６の数が６つである場合について説明したが、本発明は、６つ以外のものにも適用できる。

（７）上記実施形態ではバスバーリング１０に巻線を接続する際には予め絶縁被覆１３を除去して単芯線１２を露出させたが、本発明によれば、接続の際にはフュージング等によって絶縁被覆を溶融させて除去しつつ巻線を単芯線に接続させるようにしてもよい。
（８）上記実施形態ではバスバーリング１０として単芯線１２を絶縁被覆１３で包囲した形態の線材（マグネットワイヤ）を用いたが、本発明によれば、絶縁被覆が包囲されずに単芯線が剥き出しの状態の線材を用いてもよい。
（９）上記実施形態では３相交流６極対のモータであるため、周方向に隣り合う直線部１４同士が１６０°の角度をなして連なる形態となっているが、本発明によれば、モータの極対数や交流・直流の別に応じてバスバーリングを最適な多角形にすることができる。

（１０）上記実施形態では各直線部１４の全てにクリップ２４，２６，２９を取り付けたが、本発明によれば、クリップの数はバスバー同士を保持するために必要最少の数とすることができる。
（１１）上記実施形態ではクリップ２４，２６，２９の材質としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を例示したが、本発明によると、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や、ＮＹ６６およびＮＹ６等のナイロン材を用いてもよい。

実施形態１の正面図 バスバーリングの正面図 端子をあらわす部分拡大正面図 端子をあらわす部分拡大平面図 端子をあらわす部分拡大側面図 クリップとバスバーとの結束部分をあらわす部分拡大断面図 タブの部分拡大正面図

符号の説明

１０…バスバーリング
１２…単芯線（導体）
１３…絶縁被膜
１６…タブ
１８…端子
２３…熱収縮チューブ（絶縁チューブ）
２４…板状クリップ（保持部材）
２５…保持溝（収容溝）
２６…端子用クリップ（保持部材）
Ｄ…集中配電部材

Claims (3)

1. モーターを構成するステータの巻線に電力を供給するためのモータ用集中配電部材であって、
   導体が絶縁被膜によって覆われた複数相のバスバーリングと、
   前記バスバーリングに設けられこれを電源側に接続するための端子と、
   前記バスバーリングにおいて周方向に等間隔で複数設けられ前記バスバーリングを前記巻線に接続するためのタブと、
   前記バスバーリングのうち前記タブを除く位置の外周面に密着して被着された絶縁チューブと、
   前記絶縁チューブが被着された前記バスバーリングの外周面を挟み込む収容溝を有し、前記各バスバーリングの中心を同軸上に位置させて前記各バスバーリングを一定間隔を空けて積層状態に保持する保持部材とを備えるモータ用集中配電部材。
2. 前記タブは、前記バスバーリングの所定角度間隔の位置において、前記バスバーリングをその径方向内側に曲げ加工して形成されている請求項１記載のモータ用集中配電部材。
3. 前記絶縁チューブは、熱収縮チューブである請求項１または請求項２記載のモータ用集中配電部材。

Images