JP2011049086A - ターミナル部材 - Google Patents

Abstract

【課題】モータと、このモータの制御回路部とを、確実かつ効率よく接続することのできるターミナル部材を提供することを課題とする。
【解決手段】端子ホルダ４０に複数のクランプ部材４１を備え、端子ホルダ４０を押し込むのみで、複数組の端子２３、３３をクランプ部材４１でクランプして電気的に接続する。クランプ部材４１は、スリーブ４２に出没することで、クランプ金具４３が開閉し、端子２３、３３をクランプ金具４３に挿入するときにはクランプ金具４３が開いた状態となり、端子２３，３３の挿入を容易に行える。端子ホルダ４０を押し込んでいけば、スリーブ４２によってクランプ金具４３が閉じていき、端子２３、３３に対する接触荷重を大きくし、各相の端子２３、３３を電気的に接続する。
【選択図】図８

Description

本発明は、モータと、モータの駆動回路とを接続するときに用いられるターミナル部材に関する。

これまで、モータの各相と、インバータ制御を行う制御回路部とは、別体に設けられ、これらは中間ハーネスを介して電気的に接続されていた。しかし、近年、中間ハーネス接続の手間省略、省スペース化という観点から、モータとインバータ制御を行う制御回路部とを一体化することが検討されている。

このようなモータは、高電流が流れるため、例えばモータの各相に接続された端子や、制御回路部側の端子は、大きな断面積を有したバスバーが用いられている。このような端子を、直接、あるいは中間ハーネスを介して接続して、高い信頼性を得るには、端子どうしの接続に、ボルトを用いるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
また、端子どうしの接続に、金属製のクリップを用いる手法も提案されている（例えば、特許文献２、３参照。）。

特開２００６−８１３７３号公報 特許３６６６３５４号公報 実開平１−１２７１７２号公報

端子同士の接続は、高い信頼性を有することが要求される。特許文献１では、ボルトを用い、端子どうしを強固に接続している。しかしながら、端子は、モータの相数（一般には３相）に応じた数が存在し、したがって、端子どうしを接続するために、多数本のボルトを締めつけなければならず、手間が掛かるという問題がある。

一方、特許文献２、３においては、クリップにより端子同士の圧着力（接触荷重）を高める方法が用いられている。この場合、端子の圧着力を高めるためには、クリップの弾性力を高めるのが良いが、クリップの弾性力を高めると、接続の際の端子の挿入抵抗が大きくなり、モータと制御回路部との接続が困難になるという問題が生じる。さらに、クリップの場合も、モータの相数に応じた数の端子にクリップを装着するのは、同様に手間が掛かる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、モータと、このモータの制御回路部とを、確実かつ効率よく接続することのできるターミナル部材等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明のターミナル部材は互いに対向する一対のバスバーの少なくとも一方を押圧して、バスバーどうしを電気的に接続させる押圧部材と、押圧部材とバスバーとを内部に挿入させることによって、押圧部材をバスバーに接近する方向に押圧する挿入体と、を備えることを特徴とする。ここで、挿入体は、押圧部材とバスバーとを内部に挿入させることができるのであれば、例えば凹部や溝等、いかなる形状としてもよいが、例えば、筒状とするのが好ましい。
このような構成によれば、挿入体に押圧部材とバスバーとを挿入するのみで、押圧部材がバスバーに接近する方向に押圧され、これによってバスバーどうしを直接、電気的に接続することができる。

ここで、押圧部材は、弾性変形可能な弾性体から形成するのが好ましい。また、押圧部材は、バスバーに沿った状態で、バスバーから離間する側に突出する突出部を有し、押圧部材とバスバーとが挿入体の内部に挿入されたときに、突出部が挿入体の内周面に当たることで、押圧部材がバスバーに接近する方向に弾性変形するようにするのが好ましい。これにより、突出部が挿入体の内部に挿入された状態では、押圧部材がバスバーに押圧され、突出部が挿入体の外部に位置する状態では、押圧部材によるバスバーの押圧を解除することができる。
このような押圧部材は、バスバーの両側に沿って延びる一対のアームを有し、一対のアームでバスバーを挟み込む構成とすることができる。

また、挿入体に、押圧部材が挿入体から脱落するのを防止する脱落防止部が形成されているのが好ましい。これにより、ターミナル部材のバスバーに対する脱着作業を容易に行える。

さらに、複数対のバスバーに対応して複数組の押圧部材および挿入体が、一つのホルダに設けられた構成とするのが好ましい。これにより、複数対のバスバーをワンタッチで接続することができる。

本発明によれば、挿入体に押圧部材とバスバーとを挿入するのみで、押圧部材がバスバーに接近する方向に押圧され、これによってバスバーどうしを電気的に接続することができる。したがって、モータと、このモータの制御回路部とを、確実かつ効率よく接続することが可能となる。

本実施の形態におけるターミナル部材の構成を示す斜視図である。 （ａ）はターミナル部材を構成するモータ側の端子保持部を示す斜視図、（ｂ）はインバータ側の端子保持部を示す斜視図である。 モータ側の端子とインバータ側の端子とをクランプ部材でクランプした状態を示す斜視断面図である。 （ａ）は端子ホルダを示す斜視図、（ｂ）は端子ホルダに設けられたスリーブおよび連結ボルトを示す斜視断面図である。 クランプ部材を構成するスリーブとクランプ金具を示す図であり、（ａ）はクランプ部材の斜視展開図、（ｂ）はクランプ金具をスリーブに挿入した状態を示す斜視図である。 クランプ部材の斜視断面図である。 ターミナル部材により端子を接続する時の流れを示す図であり、（ａ）はモータ側端子台とインバータ側端子台とを突き合わせた状態を示す斜視図、（ｂ）は端子ホルダでモータ側の端子とインバータ側の端子とを接続した状態を示す斜視図である。 ターミナル部材により端子を接続する時の流れを示す図であり、（ａ）はクランプ金具の先端部を端子に合わせた状態の断面図、（ｂ）は、クランプ金具をスリーブ内に挿入しない状態で、端子をクランプ金具の基端部まで受け入れた状態の断面図、（ｃ）はクランプ金具をスリーブ内に挿入して端子を接続した状態を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるモータとインバータ制御回路とを接続するためのターミナル部材１０の構成を説明するための図である。

図１に示すように、モータ側には、モータのハウジングにモータ側端子台２１が一体に設けられる。モータ側端子台２１には台部２１ａが形成され、この台部２１ａ上に端子保持部２２が設けられている。端子保持部２２には、インバータ制御回路に対向する側（以下、これを上方と言う）に延びるサポート壁２２ａが形成されている。そして、端子保持部２２に、モータの各相に電流を供給するための所定数の端子（バスバー）２３が設けられている。

図２（ａ）、図３に示すように、各端子２３は、いわゆるバスバーであり、一定厚さを有した剛性のある帯状の金属板を所定形状に折り曲げ加工したものであり、図示しない一端側が端子保持部２２を貫通してモータの各相に接続され、他端側は、その一面をサポート壁２２ａとの間に隙間を隔てて対向させ、他面２３ｂを露出させている。また、端子２３の他面２３ｂには、例えば端子２３の延長方向に連続する突条２３ｃが形成されている。ここで、突条２３ｃが連続する向きや、形状等は何ら限定する意図はない。

図１に示したように、インバータ制御回路側には、インバータ制御回路のハウジングにインバータ側端子台３１が一体に設けられている。インバータ側端子台３１には、端子保持部３２が設けられている。図２（ｂ）に示すように、端子保持部３２には、モータ側端子台２１の各端子２３に対応して、インバータ制御回路からモータの各相に電流を供給するための複数の端子（バスバー）３３が設けられている。端子保持部３２は、モータ側端子台２１に対向する側（下方）に平面部３２ａが形成されている。

各端子３３は、いわゆるバスバーであり、一定厚さを有した剛性のある帯状の金属板を所定形状に折り曲げ加工したものであり、図示しない一端側が端子保持部３２を貫通してインバータ制御回路の各相に接続され、他端側は、その一面を端子保持部３２の側面３２ｂとの間に隙間を隔てて対向し、他面３３ｂを露出させている。また、端子３３の他面３３ｂには、例えば端子３３の延長方向に連続する突条３３ｃが形成されている。ここで、突条３３ｃが連続する向きや、形状等は何ら限定する意図はない。

これらモータ側端子台２１の上面２１ｂとインバータ側端子台３１の下面３１ｂとを突き合わせると、端子２３、３３の他面２３ｂ、３３ｂとが互いに対向し、突条２３ｃと突条３３ｃとが互いに接触する。

図１に示したように、インバータ側端子台３１には、上記のモータ側の端子２３とインバータ側の端子３３とをクランプして電気的に接続させるため、端子ホルダ４０が設けられている。
図４に示すように、端子ホルダ４０は、下面に、前記のように互いに対向した端子２３、３３をクランプするためのクランプ部材４１を、端子２３、２３の組数に応じた数だけ備えている。

各クランプ部材４１は、スリーブ（挿入体）４２と、クランプ金具（押圧部材）４３とから構成されている。
図３〜図５に示すように、スリーブ４２は、筒状で、その上端部に、外周側に突出する突起４２ｂ、４２ｂが設けられている。スリーブ４２は、端子ホルダ４０に形成された凹部４４に、スリーブ４２の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。凹部４４は、その内部で拡径して拡径部４４ａが形成され、スリーブ４２の突起４２ｂ、４２ｂは、この拡径部４４ａ内において移動可能とされ、スリーブ４２が凹部４４から抜け落ちないよう保持されている。

図３、図５に示すように、クランプ金具４３は、基端部４３ａから分岐した二本一対のアーム４５、４５が延びる二股状とされている。各アーム４５は、中間部において外方に膨らんだ湾曲部（突出部）４５ａと、湾曲部４５ａよりも先端側に内方に膨らんで端子２３、３３に接触する接触部４５ｂと、接触部４５ｂよりも先端側で外方に反った先端部４５ｃとを有している。

このクランプ金具４３は、スリーブ４２の内部空間に沿ってスライド可能で、湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２の内外に出没可能とされている。図６に示すように、スリーブ４２の内周面には、突起４２ｃ、４２ｄが形成されており、クランプ金具４３の基端部４３ａが突き当たることで、スリーブ４２内におけるクランプ金具４３の移動ストロークを規制している。ここで、クランプ金具４３の湾曲部４５ａ、４５ａの外側寸法Ｓ１は、スリーブ４２の内側寸法Ｓ２よりも大きく設定されている。これにより、湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２の外に露出した状態では、クランプ金具４３にはスリーブ４２によってアーム４５、４５を閉じる方向の力は作用せず、アーム４５、４５が開いた状態となる。そして、図５（ｂ）に示すように、クランプ金具４３をスリーブ４２の内方に押し込むと、湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２の内周面に当たることでアーム４５、４５が閉じるようになっている。

図４に示したように、端子ホルダ４０は、その中央部に、連結ボルト４８が設けられている。連結ボルト４８は、保持スリーブ４９を介し、端子ホルダ４０にその軸線周りに回動自在に保持されている。ここで、連結ボルト４８の外周面と保持スリーブ４９の内周面には互いに係合する段部４８ａ、４９ａが周方向に連続して形成されており、これにより連結ボルト４８は、インバータ側端子台３１に対し、その軸線方向への移動が規制されている。
連結ボルト４８の先端部４８ｂにはネジ条が形成されており、このネジ条は、モータ側端子台２１の台部２１ａに形成されたネジ穴２５にねじ込むことができるようになっている。モータ側端子台２１とインバータ側端子台３１とを突き合わせた状態で、連結ボルト４８の先端部４８ｂをネジ穴２５にねじ込むと、連結ボルト４８の締結力によって、モータ側端子台２１と端子ホルダ４０とが互いに接近し、最終的には、図３に示すように、端子ホルダ４０の下面４０ａが、モータ側端子台２１の台部２１ａに突き当たる。
また、連結ボルト４８を緩めると、端子ホルダ４０は、モータ側端子台２１の端子保持部２２から離間する。

このような構成のモータ側端子台２１、インバータ側端子台３１、端子ホルダ４０からなるターミナル部材１０を用いてモータとインバータとを電気的に接続するには、以下のようにする。
まず、図７（ａ）に示すように、モータ側端子台２１の上面２１ｂとインバータ側端子台３１の下面３１ｂとを突き合わせる。すると、図８（ａ）に示すように、端子保持部２２に保持された端子２３と、端子保持部３２に保持された端子３３とが、互いに対向する。
この状態で、連結ボルト４８をネジ穴２５にねじ込むと、連結ボルト４８の締結力によって、モータ側端子台２１と端子ホルダ４０とが互いに接近する。
このとき、端子ホルダ４０に複数備えられたクランプ部材４１のそれぞれは、スリーブ４２からクランプ金具４３が引き出されてアーム４５、４５が開いた状態とされ、互いに対向した端子２３と端子３３の先端が、アーム４５、４５の先端部４５ｃ、４５ｃの間に入り込む。このとき、クランプ金具４３は、アーム４５、４５が開いて先端部４５ｃ、４５ｃはそれぞれその先端が外方に反っているため、端子２３、３３の先端がアーム４５、４５の間に容易に入り込む。

連結ボルト４８をさらに締め込み、端子ホルダ４０をさらにモータ側端子台２１に接近させていくと、図８（ｂ）に示すように、突き合された端子２３、３３は、クランプ金具４３のアーム４５，４５の間に入り込んでいく。この状態で、湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２の内周面に当たると、アーム４５、４５が閉じ始め、端子２３、３３は、クランプ金具４３により保持される。

さらに連結ボルト４８を締め込むと、端子２３、３３は、クランプ金具４３の基端部４３ａに突き当たる。すると、それ以降、端子ホルダ４０がモータ側端子台２１に接近するにともない、クランプ金具４３は、端子２３、３３によって押されるかたちで、スリーブ４２に押し込まれていく。

クランプ金具４３がスリーブ４２に押し込まれていくと、湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２の内周面に当たることでアーム４５、４５が端子２３、３３を押圧する。
図７（ｂ）に示すように、端子ホルダ４０の下面４０ａがモータ側端子台２１の台部２１ａに突き当たるまで連結ボルト４８を締め込んでいくと、クランプ金具４３がさらにスリーブ４２に押し込まれていく。そして、図８（ｃ）に示すように、湾曲部４５ａ、４５ａが完全にスリーブ４２内に入り込むと、アーム４５、４５の接触部４５ｂ、４５ｂにおける端子２３，３３に対する接触荷重は最大となる。これにより、端子２３、３３は、突条２３ｃ、３３ｃが互いに密着し、直接互いに電気的に接続される。

また、この状態から、連結ボルト４８を緩めていくと、端子ホルダ４０が、モータ側端子台２１から離間する方向に移動する。すると、クランプ金具４３がスリーブ４２から徐々に抜け出していき、最終的には、図８（ｂ）、（ａ）に示したように、アーム４５、４５の湾曲部４５ａ、４５ａがスリーブ４２から外方に露出した状態となる。その状態では、アーム４５、４５が開いてフリーな状態に戻るため、端子２３、３３をクランプ金具４３から容易に抜き取ることができる。このとき、アーム４５、４５の先端部４５ｃ、４５ｃに突起４５ｄ、４５ｄを設けておけば、端子ホルダ４０をモータ側端子台２１から離間させたときに、突起４５ｄ、４５ｄが突条２３ｃ、３３ｃに引っ掛かることで、クランプ金具４３が端子２３、３３に残り、スリーブ４２のみが引き上げられる。これによってクランプ金具４３がスリーブ４２から引き出されてアーム４５、４５が開き、クランプ金具４３を端子２３、３３から容易に引き抜くことができる。

上述したように、端子ホルダ４０に複数のクランプ部材４１を備えることで、端子ホルダ４０を押し込むのみで、複数組の端子２３、３３をクランプ部材４１でクランプして効率よく電気的に接続することができる。
しかも、端子ホルダ４０は、連結ボルト４８により容易に移動させることができるので、この点においても、端子２３、３３の接続を容易かつ確実に行える。

また、クランプ部材４１は、スリーブ４２に出没することで、クランプ金具４３が開閉するので、端子２３、３３をクランプ金具４３に挿入するときにはクランプ金具４３が開いた状態となり、端子２３，３３の挿入を容易に行うことができる。
その後、端子ホルダ４０を押し込んでいけば、スリーブ４２によってクランプ金具４３が閉じていき、端子２３、３３に対する接触荷重を大きくすることができるので、接触荷重の大きなばらつきを生じることなく、各相の端子２３、３３を、確実に電気的に接続することができる。クランプ金具４３を構成するバネ鋼は導体抵抗が高いため、端子２３、３３を直接電気的に接続することで、端子２３、３３を電気的に効率よく接続できる。

なお、上記実施の形態では、モータ側端子台２１、インバータ側端子台３１の構成を示したが、その具体的形状や構成は、本発明の主旨の範囲内であれば他のいかなる構成としてもよい。
また、本実施形態に係るモータに限らず、他の用途のモータであっても、本発明を適用することは可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０…ターミナル部材、２１…モータ側端子台、２２…端子保持部、２３、３３…端子（バスバー）、３１…インバータ側端子台、３２…端子保持部、４０…端子ホルダ、４１…クランプ部材、４２…スリーブ（挿入体）、４３…クランプ金具（押圧部材）、４５…アーム、４５ａ…湾曲部（突出部）、４５ｂ…接触部、４５ｃ…先端部

Claims (7)

1. 互いに対向する一対のバスバーの少なくとも一方を押圧して、前記バスバーどうしを電気的に接続させる押圧部材と、
   前記押圧部材と前記バスバーとを内部に挿入させることによって、前記押圧部材を前記バスバーに接近する方向に押圧する挿入体と、を備えることを特徴とするターミナル部材。
2. 前記挿入体は、筒状であることを特徴とする請求項１に記載のターミナル部材。
3. 前記押圧部材は、弾性変形可能な弾性体からなることを特徴とする請求項１または２に記載のターミナル部材。
4. 前記押圧部材は、前記バスバーに沿った状態で、前記バスバーから離間する側に突出する突出部を有し、前記押圧部材と前記バスバーとが前記挿入体の内部に挿入されたときに、前記突出部が前記挿入体の内周面に当たることで、前記押圧部材が前記バスバーに接近する方向に弾性変形することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のターミナル部材。
5. 前記押圧部材は、前記バスバーの両側に沿って延びる一対のアームを有し、前記一対のアームで前記バスバーを挟み込むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のターミナル部材。
6. 前記挿入体に、前記押圧部材が前記挿入体から脱落するのを防止する脱落防止部が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のターミナル部材。
7. 複数対の前記バスバーに対応する複数組の前記押圧部材および前記挿入体が、一つのホルダに設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のターミナル部材。

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