JP2012110204A - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents

モータ及びモータの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】超音波溶接が容易にできるモータを提供する。
【解決手段】シャフトやロータ、コイル、ステータ、アダプター、バスバー等を含む。バスバーは、軸方向に延びる接合面を有する複数の端子部を備える。端子部は、径方向に隙間を隔ててアダプターと対向している。ステータの一端において、軸方向に延びる複数の導電線の端部がコイルから導出されている。導電線の端部は、端子部よりも径方向外側において端子部の接合面と接している。超音波溶接により、導電線の端部が端子部の接合面に接合されている。
【選択図】 図13

Description

本発明は、モータ及びその製造方法等に関する。
本発明に関し、特開2002−300745号公報には、端子部とコイル端末線とが超音波ボンディング法によって接合されたモータが開示されている。
特開2002−300745号公報
超音波溶接は、溶接時の熱の発生部位が局所的であるため、抵抗溶接やTIG溶接等の他の溶接方法に比べて有利である。
しかし、超音波溶接の場合、接合部位を両側から押さえ付ける必要があるため、特開2002−300745号公報のモータのように、端子部の位置を軸方向にずらすといった工夫が必要になる。また、端子部とコイル端末線との位置精度がばらつくと、接合処理が煩雑になって工数がかかる不利がある。
そこで、本発明の目的は、超音波溶接が容易にできるモータを提供することにある。
本発明のモータは、回転軸まわりに回転自在に支持されたシャフトと、前記シャフトに設けられたロータと、導電線を巻回することで形成されるコイルを有し、前記ロータの周りに配置されたステータと、前記ステータの軸方向一端に配置された絶縁性のアダプターと、前記アダプターによって支持されたバスバーとを含む。
前記バスバーは、軸方向に延びる接合面を有する複数の端子部を備える。前記端子部は、径方向に隙間を隔てて前記アダプターと対向している。前記ステータの一端において、軸方向に延びる複数の前記導電線の端部が前記コイルの前記端子部より径方向外側から導出されている。前記導電線の端部は、前記端子部よりも径方向外側において当該端子部の接合面と接している。そして、超音波溶接により、前記導電線の端部が前記端子部の接合面に接合されている。
このモータでは、接合面を有する複数の端子部は、径方向に隙間を隔ててアダプターと対向している。また導電線の端部はコイルにおける端子部よりも径方向外側から導出されている。そして、導電線の端部は、端子部よりも径方向外側において接合面と接している。
従って、導電線の端部は、コイルにおける端子部よりも径方向外側なから導出されるので、導電線の端部がアダプターや端子部の下に配置されることがない。よって、端子部と導電線の端部とを接合する際に、端子部と導電線の端部との位置決めが容易となる。
そして、超音波溶接する際には、超音波溶接機における、端子部と導電線の端部とを挟み込む一対の接合アームの一方を、アダプターと端子部との間の隙間に差し込むことができる。したがって、端子部の位置を軸方向にずらすことなく、端子部と導電線の端部とを接合できる。
本発明のモータによれば、超音波溶接が容易に行える。
本実施形態のモータを示す概略断面図である。 分割ステータを示す概略斜視図である。 ステータ及びバスバーユニットを示す概略斜視図である。 バスバーユニットの概略を示す分解斜視図である。 バスバーユニットを裏端面側から見た概略斜視図である。 (a)〜(e)は、バスバー及びその製造工程を示す概略図である。 バスバーユニットを裏端面側から見た概略平面図である。 図7における要部の概略断面図である。(a)はA−A線、(b)はB−B線、(c)はC−C線、(d)はD−D線における断面図である。 ステータの概略平面図である。 モータの要部を示す概略図である。 図10の矢印E方向から見た概略図である。 端子部とワイヤ端との接合を説明するための概略図である。 端子部とワイヤ端の接合部位を示す概略図である。(a)は側面図、(b)は正面図である。 別実施形態のモータを示す概略断面図である。 別実施形態のバスバーユニットを示す概略斜視図である。内部構造を示すために、バスバーユニットの一部は省略されている。 (a)〜(d)は、別実施形態のバスバー及びその製造工程を示す概略図である。 モータの変形例を示す概略図である。 (a)〜(c)は、バスバーの変形例及びその製造工程を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
図1に、本実施形態のモータを示す。このモータ1は、インナーロータ型ブラシレスモータである。モータ1には、ケーシング2やシャフト3、ロータ4、ステータ5、バスバーユニット6、回転角センサ7などが備えられている。ロータ4やステータ5、バスバーユニット6の中心は、いずれもシャフト3の中心A(モータ1の回転軸)と一致するように配置されている。
ケーシング2には、一端に開口を有する有底円筒形状をした容器体11と、略円盤状の蓋体12とが備えられている。容器体11の開口端の周囲にはフランジ11aが張り出している。このフランジ11aに蓋体12が締結固定されている。蓋体12の中央部には軸窓12aが開口している。容器体11の底面には、この軸窓12aに対向して軸受部11bが設けられている。蓋体12で塞がれた容器体11の内部にシャフト3等が設けられている。
軸受部11b及び軸窓12aのそれぞれの内側にはベアリング8が設けられている。シャフト3は、これらベアリング8、8を介してケーシング2に回転自在に支持されている。シャフト3の一方の端部は、軸窓12aを通じて蓋体12の外側に突出している。モータ1の回転駆動力はこの端部を通じて出力される。
シャフト3の中間部分にロータ4が同心に固定されている。ロータ4は、円筒状のロータコア41や磁石42などで構成されている。磁石42はロータコア41の外周面に設けられている。磁石42の磁極は、N極とS極とが円周方向に交互に並ぶように配置されている。ロータ4の周りに円筒状のステータ5が配置されている。ステータ5は容器体11の内側に固定されている。ステータ5の内周面はロータ4の外周面と僅かな隙間を隔てて対向している。
ステータ5は、複数(本実施形態では12個)の分割ステータ50を連結して形成されている。図2に示すように、分割ステータ50は、分割コア51やインシュレータ52、コイル53、樹脂層54を備えている。具体的には、分割コア51は略T字形状をした複数の鋼板を積層して形成されている。分割コア51は、互いに連結される横断面劣弧状のコアバック51aと、コアバック51aの中央部位から径方向を中心に向かって延びるティース51bなどを有している。分割コア51には絶縁性のインシュレータ52が装着されている。
コイル53は、インシュレータ52が装着されたティース51bのそれぞれにエナメル被覆銅線等の導電線を巻き付けることによって形成されている。すなわち、本実施形態ではコイル53は12個設けられている。ティース51bに巻き付けられた導電線の端部(ワイヤ端55ともいう)は、2本とも分割ステータ50の一方の端部に導出されている。これらワイヤ端55は、モータ1に組み付けられたときにはシャフト3と略平行になる。なお、ワイヤ端55は分割ステータ50ごとに導出されるため、本実施形態の場合、ステータ5から24本のワイヤ端55が導出されている。
コイル53は、2本のワイヤ端55の先端部分を除き、モールドによって形成された樹脂層54に埋設されている。ワイヤ端55の基端部分は樹脂層54でモールドされているので、ワイヤ端55は所定位置に位置決めされている。また、基端部分が樹脂層54に埋設されることにより、樹脂層54から突出するワイヤ端55の先端部分が撓み難くなるので、ワイヤ端55の先端部分を直線状に安定して保持できる。また、ワイヤ端55は冶具により固定された状態でモールドされるため、モールドしていない場合と比べ、ワイヤ端55が突出する位置精度が安定する。よって、後述する端子部66とワイヤ端55との接合を容易に行うことができる。なお、ワイヤ端55の配置等については更に別途後述する。
図3に示すように、これらワイヤ端55が導出されるステータ5の一方の端部(容器体11の開口側の端部、出力側端部5aともいう)にバスバーユニット6が取り付けられている。図4、図5に示すように、バスバーユニット6には、複数(本実施形態では4個)のバスバー61と、これらバスバー61を支持する絶縁性のアダプター62とが備えられている。
(バスバー)
本実施形態のバスバー61は、ステータ5のU相、V相、W相のそれぞれに接続される3つの相用バスバー61u,61v,61wと、中性点に接続される1つのコモン用バスバー61xとで構成されている。すなわち、本実施形態の各コイル53はY結線されている。
バスバー61は、全体が概ね同じ厚みに形成された帯状導体である。バスバー61には、厚み方向に環状に屈曲された細長い帯板状の本体部65と、本体部65と一体に設けられる複数の帯板状の端子部66とが備えられている。本実施形態では、相用バスバー61u,61v,61wそれぞれの本体部65u,65v,65wに端子部66u,66v,66wがそれぞれ4個ずつ設けられ、コモン用バスバー61xの本体部65xに12個の端子部66xが設けられている(以下、U相、V相、W相、コモン相を説明する上で識別する必要がない場合は、例えばバスバー61というようにu、v、w、xは省略する)。
相用バスバー61には、更にそれぞれ2個(接合されて1個になっている場合もある)の帯板状の接続端部67u,67v,67wが本体部65と一体に設けられている。接続端部67は、長方形状を呈し、本体部65の両端のそれぞれから本体部65に略直交して同じ方向に延びている。接続端部67は本体部65を挟んで端子部66の反対側に設けられている。
端子部66(66u,66v,66w,66x)のそれぞれは、フック形状を呈し、本体部65の側端の所定部位に設けられている。端子部66は、本体部65の長手方向の中間の所定部位から側方に張り出す端子張出部63と、端子張出部63の先端に連なる端子先端部66cとを有している。詳しくは、端子張出部63は、本体部65の側端の所定部位から側方に張り出して本体部65と略直交する方向に延びる短寸の端子基部66aと、端子基部66aの先端に連なって本体部65の半径方向外側に屈曲し、端子基部66aと略直交する方向に延びる端子中間部66bとを有している。端子先端部66cは、端子中間部66bに連なって本体部65と対向する側に屈曲し、端子中間部66bと略直交する方向に延びている。
(バスバーの製造方法)
これらバスバー61は、1本の絶縁被膜を有しない裸電線(例えば、裸銅線68)を加工することによって形成されている。
図6に、バスバー61の製造工程を示す。まず、同図の(a)に示すように、所定長さの裸銅線68(線材)を1本準備する。裸銅線68には汎用品を用いることができ、例えば、2mm程度の線径のものが利用できる。
次に、同図の(b)に示すように、裸銅線68を折り曲げて、本体部65となる本体形成部69、端子部66となる端子形成部70、及び接続端部67となる接続端形成部71を形成する。具体的には、端子形成部70の場合、この裸銅線68の所定の中間部位を折り返し、2本の裸銅線68が実質的に平行になるように近接させる。折り返した裸銅線68の先端から所定の長さの位置で、互いに逆向く方向に裸銅線68を略90度折り曲げる。
これを繰り返すことにより、直線状に延びる本体形成部69の側方に略直交して張り出す端子形成部70を複数形成する(相用バスバー61はそれぞれ4個、コモン用バスバー61xは12個)。端子形成部70はいずれも本体形成部69の同じ側に形成する。接続端形成部71は、本体形成部69に対して端子形成部70の反対側に裸銅線68の両端のそれぞれを略90度折り曲げて形成する。端子形成部70及び接続端形成部71は同一平面上に形成され、互いに略平行である。なお、コモン用バスバー61xは接続端部67が無いため、コモン用バスバー61xの場合には接続端形成部71は形成されない。
次に、同図の(c)に示すように、端子形成部70等を形成した裸銅線68の全体を折り曲げ方向に直交する方向から圧延して中間部材72を形成する。裸銅線68の全体を圧延することにより、所定の展開形状をした帯板状の中間部材72が得られる。もし仮に、金属板を打ち抜いてこのような形状の中間部材72を形成すると、打ち抜き後に多量の金属屑が発生する。それに対し、この製法によれば、金属屑が発生しない。従って、100%の歩留まりで中間部材72の量産が実現できる。
本体形成部69及び接続端形成部71は、1本の裸銅線68が圧延されてほぼ同じ幅の帯板状となり、本体部65及び接続端部67が形成される。端子形成部70では、平行に並ぶ2本の裸銅線68が圧延されて一体化し、幅広な端子部66が形成される。
詳細には、本体部65等とほぼ同じ幅に圧延された一対の帯板状の部分(延出部61s)が、互いに突き合わされた状態で本体部65から側方に張り出している。これら一対の延出部61sのそれぞれは、裸銅線68の折り返し部分が圧延されて略U字形状に形成された先端部分(先端部61t)に連なって一体化している。一対の延出部61sや先端部61tは、圧延による変形で一体化している場合もある。ここで言う一対の延出部61sによって端子張出部63が構成され、先端部61tによって端子先端部66cが構成される。
最後に、同図の(d)に示すように、中間部材72の所定部位を折り曲げることにより、バスバーが完成する。具体的には、各端子部66の付け根部分を略90度折り曲げて端子基部66aを形成する。更に、各端子部66の中間部分を略90度折り曲げて端子中間部66b及び端子先端部66cを形成する。そして、本体部65を厚み方向に屈曲して接続端部67どうし(コモン用バスバー61xの場合は本体部65の端部どうし)を突き合わせ、同図の(e)に示すように、環状に変形させる。
相用バスバー61の端子形成部70は、それぞれ長さが異なるように形成される。それにより、相用バスバー61の端子基部66aはそれぞれ同じ長さに形成される。また、相用バスバー61の端子先端部66cもそれぞれ同じ長さに形成される。それにより、相用バスバー61の端子中間部66bはそれぞれ所定の異なった長さに形成されている。また、相用バスバー61の本体形成部69は、それぞれ長さが異なるように形成されている。それにより、相用バスバー61の本体部65はそれぞれ異なった直径に形成されている。
本実施形態のコモン用バスバー61xの端子形成部70は、相用バスバー61よりも長さが短く形成されている。端子基部66a及び端子先端部66cは、相用バスバー61とコモン用バスバー61xとで同じ長さに形成されており、端子中間部66bが相用バスバー61よりもコモン用バスバー61xの方が短く形成されている。コモン用バスバー61xは相用バスバー61よりも端子部66の数が多いため、端子部66の寸法を相対的に小さくすることで、裸銅線68の使用量を抑制することができる。
(アダプター)
アダプター62は樹脂の射出成型品である。本実施形態のアダプター62は、ステータ5の形状に合わせて円環形状に形成されている。アダプター62の横断面は矩形形状をしている。
図3や図5に示したように、アダプター62は、同心円状に位置して内外に対向する内周面62a及び外周面62bと、これら内周面62a及び外周面62bの各縁に連なって対向する一対の表端面62c及び裏端面62dを有している。アダプター62の表端面62cの3箇所には端子孔73が開口している。これら端子孔73を通じて各相用バスバー61の接続端部67が突出している。アダプター62の裏端面62dには、複数(本実施形態では4個)の本体支持溝74と、複数(本実施形態では24個)の端子支持溝75とが形成されている。
図7や図8にも示すように、本体支持溝74は円環状の溝であり、同心円状に多重に形成されている。本体支持溝74の幅はバスバーの本体部65の厚みよりも僅かに大きく形成されている。本実施形態では、半径方向内側に、相用バスバー61の本体部65を受け入れる第1〜第3の3つの本体支持溝74u,74v,74wが配置され、最も外側にコモン用バスバー61xの本体部65xを受け入れる第4の本体支持溝74xが配置されている。第1〜第4の本体支持溝74の深さはいずれも同じである。
端子支持溝75は本体支持溝74と交差して半径方向に延びる溝である。端子支持溝75のそれぞれは放射状に配置されている。端子支持溝75の幅はバスバーの端子部66の幅よりも僅かに大きく形成されている。端子支持溝75は円周方向の24箇所に等間隔で形成されている。本実施形態の端子支持溝75は、第1〜第4の本体支持溝74のそれぞれに連なる第1〜第4の端子支持溝75u,75v,75w,75xで構成されている(図4参照)。
第4端子支持溝75xは、円周方向の12箇所に等間隔で形成されている。第1〜第3の端子支持溝75は、これら第4端子支持溝75xの間に、例えば、反時計回りに第1端子支持溝75u、第2端子支持溝75v、第3端子支持溝75wの順に1つずつ配置されている。第1〜第4の端子支持溝75の深さはいずれも同じである。
第1〜第4の端子支持溝75の長さはそれぞれ異なる。具体的には、第1〜第4の端子支持溝75の一端はいずれもアダプター62の外周面62bに開口している。そして、第4端子支持溝75xの他端は第4本体支持溝74xに開口し、同様に、第1〜第3端子支持溝75の他端はそれぞれ第1〜第3本体支持溝74に開口している。
本体支持溝74には、本体部65及びこれらの端子基部66aが個別に収容され、入れ子状に配置されている。端子支持溝75には、端子部66の端子中間部66bが個別に収容されている。このとき、端子先端部66cは、本体部65と対向する側に位置しているため、アダプター62の外周面62bと対向して位置する。
図8の(a)に示したように、端子支持溝75の深さD2は端子部66の厚みtよりも大きく形成されている。従って、端子部66がアダプター62に入り込んでアダプター62の裏端面62d側にバスバー61がはみ出ないので、バスバー61と他の部材との接触を防ぐことができる。
本体支持溝74の深さD1は、端子支持溝75の深さD2よりも大きく形成されている。そして、本体支持溝75の深さD1と端子支持溝75の深さD2との差は、本体部65の幅Wよりも大きく形成されている。本体支持溝75に収容されたバスバー61は、本体支持溝75に設けられるスナップフィット等の機構により動きを制限される。従って、バスバー61のいずれかをアダプター62に収容したとき、他のバスバー61の本体部65を跨ぐ端子部66は端子支持溝75に規制されるため、他のバスバー61の本体部65との接触も安定して防ぐことができる。
バスバー61の端子先端部66cの半径方向外側には接合面76が設けられている。接合面76のそれぞれは、アダプター62に装着したときに、アダプター62(バスバーユニット6)の中心Aを中心とする第1仮想円77に半径方向内側から接する位置に配置されている(図7参照)。これら接合面76には、バスバーユニット6をステータ5に組み付けたときにワイヤ端55が接合される。
図3に示したように、バスバーユニット6をステータ5に取り付ける際には、アダプター62の裏端面62dをステータ5の出力側端部5aに向けた状態で取り付けられる。このようにすることで、バスバーがアダプター62から抜け外れることが防止できる。また、本体支持溝74に塵埃等が入り込むのも防止できる。
図9に示すように、ワイヤ端55は、ステータ5の円周方向に等間隔で並んでいる。本実施形態の場合、ワイヤ端55は24箇所に設けられているので、隣接する2本のワイヤ端55によって形成される中心角は15度である。なお、バスバーユニット6の端子部66はワイヤ端55の数や位置に対応して設けられている。
ワイヤ端55は、ステータ5の中心Aを中心とする第2仮想円78に半径方向外側から接する位置に配置されている。第2仮想円78は第1仮想円77と同じ直径に設定されている。従って、それぞれの中心Aを一致させてバスバーユニット6をステータ5に取り付け、ワイヤ端55と端子部66とを円周方向に位置決めすれば、図10にも示すように、ワイヤ端55は、半径方向外側から端子部66の接合面76と接した状態になる(接しなくても僅かな隙間を隔てて対向する)。
図11に示すように、接合面76は円周方向に拡がっているため、ワイヤ端55が多少位置ずれしていたり撓んでいたりした場合でも、ワイヤ端55は接合面76に対向して位置する。従って、ワイヤ端55と端子部66とを安定して接合することができ、自動化も容易である。
すなわち、モータ1を製造する際、バスバーユニット6をステータ5に組み付ける一連の工程は機械化することができる。例えば、アダプター62に各バスバー61を装着してバスバーユニット6を組み立てた後、接合面76がワイヤ端55と対向する位置に、所定の組立装置(図示せず)を用いてバスバーユニット6をステータ5に配置する(位置決め工程)。例えば、それぞれの中心線Aを合わせ、中心線Aに沿ってステータ5の出力側端部5aにバスバーユニット6を所定位置まで近づける。そうした後、バスバーユニット6とステータ5とを相対的に回転させてワイヤ端55と端子部66とを円周方向に位置決めする。そうするだけで、簡単に全てのワイヤ端55を端子部66と接した状態にすることができる。
次に、図12に示すように、所定の接合装置101により、半径方向の内外から各端子先端部66cと各ワイヤ端55とを挟み込み、接合面76にワイヤ端55を押し付ける。後は、抵抗溶接やTIG溶接、超音波溶接等によりワイヤ端55と端子部66とを溶接すればよい(接合工程)。全てのワイヤ端55をまとめて処理できるので、工数が削減でき、生産性に優れる。
本実施形態では、端子部66とアダプター62との間に形成された隙間56を利用し、超音波溶接によってワイヤ端55と端子部66とが接合されている。
具体的には、接合装置101は、第1圧着部101aと、第1圧着部101aよりも径方向外側に位置し、第1圧着部101aと対向している第2圧着部101bとを有している。
端子部66は、径方向に隙間56を隔ててアダプター62と対向している。第1圧着部101aは、隙間56に収容される。そして、図12に矢印で示すように、互いに接したワイヤ端55及び端子部66は、第1圧着部101aと第2圧着部101bによって径方向に圧着され、超音波振動を加えることにより、ワイヤ端55と端子部66とが接合される。
図13に、ワイヤ端55と端子部66との接合部位の具体例を示す。本実施形態のワイヤ端55と端子部66との接合部位には、傾斜面55aが形成されている。
詳しくは、傾斜面55aは、ワイヤ端55の軸方向先端側に向かうに従って次第にワイヤ端55の径方向の厚みが薄くなるように、形成されている。傾斜面55aがワイヤ端55の接合部位に形成されるように超音波溶接することで、ワイヤ端55の先端部分は、押し広げられるように端子部66と接合する。その結果、ワイヤ端55と端子部66とをより強固に接合することができる。ワイヤ端55と端子部66との接合強度は、先端側に向かうに従って次第に強くなるので、振動等に強い安定した接合が実現できる。
(別実施形態)
図14に、別実施形態のモータを示す。本実施形態のモータ1Aは、バスバーユニット6の構造が上述した実施形態のモータ1と異なっている。以下、上述した実施形態のモータ1と同様の機能を有する構成については、同じ符号を用いてその説明は省略し、異なる点について詳細に説明する。
図15に、本実施形態のバスバーユニット6Aを示す。このバスバーユニット6Aには、複数(本実施形態では4個)のバスバー81と、これらバスバー81を支持する絶縁性のアダプター82とが備えられている。本実施形態のバスバー81も、ステータ5のU相、V相、W相のそれぞれに接続される3つの相用バスバー81u,81v,81wと、中性点に接続される1つのコモン用バスバー81xとで構成されている。
図16の(d)に示すように、本実施形態のバスバー81の本体部65は、厚み方向ではなく幅方向に環状に屈曲されている。端子部66は、本体部65の外周側の側端の所定部位から半径方向外側に張り出して本体部65と略平行に延びる端子張出部83と、端子張出部83に連なって、端子張出部83と略直交する方向に延びる端子先端部66cとを有している。これらバスバーも1本の裸銅線68を加工することによって形成されている。
本実施形態のバスバーを製造する場合には、同図の(a)に示すように、所定長さの1本の裸銅線68を準備する。次に、同図の(b)に示すように、裸銅線68を折り曲げて、本体部65となる本体形成部69、端子部66となる端子形成部70、及び接続端部67となる接続端形成部71を形成する。
具体的には、先の実施形態と同様にして端子形成部70を複数形成する(相用バスバー81はそれぞれ4個、コモン用バスバー81xは12個)。裸銅線68を環状に屈曲して本体形成部69を形成する。端子形成部70はいずれも本体形成部69の半径方向外側に位置させる。接続端形成部71は、端子形成部70とは逆側に本体形成部69の半径方向内側に位置させる。
次に、同図の(c)に示すように、端子形成部70等を形成した裸銅線68の全体を圧延して帯板状の中間部材72を形成する。同図の(d)に示すように、中間部材72の所定部位を折り曲げる。具体的には、各端子部66の中間部分を略90度折り曲げて端子張出部83及び端子先端部66cを形成する。本実施形態の場合、端子張出部83が先の実施形態における端子張出部63(一対の延出部66s)に相当する。
各バスバー81の端子形成部70は、それぞれ長さが異なるように形成されている。本実施形態の場合、端子張出部83は同じ長さに形成され、バスバーごとに端子先端部66cはそれぞれ所定の異なった長さに形成されている。また、本実施形態の本体形成部69はいずれも同じ長さに形成されている。それにより、バスバー81の本体部65はそれぞれ同じ直径に形成されている。
本実施形態のコモン用バスバー81xの端子形成部70は、相用バスバー81よりも長く形成されている。それにより、コモン用バスバー81xの端子先端部66cは、相用バスバー81よりも長くなっている。コモン用バスバー81x端子形成部70は、相用バスバー81よりも短く形成してもよく、そうすれば、端子部66の数の違いから裸銅線68の使用量を抑制することができる。
本実施形態では、バスバー81はアダプター82と一体化されている。具体的には、バスバー81の本体部65は、隣接するバスバー81の間に樹脂層54が介在する非接触の状態でアダプター82の内部に積層されている。各バスバー81の端子先端部66cは、積層位置に応じて所定の異なる長さに形成されている。それにより、アダプター82の表端面62cからの各端子先端部66cの突出量は概ね同じになっている。なお、アダプター82の外周面62bからの各端子先端部66cの突出量は同じである。それによって接合面76は第1仮想円77に接する。
なお、本発明にかかるバスバーは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
例えば、上述した実施形態のモータでは、ステータ5の大部分はモールドによって樹脂層54に埋設されているが、本発明は、図17に示すように、樹脂層54の無いモータにも適用できる。
また、必要に応じて、バスバー61の端子部66の一部の形態は適宜変更できる。図18の(c)に、変形例のバスバー91を示す。このバスバー91の端子部92は、ワイヤ端55を圧着して接続できる形態に形成されている。すなわち、この端子部92は、本体部65に連なって側方に張り出す端子基部92aと、端子基部92aの先端部分の両側のそれぞれから側方に張り出す一対の端子腕部92bとを有している。これら端子腕部92bの間にワイヤ端55を抱き込んで端子腕部92bを巻き締めることにより、端子部92とワイヤ端55とが接続される。
この端子部92の場合、例えば、同図の(a)に示すように、裸銅線68を略T字状に折り曲げて端子形成部70を形成する。そうして圧延処理すると、(b)に示すような端子部92の展開形状をした中間体が形成される。後は、この中間体の所定部位を折り曲げればよい。
各コイルの接続はY結線に限らずデルタ結線であってもよい。また、各相ごとにコイルを直列に接続するシリーズ結線や、各相ごとに直列に接続した一群のコイルを更に並列に接続するシリーズパラレル結線に適用することもできる。
バスバーの素材(線材)は、電気伝導性を有する金属であれば銅線に限らずその種類は問わない。例えば、アルミ線は銅線に比べて軽量で安価であるため、効果的に適用できる。特に、コイルの導電線と同じ線材を用いれば、物性が全く同じになるため、接合品質を高めることができる。
アダプターやバスバーの本体部の形状は円環形状に限らない。円弧形状や多角形、不定形等であってもよい。
本発明のバスバーやモータは、車載用のモータに利用でき、例えば、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に好適である。
1 モータ
2 ケーシング
3 シャフト
4 ロータ
5 ステータ
6 バスバーユニット
51 分割コア
52 インシュレータ
53 コイル
54 樹脂層
55 ワイヤ端(導電線の端部)
56 隙間
61 バスバー
62 アダプター
65 本体部
66 端子部
66s 延出部
66t 先端部
67 接続端部
68 裸銅線(線材)
69 本体形成部
70 端子形成部
74 本体支持溝
75 端子支持溝
76 接合面
77 第1仮想円
78 第2仮想円
A 中心(回転軸)

Claims (10)

  1. 回転軸まわりに回転自在に支持されたシャフトと、
    前記シャフトに設けられたロータと、
    導電線を巻回することで形成されるコイルを有し、前記ロータの周りに配置されたステータと、
    前記ステータの軸方向一端に配置された絶縁性のアダプターと、
    前記アダプターによって支持されたバスバーと、
    を含み、
    前記バスバーは、軸方向に延びる接合面を有する複数の端子部を備え、
    前記端子部は、径方向に隙間を隔てて前記アダプターと対向し、
    前記ステータの一端において、軸方向に延びる複数の前記導電線の端部が前記コイルの前記端子部より径方向外側から導出され、
    前記導電線の端部は、前記端子部よりも径方向外側において当該端子部の接合面と接し、
    超音波溶接により、前記導電線の端部が前記端子部の接合面に接合されているモータ。
  2. 請求項1に記載のモータにおいて、
    前記導電線の端部における接合部位に、導電線の軸方向一端側に向かうに従って次第に導電線の径方向の厚みが薄くなる傾斜面が形成されているモータ。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のモータにおいて、
    前記バスバーが複数あり、
    前記端子部は、板状の本体部に一体に設けられ、
    前記本体部から側方に張り出す端子張出部と、
    前記端子張出部に連なる端子先端部と、
    を有し、
    前記本体部は前記アダプターの形状に対応して厚み方向に屈曲し、
    前記端子張出部は前記本体部と略直交する端子中間部を含み、
    前記端子先端部は前記端子張出部と略直交する部分を含み、
    前記アダプター内に前記本体部が入れ子状に配置されているモータ。
  4. 請求項3に記載のモータにおいて、
    前記アダプターの一方の端面に、
    前記本体部を個別に受け入れる複数の本体支持溝と、
    前記端子中間部を個別に受け入れる複数の端子支持溝と、
    が設けられ、
    前記本体支持溝は前記シャフトの周りに多重に形成され、
    前記端子支持溝は前記本体支持溝と交差し、
    前記本体支持溝の深さが前記端子支持溝の深さよりも大きく形成されていて、その差が前記本体部の幅よりも大きいモータ。
  5. 請求項3または請求項4に記載のモータにおいて、
    前記コイルは、樹脂に埋設されており、
    前記導電線の端部が前記樹脂の外側に導出されているモータ。
  6. 請求項4に記載のモータにおいて、
    前記端子先端部は、前記本体部と対向する側に位置し、
    前記アダプターは、前記端面を前記ステータの一端に向けた状態で前記ステータに取り付けられているモータ。
  7. 請求項1又は請求項2に記載のモータにおいて、
    前記バスバーが複数あり、
    前記端子部は、板状の本体部に一体に設けられ、
    前記本体部は前記アダプターの形状に対応して幅方向に屈曲し、
    前記端子張出部は前記本体部と略平行に延びる部分を含み、
    前記端子先端部は前記端子張出部と略直交する部分を含み、
    前記アダプター内に前記本体部が非接触状態で積層されているモータ。
  8. 請求項3〜請求項7のいずれか1つに記載のモータにおいて、
    前記ステータは円筒形状に形成され、
    前記導電線の端部は円周方向に並んでおり、
    前記アダプター及び前記本体部は円環形状又は円弧形状に形成され、
    前記導電線の端部の位置に対応して前記端子部が配置されているモータ。
  9. 請求項8に記載のモータにおいて、
    前記導電線の端部のそれぞれは、第1仮想円と接する位置に配置され、
    前記接合面のそれぞれは、第2仮想円と接する位置に配置され、
    前記ステータに前記バスバー及び前記アダプターを取り付けた状態において、前記第1仮想円と前記第2仮想円とが一致可能に設定されているモータ。
  10. 請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載のモータの製造方法であって、
    前記接合面が前記導電線の端部と対向する位置に、前記バスバーを前記ステータに配置する位置決め工程と、
    前記接合面に前記導電線の端部を押し付けて、前記導電線の端部と前記端子部とを超音波溶接する接合工程と、
    を含み、
    前記位置決め工程及び前記接合工程が自動化されているモータの製造方法。
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