JP2015076969A - モータ用バスリングの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】安価かつコンパクトなモータ用バスリングの製造方法を提供する。
【解決手段】モータの同一相のコイルを電気的に接続する環状かつ板状のバスバーと、バスバーを絶縁状態で一体化するための絶縁シート42と、を有するモータ用バスリングの製造方法であって、バスバーおよび絶縁シート42を順次積層して接着する積層工程を有する。そして、積層工程において、絶縁シート42における径方向に突出する突出部44に形成された開口部45に、位置決め部材140を挿入することによって、絶縁シート42が位置決めされた状態で、バスバーおよび絶縁シート42が接着される。
【選択図】図11

Description

本発明は、モータ用バスリングの製造方法に関する。
走行駆動源としてハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載されるモータは、導電性金属の板材をプレスによって帯状に打ち抜いて形成されるバスリングを有する(例えば、特許文献1参照。)
特開2003−134757号公報
しかし、バスリングは、樹脂製ケースに挿入されて絶縁状態が保持されている。樹脂製ケースは、高価であり、また、コンパクト化が困難であり、モータの軸長が長くなる問題を有している。
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、安価かつコンパクトなモータ用バスリングの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、モータの同一相のコイルを電気的に接続する環状かつ板状のバスバーと、前記バスバーを絶縁状態で一体化するための絶縁シートと、を有するモータ用バスリングの製造方法であって、前記バスバーおよび前記絶縁シートを順次積層して接着する積層工程を有する。そして、前記積層工程においては、前記絶縁シートにおける径方向に突出する突出部に形成された開口部に、位置決め部材を挿入することによって、前記絶縁シートが位置決めされ、前記絶縁シートが位置決めされた状態で、前記バスバーおよび前記絶縁シートが接着される。
本発明に係るモータ用バスリングの製造方法においては、バスバーの絶縁部材が、絶縁シートから構成されるため、例えば、樹脂製ケースを利用する場合に比較し、絶縁部材のコストを低減し、かつ、モータの軸方向に関するバスリングの厚みを削減(モータ軸長を短縮)することが可能である。また、絶縁シートを積層する際、絶縁シートの突出部に形成された開口部に位置決め部材を挿入することによって、絶縁シートが位置決めされるため、絶縁シートの位置決め精度が良好であり、絶縁状態を容易に確保することが可能である。したがって、安価かつコンパクトなモータ用バスリングの製造方法を提供することができる。
実施の形態1に係るステータを説明するための斜視図である。 図1に示されるバスリングと分割コアとの結線部を示している拡大図である。 図1に示される分割コアのインシュレータを示している拡大図である。 図1に示されるバスリングを説明するための断面図である。 図1に示されるバスリングを説明するための分解斜視図である。 図4に示される絶縁シートを説明するための斜視図である。 図6に示される絶縁シートの絶縁シート片を説明するための平面図である。 図7に示される絶縁シート片の製造法を説明するための平面図である。 実施の形態1に係るバスリングの製造方法を説明するためのブロック図である。 図9に示される積層工程におけるバスバーの位置決めを説明するための斜視図である。 図9に示される積層工程における絶縁シートの位置決めを説明するための斜視図である。 図8に示される積層工程における加圧による接着を説明するための斜視図である。 図8に示される組付け工程を説明するための斜視図である。 実施の形態2に係るバスリングの製造方法を説明するためのブロック図である。 図14に示される切除工程を説明するための斜視図である。 実施の形態3に係るバスリングを説明するための断面図である。 図16に示されるバスリングを製造するために適用されるラミネート治具を説明するための断面図である。 実施の形態3に係る絶縁シートを構成する絶縁シート片を説明するための平面図である。 図18に示される絶縁シート片の開口部からの位置決め部材の離間を説明するための概略図である。 実施の形態3に係る積層工程における加圧による接着を説明するための断面図である。 実施の形態3に係る変形例を説明するための平面図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、実施の形態1に係るステータを説明するための斜視図、図2は、図1に示されるバスリングと分割コアとの結線部を示している拡大図、図3は、図1に示される分割コアのインシュレータを示している拡大図である。なお、図3においては、バスリングが省略されている。
実施の形態1に係るステータ10は、図1に示されるように、円環状であり、複数の分割コア22を有するステータコア部20と、バスリング30とを有し、例えば、走行駆動源としてハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載される3相交流モータに適用される。分割コア22は、鉄心に巻回されたコイル、コイル端子24、絶縁体からなるインシュレータ26(図3参照)等を有し、円周方向に等間隔に配置されている。インシュレータ26は、例えば、分割コア22の軸方向の両端面及び周方向の両側面に被覆されており、ボビンとして機能する。
バスリング30は、分割コア22のコイルに電流を流すためのモータ内配線部品であり、強電端子32および接続端子34を有する。強電端子32は、電力の供給用であり、電源(電池モジュール)に接続される。接続端子34は、図2に示されるように、分割コア22のコイル端子24と結線される。
図4および図5は、図1に示されるバスリングを説明するための断面図および分解斜視図である。
バスリング30は、図4に示されるように、絶縁シート40およびバスバー50,52,54,56を有する。バスバー50,52,54,56は、例えば、丸銅線に対して曲げ成形(ワイヤーフォーミング)を適用することにより形成されており、図5に示されるように、環状であり、モータの同一相のコイルを電気的に接続するために使用される。なお、図5において、最上層に位置する絶縁シート40は表示していない。
バスバー50、52および54は、U相用、V相用およびW相用であり、強電端子32および接続端子34が配置されている。バスバー56は、中性相用であり、図5に示されるように、接続端子34が配置されているが、強電端子32を有していない。分割コア22は、バスバーの中性線(バスバー56)と3相の電線(バスバー50,52,54)のいずれか1つと接続される。したがって、バスバー56の接続端子34の数は、分割コア22の数に対応しており、バスバー50,52,54の接続端子34の数の3倍となっている。
バスバー50,52,54,56の材質は、銅、ニッケル、アルミニウム、またはこれらの合金等であるが、特に限定されず、例えば、錫めっきされた銅線を適用することも可能である。バスバー50,52,54,56は、線材(丸銅線)から形成される形態に限定されず、例えば、板材にプレス打抜き加工を適用することで成形することも可能である。
図6は、図4に示される絶縁シートを説明するための斜視図、図7は、図6に示される絶縁シートの絶縁シート片を説明するための平面図、図8は、図7に示される絶縁シート片の製造法を説明するための平面図である。
絶縁シート40は、積層されるバスバー50,52,54,56を絶縁状態で一体化する環状かつ板状の絶縁部材であり、図4および図5に示されるように、バスバー50の表面、バスバー50とバスバー56との間、バスバー56とバスバー52との間、バスバー52とバスバー54との間、および、バスバー54の下方に配置されている。つまり、絶縁シート40は、バスバー50,52,54,56の形状に対応し、積層されるバスバー50,52,54,56の間に配置され、バスバー50,52,54,56の絶縁部材を構成している。
絶縁シート40の幅Wは、沿面距離に基づき、バスバー50,52,54,56の幅Wより大きく設定することが好ましく(図4参照)、これにより、良好な絶縁効果を確保することが可能である。
絶縁シート40は、図6に示されるように、6枚の絶縁シート片42を接着して形成される。絶縁シート片42は、図7に示されるように、重ね合せて接着される端部43を有する。端部43は、内側(径方向)に突出しかつ開口部45を有する突出部44を有する。開口部45は、バスリング30を製造する際において、位置決めに利用される。
絶縁シート片42は円弧状であり、環状でないため、図8に示されるように、単一の絶縁シート素材48から複数枚製造することが可能である。これにより、絶縁シート素材48が有効利用されるため、歩留りの向上を図り、絶縁シート40のコストを低減することが可能である。
絶縁シート40は、6枚の絶縁シート片42から構成する形態に限定されない。また、絶縁シート片42の接着方法は、特に限定されず、例えば、熱によって融着させることが可能な接着層が予め設けられている絶縁シート素材48から製造される絶縁シート片42を利用する場合、絶縁シート片42の端部43同士を重ねて加熱することによって、接着することが可能である。また、絶縁シート片42の端部43に接着剤を塗布した後で重ねることで、接着することも可能である。
絶縁シート40の材質は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート樹脂)等の熱可塑性エンジニアリングプラスチックであるが、特にこれらに限定されない。
次に、実施の形態1に係るバスリングの製造方法を説明する。
図9は、実施の形態1に係るバスリングの製造方法を説明するためのブロック図、図10、図11および図12は、図8に示される積層工程におけるバスバーの位置決め、絶縁シートの位置決めおよび加圧による接着を説明するための斜視図、図13は、図8に示される組付け工程を説明するための斜視図である。
実施の形態1に係るバスリングの製造方法は、図9に示すように、積層工程、組付け工程および結線工程を有する。
積層工程においては、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー54、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー52、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー56、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー50、絶縁シート片42(絶縁シート40)が、ラミネート治具100を利用して、順次積層されて接着される。
ラミネート治具100は、図10に示されるように、載置台110、外周壁部120、内周壁部130および位置決め部材140を有する。載置台110は、絶縁シート40およびバスバー50,52,54,56の形状と略一致する形状を有する。外周壁部120および内周壁部130は、載置台110の外周側および内周側に沿って延長している。内周壁部130は、凹部132を有し、凹部132と載置台110との間に位置決め部材140が配置されている。
位置決め部材140は、丸ピン形状を有し、絶縁シート片42の突出部44の開口部45に挿入されることで、絶縁シート片42を位置決めするために使用される。位置決め部材140は、丸ピン形状に限定されない。また、例えば、位置決め部材140に形状受けを設け、当該形状受けによって突出部44の下面を受けることによって、絶縁シート片42を位置決めすることも可能である。
ラミネート治具100は、後述するように、押圧治具150をさらに有する。押圧治具150は、外周壁部120、載置台110および内周壁部130によって規定される空間と略一致する形状を有しており、外周壁部120と内周壁部130との間に挿入されて、載置台110に配置された絶縁シート片42およびバスバー50,52,54,56を押圧するために使用される。
なお、バスバー50,52,54,56は、突出している接続端子34が外周壁部120と当接することで位置決めされる(図10参照)。
絶縁シート40は、リング状に配置される絶縁シート片42(図6参照)から構成されているため、図11に示されるように、絶縁シート片42の突出部44の開口部45に、位置決め部材140が挿入されることにより、絶縁シート片42が位置決めされる。
そして、絶縁シート片42(絶縁シート40)およびバスバー50,52,54,56の積層が完了すると、図12に示されるように、押圧治具150によって押圧されて、接着される。これにより、絶縁シート片42が接着されて絶縁シート40を形成すると共に、絶縁状態で一体化されたバスバー50,52,54,56の積層体(バスリング30)が組立てられる。
つまり、本製造方法によって製造されたバスリング30においては、バスバー50,52,54,56の絶縁部材が、絶縁シート40から構成されるため、樹脂製ケースを利用する場合に比較し、絶縁部材のコストを低減し、かつ、モータの軸方向に関するバスリングの厚みを削減(モータ軸長を短縮)することが可能である。また、絶縁シート片42(絶縁シート40)を積層する際、絶縁シート片42(絶縁シート40)の突出部44に形成された開口部45に位置決め部材140を挿入することによって、絶縁シート片42(絶縁シート40)が位置決めされるため、絶縁シート片42(絶縁シート40)の位置決め精度が良好であり、絶縁状態を容易に確保することが可能である。したがって、安価かつコンパクトなモータ用バスリングの製造方法を提供することができる。
絶縁シート片42からの絶縁シート40の形成が積層工程に組み込まれているため、絶縁シート片42(絶縁シート40)を容易かつ正確に位置決めすることが可能である。
組付け工程においては、バスリング30が、ステータコア部20にセットされる。この際、図13に示されるように、バスリング30の内側(径方向)に位置している絶縁シート40の突出部44が、分割コア22(インシュレータ26)間の隙間Sに嵌るように配置される。したがって、突出部44を回り止めとして利用することが可能である。
結線工程においては、バスバー50,52,54,56の接続端子34が、分割コア22のコイル端子24と接合される(図2参照)。接合は、例えば、ヒュージングが適用される。
以上のように、実施の形態1においては、バスバーの絶縁部材が、絶縁シートから構成されるため、例えば、樹脂製ケースを利用する場合に比較し、絶縁部材のコストを低減し、かつ、モータの軸方向に関するバスリングの厚みを削減(モータ軸長を短縮)することが可能である。また、絶縁シート片(絶縁シート)を積層する際、絶縁シート片(絶縁シート)の突出部に形成された開口部に位置決め部材を挿入することによって、絶縁シート片(絶縁シート)が位置決めされるため、絶縁シート片(絶縁シート)の位置決め精度が良好であり、絶縁状態を容易に確保することが可能である。したがって、安価かつコンパクトなモータ用バスリングの製造方法を提供することができる。
絶縁シートが、複数の絶縁シート片を接着して形成されるため、絶縁シート素材を有効利用して、歩留りの向上を図り、絶縁シートのコストを低減することが可能である。
絶縁シート片からの絶縁シートの形成が積層工程に組み込まれているため、絶縁シート(絶縁シート片)を容易かつ正確に位置決めすることが可能である。
絶縁シートの突出部を、分割コア(インシュレータ)間の隙間に嵌るように配置しているため、回り止めとして利用することが可能である。
次に、実施の形態2を説明する。
図14は、実施の形態2に係るバスリングの製造方法を説明するためのブロック図、図15は、図14に示される切除工程を説明するための斜視図である。
実施の形態2は、図14に示されるように、積層工程と組付け工程の間に、切除工程を有する。切除工程においては、図15に示されるように、積層工程において位置決めに利用された開口部45を有する絶縁シート40の突出部44が、切除される。したがって、組付け工程において、突出部44の存在を考慮する必要がないため、バスリング30をステータコア部20にセットする際の作業性が向上する。
以上のように、実施の形態2においては、組付け工程における作業性が向上する。
次に、実施の形態3を説明する。
図16は、実施の形態3に係るバスリングを説明するための断面図である。
実施の形態3に係るバスリング30Aが有する絶縁シート40は、図16に示されるように、本体部40Aおよび閉塞部40Bを有する。本体部40Aは、積層されるバスバー50,52,54,56の間に配置される部分である。閉塞部40Bは、バスバー50,52,54,56の開放面を覆うようにバスバー50,52,54,56の周囲に配置される部分であり、重なっている部位が互いに接着されている。
この場合、バスバー50,52,54,56は、開放面を有しておらず、外部から隔離されているため、水分や油分等の夾雑物の影響による絶縁性能の低下の懸念が払拭される。また、絶縁性能設計において、沿面距離を考慮することが不要であるため、絶縁性能の品質を保証(確保)するための工数を低減することが可能である。
図17は、図16に示されるバスリングを製造するために適用されるラミネート治具を説明するための断面図、図18は、実施の形態3に係る絶縁シートを構成する絶縁シート片を説明するための平面図、図19は、図18に示される絶縁シート片の開口部からの位置決め部材の離間を説明するための概略図である。
実施の形態3に係るバスリング30Aを製造するために適用されるラミネート治具は、図17に示されるように、載置台110Aおよび押圧治具150Aを有する。載置台110Aは、凹部112および当接部116を有し、絶縁シート片42(絶縁シート40)およびバスバー50,52,54,56が適宜積層されて配置される。
凹部112は、バスバー50,52,54,56の形状と略一致している底面113と、底面113の外周側に沿って延長する壁部114と、底面113の内周側に沿って延長する壁部115と、を有する。当接部116は、壁部114,115の端面であり、位置決め部材140と干渉しないように構成されており、凹部112から溢れた絶縁シート片42(絶縁シート40)の部位が配置される。
押圧治具150Aは、凹部112および当接部116に相対する凹部152および当接部156を有する。凹部152は、バスバー50,52,54,56の形状と略一致している底面153と、底面153の外周側に沿って延長する壁部154と、底面153の内周側に沿って延長する壁部155と、を有する。当接部156は、壁部154,155の端面である。凹部112および凹部152によって一体として形成される空間は、バスリング30の形状と略一致している。
実施の形態3に係る絶縁シート40を構成する絶縁シート片42の開口部45は、図17に示されるように、切欠き部46を有する。切欠き部46は、図18に示されるように、開口部45に挿入された位置決め部材140が切欠き部46を経由して開口部45から離間可能に、構成されている。
図20は、実施の形態3に係る積層工程における加圧による接着を説明するための断面図である。
実施の形態3に係る積層工程においては、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー54、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー52、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー56、絶縁シート片42(絶縁シート40)、バスバー50、絶縁シート片42(絶縁シート40)が、載置台110Aの凹部112に、順次積層される。この際、絶縁シート片42(絶縁シート40)の突出部44の開口部45を、ラミネート治具100の位置決め部材140に挿入することにより、絶縁シート片42(絶縁シート40)が位置決めされる(図17参照)。
そして、絶縁シート片42およびバスバー50,52,54,56の積層が完了すると、図20に示されるように、押圧治具150Aによって押圧されて、接着される。この際、押圧治具150Aの加圧によって引き起こされる絶縁シート片42を変形させようとする力に基づいて、絶縁シート片42の端部43における突出部44の開口部45に挿入されていた位置決め部材140は、切欠き部46を経由して、開口部45から離間する(図19参照)。
したがって、位置決め部材140の存在によって引き起こされる絶縁シート片42の予期せぬ位置ずれや破断が、抑制される。つまり、絶縁シート40の位置ずれや破断が生じていないバスリング30A(図16参照)が形成される。また、切欠き部46が予め形成されているため、位置決め部材140の開口部45からの離間が容易かつ確実となる。
図21は、実施の形態3に係る変形例を説明するための平面図である。
絶縁シート片42の開口部45は、切欠き部46を有する形態に限定されず、破断部位を特定し得る脆弱部47を設けることも可能である。脆弱部47は、例えば、図21に示されるように、開口部45を取り囲んでいる部分における幅狭部位によって構成され、突出部44における内側に面する辺に配置される。幅狭部位の幅Bは、押圧治具150Aの加圧によって引き起こされる絶縁シート片42を変形させようとする力に基づいて破断するように設定される。
変形例においては、絶縁シート片42の開口部45は、積層工程における接着の際まで、破断した部位を有していないため、絶縁シート片42の取り扱いが容易である。
以上のように、実施の形態3においては、開口部に挿入されている位置決め部材の存在によって引き起こされる絶縁シートの予期せぬ位置ずれや破断が、抑制される。したがって、バスバーが開放面を有しておらず、外部から隔離されてバスリングを、絶縁シートの位置ずれや破断を生じさせることなく、製造することが可能である。
絶縁シート片の開口部が予め切欠き部を有する場合は、位置決め部材の開口部からの離間が容易かつ確実となる。
絶縁シート片の開口部が脆弱部を有する場合は、積層工程における接着の際まで、絶縁シート片の開口部は破断した部位(あるいは切欠き部)を有していないため、絶縁シート片の取り扱いが容易である。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、モータは、3相の交流電流によって駆動される形態に限定されない。分割コアがバスリングの外周側に配置される形態に適用することも可能である。中性相用のバスバーを、バスリングの外部に配置することも可能である。
絶縁シート片からの絶縁シートの形成は、独立の工程とすることも可能である。絶縁シートは、例えば、絶縁シート素材から一体ものとして切り出すことも可能である。
10 ステータ、
20 ステータコア部、
22 分割コア、
24 コイル端子、
26 インシュレータ、
30,30A バスリング、
32 強電端子、
34 接続端子、
40 絶縁シート(絶縁部材)、
40A 本体部、
40B 閉塞部、
42 絶縁シート片、
43 端部、
44 突出部、
45 開口部、
46 切欠き部、
47 脆弱部、
48 絶縁シート素材、
50,52,54,56 バスバー、
100 ラミネート治具、
110,110A 載置台、
112 凹部、
113 底面、
114,115 壁部、
116 当接部、
120 外周壁部、
130 内周壁部、
132 凹部、
140 位置決め部材、
150,150A 押圧治具、
152 凹部、
153 底面、
154,155 壁部、
156 当接部、
B 脆弱部の幅、
絶縁シートの幅、
バスバーの幅。

Claims (7)

  1. モータの同一相のコイルを電気的に接続する環状かつ板状のバスバーと、前記バスバーを絶縁状態で一体化するための絶縁シートと、を有するモータ用バスリングの製造方法であって、
    前記バスバーおよび前記絶縁シートを順次積層して接着する積層工程を有し、
    前記積層工程において、
    前記絶縁シートにおける径方向に突出する突出部に形成された開口部に、位置決め部材を挿入することによって、前記絶縁シートが位置決めされた状態で、前記バスバーおよび前記絶縁シートが接着される
    ことを特徴とするモータ用バスリングの製造方法。
  2. 前記絶縁シートは、環状かつ板状であり、複数の絶縁シート片を接着して形成されることを特徴とする請求項1に記載のモータ用バスリングの製造方法。
  3. 前記絶縁シート片は、前記突出部を有しており、
    前記積層工程において、
    前記絶縁シートは、前記絶縁シート片の形態で積層されており、
    前記絶縁シート片の前記突出部に形成された前記開口部に前記位置決め部材を挿入することによって前記絶縁シート片が位置決めされた状態で、前記バスバーおよび前記絶縁シート片が接着される際、前記絶縁シート片から前記絶縁シートが形成されることを特徴とする請求項2に記載のモータ用バスリングの製造方法。
  4. 前記積層工程の後において、前記バスバーおよび前記絶縁シートを、複数の分割コアを有するステータコア部にセットする組付け工程をさらに有しており、
    前記組付け工程において、
    前記絶縁シートの前記突出部が、分割コア間の隙間に嵌るように配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ用バスリングの製造方法。
  5. 前記積層工程の後において、前記絶縁シートの前記突出部を切除する切除工程と、
    前記切除工程の後において、前記バスバーおよび前記絶縁シートを、複数の分割コアを有するステータコア部にセットする組付け工程と、
    をさらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ用バスリングの製造方法。
  6. 前記絶縁シートの前記開口部は、脆弱部を有し、
    前記積層工程における接着の際、前記絶縁シートが位置決めされた状態で前記バスバーおよび前記絶縁シートを加圧しており、
    前記加圧によって引き起こされる前記絶縁シートを変形させようとする力に基づいて、前記開口部の脆弱部は破断し、前記開口部に挿入されていた前記位置決め部材が、破断した部位を経由して、前記開口部から離間することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ用バスリングの製造方法。
  7. 前記絶縁シートの前記開口部は、切欠き部を有し、
    前記積層工程における接着の際、前記絶縁シートが位置決めされた状態で前記バスバーおよび前記絶縁シートを加圧しており、
    前記加圧によって引き起こされる前記絶縁シートを変形させようとする力に基づいて、前記開口部に挿入されていた前記位置決め部材は、前記切欠き部を経由して、前記開口部から離間することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ用バスリングの製造方法。
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